KR102120462B1 - 스마트 카드 - Google Patents

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KR102120462B1 KR1020180140888A KR20180140888A KR102120462B1 KR 102120462 B1 KR102120462 B1 KR 102120462B1 KR 1020180140888 A KR1020180140888 A KR 1020180140888A KR 20180140888 A KR20180140888 A KR 20180140888A KR 102120462 B1 KR102120462 B1 KR 102120462B1
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고태한
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 스마트 카드는, 사용자의 손가락과 접촉되는 일면을 포함하는 투명 기판, 투명 기판과 이격되어 있고, 투명 기판에 대향하며, 금속 물질을 포함하는 반사층, 투명 기판과 반사층 사이에 위치하고, 반사층에서 반사되어 입사되는 광을 감지하는 포토 센서, 그리고 불투명한 물질을 포함하고 상기 반사층을 덮는 카드 기판을 포함한다.

Description

스마트 카드{SMART CARD}
스마트 카드가 제공된다.
지문 인식 기술은 사용자의 손가락의 지문을 전자적으로 판독하고 미리 입력된 데이터와 비교해 본인 여부를 판별하여 사용자의 신분을 확인하는 기술로서, 생체인식기술 가운데 안전성과 편리성이 우수하고, 제조 비용이 저렴하며, 간단한 소자구성과 다양한 폼 팩터(form factor)를 제시할 수 있으므로, 금융, 범죄수사, 보안 등 광범위한 분야에 적용될 수 있다.
일반적으로, 스마트 카드(smart card)는 플라스틱 재질의 카드에, 구동 칩이나 메모리 등의 요소를 내장한 전자식 카드를 의미하고, 스마트 카드는 금융 기관, 의료 보험증, 신원 인식, 교통 카드, 신용 카드 등으로 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 스마트 카드의 보안을 위해 스마트 카드 자체에 지문 센서가 포함될 수 있다. 스마트 카드에 지문 센서를 내장시키면, 지문을 이용하여 스마트 카드 사용자의 정당 사용을 판별할 수 있기 때문에, 스마트 카드 사용에 있어서의 보안성이 향상될 수 있다.
스마트 카드는 어느 정도의 휘어지거나 또는 유연한(flexible) 특성을 가져야 하고, 스마트 카드의 두께는 사용에 불편이 없도록 특정 두께 이하로 제한될 수밖에 없기 때문에, 스마트 카드 보안을 위해 지문 인식 이외의 다른 생체 인식 기술을 적용하기에는 한계가 있을 수 있다.
스마트 카드에 적용될 수 있는 지문 인식 센서는 정전용량식 또는 광학식일 수 있다. 이 중 광학식 지문 인식 센서는 외부광, 혹은 스마트 카드에 구비된 광원, 또는 카드 리더기에 구비된 광원을 사용할 수 있고, 정전용량식 지문 인식 센서보다 간단한 화소 구조를 가질 수 있어 고해상도화 에 더욱 유리할 수 있다.
한편, 휘어짐 또는 유연성이 보장되어야 하는 스마트 카드에 결합될 지문 인식 센서가 TFT(Thin Film Transistor)에 의해 구동되는 TFT 방식의 스마트 카드인 경우, 일반적으로 유리 기판 위에 폴리이미드(Polyimide, PI) 등의 물질을 포함하는 플렉서블(flexible) 기판을 형성하고, 플렉서블 기판 위에 지문 인식 센서 어레이를 형성한 이후, 유리 기판에서 플렉서블 기판을 분리하는 방식으로 지문 인식 센서가 제조될 수 있다. 그러나, 유리 기판에서 플렉서블 기판을 분리하는 공정으로 인해 수율이 저하될 수 있다.
또한, 광학식 지문 인식 센서 및 정전용량식 지문 인식 센서 모두에 있어서, 지문 인식 센서 표면이 긁히거나 충격 등으로 인해 지문 인식 센서가 손상되지 않도록 보호될 필요성이 있으며, 일반적으로 이를 위해 지문 인식 센서 어레이 형성 후, 별도로 지문 인식 센서 어레이를 덮는 커버층 내지 코팅층을 형성할 수 있다. 그러나, 커버층 내지 코팅층으로 사용될 수 있는 물질은 투명해야 하고 유연성을 가져야 하기 때문에 제한적일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 카드는 제조 공정을 단축시키기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 카드는 제조 비용을 감소시키기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 카드는 수율을 향상시키기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 카드는 내부 소자의 손상을 최소화시키고 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 카드는, 사용자의 손가락과 접촉되는 일면을 포함하는 투명 기판, 투명 기판과 이격되어 있고, 투명 기판에 대향하며, 금속 물질을 포함하는 반사층, 투명 기판과 반사층 사이에 위치하고, 반사층에서 반사되어 입사되는 광을 감지하는 포토 센서, 그리고 불투명한 물질을 포함하고 상기 반사층을 덮는 카드 기판을 포함한다.
외부광 중에서 손가락을 투과하여 투명 기판에 입사된 광이 반사층에서 반사되어 포토 센서에 입사될 수 있다.
손가락 지문의 마루를 투과하여 투명 기판에 입사된 광이 반사층에서 반사되어 포토 센서에 입사될 수 있다.
카드 기판에 매립되어 있고, 투명 기판의 측면에 위치하며, 투명 기판으로 광을 조사하는 광원을 더 포함하고, 광원에서 조사된 광 중에서 투명 기판 일면에서 전반사된 광이 반사층에서 반사되어 포토 센서에 입사될 수 있다.
투명 기판 일면에서 손가락 지문의 골에 대응되는 부분에서 전반사가 발생할 수 있다.
카드 기판에 매립되어 있고, 투명 기판의 측면에 위치하며, 외부 광원에서 조사된 광을 투명 기판으로 가이드하는 광 가이드부를 더 포함하고, 외부 광원에서 조사된 광 중에서 투명 기판으로 가이드되어 투명 기판 일면에서 전반사된 광이 반사층에서 반사되어 포토 센서에 입사될 수 있다.
불투명한 물질을 포함하고 광 가이드부 상에 위치하는 가이드 반사층을 더 포함할 수 있다.
투명 기판 일면에서 상기 손가락 지문의 골에 대응되는 부분에서 전반사가 발생할 수 있다.
투명 기판은 유리를 포함하고, 두께가 100 ㎛ 이하일 수 있다.
투명 기판은 투명 플라스틱 기판일 수 있다.
투명 기판은 가요성을 가질 수 있다.
포토 센서와 반사층 사이에 위치하는 평탄화층을 더 포함할 수 있다.
포토 센서는 투명 기판 상에 위치하는 제1 전극, 제1 전극 상에 위치하는 반도체층, 그리고 투명한 물질을 포함하고 반도체층 상에 위치하는 제2 전극을 포함하며, 제1 전극과 제2 전극이 캐패시터를 형성할 수 있다.
스마트 카드의 일부에 지문 인식 영역이 위치하고, 지문 인식 영역에 반사층 및 포토 센서가 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 카드는 제조 공정을 단축시킬 수 있고, 제조 비용을 감소시킬 수 있으며, 수율을 향상시킬 수 있고, 내부 소자의 손상을 최소화시키고 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 스마트 카드의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 스마트 카드의 단면을 나타내는 도면이다.
도 3a는 실시예에 따른 스마트 카드의 평면을 간략하게 나타낸 도면이고, 도 3b는 도 3a의 스마트 카드에서 FRA의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4a는 실시예에 따른 스마트 카드의 평면을 간략하게 나타낸 도면이고, 도 4b는 도 4a의 스마트 카드에서 FRA의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5a는 실시예에 따른 스마트 카드의 평면과 외부의 카드 리더기를 간략하게 나타낸 도면이고, 도 5b는 도 5a의 스마트 카드 및 카드 리더기가 결합된 경우의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 스마트 카드는 메모리 등 다른 구성 요소들을 포함할 수 있으나, 이에 대한 설명은 생략될 수 있다.
도 1은 일반적인 스마트 카드의 단면을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 스마트 카드(10)는 카드 기판(12), 카드 기판(12) 상에 위치하는 플렉서블(flexible) 기판(14), 플렉서블 기판(14) 상에 위치하는 제1 절연막(16), 제1 절연막(16) 상에 위치하는 포토 센서(18, 20, 22), 포토 센서(18, 20, 22) 상에 위치하는 제2 절연막(26), 제2 절연막(26) 상에 위치하는 바이어스 전극(28), 바이어스 전극(28) 상에 순차적으로 위치하는 제3 절연막(32) 및 평탄화층(34), 그리고 평탄화층(34)을 덮는 보호층(36)을 포함한다.
카드 기판(12)은 스마트 카드(10)의 지지 기재가 되는 부분으로 불투명한 재질로 이루어질 수 있다.
플렉서블 기판(14)은 일정 수준의 휘어짐 또는 유연성(flexibility)이 요구되는 스마트 카드(10)의 특성으로 인해, 스마트 카드(10)에 가요성을 부여하기 위해 폴리이미드(Polyimide) 등의 물질이 적용되어야 하는 제한이 있을 수 있다.
보호층(36)의 경우, 사용자의 손가락(90)이 접촉되는 부분으로서, 긁힘 또는 스크래치(scratch)에 대한 저항성을 갖는 재질로 이루어져야 하고, 손가락(90)을 투과한 광이 포토 센서(18, 20, 22)에 도달해야 하기 때문에 투명한 재질로 이루어져야 하는 제한이 있을 수 있다.
일반적인 스마트 카드(10)는, 별도의 유리 기판(미도시) 상에 플렉서블 기판(14)을 적층시키고, 플렉서블 기판(14) 상에 포토 센서(18, 20, 22), 박막 트랜지스터(미도시), 평탄화층(34), 보호층(36) 등을 형성시킨 다음, 유리 기판(미도시) 상의 구성들을 유리 기판(미도시)으로부터 박리시킨 이후에, 유리 기판(미도시)으로부터 박리시킨 구성들을 카드 기판(12)에 부착시키는 공정으로 제조될 수 있다.
다만, 유리 기판(미도시)으로부터 플렉서블 기판(14)을 포함하는 상부 구성들을 박리시키는 공정이 수율 저하의 원인이 될 수 있다. 박리 공정에서 상부 구성들이 분리되거나 손상될 수 있기 때문이다.
이와 비교하여, 실시예들에 따른 스마트 카드의 경우, 포토 센서나 박막 트랜지스터 형성 공정에서 사용되는 유리 기판(투명 기판)이 박리되지 않고 최종적으로 포토 센서나 박막 트랜지스터를 보호하는 보호층으로 기능할 수 있으므로, 포토 센서나 박막 트랜지스터의 손상이나 분리가 방지될 수 있고, 스마트 카드의 수율이 크게 향상될 수 있다.
또한, 유리 기판(투명 기판) 이외에 별도의 보호층을 구비하지 않고, 가요성을 부여하기 위한 폴리이미드 등의 고분자 물질층(플렉서블 기판(14))을 포함하지 않으므로, 별도의 보호층 형성 공정 및 고분자 물질층 형성 공정이 생략될 수 있어 공정이 단순화될 수 있고, 공정 비용이 절약될 수 있다.
이하에서는, 도면들을 참조하여, 전술한 실시예들에 따른 스마트 카드에 대해 상세하게 설명한다.
도 2는 실시예에 따른 스마트 카드의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 스마트 카드(100)는, 사용자의 손가락과 접촉되는 투명 기판(110), 투명 기판(110) 상에 위치하는 포토 센서(120), 포토 센서(120) 상에 위치하는 반사층(150), 그리고 반사층(150)을 덮는 카드(card) 기판(160)을 포함한다.
도 2에 도시된 스마트 카드(100)는 포토 센서(120) 가 포함되어 지문을 인식하는 부분만을 나타낸 것이고, 도면에 도시되지는 않았으나, 카드 기판(160)은 메모리(memory) 등 필요에 따라 다른 구조들을 덮어 보호할 수 있다.
일반적인 스마트 카드(10)의 경우, 포토 센서(18, 20, 22)와 박막 트랜지스터(미도시) 등의 구성을 형성하는 공정을 수행하는 동안에 유연성을 갖는 플렉서블 기판(14)을 지지하기 위해 유리 기판이 사용되고, 유리 기판은 플렉서블 기판(14) 위의 구성들을 형성하고 난 이후에 제거된다. 이러한 유리 기판 제거 공정에서 상부 구성들이 분리되거나, 손상될 우려가 있다.
반면, 실시예에 따른 스마트 카드(100)의 경우, 투명 기판(110) 상에 포토 센서(120) 등의 소자를 형성하게 되어, 별도로 폴리이미드 등의 고분자 물질로 이루어진 층이 구비될 필요가 없고, 추후 투명 기판(110)을 박리하지 않으므로, 제조 공정이 크게 단축될 수 있고, 제조 비용이 현저하게 감소할 수 있으며, 수율이 크게 향상될 수 있다.
투명 기판(110)은 유리(glass)를 포함할 수 있다. 스마트 카드(100)는 어느 정도의 휘어짐 또는 유연성이 보장되어야 하는 특성을 갖기 때문에, 투명 기판(110)에 가요성을 부여하기 위해, 투명 기판(110)을 연마시킬 수 있고, 유리를 포함하는 투명 기판(110)의 두께가 약 100 ㎛ 이하일 수 있다. 이러한 범위 내에서, 투명 기판(110)이 소정의 휘어짐 또는 유연성을 갖는 가요성(flexible) 기판일 수 있다.
투명 기판(110)은, 전술한 바와 같이, 상부 소자 형성을 위한 기재층이기도 하고, 이에 더하여 외부 충격이나 스크래치(scratch)로부터 스마트 카드(100)를 보호하는 커버층 또는 보호층일 수 있다. 이때, 사용자의 손가락(미도시)은 투명 기판(110)에 접촉될 수 있다.
일반적인 스마트 카드(10)의 경우, 플렉서블 기판(14)을 카드 기판(12) 상에 적층시키고, 포토 센서(18, 20, 22) 등의 소자 상에 별도의 보호층(36)을 구비한다. 이때, 사용자의 손가락(90)은 보호층(36)에 접촉될 수 있다.
반면, 실시예에 따른 스마트 카드(100)의 경우, 투명 기판(110)이 보호층으로 기능하여 별도의 층을 구비할 필요가 없으므로, 제조 공정이 단축될 수 있고, 제조 비용이 절약될 수 있다.
투명 기판(110)은 투명 플라스틱 기판일 수도 있고, 투명 기판(110)은 가요성을 가질 수 있다. 이 경우, 투명 플라스틱 기판(110) 상에 포토 센서(120) 등의 소자를 형성하게 되고, 추가적으로 폴리이미드 등의 고분자 물질로 이루어진 층이 구비될 필요가 없고, 투명 플라스틱 기판(110)이 포토 센서(120) 등의 소자를 보호하는 기능을 수행하게 되므로, 추후 투명 기판(110)을 박리하는 단계가 제거되어 제조 공정이 크게 단축될 수 있고, 제조 비용이 현저하게 감소할 수 있으며, 수율이 크게 향상될 수 있다.
포토 센서(photo sensor)(120)는 투명 기판(110) 상에 위치하는 제1 전극(122), 제1 전극(122) 상에 위치하는 반도체층(124), 그리고 투명한 물질을 포함하고 반도체층(124) 상에 위치하는 제2 전극(126)을 포함한다. 여기서 반도체층(124)은, 예를 들어, 비정질 실리콘(a-Si), 유기물, 또는 양자점(quantum dot)을 포함할 수 있다. 제1 전극(122)과 제2 전극(126)은 캐패시터(capacitor)를 형성할 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)는 포토 센서(120)를 구동시키고, 포토 센서(120)의 전하 생성에 따른 전류 신호를 외부로 전송시킬 수 있다. 이때, 박막 트랜지스터는, 예를 들어, 코플라나(co-planar) 구조, 스태거드(staggered) 구조, 인버티드 코플라나(inverted co-planar) 구조, 인버티드 스태거드(inverted staggered) 구조 중 하나의 구조를 가질 수 있다.
투명 기판(110)과 제1 전극(122) 사이에는 제1 절연막(114)이 위치할 수 있고, 포토 센서(120)를 덮는 제2 절연막(130)이 위치할 수 있다.
제2 절연막(130) 상에서, 포토 센서(120)에 대응되는 부분에는 바이어스 전극(132)이 위치할 수 있다.
또한, 바이어스 전극(132)을 덮는 제3 절연막(136)이 위치할 수 있다.
제1 절연막(114), 제2 절연막(130) 및 제3 절연막(136)은 모두 투명한 물질을 포함할 수 있고, 동일한 수준의 굴절률을 가짐으로써 광의 굴절을 방지할 수 있다.
제3 절연막(136) 상에는 평탄화층(140)이 형성될 수 있고, 평탄화층(140)은 하부의 포토 센서(120), 박막 트랜지스터, 절연막들(114, 130, 136)의 굴곡으로 인해 광이 굴절 등의 영향을 받는 것을 최소화시킬 수 있다. 평탄화층(140) 또한 투명한 물질을 포함할 수 있고, 절연막들(114, 130, 136)과 동일한 수준의 굴절률을 가질 수 있다.
평탄화층(140) 상에는 반사층(150)이 위치한다.
반사층(150)은 투명 기판(110)과 이격되어 위치하고, 투명 기판(110)에 대향하고 있다. 반사층(150)은 불투명 금속을 포함하고, 입사되는 광을 반사시킬 수 있다.
일반적인 스마트 카드(10)의 경우, 사용자 손가락(90)이 보호층(36)에 접촉하게 되고, 손가락(90)을 투과한 광이 포토 센서(18, 20, 22)에 입사되어 감지된다.
반면, 실시예에 따른 스마트 카드(100)의 경우, 포토 센서(120) 하부에 위치하는 투명 기판(110)에 사용자의 손가락(미도시)이 접촉되고, 손가락(미도시)을 투과하거나, 투명 기판의 일면에서 전반사된 광이 투명 기판(110)으로부터 카드 기판(160) 방향으로 입사되는 구조를 갖는다. 따라서 반사층(150)이 광의 방향을 변환시킬 수 있고, 반사층(150)에서 반사된 광이 포토 센서(120)에 입사될 수 있다.
포토 센서(120)는 입사된 광을 감지하여 전류 신호를 발생시킬 수 있다.
스마트 카드(100)는 반사층(150) 및 하부 구조들을 덮는 카드(card) 기판을 포함한다.
카드 기판(160)은 불투명한 플라스틱 물질을 포함할 수 있고, 전술한 투명 기판(110), 포토 센서(120), 반사층(150) 등의 구조들을 보호하고 지지하는 기능을 수행한다.
이하에서는, 전술한 구성 요소들과 중복되는 부분에 대한 상세한 설명이 생략될 수 있다.
도 3a는 실시예에 따른 스마트 카드의 평면을 간략하게 나타낸 도면이고, 도 3b는 도 3a의 스마트 카드에서 FRA의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3a를 참조하면, 스마트 카드(100)는 보안을 위해 일부 영역에 지문 인식 영역(Fingerprint Recognition Area, FRA)을 포함할 수 있고, 사용자는 지문 인식 영역(FRA)에 손가락을 접촉시킴으로써 정당한 사용자로 판정될 우 있다. 도 3a에 도시된 지문 인식 영역(FRA)은 일 예시일 뿐이고, 필요에 따라 다양한 모양이나 크기를 가질 수 있다.
도 3b를 참조하면, 외부광(ambient light) 중에서 손가락(190)을 투과하여 투명 기판(110)에 입사된 광이 반사층(150)에서 반사되어 포토 센서(120)에 입사될 수 있다.
외부광이 손가락(190)에 입사되면, 광이 손가락(190) 내부에서 산란 반사될 수 있고, 산란 반사된 광 중 일부 광(L31, L32)이 투명 기판(110)에 입사될 수 있다.
투명 기판(110)에 입사된 광(L31, L32) 중 손가락(190) 지문의 마루(ridge)(192)를 거쳐 입사된 광(L31)은 반사층(150)에서 반사되어 포토 센서(120)에서 감지될 수 있다.
반면, 투명 기판(110)에 입사된 광(L31, L32) 중 손가락(190) 지문의 골(valley)(194)을 거쳐 입사된 광(L32)의 경우, 반사층(150)으로의 입사 각도가 작게 형성되어, 바이어스 전극(132) 등의 불투명한 구조에 의해 포토 센서(120)에 입사되지 않을 수 있다.
보다 상세하게는, 공기의 굴절률(약 1.0)보다 스마트 카드(100)의 평균 굴절률이 클 수 있고, 공기의 굴절률보다 손가락의 굴절률이 클 수 있다. 따라서, 손가락을 투과한 광이 지문의 골(194)을 통과하여 지문의 골(194)과 투명 기판(110) 사이에 위치하는 공기에 입사되고, 공기에 입사된 광이 스마트 카드(100)에 입사되므로, snell's law에 따라서 투명 기판(110)에서 반사층(150)으로 향하는 광(L32)의 입사각이 상대적으로 작을 수 있다.
도 3b의 스마트 카드(100)의 지문 인식 영역(FRA)에서 생성된 지문 이미지는 밝은(bright) 영역과 어두운(dark) 영역을 포함하고, 전술한 지문의 마루(192)를 거쳐 투명 기판(110)에 입사된 광(L31)이 포토 센서(120)에 입사되므로 지문의 마루(192)가 밝은 영역에 대응되고, 지문의 골(194)을 거쳐 투명 기판(110)에 입사된 광(L32)은 포토 센서(120)에 입사되지 않으므로 지문의 골(194)이 어두운 영역에 대응될 수 있다.
도 4a는 실시예에 따른 스마트 카드의 평면을 간략하게 나타낸 도면이고, 도 4b는 도 4a의 스마트 카드에서 FRA의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4a를 참조하면, 스마트 카드(100)는 보안을 위해 일부 영역에 지문 인식 영역(Fingerprint Recognition Area, FRA)을 포함할 수 있고, 지문 인식 영역(FRA) 측면에 위치하는 광원(170)을 더 포함할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 광원(170)은 카드 기판(160)에 매립되어 있고, 투명 기판(110)의 측면에 위치할 수 있으며, 투명 기판(110)으로 광을 조사할 수 있다.
광원(170)에서 조사된 광(L41, L42) 중에서 투명 기판(110) 일면에서 전반사(total reflection)된 광(L41)이 반사층(150)에서 반사되어 포토 센서(120)에 입사될 수 있다.
예를 들어, 광원(170)에서 조사되어 투명 기판(110) 일면에서 지문의 골(194)에 대응되는 부분에서 전반사된 광(L41)이 반사층(150)으로 입사될 수 있다. 반면, 광원(170)에서 조사되어 투명 기판(110) 일면에서 지문의 마루(192)에 대응되는 부분에 도달한 광(L42)은 손가락(190)에 흡수 또는 산란될 수도 있고, 일부는 반사될 수도 있다.
따라서, 도 4b의 스마트 카드(100)의 지문 인식 영역(FRA)에서 생성된 지문 이미지에서, 지문의 골(194)이 밝은 영역에 대응될 수 있고, 지문의 마루(192)가 어두운 영역에 대응될 수 있다.
도 5a는 실시예에 따른 스마트 카드의 평면과 외부의 카드 리더기를 간략하게 나타낸 도면이고, 도 5b는 도 5a의 스마트 카드 및 카드 리더기가 결합된 경우의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5a 및 도 5b는 스마트 카드가 외부에 위치하는 각종 카드 리더기에 결합된 상태에서, 외부에 존재하는 광원을 활용하여 지문 인식이 이루어지는 경우를 나타낸다.
도 5a를 참조하면, 스마트 카드(100)는 일부 영역에 지문 인식 영역(FRA)을 포함하고, 지문 인식 영역(FRA)의 측면에 위치하는 광 가이드부(164)를 더 포함한다. 한편, 외부의 카드 리더기(180)는 외부 광원(182)을 포함한다.
도 5b를 참조하면, 광 가이드부(164)는 카드 기판(160)에 매립되어 있고, 투명 기판(110)의 측면에 위치하며, 외부 광원(182)에서 조사된 광을 투명 기판(110)으로 가이드(guide) 할 수 있다.
외부 광원(182)은 외부의 카드 리더기(180)에 포함되어 있고, 외부 광원(182)이 광 가이드부(164) 측면에 위치하도록 스마트 카드(100)가 카드 리더기(180)에 결합될 수 있다.
광 가이드부(164)는 불투명한 물질을 포함하고 광 가이드부(164) 상에 위치하는 가이드 반사층(166)을 더 포함할 수 있다. 가이드 반사층(166)은 외부 광원(182)에서 조사되어 투명 기판(110)에 도달하는 광량을 증가시켜 광 효율을 향상시킬 수 있다.
외부 광원(182)에서 조사된 광 중에서 투명 기판(110)으로 가이드되어 투명 기판(110) 일면에서 전반사(total reflection)된 광(L51)이 반사층(150)에서 반사되어 포토 센서(120)에 입사될 수 있다. 이때, 전반사는 투명 기판(110) 일면에서 손가락 지문 골(194)에 대응되는 부분에서 발생할 수 있다. 도 4b의 스마트 카드(100)와 마찬가지로, 투명 기판(110) 일면에서 지문의 마루(192)에 대응되는 부분에서는 광의 흡수 또는 산란이 발생하여 광이 소멸될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 사용자 인증부(미도시)가 스마트 카드(100)에 포함될 수 있고, 사용자 인증부(미도시)는 지문 인식 영역(FRA)에서 생성된 사용자의 지문 이미지와 미리 저장된 사용자의 지문 이미지가 일치하는지 여부에 기초하여 스마트 카드(100) 활성화 여부를 결정할 수 있다.
또한, 스마트 카드(100)는 포토 센서(120) 등의 소자를 구동시키기 위한 전원(battery)을 포함할 수 있고, 스마트 카드(100)가 OTP(One Time Password) 등의 장치인 경우에는 디스플레이 장치(미도시)도 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 스마트 카드 110: 투명 기판
114: 제1 절연막 120: 포토 센서
122: 제1 전극 124: 반도체층
126: 제2 전극 130: 제2 절연막
132: 바이어스 전극 136: 제3 절연막
140: 평탄화층 150: 반사층
160: 카드 기판 170: 광원
180: 카드 리더기 182: 외부 광원
190: 손가락 192: 마루
194: 골

Claims (14)

  1. 사용자의 손가락과 접촉되는 일면을 포함하는 투명 기판,
    상기 투명 기판과 이격되어 있고, 상기 투명 기판에 대향하며, 금속 물질을 포함하는 반사층,
    상기 투명 기판과 상기 반사층 사이에 위치하고, 상기 반사층에서 반사되어 입사되는 광을 감지하는 포토 센서(photo sensor), 그리고
    불투명한 물질을 포함하고 상기 반사층을 덮는 카드(card) 기판을 포함하고,
    상기 투명 기판은 적어도 상기 포토 센서 형성을 위한 기재층이고, 외부 충격이나 스크래치로부터 스마트 카드를 보호하는 보호층인,
    스마트 카드.
  2. 제1항에서,
    외부광 중에서 상기 손가락을 투과하여 상기 투명 기판에 입사된 광이 상기 반사층에서 반사되어 상기 포토 센서에 입사되는 스마트 카드.
  3. 제2항에서,
    상기 손가락의 지문의 마루(ridge)를 투과하여 상기 투명 기판에 입사된 광이 상기 반사층에서 반사되어 상기 포토 센서에 입사되는 스마트 카드.
  4. 제1항에서,
    상기 카드 기판에 매립되어 있고, 상기 투명 기판의 측면에 위치하며, 상기 투명 기판으로 광을 조사하는 광원을 더 포함하고,
    상기 광원에서 조사된 광 중에서 상기 투명 기판 일면에서 전반사(total reflection)된 광이 상기 반사층에서 반사되어 상기 포토 센서에 입사되는 스마트 카드.
  5. 제4항에서,
    상기 투명 기판 일면에서 상기 손가락의 지문의 골(valley)에 대응되는 부분에서 전반사가 발생하는 스마트 카드.
  6. 제1항에서,
    상기 카드 기판에 매립되어 있고, 상기 투명 기판의 측면에 위치하며, 외부 광원에서 조사된 광을 상기 투명 기판으로 가이드(guide)하는 광 가이드부를 더 포함하고,
    상기 외부 광원에서 조사된 광 중에서 상기 투명 기판으로 가이드되어 상기 투명 기판 일면에서 전반사(total reflection)된 광이 상기 반사층에서 반사되어 상기 포토 센서에 입사되는 스마트 카드.
  7. 제6항에서,
    불투명한 물질을 포함하고 상기 광 가이드부 상에 위치하는 가이드 반사층을 더 포함하는 스마트 카드.
  8. 제6항에서,
    상기 투명 기판 일면에서 상기 손가락의 지문의 골에 대응되는 부분에서 전반사가 발생하는 스마트 카드.
  9. 제1항에서,
    상기 투명 기판은 유리를 포함하고, 두께가 100 ㎛ 이하인 스마트 카드.
  10. 제1항에서,
    상기 투명 기판은 투명 플라스틱 기판인 스마트 카드.
  11. 제9항 또는 제10항에서,
    상기 투명 기판은 가요성(flexibility)을 갖는 스마트 카드.
  12. 제1항에서,
    상기 포토 센서와 상기 반사층 사이에 위치하는 평탄화층을 더 포함하는 스마트 카드.
  13. 제1항에서,
    상기 포토 센서는 상기 투명 기판 상에 위치하는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 위치하는 반도체층, 그리고 투명한 물질을 포함하고 상기 반도체층 상에 위치하는 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 캐패시터(capacitor)를 형성하는 스마트 카드.
  14. 제1항에서,
    상기 스마트 카드의 일부에 지문 인식 영역이 위치하고, 상기 지문 인식 영역에 상기 반사층 및 상기 포토 센서가 위치하는 스마트 카드.
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