JP2004233256A - Fingerprint reading sensor - Google Patents

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JP2004233256A
JP2004233256A JP2003024082A JP2003024082A JP2004233256A JP 2004233256 A JP2004233256 A JP 2004233256A JP 2003024082 A JP2003024082 A JP 2003024082A JP 2003024082 A JP2003024082 A JP 2003024082A JP 2004233256 A JP2004233256 A JP 2004233256A
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transparent substrate
fingerprint
fingerprint reading
image display
finger
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Hiroshi Kanemoto
啓 金本
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fingerprint reading sensor for preventing influence to a display by the press of fingers. <P>SOLUTION: The fingerprint reading sensor comprises an image display section 40 for displaying characters or images; first and second transparent substrates 61, 62 for transmitting light having a specific wavelength; fingerprint detection circuits 71, 72 that are circuits formed between the second surface of the first transparent substrate 61 and the first surface of the second transparent substrate 62 and read fingerprints when fingers come into contact with the second surface of the second transparent substrate 62; and a spacer 63 for retaining the image display section 40 and the first transparent substrate 61 in a specific interval so that the display screen of the image display section 40 opposes the first screen of the first transparent substrate 61. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指紋を読み取るための指紋読取センサに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、指紋を読み取るための指紋読取センサ又は指紋読み取り装置が用いられている。このような指紋読取センサ又は指紋読み取り装置においては、近年、省スペース化が求められてきている。
上記のような省スペース化の要請に応えるものとして、液晶パネルと指紋読み取りセンサ又は指紋読み取り装置を一体としたものが知られている(例えば、特許文献1〜2参照)。
【0003】
特許文献1には、液晶パネル上に設けられた静電容量式の指紋読み取りセンサと、その駆動回路とを具備し、前記指紋読み取りセンサは、所定の位置に配置された検出電極と、該検出電極のそれぞれに接続されたアクティブ素子と、表面に設けられた保護膜とを有することを特徴とする指紋読み取り装置が掲載されている。しかしながら、特許文献1に掲載された指紋読み取り装置は、液晶パネルの表示領域上に指紋読み取りセンサを配置したものではない。
【0004】
また、特許文献2には、アクティブマトリクス液晶セルと、このアクティブマトリクス液晶セルの裏面側から光を照射する照明手段と、アクティブマトリクス液晶セルの表面側に設けられて裏面側からの光を透過するが表面側からの光を一端面に出射する導光板と、この導光板の一端面側にあって当該一端面から出射する光を受光する受光手段と、導光板上に当接した指紋に対してアクティブマトリクス液晶セルを介して照明手段からの光を位置決め照射すると共に指紋からの反射光を受光手段により位置決め受光して当該指紋の画像を取得する駆動回路とを具備することを特徴とする指紋読み取り装置が掲載されている。しかしながら、特許文献2に掲載された指紋読み取り装置においては、指紋を読み取る際に、指の押圧力が指紋読み取り装置を介して液晶パネルにかかってしまうおそれがある。指の押圧力が液晶パネルにかかってしまった場合には、液晶パネルに一時的な異常が発生したり、液晶パネルの破壊が生ずることがあり得る。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−52148号公報(第1頁、図2)
