WO2021060620A1 - 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름 - Google Patents

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protective film
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Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal protective film capable of ultrasonic fingerprint recognition, and more particularly, to a liquid crystal protective film capable of ultrasonic fingerprint recognition for improving ultrasonic fingerprint recognition performance.
  • Fingerprint recognition systems for smart devices include optical, electrostatic, and ultrasonic fingerprint recognition systems.
  • the optical fingerprint recognition system is a method of recognizing fingerprints by collecting fingerprint curves according to the shadow of reflected light by shooting a light source, and has an advantage of excellent durability.
  • the optical fingerprint recognition system has a disadvantage in that the accuracy of fingerprint recognition is poor.
  • the electrostatic fingerprint recognition system is a method of recognizing a fingerprint by measuring a difference in capacitance according to the bending of the fingerprint, and has an advantage of excellent accuracy in fingerprint recognition.
  • the electrostatic fingerprint recognition system has disadvantages of low durability and low yield.
  • the ultrasonic fingerprint recognition system is a method of recognizing a fingerprint by scanning fine features of the skin epidermal layer using ultrasonic waves, and has an advantage of excellent accuracy and durability of fingerprint recognition, but has a problem of being expensive.
  • the ultrasonic fingerprint recognition system has a problem in that when a liquid crystal protective film is attached to a liquid crystal, the liquid crystal protective film interferes with the transmission of ultrasonic waves, thereby lowering the fingerprint recognition rate.
  • An object of the present invention for solving the above problems is to provide a liquid crystal protective film capable of ultrasonic fingerprint recognition for improving ultrasonic fingerprint recognition performance.
  • the configuration of the present invention for achieving the above object includes a liquid crystal protective film unit attached to the upper portion of the liquid crystal to protect the liquid crystal, and the liquid crystal protective film unit includes: a first layer attached to the upper portion of the liquid crystal; A second layer formed on the first layer; And a liquid crystal adhesive layer formed under the first layer and provided to adhere the liquid crystal and the first layer. It provides a liquid crystal protective film capable of ultrasonic fingerprint recognition.
  • the first layer is polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polymethyl methacrylate (PMMA), polyurethane (PU). ) It may be characterized in that it is made of a base layer of a material including at least one or more of the materials.
  • the second layer may be formed by thermal curing hard coating or UV hard coating method, or may be formed by laminating with the same base layer as the first layer by heat or adhesion. have.
  • the liquid crystal adhesive layer may be formed of a silicone-based, acrylic-based, and urethane-based adhesive material.
  • the liquid crystal adhesive layer may be provided to have an impedance within a predetermined difference from the impedance of the first layer.
  • the thickness of the liquid crystal adhesive layer is controlled so that the wavelength of the ultrasonic wave passing through the liquid crystal adhesive layer has a wavelength within a predetermined difference from the wavelength of the ultrasonic wave passing through the first layer. You can do it.
  • the thickness of the liquid crystal adhesive layer may be controlled such that ⁇ , which is a wavelength of ultrasonic waves passing through the liquid crystal adhesive layer, is a multiple of ⁇ .
  • the thickness of the first layer may be further controlled so that ⁇ , which is a wavelength of ultrasonic waves passing through the first layer, is a multiple of ⁇ .
  • a cover film portion provided in a state adhered to the upper portion of the liquid crystal protective film portion, the cover film portion, a cover film provided to protect the upper portion of the liquid crystal protective film portion; And a cover adhesive layer formed under the cover film to adhere the cover film to the upper portion of the liquid crystal protective film part.
  • a release film portion provided in a state adhered to the lower portion of the liquid crystal protective film portion, the release film portion, a release film provided to protect the adhesive surface under the liquid crystal protective film portion; And a release layer formed on the release film to allow the release film to be detached from the lower portion of the liquid crystal protective film part.
  • the effect of the present invention according to the above configuration is that even when the liquid crystal protective film is attached to the liquid crystal, the fingerprint recognition rate by ultrasonic waves is high.
  • the present invention is controlled so that the difference in impedance between the liquid crystal, the first layer, the second layer, and the liquid crystal adhesive layer is within 0.35 dB, so that a high fingerprint recognition rate can be maintained even when a liquid crystal protective film is attached to the liquid crystal. have.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal protective film capable of ultrasonic fingerprint recognition according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 to 4 are exemplary views showing a change in wavelength according to an impedance difference of a liquid crystal protective film capable of ultrasonic fingerprint recognition according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exemplary view showing a side surface of a liquid crystal protective film capable of ultrasonic fingerprint recognition attached to a curved liquid crystal according to an embodiment of the present invention.
