KR20230074706A - 생체 인증 시스템 - Google Patents
생체 인증 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230074706A KR20230074706A KR1020237005755A KR20237005755A KR20230074706A KR 20230074706 A KR20230074706 A KR 20230074706A KR 1020237005755 A KR1020237005755 A KR 1020237005755A KR 20237005755 A KR20237005755 A KR 20237005755A KR 20230074706 A KR20230074706 A KR 20230074706A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- biometric authentication
- authentication system
- zno
- layers
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 45
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 37
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 37
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 238000013461 design Methods 0.000 description 24
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 8
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 Ta 2 O 5 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910007667 ZnOx Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 241000353345 Odontesthes regia Species 0.000 description 1
- 229910003087 TiOx Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DUCFBDUJLLKKPR-UHFFFAOYSA-N [O--].[Zn++].[Ag+] Chemical compound [O--].[Zn++].[Ag+] DUCFBDUJLLKKPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- HLLICFJUWSZHRJ-UHFFFAOYSA-N tioxidazole Chemical compound CCCOC1=CC=C2N=C(NC(=O)OC)SC2=C1 HLLICFJUWSZHRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/13—Sensors therefor
- G06V40/1318—Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/30—Collimators
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/22—Absorbing filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/26—Reflecting filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/281—Interference filters designed for the infrared light
- G02B5/282—Interference filters designed for the infrared light reflecting for infrared and transparent for visible light, e.g. heat reflectors, laser protection
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
- G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
- G06F21/31—User authentication
- G06F21/32—User authentication using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voiceprints
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
- G06F3/0421—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/13—Sensors therefor
- G06V40/1329—Protecting the fingerprint sensor against damage caused by the finger
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/1365—Matching; Classification
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/10—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances metallic oxides
Abstract
- 전면에 인증 영역을 갖는 반투명 보호판 및 기본적으로 전면에 평행한 플레이트의 제 2면을 형성하는 뒷면;
- 인증 영역에 대하여 눌리거나 접촉하는 물체를 비추는 발광원;
- 뒷면에 또는 뒷면으로부터 일정 거리를 두고 배치되는 센서;
- 인증 영역에서 센서까지의 광 경로;
- 광학 경로 내의 광학 필터;를 포함하는, 생체 인증 시스템으로서,
상기 광학 필터는 층상 근적외선(NIR) 필터이며,
- 기판 측의 내부 ZnOx 및/또는 내부 TiOx 층 중 하나 이상;
- 이어지는 다수의 은 층으로서, 각각의 은 층은 추가 ZnOx층 및/또는 추가 TiOx층으로 이루어진 하나 이상의 추가 금속 산화물층에 의해 각각의 이웃하는 은 층으로부터 분리되는, 다수의 은 층;
- 최외곽 은 층 상에 증착된 외부 ZnOx층, 외부 TiOx층 및/또는 차단층 중 하나 이상을 포함하는, 생체 인증 시스템에 관한 것이다.
- 인증 영역에 대하여 눌리거나 접촉하는 물체를 비추는 발광원;
- 뒷면에 또는 뒷면으로부터 일정 거리를 두고 배치되는 센서;
- 인증 영역에서 센서까지의 광 경로;
- 광학 경로 내의 광학 필터;를 포함하는, 생체 인증 시스템으로서,
상기 광학 필터는 층상 근적외선(NIR) 필터이며,
- 기판 측의 내부 ZnOx 및/또는 내부 TiOx 층 중 하나 이상;
- 이어지는 다수의 은 층으로서, 각각의 은 층은 추가 ZnOx층 및/또는 추가 TiOx층으로 이루어진 하나 이상의 추가 금속 산화물층에 의해 각각의 이웃하는 은 층으로부터 분리되는, 다수의 은 층;
- 최외곽 은 층 상에 증착된 외부 ZnOx층, 외부 TiOx층 및/또는 차단층 중 하나 이상을 포함하는, 생체 인증 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 청구항 1항에 따른 생체 인증 시스템, 청구항 19항에 따른 터치 스크린 및 청구항 20항에 따른 전자 장치에 관한 것이다.
오늘날 얼굴 인식 또는 지문 인식 시스템과 같은 생체 인증 시스템은 휴대폰, 터치 패드, 컴퓨터 또는 기타 입력/출력 장치와 같은 광범위한 전자 장치에 통합된다. 인증 영역의 표면에 눌리거나 접촉하는 3차원 물체의 대략적인 2차원 표면을 분석하는 정전 용량 시스템은 오래전부터 지문 센서에 사용되었다. 이러한 시스템은, 전면의 디스플레이 영역을 줄이지 않고는, 접촉 압력이 너무 낮고 터치스크린 표면에 직접 통합될 수 없을 때 실패하는 경향이 있다. 휴대용 장치의 전체 전면 디스플레이에 통합된 광학 지문 인식 시스템은 최근에야 시장에 도입되었다. 감지 신뢰성과 더불어 달성할 수 있는 특정 개선에도 불구하고 여전히 접촉 압력과 관련된 문제가 있는데, 생명이 있는 것과 없는 것을 구별하는 것에 의한 위조 방지와 같은 새로운 검출 문제에 관해서는 더욱 그렇고, 최근에는 가시 광선 스펙트럼 내에서 두 가지 다른 파장(예를 들어, 파란색, 녹색, 노란색 또는 주황색)의 분석을 통해 실현 가능하다는 것이 입증되었다. 그러나 이러한 모든 문제에 대해 특정 파장 또는 특정 파장 범위의 반사 신호를 분석할 때 외부 또는 디스플레이 조명 자체에서 오는 방해가 되는 배경 NIR 조명(NIR-illumination)을 제거하는 것이 중요하다. 오늘날 사용되는 NIR 범위용 유전체 필터는 수 마이크로미터의 두께에 이르는 복잡하고 두꺼운 다층 설계를 갖는 경향이 있어 비용이 많이 들 뿐만 아니라 층 장력으로 인해 접착 문제가 발생할 수도 있다. 또한, 이러한 필터들은 빛의 입사각으로부터 필터 특성의 강한 의존성을 갖는 경향이 있어 분석 영역을 본질적으로 제한하거나 센서에 도달하기 전에 광학 경로를 정렬하기 위해 추가 노력이 필요하다. 일반적인 정의에 의한 NIR은 IR-A 및 IR-B의 스펙트럼 범위를 포함하여 780nm에서 3μm의 파장 범위를 포함한다. 그러나 생체 인식 인증 시스템, 특히 지문 시스템에 사용되는 필터는 640nm 내지 780nm 범위 또는 최소한 원적외선 범위의 가시 적색광을 차단할 수 있거나 차단해야 하여 파란색, 녹색, 노란색 또는 주황색 범위에서 신호 처리를 최적화한다.
