DE10043954A1 - Chip card has integrated fingerprint sensor and integrated display device which can be provided by combined semiconductor component - Google Patents

Chip card has integrated fingerprint sensor and integrated display device which can be provided by combined semiconductor component

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Abstract

The chip card (10) has an integrated fingerprint sensor, for identification of the user and releasing access to stored information or permitting the chip function and an integrated display device (20), e.g. a liquid crystal display, for displaying the operating mode of the chip. An Independent claim for a semiconductor component acting as a combined optical display and fingerprint sensor device for a chip card is also included.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Chipkarte mit einem integrierten Display und ein dafür geeignetes Bauelement.The present invention relates to a chip card with a integrated display and a suitable component.

Es wurde bereits vorgeschlagen, eine Chipkarte mit einem da­ rin integrierten Fingerabdrucksensor auszustatten. Dieser Fingerabdrucksensor ist dafür vorgesehen, die Identität eines Benutzers der Chipkarte festzustellen und die in dem Chip ge­ speicherte Information oder die Funktion der in dem Chip in­ tegrierten Schaltung nur verfügbar zu machen, falls der Be­ nutzer anhand seines Fingerabdrucks als dazu berechtigte Per­ son erkannt wurde. Außerdem wurde vorgeschlagen, eine Chip­ karte mit einem integrierten Display zu versehen, auf dem ein Betriebsmodus des Chips angezeigt werden kann. Die aktuelle Entwicklung geht dahin, die Strukturfeinheit eines solchen Displays so weit zu verbessern, dass eine Bildwiedergabe mit hoher Auflösung, d. h. einer guten Wiedergabe von Details, möglich wird.It has already been suggested to have a smart card with one there rin integrated fingerprint sensor. This Fingerprint sensor is designed to identify one Determine the user of the chip card and the ge in the chip information stored or the function of the chip in to make the integrated circuit available only if the loading user based on his fingerprint as authorized per son was recognized. It also suggested a chip card with an integrated display on which a Operating mode of the chip can be displayed. The actual Development goes there, the structural delicacy of such To improve displays so far that an image reproduction with high resolution, d. H. a good reproduction of details, becomes possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine in der Hand­ habung verbesserte Chipkarte mit integriertem Fingerabdruck­ sensor anzugeben.The object of the present invention is one in hand improved chip card with integrated fingerprint specify sensor.

Diese Aufgabe wird mit der Chipkarte mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. mit einer Chipkarte mit einem Bauelement mit den Merkmalen des Anspruches 2 gelöst. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This task is carried out with the chip card with the characteristics of Claim 1 or with a chip card with a component solved with the features of claim 2. refinements result from the dependent claims.

Die Chipkarte mit integriertem Fingerabdrucksensor wird er­ findungsgemäß mit einer integrierten Anzeige, z. B. einem LCD-Display, versehen. Über diese Anzeige kann dem Benutzer der Karte beispielsweise eine Anweisung zur Benutzung mitge­ teilt werden. Die Verwendung der Karte mit integriertem Fin­ gerabdrucksensor zur Personenidentifizierung oder Personenve­ rifizierung kann dadurch vereinfacht werden. Es ist insbeson­ dere möglich, mittels des Displays dem Benutzer anzuzeigen, ob er von dem Fingerabdrucksensor richtig erkannt wurde. Au­ ßerdem kann z. B. angezeigt werden, welcher Finger zum Zweck der Identifizierung auf den Sensor aufgelegt werden muss. Ei­ ne erfindungsgemäße Integration eines für Chipkarten geeigne­ ten Displays in eine mit einem integrierten Fingerabdrucksen­ sor versehene Chipkarte bietet daher speziell für den bestim­ mungsgemäßen Gebrauch der Chipkarte mittels des integrierten Fingerabdrucksensors eine Reihe von Vorteilen, die wesentlich über das hinausgehen, was mit herkömmlichen Chipkarten mit integriertem Fingerabdrucksensor erreichbar ist.He becomes the chip card with an integrated fingerprint sensor according to the invention with an integrated display, for. B. one LCD display. The user can use this display the card, for example, instructions for use be shared. The use of the card with integrated fin Gerabdrucksensor for person identification or person ve  This can simplify certification. It is in particular which can be shown to the user by means of the display, whether it was recognized correctly by the fingerprint sensor. Au In addition, z. B. display which finger for the purpose identification must be placed on the sensor. egg ne integration of a suitable for chip cards ten displays in one with an integrated fingerprint sor-provided chip card therefore offers specially for the bestim Intended use of the chip card by means of the integrated Fingerprint sensor has a number of advantages that are essential go beyond what with traditional smart cards with integrated fingerprint sensor is accessible.

Erfindungsgemäß wird ferner ein Bauelement angegeben, das für die Integration in eine Chipkarte zur Bereitstellung einer optischen Anzeige und eines Fingerabdrucksensors besonders geeignet ist. Bei diesem Bauelement ist eine als Halbleiter­ bauelement ausgebildete Anzeigevorrichtung, z. B. eine LCD- Anzeige oder eine vergleichbare Anzeige niedrigen Stromver­ brauches, auf der Oberseite mit einer Struktur durchsichtiger Leiterflächen oder Leiterbahnen versehen, die entsprechend den Bildpunkten eines zu erfassenden Bildes angeordnet sind. Mit einer solchen strukturierten Leiterschicht lässt sich ein Fingerabdruck kapazitiv detektieren. Das geschieht, indem die Kapazitäten dieser elektrischen Leiter gegenüber einer Ober­ seite des Bauelementes bestimmt werden oder zumindest auftre­ tende Kapazitätsänderungen detektiert werden. Wird auf die Oberseite des Bauelementes eine Fingerbeere, d. h. die dem Fingernagel gegenüberliegende Seite einer Fingerkuppe, aufge­ legt, dann wird die Kapazität der Leiterflächen unterschied­ lich geändert, je nachdem, ob sich der Leiterfläche gegen­ überliegend eine Furche oder ein Steg der den Fingerabdruck bildenden Hautoberfläche befindet. Entsprechend den bei einem hochauflösenden Display sehr fein strukturierten Leiterbahnen der Anzeigevorrichtung werden die Leiterflächen und Leiter­ bahnen des biometrischen Sensors sehr fein strukturiert. Da­ her befinden sich die Abmessungen der Bildpunkte des Displays und des Sensors etwa in demselben Längenbereich. Es kann so auf einfache Weise ein Bauelement realisiert werden, das ei­ nerseits ein hohes Auflösungsvermögen der Bildwiedergabe bie­ tet und andererseits ein für eine Bilderfassung ebenfalls ausreichend hohes Auflösungsvermögen besitzt.According to the invention a component is also specified which for the integration into a chip card to provide a optical display and a fingerprint sensor especially suitable is. This component is a semiconductor Component trained display device, for. B. an LCD Display or a comparable display low current ver need, on the top with a structure more transparent Provide conductor surfaces or conductor tracks accordingly the pixels of an image to be captured are arranged. With such a structured conductor layer one can Capacitively detect your fingerprint. That happens by the Capacities of these electrical conductors compared to an upper side of the component can be determined or at least occurs changes in capacity are detected. Will on the Top of the device is a fingertip, d. H. the the Fingernail opposite side of a fingertip, open then the capacitance of the conductor surfaces is differentiated Lich changed, depending on whether the conductor surface against overlying a furrow or a web of the fingerprint forming skin surface. According to the one high-resolution display of very finely structured conductor tracks the conductor surfaces and conductors become the display device paths of the biometric sensor are very finely structured. because Here are the dimensions of the pixels of the display  and the sensor in approximately the same length range. It can be so a component can be easily realized, the egg on the other hand a high resolution of the image reproduction bie tet and on the other hand also for an image capture has a sufficiently high resolution.

Es folgt eine genauere Beschreibung von Beispielen der Chip­ karte und des Bauelementes anhand der Fig. 1 und 2. Die Fig. 1 zeigt eine typische Anordnung von Chip und Dis­ play auf der Chipkarte.There follows a more detailed description of examples of the chip card and the component with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows a typical arrangement of chip and dis play on the chip card.

Die Fig. 2 zeigt einen schematisierten Querschnitt durch ei­ ne erfindungsgemäße Struktur aus Display und Sensor. Fig. 2 shows a schematic cross section through egg ne inventive structure of the display and sensor.

Die Fig. 1 zeigt eine typische Ausgestaltung einer erfin­ dungsgemäßen Chipkarte 10. Auf dieser Chipkarte ist ein Feld vorgesehen, in dem eine Anzeigevorrichtung 20 integriert ist. Diese Anzeigevorrichtung kann ein an sich bekanntes Display, zum Beispiel ein LCD-Display, oder ein erfindungsgemäßes Bau­ element sein. In der schematischen Ansicht det Fig. 1 ist noch der in der Karte integrierte Chip 30 eingezeichnet. Die relative Lage der Anzeigevorrichtung 20 und des Chips 30 sind weitgehend beliebig. Das Gleiche gilt für eventuell vorhande­ ne Kontaktflächen oder Kontaktstreifen. Fig. 1 shows a typical configuration of a smart card 10 to the invention OF INVENTION. A field is provided on this chip card, in which a display device 20 is integrated. This display device can be a known display, for example an LCD display, or a construction element according to the invention. In the schematic view of FIG. 1, the chip 30 integrated in the card is also shown. The relative position of the display device 20 and the chip 30 are largely arbitrary. The same applies to any existing contact surfaces or contact strips.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt zur Erläuterung des Aufbaus eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bauelementes dargestellt. Auf einem Halbleiterkörper 1 oder einer auf ei­ nem Substrat aufgewachsenen Halbleiterschicht oder Halblei­ terschichtstruktur befindet sich eine Schicht 2 mit einer in Bildpunkte 7 unterteilten Struktur als Anzeigevorrichtung. An den Bildpunkten 7 befinden sind die einzelnen Anzeigeelemente des Displays, die so in einem zweidimensionalen Raster ange­ ordnet sind. Je nach der elektrischen Ansteuerung, deren an sich bekannte Bauelemente und Zuleitungen in dem in Fig. 2 dargestellten vereinfachten Querschnitt nicht eingezeichnet sind, erscheinen die Bildelemente heller oder dunkler. Die Bildpunkte werden so zu einer Darstellung des anzuzeigenden Bildes, z. B. eines Schriftzuges, zusammengesetzt. FIG. 2 shows a cross section to explain the structure of an exemplary embodiment of the component according to the invention. On a semiconductor body 1 or a semiconductor layer or semiconductor layer structure grown on a substrate, there is a layer 2 with a structure divided into pixels 7 as a display device. At the pixels 7 are the individual display elements of the display, which are arranged in a two-dimensional grid. Depending on the electrical control, the known components and leads of which are not shown in the simplified cross section shown in FIG. 2, the picture elements appear lighter or darker. The pixels thus become a representation of the image to be displayed, e.g. B. a lettering composed.

Über der Schicht 2 der Anzeigevorrichtung ist bei dem Bauele­ ment eine dielektrische und lichtdurchlässige Schicht 3 vor­ handen, auf der eine strukturierte Sensorschicht 4 aus einem ebenfalls lichtdurchlässigen, aber elektrisch leitenden Mate­ rial, z. B. aus ITO, aufgebracht ist. Diese Sensorschicht 4 ist in Leiterflächen und/oder Leiterbahnen 8 strukturiert, zwischen denen sich elektrisch isolierendes Material befin­ det. Darauf ist eine Deckschicht 5 aufgebracht, deren Ober­ seite 6 die Auflagefläche für eine Fingerbeere bildet.Above the layer 2 of the display device, a dielectric and translucent layer 3 is present in the component, on which a structured sensor layer 4 is made of a likewise translucent but electrically conductive material, e.g. B. from ITO, is applied. This sensor layer 4 is structured in conductor surfaces and / or conductor tracks 8 , between which there is electrically insulating material. Then a cover layer 5 is applied, the upper side 6 forms the contact surface for a finger pad.

Bei diesem Bauelement sind die Strukturfeinheiten der Anzei­ gevorrichtung und des biometrischen Sensors vergleichbar, so dass die Bildpunkte Abmessungen aufweisen, die in einem Verhältnis von mindestens ein Fünftel und höchstens fünf zu­ einander liegen. Die Abmessungen können übereinstimmen, so wie es in Fig. 2 als Beispiel dargestellt ist. Die Abmessun­ gen können aber auch verschieden sein, so dass z. B. ein Qua­ drat aus 5 × 5 Bildpunkten des biometrischen Sensors eine Fläche von 7 × 7 Bildpunkten der Anzeigevorrichtung einnimmt. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Bauelementes liegt aber darin, dass das Verhältnis dieser Abmessungen der Bildpunkte zumindest in der Nähe von 1 gewählt werden kann, so dass das technologisch erreichbare Auflösungsvermögen so­ wohl bei dem Display als auch bei dem Fingerabdrucksensor realisiert ist.In this component, the structural fineness of the display device and the biometric sensor are comparable, so that the pixels have dimensions that are in a ratio of at least one fifth and at most five to one another. The dimensions can correspond, as shown in FIG. 2 as an example. The dimensions can also be different, so that z. B. a square of 5 × 5 pixels of the biometric sensor occupies an area of 7 × 7 pixels of the display device. A particular advantage of the component according to the invention is, however, that the ratio of these dimensions of the pixels can be selected at least in the vicinity of 1, so that the technologically achievable resolution is achieved both in the display and in the fingerprint sensor.

Die Integration eines derartigen Bauelementes in eine Chip­ karte in dem in Fig. 1 bezeichneten Feld der Anzeigevorrich­ tung 20 hat den besonderen Vorteil, dass nicht mehr als ein weiteres Bauelement zusätzlich zu dem Chip 30 in den Karten­ körper eingefügt werden muss. Falls die Anzeigevorrichtung 20 ein herkömmliches Display ohne integrierten Fingerabdrucksen­ sor ist, muss der Fingerabdrucksensor an einer anderen Stelle des Chipkartenkörpers außerhalb des Bereichs der Anzeigevor­ richtung 20 plaziert werden. Die Herstellung gestaltet sich damit etwas aufwendiger.The integration of such a component in a chip card in the field designated in FIG. 1 of the display device 20 has the particular advantage that no more than one additional component has to be inserted in addition to the chip 30 into the card body. If the display device 20 is a conventional display without integrated fingerprint sensor, the fingerprint sensor must be placed at a different location on the chip card body outside the area of the display device 20 . The production is a bit more complex.

Das angegebene Bauelement kann auch so ausgestaltet sein, dass die von dem biometrischen Sensor eingenommene Fläche und die von dem Display eingenommene Fläche nicht vertikal über­ einander angeordnet sind. Eine seitlich zueinander versetzte Anordnung oder die Wahl einer unterschiedlichen Gesamtfläche der Bildpunkt der Anzeigevorrichtung und der Bildpunkte des Sensors ermöglicht es, einen Teil des Displays auch bei auf­ gelegter Fingerkuppe sichtbar zu halten. Das erfindungsgemäße Bauelement lässt sich daher an die jeweiligen Erfordernisse der Ausführungsform der Chipkarte anpassen. Zumindest die für die Ansteuerung des Displays und für die Auswertung der von dem Sensor detektierten Signale erforderliche Schaltung kann mit dem erfindungsgemäßen Bauelement in dem Halbleiterkörper integriert sein.The specified component can also be designed that the area occupied by the biometric sensor and the area occupied by the display is not vertically above are arranged one another. One offset to the side Arrangement or the choice of a different total area the pixel of the display device and the pixels of the Sensor enables a part of the display to also be on keep the fingertip visible. The invention The component can therefore be adapted to the respective requirements adapt to the embodiment of the chip card. At least for the control of the display and for the evaluation of circuit necessary for the signals detected by the sensor with the component according to the invention in the semiconductor body be integrated.

Claims (7)

1. Chipkarte mit integriertem Fingerabdrucksensor und inte­ grierter Anzeigevorrichtung.1. Chip card with integrated fingerprint sensor and inte grated display device. 2. Bauelement als optische Anzeige und zur Bilderfassung, bei dem eine in Bildpunkte unterteilte Anzeigevorrichtung als Halb­ leiterbauelement ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
über der Anzeigevorrichtung eine in Leiterflächen und/oder Leiterbahnen (8) strukturierte lichtdurchlässige Sensor­ schicht (4) vorhanden ist,
die Leiterflächen und/oder Leiterbahnen mit einer elektroni­ schen Schaltung verbunden sind, die eine jeweilige Kapazi­ tätsänderung einer Leiterfläche oder Leiterbahn gegenüber ei­ ner Oberseite (6) des Bauelements detektiert und auswertet, und
die Leiterflächen und/oder Leiterbahnen entsprechend einer Unterteilung der Oberseite (6) in Bildpunkte strukturiert sind.2. Component as an optical display and for image acquisition, in which a display device divided into pixels is designed as a semiconductor component, characterized in that
a translucent sensor layer ( 4 ) structured in conductor areas and / or conductor tracks ( 8 ) is present above the display device,
the conductor surfaces and / or conductor tracks are connected to an electronic circuit which detects and evaluates a respective change in capacitance of a conductor surface or conductor track relative to an upper side ( 6 ) of the component, and
the conductor surfaces and / or conductor tracks are structured according to a subdivision of the upper side ( 6 ) into pixels. 3. Bauelement nach Anspruch 2, bei dem die Abmessungen der Bildpunkte der Anzeigevorrichtung und der Bildpunkte der Leiterflächen und/oder Leiterbahnen in einem Verhältnis zueinander stehen, das mindestens ein Fünftel und höchstens fünf beträgt.3. Component according to claim 2, in which the dimensions of the pixels of the display device and the Pixels of the conductor surfaces and / or conductor tracks in one Stand in relation to each other that is at least a fifth and is at most five. 4. Bauelement nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die elektronische Schaltung zum Betrieb des Bauelementes als biometrischer Sensor vorgesehen ist.4. The component according to claim 2 or 3, in which the electronic circuit for operating the component as biometric sensor is provided. 5. Bauelement nach Anspruch 4, bei dem die Oberseite (6) des Bauelementes als Auflagefläche für eine Fingerbeere vorgesehen ist. 5. The component according to claim 4, wherein the upper side ( 6 ) of the component is provided as a contact surface for a fingertip. 6. Bauelement nach Anspruch 5, bei dem die elektronische Schaltung dafür eingerichtet ist, Minutien eines Fingerabdrucks zu erkennen und mit einer abgespeicher­ ten Referenz zu vergleichen.6. The component according to claim 5, in which the electronic circuit is set up for minutiae to recognize a fingerprint and with a stored to compare the reference. 7. Chipkarte mit einem Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.7. Chip card with a component according to one of claims 1 until 6.
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