具有带金属光学滤光器的半导体传感器的电子设备制造技术

本公开涉及具有带金属光学滤光器的半导体传感器的电子设备。电子设备可包括环境光传感器或其它半导体传感器。该传感器可响应于入射在电子设备上并因此入射在传感器上的光而产生信号。在一些情况下，电子设备内的部件诸如红外部件或外部光源可能干扰传感器的操作。因此，该传感器可包括透射至少一部分可见光同时阻挡红外光的滤光器。因为光可从各种角度入射到电子设备上，所以传感器中的漫射器可将光散射成所需要角度的分布。为了确保不管入射光的角度如何都阻挡红外光，滤光器可包括薄膜电介质层和金属层两者。该金属层可与薄膜电介质层交错。层交错。层交错。

【技术实现步骤摘要】
具有带金属光学滤光器的半导体传感器的电子设备
[0001]本申请要求于2023年3月28日提交的美国专利申请第18/191,438号以及于2022年6月10日提交的美国临时申请第63/350,994号的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。


[0002]本公开整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有光学部件的电子设备。

技术介绍

[0003]电子设备诸如膝上型计算机、蜂窝电话和其他设备有时具有光学部件。例如，电子设备可具有环境光传感器、光学接近传感器、图像传感器和光源。
[0004]想要在电子设备中包括多个光学部件可带来挑战。将光学部件结合到空间非常宝贵的电子设备中可为困难的。在操作期间，还存在不同光学部件相互干扰的可能性。