따라서 전술한 바와 같이 대략적인 2차원 표면을 분석하기 위해 광학 생체 인증 시스템의 성능을 개선하는 것이 본 발명의 과제이다.
발명의 요약
검출 신뢰성, 분석된 파장 영역의 정확도 및/또는 소유 비용에서의 개선이 실현되어야 한다. 본 발명에 따른 생체 인증 시스템은 적어도 다음을 포함한다:
- 전면에 인증 영역을 갖는 유리 또는 사파이어로 된 반투명 보호판; 기본적으로 전면에 평행한 플레이트의 제2면을 형성하는 뒷면;
- 상기 인증 영역에 대하여(against) 눌리거나 접촉하는 물체를 비추는 발광원;
- 뒷면(reverse side)에 배치되거나 플레이트 뒤의 뒷면으로부터 거리를 두고 배치된 센서로서, 센서에서 전면(front face)까지의 거리가 플레이트 뒷면에서 전면까지의 거리보다 긴, 센서;
- 인증 영역과 접촉하는 물체에 의해 반사된 발광원으로부터의 빛을 센서로 안내하는, 인증 영역으로부터 센서로의 광 경로로서, 물체는 손가락일 수 있고 인증 영역은 지문 영역일 수 있는, 광 경로;
- 광학 경로 내의 광학 필터.
광학 필터는 다음으로 구성된 층상 근적외선(NIR) 필터이다.
- 또한 시드층(1')을 포함할 수 있는 기판(S)측의 내부 ZnOx 및/또는 내부 TiOx층(1) 중 하나 이상으로서, 이는 기판(S)의 표면에 직접 증착된 최내층(the innermost layer)이고; 내부 ZnOx 및 내부 TiOx 층은 내부 금속 산화물 층(들)이라고도 지칭되며;
- 이어서 뒤따르는 다수의 은 층(silver layers)(2,4)으로서, 각각의 은 층(2)은 추가 ZnOx층(3) 및/또는 추가 TiOx층(3) 중 하나 이상에 의해 각각의 이웃하는 은 층(4)으로부터 분리되고; 추가 ZnOx 및 추가 TiOx 층은 추가 금속 산화물 층(들)이라고도 하며;
- 최외곽 은 층(4) 상에 직접 또는 교대로 증착된 외부 ZnOx 층(5), 외부 TiOx 층(5) 및/또는 산소 차단층(blocking layer)(6) 중 하나 이상; 외부 ZnOx 및 외부 TiOx 층은 외부 금속 산화물 층(들)이라고도 한다.
최소 층 스택은 최외측 차단층으로 끝날 수 있으며, 이 경우 차단층은 기판 표면으로부터 가장 먼 층을 구성한다. 대안으로, 층 스택은 차단층의 외부 표면 상에 제공된 유전체 층 스택을 가질 수 있다. 차단층은 TiOx, ZnOx, SnOx, CryOx 및/또는 NiCrOx 중 하나 이상으로 구성될 수 있다. 일반적으로, 상술한 바와 같은 층 필터를 사용하면 약 400nm 내지 약 1650nm의 대역 범위에서 상이한 폭의 대역폭 필터가 생성될 수 있다. 그러나 지문 인식 시스템과 같은 생체 인증의 경우 약 400nm에서 650nm의 투명 대역폭이 가장 편리하다. 어떤 경우에는 더 작은 대역폭, 예를 들어, 400nm에서 600nm가 바람직할 수도 있다. 특정 필터 매개변수를 최적화하기 위한 추가 실시예는 다음에서 설명된다. 이웃하는 하나 이상의 은 층 사이에 금속 산화물층의 각각의 금속에 해당하는 금속으로 이루어진 금속 인터페이스 층이 제공될 수 있으며, 이는 감지할 수 있는 은 표면의 산화를 방지하기 위해 이전 및/또는 다음 은 층이 될 수 있다. 금속 인터페이스 층은 인접한 은 층 및 각각의 금속 산화물 층과 직접 접촉한다. 전술한 바와 같은 금속산화물 층은 또한 적어도 금속산화물 층의 은 면(들)에서 아화학양론적(substoichiometric) 영역 또는 하위층을 포함할 수 있는 반면, 다른 영역 또는 하위층은 화학양론적(stoichiometric)이거나 거의 화학양론적일 수 있다. 즉, 은 층 또는 인터페이스 층과 직접 접촉하는 금속 산화물 층 측면(들)이 화학량론적 값의 약 5% 내지 50%, 예를 들어, TiO1.0-1.9, ZnO0.5-0.95, SnO1.0-1.9 이다. 대안으로, 층은 예를 들어, 은 접촉면의 금속 인터페이스 층으로부터 아화학양론적, 거의 화학양론적, 또는 심지어 화학량론적 조성까지 구배형이거나 점진적일 수 있는데, 예를 들어, 내부 ZnOx 또는 내부 TiOx 층의 기판 측, 추가 ZnOx 및/또는 TiOx 층의 중간 측, 또는 외부 ZnOx 및/또는 외부 TiOx 층의 외부 측이다.
차단층이 외부 ZnOx 또는 외부 TiOx 층을 대체해야 할 때 상술한 차단층의 다른 요소에 대해서도 마찬가지이다. 하나 이상의 ZnOx 층은 90 내지 99%, 예를 들어, 약 5% Al의 Al/Zn 원자비 rZn/Al을 가질 수 있는 알루미늄 도핑된 ZnOx:Al(AZO) 층일 수 있다. 대안으로, 하나 이상의 ZnOx 층은 90 내지 99%, 예를 들어, 약 5% Ga의 Ga/Zn 비율 rZn/Ga를 가질 수 있는 갈륨 도핑된 ZnOx:Ga(GaZO) 층일 수 있다.
본 발명의 추가 실시예에서, NIR-필터는 외부 ZnOx 층, 외부 TiOx 층 또는 차단층 중 하나 상에 증착되는 교대하는 고굴절층 및 저굴절층으로 구성된 AR-스택을 포함할 수 있는데, 이로써 필터의 반사 방지(AR) 특성들이 최적화되고 날카로운 필터 에지가 실현될 수 있다. 각각의 AR 특성들을 산출하기 위해 AR 스택은 적어도 4개의 층로 구성되어야 하지만 본질적으로 그 이상, 예를 들어, 16 내지 32개의 층들을 가질 수 있다. 추가 실시예에서, Zn, Ti, Cr과 같은 금속 또는 Si와 같은 반도체로 구성될 수 있는 금속성 또는 반전도성 시드층이 기판 표면에 제공될 수 있다.
