JPH0868704A - アクティブマトリクス型面圧入力パネル - Google Patents

アクティブマトリクス型面圧入力パネル

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JPH0868704A
JPH0868704A JP5277619A JP27761993A JPH0868704A JP H0868704 A JPH0868704 A JP H0868704A JP 5277619 A JP5277619 A JP 5277619A JP 27761993 A JP27761993 A JP 27761993A JP H0868704 A JPH0868704 A JP H0868704A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体回路と同程度の高い精細度で検出エリ
アを大きく取ることのできる安価なアクティブマトリク
ス型面圧入力パネルを提供すること。 【構成】 下面に導電膜２ａを有する可撓性の圧力シー
ト２と、絶縁基板１０上にマトリクス状に走査電極線３
０、４０を配置するとともに該走査電極線３０、４０の
交点ごとに薄膜トランジスタ２０と導電接触板５０とを
形成した回路板３とを、圧力シート２の導電膜２ａが回
路板３の導電接触板５０と対接するように位置付けて積
層し、薄膜トランジスタ２０のゲートとドレインをマト
リクス状走査電極線３０、４０の一方と他方にそれぞれ
接続し、ソースを導電接触板５０に接続した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタや薄
膜ダイオードなどを用いて指紋のような微細な面圧力分
布を検出するのに好適なアクティブマトリクス型面圧入
力パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】微細な面圧力分布の一例として指紋のパ
ターンを考えてみると、従来の指紋パターン検出用の面
圧入力パネルとしては、圧力に応じて導電度が変化する
導電性ゴムとマトリクス状の走査電極とを積層し、指を
パネルに押しあてたときの指紋の山と谷による押圧力の
差による導電度の変化をＯＮ／ＯＦＦの状態で検出する
ようにした装置や、この装置の導電性ゴムの代わりに抵
抗膜を用い、指紋の山が抵抗膜に接触する時の面積で抵
抗膜の抵抗値が変化することを利用した装置、あるいは
半導体製造技術を用いて半導体基板上に圧電薄膜を上面
電極と下面電極とで挟んで形成するとともにＭＯＳ型電
界効果トランジスタを形成した指紋センサ（特開平５ー
６１９６６）などが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、指紋パ
ターンが微細なだけに導電性ゴムや抵抗膜を用いる装置
の場合は製造技術上あるいは検出回路上の問題があり、
半導体製造技術を用いた装置にあっては製造設備やシリ
コン基板などの材料が高価であり、歩留りが良くないた
めパネルがコスト高となり、大きな検出エリアが取れな
いという問題がある。
【０００４】ところが最近、テレビやワープロなどの画
像表示デバイスに液晶が広く用いられ、中でもアクティ
ブマトリクス型のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いて
液晶を駆動する形式のディスプレイが安価に製造できる
ようになり、その性能も安定している。
【０００５】そこで本発明者は、現在このように製造技
術がすでに確立していて、安価に製造できるアクティブ
マトリクス型液晶駆動用回路基板に着目し、本発明は半
導体回路と同程度の高い精細度で検出エリアを大きく取
ることのできる安価なアクティブマトリクス型面圧入力
パネルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の一態様によれば、下面に導電膜を有する
可撓性の圧力シートと、絶縁基板上にマトリクス状に走
査電極線を配置するとともに該走査電極線の交点ごとに
薄膜トランジスタと導電接触板とを形成した回路板と
を、前記圧力シートの導電膜が前記回路板の導電接触板
と対接するように位置付けて積層し、前記薄膜トランジ
スタのゲートとドレインを前記マトリクス状走査電極線
の一方と他方にそれぞれ接続し、ソースを前記導電接触
板に接続した。
【０００７】本発明のもう一つの態様によれば、下面に
導電膜を有する可撓性の圧力シートと、絶縁基板上にマ
トリクス状に走査電極線を配置するとともに該走査電極
線の交点ごとに薄膜ダイオードと１対の導電接触板とを
形成した回路板とを、前記圧力シートの導電膜が前記回
路板の導電接触板対と対接するように位置付けて積層
し、前記薄膜ダイオードを前記マトリクス状走査電極線
の一方と前記導電接触板対の一方との間に接続し、導電
接触板対の他方を他方の走査電極線に接続した。
【０００８】
【作用】本発明は以上の構成によって、圧力シートに掛
かる面圧力分布に応じて圧力シートの撓み具合が異なる
ので、大きく撓んだ部位の導電膜は対接した導電接触板
と電気的に接触して薄膜トランジスタまたは薄膜ダイオ
ードを導通させるが、撓みの小さい部位は導通させな
い。その結果、撓みの大きい部位の薄膜トランジスタま
たは薄膜ダイオードに電流が流れ、その部位に対応する
検出点の電位が変化するため、この検出点の電位を取り
込めば圧力シートの各部位に掛かる圧力の面分布が検出
できる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【００１０】図１は本発明による面圧入力パネルの分解
斜視図である。
【００１１】面圧入力パネル１は、ＰＥＴ（ポリエチレ
ンテレフタレート）などの絶縁フィルムの裏面に導電膜
２ａを蒸着した圧力シート２を、ガラスまたはセラミッ
クなどの絶縁基板１０上にアモルファスシリコン膜を形
成し公知のホトリソグラフィ技術で多数のＴＦＴ（薄膜
トランジスタ）２０、ドレイン線３０、ゲート線４０を
形成し、さらに蒸着によりたとえばＩＴＯ（インジウム
・すず酸化物）の導電接触板５０を形成した回路板３の
上に重ねて構成したものである。ドレイン線３０とゲー
ト線４０はマトリクス状に配置されており、後述するよ
うに走査信号が印加されて走査電極線として機能する。
指紋パターンの検出の場合には、ドレイン線３０の間隔
およびゲート線４０の間隔は５０〜６０μｍ程度となる
ので、回路板３上には、各ＴＦＴのドレインがドレイン
線３０に、ゲートがゲート線４０に、そしてソースが導
電接触板５０に接続された単位検出素子が多数形成され
ている。ドレイン線３０およびゲート線４０は絶縁基板
１０の側縁のＡおよびＢに集められ、図示しないコネク
タにより外部回路と接続される。
【００１２】図２は図１に示した面圧入力パネル１の回
路板３上に形成される単位検出素子を拡大して示す。図
１と同じ参照数字は同じ構成部分を示している。
【００１３】単位検出素子のＴＦＴ２０は、ドレイン端
子Ｄがドレイン線３０の一部３０ａに接続され、ソース
端子Ｓが導電接触板５０に接続され、ゲート端子Ｇがゲ
ート線４０の一部４０ａに接続されている。ドレイン線
３０とゲート線４０との交差部はマスクと蒸着により形
成されたたとえばＳｉＯ2 膜のような絶縁スペーサ１１
によって絶縁されている。図３に示したように、ドレイ
ン線３０はたとえばポリイミドやＳｉＯ2 などの絶縁膜
１２で被覆されている。ゲート線４０およびＴＦＴ２０
も同様である。
【００１４】図４は本発明の面圧入力パネルを用いて指
紋パターンを検出する回路の一例である。
【００１５】面圧入力パネル１の圧力シート２の導電膜
２ａは抵抗１５を介して接地されている。面圧入力パネ
ル１のドレイン線３０は抵抗Ｒを介してＸ方向レジスタ
６０に接続されており、ゲート線４０はＹ方向レジスタ
７０に接続されている。すべてのドレイン線３０は検出
器１６に接続されており、検出器１６はドレイン線３０
の検出点Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ3 、・・・の電位を取り込み、
この電位に基づいて指紋パターンを検出する。
【００１６】さて、このように構成された面圧入力パネ
ル１に図示したように指Ｆを乗せて軽く押すと、圧力シ
ート２は全体が押し下げられるが、細かく観察すると、
指紋の山の部分と谷の部分とでは押圧力が異なるため
に、山の部分の真下またはそのごく近傍に位置する単位
検出素子の導電接触板５０は圧力シート２の裏面の導電
膜２ａと電気的に接触する。ところが指紋の谷の部分の
真下またはその近傍に位置する単位検出素子の導電接触
板５０は導電膜２ａとは電気的に接触しない。
【００１７】図４に示した検出回路において、Ｙ方向レ
ジスタ７０からは所定のタイミングでゲート線４０に順
次走査信号が切り替えて出力される。いまあるゲート線
４０にある電位（「Ｈ」レベル）が印加されている間に
Ｘ方向レジスタ６０から所定のタイミングでドレイン線
３０に順次走査信号が切り替えて印加されると、電位が
印加されたゲート線４０と走査信号が印加されたドレイ
ン線３０とが交差する近傍に位置する単位検出素子の導
電接触板５０が指紋パターンの山の部分で押された部位
で圧力シート２の導電膜２ａと電気的に接触し、その単
位検出素子のＴＦＴ２０のソース端子Ｓが導電接触板５
０、導電膜２ａ、抵抗１５を介して接地されるので導通
し、ドレイン電流が流れて抵抗Ｒによる電圧降下が生ず
る。検出器１６は検出点Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ3 、・・・の電
位を取り込む。Ｘ方向レジスタ６０およびＹ方向レジス
タ７０からの走査信号を順次切り替えることによって面
圧入力パネル１のすべての単位検出素子からの信号が時
系列的に検出器１６に取り込まれるので、信号処理によ
って指紋パターンが検出できる。この信号処理による指
紋パターンの検出については本発明の要旨ではないので
ここでは説明しない。
【００１８】図５および図６は本発明の他の実施例を示
す。
【００１９】この実施例は、図７に示した圧力シートを
用い、回路板に形成される単位検出素子には、ＴＦＴに
代えて１個の薄膜ダイオードと、１個の導電接触板に代
えて１対の導電接触板を設けたものである。
【００２０】圧力シート２はＰＥＴなどの絶縁フィルム
の裏面に導電膜２ｂを後述する導電接触板対５０ａ、５
０ｂの真上にくるような位置及び間隔で蒸着したもので
ある。
【００２１】図５は回路板に形成される単位検出素子を
示し、図６は１個の単位検出素子を拡大して示す。
【００２２】図５に示したように、単位検出素子は１個
の薄膜ダイオード２５と１対の導電接触板５０ａ、５０
ｂとを図１の実施例と同様な方法で絶縁基板上に形成し
たものである。回路板上には走査電極線としてのＸライ
ン電極線とＹライン電極線とがマトリクス状に形成され
ており、薄膜ダイオード２５のアノード端子は図６に示
すようにＸライン電極線３５の一部３５ａに接続され、
カソード端子は一方の導電接触板５０ａに接続される。
一対の導電接触板５０ａおよび５０ｂはわずかな間隙を
隔てて設けられており、両者は電気的に絶縁されてい
る。他方の導電接触板５０ｂはＹライン電極線４５の一
部４５ａに接続されている。その他の構成および本実施
例のパネルを用いて指紋パターンを検出する場合の検出
回路および回路接続は図１の実施例と同じである。たと
えばＸライン電極線３５は図４に示したようなＸ方向レ
ジスタ６０に接続され、Ｙライン電極線４５も同様にＹ
方向レジスタ７０に接続されている。
【００２３】指紋パターンの検出に当っては、指紋の山
の部分の真下またはその近傍に位置する単位検出素子の
１対の導電接触板５０ａおよび５０ｂが圧力シートの導
電膜により電気的に接触するので薄膜ダイオード２５が
順方向に導通し、図示しないＸ方向レジスタから電流が
流れて検出器に取り込まれる電位が変化する。指紋の谷
の部分については電位の変化がない。この指紋検出の方
法は上記実施例と同じであるので説明を省略する。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アクティブマトリクス型液晶駆動用回路基板について確
立している製造技術を利用するので指紋のような微細な
面圧力分布を検出する装置を安価に歩留りよく製造する
ことができ、しかも検出エリアが大きく取れる。検出エ
リアの大きさも自由に変えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による面圧入力パネルの一実施例の一部
分解斜視図である。
【図２】図１に示した面圧入力パネルの単位検出素子の
拡大図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明による面圧入力パネルを用いた指紋検出
回路のブロック図である。
【図５】本発明による面圧入力パネルの他の実施例の回
路板上の単位検出素子の配置を示す。
【図６】図５に示した単位検出素子の拡大図である。
【図７】図５に示した他の実施例に用いる圧力シートの
斜視図である。
【符号の説明】
１ 面圧入力パネル ２ 圧力シート ２ａ 導電膜 ３ 回路板 １０ 絶縁基板 ２０ 薄膜トランジスタ ３０ ドレイン線 ４０ ゲ−ト線 ５０ 導電接触板 ６０ Ｘ方向レジスタ ７０ Ｙ方向レジスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下面に導電膜を有する可撓性の圧力シー
    トと、 絶縁基板上にマトリクス状に走査電極線を配置するとと
    もに該走査電極線の交点ごとに薄膜トランジスタと導電
    接触板とを形成した回路板とを、前記圧力シートの導電
    膜が前記回路板の導電接触板と対接するように位置付け
    て積層し、前記薄膜トランジスタのゲートとドレインを
    前記マトリクス状走査電極線の一方と他方にそれぞれ接
    続し、ソースを前記導電接触板に接続したことを特徴と
    するアクティブマトリクス型面圧入力パネル。
  2. 【請求項２】 下面に導電膜を有する可撓性の圧力シー
    トと、 絶縁基板上にマトリクス状に走査電極線を配置するとと
    もに該走査電極線の交点ごとに薄膜ダイオードと１対の
    導電接触板とを形成した回路板とを、前記圧力シートの
    導電膜が前記回路板の導電接触板対と対接するように位
    置付けて積層し、前記薄膜ダイオードを前記マトリクス
    状走査電極線の一方と前記導電接触板対の一方との間に
    接続し、導電接触板対の他方を他方の走査電極線に接続
    したことを特徴とするアクティブマトリクス型面圧入力
    パネル。
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