KR20210034914A - 지문인식용 광학필름 - Google Patents

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Abstract

적외선(infrared)을 투과하는 지문인식용 광학필름이 개시된다. 지문인식용 광학필름은 베이스필름 및 상기 베이스필름의 일 면 및 상기 베이스필름의 타 면 중 적어도 하나에 형성된 확산패턴층을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 확산패턴층은 15nm 내지 1000nm 크기의 복수의 무기입자를 포함할 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 지문인식용 광학필름을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 적외선(infrared)을 투과하는 지문인식용 광학필름은 베이스필름 및 상기 베이스필름의 일 면 및 상기 베이스필름의 타 면 중 적어도 하나에 형성된 확산패턴층을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 확산패턴층은 15nm 내지 1000nm 크기의 복수의 무기입자를 포함할 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 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문인식용 광학필름의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무기입자 크기별 적외선 투과율에 대한 실험 결과를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적외선 투과 경로를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무기입자 크기별 적외선 투과율에 대한 막대 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무기입자를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무기입자를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 헤이즈별 확산패턴층의 적외선 투과율에 대한 실험 결과를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 지문인식용 광학필름의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 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.
이하 설명되는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 지문인식용 광학필름은 다양한 형태의 액정표시장치(LCD(liquid crystal display) 장치)의 백라이트 유닛에 적용될 수 있다. 다만, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 지문인식용 광학필름은 단독으로 사용되거나, 액정표시장치 이 외의 다양한 장치에서 백라이트를 제공해주는 수단에 포함되어 사용될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.
일반적으로, 액정표시장치는 종래의 브라운관 방식(CRT)와는 달리 화면 전체에 균일한 빛을 제공하는 백라이트 유닛(10)이 필요하다. 백라이트 유닛(10)은 액정패널에 광을 조사하도록 액정패널의 후방에 구비될 수 있다.
백라이트 유닛(10)은 광원(11), 반사판(12), 도광판(13), 광학필름(14) 및 반사편광시트(15)를 포함한다.
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.
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)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.
도광판(13)은 광원(11) 및 반사판(12)을 통해 입사된 광을 면광원의 형태로 변환한다.
광학필름(14)은 광을 확산한다. 여기서, 광학필름(14)은 지문인식용으로 정의될 수 있다. 일 예로, 광학필름(14)은 입사된 광의 파장에 따라 광을 차등하여 투과할 수 있다. 예를 들면, 광학필름(14)은 가시광선(약 380nm 내지 770nm)의 투과율 및 적외선(약 780nm 이상)의 투과율을 달리할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 광학필름(14)은 가시광선의 투과율보다 적외선의 투과율이 높도록 형성되어, 적외선을 통한 지문인식시스템의 적용이 가능하도록 할 수 있다.
반사편광시트(15)는 광학필름(14) 상부에 구비되며, 하부에서 입사되는 광에 대해 일 편광은 투과시키고 다른 편광은 하부로 반사시켜 광을 재순환시키는 역할을 한다. 일 예로, 반사편광시트(15)는 P 편광을 투과하고, S 편광을 반사할 수 있다.
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 포함할 수 있다.
일 예로, 백라이트 유닛(10)은 프리즘시트를 더 포함할 수 있다. 프리즘시트는 도광판(13)의 상부 또는 광학필름(14)의 상부에 배치되어, 도광판(13) 또는 광학필름(14)에서 전달되는 광을 집광하여 상부로 이동시킨다. 예를 들어, 프리즘시트는 2매 접합구조로 형성될 수 있으며, 단일 또는 복수의 역프리즘을 배치하여 전달되는 광을 내부에서 전반사하여 상부로 굴절시킬 수도 있다.
이하에서는, 도면을 참조하여 광학필름(14)의 다양한 실시 예를 상세히 설명한다. 이하에서, 상술한 광학필름(14)과 중복되는 구성에 대하여는 설명의 편의를 위해 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지문인식용 광학필름의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 지문인식용 광학필름(200)은 베이스필름(210), 확산패턴층(220, 230)을 포함한다. 여기서, 확산패턴층(220, 230)은 제1 확산패턴층(220) 및 제2 확산패턴층(230)으로 구분되어 정의될 수 있다.
베이스필름(210)은 하부에서 전달되는 광이 용이하게 투과될 수 있는 광 투과성 필름이다. 베이스필름(210)은 예를 들어, PET, PC, PP 등의 재질일 수 있다.