【特許文献2】
特開2001−52151号公報(第1頁、図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、省スペース化を図りながら、指の押圧力のディスプレイへの影響を防止することができる指紋読取センサを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明に係る指紋読取センサは、指紋を読み取るためのセンサであって、文字又は画像を表示するための表示パネルと、表示パネルとの間に所定の間隔を保つように配置され、それぞれ第1及び第2の面を有し、所定の波長の光を透過する第1及び第2の基板と、第1の基板の第2の面と第2の基板の第1の面との間にマトリクス状に形成された複数の回路であって、第2の基板の第2の面に指が当接したときに、各々の回路が指との間で発生する静電容量を検出する複数の回路とを具備する。
【0008】
ここで、表示パネルの表示面と第1の基板の第1の面とが対向するように、表示パネル及び第1の基板を所定の間隔で保持する保持手段を更に具備することとしても良い。
【0009】
上記のように構成した本発明によれば、省スペース化を図りながら、指の押圧力のディスプレイへの影響を防止することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る指紋読取センサを用いた携帯電話装置の概要を示す図である。図1に示すように、携帯電話装置1は、筐体2と、アンテナ3と、受信部4と、送信部5と、ベースバンド処理部6と、音声処理部7と、スピーカ8と、マイク9と、本発明の一実施形態としての指紋読取及び画像表示装置10と、指紋読取信号処理部11と、LCDドライバ12と、スイッチ21〜32とを具備する。
【0011】
受信部4は、アンテナ3を介して携帯電話用周波数帯の電波を受信し、信号に変換する。受信部4から出力された信号は、ベースバンド処理部6に入力される。
ベースバンド処理部6は、受信した信号にベースバンド処理を施し、音声データを音声処理部7に出力し、画像データ、文字データ、制御データ等をCPU11に出力する。また、ベースバンド処理部6は、音声処理部7から音声データを、CPU11から文字データ、制御データ等を受け取り、携帯電話用周波数帯の信号に変換して送信部5に出力する。
【0012】
送信部5は、ベースバンド処理部6から受信した信号を変換し、アンテナ3を介して携帯電話用周波数帯の電波を送信する。
音声処理部7は、ベースバンド処理部6から受け取った音声データを音声信号に変換してスピーカ8を駆動し、スピーカ8が音声を出力する。また、音声処理部7は、マイク9から受け取った音声信号を音声データに変換し、ベースバンド処理部6に出力する。
【0013】
LCDドライバ12は、CPUから受け取った画像信号に基づいて、指紋読取及び画像表示装置10に画像を表示させる。
指紋読取及び画像表示装置10は、LCDドライバ12から受け取った信号に基づいて画像を表示し、また、ユーザの指紋を読み取って得られた信号を出力する。この信号は、指紋読取信号処理部11に入力されて所定の信号処理を施された後、CPU13に入力される。
【0014】
CPU13は、スイッチ21〜32から受け取った指示信号等に応じて、ベースバンド処理部6及び音声処理部7を制御する。また、CPU13は、ベースバンド処理部6から画像データ、文字データ等を受け取ってLCDドライバ12に出力し、指紋読取及び画像表示装置10に画像、文字等を表示させる。さらに、CPU13は、ユーザの指紋を読み取って得られた信号に基づいて、ユーザの指紋の認識処理等を行う。
【0015】
図2は、携帯電話装置1の外観を示す図である。図2に示すように、筐体2の図中上方の側面には、アンテナ3が取り付けられている。また、筐体2の図中上方には、スピーカ8が配置されており、スピーカ8の図中下方には、指紋読取及び画像表示装置10が配置されている。さらに、指紋読取及び画像表示装置10の図中下方には、スイッチ21〜32が配列され、その図中下方には、マイク9が配置されている。スイッチ21〜30の表面には、「1」〜「0」がそれぞれ印字され、スイッチ31の表面には、「*」が印字され、スイッチ32の表面には、「#」が印字されている。
【0016】
図3は、図2中のII−II’線における、指紋読取及び画像表示装置10の断面図である。図3に示すように、指紋読取及び画像表示装置10は、画像表示部40と、第1の透明基板61と、第2の透明基板62と、スペーサ63とを具備する。
画像表示部40は、透過型液晶ディスプレイであり、発光部41と、第1の偏光板42と、第3の透明基板43と、第1の配向膜44と、第4の透明基板45と、スペーサ46と、共通透明電極47と、第2の配向膜48と、第2の偏光板49とを具備する。
【0017】
第1の偏光板42の図3中の上面には、第3の透明基板43が形成されている。第3の透明基板43の図3中の上方には、スペーサ46の一端が固着されており、スペーサ46の他端には、第4の透明基板45が固着されている。また、スペーサ46の内側であって第3の透明基板43の図3中の上面には、複数のトランジスタ51及び透明電極52がマトリクス状に形成されている。第3の透明基板43並びに複数のトランジスタ51及び透明電極52上には、第1の配向膜44が形成されている。
スペーサ46の内側であって第3の透明基板45の図3中の下面には、共通透明電極47が形成されており、共通透明電極47の図3中の下面には、第2の配向膜48が形成されている。
【0018】
スペーサ46、第1の配向膜44、及び、第2の配向膜48によって形成される空間には、液晶50が封入されている。
発光部41は、所定の波長の光を図3中の上方に出射し、発光部41から出射された光は、第1の偏光板42を透過することによって偏光となり、第3の透明基板43及び第1の配向膜44を透過する。
【0019】
トランジスタ51がオンのとき、トランジスタ51に接続された透明電極52と共通透明電極47との間に電位差が生じるため、透明電極52と共通透明電極47との間に位置する液晶分子が図3中の垂直方向に整列され、第1の配向膜44を透過した偏光は液晶50を透過して第2の配向膜48に到達する。一方、トランジスタ51がオフのとき、トランジスタ51に接続された透明電極52と共通透明電極47との間に電位差が生じないため、透明電極52と共通透明電極47との間に位置する液晶分子が整列されない。従って、透明基板43を透過した偏光は、液晶50を透過せず、第2の配向膜48に到達しない。
【0020】
液晶50を透過した偏光は、第2の配向膜48、共通透明電極47、第4の透明基板45、及び、第2の偏光板49を透過する。
従って、複数のトランジスタ51の内の所定のトランジスタのみをオンにし、オンになっているトランジスタに接続された透明電極52の部分のみ偏光を透過させることにより、文字又は画像を表示させることができる。
【0021】
図4は、図3の第1及び第2の透明基板61、62の内の領域65の部分を拡大した図である。第1の透明基板61と第2の透明基板62の間には、複数の指紋検出回路がマトリクス状に形成されている。図4においては、マトリクス状に形成された複数の指紋検出回路の内の2個の指紋検出回路71、72を示している。
【0022】
図5は、図4の指紋検出回路71を示す図である。図5に示すように、指紋検出回路71は、トランジスタQ1と、配線81、83と、電極82と、遮光膜67とを具備する。
第1の透明基板61の図5中の上面には、ゲート91が形成されており、第1の透明基板61及びゲート91の図5中の上面には、第1の絶縁膜92が形成されている。第1の絶縁膜92の内のゲート91の上方に相当する部分は、図5中の上方向に凸状となっている。第1の絶縁膜92の内の凸状部分を覆うように、アモルファス層93が形成されている。
第1の絶縁膜92の図5中の上面であって第1の絶縁膜92の内の凸状部分の右方には、電極82が形成されている。電極82は、ITO(Indium Tin Oxide)等によって構成することができる。
【0023】
アモルファス層93の図5中の上面中央部には、第2の絶縁膜(エッチング保護膜)94が形成されている。
第2の絶縁膜94の図5中の左端部の上面〜アモルファス層93の左端部の上面には、ソース95が形成されており、第2の絶縁膜94の図5中の右端部の上面〜アモルファス層93の右端部の上面には、ドレイン96が形成されている。
これらのゲート91、第1の絶縁膜92、アモルファス層93、第2の絶縁膜94、ソース95、及び、ドレイン96が、トランジスタQ1を構成する。
【0024】
ソース95の図5中の上面〜第1の絶縁膜92の上面には、ソース95に電荷を供給するための配線81が形成されており、ドレイン96の図5中の上面〜電極82の左端部の上面には、配線83が形成されている。
第1の絶縁膜92、配線81、第2の絶縁膜94、配線83、及び、電極82の図5中の上面には、第5の透明基板66が形成されている。第5の透明基板66の図5中の上面であって、トランジスタQ1の上方には、遮光膜67が形成されている。遮光膜67は、クロム等によって構成することができる。
【0025】
第5の透明基板66及び遮光膜67の図5中の上面には、第6の透明基板68が形成されている。第5の透明基板66及び第6の透明基板68が、第2の透明基板62を構成する。なお、第5の透明基板66及び第6の透明基板68は、DLC(Diamond Like Carbon)によってそれぞれ構成することができる。
電極82は、第2の透明電極62の図5中の上面に指が当接したときに(図3、図4参照)、指とキャパシタを構成する。
なお、指紋検出回路72の回路構成も、図5に示す指紋検出回路71の回路構成と同様である。
【0026】
再び図4を参照すると、第2の透明基板62の図4中の上面の内の指紋検出回路71の上部に相当する部分には、指64の谷部が位置しており、第2の透明基板62の図4中の上面の内の指紋検出回路72の上部に相当する部分には、指64の山部が位置している。そのため、指紋検出回路71内の電極82と指64との間の距離は、指紋検出回路72内の電極82と指64との間の距離より長くなっている。従って、指紋検出回路72内の電極82と指64によって構成されるキャパシタの静電容量は、指紋検出回路72内の電極82と指64によって構成されるキャパシタの静電容量と異なる。
【0027】
再び図1を参照すると、指紋読取信号処理部11は、指紋読取及び画像表示装置10内の複数の指紋検出回路に定電流を供給する。各指紋検出回路内の電極82の電位は、各指紋検出回路と指64によって構成されるキャパシタの静電容量によって定まる。指紋読取信号処理部11は、各指紋検出回路内の電極82の電位を検出することにより、指64の凹凸、すなわち指紋を読み取ることができる。
【0028】
再び図3を参照すると、ユーザが指64を第2の透明基板62の図3中の上面に押し当てたときに、指64の押圧力により、第1の透明基板61及び第2の透明基板62が図3中の下方向に撓むことが生じ得る。しかしながら、第1の透明基板61及び第2の透明基板62が図3中の下方向に撓んだ場合であっても、第1の透明基板61が画像表示部40に接触することはない。
このように、指紋読取及び画像表示装置10によれば、指64の押圧力による画像表示部40への影響を防止することができる。
【0029】
次に、本発明の第2の実施形態に係る指紋読取センサについて説明する。図6は、本発明の第2の実施形態としての指紋読取及び画像表示装置110を示す図である。図6に示すように、指紋読取及び画像表示装置110は、画像表示部140と、第7の透明基板161と、第8の透明基板162と、スペーサ163とを具備する。第7の透明基板161と第8の透明基板162の間には、複数の指紋検出回路がマトリクス状に形成されている。
画像表示部140は、透過型液晶ディスプレイであり、発光部41と、第1の偏光板42と、第9の透明基板143と、第1の配向膜44と、第4の透明基板45と、スペーサ46と、共通透明電極47と、第2の配向膜48と、第2の偏光板49とを具備する。スペーサ46の内側であって第9の透明基板143の図6中の上面には、複数のトランジスタ51及び透明電極52がマトリクス状に形成されている。スペーサ46、第1の配向膜44、及び、第2の配向膜48によって形成される空間には、液晶50が封入されている。
【0030】
指紋読取及び画像表示装置110においては、先に説明した指紋読取及び画像表示装置10と比して、第7の透明基板161の図6中の水平方向の長さ、第8の透明基板162の図6中の水平方向の長さ、第9の透明基板143の図6中の水平方向の長さ、及び、スペーサ163の図6中の垂直方向の長さが、第1の透明基板61の図3中の水平方向の長さ、第2の透明基板62の図3中の水平方向の長さ、第3の透明基板43の図3中の水平方向の長さ、及び、スペーサ63の図3中の垂直方向の長さよりもそれぞれ長くなっている。
そして、第9の透明基板143の上面端部に、スペーサ163の一端が固着されており、スペーサ163の他端に、第7の透明基板161が固着されている。
【0031】
図6に示すように、ユーザが指64を第8の透明基板162の図6中の上面に押し当てたときに、指64の押圧力により、第7の透明基板161及び第8の透明基板162が図6中の下方向に撓むことが生じ得る。しかしながら、第7の透明基板161及び第8の透明基板162が図6中の下方向に撓んだ場合であっても、第7の透明基板161が画像表示部140に接触することはない。
このように、指紋読取及び画像表示装置110によれば、指64の押圧力による画像表示部140への影響を防止することができる。
【0032】
なお、第1及び第2の実施形態においては、画像表示部40、140として透過型液晶ディスプレイを用いているが、反射型液晶ディスプレイ、有機EL(エレクトロルミネセンス)ディスプレイ、プラズマディスプレイ等を用いることとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る指紋読取センサを用いた携帯電話装置の図。
【図2】図1の携帯電話装置の外観を示す図。
【図3】図2中のII−II’線での断面図。
【図4】図3中の領域65の拡大図。
【図5】図4の指紋検出回路71を示す図。
【図6】本発明の第2の実施形態に係る指紋読取センサを示す図。
【符号の説明】
1 携帯電話装置、2 筐体、3 アンテナ、4 受信部、5 送信部、6 ベースバンド処理部、7 音声処理部、8 スピーカ、9 マイク、10、110 指紋読取及び画像表示装置、11 指紋読取信号処理部、12 LCDドライバ、13 CPU、21〜32 スイッチ、40、140 画像表示部、41発光部、42、49 偏光板、43、45、61、62、66、68、143、161、162 透明基板、44、48 配向膜、46、63、163 スペーサ、47 共通透明電極、50 液晶、64 指、67 遮光膜、71、72指紋検出回路、81、83 配線、82 電極、91 ゲート、92、94 絶縁膜、93 アモルファス層、95 ソース、96 ドレイン、Q1 トランジスタ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fingerprint reading sensor for reading a fingerprint.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a fingerprint reading sensor or a fingerprint reading device for reading a fingerprint has been used. In recent years, in such a fingerprint reading sensor or a fingerprint reading device, space saving has been required.
As a device that meets the demand for space saving as described above, a device in which a liquid crystal panel and a fingerprint reading sensor or a fingerprint reading device are integrated is known (for example, see Patent Documents 1 and 2).
[0003]
Patent Document 1 includes a capacitance type fingerprint reading sensor provided on a liquid crystal panel and a driving circuit thereof, wherein the fingerprint reading sensor includes a detection electrode disposed at a predetermined position, A fingerprint reader having an active element connected to each of the electrodes and a protective film provided on the surface is described. However, the fingerprint reader disclosed in Patent Literature 1 does not dispose a fingerprint reading sensor on a display area of a liquid crystal panel.
[0004]
Patent Document 2 discloses an active matrix liquid crystal cell, an illuminating unit for irradiating light from the back side of the active matrix liquid crystal cell, and a light source provided on the front side of the active matrix liquid crystal cell and transmitting light from the back side. Is a light guide plate that emits light from the front side to one end face, light receiving means that is on one end side of the light guide plate and receives light emitted from the one end face, and a fingerprint that contacts the light guide plate. And a drive circuit for positioning and irradiating light from the illuminating means via the active matrix liquid crystal cell and positioning and receiving reflected light from the fingerprint by the light receiving means to obtain an image of the fingerprint. Readers are listed. However, in the fingerprint reader disclosed in Patent Document 2, when reading a fingerprint, there is a possibility that a pressing force of a finger may be applied to the liquid crystal panel via the fingerprint reader. When the finger pressing force is applied to the liquid crystal panel, a temporary abnormality may occur in the liquid crystal panel or the liquid crystal panel may be broken.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-52148 A (page 1, FIG. 2)
[Patent Document 2]
JP 2001-52151 A (page 1, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above, an object of the present invention is to provide a fingerprint reading sensor capable of preventing the influence of a finger pressing force on a display while saving space.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a fingerprint reading sensor according to the present invention is a sensor for reading a fingerprint, and maintains a predetermined interval between a display panel for displaying characters or images and the display panel. And first and second substrates having first and second surfaces, respectively, and transmitting light of a predetermined wavelength, a second surface of the first substrate, and a second substrate of the second substrate. A plurality of circuits formed in a matrix between the first surface and the first surface, wherein each of the circuits is generated between the second surface of the second substrate and the finger when the finger contacts the second surface of the second substrate. A plurality of circuits for detecting capacitance.
[0008]
Here, the display device may further include holding means for holding the display panel and the first substrate at a predetermined interval so that the display surface of the display panel and the first surface of the first substrate face each other.
[0009]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention comprised as mentioned above, the influence of the pressing force of a finger on a display can be prevented, saving space.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a mobile phone device using a fingerprint reading sensor according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the mobile phone device 1 includes a housing 2, an antenna 3, a receiving unit 4, a transmitting unit 5, a baseband processing unit 6, an audio processing unit 7, a speaker 8, and a microphone. 9, a fingerprint reading and image display device 10 as one embodiment of the present invention, a fingerprint reading signal processing unit 11, an LCD driver 12, and switches 21 to 32.
[0011]
The receiving unit 4 receives radio waves in the mobile phone frequency band via the antenna 3 and converts them into signals. The signal output from the receiving unit 4 is input to the baseband processing unit 6.
The baseband processing unit 6 performs baseband processing on the received signal, outputs audio data to the audio processing unit 7, and outputs image data, character data, control data, and the like to the CPU 11. Further, the baseband processing unit 6 receives voice data from the voice processing unit 7, character data, control data, and the like from the CPU 11, converts the voice data into a signal in a mobile phone frequency band, and outputs the signal to the transmitting unit 5.
[0012]
The transmitting unit 5 converts a signal received from the baseband processing unit 6 and transmits a radio wave of a mobile phone frequency band via the antenna 3.
The audio processing unit 7 converts the audio data received from the baseband processing unit 6 into an audio signal, drives the speaker 8, and the speaker 8 outputs audio. The audio processing unit 7 converts the audio signal received from the microphone 9 into audio data and outputs the audio data to the baseband processing unit 6.
[0013]
The LCD driver 12 causes the fingerprint reading and image display device 10 to display an image based on the image signal received from the CPU.
The fingerprint reading and image display device 10 displays an image based on the signal received from the LCD driver 12, and outputs a signal obtained by reading the fingerprint of the user. This signal is input to the fingerprint reading signal processing unit 11 and subjected to predetermined signal processing, and then input to the CPU 13.
[0014]
The CPU 13 controls the baseband processing unit 6 and the audio processing unit 7 according to an instruction signal and the like received from the switches 21 to 32. Further, the CPU 13 receives image data, character data, and the like from the baseband processing unit 6, outputs the data to the LCD driver 12, and causes the fingerprint reading and image display device 10 to display images, characters, and the like. Further, the CPU 13 performs a process of recognizing the fingerprint of the user based on a signal obtained by reading the fingerprint of the user.
[0015]
FIG. 2 is a diagram illustrating an appearance of the mobile phone device 1. As shown in FIG. 2, an antenna 3 is attached to an upper side surface of the housing 2 in the figure. A speaker 8 is disposed above the housing 2 in the figure, and a fingerprint reading and image display device 10 is disposed below the speaker 8 in the figure. Further, switches 21 to 32 are arranged below the fingerprint reading and image display device 10 in the figure, and a microphone 9 is arranged below the figure. "1" to "0" are printed on the surfaces of the switches 21 to 30, respectively, "*" is printed on the surface of the switch 31, and "#" is printed on the surface of the switch 32. .
[0016]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the fingerprint reading and image display device 10 taken along line II-II ′ in FIG. As shown in FIG. 3, the fingerprint reading and image display device 10 includes an image display unit 40, a first transparent substrate 61, a second transparent substrate 62, and a spacer 63.
The image display unit 40 is a transmissive liquid crystal display, and includes a light emitting unit 41, a first polarizing plate 42, a third transparent substrate 43, a first alignment film 44, a fourth transparent substrate 45, It includes a spacer 46, a common transparent electrode 47, a second alignment film 48, and a second polarizing plate 49.
[0017]
On the upper surface of the first polarizing plate 42 in FIG. 3, a third transparent substrate 43 is formed. One end of a spacer 46 is fixed above the third transparent substrate 43 in FIG. 3, and a fourth transparent substrate 45 is fixed to the other end of the spacer 46. A plurality of transistors 51 and transparent electrodes 52 are formed in a matrix on the upper surface in FIG. 3 of the third transparent substrate 43 inside the spacer 46. On the third transparent substrate 43 and the plurality of transistors 51 and the transparent electrodes 52, a first alignment film 44 is formed.
A common transparent electrode 47 is formed inside the spacer 46 and on the lower surface of the third transparent substrate 45 in FIG. 3, and a second alignment film is formed on the lower surface of the common transparent electrode 47 in FIG. 48 are formed.
[0018]
A liquid crystal 50 is sealed in a space formed by the spacer 46, the first alignment film 44, and the second alignment film 48.
The light emitting unit 41 emits light of a predetermined wavelength upward in FIG. 3, and the light emitted from the light emitting unit 41 becomes polarized by transmitting through the first polarizing plate 42, and becomes a third transparent substrate 43. And the first alignment film 44.
[0019]
When the transistor 51 is turned on, a potential difference is generated between the transparent electrode 52 connected to the transistor 51 and the common transparent electrode 47, so that the liquid crystal molecules located between the transparent electrode 52 and the common transparent electrode 47 are shown in FIG. The polarized light transmitted through the first alignment film 44 passes through the liquid crystal 50 and reaches the second alignment film 48. On the other hand, when the transistor 51 is off, a potential difference does not occur between the transparent electrode 52 connected to the transistor 51 and the common transparent electrode 47, so that the liquid crystal molecules located between the transparent electrode 52 and the common transparent electrode 47 Not aligned. Therefore, the polarized light transmitted through the transparent substrate 43 does not pass through the liquid crystal 50 and does not reach the second alignment film 48.
[0020]
The polarized light transmitted through the liquid crystal 50 is transmitted through the second alignment film 48, the common transparent electrode 47, the fourth transparent substrate 45, and the second polarizing plate 49.
Therefore, only a predetermined transistor among the plurality of transistors 51 is turned on, and only the portion of the transparent electrode 52 connected to the turned-on transistor transmits polarized light, whereby a character or an image can be displayed.
[0021]
FIG. 4 is an enlarged view of a region 65 in the first and second transparent substrates 61 and 62 of FIG. A plurality of fingerprint detection circuits are formed between the first transparent substrate 61 and the second transparent substrate 62 in a matrix. FIG. 4 shows two fingerprint detection circuits 71 and 72 among a plurality of fingerprint detection circuits formed in a matrix.
[0022]
FIG. 5 is a diagram showing the fingerprint detection circuit 71 of FIG. As shown in FIG. 5, the fingerprint detection circuit 71 includes a transistor Q1, wirings 81 and 83, an electrode 82, and a light-shielding film 67.
A gate 91 is formed on the upper surface of the first transparent substrate 61 in FIG. 5, and a first insulating film 92 is formed on the upper surface of the first transparent substrate 61 and the gate 91 in FIG. ing. The portion of the first insulating film 92 corresponding to the portion above the gate 91 is convex in the upward direction in FIG. An amorphous layer 93 is formed so as to cover a protruding portion in the first insulating film 92.
An electrode 82 is formed on the upper surface of the first insulating film 92 in FIG. 5 and to the right of the protruding portion in the first insulating film 92. The electrode 82 can be made of ITO (Indium Tin Oxide) or the like.
[0023]
A second insulating film (etching protection film) 94 is formed at the center of the upper surface of the amorphous layer 93 in FIG.
A source 95 is formed on the upper surface of the left end of the second insulating film 94 in FIG. 5 to the upper surface of the left end of the amorphous layer 93, and the upper surface of the right end of the second insulating film 94 in FIG. A drain 96 is formed on the upper surface of the right end of the amorphous layer 93.
The gate 91, the first insulating film 92, the amorphous layer 93, the second insulating film 94, the source 95, and the drain 96 constitute the transistor Q1.
[0024]
A wiring 81 for supplying a charge to the source 95 is formed on the upper surface of the source 95 in FIG. 5 to the upper surface of the first insulating film 92, and the upper surface of the drain 96 in FIG. The wiring 83 is formed on the upper surface of the portion.
A fifth transparent substrate 66 is formed on upper surfaces of the first insulating film 92, the wiring 81, the second insulating film 94, the wiring 83, and the electrode 82 in FIG. A light-shielding film 67 is formed on the upper surface of the fifth transparent substrate 66 in FIG. 5 and above the transistor Q1. The light-shielding film 67 can be made of chromium or the like.
[0025]
A sixth transparent substrate 68 is formed on the upper surface of the fifth transparent substrate 66 and the light shielding film 67 in FIG. The fifth transparent substrate 66 and the sixth transparent substrate 68 constitute the second transparent substrate 62. Note that the fifth transparent substrate 66 and the sixth transparent substrate 68 can each be constituted by DLC (Diamond Like Carbon).
The electrode 82 forms a capacitor with the finger when the finger contacts the upper surface of the second transparent electrode 62 in FIG. 5 (see FIGS. 3 and 4).
The circuit configuration of the fingerprint detection circuit 72 is the same as the circuit configuration of the fingerprint detection circuit 71 shown in FIG.
[0026]
Referring again to FIG. 4, a valley of a finger 64 is located at a portion corresponding to an upper part of the fingerprint detection circuit 71 on the upper surface of the second transparent substrate 62 in FIG. The crest of the finger 64 is located in a portion corresponding to the upper part of the fingerprint detection circuit 72 in the upper surface of the substrate 62 in FIG. Therefore, the distance between the electrode 82 in the fingerprint detection circuit 71 and the finger 64 is longer than the distance between the electrode 82 and the finger 64 in the fingerprint detection circuit 72. Therefore, the capacitance of the capacitor formed by the electrode 82 and the finger 64 in the fingerprint detection circuit 72 is different from the capacitance of the capacitor formed by the electrode 82 and the finger 64 in the fingerprint detection circuit 72.
[0027]
Referring to FIG. 1 again, the fingerprint reading signal processing unit 11 supplies a constant current to a plurality of fingerprint detection circuits in the fingerprint reading and image display device 10. The potential of the electrode 82 in each fingerprint detection circuit is determined by the capacitance of a capacitor formed by each fingerprint detection circuit and the finger 64. The fingerprint reading signal processing unit 11 can read the unevenness of the finger 64, that is, the fingerprint, by detecting the potential of the electrode 82 in each fingerprint detection circuit.
[0028]
Referring again to FIG. 3, when the user presses the finger 64 against the upper surface of the second transparent substrate 62 in FIG. 3, the pressing force of the finger 64 causes the first transparent substrate 61 and the second transparent substrate It may occur that the flexure 62 is bent downward in FIG. However, even when the first transparent substrate 61 and the second transparent substrate 62 are bent downward in FIG. 3, the first transparent substrate 61 does not contact the image display unit 40.
As described above, according to the fingerprint reading and image display device 10, it is possible to prevent the pressing force of the finger 64 from affecting the image display unit 40.
[0029]
Next, a fingerprint reading sensor according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating a fingerprint reading and image display device 110 according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the fingerprint reading and image display device 110 includes an image display unit 140, a seventh transparent substrate 161, an eighth transparent substrate 162, and a spacer 163. A plurality of fingerprint detection circuits are formed in a matrix between the seventh transparent substrate 161 and the eighth transparent substrate 162.
The image display unit 140 is a transmissive liquid crystal display, and includes a light emitting unit 41, a first polarizing plate 42, a ninth transparent substrate 143, a first alignment film 44, a fourth transparent substrate 45, It includes a spacer 46, a common transparent electrode 47, a second alignment film 48, and a second polarizing plate 49. A plurality of transistors 51 and transparent electrodes 52 are formed in a matrix on the upper surface of the ninth transparent substrate 143 in FIG. 6 inside the spacer 46. A liquid crystal 50 is sealed in a space formed by the spacer 46, the first alignment film 44, and the second alignment film 48.
[0030]
In the fingerprint reading and image display device 110, the horizontal length of the seventh transparent substrate 161 in FIG. The horizontal length in FIG. 6, the horizontal length of the ninth transparent substrate 143 in FIG. 6, and the vertical length of the spacer 163 in FIG. The horizontal length in FIG. 3, the horizontal length of the second transparent substrate 62 in FIG. 3, the horizontal length of the third transparent substrate 43 in FIG. 3, and the spacer 63 3 is longer than the length in the vertical direction.
One end of a spacer 163 is fixed to the upper end of the ninth transparent substrate 143, and the seventh transparent substrate 161 is fixed to the other end of the spacer 163.
[0031]
As shown in FIG. 6, when the user presses the finger 64 against the upper surface of the eighth transparent substrate 162 in FIG. 6, the pressing force of the finger 64 causes the seventh transparent substrate 161 and the eighth transparent substrate 161 to move. 162 may flex downward in FIG. However, even when the seventh transparent substrate 161 and the eighth transparent substrate 162 are bent downward in FIG. 6, the seventh transparent substrate 161 does not come into contact with the image display unit 140.
As described above, according to the fingerprint reading and image display device 110, it is possible to prevent the pressing force of the finger 64 from affecting the image display unit 140.
[0032]
In the first and second embodiments, a transmissive liquid crystal display is used as the image display units 40 and 140. However, a reflective liquid crystal display, an organic EL (electroluminescence) display, a plasma display, or the like is used. It is good.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram of a mobile phone device using a fingerprint reading sensor according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing an appearance of the mobile phone device of FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line II-II ′ in FIG. 2;
FIG. 4 is an enlarged view of a region 65 in FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram showing a fingerprint detection circuit 71 of FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram showing a fingerprint reading sensor according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cellular phone apparatus, 2 housings, 3 antennas, 4 receiving units, 5 transmitting units, 6 baseband processing units, 7 audio processing units, 8 speakers, 9 microphones, 10 and 110 fingerprint reading and image display devices, 11 fingerprint reading Signal processing unit, 12 LCD driver, 13 CPU, 21 to 32 switch, 40, 140 Image display unit, 41 light emitting unit, 42, 49 Polarizing plate, 43, 45, 61, 62, 66, 68, 143, 161, 162 Transparent substrate, 44, 48 alignment film, 46, 63, 163 spacer, 47 common transparent electrode, 50 liquid crystal, 64 fingers, 67 light shielding film, 71, 72 fingerprint detection circuit, 81, 83 wiring, 82 electrode, 91 gate, 92 , 94 insulating film, 93 amorphous layer, 95 source, 96 drain, Q1 transistor

Claims (2)

指紋を読み取るためのセンサであって、
文字又は画像を表示するための表示パネルと、
前記表示パネルとの間に所定の間隔を保つように配置され、それぞれ第1及び第2の面を有し、所定の波長の光を透過する第1及び第2の基板と、
前記第1の基板の第2の面と前記第2の基板の第1の面との間にマトリクス状に形成された複数の回路であって、前記第2の基板の第2の面に指が当接したときに、各々の回路が指との間で発生する静電容量を検出する前記複数の回路と、を具備する指紋読取センサ。
A sensor for reading a fingerprint,
A display panel for displaying characters or images,
First and second substrates disposed so as to keep a predetermined interval between the display panel and the display panel and having first and second surfaces, respectively, and transmitting light of a predetermined wavelength;
A plurality of circuits formed in a matrix between a second surface of the first substrate and a first surface of the second substrate, wherein a finger is provided on a second surface of the second substrate. A plurality of circuits, each circuit detecting a capacitance generated between the circuit and the finger when the circuit comes into contact with the finger.
前記表示パネルの表示面と前記第1の基板の第1の面とが対向するように、前記表示パネル及び前記第1の基板を所定の間隔で保持する保持手段を更に具備する請求項1記載の指紋読取センサ。2. A holding device for holding the display panel and the first substrate at a predetermined interval so that a display surface of the display panel and a first surface of the first substrate face each other. Fingerprint reading sensor.
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