  • a liquid crystal protective film capable of ultrasonic fingerprint recognition includes a liquid crystal protective film portion attached to an upper portion of the liquid crystal to protect the liquid crystal, and the liquid crystal protective film portion includes: a first layer attached to the upper portion of the liquid crystal; A second layer formed on the first layer; And a liquid crystal adhesive layer formed under the first layer and provided to adhere the liquid crystal and the first layer. It provides a liquid crystal protective film capable of ultrasonic fingerprint recognition.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal protective film capable of ultrasonic fingerprint recognition according to an embodiment of the present invention.
  • a liquid crystal protective film 100 capable of ultrasonic fingerprint recognition includes a liquid crystal protective film part 110, a cover film part 120, and a release film part 130.
  • the liquid crystal protective film part 110 is attached to the upper portion of the liquid crystal G of a smart device, and may be provided to protect the liquid crystal G.
  • the liquid crystal protective film part 110 includes a first layer 111, a second layer 112 and a liquid crystal adhesive layer 113.
  • the first layer 111 is attached to the upper portion of the liquid crystal G and is provided to protect the liquid crystal G.
  • the first layer 111 is a base layer made of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polymethyl methacrylate (PMMA), and polyurethane (PU). It may be provided, and may be formed to a thickness of 20 ⁇ 188 ⁇ m.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PE polyethylene
  • PC polycarbonate
  • PP polypropylene
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PU polyurethane
  • the second layer 112 may be formed by being coated on the first layer 111 to improve durability of the first layer 111.
  • the second layer 112 may be formed by performing thermal curing hard coating or UV hard coating on the first layer 111 and may have a thickness of 0.1 to 20 ⁇ m.
  • the second layer 112 may be continuously formed of the same material as the base layer of the first layer 111.
  • the second layer 112 may be formed by laminating with the same base layer as the first layer 111 by heat or adhesion.
  • the liquid crystal adhesive layer 113 is formed under the first layer 111 and may be provided to adhere the liquid crystal G and the first layer 111.
  • the liquid crystal adhesive layer 133 may be formed of a silicone-based, acrylic-based, and urethane-based material, and may be formed to a thickness of 1 to 50 ⁇ m.
  • the liquid crystal adhesive layer 113 prepared as described above may be provided to have an impedance within a predetermined difference from the impedance of the first layer 111.
  • the impedance means acoustic resistance
  • the acoustic resistance can be calculated by the following [Equation 1].
  • Z is the acoustic resistance (independent of frequency)
  • ⁇ is the density
  • C is the ultrasonic velocity
  • E is the volume modulus
  • the second layer 112 and the first layer 111 have similar volume modulus and thus have similar impedance.
  • the liquid crystal adhesive layer 113 has a liquid crystal (G) and a second layer 112 ) And the first layer 111 and the volume modulus of elasticity, the impedance is significantly different.
  • the amount of ultrasonic waves transmitted is greatly reduced, and as the amount of ultrasonic waves touching the fingerprint decreases, the fingerprint recognition rate is greatly reduced.
  • the liquid crystal adhesive layer 113 may be provided to have an impedance within a predetermined difference from the impedance of the first layer 111.
  • the liquid crystal adhesive layer 113 has a thickness so that the wavelength of the ultrasonic wave passing through the liquid crystal adhesive layer 113 has a wavelength within a predetermined difference from the wavelength of the ultrasonic wave passing through the first layer 111. Can be controlled.
  • the thickness of the liquid crystal adhesive layer 113 may be controlled so that ⁇ , which is a wavelength of ultrasonic waves passing through the liquid crystal adhesive layer 113, becomes a multiple of ⁇ .
  • the liquid crystal adhesive layer 113 prepared as described above may be within a predetermined difference from the impedance of the first layer 111.
  • the thickness of the first layer 111 is further controlled so that ⁇ , which is the wavelength of the ultrasonic wave passing through the first layer 111, is a multiple of ⁇ , the difference in impedance with the liquid crystal adhesive layer 113 is further increased. It can also be reduced.
  • the present invention is controlled so that the impedance difference between the liquid crystal (G), the first layer 111, the second layer 112, and the liquid crystal adhesive layer 113 is within 0.35 dB, so that ultrasonic fingerprint recognition
  • the fingerprint recognition rate of the possible liquid crystal protective film 100 may be further improved.
  • FIGS. 2 to 4 are exemplary views showing a change in wavelength according to an impedance difference of a liquid crystal protective film capable of ultrasonic fingerprint recognition according to an embodiment of the present invention.
  • the ultrasonic module U may irradiate ultrasonic waves toward the upper portion of the liquid crystal G.
