WO2017188723A2 - 지문 센싱 장치 및 이를 포함하는 전자 기기 - Google Patents

지문 센싱 장치 및 이를 포함하는 전자 기기 Download PDF

Info

Publication number
WO2017188723A2
WO2017188723A2 PCT/KR2017/004429 KR2017004429W WO2017188723A2 WO 2017188723 A2 WO2017188723 A2 WO 2017188723A2 KR 2017004429 W KR2017004429 W KR 2017004429W WO 2017188723 A2 WO2017188723 A2 WO 2017188723A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
fingerprint
sensing device
fingerprint sensing
disposed
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2017/004429
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2017188723A3 (ko
Inventor
장신애
엄준필
전은정
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Innotek Co Ltd
Original Assignee
LG Innotek Co Ltd
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 LG Innotek Co Ltd filed Critical LG Innotek Co Ltd
Priority to CN201790000812.3U priority Critical patent/CN209044632U/zh
Publication of WO2017188723A2 publication Critical patent/WO2017188723A2/ko
Publication of WO2017188723A3 publication Critical patent/WO2017188723A3/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1306—Sensors therefor non-optical, e.g. ultrasonic or capacitive sensing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/117—Identification of persons
    • A61B5/1171—Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof
    • A61B5/1172—Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof using fingerprinting
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1329—Protecting the fingerprint sensor against damage caused by the finger

Definitions

  • An embodiment relates to a fingerprint sensing device and an electronic device including the same.
  • Fingerprint sensing technology is widely used in biometric or authentication processes.
  • a fingerprint sensor or fingerprint recognition sensor included in a fingerprint sensing device used in an electronic device such as a smartphone is used to detect a human fingerprint.
  • a fingerprint sensing device including such a fingerprint sensor generally includes a substrate (not shown), a sensing unit (not shown), and a functional layer (not shown).
  • the upper surface of the functional layer is a portion where the user's fingerprint is in direct contact, and may be contaminated by contaminants such as sweat, dust, oil, handprints (or water droplets), or lotions. For this reason, contamination of the upper surface, such as smearing of the fingerprint image sensed by the sensing unit, may cause a significant decrease in the fingerprint recognition rate.
  • the embodiment provides a fingerprint sensing device capable of improving the sensitivity of fingerprint sensing and an electronic device including the same.
  • Fingerprint sensing device the base substrate; A fingerprint sensor unit disposed on the base substrate; And a pollution prevention layer disposed on the fingerprint sensor unit and including a fluorine-containing carbon compound.
  • the antifouling layer is a bond crosslinking layer; And an upper layer disposed on the bonding crosslinking layer and including the fluorine-containing carbon compound.
  • the bond crosslinking layer may include silicon oxide, and the upper layer may be bonded to the fluorine-containing carbon compound and the silicon oxide in a network.
  • the fluorine-containing carbon compound may include at least one of a fluorine polymer or fluorine carbide.
  • the upper layer may include the fluorine polymer, and silicon atoms may be bonded to each of the fluorine polymers.
  • the pure contact angle of the antifouling layer may be 110 ° to 115 °.
  • the upper layer may include the fluorine carbide, and silicon atoms may be bonded to each end of the fluorine carbide in a ring form.
  • the pure contact angle of the antifouling layer may be 100 ° to 110 °.
  • the contact angle of n-hexadecane of the antifouling layer is 64 ° to 70 °
  • the thickness of the antifouling layer is 10 nm or less
  • the coefficient of kinetic friction of the antifouling layer is 0.12 or less, for example, 0.05 to 0.1 days. Can be.
  • the fingerprint sensing device may further include a functional layer disposed between the fingerprint sensor unit and the contamination prevention layer.
  • the functional layer may include a first primer layer disposed on the fingerprint sensor unit; A color layer disposed on the first primer layer; Or it may include at least one of a protective layer disposed on the color layer.
  • the fingerprint sensing device may further include a second primer layer disposed between the fingerprint sensor unit and the contamination prevention layer.
  • the fingerprint sensing device may further include a second primer layer disposed between the functional layer and the contamination prevention layer.
  • An electronic device may include the fingerprint sensing device.
  • the fingerprint sensing device and the electronic device including the same by disposing the antifouling layer on the surface where the fingerprint touches, the fingerprint or contamination of the finger may not be attached to the antifouling layer or the amount of contamination may be reduced. Even if it is attached, it can be easily removed.
  • the antifouling layer has excellent lubricity, the probability of contamination adheres to the surface of the antifouling layer can be reduced or eliminated, and the thickness of the antifouling layer is so thin that the appearance of the fingerprint sensing device can be improved. It does not harm and does not degrade the sensitivity of the fingerprint sensed result.
  • FIG. 1 is a plan view of an electronic device including a fingerprint sensing device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view according to an exemplary embodiment in which the fingerprint sensing device illustrated in FIG. 1 is cut along the line II ′.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view according to another exemplary embodiment in which the fingerprint sensing device illustrated in FIG. 1 is cut along the line II ′.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a bonding relationship according to an embodiment between materials of the antifouling layer illustrated in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a bonding relationship according to another embodiment between materials of the antifouling layer illustrated in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a bonding relationship according to still another embodiment between the constituent materials of the antifouling layer illustrated in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 7 shows a contact angle according to the number of times the wear of the upper layer shown in FIG.
  • FIG. 8 illustrates contact angles according to the number of wear of the upper layer illustrated in FIG. 5.
  • 9A to 9D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the fingerprint sensing device shown in FIG. 2.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a pollution prevention layer according to an embodiment.
  • 11A to 11D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the fingerprint sensing device shown in FIG. 3.
  • 12A to 12D show the appearance of a fingerprint sensing device according to a comparative example and an embodiment.
  • the above (up) or down (down) ( on or under includes both that two elements are in direct contact with one another or one or more other elements are formed indirectly between the two elements.
  • relational terms such as “first” and “second,” “upper / upper / up” and “lower / lower / lower”, etc., as used below, may be used to refer to any physical or logical relationship between such entities or elements, or It may be used to distinguish one entity or element from another entity or element without necessarily requiring or implying an order.
  • a fingerprint sensing device 200, 200A, 200B and an electronic device 1000 including the device 200, 200A, 200B will be described below with reference to the accompanying drawings.
  • the fingerprint sensing devices 200, 200A, and 200B and the electronic device 1000 including the same will be described using the Cartesian coordinate system (x-axis, y-axis, and z-axis), but it may be described by other coordinate systems.
  • Cartesian coordinate system the x-axis, y-axis, and z-axis are orthogonal to each other, but embodiments are not limited thereto. That is, the x-axis, y-axis, and z-axis may intersect without being orthogonal to each other.
  • the fingerprint sensing devices 200, 200A, and 200B described below may correspond to any device including the contamination prevention layer 260 disposed on the fingerprint sensor units 230 and 240.
  • the fingerprint sensing devices 200, 200A, and 200B are described as sensing a fingerprint of a user's finger, the fingerprint sensing device 200, 200A, or 200B may sense a touch of a stylus pen instead of the user's fingerprint, but is not limited to the sensing target.
  • the fingerprint sensing devices 200, 200A, and 200B may be applied to various electronic devices.
  • the fingerprint sensing devices 200, 200A, and 200B may be used in fields requiring user authentication. If user authentication is required, for example, unlocking, acknowledging online transactions or non-repudiation, access to device systems and services, including websites and emails, passwords and PINs Replacement of the phone, physical access such as door locks, various credentials in time and attendance management systems, finger-based input devices / navigation for mobile phones and gaming, or the use of finger-based shortcuts There is this.
  • the fingerprint sensing devices 200, 200A, and 200B may be used in various fields such as user authentication, registration, payment, or security.
  • the electronic device including the fingerprint sensing devices 200, 200A, and 200B which can be applied to various fields, may be, for example, a mobile phone, a smartphone, a personal digital assistant (PDA), or a portable multimedia player (PMP).
  • the terminal may be a portable terminal such as a portable multimedia player, a laptop, or a tablet personal computer, but the embodiment is not limited to a specific electronic device.
  • the fingerprint sensing devices 200, 200A, 200B may be packaged or modularized and included in the electronic device 1000.
  • the fingerprint sensing devices 200, 200A, 200B may include the electronic device 1000. It is not limited to the specific forms included in.
  • the electronic device 1000 as illustrated in FIG. 1 is described as an example in order to help understanding the fingerprint sensing devices 200, 200A, and 200B according to an embodiment, but the embodiment is not limited thereto. That is, the fingerprint sensing devices 200, 200A, and 200B according to the embodiment may be included in various types of electronic devices different from the electronic device 1000 shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a plan view of an electronic device 1000 including a fingerprint sensing device 200 according to an embodiment.
  • an electronic device 1000 may include a cover glass 100, a fingerprint sensing device 200, and a display unit 300.
  • the cover glass 100 protects the display unit 300 and is disposed on a front surface of the electronic device 1000.
  • the display unit 300 may serve as a touch screen.
  • the fingerprint sensing device 200 may operate a pointer by sensing a fingerprint of a user, a movement of a finger of the user, or a touch of a stylus.
  • the fingerprint sensing device 200 is illustrated as being disposed below the display unit 300 in the electronic device 1000, but the embodiment is not limited thereto.
  • the fingerprint sensing device 200 may be disposed above or on the side of the display 300. That is, the embodiment is not limited to the position where the fingerprint sensing device 200 is disposed in the electronic device 1000.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an embodiment 200A in which the fingerprint sensing device 200 shown in FIG. 1 is cut along the line II ′
  • FIG. 3 is the fingerprint sensing device 200 shown in FIG. 1. Shows a cross-sectional view according to another embodiment (200B) cut along the line II '.
  • the fingerprint sensing devices 200A and 200B illustrated in FIGS. 2 and 3 may include the base substrates 210A and 210B, the fingerprint sensor units 230 and 240, the functional layer 250, the contamination prevention layer 260, and the second primer ( primer) layer 270.
  • the fingerprint sensing device 200A shown in Figs. , 200B have the same structure as each other.
  • the base substrates 210A and 210B may be a printed circuit board (PCB), for example, a flexible PCB or a non-flexible PCB having a flexible characteristic as a whole, but embodiments are not limited thereto.
  • PCB printed circuit board
  • the base substrates 210A and 210B may serve to connect or communicate the fingerprint sensor units 230 and 240 with an external device (not shown).
  • the base substrates 210A and 210B may serve to drive the fingerprint sensor units 230 and 240.
  • the base substrates 210A and 210B may be electrically connected to the fingerprint sensor units 230 and 240 in order to transmit electrical signals or related information to the fingerprint sensor units 230 and 240.
  • the fingerprint sensor unit 230 may be electrically connected by the base substrate 210A and the wire 239, but the embodiment is not limited thereto. That is, the fingerprint sensor 230 may be electrically connected to the base substrate 210A in various ways without using the wire 239.
  • the fingerprint sensor unit 240 may be electrically connected to the base substrate 210B by the solder unit 247.
  • the embodiment is not limited to a specific form in which the fingerprint sensors 230 and 240 and the base substrates 210A and 210B are electrically connected to each other.
  • a lead frame (not shown) may be further disposed below the base substrates 210A and 210B.
  • the lead frame may be attached to the lower portions of the base substrates 210A and 210B based on surface mounting technology (SMT).
  • SMT surface mounting technology
  • the fingerprint sensors 230 and 240 may be disposed on the base substrates 210A and 210B in the form of a semiconductor chip to sense fingerprints.
  • the fingerprint sensor unit 230 may be disposed on the base substrate 210A by surface mount technology (SMT).
  • the fingerprint sensors 230 and 240 may include a fingerprint sensor having a sensing area in which pixels are arranged in an array form.
  • the fingerprint sensors 230 and 240 may find a difference in capacitance due to the height difference according to the shape of the ridge and valley of the finger fingerprint. For this purpose, the image of the fingerprint is scanned as the finger moves. To create a fingerprint image.
  • the fingerprint sensors 230 and 240 may read a fragmentary fingerprint image by sensing a fingerprint and then match the fragment fingerprint image into one image to implement an intact fingerprint image.
  • the fingerprint sensors 230 and 240 previously store information on a feature point of the fingerprint (for example, a portion where the fingerprint is divided, such as the Y point), and store the feature point obtained from the fingerprint image in advance. Compared with, the fingerprint can be detected.
  • the fingerprint sensors 230 and 240 may track not only the function of fingerprint detection but also the presence of a finger or the movement of a finger, thereby moving a pointer such as a cursor or receiving a desired information or command from a user. have.
  • the fingerprint sensor units 230 and 240 may include a driving electrode (not shown) for transmitting a driving signal toward the user's fingerprint and a receiving electrode (not shown) for receiving a signal passing through the user's fingerprint.