자외선(UV) 광 감쇠 또는 차단 특성을 가질 수 있는 추가 AR 스택이 기판과 금속 또는 반금속 시드층과 내부 금속 산화물(ZnOx 또는 TiOx)층 사이에 고굴절층과 저굴절층이 교대로 적층된 스택으로 배열될 수 있다. 추가 AR-스택은 고굴절률 물질과 저굴절률 물질의 적어도 2개의 교대하는 층을 포함할 수 있다. 일반적으로 2개 내지 4개의 층이면 충분하다.
추가 실시예에서, SiO2층, 또는 교대하는 SiO2층과 Ta2O5층의 스택은 2개의 ZnOx층, 또는 내부 TiO2층과 외부 ZnOx층 사이에 끼워질 수 있는데, 여기서 ZnOx층 또는 내부 TiO2층 및 외부 ZnOx층은 측면이 샌드위치된 층(들)에서 멀어지는 방향으로 은 층에 인접한다. 각각의 ZnOx층은 AZO 또는 GaZO층을 포함하거나 구성될 수 있다. 또는 샌드위치형 스택은 SiO2와 같은 낮은 굴절률 재료와 TiO2, Nb2O5, HfO2, ZrO2 또는 Si3N4와 같은 높은 굴절률 재료의 조합으로 구성될 수 있다.
아화학양론적(substoichiometric) 산화물 및/또는 티타늄, Zn 또는 알루미늄이 도핑된 아연(Zn:Al) 층만이 층 순서 Ag/금속(Zn, Zn:Al \ 또는 Ti) / 아화학량론적 산화물(Zn, Zn:Al 또는 Ti)/ 거의 또는 심지어 화학량론적 산화물(Zn, Zn:Al 또는 Ti)와 유사하게 각 샌드위치 산화물 층과 은 층 사이에 층이 제공될 수 있거나, 상술한 것과 같이 그라데이션(graduated)과 유사하거나 그라데이션이 될 수 있다.
일 실시예에서 발광원은 예를 들어, 커버 플레이트의 전면으로부터 수직 방향으로 인증 영역 아래에 배열된 평면 광원일 수 있다. 배열은 예를 들어, 분리된 커버 플레이트를 갖는 보호 플레이트 내에서, 보호 플레이트의 배면에 또는 커버 플레이트의 배면에서 이격되어 마주보는 위치에 있을 수 있다. 평면 광원은 OLED 어레이 또는 OLED 어레이의 일부, 예를 들어, 생체 인식 인증 시스템의 광학 경로 내에 또는 그 근처에 위치한 각각의 디바이스의 OLED 어레이일 수 있다.
추가 실시예에서, 발광원은 커버 플레이트의 뒷면 상의 또는 이로부터 거리를 두고 인증 영역 아래에 배열된 별도의 광원일 수 있다. 이것은 인증 영역으로부터 수직 방향일 수도 있고 인증 영역에 대해 비스듬히 기울어질 수도 있다.
시스템의 광학 경로는 반사광을 센서에 집중시키는 렌즈 또는 거울을 포함할 수 있다. 대안으로, 광학 경로는 콜리메이터를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 전술한 바와 같은 시스템 및 터치 스크린을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다. 장치는 휴대폰, 터치 패드, 컴퓨터 또는 지리적 위치 확인 시스템(GPS), 측지 또는 기타 측정 시스템 등과 같은 기타 입력/출력 장치일 수 있다.
본 발명의 실시예 중 단지 하나와 관련하여 도시되거나 논의되고 다른 실시예들과 추가로 논의되지 않는 모든 특징들은, 이러한 조합이 당업자에게 명백히 부적합한 것으로 즉시 인식될 수 없는 한, 본 발명의 다른 실시예들의 성능을 개선하도록 잘 적응된 특징인 것으로 볼 수 있다. 따라서, 언급된 예외를 제외하고 특정 실시예들의 특징들의 모든 조합은 이러한 특징들이 명시적으로 언급되지 않은 다른 실시예들과 조합될 수 있다.
본 발명은 이제 도면에 의해 더 설명될 것이다. 도면은 본 발명의 원리를 보다 쉽게 알 수 있도록 특정 구성요소의 적절한 비율 또는 축척된 치수를 나타내지 않고 단지 본 발명의 하나 또는 일반적으로 여러 실시예들의 기능을 설명하기 위해 도시된다. 도면들은 다음을 도시한다.
도 1은 지문 인식 시스템, FID I이다;
도 2는 지문 인식 시스템, FID II이다;
도 3은 시스템 II의 세부 사항을 도시한 도면이다;
도 4 내지 7은 본 발명에 의한 독창적인 DID 시스템용 필터의 원리를 도시한 도면이다;
도 8 내지 10은 FID 시스템용 최신 필터를 도시한 도면이다;
도 11 내지 15는 본 발명의 FID 시스템과 함께 사용되는 필터의 광학 특성들을 도시한 도면이다.
도 1은 지문 인식 시스템, FID I이다;
도 2는 지문 인식 시스템, FID II이다;
도 3은 시스템 II의 세부 사항을 도시한 도면이다;
도 4 내지 7은 본 발명에 의한 독창적인 DID 시스템용 필터의 원리를 도시한 도면이다;
도 8 내지 10은 FID 시스템용 최신 필터를 도시한 도면이다;
도 11 내지 15는 본 발명의 FID 시스템과 함께 사용되는 필터의 광학 특성들을 도시한 도면이다.
도 1은 지문 인식 시스템(20)의 제1 실시예의 변형을 도시하며, 사용자 손가락(36)에 의해 터치되는 지문 영역(37)을 갖는 전면 플레이트(22)를 갖는 분할 커버 플레이트(21) 및 전면 플레이트(22)의 후면에 LED 어레이(24)를 고정하고 예를 들어, 추가 광원(29), NIR 필터(31) 또는 후면 플레이트(23)의 뒷면에 부착된 저굴절률(RI)을 갖는 투명 스페이서(25)와 같은 추가 구성요소를 갖고, 커버 플레이트(21)의 뒷면을 형성하기도 하는, 후면 플레이트(23)를 포함한다. 커버 플레이트(21)의 지문 영역(37)과 접촉하는 손가락(36)은 LED-어레이(24)의 적어도 일부 LED, 별도의 광원(29) 또는 둘 모두에 의해 조명된다. 지문에 의해 반사된 빛의 광학 경로는 경계(35)에 의해 한정되며, 반사된 빛은 지문 영역(37)에서 벗어나는 화살표로 표시된다. 커버 플레이트(21)와 스페이서(25)를 지나면 광학 경로의 빛은 마이크로 렌즈일 수 있는 선택적인 렌즈(26)에 의해 예를 들어, 포토 칩일 수 있는 센서(28)에 초점이 맞춰진다. 센서(28)는 광학 지문 인식 시스템을 포함하는 전자 장치의 CPU일 수 있는 컨트롤러 유닛(28)과 연결되며, 예를 들어, 터치 스크린 내에서 또는 장치의 회로에 연결된 별도의 컨트롤러를 가질 수 있다(미도시). 광학 경로 내에서 반사광뿐만 아니라 외부 또는 LED 어레이로부터의 잠재적인 간섭광은 필터 스택(30)에 의해 필터링될 수 있는데, 이는 지문 영역(37)과 센서(28) 사이의 광학 경로의 경계(35) 내에 광학 인터페이스를 형성할 수 있는 다양한 표면에 증착될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 도 1에 추가로 도시된 별도의 유리 상에 이러한 NIR-필터 스택을 포함하는 별도의 필터(31)가 사용될 수 있다.
