KR102284460B1 - Optical film for fingerprinting recognition - Google Patents
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Abstract
적외선(infrared)을 투과하는 지문인식용 광학필름을 개시한다. 지문인식용 광학필름은 베이스필름 및 상기 베이스필름의 일 측에 접착되는 프리즘패턴층을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 프리즘패턴층은 적외선 흡수제를 포함하는 복수의 프리즘이 기정의된 간격으로 서로 평행하게 배치되어 상기 적외선을 투과하는 라인(line) 패턴을 형성할 수 있다.Disclosed is an optical film for fingerprint recognition that transmits infrared rays. The optical film for fingerprint recognition may include a base film and a prism pattern layer adhered to one side of the base film. Here, in the prism pattern layer, a plurality of prisms including an infrared absorber may be disposed parallel to each other at a predetermined interval to form a line pattern that transmits the infrared rays.
Description
본 발명은 지문인식용 광학필름에 대한 것으로, 보다 상세하게는 적외선 투과가 가능한 지문인식용 광학필름에 대한 것이다.The present invention relates to an optical film for fingerprint recognition, and more particularly, to an optical film for fingerprint recognition capable of transmitting infrared rays.
최근 스마트폰, 태블릿 PC 등 휴대용 전자기기가 보편화 되었다. 이들 휴대용 전자기기는 사용자의 주소, 이메일, 금융정보 등의 개인 정보를 담고 있어 사용자 인증을 통한 보안성 확보가 중요하다. Recently, portable electronic devices such as smartphones and tablet PCs have become common. These portable electronic devices contain personal information such as a user's address, e-mail, and financial information, so it is important to secure security through user authentication.
사용자 인증 기술은 사용자의 생체 정보를 이용하는 방법으로 발전해나가고 있다. 여기서, 생체 정보는 예를 들어, 지문, 홍채, 안면 또는 음성 등의 정보일 수 있다. 특히, 지문 인증은 편의성과 높은 보안성으로 대다수의 휴대용 전자기기에 채택되어 가고 있는 추세다.User authentication technology is developing as a method of using the user's biometric information. Here, the biometric information may be, for example, information such as a fingerprint, iris, face, or voice. In particular, fingerprint authentication is being adopted in most portable electronic devices due to its convenience and high security.
지문을 인식하는 방법은 정전식, 초음파식, 광학식 등이 대표적이다. 최근 스마트폰에는 디자인에 영향을 주지 않을 정도로 얇고 작은 크기를 유지하면서 높은 인식률을 보이는 반도체 센서 기반의 정전식 지문 인식 기능이 탑재되고 있다. 또한, 초음파를 방사한 후 반사되는 초음파의 도달 시간을 측정해 지문의 높이 차를 인식하는 초음파식 지문 인식 기능도 스마트폰에 탑재되고 있다. 다만, 정전식 지문 센서는 광학식 지문 센서에 비해 한 번에 인식하는 지문 영역의 크기가 매우 작아 광학식에 비해 오인증률이 높아 보안성이 다소 떨어질 수 있다. 초음파식은 정확성과 내구성이 비교적으로 좋지만 제작이 다소 까다롭고 가격적 측면에서 불리한 점이 있다.A typical method for recognizing a fingerprint is an electrostatic type, an ultrasonic type, or an optical type. Recently, smart phones are equipped with a semiconductor sensor-based capacitive fingerprint recognition function that shows a high recognition rate while maintaining a thin and small size that does not affect the design. In addition, the ultrasonic fingerprint recognition function that recognizes the height difference of the fingerprint by measuring the arrival time of the reflected ultrasonic waves after emitting ultrasonic waves is also installed in smartphones. However, the capacitive fingerprint sensor has a very small size of the fingerprint area recognized at a time compared to the optical fingerprint sensor, and thus has a higher false authentication rate than the optical fingerprint sensor, which may lower security. Although the ultrasonic type has relatively good accuracy and durability, it is somewhat difficult to manufacture and has disadvantages in terms of price.
한편, 광학식 지문 방식은 높은 신뢰도를 보장하고 내구성이 뛰어나 다양한 전자기기에 채택되고 있다. 광학식 지문 인식 방법은 장치의 투명한 지문 접촉부와 직접 접촉하는 지문의 릿지(ridge) 부분에서 산란되는 광을 검출하는 소위 산란 방식과, 지문의 밸리(valley) 부분에 대응하는 지문 접촉부 표면에서 전반사되는 광을 검출하는 소위 전반사 방식으로 나누어 볼 수 있다.On the other hand, the optical fingerprint method guarantees high reliability and has excellent durability, so it is being adopted in various electronic devices. The optical fingerprint recognition method includes a so-called scattering method for detecting light scattered from a ridge portion of a fingerprint that is in direct contact with a transparent fingerprint contact portion of a device, and a light totally reflected from a surface of the fingerprint contact portion corresponding to a valley portion of the fingerprint. It can be divided into the so-called total reflection method for detecting
스마트폰과 같은 소형 전자기기의 백라이트 유닛에 포함되는 일반적인 광학필름은 적외선 투과율이 현저히 낮다. 이에 따라, 적외선을 이용하는 광학식 지문 인식 방식은 일반적인 광학필름을 구비하는 소형 전자기기에 채택되기 쉽지 않다.A general optical film included in the backlight unit of a small electronic device such as a smartphone has a remarkably low infrared transmittance. Accordingly, the optical fingerprint recognition method using infrared rays is not easy to be adopted in a small electronic device having a general optical film.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 스마트폰과 같은 소형 전자기기에서도 적외선을 이용한 광학 지문 인증이 가능하도록 적외선을 원활히 투과하는 지문인식용 광학필름을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical film for fingerprint recognition that smoothly transmits infrared rays so that optical fingerprint authentication using infrared rays is possible even in small electronic devices such as smart phones.
본 발명의 일 실시 예에 따른 적외선(infrared)을 투과하는 지문인식용 광학필름은 베이스필름 및 상기 베이스필름의 일 측에 접착되는 프리즘패턴층을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 프리즘패턴층은 적외선 흡수제를 포함하는 복수의 프리즘이 기정의된 간격으로 서로 평행하게 배치되어 상기 적외선을 투과하는 라인(line) 패턴을 형성할 수 있다.The optical film for fingerprint recognition that transmits infrared light according to an embodiment of the present invention may include a base film and a prism pattern layer adhered to one side of the base film. Here, in the prism pattern layer, a plurality of prisms including an infrared absorber may be disposed parallel to each other at a predetermined interval to form a line pattern that transmits the infrared rays.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 지문인식용 광학필름은 적외선을 원활히 투과할 수 있다.According to various embodiments of the present invention, the optical film for fingerprint recognition may transmit infrared rays smoothly.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 지문인식용 광학필름은 스마트폰과 같은 소형 전자기기의 스크린상에서 지문 인식이 가능하도록 함으로써, 스마트폰의 디스플레이 구조를 단순화하고 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the optical film for fingerprint recognition enables fingerprint recognition on the screen of a small electronic device such as a smartphone, thereby simplifying the display structure of the smartphone and improving user convenience.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적외선의 난반사를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적외선 이미지를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 적외선의 난반사를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 적외선 이미지를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 라인 패턴에 대한 적외선 투과율을 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 프리즘에 대한 적외선 흡수율을 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.1 is an exploded perspective view of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of an optical film according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates diffuse reflection of infrared rays according to an embodiment of the present invention.
4 shows an infrared image according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates diffuse reflection of infrared rays according to another embodiment of the present invention.
6 shows an infrared image according to another embodiment of the present invention.
7 illustrates infrared transmittance for a line pattern according to an embodiment of the present invention.
8 illustrates infrared absorption rates for a plurality of prisms according to an embodiment of the present invention.
9 shows an optical fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention.
10 shows an optical fingerprint recognition system according to another embodiment of the present invention.
11 shows an optical fingerprint recognition system according to another embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작원리를 상세히 설명한다. 또한, 발명에 대한 실시 예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 하기에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 사용된 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용 및 이에 상응한 기능을 토대로 해석되어야 할 것이다.Hereinafter, the principle of operation of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, when it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may obscure the gist of the present disclosure in describing an embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. And the terms used below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definitions of the terms used should be interpreted based on the contents and corresponding functions throughout this specification.
이하 설명되는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 광학필름은 다양한 형태의 액정표시장치(LCD(liquid crystal display) 장치)의 백라이트 유닛에 적용될 수 있다. 다만, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 광학필름은 단독으로 사용되거나, 액정표시장치 외의 다양한 장치에서 백라이트를 제공해주는 수단에 포함되어 사용될 수 있음은 물론이다.The optical film according to various embodiments of the present invention described below may be applied to backlight units of various types of liquid crystal displays (LCDs). However, it goes without saying that the optical film according to various embodiments of the present invention may be used alone or included in a means for providing a backlight in various devices other than the liquid crystal display device.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.
일반적으로, 액정표시장치는 종래의 브라운관 방식(CRT)과는 달리 화면 전체에 균일한 빛을 제공하는 백라이트 유닛(10)이 필요하다. 백라이트 유닛(10)은 액정패널에 광을 조사하도록 액정패널의 후방에 구비될 수 있다.In general, the liquid crystal display device requires a
백라이트 유닛(10)은 광원(11), 반사판(12), 도광판(13), 광학필름(14) 및 반사편광시트(15)를 포함한다. The
광원(11)은 광을 방사한다. 광원(11)은 광을 방사하는 발광체로 구성될 수 있다. 광원(11)은 도광판(13)의 측부에서 발광하여 도광판(13) 방향으로 광을 전달할 수 있다. 광원(11)에서 방사되는 광이 액정패널의 배면에 조사됨으로써 식별 가능한 화상이 구현될 수 있다.The
일 예로, 광원(11)은 냉음극형광램프(cold cathode fluorescent lamp: CCFL), 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp) 및 발광다이오드(light emitting diode: LED, 이하 LED라 함) 중 하나일 수 있다.For example, the
광원(11)은 배열구조에 따라 에지형(edge type)과 직하형(direct type)으로 구분되는데, 직하형은 에지형에 비해 분할구동이 가능하여 에지형 보다 더욱 섬세한 영상을 구현할 수 있다.The
반사판(12)은 도광판(13) 후방에 배치되어 도광판(13) 후방으로 출사된 광을 도광판(13)으로 반사시켜 입사시킴으로써 광의 손실을 최소화한다.The
도광판(13)은 반사판(12)을 통해 입사된 광을 면광원의 형태로 변환한다.The
광학필름(14)은 도광판(13)의 상부에 배치되어, 도광판(13)에서 전달되는 광을 집광하여 상부로 이동시킨다. 광학필름(14)은 복수의 역프리즘을 배치하여, 전달되는 광을 내부에서 전반사하여 상부로 굴절시킨다.The
광학필름(14)은 베이스필름(14-1) 및 프리즘패턴층(14-2)을 포함할 수 있다.The
베이스필름(14-1)은 프리즘패턴층(14-2)을 지지한다.The base film 14-1 supports the prism pattern layer 14-2.