  • the impedance difference between the liquid crystal adhesive layer 113 and the liquid crystal G is greater than a preset difference, most of the ultrasonic waves are reflected and the amount of ultrasonic waves reaching the fingerprint is small, so that the ultrasonic recognition rate may be lowered.
  • the thickness of the liquid crystal adhesive layer 113 according to the present invention is in a state in which the thickness of the liquid crystal adhesive layer 113 is controlled to have a wavelength such that the difference in impedance with the liquid crystal G is within a preset difference, the amount of ultrasonic waves reflected from the interface is small.
  • the ultrasonic wave irradiated from the ultrasonic module U is It can touch the fingerprints of your fingers relatively completely
  • most of the ultrasonic waves hitting the fingerprint of the finger may be reflected due to the difference in impedance between the air layer formed between the skin layer of the finger and the second layer 112. That is, according to the shape of the fingerprint, it is possible to accurately sense the fingerprint by recognizing ultrasonic waves reflected from the air layer formed between the skin layers of the finger.
  • the present invention prepared as described above, impedance mismatching between the liquid crystal (G), the liquid crystal adhesive layer 113, the first layer 111 and the second layer 112 is minimized so that the protective film unit 110 is Even in a state attached to the liquid crystal (G), it is possible to reduce the fingerprint recognition performance to 0.35dB or less. That is, it is possible to enable ultrasonic recognition with a performance level equivalent to that of a fingerprint sensor.
  • the cover film part 120 is provided in a state adhered to the upper portion of the liquid crystal protective film part 110 and may include a cover film 121 and a cover adhesive layer 122.
  • the cover film 121 may be provided to protect the upper portion of the second layer 112 of the liquid crystal protective film unit 110.
  • the cover film 121 may be made of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polymethyl methacrylate (PMMA), polyurethane (PU) material. And, it can be formed to a thickness of 12 ⁇ 150 ⁇ m.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PE polyethylene
  • PC polycarbonate
  • PP polypropylene
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PU polyurethane
  • the cover adhesive layer 122 may be formed of a material having adhesive strength to adhere the cover film 121 to the upper portion of the liquid crystal protective film unit 110 by being formed under the cover film 121 .
  • the cover adhesive layer 122 may be formed of a silicone-based, acrylic-based, and urethane-based adhesive material, and may be formed to a thickness of 0.1 to 50 ⁇ m.
  • the release film part 130 is provided in a state adhered to the lower portion of the liquid crystal protective film part 110 and may include a release film 131 and a release layer 132.
  • the release film 131 may be provided to protect an adhesive surface under the liquid crystal protective film unit 110.
  • the release film 131 may be formed of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polymethyl methacrylate (PMMA), polyurethane (PU) material. And, it can be formed to a thickness of 12 ⁇ 150 ⁇ m.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PE polyethylene
  • PC polycarbonate
  • PP polypropylene
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PU polyurethane
  • the release layer 132 may be formed on the release film 131 to allow the release film 131 to be easily attached and detached under the liquid crystal protective film unit 110.
  • the release layer 132 may be formed of a fluorine release material, and may be formed to a thickness of 0.1 to 5 ⁇ m.
  • the release film part 130 provided as described above protects the liquid crystal adhesive layer 113 in a state attached to the liquid crystal adhesive layer 113, and when attaching the liquid crystal adhesive layer 113 to the liquid crystal (G) It can be arranged to be removed.
  • cover film part 120 is removed after attaching the liquid crystal protective film part 110 to the liquid crystal (G), so that the liquid crystal protective film part 110 is attached to the liquid crystal (G). It may be provided to protect the liquid crystal protective film unit 110.
  • the decrease in ultrasonic waves is within 0.35 dB, thereby ensuring a high fingerprint recognition rate.
  • FIG. 5 is an exemplary view showing a side surface of a liquid crystal protective film capable of ultrasonic fingerprint recognition attached to a curved liquid crystal according to an embodiment of the present invention.
  • the main principle of forming the liquid crystal protective film 100 capable of ultrasonic fingerprint recognition is implemented through “micro-brownian motion” referred to in polymer engineering.
  • Tg vitrification temperature
  • Tm melting temperature
  • the film is made to create a temperature range where Tg (vitrification temperature) crosses as evenly as possible between the aforementioned Tg (vitrification temperature) and Tm (melting temperature).
  • Tg vitrification temperature
  • Tm melting temperature
  • the liquid crystal protective film 100 capable of ultrasonic fingerprint recognition is deformed for each layer with respect to the magnitude of the applied pressure or the direction in which the pressure is applied.
