KR102304894B1 - 광 감지기, 다중 셀 광 감지 장치, 광학 광 센서, 광학 센싱 어레이 및 디스플레이 장치 - Google Patents

광 감지기, 다중 셀 광 감지 장치, 광학 광 센서, 광학 센싱 어레이 및 디스플레이 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102304894B1
KR102304894B1 KR1020140170707A KR20140170707A KR102304894B1 KR 102304894 B1 KR102304894 B1 KR 102304894B1 KR 1020140170707 A KR1020140170707 A KR 1020140170707A KR 20140170707 A KR20140170707 A KR 20140170707A KR 102304894 B1 KR102304894 B1 KR 102304894B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
conductors
electrodes
tfp
pupil
Prior art date
Application number
KR1020140170707A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150064694A (ko
Inventor
지우즈 쉬에
크리슈나 씨 발람
데이빗 엠 호프만
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Publication of KR20150064694A publication Critical patent/KR20150064694A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102304894B1 publication Critical patent/KR102304894B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0421—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/1446—Devices controlled by radiation in a repetitive configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • H01L31/108—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the Schottky type
    • H01L31/1085—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the Schottky type the devices being of the Metal-Semiconductor-Metal [MSM] Schottky barrier type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7839—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with Schottky drain or source contact

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)

Abstract

파장 범위와 입사 각도 범위의 빛을 감지하기 위한 감지기로서, 기판, 기판 상의 복수의 유전체 구조로서 상기 복수의 유전체 구조 각각이 기판 반대 쪽의 유전체 구조 측을 통해 빛을 수신하는 구조, 및 기판 상의 복수의 전도체 구조로서 상기 복수의 전도체 구조의 연속적인 전도체 구조들이 해당하는 상기 복수의 유전체 구조의 유전체 구조를 그 사이에 가지는 구조를 포함하며, 이 때, 상기 연속적인 전도체 구조와 상기 해당 유전체 구조는 상기 파장 범위의 빛을 수신하는 것에 대한 반응으로 흡수 공명을 유도하기 위한 동공을 형성하는 감지기가 제공된다.

Description

광 감지기, 다중 셀 광 감지 장치, 광학 광 센서, 광학 센싱 어레이 및 디스플레이 장치{LIGHT DETECTOR, MULTI-CELL LIGHT DETECTION UNIT, OPTICAL LIGHT SENSOR, OPTICAL SENSING ARRAY AND DISPLAY DEVICE}
본 발명의 실시예는 횡단 파브리-페로 공명기를 감지기로 사용하며 디스플레이 장치에 삽입 가능한 광 센서에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 점차 보급이 확대되어 왔으며, 휴대 전화, 컴퓨터 모니터, 텔레비전, 타블렛 등에 널리 사용되고 있다. 이러한 디스플레이 장치는 유기 발광 디스플레이(OLED), 액정 디스플레이(LCD) 등을 포함하는 적절한 유형(종류)의 디스플레이일 수 있다.
특히, 광 센서를 포함하는 디스플레이 장치는, 예를 들어, 디스플레이 장치에 대한 사용자의 반응(예를 들어, 사용자의 손가락 또는 스타일러스의 사용을 통한 디스플레이 장치와의 반응)을 감지하고, 주변 빛을 감지하며, 문서를 스캔하고, 지문을 스캔하는 등의 목적을 위해 개발되어 왔다.
터치 기능이 활성화된 디스플레이 시스템의 분야에서, 관련 기술의 연구는 터치 패널을 디스플레이 장치 상에 물리적으로 접착시키는 것이다. 그러나, 터치 패널을 접착하게 되면 디스플레이의 콘트라스트 비율과 빛의 투과 등과 같은 성능 파라미터가 저하되며, 디스플레이 시스템의 두께와 무게가 증가하게 된다. 또한, 터치 패널에 종종 채택되는 정전 용량 형의 인 셀 터치 솔루션도 마찬가지로 수율 및 노이즈 처리 상의 심각한 문제점을 가지고 있으며, 이로 인해 제조 비용이 증가하게 된다.
광학 센싱 어레이를 삽입하는 해결책이 존재하기는 하지만, 이와 관련된 기술들은 여러 단점으로 인한 어려움을 겪는 경우가 많다. 예를 들어, 관련 기술의 삽입 광 센서는 감지 파장을 선택할 수 있는 기능을 거의 또는 전혀 가지고 있지 않으며, 결과적으로 일반적인 주변 빛의 조건에서 노이즈 대비 신호 비율이 낮아지게 된다.
이러한 광 센서는 일반적으로 좁은 대역의 빛에만 민감하기 보다는 넓은 범위의 빛 스펙트럼을 흡수한다. 이로 인해 광 필터를 사용하는 것이 필요하게 되나, 이는 매우 비싸고, 일부 응용 분야에서는 구조적인 제한으로 인해 사용이 불가능할 수도 있다. 또한, 광학 필터를 통합하는 것이 어렵다는 사실을 고려할 때, 현재의 삽입 기기 솔루션들은 매우 제한된 이미지 처리 능력을 제공한다. 관련 기술의 센서는 각도에 대한 선택성을 거의 또는 전혀 제공하지 않고 있으며, 이로 인해 감지되는 빛이 평행하게 전파하는 상황에서 이러한 센서들을 사용하는 것이 제한되어 대부분의 경우에 사용이 현실적이지 못하게 된다. 또한, 관련 기술의 삽입 센서는 낮은 광 감지 효율을 보여 준다. 감지 효율을 증대시키기 위해, 광 감지 물질의 두께를 증가시켜야 하지만, 이로 인해 반응 시간이 저하되는 역효과가 있으며 비용이 증가하게 된다.
따라서 광학 렌즈 또는 필터를 필요로 하지 않으면서 높은 감지 효율과 함께 높은 각도 및 파장의 선택성을 제공하는 삽입 광 센서가 바람직하다.
본 발명의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 파장과 방향에 특정하게 반응하여 렌즈 없는 이미지 처리를 가능하게 한 광 감지기, 다중 셀 광 감지 장치, 광학 광 센서, 광학 센싱 어레이, 및 디스플레이 장치를 제공하고자 한다. 또한, 감지기들을 조합하여 관련 기술의 센서가 성취할 수 없는 높은 정도의 각도 선택성을 가지는 광학 광 센서, 광학 센싱 어레이, 및 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예의 일 측면은 횡단 파브리-페로(TFP) 공명기를 감지기로 사용하는 광 센서 및 이를 작동하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예 다른 일 측면은 신규의 형태의 다양한 반응성을 디스플레이 시스템에 통합할 수 있도록, 디스플레이 시스템에 통합될 수 있는 파장과 방향을 감지(및 선택)하는 감지기(예를 들어, 적외선 감지기)에 관한 것이다.
본 발명의 실시예는 기판에 수직 또는 각을 이루는 방향으로 입사하는 빛의 공명 흡수를 야기하여, 소정의 파장을 가지는 입사광에 대한 감지 능력을 크게 향상시키는, 기판 상에 파장 크기로 조절된 횡단 공명강의 박막 2차원 패턴을 포함하는 감지기를 제공한다. 일부 실시예에서, 이러한 감지기는 파장과 방향에 특정하게 반응하여 렌즈 없는 이미지 처리를 가능하게 한다. 또한, 감지기들을 조합하여 관련 기술의 센서가 성취할 수 없는 높은 정도의 각도 선택성을 성취하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 이러한 감지기는 디스플레이 픽셀 밑의 TFT 기판과 같이 초박형으로서, 복수의 감지기가 디스플레이 구조의 내부 또는 외부에서 구성될 수 있도록 해주며, 감지기가 디스플레이 성능에 미치는 영향을 감소(예를 들어, 최소화)시킬 수 있다. 상기 감지기는 디스플레이 시스템에서 종종 채택되는 선형 또는 환형 편광판 콘트라스트 향상 필름과 호환될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 파장 범위와 입사 각도 범위의 빛을 감지하기 위한 감지기가 제공되며 상기 감지기는 기판; 기판 상의 복수의 유전체 구조로서 상기 복수의 유전체 구조 각각이 기판 반대 쪽의 유전체 구조 측을 통해 빛을 수신하는 구조; 및 기판 상의 복수의 전도체 구조로서 상기 복수의 전도체 구조의 연속적인 전도체 구조들이 해당하는 상기 복수의 유전체 구조의 유전체 구조를 그 사이에 가지는 구조를 포함하며, 이 때, 상기 연속적인 전도체 구조와 상기 해당 유전체 구조는 상기 파장 범위의 빛을 수신하는 것에 대한 반응으로 흡수 공명을 유도하기 위한 동공을 형성한다.
일부 실시예에서, 상기 복수의 유전체 구조의 연속되는 구조들의 폭은 점차적으로 증가한다.
일부 실시예에서, 상기 복수의 전도체 구조의 연속되는 구조들의 폭은 점차적으로 증가한다.
일부 실시예에서, 상기 복수의 유전체 구조는 반도체 물질을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 반도체 물질은 실리콘, 폴리실리콘 및 비정질 실리콘 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 복수의 전도체 구조는 금, 은, 알루미늄 및 구리 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 연속적 전도체 구조는 차등 전압을 수신하며, 상기 전압은 상기 동공이 전도체 및 유전체 구조에 의해 흡수된 빛에 반응하여 전류를 생성하도록 유도한다.
일부 실시예에서, 상기 복수의 유전체 및 전도체 구조는 상기 동공을 포함하는 복수의 동공들을 형성하며, 상기 복수의 동공들의 각 동공은 파장 범위의 수신된 빛에 대한 반응으로 신호를 생성하며, 상기 생성된 신호는 상기 파장 범위의 수신된 빛의 편각과 방위각 모두의 입사각을 나타낸다.
일부 실시예에서, 상기 감지기는 상기 복수의 공동에 인접한 공동에서 생성된 신호를 미리 정해진 위상 관계로 결합하고, 파장 범위를 가지는 수신된 빛의 각도가 입사각 범위 내에 있을 때 출력 신호를 생성하기 위한 감지 회로를 더 포함하며, 이 때, 입사 편각은 입사광의 전파 방향과 감지기 평면의 법선 간의 각도이며, 방위각은 사전에 선택된 감지기 평면에 수직인 평면과 빛의 전파 방향과 감지기 법선에 의해 정의되는 입사 평면 간의 각도이다.
일부 실시예에서, 상기 동공은 가시광에 대해 실질적으로 투명하다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 수직으로 입사하는 파장 범위의 빛을 감지하기 위한 다중 셀 감지 장치가 제공되며, 상기 다중 셀 감지 장치는 복수의 감지기를 포함하며, 각 감지기는 감지기에 수직이고 감지기의 동공의 길이 쪽 방향에 평행한 입사 평면을 가지는 파장 범위의 빛을 감지하는 것에 반응하여 신호를 생성하며, 각 감지기는 기판; 상기 기판 상의 복수의 유전체 구조로서, 상기 복수의 유전체 구조의 각각의 구조가 기판의 반대 쪽의 유전체 구조 측을 통해 빛을 수신하는 구조; 및 상기 기판 상의 복수의 전도체 구조로서, 상기 복수의 전도체 구조의 연속적인 전도체 구조들이 이들 사이에 상기 복수의 유전체 구조의 해당 유전체 구조를 포함하며, 이 때, 상기 연속적인 전도체 구조와 상기 연속적인 유전체 구조는 파장 범위의 빛을 수신하는 것에 대한 반응으로 흡수 공명을 유도하기 위한 동공을 형성하며, 상기 복수의 감지기의 제1 및 제2 감지기의 동공의 길이 쪽 방향은 서로 각도를 이룬다.