또한, 베이스필름(210)은 확산패턴층(220, 230)을 지지할 수 있다. 예를 들면, 베이스필름(210)은 일 면에 제1 확산패턴층(220)을 배치하거나, 타 면에 제2 확산패턴층(230)을 배치하거나, 일 면 및 타면에 제1 확산패턴층(220) 및 제2 확산패턴층(230)을 배치할 수 있다.
확산패턴층(220, 230)은 예를 들어, 상술한 도광판(13)으로부터 입사된 광을 균일하게 산란 또는 확산할 수 있다. 일 예로, 확산패턴층(220, 230)은 복수의 무기입자 또는 광 확산제 비드(beads)가 첨가되어 있는 경화성 수지 용액을 도포하여 광 확산을 유발할 수 있다. 일 예로, 무기입자는 Ti, Zr, Ce, Sn, Si, Cu, Zn Al, Sr, Ba 및 Ca 중 하나 및 O(oxygen)를 포함하는 화합물로 정의될 수 있다. 또는, 무기입자는 단일 원소 및 O 간의 단일 결합이나, 복수의 원소와 O이 결합된 화합물로 정의될 수도 있다. 일 예로, 경화성 수지 용액은 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트 및 라디칼 발생형 모노머 중 적어도 하나 이상을 택하여 단독 또는 혼합된 용액으로 정의될 수 있다.
한편, 확산패턴층(220, 230)의 일 면은 복수의 무기입자가 배치될 수 있다. 구체적으로, 확산패턴층(220, 230)의 표면에는 복수의 무기입자가 분산되어 접착되거나 외부로 돌출되어 배치될 수 있다.
상기 무기입자는 광의 확산을 유발하므로, 광의 투과율을 감소시킨다. 이때, 본 발명에서는 상기 무기입자의 크기를 제어하여 가시광은 산란 또는 확산시키고 적외선은 투과 또는 직진 투과시켜 적외선의 투과율 또는 적외선의 직진 투과율을 향상시킬 수 있다. 이를 통해 LCD 백라이트 구조에서 적외선을 이용한 지문인식이 가능하다. 이하, 도 3을 참조하여 무기입자의 크기별 적외선 투과율에 대한 실험을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무기입자 크기별 적외선 투과율에 대한 실험 결과를 도시한다.
도 3의 실험에서, 지문인식용 광학필름(200)은 가로 50mm, 세로 50mm 크기이고, 지문인식용 광학필름(200)의 확산패턴층(220, 230)은 우레탄아크릴레이트 계열의 수지로 형성되고, 지문인식용 광학필름(200)의 확산패턴층(220, 230)에 포함되는 무기입자는 TiO2이고, 지문인식용 광학필름(200)의 확산패턴층(220, 230)은 후술할 미세 패턴이 형성되지 않고, 지문인식용 광학필름(200)에 조사되는 광원의 종류는 텅스텐-할로겐 램프이고, 상기 텅스텐-할로겐 램프에서 방사되는 광의 파장대는 300nm 내지 950nm이다.
도 3의 실험은, 단색화 장치를 통해 텅스텐-할로겐 램프에서 방사된 광을 각 성분의 파장으로 분산시키고, 좁은 띠로 분산된 광을 선택적으로 지문인식용 광학필름(200)으로 조사한다. 이 경우, 광 검출기는 각 성분의 파장대로 분산된 광이 지문인식용 광학필름(200)을 통하여 검출한다.
무기입자 총 함유비율은 확산패턴층(220, 230)의 총 중량의 10%로 정의한다. 또한, 광학식 지문인식시스템에서 이용하는 적외선의 파장은 일반적으로 950nm 파장대역에 있으므로, 도 3의 실험에서는 950nm 파장대역(300)의 적외선에 대한 투과율 개선 결과에 주목한다. 도 3의 실험에서, 제1 실험(301)은 무기입자의 크기가 1000nm이고, 제2 실험(302)은 무기입자의 크기가 700nm이고, 제3 실험(303)은 무기입자의 크기가 300nm이고, 제4 실험(304)은 무기입자의 크기가 250nm이고, 제5 실험(305)은 무기입자의 크기가 150nm이고, 제6 실험(306)은 무기입자의 크기가 100nm이고, 제7 실험(307)은 무기입자의 크기가 50nm이고, 제8 실험(308)은 무기입자의 크기가 15nm이다.
도 3을 참조하면, 제1 실험(301)의 적외선 직진 투과율은 30%이고, 제2 실험(302)의 적외선 직진 투과율은 34%이고, 제3 실험(303)의 적외선 직진 투과율은 37%이고, 제4 실험(304)의 적외선 직진 투과율은 43%이고, 제5 실험(305)의 적외선 직진 투과율은 46%이고, 제6 실험(306)의 적외선 직진 투과율은 55%이고, 제7 실험(307)의 적외선 직진 투과율은 45%이고, 제8 실험(308)의 적외선 직진 투과율은 30%로 측정된다.
상술한 도 3의 실시 결과에 따르면, 무기입자의 크기에 따라 지문인식용 광학필름(200)에 대한 적외선 직진 투과율이 달라짐을 알 수 있다. 여기서, 적외선 직진 투과율은 광학 지문인식시스템에서 요구되는 일정 기준(이하, 적외선 유효 투과율)을 만족해야 하는데 일반적으로, 적외선 유효 투과율은 30% 이상으로 정의된다.
예를 들어, 도 4를 참조하면, 적외선 광원(41)에서 방사된 적외선은 광학필름(42)을 1차로 투과(A)한 후 지문(44)에 반사되어 광학필름(41)을 2차로 투과(B)한 후 적외선 센서(43)에 수용된다. 여기서, 적외선 유효 투과율은 2회의 투과 과정(A, B)이 고려되어야 한다. 이 경우, 적외선 유효 투과율은 2회의 투과 과정(A, B)을 고려하여 30% 이상으로 결정될 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 적외선 유효 투과율 30%에 기초하여 상술한 도 3의 실험들의 결과를 분석한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무기입자 크기별 적외선 투과율에 대한 막대 그래프이다.
도 5를 참조하면, 확산패턴층(220, 230)에 포함되는 무기입자의 크기가 100nm일 때(제6 실험, 306) 가장 높은 직진투과율이 구현되며, 상기 무기입자의 크기가 100nm 보다 커지거나 작아질수록 직진투과율이 점차 감소한다. 특히, 무기입자의 크기가 15nm인 경우(제8 실험, 308)에서는 직진투과율이 30%로 감소하고, 무기입자의 크기가 1000nm인 경우(제1 실험. 301) 직진투과율이 30%로 감소한다. 따라서, 지문인식용 광학필름(200)에 포함되는 무기입자의 크기가 15nm 미만인 경우 및 1000nm 초과하는 경우에는 적외선의 직진투과율이 상술한 적외선 유효 투과율 30% 이하이기 때문에, 상기 지문인식용 광학필름(200)은 적외선 투과용으로 이용되기 어렵다. 반대로, 상기 무기입자의 크기가 15nm 내지 1000nm인 경우 광학식 지문인식시스템에서 이용되는 950nm 파장대역의 적외선의 투과율은 적외선 유효 투과율 30% 이상이기 때문에 상기 지문인식용 광학필름(200)은 적외선 투과용으로 이용될 수 있다.
결론적으로, 상기 무기입자의 크기가 15nm 내지 1000nm인 경우 적외선이 가장 효과적으로 투과될 수 있다.
상술한 무기입자의 크기는 다양하게 정의될 수 있다. 일 예로, 도 6을 참조하면, 무기입자가 타원형인 경우 무기입자의 크기는 장반경(C) 및 단반경(D)의 평균값으로 정의될 수 있다. 다른 예로, 도 7를 참조하면, 무기입자가 불규칙형인 경우 무기입자의 경우 무기입자의 크기는 가상의 타원형(710)의 장반경(E) 및 단반경(F)의 평균값으로 정의될 수 있다.
이와 같이, 장반경(C, E) 및 단반경(D, F)의 평균을 이용하므로 상기 무기입자의 형태는 다각형 및 불규칙적인 형태로 다양하게 형성될 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 제1 확산패턴층(220) 및 제2 확산패턴층(230)에 포함된 확산패턴(222)의 일 면은 미세 패턴층(222-1)이 배치될 수 있다. 여기서, 확산패턴(222)은 볼록 패턴층으로 형성되어 있으나, 오목 패턴층 및 이를 조합한 패턴층 등 다양하게 구현할 수 있다. 또한, 미세 패턴층(222-1)은 상술한 무기입자의 크기와 동일 또는 유사한 크기로 형성되는 경우 적외선의 직진투과율을 급격하게 향상시킬 수 있다. 일 예로, 미세 패턴층(222-1)은 15nm 내지 1000nm의 크기로 형성될 수 있다. 여기서, 미세 패턴층(222-1)의 크기는 미세 패턴층의 패턴 돌기의 크기로 정의될 수 있으며, 확산패턴(222) 표면에 미세 패턴층의 패턴 돌기가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 무기입자와 미세 패턴층(222-1)을 조합하는 경우 보다 효과적으로 적외선의 직진투과율을 향상시킬 수 있다. 또한, 설계에 따라 미세 패턴층(222-1)은 제1 확산패턴층(220) 및 제2 확산패턴층(230) 중 어느 하나에만 형성될 수도 있다. 이를 통해서 가시광의 확산효율과 적외선의 직진투과율을 상황에 맞게 제어할 수 있다.
일 예로, 미세 패턴층(222-1)은 제1 확산패턴층(220)에서 지문의 위치에 대응되는 영역 및 제2 확산패턴층(230)에서 지문의 위치에 대응되는 영역에만 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 헤이즈(Hz) 별 확산패턴층의 적외선 투과율에 대한 실험 결과를 도시한다.
여기서, 헤이즈 또는 헤이즈 특성이란 광이 투명한 매질을 통과할 때 매질의 고유의 특성에 따라 광이 확산되어 불투명한 현상(예를 들어, 흐림 현상)이 나타나는 것으로 정의될 수 있다.
이러한 헤이즈 값은 확산패턴층(220, 230)의 패턴과 무기입자 및 미세 패턴층(222-1)의 조합을 통해서 구현할 수 있다.
도 8 실험에서, 실험 1(801)은 오목 패턴으로 형성된 확산패턴층(220, 230)의 헤이즈 값이 15%이고 TiO2를 포함하며, 실험 2(802)는 볼록 패턴으로 형성된 확산패턴층(220, 230)의 헤이즈 값이 25%이고 TiO2를 포함하며, 실험 3(803)은 민무늬 패턴으로 형성된 확산패턴층(220, 230)의 헤이즈 값이 60%이고 TiO2를 포함하며, 실험 4(804)는 오목 패턴으로 형성된 확산패턴층(220, 230)의 헤이즈 값이 90%이고 TiO2를 포함하며, 실험 5(805)는 볼록 패턴으로 형성된 확산패턴층(220, 230)의 헤이즈 값이 90%이고 TiO2를 포함하지 않으며, 실험 6(806)은 볼록 패턴으로 형성된 확산패턴층(220, 230)의 헤이즈 값이 90%이고 TiO2를 포함한다.
상술한 도 8의 실험에 따르면, 확산패턴층(220, 230)의 헤이즈 값이 15% 내지 60%인 경우의 적외선 투과율은, 헤이즈 값이 15% 내지 60%인 경우 외의 적외선 투과율보다 비교적으로 급등함을 알 수 있다. 특히, 확산패턴층(220, 230)이 오목 패턴, 볼록 패턴, 민무늬 패턴 등과 관련 없이 헤이즈 값에 따라 적외선 투과율이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 헤이즈 값이 15% 내지 60%인 경우 외에는 확산패턴층(220, 230)의 패턴 형상 및 무기입자의 유무와 상관없이 적외선 투과율이 현저하게 감소하는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 확산패턴층(220, 230)의 헤이즈 값이 15% 내지 60%로 제어하는 경우 적외선이 가장 효과적으로 투과될 수 있으며, 헤이즈 값이 15% 내지 60% 이외에서는 무기입자의 유무 및 확산패턴층(220, 230)의 패턴 형상과 상관 없이 적외선 투과율이 현저하게 낮아 지문인식용으로 적용하기 어렵다.
이와 같은 실험을 통해, 지문인식용 광학필름(200)은 확산패턴층(220, 230)이 무기입자를 포함하면서 15% 내지 60% 헤이즈 값을 갖도록 형성되는 경우 적외선의 직진투과율이 급격하게 향상되는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 확산패턴층(220, 230)은 도 2에서 설명한 바와 같이 확산패턴(222)만 형성되어 있거나, 확산패턴(222)에 추가로 미세 패턴층(222-1)이 형성되는 구조 등 다양하게 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 지문인식용 광학필름의 단면도이다.
이하, 상술한 지문인식용 광학필름(200)과 중복되는 내용에 대한 상세한 설명은 설명의 편의를 위해 생략한다.
도 9를 참조하면, 지문인식용 광학필름(900)은 베이스필름(910), 확산패턴층(920, 930)을 포함한다. 여기서, 확산패턴층(920, 930)은 제1 확산패턴층(920) 및 제2 확산패턴층(930)으로 구분되어 정의될 수 있다.
여기서, 확산패턴층(920, 930)은 민무늬 패턴층으로 정의될 수 있다. 확산패턴층(920, 930)은 복수의 무기입자(921)를 포함할 수 있다. 또한, 확산패턴층(920, 930)의 일 면은 미세 패턴층(922)이 형성될 수 있다. 여기서, 미세 패턴층(922)은 복수의 무기입자(921)의 크기와 동일 또는 유사한 크기로 형성되는 경우 적외선의 직진투과율을 급격하게 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.
도 10을 참조하면, 광학 지문인식시스템(1000)은 적외선 광원(1010), 이미지 센서(1020), 반사장치(1030) 및 광학필름(1040)을 포함할 수 있다.
적외선 광원(1010)은 적외선 LED 광을 방사할 수 있다(광경로는 G 및 H). 일 예로, 적외선 광원(1010)은 파장이 950nm인 적외선을 조사할 수 있다. 적외선은 상대적으로 긴 파장이므로 광의 손실이 적고, 난반사가 적기 때문에 이미지 센서(1020)로부터 선명한 이미지가 획득될 수 있다.
이미지 센서(1020)는 지문 이미지를 센싱한다. 이미지 센서(1020)는 지문에 반사된 적외선을 전기적 신호로 변환하여 저장한다. 일 예로, 이미지 센서(1020)는 CCD(charge coupled device) 또는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor)일 수 있다.
반사장치(1030)는 적외선을 굴절시킬 수 있다. 일 예로, 반사장치(1030)는 적외선 광원(1010)에서 방사된 적외선을 굴절시키거나, 지문에 반사된 적외선을 굴절시킬 수 있다. 일 예로, 반사장치(1030)는 적어도 하나의 프리즘, 빔 스플리터(Beam splitter) 등 광의 방향을 굴절시키는 다양한 어플리케이션을 포함할 수 있다.
여기서, 반사장치(1030)는 도 1에서 설명한 반사판(12) 하부에 형성될 수 있다. 또한, 가시광을 투과하는 재질로 형성되어 반사판(12) 상부에 형성될 수도 있다.
광학필름(1040)은 상술한 지문인식용 광학필름(200, 900)으로 정의될 수 있다.
상술한 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 지문인식용 광학필름(200, 900, 1040)은 적외선을 원활히 투과할 수 있다. 또한, 지문인식용 광학필름(200, 900, 1040)은 스마트폰과 같은 소형 전자기기의 스크린상에서 지문 인식이 가능하도록 함으로써, 스마트폰의 디스플레이 구조를 단순화하고 사용자 편의성을 향상시킬 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.
광학필름: 14, 200, 900, 1040
베이스필름: 210, 910
확산패턴층: 220, 230, 920, 930

Claims (11)

  1. 적외선(infrared)을 투과하는 지문인식용 광학필름에 있어서,
    베이스필름; 및
    상기 베이스필름의 일 면 및 상기 베이스필름의 타 면 중 적어도 하나에 형성된 확산패턴층;을 포함하고,
    상기 확산패턴층은.
    15nm 내지 1000nm 크기의 복수의 무기입자를 포함하는, 지문인식용 광학필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 무기입자의 크기는,
    상기 복수의 무기입자의 장반경 및 상기 복수의 무기입자의 단반경의 평균값인, 지문인식용 광학필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무기입자는,
    Ti, Zr, Ce, Sn, Si, Cu, Zn Al, Sr, Ba 및 Ca 중 하나 및 O(oxygen)를 포함하는 화합물인, 지문인식용 광학필름.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 무기입자는, TiO2인, 지문인식용 광학필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 확산패턴층의 일 면은,
    15nm 내지 1000nm의 미세 패턴층이 형성되는, 지문인식용 광학필름.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 확산패턴층은,
    상기 베이스필름의 상기 일 면에 형성되는 제1 확산패턴층 및
    상기 베이스필름 상기 타 면에 형성되는 제2 확산패턴층;을 포함하며,
    상기 미세 패턴층은,
    상기 제1 확산패턴층 및 상기 제2 확산패턴층 중 적어도 하나에 형성되는, 지문인식용 광학필름.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 미세 패턴층은,
    상기 확산패턴층에서 지문의 위치에 대응되는 영역에만 형성되는, 지문인식용 광학필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 확산패턴층은,
    오목 패턴층, 볼록 패턴층 및 민무늬 패턴층 중 적어도 하나로 형성되는, 지문인식용 광학필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 확산패턴층은,
    상기 베이스필름의 상기 일 면에 형성되는 제1 확산패턴층 및;
    상기 베이스필름 상기 타 면에 형성되는 제2 확산패턴층;을 포함하며,
    상기 제1 확산패턴층의 헤이즈(Hz) 값 및 상기 제2 확산패턴층의 헤이즈 값은 15% 내지 60%인, 지문인식용 광학필름.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 확산패턴층의 헤이즈 값 및 상기 제2 확산패턴층의 헤이즈 값은 서로 상이한, 지문인식용 광학필름
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 무기입자는,
    상기 확산패턴층의 상기 일 면의 표면에 배치되어 외부로 돌출되는, 지문인식용 광학필름.
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