일 예로, 베이스필름(14-1)은 하부에서 전달되는 광이 용이하게 투과될 수 있는 광 투과성 필름일 수 있다. 이 경우, 베이스필름(14-1)은 예를 들어, PET, PC, PP 등의 재질일 수 있다.For example, the base film 14 - 1 may be a light-transmitting film through which light transmitted from the lower portion can be easily transmitted. In this case, the base film 14-1 may be made of, for example, PET, PC, or PP.
다른 예로, 베이스필름(14-1)은 반사편광시트(14-1)일 수 있다. 이 경우, 반사편광시트(14-1)는 복수의 프리즘(14-2)으로부터 집광된 광에 대해 일 편광은 투과시키고 다른 편광은 하부로 반사시켜 광을 재순환시키는 역할을 한다. 예를 들면, 반사편광시트(14-1)는 P 편광을 투과하고, S 편광을 반사할 수 있다.As another example, the base film 14 - 1 may be a reflective polarizing sheet 14 - 1 . In this case, the reflective polarizing sheet 14-1 transmits one polarized light with respect to the light collected from the plurality of prisms 14-2 and reflects the other polarized light downward to recycle the light. For example, the reflective polarizing sheet 14-1 may transmit P-polarized light and reflect S-polarized light.
여기서, 반사편광시트(14-1)는 굴절률이 서로 다른 복수 개의 레이어(layer)가 적층되어 구성된다. 일 예로, 반사편광시트(14-1)는 서로 다른 고 굴절률 레이어와 저 굴절률 레이어가 수십, 수백 또는 수천 개로 적층되어 구성될 수 있다.Here, the reflective polarizing sheet 14-1 is configured by stacking a plurality of layers having different refractive indices. For example, the reflective polarizing sheet 14 - 1 may be configured by stacking tens, hundreds, or thousands of different high refractive index layers and low refractive index layers.
베이스필름(14-1)은 프리즘패턴층(14-2)과 일체화될 수 있다.The base film 14-1 may be integrated with the prism pattern layer 14-2.
프리즘패턴층(14-2)은 입사된 광을 집광하여 상부로 출사시킨다. 프리즘패턴층(14-2)은 복수의 프리즘이 기정의된 간격으로 배치될 수 있다. The prism pattern layer 14-2 condenses the incident light and emits it upward. In the prism pattern layer 14 - 2 , a plurality of prisms may be disposed at a predetermined interval.
일 예로, 프리즘패턴층(14-2)은 출사되는 광의 휘도 향상을 위하여 투광성 베이스필름(14-1) 하부에 경사면을 가지고 있는 삼각 어레이(array) 형태의 광학패턴이 형성되어 있는 광학 패턴층으로 형성될 수 있다.For example, the prism pattern layer 14-2 is an optical pattern layer in which an optical pattern in the form of a triangular array having an inclined surface is formed under the translucent base film 14-1 to improve the luminance of the emitted light. can be formed.
반사편광시트(15)에 대한 설명은 상술한 반사편광시트(14-1)에 대한 설명과 중복되므로 상세한 설명은 생략한다. 일 예로, 베이스필름(14-1)이 반사편광시트(14-1)로 구현되는 경우, 백라이트 유닛(10)은 반사편광시트(15)를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.Since the description of the reflective
상술한 백라이트 유닛(10)에 포함되는 구성은 다양한 조합으로 가능함은 물론이다. 예를 들어, 백라이트 유닛(10)은 광원(11), 반사판(12), 도광판(13), 광학필름(14) 및 반사편광시트(15) 중 일부가 생략되거나 추가적인 구성을 더 포함할 수 있다.Of course, the configurations included in the above-described
예를 들어, 백라이트 유닛(10)은 확산 시트를 더 포함할 수 있다. 여기서, 확산 시트는 도광판(13)으로부터 입사된 광을 균일하게 분산시킬 수 있다. 확산 시트는 광 확산제 비드(beads)가 첨가되어 있는 경화성 수지 용액을 도포하여 광 확산제 비드에 의해 광 확산을 유발할 수 있다. 또한, 확산 시트는 균일 또는 불균일한 크기의 형상(예를 들어, 구형)의 돌기 패턴(또는 돌출부)이 형성되어 광의 확산을 촉진할 수 있다. 일 예로, 경화성 수지 용액은 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트 및 라디칼 발생형 모노머 중 적어도 하나 이상을 택하여 단독 또는 혼합된 것으로 정의될 수 있다.For example, the
이하에서, 상술한 광학필름(14)과 중복되는 구성에 대하여는 설명의 편의를 위해 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, a detailed description of the configuration overlapping with the above-described
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of an optical film according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 광학필름(20)은 베이스필름(21) 및 프리즘패턴층(22)을 포함한다.Referring to FIG. 2 , the
베이스필름(21)은 프리즘패턴층(22)을 지지한다. 일 예로, 베이스필름(21)의 일 측 및 프리즘패턴층(22)의 일 측은 접착제에 의해 접착될 수 있다. 여기서, 접착제는 감압성 접착제(PSA: pressure sensitive adhesive)일 수 있다. 이에 따라, 광학필름(20)은 베이스필름(21) 및 프리즘패턴층(22)이 접착되어 일체화될 수 있다.The
또한, 베이스필름(21)은 다양한 주파수 대역의 광을 투과할 수 있다. 예를 들어, 베이스필름(21)은 적외선을 원활히 투과할 수 있다.In addition, the
프리즘패턴층(22)은 베이스필름(21)의 일 측에 접착되어, 광을 집광한다. 구체적으로, 프리즘패턴층(22)은 상기 복수의 프리즘의 돌출 방향이 광원과 대향하도록 배치되어, 광원에서 방사되어 도광판(13)을 통과한 광을 집광할 수 있다. 집광을 위해, 프리즘패턴층(22)에 포함되는 복수의 프리즘(22)의 정점각(θ)은 0 보다 크고 90 보다 작게 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 프리즘의 단면은 삼각형 또는 사다리꼴로 형성될 수 있다.The
프리즘패턴층(22)은 복수의 프리즘이 기정의된 간격으로 서로 평행하게 배치되어 적외선을 투과하는 라인(line) 패턴을 형성할 수 있다. 여기서, 라인 패턴은 상기 기정의된 간격을 폭으로 하는 복수의 평면 라인을 포함할 수 있다. 라인 패턴은 적외선 광원으로부터 방사되는 적외선을 원활히 투과함으로써 적외선을 통한 지문 인식률을 크게 향상시킬 수 있다.The
프리즘패턴층(22)은 적외선 흡수제(Infrared absorption dye)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 프리즘패턴층(22)에 포함되는 복수의 프리즘은 적외선 흡수제를 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 프리즘은 적외선 흡수제를 포함하는 아크릴 수지로 형성될 수 있다. 이 경우, 광학필름(20)은 적외선이 복수의 프리즘을 투과하면서 유발하는 난반사를 최소화하면서, 가시광선은 용이하게 투과할 수 있다. 예를 들어, 적외선 흡수제는 900nm 내지 950nm의 적외선을 흡수하고, 350nm 내지 750nm의 가시광선을 투과할 수 있다.The
적외선이 복수의 프리즘에 조사되어 유발되는 난반사에 대해 이하 도 3 내지 도 6를 참조하여 상세히 설명한다.The diffuse reflection induced by irradiating infrared rays to a plurality of prisms will be described in detail below with reference to FIGS. 3 to 6 .
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적외선의 난반사를 도시한다.3 illustrates diffuse reflection of infrared rays according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 적외선 광원으로부터 발산되어 라인 패턴(311, 312)으로 조사되는 적외선 유효신호(301)는 라인 패턴(311)을 투과하여 지문(30)에 반사된 후 라인 패턴(312)을 투과하여 적외선 센서로 수용될 수 있다. 여기서, 라인 패턴(311, 312)은 베이스필름의 일 면의 일 영역으로 정의될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the infrared
한편, 적외선 광원으로부터 발산되어 복수의 프리즘(320)으로 조사되는 적외선(303)과, 지문(30)이나 다른 오브젝트에 반사되어 복수의 프리즘(320)을 투과하는 적외선(302)은 복수의 프리즘(320)을 통과하면서 적어도 2개 이상의 방향으로 난반사 또는 굴절될 수 있다.On the other hand, the infrared 303 emitted from the infrared light source and irradiated to the plurality of
도 4는 상술한 도 3의 적외선이 적외선 센서에 수용되는 상태를 도시하는데, 적외선 광원으로부터 발산되어 라인 패턴(311, 312)으로 조사되는 적외선 유효신호(301)는 난반사 없이 높은 투과 상태(401)를 보여준다. 한편, 적외선 광원으로부터 발산되어 복수의 프리즘(320)으로 조사되는 적외선(303)과, 지문(30)이나 다른 오브젝트에 반사되어 복수의 프리즘(320)을 투과하는 적외선(302)은 난반사에 따라 적외선 센서의 임의의 영역(402, 403)에 수용됨으로써 지문(30) 인식률을 훼손하는 노이즈로 작용할 수 있다.4 shows a state in which the above-mentioned infrared rays of FIG. 3 are received by the infrared sensor, the infrared
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 적외선의 난반사를 최소화하는 적외선 흡수제의 기능에 대하여 이하 상세히 설명한다.Hereinafter, the function of the infrared absorber for minimizing diffuse reflection of infrared rays will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6 .
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 적외선의 난반사를 도시한다.5 illustrates diffuse reflection of infrared rays according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 적외선 광원으로부터 발산되어 라인 패턴(511, 512)으로 조사되는 적외선 유효신호(501)는 라인 패턴(511)을 투과하여 지문(50)에 반사된 후 라인 패턴(512)을 투과하여 적외선 센서로 수용될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the infrared
한편, 적외선 광원으로부터 발산되어 복수의 프리즘(520)으로 조사되는 적외선(503, 504)과, 지문(50)이나 다른 오브젝트에 반사되어 복수의 프리즘(520)을 투과하는 적외선(502)은 복수의 프리즘(520)을 통과하면서 적어도 2개 이상의 방향으로 난반사 또는 굴절될 수 있다. 여기서, 복수의 프리즘(520)은 적외선 흡수제를 포함하기 때문에 복수의 프리즘(520)을 투과하는 적외선을 흡수할 수 있다. 이에 따라, 복수의 프리즘(520)을 투과하는 적외선(502, 503, 504)의 난반사는 도 3에서 복수의 프리즘(320)을 투과하는 적외선(302, 303)의 난반사보다 크게 감소할 수 있다.On the other hand, the
도 6은 상술한 도 5의 적외선이 적외선 센서에 수용되는 상태를 도시하는데, 적외선 광원으로부터 발산되어 라인 패턴(511, 512)으로 조사되는 적외선 유효신호(501)는 난반사 없이 높은 투과 상태(601)를 보여준다. 또한, 적외선 광원으로부터 발산되어 복수의 프리즘(520)으로 조사되는 적외선(503, 504)과, 지문(50)이나 다른 오브젝트에 반사되어 복수의 프리즘(520)을 투과하는 적외선(502)은 복수의 프리즘(520)에 포함되는 적외선 흡수제에 흡수됨으로써 적외선 유효신호(501)에 대해 노이즈로 영향을 주지 못한다.FIG. 6 shows a state in which the infrared rays of FIG. 5 are accommodated in the infrared sensor. The infrared
이하에서, 도 7을 참조하여, 복수의 프리즘(22)의 폭(a)과 라인 패턴(21-1 내지 21-6)의 기정의된 간격(b) 간의 비율에 따른 라인 패턴(21-1 내지 21-6)에 대한 적외선 투과율의 변화를 설명하고, 도 8을 참조하여, 복수의 프리즘(22)에 포함되는 적외선 흡수제의 비율에 따른 복수의 프리즘(22)에 대한 적외선 흡수율의 변화를 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 7 , the line pattern 21-1 according to the ratio between the width a of the plurality of
이하에서, a는 복수의 프리즘(22)의 폭(prism pitch), b는 라인 패턴(21-1 내지 21-6)의 폭(plate range), c는 복수의 프리즘의 높이(prism height), P는 복수의 프리즘의 폭 및 라인 패턴의 폭의 합(total pitch)로 정의한다.Hereinafter, a is the width of the plurality of prisms 22 (prism pitch), b is the width of the line patterns 21-1 to 21-6 (plate range), c is the height of the plurality of prisms (prism height), P is defined as the sum of the widths of the plurality of prisms and the widths of the line patterns (total pitch).
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 라인 패턴에 대한 적외선 투과율을 도시한다.7 illustrates infrared transmittance for a line pattern according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 실험 1에서 a는 15um, b는 3um, a:b는 5:1이고 c는 11.1um로 설정하였다. 다음으로, 실험 2에서 a는 12um, b는 6um, a:b는 2:1이고, c는 8.8um로 설정하였다. 마지막으로, 실험 3에서 a는 9um, b는 9um, a:b는 1:1이고, c는 6.6um로 설정하였다. 여기서, a와 b의 합은 P로 설정될 수 있다. 일 예로, 상기 실험에서는 P는 18um로 설정하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, P는 18um 이외에 24um, 30um 등 다양하게 변경할 수 있으며, 이에 따라 a, b 및 c의 길이를 변경할 수 있다.Referring to FIG. 7 , in
실험 1에서 라인 패턴(21-1 내지 21-6)의 폭 b에 대한 직진 적외선 투과율은 15%이고, 실험 2에서 라인 패턴(21-1 내지 21-6)의 폭 b에 대한 직진 적외선 투과율은 30%이고, 실험 3에서 라인 패턴(21-1 내지 21-6)의 폭 b에 대한 직진 적외선 투과율은 45%로 측정된다. In
광학 지문인식방식에서는 적외선 투과율이 적어도 30% 이상인 경우 지문 인식이 가능하므로, 복수의 프리즘(22)의 폭 a에 대한 라인 패턴(21-1 내지 21-6)의 폭 b의 비율은 2:1 이상이어야 한다. 즉, 라인 패턴(21-1 내지 21-6)의 폭 b는 적어도 복수의 프리즘(22)의 폭 a의 1/2배 이상인 것이 바람직하다.In the optical fingerprint recognition method, since fingerprint recognition is possible when the infrared transmittance is at least 30% or more, the ratio of the width b of the line patterns 21-1 to 21-6 to the width a of the plurality of
또한, 복수의 프리즘(22)의 폭 a에 대한 라인 패턴(21-1 내지 21-6)의 폭 b의 비율이 커질수록 광학필름(14, 20)에 대한 광의 휘도가 감소되므로, 복수의 프리즘(22)의 폭 a에 대한 라인 패턴(21-1 내지 21-6)의 폭 b의 비율은 1:1 이하여야 한다. 즉, 라인 패턴(21-1 내지 21-6)의 폭 b는 적어도 복수의 프리즘(22)의 폭 a의 1배 이하인 것이 바람직하다.In addition, as the ratio of the width b of the line patterns 21-1 to 21-6 to the width a of the plurality of
종합하면, 라인 패턴(21-1 내지 21-6)의 폭 b는 복수의 프리즘(22)의 폭 a의 1/2배 이상이고, 복수의 프리즘(22)의 폭 a의 1배 이하인 것이 바람직하다.In summary, the width b of the line patterns 21-1 to 21-6 is preferably 1/2 or more of the width a of the plurality of
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 프리즘에 대한 적외선 흡수율을 도시한다.8 illustrates infrared absorption rates for a plurality of prisms according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 실험 1 내지 실험 3은 복수의 프리즘(22)의 폭이 a인 경우이다. 실험 1에서는 적외선 흡수제의 함량이 0.0001%이고, 실험 2에서는 적외선 흡수제의 함량이 0.00015%이고, 실험 3에서는 적외선 흡수제의 함량이 0.0003%이다.Referring to FIG. 8 , in
실험 1에서 복수의 프리즘(22)에 대한 적외선의 흡수율은 35%이고, 실험 2에서 복수의 프리즘(22)에 대한 적외선의 흡수율은 55%이고, 실험 3에서 복수의 프리즘(22)에 대한 적외선의 흡수율은 90%이다.In
복수의 프리즘(22)에 대한 적외선의 난반사로 인한 노이즈는 적외선이 복수의 프리즘(22)이 적외선을 적어도 55% 이상 흡수하는 것이 바람직하다. 따라서, 복수의 프리즘(22)에 포함되는 적외선 흡수제의 함량은 0.00015% 이상이 바람직하다.It is preferable that the plurality of
또한, 복수의 프리즘(22)에 포함되는 적외선 흡수제의 함량이 0.0005%를 초과할 경우에는 가시광에 대한 흡수가 일부 발생하기 때문에 휘도가 저하될 수 있다. 따라서, 복수의 프리즘(22)에 포함되는 적외선 흡수제의 함량은 0.0005% 이하가 바람직하다.In addition, when the content of the infrared absorber included in the plurality of
종합하면, 복수의 프리즘(22)에 포함되는 적외선 흡수제의 함량이 0.00015% 이상 및 0.0005% 이하인 경우, 적외선 흡수제의 작용에 따른 적외선 노이즈를 최소화하면서 가시광 손실에 따른 휘도 저하를 최소화할 수 있다. 따라서, 복수의 프리즘(22)에 포함되는 적외선 흡수제의 함량은 0.00015% 이상 및 0.0005% 이하가 바람직하다.In summary, when the content of the infrared absorber included in the plurality of
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.9 shows an optical fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 광학 지문인식시스템(90)은 적외선 광원(910), 이미지 센서 또는 적외선 센서(920), 반사장치(930) 및 광학필름(940)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9 , the optical
적외선 광원(910)은 적외선 LED 광을 방사할 수 있다. 일 예로, 적외선 광원(910)은 파장이 750nm 이상인 적외선을 조사할 수 있다. 적외선은 상대적으로 긴 파장이므로 광의 손실이 적고, 난반사가 적기 때문에 이미지 센서(920)로부터 선명한 이미지가 획득될 수 있다.The infrared
이미지 센서(920)는 지문 이미지를 센싱한다. 이미지 센서(920)는 지문에 반사된 적외선을 전기적 신호로 변환하여 저장한다. 일 예로, 이미지 센서(920)는 CCD(charge coupled device) 또는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor)일 수 있다.The
반사장치(930)는 적외선을 굴절시킬 수 있다. 일 예로, 반사장치(930)는 적외선 광원(910)에서 방사된 적외선을 굴절시키거나, 지문에 반사된 적외선을 굴절시킬 수 있다. 일 예로, 반사장치(930)는 적어도 하나의 프리즘, 빔 스플리터(Beam splitter) 등 광의 방향을 굴절시키는 다양한 어플리케이션을 포함할 수 있다.The
여기서, 반사장치(930)는 도 1에서 설명한 반사판(12) 하부에 형성될 수 있다. 또한, 가시광을 투과하는 재질로 형성되어 반사판(12) 상부에 형성될 수도 있다.Here, the reflecting
반사장치(930)는 필수적인 구성이 아닐 수 있다. 예를 들어, 광학 지문인식시스템(90)에 반사장치(930)가 포함되지 않는 경우, 도 3에서 적외선 광원으로부터 방사되는 적외선(301) 및 도 5에서 적외선 광원으로부터 방사되는 적외선(501)과 같이, 적외선 광원(910)에서 방사되는 적외선은 광학필름(940)에 대하여 사선으로 입사할 수 있음은 물론이다.The
광학필름(940)은 베이스필름(941) 및 프리즘패턴층(942)을 포함할 수 있다. The
프리즘패턴층(942)은 적외선 광원(910)과 대향하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 프리즘패턴층(942)은 프리즘패턴층(942)에 적외선이 입사되는 방향(D)으로 배치될 수 있다. 이 경우, 프리즘패턴층(942)의 배치 방향은 역방향 배치로 정의될 수 있다.The
프리즘패턴층(942)에 포함되는 복수의 프리즘은 기정의된 간격(E)으로 평행하게 배치될 수 있다. 여기서, 기정의된 간격(E)은 라인 패턴의 폭(E)으로 정의될 수 있다.A plurality of prisms included in the
일 예로, 복수의 프리즘(942) 중 적어도 하나의 프리즘에 포함된 적외선 흡수제의 함량은 복수의 프리즘(942) 중 적어도 다른 하나의 프리즘에 포함된 적외선 흡수제의 함량을 초과할 수 있다. 구체적으로, 복수의 프리즘(942) 중 지문의 위치에 대응되는 적어도 하나의 프리즘(942-1, 942-2, 942-3)에 포함된 적외선 흡수제의 함량은, 복수의 프리즘(942) 중 지문의 위치 외의 영역에 대응되는 적어도 하나의 프리즘(942-4, 942-5, 942-6, 942-7)에 포함된 적외선 흡수제의 함량을 초과할 수 있다. 이를 통해, 지문의 위치(950)에 대응되는 광학필름(940)의 영역에 대한 적외선 투과율이 지문의 위치(950) 외의 영역에 대응되는 광학필름(940)의 영역에 대한 적외선 투과율보다 상대적으로 향상될 수 있다.For example, the content of the infrared absorber included in at least one prism among the plurality of
또한, 복수의 프리즘(942) 중 지문의 위치 외의 영역에 대응되는 복수의 프리즘(942-4, 942-5, 942-6, 942-7)은 적외선 흡수제를 포함하지 않을 수도 있다. 즉, 복수의 프리즘(942) 중 지문의 위치에 대응되는 복수의 프리즘(942-1, 942-2, 942-3)에만 적외선 흡수제가 포함될 수 있다. 이를 통해, 휘도 감소를 최소화할 수 있다.Also, among the plurality of
이하에서, 도 9에서 상술한 광학 지문인식시스템(90)의 구성과 중복되는 내용에 대하여는 설명의 편의를 위해 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, a detailed description of the content overlapping with the configuration of the optical
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.10 shows an optical fingerprint recognition system according to another embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 광학 지문인식시스템(100)은 적외선 광원(1010), 이미지 센서(1020), 반사장치(1030) 및 광학필름(1040)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10 , the optical fingerprint recognition system 100 may include an
광학필름(1040)은 베이스필름(1041) 및 프리즘패턴층(1042)을 포함할 수 있다.The
일 예로, 프리즘패턴층(1042)은 기정의된 간격(F)으로 평행하게 배치될 수 있다. 여기서, 기정의된 간격(F)은 라인 패턴의 폭(F)으로 정의될 수 있다.For example, the prism pattern layers 1042 may be disposed in parallel with a predetermined interval F. Here, the predefined interval F may be defined as the width F of the line pattern.
일 예로, 라인 패턴(1042-1, 1042-2, 1042-3, 1042-4, 1042-5, 1042-6) 중 지문의 위치(1050)에 대응되는 라인 패턴(1042-3, 1042-4)의 폭은 지문의 위치(1050) 외의 영역에 대응되는 라인 패턴(1042-1, 1042-2, 1042-5, 1042-6)의 폭과 상이할 수 있다.For example, among the line patterns 1042-1, 1042-2, 1042-3, 1042-4, 1042-5, 1042-6, the line patterns 1042-3 and 1042-4 corresponding to the
예를 들면, 지문의 위치(1050) 외의 위치에 대응되는 라인 패턴(1042-1, 1042-2, 1042-5, 1042-6)의 폭은 F로 형성될 수 있다. 이 경우, 라인 패턴(1042-1, 1042-2, 1042-3, 1042-4, 1042-5, 1042-6) 중 지문의 위치(1050)에 대응되는 라인 패턴(1042-3, 1042-4)의 폭은 F보다 큰 간격으로 형성될 수 있다.For example, the width of the line patterns 1042-1, 1042-2, 1042-5, and 1042-6 corresponding to positions other than the
상술한 본 발명의 실시 예에 따르면, 라인 패턴(1042-1, 1042-2, 1042-3, 1042-4, 1042-5, 1042-6) 중 지문의 위치(1050)에 대응되는 라인 패턴(1042-3, 1042-4)의 폭을 지문의 위치(1050) 외의 영역에 대응되는 라인 패턴(1042-1, 1042-2, 1042-5, 1042-6)의 폭보다 크게 형성함으로써, 지문의 위치(1050)에 대응되는 광학필름(1040) 영역에 대하여는 적외선의 투과율을 높이고, 지문의 위치(1050) 외의 영역에 대응되는 광학필름(1040) 영역에 대하여는 집광 성능 및 휘도의 감소를 최소화할 수 있다.According to the above-described embodiment of the present invention, among the line patterns 1042-1, 1042-2, 1042-3, 1042-4, 1042-5, 1042-6, the line pattern ( By forming the widths of 1042-3 and 1042-4 to be larger than the widths of the line patterns 1042-1, 1042-2, 1042-5, and 1042-6 corresponding to areas other than the
또한, 라인 패턴(1042-1, 1042-2, 1042-3, 1042-4, 1042-5, 1042-6) 중 지문의 위치(1050)에 대응되는 라인 패턴(1042-3, 1042-4)의 폭을 지문의 위치(1050) 외의 영역에 대응되는 라인 패턴(1042-1, 1042-2, 1042-5, 1042-6)의 폭보다 크게 형성함과 동시에, 복수의 프리즘(1042) 중 지문의 위치에 대응되는 적어도 하나의 프리즘(1042-3, 1042-4, 1042-5)에 포함된 적외선 흡수제의 함량은, 복수의 프리즘(1042) 중 지문의 위치 외의 영역에 대응되는 적어도 하나의 프리즘(1042-1, 1042-2, 1042-6, 1042-7)에 포함된 적외선 흡수제의 함량을 초과할 수 있음은 물론이다.In addition, line patterns 1042-3 and 1042-4 corresponding to the
추가로, 광학필름(1040)은 지문의 위치(1050) 외의 영역에서는 라인 패턴이 형성되지 않을 수도 있다. 즉, 광학필름(1040)은 지문의 위치(1050)에 대응되는 영역에만 라인 패턴이 형성될 수 있다. 이에 따라, 프리즘패턴층(1042)에서 집광효율의 감소를 최소화할 수 있다.Additionally, the
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.11 shows an optical fingerprint recognition system according to another embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 광학 지문인식시스템(110)은 적외선 광원(1110), 이미지 센서(1120), 반사장치(1130) 및 광학필름(1140)을 포함할 수 있다Referring to FIG. 11 , the optical
광학필름(1140)은 베이스필름(1141) 및 프리즘패턴층(1142)을 포함할 수 있다.The
일 예로, 광학필름(1140)은 복수의 관통공(1101)을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 관통공(1101)은 적외선을 투과하도록 적외선의 진행방향(H 또는 I)으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 적외선의 진행방향이 광학필름(1140)에 대해 기정의된 각도로 기울어진 경우, 복수의 관통공(1101)도 적외선의 진행방향에 따라 기울어진 각도로 형성될 수 있다. 또한, 복수의 관통공(1101)은 기정의된 간격으로 지문의 위치(1150)에 대응되는 영역에 형성될 수 있다.For example, the
적외선은 복수의 관통공(1101)을 통해, 베이스필름(1141) 및 프리즘패턴층(1142)을 동시에 투과할 수 있다. 여기서, 복수의 관통공(1101)은 기정의된 간격으로 배치될 수 있다.Infrared rays may simultaneously pass through the
도 11에 따르면, 광학필름(1140) 프리즘패턴층(1142)의 라인 패턴과, 복수의 관통공(1101)을 통해 적외선을 효과적으로 투과시킬 수 있다.Referring to FIG. 11 , infrared rays may be effectively transmitted through the line pattern of the
상술한 도 11의 복수의 관통공(1101)은 도 9의 광학필름(940) 및 도 10의 광학필름(1040)에 형성될 수도 있음은 물론이다.Of course, the plurality of through-
상술한 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 광학필름(14, 20, 940, 1040, 1140)은 백라이트 유닛에 포함될 수 있다. 또한, 상기 백라이트 유닛은 LCD 패널과 함께 LCD 장치에 포함될 수 있음은 물론이다.The above-described
이상으로, 본 발명의 실시 예들이 도시되고 설명되었지만, 당업자는 첨부된 청구항들 및 그에 동등한 것들에 의해 정의되는 바와 같은 본 실시 예의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항들에 있어 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.While the embodiments of the present invention have been shown and described, various changes in form and details may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the embodiments as defined by the appended claims and their equivalents. you will understand that you can
광학필름: 14, 20, 940, 1040, 1140
베이스필름: 14-1, 21, 941, 1041, 1141
프리즘패턴층: 14-2, 22, 942, 1042, 1142
광학 지문인식시스템: 90, 100, 110
적외선 광원: 910, 1010, 1110Optical Film: 14, 20, 940, 1040, 1140
Base film: 14-1, 21, 941, 1041, 1141
Prism pattern layer: 14-2, 22, 942, 1042, 1142
Optical fingerprint recognition system: 90, 100, 110
Infrared light source: 910, 1010, 1110
Claims (14)
베이스필름; 및
상기 베이스필름의 일 측에 접착되는 프리즘패턴층;을 포함하고,
상기 프리즘패턴층은,
적외선 흡수제를 포함하여 형성된 복수의 프리즘이 기정의된 간격으로 서로 평행하게 배치되어 상기 적외선을 투과하는 라인(line) 패턴을 형성하고,
상기 라인 패턴의 상기 기정의된 간격은,
상기 복수의 프리즘의 폭의 1/2배 이상이고, 상기 복수의 프리즘의 상기 폭의 1배 이하인,
지문인식용 광학필름.
In the optical film for fingerprint recognition that transmits infrared (infrared),
base film; and
Including; a prism pattern layer adhered to one side of the base film;
The prism pattern layer,
A plurality of prisms formed including an infrared absorber are arranged parallel to each other at a predetermined interval to form a line pattern that transmits the infrared rays,
The predefined interval of the line pattern is,
More than 1/2 times the width of the plurality of prisms, and less than 1 times the width of the plurality of prisms,
Optical film for fingerprint recognition.
상기 복수의 프리즘에 포함되는 상기 적외선 흡수제의 함량은 0.00015% 이상 및 0.0005% 이하인, 지문인식용 광학필름.
According to claim 1,
The content of the infrared absorber included in the plurality of prisms is 0.00015% or more and 0.0005% or less, an optical film for fingerprint recognition.
상기 복수의 프리즘은,
상기 적외선 흡수제를 포함하는 아크릴 수지로 형성되는, 지문인식용 광학필름.
3. The method of claim 2,
The plurality of prisms,
An optical film for fingerprint recognition, which is formed of an acrylic resin containing the infrared absorber.
상기 복수의 프리즘 중 지문의 위치에 대응되는 적어도 하나의 프리즘에 포함된 적외선 흡수제의 함량은,
상기 복수의 프리즘 중 상기 지문의 위치 외의 영역에 대응되는 적어도 하나의 프리즘에 포함된 적외선 흡수제의 함량을 초과하는, 지문인식용 광학필름.
According to claim 1,
The content of the infrared absorber included in at least one prism corresponding to the position of the fingerprint among the plurality of prisms is,
The optical film for fingerprint recognition, exceeding the content of the infrared absorber contained in at least one prism corresponding to a region other than the position of the fingerprint among the plurality of prisms.
상기 복수의 프리즘 중 상기 지문의 위치에 대응되는 적어도 하나의 프리즘에만 적외선 흡수제가 포함된, 지문인식용 광학필름.
According to claim 1,
An infrared absorber is included in only at least one prism corresponding to the position of the fingerprint among the plurality of prisms, an optical film for fingerprint recognition.
상기 프리즘패턴층은,
상기 복수의 프리즘의 돌출 방향이 광원과 대향하도록 배치되는, 지문인식용 광학필름.
According to claim 1,
The prism pattern layer,
An optical film for fingerprint recognition, which is disposed so that the protruding directions of the plurality of prisms face the light source.
상기 복수의 프리즘의 단면은 삼각형 또는 사다리꼴인, 지문인식용 광학필름.
According to claim 1,
The cross-section of the plurality of prisms is a triangular or trapezoidal, optical film for fingerprint recognition.
상기 기정의된 간격은,
지문의 위치에 대응되는 영역에서 상기 기정의된 간격보다 크게 형성되는, 지문인식용 광학필름.
According to claim 1,
The predefined interval is,
An optical film for fingerprint recognition, which is formed to be larger than the predetermined interval in an area corresponding to the position of the fingerprint.
상기 라인 패턴은 지문의 위치에 대응되는 영역에서만 형성되는, 지문인식용 광학필름.
According to claim 1,
The line pattern is formed only in an area corresponding to the position of the fingerprint, an optical film for fingerprint recognition.
상기 베이스필름 및 상기 프리즘패턴층은,
상기 적외선을 투과하도록 상기 적외선의 진행 방향으로 형성된 복수의 관통공을 형성하는, 지문인식용 광학필름.
According to claim 1,
The base film and the prism pattern layer,
An optical film for fingerprint recognition to form a plurality of through-holes formed in the traveling direction of the infrared rays to transmit the infrared rays.
상기 복수의 관통공은,
기정의된 간격으로, 지문의 위치에 대응되는 영역에 형성되는, 지문인식용 광학필름.
11. The method of claim 10,
The plurality of through-holes,
An optical film for fingerprint recognition, which is formed in an area corresponding to the position of the fingerprint at a predetermined interval.
Claims 1 to 3, comprising the optical film for fingerprint recognition of any one of claims 5 to 12, a backlight unit.
상기 LCD 패널 하부에 위치하는 제13항에 따른 백라이트 유닛;을 포함하는 LCD 장치.
LCD (liquid crystal display) panels; and
The LCD device comprising a; the backlight unit according to claim 13 located under the LCD panel.
Priority Applications (1)
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