일부 실시예에서, 제1 및 제2 감지기에 의한 동시 감지는 파장 범위의 수직으로 입사하는 빛의 감지를 나타낸다.
일부 실시예에서, 상기 제1 및 제2 감지기는 동일한 평면에 있으며, 제1 및 제2 감지기의 동공의 길이 쪽 방향은 서로 수직이다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 파장 범위의 빛을 감지하기 위한 광학 광 센서가 제공되며, 상기 광학 광 센서는 횡 방향으로 교대로 배열되는 복수의 p형 반도체 및 복수의 n형 반도체; 각각의 진성 반도체가 p형 반도체의 해당하는 하나의 반도체와 n형 반도체의 해당하는 하나의 반도체 사이에 존재하는 복수의 진성 반도체; 및 상기 복수의 p형 반도체와 n형 반도체 상에 존재하고 그 사이의 상기 복수의 진성 반도체와 함께 복수의 동공을 형성하는 복수의 전극을 포함하며, 이 때, 상기 복수의 p형 반도체 상의 상기 복수의 전극의 전극들이 함께 연결되고, 상기 복수의 n형 반도체 상의 상기 복수의 전극의 전극들이 함께 연결되며, 상기 복수의 동공 중 하나 이상의 동공이 길이 방향으로 입사하는 빛에 노출된다.
일부 실시예에서, 상기 복수의 동공들 중 최소한 하나는 해당 파장 범위의 입사광에 대한 반응으로 흡수 공명을 유도하기 위한 것이다.
일부 실시예에서, 상기 광학 광 센서는 상기 복수의 진성 반도체와 상기 복수의 전극 상에 절연층을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 광학 광 센서는 상기 파장의 빛이 동공에 도달하는 것을 막기 위해 상기 복수의 동공들의 동공 상에 게이트 전극을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 복수의 진성 반도체의 연속되는 반도체의 폭 및/또는 상기 복수의 전극의 연속되는 전극의 폭은 점차적으로 증가한다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 파장 범위의 빛을 감지하기 위한 광학 센싱 어레이가 제공되며, 상기 광학 센싱 어레이는 복수의 행 전도체; 상기 열 전도체를 교차하는 복수의 열 전도체; 상기 복수의 행 및 열 전도체에 연결되는 복수의 광학 광 센서를 포함하고, 상기 복수의 광학 광 센서는 상기 복수의 행 및 열 전도체에 연결되고 복수의 광학 광 센서의 각 센서가 횡 방향으로 교대로 배열되는 복수의 p형 반도체 및 복수의 n형 반도체; 각각의 진성 반도체가 p형 반도체의 해당하는 하나의 반도체와 n형 반도체의 해당하는 하나의 반도체 사이에 존재하는 복수의 진성 반도체; 상기 복수의 p형 반도체와 n형 반도체 상에 존재하고 그 사이의 상기 복수의 진성 반도체와 함께 복수의 동공을 형성하는 복수의 전극; 및 상기 복수의 열 도체에 연결되며 상기 복수의 동공들의 동공 상에 상기 파장의 빛이 동공에 도달하는 것을 막기 위한 게이트 전극을 포함하며, 상기 복수의 p형 반도체 상의 상기 복수의 전극의 전극들이 함께 연결되고, 상기 복수의 n형 반도체 상의 상기 복수의 전극의 전극들이 함께 연결되며, 상기 복수의 동공 중 하나 이상의 동공이 길이 방향으로 입사하는 빛에 노출된다.
일부 실시예에서, 상기 복수의 광학 광 센서 각각은 행의 도체가 행 드라이버에 의해 구동될 때 수신된 파장 범위의 빛에 반응하여 이 빛에 비례하는 전류를 생성한다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 광학 센싱 어레이를 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에 따른 광 감지기, 다중 셀 광 감지 장치, 광학 광 센서, 광학 센싱 어레이 및 디스플레이 장치는 파장과 방향에 특정하게 반응하여 렌즈 없는 이미지 처리를 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 광학 광 센서, 광학 센싱 어레이, 및 디스플레이 장치는 감지기들을 조합하여 관련 기술의 센서가 성취할 수 없는 높은 정도의 각도 선택성을 가진다.
상기 기술한 본 발명의 실시예의 측면 및 기타 측면들은 이들의 실시예를 다음에 설명된 것과 같은 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명함으로써 보다 명확하게 될 것이다.
도 1(A)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따른 횡단 파브리-페로(TFP) 공명기의 사시도이다.
도 1(B)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따른 TFP 공명기의 단면도이다.
도 2(A)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, TFP 공명기가 입사광의 특정 파장에 대해 유전층의 폭의 함수로서 빛을 흡수하는 것을 예시하는 그래프이다.
도 2(B)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 다른 장치의 폭에 대해, 모의된 TFP 공명기의 흡수 스펙트럼을 파장의 함수로서 예시하는 그래프이다.
도 2(C)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 다른 장치의 폭에 대해, 측정된 TFP 공명기(100)의 흡수 스펙트럼을 파장의 함수로서 예시하는 그래프이다.
도 3(A)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 고르게 배치된 TFP 공명기들을 포함하는 감지기의 부분 단면도이다.
도 3(B)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 단독의 TFP 공명기와 고르게 배치된 복수의 TFP 공명기들을 가지는 감지기에 대해 모의되고 정규화된 각도에 대한 감도를 비교하는 그래프이다.
도 3(C)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 단독의 TFP 공명기의 모의된 각도에 대한 반응과 두 개의 인접한 TFP 공명기들을 포함하는 감지기의 분별 반응을 비교하는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 처프(chirp)된 TFP 공명기를 포함하는 감지기의 일부에 대한 예시도이다.
도 5(A)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따른 감지기 및 상기 감지기의 감지 평면의 사시도이다.
도 5(B)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따른 두 개의 직교 감지기를 포함하는 2-셀 감지 장치의 사시도이다.
도 5(C)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 다양한 방향으로 배열된 감지기를 포함하는 다중 셀 감지 장치의 평면도를 예시한다.
도 6(A)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 서로 다른 방향에 대한 감도를 가지는 감지기를 포함하는 다중 셀 감지 장치의 평면도를 예시한다.
도 6(B)는 감지기 셀의 방향에 대한 감도를 예시하는 도 6(A)의 다중 셀 감지 장치의 단면을 나타내며, 도 6(A)의 라인 I-I'을 따라 절개한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 많은 수의 감지기를 포함하는 감지 매트릭스의 예시도이다.
도 8(A)는 본 발명의 일부 실시예에 따라, 트랜지스터와 감지기를 포함하는 TFP 광 센서의 단면도이다.
도 8(B)는 도 8(A)의 TFP 광 센서의 등가 회로도의 예시도이다.
도 8(C)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따른 감지기의 전극 배치를 보여 주는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따른 광학 센싱 어레이를 개략적으로 나타낸다.
도 10(A) 및 도 10(B)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 광학 센싱 어레이가 통합된 디스플레이 패널의 단면의 예시도이다.
도 11(A)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 감지기의 상단에 위치한 필터의 단면도이다.
도 11(B)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 필터(1100)의 스펨트럼 흡수, 반사 및 투과를 보여 주는 예시도이다.
도 12(A)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 공명에 있어서 TFP 공명기의 광흡수에서의 향상을 공명강을 가지지 않는 실리콘 광 감지기와 비교하여 예시하는 그래프이다.
도 12(B)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 전도체 구조의 다양한 물질들이 TFP 공명기의 품질 인자(Q-factor)에 미치는 영향을 예시하는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 감지기 내 인접한 TFP 공명기 쌍의 반응을 차감하기 위해 사용된 널링(nulling) 구조를 나타내는 개략적인 예시도이다.
본 특허 출원은 2013년 12월 3일에 출원되고, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로써 통합된, "횡단 파브리-페로 공명기를 감지기로 사용하는 삽입 광 센서"를 제목으로 하는 미국 예비 출원 제 61/911,426호의 우선권을 주장하며 이의 혜택을 받고자 한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들을 도시하는 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 완전히 설명할 것이다. 해당 분야의 기술자들이라면 기술된 실시예에 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 수정이 가해질 수 있으며 대체적인 형태를 가질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위해, 본 발명을 완전히 이해하기 위해 필요하지 않은 일부 요소 또는 특징들은 생략될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어들은 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것이며, 본 발명을 제한하기 위한 의도로 사용된 것은 아니다.
예를 들어, "제1", "제2" 등의 용어들이 본 명세서에서 각종 요소들을 설명하기 위해 사용되었지만, 이러한 요소들이 이러한 용어들이 의미하는 엄밀한 구성으로만 제한되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 할 것이다. 대신, 이러한 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위해 사용된 것이다. 또한, 단수로 사용된 표현은 문맥 상에서 분명하게 다른 의미를 가지지 않는 이상 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된", "포함하는", "가지는" 등과 같은 용어들은 본 명세서에 개시된 특징, 숫자, 단계, 행동, 구성 요소, 부분 및 이들의 조합의 존재를 나타내기 위해 사용된 것이며, 하나 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 행동, 구성 요소, 부분 및 이들의 조합이 존재하거나 추가될 수 있음을 배제하려는 의도로 사용된 것이 아닌 것으로 이해되어야 할 것이다.
요소 또는 레이어가 또 다른 요소 또는 레이어의 "위"에 있거나 이로 "연결된" 또는 "결합된" 것으로 참조되는 경우에는, 이러한 요소 또는 레이어는 상기 또 다른 요소 또는 레이어로 직접적 또는 간접적으로 "연결된" 또는 "결합된" 것이거나, 하나 이상의 중간에 개입된 요소 또는 레이어가 존재하는 것으로 이해되어야 할 것이다. 이와 마찬가지로, 요소 또는 레이어가 또 다른 요소 또는 레이어에 "연결된" 또는 "결합된" 것으로 참조되는 경우에는, 이러한 요소 또는 레이어는 상기 또 다른 요소 또는 레이어에 직접적 또는 간접적으로 "연결된" 또는 "결합된" 것일 수 있다. 요소가 또 다른 요소 또는 레이어의 "바로 위"에 있거나 이로 "직접 연결된" 또는 "직접 결합된" 것으로 참조되는 경우에는, 중간에 개입된 요소 또는 레이어가 존재하지 않는다. 유사한 번호는 명세서 전체에서 유사한 요소를 나타낸다. 본 명세서에서 사용된 용어 "및/또는"은 열거된 항목과 관련된 하나 이상의 조합 모두를 포함한다.
