(57)【要約】【課題】タッチ・指紋複合センサ及びタッチ・指紋複合センサを含む電子装置を提供する。【解決手段】タッチ・指紋複合センサは、タッチパッド内において、第１方向に延長された複数の第１電極１００、及びそれらと交差する第２方向に延長された複数の第２電極２００を含んでもよい。複数の第１電極１００は、実質的に等間隔に配置された複数の第１タッチ電極１１０、及びそれら間に配置された複数の第１サブ電極１２０を含んでもよい。複数の第２電極２００は、実質的に等間隔に配置された複数の第２タッチ電極２１０、及びそれら間に配置された複数の第２サブ電極２２０を含んでもよい。複数の第１タッチ電極１１０は、電気的に相互連結された第１単位グループの電極を含み、第１単位グループの電極間に、少なくとも１つの第１サブ電極１２０が配置される。【選択図】図１
2019102090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指紋認識領域を含むタッチパッドと、
前記タッチパッド内において、第１方向に延長された複数の第１電極と、
前記タッチパッド内において、前記複数の第１電極と交差する第２方向に延長された複数の第２電極と、を含み、
前記複数の第１電極は、実質的に等間隔に配置された複数の第１タッチ電極、及び前記第１タッチ電極間に配置された複数の第１サブ電極を含み、
前記複数の第２電極は、実質的に等間隔に配置された複数の第２タッチ電極、及び前記第２タッチ電極間に配置された複数の第２サブ電極を含み、
前記複数の第１タッチ電極は、電気的に相互連結された第１単位グループの電極を含み、前記第１単位グループの電極間に、少なくとも１つの前記第１サブ電極が配置され、
前記複数の第２タッチ電極は、電気的に相互連結された第２単位グループの電極を含み、前記第２単位グループの電極間に、少なくとも１つの前記第２サブ電極が配置されたタッチ・指紋複合センサ。
【請求項２】
前記第１単位グループの電極のうちいずれか１つの電極一側に、第１グループの第１サブ電極が配置され、その他側に、第２グループの第１サブ電極が配置され、
前記第１グループの第１サブ電極と、前記第２グループの第１サブ電極は、電気的に相互連結されたことを特徴とする請求項１に記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項３】
前記第１単位グループの電極のうち他の１つの電極一側に、第３グループの第１サブ電極が配置され、その他側に、第４グループの第１サブ電極が配置され、
前記第３グループの第１サブ電極と、前記第４グループの第１サブ電極は、電気的に相互連結されたことを特徴とする請求項２に記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項４】
前記第１単位グループの電極端部を連結する第１連結配線が具備され、
前記第１グループの第１サブ電極の端部と、前記第２グループの第１サブ電極の端部とを相互連結する第２連結配線が具備され、
前記第１連結配線と前記第２連結配線は、平面視、相互交差することを特徴とする請求項２または３に記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項５】
前記第１連結配線及び第２連結配線のうちいずれか１本は、ビア構造、及び前記ビア構造内に具備された導電性プラグを含むことを特徴とする請求項４に記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項６】
前記第２単位グループの電極のうちいずれか１つの電極一側に、第１グループの第２サブ電極が配置され、その他側に、第２グループの第２サブ電極が配置され、
前記第１グループの第２サブ電極と、前記第２グループの第２サブ電極は、電気的に相互連結されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項７】
前記第２単位グループの電極のうち他の１つの電極一側に、第３グループの第２サブ電極が配置され、その他側に、第４グループの第２サブ電極が配置され、
前記第３グループの第２サブ電極と、前記第４グループの第２サブ電極は、電気的に相互連結されたことを特徴とする請求項６に記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項８】
前記第２単位グループの電極端部を連結する第３連結配線が具備され、
前記第１グループの第２サブ電極の端部と、前記第２グループの第２サブ電極の端部とを相互連結する第４連結配線が具備され、
前記第３連結配線と前記第４連結配線は、平面視、相互交差することを特徴とする請求項６または７に記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項９】
前記第３連結配線及び第４連結配線のうちいずれか１本は、ビア構造、及び前記ビア構造内に具備された導電性プラグを含むことを特徴とする請求項８に記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項１０】
前記複数の第１タッチ電極の前記第１単位グループは、前記指紋認識領域に対して、前記第２方向に沿う一側または両側に、複数個で配置され、
前記複数の第２タッチ電極の前記第２単位グループは、前記指紋認識領域に対して、前記第１方向に沿う一側または両側に、複数個で配置されたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項１１】
前記第１単位グループそれぞれは、三つ、あるいはそれより多くの第１タッチ電極で構成され、
前記第２単位グループそれぞれは、三つ、あるいはそれより多くの第２タッチ電極で構成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項１２】
前記タッチパッドは、前記指紋認識領域を含むアクティブ領域、及び前記アクティブ領域周囲に具備された周辺領域を含み、
前記周辺領域は、前記複数の第１電極と、前記複数の第２電極とを回路部に連結する配線を含み、
前記周辺領域において、前記複数の第１電極のうち一部が、電気的にグルーピングされ、前記複数の第２電極のうち一部が、電気的にグルーピングされることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項１３】
前記タッチパッドは、円形構造または楕円形構造を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項１４】
前記タッチパッドは、アクティブ領域を含み、及びその周囲に、ベゼル領域を含み、
前記ベゼル領域において、前記複数の第１電極のうち一部が、電気的にグルーピングされ、前記複数の第２電極のうち一部が、電気的にグルーピングされることを特徴とする請求項１３に記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項１５】
前記タッチパッドは、四角形構造を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項１６】
前記タッチ・指紋複合センサを利用したタッチ感知モードにおいて、
前記複数の第１タッチ電極、及び前記複数の第２タッチ電極を選択的に活性化させ、
前記複数の第１サブ電極、及び前記複数の第２サブ電極には、固定バイアス電圧を印加するように構成されたことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項１７】
前記複数の第１タッチ電極は、伝送電極（ＴＸ電極）であり、
前記複数の第２タッチ電極は、受信電極（ＲＸ電極）であり、
前記タッチ感知モードにおいて、前記複数の第１サブ電極には、接地電圧を印加し、前記複数の第２サブ電極には、接地電圧ではない第１バイアス電圧を印加するように構成されたことを特徴とする請求項１６に記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項１８】
前記タッチ・指紋複合センサは、前記複数の第１電極、及び複数の第２電極と連結された回路部をさらに含み、前記回路部は、ＡＦＥ（analog front-end）増幅器を含み、
前記第１バイアス電圧は、前記ＡＦＥ増幅器の入力バイアスと同一電圧であることを特徴とする請求項１７に記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項１９】
前記複数の第１電極において、前記指紋認識領域に対応する第１電極は、端部が相互連結されずに、独立して具備され、
前記複数の第２電極において、前記指紋認識領域に対応する第２電極は、端部が相互連結されずに、独立して具備されたことを特徴とする請求項１に記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項２０】
前記タッチ・指紋複合センサを利用した指紋認識モードにおいて、
前記複数の第１電極において、前記指紋認識領域に対応する第１電極と、前記複数の第２電極において、前記指紋認識領域に対応する第２電極とを選択的に活性化させ、残り第１電極と残り第２電極とには、固定バイアス電圧を印加するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項２１】
ユーザのタッチ及び指紋を感知するタッチ・指紋複合センサにおいて、
複数の第１タッチ電極と、
前記複数の第１タッチ電極間の複数の第１サブ電極と、
前記複数の第１タッチ電極と交差する複数の第２タッチ電極と、
前記複数の第２タッチ電極間の複数の第２サブ電極と、を含み、
前記複数の第１タッチ電極は、電気的に相互連結された第１単位グループの電極を含み、前記第１単位グループの２つの電極間に、少なくとも１つの前記第１サブ電極が配置され、
前記複数の第２タッチ電極は、電気的に相互連結された第２単位グループの電極を含み、前記第２単位グループの２つの電極間に、少なくとも１つの前記第２サブ電極が配置され、
タッチ感知モードにおいて、前記複数の第１タッチ電極、及び複数の第２タッチ電極を選択的に駆動し、前記複数の第１サブ電極、及び複数の第２サブ電極に固定バイアス電圧を印加するタッチ・指紋複合センサ。
【請求項２２】
前記複数の第１タッチ電極は、伝送電極（ＴＸ電極）であり、
前記複数の第２タッチ電極は、受信電極（ＲＸ電極）であり、
前記タッチ感知モードにおいて、前記複数の第１サブ電極には、接地電圧を印加し、前記複数の第２サブ電極には、接地電圧ではない第１バイアス電圧を印加するように構成されたことを特徴とする請求項２１に記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項２３】
前記タッチ・指紋複合センサは、回路部をさらに含み、
前記回路部は、ＡＦＥ（analog front-end）増幅器を含み、
前記第１バイアス電圧は、前記ＡＦＥ増幅器の入力バイアスと同一であることを特徴とする請求項２２に記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項２４】
前記タッチ・指紋複合センサは、指紋認識領域を含むアクティブ領域と、前記アクティブ領域周囲に具備された周辺領域と、を含み、
前記周辺領域は、前記複数の第１タッチ電極のうち一部を電気的にグルーピングする第１連結構造体と、前記複数の第１サブ電極のうち一部を電気的にグルーピングする第２連結構造体と、前記複数の第２タッチ電極のうち一部を電気的にグルーピングする第３連結構造体と、前記複数の第２サブ電極のうち一部を電気的にグルーピングする第４連結構造体と、のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項２１〜２３のいずれか１つに記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項２５】
前記第１連結構造体ないし第４連結構造体のうち少なくとも一つは、ビア構造、及び前記ビア構造内に具備された導電性プラグを含むことを特徴とする請求項２４に記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項２６】
前記タッチ・指紋複合センサは、指紋認識領域を定義し、
前記複数の第１タッチ電極、及び複数の第１サブ電極において、前記指紋認識領域に対応する電極は、端部が相互連結されずに、独立して具備され、
前記複数の第２タッチ電極、及び複数の第２サブ電極において、前記指紋認識領域に対応する電極は、端部が相互連結されずに、独立して具備されたことを特徴とする請求項２１〜２５のいずれか１つに記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項２７】
前記タッチ・指紋複合センサは、指紋認識領域を定義し、
指紋認識モードにおいて、前記複数の第１タッチ電極、及び複数の第１サブ電極において、前記指紋認識領域に対応する電極と、前記複数の第２タッチ電極、及び複数の第２サブ電極において、前記指紋認識領域に対応する電極とを選択的に活性化させ、残り電極には、固定バイアス電圧を印加することを特徴とする請求項２１〜２５のいずれか１つに記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項２８】
前記タッチ・指紋複合センサは、円形、楕円形または四角形構造を有することを特徴とする請求項２１〜２７のいずれか１つに記載のタッチ・指紋複合センサ。
【請求項２９】
請求項１ないし２８のうちいずれか１つに記載のタッチ・指紋複合センサを含む電子装置。
【請求項３０】
タッチパッドを含むタッチ・指紋複合センサにおいて、
前記タッチパッドは、
第１方向に延長された複数の第１電極と、
前記第１方向と交差する第２方向に延長された複数の第２電極と、を含み、
前記複数の第１電極は、
電気的に相互連結された第１の複数の第１タッチ電極と、
前記複数の第１電極のうち、電気的に相互分離された第２の複数の第１タッチ電極と、
前記第１の複数の第１タッチ電極のうち１つの一側に配置された第１の複数の第１サブ電極と、
前記第１の複数の第１タッチ電極において、前記１つの他側に配置された第２の複数の第１サブ電極と、を含み、
前記第１の複数の第１サブ電極それぞれと、前記第２の複数の第１サブ電極それぞれは、電気的に相互連結され、
前記複数の第２電極は、
電気的に相互連結された第１の複数の第２タッチ電極と、
前記複数の第２電極のうち、電気的に相互分離された第２の複数の第２タッチ電極と、
前記第１の複数の第２タッチ電極のうち１つの一側に配置された第１の複数の第２サブ電極と、
前記第１の複数の第２タッチ電極において、前記１つの他側に配置された第２の複数の第２サブ電極と、を含み、
前記第１の複数の第２サブ電極それぞれと、前記第２の複数の第２サブ電極それぞれは、電気的に相互連結されたタッチ・指紋複合センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ・指紋複合センサ及びタッチ・指紋複合センサを含む電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチスクリーン（touch screen）は、ユーザが指などで、スクリーンに接触したり、スクリーンを押したりすれば、その位置や関連情報を認知してシステムに伝達する入力装置であり、単純であり、使用しやすいという長所がある。特に、静電容量（capacitive）方式のタッチスクリーンは、高い透過率、及び優秀な耐久性を有し、タッチ解像度にすぐれ、マルチタッチが可能であるという長所がある。該タッチスクリーンパネルは、スーマトフォン、タブレットＰＣ（personal computer）などのモバイル機器だけではなく、現金自動支払機（ＡＴＭ）、自動発券機、ナビゲーションのような非常に多様な電子機器に適用されている。
【０００３】
最近では、多様なモバイル機器及び電子機器に対する個人認証の必要性がだんだんと拡大されている。指紋、音声、顔、虹彩のような個人の固有特徴を利用した個人認証機能は、モバイル機器、出入り統制機、金融機器などにおいて、重要度をもって使用される。既存方式によるスーマトフォン、タブレットＰＣなどの指紋認識技術は、タッチスクリーンモジュールと別途に指紋認識モジュールを構成する構造である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、タッチ及び指紋をいずれもセンシングすることができるセンサであり、センシング性能を改善することができるタッチ・指紋複合センサを提供することである。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、また、タッチセンシングの線形性（linearity）を改善することができるタッチ・指紋複合センサを提供することである。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、また、前記タッチ・指紋複合センサを含む電子装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面（aspect）によれば、指紋認識領域を含むタッチパッド；前記タッチパッド内において、第１方向に延長された複数の第１電極；及び前記タッチパッド内において、前記複数の第１電極と交差する第２方向に延長された複数の第２電極；を含み、前記複数の第１電極は、実質的に等間隔に配置された複数の第１タッチ電極、及び前記第１タッチ電極間に配置された複数の第１サブ電極を含み、前記複数の第２電極は、実質的に等間隔に配置された複数の第２タッチ電極、及び前記第２タッチ電極間に配置された複数の第２サブ電極を含み、前記複数の第１タッチ電極は、電気的に相互連結された第１単位グループの電極を含み、前記第１単位グループの電極間に、少なくとも１つの前記第１サブ電極が配置され、前記複数の第２タッチ電極は、電気的に相互連結された第２単位グループの電極を含み、前記第２単位グループの電極間に、少なくとも１つの前記第２サブ電極が配置されたタッチ・指紋複合センサが提供される。
【０００８】
前記第１単位グループの電極のうちいずれか１つの電極一側に、第１グループの第１サブ電極が配置され、その他側に、第２グループの第１サブ電極が配置され、前記第１グループの第１サブ電極と、前記第２グループの第１サブ電極は、電気的に相互連結されもする。
【０００９】
前記第１単位グループの電極のうち他の１つの電極一側に、第３グループの第１サブ電極が配置され、その他側に、第４グループの第１サブ電極が配置され、前記第３グループの第１サブ電極と、前記第４グループの第１サブ電極は、電気的に相互連結されもする。
【００１０】
前記第１単位グループの電極端部を連結する第１連結配線が具備され、前記第１グループの第１サブ電極の端部と、前記第２グループの第１サブ電極の端部とを相互連結する第２連結配線が具備され、前記第１連結配線と前記第２連結配線は、平面視、相互交差することができる。
【００１１】
前記第１連結配線及び第２連結配線のうちいずれか１本は、ビア構造、及び前記ビア構造内に具備された導電性プラグを含んでもよい。
【００１２】
前記第２単位グループの電極のうちいずれか１つの電極一側に、第１グループの第２サブ電極が配置され、その他側に、第２グループの第２サブ電極が配置され、前記第１グループの第２サブ電極と、前記第２グループの第２サブ電極は、電気的に相互連結されもする。
前記第２単位グループの電極のうち他の１つの電極一側に、第３グループの第２サブ電極が配置され、その他側に、第４グループの第２サブ電極が配置され、前記第３グループの第２サブ電極と、前記第４グループの第２サブ電極は、電気的に相互連結されもする。
【００１３】
前記第２単位グループの電極端部を連結する第３連結配線が具備され、前記第１グループの第２サブ電極の端部と、前記第２グループの第２サブ電極の端部とを相互連結する第４連結配線が具備され、前記第３連結配線と前記第４連結配線は、平面視、相互交差することができる。
【００１４】
前記第３連結配線及び第４連結配線のうちいずれか１本は、ビア構造、及び前記ビア構造内に具備された導電性プラグを含んでもよい。
【００１５】
前記複数の第１タッチ電極の前記第１単位グループは、前記指紋認識領域に対して、前記第２方向に沿う一側または両側に、複数個で配置され、前記複数の第２タッチ電極の前記第２単位グループは、前記指紋認識領域に対して、前記第１方向に沿う一側または両側に、複数個にも配置される。
【００１６】
前記第１単位グループそれぞれは、三つ、あるいはそれより多くの第１タッチ電極で構成され、前記第２単位グループそれぞれは、三つ、あるいはそれより多くの第２タッチ電極でも構成される。
【００１７】
前記タッチパッドは、前記指紋認識領域を含むアクティブ領域、及び前記アクティブ領域周囲に具備された周辺領域を含み、前記周辺領域は、前記複数の第１電極と、前記複数の第２電極とを回路部に連結する配線を含み、前記周辺領域において、前記複数の第１電極のうち一部が、電気的にグルーピングされ、前記複数の第２電極のうち一部が、電気的にもグルーピングされる。
【００１８】
前記タッチパッドは、円形構造または楕円形構造を有することができる。
【００１９】
前記タッチパッドは、アクティブ領域を含み、及びその周囲に、ベゼル（bezel）領域を含み、前記ベゼル領域において、前記複数の第１電極のうち一部が、電気的にグルーピングされ、前記複数の第２電極のうち一部が、電気的にもグルーピングされる。
前記タッチパッドは、四角形構造を有することができる。
【００２０】
前記タッチ・指紋複合センサを利用したタッチ感知モードにおいて、前記複数の第１タッチ電極、及び前記複数の第２タッチ電極を選択的に活性化させることができ、前記複数の第１サブ電極、及び前記複数の第２サブ電極には、固定バイアス電圧を印加するようにも構成される。
【００２１】
前記複数の第１タッチ電極は、伝送電極（transmit electrode）（ＴＸ電極）でもあり、前記複数の第２タッチ電極は、受信電極（receive electrode）（ＲＸ電極）でもあり、前記タッチ感知モードにおいて、前記複数の第１サブ電極には、接地電圧を印加することができ、前記複数の第２サブ電極には、接地電圧ではない第１バイアス電圧を印加することができる。
【００２２】
前記タッチ・指紋複合センサは、前記複数の第１電極、及び複数の第２電極と連結された回路部をさらに含み、前記回路部はＡＦＥ（analog front−end）増幅器を含み、前記第１バイアス電圧は、前記ＡＦＥ増幅器の入力バイアスと同一電圧でもある。
【００２３】
前記複数の第１電極において、前記指紋認識領域に対応する第１電極は、端部が相互連結されずに、独立して具備され、前記複数の第２電極において、前記指紋認識領域に対応する第２電極は、端部が相互連結されずに、独立しても具備される。
【００２４】
前記タッチ・指紋複合センサを利用した指紋認識モードにおいて、前記複数の第１電極において、前記指紋認識領域に対応する第１電極と、前記複数の第２電極において、前記指紋認識領域に対応する第２電極とを選択的に活性化させることができ、残り第１電極と残り第２電極とには、固定バイアス電圧を印加するようにも構成される。
【００２５】
他の側面によれば、前述のタッチ・指紋複合センサを含む電子装置が提供される。
【００２６】
他の側面によれば、ユーザのタッチ及び指紋を感知するタッチ・指紋複合センサにおいて、複数の第１タッチ電極；前記複数の第１タッチ電極間の複数の第１サブ電極；前記複数の第１タッチ電極と交差する複数の第２タッチ電極；及び前記複数の第２タッチ電極間の複数の第２サブ電極；を含み、前記複数の第１タッチ電極は、電気的に相互連結された第１単位グループの電極を含み、前記第１単位グループの２つの電極間に、少なくとも１つの前記第１サブ電極が配置され、前記複数の第２タッチ電極は、電気的に相互連結された第２単位グループの電極を含み、前記第２単位グループの２つの電極間に、少なくとも１つの前記第２サブ電極が配置され、タッチ感知モードにおいて、前記複数の第１タッチ電極、及び複数の第２タッチ電極を選択的に駆動し、前記複数の第１サブ電極、及び複数の第２サブ電極に固定バイアス電圧を印加するタッチ・指紋複合センサが提供される。
【００２７】
前記複数の第１タッチ電極は、伝送電極（ＴＸ電極）でもあり、前記複数の第２タッチ電極は、受信電極（ＲＸ電極）でもあり、前記タッチ感知モードにおいて、前記複数の第１サブ電極には、接地電圧を印加し、前記複数の第２サブ電極には、接地電圧ではない第１バイアス電圧を印加するようにも構成される。
【００２８】
前記タッチ・指紋複合センサは、回路部をさらに含み、前記回路部は、ＡＦＥ増幅器を含み、前記第１バイアス電圧は、前記ＡＦＥ増幅器の入力バイアスと同一でもある。
【００２９】
前記タッチ・指紋複合センサは、指紋認識領域を含むアクティブ領域；及び前記アクティブ領域周囲に具備された周辺領域；を含んでもよい。
【００３０】
前記周辺領域は、前記複数の第１タッチ電極のうち一部を電気的にグルーピングする第１連結構造体；前記複数の第１サブ電極のうち一部を電気的にグルーピングする第２連結構造体；前記複数の第２タッチ電極のうち一部を電気的にグルーピングする第３連結構造体；及び前記複数の第２サブ電極のうち一部を電気的にグルーピングする第４連結構造体；のうち少なくとも一つを含んでもよい。
【００３１】
前記第１連結構造体ないし第４連結構造体のうち少なくとも一つは、ビア構造、及び前記ビア構造内に具備された導電性プラグを含んでもよい。
【００３２】
前記タッチ・指紋複合センサは、指紋認識領域を定義することができ、前記複数の第１タッチ電極、及び複数の第１サブ電極において、前記指紋認識領域に対応する電極は、端部が相互連結されずに、独立して具備され、前記複数の第２タッチ電極、及び複数の第２サブ電極において、前記指紋認識領域に対応する電極は、端部が相互連結されずに、独立しても具備される。
【００３３】
前記タッチ・指紋複合センサは、指紋認識領域を定義することができ、指紋認識モードにおいて、前記複数の第１タッチ電極、及び複数の第１サブ電極において、前記指紋認識領域に対応する電極と、前記複数の第２タッチ電極、及び複数の第２サブ電極において、前記指紋認識領域に対応する電極とを選択的に活性化させ、残り電極には、固定バイアス電圧を印加することができる。
【００３４】
前記タッチ・指紋複合センサは、円形構造、楕円形構造、四角形構造などを有することができる。
【００３５】
他の側面によれば、前述のタッチ・指紋複合センサを含む電子装置が提供される。
【００３６】
他の側面によれば、タッチパッドを含むタッチ・指紋複合センサにおいて、前記タッチパッドは、第１方向に延長された複数の第１電極；及び前記第１方向と交差する第２方向に延長された複数の第２電極；を含み、前記複数の第１電極は、電気的に相互連結された第１の複数の第１タッチ電極；前記複数の第１電極のうち、電気的に相互分離された第２の複数の第１タッチ電極；前記第１の複数の第１タッチ電極のうち１つの一側に配置された第１の複数の第１サブ電極；及び前記第１の複数の第１タッチ電極において、前記１つの他側に配置された第２の複数の第１サブ電極；を含み、前記第１の複数の第１サブ電極それぞれと、前記第２の複数の第１サブ電極それぞれは、電気的に相互連結され、前記複数の第２電極は、電気的に相互連結された第１の複数の第２タッチ電極；前記複数の第２電極のうち、電気的に相互分離された第２の複数の第２タッチ電極；前記第１の複数の第２タッチ電極のうち１つの一側に配置された第１の複数の第２サブ電極；及び前記第１の複数の第２タッチ電極において、前記１つの他側に配置された第２の複数の第２サブ電極；を含み、前記第１の複数の第２サブ電極それぞれと、前記第２の複数の第２サブ電極それぞれは、電気的に相互連結されたタッチ・指紋複合センサが提供される。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、同一スクリーン内において、タッチ及び指紋をいずれもセンシングすることができるセンサとして、センシング性能を改善することができるタッチ・指紋複合センサを具現することができる。また、タッチセンシングの線形性を改善することができるタッチ・指紋複合センサを具現することができる。また、そのような複合センサを適用し、優秀な性能を有する多様な電子装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】一実施形態によるタッチ・指紋複合センサを概略的に示す平面図である。
【図２】図１において、複数の第１電極の一部を図示した平面図である。
【図３】図１において、複数の第２電極の一部を図示した平面図である。
【図４】一実施形態によるタッチ・指紋複合センサに適用されるビアを介した連結構造について説明するための断面図である。
【図５】比較例１によるタッチ・指紋複合センサを概略的に示す平面図である。
【図６】比較例２によるタッチ・指紋複合センサを概略的に示す平面図である。
【図７】一実施形態によるタッチ・指紋複合センサに適用される複数の第１電極、及び複数の第２電極の構成について説明するための平面図である。
【図８】他の実施形態によるタッチ・指紋複合センサに適用される複数の第１電極、及び複数の第２電極の構成について説明するための平面図である。
【図９】一実施形態によって例示的に設計されたタッチ・指紋複合センサの構成を示す平面図である。
【図１０】他の実施形態によるタッチ・指紋複合センサを示す平面図である。
【図１１】一実施形態によるタッチ・指紋複合センサに適用される回路構成を示す回路図である。
【図１２】図１１の一部領域の回路構成及び経路による電荷量を示す回路図である。
【図１３】一実施形態によるタッチ・指紋複合センサを適用した電子装置について説明するための分解斜視図である。
【図１４】他の実施形態によるタッチ・指紋複合センサを適用した電子装置について説明するための分解斜視図である。
【図１５Ａ】実施例及び比較例によるタッチ・指紋複合センサに対するタッチセンシング性能評価を行った結果を示す図面である。
【図１５Ｂ】実施例及び比較例によるタッチ・指紋複合センサに対するタッチセンシング性能評価を行った結果を示す図面である。
【図１５Ｃ】実施例及び比較例によるタッチ・指紋複合センサに対するタッチセンシング性能評価を行った結果を示す図面である。
【図１６Ａ】実施例及び比較例によるタッチ・指紋複合センサに対するタッチセンシング性能評価を、他の方式で行った結果を示す図面である。
【図１６Ｂ】実施例及び比較例によるタッチ・指紋複合センサに対するタッチセンシング性能評価を、他の方式で行った結果を示す図面である。
【図１６Ｃ】実施例及び比較例によるタッチ・指紋複合センサに対するタッチセンシング性能評価を、他の方式で行った結果を示す図面である。
【図１７Ａ】実施例及び比較例によるタッチ・指紋複合センサに対するタッチセンシング性能評価を、他の方式で行った結果を示す図面である。
【図１７Ｂ】実施例及び比較例によるタッチ・指紋複合センサに対するタッチセンシング性能評価を、他の方式で行った結果を示す図面である。
【図１７Ｃ】実施例及び比較例によるタッチ・指紋複合センサに対するタッチセンシング性能評価を、他の方式で行った結果を示す図面である。
【図１８Ａ】実施例及び比較例によるタッチ・指紋複合センサに対するタッチセンシング性能評価を、他の方式で行った結果を示す図面である。
【図１８Ｂ】実施例及び比較例によるタッチ・指紋複合センサに対するタッチセンシング性能評価を、他の方式で行った結果を示す図面である。
【図１８Ｃ】実施例及び比較例によるタッチ・指紋複合センサに対するタッチセンシング性能評価を、他の方式で行った結果を示す図面である。
【図１９】比較例によるセンサに対するシミュレーション結果であり、ＲＸ電極ラインによるカットティングプレーン（cutting plane）における、ＴＸ電極ライン及びダミーラインの電気的ポテンシャルを示すグラフである。
【図２０】図１９のシミュレーションに対応するものであり、ＴＸ電極面における、ＲＸ電極ラインによる電気的ポテンシャルの変化を示すグラフである。
【図２１】他の比較例によるセンサに対するシミュレーション結果であり、ＲＸ電極ラインによるカットティングプレーンにおける、ＴＸ電極ライン及びダミーラインの電気的ポテンシャルを示すグラフである。
【図２２】図２１のシミュレーションに対応するものであり、ＴＸ電極面における、ＲＸ電極ラインによる電気的ポテンシャルの変化を示すグラフである。
【図２３】一実施形態によるセンサに対するシミュレーション結果であり、ＲＸ電極ラインによるカットティングプレーンにおける、ＴＸ電極ライン及びダミーラインの電気的ポテンシャルを示すグラフである。
【図２４】図２３のシミュレーションに対応するものであり、ＴＸ電極面における、ＲＸ電極ラインによる電気的ポテンシャルの変化を示すグラフである。
【図２５】比較例によるタッチ・指紋複合センサを利用した指紋感知時、指紋感知領域でのセンシングイメージを示す図面である。
【図２６】一実施形態によるタッチ・指紋複合センサを利用した指紋感知時、指紋感知領域でのセンシングイメージを示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態によるタッチ・指紋複合センサ及びその動作方法、並びにタッチ・指紋複合センサを含む電子装置について、添付された図面を参照して詳細に説明する。添付された図面に図示された層や領域の幅及び厚みは、明細書の明確性、及び説明の便宜性のために若干誇張されている。詳細な説明全体にわたり、同一参照番号は、同一構成要素を示す。
【００４０】
図１は、一実施形態によるタッチ・指紋複合センサを概略的に示す平面図である。
【００４１】
図１を参照すれば、指紋認識領域Ｒ１０を含むタッチパッド（touch pad）Ｐ１０が具備される。タッチパッドＰ１０内において、第１方向、例えば、Ｘ軸方向に延長された複数の第１電極１００が具備され、複数の第１電極１００と交差する第２方向、例えば、Ｙ軸方向に延長された複数の第２電極２００が具備される。複数の第１電極１００と、複数の第２電極２００は、相互直交することができる。複数の第１電極１００と、複数の第２電極２００との間には、所定の絶縁層が介在されもする。言い換えれば、複数の第１電極１００と、複数の第２電極２００は、絶縁層を挟み、相互離隔されてもいる。複数の第１電極１００上に、複数の第２電極２００が位置するか、あるいはその反対でもある。複数の第１電極１００は、実質的に等間隔に配置され、複数の第２電極２００も、実質的に等間隔にも配置される。
【００４２】
複数の第１電極１００は、実質的に等間隔に配置された複数の第１タッチ電極１１０、並びに第１タッチ電極１１０の間及び／または両側に配置された複数の第１サブ電極１２０を含んでもよい。それと類似して、複数の第２電極２００は、実質的に等間隔に配置された複数の第２タッチ電極２１０、並びに第２タッチ電極２１０の間及び／または両側に配置された複数の第２サブ電極２２０を含んでもよい。複数の第１タッチ電極１１０は、伝送電極（transmit electrode）（ＴＸ電極）であり、複数の第２タッチ電極２１０は、受信電極（receive electrode）（ＲＸ電極）であるか、あるいはその反対でもある。
【００４３】
複数の第１タッチ電極１１０は、電気的に相互連結された第１単位グループの電極を含み、前記第１単位グループの電極間に、少なくとも１つの第１サブ電極１２０が配置されもする。言い換えれば、複数の第１タッチ電極１１０の一部は、所定の単位で電気的にグループ化され、グループ化された第１タッチ電極１１０間に、少なくとも１つの第１サブ電極１２０が配置されもする。それについては、図２を参照してさらに詳細に説明する。
【００４４】
複数の第２タッチ電極２１０は、電気的に相互連結された第２単位グループの電極を含み、前記第２単位グループの電極間に、少なくとも１つの第２サブ電極２２０が配置されもする。言い換えれば、複数の第２タッチ電極２１０の一部は、所定の単位で電気的にグループ化され、グループ化された第２タッチ電極２１０間に、少なくとも１つの第２サブ電極２２０が配置されもする。それについては、図３を参照してさらに詳細に説明する。
【００４５】
図２は、図１における、複数の第１電極１００の一部を図示した平面図である。
【００４６】
図２を参照すれば、複数の第１電極は、複数の第１タッチ電極１１０、及び複数の第１サブ電極１２０を含んでもよい。複数の第１タッチ電極１１０は、電気的に相互連結された第１単位グループＧ１０の電極１１０（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ）を含んでもよい。言い換えれば、第１単位グループＧ１０の第１タッチ電極１１０（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ）は、その端部が電気的に連結されもする。ここでは、３つの第１タッチ電極１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃが、第１単位グループＧ１０を構成する場合が図示されている。第１単位グループＧ１０の２つの電極１１０間に、少なくとも１つの第１サブ電極１２０が配置されもする。
【００４７】
第１単位グループＧ１０の電極１１０のうちいずれか１つの電極１１０ａ一側に、第１グループの第１サブ電極Ｓ１１が配置され、その他側に、第２グループの第１サブ電極Ｓ１２が配置され、第１グループの第１サブ電極Ｓ１１と、第２グループの第１サブ電極Ｓ１２は、電気的に相互連結されもする。第１単位グループＧ１０の電極１１０のうち、他の１つの電極１１０ｃ一側に、第３グループの第１サブ電極Ｓ１３が配置され、その他側に、第４グループの第１サブ電極Ｓ１４が配置され、第３グループの第１サブ電極Ｓ１３と、第４グループの第１サブ電極Ｓ１４は、電気的に相互連結されもする。第１単位グループＧ１０の電極１１０は、前記電極１１０ａと、前記他の電極１１０ｃとの間に、さらに他の電極１１０ｂを含んでもよい。電極１１０ｂの一側に、第２グループの第１サブ電極Ｓ１２が配置され、その他側に、第３グループの第１サブ電極Ｓ１３が配置されもする。第１グループの第１サブ電極Ｓ１１に含まれたサブ電極１２０の個数は、２個に図示されているが、それは、例示的なものであり、また説明の便宜のためのものでもある。前記第１グループの第１サブ電極Ｓ１１には、１個ないし約１５個ほどの第１サブ電極１２０が含まれてもよい。例えば、前記第１グループの第１サブ電極Ｓ１１には、約２〜１２個または約４〜１０個ほどの第１サブ電極１２０が含まれてもよい。それは、第２グループの第１サブ電極Ｓ１２、第３グループの第１サブ電極Ｓ１３、及び第４グループの第１サブ電極Ｓ１４についても同様である。しかし、各グループに含まれたサブ電極の個数は、前述のところに限定されるものではない。
【００４８】
第１単位グループＧ１０の電極１１０の端部を連結する第１連結配線（第１連結構造体）Ｃ１０が具備される。第１グループの第１サブ電極Ｓ１１の端部と、第２グループの第１サブ電極Ｓ１２の端部と、を相互連結する第２−１連結配線（第２−１連結構造体）Ｃ２１が具備される。第３グループの第１サブ電極Ｓ１３の端部と、第４グループの第１サブ電極Ｓ１４の端部と、を相互連結する第２−２連結配線（第２−２連結構造体）Ｃ２２が具備される。第１連結配線Ｃ１０と、第２−１連結配線Ｃ２１は、平面視、相互交差することができる。また、第１連結配線Ｃ１０と、第２−２連結配線Ｃ２２は、平面視、相互交差することができる。第２−１連結配線Ｃ２１と、第２−２連結配線Ｃ２２は、総称し、「第２連結配線」とすることができる。第１連結配線Ｃ１０及び第２連結配線Ｃ２１，Ｃ２２のうちいずれか１本は、ビア構造、及びビア構造内に具備された導電性プラグを含んでもよい。それについては、追って図４を参照して説明する。
【００４９】
図３は、図１における、複数の第２電極２００の一部を図示した平面図である。
【００５０】
図３を参照すれば、複数の第２電極は、複数の第２タッチ電極２１０、及び複数の第２サブ電極２２０を含んでもよい。複数の第２タッチ電極２１０は、電気的に相互連結された第２単位グループＧ２０の電極２１０（２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ）を含んでもよい。言い換えれば、第２単位グループＧ２０の第２タッチ電極２１０（２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ）は、その端部が電気的に連結されもする。ここでは、３つの第２タッチ電極２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃが、第２単位グループＧ２０を構成する場合が図示されている。第２単位グループＧ２０の２つの電極２１０間に、少なくとも１つの第２サブ電極２２０が配置されもする。
【００５１】
第２単位グループＧ２０の電極２１０のうちいずれか１つの電極２１０ａ一側に、第１グループの第２サブ電極Ｓ２１が配置され、その他側に、第２グループの第２サブ電極Ｓ２２が配置され、第１グループの第２サブ電極Ｓ２１と、第２グループの第２サブ電極Ｓ２２は、電気的に相互連結されもする。第２単位グループＧ２０の電極２１０のうち、他の１つの電極２１０ｃ一側に、第３グループの第２サブ電極Ｓ２３が配置され、その他側に、第４グループの第２サブ電極Ｓ２４が配置され、第３グループの第２サブ電極Ｓ２３と、第４グループの第２サブ電極Ｓ２４は、電気的に相互連結されもする。第２単位グループＧ２０の電極２１０は、前記電極２１０ａと、前記他の電極２１０ｃとの間に、さらに他の電極２１０ｂを含んでもよい。電極２１０ｂの一側に、第２グループの第２サブ電極Ｓ２２が配置され、その他側に、第３グループの第２サブ電極Ｓ２３が配置されもする。第１グループの第２サブ電極Ｓ２１に含まれたサブ電極２２０の個数は、２個に図示されているが、それは、例示的なものであり、また説明の便宜のためのものでもある。前記第１グループの第２サブ電極Ｓ２１には、１個ないし約１５個ほどの第２サブ電極２２０が含まれてもよい。例えば、前記第１グループの第２サブ電極Ｓ２１には、約２〜１２個または約４〜１０個ほどの第２サブ電極２２０が含まれてもよい。それは、第２グループの第２サブ電極Ｓ２２、第３グループの第２サブ電極Ｓ２３、及び第４グループの第２サブ電極Ｓ２４についても同様である。しかし、各グループに含まれたサブ電極の個数は、前述のところに限定されるものではない。
【００５２】
第２単位グループＧ２０の電極２１０の端部を連結する第３連結配線（第３連結構造体）Ｃ３０が具備される。第１グループの第２サブ電極Ｓ２１の端部と、第２グループの第２サブ電極Ｓ２２の端部とを相互連結する第４−１連結配線（第４−１連結構造体）Ｃ４１が具備される。第３グループの第２サブ電極Ｓ２３の端部と、第４グループの第２サブ電極Ｓ２４の端部とを相互連結する第４−２連結配線（第４−２連結構造体）Ｃ４２が具備される。第３連結配線Ｃ３０と、第４−１連結配線Ｃ４１は、平面視、相互交差することができる。また、第３連結配線Ｃ３０と、第４−２連結配線Ｃ４２は、平面視、相互交差することができる。第４−１連結配線Ｃ４１と、第４−２連結配線Ｃ４２は、総称し、「第４連結配線」とすることができる。第３連結配線Ｃ３０及び第４連結配線Ｃ４１，Ｃ４２のうちいずれか１本は、ビア構造、及びビア構造内に具備された導電性プラグを含んでもよい。
【００５３】
図４は、一実施形態によるタッチ・指紋複合センサに適用されるビアを介した連結構造について説明するための断面図である。
【００５４】
図４を参照すれば、基板ＳＵＢ１０上に、第１タッチ電極１１０が具備され、その両側に、第１サブ電極１２０ａ，１２０ｂが具備される。ここで、第１タッチ電極１１０は、図２の第１単位グループＧ１０に属した電極１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃのうち一つでもある。第１サブ電極１２０ａは、第１−１サブ電極１２０ａとすることができ、第１サブ電極１２０ｂは、第１−２サブ電極１２０ｂとすることができる。基板ＳＵＢ１０上に、第１タッチ電極１１０及び第１サブ電極１２０ａ，１２０ｂを覆う絶縁層１５０が具備され、絶縁層１５０には、第１サブ電極１２０ａ，１２０ｂを露出させるビアホールＶ１，Ｖ２が形成される。第１ビアホールＶ１は、第１−１サブ電極１２０ａに対応し、第２ビアホールＶ２は、第１−２サブ電極１２０ｂに対応する。第１ビアホールＶ１は、第１導電性プラグ１７０ａで充填され、第２ビアホールＶ２は、第２導電性プラグ１７０ｂで充填される。絶縁層１５０上に、第１導電性プラグ１７０ａ及び第２導電性プラグ１７０ｂに連結された（コンタクトされた）連結配線２５０が具備される。従って、連結配線２５０及び導電性プラグ１７０ａ，１７０ｂにより、第１−１サブ電極１２０ａと、第１−２サブ電極１２０ｂとが電気的に連結されもする。連結配線２５０及び導電性プラグ１７０ａ，１７０ｂは、１つの「連結構造体」を構成すると言うことができる。そのようなビアを介した連結構造は、図２の第２連結配線Ｃ２１，Ｃ２２に適用されたり、第１連結配線Ｃ１０に適用されたりする。また、ビアを介した連結構造は、図３の第４連結配線Ｃ４１，Ｃ４２に適用されたり、第３連結配線Ｃ３０に適用されたりする。
【００５５】
再び図１を参照すれば、タッチパッドＰ１０は、アクティブ領域Ａ１０、及びアクティブ領域Ａ１０周囲に具備された周辺領域Ｂ１０を含んでもよい。指紋認識領域Ｒ１０は、アクティブ領域Ａ１０内に具備される。
【００５６】
周辺領域Ｂ１０は、複数の第１電極１００と、複数の第２電極２００とを回路部（図示せず）に連結する配線を含んでもよい。従って、周辺領域Ｂ１０は、トレース（trace）領域またはトレーサ（tracer）領域であると言うことができる。周辺領域Ｂ１０内において、複数の第１電極１００のうち一部が、電気的にグルーピングされ、複数の第２電極２００のうち一部が、電気的にもグルーピングされる。周辺領域Ｂ１０は、複数の第１タッチ電極１１０のうち一部を電気的にグルーピングする、例えば、第１連結構造体Ｃ１０（図２）、複数の第１サブ電極１２０のうち一部を電気的にグルーピングする、例えば、第２連結構造体Ｃ２１，Ｃ２２（図２）、複数の第２タッチ電極２１０のうち一部を電気的にグルーピングする、例えば、第３連結構造体Ｃ３０（図３）、及び複数の第２サブ電極２２０のうち一部を電気的にグルーピングする、例えば、第４連結構造体Ｃ４１，Ｃ４２（図３）のうち少なくとも一つを含み、前記第１連結構造体ないし第４連結構造体のうち少なくとも一つは、ビア構造、及びビア構造内に具備された導電性プラグを含んでもよい（図４参照）。図１において、参照番号Ｗ１０は、周辺領域Ｂ１０のトレーサを回路部（図示せず）に連結するための配線部または連結部でもある。
【００５７】
周辺領域Ｂ１０内において、複数の第１電極１００のうち一部が、電気的にグルーピングされ、複数の第２電極２００のうち一部が、電気的にグルーピングされれば、周辺領域Ｂ１０内において、配線の構成が単純化され、配線の密度が低くなる。結果として、周辺領域Ｂ１０のサイズを小さく維持することができる。
【００５８】
複数の第１電極１００において、指紋認識領域Ｒ１０に対応する第１電極１００は、端部が相互連結されずに、独立しても具備される。また、複数の第２電極２００において、指紋認識領域Ｒ１０に対応する第２電極２００は、端部が相互連結されずに、独立しても具備される。指紋認識領域Ｒ１０に対応する第１電極１００（１１０，１２０）と、第２電極２００（２１０，２２０）は、いずれも独立しても駆動される。タッチ・指紋複合センサを利用した指紋認識モードにおいて、複数の第１電極１００において、指紋認識領域Ｒ１０に対応する第１電極１００（１１０，１２０）と、複数の第２電極２００において、指紋認識領域Ｒ１０に対応する第２電極２００（２１０，２２０）とを選択的に活性化させ、残り第１電極と残り第２電極とには、固定バイアス電圧を印加することができる。指紋認識領域Ｒ１０において、電極パターン（すなわち、前記第１電極及び第２電極）は、数十μｍほど、例えば、約３０〜９０μｍほど、あるいは約５０〜７０μｍほどの間隔にも配置される。指紋認識時には、タッチ認識時よりさらに微細な電極パターンが使用されもする。
【００５９】
複数の第１タッチ電極１１０の電気的グループ化、及び複数の第２タッチ電極２１０の電気的グループ化は、指紋認識領域Ｒ１０外側でなされる。複数の第１タッチ電極１１０において、例えば、電気的にグループ化された第１単位グループＧ１０（図２）は、指紋認識領域Ｒ１０に対して、第２方向（Ｙ軸方向）に沿った一側または両側に、複数個にも配置される。複数の第２タッチ電極２１０において、例えば、電気的にグループ化された第２単位グループＧ２０（図３）、指紋認識領域Ｒ１０に対して、第１方向（Ｘ軸方向）に沿った一側または両側に、複数個にも配置される。図１ないし図３においては、第１単位グループＧ１０それぞれが、３つの第１タッチ電極１１０によって構成され、第２単位グループＧ２０それぞれが、３つの第２タッチ電極２１０によって構成された場合を図示して説明したが、それは、例示的なものであり、それぞれの単位グループＧ１０，Ｇ２０を構成する電極の個数は、異なりうる。例えば、第１単位グループＧ１０及び第２単位グループＧ２０それぞれは、２つの電極で構成されるか、あるいは三つより多くの電極からも構成される。また、図１においては、指紋認識領域Ｒ１０のＹ軸方向への両側それぞれに、第１単位グループＧ１０（図２）が一つずつ存在する場合を図示したが、実際は、さらに多数の第１単位グループが存在することができる。それと類似して、図１においては、指紋認識領域Ｒ１０のＸ軸方向への両側それぞれに、第２単位グループＧ２０（図３）が一つずつ存在する場合を図示したが、実際は、さらに多数の第２単位グループが存在することができる。従って、タッチ感知時、ユーザの指などがタッチする領域において、複数の第１単位グループが同時にタッチされ、それと類似して、複数の第２単位グループが、同時にタッチされもする。
【００６０】
タッチ・指紋複合センサを利用したタッチ感知モードにおいて、タッチパッドＰ１０の全体領域において、複数の第１タッチ電極１１０、及び複数の第２タッチ電極２１０を選択的に活性化させることができ、複数の第１サブ電極１２０、及び複数の第２サブ電極２２０には、固定バイアス電圧を印加することができる。タッチ感知モードにおいて、複数の第１サブ電極１２０、及び複数の第２サブ電極２２０は、ダミー（dummy）電極としても使用される。複数の第１タッチ電極１１０は、例えば、約０．５〜５ｍｍほどの間隔に配置され、複数の第２タッチ電極２１０も、例えば、約０．５〜５ｍｍほどの間隔にも配置される。
【００６１】
複数の第１タッチ電極１１０が伝送電極（ＴＸ電極）であり、複数の第２タッチ電極２１０が受信電極（ＲＸ電極）である場合、前記タッチ感知モードにおいて、複数の第１サブ電極１２０には、接地電圧を印加し、複数の第２サブ電極２２０には、接地電圧ではない第１バイアス電圧を印加することができる。ここで、前記第１バイアス電圧は、回路部（図示せず）のＡＦＥ（analog front−end）増幅器の入力バイアスと同一であるか、あるいは実質的に同一である電圧でもある。そのように、タッチ認識モードにおいて、複数の第１サブ電極１２０、及び複数の第２サブ電極２２０に固定バイアス電圧を印加すれば、ノイズを減らすことができ、タッチ感知性能を改善することができる。複数の第１サブ電極１２０、及び複数の第２サブ電極２２０は、タッチパッドＰ１０の全面において、複数の第１タッチ電極１１０、及び複数の第２タッチ電極２１０と共に、均一な電極パターンを構成するために、視認性の変化を最小化させることができ、モアレ（moire）形成を抑制することができる。また、複数の第１サブ電極１２０、及び複数の第２サブ電極２２０は、タッチ認識時には、固定バイアス電極として使用され、指紋認識時には、その一部が指紋認識用電極としても使用される。
【００６２】
指紋認識の場合、低い相互静電容量（mutual capacitance）（Ｃｍ）によって外部ノイズに脆弱でもあるので、指紋認識領域Ｒ１０に対応する第１タッチ電極１１０と、第１サブ電極１２０とが相互交差せず、また、指紋認識領域Ｒ１０に対応する第２タッチ電極２１０と、第２サブ電極２２０とが相互交差しないように設計する必要がある。本実施形態においては、指紋認識領域Ｒ１０に対応する第１タッチ電極１１０と、第１サブ電極１２０とが周辺領域Ｂ１０でも相互交差せず、指紋認識領域Ｒ１０に対応する第２タッチ電極２１０と、第２サブ電極２２０とが、また相互交差しない。従って、指紋認識時、電極の交差による問題は発生しない。一方、指紋認識領域Ｒ１０外側のタッチ領域に対応する周辺領域Ｂ１０において、第１タッチ電極１１０と、第１サブ電極１２０とがビアを介した連結で交差するのに、そのような電極の交差は、周辺領域Ｂ１０でなされ、また、タッチ認識の場合、電極の交差による影響が相対的に小さいために、全体信号には、ほとんど影響を与えない。
【００６３】
本実施形態において、タッチパッドＰ１０は、円形構造または楕円形構造を有することができる。その場合、周辺領域Ｂ１０は、ベゼル（bezel）領域でもある。円形タッチパッド（センサ）の場合、タッチパッド（センサ）の電極パターン（チャネル）を詰めて配置する場合、活性領域（ディスプレイ領域）外部に連結／延長される配線個数が増え、結果として、ベゼル領域のサイズが増大するという問題がある。ディスプレイ領域対比で、ベゼル領域のサイズが大きくなり、それを駆動するための駆動ＩＣ（integrated circuit）も、さらなるチャネルを確保しなければならないので、価格面及び実装性面で不利になる。しかし、本実施形態においては、周辺領域（すなわち、ベゼル領域）Ｂ１０において、電極をグループ化し、ビアを介して連結することができるので、前述のような問題を克服することができる。従って、実施形態によれば、周辺領域（すなわち、ベゼル領域）Ｂ１０のサイズを小さくすることができ、駆動ＩＣの設計負担を減らすことができ、価格及び実装性の側面などで有利となる。図１などにおいては、タッチパッドＰ１０が円形である場合について主に説明したが、本実施形態は、それに限定されるものではない。タッチパッドＰ１０は、四角形構造を有するか、他の多角形構造、あるいはそれ以外の他の変形構造を有することもできる。
【００６４】
図５は、比較例１によるタッチ・指紋複合センサを概略的に示す平面図である。
【００６５】
図５を参照すれば、Ｘ軸方向に延長された複数の第１電極１０１が配列され、それらと交差するように、Ｙ軸方向に延長された複数の第２電極２０１が配列される。複数の第１電極１０１は、等間隔で離隔された複数の第１タッチ電極１１１と、それらの間及び両側に具備された複数の第１サブ電極１２１とを含んでもよい。それと類似して、複数の第２電極２０１は、等間隔で離隔された複数の第２タッチ電極２１１と、それらの間及び両側に具備された複数の第２サブ電極２２１とを含んでもよい。
【００６６】
複数の第１タッチ電極１１１は、電気的にグループ化されず、独立しても配置される。言い換えれば、複数の第１タッチ電極１１１は、その端部が、電気的／物理的に連結されない。それと類似して、複数の第２タッチ電極２１１は、電気的にグループ化されず、独立しても配置される。言い換えれば、複数の第２タッチ電極２１１は、その端部が電気的／物理的に連結されない。
【００６７】
図５において、参照番号Ａ１１，Ｂ１１，Ｒ１１，Ｗ１１は、それぞれアクティブ領域、周辺領域、指紋認識領域及び配線部を示す。
【００６８】
図６は、比較例２によるタッチ・指紋複合センサを概略的に示す平面図である。
【００６９】
図６を参照すれば、Ｘ軸方向に延長された複数の第１電極１０２が配列され、それらと交差するように、Ｙ軸方向に延長された複数の第２電極２０２が配列される。複数の第１電極１０２は、複数の第１タッチ電極１１２、及び複数の第１サブ電極１２２を含んでもよい。それと類似して、複数の第２電極２０２は、複数の第２タッチ電極２１２、及び複数の第２サブ電極２２２を含んでもよい。
【００７０】
複数の第１タッチ電極１１２は、電気的にグループ化された複数の電極を含む単位グループＧ１が規則的に配列された構造を有することができる。各単位グループＧ１の第１タッチ電極は、相互隣接するように配置され、それら間に、第１サブ電極１２２は、配置されない。単位グループＧ１と異なる単位グループＧ１間には、複数の第１サブ電極１２２が配置されもする。従って、複数の第１タッチ電極１１２は、全体的に均一な間隔に配置されない。
【００７１】
複数の第２タッチ電極２１２は、電気的にグループ化された複数の電極を含む単位グループＧ２が規則的に配列された構造を有することができる。各単位グループＧ２の第２タッチ電極は、相互隣接するように配置され、それら間に、第２サブ電極２２２は、配置されない。単位グループＧ２と異なる単位グループＧ２間には、複数の第２サブ電極２２２が配置されもする。従って、複数の第２タッチ電極２１２は、全体的に均一な間隔に配置されない。
【００７２】
図６において、参照番号Ａ１２，Ｂ１２，Ｒ１２，Ｗ１２は、それぞれアクティブ領域、周辺領域、指紋認識領域及び配線部を示す。
【００７３】
タッチラインの配置／配列側面において、図５のような比較例１によるセンサの構成は、「単一均等配置」と言うことができ、図６のような比較例２によるセンサの構成は、「まとめ非均等配置」と言うことができる。一方、図１のような実施形態によるセンサの構成は、「まとめ／分散均等配置」と言うことができる。そのような用語は、説明の便宜のためのものであり、本実施形態を限定したり制限したりするものない。
【００７４】
図５のような比較例１において、１つの第１タッチ電極１１１と、それと交差する１つの第２タッチ電極２１１との相互静電容量（Ｃｍ）は、約０．５ｐＦほどでもあり、図６のような比較例２において、１グループをなす３つの第１タッチ電極１１２と、それと交差する１グループをなす３つの第２タッチ電極２１２との相互静電容量（Ｃｍ）は、約１．５ｐＦほどでもある。図１のような実施形態において、１グループをなす３つの第１タッチ電極１１０と、それと交差する１グループをなす３つの第２タッチ電極２１０との相互静電容量（Ｃｍ）は、約１．５ｐＦほどでもある。すなわち、一実施形態のように、タッチラインを「まとめ／分散均等配置」しても、相互静電容量（Ｃｍ）を、比較例２と同一に（あるいは、類似して）維持しながら、均等分散配置によるタッチ線形性改善効果を得ることができる。制限された個数のタッチラインを利用しながらも、それらを均等分散することができ、タッチ線形性など性能を改善することができる。
【００７５】
図５の比較例１のように、１本のラインで、ＴＸライン及びＲＸラインを具現する場合、低い静電容量（Ｃｍ）、及び広い間隔により、感度と線形性とが低下し、連続的なタッチ動作を感知し難いことがある。図６の比較例２のように、複数のＴＸライン及びＲＸラインをグループ化させる場合、感度改善は可能であるが、優秀な線形性確保には、限界がある。しかし、一実施形態のように、タッチラインを「まとめ／分散均等配置」する場合、感度及び線形性を改善することができる。それについては、追って図１５ないし図１８を参照し、さらに詳細に説明する。
【００７６】
図７は、一実施形態によるタッチ・指紋複合センサに適用される複数の第１電極、及び複数の第２電極の構成について説明するための平面図である。
【００７７】
図７を参照すれば、タッチ・指紋複合センサは、第１方向、例えば、Ｘ軸方向に延長された複数の第１電極１００Ａを含み、第２方向、例えば、Ｙ軸方向に延長された複数の第２電極２００Ａを含んでもよい。第１電極１００Ａは、複数の菱形パターン部１、及びそれら間の連結部２を含んでもよい。それと類似して、第２電極２００Ａは、複数の菱形パターン部３、及びそれら間の連結部４を含んでもよい。第１電極１００Ａの連結部２に対応するように、第２電極２００Ａの連結部４が配置されもする。複数の第１電極１００Ａと、複数の第２電極２００Ａとの間には、絶縁層が具備される。複数の第１電極１００Ａと、複数の第２電極２００Ａとの間に、キャパシタンス、すなわち、相互静電容量が形成される。第１電極１００Ａ及び第２電極２００Ｂは、例えば、ＩＴＯ（indium tin oxide）、ＩＺＯ（indium zinc oxide）、ＡＺＯ（aluminum doped zinc oxide）、ＧＺＯ（gallium zinc oxide）、ＡＧＺＯ（aluminum gallium zinc oxide）、ＧＩＺＯ（gallium indium zinc oxide）のような透明伝導性酸化物（ＴＣＯ：transparent conductive oxide）からも形成される。ここでは、複数の第１電極１００Ａと、複数の第２電極２００Ａとがいずれも菱形パターン部１，３と、それら間の連結部２，４とを有する場合を図示して説明したが、それは、例示的なものであり、電極１００Ａ，２００Ｂの形態は、多様にも変化される。複数の第１電極１００Ａと、複数の第２電極２００Ａは、菱形ではない多角形のパターン部を有することができ、それら（第１電極１００Ａ及び第２電極２００Ｂ）のうち少なくとも一つは、ラインパターンでもある。
【００７８】
図８は、他の実施形態によるタッチ・指紋複合センサに適用される複数の第１電極、及び複数の第２電極の構成について説明するための平面図である。
【００７９】
図８を参照すれば、Ｘ軸方向に延長された複数の第１電極１００Ｂが具備され、それらと交差するように、Ｙ軸方向に延長された複数の第２電極２００Ａが具備される。複数の第１電極１００Ｂは、ラインパターンでもあり、複数の第２電極２００Ａは、複数の菱形パターン部３、及びそれら間の連結部４を含んでもよい。
【００８０】
複数の第１電極１００Ｂは、所定の金属や合金、または金属化合物から形成することができる。第１電極１００Ｂは、例えば、数μｍほどの幅を有することができるために、金属で形成しても、肉眼では、ほとんど透明に見える。場合によっては、第１電極１００Ｂは、透明な電極物質から形成することもできる。複数の第２電極２００Ａは、図７の第２電極２００Ａと類似して、透明伝導性酸化物などから形成することができる。
【００８１】
本実施形態においては、ラインパターンの第１電極１００Ｂで、優秀な電気伝導性を確保することができ、菱形パターン部３を有する第２電極２００Ａで、優秀な透明性を確保することができる。従って、優秀な電気伝導性、及び優秀な透明性をいずれも確保するのに有利である。しかし、図８を参照して説明した電極１００Ｂ，２００Ａの構成は、例示的なものであり、それは、多様にも変化される。
【００８２】
図９は、一実施形態により、例示的に設計されたタッチ・指紋複合センサの構成を示す平面図である。
【００８３】
図９を参照すれば、複数のタッチ電極（第１タッチ電極）が均等分散配置され、それらのうち一部が、電気的にグループ化される。複数のタッチ電極（第１タッチ電極）の間及び両側に、複数のサブ電極（第１サブ電極）が配置されもする。複数のサブ電極（第１サブ電極）は、ベゼル領域において、ビアを介して相互電気的に連結されもする。タッチ認識の動作時、複数のサブ電極（第１サブ電極）には、接地電圧ＧＮＤが印加される。一方、指紋認識領域に対応するタッチ電極（第１タッチ電極）は、独立しても具備される。
【００８４】
図１０は、他の実施形態によるタッチ・指紋複合センサを示す平面図である。
【００８５】
図１０を参照すれば、図１を参照して説明したタッチ・指紋複合センサの配線部Ｗ１０に連結された回路部ＣＰ１０がさらに具備される。回路部ＣＰ１０は、駆動ＩＣ及びリードアウト（readout）ＩＣなどを含んでもよい。回路部ＣＰ１０には、ＡＦＥ増幅器が含まれてもよい。複数の第１タッチ電極１１０が伝送電極（ＴＸ電極）であり、複数の第２タッチ電極２１０が受信電極（ＲＸ電極）である場合、タッチ感知モードにおいて、複数の第１サブ電極１２０には、接地電圧を印加し、複数の第２サブ電極２２０には、接地電圧ではない第１バイアス電圧を印加することができる。ここで、前記第１バイアス電圧は、前記ＡＦＥ増幅器の入力バイアスと同一であるか、あるいは実質的に同一である電圧でもある。そのように、タッチ認識モードにおいて、複数の第１サブ電極１２０、及び複数の第２サブ電極２２０に固定バイアス電圧を印加すれば、ノイズを減らすことができ、タッチ感知性能を改善することができる。
【００８６】
図１１は、一実施形態によるタッチ・指紋複合センサに適用される回路構成を示す回路図である。
【００８７】
図１１を参照すれば、伝送電極（ＴＸ電極）は、ｎ番目の伝送電極（ＴＸｎ電極）と、ｎ＋１番目の伝送電極（ＴＸｎ＋１電極）とを含み、受信電極（ＲＸ電極）は、ｎ番目の受信電極（ＲＸｎ電極）と、ｎ＋１番目の受信電極（ＲＸｎ＋１電極）とを含む。ディスプレイパネル上に、ＴＸ電極とＲＸ電極とによる相互静電容量ＣＭが形成される。また、寄生キャパシタンス（parastic capacitance）Ｃｐｔｘ、ＴＸ電極間キャパシタンスＣｔｘ−ｔｘ、ＲＸ電極間キャパシタンスＣｒｘ−ｒｘ、ＴＸ電極の抵抗Ｒｔｘ、ＲＸ電極の抵抗Ｒｒｘが形成される。ディスプレイパネルに、第１電圧源ＶＮＤが連結され、それと別途に、第２電圧源ＶＮＦがセンサ部にも連結される。第２電圧源ＶＮＦとセンサ部との間に、フィードバック（feedback）キャパシタンスＣＦが発生する。また、センサ部に連結されたＡＦＥ増幅器Ａｍｐが具備される。ＡＦＥ増幅器Ａｍｐは、出力ターミナルＶｏｕｔにも連結される。ＡＦＥ増幅器Ａｍｐ周囲に、フィードバックキャパシタンスＣＦＢとフィードバック抵抗ＲＦＢとが発生する。
【００８８】
第１電圧源ＶＮＤに連結された接地端子ＧＮＤ１が存在することができ、ＡＦＥ増幅器Ａｍｐの入力端に、所定の入力電圧が印加される。タッチ感知モードにおいて、ＴＸ電極に該当する複数の第１電極のうち複数の第１サブ電極には、接地電圧が印加され、ＲＸ電極に該当する複数の第２電極のうち複数の第２サブ電極には、第１バイアス電圧が印加される。ここで、前記接地電圧は、接地端子ＧＮＤ１の電圧に該当し、前記第１バイアス電圧は、ＡＦＥ増幅器Ａｍｐの入力バイアス電圧に該当する。それを介して、隣接したチャネル（電極）間の寄生キャパシタンス影響を最小化させ、ノイズを減らすことができ、センシング性能を改善することができる。
【００８９】
図１２は、図１１の一部領域の回路構成及び経路による電荷量を示す回路図である。
【００９０】
図１２を参照すれば、ΔＱほどの電荷が、ＣＭ以前段階から隣接チャネルに流れ、従って、出力ターミナルＶｏｕｔ側に、Ｑ−ΔＱほどの電荷が流れる。もしタッチ感知時、複数の第２サブ電極に、ＡＦＥ増幅器Ａｍｐの入力バイアス電圧と同一の第１バイアス電圧が印加されないのであるならば、出力ターミナルＶｏｕｔ側に、Ｑ−Δ２Ｑほどの電荷が流れ、結果として、センシング性能を低下させる。しかし、本実施形態においては、出力ターミナルＶｏｕｔ側に、Ｑ−ΔＱほどの電荷が流れるようにするために、センシング性能が改善される。図１１及び図１２の回路構成は、例示的であって概略的なものであり、場合によっては、該構成は、多様に変化されもする。
【００９１】
図１３は、一実施形態によるタッチ・指紋複合センサを適用した電子装置について説明するための分解斜視図である。本実施形態は、タッチ・指紋複合センサが円形である場合を示す。
【００９２】
図１３を参照すれば、ディスプレイパネル１０００が具備され、ディスプレイパネル１０００上に、タッチ・指紋複合センサ２０００が配置されもする。ディスプレイパネル１０００は、例えば、ＬＣＤ（liquid crystal display）パネルでもあるが、それに限定されるものではなく、多様に変化されもする。ＯＬＥＤ（organic light emitting diode）パネルなど多様なディスプレイ素子が、パネル１０００に適用されもする。
【００９３】
タッチ・指紋複合センサ２０００は、指紋認識領域Ｒ１を含んでもよい。タッチ・指紋複合センサ２０００から延長された連結部材（connector）２１００が具備される。連結部材２１００は、複数の配線を含んでもよい。連結部材２１００は、所定の検出回路（図示せず）にも連結される。タッチ・指紋複合センサ２０００は、複数の第１電極、及びそれらと交差する複数の第２電極を含んでもよい。前記複数の第１電極と、複数の第２電極との間に、相互静電容量が形成される。従って、複合センサ２０００は、静電容量方式のセンサでもある。前記複数の第１電極と、複数の第２電極との間には、絶縁層が具備される。該絶縁層は、透明でもある。タッチ・指紋複合センサ２０００は、所定のサブ基板上に形成されもする。
【００９４】
タッチ・指紋複合センサ２０００上には、それを覆う透明膜３０００が具備される。透明膜３０００は、ガラス膜のような透明な絶縁物質から形成されもする。
【００９５】
図１４は、他の実施形態によるタッチ・指紋複合センサを適用した電子装置について説明するための分解斜視図である。本実施形態は、タッチ・指紋複合センサが四角形である場合を示す。
【００９６】
図１４を参照すれば、ディスプレイパネル１００１上に、タッチ・指紋複合センサ２００１が配置され、タッチ・指紋複合センサ２００１上に、透明膜３００１が具備される。タッチ・指紋複合センサ２００１は、指紋認識領域Ｒ２を含み、複合センサ２００１から延長された連結部材２１０１がさらに具備される。本実施形態において、タッチ・指紋複合センサ２００１は、四角形構造を有することができ、それを含む電子装置も、四角形構造を有することができる。
【００９７】
多様な実施形態によるタッチ・指紋複合センサは、既存のタッチディスプレイを含む電子装置にいずれも適用することができる。前記タッチ・指紋複合センサは、オン・スクリーン（on-screen）静電容量方式の素子であり、指紋認識が可能なタッチスクリーン装置（fingerprint recognizable touch screen apparatus）に適用されもする。例えば、前記タッチ・指紋複合センサは、スマートウォッチ（smart watch）、スーマトフォン、タブレットＰＣ（personal computer）などのモバイル機器、及びウェアラブル機器に適用されもする。また、家電製品、現金自動支払機（ＡＴＭ）、自動発券機、ナビゲーション装置など多様な電子装置に適用されもする。指紋認識を介した個人認証機能が要求されるモバイル機器、出入り統制機、金融機器などに多様な方式で適用される電子装置にも適用されもする。
【００９８】
図１５は、実施例及び比較例によるタッチ・指紋複合センサに対するタッチセンシング性能評価を行った結果を示す図面である。図１５Ａは、図５の比較例１の思想に対応するセンサに係わる結果であり、図１５Ｂは、図６の比較例２の思想に対応するセンサに係わる結果であり、図１５Ｃは、図１の実施形態の思想に対応するセンサに係わる結果である。図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃは、いずれも３２個ＲＸライン及び３２個ＴＸラインでもって構成した場合に該当する。
【００９９】
図１５を参照すれば、比較例１（図１５Ａ）のように、タッチラインを「単一均等配置」した場合、低いＣｍによる感度が低下し、ＴＸタッチライン間の間隔が広い関係により、タッチ入力時、センシング線形性が良好に確保されないことということが分かる。比較例２（図１５Ｂ）のように、タッチラインを「まとめ非均等配置」した場合、比較例１（図１５Ａ）よりは、線形性にすぐれるが、部分的には、線形性が良好に確保されていない。一方、実施例（図１５Ｃ）のように、タッチラインを「まとめ／分散均等配置」した場合、タッチ入力信号に対して、優秀な線形性を示すということを確認することができる。従って、実施例によるタッチ・指紋複合センサを利用すれば、比較例によるセンサより優秀なタッチ線形性を確保することができる。
【０１００】
図１６ないし図１８は、実施例及び比較例によるタッチ・指紋複合センサに対するタッチセンシング性能評価を、他の方式で行った結果を示す図面である。図１６は、円形に動きながらタッチした場合であり、図１７及び図１８は、対角線方向に直線的にタッチした場合である。図１７は、相対的に遅い（slow）速度であり、図１８は、相対的に速い（fast）速度でタッチした場合である。図１６ないし図１８のそれぞれにおいて、Ａ図面は、図１５の比較例１に対応し、Ｂ図面は、図１５の比較例２に対応し、Ｃ図面は、図１５の実施例に対応する。
【０１０１】
図１６ないし図１８を参照すれば、実施例によるタッチ・指紋複合センサ（Ｃ図面）は、全ての場合において、優秀なタッチセンシング性能を示すということを確認することができる。一方、比較例１や比較例２によるセンサ（Ａ，Ｂ図面）の場合、概してあるいは一部場合において、線形性及び感知性能が落ちるということが分かる。
【０１０２】
図１９は、比較例によるセンサに係わるシミュレーション結果であり、ＲＸ電極ラインによるカットティングプレーン（cutting plane）における、ＴＸ電極ライン及びダミーラインの電気的ポテンシャルを示すグラフである。１本のＴＸ電極ラインが中央に位置し、その両側に複数のダミーライン（サブライン）が配列される。このとき、前記複数のダミーライン（サブライン）は、電気的にフローティング（floating）されている。
【０１０３】
図２０は、図１９のシミュレーションに対応するものであり、ＴＸ電極面における、ＲＸ電極ラインによる電気的ポテンシャルの変化を示すグラフである。図２０を参照すれば、１本のＴＸ電極ラインに対応する中央部において、スパイクピークが発生し、その両側において、複数のダミーライン（サブライン）による小さいピークが発生したということが分かる。ダミーライン（サブライン）によるピークは、ノイズに該当する。
【０１０４】
図２１は、他の比較例によるセンサに係わるシミュレーション結果であり、ＲＸ電極ラインによるカットティングプレーンにおける、ＴＸ電極ライン及びダミーラインの電気的ポテンシャルを示すグラフである。３本のＴＸ電極ラインが配置され、それらの間及び両側に、複数のダミーライン（サブライン）が配列される。このとき、前記複数のダミーライン（サブライン）は、電気的にフローティングされている。
【０１０５】
図２２は、図２１のシミュレーションに対応するものであり、ＴＸ電極面における、ＲＸ電極ラインによる電気的ポテンシャルの変化を示すグラフである。図２２を参照すれば、３本のＴＸ電極ラインに対応する領域において、スパイクピークが発生し、それらの間及び両側において、ダミーライン（サブライン）による小さいピークが発生したということが分かる。ダミーライン（サブライン）によるピークは、ノイズに該当する。
【０１０６】
図２３は、実施形態によるセンサに係わるシミュレーション結果であり、ＲＸ電極ラインによるカットティングプレーンにおける、ＴＸ電極ライン及びダミーラインの電気的ポテンシャルを示すグラフである。３本のＴＸ電極ラインが配置され、それらの間及び両側に、複数のダミーライン（サブライン）が配列される。このとき、前記複数のダミーライン（サブライン）は、接地されている。
【０１０７】
図２４は、図２３のシミュレーションに対応するものであり、ＴＸ電極面における、ＲＸ電極ラインによる電気的ポテンシャルの変化を示すグラフである。図２４を参照すれば、３本のＴＸ電極ラインに対応する領域において、スパイクピークが発生し、それらの間及び両側において、ダミーライン（サブライン）によるピークが発生しないということが分かる。従って、ダミーライン（サブライン）によるノイズなしに、優秀な感度でもって、センシングを行うことができる。
【０１０８】
図２５は、比較例によるタッチ・指紋複合センサを利用した指紋感知時、指紋感知領域でのセンシングイメージを示す図面である。図２５の比較例は、指紋感知時、指紋感知領域外側のダミーライン（サブライン）に、固定バイアスを入力しない場合である。
【０１０９】
図２６は、一実施形態によるタッチ・指紋複合センサを利用した指紋感知時、指紋感知領域でのセンシングイメージを示す図面である。図２６の実施形態は、指紋感知時、指紋感知領域外側のダミーライン（サブライン）に、前述の方式で、固定バイアスを入力した場合である。
【０１１０】
図２５及び図２６を比較すれば、図２５の比較例の場合、測定領域のエッジ部（edge portion）において、イメージ質が落ちるが、図２６の実施形態においては、エッジ部を含んだ全体領域において、イメージ質が均一であり、測定性能が改善されたということが分かる。
【０１１１】
前述の説明において、多くの事項が具体的に記載されているが、それらは、発明の範囲を限定するというよりも、具体的な実施形態の例示として解釈されなければならない。例えば、本発明が属する技術分野で当業者であるならば、図１ないし図４、及び図７ないし図１４を参照して説明したタッチ・指紋複合センサ、タッチ・指紋複合センサを含んだ電子装置、タッチ・指紋複合センサの動作方法は、多様に変形されるということが分かるであろう。例えば、前述の実施形態においては、１つの層構造体内に、複数のタッチ感知電極と、複数の指紋感知電極とを共に実装したが、他の場合には、第１層構造体（基板構造体）内に、複数のタッチ感知電極を形成し、第２層構造体（基板構造体）内に、複数の指紋感知電極を形成し、それらを合着して使用することもできる。それ以外にも、多様な変形が可能である。従って、本発明の範囲は、説明された実施形態によって決められるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想によって決められるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明の、タッチ・指紋複合センサ及びその動作方法、並びにタッチ・指紋複合センサを含む電子装置は、例えば、タッチスクリーン関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１００，１０１，１０２  第１電極
２００，２０１，２０２  第２電極
１１０，１１１，１１２  第１タッチ電極
１２０，１２１，１２２  第１サブ電極
２１０，２１１，２１２  第２タッチ電極
２２０，２２１，２２２  第２サブ電極
２５０  連結配線
１０００  ディスプレイパネル
２０００  タッチ・指紋複合センサ
２１００  連結部材
３０００  透明膜
Ａ１０，Ａ１１，Ａ１２  アクティブ領域
Ｂ１０，Ｂ１１，Ｂ１２  周辺領域
Ｃ１０  第１連結配線
Ｃ２１，Ｃ２２  第２連結配線
Ｃ３０  第３連結配線
Ｃ４１，Ｃ４２  第４連結配線
ＣＰ１０  回路部
Ｇ１０  第１単位グループ
Ｇ２０  第２単位グループ
Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２  指紋認識領域
Ｖ１，Ｖ２  ビアホール
【図１】
2019102090.tif 000003
【図２】
2019102090.tif 000004
【図３】
2019102090.tif 000005
【図４】
2019102090.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2019102090.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019102090.tif 000011
【図１０】
2019102090.tif 000012
【図１１】
2019102090.tif 000013
【図１２】
2019102090.tif 000014
【図１３】
2019102090.tif 000015
【図１４】
2019102090.tif 000016
【図１５Ａ】
2019102090.tif 000017
【図１５Ｂ】
2019102090.tif 000018
【図１５Ｃ】
2019102090.tif 000019
【図１６Ａ】
2019102090.tif 000020
【図１６Ｂ】
2019102090.tif 000021
【図１６Ｃ】
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【図１７Ａ】
2019102090.tif 000023
【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2019102090.tif 000032
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2019102090.tif 000035
【図２６】
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