도 2, 도 3 및 특히 도 1에서 필터 스택(30) 또는 별도의 필터(31)를 광학 경로에 배치할 수 있는 다수의 가능한 위치들이 시스템의 다양한 다양성을 보여주기 위해 도시된다. 하나의 필터 스택(30) 또는 임의의 위치에 있는 하나의 분리된 필터(31)는 NIR 또는 지문의 미세 구조를 분해하는 데 가장 적합한 녹색-청색-황색 스펙트럼을 방해할 수 있는 다른 파장을 필터링하기에 충분하다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이 점쇄선으로 표시된 필터 스택(30)은 LED-어레이의 후면, 전면 또는 후면 플레이트(23)의 후면, 광학 경로 내의 투명 스페이서(25)의 임의의 측면, 렌즈(26)의 측면 또는 센서 어레이(28)의 전면에 제공될 수 있다. 대안으로, 커버 플레이트(21)와 스페이서(25) 사이에 그리고 스페이서와 렌즈 사이 또는 렌즈(26)와 센서(28) 사이에 두 개의 이중 화살표로 표시된 바와 같이 별도의 필터(31)가 사용될 수 있다. 필터는 표면 중 하나에 각각의 필터 스택이 제공된 일반적인 유리판일 수 있다. 렌즈/센서 시스템 대신에 미러/센서 시스템(미도시)을 사용하는 경우, 필터 스택도 미러 표면에 제공될 수 있다.
도 2는 NIR-필터 스택(30)에 대한 2개의 대체 위치를 나타내는 뒷면에 통합된 일체형 커버 플레이트(21) 및 LED 어레이(24)를 갖는 추가 실시예의 변형을 도시한다. 한 위치는 다시 커버 플레이트(21)의 뒷면에 있고, 이 경우에는 LED 어레이 블록의 표면에 있고, 다른 위치는 다시 센서 어레이(28)의 전면에 있다. 콜리메이터(collimator)(27), 핀홀 어레이(pinhole array) 또는 대안으로 광 도파관(optical waveguide)을 사용하여 커버 플레이트(21)로부터 센서(28)로 광을 안내할 수 있다. 또한 동일한 참조 번호로 도시된 바와 같이, 도 1 및 도 2로부터의 분할 및 일체형 커버 플레이트(21)는 예를 들어, 동일한 광학 특성을 갖도록 설계될 때 두 개의 대안 시스템 사이에서 교환될 수 있다.
일반적으로 별도의 필터를 사용하는 대신 시스템 구성 요소에 직접 증착된 필터 스택(30)을 적용하는 것이 편리할 것이다. 그러나 이러한 광학 필터(31)는 예를 들어, 디스플레이의 커버 플레이트에 비해 더 작은 치수와 센서와 같은 잠재적인 민감한 전자 부품의 부족으로 인해 생산하기에 더 효율적이고 비용 효율적일 수 있는데, 특히 비싸고 부피가 제한된 다중 챔버 PVD 장비에 다양한 재료의 매우 정교한 층 스택을 증착하는 경우에 그러하다.
도 2의 콜리메이터(27) 섹션의 확대도인 도 3에서, 표면 중 하나 이상에서 NIR-스택(30)을 포함하는 필터(31)의 사용이 콜리메이터의 2개의 상이한 위치에서 도시된다. 좌측에서 NIR-필터(31)는 입사광의 측면에 장착되고 회색 배경으로 표시된 콜리메이터의 구조를 덮는 영역에서 NIR-필터 스택에 증착된 흑색 코팅(33)을 포함한다. 이로써 지문 영역(37)의 상이한 영역으로부터 오는 반사광의 광학적 해상도가 개선될 수 있다.
도 3의 오른쪽에서 필터(31)는 광이 콜리메이터(27)에서 센서(28) 쪽으로 나가는 반대편에 장착된다. 이 실시예에서 콜리메이터는 좌측에 도시된 구조보다 더 나은 광 분리를 제공하는 흑색 코팅(33)으로 전면 및 관통 구멍(34) 내에서 코팅되는데, 그러나 양산시 추가 비용 문제로 두 가지 다른 구성 요소의 코팅이 필요하다. 도 1 내지 3과 같이 반사광의 초점을 맞추거나 정렬해야 하는 시스템의 복잡성을 참고하면, 본 발명과 함께 사용되는 은 아연 산화물(산화티타늄) 필터의 더 나은 광학 특성으로 인하여, 제1 실시예에 따른 시스템의 스페이서(25) 또는 렌즈(26) 또는 제2 실시예의 콜리메이터(27)와 같은 특정 요소의 광학적 사양은 감소될 수 있거나 이러한 요소들은 심지어 생략될 수 있다. 따라서, 도 1에서, 렌즈(30) 및/또는 스페이서(25)는 이러한 층-필터가 LED-어레이의 후면, 후면 플레이트(23)의 전면 또는 뒷면, 센서 어레이(28)의 전면에 적용될 때 생략될 수 있거나, 대안으로, 커버 플레이트(21)와 센서(28) 사이에 별도의 필터(31)가 사용된다. 도 2에서 콜리메이터(27)는 커버 플레이트(21)의 후면 또는 센서(28)의 전면에 층 필터가 사용될 때 생략될 수 있거나, 상술한 바와 같이 이 사이에 별도의 필터(31)가 사용될 수 있다. 이 특성은 더 높은 투과율과 더 가파르고 더 한정된 필터 에지로 구성되지 않을 뿐 아니라(도 11 내지 12,14,15 참조), 또한 입사광의 다른 각도에 대하여 NIR 필터 에지의 이동이 본질적으로 감소한다(종래 기술에 의한 도 8과 비교한 도 12 및 13 참조).
