光学传感器装置制造方法及图纸

所提出的概念涉及包括光学传感器(20)的光学传感器装置，所述光学传感器具有设置在基底(22)中或上的集成电路(21)。基底(22)包括至少第一表面区域(23)和第二表面区域(24)。至少一个光学有源传感器组件设置在第一表面区域(23)的基底(22)上或中。光学有源传感器组件设置为用于发射和/或检测期望波长范围的光。光学非有源传感器电路(27)设置在第二表面区域(24)的基底(22)上或中。显示器面板(10)包括有源显示器区域(11)和非有源显示器区域(12)，其中非有源显示器区域(11)包括在期望波长上光学透明的材料并且其中非有源显示器区域(12)至少部分框住有源显示器层(11)。光学传感器(20)和显示器面板(10)堆叠，使得相对于显示器发射的主方向(13)，第一表面区域(23)设置在非有源显示器区域(12)下方，并且第二表面区域(24)设置在有源显示器区域(11)下方。

Optical sensor device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学传感器装置本专利技术涉及一种光学传感器装置。电子设备通常包括用于向用户呈现信息的显示器。蜂窝手机、诸如平板电脑之类的便携式计算机还包括越来越多的传感器，例如，接近传感器、飞行时间传感器、环境光传感器、颜色传感器或手势传感器。在典型的电子设备中，显示器具有有源显示器层，有源显示器层由边框层框住，边框层沿设备的正面设置。特别地，光传感器位于边框层下方，边框层通常由光学透明材料制成。例如，电子设备中的光学传感器通常发射和/或检测红外(IR)辐射。例如，边框层适合于红外光并且使红外光通过，但可见光大部分被阻挡。这样，边框层呈现为具有颜色的，例如，黑色，并且设置在边框层下方的电子组件是不可见的。因此，在普通设备中，在有源显示器区域的顶部、底部或侧面提供额外的空间以容纳光传感器。这可能导致设备尺寸和重量上不期望的增加，并且显得笨重或导致过大的边框。这些和其它约束条件限制了设计工程师优化设计其它电子设备本身的自由度。出于这种设计原因，通常需要无框全屏显示器。然而，通常整个光学传感器设置在显示器的边框的后面，即，不用作有源显示器区域的位置。为了满足这种实现的光学要求，用于接近或环境光感测应用的典型封装件尺寸在2mm乘以4mm的范围内。这意味着，在所有制造公差下，所需要的边框尺寸通常为从4mm到5mm。然而，对于无框显示器设计，设备封装件的现有技术分别需要毫米范围内的边框尺寸。至今为止提出的芯片和封装设计显示出高复杂性且昂贵。已经做出克服设计限制的尝试，例如，直接修改显示器以提高其透射率。其它方法建议将光学传感器集成为显示器的一部分。然而，这些解决方案的缺陷在于，这可能对环境光感测(ALS)应用起作用，但是接近实现将会变得比较难。即便使用红外线范围内的光，发射接近脉冲也会干扰显示器，例如，OLED显示器。本申请的目的是提供一种允许改进的显示器设计的光学传感器装置。这些目的通过独立权利要求的主题实现。另外的改进和实施例在从属权利要求中描述。应当理解，除非明确描述为可替代，下文中关于任何一个实施例描述的任何特征可以单独使用，或者与下文中描述的其它特征结合使用，并且还可以与实施例中任何其它实施例或者实施例中任何其它实施例的任何组合的一个或更多个特征结合使用。此外，在不脱离所附权利要求所限定的光学传感器装置的范围的情况下，也可以采用以下未描述的等同和修改。在下文中，提出针对光学传感器设置的改进的概念。建议将光学传感器的光学有源传感器组件(例如，光检测器和/或光发射器)紧密地设置在显示器的有源层的边缘的外侧。该方法可以有利地用于几种类型的光学传感器，包括：接近传感器、飞行时间传感器、环境光传感器、颜色传感器和/或手势传感器。实际上，改进的概念允许用于全部格式的显示器应用的光学传感器，例如，用于具有边框尺寸小于1mm的移动电话。现有设备的当前实现要求边框的宽度约为3至4毫米。根据改进的概念的方面，传感器的光学部分，即，检测器和发射器或检测器或发射器，设置在边框的边缘处并且透过边框看得到，并且光学传感器的其余部分设置在有源显示器后。这允许传感器封装中的缝隙更小。然而，甚至现有传感器封装技术能够适合与将在下文中进一步详细讨论的改进的概念一起使用。在至少一个实施例中，光学传感器装置包括具有光学传感器和显示器面板的堆叠。光学传感器包括至少一个光学有源传感器组件和光学非有源传感器组件。光学传感器包括设置在基底上或中的集成电路。基底包括至少第一表面区域和第二表面区域。例如，基底的主表面划分成第一表面区域和第二表面区域。集成电路可以至少部分地与第一表面区域和第二表面区域重叠。例如，光学非有源传感器电路位于集成电路中，例如，安装在第二表面区域的基底上。可以不将诸如激光二极管之类的光发射器集成到集成电路中。这样的组件可以设置在第一表面区域的基底上或中。此外，集成电路电连接到基底。光学有源传感器组件设置在基底上或中。实际上，光学有源传感器组件位于第一表面区域上或第一表面区域附近。例如，光学有源传感器组件可以位于第一表面区域上。在光学有源传感器组件设置在集成电路中的情况下，第一表面区域与光敏传感器组件重叠，例如，与组件的光敏表面或光发射表面重叠。光学有源传感器组件设置为用于发射和/或检测期望波长范围的光。