KR102187694B1

KR102187694B1 - 지문인식용 광학필름

Info

Publication number: KR102187694B1
Application number: KR1020190062118A
Authority: KR
Inventors: 이동철; 김병철; 오세진; 최진연; 홍지연; 김두이; 김민수; 김민호; 노태양; 민지홍
Original assignee: 주식회사 엘엠에스
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2020-12-07

Abstract

적외선(infrared)을 투과하는 지문인식용 광학필름을 개시한다. 지문인식용 광학필름은 제1 방향으로 정렬된 복수의 제1 프리즘이 일 면에 배치된 제1 프리즘 시트와, 제2 방향으로 정렬된 복수의 제2 프리즘이 일 면에 배치되고, 상기 제1 프리즘 시트와 접착된 제2 프리즘 시트를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 제1 프리즘의 단면 및 상기 복수의 제2 프리즘의 단면은 사다리꼴일 수 있다.

Description

지문인식용 광학필름{OPTICAL FILM FOR FINGERPRINTING}

본 발명은 지문인식용 광학필름에 대한 것으로, 보다 상세하게는 적외선 투과가 가능한 지문인식용 광학필름에 대한 것이다.

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.

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.

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.

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.

스마트폰과 같은 소형 전자기기의 백라이트 유닛은 다양한 광학필름이 구비되어 적외선이 투과되기 어렵다. 이에 따라, 적외선을 활용하는 광학식 지문 인식 방식은 활용되기 어렵다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 스마트폰과 같은 소형 전자기기에서도 적외선을 이용한 광학 지문 인증이 가능하도록 적외선을 원활히 투과하는 광학필름을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 적외선(infrared)을 투과하는 지문인식용 광학필름은, 제1 방향으로 정렬된 복수의 제1 프리즘이 일 면에 배치된 제1 프리즘 시트 및 제2 방향으로 정렬된 복수의 제2 프리즘이 일 면에 배치되고, 상기 제1 프리즘 시트와 접착된 제2 프리즘 시트를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 제1 프리즘의 단면 및 상기 복수의 제2 프리즘의 단면은 사다리꼴일 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 지문인식용 광학필름은 적외선을 원활히 투과할 수 있다.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학필름의 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학필름의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리즘 시트의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리즘 시트를 촬영한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프리즘 시트를 촬영한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적외선의 투과율을 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.
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.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 액정표시장치(또는 LCD(liquid crystal display) 장치)(1)는 백라이트 유닛(10)과 액정패널(20)을 포함한다. 일반적으로 백라이트 유닛(10)은 액정패널(20)에 광을 조사하도록 액정패널(20)의 후방에 구비될 수 있다. 백라이트 유닛(10)은 광원(11), 반사판(12), 도광판(13), 확산 시트(14), 프리즘 시트(15, 16) 및 반사편광 시트(17)를 포함한다.

광원(11)은 광을 방사한다. 광원(11)에서 방사되는 광이 액정패널(20)의 배면에 조사됨으로써 식별 가능한 화상이 구현될 수 있다.

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.

광원(11)에서 방사된 광은 도광판(13)에의 의해 면광원의 형태로 변환될 수 있다. 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.

반사판(12)은 도광판(13) 후방에 배치되어 도광판(13) 후방으로 출사된 광을 도광판(13)으로 반사시켜 입사시킴으로써 광의 손실을 최소화한다.

확산 시트(14)는 도광판(13)으로부터 입사된 광을 균일하게 분산시킬 수 있다. 확산 시트(14)는 광 확산제 비드(beads)가 첨가되어 있는 경화성 수지(예를 들어, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트 및 라디칼 발생형 모노머 중 적어도 하나 이상을 택하여 단독 또는 혼합된 것임) 용액을 도포하여 광학산제 비드에 의해 광확산을 유발할 수 있다. 또한, 확산 시트(14)는 균일 또는 불균일한 크기의 형상(예를 들어, 구형)의 돌기 패턴(또는 돌출부)이 형성되어 광의 확산을 촉진할 수 있다.

프리즘 시트(15, 16)는 표면에 형성된 광학패턴을 이용해서 입사된 광을 집광하여 액정 패널(20)로 출사시킬 수 있다. 일 예로, 프리즘 시트(15, 16)는 투광성 베이스 필름 상부에 정면 방향의 휘도 향상을 위하여 통상 45°의 경사면을 가지고 있는 삼각 어레이(array) 형태의 광학패턴이 형성되어 있는 광학 패턴층으로 형성될 수 있다.

반사편광시트(17)는 프리즘 시트(15, 16) 상부에 구비되어 프리즘 시트(15, 16)로부터 집광된 광에 대해 일 편광은 투과시키고 다른 편광은 하부로 반사시켜 광을 재순환 시키는 역할을 한다.

액정 패널(20)은 광원(11)에서 조사된 광을 전기 신호에 따라 소정의 패턴으로 굴절시킨다. 굴절된 광은 액정 패널(20)의 전면에 배치된 컬러 필터와 편광 필터를 통과하여 화면을 구성한다.

상술한 백라이트 유닛(10)에 포함되는 구성은 다양한 조합으로 가능함은 물론이다. 예를 들어, 백라이트 유닛(10)은 광원(11), 반사판(12), 도광판(13), 확산 시트(14), 프리즘 시트(15, 16) 및 반사편광시트(17) 중 일부가 생략되거나 추가적인 구성을 더 포함할 수 있다.

이하에서, 광학필름은 복수의 광학시트를 포함하는 것으로 정의하나, 이에 제한되지 않는다. 일 예로, 광학필름 및 광학시트가 동일한 의미로 정의되거나, 광학시트가 복수의 광학필름을 포함하는 것으로 정의될 수도 있다.

도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학필름의 사시도이다.

도 2a를 참조하면, 광학필름(200)은 제1 프리즘 시트(210) 및 제2 프리즘 시트(220)를 포함할 수 있다.

제1 프리즘 시트(210) 및 제2 프리즘 시트(220)는 광을 집광한다.

제1 프리즘 시트(210)의 일 면에는 제1 방향으로 정렬된 복수의 제1 프리즘이 배치될 수 있다.

제2 프리즘 시트(220)의 일 면에는 제2 방향으로 정렬된 복수의 제2 프리즘이 배치될 수 있다. 여기서, 복수의 제1 프리즘 및 복수의 제2 프리즘은, 복수의 제1 프리즘의 상기 제1 방향 및 복수의 제2 프리즘의 상기 제2 방향이 서로 직교(90

)하도록 배치될 수 있다.

일 예로, 제1 프리즘 시트(210) 및 제2 프리즘 시트(220)는 접착될 수 있다. 구체적으로, 제1 프리즘 시트(210)의 타 면 및 제2 프리즘 시트(220)의 일 면은 접착제에 의해 접착될 수 있다.

일 예로, 제1 프리즘 시트(210)에 배치된 복수의 제1 프리즘의 단면 및 제2 프리즘 시트(220)에 배치된 복수의 제2 프리즘 단면 중 적어도 하나는 사다리꼴 또는 등변 사다리꼴로 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 프리즘의 단면 및 복수의 제2 프리즘의 단면은 사다리꼴일 수 있다. 또는, 복수의 제1 프리즘의 단면은 사다리꼴이고, 복수의 제2 프리즘의 단면은 삼각형일 수 있다. 또는, 복수의 제1 프리즘의 단면은 삼각형이고, 복수의 제2 프리즘의 단면은 사다리꼴일 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 광학식 지문인식에 이용되는 적외선이 용이하게 투과될 수 있다.

도 2b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학필름의 사시도이다.

도 2b를 참조하면, 광학필름(200')은 제1 프리즘 시트(210'), 제2 프리즘 시트(220') 및 확산 시트(230)를 포함할 수 있다.

제1 프리즘 시트(210') 및 제2 프리즘 시트(220')는 확산 시트(230)를 투과한 광을 집광한다.

제1 프리즘 시트(210')의 일 면에는 제1 방향으로 정렬된 복수의 제1 프리즘이 배치될 수 있다.

제2 프리즘 시트(220')의 일 면에는 제2 방향으로 정렬된 복수의 제2 프리즘이 배치될 수 있다. 여기서, 복수의 제1 프리즘 및 복수의 제2 프리즘은 복수의 제1 프리즘의 상기 제1 방향 및 복수의 제2 프리즘의 상기 제2 방향이 서로 직교(90

)하도록 배치될 수 있다.

일 예로, 제1 프리즘 시트(210') 및 제2 프리즘 시트(220')는 접착될 수 있다. 구체적으로, 제1 프리즘 시트(210')의 타 면 및 제2 프리즘 시트(220')의 일 면은 접착제에 의해 접착될 수 있다.

일 예로, 제1 프리즘 시트(210')에 배치된 복수의 제1 프리즘의 단면 및 제2 프리즘 시트(220')에 배치된 복수의 제2 프리즘 단면 중 적어도 하나는 사다리꼴 또는 등변 사다리꼴로 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 프리즘의 단면 및 복수의 제2 프리즘의 단면은 사다리꼴일 수 있다. 또는, 복수의 제1 프리즘의 단면은 사다리꼴이고, 복수의 제2 프리즘의 단면은 삼각형일 수 있다. 또는, 복수의 제1 프리즘의 단면은 삼각형이고, 복수의 제2 프리즘의 단면은 사다리꼴일 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 광학식 지문인식에 이용되는 적외선이 용이하게 투과될 수 있다.

확산 시트(230)는 광원(11)에서 방사된 광을 확산할 수 있다.

일 예로, 확산 시트(230)는 제2 프리즘 시트(220')의 타 면에 배치 및 접착될 수 있다. 이 경우, 확산 시트(230)는 제2 프리즘 시트(220')의 타 면에 접착되어 일체로 형성될 수 있다.

일 예로, 제2 프리즘 시트(220')의 타 면 및 확산 시트(230)의 일 면은 접착제에 의해 접착될 수 있다. 여기서, 접착제는 감압성 접착제(PSA: pressure sensitive adhesive)일 수 있다. 이에 따라, 광학필름(200')은 제1 프리즘 시트(210'), 제2 프리즘 시트(220') 및 확산 시트(230)가 접착되어 일체화될 수 있다.

상술한 예에서는 설명의 편의를 위하여 광학필름(200)이 제1 프리즘 시트(210) 및 제2 프리즘 시트(220)를 포함하거나, 광학필름(200')이 제1 프리즘 시트(210'), 제2 프리즘 시트(220') 및 확산 시트(230)를 포함하는 것으로 설명하였으나 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 광학필름(200, 200')은 프리즘 시트 및 확산 시트 외의 다른 광학 시트를 더 포함할 수 있음은 물론이다.

이하에서, 상술한 광학필름(200, 200')의 구성과 중복되는 내용은 설명의 편의를 위해 생략한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리즘 시트의 단면도이다.

도 3을 참조하면, 프리즘 시트(30)는 베이스 필름(31) 및 복수의 프리즘(32)을 포함한다. 여기서, 프리즘 시트(30)는 도 2에서 상술한 제1 프리즘 시트(210, 210') 및 제2 프리즘 시트(220, 220') 중 하나일 수 있다.

베이스 필름(31)은 복수의 프리즘(32)을 지지한다. 베이스 필름(31)은 예를 들어, PET, PC, PP 등의 재질일 수 있다.

복수의 프리즘(32)은 베이스 필름(31)의 일 측에 배치될 수 있다. 일 예로, 복수의 프리즘(32)의 단면은 사다리꼴로 형성될 수 있다. 구체적으로, 복수의 프리즘(32)의 단면은 등변 사다리꼴로 형성될 수 있다.

여기서, 복수의 프리즘(32)은 광원 방향(C)으로 대향하여 정렬될 수 있다. 예를 들어, 복수의 프리즘(32)은 광원에서 방사된 적외선이 복수의 프리즘(32)의 밑면(32-1)에서 복수의 프리즘(32)의 윗면(32-2)으로 투과되도록 배치될 수 있다. 이 경우, 복수의 프리즘(32)의 배치는 정방향 배치로 정의될 수 있다.

일 예로, 복수의 프리즘(32)은 높이(B)에 따라 윗변(A)의 길이가 설정될 수 있다. 예를 들면, 복수의 프리즘(32)의 높이(B)가 높을수록 윗변(A)의 길이는 길게 설정될 수 있다. 또는, 복수의 프리즘(32)의 높이(B)가 높을수록 윗변(A)의 길이는 짧게 설정되는 등 다양하게 변형될 수 있다.

일 예로, 복수의 프리즘(32) 간의 피치(pitch)는 10μm 내지 60μm로 설정될 수 있다. 바람직하게는 10μm 내지 30μm로 설정될 수 있으며, 본 발명에서는 기본적으로 24μm로 설정하였다.

여기서, 복수의 프리즘(32)은 패널과 접합하는 과정에서 특정한 패턴 내지 물결 무늬 등이 보이는 모아레(Moire) 현상이 발생하게 되는데, 이를 해결하기 위해서 기존 피치보다 더 작은 피치로 형성하여 이를 극복할 수 있다.

구체적으로, 본 발명에서는 복수의 프리즘(32) 간의 피치를 10μm 또는 15μm로 설정하여 모아레 현상 발생을 억제할 수 있다.

또 다른 예로, 윗변(A)과 피치의 비율(A/pitch)을 10% 내지 40%로 설정할 수 있다. 이와 같이, 프리즘 윗변 길이(A)와 복수의 프리즘(32) 간의 피치 길이의 비율을 통해 적외선이 용이하게 투과되어 정확한 지문인식을 수행할 수 있다.

구체적으로, 상기 10% 내지 40%의 비율로 설정할 경우 본 발명에서는 기존 24μm의 피치에서는 윗변의 길이(A)가 3μm로 형성할 수 있다. 또한, 모아레 현상 발생을 억제하기 위해서 피치의 길이를 10μm로 설정할 경우에는 윗변의 길이(A)를 4μm로 형성할 수 있으며, 피치의 길이를 15μm로 설정할 경우에는 윗변의 길이(A)를 6μm로 형성할 수 있다.

여기서, 윗변의 길이(A)와 복수의 프리즘(32) 간의 피치 길이의 비율이 10% 미만으로 형성되는 경우에는 적외선 투과가 용이하지 않아 지문인식에 대한 정확도가 현저하게 떨어지게 되며, 40%를 초과하는 경우에는 지문인식에 대한 정확도는 상승하나, 광을 집광하는 고유 기능이 감소되어 정면에서의 휘도가 현저하게 낮아지는 문제점이 발생하여 적용이 불가능하다.

상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리즘 시트(30)는 적외선의 투과율을 향상시킬 수 있다. 이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 프리즘 시트(30)의 광 투과율 측정 실험 결과를 상세히 설명한다. 이하, 광 투과율 실험에서 광원은 전 파장대의 광을 방사하는 경우로 정의된다.

이하, 광 투과율 측정 실험은 복수의 프리즘의 단면이 삼각형인 경우를 레퍼런스 실험으로 정의한다. 또한, 복수의 프리즘의 단면이 사다리꼴이고, 사다리꼴의 윗변의 길이가 3μm로 설정된 경우를 New prism #1 실험으로 정의한다. 또한, 복수의 프리즘의 단면이 사다리꼴이고, 사다리꼴의 윗변의 길이가 6μm로 설정된 경우를 New prism #2 실험으로 정의한다. 이를 통해, New prism #2 실험에서의 복수의 프리즘의 윗면 면적은 New prism #1 실험에서의 복수의 프리즘의 윗면 면적에 비해 넓게 설정될 수 있다.

도 4에서, New prism #1 실험은 복수의 프리즘의 윗변은 3μm, 복수의 프리즘 간의 피치는 24μm, 복수의 프리즘의 높이는 10.5μm인 프리즘 시트에 대한 것이다. 도 4를 참조하면, 복수의 프리즘 윗변의 너비에 대응되는 영역(D)은 상대적으로 진한 띠의 형태로 반복적으로 나타난다. 이를 통해, 복수의 프리즘 윗변의 너비에 대응되는 영역(D)에서 광 투과가 상대적으로 강하게 나타남을 알 수 있다.

도 5에서, New prism #2 실험은 복수의 프리즘의 윗변은 6μm, 복수의 프리즘 간의 피치는 24μm, 복수의 프리즘의 높이는 9μm인 프리즘 시트에 대한 것이다. 복수의 프리즘 윗변의 너비에 대응되는 영역(E)은 상대적으로 진한 띠의 형태로 반복적으로 나타난다. 이를 통해, 복수의 프리즘 윗변의 너비에 대응되는 영역(E)에서 광 투과가 상대적으로 강하게 나타남을 알 수 있다.

도 6은 상술한 레퍼런스 실험의 광 투과율, 상술한 New prism #1 실험의 광 투과율 및 상술한 New prism #2 실험의 광 투과율을 도시한다. 본 실험 예에서는 프리즘 시트 1매를 이용하여 측정하였다.

보다 구체적으로 측정을 위해서 각각의 프리즘 시트는 5 X 5mm 크기를 이용하였으며, 광원은 전 파장대 광을 출사하는 광원을 이용하였다. 또한, 광 검출은 Lambda750 (by Perkin Elmer) 측정기를 이용하여 프리즘 시트 상부에서 측정하였다.

도 6을 참조하면, 적외선 파장에 해당하는 750nm 이상의 영역에서 레퍼런스 실험에서의 적외선 투과율은 매우 낮거나 0에 가깝다. New prism #1 실험 및 New prism #2 실험에서는 파장 750nm 이상의 영역에서 적외선 투과율이 매우 향상됨을 알 수 있다. 또한, 단면이 사다리꼴인 복수의 프리즘에서, 복수의 프리즘의 윗변의 너비가 상대적으로 더 큰 New prism #2 실험이 New prism #1 실험보다 적외선 투과율이 높다.

상술한 도 6의 실험 결과를 참조하면, 프리즘 시트(30)의 복수의 프리즘의 단면을 사다리꼴로 형성하되, 복수의 프리즘의 윗변을 평탄하게 하는 경우 적외선 투과율이 크게 향상됨을 알 수 있다.

상술한 New prism #2 실험의 경우 상술한 New prism #1 실험의 경우보다 복수의 프리즘의 윗변의 너비가 더 크므로, 적외선의 투과율이 더 향상됨을 알 수 있었다. 다만, 복수의 프리즘의 윗변의 너비가 커질수록 광의 집광 효율이 떨어져 중심 휘도가 감소할 수 있다. 따라서, 복수의 프리즘의 윗변의 너비는 윗변과 피치의 비율(A/pitch) 10%(3μm/24μm) 내지 40%(4μm/10μm, 6μm/15μm)에 기초하여 형성하는 것이 바람직하다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학필름의 단면도이다.

도 7은 광학필름(70)의 전면에서 바라보는 경우의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 광학필름(70)은 제1 프리즘 시트(710), 제2 프리즘 시트(720) 및 확산 시트(730)을 포함할 수 있다.

여기서, 제1 프리즘 시트(710)의 복수의 제1 프리즘(711)의 단면 및 제2 프리즘 시트(720)의 복수의 제2 프리즘(721)의 단면은 사다리꼴이다.

도 8은 광학필름(70)의 옆면에서 바라보는 경우의 단면도이다. 여기서, 광학필름(70)을 전면에서 바라보는 방향 및 광학필름(70)을 옆면에서 바라보는 방향은 90

를 이룬다. 또한, 도 7 및 도 8을 참조하면, 복수의 제1 프리즘(711)의 정렬 방향 및 복수의 제2 프리즘(721)의 정렬 방향은 직교한다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.

도 9를 참조하면, 광학 지문인식시스템(90)은 적외선(infrared; IR) 광원(900-1), 이미지 센서(900-2), 반사장치(900-3) 및 광학필름(900-4)을 포함할 수 있다.

적외선 광원(900-1)은 LED로 형성되며 적외선 광을 방사할 수 있다. 일 예로, 적외선 광원(900-1)은 파장이 750nm 이상인 적외선을 조사할 수 있다. 적외선은 상대적으로 긴 파장이므로 광의 손실이 적고, 난반사가 적기 때문에 이미지 센서(900-2)로부터 선명한 이미지가 획득될 수 있다.

이미지 센서(900-2)는 지문 이미지를 센싱한다. 이미지 센서(900-2)는 지문에 반사된 적외선을 전기적 신호로 변환하여 저장한다. 일 예로, 이미지 센서(900-2)는 CCD(charge coupled device) 또는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor)일 수 있다. 광원(900-1)에서 F 방향으로 방사된 적외선은 지문에 반사되어 G 방향으로 진행할 수 있다. 이미지 센서(900-2)는 반사된 적외선을 통하여 지문 이미지를 센싱할 수 있다.

반사장치(900-3)는 적외선을 굴절시킬 수 있다. 일 예로, 반사장치(900-3)는 적외선 광원(900-1)에서 방사된 적외선을 굴절시키거나, 지문에 반사된 적외선을 굴절시킬 수 있다. 일 예로, 반사장치(900-3)는 적어도 하나의 프리즘, 빔 스플리터(Beam splitter) 등 광의 방향을 굴절시키는 다양한 어플리케이션을 포함할 수 있다.

여기서, 반사장치(900-3)는 도 1에서 설명한 반사판(12) 하부에 형성될 수 있다. 또한, 가시광을 투과하는 물질로 형성되어 반사판(12) 상부에 형성될 수도 있다.

광학필름(900-4)은 제1 프리즘 시트(910), 제2 프리즘 시트(920) 및 확산 시트(930)를 포함할 수 있다.

제1 프리즘 시트(910) 및 제2 프리즘 시트(920)는 적외선 광원(900-1)에서 방사되는 적외선 방향(F)으로 정렬될 수 있다. 이 경우, 제1 프리즘 시트(910) 및 제2 프리즘 시트(920)의 배치는 정방향 배치로 정의될 수 있다.

제1 프리즘 시트(910)에 배치되는 복수의 제1 프리즘(911)의 단면 및 제2 프리즘 시트(920)에 배치되는 복수의 제2 프리즘(921)의 단면은 사다리꼴로 형성될 수 있다. 이를 통해, 지문 인식을 위해 방사되는 적외선의 투과율이 크게 향상될 수 있다.

이하에서, 도 9에서 상술한 광학 지문인식시스템에 대한 내용과 중복되는 구성에 대하여는 설명의 편의를 위해 상세한 설명을 생략한다.

도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.

도 10을 참조하면, 광학 지문인식시스템(100)은 적외선 광원(1000-1), 이미지 센서(1000-2), 반사장치(1000-3) 및 광학필름(1000-4)을 포함할 수 있다.

광학필름(1000-4)은 제1 프리즘 시트(1010), 제2 프리즘 시트(1020) 및 확산 시트(1030)를 포함할 수 있다.

일 예로, 제1 프리즘 시트(1010)에 배치되는 복수의 제1 프리즘(1011) 중 일부의 단면 및 제2 프리즘 시트(1020)에 배치되는 복수의 제2 프리즘(1021) 중 일부의 단면은 적외선 투과율을 높이기 위해 사다리꼴로 형성될 수 있다.

구체적으로, 제1 프리즘 시트(1010)에 배치되는 복수의 제1 프리즘(1011) 및 제2 프리즘 시트(1020)에 배치되는 복수의 제2 프리즘(1021) 중 지문의 위치(1001)에 대응되는 프리즘(1011-4, 1011-5)의 단면은 사다리꼴로 형성될 수 있다.

여기서, 도 10에서는 제1 프리즘 시트(1010)의 복수의 제1 프리즘(1011) 각각이 구분되어 도시되고 있는데 반해, 제2 프리즘 시트(1020)에 배치되는 복수의 제2 프리즘(1021) 각각은 구분되어 도시되지 않고 있다. 이는 복수의 제1 프리즘(1011)의 배열 방향과 복수의 제2 프리즘(1021)의 배열 방향이 직교를 이루고 있기 때문으로, 복수의 제1 프리즘(1011)에서 상기 지문의 위치(1001)에 대응되는 프리즘(1011-4, 1011-5)의 위치가 특정되는 방법은 복수의 제2 프리즘(1021)에도 그대로 적용될 수 있을 것이다.

또한, 제1 프리즘 시트(1010)에 배치되는 복수의 제1 프리즘(1011) 및 제2 프리즘 시트(1020)에 배치되는 복수의 제2 프리즘(1021) 중 지문의 위치(1001) 외의 영역에 대응되는 프리즘(1011-1 내지 1011-3, 1011-6 내지 1011-8)의 단면은 삼각형으로 형성될 수 있다.

상술한 본 발명의 실시 예에 따르면, 지문의 위치(1001)에 대응되는 프리즘(1011-4, 1011-5)의 단면을 사다리꼴로 형성하여 지문 인식을 위한 적외선의 투과율을 높임과 동시에, 지문의 위치(1001) 외의 영역에 대응되는 프리즘(1011-1 내지 1011-3, 1011-6 내지 1011-8)의 단면은 삼각형으로 형성하여 원활한 집광을 도모할 수 있다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.

도 11을 참조하면, 광학 지문인식시스템(110)은 적외선 광원(1100-1), 이미지 센서(1100-2), 반사장치(1100-3) 및 광학필름(1100-4)을 포함할 수 있다.

광학필름(1100-4)은 제1 프리즘 시트(1110), 제2 프리즘 시트(1120) 및 확산 시트(1130)를 포함할 수 있다.

일 예로, 제1 프리즘 시트(1110)에 배치되는 복수의 제1 프리즘(1111) 중 일부의 사다리꼴 단면의 윗변의 길이(또는 복수의 제1 프리즘(1111) 중 일부의 윗변의 길이)는 복수의 제1 프리즘(1111) 중 다른 일부의 사다리꼴 단면의 윗변의 길이보다 길게 형성될 수 있다. 또한, 제2 프리즘 시트(1120)에 배치되는 복수의 제2 프리즘(1121) 중 일부의 사다리꼴 단면의 윗변의 길이(또는 복수의 제2 프리즘(1121) 중 일부의 윗변의 길이)는 복수의 제2 프리즘(1121) 중 다른 일부의 사다리꼴 단면의 윗변의 길이보다 길게 형성될 수 있다.

구체적으로, 제1 프리즘 시트(1110)에 배치되는 복수의 제1 프리즘(1111) 중 지문의 위치(1101)에 대응되는 일부(1111-4, 1111-5)의 사다리꼴 단면의 윗변의 길이는 복수의 제1 프리즘(1111) 중 지문의 위치(1101) 외의 영역에 대응되는 다른 일부(1111-1 내지 1111-3, 1111-5 내지 1111-7)의 사다리꼴 단면의 윗변의 길이보다 길게 형성될 수 있다. 또한, 제2 프리즘 시트(1120)에 배치되는 복수의 제2 프리즘(1121) 중 지문의 위치(1101)에 대응되는 일부의 사다리꼴 단면의 윗변의 길이는 복수의 제2 프리즘(1121) 중 지문의 위치(1101) 외의 영역에 대응되는 다른 일부의 사다리꼴 단면의 윗변의 길이보다 길게 형성될 수 있다.

여기서, 도 11에서는 제1 프리즘 시트(1110)의 복수의 제1 프리즘(1111) 각각이 구분되어 도시되고 있는데 반해, 제2 프리즘 시트(1120)에 배치되는 복수의 제2 프리즘(1121) 각각은 구분되어 도시되지 않고 있다. 이는 복수의 제1 프리즘(1111)의 배열 방향과 복수의 제2 프리즘(1121)의 배열 방향이 직교를 이루고 있기 때문으로, 복수의 제1 프리즘(1111)에서 상기 지문의 위치(1101)에 대응되는 프리즘(1111-4, 1111-5)의 위치가 특정되는 방법은 복수의 제2 프리즘(1121)에도 그대로 적용될 수 있을 것이다.

상술한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 지문의 위치(1101)에 대응되는 프리즘(1111-4, 1111-5)의 사다리꼴 단면의 윗변의 길이를, 지문의 위치(1101) 외의 영역에 대응되는 프리즘(1111-1 내지 1111-3, 1111-5 내지 1111-7)의 사다리꼴 단면의 윗변의 길이보다 상대적으로 크게 형성함으로써, 지문의 위치(1101)에 대응되는 프리즘(1111-4, 1111-5)에서는 지문 인식을 위한 적외선의 투과율을 높이고, 지문의 위치(1101) 외의 영역에 대응되는 프리즘(1111-1 내지 1111-3, 1111-5 내지 1111-7)에서는 집광도의 손실을 줄일 수 있다.

일 예로, 상술한 본 발명의 일 실시 예에서, 지문의 위치(1101)에 대응되는 프리즘(1111-4, 1111-5)의 사다리꼴 단면의 윗변의 길이는 3μm를 초과하도록 형성되고, 지문의 위치(1101) 외의 영역에 대응되는 프리즘(1111-1 내지 1111-3, 1111-5 내지 1111-7)의 사다리꼴 단면의 윗변의 길이는 3μm 이내로 형성될 수 있다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.

도 12을 참조하면, 광학 지문인식시스템(120)은 적외선 광원(1200-1), 이미지 센서(1200-2), 반사장치(1200-3) 및 광학필름(1200-4)을 포함할 수 있다.

광학필름(1200-4)은 제1 프리즘 시트(1210), 제2 프리즘 시트(1220) 및 확산 시트(1230)를 포함할 수 있다.

일 예로, 제1 프리즘 시트(1210)에 배치되는 복수의 제1 프리즘(1211)의 단면 및 제2 프리즘 시트(1220)에 배치되는 복수의 제2 프리즘(1221)의 단면은 사다리꼴로 형성될 수 있다.

일 예로, 제1 프리즘 시트(1210), 제2 프리즘 시트(1220) 및 확산 시트(1230)는 복수의 관통공(1201)을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 관통공(1201)은 적외선을 투과하도록 적외선의 진행방향(H 또는 I)으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 적외선은 제1 프리즘 시트(1210), 제2 프리즘 시트(1220) 및 확산 시트(1230)를 동시에 투과/통과할 수 있다. 여기서, 복수의 관통공(1201)은 기정의된 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 관통공(1201) 중 둘 간의 가장 먼 거리는 10mm로 설정될 수 있다. 또한, 복수의 관통공(1201) 중 둘 간의 가장 먼 거리는 10mm 미만 내지 10mm 이상 등 다양하게 설정될 수 있음은 물론이다.

도 12에 따르면, 광학필름(1200-4)은 복수의 제1 프리즘(1211)의 단면 및 복수의 제2 프리즘(1221)의 단면이 편평하게 형성되고, 복수의 관통공(1201)이 형성되어 적외선 투과율을 크게 향상시킬 수 있다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.

도 13을 참조하면, 광학 지문인식시스템(130)은 적외선 광원(1300-1), 이미지 센서(1300-2), 반사장치(1300-3) 및 광학필름(1300-4)을 포함할 수 있다.

광학필름(1300-4)은 제1 프리즘 시트(1310), 제2 프리즘 시트(1320) 및 확산 시트(1330)를 포함할 수 있다.

일 예로, 제1 프리즘 시트(1310)에 배치되는 복수의 제1 프리즘(1311)의 단면 및 제2 프리즘 시트(1320)에 배치되는 복수의 제2 프리즘(1321)의 단면은 사다리꼴로 형성될 수 있다.

일 예로, 제1 프리즘 시트(1310), 제2 프리즘 시트(1320) 및 확산 시트(1330)는 복수의 관통공(1301)을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 관통공(1301)은 적외선을 투과하도록 적외선의 진행방향(K 또는 L)으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 적외선은 제1 프리즘 시트(1310), 제2 프리즘 시트(1320) 및 확산 시트(1330)를 동시에 투과/통과할 수 있다.

제1 프리즘 시트(1310)에 배치되는 복수의 제1 프리즘(1311)은 기정의된 제1 간격으로 배치될 수 있다. 또한, 제2 프리즘 시트(1320)에 배치되는 복수의 제2 프리즘(1321)은 기정의된 제2 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 간격 및 상기 제2 간격은 J로 기정의될 수 있다.

일 예로, 복수의 제1 프리즘(1311) 중 지문의 위치에 대응되는 영역의 간격은 상기 제1 간격보다 크게 설정되고, 복수의 제2 프리즘(1321) 중 지문의 위치에 대응되는 영역의 간격은 상기 제2 간격보다 크게 설정될 수 있다. 이를 통해, 광학필름(1300-4) 중 지문의 위치에 대응되는 영역에서 적외선의 투과율이 향상될 수 있다.

도 13에 따르면, 광학필름(1300-4)은 복수의 제1 프리즘(1311)의 단면 및 복수의 제2 프리즘(1321)의 단면이 평평하게 형성되고, 복수의 관통공(1301)이 형성되고, 복수의 제1 프리즘(1311) 사이 및 복수의 제2 프리즘(1321) 사이에 기정의된 간격만큼의 공간이 형성되기 때문에, 적외선 투과율이 크게 향상될 수 있다.

한편, 광학필름(1300-4)은 상술한 구조 외에도 복수의 관통공(1301) 없이, 복수의 제1 프리즘(1311) 및 복수의 제2 프리즘(1321) 각각이 기정의된 간격에 따라 배치되는 구조로도 형성될 수 있다.

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.

확산 시트: 14, 230, 730, 930, 1030, 1130, 1230, 1330
프리즘 시트: 15, 16, 210, 220, 710, 720, 910, 920, 1010, 1020, 1110, 1120, 1210, 1220, 1310, 1320
광학필름: 70, 200, 900-4, 1000-4, 1100-4, 1200-4, 1300-4
광학 지문인식시스템: 90, 100, 110, 120, 130

Claims

적외선(infrared)을 투과하는 지문인식용 광학필름에 있어서,
제1 방향으로 정렬된 복수의 제1 프리즘이 일 면에 배치된 제1 프리즘 시트; 및
제2 방향으로 정렬된 복수의 제2 프리즘이 일 면에 배치되고, 상기 제1 프리즘 시트와 접착된 제2 프리즘 시트;를 포함하고,
상기 복수의 제1 프리즘 중 적어도 일부의 단면 및 상기 복수의 제2 프리즘 중 적어도 일부의 단면은 사다리꼴로 형성되고,
상기 복수의 제1 프리즘의 윗변의 길이 및 상기 복수의 제1 프리즘 간의 피치 길이의 비율과, 상기 복수의 제2 프리즘의 윗변의 길이 및 상기 복수의 제2 프리즘 간의 피치 길이의 비율은 10% 내지 40%인, 지문인식용 광학필름.
삭제
제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 프리즘 및 제2 프리즘의 윗변 길이는 상기 복수의 제1 프리즘 및 제2 프리즘의 높이에 따라 설정되는, 지문인식용 광학필름.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 프리즘이 정렬된 상기 제1 방향 및 상기 복수의 제2 프리즘이 정렬된 상기 제2 방향은 서로 직교하는, 지문인식용 광학필름.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 프리즘의 단면 및 상기 복수의 제2 프리즘의 단면 중 적어도 하나는 등변 사다리꼴인, 지문인식용 광학필름.
제1항에 있어서,
상기 제2 프리즘 시트의 타 면에 배치되는 확산시트;를 더 포함하는, 지문인식용 광학필름.
제6항에 있어서,
상기 확산시트는,
상기 제2 프리즘 시트의 상기 타 면에 접착되어 일체로 형성되는, 지문인식용 광학필름.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 프리즘 간의 피치(pitch) 및 상기 복수의 제2 프리즘 간의 피치는 10μm, 15μm 또는 24μm로 설정되는, 지문인식용 광학필름.
제1항에 있어서,
상기 제1 프리즘 시트 및 상기 제2 프리즘 시트는
상기 적외선을 투과하도록 상기 적외선의 진행 방향으로 형성된 복수의 관통공을 배치하는, 지문인식용 광학필름.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 프리즘은 기정의된 제1 간격으로 서로 평행하게 배치되고, 상기 복수의 제2 프리즘은 기정의된 제2 간격으로 서로 평행하게 배치된, 지문인식용 광학필름.
제10항에 있어서,
상기 복수의 제1 프리즘 중 지문의 위치에 대응되는 프리즘 간의 간격은 상기 제1 간격보다 크게 설정되고,
상기 복수의 제2 프리즘 중 상기 지문의 위치에 대응되는 프리즘 간의 간격은 상기 제2 간격보다 크게 설정되는, 지문인식용 광학필름.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 프리즘 중 적어도 일부 및 상기 복수의 제2 프리즘 중 적어도 일부는 지문의 위치에 대응되고,
상기 지문의 위치 외의 영역에 대응되는 상기 복수의 제1 프리즘 중 다른 일부의 단면 및 상기 복수의 제2 프리즘 중 다른 일부의 단면은 삼각형인, 지문인식용 광학필름.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 프리즘 중 지문에 대응되는 프리즘의 윗변의 길이는, 상기 복수의 제1 프리즘 중 지문 외의 영역에 대응되는 프리즘의 윗변의 길이보다 길게 형성되고,
상기 복수의 제2 프리즘 중 지문에 대응되는 프리즘의 윗변의 길이는, 상기 복수의 제2 프리즘 중 지문 외의 영역에 대응되는 프리즘의 윗변의 길이보다 길게 형성되는, 지문인식용 광학필름.