技术实现思路

[0005]本专利技术公开了可具有安装在外壳中的显示器的电子设备。显示器可具有带有用于形成图像的像素阵列的有效区域，并且可具有沿着有效区域的一个或多个边缘的无效区域。光学部件窗口可形成在电子设备的无效区域中、有效区域中的显示器下方、和/或其他部分中。光学部件诸如发光二极管、图像传感器、光学接近传感器和环境光传感器可与光学部件窗口对准。
[0006]环境光传感器可具有带有光电检测器的光检测器集成电路。为了向环境光传感器提供色彩感测能力，光电检测器可各自设置有被配置为使不同波长范围通过的相应的滤色器。
[0007]漫射器可用于对入射环境光线进行漫射。红外光阻挡滤光器层可用于阻挡红外光，诸如电子设备中的红外发光二极管发射的红外光和其他杂散或环境红外光。
[0008]为了阻挡红外光而不考虑红外光在红外阻挡滤光器上的入射角，滤光器可以包括薄膜电介质层和金属层两者。例如，金属层可以与薄膜电介质层交错并且阻挡红外光。共同地，该薄膜电介质层和金属层可形成至少一些可见光波长中的通带，同时阻挡红外波长。
附图说明
[0009]图1是根据实施方案的具有光学部件的示例性电子设备的示意图。
[0010]图2是根据实施方案的具有显示器的示例性电子设备的透视图，该显示器具有与光学部件重叠的光学部件窗口。
[0011]图3是根据实施方案的具有光学部件诸如光源、图像传感器和环境光传感器的例示性电子设备的侧视图。
[0012]图4是根据实施方案的例示性半导体传感器的侧视图。
[0013]图5是根据实施方案的例示性漫射器的侧视图。
[0014]图6是根据实施方案的例示性滤光器的侧视图。
[0015]图7是根据实施方案的针对滤光器的作为波长的函数的例示性透射分布的图示。
[0016]图8A是根据实施方案的包括具有圆形轮廓的一组光电检测器的示例性环境光传感器集成电路的顶视图。
[0017]图8B是根据实施方案的包括具有矩形轮廓的一组光电检测器的示例性环境光传感器的顶视图。
[0018]图9A是根据实施方案的例示性环境光传感器的侧视图，该环境光传感器具有重叠多个光电检测器的漫射器、间隔件和滤光器的堆叠体。
[0019]图9B是根据实施方案的例示性环境光传感器的侧视图，该环境光传感器具有漫射器、间隔件和滤光器的单独堆叠体，每个堆叠体重叠相应的光电检测器。
具体实施方式
[0020]图1中示出了可设置有光学部件诸如环境光传感器或其他半导体传感器的类型的例示性电子设备。电子设备10可为计算设备诸如膝上型计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器、或其他手持式或便携式电子设备、较小的设备诸如腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备、被嵌入在眼镜中的设备或者佩戴在用户的头部上的其他装置、或其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统诸如其中具有显示器的电子装置被安装在信息亭或汽车中的系统、实现这些设备中的两种或更多种的功能的装置、或其他电子装置。
[0021]如图1所示，电子设备10可具有控制电路16。控制电路16可包括用于支持设备10的操作的存储和处理电路。存储和处理电路可以包括存储装置，诸如硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)、等等。控制电路16中的处理电路可以被用于控制设备10的操作。该处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、电源管理单元、音频芯片、专用集成电路等。
[0022]设备10可具有输入输出电路诸如输入输出设备12。输入输出设备12可包括收集用户输入的用户输入设备和向用户提供输出的输出部件。设备12还可包括接收设备10的数据并且从设备10向外部设备提供数据的通信电路。设备12还可包括从环境收集信息的传感器。
[0023]输入
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输出设备12可包括一个或多个显示器，诸如显示器14。显示器14可为包括用于采集来自用户的触摸输入的触摸传感器的触摸屏显示器，或者显示器14可对触摸不敏感。显示器14的触摸传感器可基于电容性触摸传感器电极的阵列、声学触摸传感器结构、电阻性触摸部件、基于力的触摸传感器结构、基于光的触摸传感器，或其他合适的触摸传感器布置。显示器14可为液晶显示器、发光二极管显示器(例如，有机发光二极管显示器)、电泳显示器或其他显示器。
[0024]输入输出设备12可包括光学部件18。光学部件18可包括发光二极管和其他光源。例如，光学部件18可包括一个或多个可见光发光二极管，诸如发光二极管20。发光二极管20可提供恒定照明(例如，以实现设备10的闪光功能)和/或可发射用于可见光相机诸如可见光图像传感器26的闪光照明的脉冲。光学部件18还可包括红外光源(例如，激光器、灯、发光
二极管等)，诸如红外发光二极管22。红外发光二极管22可提供红外波长诸如940nm、800
‑
1100nm范围内波长下的恒定照明和/或脉冲照明。例如，红外发光二极管22可为红外相机诸如红外图像传感器28提供恒定照明。例如，红外图像传感器28可被配置为捕获来自用户的眼睛的虹膜扫描信息和/或可用于捕获用于在控制电路16上实现的面部识别过程的图像。
[0025]光学部件18还可包括光学接近检测器24和环境光传感器30。
[0026]光学接近检测器24可包括红外光源诸如红外发光二极管和相应的光检测器诸如红外光电检测器以用于检测被来自发光二极管的红外光照明的外部物体何时位于设备10附近。
[0027]环境光传感器30可为测量环境光的强度的单色环境光传感器，或者可为通过利用多个光电检测器进行光测量来测量环境光颜色和强度的彩色环境光传感器，每个光电检测器设置有相应的滤色器(例如，通过红光、蓝光、黄光、绿光或其他颜色的光的相应带通滤光器)，并且每个光电检测器因此对不同波长带中的环境光作出响应。
[0028]除了光学部件18之外，输入输出设备12可包括按钮、操纵杆、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、扬声器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环境光传感器，所述环境光传感器被配置为向电子设备中的控制电路提供环境光测量，所述环境光传感器包括：基板；光检测器集成电路，位于所述基板上；以及滤光器，位于所述光检测器集成电路上，其中所述滤光器包括金属层。2.根据权利要求1所述的环境光传感器，还包括：漫射器，其中所述滤光器插置在所述漫射器和所述基板之间。3.根据权利要求2所述的环境光传感器，其中所述滤光器是包括多个电介质层的带通滤光器。4.根据权利要求3所述的环境光传感器，其中所述金属层是所述带通滤光器中的多个金属层中的一个金属层。5.根据权利要求4所述的环境光传感器，其中所述多个金属层包括银层、铝层或金层中的至少一者。6.根据权利要求5所述的环境光传感器，其中所述多个电介质层包括具有交替的高折射率和低折射率的电介质层的堆叠体。7.根据权利要求3所述的环境光传感器，其中所述带通滤光器被配置为使相应范围的可见光波长通过，同时阻挡至少95％的红外光。8.根据权利要求2所述的环境光传感器，其中所述光检测器集成电路包括多个光电检测器。9.根据权利要求8所述的环境光传感器，其中所述滤光器和所述漫射器与所述多个光电检测器重叠。10.根据权利要求8所述的环境光传感器，其中所述滤光器是多个滤光器中的一个滤光器，每个滤光器分别与所述多个光电检测器中的给定一个光电检测器重叠，并且其中所述漫射器与所述多个光电检测器重叠。11.一种电子设备，包括：透明层；光学部件窗口，所述光学部件窗口位于所述透明层的光通过的部分中；以及光传感器，与所述光学部件窗口对准，其中所述光传感器包括：基板；光检测器集成电...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：