  • the peripheral portion including the bent surface may be provided to have an inclined value of a modified inclination of -45 to +45 degrees based on a right angle to the surface portion of the liquid crystal G, which is the tempered glass to be actually attached after the forming process.
  • the curvature of the formed (flexion-pressed) liquid crystal protective film 100 may be equal to or larger than the curvature of the curved portion of the liquid crystal, thereby protecting the liquid crystal in which the curved surface is formed. It is preferable that the bent portion of the film 100 is formed in a shape that is relatively more curved than the curved portion of the liquid crystal, and the bent portion of the formed forming film has a curvature designed by elasticity, so that the springback phenomenon is prevented. And, at the same time, the occurrence of thermal wrinkles or molding damage can be prevented.
  • the liquid crystal protective film 100 capable of ultrasonic fingerprint recognition according to the present invention directly to the liquid crystal, according to the difference in curvature of the curved surface of the liquid crystal and the liquid crystal protective film 100 as described above, a separate surface of the liquid crystal There is no need to additionally apply an adhesive of the above, and it is possible to provide sufficient adhesive strength only by the adhesive force of the liquid crystal adhesive layer 113 included in the liquid crystal protective film 100 of the present invention. Therefore, after the liquid crystal protective film 100 is attached to the curved liquid crystal, the problem of leaking out of the adhesive can be prevented in advance, as well as the respective film layers and liquid crystals according to the bent surface of the liquid crystal protective film 100. Since the adhesive layer 113 is bent, there is an advantage in that the liquid crystal protective film 100 can maintain a very clean contact surface in which dust or foreign matter does not adhere while the liquid crystal protective film 100 is attached to the liquid crystal.
  • LCD protective film capable of ultrasonic fingerprint recognition

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Abstract

본 발명은 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 지문인식 성능을 향상시키기 위한 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름에 관한 것이다. 본 발명의 구성은 상기 액정의 상부에 부착되어 상기 액정을 보호하도록 마련된 액정보호필름부를 포함하며, 상기 액정보호필름부는, 상기 액정의 상부에 부착되는 제1 층; 상기 제1 층의 상부에 형성되는 제2 층; 및 상기 제1 층의 하부에 형성되며, 액정과 상기 제1 층을 점착하도록 마련된 액정점착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름을 제공한다. (대표도 - 도 1)

Description

초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름
본 발명은 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 지문인식 성능을 향상시키기 위한 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름에 관한 것이다.
스마트기기의 지문인식 시스템은 광학식, 정전기식, 초음파식 지문인식 시스템이 있다.
광학식 지문인식 시스템은 광원을 쏴 반사된 빛의 음영에 따라 지문 굴곡을 수집하여 지문을 인식하는 방법으로서, 내구성이 뛰어난 장점이 있다.
그러나, 광학식 지문인식 시스템은 지문 인식에 대한 정확성이 떨어지는 단점이 있다.
정전기식 지문인식 시스템은 지문 굴곡에 따른 정전용량의 차이를 측정하여 지문을 인식하는 방법으로서, 지문 인식에 대한 정확성이 뛰어난 장점이 있다.
그러나, 정전기식 지문인식 시스템은 내구성 및 수율이 낮은 단점이 있다.
초음파식 지문인식 시스템은 초음파를 이용하여 피부 표피층의 미세한 특징을 스캔하는 방식으로 지문을 인식하는 방법으로서, 지문 인식의 정확성 및 내구성이 뛰어난 장점이 있으나, 가격이 고가인 문제점이 있다.
최근에는, 지문인식의 정확성과 내구성을 동시에 충족시키기 위해 초음파식 지문인식 시스템에 대한 수요가 증가하고 있다.
그러나, 초음파식 지문인식 시스템은 액정상에 액정보호필름을 부착할 경우, 액정보호필름이 초음파의 투과를 방해하여 지문 인식률을 저하시키는 문제가 있었다.
따라서, 액정에 부착하여도 지문 인식률이 높을 수 있도록 하는 액정보호필름이 필요하다.
