WO2021246685A1 - 광학식 지문 인식 센서 모듈 및 이를 적용한 전자 장치 - Google Patents

광학식 지문 인식 센서 모듈 및 이를 적용한 전자 장치 Download PDF

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WO2021246685A1
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WO
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fingerprint recognition
optical fingerprint
sensor module
recognition sensor
opening
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PCT/KR2021/006227
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김태원
이윤호
윤진석
임정욱
윤재성
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주식회사 파트론
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    • H05K1/0278—Rigid circuit boards or rigid supports of circuit boards locally made bendable, e.g. by removal or replacement of material

Definitions

  • the present invention relates to an optical fingerprint recognition sensor module and an electronic device to which the same is applied.
  • the optical fingerprint sensor module is an optical fingerprint recognition sensor module that detects a user's fingerprint, and is used as a portable device such as a smart phone or a wearable device or a security device such as a door.
  • An optical sensor module such as an optical fingerprint recognition sensor module currently used performs a fingerprint detection function using an optical measurement method using light.
  • an optical fingerprint recognition sensor module which is a fingerprint sensor module using an optical measurement method
  • the light reflected by the ridges of the fingerprint and the valleys between the ridges is converted into an optical fingerprint recognition sensor such as an image sensor.
  • an optical fingerprint recognition sensor such as an image sensor
  • a fingerprint image for a corresponding fingerprint is acquired through an optical fingerprint recognition sensor.
  • the size of the sensor was achieved by applying a lens, which is an optical system for determining the angle of view according to the focal length
  • this optical fingerprint sensor requires a housing structure, so the thickness of the module is the distance of the BFL (Back Focal Length) of the lens. Therefore, the minimum thickness is limited.
  • the fingerprint recognition sensor is attached on a printed circuit board (PCB) substrate with low bending and high rigidity, and a connection part for transmitting a signal generated from the fingerprint recognition sensor to an external signal processing circuit is provided.
  • PCB printed circuit board
  • the provided flexible printed circuit board (FPCB) was used by being attached to the PCB board with an adhesive such as an anisotropic conductive film (ACF).
  • Such a conventional optical fingerprint recognition sensor module uses a structure in which a PCB substrate to which a fingerprint recognition sensor is attached and an FPCB substrate having a connection part are bonded with an ACF adhesive, and the process is relatively complicated and the manufacturing cost is increased.
  • the structure of overlapping and bonding the FPCB substrate on the PCB substrate acts as a factor to increase the thickness of the optical fingerprint recognition sensor module, and there is a limit in minimizing the thickness of the optical fingerprint recognition sensor module.
  • An object of the present invention is to provide an optical fingerprint recognition sensor module having a structure capable of reducing manufacturing cost by simplifying the structure and further minimizing the thickness, and an electronic device to which the same is applied.
  • the optical fingerprint recognition sensor module includes a signal transmitting unit and a receiving unit, wherein the receiving unit is provided with an opening, the signal transmitting unit is provided with a connection part connected to an external circuit, and the electrode is connected to the connection a flexible base substrate patterned and extended from the portion to the seating portion; a reinforcing material positioned on the rear surface of the flexible base substrate and positioned at a portion corresponding to the opening; For fingerprint recognition, a sensor unit disposed on the reinforcement and positioned within the opening of the seating unit; a connection member electrically connecting the sensor unit and the electrode to each other; and a molding part made of an insulating material that fills the space provided with the connection member.
  • the reinforcing material may be provided in a plate shape, and may be greater than a width of the opening and less than or equal to a width of the flexible base substrate forming the seating portion.
  • the flexible base substrate may have a tensile strength of 290 MPa to 350 MPa and a Young's modulus of 5.3 Gpa to 5.7 Gpa.
  • the seating portion and the opening may have a rectangular shape as a whole, and an outer line forming the rectangular shape of the seating portion may cross a line forming the rectangular shape of the opening.
  • the sensor unit has a rectangular shape as a whole and is located within the opening, and a line forming the rectangular shape of the sensor unit may cross an outer line of the seating unit.
  • the sensor unit may include an active area for detecting the fingerprint and an inactive area having a terminal disposed around the active area and connected to the connection member.
  • connection member may be provided in the form of a thin and long conductive wire, and may be connected to a terminal provided in the inactive region of the sensor unit and an end of the electrode located in the seating unit.
  • the molding part fills and seals the space provided with the connection member, and includes a part of the sensor part to which the connection member is connected, a part of the reinforcing material exposed between the sensor part and the flexible base substrate in the opening, and a part of the flexible base substrate can be covered to integrate the sensor unit with the flexible base substrate.
  • It may further include a peripheral structure located in the outer region of the opening on the seating portion, and an upper end of the peripheral structure may be located higher than an upper end of the sensor unit or the molding unit.
  • the surrounding structure may include a buffer tape made of an insulating material, and a protective film covering the sensor unit may be further adhered to the upper portion of the surrounding structure.
  • An electronic device includes a display panel on which an image is displayed; a bracket facing the lower surface of the display panel and positioned to be spaced apart; and the optical fingerprint recognition sensor module of claim 1 positioned on the upper surface of the bracket, wherein a rear surface of the reinforcement material among the optical fingerprint recognition sensor modules is adhered to the bracket.
  • an electronic device includes a display panel on which an image is displayed; and the optical fingerprint recognition sensor module of claim 1 disposed under the display panel, wherein the optical fingerprint recognition sensor module includes a peripheral structure located in an outer region of the opening on the seating part; The peripheral structure of the fingerprint recognition sensor module is attached to the lower surface of the display panel.
  • the optical fingerprint recognition sensor module and the electronic device to which it is applied according to an example of the present invention omit the use of a PCB board made of a rigid material with relatively small warpage by positioning the sensor unit together with the connection part on the flexible base board, and reduce the structure By further simplification, the manufacturing cost can be further reduced.
  • the optical fingerprint recognition sensor module according to an example of the present invention and an electronic device to which the same is applied have a thin structure such that the optical fingerprint recognition sensor is closer to the fingerprint, so that the detection range of the fingerprint can be relatively widened, and the lens assembly Since the structure and the housing structure provided around the sensor can be omitted, the manufacturing process can be further simplified.
  • FIG. 1 is a top view of an optical fingerprint recognition module according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the optical fingerprint recognition sensor module shown in FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a view for explaining the flexible base substrate of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a view for explaining the sensor unit in FIG. 2 .
  • FIG. 5 is a view for explaining a form in which the sensor unit, the reinforcing material, and the molding unit are coupled to the flexible base substrate in FIG. 2 .
  • FIG. 6 is a view for explaining an example in which the optical fingerprint recognition module according to the first embodiment of the present invention is installed on the rear surface of the display panel.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an optical fingerprint recognition module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining an example in which the optical fingerprint recognition module according to the second embodiment of the present invention is installed on the rear surface of the display panel.
  • the meaning that the thickness, width, or length of a component is the same is compared with the thickness, width, or length of a second component having a different thickness, width, or length of a first component in consideration of process errors Therefore, it means a case within the error range of 10%.
