KR20200042838A - 근접 감지 디바이스 - Google Patents

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KR20200042838A
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이-팅 후앙
징-홍 라이
치-하오 수
치아-웨이 양
치-민 린
치에-유 강
쿠앙-마오 루
지안-홍 판
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Abstract

OLED 패널 아래에 배치되며 발광 모듈과 수광 모듈을 구비한 근접 감지 디바이스가 제공된다. 발광 모듈은 1000 nm 이상의 피크 파장을 갖는 비가시광을 방출할 수 있다. 수광 모듈은 발광 모듈에 인접하게 배치되며, 반사된 비가시광으로부터 반사광을 수광하도록 구성된다. 이에, OLED 패널을 통과하는 비가시광이 패널 상에 명점(bright spot)을 생성하지 못할 것이다.

Description

근접 감지 디바이스{PROXIMITY SENSING DEVICE}
<관련 출원과의 상호 참조>
본원은 2018년 10월 15일에 출원한 미국 특허출원 62/745,940 및 2018년 10월 31일에 출원한 미국 특허출원 62/753,252에 대해 우선권을 주장하며, 이들 우선권 출원은 그 전체가 여기에 참조로 포함된다.
<발명의 분야>
본 발명은 감지 디바이스에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 근접 감지 디바이스에 관한 것이다.
유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED) 패널은 경량화, 박형화, 내진동성, 선명한 이미지 디스플레이, 낮은 에너지 소비, 높은 발광 효율, 유연성 등의 장점으로 전자 제품의 디스플레이 디바이스의 주류가 되고 있으며, 모바일 디바이스(예컨대, 모바일폰 또는 태블릿)에 폭넓게 사용되고 있다.
모바일 디바이스의 경우, 제품 화면을 최대화하기 위해서, 제조업체는 베젤부의 크기를 줄이기 위해 최근 화면 주변의 베젤부에 원래 배치되는 센서를 화면의 하부면(즉, 사용자가 볼 수 있는 상부면 또는 외부면에 대해 내부면)으로 옮기려고 시도하고 있다. 따라서, 모바일 디바이스는 고정된 외부 치수 하에서 더 큰 화면 비율을 가질 수 있다. 현재, 화면의 하부면으로 재배치되는 센서는 지문 센서, 근접 센서 등을 포함한다.
근접 센서는 적외광의 송수신에 의해 인체나 물체와의 모바일 폰의 근접도를 검출하도록 구성되어, 모바일폰의 화면의 백라이트 및 터치 제어 기능을 턴오프시킴으로써, 사용자가 통화하는 동안에 전력을 절약하고 의도하지 않은 화면 접촉을 피할 수 있다. 그러나, 종래의 근접 센서가 OLED 패널 아래에 배치될 때에, 이로부터 방출된 적외광은 OLED 패널의 반도체층이 가시광(포토루미네슨스)을 생성하게 할 것이다. 따라서, 사용자는 OLED 패널 상에서 명점(bright spot)을 관찰하여, 그 패널에 결함이 있는 것으로 간주할 수 있다.
따라서, 전술한 결점을 회피하는 근접 감지 디바이스를 제공할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 OLED 패널 아래에 배치될 수 있고 패널 상에서의 돌연적인 명점의 생성을 막을 수 있는 근접 감지 디바이스를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 근접 감지 디바이스는 발광 모듈 및 수광 모듈을 포함한다. 발광 모듈은 1000 nm 이상의 피크 파장을 갖는 비가시광을 방출하도록 구성된다. 수광 모듈은 발광 모듈에 인접하게 배치되며, 비가시광의 반사광을 수광하도록 구성된다.
일 실시형태에 있어서, 본 발명의 근접 감지 디바이스에 포함된 발광 모듈에 의해 방출되는 비가시광의 피크 파장은 1580 nm 미만이다.
일 실시형태에 있어서, 본 발명의 근접 감지 디바이스에 포함된 발광 모듈은 하나 또는 복수의 발광 소자를 포함하고, 그 수광 모듈은 하나 또는 복수의 감지 소자를 포함한다.