例如，光学有源传感器组件可以对红外线辐射、可见光辐射或紫外线辐射敏感或发射这些辐射。期望波长范围可以是具有特征线宽的单个波长或诸如滤波器的带宽的波长间隔。光学非有源传感器电路设置在基底上或中。实际上，光学非有源传感器电路位于第二表面区域上或第二表面区域附近。例如，光学非有源传感器电路可以设置在第二表面区域上。在光学有源传感器电路设置在集成电路中的情况下，第二表面区域与光敏传感器电路重叠。光学非有源传感器电路不是光学有源的，即该电路不设置为用于发射光或检测光或电磁辐射。显示器面板包括有源显示器区域和非有源显示器区域。非有源显示器区域包括期望波长范围内光学透明的材料，并且至少部分地框住有源显示器区域。例如，不同类型的显示器面板，例如，包括液晶显示器(LCDs)、具有发光二极管(LED)背光的液晶显示器、等离子面板、电致发光面板或基于有机发光二极管(OLEDs)的显示器的平板显示器，可以与提出的光学传感器装置一起使用。典型的显示器可以具有多个单独的图像元素(“像素”)。术语“有源显示器区域”指的是显示器面板的该区域设置为例如通过有源像素或背光等发射一种或更多种波长的光，这些光可以被引导或反射回所述光学传感器装置。例如，将来自有源显示器区域的光发射到发射锥中。该发射能够通过显示器发射的主方向来表征。所述方向可以由显示器的表面法线限定，并且通常垂直于有源显示器区域。还能够使用显示器发射的主方向限定显示器面板的区域。当从显示器发射的主方向看时，非有源显示器区域至少部分地框住有源显示器区域。然而，两个区域不必位于同一平面。例如，非有源显示器区域能够由诸如玻璃盖板或塑料盖板的盖、由诸如电介质层或基底层、边框(例如，附接或涂覆在显示器面板的其余部分上的边框层)之类的显示器的非有源层限定。通常，包括有源显示器区域的有源显示器层被安装在电子设备壳体中并由边框层框住。例如，边框层涉及围绕显示器的显示器边框。特别地，边框层设置在有源显示器区域的顶部、底部或侧面。边框层可以与显示器层集成以形成显示器，或者例如，作为涂层或涂覆层被附接到或覆盖有源显示器层。通常，边框层由光学透明材料制成。例如，光学传感器可以发射和/或检测红外(IR)辐射。边框层也适合红外光，并且使红外光通过，而可见光大部分被阻挡。这样，边框层显示为黑色并且设置在该层下方的电子组件是不可见的。然而，边框层也可以具有任何其它的颜色。术语“透明”表示期望波长范围内的至少一些辐射能够穿过边框层，即，不透明度不必是100％，但是至少大于0％。光学传感器和显示器面板堆叠，使得相对于显示器发射的主方向，第一表面设置在非有源显示器区域下方，并且第二表面区域设置在有源显示器区域下方。换句话说，在俯视图中(沿由与显示器发射的主方向平行的表面法线所限定的方向看)，光学非有源传感器电路设置在有源显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学传感器装置，包括：/n-光学传感器(20)，所述光学传感器包括设置在基底(22)中或上的集成电路(21)，其中，基底(22)包括至少第一表面区域(23)和第二表面区域(24)，/n-至少一个光学有源传感器组件，所述至少一个光学有源传感器组件设置在所述第一表面区域(23)的所述基底(22)上或中，其中所述光学有源传感器组件设置为用于发射和/或检测期望波长范围的光，/n-光学非有源传感器电路(27)，所述光学非有源传感器电路设置在所述第二表面区域(24)的所述基底(22)上或中，/n-显示器面板(10)，所述显示器面板包括有源显示器区域(11)和非有源显示器区域(12)，其中所述非有源显示器区域(12)包括在期望波长范围上光学透明的材料并且至少部分地将所述有源显示器区域(11)框住；并且其中/n-所述光学传感器(20)和所述显示器面板(10)堆叠，使得相对于显示器发射的主方向(13)，所述第一表面区域(23)设置在非有源显示器区域(12)下方，并且所述第二表面区域(24)设置在有源显示器区域(11)下方。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170608 EP 17175055.7;20170511 US 62/504,8181.一种光学传感器装置，包括：
-光学传感器(20)，所述光学传感器包括设置在基底(22)中或上的集成电路(21)，其中，基底(22)包括至少第一表面区域(23)和第二表面区域(24)，
-至少一个光学有源传感器组件，所述至少一个光学有源传感器组件设置在所述第一表面区域(23)的所述基底(22)上或中，其中所述光学有源传感器组件设置为用于发射和/或检测期望波长范围的光，
-光学非有源传感器电路(27)，所述光学非有源传感器电路设置在所述第二表面区域(24)的所述基底(22)上或中，
-显示器面板(10)，所述显示器面板包括有源显示器区域(11)和非有源显示器区域(12)，其中所述非有源显示器区域(12)包括在期望波长范围上光学透明的材料并且至少部分地将所述有源显示器区域(11)框住；并且其中
-所述光学传感器(20)和所述显示器面板(10)堆叠，使得相对于显示器发射的主方向(13)，所述第一表面区域(23)设置在非有源显示器区域(12)下方，并且所述第二表面区域(24)设置在有源显示器区域(11)下方。