  • FIG. 1 to 4 are roads for explaining the optical fingerprint recognition sensor module 100 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a top view of the optical fingerprint recognition module according to the first embodiment of the present invention. to be.
  • the optical fingerprint recognition sensor module 100 is an optical fingerprint on one flexible base substrate 110 having a connection part 113 connected to an external circuit.
  • a sensor unit 120 including a recognition sensor may be attached together.
  • the optical fingerprint recognition sensor module 100 is made of a rigid material with relatively small bending by allowing the sensor unit 120 to also be located on the flexible base substrate 110 provided with the connection part 113 .
  • the optical fingerprint recognition sensor module 100 is made of a rigid material with relatively small bending by allowing the sensor unit 120 to also be located on the flexible base substrate 110 provided with the connection part 113 .
  • the optical fingerprint recognition sensor module 100 has a thin structure so that the optical fingerprint recognition sensor is closer to the fingerprint, so that the detection range of the fingerprint can be relatively widened, and the lens assembly structure and the sensor periphery It is possible to omit the housing structure provided in the manufacturing process can be further simplified.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the optical fingerprint recognition sensor module 100 shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the flexible base substrate 110 in FIG. 2
  • FIG. 4 is the sensor unit 120 in FIG. 2 .
  • ) is a diagram to explain
  • FIG. 5 is a road for explaining a form in which the sensor unit 120, the reinforcing material 170, and the molding unit 130 are coupled to the flexible base substrate 110 in FIG. 2, and (a) of FIG. 5 is the flexible base substrate A perspective view in which the sensor unit 120, the reinforcing material 170, and the molding unit 130 are coupled to 110 is shown, and (b) of FIG. will show
  • the optical fingerprint recognition sensor module 100 includes a flexible base substrate 110 , a sensor unit 120 , a connection member 120W, and a molding unit 130 . , a reinforcing material 170 and a protective film unit 150 may be included.
  • the protective film unit 150 may be applied after being removed when the optical fingerprint recognition sensor module 100 is applied to a product such as a smartphone. .
  • the flexible base substrate 110 may be a flexible printed circuit board (FPCB), and as supported in FIG. 2 , may include a signal transmission unit 110S2 and a seating unit 110S1 .
  • FPCB flexible printed circuit board
  • a connection part 113 connected to an external circuit may be provided in the signal transmission unit 110S2 , and the sensor unit 120 may be seated in the seating unit 110S1 .
  • connection part 113 provided in the signal transmission unit 110S2 is formed of a metal pad for connecting to an external circuit as an example, but the present invention is not necessarily limited thereto.
  • the connection part 113 may have any shape as long as it can be connected to an external circuit. Accordingly, it is also possible that the connecting portion 113 is formed of a connector connectable to an external circuit instead of a metal pad.
  • the outer line of the flexible base substrate 110 forming the seating portion 110S1 may have a rectangular surface shape formed in a first direction (x) and a second direction (y) intersecting the first direction (x). .
  • the seating portion 110S1 may have an opening 110H, and the opening 110H has a rectangular shape as a whole.
  • the first and second directions (x, y) formed may intersect with the outer lines.
  • the width W2 of the opening 110H may be smaller than the outer width W1 of the seating portion 110S1.
  • the outer line in the first direction in the seating part 110S1 may be formed to cross the line forming the rectangular shape of the opening 110H by ?.
  • the staggered angle (?) may be between 0° and 15°, for example, may be staggered by about 6°.
  • the outer line of the seating portion 110S1 and the opening 110H may be provided to cross each other.
  • FIG. 2 a case in which the signal transfer unit 110S2 is provided at the other end of the flexible base substrate 110 extending from the seating unit 110S1 is illustrated as an example, but the present invention is not necessarily limited thereto.
  • the electrode 110E may be patterned and extended from the seating part 110S1 to the signal transmission part 110S2 .
  • the sensor unit 120 is disposed on the seating part 110S1 of the flexible base substrate 110 of the present invention as described above, higher strength than the general flexible base substrate 110 may be required.
  • the flexible base substrate 110 applied to the optical fingerprint recognition sensor module 100 of the present invention may include a flexible copper clad laminated film (FCCL: Flexible Copper Clad Layer) having high stiffness
  • FCCL Flexible Copper Clad Layer
  • the flexible base substrate 110 may have a tensile strength of 290 MPa to 350 MPa and a Young's modulus of 5.3 Gpa to 5.7 Gpa.
  • the flexible base substrate 110 may have a tensile strength of approximately 320 MPa and may be formed of a material having a tensile strength of approximately 320 MPa and a Young's modulus of approximately 5.5 Gpa.
  • the reinforcing material 170 may be positioned on the rear surface of the seating part 110S1 in the flexible base substrate 110, as shown in FIGS. 2 and 5 (b) .
  • the reinforcing material 170 is provided in a plate shape, and may be larger than the width of the opening 110H and less than or equal to the width of the flexible base substrate 110 forming the seating portion 110S1, and the seating portion 110S1 having a rectangular shape. ) may have a shape corresponding to the outer line.
  • Such a reinforcing material 170 may be formed of a metal material having a higher strength than the flexible base substrate 110, for example, a stiffener made of a metal material may be used as the reinforcing material 170, and the seating portion ( 110S1) may be attached to the rear surface.
  • the sensor unit 120 includes an image sensor for optically recognizing a fingerprint, and is attached to the upper portion of the reinforcing material 170 using an organic adhesive, die attach film (DAF), in the opening 110H of the mounting unit 110S1.
  • DAF die attach film
  • the width W120 of the sensor unit 120 may be smaller than the width W2 of the opening 110H.
  • the sensor unit 120 may include an active area 120S1 and an inactive area 120S2 .
  • the active area 120S1 may detect a fingerprint
  • the inactive area 120S2 may include a terminal 120P disposed around the active area 120S1 and connected to the connection member 120W.
  • the inactive region 120S2 may be formed to have a relatively low thickness along the periphery of the active region 120S1 to form a step having a lower height than that of the active region 120S1, and the sensor unit 120 may be flexible.
  • a terminal 120P for electrically connecting to the electrode 110E provided on the base substrate 110 may be provided, and as shown in FIG. 4( b ), a terminal 120P of the sensor unit 120 .
  • the electrode 110E of the flexible base substrate 110 may be connected by a separate connection member 120W.
  • the sensor unit 120 has a rectangular shape as a whole, and is located in the opening 110H as shown in FIG. 5 , but has an outer line of the sensor unit 120 . may be alternately disposed on the outer line of the seating portion 110S1 extending in the first and second directions (x, y). That is, the sensor unit 120 may be disposed parallel to the line forming the opening 110H.
  • the outer line of the sensor unit 120 intersects with the outer line of the seating unit 110S1 and is disposed in parallel with the opening 110H, so that, like the opening 110H shown in FIG. 3 , the sensor unit 120 also includes the seating unit ( 110S1) may be formed to cross the outer line by ?.
  • the staggered angle (?) may be between 0° and 15°, for example, may be staggered by about 6°. Accordingly, it is possible to prevent the quality of the recognized fingerprint image from being deteriorated by minimizing a moire phenomenon that may occur when the sensor unit 120 recognizes a fingerprint.
