KR20160036249A - 평판형 이미지 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평판형 이미지 센서에 관한 것으로, 가시광선, 적외선 및 자외선 중에서 적어도 어느 하나의 빛을 오브젝트(object)로 조사하는 백라이트 유닛; 상기 오브젝트에 반사되는 자외선을 가시광선으로 변환하는 가시광선 변환부; 및 상기 백라이트 유닛으로부터 조사되어 오브젝트에 반사되는 가시광선, 적외선 및 상기 가시광선 변환부에서 변환된 가시광선 중에서 적어도 어느 하나를 감지하는 포토 센서부;를 포함한다.

Description

평판형 이미지 센서{PLANE TYPE IMAGE SENSOR}
본 발명의 실시예는 평판형 이미지 센서에 관한 것이다.
이미지 센서는 반도체가 빛에 반응하는 성질을 이용하여 이미지를 획득하는 장치를 말한다.
이미지 센서는 각각의 피사체에서 나오는 각기 다른 빛의 밝기 및 파장을 화소(pixel)가 감지하여 전기적인 값으로 읽어낸다. 이와 같이 읽어낸 전기적인 값(코드값)을 신호처리가 가능한 레벨로 만들어 주는 것이 이미지 센서의 역할이다.
일반적으로 종래 기술에 따른 이미지 센서는 박막 트랜지스터와 광 센서를 이용하여 구성한다. 보다 상세하게 살펴보면, 종래 기술에서는 반도체, 게이트 전극, 절연막, 데이터 전극 등을 증착하여 구성되는 박막 트랜지스터와, 제1 전극, 광 센서부, 제2 전극 등을 증착하여 구성되는 광 센서를 이용하여 이미지 센서를 구성하였다.
그러나, 종래 기술에 따른 이미지 센서는 가시광선을 조사하는 백라이트 유닛을 사용하므로, 백라이트 유닛으로부터의 가시광선이 사용자의 눈에 시인되며, 보다 다양한 파장영역을 인지하는 이미지 센서를 구성하지 못하는 단점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 가시광선, 적외선 또는 자외선 빛을 조사하는 백라이트 유닛을 사용하여 보다 다양한 파장영역을 감지하는 평판형 이미지 센서를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 사용자의 눈에 감지되지 않도록 만든 자외선과 적외선을 반사시키는 이미지를 자외선 또는 적외선 백라이트를 사용해 이미지 센싱하여 문서 등의 보안을 보다 향상시키고자 한다.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 평판형 이미지 센서는, 가시광선, 적외선 및 자외선 중에서 적어도 어느 하나의 빛을 오브젝트(object)로 조사하는 백라이트 유닛; 상기 오브젝트에 반사되는 자외선을 가시광선으로 변환하는 가시광선 변환부; 및 상기 백라이트 유닛으로부터 조사되어 오브젝트에 반사되는 가시광선, 적외선 및 상기 가시광선 변환부에서 변환된 가시광선 중에서 적어도 어느 하나를 감지하는 포토 센서부;를 포함한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 가시광선 변환부는 UV 잉크 또는 양자점(Quantum dot)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 포토 센서부는 비정질 실리콘 포토 다이오드, 유기물 광센서 및 양자점 광센서 중에서 어느 하나로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 포토 센서부의 신호를 전달하는 스위칭 박막 트랜지스터;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 스위칭 박막 트랜지스터는 코플라나, 스태거드, 인버티드 코플라나 및 인버티드 스태거드 박막 트랜지스터 중에서 어느 하나로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 스위칭 박막 트랜지스터는 절연 기판; 상기 절연 기판 상에 형성되는 반도체 활성층; 상기 반도체 활성층 상에 형성되는 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 상에 형성되는 게이트 전극; 상기 게이트 전극 상에 형성되는 층간 절연막; 및 상기 게이트 절연막과 상기 층간 절연막에 형성되는 비아홀에 형성되는 소스 전극과 드레인 전극; 상기 스위칭 박막 트랜지스터 상에 형성되는 제1 보호층;을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 포토 센서부는 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극 또는 소스 전극으로부터 연장된 전극; 상기 연장된 전극 상에 형성되는 반도체층; 상기 반도체층 상에 형성되는 투명 전극; 상기 반도체층과 상기 투명 전극 상에 형성되어 상기 포토 센서부를 보호하는 제2 보호층; 상기 제2 보호층에 형성되는 비아홀에 형성되어 상기 투명 전극과 연결되는 바이어스 전극;을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 보호층 및 바이어스 전극 상에 형성되는 센서 보호층;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 반도체 활성층은 저온 다결정질 실리콘 반도체, 비정질 실리콘 반도체 및 산화물 반도체 중에서 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 가시광선 변환부는 상기 오브젝트와 상기 포토 센서부의 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 보호층 또는 센서 보호층은 유기물 또는 무기물로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 가시광선, 적외선 또는 자외선 빛을 조사하는 백라이트 유닛을 사용하여 보다 다양한 파장영역을 감지하는 평판형 이미지 센서를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 사용자의 눈에 감지되지 않도록 만든 자외선과 적외선을 반사시키는 이미지를 자외선 또는 적외선 백라이트를 사용해 이미지 센싱하여 문서 등의 보안을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 평판형 이미지 센서의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 평판형 이미지 센서의 단면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 본 발명의 일실시예에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 평판형 이미지 센서의 단면도이다.
