KR102204164B1 - Opotical film for fingerprinting - Google Patents
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Abstract
적외선(infrared)을 투과하는 지문인식용 광학필름을 개시한다. 지문인식용 광학필름은, 베이스필름 및 상기 베이스필름의 일 측에 접착되는 프리즘패턴층을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 프리즘패턴층은, 복수의 프리즘이 기정의된 간격으로 서로 평행하게 배치되어 상기 적외선을 투과하는 라인(line) 패턴을 형성하고, 상기 복수의 프리즘의 돌출 방향이 광원과 대향하도록 배치될 수 있다.Disclosed is an optical film for fingerprint recognition that transmits infrared rays. The optical film for fingerprint recognition may include a base film and a prism pattern layer adhered to one side of the base film. Here, the prism pattern layer is arranged such that a plurality of prisms are arranged parallel to each other at predefined intervals to form a line pattern that transmits the infrared light, and the protruding directions of the plurality of prisms face the light source. I can.
Description
본 발명은 지문인식용 광학필름에 대한 것으로, 보다 상세하게는 적외선 투과가 가능한 지문인식용 광학필름에 대한 것이다.The present invention relates to an optical film for fingerprint recognition, and more particularly, to an optical film for fingerprint recognition capable of transmitting infrared rays.
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. Recently, portable electronic devices such as smartphones and tablet PCs have become common. These portable electronic devices contain personal information such as the user's address, email, and financial information, so it is important to secure security through user authentication.
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.User authentication technology is evolving as a method of using the user's biometric information. Here, the biometric information may be, for example, information such as a fingerprint, an iris, a face, or a voice. In particular, fingerprint authentication is being adopted in most portable electronic devices due to its convenience and high security.
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.Representative methods of recognizing fingerprints are electrostatic, ultrasonic, and optical. Recently, smartphones are equipped with a semiconductor sensor-based capacitive fingerprint recognition function that exhibits a high recognition rate while maintaining a small size and thin enough to not affect the design. In addition, an ultrasonic fingerprint recognition function that recognizes the difference in height of the fingerprint by measuring the arrival time of the reflected ultrasonic waves after radiating the ultrasonic waves is also installed in the smartphone. However, the capacitive fingerprint sensor has a very small size of a fingerprint area to be recognized at a time compared to the optical fingerprint sensor, and thus the false authentication rate is higher than that of the optical type, so security may be slightly lowered. The ultrasonic type is relatively good in accuracy and durability, but it is somewhat difficult to manufacture and has disadvantages in terms of price.
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.On the other hand, the optical fingerprint method guarantees high reliability and has excellent durability, so it is adopted in various electronic devices. The optical fingerprint recognition method is a so-called scattering method that detects light scattered from the ridge of the fingerprint that directly contacts the transparent fingerprint contact of the device, and the light that is totally reflected from the surface of the fingerprint contact corresponding to the valley of the fingerprint. It can be divided into a so-called total reflection method that detects.
스마트폰과 같은 소형 전자기기의 백라이트 유닛은 다양한 광학필름이 구비되어 적외선이 투과되기 어렵다. 이에 따라, 적외선을 활용하는 광학식 지문 인식 방식은 활용되기 어렵다.The backlight unit of a small electronic device such as a smartphone is provided with various optical films, so that infrared rays cannot be transmitted. Accordingly, it is difficult to utilize an optical fingerprint recognition method using infrared rays.
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.The present invention has been conceived to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an optical film for fingerprint recognition that smoothly transmits infrared rays so that optical fingerprint authentication using infrared rays is possible even in small electronic devices such as a smart phone.