  • the sensor unit 120 disposed on the seating portion 110S1 of the flexible base substrate 110 may be electrically connected to the electrode 110E of the flexible base substrate 110 through the connecting member 120W.
  • the connecting member 120W serves to electrically connect the sensor unit 120 and the electrode 110E to each other, and for this purpose, the connecting member 120W is connected to the sensor unit 120 as shown in FIG. 5( b ). ) may be connected to a terminal 120P provided in the inactive region 120S2 and an end of the electrode 110E located in the seating portion 110S1.
  • Such a connecting member 120W may be made of a metal in the form of a thin and long conductive wire, and may include, for example, platinum (Au).
  • the molding unit 130 is formed to cover the connecting member 120W, fills the space provided with the connecting member 120W, seals the connecting member 120W, and connects the connecting member 120W and the sensor unit 120 to each other. Together, they may be encapsulated in the seating portion 110S1 of the flexible base substrate 110 .
  • Such a molding part 130 may include a resin of an insulating material.
  • the molding part 130 is a part of the inactive area of the sensor part 120, the sensor part 120 and the flexible base in the opening 110H.
  • a part of the reinforcing material 170 exposed between the substrates 110 and a part of the flexible base substrate 110 may be covered, so that the sensor unit 120 may be integrated with the flexible base substrate 110 .
  • the molding unit 130 may be provided only on one side of the sensor unit 120 in which the terminal 120P is located among the inactive regions 120S2 formed around the sensor unit 120, as shown in FIG. As such, it may be provided to cover the non-active area 120S2 provided on the periphery of the sensor unit 120 .
  • the electrode 110E exposed to the terminal 120P of the sensor unit 120 and the connecting member 120W and the seating portion 110S1 of the flexible base substrate 110 is prevented from being corroded or oxidized by external moisture.
  • the molding part 130 is formed to completely cover the ends of the terminal 120P, the connecting member 120W, and the electrode 110E of the sensor part 120, it is also possible to encapsulate.
  • the molding unit 130 is formed by connecting the terminal 120P of the sensor unit 120 and the electrode 110E of the flexible base substrate 110 with the connecting member 120W, and then the resin forming the molding unit 130 . is applied to cover the inactive region 120S2 provided along the periphery of the sensor unit 120 and is molded to cover the ends of the connection member 120W, the terminal 120P of the sensor unit 120, and the electrode 110E. After coating the resin forming the part 130 , it may be dried and cured to form the molding part 130 .
  • the resin forming the molding unit 130 may be black or may include a black pigment.
  • the protective film unit 150 is adhered to the upper portion of the peripheral region where the sensor unit 120 is not located in the seating unit 110S1 of the flexible base substrate 110 . can be provided.
  • the protective film unit 150 serves to protect the surface of the sensor unit 120 from foreign substances after the optical fingerprint recognition sensor module 100 is manufactured and before being mounted on an electronic device having a display panel. can do.
  • the protective film unit 150 may include a protective film 151 and an adhesive 152 .
  • the protective film 151 is provided to cover the peripheral area of the sensor unit 120 and the seating part 110S1 of the flexible base substrate 110, and the adhesive is the peripheral area of the seating part 110S1 and the protective film 151. It may be located in a peripheral area except for the sensor unit 120 in the seating unit 110S1 to be adhered to each other.
  • the protective film unit 150 separates the protective film unit 150 from the mounting unit 110S1 in FIG. 5( b ). It can be applied to the electronic device in the same state.
  • the structure of the optical fingerprint recognition sensor module 100 according to the first embodiment of the present invention has been described.
  • an example in which the optical fingerprint recognition sensor module 100 according to the first embodiment is applied to an electronic device will be described.
  • FIG. 6 the contents of the same parts as those described with reference to FIGS. 1 to 5 are replaced with the contents described with respect to FIGS. 1 to 5 , and other parts will be mainly described.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example in which the optical fingerprint recognition module according to the first embodiment of the present invention is installed on the rear surface of the display panel 200 .
  • the electronic device has a display panel 200 on which an image is displayed, and a bracket 300 and a bracket (300) facing the lower surface of the display panel 200 and positioned spaced apart It may include the optical fingerprint recognition sensor module 100 according to the first embodiment that is adhered to the upper surface of the 300).
  • the back surface of the reinforcing material 170 of the optical fingerprint recognition sensor module 100 may be adhered to each other by an adhesive 310 such as a double-sided tape to the bracket 300 .
  • the optical fingerprint recognition sensor module 100 has the sensor unit 120 located on the flexible base substrate 110 together with the connection part, so that the PCB substrate of a rigid material with relatively small bending is formed.
  • the electronic device to which the optical fingerprint recognition sensor module 100 according to an example of the present invention is applied has a thin structure such that the optical fingerprint recognition sensor is closer to the fingerprint, so that the detection range of the fingerprint can be relatively widened, and the lens assembly Since the structure and the housing structure provided around the sensor can be omitted, the manufacturing process can be further simplified.
  • FIG. 7 is a road for explaining an optical fingerprint recognition module according to a second embodiment of the present invention.
  • (b) of FIG. 7 is a cross-section taken along the Y2-Y2 line in FIG. It is a figure for demonstrating an example installed on the back side.
  • the optical fingerprint recognition module is a flexible base substrate 110, the sensor unit 120, the connecting member (120W), molding The unit 130 , the reinforcing material 170 , and the surrounding structures 140 and 120 may be further included.
  • the flexible base substrate 110 the sensor unit 120 , the connection member 120W, the molding unit 130 , and the reinforcement material 170 are the same as those described in the first embodiment, a detailed description will be omitted.
  • the peripheral structure 140 is spaced apart from the sensor unit 120 on the seating unit 110S1 , and surrounds the sensor unit 120 , the outside of the sensor unit 120 and the molding unit 130 . may be located in the area.
  • the sensor unit 120 is attached to the upper portion of the reinforcing material 170 and may be disposed in the opening 110H of the mounting unit 110S1, but the surrounding structure 140 is spaced apart from the sensor unit 120 and the mounting unit ( It may be positioned on the flexible base substrate 110 in 110S1).
  • the upper end of the peripheral structure 140 may be positioned higher than the upper end of the sensor unit 120 or the molding unit 130 .
  • Such a peripheral structure 140 may improve light leakage characteristics by blocking unwanted light incident from the outside or minimizing leakage of light reflected by a fingerprint.
  • the surrounding structure 140 may be formed in black or include a black pigment.
  • the peripheral structure 140 may be formed to include a black buffer tape made of an insulating material, and an adhesive may be applied to the upper and lower surfaces to have an adhesive force. Accordingly, when the upper surface of the peripheral structure 140 contacts the lower surface of the display panel 200 , the optical fingerprint recognition sensor module 100 may be strongly adhered to the lower surface of the display panel 200 .
  • the buffer tape used as the peripheral structure 140 has a cushion in the thickness direction, and when an impact is applied to the display module from the outside, the buffer tape alleviates the impact transmitted from the display module, and the optical fingerprint recognition sensor module It is possible to prevent the sensor unit 120 provided in the 100 from being damaged.
