KR102313975B1 - Finger sensor - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 지문 센서는, 기판; 상기 기판 상의 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상의 압전층; 상기 압전층 상의 제 2 전극; 상기 제 2 전극 상의 중간층; 및 상기 중간층 상의 커버 기판을 포함하고, 상기 중간층은, 상기 중간층의 일면 및 타면 중 적어도 일면에 배치되는 복수 개의 돌출부들을 포함한다.A fingerprint sensor according to an embodiment includes a substrate; a first electrode on the substrate; a piezoelectric layer on the first electrode; a second electrode on the piezoelectric layer; an intermediate layer on the second electrode; and a cover substrate on the intermediate layer, wherein the intermediate layer includes a plurality of protrusions disposed on at least one surface of one surface and the other surface of the intermediate layer.
Description
실시예는 지문 센서에 관한 것이다.Embodiments relate to fingerprint sensors.
지문 인식 센서는 사람의 지문을 감지하는 센서로서, 기존에 널리 적용되던 도어락 등의 장치는 물론, 최근에는 전자 기기 전원의 온/오프 또는 슬립(sleep) 모드의 해제 여부를 결정하는 데에도 널리 이용되고 있다.A fingerprint sensor is a sensor that detects a person's fingerprint, and is widely used not only for devices such as door locks that have been widely applied in the past, but also for determining whether to turn on/off the power of electronic devices or release the sleep mode. is becoming
지문 인식 센서는 그 동작 원리에 따라 초음파 방식, 적외선 방식, 정전용량 방식 등으로 구분할 수 있다. 예를 들어, 초음파 방식은 복수의 압전 센서에서 방출되는 일정 주파수의 초음파 신호가 지문의 골(VALLEY)과 마루(RIDGE)에서 반사되는 경우 각각의 골과 마루에서의 음향 임피던스(Acoustic Impedance)차이를 초음파 발생원인 해당 복수의 압전 센서를 이용해 측정하여 지문을 감지하는 방식으로, 특히 초음파 방식의 장점은 단순한 지문 인식의 기능을 넘어서 초음파를 펄스(pulse) 형으로 발생시켜 그 반향파에 의한 도플러 효과를 검출함으로써 손가락 내부의 혈류 흐름을 파악할 수 있는 기능을 갖고 있으므로, 이를 이용하여 위조 지문 여부까지 판단할 수 있는 장점을 가질 수 있다.The fingerprint recognition sensor may be classified into an ultrasonic type, an infrared type, a capacitive type, and the like according to an operation principle thereof. For example, in the ultrasonic method, when ultrasonic signals of a certain frequency emitted from a plurality of piezoelectric sensors are reflected from the valleys and ridges of the fingerprint, the difference in acoustic impedance between the valleys and the peaks is measured. A method of detecting fingerprints by measuring using a plurality of piezoelectric sensors that are the source of ultrasonic waves. In particular, the advantage of the ultrasonic method is that it goes beyond the simple fingerprint recognition function and generates ultrasonic pulses in the form of pulses to reduce the Doppler effect by the echo. Since it has a function of grasping the blood flow inside the finger by detecting it, it can have the advantage of being able to determine whether or not a fake fingerprint exists using this.
이러한 지문 센서는 기판 상에 압전 센서를 배치하고, 압전 센서의 양면에 전극들을 배치하여 초음파 발생에 따라 지문을 인식할 수 있다. 이때, 상기 압전 센서에서 커버 기판 방향으로 초음파가 원활하게 전달되기 위해서는 압전 센서와 커버 기판의 음향 임피턴스 값의 차이가 작을수록 좋으며, 이를 위해, 압전 센서와 커버 기판 사이에 이를 완화하는 완충층을 배치할 수 있다.Such a fingerprint sensor may recognize a fingerprint according to the generation of ultrasonic waves by disposing a piezoelectric sensor on a substrate and disposing electrodes on both sides of the piezoelectric sensor. At this time, in order for the ultrasonic wave to be smoothly transmitted from the piezoelectric sensor to the cover substrate, the smaller the difference between the acoustic impedance values of the piezoelectric sensor and the cover substrate, the better. can do.
이때, 단일층이 아닌 다층의 완충층을 배치하는 경우, 공정 효율이 저하되고, 두께가 증가되는 문제점이 있다.At this time, when disposing a multi-layered buffer layer rather than a single layer, there is a problem in that the process efficiency is lowered and the thickness is increased.
따라서, 이와 같은 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조의 지문 인식 센서가 요구된다.Accordingly, there is a need for a fingerprint recognition sensor having a new structure capable of solving such a problem.
실시예는 향상된 효율 및 얇은 두께를 가지는 지문 센서를 제공하고자 한다.An embodiment is to provide a fingerprint sensor having improved efficiency and thin thickness.
실시예에 따른 지문 센서는, 기판; 상기 기판 상의 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상의 압전층; 상기 압전층 상의 제 2 전극; 상기 제 2 전극 상의 중간층; 및 상기 중간층 상의 커버 기판을 포함하고, 상기 중간층은, 상기 중간층의 일면 및 타면 중 적어도 일면에 배치되는 복수 개의 돌출부들을 포함한다.A fingerprint sensor according to an embodiment includes a substrate; a first electrode on the substrate; a piezoelectric layer on the first electrode; a second electrode on the piezoelectric layer; an intermediate layer on the second electrode; and a cover substrate on the intermediate layer, wherein the intermediate layer includes a plurality of protrusions disposed on at least one surface of one surface and the other surface of the intermediate layer.
실시예에 따른 지문 센서는, 복수 개의 돌출부들을 포함하는 중간층을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 압전층에서 상기 커버 기판 방향으로 송신되거나 커버 기판에서 압전층 방향으로 수신되는 초음파 신호의 이동을 원활하게 할 수 있다.The fingerprint sensor according to the embodiment may include an intermediate layer including a plurality of protrusions. Accordingly, it is possible to smoothly move the ultrasonic signal transmitted from the piezoelectric layer toward the cover substrate or received from the cover substrate toward the piezoelectric layer.
음향 임피던스 값은 밀도와 물질에서의 초음파 속도 값으로 정의될 수 있는데, 즉, 상기 압전층과 상기 커버 기판 사이에 배치되는 중간층이 압전층과 커버 기판의 음향 임피던스 값의 크기 차이를 완화하여, 압전층에서 커버 기판 방향으로 송신되거나 또는 커버 기판에서 압전층으로 수신되는 초음파 신호를 원활하게 이동시킬 수 있다.The acoustic impedance value may be defined as a density and ultrasonic velocity value in a material, that is, an intermediate layer disposed between the piezoelectric layer and the cover substrate mitigates the difference in the acoustic impedance values of the piezoelectric layer and the cover substrate, so that the piezoelectric An ultrasonic signal transmitted from the layer to the cover substrate or received from the cover substrate to the piezoelectric layer may be smoothly moved.