  • a driving electrode for transmitting a driving signal toward the user's fingerprint
  • a receiving electrode for receiving a signal passing through the user's fingerprint.
  • the driving electrode is made of a conductive polymer to achieve a role of transmitting the driving signal and can be implemented in various shapes and colors.
  • the embodiment is not limited to the manner in which the fingerprint sensors 230 and 240 sense fingerprints. That is, the fingerprint sensors 230 and 240 may be ultrasonic, infrared, or capacitive fingerprint sensors classified according to operating principles.
  • the embodiment is not limited to a specific structure of the fingerprint sensor units 230 and 240.
  • an exemplary configuration of the fingerprint sensor units 230 and 240 will be described.
  • the fingerprint sensor unit 230 may include a molding unit 231, an adhesive unit 233, a fingerprint sensor 235, a protective film 237, and a wire 239. Can be.
  • the adhesive part 233 may be disposed between the fingerprint sensor 235 and the base substrate 210A.
  • the adhesive part 233 may be an epoxy adhesive which adheres and fixes the fingerprint sensor 235 to the base substrate 210A.
  • the embodiment is not limited thereto. That is, according to another exemplary embodiment, the fingerprint sensor unit 230 may not include the adhesive unit 233. In this case, for example, the fingerprint sensor 235 and the base substrate 210A may be fitted or coupled to each other. May be
  • the fingerprint sensor 235 receives a signal passing through a fingerprint of a user and may include pixels arranged in an array form.
  • the fingerprint sensor 235 may find a difference in capacitance due to a difference in height depending on the shape of the valley and the peak of the fingerprint of the user's finger, and receives a difference in the electrical signal of the fingerprint as the finger moves. It may include an electrode and a receiving electrode.
  • the fingerprint sensor 235 serves to sense and process a fingerprint image, and may be an integrated IC.
  • the protective film 237 may be disposed between the upper surface of the fingerprint sensor 235 and the molding part 231 to serve to protect the fingerprint sensor 235 from the molding part 231. In some cases, the protective film 237 may be omitted from the fingerprint sensor 230.
  • the wire 239 may serve to electrically connect the fingerprint sensor 235 to the base substrate 210A.
  • the wire 239 may include gold (Au).
  • the molding part 231 may be disposed on the base substrate 210A while surrounding the fingerprint sensor 235 and the wire 239.
  • the molding part 231 may be made by injection or mold.
  • the molding part 231 may be implemented using a liquid polymer.
  • the molding part 231 may include at least one of an epoxy mold compound (EMC), an epoxy resin, a putty, or a polyphthalamide (PPA) resin.
  • EMC epoxy mold compound
  • PPA polyphthalamide
  • the molding part 231 may include silica gel.
  • EMC which is used as the molding part 231
  • the molding part 231 may contribute to increase the reliability of the fingerprint sensor 230 by bringing the fingerprint sensor 230 into close contact with the bottom surface of the base substrate 210A.
  • the fingerprint sensor unit 240 may include the sensor substrate 241, the fingerprint sensor 243, the pad 245, the solder portion 247, the first and second lower layers ( Or, it may include an underfill layer (248, 249).
  • the sensor substrate 241 may include first and second surfaces 241A and 241B.
  • the first surface 241A of the sensor substrate 241 corresponds to the surface facing the base substrate 210B, and the second surface 241B corresponds to the surface opposite to the first surface 241A.
  • the sensor substrate 241 may receive a difference between an electrical signal of a valley and an acid of a fingerprint of a user's finger, and may include a driving electrode and a receiving electrode, but embodiments are not limited thereto. That is, the driving electrode and the receiving electrode may not be included at the same time in the sensor substrate 241.
  • the fingerprint sensor 243 serves to sense and process a fingerprint image and may be an integrated IC.
  • the fingerprint sensor 235 of the fingerprint sensor unit 230 illustrated in FIG. 2 serves as both the sensor substrate 241 and the fingerprint sensor 243 illustrated in FIG. 3.
  • the sensor substrate 241 and the fingerprint sensor 243 illustrated in FIG. 3 may share the roles of the fingerprint sensor 235 illustrated in FIG. 2. Therefore, the fingerprint sensing device 200A shown in FIG. 2 may be referred to as an integrated fingerprint sensing device, and the fingerprint sensing device 200B shown in FIG. 3 may be referred to as a separate fingerprint sensing device.
  • the pad 245 electrically connects the fingerprint sensor 243 and the first surface 241A of the sensor substrate 241.
  • the pad 245 is disposed between the fingerprint sensor 243 and the first surface 241A of the sensor substrate 241.
  • the pad 245 may be made of a conductive material, and the embodiment is not limited to a specific material of the pad 245.
  • the solder portion 247 is disposed between the first surface 241A of the sensor substrate 241 and the base substrate 210B to electrically connect the sensor substrate 241 and the base substrate 210B to each other. Can be. Therefore, the solder part 247 may be implemented with a conductive material, and the embodiment is not limited to a specific material of the solder part 247.
  • the first lower layer 248 may surround the connection portion between the fingerprint sensor 243 and the sensor substrate 241. Thus, the pad 245 may be wrapped by the first lower layer 248 to be protected from the outside.
  • the second lower layer 249 is disposed between the first surface 241A of the sensor substrate 241 and the base substrate 210B to surround the solder portion 247, the fingerprint sensor 243, and the first lower layer 248. It may be arranged to.
  • the materials of the first and second lower layers 248 and 249 may be the same or different from each other.
  • Each of the first and second lower layers 248 and 249 may be manufactured by curing liquid EMC, but the embodiment is not limited to a specific material of each of the first and second lower layers 248 and 249.
  • at least one of the first or second lower layers 248 and 249 may be omitted.
  • the functional layer 250 may be disposed on the fingerprint sensor units 230 and 240. In FIG. 2, the functional layer 250 is disposed on the molding unit 231 of the fingerprint sensor unit 230, and in FIG. 3, the functional layer 250 is disposed on the second surface 241B of the sensor substrate 241. do.
  • the functional layer 250 may include at least one of the first primer layer 252, the color layer 254, or the protective layer 256. In addition, the functional layer 250 may be omitted.
  • the functional layer 250 may include a first primer layer 252, a color layer 254, and a protective layer 256.
  • the functional layer 250 may include the first primer layer 252 and the protective layer 256 and may not include the color layer 254.
  • the functional layer 250 may include the color layer 254 and the protective layer 256, but may not include the first primer layer 252.
  • the functional layer 250 may include the first primer layer 252 and the color layer 254 but may not include the protective layer 256.
  • the functional layer 250 may include only the first primer layer 252, the color layer 254, or the protective layer 256.
  • the embodiment is not limited to the type of layer included in the functional layer 250 and the presence or absence of the functional layer 250. Looking at each layer that can be included in the functional layer 250 in detail as follows.
  • the first primer layer 252 may be disposed between the fingerprint sensor units 230 and 240 and the color layer 254.
  • the first primer layer 252 serves as a base layer, may be a coating of a reflective material, it may be implemented by a silver coating.
  • the base layer may be implemented to include paint and silver (Ag) particles pulverized into nano-molecules.
  • the base layer may reflect light from the upper portions of the fingerprint sensors 230 and 240 so that the colors of the fingerprint sensors 230 and 240 may not be exposed to the outside.
  • the base layer 252 may prevent the color of the molding part 231 from being exposed to the outside.
  • the base layer may play a role of improving hiding power of the molding part 231.
  • the base layer may prevent the chip marks, which may be occasionally generated due to tolerances of the mold die, during the manufacturing of the molding part 231, not to be displayed externally, thereby providing a concealment effect on chip mark defects. .
  • first primer layer 252 may serve as a kind of adhesive to help the stable application of the color layer 254.
  • the color layer 254 may be disposed between the first primer layer 252 and the protective layer 256. If the functional layer 250 does not include the first primer layer 252, the color layer 254 may be disposed between the fingerprint sensor units 230 and 240 and the protective layer 256.
  • the color layer 254 serves to match or similar the color of the fingerprint sensing devices 200A, 200B to its surroundings 200A, 200B. For example, referring to FIG. 2, since the color of the molding part 231 is usually black, the color layer 254 serves to reproduce a separate color to conceal the color.
  • the color layer 254 may include a paint and color pigments pulverized into nano molecules.
  • the paint pulverized with the nanomolecules constituting the color layer 254 may be the same material as the silicon paint pulverized with the nanomolecules constituting the first primer layer 252, but may be a silicon-based material. It is not limited to this.
  • the color layer 254 may have a color through mixing and coloring of the paint pulverized with the nano-molecule and the nano-sized color pigment.
  • the color pigment may include at least one of titanium oxide (TiO 2 ) or nickel oxide (NiO 2 ), but embodiments are not limited thereto.
  • the color pigment may be appropriately selected according to the color to be implemented in the color layer 254.
  • the protective layer 256 may be implemented in various forms depending on the texture to be implemented.
  • a hairline may be patterned on the protective layer 256.
  • the hairline may be in the form of thin solid lines and may be patterned at regular intervals.
  • the protective layer 256 may have various patterns.
  • a separate material may be further added to display a texture such as a pearl material when the protective layer 256 is coated.
  • the protective layer 256 may be formed using an ultraviolet (UV) curable paint.
  • the UV curable paint is a paint cured by UV and has a resin or oligomer as a main skeleton resin, and may include a UV curable monomer (mainly acrylic), a photoinitiator, and other additives.
  • the photoinitiator serves to make the state capable of polymerization by receiving ultraviolet light.
  • pigment When pigment is added, it is difficult to pass UV, so it is often used as a transparent material.
  • a pigment is added, it is limited to a very thin coating.
  • UV curing paints can be cured in a short time and are economical in all respects, enabling low temperature curing.
  • the UV cured paint is controlled at a temperature of about 10 ° C. higher than room temperature, it is also suitable for products with weak heat, and has high hardness and excellent friction resistance.
  • UV-curable paints are available in both solvent-free and solvent-type, and are highly suited for flat coating.
  • the embodiment is not limited to the specific form of the functional layer 250.
  • the antifouling layer 260 may be disposed on the fingerprint sensor units 230 and 240 and may serve to prevent contamination of a member (hereinafter, referred to as a “lower layer”) disposed below the antifouling layer 260.
  • the pollution prevention layer 260 may include a fluorine-containing carbon compound, but embodiments are not limited thereto. That is, as long as it is possible to protect the lower layer from external contamination, the pollution prevention layer 260 may be implemented with various materials.
  • FIG. 4 is a schematic diagram 260A illustrating a coupling relationship 260A according to an embodiment between the constituent materials of the antifouling layer 260 illustrated in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a bonding relationship 260B according to another embodiment between the constituent materials of the antifouling layer 260 illustrated in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a bonding relationship 260C according to still another embodiment between the constituent materials of the antifouling layer 260 illustrated in FIGS. 2 and 3.
  • the antifouling layers 260A, 260B, and 260C are disposed on the third lower layer 400.
  • the antifouling layers 260A, 260B, and 260C serve to prevent contamination of the third lower layer 400.
  • the third lower layer 400 disposed under the pollution prevention layers 260A, 260B, and 260C may vary. If the functional layer 250 includes the color layer 254 and the protective layer 256, the protective layer 256 may correspond to the third lower layer 400. In this case, the anti-fouling layer 260 may be disposed on the protective layer 256 to prevent the protective layer 256 from being contaminated.
  • the color layer 254 may correspond to the third lower layer 400.
  • the contamination prevention layer 260 may be disposed on the color layer 254 to prevent the color layer 254 from being contaminated.
  • the first primer layer 252 may be formed on the third lower layer 400. This may be the case.
  • the contamination prevention layer 260 may be disposed on the first primer layer 252 to prevent contamination of the first primer layer 252.
  • the molding part 231 illustrated in FIG. 2 or the sensor substrate 241 illustrated in FIG. 3 may correspond to the third lower layer 400.
  • the antifouling layer 260 may be disposed on the molding part 231 to prevent contamination of the molding part 231 or may be disposed on the sensor substrate 241 to prevent contamination of the sensor substrate 241. have.
  • the antifouling layers 260A, 260B, and 260C may include bonding crosslinking layers 262A, 262B, and 262C and top layers 264A, 264B, and 264C.
  • the bond crosslinking layers 262A, 262B, and 262C may be disposed on the third lower layer 400.
  • the bond crosslinking layers 262A, 262B, and 262C may include silicon oxide, for example, SiO 2, but embodiments are not limited thereto.
  • the bonding crosslinking layers 262A, 262B, and 262C are disposed between the third lower layer 400 and the upper layers 264A, 264B, and 264C, so that the upper layers 262A, 264B, and 264C are disposed in the third lower layer 400. It can be combined more firmly.