  • the outer line of the buffer tape is formed to extend in the first direction (x) and the second direction (y) in the same way as the outer line shape of the seating portion (110S1), the inner line of the buffer tape is the seating portion (110S1) It may be formed parallel to the opening 110H forming line.
  • the optical fingerprint recognition module according to the second embodiment of the present invention including the peripheral structure 140 may be attached to the rear surface of the display panel 200 and applied to an electronic device.
  • the electronic device to which the optical fingerprint recognition module according to the second embodiment of the present invention is applied is located under the display panel 200 on which an image is displayed in the second embodiment described above.
  • An optical fingerprint recognition sensor module 100 may be attached and provided.
  • the peripheral structure 140 positioned in the outer region of the sensor unit 120 and the molding unit 130 on the seating unit 110S1 is attached to the lower surface of the display panel 200 .
  • the peripheral structure 140 is spaced apart from the sensor unit 120 , and includes a buffer tape made of an insulating material positioned in an outer region to surround the sensor unit 120 , and the buffer tape is the lower surface of the display panel 200 . can be attached to
  • the optical fingerprint recognition sensor module 100 when the optical fingerprint recognition sensor module 100 is attached to the rear surface of the display panel 200 by the surrounding structure 140 and applied, the optical fingerprint recognition sensor module 100 is on the rear surface of the display panel 200 . It may be spaced apart from the bracket 300 positioned to be spaced apart.
  • the electronic device to which the optical fingerprint recognition sensor module 100 according to the second embodiment is attached blocks unwanted light incident from the outside through the surrounding structure 140 or minimizes leakage of light reflected by the fingerprint. to improve light leakage characteristics.
  • each technical feature will be mainly described, but unless the technical features are incompatible with each other, they may be merged and applied.

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Abstract

본 발명은 광학식 지문 인식 센서 모듈 및 이를 적용한 전자 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일례에 따른 광학식 지문 인식 센서 모듈은 신호 전달부와 안착부를 구비하되, 상기 안착부에는 개구부가 구비되고, 상기 신호 전달부에는 외부 회로와 연결되는 연결 부분이 구비되고, 전극이 상기 연결 부분으로부터 상기 안착부까지 패터닝되어 연장되는 연성 베이스 기판; 상기 연성 베이스 기판의 배면에 위치하되, 상기 개구부에 대응되는 부분에 위치하는 보강재; 지문 인식을 위해, 상기 보강재 위에 배치되어 상기 안착부의 개구부 내에 위치하는 센서부; 상기 센서부와 상기 전극을 전기적으로 서로 연결하는 연결 부재; 및 상기 연결 부재가 구비된 공간을 채우는 절연성 재질의 몰딩부;를 포함한다.

Description

광학식 지문 인식 센서 모듈 및 이를 적용한 전자 장치
본 발명은 광학식 지문 인식 센서 모듈 및 이를 적용한 전자 장치에 관한 것이다.
광학식 지문 센서 모듈은 사용자의 지문을 감지하는 광학식 지문인식 센서 모듈로서, 스마트폰(smart phone)이나 웨어러블 기기(wearable device) 등과 같은 휴대용 기기나 출입문 등의 보안 장비로 이용되고 있다.
현재 이용되고 있는 광학식 지문인식 센서 모듈과 같은 광학식 센서 모듈은 빛을 이용하는 광학적 측정 방식을 이용하여 지문의 감지 기능을 수행한다.
광학적 측정 방식을 이용한 지문 센서 모듈인 광학식 지문인식 센서 모듈의 경우, 지문의 융선(ridge)과 융선 사이의 골(valley)에 의해 반사된 빛을 이미지 센서(image sensor)와 같은 광학식 지문인식 센서로 감지하는 원리로서, 광학식 지문인식 센서를 통해 해당 지문에 대한 지문 영상이 획득된다.
이와 같은 광학식 지문 인식 센서는 초점거리에 따른 화각을 결정하기 위한 광학계인 렌즈를 적용함으로써 센서의 소형화는 이루었지만 하우징의 구조물이 필요하기 때문에 모듈의 두께는 렌즈의 BFL(Back Focal Length)의 거리로 인하여 최소 두께가 제한된다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 하우징 구조물을 이용하지 않고 지문 이미지를 인식할 수 있도록 더 낮은 두께의 구조를 구현하기 위한 연구가 진행되어 왔다.
종래의 광학식 지문 인식 센서 모듈은 지문 인식 센서가 휨이 적고 강성이 높은 PCB(Printed Circuit Board) 기판 상에 부착되고, 지문 인식 센서로부터 발생되는 신호를 외부의 신호 처리 회로로 전달하기 위한 연결 부분이 구비된 연성 인쇄 회로 기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Board)이 PCB 기판에 이방성 도전 필름(ACF, Anisotropic Conductive Film)과 같은 접착제로 접착되어 사용되었다.
이와 같은 종래의 광학식 지문 인식 센서 모듈은 지문 인식 센서가 부착된 PCB 기판과 연결 부분이 구비된 FPCB 기판을 ACF 접착제로 접착시킨 구조를 이용하여, 상대적으로 공정이 복잡하고, 제조 비용이 상승하는 문제점이 있었다.
더불어, PCB 기판 상에 FPCB 기판을 중첩하여 접착시키는 구조는 광학식 지문 인식 센서 모듈의 두께를 상승시키는 하나의 요인으로 작용하여, 광학식 지문 인식 센서 모듈의 두께를 최소화하는데, 한계가 있었다.
본 발명은 구조를 단순화하여 제조 비용을 절감하고, 두께를 보다 최소화할 수 있는 구조를 갖는 광학식 지문 인식 센서 모듈 및 이를 적용한 전자 장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명의 일례에 따른 광학식 지문 인식 센서 모듈은 신호 전달부와 안착부를 구비하되, 상기 안착부에는 개구부가 구비되고, 상기 신호 전달부에는 외부 회로와 연결되는 연결 부분이 구비되고, 전극이 상기 연결 부분으로부터 상기 안착부까지 패터닝되어 연장되는 연성 베이스 기판; 상기 연성 베이스 기판의 배면에 위치하되, 상기 개구부에 대응되는 부분에 위치하는 보강재; 지문 인식을 위해, 상기 보강재 위에 배치되어 상기 안착부의 개구부 내에 위치하는 센서부; 상기 센서부와 상기 전극을 전기적으로 서로 연결하는 연결 부재; 및 상기 연결 부재가 구비된 공간을 채우는 절연성 재질의 몰딩부;를 포함한다.
상기 보강재는 판 형상으로 구비되되, 상기 개구부의 폭보다 크고, 상기 안착부를 형성하는 상기 연성 베이스 기판의 폭 이하일 수 있다.
상기 연성 베이스 기판은 290MPa ~ 350MPa 사이의 인장 강도(Tensile Strength)와 5.3Gpa ~ 5.7Gpa 사이의 영율(Young’s Modulus)을 가질 수 있다.
상기 안착부와 상기 개구부는 전체적으로 사각형 형상을 가지되, 상기 안착부의 사각형 형상을 형성하는 외곽 라인은 상기 개구부의 사각형 형상을 형성하는 라인과 엇갈릴 수 있다.
상기 센서부는 전체적으로 사각형 형상을 가지고, 상기 개구부 내에 위치하되, 상기 센서부의 사각형 형상을 형성하는 라인은 상기 안착부의 외곽 라인과 엇갈릴 수 있다.
상기 센서부는 상기 지문을 감지하는 활성 영역과 상기 활성 영역의 주변에 배치되고 상기 연결 부재와 연결되는 단자를 구비한 비활성 영역을 포함할 수 있다.
상기 연결 부재는 가늘고 긴 도전성 와이어 형태로 구비되고, 상기 센서부의 비활성 영역에 구비된 단자와 상기 안착부에 위치한 상기 전극의 끝단에 접속될 수 있다.
상기 몰딩부는 상기 연결 부재가 구비된 공간을 채워 밀봉하되, 상기 연결 부재가 접속된 상기 센서부의 일부, 상기 개구부에서 상기 센서부와 상기 연성 베이스 기판 사이로 노출되는 보강재의 일부 및 상기 연성 베이스 기판의 일부를 덮어 상기 센서부를 상기 연성 베이스 기판에 일체화시킬 수 있다.
상기 안착부 상에서 상기 개구부의 외곽 영역에 위치하는 주변 구조물;을 더 포함하고, 상기 주변 구조물의 상부 끝단은 상기 센서부 또는 상기 몰딩부의 상부 끝단보다 더 높이 위치할 수 있다.
여기서, 상기 주변 구조물은 절연성 재질의 완충 테이프를 포함할 수 있으며, 상기 주변 구조물의 상부에는 상기 센서부를 덮는 보호 필름부가 더 점착될 수 있다.
본 발명의 일례에 따른 전자 장치는 이미지가 표시되는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널의 하부면에 대향되되, 이격되어 위치하는 브라켓; 및 상기 브라켓의 상부면에 위치하는 제1 항의 광학식 지문 인식 센서 모듈;을 포함하고, 상기 광학식 지문 인식 센서 모듈 중 상기 보강재의 배면이 상기 브라켓에 접착된다.
또한, 본 발명의 다른 일례에 따른 전자 장치는 이미지가 표시되는 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널의 하부에 배치되는 제1 항의 광학식 지문 인식 센서 모듈;을 포함하고, 상기 광학식 지문 인식 센서 모듈은 상기 안착부 상에서 상기 개구부의 외곽 영역에 위치하는 주변 구조물;을 포함하고, 상기 광학식 지문 인식 센서 모듈의 상기 주변 구조물이 상기 디스플레이 패널의 하부면에 부착된다.
본 발명에 일례에 따른 광학식 지문 인식 센서 모듈 및 이를 적용한 전자 장치는 연성 베이스 기판 상에 연결 부분과 함께 센서부도 위치하도록 함으로써, 상대적으로 휨이 작은 강성 재질의 PCB 기판의 사용을 생략하고, 구조를 보다 단순화하여, 제조 비용을 보다 절감할 수 있다.
아울러, 본 발명에 일례에 따른 광학식 지문 인식 센서 모듈 및 이를 적용한 전자 장치는 광학식 지문 인식 센서가 지문과 보다 근접하도록 얇은 구조를 갖도록 하여, 지문의 감지 범위의 영역을 상대적으로 넓힐 수 있고, 렌즈 Assembly 구조와 센서 주변에 구비되는 Housing 구조를 생략할 수 있어, 제조 공정을 보다 간소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학식 지문 인식 모듈을 위에서 바라본 형상이다.
도 2는 도 1에 도시된 광학식 지문 인식 센서 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에서 연성 베이스 기판을 설명하기 위한 도이다.
도 4는 도 2에서 센서부를 설명하기 위한 도이다.
도 5는 도 2에서 연성 베이스 기판에 센서부, 보강재 및 몰딩부가 결합된 형태를 설명하기 위한 도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학식 지문 인식 모듈이 디스플레이 패널의 배면에 설치된 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학식 지문 인식 모듈을 설명하기 위한 도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학식 지문 인식 모듈이 디스플레이 패널의 배면에 설치된 일례를 설명하기 위한 도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 ‘포함하는’의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
아울러, 이하에서 어떤 구성 요소의 두께나 폭 또는 길이가 동일하다는 의미는 공정 상의 오차를 고려하여, 어떤 제1 구성 요소의 두께나 폭 또는 길이가 다른 제2 구성 요소의 두께나 폭 또는 길이와 비교하여, 10%의 오차 범위에 있는 경우를 의미한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)을 설명하기 위한 도로서, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학식 지문 인식 모듈을 위에서 바라본 형상이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)은 외부 회로와 연결되는 연결 부분(113)이 구비된 하나의 연성 베이스 기판(110)에 광학식 지문 인식 센서를 포함하는 센서부(120)가 함께 부착될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)은 연결 부분(113)이 구비된 연성 베이스 기판(110) 상에 센서부(120)도 함께 위치하도록 함으로써, 상대적으로 휨이 작은 강성 재질의 PCB 기판의 사용을 생략하고, 구조를 보다 단순화하여, 제조 비용을 보다 절감할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)은 광학식 지문 인식 센서가 지문과 보다 근접하도록 얇은 구조를 갖도록 하여, 지문의 감지 범위의 영역을 상대적으로 넓힐 수 있고, 렌즈 Assembly 구조와 센서 주변에 구비되는 Housing 구조를 생략할 수 있어, 제조 공정을 보다 간소화할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2에서 연성 베이스 기판(110)을 설명하기 위한 도이고, 도 4는 도 2에서 센서부(120)를 설명하기 위한 도이다.
도 5는 도 2에서 연성 베이스 기판(110)에 센서부(120), 보강재(170) 및 몰딩부(130)가 결합된 형태를 설명하기 위한 도로서, 도 5의 (a)는 연성 베이스 기판(110)에 센서부(120), 보강재(170) 및 몰딩부(130)가 결합된 사시도를 도시한 것이고, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)에서 Y1-Y1 라인에 따른 단면을 도시한 것이다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일례에 따른 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)은 연성 베이스 기판(110), 센서부(120), 연결 부재(120W), 몰딩부(130), 보강재(170) 및 보호 필름부(150)를 포함할 수 있다.
도 2에서는 보호 필름부(150)가 구비된 경우를 일례로 도시하였으나, 보호 필름부(150)는 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)이 스마트폰과 같은 제품에 적용될 때, 제거된 이후 적용될 수 있다.
연성 베이스 기판(110)은 연성 인쇄 회로 기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Board)일 수 있으며, 도 2에 지지된 바와 같이, 신호 전달부(110S2)와 안착부(110S1)를 구비할 수 있다.
신호 전달부(110S2)에는 외부 회로와 연결되는 연결 부분(113)이 구비될 수 있으며, 안착부(110S1)에는 센서부(120)가 안착될 수 있다.
