KR20150087802A - Electronic device for recognizing fingerprints and multi-touching - Google Patents

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KR20150087802A
KR20150087802A KR1020150007726A KR20150007726A KR20150087802A KR 20150087802 A KR20150087802 A KR 20150087802A KR 1020150007726 A KR1020150007726 A KR 1020150007726A KR 20150007726 A KR20150007726 A KR 20150007726A KR 20150087802 A KR20150087802 A KR 20150087802A
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fingerprint
touch
sensing
electrodes
sensor
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Application number
KR1020150007726A
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Korean (ko)
Inventor
김종욱
정문기
류원익
노중호
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크루셜텍 (주)
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
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    • G—PHYSICS
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    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means

Abstract

Disclosed is an electronic apparatus capable of touch sensing and fingerprint sensing. According to an embodiment of the present invention, the electronic apparatus comprises: a plurality of independent touch sensing electrodes; touch sensing traces connected to the touch sensing electrodes, respectively; a plurality of independent fingerprint sensing electrodes included in at least one touch sensing electrode; fingerprint sensing traces connected to the fingerprint sensing electrodes, respectively; and a controller to control the scanning of the touch sensing electrodes in a touch sensing mode, and to control the scanning of the fingerprint sensing electrodes in a fingerprint sensing mode.

Description

터치 센싱과 지문 센싱을 모두 인식할 수 있는 전자 장치{ELECTRONIC DEVICE FOR RECOGNIZING FINGERPRINTS AND MULTI-TOUCHING}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an electronic device capable of recognizing both touch sensing and fingerprint sensing,

본 발명은 전자 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 멀티-터치 인식 뿐만이 아니라 지문 인식도 가능한 전자 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic apparatus, and more particularly, to an electronic apparatus capable of not only multi-touch recognition but also fingerprint recognition.

생체 인식 산업은 지문, 음성, 얼굴, 손 또는 홍채와 같은 개인의 고유한 특징을 이용한 개인 인증 시스템에 관한 것이다. 이때 비용, 사용의 편의성 및 정확성의 측면에서 개인의 고유한 특징 중 지문을 이용한 개인 인증 방법이 널리 사용되고 있다.Background of the Invention [0002] The biometrics industry is concerned with personal authentication systems that utilize the unique characteristics of individuals, such as fingerprints, voice, face, hand or iris. At this time, personal authentication methods using fingerprints among the unique features of individuals in terms of cost, ease of use and accuracy are widely used.

지문 인식 장치는 금융 기기, 출입 통제기,모바일 장치, 노트북 등에서 단독으로 사용되기도 하지만, 최근 태블릿 PC, 스마트폰과 같은 모바일 장치가 널리 보급됨에 따라 사용자들의 편의를 위해 지문 인식 장치를 터치 패널과 함께 사용할 수 있는 기술이 개발되고 있다.Fingerprint recognition devices are used solely in financial devices, access control devices, mobile devices, and notebook computers. However, recently, mobile devices such as tablet PCs and smart phones have become widespread, so that fingerprint recognition devices can be used with touch panels Technology is being developed.

본 발명의 기술적 과제는, 지문 인식 및 멀티 터치 인식이 모두 가능한 센싱 패널을 가지는 전자 장치 및 그 구동방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an electronic device having a sensing panel capable of both fingerprint recognition and multi-touch recognition, and a driving method thereof.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치는 복수의 독립된 터치 센싱 전극, 상기 터치 센싱 전극에 각각 연결되는 터치 센싱 트레이스, 적어도 하나의 상기 터치 센싱 전극에 포함되는 복수의 독립된 지문 센싱 전극, 상기 지문 센싱 전극에 각각 연결되는 지문 센싱 트레이스, 및 상기 터치 센싱 모드에서는 상기 터치 센싱 전극들의 스캐닝을 제어하고, 상기 지문 센싱 모드에서는 상기 지문 센싱 전극들의 스캐닝을 제어하는 컨트롤러를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electronic device including a plurality of independent touch sensing electrodes, a touch sensing trace connected to the touch sensing electrodes, a plurality of And a controller for controlling the scanning of the touch sensing electrodes in the touch sensing mode and controlling the scanning of the fingerprint sensing electrodes in the fingerprint sensing mode do.