  • the bond crosslinking layers 262A, 262B, and 262C serve to bond the upper layers 264A, 264B, and 264C to the third lower layer 400. That is, the binding crosslinking layers 262A, 262B, and 262C serve to help the constituent materials of the upper layers 264A, 264B, and 264C bind to the constituent materials of the third lower layer 400 with a tight binding reaction.
  • the silicon atom Si disposed at the edge of the binding crosslinking layer 262A may be a hydroxyl group OH bonded to oxygen in the air, for example.
  • the HO of the bonding crosslinking layer 262B and the lower surface, that is, the upper surface of the third lower layer 400 may be a kind of dangling bond in which oxygen atom (O) is bonded to H in SiO 2 . have.
  • the fingerprint sensing devices 200A and 200B may further include a second primer layer 270.
  • the second primer layer 270 may be disposed between the fingerprint sensor units 230 and 240 (or the third lower layer 400) and the contamination prevention layer 260.
  • the second primer layer 270 may be omitted.
  • the third lower layer 400 is made of glass or metal
  • the second primer layer 270 may be omitted.
  • the third lower layer 400 is made of a material other than glass or metal, for example, plastic
  • the second primer layer 270 may be disposed between the third lower layer 400 and the anti-fouling layers 260A, 260B, and 260C.
  • the second primer layer 270 may be made of the same material or different materials as the first primer layer 252.
  • the thickness T2 of the second primer layer 270 may be about 0.07 ⁇ m to 0.13 ⁇ m, for example, 0.10 ⁇ m, but embodiments are not limited thereto.
  • the top layers 264A, 264B, and 264C are disposed on the bond crosslinking layers 262A, 262B, and 262C and may include a fluorine-containing carbon compound.
  • the upper layers 264A, 264B, and 264C serve to prevent external contamination.
  • the fluorine-containing carbon compound that may be included in the upper layers 264A, 264B, and 264C may include at least one of a fluoride polymer layer or a fluorocarbon, but the embodiment may include the upper layer 264A, 264B, 264C).
  • the upper layer 264A may include a fluorine polymer (264-1).
  • silicon atoms may be bonded to each of the fluorine polymers 264-1 of the upper layer 264A.
  • silicon (Si) has a single bond with the surrounding oxygen (O), while the silicon (Si) may have a multiple bond (266) with the fluorine polymer (264-1).
  • the fluorine polymer 264-1 and the silicon Si may be bonded to each other while another material is interposed between the fluorine polymer 264-1 and the silicon Si.
  • the upper layer 264B includes fluorine carbide 264-2, and silicon atoms Si are cyclically formed at each end of the fluorine carbide 264-2. Can be combined.
  • the silicon (Si) has a single bond with the surrounding oxygen (O), while the silicon (Si) may be a multiple bond 268 with the fluorine carbide (264-2).
  • the fluorine carbide 264-2 and the silicon Si may be bonded to each other while another material is interposed between the fluorine carbide 264-2 and the silicon Si.
  • the upper layer 264C may have a multiple silane mixture structure.
  • the upper layer 264C is illustrated as including six fluorine-containing carbon compounds 264-3, but the embodiment is not limited thereto.
  • silicon (Si) has a single bond with the surrounding oxygen (O), while multiple bonds (269) with the fluorine-containing carbon compound (264-3).
  • the fluorine-containing carbon compound 264-3 and the silicon Si may be bonded to each other while another material is interposed between the fluorine-containing carbon compound 264-3 and the silicon Si.
  • the bonding crosslinking layers 262A, 262B, and 262C and the upper layers 264A, 264B, and 264C may be implemented as a single layer.
  • the top surface 264T of the top layers 264A, 264B is used 25 times per minute, using a steel wool, for example, 1 kgf for an area of constant width x 10 mm x 10 mm. Looking at the characteristics of the upper layer (264A, 264B) while increasing the number of wear of the upper surface (264T) while applying a pressure of.
  • FIG. 7 illustrates contact angles according to the number of wears of the upper layer 264A illustrated in FIG. 4
  • FIG. 8 illustrates contact angles according to the number of wears of the upper layer 264B illustrated in FIG. 5.
  • the horizontal axis of each graph represents the number of wears of the upper layers 264A and 264B
  • the vertical axis represents the contact angle of the upper layers 264A and 264B, respectively.
  • the contact angle means the angle formed when the liquid and gas are thermodynamically balanced on the solid surface. Less adhesion of fingerprints and various contaminants to the surface of the upper layers 264A, 264B, 264C of the coated antifouling layers 260A, 260B, and 260C. It may be possible to check the characteristics of the water contact angle. That is, the large contact angle of the colloidal liquid on the solid surface means that the liquid has a small affinity with the solid. Therefore, if the liquid used is water, the solid surface can be considered to have such hydrophobicity and hydrophobic property.
  • the contact angle was measured using a device called “Contact Angle Analyzer (KRUSS / DSA100S)" (Range of contact angle: 0 ⁇ 180 ° ⁇ 0.1 °).
  • the pure contact angle of the antifouling layer 260A illustrated in FIG. 4 may belong to 110 ° to 115 °, but embodiments are not limited thereto.
  • the pure contact angle of the antifouling layer 260B shown in FIG. 5 is in a range of 100 ° to 110 °.
  • the pure contact angle is an index indicating water repellency of the antifouling layer 260, and it can be seen that the antifouling layer 260 has excellent water repellency.
  • the pure contact angles of the antifouling layers 260A and 260B depend on the coupling relationship of the antifouling layers 260A and 260B, but the embodiment is not limited to a specific value of the pure contact angles.
  • the contact angle of n-hexadecane of the antifouling layers 260A and 260B may be 64 ° to 70 °, but embodiments are not limited thereto. That is, oil repellency of the antifouling layers 260A and 260B may be known through a contact angle of n-hexadecane.
  • the thickness T1 of the antifouling layer 260 when the thickness T1 of the antifouling layer 260 is too thick, the fingerprint sensing sensitivity of the fingerprint sensor units 230 and 240 may decrease, and when the thickness T1 is too thin, the third lower layer 400 The role of preventing pollution may not be adequate.
  • the thickness T1 of the antifouling layer 260 may be 10 nm or less, but embodiments are not limited thereto.
  • the dynamic friction coefficient ⁇ of the antifouling layers 260A and 260B having the bonding relationship shown in FIGS. 4 and 5 may be 0.12 or less, but embodiments are not limited thereto.
  • the kinetic friction coefficient of the antifouling layer 260A shown in FIG. 4 is 0.12
  • the kinetic friction coefficient of the antifouling layer 260B shown in FIG. 5 is 0.05 to 0.1, which is 0.12 or less.
  • the portion where the fingerprint is touched may have a concave shape similar to the shape of the finger.
  • the concave shape has a concave shape
  • the area of the touched portion of the fingerprint is enlarged, thereby obtaining a large number of fingerprint images.
  • the upper surface of the molding part 231 may have a concave shape so as to widen the contact area with the finger.
  • the functional layer 250 is not omitted, the functional layer 250, or both the functional layer 250 and the molding part 231 may have a concave shape.
  • the embodiment is not limited to the specific shape of the functional layer 250 and the molding portion 231.
  • the second primer layer 270 may be formed by the same method as the method of generating the first primer layer 252.
  • 9A to 9D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the fingerprint sensing device 200A shown in FIG. 2.
  • the fingerprint sensor unit 230 is formed on the base substrate 210A. Specifically, the fingerprint sensor 235 is fixed using the adhesive part 233.
  • the adhesive part 233 may be an epoxy adhesive, but the embodiment is not limited to a specific material of the adhesive part 233.
  • the fingerprint sensor 235 may be formed on the base substrate 210A in the form of a semiconductor chip. Thereafter, the protective film 237 is formed on the fingerprint sensor 235. Formation of the protective film 237 may be omitted. Thereafter, the fingerprint sensor 235 and the base substrate 210A are electrically connected to each other by the wire 239.
  • the protective film 237 may be formed after the wire 239 is formed, and the formation of the protective film 237 may be omitted.
  • the molding part 231 is formed on the base substrate 210A while surrounding the fingerprint sensor 235 and the wire 239.
  • the molding part 231 may be made by injection or mold.
  • the molding part 231 may be formed using a liquid polymer.
  • the molding part 231 may be formed using at least one of an epoxy mold compound (EMC), an epoxy resin, a putty or a PPA resin.
  • EMC epoxy mold compound
  • the molding part 231 may include silica gel.
  • the functional layer 250 is formed on the molding part 231.
  • the first primer layer 252 is formed on the molding part 231
  • the color layer 254 is formed on the first primer layer 252
  • the protective layer 256 is formed on the color layer 254.
  • Coating of the functional layer 250 may be realized by a method such as painting and printing, but the embodiment is not limited to a specific method of forming the functional layer 250.
  • FIG. 10 is a flowchart for describing a method 500 for manufacturing the antifouling layer 260 according to the embodiment.
  • the top surface 250T of the functional layer 250 that is, the surface on which the antifouling layer 260 is to be mounted.
  • the mounting surface 250T may be degreased and cleaned by removing oil by using indole pyruvic acid (IPA) ultrasonic waves or pure ultrasonic waves. If dirt, oil, finger prints (or drops), etc. are present on the mounting surface 250T, the adhesion of the antifouling layer 260 may be degraded. Therefore, in order to prevent and improve such degradation of adhesion, step 510 is performed.
  • IPA indole pyruvic acid
  • step 520 it is checked whether the pure contact angle of the mounting surface 250T is equal to or less than a predetermined angle (operation 530).
  • the predetermined angle may be 15 °, but the embodiment is not limited thereto. If the pure contact angle of the mounting surface 250T is not 15 ° or less, step 520 is performed again. As such, step 520 may be performed repeatedly until the net contact angle of the mounting surface 250T is less than or equal to 15 °.
  • the antifouling layer 260 is formed on the mounting surface 250T as shown in FIG. 9D (steps 540 and 550).
  • a material for forming the antifouling layer 260 is formed on the mounting surface 250T (operation 540).
  • the material for forming the antifouling layer 260 may be applied to the mounting surface 250T by various methods such as brush, dipping, spin coating, or flow coating.
  • the antifouling layer 260 is mounted on the mounting surface 250T.
  • the protective layer 256 is made of a material other than glass, pottery or metal, for example, plastic
  • the antifouling layer The forming material 260 may be applied on the second primer layer 270.
  • the material for forming the antifouling layer 260 may be applied on the mounting surface 250T once or a plurality of times. As such, when the material for forming the anti-fouling layer 260 is applied a plurality of times, stains of the coated portions may not occur or stains may be reduced.
  • the resultant applied with the material for forming the antifouling layer 260 is dried and cured (operation 550).
  • the applied result can be dried to room temperature in a well ventilated environment.
  • the third lower layer 400 for example, the protective layer 256 is glass or pottery
  • the formation of the anti-fouling layer 260 may be completed.
  • the applied antifouling layer 260 is applied.
  • the formation of the anti-contamination layer 260 may be completed after curing for a second predetermined period, for example, 8 hours to 24 hours after drying until no stickiness of the material for forming is removed.
  • the first or second predetermined period required for curing may be shortened.
  • the predetermined temperature is 60 ° C
  • the first or second predetermined period is shortened by about 90 minutes
  • the predetermined temperature is 100 ° C
  • the first or second predetermined period is shortened by about 60 minutes
  • the predetermined temperature is 120 In the case of °C, the first or second predetermined period can be shortened by about 20 minutes.
  • 11A to 11D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the fingerprint sensing device 200B shown in FIG. 3.
  • a fingerprint sensor 243 is formed on the first surface 241A of the sensor substrate 241.
  • a pad 245 electrically connecting the fingerprint sensor 243 and the sensor substrate 241 to each other may be formed between the sensor substrate 241 and the fingerprint sensor 243.
  • the fingerprint sensor 243 may be formed on the sensor substrate 241 in the form of a semiconductor chip.
  • a first lower layer 248 is formed at a connection portion between the fingerprint sensor 243 and the sensor substrate 241.
  • the sensor substrate 241 is electrically connected to the base substrate 210B using the solder portion 247 as shown in FIG. 11B.
  • the solder part 247 may be formed on the base substrate 210B using SMT.
  • a second lower layer 249 is formed to surround the first lower layer 248, the fingerprint sensor 243, and the solder portion 247 between the sensor substrate 241 and the base substrate 210B. do.
  • Each of the first and second lower layers 248 and 249 may be manufactured by curing the liquid EMC.
  • the first and second lower layers 248 and 249 may be formed of different materials or the same material.
  • the functional layer 250 is formed on the second surface 241B of the sensor substrate 241.