도 1을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 평판형 이미지 센서를 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 평판형 이미지 센서는 백라이트 유닛(110), 포토 센서부(120) 및 가시광선 변환부(130)를 포함하고, 스위칭 박막 트랜지스터(150)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
백라이트 유닛(110)은 가시광선, 적외선 및 자외선 중에서 적어도 어느 하나의 빛을 조사하도록 구성되며, 상기 백라이트 유닛(110)은 빛을 오브젝트(132)로 조사한다.
가시광선 변환부(130)는 상기 오브젝트(132)에 반사되는 자외선을 가시광선으로 변환할 수 있다.
즉, 상기 백라이트 유닛(110)으로부터 자외선이 출사되어 상기 오브젝트(132)에 반사되는 경우에는 가시광선 변환부(130)가 상기 오브젝트(132)에 반사된 자외선을 받아들여 가시광선으로 변환할 수 있다.
포토 센서부(120)는 상기 백라이트 유닛(110)으로부터 조사되어 오브젝트(132)에 반사되는 빛을 감지한다.
즉, 포토 센서부(120)는 상기 백라이트 유닛(110)으로부터 조사되어 오브젝트(132)에 반사되는 가시광선, 적외선 및 상기 가시광선 변환부(130)에서 변환된 가시광선 중에서 적어도 어느 하나를 감지할 수 있다.
한편, 상기 가시광선 변환부(130)는 UV 잉크 또는 양자점(Quantum dot)을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 가시광선 변환부(130)는 상기 오브젝트(132)와 상기 포토 센서부(120)의 사이에 배치될 수 있다.
상기 포토 센서부(120)는 비정질 실리콘 포토 다이오드, 유기물 광센서 및 양자점 광센서 중에서 어느 하나로 구성될 수 있다.
또한, 상기 스위칭 박막 트랜지스터(150)는 상기 포토 센서부(120)의 신호를 전달하는 역할을 하며, 코플라나, 스태거드, 인버티드 코플라나 및 인버티드 스태거드 박막 트랜지스터 중에서 어느 하나로 구성될 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 스위칭 박막 트랜지스터(150)는 절연 기판(151), 상기 절연 기판(151) 상에 형성되는 반도체 활성층(152), 상기 반도체 활성층(152) 상에 형성되는 게이트 절연막(153), 상기 게이트 절연막(153) 상에 형성되는 게이트 전극(154), 상기 게이트 전극(154) 상에 형성되는 층간 절연막(155), 상기 층간 절연막(155)과 상기 게이트 절연막(153)에 형성되는 비아홀에 형성되는 소스 전극(156)과 드레인 전극(157)(또는 소스 전극(157)과 드레인 전극(156))을 포함하여 구성되며, 그 상부에는 제1 보호층(124)이 형성된다. 이때, 상기 제1 보호층(124)은 상기 스위칭 박막 트랜지스터(150)를 보호하는 역할을 한다.