본 발명의 일 실시 예에 따른 적외선(infrared)을 투과하는 지문인식용 광학필름은, 베이스필름 및 상기 베이스필름의 일 측에 접착되는 프리즘패턴층을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 프리즘패턴층은, 복수의 프리즘이 기정의된 간격으로 서로 평행하게 배치되어 상기 적외선을 투과하는 라인(line) 패턴을 형성하고, 상기 복수의 프리즘의 돌출 방향이 광원과 대향하도록 배치될 수 있다.The optical film for fingerprint recognition that transmits infrared rays according to an embodiment of the present invention may include a base film and a prism pattern layer adhered to one side of the base film. Here, the prism pattern layer is arranged such that a plurality of prisms are arranged parallel to each other at predefined intervals to form a line pattern that transmits the infrared light, and the protruding directions of the plurality of prisms face the light source. I can.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 지문인식용 광학필름은 적외선을 원활히 투과할 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the optical film for fingerprint recognition may smoothly transmit infrared rays.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 지문인식용 광학필름은 스마트폰과 같은 소형 전자기기의 스크린 상에서 지문 인식이 가능하도록 함으로써, 스마트폰의 디스플레이 구조를 단순화하고 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.According to various embodiments of the present disclosure, the optical film for fingerprint recognition enables fingerprint recognition on a screen of a small electronic device such as a smartphone, thereby simplifying a display structure of a smartphone and improving user convenience.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학필름의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학필름의 성능실험 배치도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리즘 시트의 성능실험 결과를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프리즘 시트의 성능실험 결과를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.1 is an exploded perspective view of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of an optical film according to an embodiment of the present invention.
3 is a layout diagram of a performance experiment of an optical film according to an embodiment of the present invention.
4 shows results of performance tests of a prism sheet according to an embodiment of the present invention.
5 shows results of performance tests of a prism sheet according to another embodiment of the present invention.
6 shows an optical fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention.
7 shows an optical fingerprint recognition system according to another embodiment of the present invention.
8 shows an optical fingerprint recognition system according to another embodiment of the present invention.
9 shows an optical fingerprint recognition system according to another embodiment of the present invention.
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.Hereinafter, the operating principle of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may obscure the subject matter of the present disclosure in describing an exemplary embodiment of the present disclosure, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms used in the following are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition of the terms used should be interpreted based on the contents throughout the specification and functions corresponding thereto.
이하 설명되는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 광학필름은 다양한 형태의 액정표시장치(LCD(liquid crystal display) 장치)의 백라이트 유닛에 적용될 수 있다. 다만, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 광학필름은 단독으로 사용되거나, 액정표시장치 이 외의 다양한 장치에서 백라이트를 제공해주는 수단에 포함되어 사용될 수 있음은 물론이다.The optical film according to various embodiments of the present disclosure described below may be applied to a backlight unit of various types of liquid crystal display devices (liquid crystal display (LCD) devices). However, it goes without saying that the optical film according to various embodiments of the present disclosure may be used alone or included in a means for providing a backlight in various devices other than a liquid crystal display device.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a backlight unit according to an embodiment of the present invention.
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.In general, a liquid crystal display device needs a
백라이트 유닛(10)은 광원(11), 반사판(12), 도광판(13), 광학필름(14) 및 반사편광시트(15)를 포함한다. The
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.The
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.For example, the
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.The
반사판(12)은 도광판(13) 후방에 배치되어 도광판(13) 후방으로 출사된 광을 도광판(13)으로 반사시켜 입사시킴으로써 광의 손실을 최소화한다.The
도광판(13)은 반사판(12)을 통해 입사된 광을 면광원의 형태로 변환한다.The
광학필름(14)은 도광판(13)의 상부에 배치되어, 도광판(13)에서 전달되는 광을 집광하여 상부로 이동시킨다. 광학필름(14)은 복수의 역프리즘을 배치하여, 전달되는 광을 내부에서 전반사하여 상부로 굴절시킨다.The
광학필름(14)은 베이스필름(14-1) 및 프리즘패턴층(14-2)을 포함할 수 있다.The
베이스필름(14-1)은 프리즘패턴층(14-2)을 지지한다.The base film 14-1 supports the prism pattern layer 14-2.
일 예로, 베이스필름(14-1)은 하부에서 전달되는 광이 용이하게 투과될 수 있는 광 투과성 필름일 수 있다. 이 경우, 베이스필름(14-1)은 예를 들어, PET, PC, PP 등의 재질일 수 있다.For example, the base film 14-1 may be a light-transmitting film through which light transmitted from the lower portion can be easily transmitted. In this case, the base film 14-1 may be made of a material such as PET, PC, or PP.