"아래", "밑", "하부", "위" "상부" 등과 같이 공간적으로 상대적인 용어들은 본 명세서에서 도면에서 예시된 한 요소 또는 특징이 다른 요소 또는 특징과 가지는 관계를 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 공간적으로 상대적인 용어들은 사용되거나 작동 중인 장치의 도면에서 묘사된 배치뿐만 아니라 다른 배치까지도 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면의 장치가 뒤집히는 경우, 다른 요소의 "아래 쪽" 또는 "및"에 있는 것으로 기술된 요소 또는 특징은 상기 다른 요소의 "위 쪽" 또는 "위" 에 위치하게 된다. 따라서, 예시적 용어 "아래"는 위와 아래 방향을 모두 포함할 수 있다. 치는 다른 방향으로 배치될 수 있으며(예를 들어, 90도 또는 다른 방향으로 회전) 본 명세서에서 사용된 상기 공간적으로 상대적인 용어들은 이에 따라 해석되어야 한다. "하나 이상의"라는 표현이 목록에 적용되는 경우, 이는 전체 목록에 대해 적용되며, 목록의 개별 원소들에 대해 적용되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용된 모든 용어들(기술적 용어와 과학적 용어를 포함)은, 다르게 적용되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가진다. 통상적으로 사용되는 사전에서 정의된 것과 같은 용어들 또한 이와 관련된 기술 분야에서의 문맥 상 일관된 의미를 가지는 것으로 이해되어야 할 것이며, 본 명세서에서 명시적으로 그렇게 정의되지 않는 한 이상적으로 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명하면서 사용된 "할 수 있다"라는 용어는 "하나 이상 본 발명의 실시예"에 관련된다.
본 명세서에서 사용된 "실질적으로", "약", 및 이와 유사한 용어들은 정도를 나타내는 용어가 아닌 근사적인 의미로 사용된 것이며, 측정되거나 계산된 값에서 해당 분야의 통상적인 기술자가 인식할 수 있는 고유한 편차를 설명하기 위해 사용된 것이다.
또한, "사용", "사용한" 및 "사용된"과 같은 용어는 "활용", "활용한" 및 "활용된"과 같은 용어와 각각 동일한 의미를 가지는 것으로 간주되어야 할 것이다.
도면 내에서의 유사한 도면 부호는 유사한 요소를 나타내며, 이에 대한 반복된 기술은 생략될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 감지기(예를 들어, 횡단 파브리-페로 감지기)는 설계된 파장에서 빛의 공명 흡수를 보이고 다른 파장의 빛을 투과 또는 반사시키는 TFP 공명기를 포함한다. 따라서, 상기 TFP 공명기(따라서 또한 상기 감지기)는 지정된 파장에 대한 높은 수준의 감도를 보여 주며, 좁은 파장 대역을 형성할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 감지기는 간격(예를 들어, 소정의 간격)에 따라 배치된 TFP 공명기들의 어레이를 포함한다. 공명기들 사이의 간격과 인접한 공명기들 간의 상대적 위상(예를 들어, 인접한 공명기로부터의 광전 신호가 위상 내로 또는 위상 외로 감지되는 지(분별)의 여부)은 감지기가 실질적으로 수직으로 입사하는 빛 만을 흡수하도록 설계될 수 있도록 설계될 수 있다. 빛의 간섭 현상으로 인해, 적절한 간격의 구성과 상대적인 위상 관계를 통해 감지기가 각도에 더 강하게 의존하여 빛을 흡수하도록 하는 결과를 가져올 수 있다. 예를 들어, 공명기들 사이의 간격을 특정하게 조정하여 감지기가 경사된 방향으로 입사하는 빛에 대해서만 감도를 가지도록 할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, TFP 공명기의 방향 감지 어레이는 디스플레이 시스템(예를 들어, 디스플레이 매트릭스)과 통합(예를 들어, 삽입)되어 멀티 터치, 터치 면에서 떨어져서 행하는(hovering) 제스처, 이미지 처리, 및 기타 기능을 광학적 초점 기능을 사용하지 않고 노이즈 대비 높은 신호 비율로 감지하도록 할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예는 스마트폰과 같은 휴대용 기기에 설치되는 초박형의 지문 스캐닝 장치에 채택될 수 있다.
도 1(A)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따른 횡단 파브리-페로(TFP) 공명기(100)의 사시도이다. 도 1(B)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따른 TFP 공명기(100a)의 단면도이다.
일부 실시예에 따르면, 상기 TFP 공명기(예를 들어, 나노 TFP 공명기)(100)는 두 개의 전도체 구조(예를 들어, 두 개의 전극 또는 금속층)(102)와, 그 사이에 삽입되는 하나의 유전체 구조(예를 들어, 반도체 구조)(104), 및 상부에 전도성 및 유전체 구조 (102, 104)가 위치하는(예를 들어, 형성된) 기판(106)을 포함한다. 상기 전도체 구조(102)는 동일한 금속 또는 서로 다른 금속일 수 있으며, 일부 실시예에서 관심 대상의 파장 내에서 최소의 흡수율을 가질 수 있다. 상기 전도체 구조(102)는 금, 은, 구리 또는 알루미늄과 같은 금속은 포함할 수 있다. 상기 유전체 구조(104)는 실리콘과 게르마늄 및 이들의 다양한 결정 형태, 예를 들어, 결정 실리콘, 폴리실리콘, 비정질 실리콘, 및/또는 기타 물질과 같은 반도체를 포함할 수 있다. 상기 기판(106)은 굴절률이 유전체의 굴절률보다 낮은 한 적절한 절연 물질을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상기 기판(106)은 이산화규소(SiO2) 및 이의 특정한 결정 형태의 수정과 질화실리콘(SiN)을 포함할 수 있다. 전도체 및 유전체 구조(102, 104) 사이의 큰 유전성 대비는 표면에 수직인 빛이 입사하는 경우에, 하나 이상의 평면 내의 흡수 공명(예를 들어, 도 1에 도시된 것과 같이, X-Y 평면 내에서의 공명)을 여기시킬 수 있는 동공(예를 들어, 슬릿 동공)(105)을 형성한다. 따라서, 이러한 도체-반도체-도체의 기하학적 구조는 빛의 전파 방향(예를 들어, 도 1에 도시된 것과 같이, Z 방향)에 횡 방향의 파브리-페로 공명기를 형성한다. 단위 값(1)에 가깝거나 거의 이 값을 가지는 흡수율이 공명 파장에서 성취될 수 있다.
상기 TFP 공명기(100)의 공명 흡수는 유전체 구조(104)(또는 동공(105))의 폭 W를 변화시킴으로써 조절될 수 있다. 예를 들어, 폭 W가 증가함에 따라, 공명 흡수의 파장 또한 증가할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 폭 W는 약 50 nm 내지 약 900 nm일 수 있다. 또한, 상기 TFP 공명기(100)의 두께 t는 상기 공명기(100)의 주어진 폭 W에서 공명을 지지할 정도만 되면 충분하기 때문에 상기 공명기(100)는 초박형으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 두께 t는 약 120 nm일 수 있으며, 약 50nm 내지 약 250nm의 범위 내에 있을 수 있다. 위의 설명에서 TFP 공명기의 크기의 값과 범위에 대한 예를 제시하였지만, 본 발명의 실시예가 이로 제한되는 것은 아니며 바람직한 공명 파장에 대해 다른 적절한 크기를 채택할 수 있다.
흡수된 광자들(예를 들어, 공명 파장에 있는 광자들)은 낮은 저항이나 전하 운반체의 흐름(전류)과 같은 횡단 파브리 페로 구조의 전기적 성질을 변화시키는 전하 운반체 쌍으로 변환될 수 있으며, 이후 적절한 다양한 방법으로 감지되어 횡단 파브리 페로 공명기를 광 감지 장치로 만들 수 있다. 일부 실시예에서, 전압 V는 전압 소스(110)를 통해 가해지며, 상기 TFP 공명기(100)는 흡수된 광자에 의해 생성되어 증가한 전하 전달자로 인해 더 낮은 저항을 가질 수 있다.
도 1(B)를 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에서, 상기 TFP 공명기(100a)의 유전체 구조(104a)는 상기 전도체 구조(102) 아래에서 확장되는 날개(104c)를 가지는 지느러미 구조를 가질 수 있다. 상기 날개는 매우 얇을 수 있으며, 일례로 5 nm의 두께와 같이 수 나노미터 정도일 수 있으며, 이들은 전도체 전극과 유전체 광 흡수 구조(예를 들어, 유전체 광 흡수 지느러미 구조)(104a) 사이의 전기적 접촉을 크게 향상시킨다. 상기 TFP 공명기(100a)는 그 이외에는 상기 TFP 공명기(100)와 기능과 구조가 유사하다.
본 명세서에서 설명된 일부 예와 실시예가 상기 TFP 공명기(100)에 대해 설명하고 있지만, 기술된 개념은 유전체 구조와 독립적이며, 예를 들어, 상기 TFP 공명기(100a)에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 따라서, 이하의 설명에서 상기 TFP 공명기(100) 및/또는 상기 유전체 구조(104)에 대한 모든 참조는 상기 TFP 공명기(100a) 및/또는 상기 유전체 구조(104a)를 역시 참조하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 2(A)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, TFP 공명기가 입사광의 특정 파장에 대해 유전층의 폭의 함수로서 빛을 흡수하는 것을 예시하는 그래프이다. 일부 실시예에서, 유전체 구조(104) 내의 유전체는 유전 상수 n2을 가지는 폴리실리콘이며 입사광은 파장 λ를 가진다. 상기 장치는 도 2A에 도시된 것과 같이, λ/2n, 3 λ/2n, 5λ/2n, 7λ/2n …에서 공명 흡수를 보여 주고, 5λ/2n에서 가장 강한 공명 흡수를 보여 주며, 이 때, n은 유전체의 굴절률이다.
도 2(B)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 유전체 구조(104)의 다른 폭(예를 들어, 지느러미 구조의 폭)에 대해, 모의된 TFP 공명기(100)의 흡수 스펙트럼을 파장의 함수로서 예시하는 그래프(210)이다. 도 2(C)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 다른 장치(100)의 폭(예를 들어, 지느러미 구조의 폭)에 대해, TFP 공명기(100)의 측정되고 정규화된 흡수 스펙트럼을 파장의 함수로서 예시하는 그래프(220)이다.
도 2(B)를 참조하면, 곡선 212, 214 및 216은 각각 약 500, 550 및 600 nm와 같은 폭 W를 가지는 TFP 공명기의 모의된 흡수 단면을 (단면의 분율로서) 나타낸다. 도 2(C)를 참조하면, 곡선(222, 224, 226)은 각각 약 500, 550 및 600 nm와 같은 폭 W를 가지는 TFP 공명기(100)의 측정된 흡수 스펙트럼을 (단면의 분율로서) 나타낸다. 상기 곡선(222, 224, 226)의 흡수 단면적은 최대 반응이 1이 되도록 크기가 조절되었다. 도 2(B) 및 도 2(C)에 도시된 것과 같이, 상기 TFP 공명기(100)의 공명 파장은 상기 공명기(100)의 유전체 구조(104)의 폭이 증가함에 따라 함께 증가한다.
상기 TFP 공명기(100)는 편광 및 각도에 대한 감도를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 공명기(100)의 동공은 동공의 평면 내에서 좁은 입사각 범위로부터의 빛 만을 감지할 수 있다. 그러나, TFP 공명기의 어레이는 단일 TFP 공명기(100)의 감지 범위보다 좁고/좁거나 이 범위의 밖에 있는 각도에 대한 선택성과 같은 수정된 특성을 보이는 감지기를 형성하기 위해 적절한 방식으로 배치될 수 있다.