광학 및 포토닉스(photonics) 산업에서 필터에 바람직하게 사용되는 순수 유전체 스택에 대한 광범위한 실험은 근본적인 개선을 가져오지 못했다. 도 8에 도시된 바와 같이 이러한 유전체 필터는 0°의 입사각으로 분석할 때 대역폭 갭 내에서 우수한 투명도와 양쪽에서 각각 유사한 우수한 정확도(acutance)를 나타낸다. 여기서 0°각도는 기판 평면에 수직인 표준 측정 각도를 말하며 편차는 일반적인 기술 언어에 따라 소위 표면 법선에 대해 제공된다. 그러나 60°각도(파선)를 사용할 때 유전체 필터가 있는 사진은 매우 다르다. 투명도는 대역폭 갭 내에서 심한 변동을 보여주고, 에지는 예리함의 손실을 나타내며, 최악의 경우 결정적인 상단 필터 에지는 609 내지 532nm에서 77nm의 이동을 나타내는데, 이는 약 13%의 상대적인 이동이며 다른 입사각의 빛으로 작동해야 하는 생체 인식 응용 프로그램의 범위를 벗어난다. 이러한 최근 유전체 필터 스택의 층 설계는 표 1에 기재되어 있다. 이것은 총 층 두께가 약 1.5μm인 TiO2/SiO2 λ/n 층들이 번갈아 가며 연속적으로 구성된다.
많은 재료 조합이 혼합 유전체 및 은 스택들로도 테스트되었으며 광학 성능을 참조하여 분석되었다. 그러나 도 9와 도 10에 표시된 SiO2/Ag 및 Si3N4/Ag 층의 흡수 곡선은 그리 유망해 보이지 않는다. 각각의 코팅의 층 순서는 표 2 및 표 3에서 알 수 있다. 그러나 놀랍게도 ZnOx, AZO, GaZO 및/또는 TiOx의 금속 산화물 층과 은 층의 조합을 사용하여 가시광선 대역에서 높은 투과율과 NIR 필터에 대한 우수한 차단 특성들을 갖는 맞춤형 NIR 필터 스택이 생성될 수 있다. 동시에 UV 차단 특성은 약 400nm 이하 파장의 유해한 방사선을 차단하기에 충분하다. 약 1 마이크로미터 이하의 얇은 두께로 인해 이러한 코팅은 마이크로 전자 부품과 함께 완벽하게 사용될 수 있다. 추가 AR 및 UV 차단 특성들 또는 대역폭 갭의 더 높은 투명도와 더 나은 에지 예각도(edge acutance)는 유전체 스택들(11)을 사용하여 추가될 수 있는데, 유전체 스택들(11)은 추가 유전체 스택(13)으로서 기판(S) 또는 시드층(1') 상에 직접 배열될 수도 있고, 추가 ZnOx 층(들) 및/또는 추가 TiOx 층, 예를 들어, 스택(14) 사이에 끼워질 수 있고 및/또는 기본 NIR 차단 스택(NIR blocking stack)(12)의 상부에 배치될 수 있다. 이러한 코팅 설정에 대한 몇 가지 원칙이 도 4에서 도 7에 도시된다. 구현된 실시예들 및 구성들이 표 4 내지 6에 기재되어 있고, 도 9 내지 도 15에 도시된다. 도 4 내지 도 7은 AZO 층일 수 있는 ZnOx층(3,5)에 의해 분리된 적어도 2개의 은 층(2,4)을 포함하는 NIR-차단 스택(12)을 포함하는 스택의 상이한 설정들을 예시적인 방식으로 도시한다.
세부적으로 광학 필터는 다음으로 구성된 층상 근적외선(NIR) 필터이다.
- 시드층(1'), 즉 기판(S)의 표면 상에 직접 증착된 최내층인 시드층(seed layer)을 포함할 수 있는 기판(S) 측의 내부 ZnOx(1) 및/또는 내부 TiOx층(1) 중 하나 이상;
- 이어서 뒤따르는 다수의 은 층(2,4)으로서, 각각의 은 층(2)은 추가 ZnOx층(3) 및/또는 추가 TiOx층(3) 중 하나 이상에 의해 각각의 이웃하는 은 층(4)으로부터 분리되고;
- 외부 ZnOx 층(5), 외부 TiOx 층(5) 및/또는 최외곽 은 층(4) 상에 직접 또는 교대로 증착된 산소 차단층(6) 중 하나 이상.
블로킹 스택(12)은 2개의 은 층(2,4) 및 각각의 ZnOx 층(1,3,5)을 명확하게 하기 위해 도시되는데, 2 내지 6개의 은 층, 특히 3 내지 5개의 은 층 필터를 사용하여 각 필터 설계를 최적화할 수 있다(예를 들어, 도 11 내지 15 참조). 내부 추가 또는 외부 TiOx 층들과 관련하여, 후자는 또한 차단층일 수 있으며, 표 5에 예시적으로 나타낸 바와 같이 TiOx/ZnOx/Ag/TiOx/ZnOx/Ag 층을 번갈아 사용할 때 우수한 광학 특성들에 도달할 수 있다. 최소 층 스택은 최외곽 차단층(6)에서 끝난다. 이 경우 기판에서 가장 먼 층은 TiOx, ZnOx, SnOx, CryOx 및/또는 NiCrOx 중 하나 이상으로 구성될 수 있다. 차단층(6)은 도시된 바와 같이 외부 금속 산화물층(5)의 상부에 사용될 수 있거나 외부 금속 산화물층(5)을 대체할 수 있다.
예를 들어, 스퍼터링에 의해 수행될 수 있는 층 스택의 증착에 관하여, 은 층의 반사성(reflexivity)과 같은 광학 특성들에 영향을 미칠 은 표면의 산화를 피하기 위해 은 층(2,4)의 각각의 측면에 1 또는 수 나노미터의 금속층을 인터페이스로 제공하는 것이 중요하다. 이러한 금속 인터페이스층은 도 6에서 점선으로 도시되어 있고 상술된 바와 같이 TiOx, ZnOx, SnOx, CryOx 또는 NiCrOx로 구성될 수 있는 각각의 이웃하는 금속 산화물층(1, 3, 5 또는 6)에 따라 Ti, Zn, Sn, Cr, NiCr로 구성될 수 있다. 이와 함께 금속 산화물 층은 적어도 금속 산화물 층(1, 3, 5, 6)의 은면(들)에서 아화학양론적 영역 또는 하위층(1'', 3'')을 포함할 수 있는 반면, 다른 영역 또는 하위층(1', 3')은 화학량론적이거나 거의 화학량론적일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, NIR-필터는 다음 층들 중 하나에 증착된 고굴절률 층과 저굴절률 층을 번갈아 구성하는 유전체 스택(11)을 포함할 수 있다: 필터의 반사 방지(AR) 특성들이 최적화될 수 있고 날카로운 필터 에지가 실현될 수 있는 외부 ZnOx 층, 외부 TiOx 층 또는 차단층. 이 스택은 적어도 4개의 층으로 구성되지만 기본적으로 더 많이 있을 수 있다. 필터의 광학적 특성들을 추가로 조정하거나 개선하는 것은 낮은 굴절률 재료 층인 SiO2 층 또는 SiO2와 고굴절률 물질로 구성된 적어도 하나의 고굴절률 층이 교대로 적층된 스택(14)이 2개의 추가 금속 산화물층 사이에 끼워져 있는 본 발명의 실시예를 포함할 수 있고, 여기서 2개의 추가 금속 산화물 층 각각은 SiO2층과 직접 접촉하고, 측면이 샌드위치된 SiO2층(들)에서 멀어지는 방향을 향하도록 각각의 은 층에 인접한다. 고굴절률 재료는 Ta2O5, TiO2, Nb2O5, HfO2, ZrO2 또는 Si3N4로 구성될 수 있으며 샌드위치형 스택은 2개의 SiO2 층과 다시 2개의 SiO2 층 사이에 샌드위치된 고굴절률 층으로 구성된 3층 스택일 수 있다. 도 4, 6 및 7은 입사광의 측면에 제공된 각각의 층 스택(들)을 갖는 기판을 도시하고, 도 5는 도 4와 5에서 화살표로 표시된 빛이 센서를 향한 광학 경로의 구성 요소를 떠나는 측면에 층 스택(들)을 갖는 기판을 도시한다. 예를 들어, 접착력을 향상시키기 위해 기판 표면에 제공되어야 하는 선택적 시드층(1')을 제외하고, 층 순서는 기판 표면과 관련하여 동일할 수 있으며, 이 경우 광학 층 특성들의 추가 특성으로 인해 광 방향과 관련하여 반대이다.
도 7에는 SiO2, Al2O3, 또는 MgF2와 같은 저굴절 재료와 TiO2, Ta2O5, 또는 ZrO2, Si3N4와 같은 고굴절 재료에 대한 재료 조합이 도시된다. AR-스택(11)의 AR 특성을 강화하기 위해 기판(S) 또는 시드층(1') 상에 직접 제공될 수 있는 추가의 AR-스택(13)이 도시되어 있다. 추가 UV 감쇠 또는 UV 차단 효과는 추가 AR 스택(13)에 의해 추가될 수도 있다.
각각의 NIR-필터 스택의 예는 표 4 내지 7 및 도 11 내지 15에 제공되며, 여기서 표는 다음과 같다:
표 4는 코팅 설계 2의 광학 특성을 나타내는 도 11 및 12 및 설계 1의 각각의 특성을 나타내는 도 13을 참조한다. 두 설계 모두 외부 AZO 또는 GaZO 층로 완성된 4개의 교대 AZO 또는 GaZO/Ag 층로 구성된 비교적 단순한 NIR 필터이며 물리적 층 두께는 50 내지 200nm로 얇다. 유일한 관련 차이점은 특정 AZO 또는 GaZO 층, 특히 기판에 가장 가까운 내부 AZO 또는 GaZO 층의 물리적 두께이며 설계 2에서 더 두껍다. 따라서 도 12와 도 13을 비교하면 더 얇은 설계 1의 투명도가 약간 더 좋아져 파장 범위가 450 내지 500nm가 되는 반면, 설계 2는 투명 영역에서 더 나은 균일성을 보여주고 양쪽에서 더 잘 한정된 필터 에지를 보여준다. 0°측정에 더하여, 두 테스트 샘플의 표면 법선에 대해 60°각도에서 빛을 사용하여 측정했다. 최대 너비의 절반에서의 결과는 다음과 같다.
설계 1(도 13) 0° -> 60°: 608 -> 581nm 또는 4.8%;
설계 2(도 12) 0° -> 60°: 614 -> 586nm 또는 4.6%;
도시된 바와 같이 5%보다 작은 30nm의 NIR 에지의 이동은 두 설계의 경우 모두 도달할 수 있는 반면 UV 에지의 이동은 거의 무시할 수 있었다. 설계 2는 다시 더 나은 균일도를 가져온다. 60°측정의 상당히 다른 각도를 고려할 때 이 사소한 변화는 상당히 만족스러울 수 있다.
도 11은 설계 2의 투명도 외에도 각각의 흡수 R을 비교하여 보여준다.
모든 광 분광 측정은 에센-옵틱스(Essen-Optics)의 포톤 RT(Photon RT) 분광계로 수행되었다. 광학 샘플은 스위스 에바텍 아게(Evatec AG)의 상업용 CLN 200 BPM 장비에서 D263 유형의 200mm 유리에 증착되었다. 사용된 공정 매개변수의 예는 표 8에 기재되었다. 전술한 바와 같이 광학 경로의 다양한 구성요소에 대해 각각의 필터를 생성하기 위해 동일한 장비 및 필적하는 공정 매개변수가 사용되었다. 표 5는 도면에 도시되지 않은 교대 TiOx/ZnOx/Ag/TiOx/ZnOx/Ag … 층을 포함하는 코팅 설계 3을 보여준다.
표 6은 모두 약 200 내지 1000nm의 중간 두께 범위에 있는 설계 4 내지 7을 나타내며, 설계 5 내지 7의 광투과율이 도 14에 도시된다.
도 14에 표시된 중형 NIR 필터는 각각 약 20nm 두께의 3개(설계 5), 4개(설계 6) 및 5개(설계 7) 은 층을 갖는 필터로 에지와 균일성이 어떻게 영향을 받을 수 있는지에 대한 바람직한 조사를 제공한다.
표 7은 모두 약 1000 내지 2500nm의 두꺼운 두께 범위에 있는 설계 10 내지 12를 나타내며 설계 5, 10, 11 및 12의 광투과율이 도 15에 도시된다.