여기서, 도 1에서는 신호 전달부(110S2)에 구비되는 연결 부분(113)은 외부 회로와 연결하기 위한 금속 패드(Pad)로 형성되는 경우를 일례로 도시하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 연결 부분(113)은 외부 회로와 연결될 수 있는 구성이면 어떠한 형태라도 무방하다. 따라서, 연결 부분(113)이 금속 패드(Pad) 대신 외부 회로와 연결 가능한 커넥터로 형성되는 것도 가능하다.
안착부(110S1)를 형성하는 연성 베이스 기판(110)의 외곽 라인은 제1 방향(x) 및 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 형성된 사각형의 면 형태를 가질 수 있다.
이와 같은 안착부(110S1)에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 개구부(110H)가 구비될 수 있으며, 개구부(110H)는 전체적으로 사각형 형상을 가지되, 안착부(110S1)의 외곽 라인을 형성하는 제1, 2 방향(x, y)의 외곽 라인과 엇갈릴 수 있다. 여기서, 개구부(110H)의 폭(W2)는 안착부(110S1)의 외곽 폭(W1)보다 작을 수 있다.
보다 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 안착부(110S1)에서 제1 방향으로의 외곽 라인은 개구부(110H)의 사각형 형상을 형성하는 라인과 ?만큼 엇갈리도록 형성될 수 있다.
여기서, 엇갈리는 각(?)은 0°~15°사이일 수 있으며, 일례로, 6°정도로 엇갈릴 수 있다. 이와 같이, 안착부(110S1)의 외곽 라인과 개구부(110H)가 서로 엇갈리도록 구비될 수 있다.
도 2에서, 신호 전달부(110S2)는 안착부(110S1)로부터 연장된 연성 베이스 기판(110)의 다른 끝단에 구비된 경우를 일례로 도시하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 연성 베이스 기판(110) 상에는 비록 구체적으로 도시되지는 않았지만, 안착부(110S1)로부터 신호 전달부(110S2)까지 전극(110E)이 패터닝되어 연장될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 연성 베이스 기판(110)은 안착부(110S1)에 센서부(120)가 배치되므로, 일반적인 연성 베이스 기판(110)보다 더 높은 강도를 요구할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)에 적용되는 연성 베이스 기판(110)은 높은 강도(High Stiffness)를 갖는 연성 동박 적층 필름(FCCL:Flexible Copper Clad Layer)을 포함할 수 있으며, 연성 베이스 기판(110)은 290MPa ~ 350MPa 사이의 인장 강도(Tensile Strength)와 5.3Gpa ~ 5.7Gpa 사이의 영율(Young’s Modulus)을 가질 수 있다. 일례로, 연성 베이스 기판(110)의 인장 강도는 대략 320MPa 내외의 인장 강도(Tensile Strength)와 5.5Gpa 내외의 영율(Young’s Modulus)을 가질 수 있는 재질로 형성될 수 있다.
보강재(170)는 도 2 및 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 연성 베이스 기판(110)에서 안착부(110S1)의 배면에 위치할 수 있다.
이와 같은 보강재(170)는 판 형상으로 구비되되, 개구부(110H)의 폭보다 크고, 안착부(110S1)를 형성하는 연성 베이스 기판(110)의 폭 이하일 수 있으며, 사각형 형상을 갖는 안착부(110S1)의 외곽 라인에 대응하는 형상을 가질 수 있다.
이와 같은 보강재(170)는 연성 베이스 기판(110)보다 더 높은 강도를 가지는 금속 재질로 형성될 수 있으며, 일례로 보강재(170)로 금속 재질의 스티프너(Stiffener)가 이용될 수 있으며, 안착부(110S1)의 배면에 부착될 수 있다.
센서부(120)는 광학식으로 지문을 인식하는 이미지 센서를 포함하며, 유기접착제인 DAF(die attach film)를 이용하여 보강재(170) 상부에 부착되되, 안착부(110S1)의 개구부(110H) 내에 위치할 수 있다. 여기서, 센서부(120)의 폭(W120)은 개구부(110H)의 폭(W2)보다 작을 수 있다.
이와 같은 센서부(120)는 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 활성 영역(120S1)과 비활성 영역(120S2)을 포함할 수 있다.
활성 영역(120S1)은 지문을 감지하고, 비활성 영역(120S2)은 활성 영역(120S1)의 주변에 배치되고 연결 부재(120W)와 연결되는 단자(120P)를 구비할 수 있다.
즉, 비활성 영역(120S2)은 활성 영역(120S1)의 둘레를 따라, 상대적으로 낮은 두께로 형성되어, 활성 영역(120S1)보다 낮은 높이를 갖는 단차를 형성할 수 있으며, 센서부(120)를 연성 베이스 기판(110)에 구비된 전극(110E)에 전기적으로 연결하기 위한 단자(120P)가 구비될 수 있으며, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 센서부(120)의 단자(120P)와 연성 베이스 기판(110)의 전극(110E)은 별도의 연결 부재(120W)에 의해 연결될 수 있다.
이와 같은 센서부(120)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 전체적으로 사각형 형상을 가지고, 도 5에 도시된 바와 같이, 개구부(110H) 내에 위치하되, 센서부(120)의 외곽 라인은 제1, 2 방향(x, y)으로 연장되는 안착부(110S1)의 외곽 라인에 엇갈려 배치될 수 있다. 즉, 센서부(120)는 개구부(110H)를 형성하는 라인에 나란하게 배치될 수 있다.
센서부(120)의 외곽 라인이 안착부(110S1)의 외곽 라인과 엇갈리고, 개구부(110H)와 나란하게 배치되어, 도 3에 도시된 개구부(110H)와 마찬가지로 센서부(120) 역시 안착부(110S1)의 외곽 라인과 ?만큼 엇갈리도록 형성될 수 있다.
여기서, 엇갈리는 각(?)은 0°~15°사이일 수 있으며, 일례로, 6°정도로 엇갈릴 수 있다. 이에 따라, 센서부(120)가 지문을 인식할 때, 발생될 수 있는 모아레(Moire) 현상을 최소화하여, 인식된 지문 이미지의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 연성 베이스 기판(110)의 안착부(110S1)에 배치된 센서부(120)는 연결 부재(120W)를 통하여 연성 베이스 기판(110)의 전극(110E)과 전기적으로 연결될 수 있다.
연결 부재(120W)는 센서부(120)와 전극(110E)을 전기적으로 서로 연결하는 기능을 하며, 이를 위해 연결 부재(120W)는 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 센서부(120)의 비활성 영역(120S2)에 구비된 단자(120P)와 안착부(110S1)에 위치한 전극(110E)의 끝단에 접속될 수 있다.
이와 같은 연결 부재(120W)는 가늘고 긴 도전성 와이어 형태의 금속으로 구비될 수 있으며, 일례로 백금(Au)을 포함하여 형성될 수 있다.
몰딩부(130)는 연결 부재(120W)를 덮도록 형성되되, 연결 부재(120W)가 구비된 공간을 채워, 연결 부재(120W)를 밀봉시키고, 연결 부재(120W)와 센서부(120)를 함께 연성 베이스 기판(110)의 안착부(110S1)에 캡슐화시킬 수 있다. 이와 같은 몰딩부(130)는 절연성 재질의 수지를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 몰딩부(130)는 센서부(120)의 비활성 영역의 일부, 개구부(110H)에서 센서부(120)와 연성 베이스 기판(110) 사이로 노출되는 보강재(170)의 일부 및 연성 베이스 기판(110)의 일부를 덮어, 센서부(120)를 연성 베이스 기판(110)에 일체화시킬 수 있다.
일례로, 몰딩부(130)는 센서부(120)의 둘레에 형성된 비활성 영역(120S2) 중, 단자(120P)가 위치한 센서부(120)의 일측에만 구비되는 것도 가능하고, 도 5에 도시된 바와 같이, 센서부(120)의 둘레에 구비된 비활성 영역(120S2)을 덮도록 구비되는 것도 가능하다.
아울러, 센서부(120)의 단자(120P)와 연결 부재(120W) 및 연성 베이스 기판(110)의 안착부(110S1)에 노출된 전극(110E)이 외부의 습기 등에 의해 부식되거나 산화되는 것을 방지하기 위해, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 몰딩부(130)가 센서부(120)의 단자(120P), 연결 부재(120W) 및 전극(110E)의 끝단을 완전히 덮도록 형성하여, 캡슐화(Encapsulation)시키는 것도 가능하다.
이와 같은 몰딩부(130)는 센서부(120)의 단자(120P)와 연성 베이스 기판(110)의 전극(110E)을 연결 부재(120W)로 접속시킨 이후, 몰딩부(130)를 형성하는 수지를 센서부(120)의 둘레를 따라 구비된 비활성 영역(120S2)을 덮도록 도포하되, 연결 부재(120W), 센서부(120)의 단자(120P) 및 전극(110E)의 끝단을 덮도록 몰딩부(130)를 형성하는 수지를 도포한 후, 건조 및 경화시켜 몰딩부(130)를 형성될 수 있다.
이와 같은 몰딩부(130)는 광반사 또는 빛샘을 차단하거나 Light Shielding을 위하여, 몰딩부(130)를 형성하는 수지는 검은색이거나, 검은색 안료를 포함할 수 있다.
보호 필름부(150)는 도 2 및 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 연성 베이스 기판(110)의 안착부(110S1)에서 센서부(120)가 위치하지 않는 주변 영역 상부에 점착되어 구비될 수 있다. 이와 같은 보호 필름부(150)는 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)이 제조된 이후, 디스플레이 패널을 구비한 전자 장치에 장착되기 이전까지, 센서부(120)의 표면을 이물질로부터 보호하는 역할을 수행할 수 있다.
이와 같은 보호 필름부(150)는 보호 필름(151)과 접착제(152)를 포함할 수 있다.
보호 필름(151)은 센서부(120)와 연성 베이스 기판(110)의 안착부(110S1)의 주변 영역을 덮도록 구비되고, 접착제는 안착부(110S1)의 주변 영역과 보호 필름(151)이 서로 접착되도록 안착부(110S1)에서 센서부(120)를 제외한 주변 영역에 위치할 수 있다.
이에 따라, 보호 필름부(150)는 사용자가 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)을 전자 장치에 장착하고자 하는 경우, 보호 필름부(150)를 안착부(110S1)로부터 분리하여 도 5의 (b)와 같은 상태로 전자 장치에 적용될 있다.
지금까지, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)의 구조에 대해서 설명하였다. 이하에서는 이와 같은 제1 실시예에 따른 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)이 전자 장치에 적용되는 일례에 대해 설명한다.
도 6 이하에서는 앞선 도 1 내지 도 5에서 설명한 내용과 동일한 부분에 대한 내용은 도 1 내지 도 5에 대해 설명한 내용으로 대체하고, 다른 부분을 위주로 설명한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학식 지문 인식 모듈이 디스플레이 패널(200)의 배면에 설치된 일례를 설명하기 위한 도이다.
본 발명의 일례에 따른 전자 장치는 도 6에 도시된 바와 같이, 이미지가 표시되는 디스플레이 패널(200), 디스플레이 패널(200)의 하부면에 대향되되, 이격되어 위치하는 브라켓(300) 및 브라켓(300)의 상부면에 접착되는 제1 실시예에 따른 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)을 포함할 수 있다.
여기서, 광학식 지문 인식 센서 모듈(100) 중 보강재(170)의 배면은 브라켓(300)에 양면 테이프와 같은 접착제(310)에 의해 서로 접착될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일례에 따른 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)은 연성 베이스 기판(110) 상에 연결 부분과 함께 센서부(120)도 위치하도록 함으로써, 상대적으로 휨이 작은 강성 재질의 PCB 기판의 사용을 생략하고, 구조를 보다 단순화하여, 제조 비용을 보다 절감할 수 있다.
본 발명에 일례에 따른 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)을 적용한 전자 장치는 광학식 지문 인식 센서가 지문과 보다 근접하도록 얇은 구조를 갖도록 하여, 지문의 감지 범위의 영역을 상대적으로 넓힐 수 있고, 렌즈 Assembly 구조와 센서 주변에 구비되는 Housing 구조를 생략할 수 있어, 제조 공정을 보다 간소화할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학식 지문 인식 모듈을 설명하기 위한 도로서, 도 7의 (a)는 제2 실시예에 따른 광학식 지문 인식 모듈에서 보호 필름부가 제거된 상태의 평면도이도, 도 7의 (b)는 도 7의 (a)에서 Y2-Y2 라인에 따른 단면을 도시한 것이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학식 지문 인식 모듈이 디스플레이 패널(200)의 배면에 설치된 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학식 지문 인식 모듈은 연성 베이스 기판(110), 센서부(120), 연결 부재(120W), 몰딩부(130), 보강재(170) 및 주변 구조물(140)(120)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 연성 베이스 기판(110), 센서부(120), 연결 부재(120W), 몰딩부(130) 및 보강재(170)에 대해서는 앞선 제1 실시예에서 설명한 바와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
주변 구조물(140)은 도 7에 도시된 바와 같이, 안착부(110S1) 상에서 센서부(120)와 이격되되, 센서부(120)를 둘러싸도록 센서부(120) 및 몰딩부(130)의 외곽 영역에 위치할 수 있다.
즉, 센서부(120)는 보강재(170) 상부에 부착되어, 안착부(110S1)의 개구부(110H) 내에 배치될 수 있으나, 주변 구조물(140)은 센서부(120)로부터 이격되어 안착부(110S1)에서 연성 베이스 기판(110) 위에 위치할 수 있다.
이와 같은 주변 구조물(140)은 상부 끝단은 센서부(120) 또는 몰딩부(130)의 상부 끝단보다 높게 위치할 수 있다. 이와 같은 주변 구조물(140)은 외부로부터 입사되는 원하지 않는 빛을 차단하거나 지문에 의해 반사된 빛이 누설되는 것을 최소화하여 Light Leakage 특성을 개선할 수 있다.
아울러, Light Leakage 특성을 더욱 향상시키기 위하여, 주변 구조물(140)은 검은색으로 형성되거나, 검은색 안료를 포함할 수 있다.