  • the formation of the functional layer 250 is the same as the formation of the functional layer 250 illustrated in FIG. 9C, and thus redundant description thereof will be omitted.
  • an antifouling layer 260 is formed over the mounting surface 250T of the functional layer 250. Since the formation of the anti-fouling layer 260 is the same as described above with reference to FIGS. 9C and 9D and FIG. 10, a detailed description thereof will be omitted.
  • the fingerprint sensing devices 200, 200A, and 200B include the antifouling layer 260, the amount of fingerprint or contamination of a finger may not be attached or the amount of contamination may be reduced. Even if attached, they can be easily removed. Since the pollution prevention layer 260 is a high adhesion film, the contamination prevention layer 260 may perform a function of preventing contamination from being adhered even after removing the contamination using a tissue or the like.
  • the surface of the antifouling layer 260 may have excellent lubricity. In this way, if the lubricity is excellent, the probability of contamination adhered to the surface of the contamination prevention layer 260 may be reduced or the contamination may not be attached.
  • the third lower layer 400 and the anti-fouling layer 260 may be dried at room temperature after applying the material for forming the anti-fouling layer 260. By chemically bonding, the adhesion and hardness of the antifouling layer 260 can be increased.
  • the second primer layer 270 is formed on the third lower layer 400 before the contamination prevention layer 260 is formed.
  • the adhesion and hardness of the antifouling layer 260 may be improved.
  • the antifouling layer 260 is 10 nm or less, the antifouling layer 260 is not peeled off without damaging the appearance of the fingerprint sensing devices 200, 200A, and 200B and without degrading the sensitivity of the fingerprint sensing result. , Does not impair the state of appearance.
  • the antifouling layer 260 since the antifouling layer 260 has excellent liquid removability, it can have excellent dynamic water repellency and oil repellency, low bow fall and high receding contact angle. have.
  • 12A to 12D show the appearance of a fingerprint sensing device according to a comparative example and an embodiment.
  • the upper surface 600 where the fingerprint is not touched is clean, but the upper surface 610 is contaminated as shown in FIG. 12B after repeated use several times. It can be seen.
  • the fingerprint sensing device according to the comparative example is used once as shown in FIG. 12C, it can be seen that the upper surface 620 is contaminated or traces of the finger fingerprint remain.
  • the contact surface of the fingerprint is the anti-fouling layer 630, when it is used once as shown in FIG. 12D, the fingerprint is less contaminated on the upper surface 630 than in FIG. 12C. It can be seen that no trace of.
  • the fingerprint sensing device may be a mobile phone, a smart phone, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a notebook, or a tablet personal computer (PC). It can be used in various electronic devices such as portable terminals.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • PC tablet personal computer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Image Input (AREA)

Abstract

실시 예에 의한 지문 센싱 장치는, 베이스 기판과, 베이스 기판 위에 배치된 지문 센서부 및 지문 센서부 위에 배치되며, 불소 함유 탄소 화합물을 포함하는 오염 방지층을 포함할 수 있다.

Description

지문 센싱 장치 및 이를 포함하는 전자 기기
실시 예는 지문 센싱 장치 및 이를 포함하는 전자 기기에 관한 것이다.
지문 센싱 기술은 생체 인식 또는 인증 프로세스 등에 널리 이용되고 있다. 예를 들어, 스마트폰(smartphone) 등과 같은 전자 기기에 사용되는 지문 센싱 장치에 포함되는 지문 센서(또는, 지문 인식 센서)는 사람의 지문을 감지하기 위해 사용되고 있다. 이러한 지문 센서를 포함하는 지문 센싱 장치는 일반적으로 기판(미도시), 센싱부(미도시) 및 기능층(미도시)을 포함한다.
이때, 기능층의 상부면은 사용자의 지문이 적접 닿는 부분으로서, 땀, 먼지, 유분, 손자국(또는, 수적) 또는 로션 등의 오염 물질에 의해 오염될 수 있다. 이로 인해, 센싱부에서 센싱된 지문 이미지가 번지는 등, 상부면의 오염이 지문 인식률을 현저히 저하시키는 원인이 될 수 있다.
실시 예는 지문 센싱의 감도를 향상시킬 수 있는 지문 센싱 장치 및 이를 포함하는 전자 기기를 제공한다.
실시 예에 의한 지문 센싱 장치는, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 위에 배치된 지문 센서부; 및 상기 지문 센서부 위에 배치되며, 불소 함유 탄소 화합물을 포함하는 오염 방지층을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 오염 방지층은 결합 가교층; 및 상기 결합 가교층 위에 배치되며 상기 불소 함유 탄소 화합물을 포함하는 상부층을 포함할 수 있다. 상기 결합 가교층은 실리콘 산화물을 포함하고, 상기 상부층은 상기 불소 함유 탄소 화합물과 상기 실리콘 산화물이 망상으로 결합될 수 있다. 상기 불소 함유 탄소 화합물은 불소 고분자 또는 탄화 불소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 상부층은 상기 불소 고분자를 포함하고, 상기 불소 고분자 하나마다 실리콘 원자가 결합될 수 있다. 상기 오염 방지층의 순수 접촉각은 110° 내지 115°일 수 있다. 또는, 상기 상부층은 상기 탄화 불소를 포함하고, 상기 탄화 불소의 각 단부에 실리콘 원자가 고리 형태로 결합될 수 있다. 상기 오염 방지층의 순수 접촉각은 100° 내지 110°일 수 있다.
예를 들어, 상기 오염 방지층의 n-hexadecane의 접촉각은 64° 내지 70°이고, 상기 오염 방지층의 두께는 10㎚ 이하이고, 상기 오염 방지층의 동마찰 계수는 0.12 이하 예를 들어, 0.05 내지 0.1일 수 있다.
예를 들어, 상기 지문 센싱 장치는 상기 지문 센서부와 상기 오염 방지층 사이에 배치된 기능층을 더 포함할 수 있다. 상기 기능층은 상기 지문 센서부 위에 배치된 제1 프라이머층; 상기 제1 프라이머층 위에 배치된 컬러층; 또는 상기 컬러층 위에 배치된 보호층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 지문 센싱 장치는 상기 지문 센서부와 상기 오염 방지층 사이에 배치된 제2 프라이머층을 더 포함할 수 있다. 또는, 상기 지문 센싱 장치는 상기 기능층과 상기 오염 방지층 사이에 배치된 제2 프라이머층을 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 전자 기기는 상기 지문 센싱 장치를 포함할 수 있다.
실시 예에 의한 지문 센싱 장치 및 이를 포함하는 전자 기기는 지문이 닿는 면 상에 오염 방지층을 배치함으로써, 오염 방지층에 손가락의 지문이나 오염이 부착되지 않거나 오염이 부착되는 량을 줄일 수 있고, 오염이 부착된다고 하더라도 쉽게 제거할 수 있으며, 특히 오염 방지층이 우수한 윤활성을 가지므로 오염 방지층의 표면에 오염이 부착될 확률이 감소하거나 제거될 수 있고, 오염 방지층의 두께가 매우 얇기 때문에 지문 센싱 장치의 외관을 해치지 않으며 지문 센싱된 결과의 감도를 저하시키지 않는다.
도 1은 실시 예에 의한 지문 센싱 장치를 포함하는 전자 기기의 평면도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 지문 센싱 장치를 I-I'선을 따라 절개한 일 실시 예에 의한 단면도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 지문 센싱 장치를 I-I'선을 따라 절개한 다른 실시 예에 의한 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 오염 방지층의 구성 물질 간의 일 실시 예에 의한 결합 관계를 나타내는 모식도이다.
도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 오염 방지층의 구성 물질 간의 다른 실시 예에 의한 결합 관계를 나타내는 모식도이다.
도 6은 도 2 및 도 3에 도시된 오염 방지층의 구성 물질 간의 또 다른 실시 예에 의한 결합 관계를 나타내는 모식도이다.
도 7은 도 4에 도시된 상부층의 마모 횟수에 따른 접촉각을 나타내고,
도 8은 도 5에 도시된 상부층의 마모 횟수에 따른 접촉각을 각각 나타낸다.
도 9a 내지 도 9d는 도 2에 도시된 지문 센싱 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 나타낸다.
도 10은 실시 예에 의한 오염 방지층의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 11a 내지 도 11d는 도 3에 도시된 지문 센싱 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 나타낸다.
도 12a 내지 도 12d는 비교 례 및 실시 예에 의한 지문 센싱 장치의 외관을 나타낸다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 실시 예의 설명에 있어서, 각 구성요소(element)의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소(element)가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소(element)가 상기 두 구성요소(element) 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"로 표현되는 경우 하나의 구성요소(element)를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.
이하, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B) 및 이 장치(200, 200A, 200B)를 포함하는 전자 기기(1000)를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다. 편의상, 데카르트 좌표계(x축, y축, z축)를 이용하여 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B) 및 이를 포함하는 전자 기기(1000)를 설명하지만, 다른 좌표계에 의해서도 이를 설명할 수 있음은 물론이다. 데카르트 좌표계에 의할 경우, x축, y축 및 z축은 서로 직교하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, x축, y축 및 z축은 서로 직교하지 않고 교차할 수도 있다.
이하에서 설명되는 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)란, 지문 센서부(230, 240) 위에 배치되는 오염 방지층(260)을 포함하는 어느 장치도 해당할 수 있다. 또한, 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)는 사용자의 손가락의 지문을 감지하는 것으로 설명하지만, 사용자의 지문 대신에 스타일러스 펜의 터치를 센싱할 수도 있으며, 그 센싱 대상에 국한되지 않는다.
또한, 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)는 다양한 전자 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)는 사용자 인증이 필요한 분야에서 이용될 수 있다. 사용자 인증이 필요한 경우는 예를 들어, 언로킹(unlocking), 온라인 거래를 인정하거나 부인을 방지(Non-repudiation), 웹 사이트들 및 이메일을 포함한 디바이스 시스템들 및 서비스들에 대한 액세스, 패스워드 및 PIN들의 교체, 도어락(door lock) 등과 같은 물리적 액세스, 시간 및 출석관리 시스템들에서 각종 증명, 모바일 폰들 및 게이밍(gaming)을 위한 손가락 기반 입력 디바이스들/내비게이션, 또는 손가락 기반 단축키(shortcuts)의 사용 등이 있다. 이와 같이, 사용자 인증, 등록, 결재 또는 보안 등 다양한 분야에서 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)가 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이 다양한 분야에 적용될 수 있는 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)를 포함하는 전자 기기는 예를 들어 휴대폰, 스마트폰, 휴대 정보 단말기(PDA:Personal Digital Assistant), 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP:Portable Multimedia Player), 노트북 또는 테블릿(tablet) 개인용 컴퓨터(PC:Personal Computer) 등과 같은 휴대용 단말기일 수 있으나, 실시 예는 특정한 전자 기기에 국한되지 않는다.
또한, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)는 패키지화 또는 모듈화되어 전자 기기(1000)에 포함될 수 있으나, 실시 예는 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)가 전자 기기(1000)에 포함되는 특정한 형태에 국한되지 않는다.
또한, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)의 이해를 돕기 위해, 도 1에 도시된 바와 같은 전자 기기(1000)를 예를 들어 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)는 도 1에 도시된 전자 기기(1000)와 다른 다양한 형태의 전자 기기에 포함될 수 있음은 물론이다.
도 1은 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200)를 포함하는 전자 기기(1000)의 평면도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 실시 예에 의한 전자 기기(1000)는 커버 유리(100), 지문 센싱 장치(200) 및 디스플레이부(300)를 포함할 수 있다.
커버 유리(100)는 디스플레이부(300)를 보호하며 전자 기기(1000)의 전면(front surface)에 배치된다. 디스플레이부(300)는 터치 스크린의 역할을 수행할 수 있다.
지문 센싱 장치(200)는 사용자의 지문을 센싱하거나 사용자의 손가락의 움직임을 센싱하거나 스타일러스의 접촉을 센싱하여 포인터를 조작할 수 있도록 할 수 있다. 도 1의 경우, 지문 센싱 장치(200)는 전자 기기(1000)에서 디스플레이부(300)의 아래쪽에 배치된 것으로 예시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 다른 실시 예에 의하면, 도 1에 도시된 바와 달리, 지문 센싱 장치(200)는 디스플레이부(300)의 위쪽이나 측부쪽에 배치될 수도 있다. 즉, 실시 예는 지문 센싱 장치(200)가 전자 기기(1000)에서 배치되는 위치에 국한되지 않는다.
도 2는 도 1에 도시된 지문 센싱 장치(200)를 I-I'선을 따라 절개한 일 실시 예(200A)에 의한 단면도를 나타내고, 도 3은 도 1에 도시된 지문 센싱 장치(200)를 I-I'선을 따라 절개한 다른 실시 예(200B)에 의한 단면도를 나타낸다.