또한, 중간층의 일면 및 타면 중 적어도 하나의 면 상에 돌출부 패턴을 형성하여 돌출부 패턴보다 파장이 더 큰 초음파 신호의 파장이 중간층을 통과할 때, 돌출부에 의해 음향 임피던스가 점차적으로 변화하는 것과 같은 효과를 가질 수 있다.In addition, when the wavelength of an ultrasonic signal having a wavelength larger than that of the protrusion pattern by forming a protrusion pattern on at least one of the one surface and the other surface of the intermediate layer passes through the intermediate layer, the effect such that the acoustic impedance gradually changes due to the protrusion can have
따라서, 중간층을 단일층을 형성하여도, 중간층에 의해 압전층과 커버 기판의 음향 임피던스 값을 단계적으로 변화시킴에 따라, 송신 또는 수신되는 초음파 신호의 이동을 원활하게 하여 얇은 두께를 구현하면서, 지문 센서의 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, even when the intermediate layer is formed as a single layer, as the acoustic impedance values of the piezoelectric layer and the cover substrate are changed stepwise by the intermediate layer, the ultrasonic signal transmitted or received smoothly moves to realize a thin thickness, and a fingerprint The efficiency of the sensor can be improved.
도 1은 제 1 실시예에 따른 지문 센서의 사시도를 도시한 도면이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 지문 센서의 평면도를 도시한 도면이다.
도 3은 지문 센서의 동작원리를 설명하기 위한 단면도를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 도 1의 A-A' 영역을 절단하여 도시한 단면도를 도시한 도면들이다.
도 7은 제 2 실시예에 따른 지문 센서의 사시도를 도시한 도면이다.
도 8 내지 도 13은 도 7의 B-B' 영역을 절단하여 도시한 단면도를 도시한 도면들이다.
도 14 및 도 15는 전극의 배치 위치에 따른 다양한 실시예의 지문 센서를 도시한 도면들이다.
도 16 내지 도 19는 실시예들에 따른 지문 센서가 적용되는 다양한 장치를 도시한 도면들이다.1 is a diagram illustrating a perspective view of a fingerprint sensor according to a first embodiment.
2 is a diagram illustrating a plan view of the fingerprint sensor according to the first embodiment.
3 is a view showing a cross-sectional view for explaining the operation principle of the fingerprint sensor.
4 to 6 are views illustrating cross-sectional views taken along the area AA′ of FIG. 1 .
7 is a diagram illustrating a perspective view of a fingerprint sensor according to a second embodiment.
8 to 13 are views illustrating cross-sectional views taken by cutting a region BB′ of FIG. 7 .
14 and 15 are diagrams illustrating fingerprint sensors according to various embodiments according to an arrangement position of electrodes.
16 to 19 are diagrams illustrating various devices to which a fingerprint sensor according to embodiments is applied.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of embodiments, each layer (film), region, pattern or structure is “on” or “under” the substrate, each layer (film), region, pad or patterns. The description of being formed in " includes all those formed directly or through another layer. The standards for the upper/above or lower/lower layers of each layer will be described with reference to the drawings.
또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. In addition, when it is said that a certain part is "connected" with another part, it includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "indirectly connected" with another member interposed therebetween. In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided without excluding other components unless otherwise stated.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
In the drawings, the thickness or size of each layer (film), region, pattern, or structure may be changed for clarity and convenience of description, and thus does not fully reflect the actual size.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 지문 센서는 기판(100), 제 1 전극(210), 제 2 전극(220), 압전층(300), 중간층(400) 및 커버 기판(500)을 포함할 수 있다.1 to 6 , the fingerprint sensor according to the first embodiment includes a
상기 기판(100)은 리지드(rigid)하거나 또는 플렉서블(flexible)할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(100)은 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 기판(100)은 소다라임유리(soda lime glass) 또는 알루미노실리케이트유리 등의 화학 강화/반강화유리를 포함하거나, 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 프로필렌 글리콜(propylene glycol, PPG) 폴리 카보네이트(PC) 등의 강화 혹은 연성 플라스틱을 포함하거나 사파이어를 포함할 수 있다. The
또한, 상기 기판(100)은 광등방성 필름을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 기판(100)은 COC(Cyclic Olefin Copolymer), COP(Cyclic Olefin Polymer), 광등방 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 또는 광등방 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 기판(100)은 부분적으로 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 즉, 기판(100)은 부분적으로는 평면을 가지고, 부분적으로는 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 자세하게, 상기 기판(100)의 끝단이 곡면을 가지면서 휘어지거나 랜덤(Random)한 곡률을 포함한 표면을 가지며 휘어지거나 구부러질 수 있다. Also, the
또한, 상기 기판(100)은 유연한 특성을 가지는 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. In addition, the
또한, 상기 기판(100)은 커브드(curved) 또는 벤디드(bended) 기판일 수 있다. 즉, 상기 기판을 포함하는 지문 센서도 플렉서블, 커브드 또는 벤디드 특성을 가지도록 형성될 수 있다. 이로 인해, 실시예에 따른 지문 센서는 휴대 또는 결합이 용이하며, 다양한 디자인으로 변경이 가능할 수 있다.Also, the
상기 기판(100) 상에는 제 1 전극(210), 제 2 전극(220), 압전층(300) 및 중간층(400)이 배치될 수 있다. A
상기 제 1 전극(210)은 상기 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(210)은 상기 기판(100)의 일면 상에 배치될 수 있다.The
또한, 상기 압전층(300)은 상기 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 압전층(300)은 상기 제 1 전극(210) 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 압전층(300)은 상기 기판(100) 상에서 상기 제 1 전극(210)을 감싸면서 배치될 수 있다.Also, the
또한, 상기 제 2 전극(220)은 상기 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(220)은 상기 압전층(300) 상에 배치될 수 있다.
Also, the
도 2를 참조하면, 상기 압전층(300)에는 유효 영역(AA) 및 비유효 영역(UA)이 정의될 수 있다.Referring to FIG. 2 , an effective area AA and an ineffective area UA may be defined in the
상기 유효 영역(AA)은 지문이 인식되는 영역일 수 있다. 또한, 상기 유효 영역(AA)에 인접하여 배치되는 상기 비유효 영역(UA)은 지문이 인식되지 않는 영역일 수 있다.The effective area AA may be an area in which a fingerprint is recognized. Also, the ineffective area UA disposed adjacent to the effective area AA may be an area in which a fingerprint is not recognized.
자세하게, 상기 유효 영역(AA)에 손가락이 접근하거나 또는 접촉하면, 상기 유효 영역에서 송신 및 수신되는 초음파에 의해 지문이 인식될 수 있다. 상기 지문 센서의 구동 원리에 대해서는 이하에서 상세하게 설명한다.
In detail, when a finger approaches or contacts the effective area AA, a fingerprint may be recognized by ultrasonic waves transmitted and received in the effective area. The driving principle of the fingerprint sensor will be described in detail below.
상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220)은 상기 압전층(300) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220)은 상기 압전 층(300)의 일면 및 상기 일면과 반대되는 타면 중 적어도 하나의 면 상에 배치될 수 있다.The
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제 1 전극(210)은 상기 압전층(300)의 일면 상에 배치되고, 상기 제 2 전극(320)은 상기 압전층(300)의 타면 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 전극(210)은 상기 기판(100)과 상기 압전층(300) 사이에 배치될 수 있다.1 and 2 , the
상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220) 중 적어도 하나의 전극은 전도성 물질을 포함할 수 있다.At least one of the
예를 들어, 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220) 중 적어도 하나의 전극은 투명 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(320) 중 적어도 하나의 전극은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide), 구리 산화물(copper oxide), 주석 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide) 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다.For example, at least one of the
또는, 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220) 중 적어도 하나의 전극은 나노와이어, 감광성 나노와이어 필름, 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(graphene), 전도성 폴리머 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. Alternatively, at least one of the
또는, 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220) 중 적어도 하나의 전극은 다양한 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220) 중 적어도 하나의 전극은은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo). 금(Au), 티타튬(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다. Alternatively, at least one of the
상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220) 중 적어도 하나의 전극은 메쉬 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220) 중 적어도 하나의 전극은 서로 교차하는 서브 전극들에 의해 메쉬 형상으로 형성될 수 있다,At least one of the
상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220)은 약 0.1㎛ 내지 약 10㎛의 메쉬선 폭을 가질 수 있다. 상기 메쉬선의 폭이 약 0.1㎛ 미만인 메쉬선은 제조 공정 상 불가능한거나, 메쉬선의 단락이 발생할 수 있고, 약 10㎛를 초과하는 경우, 전극 패턴이 외부에서 시인되어 시인성이 저하될 수 있다. 바람직하게는, 상기 메쉬선(LA)의 선폭은 약 0.5㎛ 내지 약 7㎛일 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 메쉬선의 선폭은 약 1㎛ 내지 약 3.5㎛일 수 있다.The
상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220)은 다양한 방법에 의해 메쉬 형상으로 배치될 수 있다.The
예를 들어, 상기 압전층(300)의 적어도 일 면 상에 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220)을 구성하는 전극 재료, 일례로 구리(Cu) 등의 금속층을 배치하고, 상기 금속층을 메쉬 형상으로 에칭함으로써, 메쉬 형상의 제 1 전극 및 제 2 전극을 형성할 수 있다. For example, an electrode material constituting the
또는, 상기 압전층(300)의 적어도 일 면 상에 베이스 기재, 일례로, 수지층을 배치하고, 양각 또는 음각 몰드를 이용하여, 상기 수지층에 음각 또는 양각의 패턴을 형성한 후, 상기 패턴 내에 Cr, Ni, Cu, Al, Ag, Mo 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 금속 페이스트를 충진하여 경화시킨으로써, 음각 또는 양각의 메쉬 형상을 가지는 제 1 전극 및 제 2 전극을 형성할 수 있다.Alternatively, a base substrate, for example, a resin layer is disposed on at least one surface of the
상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(3220)은 상기 비유효 영역(UA) 상에 배치되는 배선 전극과 연결될 수 있다. 상기 배선 전극은 상기 유효 영역(AA) 및 비유효 영역(UA) 중 적어도 하나의 영역 상에 배치되는 인쇄회로기판(도면에 미도시)과 연결될 수 있다.The
상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220)은 서로 교차하며 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 전극(210)은 일 방향으로 연장하는 적어도 하나의 제 1 전극 패턴(211)을 포함하고, 상기 제 2 전극(220)은 상기 일 방향과 다른 방향으로 연장하는 적어도 하나의 제 2 전극 패턴(221)을 포함할 수 있다.The
도 1 및 도 2에서는 상기 제 1 전극 패턴(211) 및 제 2 전극 패턴(221)이 바(bar) 패턴으로 형성되는 것에 대해 도시하였으나, 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 제 1 전극 패턴(211) 및 제 2 전극 패턴(221)은 사각형, 다이아몬드, 오각형, 육각형 등의 다각형 또는 원형 등 다양한 형상의 패턴으로 형성될 수 있다.1 and 2 show that the
이에 따라, 상기 제 1 전극(320) 및 상기 제 2 전극(220)은 서로 다른 방향으로 연장하고, 상기 제 1 전극 패턴(211) 및 상기 제 2 전극 패턴(221)이 교차하는 교차 영역에서는 노드 영역(N)이 형성될 수 있다.Accordingly, the first electrode 320 and the
상기 노드 영역(N)에서는 상기 압전층(400) 방향으로 접근 또는 접촉하는 물체에 의해 신호를 송신하거나 수신할 수 있다. 자세하게, 상기 노드 영역(N)에서는 초음파 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 즉, 상기 노드 영역(N)은 손가락의 접근 또는 접촉에 따라 지문을 인식하는 센서일 수 있다.In the node region N, a signal may be transmitted or received by an object approaching or coming into contact with the
상기 노드 영역(N)은 상기 압전층(200) 상에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 노드 영역(N)은 상기 압전층(200) 상에 복수 개 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 노드 영역(N)은 상기 압전층(200)에 대해 약 400 dpi 내지 약 500 dpi의 해상도로 형성될 수 있다.At least one node region N may be formed on the piezoelectric layer 200 . In detail, a plurality of the node regions N may be formed on the piezoelectric layer 200 . For example, the node region N may be formed with a resolution of about 400 dpi to about 500 dpi with respect to the piezoelectric layer 200 .
이에 따라, 상기 노드 영역(N)들의 간격은 약 100㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 노드 영역(N)은 서로 인접하는 제 1 노드 영역(N1) 및 제 2 노드 영역(N2)을 포함할 수 있고, 상기 제 1 노드 영역(N)과 상기 제 2 노드 영역(N2)은 약 100㎛ 이하의 간격으로 이격될 수 있다.Accordingly, the interval between the node regions N may be about 100 μm or less. For example, the node region N may include a first node region N1 and a second node region N2 adjacent to each other, and the first node region N and the second node region ( N2) may be spaced apart at an interval of about 100 μm or less.
예를 들어, 상기 노드 영역(N)을 형성하는 제 1 전극 패턴(311)들의 제 1 간격 및 상기 제 2 전극 패턴(321)들의 제 2 간격 중 적어도 하나의 간격은 약 100㎛ 이하, 자세하게, 약 70㎛ 이하, 더 자세하게, 약 50㎛ 이하의 간격으로 이격될 수 있다.For example, at least one of a first interval of the first electrode patterns 311 forming the node region N and a second interval of the second electrode patterns 321 is about 100 μm or less, in detail, They may be spaced apart at intervals of about 70 μm or less, more specifically, about 50 μm or less.
상기 노드 영역(N)들의 간격은 약 50㎛을 초과하는 경우 노드 영역(N)들의 해상도가 저하될 수 있고, 이에 따라, 노드 영역(N)들에서 송신 및 수신되는 초음판 신호가 약해 지문을 정확하게 인식할 수 없어 지문 센서의 신뢰성이 저하될 수 있다.When the interval between the node regions N exceeds about 50 μm, the resolution of the node regions N may be lowered, and accordingly, the ultrasonic wave signal transmitted and received in the node regions N is weak, so that a fingerprint is generated. Since it cannot be accurately recognized, the reliability of the fingerprint sensor may be deteriorated.
상기 노드 영역(N)은 초음파 신호의 송신 및 수신의 역할을 동시에 할 수 있다. 자세하게, 손가락이 접촉 또는 접근하는 경우, 상기 노드 영역(N)에서는 초음파 신호가 손가락 방향으로 송신될 수 있고, 상기 손가락에서 반사되는 초음파 신호들은 다시 상기 노드 영역(N)으로 수신될 수 있다. 실시예에 따른 지문 센서는 이러한 송신 및 수신의 신호 차이로 인해 손가락의 지문을 인식할 수 있다.The node region N may simultaneously serve to transmit and receive an ultrasound signal. In detail, when a finger touches or approaches, an ultrasound signal may be transmitted in the direction of the finger in the node region N, and ultrasound signals reflected from the finger may be received back to the node region N. The fingerprint sensor according to the embodiment may recognize a fingerprint of a finger due to a signal difference between transmission and reception.
도 3은 손가락의 접촉 또는 접근에 따른 지문 센서의 구동을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the operation of the fingerprint sensor according to the touch or approach of a finger.
도 3을 참조하면, 외부의 제어부로부터 압전층(200)의 일면 및 타면에 배치되는 제 1 전극(210) 및 제 2 전극(220)에 초음파 대역의 공진 주파수를 가지는 전압이 인가되어, 압전층(400)에 초음파 신호를 발생시킬 수 있다. Referring to FIG. 3 , a voltage having a resonance frequency of an ultrasonic band is applied to the
이러한 초음파 신호는 손가락 등이 접촉 또는 접근하지 않는 경우에는, 초음파 신호가 방출되는 압전층(400)의 노드 영역(N)과 공기 사이의 음향 임피던스 차이로 인해, 압전층(300)의 노드 영역(N)에서 송신되는 초음파 신호의 대부분이 압전 센서(200)와 공기의 계면을 통과하지 못하고 압전층(300) 내부로 되돌아 온다. When a finger or the like does not touch or approach such an ultrasonic signal, due to a difference in acoustic impedance between the air and the node region N of the
반면에, 도 3과 같이 손가락이 접촉 또는 접근하는 경우에는 압전층(300)의 노드 영역(N)에서 송신되는 초음파 신호의 일부가 손가락의 피부와 압전층(300)의 경계면을 뚫고 손가락 내부로 진행하게 되며, 따라서 반사되어 돌아오는 신호의 강도가 낮아져 이로부터 지문 패턴을 감지할 수 있다.On the other hand, when a finger touches or approaches as shown in FIG. 3 , a part of the ultrasound signal transmitted from the node region N of the
육안으로는 확인이 어려우나, 손가락의 지문은 수많은 골과 마루가 반복되어 나타나는 패턴을 가질 수 있으며, 골과 마루가 반복되면서 높이 차를 가질 수 있다. 따라서, 도 3에 도시되었듯이, 지문의 골(610)에서는 압전층(300)이 피부와 직접 맞닿지 않으며, 지문의 마루(620)에서는 압전층(300)이 피부와 직접 맞닿게 될 수 있다.Although it is difficult to confirm with the naked eye, the fingerprint of the finger may have a pattern in which numerous valleys and ridges are repeated, and there may be a difference in height as the valleys and ridges are repeated. Accordingly, as shown in FIG. 3 , the
이에 따라, 지문의 골(610)에 대응하는 압전층(300)의 노드 영역(N)에서 송신되는 초음파 신호는 외부로 극히 적은 신호만이 방출되고 거의 대부분의 초음파 신호가 내부로 반사되어 상기 노드 영역(N)로 다시 수신되고, 지문의 마루(620)에 대응하는 압전층(400)의 노드 영역(N)에서 방출되는 초음파 신호는 상당량이 손가락 경계면을 통과하고 진행하여 반사되어 다시 노드 영역(N)으로 수신되는 초음파 신호의 강도가 상대적으로 크게 감소한다. Accordingly, in the ultrasonic signal transmitted from the node region N of the
따라서, 각각의 노드 영역(N)에서 지문의 골(610)과 마루(620)에 따른 음향 임피던스 차이로부터 발생하는 초음파 신호가 수신되는 반사 신호의 세기 또는 반사 계수를 측정함으로써 손가락의 지문 패턴을 감지할 수 있다.
Accordingly, the fingerprint pattern of the finger is detected by measuring the intensity or reflection coefficient of the reflected signal received by the ultrasonic signal generated from the acoustic impedance difference according to the
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 압전층(300) 상에는 중간층(400)이 배치될 수 있다. 상기 중간층(400)의 적어도 하나의 면 상에는 패턴이 형성될 수 있다.4 to 6 , an
예를 들어, 상기 중간층(400)은 일면(401) 및 상기 일면(401)과 반대되는 타면(402)을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 중간층(400)은 상기 압전층(300)과 직접 또는 간접적으로 접촉하는 일면(401) 및 상기 커버 기판(500)과 직접 또는 간접적으로 접촉하는 타면(402)을 포함할 수 있다.For example, the
상기 중간층(400)의 일면(401) 및 타면(402) 중 적어도 하나의 면 상에는 복수 개의 돌출부들이 배치될 수 있다.A plurality of protrusions may be disposed on at least one of the first surface 401 and the other surface 402 of the
도 4를 참조하면, 상기 중간층(400)의 일면(401)에만 돌출부(450)들이 배치될 수 있다. 즉, 상기 중간층(400)과 상기 압전층(300)의 경계면인 일면(401) 상에 돌출부(450)들이 배치될 수 있다.Referring to FIG. 4 ,
또는, 도 5를 참조하면, 상기 중간층(400)의 타면(402)에만 돌출부(450)들이 배치될 수 있다. 즉, 상기 중간층(400)과 상기 커버 기판(500)의 경계면인 타면(402) 상에 돌출부(450)들이 배치될 수 있다Alternatively, referring to FIG. 5 , the
또는, 도 6을 참조하면, 상기 중간층(400)의 일면(401) 및 타면(402) 상에 돌출부(450)들이 배치될 수 있다. 즉, 즉, 상기 중간층(400)과 상기 압전층(300)의 경계면인 일면(401)과 상기 중간층(400)과 상기 커버 기판(500)의 경계면인 타면(402) 상에 돌출부(450)들이 배치될 수 있다.Alternatively, referring to FIG. 6 ,
상기 돌출부(450)는 평면 및 곡면 중 적어도 하나의 면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 돌출부(450)는 전체적으로 곡면을 포함하며 원 또는 타원 형상을 포함할 수 있다. 또는 상기 돌출부(450)는 전체적으로 평면을 포함하며, 사각형, 삼각형 등의 다각형 형상을 포함할 수 있다. 또는, 상기 돌출부(450)는 부분적으로는 평면을 가지고 부분적으로는 곡면을 가지는 복합적인 형상을 포함할 수 있다.The
상기 돌출부(450)는 서로 이격하고, 이격하여 배치되는 제 1 서브 돌출부(451) 및 제 2 서브 돌출부(452)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 서브 돌출부(451) 및 상기 제 2 서브 돌출부(452)는 동일 또는 유사한 형상으로 배치될 수 있다. 또는, 상기 제 1 서브 돌출부(451) 및 상기 제 2 서브 돌출부(452)는 서로 다른 형상으로 배치될 수 있다.The
상기 제 1 서브 돌출부(451)와 상기 제 2 서브 돌출부(452)는 서로 동일 또는 유사하거나, 서로 다른 높이로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 서브 돌출부(451)의 높이(h1)와 상기 제 2 서브 돌출부(452)의 높이(h2)는 약 50㎚ 내지 약 200㎚의 높이에서 서로 동일 또는 유사하거나, 서로 다른 높이로 배치될 수 있다. The
상기 제 1 서브 돌출부(451)의 높이(h1)와 상기 제 2 서브 돌출부(452)의 높이(h2)가 약 50㎚ 미만이거나 약 200㎚을 초과하는 경우, 상기 돌출부에 따른 그래이팅(grating) 효과가 저하될 수 있다.When the height h1 of the
또한, 상기 제 1 서브 돌출부(451)와 상기 제 2 서브 돌출부(452)는 일정한 간격 또는 피치(pitch)으로 이격하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 서브 돌출부(451)와 상기 제 2 서브 돌출부(452)의 간격 또는 피치(pitch)는 송신 또는 수신되는 초음파 신호의 음향 임피던스의 파장보다 작을 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 서브 돌출부(451)와 상기 제 2 서브 돌출부(452)의 피치(p)는 약 50㎚ 내지 약 200㎚일 수 있다.In addition, the
상기 제 1 서브 돌출부와 상기 제 2 서브 돌출부(452)의 피치(p)가 약 50㎚ 미만이거나 약 200㎚을 초과하는 경우, 상기 돌출부에 따른 그래이팅(grating) 효과가 저하될 수 있다.When the pitch p between the first sub-protrusion and the
상기 중간층(400) 및 상기 돌출부(450)는 투명 또는 반투명한 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 중간층(400) 및 상기 돌출부(450)는 투명한 물질을 포함할 수 있다. The
또한, 상기 중간층(400) 및 상기 돌출부(450)는 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 중간층(400) 및 상기 돌출부(450)는 OCA(Optically Clear Adhesive), LOCA(Liquid-Optically Clear Adhesive) 또는 OCR(Optically Clear Resin) 등의 수지계 물질을 포함할 수 있다.In addition, the
상기 압전층(300), 상기 중간층(400) 및 상기 커버 기판(500)은 서로 다른 음향 임피턴스 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 압전층(300), 상기 중간층(400) 및 상기 커버 기판(500)의 음향 임피던스 값은 하기의 수식 1을 만족할 수 있다.The
[수식 1][Formula 1]
압전층의 음향 임피던스 값 < 중간층의 음향 임피던스 값 < 커버 기판의 음향 임피던스 값Acoustic impedance value of piezoelectric layer < Acoustic impedance value of intermediate layer < Acoustic impedance value of cover substrate
상기 압전층(300), 상기 중간층(400) 및 상기 커버 기판(500)의 음향 임피턴스 값이 상기 수식 1을 벗어나는 경우 상기 압전층(300)에서 상기 커버 기판(500) 방향으로 또는 상기 커버 기판(500)에서 상기 압전층(400) 방향으로 송신 또는 수신되는 초음파 신호가 원활하게 이동되지 않아, 지문 센서의 효율이 저하될 수 있다.When the acoustic impedance values of the
상기 커버 기판(500)은 상기 중간층(400) 상에 배치될 수 있다. 상기 커버 기판(500)은 앞서 설명한 상기 기판(100)과 동일 또는 유사한 물질을 포함할 수 있다.
The
제 1 실시예에 따른 지문 센서는, 복수 개의 돌출부들을 포함하는 중간층을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 압전층에서 상기 커버 기판 방향으로 송신되거나 커버 기판에서 압전층 방향으로 수신되는 초음파 신호의 이동을 원활하게 할 수 있다.The fingerprint sensor according to the first embodiment may include an intermediate layer including a plurality of protrusions. Accordingly, it is possible to smoothly move the ultrasonic signal transmitted from the piezoelectric layer toward the cover substrate or received from the cover substrate toward the piezoelectric layer.
음향 임피던스 값은 밀도와 물질에서의 초음파 속도 값으로 정의될 수 있는데, 즉, 상기 압전층과 상기 커버 기판 사이에 배치되는 중간층이 압전층과 커버 기판의 음향 임피던스 값의 크기 차이를 완화하여, 압전층에서 커버 기판 방향으로 송신되거나 또는 커버 기판에서 압전층으로 수신되는 초음파 신호를 원활하게 이동시킬 수 있다.The acoustic impedance value may be defined as a density and ultrasonic velocity value in a material, that is, an intermediate layer disposed between the piezoelectric layer and the cover substrate mitigates the difference in the acoustic impedance values of the piezoelectric layer and the cover substrate, so that the piezoelectric An ultrasonic signal transmitted from the layer to the cover substrate or received from the cover substrate to the piezoelectric layer may be smoothly moved.
또한, 중간층의 일면 및 타면 중 적어도 하나의 면 상에 돌출부 패턴을 형성하여 돌출부 패턴보다 파장이 더 큰 초음파 신호의 파장이 중간층을 통과할 때, 돌출부에 의해 음향 임피던스가 점차적으로 변화하는 것과 같은 효과를 가질 수 있다.In addition, when the wavelength of an ultrasonic signal having a wavelength larger than that of the protrusion pattern by forming a protrusion pattern on at least one of the one surface and the other surface of the intermediate layer passes through the intermediate layer, the effect such that the acoustic impedance gradually changes due to the protrusion can have
따라서, 중간층을 단일층을 형성하여도, 중간층에 의해 압전층과 커버 기판의 음향 임피던스 값을 단계적으로 변화시킴에 따라, 송신 또는 수신되는 초음파 신호의 이동을 원활하게 하여 얇은 두께를 구현하면서, 지문 센서의 효율을 향상시킬 수 있다.
Therefore, even when the intermediate layer is formed as a single layer, as the acoustic impedance values of the piezoelectric layer and the cover substrate are changed stepwise by the intermediate layer, the ultrasonic signal transmitted or received smoothly moves to realize a thin thickness while implementing a fingerprint The efficiency of the sensor can be improved.
이하, 도 7 내지 도 12를 참조하여, 제 2 실시예에 따른 지문 센서를 설명한다. 제 2 실시예에 따른 지문 센서에 대한 설명에서는 앞서 설명한 제 1 실시예에 따른 지문 센서와 동일 또는 유사한 설명에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 제 1 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여한다.Hereinafter, a fingerprint sensor according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 12 . In the description of the fingerprint sensor according to the second embodiment, descriptions that are the same as or similar to those of the fingerprint sensor according to the first embodiment described above will be omitted. In addition, the same reference numerals are assigned to the same components as those of the first embodiment.
도 7을 참조하면, 제 2 실시예에 따른 지문 센서는 제 1 중간층(410) 및 제 2 중간층(420)을 포함할 수 있다. 자세하게, 제 2 실시예에 따른 지문 센서는, 상기 제 2 전극(220) 상에 배치되는 제 1 중간층(410) 및 상기 제 1 중간층(410) 상에 배치되는 제 2 중간층(420)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the fingerprint sensor according to the second embodiment may include a first
또한, 상기 제 1 중간층(410) 및 상기 제 2 중간층(420) 중 적어도 하나의 중간층은 복수 개의 돌출부들을 포함할 수 있다.
Also, at least one of the first
도 8을 참조하면, 상기 제 1 중간층(410)은 복수 개의 제 1 돌출부(431)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 중간층(410)은 상기 제 1 중간층(410)과 상기 압전층(300)이 마주보는 일면(411) 상에 상기 제 1 돌출부(431)들이 배치될 수 있다.Referring to FIG. 8 , the first
또는, 도 9를 참조하면, 상기 제 2 중간층(420)은 복수 개의 제 2 돌출부(432)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 중간층(420)은 상기 제 2 중간층(420)과 상기 커버 기판(500)이 마주하는 일면(421) 상에 상기 제 2 돌출부(432)들이 배치될 수 있다.Alternatively, referring to FIG. 9 , the second
또는, 도 10을 참조하면, 상기 제 1 중간층(410) 또는 상기 제 2 중간층(420)은 복수 개의 돌출부(430)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 중간층(410)의 일면(411)과 반대되는 타면(412)과 상기 제 2 중간층(420)의 일면(421)과 반대되는 타면(421)에는 복수 개의 돌출부(430)들이 배치될 수 있다.Alternatively, referring to FIG. 10 , the first
또한, 도 11 내지 도 13을 참조하면, 상기 제 1 중간층(410) 및 상기 제 2 중간층(420) 상에는 각각 돌출부들이 배치될 수 있다. Also, referring to FIGS. 11 to 13 , protrusions may be respectively disposed on the first
예를 들어, 도 11을 참조하면, 상기 제 1 중간층(410)의 일면(411)에는 제 1 돌출부(431)들이 배치되고, 상기 제 2 중간층(420)의 일면(421)에는 상기 제 2 돌출부(432)들이 배치될 수 있다.For example, referring to FIG. 11 ,
또는, 도 12를 참조하면, 상기 제 1 중간층(410)의 일면(411)에는 제 1 돌출부(431)들이 배치되고, 상기 제 2 중간층(420)의 타면(422)에는 상기 제 2 돌출부(432)들이 배치될 수 있다.Alternatively, referring to FIG. 12 ,
또는, 도 13을 참조하면, 상기 제 1 중간층(410)의 타면(411)에는 제 1 돌출부(431)들이 배치되고, 상기 제 2 중간층(420)의 일면(421)에는 상기 제 2 돌출부(432)들이 배치될 수 있다.Alternatively, referring to FIG. 13 ,
상기 제 1 돌출부(431) 및 상기 제 2 돌출부(432)는 서로 중첩되는 위치에 배치될 수 있다. 또는, 상기 제 1 돌출부(431) 및 상기 제 2 돌출부(432)는 서로 중첩되지 않는 위치에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 돌출부(431) 및 상기 제 2 돌출부(432)는 서로 교대되는 위치 즉, 엇갈려서 배치될 수 있다.
The
상기 제 1 중간층(410)과 상기 제 2 중간층(420)의 음향 임피던스 값은 하기의 수식 2를 만족할 수 있다.The acoustic impedance values of the first
[수식 2][Formula 2]
제 2 중간층의 음향 임피던스 값 < 제 1 중간층의 음향 임피던스 값The acoustic impedance value of the second intermediate layer < the acoustic impedance value of the first intermediate layer
상기 제 1 중간층(410) 및 상기 제 2 중간층(420)의 음향 임피턴스 값이 상기 수식 2를 벗어나는 경우 상기 압전층(300)에서 상기 커버 기판(500) 방향으로 또는 상기 커버 기판(500)에서 상기 압전층(400) 방향으로 송신 또는 수신되는 초음파 신호가 원활하게 이동되지 않아, 지문 센서의 효율이 저하될 수 있다.
When the acoustic impedance values of the first
또한, 상기 커버 기판(500), 상기 제 1 중간층(410), 상기 제 2 중간층(420) 및 상기 압전층(300)의 음향 임피던스 값은 하기의 수식 3을 만족할 수 있다.In addition, acoustic impedance values of the
[수식 3][Equation 3]
압전층의 음향 임피던스 값 < 제 2 중간층의 음향 임피던스 값 < 제 1 중간층의 음향 임피던스 값 < 커버 기판의 음향 임피던스 값Acoustic impedance value of the piezoelectric layer < Acoustic impedance value of the second intermediate layer < Acoustic impedance value of the first intermediate layer < Acoustic impedance value of the cover substrate
상기 커버 기판(500), 상기 제 1 중간층(410), 상기 제 2 중간층(420) 및 상기 압전층(300)의 음향 임피던스 값이 상기 수식 3을 벗어나는 경우 상기 압전층(300)에서 상기 커버 기판(500) 방향으로 또는 상기 커버 기판(500)에서 상기 압전층(400) 방향으로 송신 또는 수신되는 초음파 신호가 원활하게 이동되지 않아, 지문 센서의 효율이 저하될 수 있다.When the acoustic impedance values of the
또한, 상기 제 1 돌출부(431)들 및 상기 제 2 돌출부(432)들 중 적어도 하나의 돌출부의 높이는 약 50㎚ 내지 약 200㎚일 수 있다.Also, a height of at least one of the
또한, 상기 제 1 돌출부(431)들은 제 1 간격으로 이격하여 배치되고, 상기 제 2 돌출부(432)들은 제 2 간격으로 이격하며 배치되며, 이때, 상기 제 1 간격 및 상기 제 2 간격 중 적어도 하나의 간격은 약 50㎚ 내지 약 200㎚일 수 있다.
In addition, the
제 2 실시예에 따른 지문 센서는, 복수 개의 돌출부들을 포함하는 복수 개의 중간층들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 압전층에서 상기 커버 기판 방향으로 송신되거나 커버 기판에서 압전층 방향으로 수신되는 초음파 신호의 이동을 원활하게 할 수 있다.The fingerprint sensor according to the second embodiment may include a plurality of intermediate layers including a plurality of protrusions. Accordingly, it is possible to smoothly move the ultrasonic signal transmitted from the piezoelectric layer toward the cover substrate or received from the cover substrate toward the piezoelectric layer.
자세하게, 음향 임피턴스 값의 차이를 완화해주는 중간층을 다층으로 형성하고, 각각의 층들 중 적어도 하나의 층 상에 음향 임피턴스의 값을 단계적으로 완충시키는 돌출부들을 배치함으로써, 압전층에서 커버 기판 방향으로 송신되거나 또는 커버 기판에서 압전층으로 수신되는 초음파 신호를 원활하게 이동시킬 수 있다.In detail, by forming a multi-layered intermediate layer that mitigates the difference in acoustic impedance values, and arranging protrusions for buffering the acoustic impedance values in stages on at least one of the respective layers, from the piezoelectric layer to the cover substrate direction An ultrasonic signal transmitted or received from the cover substrate to the piezoelectric layer may be smoothly moved.
따라서, 중간층들에 의해 압전층과 커버 기판의 음향 임피던스 값을 단계적으로 변화시킴에 따라, 송신 또는 수신되는 초음파 신호의 이동을 원활하게 하여 얇은 두께를 구현하면서, 지문 센서의 효율을 향상시킬 수 있다.
Therefore, by changing the acoustic impedance values of the piezoelectric layer and the cover substrate in stages by the intermediate layers, it is possible to improve the efficiency of the fingerprint sensor while implementing a thin thickness by smoothing the movement of the transmitted or received ultrasonic signal. .
이하, 도 14 및 도 15를 참조하여, 전극의 배치 위치에 따른 다양한 실시예의 지문 센서를 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 14 and 15 , fingerprint sensors of various embodiments according to the arrangement positions of electrodes will be described.
도 14를 참조하면, 상기 제 1 전극(210)은 상기 커버 기판(500) 상에 배치되고, 상기 제 2 전극(220)은 상기 압전층 상에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 14 , the
예를 들어, 상기 제 1 전극(210)은 상기 커버 기판(500) 상에 배치되는 앞서 설명한 돌출부들을 포함하는 상기 중간층(400) 상에 배치되고, 상기 제 2 전극(220)은 상기 압전층(300)과 상기 기판(100) 사이에 배치될 수 있다.For example, the
또는, 도 15를 참조하면, 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220)은 상기 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(210) 및 상기 제 2 전극(220)은 상기 기판(100)의 동일 면 상에 배치될 수 있다.
Alternatively, referring to FIG. 15 , the
실시예들에 따른 지문 센서는 잠금 장치에 적용될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에 따른 지문 센서는 전자 제품 등에 적용되어 잠금장치로서 적용될 수 있다.The fingerprint sensor according to the embodiments may be applied to a locking device. For example, the fingerprint sensor according to the embodiments may be applied as a locking device by being applied to an electronic product or the like.
자세하게, 도 16에 도시되어 있듯이, 실시예들에 따른 지문 센서는 도어락 에 결합되어 도어락의 잠금 장치로 적용될 수 있다. 또는 도 17과 같이 핸드폰과 결합되어 핸드폰의 잠금 장치에 적용될 수 있다.In detail, as shown in FIG. 16 , the fingerprint sensor according to the embodiments may be coupled to a door lock and applied as a locking device of the door lock. Alternatively, it may be combined with a mobile phone as shown in FIG. 17 and applied to a locking device of the mobile phone.
또는, 실시예들에 따른 지문 센서는 전원 장치에 적용될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에 따른 지문 센서는 가전 기기, 차량 등에 적용될 수 있다.Alternatively, the fingerprint sensor according to the embodiments may be applied to a power supply device. For example, the fingerprint sensor according to the embodiments may be applied to home appliances, vehicles, and the like.
자세하게, 도 18과 같이 에어컨 등의 가전 기기에 결합되어 전원 장치로서 적용될 수 있다. 또는, 도 19와 같이 차량 등에 적용되어 차량의 시동 장치, 카오디오 등의 전원 장치에 적용될 수 있다.
In detail, as shown in FIG. 18 , it may be applied as a power supply by being coupled to a home appliance such as an air conditioner. Alternatively, as shown in FIG. 19 , it may be applied to a vehicle, etc., and may be applied to a power supply device such as a vehicle starting device and a car audio system.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Features, structures, effects, etc. described in the above-described embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to one embodiment. Furthermore, features, structures, effects, etc. illustrated in each embodiment can be combined or modified for other embodiments by those of ordinary skill in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents related to such combinations and modifications should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, although the embodiments have been described above, these are merely examples and do not limit the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains are exemplified above in a range that does not depart from the essential characteristics of the present embodiment. It can be seen that various modifications and applications that have not been made are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments may be implemented by modification. And the differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.
Claims (14)
상기 기판 상의 제 1 전극;
상기 제 1 전극 상의 압전층;
상기 압전층 상의 제 2 전극;
상기 제 2 전극 상의 중간층; 및
상기 중간층 상의 커버 기판을 포함하고,
상기 중간층은, 상기 중간층의 일면 및 타면 중 적어도 일면에 배치되는 복수 개의 돌출부를 포함하고,
상기 돌출부는 서로 이격하는 제 1 서브 돌출부 및 제 2 서브 돌출부를 포함하고,
상기 제 1 서브 돌출부 및 상기 제 2 서브 돌출부의 높이는 50㎚ 내지 200㎚이고,
상기 제 1 서브 돌출부 및 상기 제 2 서브 돌출부의 간격은 50㎚ 내지 200㎚이고,
상기 중간층 및 상기 돌출부는 OCA(Optically Clear Adhesive), LOCA(Liquid-Optically Clear Adhesive) 또는 OCR(Optically Clear Resin)을 포함하는 지문 센서.Board;
a first electrode on the substrate;
a piezoelectric layer on the first electrode;
a second electrode on the piezoelectric layer;
an intermediate layer on the second electrode; and
a cover substrate on the intermediate layer;
The intermediate layer includes a plurality of protrusions disposed on at least one surface of one surface and the other surface of the intermediate layer,
The protrusion includes a first sub protrusion and a second sub protrusion spaced apart from each other,
The height of the first sub-projection and the second sub-projection is 50 nm to 200 nm,
An interval between the first sub-projection and the second sub-projection is 50 nm to 200 nm,
The intermediate layer and the protrusion include an optically clear adhesive (OCA), a liquid-optically clear adhesive (LOCA), or an optically clear resin (OCR).
상기 커버 기판, 상기 중간층 및 상기 압전층의 음향 임피던스 값은 하기의 수식 1을 만족하는 지문 센서.
[수식 1]
압전층의 음향 임피던스 값 < 중간층의 음향 임피던스 값 < 커버 기판의 음향 임피던스 값The method of claim 1,
The acoustic impedance values of the cover substrate, the intermediate layer, and the piezoelectric layer satisfy Equation 1 below.
[Formula 1]
Acoustic impedance value of piezoelectric layer < Acoustic impedance value of intermediate layer < Acoustic impedance value of cover substrate
상기 중간층은 투명 또는 반투명한 지문 센서.The method of claim 1,
The middle layer is a transparent or translucent fingerprint sensor.
상기 돌출부는 평면 및 곡면 중 적어도 하나의 면을 포함하는 지문 센서.The method of claim 1,
The protrusion includes at least one of a flat surface and a curved surface.
상기 기판 상의 제 1 전극;
상기 제 1 전극 상의 압전층;
상기 압전층 상의 제 2 전극;
상기 제 2 전극 상의 중간층; 및
상기 중간층 상의 커버 기판을 포함하고,
상기 중간층은,
상기 중간층은 상기 제 2 전극 상에 배치되는 제 1 중간층; 및
상기 제 1 중간층 상의 제 2 중간층을 포함하고,
상기 제 1 중간층 및 상기 제 2 중간층 중 적어도 하나의 중간층은 복수 개의 돌출부를 포함하고,
상기 제 1 중간층은, 상기 제 1 중간층의 일면 및 타면 중 적어도 일면에 배치되는 복수 개의 제 1 돌출부들을 포함하고,
상기 제 2 중간층은, 상기 제 2 중간층의 일면 및 타면 중 적어도 일면에 배치되는 복수 개의 제 2 돌출부들을 포함하고,
상기 제 1 돌출부 및 상기 제 2 돌출부 중 적어도 하나의 돌출부의 높이는 50㎚ 내지 200㎚이고,
상기 제 1 돌출부들은 제 1 간격으로 이격하여 배치되고,
상기 제 2 돌출부들은 제 2 간격으로 이격하며 배치되고,
상기 제 1 간격 및 상기 제 2 간격 중 적어도 하나의 간격은 50㎚ 내지 200㎚이고,
상기 제 1 중간층, 상기 제 2 중간층, 상기 제 1 돌출부 및 상기 제 2 돌출부는 OCA(Optically Clear Adhesive), LOCA(Liquid-Optically Clear Adhesive) 또는 OCR(Optically Clear Resin)을 포함하는 지문 센서.Board;
a first electrode on the substrate;
a piezoelectric layer on the first electrode;
a second electrode on the piezoelectric layer;
an intermediate layer on the second electrode; and
a cover substrate on the intermediate layer;
The intermediate layer is
The intermediate layer may include a first intermediate layer disposed on the second electrode; and
a second intermediate layer on the first intermediate layer;
At least one intermediate layer of the first intermediate layer and the second intermediate layer includes a plurality of protrusions,
The first intermediate layer includes a plurality of first protrusions disposed on at least one surface of one surface and the other surface of the first intermediate layer,
The second intermediate layer includes a plurality of second protrusions disposed on at least one surface of one surface and the other surface of the second intermediate layer,
The height of at least one of the first protrusion and the second protrusion is 50 nm to 200 nm,
The first protrusions are spaced apart from each other at a first interval,
The second protrusions are spaced apart from each other at a second interval,
At least one of the first interval and the second interval is 50 nm to 200 nm,
The first intermediate layer, the second intermediate layer, the first protrusion and the second protrusion may include optically clear adhesive (OCA), liquid-optically clear adhesive (LOCA), or optically clear resin (OCR).
상기 제 1 돌출부 및 상기 제 2 돌출부는 서로 중첩되는 위치에 배치되는 지문 센서.8. The method of claim 7,
The first protrusion and the second protrusion are disposed at positions overlapping each other.
상기 제 1 돌출부 및 상기 제 2 돌출부는 서로 교대되는 위치에 배치되는 지문 센서.8. The method of claim 7,
The first protrusion and the second protrusion are disposed at positions alternate with each other.
상기 제 1 중간층과 상기 제 2 중간층의 음향 임피던스 값은 하기의 수식 2를 만족하는 지문 센서.
[수식 2]
제 2 중간층의 음향 임피던스 값 < 제 1 중간층의 음향 임피던스 값8. The method of claim 7,
The acoustic impedance values of the first intermediate layer and the second intermediate layer satisfy Equation 2 below.
[Formula 2]
The acoustic impedance value of the second intermediate layer < the acoustic impedance value of the first intermediate layer
상기 커버 기판, 상기 제 1 중간층, 상기 제 2 중간층 및 상기 압전층의 음향 임피던스 값은 하기의 수식 3을 만족하는 지문 센서.
[수식 3]
압전층의 음향 임피던스 값 < 제 2 중간층의 음향 임피던스 값 < 제 1 중간층의 음향 임피던스 값 < 커버 기판의 음향 임피던스 값8. The method of claim 7,
The acoustic impedance values of the cover substrate, the first intermediate layer, the second intermediate layer, and the piezoelectric layer satisfy Equation 3 below.
[Equation 3]
Acoustic impedance value of the piezoelectric layer < Acoustic impedance value of the second intermediate layer < Acoustic impedance value of the first intermediate layer < Acoustic impedance value of the cover substrate
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