2.根据权利要求1所述的光学传感器装置，其中所述光学有源传感器组件(25)包括至少一个光检测器(25)和/或至少一个光发射器(26)。


3.根据权利要求2所述的光学传感器装置，其中所述光检测器(25)包括单像素光电二极管、多像素光电二极管或附接有滤波器阵列的多像素光电二极管。


4.根据权利要求2所述的光学传感器装置，其中所述光发射器(26)包括激光二极管、表面发射激光器、垂直腔面发射激光器、红外光发射光电二极管和/或可见光发射光电二极管。


5.根据权利要求1至4之一所述的光学传感器装置，其中所述光学非有源传感器电路(27)包括逻辑组件、模拟组件和/或电连接件中的至少一个。


6.根据权利要求2至5之一所述的光学传感器装置，其中所述光学传感器包括至少一个另外的光检测器(28)。


7.根据权利要求2至6之一所述的光学传感器装置，其中所述光学传感器包括至少一个另外的光发射器。


8.根据权利要求1至7之一所述的光学传感器装置，其中所述光学传感器(20...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯恩哈德·格雷梅尔雷赫林，弗朗兹·莱希纳，约瑟夫·克里贝尔内格，赫伯特·伦哈德，曼纽尔·赫尔宾格，丹·雅各布斯，
申请(专利权)人：AMS有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT