(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指紋検知機器であって、
検知素子のアレイを備える検知チップであって、前記検知素子が、前記検知素子のそれぞれと前記検知機器の検知面上に配置された指との間の容量結合を検出するための読出し回路に接続されるように構成されている、検知チップと、
前記検知素子の少なくとも一部分をカバーするように前記検知素子の垂直上方に配置されたカバー層であって、前記カバー層の外側表面が前記検知機器の前記検知面を形成する、カバー層と、
を備え、
前記カバー層が、可視レンジの所定のサブレンジ内の反射光の量を低減させるように構成された三次元パターンを含み、前記三次元パターンがナノ構造のアレイまたは反射型回折格子を備える、
指紋検知機器。
【請求項２】
前記三次元パターンが、複数の導電性のナノ構造を備えるプラズモニックアレイであり、前記ナノ構造が互いに直流的に絶縁されている、請求項１に記載の検知機器。
【請求項３】
前記ナノ構造のサイズ、形状、および分布が、前記可視レンジの所定のサブレンジ内の反射光の前記量を低減させるように構成されたプラズモニックアレイを形成するように選択されている、請求項２に記載の検知機器。
【請求項４】
前記カバー層が複数の副層を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の検知機器。
【請求項５】
前記三次元パターンが、第２の副層によってカバーされた第１の副層内に配置されている、請求項４に記載の検知機器。
【請求項６】
前記カバー層が、前記三次元パターンが第１の所定のサブレンジ内の反射光の前記量を低減させるように構成されている第１の領域部分と、前記三次元パターンが第２の所定のサブレンジ内の反射光の前記量を低減させるように構成されている第２の領域部分と、を備え、前記第１のサブレンジが前記第２のサブレンジとは異なる、請求項１から５のいずれか一項に記載の検知機器。
【請求項７】
前記三次元パターンが前記検知面に配置され、前記パターンが疎水性の表面特性を提供するように構成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の検知機器。
【請求項８】
前記三次元パターンが、画像が前記検知面上に形成されるように、前記検知機器の異なる領域部分に対して前記可視レンジの異なる所定のサブレンジ内の反射光の前記量を低減させるように構成されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の検知機器。
【請求項９】
前記三次元パターンが、前記所定のサブレンジが異なる視野角に対して異なるように構成されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の検知機器。
【請求項１０】
前記カバー層の少なくとも一部が光学的な反射材料によってコーティングされている、請求項１から９のいずれか一項に記載の検知機器。
【請求項１１】
前記三次元パターンの少なくとも突出部分が光学的に反射する材料によってコーティングされている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の検知機器。
【請求項１２】
指紋検知機器を製造する方法であって、
検知素子のアレイを備える検知チップを用意することであって、前記検知素子が、前記検知素子のそれぞれと前記検知機器の検知面上に配置された指との間の容量結合を検出するための読出し回路に接続されるように構成されていることと、
前記検知素子の少なくとも一部分をカバーするように前記検知素子の垂直上方に配置されたカバー層を形成することであって、前記カバー層の外側表面が前記検知機器の前記検知面を形成することと、
前記カバー層内に、前記可視レンジの所定のサブレンジ内の反射光の量を低減させるように構成された三次元パターンを形成することであって、前記三次元パターンがナノ構造のアレイまたは反射型回折格子を備えることと、
を含む方法。
【請求項１３】
三次元パターンを形成する前記ステップがナノインプリントリソグラフィまたはフォトリソグラフィを含む、請求項１２に記載の本方法。
【請求項１４】
前記三次元パターンの突出部分上に反射コーティングを堆積させることをさらに含む、請求項１２または１３に記載の本方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋検知機器に関する。詳細には、本発明は、指紋検知機器の表面パターンに関する。