도 2 및 도 3에 도시된 지문 센싱 장치(200A, 200B)는 베이스 기판(210A, 210B), 지문 센서부(230, 240), 기능층(250), 오염 방지층(260) 및 제2 프라이머(primer)층(270)을 포함할 수 있다.
지문 센서부(230, 240)의 구성이 다르고 베이스 기판(210A, 210B)과 지문 센서부(230, 240)의 연결 형태가 다름을 제외하면, 도 2 및 도 3에 도시된 지문 센싱 장치(200A, 200B)는 서로 동일한 구조를 갖는다.
베이스 기판(210A, 210B)은 인쇄 회로 기판(PCB:Printed Circuit Board) 예를 들어 전체가 유연한 특성을 갖는 연성(flexible) PCB 또는 비연성(rigid) PCB일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
베이스 기판(210A, 210B)은 지문 센서부(230, 240)를 외부 장치(미도시)와 연결시키거나 통신하도록 돕는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 베이스 기판(210A, 210B)은 지문 센서부(230, 240)를 구동하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 전기 신호나 이와 관련된 정보를 지문 센서부(230, 240)로 전달하기 위해, 베이스 기판(210A, 210B)은 지문 센서부(230, 240)와 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 도 2에 도시된 바와 같이 지문 센서부(230)는 베이스 기판(210A)과 와어어(239)에 의해 전기적으로 연결될 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 와이어(239)를 사용하지 않고 지문 센서부(230)는 베이스 기판(210A)과 다양한 방법으로 전기적으로 연결될 수 있다.
다른 실시 예에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이 지문 센서부(240)는 솔더부(247)에 의해 베이스 기판(210B)과 전기적으로 연결될 수 있다.
실시 예는 지문 센서부(230, 240)와 베이스 기판(210A, 210B)이 서로 전기적으로 연결되는 특정한 형태에 국한되지 않는다.
또한, 도시되지는 않았지만, 베이스 기판(210A, 210B)의 아래에 리드 프레임(미도시)이 더 배치될 수 있다. 리드 프레임은 베이스 기판(210A, 210B)의 하부에 표면 실장 기술(SMT:Surface Mounting Technology)에 의거하여 부착될 수 있다.
한편, 지문 센서부(230, 240)는 반도체 칩(chip) 형태로 베이스 기판(210A, 210B) 위에 배치되어 지문을 센싱하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 지문 센서부(230)는 표면 실장 기술(SMT)에 의해 베이스 기판(210A) 위에 배치될 수 있다.
또한, 지문 센서부(230, 240)는 픽셀이 어레이 형태로 배치된 센싱 영역을 갖는 지문 센서를 포함할 수 있다. 지문 센서부(230, 240)는 손가락 지문의 산(ridge)과 골(valley)의 형상에 따른 높이 차에 의한 정전 용량의 차이를 찾을 수 있으며, 이를 위해 손가락이 이동함에 따른 지문의 이미지를 스캐닝하여 지문 이미지를 만들어낼 수 있다. 예를 들어, 지문 센서부(230, 240)는 지문을 센싱하여 단편적인 지문 영상들을 읽어 들인 후, 단편 지문 영상을 하나의 영상으로 정합하여 온전한 지문 영상을 구현할 수 있다.
또한, 이러한 지문 센서부(230, 240)는 지문의 특징점(예를 들어, Y지점과 같이 지문이 갈라지는 부분 등)에 대한 정보를 사전에 미리 저장해 두고, 지문 영상으로부터 획득한 특징점을 기 저장된 정보와 비교하여 지문의 일치 여부 등을 감지할 수 있다.
또한, 지문 센서부(230, 240)는 지문 감지의 기능뿐만 아니라 손가락의 존재 여부나 손가락의 움직임을 추적할 수 있으며, 이를 통해 커서와 같은 포인터를 움직이거나 사용자로부터 원하는 정보 또는 명령을 제공받을 수도 있다.
전술한 동작을 위해, 지문 센서부(230, 240)는 구동 신호를 사용자의 지문을 향해 송출하는 구동 전극(미도시) 및 사용자의 지문을 거친 신호를 수신하는 수신 전극(미도시)을 포함할 수 있다. 구동 전극은 도전성 폴리머로 이루어져서 구동 신호의 송출의 역할을 달성함과 동시에 다양한 형상과 색상으로 구현될 수 있다.
실시 예는 지문 센서부(230, 240)에서 지문을 센싱하는 방식에 국한되지 않는다. 즉, 지문 센서부(230, 240)는 동작 원리에 따라 구분되는 초음파 방식, 적외선 방식 또는 정전용량 방식 지문 센서일 수 있다.
또한, 실시 예는 지문 센서부(230, 240)의 특정한 구조에 국한되지 않는다. 이하, 지문 센서부(230, 240)의 예시적인 구성을 살펴보면 다음과 같다.
일 실시 예에 의하면, 도 2에 도시된 바와 같이 지문 센서부(230)는 몰딩부(231), 접착부(233), 지문 센서(235), 보호필름(237) 및 와이어(239)를 포함할 수 있다.
접착부(233)는 지문 센서(235)와 베이스 기판(210A) 사이에 배치될 수 있다. 접착부(233)는 지문 센서(235)를 베이스 기판(210A)에 접착시켜 고정하는 에폭시 접착제일 수 있다. 그러나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 지문 센서부(230)는 접착부(233)를 포함하지 않을 수 있으며, 이 경우 예를 들어 지문 센서(235)와 베이스 기판(210A)은 끼워 맞춤식으로 서로 결합 또는 체결될 수도 있다.
지문 센서(235)는 사용자의 지문을 거친 신호를 수신하며, 어레이 형태로 배치된 픽셀을 포함할 수 있다. 지문 센서(235)는 사용자의 손가락의 지문의 골과 산의 형상에 따른 높이 차에 의한 정전 용량의 차이를 찾을 수 있으며, 손가락이 이동함에 따른 지문의 전기 신호의 차이를 수신하는 부분으로서, 구동 전극 및 수신 전극을 포함할 수 있다. 또한, 지문 센서(235)는 지문 이미지를 센싱하고 처리하는 역할을 하며, 집적화된 IC일 수 있다.
보호 필름(237)은 몰딩부(231)로부터 지문 센서(235)를 보호하는 역할을 수행하기 위해, 지문 센서(235)의 상부면과 몰딩부(231) 사이에 배치될 수 있다. 경우에 따라, 지문 센서부(230)에서 보호 필름(237)은 생략될 수 있다.
와이어(239)는 지문 센서(235)를 베이스 기판(210A)에 전기적으로 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 와이어(239)는 금(Au)을 포함할 수 있다.
몰딩부(231)는 지문 센서(235)와 와이어(239)를 감싸면서 베이스 기판(210A) 상부에 배치될 수 있다. 몰딩부(231)는 사출 또는 몰드(mold)로 만들어질 수 있다. 몰딩부(231)는 액상의 폴리머를 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(231)는 에폭시 몰드 컴파운드(EMC:Epoxy mold compound), 에폭시 수지, 퍼티(putty) 또는 PPA(Polyphthalamide) 레진 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 몰딩부(231)를 제조할 때 열 경화 시에 플라스틱 수축을 줄이거나 없애기 위해, 몰딩부(231)는 실리카겔을 포함할 수 있다. 몰딩부(231)로서 사용되는 EMC는 일반 사출로 형성된 PC 계열보다 단단하여 공차를 미연에 방지할 수 있고, 평탄도를 더 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고열의 공정을 거친 후에도 일반 사출에서 나타난 칩 마크(chip mark)를 줄일 수 있다. 또한, 몰딩부(231)는 지문 센서부(230)를 베이스 기판(210A)의 바닥면에 밀착시킴으로써, 지문 센서부(230)의 신뢰성을 높이는 데 기여할 수도 있다.
다른 실시 예에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이 지문 센서부(240)는 센서 기판(241), 지문 센서(243), 패드(245), 솔더부(247), 제1 및 제2 하부층(또는, underfill layer)(248, 249)를 포함할 수 있다.
센서 기판(241)은 제1 및 제2 면(241A, 241B)을 포함할 수 있다. 센서 기판(241)의 제1 면(241A)은 베이스 기판(210B)과 마주하는 면에 해당하고, 제2 면(241B)은 제1 면(241A)의 반대측 면에 해당한다.
센서 기판(241)은 사용자의 손가락의 지문의 골과 산의 전기 신호의 차이를 수신하는 부분으로서, 구동 전극 및 수신 전극을 포함할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 센서 기판(241)에 구동 전극과 수신 전극이 반드시 동시에 포함되지 않을 수 있다.
지문 센서(243)는 지문 이미지를 센싱하고 처리하는 역할을 하며, 집적화된 IC일 수 있다.
도 2에 도시된 지문 센서부(230)의 지문 센서(235)는 도 3에 도시된 센서 기판(241)과 지문 센서(243)의 역할을 모두 수행한다. 반면에, 도 3에 도시된 센서 기판(241) 및 지문 센서(243)는 도 2에 도시된 지문 센서(235)의 역할을 서로 분담하여 수행할 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 지문 센싱 장치(200A)를 일체형 지문 센싱 장치라 칭하고, 도 3에 도시된 지문 센싱 장치(200B)를 분리형 지문 센싱 장치라고 칭할 수 있다.
패드(245)는 지문 센서(243)와 센서 기판(241)의 제1 면(241A)을 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 이를 위해, 패드(245)는 지문 센서(243)와 센서 기판(241)의 제1 면(241A) 사이에 배치된다. 패드(245)는 도전형 물질로 구현될 수 있으며, 실시 예는 패드(245)의 특정 재질에 국한되지 않는다.
솔더부(247)는 센서 기판(241)의 제1 면(241A)과 베이스 기판(210B) 사이에 배치되어, 센서 기판(241)과 베이스 기판(210B)을 서로 전기적으로 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 솔더부(247)는 도전형 물질로 구현될 수 있으며, 실시 예는 솔더부(247)의 특정 재질에 국한되지 않는다.
제1 하부층(248)은 지문 센서(243)와 센서 기판(241)의 연결 부위를 감싸며 배치될 수 있다. 따라서, 패드(245)는 제1 하부층(248)에 의해 감싸져서 외부로부터 보호될 수 있다.
제2 하부층(249)은 센서 기판(241)의 제1 면(241A)과 베이스 기판(210B) 사이에 배치되어, 솔더부(247), 지문 센서(243) 및 제1 하부층(248)을 감싸도록 배치될 수 있다.
제1 및 제2 하부층(248, 249)의 재질은 서로 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 제1 및 제2 하부층(248, 249) 각각은 액상 EMC를 경화시켜 제조될 수 있으나, 실시 예는 제1 및 제2 하부층(248, 249) 각각의 특정한 재질에 국한되지 않는다. 또한, 제1 또는 제2 하부층(248, 249) 중 적어도 하나는 생략될 수도 있다.
한편, 기능층(250)이 지문 센서부(230, 240) 위에 배치될 수 있다. 도 2의 경우 기능층(250)은 지문 센서부(230)의 몰딩부(231) 위에 배치되고, 도 3의 경우 기능층(250)은 센서 기판(241)의 제2 면(241B) 위에 배치된다.
기능층(250)은 제1 프라이머층(252), 컬러층(254) 또는 보호층(256) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 기능층(250)은 생략될 수도 있다.
예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 기능층(250)은 제1 프라이머층(252), 컬러층(254) 및 보호층(256)을 포함할 수 있다.
또는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 달리, 기능층(250)은 제1 프라이머층(252) 및 보호층(256)을 포함하고 컬러층(254)을 포함하지 않을 수도 있다. 또는, 기능층(250)은 컬러층(254)과 보호층(256)을 포함하지만 제1 프라이머층(252)을 포함하지 않을 수도 있다. 또는, 기능층(250)은 제1 프라이머층(252) 및 컬러층(254)을 포함하지만 보호층(256)을 포함하지 않을 수도 있다. 또는, 기능층(250)은 제1 프라이머층(252), 컬러층(254) 또는 보호층(256) 만을 포함할 수도 있다.
실시 예는 기능층(250)에 포함되는 층의 종류와 기능층(250)의 존재 여부에 국한되지 않는다. 기능층(250)에 포함될 수 있는 각 층에 대해 세부적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제1 프라이머층(252)은 지문 센서부(230, 240)와 컬러층(254)의 사이에 배치될 수 있다. 제1 프라이머층(252)은 베이스층의 역할을 수행하며, 반사 소재의 코팅일 수 있으며, 실버 코팅으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 베이스층은 나노 분자로 분쇄된 도료와 은(Ag) 입자를 포함하여 구현될 수 있다. 베이스층은 지문 센서부(230, 240)의 상부에서 빛을 반사함으로써 지문 센서부(230, 240)의 색상이 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다.
