JP2021140268A - Capacitive fingerprint sensor and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電容量方式指紋センサ及びこの静電容量方式指紋センサを備えた表示装置に関する。 The present invention relates to a capacitive fingerprint sensor and a display device including the capacitive fingerprint sensor.
下記特許文献1には、静電容量方式を採用する指紋センサが開示されている。指紋センサは透明なガラスから製造されたカバー材料を有し、カバー材料の表面又はその表面に近接させて指紋センサの所定パターンを有する多数の電極が形成されている。各電極は透明な導体リードを介して信号プロセッサ、電気回路等に電気的に接続されている。
The following
上記指紋センサでは、電極及び導体リード、更に信号プロセッサ若しくは電気回路の一部が金属配線により形成されている。ここで、可視光が外部から指紋センサに入射されると、可視光はカバー材料を透過して金属配線の表面に反射され、この反射光は電極等のパターンをカバー材料に映し出してしまう。このため、指紋センサの表面における見栄えを損なってしまうので、改善の余地があった。
また、指紋センサが表示パネル上に重ねて配設された表示装置では、指紋センサの表面における電極等のパターンの映り込みは表示パネルの画質を損なってしまうので、改善の余地があった。
In the fingerprint sensor, electrodes, conductor leads, and a part of a signal processor or an electric circuit are formed of metal wiring. Here, when visible light is incident on the fingerprint sensor from the outside, the visible light passes through the cover material and is reflected on the surface of the metal wiring, and this reflected light projects a pattern such as an electrode on the cover material. For this reason, the appearance on the surface of the fingerprint sensor is impaired, and there is room for improvement.
Further, in the display device in which the fingerprint sensor is arranged so as to be overlapped on the display panel, the reflection of a pattern such as an electrode on the surface of the fingerprint sensor impairs the image quality of the display panel, so there is room for improvement.
本発明は、表面における見栄えを向上させることができる静電容量方式指紋センサ及びこの静電容量方式指紋センサを備えた表示装置を提供する。 The present invention provides a capacitive fingerprint sensor capable of improving the appearance on the surface and a display device including the capacitive fingerprint sensor.
本発明の第1実施態様に係る静電容量方式指紋センサは、容量の変化を検出し、指紋の凹凸情報を取得する検出素子が規則的に配列された指紋センサ部と、指紋センサ部上に配設され、指が接触又は近接し、外部環境に対して指紋センサ部を保護し、かつ、透光性を有する保護膜と、指紋センサ部と保護膜との間に配設され、偏光軸及び吸収軸を有し、保護膜を通して外部から入射される可視光を直線偏光波に偏光する偏光板と、指紋センサ部から偏光板までの間に配設され、直線偏光波に対する遅延軸を有し、直線偏光波を円偏光させる位相差板と、を備えている。 The capacitive fingerprint sensor according to the first embodiment of the present invention has a fingerprint sensor unit in which detection elements for detecting a change in capacitance and acquiring unevenness information of a fingerprint are regularly arranged, and a fingerprint sensor unit. Arranged, a protective film that is in contact with or close to the finger, protects the fingerprint sensor unit against the external environment, and has translucency, and is arranged between the fingerprint sensor unit and the protective film, and is a polarizing axis. It has an absorption axis and is arranged between a polarizing plate that polarizes visible light incident from the outside through a protective film into a linearly polarized wave and a fingerprint sensor unit to the polarizing plate, and has a delay axis for the linearly polarized wave. It also has a retardation plate that circularly polarizes linearly polarized waves.
本発明の第2実施態様に係る静電容量方式指紋センサでは、第1実施態様に係る静電容量方式指紋センサにおいて、偏光板は、薄く形成されている。 In the capacitive fingerprint sensor according to the second embodiment of the present invention, the polarizing plate is thinly formed in the capacitive fingerprint sensor according to the first embodiment.
本発明の第3実施態様に係る静電容量方式指紋センサでは、第1実施態様又は第2実施態様に係る静電容量方式指紋センサにおいて、偏光板、位相差板のそれぞれはフィルムにより形成されている。 In the capacitance type fingerprint sensor according to the third embodiment of the present invention, in the capacitance type fingerprint sensor according to the first embodiment or the second embodiment, each of the polarizing plate and the retardation plate is formed of a film. There is.
本発明の第4実施態様に係る静電容量方式指紋センサでは、第1実施態様〜第3実施態様に係る静電容量方式指紋センサにおいて、保護膜の表面に、少なくとも指紋の付着を抑制する表面処理が施され、表面処理層が形成されている。 In the capacitive fingerprint sensor according to the fourth embodiment of the present invention, in the capacitive fingerprint sensor according to the first to third embodiments, at least a surface that suppresses the adhesion of fingerprints to the surface of the protective film. The treatment is applied to form a surface treatment layer.
本発明の第5実施態様に係る静電容量方式指紋センサでは、第4実施態様に係る静電容量方式指紋センサにおいて、偏光板、位相差板、保護膜及び表面処理層の合計の厚さが、300μm以下に設定されている。 In the capacitive fingerprint sensor according to the fifth embodiment of the present invention, in the capacitive fingerprint sensor according to the fourth embodiment, the total thickness of the polarizing plate, the retardation plate, the protective film, and the surface treatment layer is , 300 μm or less.
本発明の第6実施態様に係る静電容量方式指紋センサでは、第4実施態様又は第5実施態様に係る静電容量方式指紋センサにおいて、偏光板、位相差板、保護膜及び表面処理層の合計の厚さが、10μm以上に設定されている。 In the capacitance type fingerprint sensor according to the sixth embodiment of the present invention, in the capacitance type fingerprint sensor according to the fourth embodiment or the fifth embodiment, the polarizing plate, the retardation plate, the protective film and the surface treatment layer are used. The total thickness is set to 10 μm or more.
本発明の第7実施態様に係る静電容量方式指紋センサは、第1実施態様〜第6実施態様のいずれか1つに係る静電容量方式指紋センサにおいて、指紋センサ部が保護膜側の表面若しくは保護膜側とは反対側の裏面に配設されたセンサ基体、又は指紋センサ部の一部が保護膜側の表面に配設され、かつ、指紋センサ部の他の一部が保護膜側とは反対側の裏面に配設されたセンサ基体を更に備えている。 In the capacitance type fingerprint sensor according to the seventh embodiment of the present invention, in the capacitance type fingerprint sensor according to any one of the first to sixth embodiments, the fingerprint sensor portion is the surface on the protective film side. Alternatively, a part of the sensor substrate or the fingerprint sensor portion arranged on the back surface opposite to the protective film side is arranged on the surface of the protective film side, and the other part of the fingerprint sensor portion is on the protective film side. It further includes a sensor substrate disposed on the back surface on the opposite side to the above.
本発明の第8実施態様に係る静電容量方式指紋センサでは、第7実施態様に係る静電容量方式指紋センサにおいて、センサ基体の裏面の周縁又は全面に遮光体が配設されている。 In the capacitance type fingerprint sensor according to the eighth embodiment of the present invention, in the capacitance type fingerprint sensor according to the seventh embodiment, a light-shielding body is arranged on the peripheral edge or the entire surface of the back surface of the sensor substrate.
本発明の第9実施態様に係る静電容量方式指紋センサでは、第1実施態様〜第6実施態様に係る静電容量方式指紋センサにおいて、指紋センサ部が、位相差板の保護膜側の表面若しくは保護膜側とは反対側の裏面に、又は位相差板の表面及び裏面の双方に配設されている。 In the capacitance type fingerprint sensor according to the ninth embodiment of the present invention, in the capacitance type fingerprint sensor according to the first to sixth embodiments, the fingerprint sensor portion is the surface of the retardation plate on the protective film side. Alternatively, it is arranged on the back surface opposite to the protective film side, or on both the front surface and the back surface of the retardation plate.
本発明の第10実施態様に係る表示装置は、表示パネルと、表示パネル上に配設された静電容量方式指紋センサと、を備えている。この表示装置において、静電容量方式指紋センサは、表示パネル上に配設され、容量の変化を検出し、指紋の凹凸情報を取得する検出素子が規則的に配列された指紋センサ部と、指紋センサ部上に配設され、指が接触又は近接し、外部環境に対して指紋センサ部を保護し、かつ、透光性を有する保護膜と、指紋センサ部と保護膜との間に配設され、偏光軸及び吸収軸を有し、保護膜を通して外部から入射される可視光を直線偏光波に偏光する偏光板と、指紋センサ部から偏光板までの間に配設され、直線偏光波に対する遅延軸を有し、直線偏光波を円偏光させる位相差板と、を備えている。 The display device according to the tenth embodiment of the present invention includes a display panel and a capacitive fingerprint sensor arranged on the display panel. In this display device, the capacitance type fingerprint sensor is arranged on a display panel, and has a fingerprint sensor unit in which detection elements for detecting a change in capacitance and acquiring unevenness information of the fingerprint are regularly arranged, and a fingerprint. Arranged between the fingerprint sensor and the protective film, which is arranged on the sensor and is in contact with or close to the fingerprint sensor to protect the fingerprint sensor from the external environment and has translucency. It has a polarization axis and an absorption axis, and is arranged between a polarizing plate that polarizes visible light incident from the outside through a protective film into a linearly polarized wave and a fingerprint sensor unit to the polarizing plate, and is applied to a linearly polarized wave. It has a delay axis and includes a retardation plate for circularly polarized linearly polarized waves.
本発明の第11実施態様に係る静電容量方式指紋センサは、容量の変化を検出し、指紋の凹凸情報を取得する検出素子が規則的に配列された指紋センサ部と、指紋センサ部上に配設され、指が接触又は近接し、外部環境に対して指紋センサ部を保護し、かつ、透光性を有する保護膜と、指紋センサ部と保護膜との間に配設され、偏光軸及び吸収軸を有し、保護膜を通して外部から入射される可視光を直線偏光波に偏光し、薄く形成された偏光板と、を備えている。 The capacitive fingerprint sensor according to the eleventh embodiment of the present invention has a fingerprint sensor unit in which detection elements for detecting a change in capacitance and acquiring fingerprint unevenness information are regularly arranged, and a fingerprint sensor unit. Arranged, a protective film that is in contact with or close to the finger, protects the fingerprint sensor unit against the external environment, and has translucency, and is arranged between the fingerprint sensor unit and the protective film, and is a polarizing axis. It also has an absorption axis, and is provided with a thinly formed polarizing plate that polarizes visible light incident from the outside through a protective film into a linearly polarized wave.
本発明の第12実施態様に係る表示装置は、表示パネルと、表示パネル上に配設された静電容量方式指紋センサと、を備えている。この表示装置において、静電容量方式指紋センサは、表示パネル上に配設され、容量の変化を検出し、指紋の凹凸情報を取得する検出素子が規則的に配列された指紋センサ部と、指紋センサ部上に配設され、指が接触又は近接し、外部環境に対して指紋センサ部を保護し、かつ、透光性を有する保護膜と、指紋センサ部と保護膜との間に配設され、偏光軸及び吸収軸を有し、保護膜を通して外部から入射される可視光を直線偏光波に偏光し、薄く形成された偏光板と、を備えている。 The display device according to the twelfth embodiment of the present invention includes a display panel and a capacitive fingerprint sensor arranged on the display panel. In this display device, the capacitance type fingerprint sensor is arranged on the display panel, and has a fingerprint sensor unit in which detection elements for detecting a change in capacitance and acquiring unevenness information of the fingerprint are regularly arranged, and a fingerprint. Arranged on the sensor unit, the fingerprint sensor unit is protected against the external environment by contact or close contact with fingers, and is arranged between the fingerprint sensor unit and the protective film having translucency. It has a polarization axis and an absorption axis, and is provided with a thinly formed polarizing plate that polarizes visible light incident from the outside through a protective film into a linearly polarized wave.
本発明によれば、表面における見栄えを向上させることができる静電容量方式指紋センサ及び表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a capacitive fingerprint sensor and a display device capable of improving the appearance on the surface.
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ及び表示装置について説明する。
ここで、図面において、適宜示されている矢印Xは3次元座標系のX軸方向を示し、矢印YはX軸方向に対して水平面において直交するY軸方向を示している。また、矢印Zは、X軸方向及びY軸方向に対して直交し、下方から上方へ向かうZ軸方向を示している。なお、これらの方向は、実施の形態を説明するために便宜的に使用される方向であって、本発明における方向を限定するものではない。
Hereinafter, the capacitance type fingerprint sensor and the display device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Here, in the drawings, the arrow X appropriately shown indicates the X-axis direction of the three-dimensional coordinate system, and the arrow Y indicates the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane. Further, the arrow Z indicates the Z-axis direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction and going from the lower side to the upper side. It should be noted that these directions are directions used for convenience to explain the embodiment, and do not limit the directions in the present invention.
[第1実施の形態]
図1〜図5を用いて、本発明の第1実施の形態に係る静電容量方式指紋センサについて説明する。
本実施の形態に係る静電容量方式指紋センサは例えばスマートフォン(smartphone)に組み込まれている。スマートフォンは、先進的な携帯機器用のモバイルオペレーティングシステム(mobile operating system)を有し、インターネットへのアクセスが可能な携帯電話機として構成されている。
[First Embodiment]
The capacitive fingerprint sensor according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
The capacitive fingerprint sensor according to this embodiment is incorporated in, for example, a smartphone. Smartphones have a mobile operating system for advanced mobile devices and are configured as mobile phones that can access the Internet.
(静電容量方式指紋センサ1の基本構成)
図1に示されるように、静電容量方式指紋センサ1は、指紋センサ部2と、保護膜5と、偏光板4と、位相差板3とを主要な構成要素として備えている。以下に、主要な構成要素について詳述する。
(Basic configuration of capacitive fingerprint sensor 1)
As shown in FIG. 1, the capacitance
(1)指紋センサ部2の構成
指紋センサ部2は、例えばスマートフォンの正規ユーザの指12(図4参照)が保護膜5の表面に接触又は近接したときの容量の変化を検出し、指紋の生体情報(凹凸情報)を取得する検出素子20が規則的に配列されている。本実施の形態では、保護膜5の表面に後述する表面処理層50が配設されているので、正確には、指12は表面処理層50の表面に接触又は近接する。検出素子20はセンサ基体6のX軸−Y軸平面上において行列状に複数配列されている。
(1) Configuration of
センサ基体6には、透光性を有するガラス基板、具体的には石英ガラス基板が使用されている。また、センサ基体6として、透光性を有するフィルム基板を使用することができる。
A translucent glass substrate, specifically a quartz glass substrate, is used for the
図2に示されるように、1つの検出素子20は、本実施の形態において、スイッチング素子21と容量素子22との直列回路により構成されている。
スイッチング素子21はここでは薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)により構成されている。つまり、スイッチング素子21は、制御電極201と、絶縁体202と、チャネル形成領域203と、一対の主電極204及び主電極205とを含んで構成されている。
As shown in FIG. 2, one
The switching
制御電極201は、センサ基体6の表面上に配設され、ここではX軸方向と平行な方向をゲート幅方向とし、Y軸方向と平行な方向をゲート長方向とするゲート電極として構成されている。制御電極201は例えばモリブデン(Mo)等の金属膜を用いて形成されている。
Y軸方向に隣接する検出素子20の制御電極201は一体に構成され、第1信号線200が構成されている。第1信号線200は、Y軸方向に延設され、X軸方向に一定の間隔において複数本配列されている。
The
The
絶縁体202は、制御電極201を覆って、センサ基体6の表面上の大半に形成されている。絶縁体202はゲート絶縁膜として使用されている。絶縁体202としては、例えばシリコン酸化(SiO2)膜若しくはシリコン窒化(SiNx)膜、又は双方を組み合わせた複合膜が使用されている。
The
チャネル形成領域203は、制御電極201上に絶縁体202を介在して配設され、制御電極201からの電界効果によりキャリアの流れを制御する領域である。チャネル形成領域203には例えばシリコン(Si)膜又は多結晶シリコン(poly-Si)膜が使用されている。
主電極204は、チャネル形成領域203のゲート幅方向一端部に電気的に接続され、n型ソース電極又はn型ドレイン電極として使用されている。一方、主電極205は、チャネル形成領域203のゲート幅方向他端部に電気的に接続され、n型ドレイン電極又はn型ソース電極として使用されている。主電極204、主電極205のそれぞれは、チャネル形成領域203と同一の半導体材料により形成され、チャネル形成領域203と一体に形成されている。
The
The
スイッチング素子21上(チャネル形成領域203上、主電極204上及び主電極205上)には層間絶縁膜としての絶縁体206が形成されている。絶縁体206には例えばシリコン窒化膜が使用されている。この絶縁体206上には、第2信号線207及び接続線208が配設されている。
第2信号線207は、絶縁体206に形成された図示省略の接続孔を通してスイッチング素子21の主電極204に電気的に接続されている。この第2信号線207は、X軸方向に隣接するそれぞれの検出素子20のスイッチング素子21の主電極204に電気的に接続されてX軸方向に延設され、Y軸方向に一定の間隔において複数本配列されている。
接続線208の一端部は、第2信号線207と同様に、絶縁体206に形成された接続孔を通してスイッチング素子21の主電極205に電気的に接続されている。接続線208の他端は容量素子22に電気的に接続されている。
第2信号線207、接続線208のそれぞれには例えばアルミニウム(Al)等の金属材料が使用されている。
An
The
Like the
A metal material such as aluminum (Al) is used for each of the
第2信号線207上及び接続線208上には層間絶縁膜としての絶縁体209が形成されている。絶縁体209には絶縁体206と同様の絶縁材料が使用されている。容量素子22は絶縁体209上に配設されている。
電極210の一端部は絶縁体209に形成された図示省略の接続孔を通して検出素子20の接続線208の他端部に電気的に接続されている。電極210の他端部は絶縁体209上に一定の面積を持って広がって配設されている。電極210には、例えば錫インジウム酸化(ITO:Indium Tin Oxide)膜等の透明電極材料が使用されている。ここで、図1において、検出素子20として指し示す部位は容量素子22の電極210が模式的に示されたものである。
誘電体は、絶縁体211と、この絶縁体211上に積層される位相差板3と、偏光板4と、保護膜5とを含んで構成されている(図1参照)。絶縁体211は、電極210上に形成され、検出素子20を保護する保護膜としても使用されている。絶縁体211には例えば絶縁体206と同様の絶縁材料が使用されている。位相差板3、偏光板4、保護膜5のそれぞれについては後に詳述する。なお、保護膜5の表面上には表面処理層50(図1参照)が形成されているので、誘電体はこの表面処理層50も含んで構成されている。
An
One end of the
The dielectric includes an
図2に示されるように、第1信号線200はセンサ基体6の周辺領域まで延設され、この第1信号線200の延設された端部は配線213に電気的に接続されている。配線213は、絶縁体211上に延設され、外部端子として使用されている。配線213は、絶縁体211から絶縁体206まで貫通された符号省略の接続孔を通して第1信号線200に接続されている。配線213には例えばITO膜等の透明電極材料(透明配線材料)が使用されている。
さらに、配線213は、接続孔内において、プラグ配線212を介在して第1信号線200に接続されている。プラグ配線212は、第2信号線207及び接続線208と同一の配線層であって、同一の金属材料(配線材料)により形成されている。
As shown in FIG. 2, the
Further, the
一方、第2信号線207はセンサ基体6の周辺領域まで延設され、この第2信号線207の延設された端部は配線214に電気的に接続されている。配線214は、配線213と同一の配線層であって、同一の透明電極材料により形成され、絶縁体211上に延設され、外部端子として使用されている。配線214は、絶縁体211及び絶縁体209を貫通した符号省略の接続孔を通して第2信号線207に接続されている。第1信号線200と配線213との接続構造に対して段差形状が緩いので、第2信号線207と配線214との接続構造ではプラグ配線212は使用されていない。
On the other hand, the
本実施の形態において、指紋センサ部2は、図2に示されるように、制御電極201から配線213及び配線214までの厚さtを持って構成されている。ここで、「厚さ」とは、膜厚、層厚又は板厚であって、Z軸方向における寸法である。
なお、制御電極201とセンサ基体6との間に、制御電極201の下地層が形成される場合、この下地層は指紋センサ部2の厚さtに含まれる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
When a base layer of the
(2)保護膜5の構成
図1に戻って、保護膜5は、指紋センサ部2上に位相差板3及び偏光板4を介在させて配設され、配線213、配線214のそれぞれの領域を除く、指紋センサ部2の略全面に形成されている。保護膜5の表面は、指紋の凹凸認証を実施するために正規ユーザの指12(図4参照)を接触させる部位、又は近接させる部位である。さらに、保護膜5は、外部環境に対して指紋センサ部2を保護する機能を備え、かつ、前述の通り検出素子20の容量素子22の誘電体の一部として構成されている。
(2) Configuration of
保護膜5には例えば透明なフィルム状のガラス系材料が使用され、保護膜5の厚さt1は例えば3μm〜90μmの範囲内に設定されていることが望ましい。好適には、保護膜5の厚さt1は30μmに設定されている。
For example, a transparent film-like glass-based material is used for the
本実施の形態では、保護膜5の表面に少なくとも指紋の付着を効果的に抑制又は防止する表面処理が施されている。表面処理が施された結果、保護膜5の表面には表面処理層50が形成されている。表面処理層50には例えばコーティング層を実用的に使用することができる。このコーティング層は、指紋の付着を抑制するだけではなく、防汚性能、滑り性能、耐擦傷性能、反射防止性能等を付与可能である。さらに、コーティング層は、非常に薄い厚さを有し、透光性を有する皮膜であり、光学特性を損なわない。
表面処理層50の厚さt4は例えば1μm〜30μmの範囲内に設定されていることが望ましい。好適には、表面処理層50の厚さt4は10μmに設定されている。
In the present embodiment, the surface of the
It is desirable that the thickness t4 of the
(3)偏光板4の構成
偏光板4は指紋センサ部2と保護膜5との間において保護膜5側に配設されている。表現を代えれば、偏光板4は位相差板3の表面上の全面に形成されている。偏光板4は、直線偏光板として構成され、偏光軸(又は透過軸)と偏光軸に対して同一の平面内において直交する吸収軸とを備えている。偏光板4は、静電容量方式指紋センサ1の外部から入射され、保護膜5を通して指紋センサ部2へ至る可視光を直線偏光波に偏光する。
ここで、一般的に、「可視光」は380nm〜760nmの範囲内の波長を有する光である。また、「直線偏光波」は、全方向に振動する可視光から取り出された、偏光軸方向と一致する方向に振動する光波である。
(3) Configuration of
Here, in general, "visible light" is light having a wavelength in the range of 380 nm to 760 nm. Further, the "linearly polarized wave" is a light wave that oscillates in a direction corresponding to the polarization axis direction, which is extracted from visible light that oscillates in all directions.
偏光板4は、一般的なセルローストリアセテートフィルム(TACフィルム)付きの偏光板、例えば100μm以上の厚さを有する偏光板に比べて、偏光板4の厚さt2は薄く設定されていることが望ましい。具体的には、偏光板4の厚さt2は例えば2μm〜60μmの範囲内に設定されていることが望ましい。好適には、偏光板4の厚さt2は20μmに設定されている。この偏光板4の厚さt2は保護膜5の厚さt1に比べても薄い設定とされている。
It is desirable that the thickness t2 of the
(4)位相差板3の構成
位相差板3は、指紋センサ部2から偏光板4までの間、本実施の形態では指紋センサ部2と偏光板4との間において、指紋センサ部2上に積層して配設されている。位相差板3は、ここでは1/4位相差板(1/4波長板)として構成され、偏光板4を用いて偏光された直線偏光波に対する遅延軸を備えている。
Z軸方向(保護膜5側)から見て、偏光板4の吸収軸に対して、位相差板3の遅延軸が例えば45度の傾斜角度に設定されると、外部から保護膜5を透過し、偏光板4において偏光された直線偏光波は、位相差板3により右回転の円偏光波に円偏光される。逆に、吸収軸に対して、遅延軸が135度(−45度)の傾斜角度に設定されると、偏光板4において偏光された直線偏光波は、位相差板3により左回転の円偏光波に円偏光される。つまり、偏光板4に位相差板3が組み合わせられて、円偏光板が構成されている。
(4) Configuration of
When the delay axis of the
位相差板3は、一例として、高分子フィルムを一軸若しくは二軸に延伸したフィルムにより形成されている。位相差板3の厚さt3は比較的薄く設定されている。具体的には、位相差板3の厚さt3は例えば4μm〜120μmの範囲内に設定されていることが望ましい。好適には、位相差板3の厚さt3は40μmに設定されている。この位相差板3の厚さt3は、保護膜5の厚さt1に比べて若干厚い設定とされている。
また、位相差板3の厚さt3を10μm以下に設定する場合には、例えば重合性液晶の配向状態を固定化させて得られる、いわゆる液晶位相差板を用いることが望ましい。
As an example, the
When the thickness t3 of the
ここで、本実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1では、位相差板3から保護膜5の表面処理層50までの合計の厚さt5が10μm以上300μm以下に設定されている。つまり、合計の厚さt5は、位相差板3の厚さt3、偏光板4の厚さt2、保護膜5の厚さt1及び表面処理層50の厚さt4を加算した厚さである。
Here, in the capacitance
(5)遮光体7の構成
図1に示されるように、静電容量方式指紋センサ1は更に遮光体7を備えている。遮光体7はセンサ基体6の保護膜5側及び指紋センサ部2側とは反対側の裏面の全面に配設され、遮光体7によりセンサ基体6の裏面側からの可視光の入射を効果的に抑制又は防止することができる。遮光体7には例えば不透明なポリエステルフィルムにアクリル系接着剤が付着された遮光用粘着テープが使用されている。
(5) Configuration of
(7)周辺回路10の構成
図1に示されるように、このように構成される静電容量方式指紋センサ1は、周辺回路10を備え、指紋の凹凸情報を取得可能な指紋センサシステムとして構築されている。周辺回路10は、図1には簡略化して図示されているが、それぞれ集積回路化された駆動用集積回路(駆動用IC)及び検出用集積回路(検出用IC)を含んで構成されている。駆動用集積回路は、図2に示される第1信号線200を駆動し、この駆動された第1信号線200に接続された複数の検出素子20を選択する。検出用集積回路は、第2信号線207を通して、駆動用集積回路により選択されたうちの1つ又は複数の検出素子20により検出された容量の変化を検出する。指紋センサシステムでは、検出された容量の変化に基づいて、指12(図4参照)の指紋の凹凸情報を取得することができる。
(7) Configuration of
周辺回路10は、配線回路基板(FPC : Flexible Printed Circuit)9に、ここではチップオンフィルム(COF:Chip On Film又はChip On Flexible)構造を採用して実装されている。配線回路基板9は、フレキシブル基板であっても、非フレキシブル基板(PCB(Printed Circuit Board)とFPCとを組み合わせた基板)であってもよい。
そして、周辺回路10は、配線回路基板9を介在して、指紋センサ部2の表面上の周辺に配設された配線213、配線214のそれぞれに電気的に接続されている。双方の接続には例えば異方性導電粒子が使用されている。
The
The
(作用及び効果)
本実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1は、図1に示されるように、指紋センサ部2と、保護膜5と、偏光板4と、位相差板3とを備える。指紋センサ部2は、容量の変化を検出し、指紋の凹凸情報を取得する検出素子20(図1及び図2参照)が規則的に配列される。保護膜5は、指紋センサ部2上に配設され、指12(図4参照)が接触又は近接し、外部環境に対して指紋センサ部2を保護し、かつ、透光性を有する。偏光板4は、指紋センサ部2と保護膜5との間に配設され、偏光軸及び吸収軸を有し、保護膜5を通して外部から入射される可視光を直線偏光波に偏光する。位相差板3は、指紋センサ部2から偏光板4までの間に配設され、直線偏光波に対する遅延軸を有し、直線偏光波を円偏光させる。
(Action and effect)
As shown in FIG. 1, the capacitance
図3に示されるように、外部から静電容量方式指紋センサ1のセンサ面(表面処理層50の表面)に入射される可視光(外光)L1は、表面処理層50、保護膜5のそれぞれを透過して偏光板4へ入射される。偏光板4では、水平方向において可視光L1が直線偏光波L2に偏光され、直線偏光波L2は位相差板3に入射される。位相差板3では、直線偏光波L2が例えば右回りの円偏光波L3に円偏光される。この円偏光波L3は、指紋センサ部2の例えば第1信号線200、第2信号線207、容量素子22の電極210、配線213、配線214等(図2参照)おいて反射され、逆回りとなる左回りの円偏光波(反射光)L4に変化する。円偏光波L4は、再度、位相差板3を透過することより、垂直方向において直線偏光波L5に偏光される。この直線偏光波L5は偏光板4を透過しない。表現を代えれば、直線偏光波L5は偏光板4において吸収される。
このため、外光の反射光による第1信号線200等のパターンが保護膜5又は表面処理層50の表面に見えない(映り込まない)ので、センサ表面の見栄えを改善することができる静電容量方式指紋センサ1を提供することができる。
As shown in FIG. 3, the visible light (external light) L1 incident on the sensor surface (surface of the surface treatment layer 50) of the
Therefore, the pattern of the
図4に示されるように、位相差板3、偏光板4、保護膜5及び表面処理層50は、検出素子20の容量素子22の誘電体を構成する。すなわち、容量素子22は、一方の電極210と、誘電体と、表面処理層50の表面に接触又は近接する指12により形成される他方の電極とを含んで構築される。
このため、容量素子22の誘電体の厚さが全体として薄く形成され、容量素子22の静電容量値Cを高めることができる。静電容量値Cは、以下の式から算出される。
C=εS/d
ここで、上記式の右辺において、εは誘電率、Sは電極210の面積、dは誘電体の厚さである。静電容量値Cが高くなると、これに比例して検出素子20のセンサ感度を向上させることができる。結果として、指紋の認証精度を向上させることができる静電容量方式指紋センサ1を提供することができる。
As shown in FIG. 4, the
Therefore, the thickness of the dielectric of the
C = εS / d
Here, on the right side of the above equation, ε is the dielectric constant, S is the area of the
さらに、静電容量方式指紋センサ1では、図1に示される偏光板4、位相差板3のそれぞれがフィルムにより形成される。フィルムにより形成される偏光板4、位相差板3のそれぞれは、例えばガラス板材により形成される偏光板、位相差板のそれぞれに比べて薄く形成可能である。
このため、前述の通り、容量素子22の誘電体の厚さが全体として薄く形成され、検出素子20のセンサ感度を向上させることができるので、指紋の認証精度をより一層向上させることができる静電容量方式指紋センサ1を提供することができる。
Further, in the capacitance
Therefore, as described above, the thickness of the dielectric of the
また、静電容量方式指紋センサ1では、図1に示される保護膜5の表面に少なくとも指紋の付着を効果的に抑制又は防止する表面処理が施され、表面処理層50が形成される。この表面処理層50により指紋が付着し難く又は付着しないので、センサ表面の指紋に起因する見難さを解消し、センサ表面の見栄えをより一層改善することができる静電容量方式指紋センサ1を提供することができる。
Further, in the capacitance
さらに、静電容量方式指紋センサ1では、図1に示される偏光板4の厚さt2、位相差板3の厚さt3、保護膜5の厚さt1及び表面処理層50の厚さt4の合計の厚さt5、つまり容量素子22の誘電体の厚さが300μm以下に設定される。
図5には検出素子20の容量素子22において誘電体の厚さ(≒d)とセンサ感度(≒C)との関係が示されている。横軸は誘電体の厚さであり、縦軸はセンサ感度である。
図5に示されるように、誘電体の厚さが薄くなるに従ってセンサ感度が上昇している。誘電体の厚さが300μm以下に設定されることにより、センサ感度の最低感度基準値を満たすことができ、十分なセンサ感度が得られるので、指紋の認証精度を向上させることができる静電容量方式指紋センサ1を提供することができる。
Further, in the capacitance
FIG. 5 shows the relationship between the thickness of the dielectric (≈d) and the sensor sensitivity (≈C) in the
As shown in FIG. 5, the sensor sensitivity increases as the thickness of the dielectric decreases. By setting the thickness of the dielectric to 300 μm or less, the minimum sensitivity reference value of the sensor sensitivity can be satisfied, and sufficient sensor sensitivity can be obtained, so that the capacitance that can improve the fingerprint authentication accuracy can be improved. A
また、静電容量方式指紋センサ1では、図1に示される偏光板4の厚さt2、位相差板3の厚さt3、保護膜5の厚さt1及び表面処理層50の厚さt4の合計の厚さt5、つまり容量素子22の誘電体の厚さが10μm以上に設定される。
図5に示されるように、誘電体の厚さが10μm以上に設定されることにより、静電気放電(ESD:Electro Static Discharge)耐圧を確保することができる。
Further, in the capacitance
As shown in FIG. 5, by setting the thickness of the dielectric to 10 μm or more, the electrostatic discharge (ESD: Electro Static Discharge) withstand voltage can be ensured.
さらに、静電容量方式指紋センサ1は、図1に示されるように、センサ基体6を備える。センサ基体6の保護膜5側の表面には指紋センサ部2が配設される。センサ基体6は機械的強度を有する支持体として使用可能であるので、センサ基体6を備えていない場合に比べて、センサ基体6に配線回路基板9を介して周辺回路10を簡単に実装することができる。このため、静電容量方式指紋センサ1を用いて、簡易に指紋センサシステムを構築することができる。
Further, the capacitance
また、静電容量方式指紋センサ1は、図1に示されるように、遮光体7が配設される。遮光体7は、センサ基体6の保護膜5側とは反対の裏面の全面に配設される。
このため、外部からセンサ基体6の裏面側に入射される可視光(外光)が遮光体7により遮光され、センサ基体6の表面側への可視光の漏れを効果的に抑制又は防止することができる。従って、センサ表面の見栄えをより一層向上させることができる静電容量方式指紋センサ1を提供することができる。
Further, as shown in FIG. 1, the capacitance
Therefore, visible light (external light) incident on the back surface side of the
[第2実施の形態]
図6を用いて、本発明の第2実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1を備えた表示装置100について説明する。
なお、本実施の形態、後述する他の実施の形態並びに変形例において、第1実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1の構成要素と同一の構成要素又は実質的に同一の構成要素には同一の符号を付け、重複する説明は省略する。
[Second Embodiment]
The
In addition, in this embodiment, another embodiment described later, and a modified example, the same component as the component of the capacitance
(表示装置100の構成)
図6に示されるように、本実施の形態に係る表示装置100は、前述の図1に示される静電容量方式指紋センサ1と同様の静電容量方式指紋センサ1と、表示パネル15とを主要な構成要素として備えている。
表示装置100は、第1実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1において説明したように、スマートフォンを構築する。また、表示装置100はデスクトップ型若しくはノート型パーソナルコンピュータの表示装置、携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistance)の表示装置、携帯ゲーム機の表示装置等を構築してもよい。さらに、表示装置100は、電気泳動インクを利用して形成される表示装置(電子ペーパ)を構築してもよい。
(Configuration of Display Device 100)
As shown in FIG. 6, the
The
(1)静電容量方式指紋センサ1の構成
静電容量方式指紋センサ1は表示パネル15の表面上に積層して構成されている。第1実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1と同様に、本実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1は、センサ基体6の表面上に指紋センサ部2、位相差板3、偏光板4、保護膜5、表面処理層50のそれぞれを順次積層して構成されている。
また、第1実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1と同様に、静電容量方式指紋センサ1では指紋センサ部2の配線213、配線214のそれぞれに配線回路基板9を介して周辺回路10が接続され、指紋センサシステムが構築されている。
(1) Configuration of
Further, similarly to the capacitance
(2)表示パネル15の構成
詳細な構成の図示並びにその説明は省略するが、表示パネル15は透過型若しくは反射型の液晶表示パネル(LCD:Liquid Crystal Display)により構成されている。また、表示パネル15は有機発光ダイオード(OLED:Organic Light Emitting Diode)若しくは無機発光ダイオード(Inorganic LED)を利用して構築されたエレクトロルミネッセンス(EL:Electroluminescence)表示パネルにより構成されている。
(2) Configuration of
表示パネル15は、周辺回路18を備え、画像を表示する表示システムとして構築されている。表示パネル15が例えば液晶表示パネルの場合、表示パネル15はゲート信号線と映像信号線との交差部に画素が配置されている。画素は画素選択スイッチング素子と画素電極との直列回路により構成されている。画素では、画素電極に電圧が印加されると、画素電極と対向して配置される共通電極との間に封入された液晶の配向が制御される。
周辺回路18は、ゲート信号線を選択する選択回路と、映像信号線を駆動する駆動回路とを含んで構成されている。この周辺回路18は配線回路基板17に実装されている。そして、周辺回路18は、配線回路基板17を介して、表示パネル15の周辺領域まで延設されたゲート信号線、映像信号線のそれぞれに電気的に接続されている。
The
The
(3)遮光体16の構成
表示装置100では、表示パネル15上に静電容量方式指紋センサ1が積層され、静電容量方式指紋センサ1のセンサ表面から表示パネル15に表示される画像が見える構造とされている。このため、図1に示されるセンサ基体6の裏面に配設された遮光体7は、本実施の形態に係る表示装置100では配設されていない。
遮光体7に代えて、図6に示されるように、遮光体16が配設されている。遮光体16は、センサ基体6の裏面の周縁であって、表示パネル15の表面上の周縁に配設されている。ここで、「周縁」とは、表示パネル15の実際に画像が表示される有効領域の外側の領域という意味において使用されている。本実施の形態において、遮光体16は、表示パネル15内周縁部のブラックマトリクスとして形成されている。また、遮光体16は、表示パネル15の表面上に積層された、遮光性を有する加飾層として形成されてもよい。
なお、第1実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1における遮光体7と同様に、遮光体16は、遮光用粘着テープを用いて形成され、センサ基体6の裏面に貼り付けてもよい。
(3) Configuration of
Instead of the light-shielding
Similar to the light-shielding
(作用及び効果)
本実施の形態に係る表示装置100は、図6に示されるように、表示パネル15と、静電容量方式指紋センサ1とを備える。静電容量方式指紋センサ1は表示パネル15上に配設され、静電容量方式指紋センサ1は前述の図1に示される第1実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1と実質的に同一の構成要素を含んで構成される。
このため、静電容量方式指紋センサ1については、前述の第1実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1により得られる作用及び効果と同様の作用及び効果を得ることができる。
さらに、前述の通り、静電容量方式指紋センサ1では、外部から入射される可視光の反射光による第1信号線200等のパターンが保護膜5又は表面処理層50の表面に見えないので、センサ表面の見栄えを改善することができる。このため、表示装置100では、静電容量方式指紋センサ1のセンサ表面を通して、表示パネル15に表示される画像は第1信号線200等のパターンの映り込みが無くクリアに見えるので、表示装置100の画像の画質を向上させることができる。
(Action and effect)
As shown in FIG. 6, the
Therefore, with respect to the capacitance
Further, as described above, in the capacitance
また、表示装置100では、図6に示されるように、センサ基体6の裏面の周縁であって、表示パネル15の表面上の周縁に遮光体16が配設される。このため、センサ基体6の周縁又は表示パネル15の周縁からの可視光が遮光体16により遮光され、センサ表面側への可視光の漏れを効果的に抑制又は防止することができる。
このため、静電容量方式指紋センサ1のセンサ表面の見栄えをより一層向上させることができるので、表示パネル15の画質をより一層改善することができる。
なお、遮光体16は、加飾層として形成される場合、センサ基体6の表面の周縁、位相差板3の表面の周縁、偏光板4の表面の周縁、保護膜5の表面の周縁のいずれか1つ又は複数に配設してもよい。
Further, in the
Therefore, the appearance of the sensor surface of the
When the light-shielding
(第1変形例)
第2実施の形態の第1変形例に係る表示装置100は、図7に示されるように、センサ基体6の保護膜5側の表面に指紋センサ部2の一部が配設され、センサ基体6の保護膜5側とは反対(表示パネル15側)の裏面に指紋センサ部2の他の一部が配設されている。指紋センサ部2は、第1実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1の指紋センサ部2と同様に、スイッチング素子21と容量素子22との直列回路により構成された検出素子20を複数配列して構成されている。
また、指紋センサ部2は、センサ基体6の表面に一部として第1信号線200(又は第2信号線207)を延在させ、センサ基体6の裏面に他部として第2信号線207(又は第1信号線200)を延在させ、第1信号線200と第2信号線207との交差部に検出素子20を構成してもよい。
表示装置100の上記以外の構成要素は第2実施の形態に係る表示装置100の構成要素と同一である。
(First modification)
In the
Further, the
The components other than the above of the
このように構成される第1変形例に係る表示装置100では、第2実施の形態に係る表示装置100により得られる作用及び効果と同様の作用及び効果を得ることができる。
In the
(第2変形例)
第2実施の形態の第2変形例に係る表示装置100は、図8に示されるように、センサ基体6の裏面に指紋センサ部2が配設されている。表示装置100の上記以外の構成要素は第2実施の形態に係る表示装置100の構成要素と同一である。
(Second modification)
As shown in FIG. 8, in the
このように構成される第2変形例に係る表示装置100では、第2実施の形態に係る表示装置100により得られる作用及び効果と同様の作用及び効果を得ることができる。
In the
(第3変形例)
第2実施の形態の第3変形例に係る表示装置100は、図9に示されるように、表示パネル15の表面上に指紋センサ部2が配設されている。つまり、前述の図6に示される表示装置100のセンサ基体6は配設されておらず、表示パネル15が支持体としての機能を備えている。表示装置100の上記以外の構成要素は第2実施の形態に係る表示装置100の構成要素と同一である。
(Third modification example)
In the
このように構成される第3変形例に係る表示装置100では、第2実施の形態に係る表示装置100により得られる作用及び効果と同様の作用及び効果を得ることができる。
さらに、表示装置100では、表示パネル15に指紋センサ部2が配設され、センサ基体6を備えていないので、薄型化を実現することができる。
In the
Further, in the
(第4変形例)
第2実施の形態の第4変形例に係る表示装置100では、図10に示されるように、位相差板3の保護膜5側の表面部分に指紋センサ部2の一部が配設され、位相差板3の保護膜5側とは反対の裏面部分に指紋センサ部2の他部が配設されている。第3変形例に係る表示装置100と同様に、センサ基体6(図6参照)は配設されておらず、表示パネル15が支持体としての機能を備えている。表示装置100の上記以外の構成要素は第3変形例に係る表示装置100の構成要素と同一である。
(Fourth modification)
In the
このように構成される第4変形例に係る表示装置100では、第3変形例に係る表示装置100により得られる作用及び効果と同様の作用及び効果を得ることができる。特に、第3変形例に係る表示装置100と同様に、第4変形例に係る表示装置100では、センサ基体6を備えていないので、薄型化を実現することができる。
In the
さらに、第4変形例に係る表示装置100では、静電容量方式指紋センサ1において、位相差板3に指紋センサ部2が配設されているので、指紋センサ部2から表面処理層50までの距離が短くなる。つまり、検出素子20の容量素子22の誘電体の厚さt5(図1参照)を薄くすることができるので、検出素子20のセンサ感度を向上させることができ、指紋の凹凸情報の認証精度をより一層向上させることができる。
Further, in the
(第5変形例)
第2実施の形態の第5変形例に係る表示装置100は、図11に示されるように、位相差板3の裏面部分に指紋センサ部2が配設されている。表示装置100の上記以外の構成要素は第4変形例に係る表示装置100の構成要素と同一である。
(Fifth modification)
As shown in FIG. 11, in the
このように構成される第5変形例に係る表示装置100では、第4変形例に係る表示装置100により得られる作用及び効果と同様の作用及び効果を得ることができる。
In the
[第3実施の形態]
図12を用いて、本発明の第3実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1を備えた表示装置100について説明する。本実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1及び表示装置100は、図6に示される静電容量方式指紋センサ1の位相差板3が配設されていない例を説明するものである。
[Third Embodiment]
The
(静電容量方式指紋センサ1及び表示装置100の構成)
図12に示されるように、本実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1は、前述の図6に示される第2実施の形態に係る表示装置100と同様に、表示パネル15の表面上に積層して配設されている。
(Configuration of
As shown in FIG. 12, the capacitance
静電容量方式指紋センサ1は、指紋センサ部2と、指紋センサ部2上に配設された偏光板4と、偏光板4上に配設された保護膜5とを主要な構成要素として備えている。指紋センサ部2は、センサ基体6の表面部分に形成されている。また、保護膜5の表面上には表面処理層50が形成されている。
ここで、偏光板4は、前述の図1に示される第1実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1の偏光板4と同様に、保護膜5の厚さt1に比べて薄い厚さt2に設定されている。
The capacitance
Here, the
このように構成される表示装置100の静電容量方式指紋センサ1では、指紋センサ部2と偏光板4との間に位相差板3(図1及び図6参照)が配設されていない。つまり、指紋センサ部2と保護膜5との間には、単層の偏光板4のみが配設されている。
静電容量方式指紋センサ1及び表示装置100の上記以外の構成要素は、第2実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1及び表示装置100の構成要素と同一である。
In the
The components other than the above of the capacitance
(作用及び効果)
本実施の形態に係る静電容量方式指紋センサ1は、図12に示されるように、指紋センサ部2と、保護膜5と、偏光板4とを備えている。
指紋センサ部2は、容量の変化を検出し、指紋の凹凸情報を取得する検出素子20が規則的に配列される(図2参照)。保護膜5は、指紋センサ部2上に配設され、指12(図4参照)が接触又は近接し、外部環境に対して指紋センサ部2を保護し、かつ、透光性を有する。偏光板4は、指紋センサ部2と保護膜5との間に配設され、偏光軸及び吸収軸を有し、保護膜5を通して外部から入射される可視光を直線偏光波に変更する。この偏光板4は、保護膜5に比べて薄く形成されている。
ここで、外部から入射される可視光L1(図3参照)は、表面処理層50、保護膜5のそれぞれを透過し、更に偏光板4を透過して直線偏光波L2に偏向されると、可視光L1の一部が偏光板4により吸収(カット)される。直線偏光波L2が指紋センサ部2の第1信号線200等に反射された反射光の一部は同様に偏光板4により吸収される。
このため、外光の反射光による第1信号線200等のパターンが保護膜5又は表面処理層50の表面に見え難い(映り込み難い)ので、センサ表面の見栄えを改善することができる静電容量方式指紋センサ1を提供することができる。
(Action and effect)
As shown in FIG. 12, the capacitance
In the
Here, when the visible light L1 (see FIG. 3) incident from the outside passes through each of the
Therefore, the pattern of the
また、静電容量方式指紋センサ1では、図12に示されるように、偏光板4の厚さt2が保護膜5の厚さt1に比べて薄く形成される。つまり、偏光板4、保護膜5及び表面処理層50の合計の厚さt6は薄く形成され、更に検出素子20の容量素子22の誘電体の厚さ(図4参照)は、位相差板3を配設していないので、かなり薄く形成されている。このため、検出素子20のセンサ感度を向上させることができるので、指紋の認証精度をより一層向上させることができる静電容量方式指紋センサ1を提供することができる。
Further, in the capacitance
さらに、本実施の形態に係る表示装置100は、図12に示されるように、表示パネル15と、表示パネル15上に配設された静電容量方式指紋センサ1とを備える。
前述の通り、静電容量方式指紋センサ1では、外部から入射される可視光の反射光による第1信号線200等のパターンが保護膜5又は表面処理層50の表面に見え難くなるので、センサ表面の見栄えを改善することができる。このため、表示装置100では、静電容量方式指紋センサ1のセンサ表面を通して、表示パネル15に表示される画像は映り込み難くなるので、表示装置100の画質を向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 12, the
As described above, in the capacitance
[その他の実施の形態]
本発明は、上記実施の形態並びに変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更可能である。
例えば、上記実施の形態は、スマートフォン、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末等に使用される静電容量方式指紋センサ又は表示装置に本発明を適用した例を説明したが、本発明は、上記以外の装置の静電容量方式指紋センサ又は表示装置に適用可能である。具体的には、本発明は、銀行やストアーに設置されている現金自動預け払い機(ATM:Automatic Teller Machine)、駅に設置されている発券機等において、ユーザの指紋の凹凸認証に使用される静電容量方式指紋センサ又は表示装置に適用可能である。
さらに、本発明は、自動車等の車両に組み付けられている静電容量方式指紋センサにも適用可能である。
また、指紋センサのセンサ面における見栄えの改善に着眼すると、本発明は、抵抗膜方式指紋センサ、超音波方式指紋センサ等の他の方式を採用する指紋センサ及びこの指紋センサを備えた表示装置に適用可能である。
[Other embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.
For example, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a capacitive fingerprint sensor or a display device used in a smartphone, a personal computer, a mobile information terminal, or the like has been described, but the present invention is a device other than the above. It is applicable to the capacitive fingerprint sensor or display device of. Specifically, the present invention is used to authenticate the unevenness of a user's fingerprint in an automated teller machine (ATM) installed in a bank or a store, a ticket issuing machine installed in a station, or the like. It can be applied to a capacitive fingerprint sensor or a display device.
Furthermore, the present invention is also applicable to a capacitive fingerprint sensor assembled in a vehicle such as an automobile.
Further, focusing on the improvement of the appearance of the fingerprint sensor on the sensor surface, the present invention relates to a fingerprint sensor that employs another method such as a resistance film type fingerprint sensor and an ultrasonic type fingerprint sensor, and a display device provided with this fingerprint sensor. Applicable.
以上説明したように、本発明は、静電容量方式指紋センサ、表示装置、並びに静電容量方式指紋センサ又は表示装置を含んで構築される装置に広く適用可能である。 As described above, the present invention is widely applicable to a capacitive fingerprint sensor, a display device, and a device constructed including the capacitive fingerprint sensor or the display device.
1 静電容量方式指紋センサ
10、18 周辺回路
100 表示装置
12 指
15 表示パネル
2 指紋センサ部
20 検出素子
21 スイッチング素子
22 容量素子
3 位相差板
4 偏光板
5 保護膜
50 表面処理層
6 センサ基体
7、16 遮光体
9、17 配線回路基板
1
Claims (12)
前記指紋センサ部上に配設され、指が接触又は近接し、外部環境に対して前記指紋センサ部を保護し、かつ、透光性を有する保護膜と、
前記指紋センサ部と前記保護膜との間に配設され、偏光軸及び吸収軸を有し、前記保護膜を通して外部から入射される可視光を直線偏光波に偏光する偏光板と、
前記指紋センサ部から前記偏光板までの間に配設され、前記直線偏光波に対する遅延軸を有し、前記直線偏光波を円偏光させる位相差板と、
を備えている静電容量方式指紋センサ。 A fingerprint sensor unit in which detection elements that detect changes in capacitance and acquire fingerprint unevenness information are regularly arranged,
A protective film disposed on the fingerprint sensor unit, which is in contact with or close to the finger, protects the fingerprint sensor unit against the external environment, and has translucency.
A polarizing plate disposed between the fingerprint sensor unit and the protective film, having a polarization axis and an absorption axis, and polarizing visible light incident from the outside through the protective film into a linearly polarized wave.
A retardation plate which is arranged between the fingerprint sensor unit and the polarizing plate, has a delay axis for the linearly polarized wave, and circularly polarizes the linearly polarized wave.
Capacitive fingerprint sensor equipped with.
請求項1に記載の静電容量方式指紋センサ。 The capacitive fingerprint sensor according to claim 1, wherein the polarizing plate is thinly formed.
請求項1又は請求項2に記載の静電容量方式指紋センサ。 The capacitive fingerprint sensor according to claim 1 or 2, wherein each of the polarizing plate and the retardation plate is made of a film.
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電容量方式指紋センサ。 The capacitance type fingerprint sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface of the protective film is subjected to at least a surface treatment for suppressing the adhesion of fingerprints to form a surface treatment layer.
請求項4に記載の静電容量方式指紋センサ。 The capacitive fingerprint sensor according to claim 4, wherein the total thickness of the polarizing plate, the retardation plate, the protective film, and the surface treatment layer is set to 300 μm or less.
請求項4又は請求項5に記載の静電容量方式指紋センサ。 The capacitive fingerprint sensor according to claim 4 or 5, wherein the total thickness of the polarizing plate, the retardation plate, the protective film, and the surface treatment layer is set to 10 μm or more.
前記指紋センサ部の一部が前記保護膜側の表面に配設され、かつ、前記指紋センサ部の他の一部が前記保護膜側とは反対側の裏面に配設されたセンサ基体を更に備えている
請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の静電容量方式指紋センサ。 A sensor substrate in which the fingerprint sensor unit is arranged on the front surface on the protective film side or the back surface on the side opposite to the protective film side, or a part of the fingerprint sensor unit is arranged on the surface on the protective film side. The static device according to any one of claims 1 to 6, wherein the other part of the fingerprint sensor unit further includes a sensor substrate disposed on the back surface opposite to the protective film side. Electric capacity type fingerprint sensor.
請求項7に記載の静電容量方式指紋センサ。 The capacitive fingerprint sensor according to claim 7, wherein a light-shielding body is arranged on the peripheral edge or the entire surface of the back surface of the sensor substrate.
請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の静電容量方式指紋センサ。 Claim 1 in which the fingerprint sensor unit is arranged on the front surface of the retardation plate on the protective film side or the back surface opposite to the protective film side, or on both the front surface and the back surface of the retardation plate. The capacitive fingerprint sensor according to any one of claims 6.
前記表示パネル上に配設された静電容量方式指紋センサと、を備え、
前記静電容量方式指紋センサは、
前記表示パネル上に配設され、容量の変化を検出し、指紋の凹凸情報を取得する検出素子が規則的に配列された指紋センサ部と、
前記指紋センサ部上に配設され、指が接触又は近接し、外部環境に対して前記指紋センサ部を保護し、かつ、透光性を有する保護膜と、
前記指紋センサ部と前記保護膜との間に配設され、偏光軸及び吸収軸を有し、前記保護膜を通して外部から入射される可視光を直線偏光波に偏光する偏光板と、
前記指紋センサ部から前記偏光板までの間に配設され、前記直線偏光波に対する遅延軸を有し、前記直線偏光波を円偏光させる位相差板と、を備えている表示装置。 Display panel and
A capacitance type fingerprint sensor arranged on the display panel is provided.
The capacitive fingerprint sensor is
A fingerprint sensor unit, which is arranged on the display panel and in which detection elements for detecting a change in capacitance and acquiring fingerprint unevenness information are regularly arranged,
A protective film disposed on the fingerprint sensor unit, which is in contact with or close to the finger, protects the fingerprint sensor unit against the external environment, and has translucency.
A polarizing plate disposed between the fingerprint sensor unit and the protective film, having a polarization axis and an absorption axis, and polarizing visible light incident from the outside through the protective film into a linearly polarized wave.
A display device provided between the fingerprint sensor unit and the polarizing plate, having a delay axis for the linearly polarized wave, and a retardation plate for circularly polarized the linearly polarized wave.
前記指紋センサ部上に配設され、指が接触又は近接し、外部環境に対して前記指紋センサ部を保護し、かつ、透光性を有する保護膜と、
前記指紋センサ部と前記保護膜との間に配設され、偏光軸及び吸収軸を有し、前記保護膜を通して外部から入射される可視光を直線偏光波に偏光し、更に薄く形成された偏光板と、
を備えている静電容量方式指紋センサ。 A fingerprint sensor unit in which detection elements that detect changes in capacitance and acquire fingerprint unevenness information are regularly arranged,
A protective film disposed on the fingerprint sensor unit, which is in contact with or close to the finger, protects the fingerprint sensor unit against the external environment, and has translucency.
It is disposed between the fingerprint sensor unit and the protective film, has a polarization axis and an absorption axis, and polarized visible light incident from the outside through the protective film into a linearly polarized wave, and is further formed thinner. Board and
Capacitive fingerprint sensor equipped with.
前記表示パネル上に配設された静電容量方式指紋センサと、を備え、
前記静電容量方式指紋センサは、
前記表示パネル上に配設され、容量の変化を検出し、指紋の凹凸情報を取得する検出素子が規則的に配列された指紋センサ部と、
前記指紋センサ部上に配設され、指が接触又は近接し、外部環境に対して前記指紋センサ部を保護し、かつ、透光性を有する保護膜と、
前記指紋センサ部と前記保護膜との間に配設され、偏光軸及び吸収軸を有し、前記保護膜を通して外部から入射される可視光を直線偏光波に偏光し、薄く形成された偏光板と、を備えている表示装置。 Display panel and
A capacitance type fingerprint sensor arranged on the display panel is provided.
The capacitive fingerprint sensor is
A fingerprint sensor unit, which is arranged on the display panel and in which detection elements for detecting a change in capacitance and acquiring fingerprint unevenness information are regularly arranged,
A protective film disposed on the fingerprint sensor unit, which is in contact with or close to the finger, protects the fingerprint sensor unit against the external environment, and has translucency.
A thinly formed polarizing plate that is disposed between the fingerprint sensor unit and the protective film, has a polarization axis and an absorption axis, and polarizes visible light incident from the outside through the protective film into a linearly polarized wave. And, the display device equipped with.
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