【背景技術】
【０００２】
身元検証用の生体認証機器、具体的には指紋検知機器の開発によって、より小型で、より安価で、よりエネルギー効率を高くした機器がもたらされるようになったため、そのような機器に対する可能性のある用途が増えている。
【０００３】
具体的には、指紋検知は、小型のフォームファクタ、比較的有益なコスト／性能ファクタ、および高いユーザ受容性のために、例えば、民生用電子機器にますます採用されている。
【０００４】
指紋検知素子および補助ロジック回路を提供するためのＣＭＯＳテクノロジーに基づいて構築された容量性指紋検知機器は、そのような検知機器を小型でかつエネルギー効率よくすることができると同時に高精度で指紋を識別することができるため、ますます広く普及している。そのために、容量性指紋センサは、携帯型コンピュータ、タブレットコンピュータ、および携帯電話、例えば、スマートフォンなどの民生用電子機器に有利に使用されている。
【０００５】
指紋センサは、例えば、スマートフォンまたはタブレットコンピュータなどのハンドヘルド機器の前面に配置されることがあり、その場合、センサは、しばしば、機器のディスプレイ用のカバーガラスと同一の面内に検知面を有するように配置される。センサをカバーガラスと融合させるために、または、指紋センサをカバーガラスと区別するために、指紋センサの特定の色またはパターンを選択することが望ましい場合がある。
【０００６】
しかしながら、顔料を含む従来の色層は、かなり厚く、所望の色および光沢を実現するためには４０ｐｍを上回ることがある。厚さは、指とセンシングチップとの間の距離を増加させるため、センサ性能に影響を及ぼす。また、現在知られている顔料を使用するコーティング溶液は、それぞれの色が別々の処理ステップを必要とするため、異なる色を含むパターンを作り出す可能性がある場合は、限定され、結果として生じるパターンの解像度は、適用技術に応じて約１００ｐｍに制限される。
【０００７】
さらに、着色顔料は、入射光を一部のみ反射する分子であり、色は、塗料中の分子の光吸収によって規定される。所望の色に応じて、要求される特性を有する分子を見つけなければならず、色の微調整は、かなり困難である。
【０００８】
さらに、色が材料の特性に依存するため、色は、顔料が古くなるとともに変化する可能性がある。
【発明の概要】
【０００９】
指紋検知機器の上述の望ましい特性および従来技術の欠点に鑑みて、本発明は、指紋検知機器、および顔料を使用せずに着色された表面を有する指紋検知機器を製造する方法を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の第１の態様によると、指紋検知機器が提供され、本指紋検知機器は、検知素子のアレイを備える検知チップであって、検知素子が、検知素子のそれぞれと検知機器の検知面上に配置された指との間の容量結合を検出するための読出し回路に接続されるように構成されている、検知チップと、検知素子の少なくとも一部分をカバーするように検知素子の垂直上方に配置されたカバー層であって、カバー層の外側表面が検知機器の検知面を形成する、カバー層と、を備え、カバー層が、可視レンジの所定のサブレンジ内の反射光の量を低減させるように構成された三次元（３Ｄ）パターンを含む。
【００１１】
カバー層が検知素子の垂直上方に配置されているということは、カバー層と検知素子との間に配置された追加の層があってもよいことを排除するものではない。カバー層が三次元パターンを含むということは、パターンが三次元の広がりを有する個々の特徴を含むことを意味する。
【００１２】
本発明は、可視レンジの所定のサブレンジ内の反射光の量を低減させるように構成された三次元パターンを含むカバー層を使用することによって、表面の所望の視覚的外観を有するように調整し、これによって、検知機器の特定の色を実現することができる指紋センサを作製することができるという認識に基づく。
【００１３】
指紋センサは、一般に、検知素子を物理的に保護するためになんらかのタイプのカバー層を備えるため。カバー層に含まれる三次元パターンを使用して指紋センサの視覚的外観に関して所望の効果を実現することによって、例えば、顔料を使用する場合に必要とされる追加の材料が不要となる。さらに、サイズ、パターンの形状、および材料組成に関して三次元パターンを調整することによって、異なる色を実現することができる。さらに、顔料を使用する現在使用されている方法に関して知られているものと比較して、より高い解像度を実現することができる。
【００１４】