예를 들어, 도 2를 참조하면, 베이스층(252)은 몰딩부(231)의 색상이 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다. 이와 같이, 베이스층은 몰딩부(231)에 대한 은폐력을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 베이스층은 몰딩부(231)의 제작시 몰드 금형의 공차 등으로 인하여 간혹 발생될 수 있는 칩 마크도 외관적으로 표시되지 않도록 할 수 있어, 칩 마크 불량에 대한 은폐 효과도 제공할 수 있다.
또한, 제1 프라이머층(252)은 컬러층(254)의 안정적인 도포를 돕는 일종의 접착제의 역할을 수행할 수도 있다.
컬러층(254)은 제1 프라이머층(252)과 보호층(256) 사이에 배치될 수 있다. 만일, 기능층(250)이 제1 프라이머층(252)을 포함하지 않을 경우, 컬러층(254)은 지문 센서부(230, 240)와 보호층(256) 사이에 배치될 수 있다.
컬러층(254)은 지문 센싱 장치(200A, 200B)의 색상을 그(200A, 200B) 주변과 일치시키거나 유사하게 만드는 역할을 한다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 컬러층(254)은 몰딩부(231)의 색상이 보통 검정색이므로 이를 은폐하기 위해 별도의 색상을 재현하는 역할을 한다.
컬러층(254)은 나노 분자로 분쇄된 도료와 컬러 피그먼트(pigment)를 포함하여 이루어질 수 있다. 컬러층(254)을 구성하는 나노 분자로 분쇄된 도료는 제1 프라이머층(252)을 구성하는 나노 분자로 분쇄된 실리콘 도료와 동일한 물질일 수 있으며, 실리콘 계열의 소재일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 컬러층(254)은 나노 분자로 분쇄된 도료와 나노 크기의 컬러 피그먼트가 혼입되어 조색됨으로써, 이를 통해 색상을 가질 수 있다. 여기서, 컬러 피그먼트는 티타늄 산화물(TiO2) 또는 니켈 산화물(NiO2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 컬러층(254)에서 구현하고자 하는 색상에 따라 컬러 피그먼트를 적절하게 선택할 수 있다.
또한, 보호층(256)은 구현하고자 하는 질감에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 보호층(256)에는 헤어 라인(hairline)이 패터닝될 수 있다. 헤어 라인은 가는 실선의 형태일 수 있으며, 일정한 간격으로 패터닝될 수 있다. 그 밖에 보호층(256)은 다양한 패턴을 가질 수도 있다.
또한, 보호층(256)의 코팅 시에 펄(pearl) 소재 등과 같은 질감을 나타낼 수 있도록 별도의 소재가 더 추가될 수 있다.
보호층(256)은 자외선(UV) 경화 도료를 이용하여 형성될 수 있다. UV 경화 도료는 UV에 의해 경화되는 도료로서 수지 또는 저중합체(oligomer)를 주 골격 수지로 하고, UV 경화성 모너머(주로 아크릴), 광개시제, 기타 첨가제를 포함할 수 있다. 여기서, 광개시제는 자외선를 받아 중합을 할 수 있는 상태로 만들어 주는 역할을 한다. 안료를 넣을 경우, UV 통과가 어려워 투명으로 쓰는 경우가 대부분이며 안료를 가미한 경우는 매우 얇은 도장에만 국한된다. UV 경화 도료는 단시간에 경화됨으로써 모든 면에서 경제적이고, 저온 경화가 가능하다. 또한, UV 경화 도료는 실온보다 10℃ 정도 높은 온도에서 조절되므로, 열이 약한 제품에도 적합하며, 경도가 높고 내마찰성이 우수하다. UV 경화 도료는 무용제형, 용제형 모두 가능하고 광택이 높아 평판 도장에 적합하다.
또한, 전술한 기능층(250)은 코팅된 형태를 가질 수 있지만, 실시 예는 기능층(250)의 특정한 형태에 국한되지 않는다.
한편, 오염 방지층(260)은 지문 센서부(230, 240) 위에 배치되며, 오염 방지층(260) 아래에 배치된 부재(이하, '하부층'이라 한다.)의 오염을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 오염 방지층(260)은 불소 함유 탄소 화합물을 포함할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 외부의 오염으로부터 하부층을 보호할 수만 있다면, 오염 방지층(260)은 다양한 재질로 구현될 수 있다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 오염 방지층(260)의 구성 물질 간의 일 실시 예에 의한 결합 관계(260A)를 나타내는 모식도(260A)이다. 도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 오염 방지층(260)의 구성 물질 간의 다른 실시 예에 의한 결합 관계(260B)를 나타내는 모식도이다. 도 6은 도 2 및 도 3에 도시된 오염 방지층(260)의 구성 물질 간의 또 다른 실시 예에 의한 결합 관계(260C)를 나타내는 모식도이다.
도 4 내지 도 6에서, 제3 하부층(400) 위에 오염 방지층(260A, 260B, 260C)이 배치된다. 오염 방지층(260A, 260B, 260C)은 제3 하부층(400)의 오염을 방지하는 역할을 수행한다.
이때, 오염 방지층(260A, 260B, 260C) 아래에 배치된 제3 하부층(400)은 다양할 수 있다. 만일, 기능층(250)이 컬러층(254)과 보호층(256)을 포함할 경우, 보호층(256)이 제3 하부층(400)에 해당할 수 있다. 이 경우, 오염 방지층(260)은 보호층(256) 위에 배치되어 보호층(256)이 오염됨을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
또는, 기능층(250)이 보호층(256)을 포함하지 않고 컬러층(254)을 포함할 경우, 컬러층(254)이 제3 하부층(400)에 해당할 수 있다. 이 경우, 오염 방지층(260)은 컬러층(254)위에 배치되어, 컬러층(254)이 오염됨을 방지할 수 있다.
또는, 기능층(250)이 컬러층(254)과 보호층(256)을 포함하지 않고 제1 프라이머층(252)만을 포함할 경우, 제1 프라이머층(252)이 제3 하부층(400)에 해당할 수 있다. 이 경우, 오염 방지층(260)은 제1 프라이머층(252) 위에 배치되어 제1 프라이머층(252)이 오염됨을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
또는, 기능층(250)이 생략될 경우, 도 2에 도시된 몰딩부(231) 또는 도 3에 도시된 센서 기판(241)이 제3 하부층(400)에 해당할 수 있다. 이 경우, 오염 방지층(260)은 몰딩부(231) 위에 배치되어 몰딩부(231)의 오염됨을 방지하거나 센서 기판(241) 위에 배치되어 센서 기판(241)의 오염됨을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
계속해서, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 오염 방지층(260A, 260B, 260C)은 결합 가교층(262A, 262B, 262C) 및 상부층(264A, 264B, 264C)을 포함할 수 있다.
결합 가교층(262A, 262B, 262C)은 제3 하부층(400) 위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 결합 가교층(262A, 262B, 262C)은 실리콘 산화물 예를 들어, SiO2를 포함할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 이와 같이, 제3 하부층(400)과 상부층(264A, 264B, 264C) 사이에 결합 가교층(262A, 262B, 262C)이 배치됨으로써, 상부층(262A, 264B, 264C)은 제3 하부층(400)에 보다 견고하게 결합될 수 있다. 결합 가교층(262A, 262B, 262C)은 상부층(264A, 264B, 264C)을 제3 하부층(400)에 접착시키는 역할을 한다. 즉, 결합 가교층(262A, 262B, 262C)은 상부층(264A, 264B, 264C)의 구성 물질이 제3 하부층(400)의 구성 물질에 강한 결합력(tight binding reaction)으로 결합되도록 돕는 역할을 한다.
또한, 도 4에서, 결합 가교층(262A)의 가장 자리에 배치된 실리콘 원자(Si)는 주변 예를 들어, 공기 중의 산소와 결합되는 히드록시기(OH)일 수 있다. 또한, 도 5에서, 결합 가교층(262B)과 하부 즉, 제3 하부층(400)의 상부면의 HO는 SiO2에서 산소 원자(O)가 H와 결합한 일종의 댕글링 본드(dangling bond)일 수 있다.
또한, 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 지문 센싱 장치(200A, 200B)는 제2 프라이머층(270)을 더 포함할 수 있다. 제2 프라이머층(270)은 지문 센서부(230, 240)(또는, 제3 하부층(400))와 오염 방지층(260) 사이에 배치될 수 있다. 제2 프라이머층(270)은 생략될 수도 있다. 특히, 제3 하부층(400)이 유리나 금속의 재질로 구현될 경우 제2 프라이머층(270)은 생략될 수 있다. 그러나, 제3 하부층(400)이 유리나 금속 이외의 재질 예를 들어 플라스틱 등으로 구현될 경우, 제2 프라이머층(270)이 제3 하부층(400)과 오염 방지층(260A, 260B, 260C) 사이에 배치되어, 오염 방지층(260A, 260B, 260C)의 안정적인 도포를 돕는 일종의 접착제의 역할을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 제2 프라이머층(270)은 제1 프라이머층(252)와 동일한 재질 또는 다른 재질로 구현될 수 있다. 제2 프라이머층(270)의 두께(T2)는 대략 0.07㎛ 내지 0.13㎛ 예를 들어, 0.10㎛일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
상부층(264A, 264B, 264C)은 결합 가교층(262A, 262B, 262C) 위에 배치되며 불소 함유 탄소 화합물을 포함할 수 있다. 상부층(264A, 264B, 264C)은 외부의 오염이 부착됨을 방지하는 역할을 한다. 예를 들어, 상부층(264A, 264B, 264C)에 포함될 수 있는 불소 함유 탄소 화합물은 불소 고분자(fluoride resin layer) 또는 탄화 불소(fluorocarbon) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 실시 예는 상부층(264A, 264B, 264C)의 특정한 구성 물질에 국한되지 않는다.
일 실시 예에 의하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부층(264A)은 불소 고분자(264-1)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상부층(264A)의 불소 고분자(264-1) 하나마다 실리콘 원자가 결합될 수 있다. 여기서, 실리콘(Si)은 주변의 산소(O)와 단일 결합을 하는 반면, 불소 고분자(264-1)와는 다중 결합(266)할 수 있다. 또는, 불소 고분자(264-1)와 실리콘(Si) 사이에는 다른 물질이 개재된 채로, 불소 고분자(264-1)와 실리콘(Si)은 서로 결합될 수도 있다.
다른 실시 예에 의하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부층(264B)은 탄화 불소(264-2)를 포함하고, 탄화 불소(264-2)의 각 단부에 실리콘 원자(Si)가 고리 형태로 결합될 수 있다. 이때, 실리콘(Si)은 주변의 산소(O)와 단일 결합을 하는 반면, 탄화 불소(264-2)와는 다중 결합(268)할 수 있다. 또는, 탄화 불소(264-2)와 실리콘(Si) 사이에는 다른 물질이 개재된 채로, 탄화 불소(264-2)와 실리콘(Si)은 서로 결합될 수도 있다.
또 다른 실시 예에 의하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부층(264C)은 불소 함유 탄소 화합물 또는 실리콘 산화물 중 적어도 하나가 망상으로 결합될 수도 있다. 즉, 상부층(264C)은 다중 실레인 혼합(multiple silane mixture) 구조를 가질 수 있다. 도 6의 경우 상부층(264C)은 6개의 불소 함유 탄소 화합물(264-3)을 포함하는 것으로 예시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 상부층(264C)에서, 실리콘(Si)은 주변의 산소(O)와 단일 결합을 하는 반면, 불소 함유 탄소 화합물(264-3)와는 다중 결합(269) 할 수 있다. 또는, 불소 함유 탄소 화합물(264-3)과 실리콘(Si) 사이에는 다른 물질이 개재된 채로, 불소 함유 탄소 화합물(264-3)과 실리콘(Si)은 서로 결합될 수도 있다.
또한, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 결합 가교층(262A, 262B, 262C)과 상부층(264A, 264B, 264C)은 단일층으로 구현될 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5에 도시된 상부층(264A, 264B)의 특징에 대해 다음과 같이 살펴본다. 이를 위해, 상부층(264A, 264B)의 상부면(264T)을 분당 25회의 횟수로, 스틸 울(steel wool)을 사용하여 일정한 면적 예를 들어 가로 x 세로가 10㎜ x 10㎜인 면적에 대해 1kgf의 압력을 가하면서, 상부면(264T)의 마모 횟수를 증가시키면서, 상부층(264A, 264B)의 특징을 살펴보면 다음과 같다.