다른 예로, 베이스필름(14-1)은 반사편광시트(14-1)일 수 있다. 이 경우, 반사편광시트(14-1)는 복수의 프리즘(14-2)으로부터 집광된 광에 대해 일 편광은 투과시키고 다른 편광은 하부로 반사시켜 광을 재순환시키는 역할을 한다. 예를 들면, 반사편광시트(14-1)은 P 편광을 투과하고, S 편광을 반사할 수 있다.As another example, the base film 14-1 may be a reflective polarization sheet 14-1. In this case, the reflective polarization sheet 14-1 serves to recycle the light by transmitting one polarized light and reflecting the other polarized light downward with respect to the light collected from the plurality of prisms 14-2. For example, the reflective polarization sheet 14-1 may transmit P polarized light and reflect S polarized light.
여기서, 반사편광시트(14-1)은 굴절률이 서로 다른 복수 개의 레이어가 적층되어 구성된다. 일 예로, 반사편광시트(14-1)는 서로 다른 고 굴절률 레이어와 저 굴절률 레이어가 수십, 수백 또는 수천 개로 적층되어 구성될 수 있다.Here, the reflective polarization sheet 14-1 is formed by stacking a plurality of layers having different refractive indices. As an example, the reflective polarization sheet 14-1 may be formed by stacking tens, hundreds, or thousands of different high refractive index layers and low refractive index layers.
베이스필름(14-1)은 프리즘패턴층(14-2)과 일체화될 수 있다.The base film 14-1 may be integrated with the prism pattern layer 14-2.
프리즘패턴층(14-2)은 입사된 광을 집광하여 상부로 출사시킨다. 프리즘패턴층(14-2)은 복수의 프리즘이 기정의된 간격으로 배치될 수 있다. The prism pattern layer 14-2 condenses the incident light and emits it upward. In the prism pattern layer 14-2, a plurality of prisms may be disposed at predetermined intervals.
일 예로, 프리즘패턴층(14-2)은 출사되는 광의 휘도 향상을 위하여 투광성 베이스필름(14-1) 하부에 경사면을 가지고 있는 삼각 어레이(array) 형태의 광학패턴이 형성되어 있는 광학 패턴층으로 형성될 수 있다.For example, the prism pattern layer 14-2 is an optical pattern layer in which an optical pattern in the form of a triangular array having an inclined surface is formed under the translucent base film 14-1 to improve the luminance of the emitted light. Can be formed.
반사편광시트(15)에 대한 설명은 상술한 반사편광시트(14-1)에 대한 설명과 중복되므로 상세한 설명은 생략한다. 베이스필름(14-1)이 반사편광시트(14-1)로 구현되는 경우, 백라이트 유닛(10)은 반사편광시트(15)를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.Since the description of the
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 더 포함할 수 있다.It goes without saying that the configuration included in the above-described
예를 들어, 백라이트 유닛(10)은 확산 시트를 더 포함할 수 있다. 여기서, 확산 시트는 도광판(13)으로부터 입사된 광을 균일하게 분산시킬 수 있다. 확산 시트는 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 시트는 균일 또는 불균일한 크기의 형상(예를 들어, 구형)의 돌기 패턴(또는 돌출부)이 형성되어 광의 확산을 촉진할 수 있다.For example, the
이하에서, 상술한 광학필름(14)과 중복되는 구성에 대하여는 설명의 편의를 위해 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, a detailed description of a configuration overlapping with the above-described