또한, 상기 포토 센서부(120)는 상기 스위칭 박막 트랜지스터(150)의 드레인 전극 또는 소스 전극(157)으로부터 연장된 전극(121) 상에 형성되는 반도체층(122), 상기 반도체층(122) 상에 형성되는 투명 전극(123), 상기 반도체층(122)과 상기 투명 전극(123) 상에 형성되는 제2 보호층(126), 상기 제2 보호층(126)에 형성되는 비아홀에 형성되어 상기 투명 전극(123)과 연결되는 바이어스 전극(125)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 제2 보호층(126)은 상기 포토센서부(120)를 보호하는 역할을 한다.
또한, 상기 제2 보호층(126) 및 바이어스 전극(125) 상에는 센서 보호층(140)이 형성될 수 있으며, 상기 제2 보호층(126) 또는 상기 센서 보호층(140)은 유기물 또는 무기물로 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 가시광선, 적외선 또는 자외선 빛을 조사하는 백라이트 유닛을 사용하여 보다 다양한 파장영역을 감지하는 평판형 이미지 센서를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 평판형 이미지 센서의 단면도이다.
도 2를 참조하여 본 발명의 다른 일실시예에 따른 평판형 이미지 센서를 설명하기로 한다.
도 1의 실시예와 마찬가지로, 도 2의 실시예에 따른 평판형 이미지 센서는 백라이트 유닛(110), 포토 센서부(120) 및 가시광선 변환부(130)를 포함하고, 스위칭 박막 트랜지스터(150)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 도 2의 실시예에 따른 백라이트 유닛(110)은 자외선 빛을 조사하도록 구성되어 상기 자외선 빛을 상부의 오브젝트(132)로 조사한다.
가시광선 변환부(130)는 상기 오브젝트(132)에 반사되는 자외선을 가시광선으로 변환할 수 있다.
즉, 상기 백라이트 유닛(110)으로부터 자외선이 출사되어 상기 오브젝트(132)에 반사되면, 가시광선 변환부(130)가 상기 오브젝트(132)에 반사된 자외선을 받아들여 가시광선으로 변환할 수 있다.
포토 센서부(120)는 상기 백라이트 유닛(110)으로부터 조사되어 오브젝트(132)에 반사되어 가시광선 변환부(130)에서 변환된 가시광선을 감지할 수 있다.
이때, 상기 가시광선 변환부(130)는 UV 잉크 또는 양자점(Quantum dot)을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 가시광선 변환부(130)는 상기 오브젝트(132)와 상기 포토 센서부(120)의 사이에 배치될 수 있다.
한편, 상기 포토 센서부(120)는 비정질 실리콘 포토 다이오드, 유기물 광센서 및 양자점 광센서 중에서 어느 하나로 구성될 수 있다.
또한, 상기 스위칭 박막 트랜지스터(150)는 상기 포토 센서부(120)의 신호를 전달하는 역할을 하며, 코플라나, 스태거드, 인버티드 코플라나 및 인버티드 스태거드 박막 트랜지스터 중에서 어느 하나로 구성될 수 있다.
상기 스위칭 박막 트랜지스터(150)는 절연 기판(151), 상기 절연 기판(151) 상에 형성되는 반도체 활성층(152), 상기 반도체 활성층(152) 상에 형성되는 게이트 절연막(153), 상기 게이트 절연막(153) 상에 형성되는 게이트 전극(154), 상기 게이트 전극(154) 상에 형성되는 층간 절연막(155), 상기 층간 절연막(155)과 상기 게이트 절연막(153)에 형성되는 비아홀에 형성되는 소스 전극(156)과 드레인 전극(157)(또는 소스 전극(157)과 드레인 전극(156))을 포함하여 구성된다. 또한, 상기 스위칭 박막 트랜지스터(150) 상에는 제1 보호층(124)이 형성되어 상기 스위칭 박막 트랜지스터(150)를 보호하는 역할을 한다.
또한, 상기 포토 센서부(120)는 상기 스위칭 박막 트랜지스터(150)의 드레인 전극 또는 소스 전극(157)으로부터 연장된 전극(121) 상에 형성되는 반도체층(122), 상기 반도체층(122) 상에 형성되는 투명 전극(123), 상기 반도체층(122)과 상기 투명 전극(123) 상에 형성되는 제2 보호층(126), 상기 제2 보호층(126)에 형성되는 비아홀에 형성되어 상기 투명 전극(123)과 연결되는 바이어스 전극(125)을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 제2 보호층(126)은 상기 포토 센서부(120)를 보호하는 역할을 한다.
또한, 상기 제2 보호층(126) 및 바이어스 전극(125) 상에는 센서 보호층(140)이 형성될 수 있으며, 상기 제2 보호층(126) 또는 상기 센서 보호층(140)은 유기물 또는 무기물로 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 사용자의 눈에 감지되지 않도록 만든 자외선과 적외선을 반사시키는 이미지를 자외선 또는 적외선 백라이트를 사용해 이미지 센싱하여 문서 등의 보안을 보다 향상 시킬 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 백라이트 유닛
120: 포토 센서부
121: 전극
122: 반도체층
123: 투명 전극
124: 제1 보호층
125: 바이어스 전극
126: 제2 보호층
130: 가시광선 변환부
132: 오브젝트(object)
140: 센서 보호층
150: 스위칭 박막 트랜지스터
151: 절연 기판
152: 반도체 활성층
153: 게이트 절연막
154: 게이트 전극
155: 층간 절연막
156, 157: 소스 전극 또는 드레인 전극

Claims (11)

  1. 가시광선, 적외선 및 자외선 중에서 적어도 어느 하나의 빛을 오브젝트(object)로 조사하는 백라이트 유닛;
    상기 오브젝트에 반사되는 자외선을 가시광선으로 변환하는 가시광선 변환부; 및
    상기 백라이트 유닛으로부터 조사되어 오브젝트에 반사되는 가시광선, 적외선 및 상기 가시광선 변환부에서 변환된 가시광선 중에서 적어도 어느 하나를 감지하는 포토 센서부;
    를 포함하는 평판형 이미지 센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가시광선 변환부는,
    UV 잉크 또는 양자점(Quantum dot)을 포함하는 평판형 이미지 센서.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 포토 센서부는,
    비정질 실리콘 포토 다이오드, 유기물 광센서 및 양자점 광센서 중에서 어느 하나로 구성되는 평판형 이미지 센서.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 포토 센서부의 신호를 전달하는 스위칭 박막 트랜지스터;
    를 더 포함하는 평판형 이미지 센서.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 스위칭 박막 트랜지스터는,
    코플라나, 스태거드, 인버티드 코플라나 및 인버티드 스태거드 박막 트랜지스터 중에서 어느 하나로 구성되는 평판형 이미지 센서.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 스위칭 박막 트랜지스터는,
    절연 기판;
    상기 절연 기판 상에 형성되는 반도체 활성층;
    상기 반도체 활성층 상에 형성되는 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 상에 형성되는 게이트 전극;
    상기 게이트 전극 상에 형성되는 층간 절연막;
    상기 게이트 절연막과 상기 층간 절연막에 형성되는 비아홀에 형성되는 소스 전극과 드레인 전극;
    상기 스위칭 박막 트랜지스터 상에 형성되는 제1 보호층;
    을 포함하는 평판형 이미지 센서.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 포토 센서부는,
    상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극 또는 소스 전극으로부터 연장된 전극;
    상기 연장된 전극 상에 형성되는 반도체층;
    상기 반도체층 상에 형성되는 투명 전극;
    상기 반도체층과 상기 투명 전극 상에 형성되어 상기 포토 센서부를 보호하는 제2 보호층;
    상기 제2 보호층에 형성되는 비아홀에 형성되어 상기 투명 전극과 연결되는 바이어스 전극;
    을 포함하는 평판형 이미지 센서.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 보호층 및 바이어스 전극 상에 형성되는 센서 보호층;
    을 더 포함하는 평판형 이미지 센서.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 반도체 활성층은,
    저온 다결정질 실리콘 반도체, 비정질 실리콘 반도체 및 산화물 반도체 중에서 어느 하나인 평판형 이미지 센서.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 가시광선 변환부는,
    상기 오브젝트와 상기 포토 센서부의 사이에 배치되는 평판형 이미지 센서.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 보호층 또는 센서 보호층은,
    유기물 또는 무기물로 형성되는 평판형 이미지 센서.
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