本発明の一実施形態によると、三次元パターンは、プラズモニックアレイであってもよい。ナノ構造が直流的に互いに絶縁されている場合、プラズモニックアレイは、プラズモニックナノ構造のアレイをさらに備えることができる。本文脈において、ナノ構造とは、一般に、ナノメートルのレンジで、少なくとも一次元、典型的には三次元すべてを有する構造を指す。ナノメートルのレンジは、１０００ｎｍを含み、最大１０００ｎｍに達すると考えられる。
【００１５】
本発明の一実施形態によると、ナノ構造のサイズ、形状、および分布は、可視レンジの所定のサブレンジ内の反射光の量を低減させるように構成されたプラズモニックアレイを形成するように選択される。プラズモニックナノ構造は、柱、立方体、孔、円板、または任意の形状を有する粒子であってもよい。入射光は、ナノスケール構造内で局所的な表面電子プラズマ振動を励起する。構造は、基本的に可視光の波長レンジのサイズを有する。局所的な表面プラスモンを励起することによって、入射光が一部吸収される。白色光は、異なる波長のスペクトルから成るため、波長の一部が吸収される場合、光は、色を変化させる。光のどの部分が吸収されるかは、ナノ構造のサイズおよび周期性に依存する。このことは、パターンのサイズおよび周期性を変化させることによって、ナノ構造を有するサンプルの色外観を変化させることを可能にする。プラズモニック作用は、個々の導電性ナノ構造に依存するため、ナノ構造は、隣接するナノ構造間に導電性経路を形成しないように互いに直流的に絶縁されている。
【００１６】
本発明の一実施形態によると、三次元パターンは、反射型回折格子であってもよく、その場合、三次元パターンは、回折格子として働くナノ構造のアレイを備える。ナノ構造での入射光の回折によって、角度に依存した光路長の差が生じる。異なる波長に対する干渉の最大値は、波長と光路長の差との比に応じて、異なる角度で観察され得る。
【００１７】
本発明の一実施形態によると、カバー層は、複数の副層を含むことができる。したがって、カバー層は、均質な層ではあってはならず、したがって、カバー層は、副層のスタックを形成するために２つ以上の副層を含むことができる。さらに、１つまたは複数の追加の層または構造が、カバー層の上に、または下に配置されてもよい。副層または構造が三次元パターンの上に配置される用途では、そのような層は、三次元パターンがセンサの視覚的外観に関して何らかの効果を有するように、少なくとも部分的に透明でなければならない。
【００１８】
本発明の一実施形態において、三次元パターンは、第２の副層によってカバーされた第１の副層内に配置されてもよい。三次元パターンは、アレイを構成する小さな構造に対する機械的保護を提供するために保護層を必要とすることがある。第２の副層は、好ましくは、光が吸収されずに第２の副層を通過することができるように透明であってもよい。そのような透明の層は、例えば、三次元パターン上にコーティングされた透明材料であってもよく、または、ガラス製カバープレートであってもよい。
【００１９】
本発明の一実施形態によると、三次元パターンは、検知面に配置されてもよく、パターンは、有利には、疎水性の表面特性を提供するように構成されてもよい。パターンの波長反射特性に加えて、これらの特性は、水をはじく表面を提供するようにさらに構成されてもよく、これにより、検知面に付着する水の量を低減させることによって、指紋検知機器の性能が改善される。本構造によって、液滴と基板表面との間の実際の接触線を増加させる粗さが生じ（Ｗｅｎｚｅｌモデル）、または液滴が表面に接触するのを防止する、表面と水滴との間の空気ポケットが生じる（Ｃａｓｓｉｅ−Ｂａｘｔｅｒモデル）ことがある。どちらの場合も、材料の疎水性が増加する。疎水性効果を向上させるために、構造は、１０μｍほどの大きさとすることができる。
【００２０】
本発明の一実施形態によると、三次元パターンは、画像が検知面上に形成されるように、検知機器の異なる領域部分に対して可視レンジの異なる所定のサブレンジ内の反射光の量を低減させるように構成されてもよい。構造のサイズおよび周期性を局所的に変化させることによって、個々に設計された異なる色を有する画素を、着色されたパターンどころかフルカラーの高解像度を有する写真のような画像を可能にするように設計することができる。本構造は、非常に高い解像度を可能にし、複写するのが困難であるため、この技術を使用して、透かしまたは他の偽造防止特徴を作り出すこともできる。
【００２１】