일 실시형태에 있어서, 본 발명의 근접 감지 디바이스에 포함된 발광 모듈은 반도체칩을 포함하고, 반도체칩은 비가시광을 방출하도록 구성된다.
일 실시형태에 있어서, 본 발명의 근접 감지 디바이스에 포함된 발광 모듈은 반도체칩과 광변환 구조를 포함한다. 반도체칩은 가시광을 방출하도록 구성된다. 광변환 구조는 반도체칩 상에 배치되고, 접착제(글루)와 형광재를 포함하며, 형광재는 접착제 내에 배치되어 가시광을 비가시광으로 변환한다.
일 실시형태에 있어서, 본 발명의 근접 감지 디바이스에 포함된 발광 소자는 흡광층을 포함하고, 흡광층은 광변환 구조 상에 배치되어 가시광을 흡수한다.
일 실시형태에 있어서, 본 발명의 근접 감지 디바이스에 포함된 광변환 구조는 흡광재를 더 포함하고, 흡광재는 접착제 내에 배치되어 가시광의 일부를 흡수하고, 접착제 내의 형광재는 가시광의 다른 부분을 비가시광으로 변환하도록 구성된다.
일 실시형태에 있어서, 본 발명의 근접 감지 디바이스에 포함된 광변환 구조는 광여과층을 더 포함하고, 광여과층은 광변환 구조 상에 배치되어 가시광을 차단한다.
일 실시형태에 있어서, 본 발명의 근접 감지 디바이스에 포함된 반도체칩은 청색광 칩, 청색 발광 다이오드, 및 청색 레이저 다이오드이다.
일 실시형태에 있어서, 본 발명의 근접 감지 디바이스에 포함된 형광재는 가시광을 다른 가시광으로 부분 변환하도록 구성된다.
본 발명의 다른 목적은 OLED 패널과, 전술한 실시형태 중 임의의 근접 감지 디바이스를 포함하는 디스플레이 디바이스를 제공하는 것이며, 근접 감지 디바이스는 OLED 패널 아래에 배치되어 OLED 패널에 의해 차폐된다.
따라서, 본 발명이 제공할 수 있는 효과는 적어도 이하와 같다: 발광 모듈에 의해 방출되는 비가시광의 피크 파장이 1000 nm 이상이라서, 비가시광이 OLED 패널을 관통할 때에, OLED 패널은 가시광을 생성하지 않을 것이며, 그렇기 때문에 명점이 OLED 패널 상에 돌연적으로 표시되어 사용자에 의해 관찰되지 않을 것이다. 또한, 비가시광의 피크 파장은 물체의 근접을 감지한다는 목적을 달성하기 위해 비가시광이 OLED 패널을 효과적으로 관통할 수 있도록 1580 nm 이하인 것이 바람직하다.
당업자가 본 발명의 특징을 잘 이해하게 하기 위해 첨부 도면을 참조하는 이하의 본문에서는 본 발명을 위해 구현되는 상세한 기술 및 바람직한 실시형태를 설명한다.
도 1a와 도 1b는 각각 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 근접 감지 디바이스의 측면도와 평면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 근접 감지 디바이스의 동작을 나타내는 개략도이다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른, 패널 상에 표시되는 이미지와 비가시광의 파장 간의 관계를 나타내는 개략도이다.
도 3b는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라, 패널의 투과율(penetration rate)의 변화를 비가시광의 파장의 함수로서 나타내는 개략도이다.
도 4a는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 근접 감지 디바이스의 테스트 시스템의 개략도이다.
도 4b는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 근접 감지 디바이스의 반응의 변화를 근접 감지 디바이스의 테스팅 거리의 함수로서 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 근접 감지 디바이스의 개략 구조도(단면도)이다.
도 6은 도 5의 근접 감지 디바이스의 부분 확대도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 근접 감지 디바이스의 개략 구조도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 근접 감지 디바이스의 개략 구조도이다.
이하, 본 발명의 특정 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 본 발명의 사상에서 벗어나지 않고서 다양한 상이한 형태의 실시형태로 구현될 수 있으며, 본 발명에서 청구하는 사상이 명세서 내에서 설명한 것으로 한정되는 것으로서 해석되어서는 안 된다. 또한, 전술한 본 발명의 개요에서의 다양한 구현예의 기술적 내용은 실시형태의 기술적 내용으로서 또는 실시형태의 가능한 변형예로서 또한 소용될 수도 있다. 또한, 후술하는 방향(예컨대, 전, 후, 상측, 하측, 양측, 내측, 외측 등)은 상대적인 방향이며, 근접 감지 디바이스 및 근접 감지 디바이스가 부착되는 디스플레이 디바이스의 사용 상황에 따라 정해질 수도 있다.
도 1a와 도 1b는 각각 본 발명의 제1 바람직한 실시형태에 따른 근접 감지 디바이스(10)의 측면도와 평면도이다. 근접 감지 디바이스(10)는 디스플레이 디바이스(1)의 OLED 패널(20)(이하 줄여서 패널(20)이라고 함) 아래에 배치된다. 다시 말해, 디스플레이 디바이스(1)는 적어도 패널(20)과 근접 감지 디바이스(10)를 포함한다. 디스플레이 디바이스(1)는 모바일폰, 디지털 카메라, 컴퓨터, 텔레비전, 웨어러블 디바이스 등과 같은 전자 제품일 수 있으며, 본 실시형태에서는 모바일폰을 예로 한다. 또한 디스플레이 디바이스(1)는 드라이버칩 등과 같은 다른 소자를 구비한다. 이들 다른 소자는 본 실시형태의 요점이 아니며, 본 실시형태의 후술하는 기술적 내용에 설명에 영향을 미치지 않으므로 도시 생략한다.
보다 구체적으로, 근접 감지 디바이스(10)는 일반적으로 사용자에 의해 관찰되지 않는 패널(20)의 하부면(21)(즉, 패널(20)의 기판이 위치하는 면)에 배치된다. 따라서, 근접 감지 디바이스(10)는 패널(20)에 의해 차폐되고 사용자에 의해 관찰되지 않을 것이다. 하부면(21)과 대조적으로, 패널(20)은 외부면, 즉 패널의 유리가 위치하는 면이라고 불리는 상부면(22)도 포함한다. 바람직하게는, 근접 감지 디바이스(10)는 감지 정확도를 높이기 위해 하부면과의 사이에 간격없이 하부면(21)과 접촉할 수 있다. 대안적으로, 어셈블링의 허용오차 등에 따라, 예컨대 0.3 mm 내지 0.7 mm와 같은 소간격이 근접 감지 디바이스(10)와 하부면(21) 사이에 유지될 수도 있다. 또한, 패널(20)은 근접 감지 디바이스(10)의 배치에 따라, 광이 통과할 수 있는 관통 구멍이 없을 수도 있고, 패널(20)은 Samsung이 판매하는 AMOLED 등의 시판중인 일반 패널일 수도 있다. 즉, 근접 감지 디바이스(10)와 함께 사용되는 패널(20)은 일반 사양 또는 구조의 패널일 수 있으며, 패널(20)의 기술적 내용이 당업자에게 알려져 있으므로 도시 생략한다.
도 2를 함께 참조하면, 근접 감지 디바이스(10)는 구조적으로, 서로 광학적으로 결합되는 적어도 하나의 발광 모듈(100)과 수신 모듈(200)을 포함한다. 즉, 발광 모듈(100)은 비가시광(IL)을 방출하고, 발광 모듈(100)과 광학적으로 결합된 수광 모듈(200)은 비가시광(IL)의 반사광(RIL)을 수광할 수 있다. 따라서, 수광 모듈(200)은 발광 모듈(100)의 일측에 인접하게 배치되고, 수광 모듈(200)과 발광 모듈(100) 사이의 거리는 전술한 둘 사이의 광학적 결합을 달성하기에 충분하다. 이에, 수광 모듈(200)이 발광 모듈(100)에 의해 생성된 반사광(RIL)을 수광할 수 있다면, 수광 모듈(200)이 발광 모듈(100)에 인접하게 배치된 것으로 간주될 수도 있고, 또는 그 둘 사이의 광학적 결합이 달성된 것으로 간주될 수도 있다. 또한, 수광 모듈(200)과 발광 모듈(100)은 동일한 수평면 상에 위치하는 것으로 한정되지 않으며, 그 둘 사이의 높이차에도 불구하고 그 사이에는 광학적 결합이 여전히 달성될 수 있다.
발광 모듈(100)에서 방출된 비가시광(IL)은 1000 나노미터(nm) 이상의 피크 파장을 가질 수 있어, 비가시광(IL)은 적외광으로 간주될 수도 있다. 물체(30)(예컨대, 사용자의 뺨)가 패널(20)의 상부면(22) 상에 있다면, 비가시광(IL)이 패널(20)을 관통한 후에, 비가시광(IL)은 물체(30)에서 반사되어 반사광(RIL)으로서 규정되며, 반사광(RIL)은 패널(20)을 관통하고 수광 모듈(200)에 의해 수광된다. 그런 다음 수광 모듈(200)은 대응하는 신호를 생성하여 처리 또는 적용을 위해 그 신호를 다른 소자로 송신한다. 비가시광(IL)의 피크 파장은 일반적인 근접 센서에서 사용하는 940 나노피크 대신에, 1000 나노미터 이상으로 설정되기 때문에, 비가시광(IL)은 패널(20)의 반도체층이 발광하게 하지 못할 것이다.
도 3a를 참조하면, 파장 범위가 1000 내지 1580 나노미터인 비가시광(IL)이 패널(20)에 미치는 영향이 테스트되었고, 테스트 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 패널(20)이 적색, 녹색, 청색 및 백색 이미지를 표시할 때에 비가시광(IL)이 패널(20) 상에 명점을 생성하지 않을 것이다. 도 3a는 (명점 없는)1275 나노미터, 1375 나노미터 및 1475 나노미터의 테스트 결과만을 보여주며, 940 나노미터의 테스트 결과는 패널(20)이 명점을 생성하는 것을 보여준다.
도 3b를 참조하면, 추가적으로, 비가시광(IL)의 파장이 1580 나노미터보다 큰 경우에 패널(20)에 명점은 생성되지 않을 것이지만, 이러한 비가시광(IL)에 의한 패널(20)의 투과율이 1% 미만일 것이라서 수광 모듈(200)이 그것의 반사광(RIL)을 수광하기가 어렵다(즉, 비가시광(IL)이 패널(200)을 효과적으로 관통할 수 없다). 따라서, 모바일폰의 근접 감지 디바이스(10)로서, 발광 모듈(100)에 의해 생성되는 비가시광(IL)의 피크 파장은 1580 나노미터 미만인 것이 바람직하다. 그러나, 패널(20)의 투과율이 개선될 수 있다면, 사용되는 비가시광(IL)의 파장이 1850 나노미터 이상으로 증가할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 발광 모듈(100)은 하나 또는 복수의 발광 소자(110)(동일한 패키징 구조 속에 위치함)를 포함할 수 있고, 각각의 발광 소자(110)는 비가시광(IL)을 방출할 수 있다. 대응하여, 수광 모듈(200)은 하나 또는 복수의 감지 소자(210)(동일한 패키징 구조 속에 위치함)를 포함할 수 있고, 각각의 감지 소자(210)는 반사광(RIL)을 수광할 수 있다. 전체 발광 모듈(100)에 의해 생성된 비가시광(IL)의 세기는 발광 소자(110)의 수가 많다면 높아질 것이며, 수광 모듈(200)은 감지 소자(210)의 수가 많다면 그 전체에서 더 많은 반사광(RIL)을 수광할 수 있다(또는 반사광(RIL)을 더 쉽게 수광할 수 있다). 이렇게, 근접 감지 디바이스(10)의 감지력(거리 또는 범위)이 개선될 수 있다. 전술한 발광 모듈(100)과 수광 모듈(200)은 동일한 회로 기판(인쇄 회로 기판) 상에 개별적으로 설치될 수도 있거나 일체로 어셈블링될 수도 있다(도시 생략).
본 실시형태에 있어서, 발광 소자(110)는 파장이 1000 나노미터 이상인 비가시광(IL)을 직접 방출할 수 있는 반도체칩(120)을 포함한다. 다시 말해, 발광 소자(110)는 적외선 LED칩이고, LED칩은 형광재 등과의 연관성 없이도 적외광을 방출할 수 있다. 감지 소자(210)는 포토트랜지스터를 포함할 수 있다.
도 4a를 참조하면, 본 실시형태에 있어서, 근접 감지 디바이스(10)와 패널(20) 간의 관계를 테스트하기 위한 테스트 시스템이 제안되고 있다. 이 테스트 시스템은, 예컨대 주변광 센서(ALS), 범용 입출력(GPIO), 아날로그-디지털 컨버터(ADC), 아날로그 프론트 엔드(AFE), 알고리즘(ALG), 블루투스 저에너지 트랜시버(BLE), 및 내부 집적 회로(I2C)를 포함할 수 있다. 테스트 시스템은 근접 감지 디바이스(10) 및/또는 통상의 근접 센서(PIN 다이오드 InGaAs)를 더 포함한다. 따라서, 패널에 미치는 상이한 작동 파장의 근접 센서의 영향(명점, 투과율 등)을 테스트할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 전술한 테스트 시스템은 근접 감지 디바이스(10)의 감지력을 테스트하는 데에도 사용될 수 있다. 예를 들어, 비가시광(IL)의 파장이 1375 나노미터인 경우, 물체(30)와 패널(20) 사이의 거리가 클수록, 수광 모듈(200)은 더 적은 광을 수광하고, 대응 계수(count)는 더 낮아지며, 즉 기준값 950에 더 가까워진다.
전술한 실시형태에 있어서의 근접 감지 디바이스(10)의 발광 소자(110)는 적외선 LED칩이지만, 후술하는 실시형태에서는, 발광 소자(110)가 가격 및/또는 비가시광의 반치전폭(FWHM)을 줄일 수 있는 상이한 유형의 것이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제2 바람직한 실시형태는, 발광 소자(110)가 반도체칩(130)과 광변환 구조(140)를 포함할 수 있고, 반도체칩(130)이 가시광(L)을 방출하도록 구성되며, 광변환 구조(140)가 반도체칩(130) 상에 배치되어 가시광(L)을 파장이 1000 nm 이상인 비가시광(IL')으로 변환한다는 점에서, 제1 실시형태와 다르다.
보다 구체적으로, 반도체칩(130)은 예컨대 청색 LED칩, 청색 발광 다이오드, 또는 청색 레이저 다이오드일 수 있으므로, 반도체칩(130)으로부터 방출되는 가시광(L)은 청색광이다. 패키징 구성에 따르면, 반도체칩(130)은 리드 프레임(lead frame)(146) 또는 기판 상에 제공될 수 있다(이들 모두는 발광 소자(110)의 구성요소/요소로 간주될 수 있다). 광변환 구조(140)는 가시광(L)이 발광 소자(110)의 외부로 방출되기 전에 광변환 구조(140)를 통과하도록, 적어도 반도체칩(130)의 상부를 덮는다. 본 실시형태에서는, 광변환 구조(140)가 반도체칩(130)을 추가로 덮어서 밀봉한다. 또한, 광변환 구조(140)는 접착제(142)와 형광재(144)를 포함하고, 접착제(142)는 LED칩에 주로 사용되는 투광성 패키징 접착제(예컨대, 실리콘 수지)이고, 형광재(144)는 접착제(142)에 배치되어 분산되며, 가시광(L)을 비가시광(IL')으로 변환할 수 있다. 접착제(142) 대 형광재(144)의 중량비(wt%)는 100:100 내지 100:150일 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다.