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학필름의 사시도이다.2 is a perspective view of an optical film according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 광학필름(20)은 베이스필름(21) 및 프리즘패턴층(22)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the optical film 20 includes a
베이스필름(21)은 프리즘패턴층(22)을 지지한다.The
프리즘패턴층(22)은 베이스필름(21)의 일 측에 접착되어 집광한다. 구체적으로, 프리즘패턴층(22)은 광원에서 방사되어 도광판을 통과한 광을 집광할 수 있다. 일 예로, 프리즘패턴층(22)에 포함되는 복수의 프리즘의 정점각()은 0 보다 크고 90 보다 작도록 설정될 수 있다.The
또한, 프리즘패턴층(22)은 적외선을 투과할 수 있다. 예를 들어, 프리즘패턴층(22)은 적외선 광원을 통해 방사된 적외선을 투과할 수 있다. 여기서, 적외선 광원은 가시광선을 방사하는 광원과 별도로 마련될 수 있다. 일 예로, 적외선 광원은 후술할 광학식 지문인식시스템에 포함되어 지문 인식용 적외선을 방사할 수 있다.In addition, the
프리즘패턴층(22)은 기정의된 간격(A)으로 서로 평행하게 배치된 복수의 프리즘(22)을 포함할 수 있다. 여기서, 프리즘패턴층(22)은 복수의 프리즘(22)의 돌출 방향이 광원 및 적외선 광원과 대향하도록 배치될 수 있다.The
또한, 프리즘패턴층(22)은 서로 평행하게 배치된 복수의 프리즘(22) 간의 상기 기정의된 간격(A)을 폭으로 하는 라인(line) 패턴을 형성할 수 있다. 여기서, 라인 패턴은 적외선을 투과하는 복수의 평면 라인일 수 있다. 구체적으로, 라인 패턴의 각 라인은 폭 A로 형성될 수 있다. 일반적인 프리즘은 적외선을 반사 및 굴절하여 적외선 투과율이 현저히 낮은데, 복수의 라인 패턴은 적외선을 투과시키므로 적외선을 통한 지문인식이 가능하도록 한다. 이를 통해, 후술할 광학 지문인식시스템의 구동이 가능하다. 또한, 광학필름(20)은 적외선이 투과하기 어려운 일반적인 프리즘패턴층(22)을 개선하여 적외선 투과율을 크게 높임으로써 소형화된 디스플레이 장치에서도 광학식 지문인식이 가능하도록 한다.In addition, the
일 예로, 라인 패턴의 폭은 지문의 위치에 대응되는 영역에서 상기 기정의된 간격(A)보다 크게 형성될 수 있다. 이러한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 지문 위치에 대응되는 영역에서는 폭 A보다 크게 형성된 라인 패턴을 통해 지문 인식을 위한 적외선 투과율을 높이고, 지문 위치에 대응되는 영역 외의 영역에서는 라인 패턴을 폭 A로 유지함으로써 광의 휘도 감소와 집광효율의 손실을 최소화할 수 있다.For example, the width of the line pattern may be formed larger than the predefined interval A in an area corresponding to the position of the fingerprint. According to an embodiment of the present invention, the infrared transmittance for fingerprint recognition is increased through a line pattern formed larger than the width A in the area corresponding to the fingerprint location, and the line pattern is changed to the width A in the area other than the area corresponding to the fingerprint location. By maintaining it, it is possible to minimize the loss of light luminance and light collection efficiency.
상술한 베이스필름(21)의 일 측 및 프리즘패턴층(22)의 일 측은 접착제에 의해 접착될 수 있다. 여기서, 접착제는 감압성 접착제(PSA: pressure sensitive adhesive)일 수 있다. 이에 따라, 광학필름(20)은 베이스필름(21) 및 프리즘패턴층(22)이 접착되어 일체화될 수 있다.One side of the above-described
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학필름의 성능실험 배치도이다.3 is a layout diagram of a performance experiment of an optical film according to an embodiment of the present invention.
광학필름(33)의 성능실험은 LED 광원(31), 도광판(32), 광학필름(33), 전면 디텍터(Front Detector)(34) 및 후면 디텍터(Back Detector)(35)를 포함한다. 이하에서, 광학필름(33)의 복수의 프리즘(33-1)의 정점각()은 68 , 복수의 프리즘(33-1)의 굴절률()은 1.50이고, 베이스필름(33-2)의 두께는 125μm, 굴절률()은 1.62(베이스필름(33-2)이 반사편광시트인 경우 굴절률()은 1.6)이고, 프리즘 간격(33-3)은 0μm, 2μm, 4μm, 6μm 중 하나인 것으로 정의한다. 또한, 측정을 위해서 광학필름(33)은 5 X 5 mm 크기를 이용하였다.The performance test of the
전면 디텍터(34)는 LED 광원(31)에서 방사된 후 광학필름(33)에 의해 집광되는 광을 검출한다. 전면 디텍터(34)의 광 검출은 지문(33-4)의 배치가 없는 상태에서 수행된다.The
후면 디텍터(35)는 지문(33-4)에 반사된 광을 검출한다.The
상술한 광학필름(33)에 대한 성능실험에 대한 실험 결과는 이하 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명한다. The experimental results for the performance experiment for the above-described
도 4는 전면 디텍터(34) 및 후면 디텍터(35)에 검출된 광의 센터 이득을 개시하고 있다. 전면 디텍터(34)에서는 라인 패턴(33-3)의 폭에 따라 상부로 전달되는 광의 휘도 변화를 확인할 수 있으며, 후면 디텍터(35)에서는 라인 패턴(33-3)의 폭에 따라 지문(33-4)에 반사되어 하부로 전달되는 광의 휘도 변화를 확인할 수 있다.4 shows the center gain of light detected by the
구체적으로 도 4를 참조하면, 실험 1(41)은 라인 패턴(33-3)의 폭이 0μm으로 설정된 것으로, 레퍼런스 실험으로 정의한다. 실험 1(41)에서, 전면 디텍터(34) 및 후면 디텍터(35)의 센터 이득(Center Gain)을 100%로 정의한다. 여기서, 후면 디텍터(35)에서는 광 검출이 거의 없는 것을 확인할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 4, in Experiment 1 (41), the width of the line pattern 33-3 is set to 0 μm, which is defined as a reference experiment. In Experiment 1 (41), the center gain of the
실험 2(42)는 라인 패턴(33-3)의 폭이 2μm으로 설정된 경우이다. 실험 2(42)는 실험 1(41)에 대비하여, 전면 디텍터(34)의 센터 이득은 99%로 일부 감소하였으나, 후면 디텍터(35)의 센터 이득은 271%로 현저하게 향상되었다. Experiment 2 (42) is a case where the width of the line pattern 33-3 is set to 2 μm. In Experiment 2 (42), compared to Experiment 1 (41), the center gain of the
실험 3(43)은 라인 패턴(33-3)의 폭이 4μm으로 설정된 경우이다. 실험 3(43)은 실험 1(41)에 대비하여, 전면 디텍터(34)의 센터 이득은 98%로 일부 감소하였으나, 후면 디텍터(35)의 센터 이득은 365%로 현저하게 향상되었다.Experiment 3 (43) is a case where the width of the line pattern 33-3 is set to 4 μm. In Experiment 3 (43), compared to Experiment 1 (41), the center gain of the
실험 4(44)는 라인 패턴(33-3)의 폭이 6μm으로 설정된 경우이다. 실험 4(44)는 실험 1(41)에 대비하여, 전면 디텍터(34)의 센터 이득은 98%로 일부 감소하였으나, 후면 디텍터(35)의 센터 이득은 456%로 현저하게 향상되었다.Experiment 4 (44) is a case where the width of the line pattern 33-3 is set to 6 μm. In Experiment 4 (44), compared to Experiment 1 (41), the center gain of the
상술한 실험 1(41) 내지 실험 4(44)를 참조하면, 라인 패턴(33-3)의 폭이 증가 될수록, 광학필름(33) 상부로 전달되는 광의 휘도가 매우 미비하게 감소되지만, 지문(33-4)에 반사되어 광학필름(33)을 투과하는 광의 검출율이 대폭 향상되는 것을 확인할 수 있다.Referring to Experiments 1 (41) to 4 (44) described above, as the width of the line pattern 33-3 increases, the luminance of light transmitted to the upper portion of the
이를 통해, 라인 패턴(33-3)의 폭이 확보되는 경우 지문 인식률이 크게 향상되고, 지문 인식 오류가 크게 감소될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학필름(33)은 스마트폰과 같은 소형 디스플레이 장치에 광학식 지문인식시스템이 채택될 수 있는 방안을 제시할 수 있다.Through this, when the width of the line pattern 33-3 is secured, a fingerprint recognition rate may be greatly improved, and a fingerprint recognition error may be greatly reduced. The
도 5는 전면 디텍터(34) 에 검출된 광의 센터 이득을 개시하고 있다. 여기서, 도 5의 실험 조건은 도 4의 실험과 동일한 조건이다. 도 5의 실험 결과는 라인 패턴(33-3)의 폭이 6μm, 9μm 및 12μm인 경우의 센터 이득을 포함한다.5 shows a center gain of light detected by the
실험 1(51)은 라인 패턴(33-3)의 폭이 6μm로 설정된 것으로, 센터 이득을 100%로 정의한다.Experiment 1 (51) is that the width of the line pattern 33-3 is set to 6 μm, and the center gain is defined as 100%.