본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치는 디스플레이 위에서 멀티 터치 인식 및 지문 인식이 가능한 효과가 있다.The electronic device according to the embodiments of the present invention has the effect of enabling multi-touch recognition and fingerprint recognition on a display.

본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치는 터치 센서 및 지문 센서를 원 칩으로 제조할 수 있어 제조 공정의 단순화, 비용 절감의 효과가 있다.The electronic device according to the embodiments of the present invention can manufacture the touch sensor and the fingerprint sensor as a single chip, thereby simplifying the manufacturing process and reducing the cost.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치를 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서와 지문 센서가 일체화된 디스플레이부의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 지문 센서를 확대한 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 디스플레이부의 단면도이다.
도 6은 도 3의 터치 센서와 지문센서의 동작에 따른 신호 타이밍도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센서와 지문 센서가 일체화된 디스플레이부의 평면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 지문 센서를 확대한 평면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 디스플레이부의 단면도이다.
도 10은 도 7의 터치 센서의 동작에 따른 신호 타이밍도이다.
도 11은 도 7의 지문 센서의 동작에 따른 신호 타이밍도이다.
도 12는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 터치 센서와 지문 센서가 일체화된 디스플레이부의 평면도이다.1 is a block diagram illustrating an electronic device according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an operation method of an electronic device according to embodiments of the present invention.
3 is a plan view of a display unit in which a touch sensor and a fingerprint sensor are integrated according to an embodiment of the present invention.
4 is an enlarged plan view of the fingerprint sensor shown in Fig.
5 is a sectional view of the display portion shown in Fig.
6 is a signal timing diagram according to the operation of the touch sensor and fingerprint sensor of FIG.
7 is a plan view of a display unit in which a touch sensor and a fingerprint sensor are integrated according to another embodiment of the present invention.
8 is an enlarged plan view of the fingerprint sensor shown in Fig.
9 is a sectional view of the display portion shown in Fig.
10 is a signal timing diagram according to the operation of the touch sensor of FIG.
11 is a signal timing diagram according to the operation of the fingerprint sensor of FIG.
12 is a plan view of a display unit in which a touch sensor and a fingerprint sensor are integrated according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치를 도시한 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.FIG. 1 is a block diagram showing an electronic device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation method of an electronic device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전자 장치(100)는 제어부(10), 터치 센서(20), 지문 센서(30) 및 디스플레이부(40)를 포함한다. 전자 장치(100)는 휴대폰, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿 PC 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 전자 장치를 포함할 수 있으며, 이 외에도 데스크탑 PC, 태블릿 PC, 랩탑 PC도 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an electronic device 100 includes a control unit 10, a touch sensor 20, a fingerprint sensor 30, and a display unit 40. The electronic device 100 may include any type of handheld based electronic device such as a mobile phone, a smart phone, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a tablet PC, PCs, tablet PCs, and laptop PCs.

터치 센서(20)는 사용자 또는 도전체를 접촉하거나 일정 거리에 근접한 경우(이하 터치라 한다) 이를 인식하여 터치 센싱 신호를 출력한다.The touch sensor 20 outputs a touch sensing signal when it touches a user or a conductor or when the touch sensor 20 approaches a certain distance (hereinafter, referred to as touch).

지문 센서(30)는 사용자의 손가락 표면의 지문 형상을 센싱하여 지문 센싱 신호를 출력한다.The fingerprint sensor 30 senses the fingerprint shape of the finger surface of the user and outputs a fingerprint sensing signal.

제어부(10)는 터치 센싱 신호 또는 지문 센싱 신호에 따라 전자 장치(100)의 동작을 제어한다. 예를 들면, 지도 어플리케이션이나 게임 어플리케이션에서, 터치 센싱 신호에 따라 포인팅 지점을 이동하도록 제어한다. 다른 예를 들면, 지문 센싱 신호는 지문 인식 어플리케이션에 따라 사용자 식별 정보로 변환하여, 결제 어플리케이션, 잠금/해제 어플리케이션 실행에 이용하도록 제어한다.The controller 10 controls the operation of the electronic device 100 according to a touch sensing signal or a fingerprint sensing signal. For example, in a map application or a game application, control is performed so that the pointing point is moved according to the touch sensing signal. In another example, the fingerprint sensing signal is converted into user identification information according to the fingerprint recognition application, and is used to execute the payment application and the lock / unlock application.

제어부(10)는 또한 터치 센서(20) 및 지문 센서(30)의 동작을 제어한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자가 전자 기기(100)를 터치할 경우, 제어부(10)는 먼저 지문 센싱 모드(BTP mode)인지 여부를 판단한다(S11). The control unit 10 also controls the operation of the touch sensor 20 and the fingerprint sensor 30. As shown in FIG. 2, when the user touches the electronic device 100, the control unit 10 determines whether the fingerprint sensing mode is the BTP mode (S11).

사용자의 터치가 지문 센싱 모드가 아닌 경우(off) 터치 센싱 모드(TSP mode)로 동작(on)하고(S21), 지문 인증이 되지 않았으므로 일부 정보가 숨김 상태로 표시되는 게스트 모드(Guest mode)로 동작한다(S22).If the user's touch is not in the fingerprint sensing mode, the user mode is turned on in the touch sensing mode (TSP mode) (S21), the guest mode (guest mode) in which some information is hidden, (S22).

사용자의 터치가 지문 센싱 모드인 경우(on) 터치된 적어도 하나 이상의 손가락에 대해 지문 인식을 시도한다(S12). 인식된 상기 손가락의 지문이 기 등록된 지문과 일치하는지 여부를 판단하는데(S13), 일치하지 않으면 지문 센싱을 다시 시도하고(S14), 다시 인식된 지문도 일치하지 않으면 오프 모드(off mode), 즉 인증이 되지 않은 게스트 모드로 동작한다. If the user's touch is in the fingerprint sensing mode, fingerprint recognition is attempted on at least one finger that is touched (S12). If it is determined that the recognized fingerprint does not coincide with the previously registered fingerprint (S13), the fingerprint sensing is retried (S14) That is, it operates in the guest mode which is not authenticated.

사용자의 손가락으로부터 인식된 지문이 기등록된 지문과 일치하면(S13), 지문 센싱 모드(BTP mode)를 오프하고(S15), 터치 센싱 모드로 진입한다(S16).이후 전자장치(100)는 사용자의 터치를 인식하여 어플리케이션 실행 등의 동작을 한다.When the fingerprint recognized from the user's finger coincides with the previously registered fingerprint in step S13, the fingerprint sensing mode BTP mode is turned off in step S15 and the touch sensing mode is entered in step S16. Recognizes the touch of the user, and performs an operation such as application execution.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서와 지문 센서가 일체화된 디스플레이부의 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 지문 센서를 확대한 평면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 디스플레이부의 단면도이다.FIG. 3 is a plan view of a display unit in which a touch sensor and a fingerprint sensor are integrated according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is an enlarged plan view of the fingerprint sensor shown in FIG. 3, Sectional view.

도 3을 참조하면, 터치 센서(20)는 복수의 독립된 터치 센싱 전극(25)들을 포함한다. 각 터치 센싱 전극(25)은 다른 터치 센싱 전극과 행 방향 또는 열 방향으로 서로 연결되어 있지 아니하며, 각각 별도의 터치 센싱 트레이스(26)로 연결된다. 각 터치 센싱 트레이스(26)는 기설정된 주기로 구동 신호를 인가하여, 연결된 각 터치 센싱 전극을 충전하여 플로팅 상태로 만든다. 각 터치 센싱 전극(25)은 플로팅 상태에서 손가락 또는 도전체로 빠져나간 전하량을 측정하여 터치 센싱을 측정한다.Referring to FIG. 3, the touch sensor 20 includes a plurality of independent touch sensing electrodes 25. Each of the touch sensing electrodes 25 is not connected to the other touch sensing electrodes in the row direction or the column direction, and is connected to a separate touch sensing trace 26. Each touch sensing trace 26 applies a driving signal at a predetermined cycle to fill each connected touch sensing electrode to a floating state. Each touch sensing electrode 25 measures the amount of charge that has passed through the finger or conductor in a floating state to measure the touch sensing.

도 3 및 도 4를 참고하면, 각 터치 센싱 전극(25)는 지문 센서(30)를 포함한다. 각 터치 센싱 전극(25)에 포함된 지문 센서(30)는 복수의 지문 센싱 전극들(31)을 포함한다. 지문의 골과 골 사이의 간격은 약 50마이크로미터 정도이므로 지문 센싱 전극들(31)은 터치 센싱 전극(25)보다 더 많은 전극들로 구성된다. 도 4에는 하나의 터치 센싱 전극(25)에 6개의 지문 센싱 전극들(31) 및 각 지문 센싱 전극에 연결된 6개의 지문 센싱 트레이스(32)들을 도시하였으나 다양한 실시예에 따라 지문 센싱 전극들의 원형, 다각형 등 형태 및 개수는 달라질 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, each touch sensing electrode 25 includes a fingerprint sensor 30. The fingerprint sensor 30 included in each touch sensing electrode 25 includes a plurality of fingerprint sensing electrodes 31. The fingerprint sensing electrodes 31 are composed of more electrodes than the touch sensing electrodes 25 because the gap between the valleys of the fingerprints is about 50 micrometers. In FIG. 4, six fingerprint sensing electrodes 31 and six fingerprint sensing traces 32 connected to one finger sensing sensing electrode 25 are shown. However, according to various embodiments, Polygons, etc., and the number may vary.

도 3 및 도 5를 참고하면, 지문 센서(30) 및 터치 센서(20)는 디스플레이부(40) 위에 위치할 수 있다. 디스플레이부(40)는 일 실시예에 딸 LCD 모듈(201)로 도시되었으나, 다른 실시예에 따라 UHD 방식, 아몰레드 방식, LED 방식 등 다양한 형태의 디스플레이 방식에 따른 디스플레이 장치일 수 있다.3 and 5, the fingerprint sensor 30 and the touch sensor 20 may be located on the display unit 40. [ Although the display unit 40 is illustrated as the daughter LCD module 201 in one embodiment, the display unit 40 may be a display device according to various display systems such as a UHD system, an amorphous system, and an LED system according to another embodiment.

일 실시예에 따라 지문 센서(30)의 전극들은 LCD 모듈(201) 위에 지문 센싱 레이어(BTP Sensing, 202)로 구현될 수 있고, 절연층(Insulator, 203)는 지문 센싱 레이어(202) 위에 구현된다. 터치 센서(20)는 절연층(203) 위에 터치 센싱 레이어(ITO Sensor, 204)로 구현된다. 그 위에 오염 물질 또는 스크래치 등으로부터 터치 센서를 보호하기 위한 보호층, 즉 커버 글라스(205)가 구현된다.The electrodes of the fingerprint sensor 30 may be implemented as a fingerprint sensing layer 202 on the LCD module 201 and the insulator 203 may be implemented on the fingerprint sensing layer 202 do. The touch sensor 20 is implemented as a touch sensing layer (ITO sensor) 204 on the insulating layer 203. And a protective layer, that is, a cover glass 205 for protecting the touch sensor from contaminants or scratches is formed thereon.

다른 실시예에 따라 지문 센싱 레이어(202)의 위치는 터치 센싱 레이어(204)의 위치와 바뀔 수 있다.According to another embodiment, the position of the fingerprint sensing layer 202 may be changed to the position of the touch sensing layer 204.

도 6은 도 3의 터치 센서와 지문센서의 동작에 따른 신호 타이밍도이다.6 is a signal timing diagram according to the operation of the touch sensor and fingerprint sensor of FIG.

도 5 및 도 6을 참조하면, 지문 센싱 모드(BTP mode)에서 지문 센서(30)는 터치 센싱 전극(25, 204)과 지문 센싱 전극(31,202)간에 생성되는 커패시턴스의 변화에 따라 지문 센싱을 한다. 5 and 6, in the fingerprint sensing mode (BTP mode), the fingerprint sensor 30 performs fingerprint sensing according to a change in capacitance generated between the touch sensing electrodes 25 and 204 and the fingerprint sensing electrodes 31 and 202 .

일 실시예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 지문 센싱 전극(31)은 지문 센싱 구동 신호를 구동하고, 터치 센싱 전극(25)은 지문 센싱 수신 구동 신호(Rx)의 주기에 따라 지문 센싱 신호를 수신한다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 4에 도시된 실시예에 따라 하나의 터치 센싱 전극당 6개의 지문 센싱 전극이 배열되어 있을 경우, 각 지문 센싱 전극이 서로 겹치지 않게 순차적으로 구동 신호(Tx_fp1 내지 Tx_fp6)를 출력하는 동안, 상기 지문 센싱 전극을 포함하는 터치 센싱 전극은 지문 센싱 수신 구동 신호(Rx1)의 주기에 따라 지문 센싱 신호를 수신한다. 설명의 편의를 위해, 도 6에는 한 주기의 지문 센싱 구동 신호(Rx)당 두 개의 지문 센싱 전극(Tx_fp1, Tx_fp2)으로부터 지문 센싱 신호를 수신하는 것으로 도시하였으나, 다양한 실시예에 따라 다른 개 수의 지문 센싱 신호를 수신할 수 있다. 이때 터치 센싱 전극들은 동일한 주기의 지문 센싱 구동 신호(Rx1~Rx9)에 따라 지문 센싱 신호를 수신할 수도 있고, 다른 실시예에 따라 위상이 규칙적으로 변화하는 지문 센싱 구동 신호에 따라 지문 센싱 신호를 수신할 수도 있다.6, the fingerprint sensing electrode 31 drives the fingerprint sensing driving signal, and the touch sensing electrode 25 drives the fingerprint sensing signal Rx according to the period of the fingerprint sensing reception driving signal Rx, . More specifically, when six fingerprint sensing electrodes are arranged per one touch sensing electrode according to the embodiment shown in FIG. 4, the driving signals (Tx_fp1 to Tx_fp6) are sequentially outputted so that the respective fingerprint sensing electrodes do not overlap with each other During the output, the touch sensing electrode including the fingerprint sensing electrode receives the fingerprint sensing signal according to the period of the fingerprint sensing reception driving signal Rx1. 6, the fingerprint sensing signal is received from two fingerprint sensing electrodes Tx_fp1 and Tx_fp2 per one period of the fingerprint sensing driving signal Rx. However, according to various embodiments, A fingerprint sensing signal can be received. At this time, the touch sensing electrodes may receive the fingerprint sensing signal in accordance with the fingerprint sensing driving signals Rx1 to Rx9 of the same period, or may receive the fingerprint sensing signal in accordance with the fingerprint sensing driving signal whose phase is regularly changed according to another embodiment You may.

터치 센싱 모드(TSP mode)에서는 터치 센싱 레이어(ITO Sensing)만 동작하고 지문 센싱 전극에는 터치 센싱에 영향을 주지 않도록 그라운드 전압 또는 기설정된 임의의 전압을 인가한다.In the touch sensing mode (TSP mode), only the touch sensing layer (ITO Sensing) operates and a ground voltage or a predetermined arbitrary voltage is applied to the fingerprint sensing electrode so as not to affect the touch sensing.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센서와 지문 센서가 일체화된 디스플레이부의 평면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 지문 센서를 확대한 평면도이며, 도 9는 도 7에 도시된 디스플레이부의 단면도이다.FIG. 7 is a plan view of a display unit in which a touch sensor and a fingerprint sensor are integrated according to another embodiment of the present invention, FIG. 8 is an enlarged plan view of the fingerprint sensor shown in FIG. 7, Sectional view.

도 7을 참고하면, 터치 센서(20')는 복수의 터치 센서 송신 전극(Tx_sT,51)들과 복수의 수신 전극(Rx,52)들을 포함한다. 일 예로 터치 센서 송신 전극(Tx_sT)들 각각과 수신 전극(Rx)들 각각은 서로 직교하며 교차하도록 도시하였으나, 다양한 실시예에 따라 상기 송신 전극과 수신 전극은 다른 형태로 배열될 수 있다.Referring to FIG. 7, the touch sensor 20 'includes a plurality of touch sensor transmission electrodes Tx_sT, 51 and a plurality of reception electrodes Rx, 52. For example, each of the touch sensor transmission electrodes Tx_sT and the reception electrodes Rx are perpendicular to and intersected with each other. However, the transmission electrodes and the reception electrodes may be arranged in different forms according to various embodiments.

터치 센서(20')는 터치 모드에서 터치 센서 송신 전극(Tx_sT)들의 구동신호에 응답하는 수신 전극(Rx)에서의 신호를 센싱하여 터치 센싱 신호를 검출한다.The touch sensor 20 'detects a touch sensing signal by sensing a signal at a receiving electrode Rx responsive to a driving signal of the touch sensor transmitting electrodes Tx_sT in a touch mode.

터치 센서 송신 전극(Tx_sT,51)들 각각은 복수의 지문 센서 송신 전극(Tx_fp,54)들을 포함한다. 도 7에서 일 실시예로 하나의 터치 센서 송신 전극(Tx_sT,51)당 두 개의 지문 센서 송신 전극(Tx_fp,53,54)들이 평행하게 배열되나, 이에 한정되지 아니하고 다양한 실시예에 따라 터치 센서 송신 전극에 2개 이상의 지문 센서 송신 전지 포함할 수 있다.Each of the touch sensor transmitting electrodes (Tx_sT, 51) includes a plurality of fingerprint sensor transmitting electrodes (Tx_fp, 54). 7, two fingerprint sensor transmission electrodes (Tx_fp, 53, 54) per one touch sensor transmission electrode (Tx_sT, 51) are arranged in parallel, but the present invention is not limited thereto. The electrode can include two or more fingerprint sensor transmission cells.

지문 센서(30')는 하나의 지문 센서 송신 전극(53)과 하나의 수신 전극(52)을 포함한다. 도 8을 참고하면, 지문 센서 송신 전극(53)과 터치 센서 송신 전극(51)은 기설정된 간격(55)으로 떨어져서 팽행하게 배열된다.터치 모드에서는 터치 센서 송신 전극(51)과 수신 전극(52)이 동작하고, 지문 센싱 모드에서는 지문 센서 송신 전극(53)과 수신 전극(52)이 동작한다.The fingerprint sensor 30 'includes one fingerprint sensor transmitting electrode 53 and one receiving electrode 52. 8, the fingerprint sensor transmission electrode 53 and the touch sensor transmission electrode 51 are arranged so as to be apart from each other at a predetermined interval 55. In the touch mode, the touch sensor transmission electrode 51 and the reception electrode 52 In the fingerprint sensing mode, the fingerprint sensor transmission electrode 53 and the reception electrode 52 operate.

도 7 및 도9를 참고하면, 도 9(a)에 도시된 A-A' 단면도는 복수의 수신 전극(Rx)들이 평행하게 배열된 수신 전극층 위에, 송신 전극들(Tx)이 수신 전극의 배열 방향과 직교하도록 평행하게 배열된 송신 전극층이 배열된다. 이때 수신 전극층과 송신 전극층 사이에는 도시되지는 않았으나, 절연층이 존재할 수 있다.9A is a cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG. 9A. In the cross-sectional view taken along the line AA' of FIG. 9A, on the receiving electrode layer in which a plurality of receiving electrodes Rx are arranged in parallel, And the transmission electrode layers arranged in parallel to be orthogonal are arranged. At this time, although not shown between the reception electrode layer and the transmission electrode layer, an insulation layer may exist.

송신 전극들(Tx)은 터치 센서 송신 전극마다 복수개의 지문 센서 송신 전극들을 포함한다. 따라서, A-A' 단면 및 도 9(b)에 도시된 B-B' 단면에 따르면 터치 센서 송신 전극은 빗(Comb) 형태로 구현되어 터치 센서 송신 전극 사이에 지문 센서 송신 전극과 교합하는 형상으로 구현된다. The transmitting electrodes Tx include a plurality of fingerprint sensor transmitting electrodes per touch sensor transmitting electrode. Therefore, according to the cross section taken along the line A-A 'and the cross-sectional view taken along the line B-B' shown in FIG. 9B, the touch sensor transmitting electrode is implemented as a comb type and is formed to be interlocked with the fingerprint sensor transmitting electrode between the touch sensor transmitting electrodes.

A-A' 단면에서 보면 수신 전극층(Rx) 위에 송신 전극층(Tx)이 구현된다. 송신 전극층은 지문 센서 전극(Tx_fp)과 터치 센서 송신 전극(Tx_sT)이 교대로 평행하게 배열된다.In the cross-sectional view taken along the line A-A ', the transmission electrode layer Tx is formed on the reception electrode layer Rx. The fingerprint sensor electrode Tx_fp and the touch sensor transmission electrode Tx_sT are alternately arranged in parallel in the transmitting electrode layer.

B-B' 단면에서 보면 수신 전극들(Rx 1~Rx 5)이 송신 전극들(Tx)이 배열된 방향과 직교하며 교차하도록 배열된다. 또한, 하나의 터치 센서 송신 전극(Tx_sT)은 둘 이상의 지문 센서 송신 전극(Tx_fp)을 포함하므로, 터치 센서 송신 전극의 핑거 를 연결하는 브릿지(Tx_sT)가 지문 센서 송신 전극의 가장 자리 부분에 위치할 수 있다.The receiving electrodes Rx 1 to Rx 5 are arranged so as to intersect orthogonally with the direction in which the transmitting electrodes Tx are arranged. Also, since one touch sensor transmission electrode Tx_sT includes two or more fingerprint sensor transmission electrodes Tx_fp, the bridge Tx_sT connecting the finger of the touch sensor transmission electrode is located at the edge of the fingerprint sensor transmission electrode .

도 10은 도 7의 지문 센서의 동작에 따른 신호 타이밍도이고, 도 11은 도 7의 터치 센서의 동작에 따른 신호 타이밍도이다.FIG. 10 is a signal timing diagram according to the operation of the fingerprint sensor of FIG. 7, and FIG. 11 is a signal timing diagram of the touch sensor of FIG.

도 10을 참고하면, 지문 센싱 모드(BTP mode)에서 지문 센서(30)는 수신 전극(Rx)과 지문 센싱 전극(Tx_fp)간에 생성되는 커패시턴스의 변화에 따라 지문 센싱을 한다. Referring to FIG. 10, in the fingerprint sensing mode (BTP mode), the fingerprint sensor 30 performs fingerprint sensing according to a change in capacitance generated between the receiving electrode Rx and the fingerprint sensing electrode Tx_fp.

일 실시예로, 도 10에 도시된 바와 같이, 지문 센싱 송신 전극은 지문 센싱 송신 신호(Tx_fp)를 구동하고, 수신 전극은 수신 구동 신호(Rx)의 주기에 따라 지문 센싱 신호를 수신한다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 7에 도시된 실시예에 따라 각 지문 센서 송신 전극이 서로 겹치지 않게 순차적으로 지문 센싱 송신 신호(Tx_fp1 내지 Tx_fpn+1)를 출력하는 동안, 상기 지문 센서 송신 전극과 교차하는 수신 전극(Rx)은 수신 구동 신호(Rx1)의 주기에 따라 지문 센싱 신호를 수신한다. 설명의 편의를 위해, 도 10에는 한 주기의 수신 구동 신호(Rx)당 두 개의 지문 센싱 수신 전극(Tx_fp1, Tx_fp2)으로부터 지문 센싱 신호를 수신하는 것으로 도시하였으나, 다양한 실시예에 따라 다른 개 수의 지문 센싱 신호를 수신할 수 있다. 이때 지문 센서 송신 전극들은 동일한 주기의 수신 신호(Rx1~Rx9)에 따라 지문 센싱 신호를 수신할 수도 있고, 다른 실시예에 따라 위상이 규칙적으로 변화하는 수신 신호에 따라 지문 센싱 신호를 수신할 수도 있다.10, the fingerprint sensing transmitting electrode drives the fingerprint sensing transmission signal Tx_fp, and the receiving electrode receives the fingerprint sensing signal according to the period of the reception driving signal Rx. More specifically, according to the embodiment shown in FIG. 7, while the fingerprint sensor transmission electrodes sequentially output the fingerprint sensing transmission signals (Tx_fp1 to Tx_fpn + 1) so as not to overlap with each other, The receiving electrode Rx receives the fingerprint sensing signal according to the period of the receiving driving signal Rx1. 10, a fingerprint sensing signal is received from two fingerprint sensing reception electrodes Tx_fp1 and Tx_fp2 per one period of the reception driving signal Rx. However, according to various embodiments, A fingerprint sensing signal can be received. At this time, the fingerprint sensor transmission electrodes may receive the fingerprint sensing signal according to the reception signals Rx1 to Rx9 of the same period, or may receive the fingerprint sensing signal according to the reception signal whose phase is regularly changed according to another embodiment .

한편, 터치 센싱 모드에서는, 도 11에 도시된 바와 같이 하나의 수신 신호(Rx)당 하나의 터치 센서 송신 신호(Tx_sT)로 동작한다. 즉, 터치 센싱시 하나의 터치 센서 송신 전극에 포함된 지문 센서 송신 전극들(Tx_fp1, Tx_fp2)이 하나의 수신 신호(Rx)와 동기화되어 터치 센싱 신호룰 수신한다.On the other hand, in the touch sensing mode, as shown in FIG. 11, one touch sensor transmission signal Tx_sT per one reception signal Rx is operated. That is, the fingerprint sensor transmission electrodes Tx_fp1 and Tx_fp2 included in one touch sensor transmission electrode are synchronized with one reception signal Rx to receive a touch sensing signal rule during touch sensing.

도 12는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 터치 센서와 지문 센서가 일체화된 디스플레이부의 평면도이다. 설명의 편의를 위해 도 7과의 차이점을 위주로 설명한다.12 is a plan view of a display unit in which a touch sensor and a fingerprint sensor are integrated according to another embodiment of the present invention. For convenience of explanation, the difference from FIG. 7 will be mainly described.

도 12를 참조하면, 하나의 터치 센서 송신 전극(51')은 도 7과 달리 하나의 지문 센서 송신 전극(53')을 포함할 수 있다. 이때 동작 원리는 도 7의 실시예와 동일하며, 다만 지문센서 모드에서 지문 센서 송신 전극(53')의 송신 구동 신호의 주기를 터치센서 모드에서보다 더 세밀하게 조절하여 구동할 수 있다.Referring to FIG. 12, one touch sensor transmission electrode 51 'may include one fingerprint sensor transmission electrode 53', unlike FIG. 7, except that the period of the transmission drive signal of the fingerprint sensor transmission electrode 53 'in the fingerprint sensor mode is more finely adjusted than in the touch sensor mode.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

100 : 전자 장치
10 : 제어부
20, 20', 20" : 터치 센서
25 : 터치 센서 전극 26 : 터치 센서 트레이스
30, 30', 30" : 지문 센서
31 : 지문 센서 전극 32 : 지문 센서 트레이스
40 : 디스플레이부
51, 51' : 터치 센서 송신 전극 52 : 수신 전극
53, 53' : 지문 센서 송신 전극
201 : LCD 모듈 202 : 지문 센싱 레이어
203 : 절연층 204 : 터치 센싱 레이어
205 : 보호층100: Electronic device
10:
20, 20 ', 20 ": Touch sensor
25: touch sensor electrode 26: touch sensor trace
30, 30 ', 30 ": fingerprint sensor
31: fingerprint sensor electrode 32: fingerprint sensor trace
40:
51, 51 ': touch sensor transmitting electrode 52: receiving electrode
53, 53 ': fingerprint sensor transmitting electrode
201: LCD module 202: fingerprint sensing layer
203: insulating layer 204: touch sensing layer
205: protective layer

Claims (1)

복수의 독립된 터치 센싱 전극;
상기 터치 센싱 전극에 각각 연결되는 터치 센싱 트레이스;
적어도 하나의 상기 터치 센싱 전극에 포함되는 복수의 독립된 지문 센싱 전극;
상기 지문 센싱 전극에 각각 연결되는 지문 센싱 트레이스;
상기 터치 센싱 모드에서는 상기 터치 센싱 전극들의 스캐닝을 제어하고, 상기 지문 센싱 모드에서는 상기 지문 센싱 전극들의 스캐닝을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 전자 장치.A plurality of independent touch sensing electrodes;
A touch sensing trace connected to the touch sensing electrode;
A plurality of independent fingerprint sensing electrodes included in at least one of the touch sensing electrodes;
A fingerprint sensing trace connected to the fingerprint sensing electrodes, respectively;
And a controller for controlling the scanning of the touch sensing electrodes in the touch sensing mode and the scanning of the finger sensing electrodes in the fingerprint sensing mode.
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