형광재(144)는 파장이 1000 나노미터 이상인 광을 여기시킬 수 있는 다양한 종류의 형광 분말을 포함한다. 예를 들어, 형광재(144)는 화학식이 La3Si6N11: Cr, Ce이며, 그 평균 입경이 15 마이크론(㎛)인 사면체 구조(tetrahedral structire)를 갖는 형광 분말이다. 피크 파장이 460 나노미터(청색광)인 가시광(L)이 형광재(144)를 조사하면, 피크 파장이 550 나노미터인 가시광(L')과 피크 파장이 1550 나노미터인 비가시광(IL')이 여기될 수 있다. 비가시광(IL')은 이전 실시형태에서 설명한 바와 같이, 물체의 근접을 감지하는데 사용될 수 있고 패널(20) 상에 명점을 생성하지 않는다.
또한, 형광재(144)가 가시광(L')을 여기시키기 때문에, 반도체칩(130)으로부터 방출된 가시광(L)을 형광재(144)가 비가시광(IL')으로 완전히 변환하는 것이 곤란해져서, 가시광(L 및 L')이 발광 소자(110)의 외부로 방출될 때에 패널(20) 상에 색점(color spot)이 생성될 수도 있다. 따라서, 발광 소자(110)는 가시광(L 및 L')을 흡수하기 위해 광변환 구조(140) 상에 제공되는 흡광층(150)을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(110)의 외부로 비가시광(IL')만이 방출될 수 있고, 패널(20) 상에는 명점 또는 색점이 생성되지 않을 것이다. 흡광층(150)은 구체적으로 투광성 접착제와 염료를 포함할 수 있으며, 염료는 접착제와 혼합되어서 가시광을 흡수할 수 있는 흑색 슬러리를 형성한다. 접착제 대 염료의 중량비(wt%)는 100:30 내지 100:60일 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 흡광층(150)은 파장이 900 나노미터 이하인 광을 흡수할 수 있으므로, 가시광(L 및 L')은 흡광층(150)을 통과할 수 없다.
전술한 발광 소자(110)의 제조 공정 중 하나는 다음과 같다: 형광재(144)와 접착제(142)를 원하는 비율로 혼합하여 혼합 슬러리(145)를 형성한 후, 혼합 슬러리(145)를 리드 프레임(146)에 도포하여 반도체칩(130)을 덮은 다음, 혼합 슬러리(145)를 소성 및 가열해서 혼합 슬러리(145)를 경화시켜 광변환 구조(140)를 형성하고, 이어서 염료 및 다른 접착제를 원하는 비율로 혼합하여 흑색 슬러리를 형성한 다음, 흑색 슬러리를 경화된 광변환 구조(140)의 상부면에 도포하고, 최종적으로 흑색 슬러리를 소성 및 가열해서 흑색 슬러리를 경화시켜 흡광층(150)을 형성한다.
또한, 형광재(144)는 또한 다음의 화학 구조의 형광 분말을 포함할 수 있음이 이해될 것이다. La3(1-x)Ga1 - yGe5(1-z)O16: 3xA3 +, yCr3 +, 5zB4 +, 여기서 x, y 및 z는 동시에 제로가 아니며, A는 Gd와 Yb 중 적어도 하나이고, B는 Sn, Nb 및 Ta 중 적어도 하나이며; La3Ga5(1-x)M1O14: 5xCr3 +, 여기서 0.01≤x≤0.1, M1은 Si 또는 Ge이고; La3(1-x)Ga5(1-y)GeO14: 3xSm3 +, 5yCr3 +, 여기서 0.01≤x≤0.5 그리고 0.01≤y≤0.1; Ca3Ga2-xGe3O12: xCr3 +, 여기서 0<x≤0.1; LaGa1 - xGe2O7: xCr3 +, 여기서 0<x≤0.2; BaZr1 -xSi3O9: xCr3 +, 여기서 0<x≤0.1; Zn3Al2 - xGe4O14: 2xCr3 +, 여기서 0<x≤0.2; Ca2Ga2(1-x)GeO7: 2xCr3 +, 여기서 0<x≤0.1; Zn3Ga2(1-x)GeyO(6+2y): xCr3 +, 여기서 0<x≤0.5, 그리고 y는 1 내지 5 사이의 정수; Zn3Ga2(1-x)Ge4O14: 2xCr3 +, 여기서 0<x≤0.2이다. 전술한 각 형광재는 파장이 1000 나노미터 이상인 비가시광을 생성할 수 있고, 특정 기술적 내용 및 구현을 위해 본 출원인의 대만 특허 출원 제107143240호 및 제107130643호를 참조할 수 있으며, 이들 출원은 그 전체가 본원에 참고로 포함된다.
제1 실시형태와 비교해서, 본 실시형태의 발광 소자(110)는, 광변환 구조(140) 및 흡광층(150)의 제조 비용을 고려하더라도 반도체칩(130)(청색 LED칩)의 가격이 반도체칩(120)(적외선 LED칩)보다 훨씬 낮기 때문에, 가격이 더 저렴할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 발광 소자(110)에 의해 방출되는 비가시광(IL')의 반치전폭은 약 78 나노미터이며, 이것은 제1 실시형태의 경우(약 110 나노미터)보다 바람직하다.
도 7을 참조하면, 제3 바람직한 실시형태는 발광 소자(110)가 흡광층(150) 대신에 광여과층(160)을 포함한다는 점에서, 제2 실시형태와 다르다. 구체적으로, 광여과층(160)은 광변환 구조(140) 상에 배치되는 광학 박막일 수 있으며, 광여과층(160)은 가시광이 통과하는 것을 막을 수 있지만, 비가시광은 차단하지 않는다. 즉, 광여과층(160)(광학 박막)은 특정 파장(예컨대, 700 나노미터 또는 900 나노미터 미만)의 광의 위상 등을 흡수, 반사, 산란 또는 이동시킬 수 있어, 그 광이 광여과층(160)을 통과할 수 없다. 이와 같이, (도 6에 도시하는 바와 같이) 가시광(L' 및 L)은 발광 소자(110)의 외부로 방출될 수 없지만, 비가시광(IL')은 발광 소자(110)의 외부로 방출될 수 있다.
도 8을 참조하면, 제4 바람직한 실시형태는, 발광 소자(110)가 흡광층(150)을 포함하지 않을 수 있지만, 광변환 구조(140)는 가시광의 일부는 흡수하지만 비가시광은 흡수하지 않는 흡광재(170)를 더 포함한다는 점에서, 제2 실시형태와 다르다. 구체적으로, 흡광재(170)는 접착제(142)에 구비되고, 흡광재(170)는 흑색 염료일 수 있으며, 접착제(142) 내의 형광체(144)와 함께 혼합되어 혼합 슬러리(147)를 형성할 수 있다. 그런 다음 혼합 슬러리(147)가 리드 프레임(146) 상에 제공되어 반도체칩(130)을 덮을 수 있다. 이런 식으로, 접착제 내의 형광재(144)는 가시광(L')의 일부를 가시광(L') 및 비가시광(IL')으로 변환할 수 있고, (형광재(144)에 의해 덮이지 않은) 가시광(L)의 또 다른 부분과 (도 6에 도시하는 바와 같이) 형광재(144)에 의해 여기된 가시광(L')는 흡광재(170)에 의해 흡수될 것이므로 광변환 구조(140)을 통과할 수 없지만, 비가시광(L')은 광변환 구조(140)를 통과할 수 있다.
이들이 가시광을 완전히 흡수, 여과 또는 차단할 수 있는지의 여부에 관계없이, 흡광층(150), 광여과층(160) 또는 흡광재(170)는 본 발명에서 청구하는 사상 내에 포함된다. 다시 말해, 가시광의 일부가 발광 소자(110)로부터 방출되더라도, 그 방출된 가시광의 일부가 패널(20) 상에 명백하게 보이는 색점을 생성하지는 않을 것이다. 또한, 반도체칩(130)의 가시광의 소부분만이 비가시광으로 변환되지 않는다면, 또는 소량의 가시광만이 광변환 구조(140)로부터 여기된다면(또는 여기되는 가시광이 없다면), 흡광층(150), 광여과층(160), 또는 흡광재(170)를 발광 소자(110)에서 생략할 수도 있다.
전술한 바에 따르면, 본 발명의 근접 감지 디바이스는 OLED 패널 아래에 구비되어 디스플레이 디바이스의 화면 대 본체 비를 증가시킬 수 있으며, 근접 감지를 위한 비가시광의 피크 파장이 1000 나노미터 이상이므로 OLED 패널의 포토루미네선스로 인한 명점 생성을 피할 수 있다.
이상의 개시내용은 본 발명의 상세한 기술적 내용 및 특징에 관한 것이다. 당업자라면 본 발명의 개시내용 및 제안에 기초하여 그 특성을 벗어나지 않고 다양한 변형 및 대체를 진행할 수 있다. 그러나, 그러한 변형 및 대체는 이상의 설명에 완전히 개시되어 있지 않더라도, 실질적으로 첨부하는 청구범위에 포함된다.

Claims (10)

  1. OLED(Organic Light Emitting Diode, 유기 발광 다이오드) 패널 아래에 배치되는 근접 감지 디바이스에 있어서,
    1000 nm 이상의 피크 파장을 갖는 비가시광을 방출하도록 구성되는 발광 모듈과,
    상기 발광 모듈에 인접하게 배치되며, 상기 비가시광의 반사광을 수광하도록 구성되는 수광 모듈
    을 포함하는, 근접 감지 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발광 모듈에 의해 방출된 비가시광의 피크 파장은 1580 nm 이하인, 근접 감지 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 발광 모듈은 하나 또는 복수의 발광 소자를 포함하고, 상기 수광 모듈은 하나 또는 복수의 감지 소자를 포함하는, 근접 감지 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 발광 소자는 반도체칩을 포함하고, 상기 반도체칩은 상기 비가시광을 방출하도록 구성되는, 근접 감지 디바이스.
  5. 제3항에 있어서, 상기 발광 소자는,
    가시광을 방출하도록 구성되는 반도체칩과,
    상기 반도체칩 상에 배치되며, 접착제와 형광재를 포함하는 광변환 구조를 포함하고, 상기 형광재는 상기 접착제 내에 배치되어 상기 가시광을 상기 비가시광으로 변환하는, 근접 감지 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 발광 소자는 흡광층을 더 포함하고, 상기 흡광층은 상기 광변환 구조 상에 배치되어 상기 가시광을 흡수하는, 근접 감지 디바이스.
  7. 제5항에 있어서, 상기 광변환 구조는 흡광재를 더 포함하고, 상기 흡광재는 상기 접착제 내에 배치되어 상기 가시광의 일부를 흡수하는, 근접 감지 디바이스.
  8. 제5항에 있어서, 상기 발광 소자는 광여과층을 더 포함하고, 상기 광여과층은 상기 광변환 구조 상에 배치되어 상기 가시광을 차단하는, 근접 감지 디바이스.
  9. 제5항에 있어서, 상기 반도체칩은 청색광칩, 청색 발광 다이오드, 및 청색 레이저 다이오드를 포함하는, 근접 감지 디바이스.
  10. 디스플레이 디바이스에 있어서,
    OLED 패널과,
    상기 OLED 패널 아래에 배치되어 상기 OLED 패널에 의해 차폐되는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 근접 감지 디바이스
    를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
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