(선행특허문헌)
한국공개특허 제10-2019-0081294호
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 초음파 지문인식 성능을 향상시키기 위한 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 상기 액정의 상부에 부착되어 상기 액정을 보호하도록 마련된 액정보호필름부를 포함하며, 상기 액정보호필름부는, 상기 액정의 상부에 부착되는 제1 층; 상기 제1 층의 상부에 형성되는 제2 층; 및 상기 제1 층의 하부에 형성되며, 액정과 상기 제1 층을 점착하도록 마련된 액정점착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리메틸 메타아크릴레이트(PMMA), 폴리우레탄(PU) 소재 중 적어도 하나 이상을 포함하는 재질의 기재층으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2 층은 열경화 하드코팅 혹은 UV하드코팅 방식에 의해 형성된 것이거나, 열 또는 점착에 의해 상기 제1 층과 동일한 기재층으로 합지되어 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 액정점착층은 실리콘계, 아크릴계 그리고 우레탄계 점착제 재질로 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 액정점착층은, 상기 제1 층의 임피던스와 기설정된 차이 이내의 임피던스를 갖도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 액정점착층은, 상기 액정점착층을 통과하는 초음파의 파장이 상기 제1 층을 통과하는 초음파의 파장과 기설정된 차이 이내의 파장을 갖도록 두께가 제어된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 액정점착층의 두께는, 상기 액정점착층을 통과하는 초음파의 파장인 λ가 λ의 배수가 되도록 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 층의 두께는, 상기 제1 층을 통과하는 초음파의 파장인 λ가 λ의 배수가 되도록 더 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 액정보호필름부의 상부에 점착된 상태로 마련된 커버필름부를 더 포함하며, 상기 커버필름부는, 상기 액정보호필름부의 상부를 보호하도록 마련된 커버필름; 및 상기 커버필름의 하부에 형성되어 상기 액정보호필름부의 상부에 상기 커버필름을 점착할 수 있도록 마련된 커버점착층을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 액정보호필름부의 하부에 점착된 상태로 마련된 이형필름부를 더 포함하며, 상기 이형필름부는, 상기 액정보호필름부의 하부의 점착면을 보호하도록 마련된 이형필름; 및 상기 이형필름의 상부에 형성되어 상기 액정보호필름부의 하부로부터 상기 이형필름이 탈착될 수 있도록 마련된 이형층을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 액정보호필름을 액정에 부착하여도 초음파에 의한 지문인식률이 높다.
특히, 본 발명은 액정, 제1 층, 제2 층, 액정점착층의 임피던스 차이가 지문 인식 성능 저하가 0.35dB 이내가 되도록 제어됨으로써, 액정에 액정보호필름부를 부착하여도 높은 지문인식률을 유지할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름의 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름의 임피던스 차이에 따른 파장 변화를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 굴곡진 액정에 부착된 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름의 측면을 나타낸 예시도이다.
본 발명인 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름은, 액정의 상부에 부착되어 상기 액정을 보호하도록 마련된 액정보호필름부를 포함하며, 상기 액정보호필름부는, 상기 액정의 상부에 부착되는 제1 층; 상기 제1 층의 상부에 형성되는 제2 층; 및 상기 제1 층의 하부에 형성되며, 액정과 상기 제1 층을 점착하도록 마련된 액정점착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름을 제공한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름의 단면도이다.
도 1에 도시된 것처럼 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름(100)은 액정보호필름부(110), 커버필름부(120) 및 이형필름부(130)를 포함한다.
상기 액정보호필름부(110)는 스마트기기의 액정(G)의 상부에 부착되며, 상기 액정(G)을 보호하도록 마련될 수 있다.
상기 액정보호필름부(110)는 제1 층(111), 제2 층(112) 및 액정점착층(113)을 포함한다.
상기 제1 층(111)은 상기 액정(G)의 상부에 부착되어 상기 액정(G)을 보호하도록 마련된다.
상기 제1 층(111)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리메틸 메타아크릴레이트(PMMA), 폴리우레탄(PU) 소재의 기재층으로 마련될 수 있으며, 20~188μm의 두께로 형성될 수 있다.
상기 제2 층(112)은 상기 제1 층(111)의 상부에 코팅되어 형성되어 상기 제1 층(111)의 내구성을 향상시키도록 마련될 수 있다.
상기 제2 층(112)은 상기 제1 층(111)의 상부에 열경화 하드코팅 혹은UV하드코팅을 수행하여 형성될 수 있으며, 0.1~20μm의 두께로 형성될 수 있다.
상기 제2 층(112)은 상기 제1 층(111)의 기재층과 동일한 소재로 연속하여 마련되는 것도 가능하다. 이때, 상기 제2 층(112)은 열 또는 점착에 의해 상기 제1 층(111)과 동일한 기재층으로 합지되어 형성된 것일 수 있다.
상기 액정점착층(113)은 상기 제1 층(111)의 하부에 형성되며, 액정(G)과 상기 제1 층(111)을 점착하도록 마련될 수 있다.
상기 액정점착층(133)은 실리콘계, 아크릴계 및 우레탄계 소재로 마련될 수 있으며, 1~50μm의 두께로 형성될 수 있다.