추가 층 두께는 주로 AR 스택에서 나오는데, 이 경우 교대하는 Ta2O5/SiO2 스택과 기판에 직접 증착된 Ta2O5 층와 NIR 필터 상단의 연속적인 SiO2 층로 구성된 단일 추가 AR 스택의 일부이다. 도 15에서 알 수 있듯이 중간 두께 설계 5를 참조하여 필터 에지의 전송 및 경사도를 더 개선할 수 있다. TiO2/SiO2, TiO2/Al2O3 또는 상술한 다른 것과 같은 유사한 다른 고/저 굴절률 조합으로 유사한 결과를 얻을 수 있다. 많은 생체 인증 시스템의 경우, 특히 지문 인식 시스템의 경우, 중간 또는 심지어 낮은 두께 범위에서의 덜 정교한 설계가 예를 들어, 지문과 같은 물체에 의해 생성된 패턴을 좋은 해상도로 분석하기에 충분할 것이다.
마지막으로, 본 발명의 하나의 실시예, 실시예들 또는 유형들과 언급된 특징들의 조합은 명백히 모순되지 않는 한 본 발명의 임의의 다른 실시예, 실시예들 또는 유형들과 조합될 수 있다.
참조부호
1' 시드층
1 ZnOx, AZO, GaZO
2 Ag
3 ZnOx, AZO, GaZO
4 Ag
5 ZnOx, AZO, GaZO
6 TiOx, ZnOx, SnOx, NiCrOx
7 유전체 스택
10 TiO2, Ta2O5, ZrO2, Si3N4
11 AR-스택(유전체)
12 NIR 차단층 스택
13 추가 AR-스택(유전체)
14 SiO2 층 또는 SiO2/고굴절율 지수/…/SiO2 층들의 스택
20 지문 인식 시스템 유형 I
21 커버 플레이트
22 전면 플레이트
23 후면 플레이트
24 LED 모듈, 예를 들어, OLED
25 RI가 낮은 투명 스페이서
26 렌즈
27 콜리메이터 / 핀홀 어레이 / 광 도파관
28 센서 또는 센서 어레이
29 개별 광원
30 NIR 필터 스택
31 한쪽에 NIR 필터가 있는 개별 필터
32 컨트롤러 유닛
33 흡수층
34 콜리메이터 관통 구멍
35 광경로의 경계
36 손가락
37 지문 영역
40 지문 인식 시스템 유형 II
1' 시드층
1 ZnOx, AZO, GaZO
2 Ag
3 ZnOx, AZO, GaZO
4 Ag
5 ZnOx, AZO, GaZO
6 TiOx, ZnOx, SnOx, NiCrOx
7 유전체 스택
10 TiO2, Ta2O5, ZrO2, Si3N4
11 AR-스택(유전체)
12 NIR 차단층 스택
13 추가 AR-스택(유전체)
14 SiO2 층 또는 SiO2/고굴절율 지수/…/SiO2 층들의 스택
20 지문 인식 시스템 유형 I
21 커버 플레이트
22 전면 플레이트
23 후면 플레이트
24 LED 모듈, 예를 들어, OLED
25 RI가 낮은 투명 스페이서
26 렌즈
27 콜리메이터 / 핀홀 어레이 / 광 도파관
28 센서 또는 센서 어레이
29 개별 광원
30 NIR 필터 스택
31 한쪽에 NIR 필터가 있는 개별 필터
32 컨트롤러 유닛
33 흡수층
34 콜리메이터 관통 구멍
35 광경로의 경계
36 손가락
37 지문 영역
40 지문 인식 시스템 유형 II
Claims (23)
- - 전면에 인증 영역을 갖는 반투명 보호판(translucent protective plate) 및 기본적으로 전면에 평행한 플레이트의 제 2면을 형성하는 뒷면(reverse side);
- 인증 영역에 대하여(against) 눌리거나 접촉하는 물체를 비추는 발광원(light emitting source);
- 뒷면에 또는 뒷면으로부터 일정 거리를 두고 배치되는 센서;
- 인증 영역에서 센서까지의 광 경로;
- 광학 경로 내의 광학 필터;를 포함하는, 생체 인증 시스템으로서,
상기 광학 필터는 층상 근적외선(NIR) 필터이며,
- 기판 측의 내부 ZnOx 및/또는 내부 TiOx 층 중 하나 이상;
- 이어지는 다수의 은 층으로서, 각각의 은 층은 추가 ZnOx층 및/또는 추가 TiOx층으로 이루어진 하나 이상의 추가 금속 산화물층에 의해 각각의 이웃하는 은 층으로부터 분리되는, 다수의 은 층;
- 최외곽 은 층 상에 증착된 외부 ZnOx층, 외부 TiOx층 및/또는 차단층 중 하나 이상을 포함하는, 생체 인증 시스템. - 제1항에 있어서, 차단층은 TiOx, ZnOx, SnOx, CryOx 및/또는 NiCrOx 중 하나 이상으로 구성된, 생체 인증 시스템.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 금속 산화물 층의 각각의 금속에 대응하는 금속으로 이루어진 금속 인터페이스 층이 적어도 하나의 이웃하는 은 층과 금속 산화물 층 사이에 제공되는, 생체 인증 시스템.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 산화물 층은 적어도 은 면 또는 은 면들에서 아화학양론적(substoichiometric)인, 생체 인증 시스템.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 ZnOx 층은 알루미늄 도핑된 ZnOx:Al(AZO) 층 또는 갈륨 도핑된 ZnOx:Ga(GaZO) 층인, 생체 인증 시스템.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 교대하는 고굴절층과 저굴절층의 반사 방지(AR) 스택은 외부 ZnOx 층, 외부 TiOx 층 또는 차단층 중 하나에 증착되는, 생체 인증 시스템.
- 제6항에 있어서, NIR 스택은 적어도 4개의 층, 예를 들어, 16 내지 32개의 층을 포함하는, 생체 인증 시스템.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 금속성 또는 반전도성 시드층이 기판 표면에 제공되는, 생체 인증 시스템.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 교대하는 고굴절층 및 저굴절층의 추가 AR-스택은 기판 또는 시드층과 내부 ZnOx 또는 내부 TiOx층 사이에 증착되는, 생체 인증 시스템.
- 제9항에 있어서, 추가 AR-스택은 적어도 2개의 교대하는 층을 포함하는, 생체 인증 시스템.
- 제10항에 있어서, 추가 AR 스택은 UV 광 감쇠 또는 차단 스택이기도한, 생체 인증 시스템.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, SiO2층, 또는 SiO2와 고굴절률 물질로 구성된 적어도 하나의 고굴절률 층이 교대로 적층된 스택이 2개의 추가 금속 산화물층(3) 사이에 끼워져 있고, 2개의 추가 금속 산화물 층 각각은 SiO2층과 직접 접촉하고, 측면이 샌드위치된(sandwiched) SiO2층(들)에서 멀어지는 방향을 향하도록 각각의 은 층에 인접한, 생체 인증 시스템.
- 제12항에 있어서, 높은 굴절률 재료는 Ta2O5, TiO2, Nb2O5, HfO2, ZrO2 또는 Si3N4인, 생체 인증 시스템.
- 제12항 또는 제13항에 있어서, 샌드위치된 스택은 2개의 SiO2 층과 그 사이에 끼워진 고굴절률 층으로 구성된 3개의 층 스택인, 생체 인증 시스템.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 발광원은 인증 영역 아래에 배치된 평면 광원인, 생체 인증 시스템.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 발광원은 인증 영역 아래에 배치된 별도의 광원인, 생체 인증 시스템.
- 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 필터는, 0°-도 측정(0°-degree measurement) 대신에, 표면 법선에 대하여 60°각도로 빛을 사용할 때 NIR 에지(NIR edge)의 5%보다 작은 파장 편이를 갖는, 생체 인증 시스템.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 경로는 렌즈 또는 거울을 포함하는, 생체 인증 시스템.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 경로는 콜리메이터를 포함하는, 생체 인증 시스템.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 경로는 렌즈, 미러 또는 콜리메이터 중 하나를 포함하지 않는, 생체 인증 시스템.
- 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 포함하는 터치 스크린.
- 제21항에 따른 터치 스크린을 포함하는 전자 장치.
- 제22항에 있어서, 전자 장치는 휴대폰, 터치 패드, 컴퓨터 또는 다른 입력/출력 장치인 전자 장치.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH8872020 | 2020-07-17 | ||
| CH00887/20 | 2020-07-17 | ||
| PCT/EP2021/066785 WO2022012868A1 (en) | 2020-07-17 | 2021-06-21 | Biometric authentication system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230074706A true KR20230074706A (ko) | 2023-05-31 |
Family
ID=76730516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237005755A KR20230074706A (ko) | 2020-07-17 | 2021-07-14 | 생체 인증 시스템 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230267760A1 (ko) |
| EP (1) | EP4182835A1 (ko) |
| JP (1) | JP2023535159A (ko) |
| KR (1) | KR20230074706A (ko) |
| CN (1) | CN116250024A (ko) |
| TW (1) | TW202208893A (ko) |
| WO (1) | WO2022012868A1 (ko) |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100541380B1 (ko) * | 2002-12-20 | 2006-01-11 | 주식회사 일진옵텍 | 자외선 및 적외선 차단용 코팅 박막 |
| TWI249043B (en) * | 2003-08-11 | 2006-02-11 | Toyo Boseki | Near infrared ray absorption film and process for producing it, near infrared ray absorption film roll and process for producing it, and near infrared ray absorption filter |
| CN101211736B (zh) * | 2006-12-28 | 2010-12-08 | 甘国工 | 等离子体显示器滤光片及使用该滤光片的显示器 |
| US8147975B2 (en) * | 2008-08-21 | 2012-04-03 | Guardian Industries Corp. | Plasma display panel including frameless EMI filter, and/or method of making the same |
| DE102014002965A1 (de) * | 2013-07-30 | 2015-02-05 | Leybold Optics Gmbh | Schichtsystem eines transparenten Substrats sowie Verfahren zur Herstellung eines Schichtsystems |
| US10451783B2 (en) * | 2017-05-22 | 2019-10-22 | Viavi Solutions Inc. | Induced transmission filter having plural groups of alternating layers of dielectric material for filtering light with less than a threshold angle shift |
| US10763296B2 (en) * | 2017-11-22 | 2020-09-01 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Biometric sensor and methods thereof |
| KR102489337B1 (ko) * | 2018-01-17 | 2023-01-19 | 삼성디스플레이 주식회사 | 디스플레이 장치 |
| JP7326993B2 (ja) * | 2018-08-30 | 2023-08-16 | Jsr株式会社 | 光学フィルター、その製造方法およびその用途 |
| JP7255600B2 (ja) * | 2018-09-12 | 2023-04-11 | Jsr株式会社 | 光学フィルターおよびその用途 |
-
2021
- 2021-06-21 WO PCT/EP2021/066785 patent/WO2022012868A1/en unknown
- 2021-06-21 EP EP21736540.2A patent/EP4182835A1/en active Pending
- 2021-06-21 CN CN202180049149.7A patent/CN116250024A/zh active Pending
- 2021-06-21 US US18/005,241 patent/US20230267760A1/en not_active Abandoned
- 2021-06-21 JP JP2023502995A patent/JP2023535159A/ja active Pending
- 2021-07-14 KR KR1020237005755A patent/KR20230074706A/ko unknown
- 2021-07-16 TW TW110126228A patent/TW202208893A/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202208893A (zh) | 2022-03-01 |
| EP4182835A1 (en) | 2023-05-24 |
| WO2022012868A1 (en) | 2022-01-20 |
| US20230267760A1 (en) | 2023-08-24 |
| JP2023535159A (ja) | 2023-08-16 |
| CN116250024A (zh) | 2023-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102433179B1 (ko) | 유도형 투과 필터 | |
| US9547178B2 (en) | Dichroic image splitter | |
| US8077929B2 (en) | Ambient light rejection filter | |
| US10366273B2 (en) | Device for the contact-based simultaneous capture of prints of autopodia | |
| CN109642822A (zh) | 光谱仪和利用其的光谱测量方法 | |
| US10735634B2 (en) | Image capture apparatus | |
| US5072109A (en) | Photocell array with multi-spectral filter | |
| US10782459B2 (en) | Filter array with reduced stray light | |
| US20230126475A1 (en) | Reflection-type optical encoder scale and reflection-type optical encoder | |
| CN111611952B (zh) | 指纹识别装置和电子设备 | |
| US6271968B1 (en) | Cut-off filters | |
| WO2020243934A1 (zh) | 光学图像采集装置和电子设备 | |
| KR20230074706A (ko) | 생체 인증 시스템 | |
| CN210894926U (zh) | 反射膜、背光模组、液晶屏以及屏下指纹识别装置 | |
| US11215741B2 (en) | Angle of incidence restriction for optical filters | |
| EP4206981A1 (en) | Print identification substrate and print identification apparatus | |
| US9429471B2 (en) | Photodiode array for spectrometric measurements and spectrometric measurement system | |
| US8288708B2 (en) | Optical filter | |
| TW201733951A (zh) | 高透過附ｉｔｏ膜玻璃 | |
| JP6806604B2 (ja) | 分光フィルタユニットおよび分光測光装置 | |
| Prabhat | Erdogan et al.(43) Pub. Date: Jun. 12, 2014 | |
| Prabhat | Ligang Wang, Cupertino, CA (US)() An optical image splitter disposed in the path of image |