또한, 주변 구조물(140)은 절연성 재질의 검은색의 완충 테이프를 포함하여 형성될 수 있으며, 상부면과 하부면에 접착제가 도포되어 접착력을 가질 수 있다. 이에 따라, 주변 구조물(140)의 상부면이 디스플레이 패널(200)의 하부면에 접촉하는 경우, 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)을 디스플레이 패널(200)의 하부면에 강하게 접착시킬 수 있다.
더불어, 주변 구조물(140)로 사용되는 완충 테이프는 두께 방향으로 쿠션을 가지고 있어, 디스플레이 모듈에 외부로부터 충격이 가해졌을 때, 완충 테이프가 디스플레이 모듈로부터 전해지는 충격을 완화시켜, 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)에 구비된 센서부(120)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 완충 테이프의 외곽 라인은 안착부(110S1)의 외곽 라인 형상과 동일하게 제1 방향(x) 및 제2 방향(y)으로 연장되어 형성되고, 완충 테이프의 내측 라인은 안착부(110S1)의 개구부(110H) 형성 라인에 나란하게 형성될 수 있다.
이와 같이, 주변 구조물(140)을 포함하는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학식 지문 인식 모듈은 디스플레이 패널(200)의 배면에 부착되어, 전자 장치에 적용될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학식 지문 인식 모듈이 적용되는 전자 장치는 이미지가 표시되는 디스플레이 패널(200)의 하부에 전술한 제2 실시예에 따른 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)이 부착되어 구비될 수 있다.
여기서, 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)은 안착부(110S1) 상에서 센서부(120) 및 몰딩부(130)의 외곽 영역에 위치하는 주변 구조물(140)이 디스플레이 패널(200)의 하부면에 부착될 수 있다.
여기서, 주변 구조물(140)은 센서부(120)와 이격되되, 센서부(120)를 둘러싸도록 외곽 영역에 위치하는 절연성 재질의 완충 테이프를 포함하고, 완충 테이프가 디스플레이 패널(200)의 하부면에 부착될 수 있다.
이와 같이, 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)이 주변 구조물(140)에 의해 디스플레이 패널(200)의 배면에 부착되어 적용되는 경우, 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)은 디스플레이 패널(200)의 배면에 이격되어 위치하는 브라켓(300)으로부터 이격될 수 있다.
이와 같이 제2 실시예에 따른 광학식 지문 인식 센서 모듈(100)이 부착된 전자 장치는 주변 구조물(140)을 통하여 외부로부터 입사되는 원하지 않는 빛을 차단하거나 지문에 의해 반사된 빛이 누설되는 것을 최소화하여 Light Leakage 특성을 개선할 수 있다.
본 발명의 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 해당 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 서로 다른 실시예에 병합되어 적용될 수 있다.
따라서, 각 실시예에서는 각각의 기술적 특징을 위주로 설명하지만, 각 기술적 특징이 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 서로 병합되어 적용될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (13)

  1. 신호 전달부와 안착부를 구비하되, 상기 안착부에는 개구부가 구비되고, 상기 신호 전달부에는 외부 회로와 연결되는 연결 부분이 구비되고, 전극이 상기 연결 부분으로부터 상기 안착부까지 패터닝되어 연장되는 연성 베이스 기판;
    상기 연성 베이스 기판의 배면에 위치하되, 상기 개구부에 대응되는 부분에 위치하는 보강재;
    지문 인식을 위해, 상기 보강재 위에 배치되어 상기 안착부의 개구부 내에 위치하는 센서부;
    상기 센서부와 상기 전극을 전기적으로 서로 연결하는 연결 부재; 및
    상기 연결 부재가 구비된 공간을 채우는 절연성 재질의 몰딩부;를 포함하는 광학식 지문 인식 센서 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 보강재는 판 형상으로 구비되되, 상기 개구부의 폭보다 크고, 상기 안착부를 형성하는 상기 연성 베이스 기판의 폭 이하인 지문 인식 센서 모듈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 연성 베이스 기판은 290MPa ~ 350MPa 사이의 인장 강도(Tensile Strength)와 5.3Gpa ~ 5.7Gpa 사이의 영율(Young’s Modulus)을 갖는 광학식 지문 인식 센서 모듈.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 안착부와 상기 개구부는 전체적으로 사각형 형상을 가지되,
    상기 안착부의 사각형 형상을 형성하는 외곽 라인은 상기 개구부의 사각형 형상을 형성하는 라인과 엇갈리는 지문 인식 센서 모듈.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 센서부는 전체적으로 사각형 형상을 가지고, 상기 개구부 내에 위치하되, 상기 센서부의 사각형 형상을 형성하는 라인은 상기 안착부의 외곽 라인과 엇갈리는 지문 인식 센서 모듈.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 센서부는
    상기 지문을 감지하는 활성 영역과 상기 활성 영역의 주변에 배치되고 상기 연결 부재와 연결되는 단자를 구비한 비활성 영역을 포함하는 광학식 지문 인식 센서 모듈.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 연결 부재는
    가늘고 긴 도전성 와이어 형태로 구비되고, 상기 센서부의 비활성 영역에 구비된 단자와 상기 안착부에 위치한 상기 전극의 끝단에 접속되는 광학식 지문 인식 센서 모듈.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 몰딩부는
    상기 연결 부재가 구비된 공간을 채워 밀봉하되,
    상기 연결 부재가 접속된 상기 센서부의 일부, 상기 개구부에서 상기 센서부와 상기 연성 베이스 기판 사이로 노출되는 보강재의 일부 및 상기 연성 베이스 기판의 일부를 덮어 상기 센서부를 상기 연성 베이스 기판에 일체화시키는 지문 인식 센서 모듈.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 안착부 상에서 상기 개구부의 외곽 영역에 위치하는 주변 구조물;을 더 포함하고,
    상기 주변 구조물의 상부 끝단은 상기 센서부 또는 상기 몰딩부의 상부 끝단보다 더 높이 위치하는 광학식 지문 인식 센서 모듈.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 주변 구조물은 절연성 재질의 완충 테이프를 포함하는 광학식 지문 인식 센서 모듈.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 주변 구조물의 상부에는 상기 센서부를 덮는 보호 필름부가 더 점착되는 광학식 지문 인식 센서 모듈.
  12. 이미지가 표시되는 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널의 하부면에 대향되되, 이격되어 위치하는 브라켓; 및
    상기 브라켓의 상부면에 위치하는 제1 항의 광학식 지문 인식 센서 모듈;을 포함하고,
    상기 광학식 지문 인식 센서 모듈 중 상기 보강재의 배면이 상기 브라켓에 부착되는 전자 장치.
  13. 이미지가 표시되는 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널의 하부에 배치되는 제1 항의 광학식 지문 인식 센서 모듈;을 포함하고,
    상기 광학식 지문 인식 센서 모듈은
    상기 안착부 상에서 상기 개구부의 외곽 영역에 위치하는 주변 구조물;을 포함하고,
    상기 광학식 지문 인식 센서 모듈의 상기 주변 구조물이 상기 디스플레이 패널의 하부면에 부착되는 전자 장치.
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