이처럼 마련된 상기 액정점착층(113)은, 상기 제1 층(111)의 임피던스와 기설정된 차이 이내의 임피던스를 갖도록 마련될 수 있다. 여기서, 임피던스는 음향 저항을 의미하며, 음향 저항은 아래 [수학식 1]에 의해 연산될 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2019016062-appb-img-000001
여기서, Z는 음향저항(independent of frequency), ρ는 밀도, C는 음파속도(ultrasound velocity), E는 체적탄성률이다.
밀도 비례 체적탄성률 비례
제2 층 5 μm 1.02 3.1
제1 층 38μm 1.4 3.0
액정점착층 20 μm 0.97 0.3
상기 [표 1]을 참조하면, 제2 층(112)과 제1 층(111)은 체적탄성률이 유사하여 임피던스가 유사하나, 액정점착층(113)은 액정(G), 제2 층(112) 및 제1 층(111)과 체적탄성률의 차이로 인해 임피던스가 크게 차이가 난다.
그리고, 임피던스의 차이로 인해 초음파가 액정점착층(113)을 통과할 때마다 초음파의 투과량이 크게 저하하게 되며, 지문에 닿는 초음파량이 적어짐에 따라 지문인식률이 크게 저하된다.
따라서, 상기 액정점착층(113)은, 상기 제1 층(111)의 임피던스와 기설정된 차이 이내의 임피던스를 갖도록 마련될 수 있다.
그리고 이를 위해, 상기 액정점착층(113)은 상기 액정점착층(113)을 통과하는 초음파의 파장이 상기 제1 층(111)을 통과하는 초음파의 파장과 기설정된 차이 이내의 파장을 갖도록 두께가 제어될 수 있다.
특히, 상기 액정점착층(113)의 두께는, 상기 액정점착층(113)을 통과하는 초음파의 파장인 λ가 λ의 배수가 되도록 제어될 수 있다. 이처럼 마련된 상기 액정점착층(113)은 상기 제1 층(111)의 임피던스와 기설정된 차이 이내가 되도록 할 수 있다.
또한, 상기 제1 층(111)의 두께는, 상기 제1 층(111)을 통과하는 초음파의 파장인 λ가 λ의 배수가 되도록 더 제어됨으로 상기 액정점착층(113)과의 임피던스 차이가 더욱 줄어들도록 할 수도 있다.
즉, 본 발명은 액정(G), 제1 층(111), 제2 층(112), 액정점착층(113)의 임피던스 차이가, 지문 인식 성능 저하가 0.35dB 이내가 되도록 제어됨으로써 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름(100)의 지문 인식률을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름의 임피던스 차이에 따른 파장 변화를 나타낸 예시도이다.
일 예로, 도 2에 도시된 것처럼, 초음파모듈(U)은 액정(G)의 상부를 향해 초음파를 조사할 수 있다.
그리고 도 3에 도시된 것처럼, 조사된 초음파는 액정(G)과 다른 임피던스를 갖는 상기 액정점착층(113)에 진입하게 되면서 임피던스 차이에 의해 일부 초음파가 반사될 수 있다.
이때, 상기 액정점착층(113)과 상기 액정(G)과의 임피던스 차가 기설정된 차이보다 큰 상태면 초음파 대부분이 반사되어 지문까지 초음파가 닿는 양이 적기 때문에 초음파 인식률이 저하될 수 있다.
그러나 본 발명에 따른 상기 액정점착층(113)은 상기 액정(G)과의 임피던스 차가 기설정된 차이 이내가 될 수 있는 파장을 갖도록 두께가 제어된 상태이기 때문에 경계면에서 초음파가 반사되는 양이 적다.
즉, 본 발명은 상기 액정(G), 상기 액정점착층(113), 상기 제1 층(111) 및 상기 제2 층(112)의 임피던스가 유사하기 때문에 초음파모듈(U)로부터 조사된 초음파가 비교적 온전히 손가락의 지문에 닿을 수 있다
그리고 도 4에 도시된 것처럼, 손가락의 지문에 닿은 초음파는 손가락의 표피층 사이에 형성된 공기층과 제2 층(112)의 임피던스 차이로 인해 대부분이 반사될 수 있다. 즉, 지문 형상에 따라 손가락의 표피층 사이에 형성된 공기층에서 반사되어 돌아온 초음파를 인식하여 지문을 정확하게 센싱할 수 있다.