도 3(A)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 고르게 배치된 TFP 공명기(100)들을 포함하는 감지기(300)의 부분 단면도이다. 도 3(B)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 단독의 TFP 공명기(100)와 고르게 배치된 복수의 TFP 공명기(100)들을 가지는 감지기(300) 내의 TFP 공명기에 대해 모의되고 정규화된 각도에 대한 감도를 비교하는 그래프(310)이다. 도 3(C)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 단독의 TFP 공명기(100)의 모의된 각도에 대한 반응과 두 개의 고른 간격으로 배치된 TFP 공명기(100)들을 포함하는 감지기(300)의 분별 반응을 비교하는 그래프(320)이다. 도 3(C)에서의 상기 감지기(300)의 분별적 반응(곡선 324로 나타남)은 각도에 대하여 단일 TFP 공명기(100)의 피크 감도로부터 편향된 피크 감도를 가진다.
도 3(A)를 참조하면, 감지기는 고른 간격으로 배치된(예를 들어, 인접한 TFP 공명기(100)의 동공(302)이 동일한 간격으로 분리되어 있을 수 있다) 복수의 TFP 공명기(100)를 포함할 수 있다.
도 3(B)에 도시한 것과 같이, 단일 TFP 공명기(100)는 곡선(312)에서 볼 수 있듯이 각도에 대해 좁은 감도를 가지는 반면에, 인접하는 TFP 공명기(100)의 존재로 인해 각 TFP 공명기(100)의 각도에 대한 선택성은 곡선(314)에 나타난 것처럼 날카롭게 될 수 있으며(예를 들어, 더 좁아질 수 있다), 이는 두 TFP 공명기(100)의 정규화된 흡수 스펙트럼으로서 위상으로 감지된다. 큰 TFP 공명기(100)의 어레이를 포함하는 감지기의 경우(나노-스케일에서 쉽게 가능할 수 있음), 각 TFP 공명기(100)의 각도에 대한 선택성은 곡선(316)에 나타난 것처럼 더 날카롭게 될 수 있다(예를 들어, 좁아질 수 있다). 상기 TFP 공명기(100)의 각도에 대한 감도는 영도의 각도 θ에서 피크를 보인다. (도 3(B)-3(C)의 그래프(310, 320)의 수평 축을 형성하는 각도 θ는 도 3(A)에 도시된 것과 같이 감지기(300)의 상부 표면에 법선 방향(예를 들어, 수직)인 라인에 대해 측정된다). 도 3(B)의 예에서, 각 TFP 공명기(100)의 동공의 폭 WC는 약 575 nm이며, 주변의(예를 들어, 인접한) 동공(302)들 사이의 분리 거리 WS는 약 370 nm이다. 상기 TFP 공명기(100)에 대한 공명 파장은 길이에 의존함을 알 수 있다. 그러나, 약 1.5 μm 또는 그 이상의 공동 길이(예를 들어, 공동의 폭의 수 배에 이르는 길이)에 대해, 공명 파장은 점근선에 접근할 수 있으며, 도 3(A)의 실시예에서, 공명 흡수 파장은 약 824 nm이다.
일부 실시예에 따르면, 상기 감지기(300)는 인접한 TFP 공명기(100)의 해당 출력 신호(예를 들어, 공명 반응)들을 결합(예를 들어, 차감)함으로써 각도에 대한 선택성을 성취할 수 있다. 도 3(C)에 도시한 것과 같이, 인접한 TFP 공명기(100)(곡선(324)로 나타냄)의 반응들 간의 차이는 변위를 가지는(예를 들어, 영이 아닌) 입사각에서 피크를 가질 수 있다(이러한 각도 상의 편이는 또한 위상 산란이라고 한다). 도 3(C)의 예에서, TFP 공명기(100) 각각의 동공의 폭 WC는 약 575 nm이며 주변의(예를 들어, 인접한) 동공(302)들 사이의 분리 거리 WS는 약 100 nm이다. 이로 인해 약 15도의 감도 편이가 발생할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 감지기(300)의 흡수 반응(따라서, 또한 각도에 대한 선택성)에서의 피크 차이는 동공의 폭(예를 들어, 지느러미 구조의 폭) WC 및 분리 거리 WS를 조정함으로써 원하는 각도로 조절될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 동공의 폭 WC가 TFP 공명기(100)의 공명 파장(또는 감지기(300)의 공명 파장)을 결정하지만, 감지기(300)의 각도에 대한 감도(예를 들어, 방향에 따른 각도에 대한 선택성)에는 영향을 주지 않을 수 있다. 일부 실시예에서, 각도(예를 들어, 반응의 차이가 피크가 되는 각도)에 대한 감도는 분리 거리 WS에 의해 결정된다.
도 4는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 처프(chirp)된 TFP 공명기(100)를 포함하는 감지기(400)의 일부에 대한 예시도이다.
일부 실시예에서, 연속적인 TFP 공명기(100)의 동공의 폭(예를 들어, WA, WB, WC, WD, 및 WE)은 조절된 방향 선택성을 가지는 감지기(예를 들어, 처프된 감지기)(400)를 형성하기 위해 증가할 수 있다(예를 들어, WA < WB < WC < WD < WE가 되도록 점차적으로 증가할 수 있다). 동공의 폭에서의 처프의 결과로, 순순한 흡수는 입사광이 적정한(예를 들어, 다소 다른) 위상 지연을 생성하는 특정한 각도의 방향을 가질 때 최대화될 수 있다. 일부 실시예에서, 처프는 선형일 수 있으며, 이 경우, 감지기(400)의 일부를 형성하는 연속한 TFP 공명기(100)사이에 다음과 같은 관계가 존재할 수 있다:
동공의 폭 공명 파장 입사광의 위상
WA = WC - 2Δ λA = λC - 2γ φA = φC - 2δ
WB = WC - Δ λB = λC - γ φB = φC - δ
WC λC φC
WD = WC + Δ λD = λC + γ φD = φC + δ
WE = WC + 2Δ λE = λC + 2γ φE = φC + 2δ
이 때, Δ, γ, 및 δ는 각각 처프된 감지기(400)의 TFP 공명기(100)의 동공의 폭, 공명 주파수, 및 입사광의 위상 지연의 증가 단위를 나타낸다. 일부 실시예에 따르면, 상기 처프는 가장 좁은 TFP 공명기(100)와 가장 넓은 공명기의 파장 공명 중심의 차이가 공명기(100)의 흡수 스펙트럼의 최대의 절반에서의 전체 폭의 수 배, 예를 들어, 최대의 절반에서의 전체 폭의 두 배가 되도록 선택될 수 있다.
인접한 TFP 공명기(100)로부터의 반응(예를 들어, 반응 신호)은 결합되어 처프된 감지기(400)에 의한 방향에 따른 선택성을 성취할 수 있다. 상기 결합 방법은 처프된 감지기(400) 내의 TFP 공명기(100)의 개수와 크기에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시예에서, 특정한 방향에 대한 선택성을 성취하기 위해, 인접한 TFP 공명기(100)로부터의 반응 신호의 위상을 하나 이상의 소정의 양으로 서로 지연시킨 후 이들을 모두 더한 값(또는 평균값)을 구할 수 있다. 이러한 위상 지연은 하드웨어(예를 들어, 위상 지연 요소)를 통해 도입될 수 있고 또한/또는 반응 신호가 프로세서 기반의 장치로 디지털화되어 입력된 이후에 소프트웨어로 수행될 수 있다.
도 4에 도시된 처프된 감지기(400)가 처프된 동공의 폭을 가지고 있지만, 본 발명의 실시예는 여기에 제한되지 않으며, 또한, 본 발명의 일부 실시예에서, 동공의 폭 및 동공의 분리 거리 중 하나 또는 모두가 처프 처리될 수 있다. 유전체 층의 폭에서의 처프가 파장 흡수 중심에서의 편이를 제공하지만, 상기 동공 분리 내의 처프는 공명 광 흡수의 간격으로 인해 위상 편이에서의 변화를 제공한다.
도 5(A)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따른 감지기(500) 및 상기 감지기의 감지 평면(502)의 사시도이다. 도 5(B)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따른 두 개의 직교 감지기(500a, 500b)를 포함하는 2-셀 감지 장치(510)의 사시도이다. 도 5(C)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 다양한 방향으로 배치된 감지기를 포함하는 다중 셀 감지 장치(510a)의 평면도를 예시한다.
도 5(A)를 참조하면, 감지기(500)는 TFP 공명기(100)의 어레이를 포함하며 이차원 감지 평면(예를 들어, 선택 평면)(502)으로 표현되는 방향에 따른 감도(예를 들어, 선택성)를 가진다. 감지기(500)의 표면으로 입사하는 광선 중, 감지 평면(502)에 평행한 광선이 감지기(500)에서 최대의 반응을 생성할 수 있다. 감지 평면(502)의 감지 각도 θ는 감지기(500)의 표면에 수직인 방향에 대해 측정되며, 전도체 및/또는 유전체 층(102/104)의 폭에 처프를 도입함으로써 또한/또는 감지기(500)의 TFP 공명기(100)의 반응을 특정한 방식으로 결합함으로써 원하는 대로 조정될 수 있다.
감지 평면(502)의 범위에서 벗어 나는 입사광(예를 들어, 감지 각 θ와 다른 입사 각을 가지는 입사 평면을 가지는 빛)은 감지기(500)로부터 최대보다는 작으나 감지기(500)의 감지 프로파일을 따르는 반응을 이끌어 낼 수 있다. (도 3(B)의 곡선(316)과 도 3(C)의 곡선(324)은 각각의 실시예에 대한 감도 프로파일의 예를 나타낸다). 입사 평면은 입사광에 평행하며 동공(105)의 길이 쪽 방향(예를 들어, 도 1A 내의 Y-방향)과도 평행한 상상의 평면으로 정의할 수 있으며, 입사각은 입사 평면과 수직 평면(예를 들어, 마찬가지로 동공(105)의 길이 쪽 방향에 평행한 감지기(500) 상단 표면에 직각인 상상의 평면)과의 최소 각으로 정의할 수 있다. 따라서, 상기 감지기(500)는 입사광의 각도(예를 들어, 편각)를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 감지기(500)는 입사광이 좁은 범위의 입사각 범위 내에서 입사하는지의 여부에 대한 양단 간 결정을 내리기 위해 활용될 수 있다.
일부 실시예에서, 서로 각도를 이루는 두 개 이상의 감지기(500) 세트가 결합되어 편각 θ뿐만 아니라 방위각 φ에 대해서도 좁혀진 범위의 방향에 대한 감도(예를 들어, 방향에 대한 선택성)를 가지는 다중 셀 감지 장치를 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 5(B)에 도시된 것과 같이, 서로 간에 각도를 이루는(예를 들어, 서로 간에 직각인 동공의 길이 방향을 가지는) 두 개의 감지기(500a, 500b)를 결합한 2-셀 감지 장치(510)는 편각 θ와 방위각 φ에 대해 좁혀진 범위의 방향에 대한 감도를 가질 수 있다. 따라서, 서로 다른 각도에 있는 두 개의 감지기 세트는 입사광의 편각 및 방위각, θ 및 φ를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 다중 셀 감지 장치 내의 감지기(또는 감지기 셀)의 개수를 증가시킴으로써 결과적으로 입사광의 편각 및 방위각, θ 및 φ의 선택 범위를 더욱 좁힐 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 다중 셀 감지 장치 내의 감지기(예를 들어, 감지기(500a, 500b))는 동일한 평면(예를 들어, 도 5(B)에 도시된 X-Y 평면)에 있으며, 작동 면에서 도 5(A)와 관련하여 설명된 감지기(500)와 실질적으로 유사하다. 상기 감지기는 원하는 선택 편각과 방위각, θ 및 φ에 따라 실질적으로 동일하거나 다른 각도에 있는 선택 평면을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 2-셀 감지 장치(510)는 두 개의 직교하는 대칭적 감지기(500a, 500b)(예를 들어, 처프가 없는 두 개의 직교 감지기)를 포함하며, 이들은 각도에 대한 편향(예를 들어, 감지기(500a, 500b)의 표면에 수직인 감지 표면(502)을 가짐)을 가지지 않는다. 이러한 실시예에서, 입사하는 수직의 빛은 두 센서를 모두 여기시킬 수 있는 반면에, 수직이 아닌 광원은 감지기 중 하나 만을 여기 시키거나 어느 감지기도 여기시키지 않을 수 있다. 따라서, 상기 2-셀 감지 장치(510)는 두 감지기(500a, 500b)에 실질적으로 수직인 빛을 감지하도록 구성될 수 있다. 그러나, 다중의 광원이 존재하는 경우에 상기 2-셀 감지 장치(510)가 오류로 양의 값의 감지를 일으킬 수 있다. 이는 감지기 배치의 수를 늘림으로써 극복될 수 있다.
예를 들어, 도 5D에 도시된 상호간에 특정 각도로 설정된 두 세트의 직교 감지기(예를 들어, 서로 간에 45도의 각도로 설정된 감지기(500a, 500b, 500c, 500d))를 포함하는 다중 셀 감지 장치(510a)는 다중 광원의 존재 하에서 수직으로 입사하는 빛에 대해 오류에 의한 양의 값의 감지를 일으킬 확률이 적게 될 것이다. 서로 다른 배치를 가지는 감지기 셀의 수를 증가시킴으로써 다중 셀 감지 장치(510a)의 감지의 견고성을 더욱 향상(예를 들어, 증가)시킬 수 있다.
도 6(A)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 서로 다른 방향에 대한 감도를 가지는 감지기(600)를 포함하는 다중 셀 감지 장치(610)의 평면도를 예시한다. 도 6(B)는 감지기 셀의 방향에 대한 감도를 예시하는 도 6(A)의 다중 셀 감지 장치(610)의 단면을 나타내며, (도 6(A)의) 라인 I-I'을 따라 절개한 단면도이다. 각각의 감지기(600)는 도 5(A)의 감지기(500)와 실질적으로 유사하며, 이에 대한 구조와 작동에 대한 설명은 여기에서 다시 반복되지 않을 것이다.
도 6(A)를 참조하면, 다중 셀 감지 장치(610)는 편각과 방위각(θ, φ)에 의해 표시되는 9개의 서로 다른 방향에 대한 감도를 가지는 복수의 감지기(예를 들어, 감지기 셀)(600)를 포함한다. 도 6(A)는 각 감지 평면(예를 들어, 선택 평면)(602)들이 감지기(600)의 각각의 한 평면(도 6(A)에 도시된 것과 같이 X-Y 평면에 존재)을 교차함에 따른 이들의 배치를 보여 준다. 도 6(B)는 감지기(600)의 감지 평면(예를 들어, 선택 평면)(602)들이 감지기의 표면에 수직인 평면(도 6(B)에 도시된 것과 같이 Y-Z 평면)을 교차함에 따른 상기 감지 평면(602)들의 라인 I-I'로의 배치를 보여 준다. 다중 셀 감지 장치(610)의 서로 다른 감지기(600)의 출력을 비교함으로써, 다중 셀 감지 장치(610)의 표면에 수직일 수 있는 입사광의 각도의 방향을 평가하는 것이 가능하다.
또한, 감지기(600)의 감지 평면(602)은 다중 셀 감지 장치(610) 상의 R 영역에서 수렴하므로, R 영역의 광원이 다중 셀 감지 장치(610)의 모든 감지기(600)를 여기(예를 들어, 최대한으로 여기)시킬 수 있으며, 반면에, R 영역 밖의 광원은 다중 셀 감지 장치(610)에 대한 상대적 위치에 따라 감지기(600)의 일부 만을 여기(예를 들어, 최대한으로 여기)시키거나 모두 여기시키지 않을 수 있다. 따라서, 입사강의 각도를 평가하는 것과 더불어, 상기 다중 셀 감지 장치(610)는 자신의 표면 위의 영역(예를 들어, R 영역) 내의 광원(예를 들어, 빛을 반사하는 물체)의 존재를 감지하는데 사용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 많은 수의 감지기(700)를 포함하는 감지 매트릭스(710)의 예시도이다. 각각의 감지기(700)는 도 5(A)의 감지기(500)와 실질적으로 유사하며, 이에 대한 구조와 작동에 대한 설명은 여기에서 다시 반복되지 않을 것이다.
도 7을 참조하면, 많은 수(예를 들어, 9보다 큰 수)의 감지기(700)가 결합되어 감지 매트릭스(710)를 형성할 수 있다. 매트릭스 내의 각 감지기(700)는 각도에 따른 방향 및/또는 다중 셀 감지 장치 위의 공간의 특정한 영역에서의 광원의 존재를 감지할 수 있는 하나 이상의 다중 셀 감지 장치(도 6(A)의 다중 셀 감지 장치(610)와 유사함)의 일부일 수 있다. 따라서, 상기 감지 매트릭스는 복수의 다중 셀 감지 장치를 포함하며 이들은 서로 중첩(예를 들어, 공통된 감지기(700)를 공유)될 수 있다. 감지기(700)의 출력(예를 들어, 상기 복수의 다중 셀 감지 장치의 출력)을 결합함으로써 물체의 이미지가 캡처될 수 있고/있거나 물체(또는 광원)의 위치가 결정될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 무 렌즈 이미지 처리 및/또는 떠 있는 상태에서의 평가를 성취할 수 있다. 따라서, 상기 개략적으로 설명된 개념은 빛의 필드에서의 이미지 처리에 대한 대안적 방법을 제공한다.
감지 매트릭스(710)가 이미지 처리기로 작동하는 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 상기 감지기(700)는 각도에 따른 편향성을 가지지 않을 수 있으며(예를 들어, 편각 θ가 실질적으로 영과 같다), 따라서 감지 매트릭스(710)의 표면에 실질적으로 수직인 빛을 감지하게 된다. 물체(도 7에 도시된 사용자의 손가락 등)의 점으로부터의 빛은 모든 방향으로 조사(예를 들어, 반사)되어 모든 방향으로부터 이미지 처리기 매트릭스에 도달하지만, 상기 이미지 처리기는 수직으로 입사하는 빛만을 감지할 수 있다. 물체의 여러 점들로부터 입사하는 수직으로 입사하는 빛을 캡처함으로써, 이미지 처리기는 물체의 이미지를 캡처할 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 이러한 이미지 처리 기술은 이미지 처리 능력이 이미지 처리기로부터 물체까지의 거리에 민감하지 않기 때문에 확대를 하지 않으며 초점을 맞추기 위한 어떠한 광학 기술도 사용하지 않는다. 이러한 이미지 처리기의 해상도는 부분적으로는 감지 매트릭스에 채택된 감지기의 각도에 대한 감도(예를 들어, 선예도)에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 지문을 식별하기 위해, 각도의 감지 선예도가 1ㅊ인 경우, 손가락은 광학적 초점을 맞추지 않더라도 이미지 처리 장치로부터 3 mm에 있을 수 있다.
도 8(A)는 본 발명의 일부 실시예에 따라, 게이트 트랜지스터(812)와 TFP 공명기인 감지기(814)를 포함하는 TFP 광 센서(800)의 단면도이다. 상기 TFP 공명기는 뒷면을 맞대는 두 개의 쇼트키 다이오드를 전기적으로 근사할 수 있으며 따라서 상기 TFP 공명기 감지기는 도 8(A)에 도시된 것처럼 포토다이오드 감지기로 근사하게 취급될 수 있다. 도 8(B)는 도 8(A)의 TFP 광 센서(800)의 등가 회로도의 예시도이다. 도 8(C)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따른 감지기(814)의 전극 배치를 보여 주는 평면도이다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 TFP 광 센서(800)는 TFP 공명기(100b)의 어레이를 포함할 수 있으며, 여기서 각 공명기(100b)는 유전체 구조(104b)를 제외하면 작동과 구조가 도 1의 TFP 공명기(100)와 유사하다. 일부 실시예에 따르면, 유전체 구조(104b)는 p형 반도체 영역(804)과 n형 반도체 영역(806) 사이에 진성 반도체 영역(예를 들어, 도핑되지 않은 반도체 또는 i형 반도체 영역)(802)을 포함한다. 따라서, 유전체 구조(104b)는 도 1(B)의 유전체 구조(104)의 지느러미 형 구조와 유사할 수 있다. 상기 p형(p 채널) 및 n형(n 채널) 반도체 영역(804, 806)은 저항적 접촉으로 작동하기 위해 심하게 도핑될 수 있으며 상기 전도체 구조(102)의 아래에 위치할 수 있다. 상기 유전체 구조(104b)의 영역(802, 804, 804)은 실리콘(Si) 및/또는 이와 유사 물질과 같은 적절한 반도체 물질을 포함할 수 있다. 진성 반도체 영역(802)에 의해 동공이 두 전도체 구조(예를 들어, 전극)(102) 사이에 삽입되어 형성될 수 있다. 상기 TFP 공명기(100b)의 상단 표면은 원하는 감지 파장(예를 들어, 적외선)의 빛에 실질적으로 투명하여 빛이 통과해서 TFP 공명기(100b)의 동공에 도달할 수 있도록 해주는 절연층(808)으로 덮인다. 예를 들어, 상기 절연층(808)은 유리(예를 들어, SiO2), 하프늄 규산염, 하프늄 이산화물, 지르코늄 이산화물 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 전도체 광 블록킹 구조(810)가 절연층(808) TFP 공명기(100b) 중 하나의 진성 반도체 영역(802)을 덮기 위해(예를 들어, 전체 영역을 덮기 위해) 위에 위치할 수 있다. 상기 전도체 광 블록킹 구조(810)는 전기적으로 전도성을 가지며 원하는 감지 파장의 빛에 대해 불투명한(금, 은, 알루미늄 또는 기타 유사 금속과 같은) 어떠한 적절한 물질도 포함할 수 있다. 따라서, 상기 전도체 광 블록킹 구조(810)는 원하는 감지 파장의 빛이 이 구조를 통과하거나 아래에 위치하는 동공에 도달하는 것을 블록킹(예를 들어, 방지)할 수 있다. 빛이 이 구조를 통과하거나 TFP 공명기(100b)의 아래에 위치하는 동공에 도달하는 것을 블록킹하는 것과 더불어, 상기 전도체 광 블록킹 구조(810)는 게이트 전극으로서 기능할 수 있으며, 그 아래에 있는 TFP 공명기(100b)의 구조와 함께, 트랜지스터(예를 들어, 쇼트키 장벽 전계 효과 트랜지스터)(812)를 형성한다. 따라서, 도 8(A) 및 도 8B에 도시된 것과 같이, 상기 TFP 광 센서(800)는 트랜지스터(예를 들어, 스위치)로 작동하는 전도체 광 블록킹 구조(810)로 덮힌 TFP 공명기(100b), 및 외부 빛에 노출되는(또한 어떠한 광 블록킹 레이어로도 덮이지 않는) 감지기 (예를 들어, 포토다이오드)(814)로 작동하는 복수의 TFP 공명기(100b)를 포함한다. 상기 감지기(814)는 도 5(A)의 감지기(500)와 구조 및 작동 면에서 유사하며, 이에 대한 상세한 설명은 여기서 반복되지 않는다.
도 8(A)은 하나의 전도체 광 블록킹 구조(810)만을 가지는 TFP 광 센서(800)를 예시하고 있으나, 본 발명의 실시예가 여기에 제한되는 것은 아니다.
실제로, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 TFP 광 센서는 적절한 임의의 개수의 전도체 광 블록킹 레이어와 이에 해당하는 빛이 블록된 TFP 공명기(100b)를 가질 수 있다.
일부 실시예에 따르면, p 형 반도체 영역(804)에 해당하는(예를 들어, 상기 영역에 겹치거나 이를 덮는) 감지기(814)의 상기 전도체 구조(102)는 전극(805)을 통해 서로 연결(예를 들어, 전기적으로 연결)되며, 이와 유사하게, n 형 반도체 영역(806)에 해당하는 감지기(814)의 상기 전도체 구조(102)는 전극(807)을 통해 서로 연결된다. 도 8C에 도시된 것과 같이, 상기 TFP 공명기(100b)의 크기와 개수는 상기 TFP 광 센서(800)가 사각형 형태의 픽셀(예를 들어, 정사각형 픽셀)을 채우도록 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 각 TFP 공명기(100b)의 폭 Wo는 약 60 nm일 수 있으며, TFP 광 센서(800)에 의해 형성된 픽셀의 길이 L은 약 120 ㅅm일 수 있다.
도 9는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따른 TFP 공명기(100)인 감지기(800)를 포함하는 광학 센싱 어레이(900)를 개략적으로 나타낸다.
일부 실시예에서, 광학 센싱 어레이(900)는 제 1 열 전극(902)과 행 전극(904)을 더 포함한다. 상기 제 1 열 전극(902)은 TFP 감지기(800)의 각 열의 전계 효과 트랜지스터(812)의 소스 전극에 연결되며 행 전극(904)은 전계 효과 트랜지스터(812)의 게이트(선택)에 연결된다. 상기 전계 효과 트랜지스터(812)의 드레인은 TFP 공명기인 각각의 광다이오드(814)에 연결되며, 이들은 제 2 열 전극(903)의 세트에 연결된다. 제 1 열 도체(902)와 행 도체(904) 사이의 각각의 교차점(906)에는 절연층이 있을 수 있다.
각각의 제 1 열 전극(902)의 일단은 열 드라이버(908)로 연결(예를 들어, 전기적으로 연결)되며, 각각의 행 전극(904)의 일단은 행 드라이버(910)로 연결(예를 들어, 전기적으로 연결)된다. 각 2차 열 전극(903)의 다른 일단에는, 상기 광학 센싱 어레이(900)가 전류 센서(912)를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 행 드라이버(910)는 센서(800)의 쇼트키(Schottky) FET의 게이트 전극을 통해 선택되는 해당 행 전극(904)에 적절한 전압을 가함으로써 TFP 광 센서(800)의 행에 전력을 공급하며, 상기 열 드라이버(908)는 해당 제 2 열전극(902)을 통해 소스 전압을 TFP 광 센서(800)의 열에 가한다. 따라서, 열과 행 드라이버(908, 910)의 결합된 작동을 통해, 개별적인 TFP 광 센서(800)가 구동될 수 있다.
상기 구동된 TFP 광 센서(800)의 전류는 입사광에 대한 상기 TFP 광 센서(800)의 반응을 나타내며, 다시 전류 센서(912)로 측정될 수 있다. 상기 전류 센서(912)는 상기 TFP 광 센서(800)의 광 전류를 측정하기 위해 해당 분야에서 알려진 적절한 회로와 방법을 채택할 수 있다. 예를 들어, 값이 알려진 저항을 통해 전류가 흐르고, 이 저항에 걸친 전압이 측정될 수 있다. 상기 전류 센서(912)는 예를 들어, 객체의 이미지를 캡처하고 또한/또는 객체의 위치/움직임을 감지/추적하는 등, 광학 센싱 어레이(900) 내 TFP 광 센서(800) 각각의 반응을 처리하기 위한 처리부(예를 들어, 디스플레이 장치)에 연결될 수 있다.
도 10(A) 및 도 10(B)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 광학 센싱 어레이가 통합된 디스플레이 패널의 단면의 예시도이다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 광학 센싱 어레이(900)는 이미지 처리 장치나 디스플레이 장치(예를 들어, 디스플레이 패널(1000)), 또는 이와 유사한 장치에 통합된다.
도 10(A) 및 도 10(B)를 참조하면, 상기 광학 센싱 어레이(900)는 하단 기판(1002), 상단 기판(1004) 및 이들 사이의 발광층(1006)을 포함하는 디스플레이 패널(예를 들어, OLED 패널)(1000)에 통합(예를 들어, 삽입)될 수 있다. 상기 발광층(1006)은 상단 또는 하단으로 빛을 발산하는 적, 녹, 청색 발광체를 가지는 픽셀을 포함할 수 있다. 상기 감지기(814)는 상기 발광층(1006)의 위(예를 들어, 빛이 발산되는 방향) 또는 상기 발광층(1006)의 아래(예를 들어, 빛이 발산되는 방향의 반대 쪽)에 위치할 수 있다. 일부 예에서, 상기 감지기(814)는 상단 기판(1004) 또는 하단 기판(1002)의 내부 또는 외부 표면에 있을 수 있다.
일부 실시예에서, 디스플레이 픽셀 당 또는 더 많은 개수의 디스플레이 픽셀에 대해 하나의 감지기(814)(또는 TFP 광 센서(800))가 있을 수 있다. 또한, 상기 감지기(814)는 TFT, 흑색 매트릭스, 또는 디스플레이 픽셀의 또 다른 영역의 바로 위에 있을 수 있다. 추가적으로, 일부 실시예에서, 상기 감지기(814)는 가시 광선 영역 바깥의 파장(예를 들어, 적외선 범위)을 감지(예를 들어, 이에 대해 공명을 나타냄)할 수 있으며, 따라서 발광층(1006)의 적, 녹, 청색 광 영역을 투과할 수 있다. 결과적으로, 상기 광학 센싱 어레이(900)는 상기 디스플레이 패널(1000)의 광 투과에 거의 영향을 미치지 않을 수 있다.
상기 설명되고 도 10(A) 및 도 10(B)에 도시된 상기 디스플레이 패널(1000)은 예시를 위한 것이며, 본 발명의 실시예에 따라, 상기 감지기, TFP 광 센서, 및/또는 상기 광학 센싱 어레이는 해당 분야에서 통상의 기술을 가진 자에게 알려진 적절한 구조를 가지는 디스플레이 패널로 통합될 수 있다.
도 11(A)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, TFP 감지기(1110)의 상단에 위치한 필터(1100)의 단면도이다. 도 11(B)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 필터(1100)의 스펨트럼 흡수, 반사 및 투과를 보여 주는 예시도이다. 감지기(1110)는 도 5(A)의 감지기(500) 또는 도 8의 감지기(814)와 구조 및 작동에 있어서 실질적으로 유사할 수 있으며 이에 대한 상세한 설명은 여기서 반복하지 않는다.
일부 실시예에서, 상기 감지기(1110)는 필터(1100)로 덮일 수 있으며, 상기 필터는 상기 감지기(1110) 내에서 여기를 일으킬 수 있는 파장 범위를 투과시키고 이 범위 밖에 있는 파장의 빛을 실질적으로 필터링한다. 일부 실시예에서, 상기 필터(1100)는 투명층(예를 들어, 유리층)(1102), 비정질 실리콘(a:Si) 층(1104), 절연층(예를 들어, 이산화규소를 포함)(1106), 및 서로 간에 쌓여진 기판(예를 들어, 실리콘을 포함)을 포함한다. 비정질 실리콘은 가시 광선의 스펙트럼(예를 들어, 약 400 nm 내지 약 600nm)을 강하게 흡수하고 적외선 스펙트럼(예를 들어, 약 750 nm 내지 약 1000 nm) 근처의 빛은 투과시키기 때문에, 상기 필터(1100)는 낮에 발생하는 빛의 블록킹 필터로 작용할 수 있다.
도 11B를 참조하면, 곡선(1122, 1124, 1126)은 약 110 nm의 두께를 가지는 비정질 실리콘 층(1104)과 약 330 nm의 두께를 가지는 이산화규소 절연층(1106)을 포함하는 필터(1100)의 빛의 흡수, 반사 및 투과를 (파장의 함수로서) 나타낸다. 비정질 실리콘 층(1104) 및 이산화규소 절연층(1106)의 두께를 증가시킴으로써 또한/또는 다중 레이어의 비정질 실리콘 및 이산화규소를 필터(1100) 내에 사용함으로써 더 예리한 흡수/투과 컷 오프가 성취될 수 있다.
도 12(A)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 공명에서 TFP 공명기의 광흡수에서의 향상을 동일한 물질로 구성되나 공명강을 가지지 않는 실리콘 광 감지기와 비교하여 예시하는 그래프(1200)이다.
도 12A에서, 곡선(1202, 1204)은 동일한 광 감지 유전체 또는 반도체 층으로 제작된 지느러미 구조를 가지지 않는 TFP 공명기(100) 및 센서의 흡수 분율을 각각 파장의 함수로 나타낸다. 본 발명의 일부 실시예에서, 상기 TFP 공명기(100)는 공명에서의 흡수를 약 70의 양 만큼 향상시킨다. 이러한 향상은 TFP 공명기(100)의 동공의 크기를 조정함으로써 조절할 수 있다. 일부 실시예에서, 공명은 약 11 nm인 최대값의 절반에서 완전한 폭의 약 75의 품질 인자(Q-factor)를 가진다. TFP 공명기(100)의 이러한 좁은 대역폭은 바람직하지 않은 파장을 실질적으로 배제할 수 있도록 해준다.
도 12(B)는 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 전도체 구조(102)의 다양한 물질들이 TFP 공명기(100)의 품질 인자(Q-factor)에 미치는 영향을 예시하는 그래프(1210)이다.
도 12(B)에서, 곡선(1212, 1214, 126, 1218)은 각각 금, 은, 구리 및 알루미늄으로 제작된 전도체 구조(102)를 가지는 TFP 공명기(즉, 금으로 제작된 공명기, 은으로 제작된 공명기, 등)에 흡수된 파워 분율(흡수 인자)을 파장의 함수로 나타낸다. 도 12(B)에 도시된 것과 같이, 전도체 구조(102)의 물질의 선택에 따라 TFP 공명기(100)의 cavity의 인덱스 콘트라스트 또는 품질 인자(Q-factor)가 달라진다. 예를 들어, 알루미늄에 대한 흡수 향상은 금에 대한 향상의 약 0.34배가 될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일부 예시적 실시예에 따라, 감지기 내 인접한 TFP 공명기(100) 쌍의 반응을 차감하기 위해 사용된 널링(nulling) 구조(1300)를 나타내는 개략적인 예시도이다.
일부 실시예에서, TFP 공명기(100)의 쌍은 광 입사의 직각이 아닌 각을 평가하기 위해 널링(nulling) 구성(1300) 내에 함께 연결된다. 상기 널링(nulling) 구성(1300)은 일 단이 노드(1302)에서 함께 연결되고(예를 들어, 함께 직접적으로 연결된) 다른 일 단에서 두 개의 저항 R1 및 R2를 통해 함께 연결된 두 개의 인접한 TFP 공명기(100)를 포함할 수 있다. 블록킹 다이오드 D는 노드(1302)에 결합될 수 있다. 상기 블록킹 다이오드의 자유단과 노드(1304)에서(예를 들어, V1 - V2) 측정된 전압은 인접한 TFP 공명기(100)의 출력 전류의 차이에 비례한다.
상기 차감 과정에서 각각의 TFP 공명기(100)의 전류의 상대적 가중치는 저항 R1과 R2의 저항 값을 조정함으로써 수정될 수 있다.
널링(nulling) 구조(1300)가 감지기의 TFP 공명기(100)의 출력을 결합하는 특정한 방법을 보여 주고 있지만, 본 발명의 실시예는 여기에 제한되지 않으며 통상의 기술을 가진 기술자에게 알려진 적절한 널링(nulling) 구조 또는 출력의 결합 방법이 사용될 수 있다.
하나 이상 감지기를 채택하는 이미지 처리 장치는 기기에 설치되거나 외부로부터의 광원으로서 하나 이상의 감지기의 공명 파장 범위의 빛을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 터치 스크린 장치에 대한 예에서, 광원은 터치 스크린에 통합되거나 터치 스크린의 주변에 위치할 수 있으며, 터치 스크린 위의 공간을 비출 수 있다.
본 발명이 특정한 예시적 실시예와 관련하여 설명되기는 하였지만, 본 발명이 개시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니며, 반대로, 첨부된 청구항과 이에 균등한 발명의 사상과 범위 내에 포함되는 다양한 수정과 동등한 배치를 포함하기 위해 의도된 것으로 이해되어야 한다.
100: TFP 공명기 1000: 디스플레이 패널
1002: 하단 기판 1004: 상단 기판
1006: 발광층
102: 도체 구조 104: 유전체 구조
105: 동공 106: 기판
110: 전압 소스 1100: 필터
1102: 투명층 1104: 비정질 실리콘 층
1106: 이산화규소 절연층
300, 400, 500, 600, 700, 800: 감지기
302: 동공
510, 610: 다중 셀 감지 장치 710: 감지 매트릭스
802: 진성 반도체 영역 804, 806: 반도체 영역
805, 807: 전극 808: 절연층
810: 광 블록킹 구조 812: 트랜지스터
814: 광다이오드 900: 광학 센싱 어레이
902, 903: 열 전극 904: 행 전극
906: 교차점 908: 열 드라이버
910: 행 드라이버 912: 전류 센서

Claims (21)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 있는 복수의 유전체,
    상기 복수의 유전체 중 하나의 유전체 위에 위치하여 파장 범위의 빛이 상기 하나의 유전체에 도달하는 것을 막는 전극,
    상기 기판 위에 있는 복수의 전도체, 그리고
    상기 복수의 유전체 및 상기 복수의 전도체 위에 있는 투명 절연층
    을 포함하며,
    상기 복수의 유전체 중 상기 하나의 유전체를 제외한 나머지 유전체는 상기 기판의 반대 쪽에 위치한 면을 통하여 빛을 수신하고,
    상기 복수의 전도체 중 연속한 두 개의 전도체 사이에는 상기 복수의 유전체 중 대응하는 하나의 유전체가 배치되고,
    상기 복수의 전도체 중 제1 전도체들은 서로 결합되고,
    상기 복수의 전도체 중 제2 전도체들은 서로 결합되고,
    상기 제1 전도체들과 상기 제2 전도체들은 교대로 배열되고,
    상기 연속한 두 개의 전도체와 상기 대응하는 하나의 유전체는 동공을 이루어 상기 파장 범위의 빛을 수신함에 응답하여 흡수 공명을 유도하는
    광 감지기.
  2. 제1항에서,
    상기 복수의 유전체의 폭이 배열 방향을 따라 점차 증가하는 광 감지기.
  3. 제1항에서,
    상기 복수의 전도체의 폭이 배열 방향을 따라 점차 증가하는 광 감지기.
  4. 제1항에서,
    상기 복수의 유전체는 반도체 물질을 포함하는 광 감지기.
  5. 제4항에서,
    상기 반도체 물질은 실리콘과 비정질 실리콘 중 적어도 하나를 포함하는 광 감지기.
  6. 제1항에서,
    상기 복수의 전도체는 금, 은, 알루미늄 및 구리 중 적어도 하나를 포함하는 광 감지기.
  7. 제1항에서,
    상기 연속한 두 개의 전도체는 차등 전압을 수신하고,
    상기 차등 전압은 상기 복수의 전도체 및 상기 복수의 유전체가 흡수한 빛에 응답하여 상기 동공이 전류를 생성하도록 유도하는
    광 감지기.
  8. 제1항에서,
    상기 복수의 유전체 및 상기 복수의 전도체는 상기 동공을 비롯한 복수의 동공들을 이루며,
    상기 복수의 동공들 각각은 상기 파장 범위를 가지는 상기 수신한 빛에 대한 응답으로 신호를 생성하고,
    상기 생성한 신호는 상기 파장 범위를 가지는 상기 수신한 빛의 입사각을 나타내는
    광 감지기.
  9. 제8항에서,
    상기 복수의 공동 중 인접한 공동에서 생성된 신호들을 소정의 위상 관계로 결합하고, 상기 파장 범위를 가지는 상기 수신한 빛의 입사각이 소정의 범위 내에 있으면 출력 신호를 생성하는 감지 회로를 더 포함하며,
    상기 입사각은 입사면과 상기 광 감지기의 수직면이 이루는 각도이며, 상기 입사면과 상기 수직면 모두는 상기 복수의 동공 중 한 동공의 길이 방향과 평행인
    광 감지기.
  10. 제1항에서,
    상기 동공은 가시광에 대해 투명한 광 감지기.
  11. 복수의 광 감지기를 포함하며,
    상기 광 감지기 각각은 상기 광 감지기에 수직이고 상기 광 감지기의 동공의 길이 방향에 평행한 입사면을 가지는 파장 범위의 빛을 감지함에 응답하여 신호를 생성하고,
    상기 각 광 감지기는,
    기판,
    상기 기판 위에 있는 복수의 유전체,
    상기 복수의 유전체 중 하나의 유전체 위에 위치하여 파장 범위의 빛이 상기 하나의 유전체에 도달하는 것을 막는 전극,
    상기 기판 위에 있는 복수의 전도체, 그리고
    상기 복수의 유전체 및 상기 복수의 전도체 위에 있는 투명 절연층
    을 포함하며,
    상기 복수의 유전체 중 상기 하나의 유전체를 제외한 나머지 유전체는 상기 기판의 반대 쪽에 위치한 면을 통하여 빛을 수신하고,
    상기 복수의 전도체 중 연속한 두 개의 전도체 사이에는 상기 복수의 유전체 중 대응하는 하나의 유전체가 배치되고,
    상기 복수의 전도체 중 제1 전도체들은 서로 결합되고,
    상기 복수의 전도체 중 제2 전도체들은 서로 결합되고,
    상기 제1 전도체들과 상기 제2 전도체들은 교대로 배열되고,
    상기 연속한 두 개의 전도체와 상기 대응하는 하나의 유전체는 동공을 이루어 상기 파장 범위의 빛을 수신함에 응답하여 흡수 공명을 유도하고,
    상기 복수의 광 감지기 중 제1 및 제2 광 감지기의 동공의 길이 방향은 서로 각을 이루는
    다중 셀 광 감지 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 제1 및 제2 광 감지기에 의한 동시 감지는 상기 파장 범위를 가지는 수직 입사광의 감지를 나타내는 다중 셀 광 감지 장치.
  13. 제11항에서,
    상기 제1 및 제2 광 감지기는 동일한 평면 상에 있으며, 상기 제1 및 제2 광 감지기의 동공의 길이 방향은 서로 수직인 다중 셀 광 감지 장치.
  14. 횡 방향으로 교대로 배열되는 복수의 p형 반도체 및 복수의 n형 반도체,
    복수의 진성 반도체,
    상기 복수의 p형 반도체와 상기 복수의 n형 반도체 위에 위치하는 복수의 전극,
    상기 복수의 진성 반도체 및 상기 복수의 전극 위에 위치하는 투명 절연층, 그리고
    게이트 전극
    을 포함하며,
    상기 복수의 진성 반도체 각각은 상기 복수의 p형 반도체 중 대응하는 하나의 P형 반도체와 상기 복수의 n형 반도체 중 대응하는 하나의 n형 반도체 사이에 배치되고,
    상기 복수의 전극은 상기 복수의 진성 반도체 중 대응하는 진성 반도체들과 함께 복수의 동공을 이루고,
    상기 게이트 전극은 상기 복수의 동공 중 제1 동공 위에 위치하여 파장 범위의 빛이 상기 제1 동공에 도달하는 것을 막고,
    상기 복수의 p형 반도체 위의 상기 복수의 전극 중 제1 전극들이 함께 결합되고,
    상기 복수의 n형 반도체 위의 상기 복수의 전극 중 제2 전극들이 함께 결합되고,
    상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들은 교대로 배열되고,
    상기 복수의 동공 중 제2 동공은 종 방향으로 입사하는 빛에 노출되고 상기 파장 범위의 수신광에 응답하여 흡수 공명을 유도하는
    광학 광 센서.
  15. 제14항에서,
    상기 복수의 동공들 중 상기 제2 동공은 상기 파장 범위의 수신광에 응답하여 흡수 공명을 유도하는 광학 광 센서.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제14항에서,
    상기 복수의 진성 반도체의 폭 및 상기 복수의 전극의 폭 중 적어도 하나는 상기 횡 방향을 따라 점차적으로 증가하는 광학 광 센서.
  19. 복수의 행 전도체,
    상기 복수의 행 전도체와 교차하는 복수의 열 전도체, 그리고
    상기 복수의 행 전도체 및 상기 복수의 열 전도체에 연결되는 복수의 광학 광 센서
    를 포함하고,
    상기 복수의 광학 광 센서 각각은,
    횡 방향으로 교대로 배열되는 복수의 p형 반도체 및 복수의 n형 반도체,
    복수의 진성 반도체,
    상기 복수의 p형 반도체와 상기 복수의 n형 반도체 위에 위치하는 복수의 전극, 그리고
    게이트 전극
    을 포함하며,
    상기 복수의 진성 반도체 각각은 상기 복수의 p형 반도체 중 대응하는 하나의 P형 반도체와 상기 복수의 n형 반도체 중 대응하는 하나의 n형 반도체 사이에 배치되고,
    상기 복수의 전극은 상기 복수의 진성 반도체 중 대응하는 진성 반도체들과 함께 복수의 동공을 이루고,
    상기 게이트 전극은 상기 복수의 동공 중 제1 동공 위에 위치하여 파장 범위의 빛이 상기 제1 동공에 도달하는 것을 막고,
    상기 게이트 전극은 상기 복수의 열 전도체 중 하나에 연결되고,
    상기 복수의 p형 반도체 위의 상기 복수의 전극 중 제1 전극들이 함께 연결되고,
    상기 복수의 n형 반도체 위의 상기 복수의 전극 중 제2 전극들이 함께 연결되고,
    상기 제1 전극들과 상기 제2 전극들은 교대로 배열되고,
    상기 복수의 동공 중 제2 동공은 종 방향으로 입사하는 빛에 노출되고 상기 파장 범위의 수신광에 응답하여 흡수 공명을 유도하는
    광학 센싱 어레이.