本発明の一実施形態において、三次元パターンは、所定のサブレンジが異なる視角に対して異なるように構成されてもよい。三次元パターンの構成に応じて、色の角度依存性も実現することができる。これによって、非常に小さな特徴サイズを有する、複製するのが困難なホログラフィー効果を実現することができ、これによって、指紋検知機器の信憑性を保証する効率的な方法が提供される。
【００２２】
本発明の一実施形態によると、少なくともカバー層の一部は、光学的に反射する材料によってコーティングされてもよい。例えば、三次元パターンの少なくとも突出部分は、光学的に反射する材料によってコーティングされてもよい。より明るい、またはより反射する色を実現するために、金属を構造の上に施すことができ、または構造自体を金属から構成することができる。そのような反射金属層は、導電性シートではあってはならず、このことは、反射金属層が絶縁された金属アイランドから構成されなければならないことを意味する。また、反射層は、三次元パターンによって反射されない光が反射層によって反射され得るように、背景層として配置されてもよい。
【００２３】
本発明の第２の態様によると、指紋検知機器を製造する方法が提供され、本方法は、検知素子のアレイを備える検知チップを用意することであって、検知素子が、検知素子のそれぞれと検知機器の検知面上に配置された指との間の容量結合を検出するための読出し回路に接続されるように構成されていることと、検知素子の少なくとも一部分をカバーするように検知素子の垂直上方に配置されたカバー層を形成することであって、カバー層の外側表面が検知機器の検知面を形成することと、カバー層内に、可視レンジの所定のサブレンジ内の反射光の量を低減させるように構成された三次元パターンを形成することと、を含む。
【００２４】
本発明の一実施形態において、三次元パターンを形成するステップは、有利には、ナノインプリントリソグラフィまたはフォトリソグラフィを含むことができる。フォトリソグラフィおよびナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）は両方とも、大規模生産に使用することができる方法である。ＮＩＬは、低コストで、高スループットで使用することができる。ＮＩＬは、所望のナノパターンまたはマイクロパターンの反転を有するマスターを複製することに基づく。マスターは、基板に押し付けられ、熱可塑性またはＵＶ硬化性の層を変形させる。大規模な用途に対しては、ロールツーロールＮＩＬまたはモールドインサートが利用可能である。
【００２５】
さらに、ＮＩＬによって作り出されたパターンは、フォトリソグラフィによって形成されたパターンと比較して、より容易に高い解像度を有することができる。
【００２６】
本発明の一実施形態によると、本方法は、三次元パターンの突出部分に反射コーティングを堆積させることをさらに含むことができる。
【００２７】
本発明の第２の態様のさらなる利点、効果、および特徴は、本発明の第１の態様に関連して上記されたものと大部分は類似している。
【００２８】
本発明に関するさらなる特徴および利点は、添付の特許請求の範囲および以下の記載を検討すると明らかになるであろう。当業者は、本発明の範囲から逸脱せずに、本発明の異なる特徴を組み合わせて、以下に記載する実施形態以外の実施形態を作り出すことができること理解するであろう。
【００２９】
ここで、本発明のこれらおよび他の態様について、本発明の例示的な実施形態を示す添付図面を参照してより詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態による指紋検知機器を備えるハンドヘルド電子機器の概略図である。
【図２ａ】本発明の実施形態による指紋検知機器の概略図である。
【図２ｂ】本発明の実施形態による指紋検知機器の概略図である。
【図２ｃ】本発明の実施形態による指紋検知機器の概略図である。
【図３ａ】本発明の実施形態による指紋検知機器の概略図である。
【図３ｂ】本発明の実施形態による指紋検知機器の概略図である。
【図３ｃ】本発明の実施形態による指紋検知機器の概略図である。
【図３ｄ】本発明の実施形態による指紋検知機器の概略図である。
【図３ｅ】本発明の実施形態による指紋検知機器の概略図である。
【図３ｆ】本発明の実施形態による指紋検知機器の概略図である。
【図４ａ】本発明の実施形態による指紋検知機器の概略図である。
【図４ｂ】本発明の実施形態による指紋検知機器の概略図である。
【図５】本発明の実施形態による方法の全体的なステップを概説する流れ図である。
【図６ａ】本発明の実施形態による指紋検知機器を製造する方法の概略図である。
【図６ｂ】本発明の実施形態による指紋検知機器を製造する方法の概略図である。
【図６ｃ】本発明の実施形態による指紋検知機器を製造する方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の詳細な記載では、本発明による指紋検知機器の様々な実施形態は、主に容量性指紋検知機器を参照して論じられる。指紋検知機器を製造する方法も論じられる。
【００３２】
図１は、タッチスクリーンディスプレイ１０４を備える指紋検知機器１０２を備えるハンドヘルド機器１００の概略図である。指紋検知機器１０２は、例えば、ユーザを識別および／または認証する方式を必要とする携帯電話、タブレットコンピュータ、携帯型コンピュータ、または他の電子機器で使用されてもよい。
【００３３】
図２ａ〜図２ｂは、本発明の実施形態による指紋検知機器２００の概略図である。図面は、縮尺通りには作られておらず、本発明の様々な実施形態の一般的な概念を示す働きをしていることに留意されたい。検知機器２００の外表面は、この面が指紋画像を捕捉するために指が配置される面であるため、検知面と呼ばれる。指紋検知機器は、検知素子２０４のアレイを備える検知チップ２０２に基づく。検知素子２０４は、ここでは、正方形のアレイで配置された正方形の素子として示されている。典型的には、検知素子は、約５０×５０ｐｍのサイズを有し、隣接する素子間の距離は、約５ｐｍである。検知素子２０４は、導電性で、典型的には金属性であり、大雑把な近似として、平行平板コンデンサの一方のプレートとして働くと考えられてもよく、指紋検知機器２００の検知面上に置かれた指がもう一方のプレートを表す。各検知素子２０４は、指紋画像を捕捉するために、検知素子２０４のそれぞれと検知面２０１上に置かれた指との間の容量結合を検出するための読出し回路（図示せず）に接続されている。
【００３４】
検知機器は、検知素子２０４の上に配置されたカバー層２０６をさらに備え、カバー層２０６は、典型的には、検知チップ２０２の全領域をカバーするように配置されている。さらに、カバー層は、可視レンジの所定のサブレンジ内の反射光の量を低減させるように構成された三次元パターンを備え、これによって、検知機器２００の視覚的外観が、選択された色を示すように調整され得る。三次元パターンは、アレイで配列された複数のナノ構造２０８を含む。三次元パターンは、プラズモニックアレイまたは反射型回折格子のいずれかであってもよい。プラズモニックアレイの場合、ナノ構造は、導電性で、典型的には金属性であってもよく、または誘電体材料から作られてもよい。導電性のナノ構造２０８の場合、ナノ構造は、好ましくは互いに電気的に接触しておらず、すなわち、ナノ構造は、指紋検知機器の容量性検知メカニズムを乱さないように互いに直流的に絶縁されている。しかしながら、結果として生じる接続部分が検知素子の動作を乱さない限り、ナノ構造の全集合体の一部は、電気的に接続されてもよい。典型的には、そのような接続部分は、検知素子よりも大きくすることはできず、複数の検知素子とオーバーラップするように配置することもできない。例えば、ナノ構造が導電層内に孔のアレイの形態で設けられている場合、導電層は、例えば検知素子と整列してより大きなスケールで遮断される。
【００３５】
図２ｃは、三次元パターンおよびナノ構造２０８の特性を決定し、パターンの反射特性を決定するパラメータの一部を概説し、ここで、ｄはナノ構造２０８の幅または直径を表し、ｓは隣接するナノ構造２０８間の距離（間隔）、ｐはピッチ、ｈはナノ構造２０８の高さである。パターンは、ここでは正方形のナノ構造を含む真四角のアレイとして示されているが、異なる構成のパターンが可能であり、ナノ構造は、円筒形、角錐形、円錐形、または円錐台もしくは角錐台などの異なる形状を有することができる。また、ナノ構造は、柱、立方体、孔、円盤、または任意の形状を有する粒子であってもよい。三次元パターンが反射回折格子である実施形態では、ナノ構造は、以下に示すように、細長くてもよい。
【００３６】
例として、プラズモニックアレイ用のナノ構造２０８は、約１５０ｎｍの高さ、約２００ｎｍの直径、約５００ｎｍの周期性を有する約３００ｎｍの間隔を有することができる。本発明の様々な実施形態は、上記による構造には決して限定されず、与えられた例は、単にナノ構造のサイズのオーダーを記載しているに過ぎないことに留意されたい。異なる波長を反射するためのナノ構造アレイを形成するやり方に関する具体例は、例えば、ＧｕらによるＮａｎｏｓｃａｌｅ、２０１５、７，６４０９に見出すことができる。
【００３７】
回折格子については、サイズは、上記とほぼ同じであるが、他の形状も可能である。
【００３８】
図３ａは、カバー層３０２が２つの別個の副層を含む指紋検知機器３００の概略図である。第１の副層３０４は、検知素子２０４をカバーするように配置されている。第１の副層３０４は、例えば、検知素子２０４を保護するために、および三次元パターンを形成することができる均一な表面を形成するために使用されるモールド層であってもよい。第２の副層は、三次元パターンを形成する複数のナノ構造３０６を備える。
【００３９】
図３ｂは、カバー層３１２が図３ａに示すのと同様の２つの別個の副層を含む指紋検知機器３１０の概略図である。しかしながら、図３ｂでは、ナノ構造３１４は、第２の副層３１６の部分のみに形成されている。
【００４０】
図３ｃは、カバー層３２２が３つの副層３０４、３０６、および３２４を含むと言うことができる指紋検知機器３２０の概略図であり、ナノ構造３０６の頂面が、三次元パターンによって吸収されない波長を可能な限り効率的に反射するために、パターンの反射特性を向上させる反射性材料３２４によってコーティングされている。反射性材料３２４は、例えば、金属とすることができる。
【００４１】
図３ｄは、カバー層３３２が、検知素子を保護する第１の副層３０４と、反射性材料を含む第２の副層３３４と、三次元パターンを形成するナノ構造３０６を備える第３の副層と、を備える指紋検知機器３３０の概略図である。反射性材料層３３４が検知チップ２０２の全表面を実質的にカバーする場合、反射性材料は、上で論じたように導電性とすることはできない。
【００４２】
三次元パターンが指紋検知機器の外側表面を形成する上記の実施形態では、パターンは、有利には、疎水性または超疎水性の表面特性も提供するように構成されてもよい。
【００４３】
図３ｅは、カバー層３４２が、三次元パターンを形成するナノ構造２０８をカバーするように配置された追加の副層３４４を含む、指紋検知機器３４０を概略的に示す。追加の層３４４は、例えば、ナノ構造２０８を保護するように配置されたモールド層であってもよい。
【００４４】
図３ｆは、カバー層３５２が、三次元パターンをカバーし、かつ指紋検知機器３５０の外表面３５８、すなわち検知面を形成するように配置された保護プレート３５４の形態の副層を含む、指紋検知機器３５０を概略的に示す。保護プレートは、典型的には、プレート上に配置された指と検知チップの検知素子との間の良好な容量結合を提供するために誘電体材料を含む。具体的には、保護プレートは、有利には、化学強化ガラス、Ｚｒ０２もしくはサファイアなどのガラスまたはセラミック材料を含むことができる。前述の材料はすべて、硬く、そのために耐磨耗性があるという点で、また、誘電体であり、そのために保護プレートの表面に配置された指と検知機器の検知素子との間の良好な容量結合を提供するという点で有利な特性を提供する。保護プレート３５４は、パターンとプレート３５４との間に配置された接着剤３５６を使用して、検知機器に取り付けることができる。接着剤３５６は、したがって、空気が機器内に閉じ込められないようにナノ構造間のスペースを埋めることができる。
【００４５】
図３ｅ〜図３ｆを参照して記載された実施形態では、三次元パターンをカバーする材料は、光がパターンに達することができるように少なくとも部分的に可視光に透明である。
【００４６】
図３ａ〜図３ｆに記載された実施形態に基づいて、当業者は実施形態を多くの異なるやり方で組み合わせて、本明細書では明示的に記載されていない検知機器の構成をもたらすことができることを容易に理解する。したがって、本発明の概念は、指紋検知機器の数多くの可能な構成に等しく適用可能であることを理解されたい。
【００４７】
図４ａは、機器４００の異なる領域部分４０２ａ〜４０２ｃが異なる構成の三次元パターンを有する本発明の実施形態による指紋検知機器の概略図４００である。各領域部分は、サブアレイまたはカラー画素４０２ａ〜４０２ｃと呼ばれることがあるが、これらのカラー画素は、検知素子と混同されるべきではない。各カラー画素は、可視光の特定の所定のサブレンジ内の反射光の量を低減させるように構成された三次元パターンを有することができる。パターンおよび／またはナノ構造は、各カラー画素が所望の色を表示するように上で論じたやり方のいずれかで変えることができる。さらに、三次元パターンのカラー画素は、検知素子よりもかなり小さいサイズを有することができ、これによって、検知機器４００の表面上に高解像度の画像を形成する可能性を提供する。例えば、カラー画素は、５００ｎｍ×５００ｎｍのレンジのサイズを有することができる。
【００４８】
図４ｂは、機器４０８の異なる領域部分が、のこぎり歯パターン４１０ａ〜４１０ｂと細長い隆起部４１２ａ〜４１２ｂとによって示されるような異なるタイプの回折格子を備える検知機器を概略的に示し、それぞれのパターンの寸法は、各領域部分が所望の波長スペクトルを反射するように調整され得ることを示すために異なっている。したがって、回折格子については、プラズモニックアレイと比較して異なる形状のナノ構造を使用することができる。
【００４９】
図示するカラー画素は、同一面内でプラズモニックアレイを回折格子と組み合わせる可能性も提供し、各特定のカラー画素に対して所望の色を実現するために使用される技法は、どの技法が特定の色に対してより良い結果をもたらすかに基づいて選択され得る。代替構成として、第１の層がプラズモニックアレイを含み、第２の層が回折格子を含む、積層された層を提供することも可能である。
【００５０】
異なる波長反射特性を有するプラズモニックアレイを形成するやり方に関する詳細な例は、例えば、「Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｐｌａｓｍｏｎｉｃ  ｃｏｌｏｒ  ｆｉｌｔｅｒｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃａｌｌｙ  ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  ｓｉｌｖｅｒ  ｎａｎｏｒｏｄ  ａｒｒａｙｓ」、Ｓｉら、Ｎａｎｏｓｃａｌｅ、２０１３、５，６２４３に見出すことができる。
【００５１】
図５は、本発明の実施形態による方法の全体的なステップを概説する流れ図であり、図６ａ〜図６ｃは、本発明の実施形態による製造ステップを概説する概略図である。本方法は、指紋検知機器において三次元パターンを形成するためのナノインプリントリソグラフィ方法を示す図６ａ〜図６ｃを参照して記載される。
【００５２】
最初に５０２で、検知素子（図示せず）を備える検知チップ６０２が用意され、続いて、５０４で、パターンが形成されることになるカバー層６０４によって検知チップがコーティングされる。カバー層は、例えば、熱可塑性ポリマーレジストであってもよい。カバー層６０４内に形成されるパターンの反転／鏡映バージョンを含むインプリントモールド６０６が提供される。
【００５３】
次に、インプリントモールド６０６がカバー層６０４上に押し付けられると同時にカバー層６０４は、カバー層６０４が柔軟で、変形可能になるように、ガラス遷移温度を超えて加熱される。
【００５４】
これによって、５０６で、パターン６０８がカバー層６０４内に形成される。
【００５５】
最後に、検知チップ６０２およびインプリントモールド６０６は、カバー層が凝固するように冷却され、検知素子をカバーする三次元パターンを検知機器に残す。
【００５６】
また、カバー層は、ＵＶ硬化性材料を含んでもよく、その場合、層は、インプリントモールドがカバー層に押し込まれた後、ＵＶ光によって照射されて硬化する。
【００５７】
図３ａ〜図３ｆを参照して上記したいかなる追加の層も、従来の公知の製造方法を使用して形成され得る。
【００５８】
本発明は、特定の例示的な実施形態を参照して記載されてはいるが、多くの異なる代替形態、修正形態などが当業者には明らかになるであろう。また、本機器および方法の一部は、様々なやり方で省略され、交換され、または配置されてもよいが、それにもかかわらず本機器および方法は、本発明の機能を行うことができることに留意されたい。
【００５９】
加えて、開示された実施形態に対する変形形態は、図面、本開示、および添付の特許請求の範囲を検討することにより、請求項に係る発明を実行する際に、当業者によって理解され、達成され得る。特許請求の範囲において、単語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、他の要素またはステップを排除せず、不定冠詞「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」は、複数を排除しない。ある手段が互いに異なる従属クレームで詳述されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に使用することができないということを示すものではない。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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