이처럼 마련된 본 발명에 따르면, 상기 액정(G), 상기 액정점착층(113), 상기 제1 층(111) 및 상기 제2 층(112)간의 임피던스 미스 매칭을 최소화하여 보호필름부(110)를 상기 액정(G)에 부착한 상태에서도 지문인식 성능 저하가 0.35dB 이하가 되도록 할 수 있다. 즉, 지문센서와 동등한 성능 수준의 초음파 인식이 가능하도록 할 수 있다.
상기 커버필름부(120)는 상기 액정보호필름부(110)의 상부에 점착된 상태로 마련되며, 커버필름(121) 및 커버점착층(122)을 포함할 수 있다.
상기 커버필름(121)은 상기 액정보호필름부(110)의 상기 제2 층(112)의 상부를 보호하도록 마련될 수 있다.
상기 커버필름(121)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리메틸 메타아크릴레이트(PMMA), 폴리우레탄(PU) 소재로 마련될 수 있으며, 12~150μm의 두께로 형성될 수 있다.
상기 커버점착층(122)은 상기 커버필름(121)의 하부에 형성되어 상기 액정보호필름부(110)의 상부에 상기 커버필름(121)을 점착할 수 있도록 점착력을 갖는 소재로 마련될 수 있다.
상기 커버점착층(122)은 실리콘계, 아크릴계 그리고 우레탄계 점착제 소재로 마련될 수 있으며, 0.1~50μm의 두께로 형성될 수 있다.
상기 이형필름부(130)는 상기 액정보호필름부(110)의 하부에 점착된 상태로 마련되며, 이형필름(131) 및 이형층(132)을 포함할 수 있다.
상기 이형필름(131)은 상기 액정보호필름부(110)의 하부의 점착면을 보호하도록 마련될 수 있다.
상기 이형필름(131)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리메틸 메타아크릴레이트(PMMA), 폴리우레탄(PU) 소재로 형성될 수 있으며, 12~150μm의 두께로 형성될 수 있다.
상기 이형층(132)은 상기 이형필름(131)의 상부에 형성되어 상기 액정보호필름부(110)의 하부에 상기 이형필름(131)이 용이하게 탈부착되도록 할 수 있다.
상기 이형층(132)은 불소 이형재로 마련될 수 있으며, 0.1~5μm의 두께로 형성될 수 있다.
이처럼 마련된 상기 이형필름부(130)는 상기 액정점착층(113)에 부착된 상태로 상기 액정점착층(113)을 보호하며, 상기 액정점착층(113)을 상기 액정(G)에 부착시킬 때에는 제거되도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 커버필름부(120)는 상기 액정보호필름부(110)를 상기 액정(G)에 부착한 다음 제거됨으로써, 상기 액정보호필름부(110)가 상기 액정(G)에 부착되기 전까지 상기 액정보호필름부(110)를 보호하도록 마련될 수 있다.
전술한 바와 같이 마련된 본 발명에 따르면, 액정보호필름부(110)를 상기 액정에 부착하였을 때에도 초음파의 저하가 0.35dB이내가 되도록하여 높은 지문인식률을 확보할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 굴곡진 액정에 부착된 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름의 측면을 나타낸 예시도이다.
한편, 도 5를 참조하면, 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름(100)을 성형하는 주된 원리는 고분자공학에서 말하는 '마이크로 브라운 운동(micro-brownian motion)'을 통해 구현된다. 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름(100)에 대해 온도를 올려주었을 때 각 구성층의 고분자 물질들은 각기 온도에 의한 분자들의 활성을 가지고 움직이기 시작하는 온도인 Tg(유리화온도) 와 Tm(용융온도)에 순차적으로 도달하게 된다.
그리고, 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름(100)의 각 구성층에 대해 앞서 말한 Tg(유리화온도) 와 Tm(용융온도) 사이에서 최대한 고르게 Tg(유리화온도)가 교차되는 온도 영역이 생기도록 필름층의 물성을 각기 설계하여 제작한 이후 실제 포밍기기에서 필요에 따라 각 구성층에 대해 온도를 측정하여 Tg(유리화온도)가 교차되는 온도 범위에서 실제 성형이 수행되도록 한다.
이 경우 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름(100)은 가해지는 압력의 크기나 압력이 가해지는 방향에 대해 각 층별로 변형이 발생하는 바 본 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름(100)의 상하좌우 절곡면을 포함한 주변 부위는 포밍 공정 이후 실제 부착할 강화유리인 액정(G) 부착 표면 부위에 대한 직각 방향 기준으로 -45내지 +45도의 변형된 기울기의 빗면 값을 가지도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 액정의 굴곡된 부위의 곡률보다 포밍된(굴곡 가압된) 액정보호필름(100)의 굴곡 부위의 곡률이 같거나 상대적으로 더 크게 이루어질 수 있으며, 이에 따라 굴곡면이 포밍된 상기 액정보호필름(100)의 굴곡 부위가 상기 액정의 굴곡된 부위보다 상대적으로 더 휘는 형상으로 형성되는 것이 바람직하며, 포밍된 포밍필름의 굴곡 부위가 탄성에 의해 설계된 곡률을 구비하게 되므로, 스프링백 현상이 방지되고, 동시에, 열 주름 발생 또는 성형 손상 발생이 방지될 수 있다.
나아가, 본 발명인 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름(100)을 상기 액정에 직접 부착함에 있어, 상기와 같은 액정과 액정보호필름(100)의 굴곡면의 곡률 차이에 따라, 상기 액정의 표면에 별도의 접착제 등을 추가적으로 바를 필요가 없으며 단지 본 발명인 액정보호필름(100)에 포함되어 있는 액정점착층(113)의 부착력 만으로 충분한 세기의 접착력을 제공할 수 있다. 따라서, 상기 액정보호필름(100)이 굴곡 액정에 부착된 이후 접착제 등이 새어나오는 문제를 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 액정보호필름(100)의 절곡면을 그대로 따라서 각각의 필름층 및 액정점착층(113)이 굴곡되어 이루어지기 때문에 액정보호필름(100)이 액정에 부착된 상태에서 먼지나 이물질 등이 부착되지 않는 매우 깨끗한 접촉면을 유지할 수 있는 장점이 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
<부호의 설명>
100: 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름
110: 액정보호필름부
111: 제1 층
112: 제2 층
113: 액정점착층
120: 커버필름부
121: 커버필름
122: 커버점착층
130: 이형필름부
131: 이형필름
132: 이형층
G: 액정
U: 초음파모듈

Claims (10)

  1. 상기 초음파 지문인식 센서를 구비한 스마트기기의 액정의 상부에 부착되어 상기 액정을 보호하도록 마련된 액정보호필름부를 포함하며,
    상기 액정보호필름부는,
    상기 액정의 상부에 부착되는 제1 층;
    상기 제1 층의 상부에 형성되는 제2 층; 및
    상기 제1 층의 하부에 형성되며, 액정과 상기 제1 층을 점착하도록 마련된 액정점착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리메틸 메타아크릴레이트(PMMA), 폴리우레탄(PU) 소재 중 적어도 하나 이상을 포함하는 재질의 기재층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 층은 열경화 하드코팅 혹은 UV하드코팅 방식에 의해 형성된 것이거나, 열 또는 점착에 의해 상기 제1 층과 동일한 기재층으로 합지되어 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 액정점착층은 실리콘계, 아크릴계 그리고 우레탄계 점착제 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 액정점착층은,
    상기 제1 층의 임피던스와 기설정된 차이 이내의 임피던스를 갖도록 마련된 것을 특징으로 하는 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 액정점착층은,
    상기 액정점착층을 통과하는 초음파의 파장이 상기 제1 층을 통과하는 초음파의 파장과 기설정된 차이 이내의 파장을 갖도록 두께나 매질이 제어된 것을 특징으로 하는 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 액정점착층의 두께는,
    상기 액정점착층을 통과하는 초음파의 파장인 λ가 λ/2의 배수가 되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 층의 두께는,
    상기 제1 층을 통과하는 초음파의 파장인 λ가 λ/2의 배수가 되도록 더 제어되는 것을 특징으로 하는 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정보호필름부의 상부에 점착된 상태로 마련된 커버필름부를 더 포함하며,
    상기 커버필름부는,
    상기 액정보호필름부의 상부를 보호하도록 마련된 커버필름; 및
    상기 커버필름의 하부에 형성되어 상기 액정보호필름부의 상부에 상기 커버필름을 점착할 수 있도록 마련된 커버점착층을 갖고,
    상기 액정보호필름부의 하부에 점착된 상태로 마련된 이형필름부를 더 포함하며,
    상기 이형필름부는,
    상기 액정보호필름부의 하부의 점착면을 보호하도록 마련된 이형필름; 및
    상기 이형필름의 상부에 형성되어 상기 액정보호필름부의 하부로부터 상기 이형필름이 탈착될 수 있도록 마련된 이형층을 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름은 액정의 형상에 대응되도록 굴곡 가압되고, 해당 굴곡 부위는 탄성을 고려해 설계된 곡률을 구비하여, 스프링백 현상이 방지되는 동시에, 열 주름 발생 또는 성형 손상 발생이 방지되도록 입체적으로 포밍되는 것을 특징으로 하는 초음파 지문인식이 가능한 액정보호필름.
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