도 7은 도 4에 도시된 상부층(264A)의 마모 횟수에 따른 접촉각을 나타내고, 도 8은 도 5에 도시된 상부층(264B)의 마모 횟수에 따른 접촉각을 각각 나타낸다. 각 그래프의 횡축은 상부층(264A, 264B)의 마모 횟수를 나타내고, 종축은 상부층(264A, 264B)의 접촉각을 각각 나타낸다.
여기서, 접촉각은, 액체와 기체가 고체 표면 위에서 열역학적으로 평형을 이룰 때 이루는 각을 의미한다. 코팅된 오염 방지층(260A, 260B, 260C)의 상부층(264A, 264B, 264C) 표면에 지문이나 각종 오염의 부착이 적어지고, 이 표면은 부착된 오염이 간단히 제거될 수 있는 발수 및 발유의 특성을 가지며, 이는 물 접촉각의 수치로 특성 확인이 가능할 수 있다. 즉, 고체면에 대학 액체의 접촉각이 크다는 것은 그만큼 액체가 고체와의 친화력이 작다는 것을 의미하므로 만일 사용 액체가 물이라면 고체면이 그만큼 소수성 및 발수성(hydrophobic)을 갖는다고 간주할 수 있다.
본 발명에서는 "Contact Angle Analyzer(KRUSS/DSA100S)"라는 장비를 이용하여 접촉각을 측정하였다(Range of contact angle:0~ 180°± 0.1°).
도 7을 참조하면, 도 4에 도시된 오염 방지층(260A)의 순수 접촉각은 110° 내지 115°에 속할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 또한, 도 8을 참조하면, 도 5에 도시된 오염 방지층(260B)의 순수 접촉각은 100° 내지 110°의 범위에 속함을 알 수 있다. 순수 접촉각은 오염 방지층(260)의 발수성을 나타내는 지표로서, 오염 방지층(260)은 우수한 발수성을 가짐을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 오염 방지층(260A, 260B)의 순수 접촉각은 오염 방지층(260A, 260B)의 결합 관계에 따라 달라짐을 알 수 있으나, 실시 예는 순수 접촉각의 특정한 값에 국한되지 않는다.
또한, 오염 방지층(260A, 260B)의 n-hexadecane의 접촉각은 64° 내지 70°일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 오염 방지층(260A, 260B)의 발유성은 n-hexadecane의 접촉각을 통해 알 수 있다.
또한, 오염 방지층(260)의 두께(T1)가 너무 두꺼울 경우, 지문 센서부(230, 240)의 지문 센싱 감도가 저하될 수 있고, 두께(T1)가 너무 얇을 경우 제3 하부층(400)의 오염을 방지하는 역할이 제대로 수행되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 오염 방지층(260)의 두께(T1)는 10㎚ 이하일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
또한, 도 4 및 도 5에 도시된 결합 관계를 갖는 오염 방지층(260A, 260B)의 동마찰 계수(μ)는 0.12 이하일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 예를 들어, 도 4에 도시된 오염 방지층(260A)의 동마찰 계수는 0.12이며, 도 5에 도시된 오염 방지층(260B)의 동마찰 계수는 0.05 내지 0.1로서 0.12 이하임을 알 수 있다.
한편, 전술한 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)에서 지문이 터치되는 부분은 손가락의 형상에 유사한 오목한 형상을 가질 수 있다. 이와 같이, 오목한 형상을 가질 경우, 지문과 터치되는 부분의 면적이 넓어져서 많은 지문 영상을 획득할 수 있다. 예를 들어, 기능층(250)이 생략될 경우, 몰딩부(231)의 상부면이 손가락과 접촉 면적이 넓어지도록 오목한 형상을 가질 수 있다. 또는 기능층(250)이 생략되지 않을 경우, 기능층(250), 또는 기능층(250)과 몰딩부(231)가 모두 오목한 형상을 가질 수도 있다. 그러나, 실시 예는 기능층(250)과 몰딩부(231)의 특정한 형상에 국한되지 않는다.
이하, 도 2 및 도 3에 도시된 지문 센싱 장치(200A, 200B) 각각의 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 살펴본다. 이때, 설명의 편의상, 제2 프라이머층(270)은 도시되지 않았지만, 제1 프라이머층(252)이 생성되는 방법과 동일한 방법으로 제2 프라이머층(270)이 형성될 수 있다.
도 9a 내지 도 9d는 도 2에 도시된 지문 센싱 장치(200A)의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 나타낸다.
도 9a를 참조하면, 베이스 기판(210A) 위에 지문 센서부(230)를 형성한다. 구체적으로 살펴보면, 접착부(233)를 이용하여 지문 센서(235)를 고정시킨다. 접착부(233)는 에폭시 접착제일 수 있으나, 실시 예는 접착부(233)의 특정한 재질에 국한되지 않는다.
지문 센서(235)는 반도체 칩 형태로 베이스 기판(210A) 위에 형성될 수 있다. 이후, 지문 센서(235) 위에 보호 필름(237)을 형성한다. 보호 필름(237)의 형성은 생략될 수 있다. 이후, 지문 센서(235)와 베이스 기판(210A)을 와이어(239)에 의해 전기적으로 서로 연결시킨다.
이때, 와이어(239)가 형성된 이후에 보호 필름(237)이 형성될 수도 있고, 보호 필름(237)의 형성은 생략될 수도 있다.
이후, 도 9b에 도시된 바와 같이, 지문 센서(235)와 와이어(239)를 감싸면서 베이스 기판(210A)의 상부에 몰딩부(231)를 형성한다. 몰딩부(231)는 사출 또는 몰드(mold)로 만들어질 수 있다. 몰딩부(231)는 액상의 폴리머를 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(231)는 에폭시 몰드 컴파운드(EMC), 에폭시 수지, 퍼티(putty) 또는 PPA 레진 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있다. 몰딩부(231)를 제조할 때 열 경화 시에 플라스틱 수축을 줄이거나 없애기 위해, 몰딩부(231)는 실리카겔을 포함할 수 있다.
이후, 도 9c를 참조하면, 몰딩부(231) 위에 기능층(250)을 형성한다. 구체적으로 살펴보면, 몰딩부(231) 위에 제1 프라이머층(252)을 형성하고, 제1 프라이머층(252) 위에 컬러층(254)을 형성하고, 컬러층(254) 위에 보호층(256)을 형성한다. 이러한 기능층(250)의 코팅은 도장 및 인쇄 등의 공법에 의해 실현될 수 있으나, 실시 예는 기능층(250)의 특정한 형성 방법에 국한되지 않는다.
도 10은 실시 예에 의한 오염 방지층(260)의 제조 방법(500)을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 9c에 도시된 바와 같이, 기능층(250)을 형성한 이후, 오염 방지층(260)을 형성하기 이전에 기능층(250)의 상부면(250T) 즉, 오염 방지층(260)이 장착될 표면(이하, ‘장착 표면’이라 함)을 세정한다(제510 단계). 예를 들어, 장착 표면(250T)을 IPA(Indole Pyruvic Acid) 초음파 또는 순수 초음파를 이용하여 유분을 제거하는 등 탈지 세정할 수 있다. 장착 표면(250T)에 먼지, 유분, 손자국(또는, 수적) 등이 존재할 경우, 오염 방지층(260)의 밀착성이 저하될 수 있다. 따라서, 이러한 밀착성의 저하를 방지하고 개선하기 위해, 제510 단계를 수행한다.
이후, 제510 단계 후에, 세정된 장착 표면(250T)에 대한 표면 처리 작업을 수행한다(제520 단계). 예를 들어, 장착 표면(250T)에 진공 플라즈마를 조사하거나 자외선(UV)과 오존을 사용하는 광 표면 처리 기술을 이용하여 장착 표면(250T)에 대한 표면 처리 작업을 수행할 수 있다.
이후, 제520 단계 후에, 장착 표면(250T)의 순수 접촉각이 소정 각도 이하인가를 검사한다(제530 단계). 예를 들어, 소정 각도는 15°일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 만일, 장착 표면(250T)의 순수 접촉각이 15°이하가 아닐 경우 제520 단계를 다시 수행한다. 이와 같이, 장착 표면(250T)의 순수 접촉각이 15°이하가 될 때까지, 제520 단계는 반복적으로 수행될 수 있다.
만일, 장착 표면(250T)의 순수 접촉각이 15°가 될 때, 도 9d에 도시된 바와 같이 장착 표면(250T) 위에 오염 방지층(260)을 형성한다(제540 및 제550 단계).
구체적으로 살펴보면, 오염 방지층(260) 형성용 물질을 장착 표면(250T) 상에 형성한다(제540 단계). 예를 들어, 오염 방지층(260) 형성용 물질을 솔, 침적(dipping), 스핀 코팅(spin coating) 또는 플로코팅 등 다양한 방법으로 장착 표면(250T)에 도포할 수 있다.
오염 방지층(260) 아래에 배치된 제3 하부층(400) 즉, 기능층(250)의 최상위 층인 보호층(256)이 유리, 도기 또는 금속일 경우, 오염 방지층(260)을 장착 표면(250T)에 직접 도포한다. 그러나, 보호층(256)이 유리나 도기나 금속이 아닌 물질 예를 들어 플라스틱일 경우, 보호층(256) 위에 제2 프라이머층(270)(도 9d에서는 미도시)을 도포한 이후에, 오염 방지층(260) 형성용 물질을 제2 프라이머층(270) 상부에 도포할 수 있다.
또한, 오염 방지층(260) 형성용 물질은 1회 또는 복수 횟수만큼 장착 표면(250T) 상에 도포될 수 있다. 이와 같이, 오염 방지층(260) 형성용 물질을 복수 횟수만큼 도포할 경우 도포된 부분의 얼룩이 생기지 않거나 얼룩이 줄어들 수 있다.
제540 단계 후에, 오염 방지층(260) 형성용 물질이 도포된 결과물을 건조시키고 양생시킨다(제550 단계). 도포된 결과물은 환기가 잘되는 환경에서 실온으로 건조할 수 있다. 제3 하부층(400) 예를 들어, 보호층(256)이 유리나 도기일 경우, 도포된 오염 방지층(260) 형성용 물질의 끈적거림이 없어질 때까지 건조한 이후 제1 소정 기간 예를 들어, 90분 정도 양생시킨 이후에 오염 방지층(260)의 형성이 완성될 수 있다.
또한, 제2 프라이머층(270)이 보호층(256) 상부에 형성되고, 제2 프라이머층(270) 위에 오염 방지층(260)이 형성될 경우, 밀착성을 개선시키기 위해, 도포된 오염 방지층(260) 형성용 물질의 끈적거림이 없어질 때까지 건조한 이후 제2 소정 기간 예를 들어, 8시간 내지 24시간 정도 양생시킨 이후에 오염 방지층(260)의 형성이 완성될 수 있다.
또한, 오염 방지층(260) 형성용 물질을 도포한 이후에, 도포된 결과물을 소정 온도로 가열할 경우 양생에 소요되는 제1 또는 제2 소정 기간을 단축시킬 수 있다. 예를 들어, 소정 온도가 60℃일 경우 제1 또는 제2 소정 기간은 90분 정도로 단축되고, 소정 온도가 100℃일 경우 제1 또는 제2 소정 기간은 60분 정도로 단축되고, 소정 온도가 120℃일 경우 제1 또는 제2 소정 기간은 20분 정도까지 단축될 수 있다.
도 11a 내지 도 11d는 도 3에 도시된 지문 센싱 장치(200B)의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 나타낸다.
도 11a를 참조하면, 센서 기판(241)의 제1 면(241A) 위에 지문 센서(243)를 형성한다. 이때, 지문 센서(243)와 센서 기판(241)을 서로 전기적으로 연결하는 패드(245)를 센서 기판(241)과 지문 센서(243) 사이에 형성할 수 있다. 지문 센서(243)는 반도체 칩 형태로 센서 기판(241) 위에 형성될 수 있다. 이후, 지문 센서(243)와 센서 기판(241)의 연결 부위에 제1 하부층(248)을 형성한다.
이후, 도 11a에 도시된 결과물을 뒤집은 후, 도 11b에 도시된 바와 같이 솔더부(247)를 이용하여 센서 기판(241)을 베이스 기판(210B)에 전기적으로 연결시킨다. 예를 들어, SMT를 이용하여 솔더부(247)를 베이스 기판(210B) 위에 형성할 수 있다.
이후, 도 11c를 참조하면, 센서 기판(241)과 베이스 기판(210B) 사이에서 제1 하부층(248), 지문 센서(243) 및 솔더부(247)를 감싸도록 제2 하부층(249)을 형성한다.
제1 및 제2 하부층(248, 249) 각각은 액상 EMC를 경화시켜 제조될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 하부층(248, 249)은 서로 다른 물질이나 서로 동일한 물질로 형성될 수 있다.
이후, 도 11d를 참조하면, 센서 기판(241)의 제2 면(241B) 위에 기능층(250)을 형성한다. 여기서, 기능층(250)의 형성은 도 9c에 도시된 기능층(250)의 형성과 동일하므로 중복되는 설명을 생략한다.
이후, 도 11d를 참조하면, 기능층(250)의 장착 표면(250T) 위에 오염 방지층(260)을 형성한다. 오염 방지층(260)의 형성은 전술한 도 9c 및 도 9d와 도 10에서 설명한 바와 동일하므로, 이들에 대한 상세한 설명을 생략한다.
전술한 바와 같이, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)는 오염 방지층(260)을 포함하기 때문에, 손가락의 지문이나 오염이 부착되지 않거나 오염이 부착되는 량이 줄어들 수 있고, 오염이 부착된다고 하더라도 쉽게 제거할 수 있다. 오염 방지층(260)은 고밀착성 피막이기 때문에, 티슈 등을 이용하여 오염물을 제거한 이후에도 계속해서 오염이 부착됨을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 오염 방지층(260)의 표면의 동마찰 계수가 0.12 이하로서 낮기 때문에, 오염 방지층(260)의 표면은 우수한 윤활성을 가질 수 있다. 이와 같이 우수한 윤활성을 가질 경우, 오염 방지층(260)의 표면에 오염이 부착될 확률이 감소하거나 오염이 부착되지 않을 수 있다.
또한, 제3 하부층(400)이 유리나, 플라스틱이나 금속 등의 각종 재질을 가질 경우, 오염 방지층(260) 형성용 물질을 도포한 이후 상온에서 건조함으로써 제3 하부층(400)과 오염 방지층(260)이 화학 결합하도록 하여, 오염 방지층(260)의 밀착성과 경도를 증가시킬 수 있다.
또한, 제3 하부층(400)이 유리나 금속 이외의 재질 예를 들어 플라스틱일 경우, 오염 방지층(260)을 형성하기 이전에 제3 하부층(400)의 상부에 제2 프라이머층(270)을 형성함으로써, 오염 방지층(260)의 밀착성과 경도를 개선시킬 수 있다.
또한, 오염 방지층(260)의 두께는 10㎚ 이하이기 때문에, 지문 센싱 장치(200, 200A, 200B)의 외관을 해치지 않으며 지문 센싱된 결과의 감도를 저하시키지 않고 오염 방지층(260)이 박리되지 않아, 외관의 상태를 저해하지 않는다.
또한, 오염 방지층(260)의 전술한 발수성과 발유성을 고려할 때, 오염 방지층(260)은 우수한 액체 제거성을 가지므로, 우수한 동적 발수성과 발유성을 갖고 낮은 활낙각과 높은 후퇴 접촉각을 가질 수 있다.
도 12a 내지 도 12d는 비교 례 및 실시 예에 의한 지문 센싱 장치의 외관을 나타낸다.
도 12a에 도시된 비교 례에 의한 지문 센싱 장치에서 지문이 터치되지 않은 상부면(600)은 깨끗하지만, 수회 반복적으로 사용된 이후에는 도 12b에 도시된 바와 같이 상부면(610)이 오염되어 있음을 알 수 있다. 또한, 도 12c에 도시된 바와 같이 비교 례에 의한 지문 센싱 장치를 1회 사용하였음에도 불구하고 그의 상부면(620)은 오염되거나 손가락 지문의 흔적이 남아 있음을 알 수 있다. 반면에, 실시 예에 의한 지문 센싱 장치의 경우 지문이 닿은 면이 오염 방지층(630)이므로 도 12d에 도시된 바와 같이 1회 사용하였을 때, 도 12c보다 상부면(630)에 오염이 적고 손가락 지문의 흔적이 남지 않음을 알 수 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
발명의 실시를 위한 형태는 전술한 "발명의 실시를 위한 최선의 형태"에서 충분히 설명되었다.
실시 예에 의한 지문 센싱 장치는 휴대폰, 스마트폰, 휴대 정보 단말기(PDA:Personal Digital Assistant), 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP:Portable Multimedia Player), 노트북 또는 테블릿(tablet) 개인용 컴퓨터(PC:Personal Computer) 등과 같은 휴대용 단말기 같은 다양한 전자 기기에 이용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 위에 배치된 지문 센서부; 및
    상기 지문 센서부 위에 배치되며, 불소 함유 탄소 화합물을 포함하는 오염 방지층을 포함하는 지문 센싱 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 오염 방지층은
    결합 가교층; 및
    상기 결합 가교층 위에 배치되며 상기 불소 함유 탄소 화합물을 포함하는 상부층을 포함하는 지문 센싱 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 결합 가교층은 실리콘 산화물을 포함하는 지문 센싱 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 상부층은 상기 불소 함유 탄소 화합물과 상기 실리콘 산화물이 망상으로 결합된 지문 센싱 장치.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 불소 함유 탄소 화합물은 불소 고분자 또는 탄화 불소 중 적어도 하나를 포함하는 지문 센싱 장치.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 상부층은 상기 불소 고분자를 포함하고, 상기 불소 고분자 하나마다 실리콘 원자가 결합된 지문 센싱 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 오염 방지층의 순수 접촉각은 110° 내지 115°인 지문 센싱 장치.
  8. 제5 항에 있어서, 상기 상부층은 상기 탄화 불소를 포함하고, 상기 탄화 불소의 각 단부에 실리콘 원자가 고리 형태로 결합된 지문 센싱 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 오염 방지층의 순수 접촉각은 100° 내지 110°인 지문 센싱 장치.
  10. 제6 항 또는 제8 항에 있어서, 상기 오염 방지층의 n-hexadecane의 접촉각은 64° 내지 70°인 지문 센싱 장치.
  11. 제6 항 또는 제8 항에 있어서, 상기 오염 방지층의 두께는 10㎚ 이하인 지문 센싱 장치.
  12. 제6 항 또는 제8 항에 있어서, 상기 오염 방지층의 동마찰 계수는 0.12 이하인 지문 센싱 장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 오염 방지층의 동마찰 계수는 0.05 내지 0.1인 지문 센싱 장치.
  14. 제1 항에 있어서, 상기 지문 센서부와 상기 오염 방지층 사이에 배치된 기능층을 더 포함하는 지문 센싱 장치.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 기능층은
    상기 지문 센서부 위에 배치된 제1 프라이머층;
    상기 제1 프라이머층 위에 배치된 컬러층; 또는
    상기 컬러층 위에 배치된 보호층 중 적어도 하나를 포함하는 지문 센싱 장치.
  16. 제1 항에 있어서, 상기 지문 센서부와 상기 오염 방지층 사이에 배치된 제2 프라이머층을 더 포함하는 지문 센싱 장치.
  17. 제14 항에 있어서, 상기 기능층과 상기 오염 방지층 사이에 배치된 제2 프라이머층을 더 포함하는 지문 센싱 장치.
  18. 제1 항에 있어서, 상기 지문 센서부는
    지문 센서;
    상기 지문 센서를 상기 베이스 기판에 접착시켜 고정하는 접착부;
    상기 지문 센서를 상기 베이스 기판에 전기적으로 연결하는 와이어; 및
    상기 지문 센서와 상기 와이어를 감싸면서 상기 베이스 기판과 상기 오염 방지층 사이에 배치된 몰딩부를 포함하는 지문 센싱 장치.
  19. 제1 항에 있어서, 상기 지문 센서부는
    상기 오염 방지층 아래에 배치되며, 제1 면 및 상기 제1 면의 반대측이고 상기 오염 방지층과 대향하는 제2 면을 갖는 센서 기판;
    상기 센서 기판의 상기 제1 면 상에 배치되는 지문 센서;
    상기 지문 센서와 상기 센서 기판의 상기 제1 면을 전기적으로 연결하는 패드;
    상기 센서 기판을 상기 베이스 기판에 전기적으로 연결하는 솔더부;
    상기 지문 센서와 상기 센서 기판의 연결 부위를 감싸며 배치된 제1 하부층; 및
    상기 센서 기판의 상기 제1 면과 상기 베이스 기판 사이에 배치되어, 상기 솔더부, 상기 지문 센서 및 상기 제1 하부층을 감싸도록 배치된 제2 하부층을 포함하는 지문 센싱 장치.
  20. 제1 항 내지 제9 항 및 제14 항 내지 제19 항 중 어느 한 항에 기재된 상기 지문 센싱 장치를 포함하는 전자 기기.
PCT/KR2017/004429 2016-04-28 2017-04-26 지문 센싱 장치 및 이를 포함하는 전자 기기 Ceased WO2017188723A2 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201790000812.3U CN209044632U (zh) 2016-04-28 2017-04-26 指纹传感装置及包括该指纹传感装置的电子装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160052004A KR20170122972A (ko) 2016-04-28 2016-04-28 지문 센싱 장치 및 이를 포함하는 전자 기기
KR10-2016-0052004 2016-04-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2017188723A2 true WO2017188723A2 (ko) 2017-11-02
WO2017188723A3 WO2017188723A3 (ko) 2018-08-02

Family

ID=60160989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/004429 Ceased WO2017188723A2 (ko) 2016-04-28 2017-04-26 지문 센싱 장치 및 이를 포함하는 전자 기기

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20170122972A (ko)
CN (1) CN209044632U (ko)
WO (1) WO2017188723A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220058359A1 (en) * 2020-08-24 2022-02-24 Elan Microelectronics Corporation Patterned fingerprint sensing module and manufacturing method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080098466A (ko) * 2007-05-05 2008-11-10 엘지디스플레이 주식회사 광학필름과 이를 이용한 편광판 및 디스플레이 장치와 그제조방법
KR20140079254A (ko) * 2012-12-18 2014-06-26 크루셜텍 (주) 지문센서 패키지 및 그 제조방법
CN205375506U (zh) * 2013-04-15 2016-07-06 Ip城市株式会社 指纹传感器模块
KR101558439B1 (ko) * 2014-04-09 2015-10-12 (주)드림텍 모바일 기기의 지문인식 모듈 제조방법 및 그 지문인식 모듈
KR20150131828A (ko) * 2014-05-16 2015-11-25 크루셜텍 (주) 지문센서 모듈의 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220058359A1 (en) * 2020-08-24 2022-02-24 Elan Microelectronics Corporation Patterned fingerprint sensing module and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170122972A (ko) 2017-11-07
WO2017188723A3 (ko) 2018-08-02
CN209044632U (zh) 2019-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019098549A1 (en) Cover glass and electronic device with the same and method for manufacturing cover glass
CN105511661B (zh) 触控装置
WO2014081203A1 (ko) 지문센서 모듈, 이를 구비한 휴대용 전자기기 및 그 제조방법
WO2013062385A1 (en) Touch panel
CN205540792U (zh) 指纹传感器模块
WO2010085070A2 (ko) 입력장치
WO2016093669A1 (ko) 전자기기 커버윈도우 일체형 지문센서 모듈 조립체
WO2015076505A1 (ko) 복합 편광판 일체형 터치 감지 전극 및 이를 구비한 터치 스크린 패널
WO2021060620A1 (ko) 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름
WO2017022987A1 (ko) 윈도우 필름용 조성물, 이로부터 형성된 플렉시블 윈도우 필름 및 이를 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치
WO2019059543A2 (ko) 지문인식 패키지 및 그 제조방법
WO2016108628A1 (ko) 필름 커버를 포함하는 생체인식센서 모듈 및 생체인식센서 모듈의 패키징 방법
WO2017188723A2 (ko) 지문 센싱 장치 및 이를 포함하는 전자 기기
WO2021167190A1 (ko) 표시 장치
US20180027150A1 (en) Electronic Device Structures With Oleophobic Coatings
WO2017209441A1 (ko) 지문 센싱 장치, 이 장치를 포함하는 전자 기기, 이 장치의 제조 방법 및 장치
WO2023287019A1 (ko) 방수 구조물을 포함하는 전자 장치
WO2017204570A1 (ko) 터치 센싱 장치 및 이를 포함하는 전자 기기
WO2017142189A1 (ko) 터치 센서 및 그 제조방법
WO2019031824A1 (ko) 커버부를 가진 방수 지문 센서 모듈
WO2015174775A1 (ko) 지문센서 모듈 및 이의 제조방법
KR20170123797A (ko) 지문 센싱 장치 및 이를 포함하는 전자 기기
KR20170135099A (ko) 지문 센싱 장치 및 이를 포함하는 전자 기기
WO2017142288A1 (ko) 센서 패키지
KR20170124926A (ko) 지문센서 모듈 및 그의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17789907

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17789907

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2