  20. 제19항에서,
    상기 복수의 광학 광 센서 각각은 상기 행 전도체가 행 드라이버에 의해 구동되면 상기 파장 범위의 수신광에 응답하여 상기 파장 범위의 수신광에 비례하는 전류를 생성하는 광학 센싱 어레이.
  21. 제19항의 광학 센싱 어레이를 포함하는 디스플레이 장치.
KR1020140170707A 2013-12-03 2014-12-02 광 감지기, 다중 셀 광 감지 장치, 광학 광 센서, 광학 센싱 어레이 및 디스플레이 장치 KR102304894B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361911426P 2013-12-03 2013-12-03
US61/911,426 2013-12-03
US14/550,821 2014-11-21
US14/550,821 US9520510B2 (en) 2013-12-03 2014-11-21 Embedded optical sensors using transverse Fabry-Perot resonator as detectors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150064694A KR20150064694A (ko) 2015-06-11
KR102304894B1 true KR102304894B1 (ko) 2021-09-24

Family

ID=52015871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140170707A KR102304894B1 (ko) 2013-12-03 2014-12-02 광 감지기, 다중 셀 광 감지 장치, 광학 광 센서, 광학 센싱 어레이 및 디스플레이 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9520510B2 (ko)
EP (1) EP2884548B1 (ko)
JP (1) JP6738122B2 (ko)
KR (1) KR102304894B1 (ko)
CN (1) CN104699293B (ko)
TW (1) TWI625662B (ko)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9934418B2 (en) * 2015-12-03 2018-04-03 Synaptics Incorporated Display integrated optical fingerprint sensor with angle limiting reflector
US9663346B1 (en) * 2016-02-17 2017-05-30 Globalfoundries Inc. MEMs-based resonant FinFET
US10713458B2 (en) 2016-05-23 2020-07-14 InSyte Systems Integrated light emitting display and sensors for detecting biologic characteristics
KR102202342B1 (ko) * 2016-06-09 2021-01-12 인사이트 시스템즈 생물학적 특성을 검출하는 일체형 발광 디스플레이 및 센서
CN105932077A (zh) * 2016-06-17 2016-09-07 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 硅红外检光器的结构及其制作方法
CN106056099A (zh) * 2016-06-23 2016-10-26 京东方科技集团股份有限公司 一种指纹识别显示面板及显示装置
CN106383598A (zh) * 2016-08-26 2017-02-08 南京嘉凡电子科技有限公司 发射器定位系统
KR101683759B1 (ko) * 2016-08-29 2016-12-07 실리콘 디스플레이 (주) 지문 인식 센서 및 이를 포함하는 휴대용 표시장치
TWI612281B (zh) 2016-09-26 2018-01-21 財團法人工業技術研究院 干涉分光元件封裝裝置
US10141462B2 (en) * 2016-12-19 2018-11-27 Sunpower Corporation Solar cells having differentiated P-type and N-type architectures
US9899363B1 (en) 2017-06-26 2018-02-20 Globalfoundries Inc. Fin-FET resonant body transistor
US10002859B1 (en) 2017-06-26 2018-06-19 Globalfoundries Inc. Fin-FET resonant body transistor
CN107293607B (zh) * 2017-07-05 2019-09-27 京东方科技集团股份有限公司 光电探测结构及其制作方法、阵列基板、显示装置
CN107421681B (zh) * 2017-07-31 2019-10-01 京东方科技集团股份有限公司 一种压力传感器及其制作方法
CN107609542B (zh) * 2017-10-24 2021-01-26 京东方科技集团股份有限公司 光感器件、显示装置及指纹识别方法
TWI642175B (zh) * 2017-11-03 2018-11-21 新相光學股份有限公司 影像感測器及指紋辨識裝置之製造方法
CN108363993B (zh) * 2018-03-15 2020-12-04 京东方科技集团股份有限公司 指纹识别模组、显示装置及其制作方法
FR3083646B1 (fr) 2018-07-09 2021-09-17 St Microelectronics Crolles 2 Sas Capteur d'images
KR102317639B1 (ko) 2018-12-07 2021-10-25 주식회사 엘지에너지솔루션 인서트 사출된 버스바 조립체를 포함하는 전지 모듈
CN109860310A (zh) * 2019-01-28 2019-06-07 三明学院 一种电压信号光电探测器
TWI704500B (zh) * 2019-11-14 2020-09-11 宏碁股份有限公司 指紋感測裝置以及指紋感測方法
DE102020122312B4 (de) 2020-08-26 2022-04-28 JENETRIC GmbH Vorrichtung zur Aufnahme von Abdrücken von Autopodien und ihre Verwendung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006504111A (ja) 2002-10-22 2006-02-02 ユニヴァーシティー カレッジ カーディフ コンサルタンツ リミテッド 半導体光学装置
JP2008536293A (ja) 2005-02-23 2008-09-04 ジョージア テック リサーチ コーポレーション 端面視光検出器
US20090041406A1 (en) 2007-08-08 2009-02-12 Thomas Schulz Integrated circuit including non-planar structure and waveguide
US20130292788A1 (en) 2012-05-03 2013-11-07 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Self-aligned Semiconductor Ridges in Metallic Slits as a Platform for Planar Tunable Nanoscale Resonant Photodetectors

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4668968A (en) 1984-05-14 1987-05-26 Energy Conversion Devices, Inc. Integrated circuit compatible thin film field effect transistor and method of making same
US5289015A (en) * 1991-04-25 1994-02-22 At&T Bell Laboratories Planar fet-seed integrated circuits
JPH0618845A (ja) * 1992-07-03 1994-01-28 Casio Comput Co Ltd 液晶表示装置およびそれを用いた機器
GB9322246D0 (en) * 1993-10-28 1993-12-15 Hitachi Europ Ltd Improved metal-semiconductor-metal photodetector
US5461246A (en) * 1994-05-12 1995-10-24 Regents Of The University Of Minnesota Photodetector with first and second contacts
US5631490A (en) * 1995-01-11 1997-05-20 Lucent Technologies Inc. Metal semiconductor metal photodetectors
FR2803950B1 (fr) 2000-01-14 2002-03-01 Centre Nat Rech Scient Dispositif de photodetection a microresonateur metal- semiconducteur vertical et procede de fabrication de ce dispositif
JP2002151702A (ja) 2000-11-15 2002-05-24 Seiko Epson Corp 半導体装置及びその製造方法並びに電子機器
US7423254B2 (en) * 2004-03-22 2008-09-09 Research Foundation Of The City University Of New York High responsivity high bandwidth metal-semiconductor-metal optoelectronic device
KR101107977B1 (ko) 2004-12-21 2012-01-25 재단법인서울대학교산학협력재단 광센싱 장치 및 이에 포함되는 광센서
US7957648B2 (en) 2005-02-28 2011-06-07 The Invention Science Fund I, Llc Electromagnetic device with integral non-linear component
US7619727B2 (en) 2006-06-07 2009-11-17 Raybit Systems Inc. Apparatus for detecting wavelength and measuring optical power
GB2446821A (en) * 2007-02-07 2008-08-27 Sharp Kk An ambient light sensing system
US8324560B2 (en) * 2007-03-01 2012-12-04 Koninklijke Philipe Electronics N.V. Optical detector device
JP2011007838A (ja) 2009-06-23 2011-01-13 Seiko Epson Corp 表示デバイス、表示システム、及び、表示制御方法
JP5940252B2 (ja) 2010-04-16 2016-06-29 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置
KR101084366B1 (ko) 2010-06-28 2011-11-17 광운대학교 산학협력단 패브리-패롯 구조를 기반으로 한 터치센서
WO2013061807A1 (en) * 2011-10-28 2013-05-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Imaging device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006504111A (ja) 2002-10-22 2006-02-02 ユニヴァーシティー カレッジ カーディフ コンサルタンツ リミテッド 半導体光学装置
JP2008536293A (ja) 2005-02-23 2008-09-04 ジョージア テック リサーチ コーポレーション 端面視光検出器
US20090041406A1 (en) 2007-08-08 2009-02-12 Thomas Schulz Integrated circuit including non-planar structure and waveguide
US20130292788A1 (en) 2012-05-03 2013-11-07 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Self-aligned Semiconductor Ridges in Metallic Slits as a Platform for Planar Tunable Nanoscale Resonant Photodetectors

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
카달로그:구글검색

Also Published As

Publication number Publication date
TWI625662B (zh) 2018-06-01
US20150155400A1 (en) 2015-06-04
JP2015109443A (ja) 2015-06-11
CN104699293A (zh) 2015-06-10
CN104699293B (zh) 2019-06-11
TW201523398A (zh) 2015-06-16
KR20150064694A (ko) 2015-06-11
US9520510B2 (en) 2016-12-13
EP2884548B1 (en) 2021-01-27
EP2884548A2 (en) 2015-06-17
EP2884548A3 (en) 2015-12-30
JP6738122B2 (ja) 2020-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102304894B1 (ko) 광 감지기, 다중 셀 광 감지 장치, 광학 광 센서, 광학 센싱 어레이 및 디스플레이 장치
US20210305440A1 (en) Single photon avalanche diode and manufacturing method, detector array, and image sensor
US8264678B2 (en) Light sensor with intensity and direction detection
CN109863509B (zh) 光电传感器及其制备方法
US20120132809A1 (en) Radiation sensor
CN105723381A (zh) 光学指纹传感器
US11841522B2 (en) On-chip simultaneous full stokes polarization (linear + circular) and (multi/hyper) spectral imaging
KR102058605B1 (ko) 광 검출기 및 이를 포함하는 이미지 센서
US6271537B1 (en) Slotted quantum well sensor
US11815754B2 (en) Display device and method of driving the same
JP2010251496A (ja) イメージセンサー
US11774655B2 (en) Simultaneous phase and polarization modulation by hybrid metasurface for on-chip polarization filters
WO2019218315A1 (en) Biometric sensor, display apparatus, and method of fabricating biometric sensor
US11894399B2 (en) Compact hyperspectral spectrometers based on semiconductor nanomembranes
JP2002064195A (ja) 光電変換素子及びフォトセンサアレイ
JP3674942B2 (ja) 光電変換素子、フォトセンサアレイおよび２次元画像の読取装置
JP2012190848A (ja) フォトダイオード及びそれを含む撮像素子
JP2015135264A (ja) 焦電型光検出器、焦電型光検出装置、電子機器
EP4279885A1 (en) A light sensor and a method for manufacturing a light sensor
US20230358936A1 (en) Simultaneous phase and polarization modulation by hybrid metasurface for on-chip polarization filters
JP6931161B2 (ja) 化合物半導体装置、赤外線検知器及び撮像装置
EP1159764A1 (en) Polarization sensitive detector
JP2013148492A (ja) テラヘルツカメラ及び電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant