KR20190014930A - 지문인식가능 터치스크린 장치 및 그 동작방법 - Google Patents

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Abstract

지문인식가능 터치스크린 장치와 그 동작방법 및 상기 터치스크린 장치를 포함하는 전자기기에 관해 개시되어 있다. 개시된 지문인식가능 터치스크린 장치는 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 센서 및 상기 사용자의 지문을 인식하기 위한 지문 센서를 포함할 수 있다. 상기 지문 센서는 지문 검출 영역, 상기 지문 검출 영역으로부터 연장된 트레이스 영역 및 상기 트레이스 영역에 구비된 적어도 하나의 쉴드-터치감지 겸용 영역을 포함할 수 있다. 상기 쉴드-터치감지 겸용 영역은 지문 인식 모드에서 전기적 쉴드로 작용하고 터치 감지 모드에서 터치감지 영역으로 작용하도록 구성될 수 있다. 상기 지문 센서는 상기 트레이스 영역에 구비된 적어도 하나의 쉴드 영역을 더 포함할 수 있다.

Description

지문인식가능 터치스크린 장치 및 그 동작방법{Fingerprint recognizable touch screen apparatus and method of operating the same}
개시된 실시예들은 지문인식 기능을 갖는 터치스크린 장치와 그 동작방법 및 터치스크린 장치를 포함하는 전자기기에 관한 것이다.
터치스크린(touch screen)은 사용자가 손가락 등으로 스크린을 접촉하거나 누르면 그 위치나 관련 정보를 인지하여 시스템에 전달하는 입력장치로서, 단순하면서 사용이 편리한 장점이 있다. 특히, 정전용량(capacitive) 방식의 터치스크린은 높은 투과율 및 우수한 내구성을 갖고, 터치 해상도가 뛰어나며, 멀티 터치가 가능하다는 장점이 있다. 터치스크린 패널은 스마트폰, 태블릿 PC 등의 모바일 기기뿐 아니라 현금자동인출기(ATM), 자동발권기, 네비게이션 등 매우 다양한 전자 기기에 적용되고 있다.
최근에는, 다양한 모바일 기기 및 전자 기기에 대한 개인 인증의 필요성이 점차 확대되고 있다. 지문, 음성, 얼굴, 홍채와 같은 개인의 고유한 특징을 이용한 개인 인증 기능은 모바일 기기, 출입 통제기, 금융 기기 등에서 중요하게 사용될 수 있다. 기존 방식에 따른 스마트폰, 태블릿 PC 등의 지문 인식 기술은 터치스크린 모듈과 별도로 지문 인식 모듈을 구성하는 구조이다.
지문인식 기능을 갖는 터치스크린 장치를 제공한다.
우수한 지문인식 성능과 터치감지 성능을 갖는 터치스크린 장치를 제공한다.
상기 터치스크린 장치의 동작방법을 제공한다.
상기 터치스크린 장치를 포함하는 전자기기를 제공한다.
일 측면(aspect)에 따르면, 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 센서; 및 상기 사용자의 지문을 인식하기 위한 지문 센서;를 포함하고, 상기 지문 센서는 지문 검출 영역; 상기 지문 검출 영역으로부터 연장된 트레이스(trace) 영역; 및 상기 트레이스 영역에 구비된 적어도 하나의 쉴드(shield) 영역 및 적어도 하나의 쉴드-터치감지 겸용 영역;을 포함하는 지문인식가능 터치스크린 장치가 제공된다.
상기 쉴드-터치감지 겸용 영역은 지문 인식 모드에서는 접지되거나 정전압이 인가되고, 터치 감지 모드에서는 터치 검출 회로부에 연결되도록 구성될 수 있다.
상기 쉴드 영역은 접지되거나 정전압이 인가되도록 구성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 쉴드-터치감지 겸용 영역은 상기 지문 검출 영역과 이격된 제1 겸용 영역을 포함할 수 있고, 상기 적어도 하나의 쉴드 영역은 상기 지문 검출 영역과 상기 제1 겸용 영역 사이에 배치된 제1 쉴드 영역을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 쉴드 영역은 상기 제1 쉴드 영역과 이격된 제2 쉴드 영역을 더 포함할 수 있고, 상기 제1 겸용 영역은 상기 제1 쉴드 영역과 상기 제2 쉴드 영역 사이에 배치될 수 있다.
상기 지문 검출 영역은 상기 터치스크린 장치의 단부로부터 소정 간격 이격하여 배치될 수 있고, 상기 지문 검출 영역과 상기 터치스크린 장치의 단부 사이에 상기 적어도 하나의 쉴드 영역 및 상기 적어도 하나의 쉴드-터치감지 겸용 영역이 교대로 배치될 수 있다.
상기 지문 검출 영역은 제1 방향으로 연장된 복수의 제1 전극; 상기 복수의 제1 전극과 교차하는 제2 방향으로 연장된 복수의 제2 전극; 및 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극 사이에 구비된 절연층;을 포함할 수 있고, 상기 트레이스 영역은 상기 복수의 제1 전극으로부터 연장된 제1 트레이스 영역; 및 상기 복수의 제2 전극으로부터 연장된 제2 트레이스 영역;을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 쉴드 영역 및 상기 적어도 하나의 쉴드-터치감지 겸용 영역은 상기 제1 트레이스 영역에 구비될 수 있다.
상기 적어도 하나의 쉴드 영역은 상기 제1 트레이스 영역 및 상기 제2 트레이스 영역 각각에 구비될 수 있고, 상기 적어도 하나의 쉴드-터치감지 겸용 영역은 상기 제1 트레이스 영역에 구비될 수 있다.
상기 적어도 하나의 쉴드 영역은 상기 제1 트레이스 영역에 구비된 제1 트레이스용 쉴드 영역; 및 상기 제2 트레이스 영역에 구비된 제2 트레이스용 쉴드 영역을 포함할 수 있고, 상기 제1 트레이스용 쉴드 영역과 상기 제2 트레이스용 쉴드 영역은 전기적으로 상호 연결될 수 있다.
상기 제2 트레이스 영역은 상기 지문 검출 영역의 일측으로 연장된 제2-1 트레이스 영역; 및 상기 지문 검출 영역의 타측으로 연장된 제2-2 트레이스 영역;을 포함할 수 있다.
상기 지문 검출 영역은 제1 방향으로 연장된 복수의 제1 전극 및 이와 교차하는 제2 방향으로 연장된 복수의 제2 전극을 포함할 수 있고, 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 중 적어도 하나는 복수의 마름모형 패턴부 및 이들 사이에 연결부를 포함할 수 있다.
상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극은 모두 복수의 마름모형 패턴부 및 이들 사이에 연결부를 포함하거나, 상기 복수의 제1 전극은 복수의 전극 라인을 포함하고, 상기 복수의 제2 전극은 복수의 마름모형 패턴부 및 이들 사이에 연결부를 포함할 수 있다.
상기 트레이스 영역은 복수의 마름모형 패턴부 및 이들 사이에 연결부를 포함하거나, 복수의 라인 패턴부를 포함할 수 있다.
상기 쉴드 영역 및 상기 쉴드-터치감지 겸용 영역 중 적어도 하나는 복수의 마름모형 패턴부 및 이들 사이에 연결부를 포함할 수 있다.
상기 지문 검출 영역 및 상기 트레이스 영역 주위 및 그 외측에 더미 패턴(dummy pattern)이 더 구비될 수 있다.
상기 지문 검출 영역은 복수의 전극을 포함할 수 있고, 상기 복수의 전극의 적어도 일부는 터치 감지 모드에서 터치 감지용 전극으로 사용될 수 있다.
상기 터치 감지 모드에서 상기 지문 검출 영역에서의 터치 신호, 상기 겸용 영역에서의 터치 신호 및 상기 터치 센서의 터치 신호를 이용해서 사용자의 터치를 감지하도록 구성될 수 있다.
상기 터치 센서와 상기 지문 센서는 분리막을 사이에 두고 상호 대향하도록 배치될 수 있고, 상기 지문 검출 영역과 상기 트레이스 영역에 대응하는 상기 터치 센서의 일부 영역은 비활성화 영역일 수 있다.
상기 터치 센서는 제1 방향으로 연장된 복수의 제3 전극; 상기 복수의 제3 전극과 교차하는 제2 방향으로 연장된 복수의 제4 전극; 및 상기 복수의 제3 전극과 상기 복수의 제4 전극 사이에 구비된 절연층;을 포함할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 센서; 및 상기 사용자의 지문을 인식하기 위한 지문 센서;를 포함하고, 상기 지문 센서는 지문 검출 영역; 상기 지문 검출 영역으로부터 연장된 트레이스 영역; 및 상기 트레이스 영역에 구비된 적어도 하나의 쉴드-터치감지 겸용 영역;을 포함하고, 상기 쉴드-터치감지 겸용 영역은 지문 인식 모드에서 전기적 쉴드(electric shield)로 작용하고 터치 감지 모드에서 터치감지 영역으로 작용하도록 구성된 지문인식가능 터치스크린 장치가 제공된다.
상기 트레이스 영역은 상기 지문 검출 영역의 제1 단부로부터 연장된 제1 트레이스 영역 및 상기 지문 검출 영역의 제2 단부로부터 연장된 제2 트레이스 영역을 포함할 수 있고, 상기 제1 트레이스 영역은 상기 지문 검출 영역의 제1 단부와 상기 터치스크린 장치의 단부 사이에 배치될 수 있고, 상기 쉴드-터치감지 겸용 영역은 상기 제1 트레이스 영역에 구비될 수 있다.
상기 제1 트레이스 영역에 상기 겸용 영역과 별도로 적어도 하나의 제1 쉴드 영역이 더 구비될 수 있다.
상기 제1 트레이스 영역에 상기 겸용 영역과 별도로 적어도 하나의 제1 쉴드 영역이 더 구비될 수 있고, 상기 제2 트레이스 영역에 적어도 하나의 제2 쉴드 영역이 더 구비될 수 있다.
다른 측면에 따르면, 전술한 지문인식가능 터치스크린 장치를 포함하는 전자기기가 제공된다.
동일 스크린 내에서 지문 인식 및 터치 인식이 가능한 터치스크린 장치를 구현할 수 있다. 우수한 지문인식 성능 및 우수한 터치감지 성능을 갖는 터치스크린 장치를 구현할 수 있다. 상기 터치스크린 장치를 적용한 다양한 전자기기를 구현할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 지문인식가능 터치스크린 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 것으로, 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 것으로, 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 것으로, 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 구조를 구체적으로 보여주는 평면도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 구조를 구체적으로 보여주는 평면도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 구조를 구체적으로 보여주는 평면도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 구조를 구체적으로 보여주는 평면도이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 구조를 구체적으로 보여주는 평면도이다.
도 10은 비교예에 따른 지문 센서의 구조를 보여주는 평면도이다.
도 11a는 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 제1층 구조를 보여주는 평면도이다.
도 11b는 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 제2층 구조를 보여주는 평면도이다.
도 12a는 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 제1층 구조를 보여주는 평면도이다.
도 12b는 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 제2층 구조를 보여주는 평면도이다.
도 13은 실시예에 따른 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 터치 센서의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 지문인식가능 터치스크린 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 15는 실시예에 따른 지문인식가능 터치스크린 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
이하, 실시예들에 따른 지문인식 기능을 갖는 터치스크린 장치와 그 동작방법 및 상기 터치스크린 장치를 포함하는 전자기기를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면에 도시된 층이나 영역들의 폭 및 두께는 명세서의 명확성 및 설명의 편의성을 위해 다소 과장되어 있을 수 있다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따른 지문인식가능 터치스크린 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 터치스크린 장치는 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 센서(200) 및 사용자의 지문을 인식하기 위한 지문 센서(400)를 포함할 수 있다. 터치 센서(200) 및 지문 센서(400)는 디스플레이 패널(100) 상에 배치될 수 있다. 디스플레이 패널(100)은, 예컨대, LCD(liquid crystal display) 패널일 수 있지만, 이에 한정되지 않고 다양하게 변화될 수 있다. OLED(organic light emitting diode) 패널 등 다양한 디스플레이 소자가 패널(100)에 적용될 수 있다. 디스플레이 패널(100) 상에 터치 센서(200)가 구비되고, 터치 센서(200) 상에 투명 분리막(300)이 구비될 수 있으며, 투명 분리막(300) 상에 지문 센서(400)가 구비될 수 있다. 지문 센서(400)는 소정의 서브 기판(401)에 구비될 수 있다. 서브 기판(401)과 그 위에 형성된 지문 센서(400)를 합하여 하나의 지문 센서로 볼 수도 있다. 지문 센서(400) 상에는 이를 덮는 투명막(500)이 구비될 수 있다. 투명 분리막(300) 및 투명막(500)은 유리막과 같은 투명한 절연 물질로 형성될 수 있다.
지문 센서(400)는 제1 방향, 예컨대, Y축 방향(또는, X축 방향)으로 연장된 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제1 전극과 교차하는 제2 방향, 예컨대, X축 방향(또는, Y축 방향)으로 연장된 복수의 제2 전극을 포함할 수 있고, 상기 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극 사이에 절연층을 포함할 수 있다. 상기 복수의 제1 전극과 복수의 제2 전극 사이에는 상호 정전용량(mutual capacitance)이 형성될 수 있다. 지문 센서(400)의 전극 패턴들(즉, 상기 제1 전극들 및 제2 전극들)은 수십 ㎛ 정도, 예컨대, 약 30 ∼ 90 ㎛ 정도 혹은 약 50 ∼ 70 ㎛ 정도의 간격으로 배치될 수 있다. 지문 센서(400)로부터 연장된 연결부재(connector)(410)가 구비될 수 있고, 연결부재(410)는 복수의 배선을 포함할 수 있다. 연결부재(410)는 소정의 검출회로(미도시)에 연결될 수 있다.
터치 센서(200)는 제1 방향, 예컨대, Y축 방향(또는, X축 방향)으로 연장된 복수의 제3 전극과 상기 제3 전극과 교차하는 제2 방향, 예컨대, X축 방향(또는, Y축 방향)으로 연장된 복수의 제4 전극을 포함할 수 있고, 상기 복수의 제3 전극과 복수의 제4 전극 사이에 절연층을 포함할 수 있다. 터치 센서(200)의 전극들은 터치스크린의 전체 영역 또는 대부분의 영역을 커버하도록 형성될 수 있다. 터치 센서(200)의 전극 패턴들(즉, 상기 제3 전극들 및 제4 전극들)은, 예컨대, 약 2 ∼ 5 mm 정도 혹은 약 3 ∼ 4 mm 정도의 간격으로 배치될 수 있다. 상기 복수의 제3 전극과 복수의 제4 전극 사이에 상호 정전용량(mutual capacitance)이 형성될 수 있다. 따라서, 터치 센서(200)는 정전용량 방식의 터치 센서일 수 있다.
디스플레이 패널(100)의 화면 상에 터치 센서(200)와 지문 센서(400)를 구비시킴으로써, 하나의 화면에서 터치 감지와 지문 인식을 모두 수행할 수 있다. 터치스크린 모듈과 지문 인식 모듈을 별도로 구성하는 경우, 두 개의 분리된 모듈이 필요하지만, 본 실시예에서는 하나의 화면에서 터치 감지와 지문 인식을 모두 수행할 수 있기 때문에, 전체적인 구성이 단순화될 수 있다. 도 1에서는 터치 센서(200)와 지문 센서(400)를 분리막(300)을 사이에 두고 별도의 레이어(layer)로 구성한 경우를 도시하였지만, 터치 센서(200)와 지문 센서(400)를 동일 레이어에 구성할 수도 있다. 즉, 터치 감지용 전극 패턴과 지문 인식용 전극 패턴을 하나의 기판(서브 기판) 상에 구성할 수도 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 것으로, 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2를 참조하면, 지문 센서는 지문 검출 영역(A10) 및 지문 검출 영역(A10)으로부터 연장된 트레이스(trace) 영역(B10, B21, B22)을 포함할 수 있다. 트레이스 영역(B10, B21, B22)은 지문 검출 영역(A10)의 제1 전극 패턴들로부터 연장된 복수의 트레이스를 포함하는 제1 트레이스 영역(B10) 및 지문 검출 영역(A10)의 제2 전극 패턴들로부터 연장된 복수의 트레이스를 포함하는 제2 트레이스 영역(B21, B22)을 포함할 수 있다. 제2 트레이스 영역(B21, B22)은 지문 검출 영역(A10)의 양측에 나뉘어진 제2-1 트레이스 영역(B21) 및 제2-2 트레이스 영역(B22)을 포함할 수 있다. 경우에 따라, 제2-1 트레이스 영역(B21)과 제2-2 트레이스 영역(B22) 중 어느 하나만 형성할 수도 있다. 트레이스 영역(B10, B21, B22)은 일종의 배선부 또는 배선의 연장부라고 할 수 있다.
본 실시예의 지문 센서는 트레이스 영역(B10, B21, B22)에 구비된 적어도 하나의 쉴드(shield) 영역(C11, C12) 및 적어도 하나의 쉴드-터치감지 겸용 영역(multiple-use region)(D10)을 포함할 수 있다.
쉴드(shield) 영역(C11, C12)은 지문 검출 영역(A10)에서 지문을 인식할 때, 사람의 손가락이 트레이스 영역(B10)에 닿을 경우 발생하는 노이즈를 줄이거나 방지하는 역할을 할 수 있다. 손가락이 트레이스 영역(B10)에 닿을 경우, 그로 인해 정전용량 값이 변화되어 높은 신호대 잡음비(SNR)를 갖는 지문 정보를 획득하기가 어려울 수 있는데, 쉴드 영역(C11, C12)은 이러한 문제를 억제하거나 방지하여 지문 인식의 성능을 높이는 역할을 할 수 있다. 쉴드 영역(C11, C12)은 접지되거나 정전압이 인가될 수 있다. 쉴드 영역(C11, C12)은 shield only 영역일 수 있다.
쉴드-터치감지 겸용 영역(D10)은 지문 인식 모드에서 쉴드, 즉, 전기적 쉴드(electric shield)로 작용하고, 터치 감지 모드에서 터치감지 영역으로 작용하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 겸용 영역(D10)은 지문 인식 모드에서는 접지되거나 정전압이 인가될 수 있고, 터치 감지 모드에서는 터치 검출 회로부에 연결될 수 있다. 겸용 영역(D10)이 없을 경우, 트레이스 영역(B10)에서는 터치감지를 하기 어렵기 때문에, 전체적인 터치 감지 성능이 떨어질 수 있다. 겸용 영역(D10)을 이용해서 지문 인식시에는 노이즈나 오작동을 줄일 수 있고, 터치 감지시에는 이를 터치 감지 영역으로 사용하여 터치 성능을 개선할 수 있다.
겸용 영역(D10)은 터치 센서(도 1의 200)의 터치 패턴(전극)들과 간격을 맞춰서 배치할 수 있다. 겸용 영역(D10)은 지문 검출 영역(A10)과 이격하여 구비될 수 있고, 쉴드 영역(C11, C12)은 지문 검출 영역(A10)과 겸용 영역(D10) 사이에 배치된 제1 쉴드 영역(C11)을 포함할 수 있다. 또한, 쉴드 영역(C11, C12)은 제1 쉴드 영역(C11)과 이격된 제2 쉴드 영역(C12)을 더 포함할 수 있다. 겸용 영역(D10)은 제1 쉴드 영역(C11)과 제2 쉴드 영역(C12) 사이에 배치될 수 있다. 지문 검출 영역(A10)은 터치스크린 장치의 단부로부터 소정 간격 이격하여 안쪽에 배치될 수 있고, 지문 검출 영역(A10)과 터치스크린 장치의 단부 사이에 적어도 하나의 쉴드 영역(C11, C12) 및 적어도 하나의 겸용 영역(D10)이 교대로 배치될 수 있다. 미설명된 참조번호 E10은 디스플레이 영역을 나타낸다.
도 3은 다른 실시예에 따른 것으로, 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3을 참조하면, 제2 트레이스 영역(B21, B22)에도 쉴드 영역(C21, C22)이 구비될 수 있다. 제2-1 트레이스 영역(B21)에 제3 쉴드 영역(C21)이 배치될 수 있고, 제2-2 트레이스 영역(B22)에 제4 쉴드 영역(C22)이 배치될 수 있다. 이 경우, 제3 쉴드 영역(C21)은 제1 쉴드 영역(C11) 및 제2 쉴드 영역(C12) 중 어느 하나와 전기적으로 연결될 수 있고, 제4 쉴드 영역(C22)은 제1 쉴드 영역(C11) 및 제2 쉴드 영역(C12) 중 다른 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 쉴드 영역(C21)과 제2 쉴드 영역(C12)을 연결하는 선은 이들이 전기적으로 연결되었다는 것을 의미하고, 이와 유사하게, 제4 쉴드 영역(C22)과 제1 쉴드 영역(C11)을 연결하는 선은 이들이 전기적으로 연결되었다는 것을 의미한다. 제2 트레이스 영역(B21, B22)에도 쉴드 영역(C21, C22)을 구비시킴으로써, 제2 트레이스 영역(B21, B22)에서 발생할 수 있는 노이즈를 방지할 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 것으로, 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4를 참조하면, 지문 검출 영역(A10) 아래쪽에 복수의 쉴드 영역(C11, C12, C13)과 복수의 겸용 영역(D11, D12)이 교대로 배치될 수 있다. 디스플레이 패널에서 지문 검출 영역(A10)의 위치에 따라서, 쉴드 영역과 겸용 영역의 개수 및 사이즈가 달라질 수 있다. 4개 이상의 쉴드 영역 및 3개 이상의 겸용 영역이 사용될 수도 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 구조를 구체적으로 보여주는 평면도이다.
도 5를 참조하면, 지문 검출 영역(A10)은 제1 방향, 예컨대, Y축 방향으로 연장된 복수의 제1 전극(10)을 포함할 수 있고, 제2 방향, 예컨대, X축 방향으로 연장된 복수의 제2 전극(20)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 전극(10)과 복수의 제2 전극(20) 사이에 커패시턴스가 형성될 수 있다.
제1 전극(10)은 복수의 마름모형 패턴부(1) 및 이들 사이에 연결부(2)를 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 제2 전극(20)은 복수의 마름모형 패턴부(3) 및 이들 사이에 연결부(4)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 전극(10, 20)의 형태는 예시적인 것이고 다양하게 변화될 수 있다. 제1 및 제2 전극(10, 20) 중 적어도 어느 하나는 마름모가 아닌 다른 형태의 다각형 패턴을 포함할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 전극(10, 20) 중 적어도 어느 하나는 라인 패턴일 수 있다. 제1 및 제2 전극(10, 20)은, 예컨대, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), AZO(aluminum zinc oxide), GZO(gallium zinc oxide), AGZO(aluminum gallium zinc oxide), GIZO(gallium indium zinc oxide)와 같은 투명 전도성 산화물(transparent conductive oxide)(TCO)로 형성될 수 있다.
지문 검출 영역(A10)의 복수의 제1 전극(10)으로부터 연장된 복수의 전극 패턴을 포함하는 제1 트레이스 영역(B10)이 구비될 수 있다. 복수의 제2 전극(20)으로부터 연장된 복수의 전극 패턴을 포함하는 제2 트레이스 영역(B21, B22)이 구비될 수 있다.
제1 트레이스 영역(B10) 상에 적어도 하나의 쉴드 영역(C11, C12) 및 적어도 하나의 쉴드-터치감지 겸용 영역(D10)이 구비될 수 있다. 제1 쉴드 영역(C11)과 제2 쉴드 영역(C12) 사이에 겸용 영역(D10)이 배치될 수 있다. 제1 및 제2 쉴드 영역(C11, C12)은 제2 전극(20)과 같거나 유사한 형태의 전극 패턴을 포함할 수 있다. 겸용 영역(D10)도 제2 전극(20)과 같거나 유사한 형태의 전극 패턴을 포함할 수 있다.
제1 트레이스 영역(B10), 제2-1 트레이스 영역(B21), 제2-2 트레이스 영역(B22), 제1 쉴드 영역(C11), 제2 쉴드 영역(C12) 및 겸용 영역(D10) 각각의 전극 패턴으로부터 연장된 복수의 배선(W10)이 디스플레이 영역(E10) 외부로 돌출될 수 있다. 복수의 배선(W10)은 회로부(검출 회로부)의 각 단자에 연결될 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 구조를 구체적으로 보여주는 평면도이다.
도 6을 참조하면, 지문 검출 영역(A10)은 제1 방향, 예컨대, Y축 방향으로 연장된 복수의 제1 전극(11)을 포함할 수 있고, 제2 방향, 예컨대, X축 방향으로 연장된 복수의 제2 전극(21)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 전극(11)은 라인 형태의 전극, 즉, 전극 라인일 수 있다. 제1 전극(11)은 소정의 금속이나 합금 또는 금속화합물로 형성할 수 있다. 제1 전극(11)은 수 ㎛ 정도의 폭을 가질 수 있기 때문에, 금속으로 형성하더라도, 육안으로는 거의 투명하게 보일 수 있다. 경우에 따라서, 제1 전극(11)은 투명한 전극 물질로 형성할 수도 있다. 복수의 제2 전극(21)은 도 5의 제2 전극(20)과 유사하게 복수의 마름모형 패턴부 및 이들 사이에 연결부를 포함할 수 있다. 제2 전극(20)은 투명 전도성 산화물 등으로 형성할 수 있다.
제1 트레이스 영역(B10)은 지문 검출 영역(A10)의 복수의 제1 전극(11)으로부터 연장된 복수의 전극 라인을 포함할 수 있다. 또한, 제2 트레이스 영역(B21, B22)은 지문 검출 영역(A10)의 복수의 제2 전극(21)으로부터 연장된 복수의 전극 라인을 포함할 수 있다. 제2 트레이스 영역(B21, B22)의 복수의 전극 라인과 이와 대응하는 복수의 제2 전극(21)은 절연층의 비아홀(via hole) 내에 구비된 도전 플러그에 의해 서로 연결될 수 있다.
제1 트레이스 영역(B10) 상에 제1 쉴드 영역(C11), 제2 쉴드 영역(C12) 및 겸용 영역(D10)이 구비될 수 있다. 제1 쉴드 영역(C11), 제2 쉴드 영역(C12) 및 겸용 영역(D10)의 전극의 패턴들은 제2 전극(21)의 패턴과 유사할 수 있고, 그 위치 및 배열은 도시된 바와 같을 수 있다.
제2-1 트레이스 영역(B21) 상에 제3 쉴드 영역(C21)이 구비될 수 있고, 제2-2 트레이스 영역(B22) 상에 제4 쉴드 영역(C22)이 구비될 수 있다. 제3 쉴드 영역(C21) 및 제4 쉴드 영역(C22)은 제2 전극(21)과 동일하거나 유사한 형태의 전극 패턴들을 포함할 수 있다. 이러한 전극 패턴들은 제2 트레이스 영역(B21, B22)의 전극 라인들 위에 배치될 수 있다.
제3 쉴드 영역(C21)의 전극 패턴들은 제2 쉴드 영역(C12)의 전극 패턴들과 전기적/물리적으로 연결될 수 있다. 또한, 제4 쉴드 영역(C22)의 전극 패턴들은 제1 쉴드 영역(C11)의 전극 패턴들과 전기적/물리적으로 연결될 수 있다.
도 6에서 제1 트레이스 영역(B10) 상에 구비되는 쉴드 영역(C11, C12) 및 겸용 영역(D10)의 패턴은 다양하게 변화될 수 있다. 일 변형예가 도 7에 도시되어 있다. 도 7에서 쉴드 영역(C11, C12) 및 겸용 영역(D10)의 패턴은 도 6에서 다소 변형된 것일 수 있다. 쉴드 영역(C11, C12)의 패턴들과 겸용 영역(D10)의 패턴들은 전기적으로 상호 연결되지 않고 분리될 수 있다.
도 5 내지 도 7에서 제1 전극(10, 11)은, 예컨대, 전송 전극(transmit electrode)(Tx 전극)일 수 있고, 제2 전극(20, 21)은, 예컨대, 수신 전극(receive electrode)(Rx 전극)일 수 있다. 이 경우, 제1 트레이스 영역(B10)은 Tx 트레이스 영역일 수 있고, 제2 트레이스 영역(B21, B22)은 Rx 트레이스 영역일 수 있다. 여기서는, 제1 전극(10, 11) 위에 제2 전극(20, 21)이 위치한 경우를 도시하고 설명하였지만, 제1 전극(10, 11) 아래에 제2 전극(20, 21)이 위치할 수도 있다. 또한, 제1 전극(10, 11)과 제2 전극(20, 21)의 역할/기능은 뒤바뀔 수도 있다.
실시예들에 따른 터치스크린 장치에서 지문 검출 영역(A10)의 적어도 일부는 터치 감지 모드에서 터치 감지용 영역으로 사용될 수 있다. 다시 말해, 지문 검출 영역(A10)의 일부 전극은 터치 감지용 전극으로 사용될 수 있다. 이 경우, 터치스크린 장치는 터치 감지 모드에서 지문 검출 영역(A10)에서의 터치 신호, 겸용 영역(D10)에서의 터치 신호 및 터치 센서(도 1의 200)의 터치 신호를 이용해서 사용자의 터치를 감지하도록 구성될 수 있다. 지문 검출 영역(A10)에서의 터치 신호, 겸용 영역(D10)에서의 터치 신호 및 터치 센서(도 1의 200)의 터치 신호를 연계하여 스크린 전체에서의 터치 변화를 감지할 수 있도록, 구동 제어 장치 및 연산 장치를 구성할 수 있다.
실시예들에 따른 터치스크린 장치에서 지문 검출 영역(A10)의 X축 방향의 양측으로는 "쉴드-터치감지 겸용 영역"을 구비시키지 않을 수 있다. 제2 트레이스 영역(B21, B22)이 지문 검출 영역(A10)의 양측으로 나뉘어 형성되는 경우, 제2-1 및 제2-2 트레이스 영역(B21, B22)의 폭이 작기 때문에, 이들 각각의 폭은 터치 패턴의 간격보다 작을 수 있다. 따라서, 제2 트레이스 영역(B21, B22)에는 겸용 영역을 구비시키지 않아도 터치 인식에는 문제가 되지 않을 수 있다. 그러나 필요한 경우, 제2 트레이스 영역(B21, B22)에도 겸용 영역을 구비시킬 수 있다.
실시예에 따른 터치스크린 장치는 지문 검출 영역 및 트레이스 영역 주위 및 그 외측에 구비된 더미 패턴(dummy patterns)을 더 포함할 수 있다. 더미 패턴이 구비된 경우가 도 8 및 도 9에 도시되어 있다. 도 8은 도 5의 실시예에 더미 패턴(30)이 구비된 경우이고, 도 9는 도 7의 실시예에 더미 패턴(31, 41)이 구비된 경우이다.
도 8을 참조하면, 더미 패턴(30)이 지문 검출 영역(A10) 및 트레이스 영역(B10, B21, B22) 주위 및 그 외측에 구비될 수 있다. 더미 패턴(30)은 개별적으로 독립된 마름모형 또는 다각형의 패턴부일 수 있다. 더미 패턴(30)은 투명 전도성 산화물 등으로 형성할 수 있다. 지문 검출 영역(A10) 및 트레이스 영역(B10, B21, B22) 주위에 이들과 유사한 형태의 더미 패턴(30)을 형성함으로써, 시인성의 변화를 최소화할 수 있다. 즉, 특정 영역에서 전극 패턴이 두드러져 보이는 현상을 억제할 수 있다. 더미 패턴(30)의 일부는 제1 전극(10)과 동일한 레벨(높이)에 구비될 수 있고, 더미 패턴(30)의 다른 일부는 제2 전극(20)과 동일한 레벨(높이)에 구비될 수 있다.
도 9를 참조하면, 더미 패턴(31, 41)이 지문 검출 영역(A10) 및 트레이스 영역(B10, B21, B22) 주위 및 그 외측에 구비될 수 있다. 도 8 및 도 9에서 더미 패턴(30, 31, 41)의 형상, 위치 등은 예시적인 것에 불과하고, 이는 다양하게 변화될 수 있다.
도 10은 비교예에 따른 지문 센서의 구조를 보여주는 평면도이다.
도 10을 참조하면, 비교예에 따른 지문 센서는 지문 검출 영역(A1), 제1 트레이스 영역(B1), 제2-1 트레이스 영역(B2) 및 제2-2 트레이스 영역(B3)을 포함한다. 비교예의 지문 센서는 쉴드 영역 및 쉴드-터치감지 겸용 영역을 포함하지 않는다. 이러한 지문 센서의 경우, 지문 인식시, 트레이스 영역(예컨대, B1)에 손가락이 접촉되었을 때, 커패시턴스 변화에 노이즈가 발생하기 때문에, 높은 SNR을 갖는 지문 영상을 획득하기가 어려울 수 있다. 트레이스 영역(B1, B2, B3) 상에 별도의 쉴드층을 더 형성하는 경우, 지문 검출 영역(A1) 상에도 별도의 절연층이 더 구비되어야 하고, 그로 인해 공정수가 증가하고 비용이 증가하며, 상기 별도의 절연층으로 인해 센싱 거리가 늘어나기 때문에 지문 영상의 SNR이 저하되는 문제가 있다.
도 11a는 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 제1층 구조를 보여주는 평면도이다. 본 실시예는 도 5의 실시예의 제1층 구조일 수 있다.
도 11a를 참조하면, Y축 방향으로 연장된 복수의 제1 전극(10) 및 이로부터 연장된 전극 패턴(즉, 연장부)(10')이 구비될 수 있다. 제1 전극(10)의 연장부(10')는 제1 트레이스 영역(B10)에 해당될 수 있다.
도 11b는 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 제2층 구조를 보여주는 평면도이다. 본 실시예는 도 5의 실시예의 제2층 구조일 수 있다.
도 11b를 참조하면, X축 방향으로 연장된 복수의 제2 전극(20) 및 이로부터 연장된 전극 패턴(즉, 연장부)(20')이 구비될 수 있다. 제2 전극(20)의 연장부(20')는 제2-1 및 제2-2 트레이스 영역(B21, B22)에 해당될 수 있다. 또한, 제2 전극(20)의 아래쪽에 쉴드 영역(C11, C12) 및 겸용 영역(D10)에 해당하는 전극 패턴들이 구비될 수 있다.
도 11a의 제1층 구조 상에 절연층이 구비될 수 있고, 상기 절연층 상에 도 11b의 제2층 구조가 구비되어 도 5의 지문 센서를 구성할 수 있다.
도 12a는 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 제1층 구조를 보여주는 평면도이다. 본 실시예는 도 6의 실시예의 제1층 구조일 수 있다.
도 12a를 참조하면, Y축 방향으로 연장된 복수의 제1 전극(11)이 구비될 수 있고, 이로부터 연장된 전극 패턴(즉, 연장부)(11')이 구비될 수 있다. 제1 전극(11)의 연장부(11')는 제1 트레이스 영역(B10)에 해당될 수 있다. 또한, 제1 전극(11)의 양측에 별도의 전극 라인들(11")이 구비될 수 있다. 이러한 전극 라인(11")은 제2-1 및 제2-2 트레이스 영역(B21, B22)에 해당될 수 있다.
도 12b는 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 지문 센서의 제2층 구조를 보여주는 평면도이다. 본 실시예는 도 6의 실시예의 제2층 구조일 수 있다.
도 12b를 참조하면, X축 방향으로 연장된 복수의 제2 전극(21)이 구비될 수 있다. 복수의 제2 전극(21) 아래에 제1 및 제2 쉴드 영역(C11, C12) 및 겸용 영역(D10)이 구비될 수 있고, 복수의 제2 전극(21) 양측에 제3 및 제4 쉴드 영역(C21, C22)이 구비될 수 있다.
도 12a의 제1층 구조 상에 절연층이 구비될 수 있고, 상기 절연층 상에 도 12b의 제2층 구조가 구비되어 도 6의 지문 센서를 구성할 수 있다.
도 13은 실시예에 따른 터치스크린 장치에 적용될 수 있는 터치 센서의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.
도 13을 참조하면, 터치 센서는 제1 방향, 예컨대, X축 방향으로 연장된 복수의 전극(이하, 제3 전극)(50)을 포함할 수 있고, 제2 방향, 예컨대, Y축 방향으로 연장된 복수의 다른 전극(이하, 제4 전극)(60)을 포함할 수 있다. 복수의 제3 전극(50)과 복수의 제4 전극(60) 사이에 절연층이 구비될 수 있다. 복수의 제3 전극(50)과 복수의 제4 전극(60) 사이에 커패시턴스가 형성될 수 있다. 여기서는, 복수의 제3 전극(50)과 복수의 제4 전극(60)이 모두 마름모형 패턴부들과 이들 사이에 연결부를 갖는 경우를 도시하고 설명하였지만, 이는 예시적인 것이고, 전극들(50, 60)의 형태는 다양하게 변화될 수 있다. 복수의 제3 전극(50)과 복수의 제4 전극(60)은 마름모가 아닌 다각형의 패턴부를 가질 수 있고, 이들(50, 60) 중 적어도 하나는 라인 패턴일 수도 있다.
도 14는 다른 실시예에 따른 지문인식가능 터치스크린 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 14를 참조하면, 터치 센서(210)와 지문 센서(400)는 분리막(300)을 사이에 두고 상호 대향하도록 배치될 수 있다. 지문 센서(400)의 지문 검출 영역과 트레이스 영역에 대응하는 터치 센서(210)의 일부 영역은 비활성화 영역(F10)일 수 있다. 비활성화 영역(F10)은 터치 감지 전극(채널)을 활성화하지 않은 영역으로서, 비활성화 영역(F10)은 지문 센서(400)의 신호 검출에 영향을 주지 않을 수 있다.
도 15는 실시예에 따른 지문인식가능 터치스크린 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 15를 참조하면, 쉴드-터치감지 겸용 영역(D10)은 지문 인식 모드에서는 접지되거나 정전압이 인가되고, 터치 감지 모드에서는 터치 검출 회로부(80)에 연결되도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 겸용 영역(D10)은 소정의 스위치 소자(70)에 연결될 수 있고, 스위치 소자(70)는 접지단(GND)과 터치 검출 회로부(80)에 연결될 수 있다. 겸용 영역(D10)은 터치용 Rx 전극을 포함할 수 있고, 이 경우, 터치 검출 회로부(80)는 Rx 회로단일 수 있다.
이상에서 설명한 다양한 실시예에 따른 터치스크린 장치는 기존의 터치 디스플레이를 포함하는 전자 기기에 모두 적용할 수 있다. 예컨대, 터치스크린 장치는 스마트폰, 태블릿 PC 등의 모바일 기기뿐 아니라 현금자동인출기(ATM), 자동발권기, 네비게이션 등 매우 다양한 전자 기기에 적용될 수 있다. 지문 인식을 통한 개인 인증 기능이 요구되는 모바일 기기, 출입 통제기, 금융 기기 등에 다양한 방식으로 적용될 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 구체적인 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예들 들어, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 도 1 내지 도 15를 참조하여 설명한 지문 센서, 터치스크린 장치, 터치스크린 장치의 동작방법, 터치스크린 장치를 포함하는 전자 기기는 다양하게 변형될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 *
10, 11 : 제1 전극 20, 21 : 제2 전극
30, 31, 41 : 더미 패턴 50 : 제3 전극
60 : 제4 전극 70 : 스위치 소자
80 : 터치 검출 회로부 100 : 디스플레이 패널
200, 210 : 터치 센서 300 : 분리막
400 : 지문 센서 401 : 서브 기판
410 : 연결부재 500 : 투명막
A10 : 지문 검출 영역 B10 : 제1 트레이스 영역
B21 : 제2-1 트레이스 영역 B22 : 제2-2 트레이스 영역
C11 : 제1 쉴드 영역 C12 : 제2 쉴드 영역
C21 : 제3 쉴드 영역 C22 : 제4 쉴드 영역
D10, D11, D12 : 겸용 영역 E10 : 디스플레이 영역
F10 : 비활성화 영역 W10 : 배선

Claims (25)

  1. 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 센서; 및
    상기 사용자의 지문을 인식하기 위한 지문 센서;를 포함하고,
    상기 지문 센서는,
    지문 검출 영역;
    상기 지문 검출 영역으로부터 연장된 트레이스(trace) 영역; 및
    상기 트레이스 영역에 구비된 적어도 하나의 쉴드(shield) 영역 및 적어도 하나의 쉴드-터치감지 겸용 영역;을 포함하는 지문인식가능 터치스크린 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 쉴드-터치감지 겸용 영역은 지문 인식 모드에서는 접지되거나 정전압이 인가되고, 터치 감지 모드에서는 터치 검출 회로부에 연결되도록 구성된 지문인식가능 터치스크린 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 쉴드 영역은 접지되거나 정전압이 인가되도록 구성된 지문인식가능 터치스크린 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 쉴드-터치감지 겸용 영역은 상기 지문 검출 영역과 이격된 제1 겸용 영역을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 쉴드 영역은 상기 지문 검출 영역과 상기 제1 겸용 영역 사이에 배치된 제1 쉴드 영역을 포함하는 지문인식가능 터치스크린 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 쉴드 영역은 상기 제1 쉴드 영역과 이격된 제2 쉴드 영역을 더 포함하고,
    상기 제1 겸용 영역은 상기 제1 쉴드 영역과 상기 제2 쉴드 영역 사이에 배치된 지문인식가능 터치스크린 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 지문 검출 영역은 상기 터치스크린 장치의 단부로부터 소정 간격 이격하여 배치되고,
    상기 지문 검출 영역과 상기 터치스크린 장치의 단부 사이에 상기 적어도 하나의 쉴드 영역 및 상기 적어도 하나의 쉴드-터치감지 겸용 영역이 교대로 배치된 지문인식가능 터치스크린 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 지문 검출 영역은 제1 방향으로 연장된 복수의 제1 전극; 상기 복수의 제1 전극과 교차하는 제2 방향으로 연장된 복수의 제2 전극; 및 상기 복수의 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극 사이에 구비된 절연층;을 포함하고,
    상기 트레이스 영역은 상기 복수의 제1 전극으로부터 연장된 제1 트레이스 영역; 및 상기 복수의 제2 전극으로부터 연장된 제2 트레이스 영역;을 포함하는 지문인식가능 터치스크린 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 쉴드 영역 및 상기 적어도 하나의 쉴드-터치감지 겸용 영역은 상기 제1 트레이스 영역에 구비된 지문인식가능 터치스크린 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 쉴드 영역은 상기 제1 트레이스 영역 및 상기 제2 트레이스 영역 각각에 구비되고,
    상기 적어도 하나의 쉴드-터치감지 겸용 영역은 상기 제1 트레이스 영역에 구비된 지문인식가능 터치스크린 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 쉴드 영역은 상기 제1 트레이스 영역에 구비된 제1 트레이스용 쉴드 영역; 및 상기 제2 트레이스 영역에 구비된 제2 트레이스용 쉴드 영역을 포함하고,
    상기 제1 트레이스용 쉴드 영역과 상기 제2 트레이스용 쉴드 영역은 전기적으로 상호 연결된 지문인식가능 터치스크린 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 트레이스 영역은 상기 지문 검출 영역의 일측으로 연장된 제2-1 트레이스 영역; 및 상기 지문 검출 영역의 타측으로 연장된 제2-2 트레이스 영역;을 포함하는 지문인식가능 터치스크린 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 지문 검출 영역은 제1 방향으로 연장된 복수의 제1 전극 및 이와 교차하는 제2 방향으로 연장된 복수의 제2 전극을 포함하고,
    상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 중 적어도 하나는 복수의 마름모형 패턴부 및 이들 사이에 연결부를 포함하는 지문인식가능 터치스크린 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극은 모두 복수의 마름모형 패턴부 및 이들 사이에 연결부를 포함하거나,
    상기 복수의 제1 전극은 복수의 전극 라인을 포함하고, 상기 복수의 제2 전극은 복수의 마름모형 패턴부 및 이들 사이에 연결부를 포함하는 지문인식가능 터치스크린 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 트레이스 영역은 복수의 마름모형 패턴부 및 이들 사이에 연결부를 포함하거나, 복수의 라인 패턴부를 포함하는 지문인식가능 터치스크린 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 쉴드 영역 및 상기 쉴드-터치감지 겸용 영역 중 적어도 하나는 복수의 마름모형 패턴부 및 이들 사이에 연결부를 포함하는 지문인식가능 터치스크린 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 지문 검출 영역 및 상기 트레이스 영역 주위 및 그 외측에 구비된 더미 패턴(dummy pattern)을 더 포함하는 지문인식가능 터치스크린 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 지문 검출 영역은 복수의 전극을 포함하고, 상기 복수의 전극의 적어도 일부는 터치 감지 모드에서 터치 감지용 전극으로 사용되는 지문인식가능 터치스크린 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 터치 감지 모드에서 상기 지문 검출 영역에서의 터치 신호, 상기 겸용 영역에서의 터치 신호 및 상기 터치 센서의 터치 신호를 이용해서 사용자의 터치를 감지하도록 구성된 지문인식가능 터치스크린 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 센서와 상기 지문 센서는 분리막을 사이에 두고 상호 대향하도록 배치되고,
    상기 지문 검출 영역과 상기 트레이스 영역에 대응하는 상기 터치 센서의 일부 영역은 비활성화 영역인 지문인식가능 터치스크린 장치.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 센서는 제1 방향으로 연장된 복수의 제3 전극; 상기 복수의 제3 전극과 교차하는 제2 방향으로 연장된 복수의 제4 전극; 및 상기 복수의 제3 전극과 상기 복수의 제4 전극 사이에 구비된 절연층;을 포함하는 지문인식가능 터치스크린 장치.
  21. 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 센서; 및
    상기 사용자의 지문을 인식하기 위한 지문 센서;를 포함하고,
    상기 지문 센서는 지문 검출 영역; 상기 지문 검출 영역으로부터 연장된 트레이스 영역; 및 상기 트레이스 영역에 구비된 적어도 하나의 쉴드-터치감지 겸용 영역;을 포함하고,
    상기 쉴드-터치감지 겸용 영역은 지문 인식 모드에서 전기적 쉴드(electric shield)로 작용하고 터치 감지 모드에서 터치감지 영역으로 작용하도록 구성된 지문인식가능 터치스크린 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 트레이스 영역은 상기 지문 검출 영역의 제1 단부로부터 연장된 제1 트레이스 영역 및 상기 지문 검출 영역의 제2 단부로부터 연장된 제2 트레이스 영역을 포함하고,
    상기 제1 트레이스 영역은 상기 지문 검출 영역의 제1 단부와 상기 터치스크린 장치의 단부 사이에 배치되고,
    상기 쉴드-터치감지 겸용 영역은 상기 제1 트레이스 영역에 구비된 지문인식가능 터치스크린 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제1 트레이스 영역에 상기 겸용 영역과 별도로 적어도 하나의 제1 쉴드 영역이 더 구비된 지문인식가능 터치스크린 장치.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 제1 트레이스 영역에 상기 겸용 영역과 별도로 적어도 하나의 제1 쉴드 영역이 더 구비되고,
    상기 제2 트레이스 영역에 적어도 하나의 제2 쉴드 영역이 더 구비된 지문인식가능 터치스크린 장치.
  25. 청구항 1 내지 24 중 어느 하나에 기재된 지문인식가능 터치스크린 장치를 포함하는 전자기기.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020213863A1 (ko) * 2019-04-18 2020-10-22 주식회사 아모센스 피부 상태 측정 센서모듈 및 피부 상태 측정 장치
US11567605B2 (en) 2020-04-13 2023-01-31 Samsung Display Co., Ltd. Display device having a blocking part covering sensing wirings

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109993141B (zh) * 2019-04-10 2021-09-03 京东方科技集团股份有限公司 一种oled显示面板、指纹识别方法和显示装置
US11301080B2 (en) * 2019-09-27 2022-04-12 Atmel Corporation Techniques for routing signals using inactive sensor regions of touch sensors and related systems and devices
KR20210086143A (ko) * 2019-12-31 2021-07-08 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치
KR20210103317A (ko) 2020-02-13 2021-08-23 삼성전자주식회사 지문-터치 복합 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
CN112107088B (zh) * 2020-09-09 2021-12-03 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 感应模组及可穿戴设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160291765A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 Synaptics Incorporated Sensor Array Configurations for Differential Readout
KR101761547B1 (ko) * 2016-02-17 2017-07-26 주식회사 트레이스 터치 일체형 투명 지문인식 센서

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8970545B2 (en) 2011-07-13 2015-03-03 Synaptics Incorporated Trace shielding for input devices
US9411474B2 (en) 2012-11-15 2016-08-09 Nokia Technologies Oy Shield electrode overlying portions of capacitive sensor electrodes
KR102338941B1 (ko) * 2015-05-28 2021-12-14 엘지디스플레이 주식회사 지문센서 일체형 터치 스크린 패널
KR101719975B1 (ko) 2016-01-07 2017-03-27 주식회사 트레이스 지문인식 터치 스크린 장치
KR102635898B1 (ko) * 2016-10-25 2024-02-15 엘지디스플레이 주식회사 지문센서 일체형 터치 스크린 장치
KR20180054069A (ko) 2016-11-14 2018-05-24 삼성전자주식회사 지문 센서 및 지문 센서의 제조 방법
US20180218191A1 (en) * 2017-01-31 2018-08-02 Synaptics Incorporated Outside of active area finger-print sensor
KR102356812B1 (ko) * 2017-05-19 2022-01-28 엘지전자 주식회사 지문 감지가 가능한 전자장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160291765A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 Synaptics Incorporated Sensor Array Configurations for Differential Readout
KR101761547B1 (ko) * 2016-02-17 2017-07-26 주식회사 트레이스 터치 일체형 투명 지문인식 센서

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020213863A1 (ko) * 2019-04-18 2020-10-22 주식회사 아모센스 피부 상태 측정 센서모듈 및 피부 상태 측정 장치
CN113692245A (zh) * 2019-04-18 2021-11-23 阿莫善斯有限公司 皮肤状态检测传感器模块及皮肤状态检测装置
US11567605B2 (en) 2020-04-13 2023-01-31 Samsung Display Co., Ltd. Display device having a blocking part covering sensing wirings
US12019822B2 (en) 2020-04-13 2024-06-25 Samsung Display Co., Ltd. Display device having a blocking part covering sensing wirings

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