Synaptics、スマホ画面全体を指紋認証可能にするチップ

図1　Synaptics社Smart Display部門シニアVP兼General ManagerのKevin Barber氏

来日した同社Smart Display部門シニアVP兼General ManagerのKevin Barber氏（図1）は「複数指の指紋認証をディスプレイ全体で出来るようにしたい」と述べている。従来、カバーガラスの下にタッチセンサマトリクスを形成していた。それに代わり、インディスプレイ方式(後述)での未来に思いを馳せている。iPhoneの電源ボタンを兼用する指紋認証ボタンを使わずに、スクリーン全体で複数指の認証ができるようなデザインになる(図2)。

図2　Synapticsが描くロードマップ

Synapticsはタッチコントラーラとディスプレイドライバを集積した製品TDDI（Touch controller and Display Driver Integration）の製品ポートフォリオを広げているが、このほどTD4303ハイブリッド・インセル方式のICを発表した。この製品はフルHDをサポートし、低消費電力のRAMを集積している。ルネサスのディスプレイ部門を買収することによって、1チップのドライバとタッチセンサを液晶パネル面内に取り込むことができ、これまでよりも薄くて明るいディスプレイを実現するとともに、部品の調達サプライチェーンが簡単になった。

さらに、自動車向けに明るさが求められるディスプレイドライバIC(DDIC)のClearView R6A354もリリースした。成長が見込まれる自動車向けには、画像の色補正する回路や局所的にコントラストを自動調整する機能、明るい外光がディスプレイを照らしても画像を見やすくするコントラストを補正する回路などを集積している。

これらの製品は、Synapticsの成長ロードマップに沿ったものであり、最初の製品TD4303は、液晶ディスプレイをもっと薄く、もっと低コストにする技術である。このハイブリッド・インセル方式はSynapticsが開発している技術であり簡単に紹介する。ディスプレイのTFTトランジスタの面と、タッチセンサマトリクスをカラーフィルタより内部に配置する技術をインセル方式と呼ぶ(図3)。ハイブリッド・インセル方式は、タッチセンサのマトリクスをカラーフィルタの外側に出してTFTトランジスタアレイ面とスタックする従来方式とのタッチセンサのレシーバ電極面をカラーフィルタの外に配置する折衷案の方式のこと。

図3　ハイブリッド・インセル方式はタッチセンサマトリクスの一つの電極面だけを液晶ディスプレイの外側におく　出典：Synaptics社 Whitepaper

従来のタッチセンサを重ねる方式だとディスプレイが厚くなり、暗くなり、しかもその分のコストが上積みされる。インセル方式だと、液晶ディスプレイ内にタッチセンサマトリクスも形成するため薄くなり、コストもさほどかからない、というメリットがある。ハイブリッド方式は、マトリクスの一つの電極面をTFT回路と同じ面に形成するため、その分薄くできる。

Synapticsは、タッチセンサ技術を指紋認証技術にも応用しており、スマホやタブレットなどのコンピュータをよりセキュアにするため、複数の指の指紋を認証に使う応用も提案している。例えば、ディスプレイが厚くならないため、指紋認証を液晶画面全体に例えば3本指を載せることで認証することも可能になる。

静電容量方式の指紋認証では、アナログ的な圧力も加味すると、16×16程度の粗いマトリクスでもVGAに匹敵するほどの解像度の位置検出が可能になるため、指紋を読み取ることができる。マトリクスの交点における圧力とその隣接点（複数）における圧力が微妙に違い、それらのアナログ値を細かく分解することで等価的に分解能を増すことができるからだ。

同社は、ディスプレイの中にタッチセンサとそれを利用する指紋センサを統合、さらにはOLEDのドライバタッチパネルにも統合できる方式を開発中だ。これらの指紋認証はクルマの盗難防止にも使えるため、よりセキュアにするクルマにも向いている。