실험 2(52)는 라인 패턴(33-3)의 폭이 9μm로 설정된 경우이다. 실험 2(52)의 경우, 전면 디텍터(34)의 센터 이득은 54.7%로 실험 1(51)에서 측정된 센터 이득 100%에 비해 크게 감소하였다.Experiment 2 (52) is a case where the width of the line pattern 33-3 is set to 9 μm. In the case of Experiment 2 (52), the center gain of the
실험 3(53)은 라인 패턴(33-3)의 폭이 12μm로 설정된 경우이다. 실험 3(53)의 경우, 전면 디텍터(34)의 센터 이득은 17.3%로 실험 1(51)에서 측정된 센터 이득 100%나 실험 2(52)에서 측정된 센터 이득 54.7%에 비해 크게 감소하였다.Experiment 3 (53) is a case where the width of the line pattern 33-3 is set to 12 μm. In the case of Experiment 3 (53), the center gain of the
상술한 실험 1(51) 내지 실험 3(53)을 참조하면, 라인 패턴(33-3)의 폭이 6μm를 초과하는 경우 센터 이득 또는 센터 휘도가 급격하게 감소하여 광학필름(33)의 집광 성능이 대폭 감소함을 알 수 있다. 이러한 실험 결과에 따르면, 라인 패턴(33-3)의 폭이 6μm 이하로 형성되어야 광학 필름(33)이 집광 시트로 활용될 수 있으며, 이를 초과하는 경우에는 정면 휘도가 감소되어 집광 시트로 적용이 불가능하다.Referring to Experiments 1 (51) to 3 (53) described above, when the width of the line pattern 33-3 exceeds 6 μm, the center gain or the center luminance rapidly decreases, and the condensing performance of the
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.6 shows an optical fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 광학 지문인식시스템(60)은 적외선 광원(610), 이미지 센서(620), 반사장치(630) 및 광학필름(640)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the optical
적외선 광원(610)은 적외선 LED 광을 방사할 수 있다. 일 예로, 적외선 광원(610)은 파장이 750nm 이상인 적외선을 조사할 수 있다. 적외선은 상대적으로 긴 파장이므로 광의 손실이 적고, 난반사가 적기 때문에 이미지 센서(620)로부터 선명한 이미지가 획득될 수 있다.The infrared
이미지 센서(620)는 지문 이미지를 센싱한다. 이미지 센서(620)는 지문에 반사된 적외선을 전기적 신호로 변환하여 저장한다. 일 예로, 이미지 센서(620)는 CCD(charge coupled device) 또는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor)일 수 있다.The
반사장치(630)는 적외선을 굴절시킬 수 있다. 일 예로, 반사장치(630)는 적외선 광원(610)에서 방사된 적외선을 굴절시키거나, 지문에 반사된 적외선을 굴절시킬 수 있다. 일 예로, 반사장치(630)는 적어도 하나의 프리즘, 빔 스플리터(Beam splitter) 등 광의 방향을 굴절시키는 다양한 어플리케이션을 포함할 수 있다.The reflecting
여기서, 반사장치(630)는 도 1에서 설명한 반사판(12) 하부에 형성될 수 있다. 또한, 가시광을 투과하는 재질로 형성되어 반사판(12) 상부에 형성될 수도 있다.Here, the reflecting
광학필름(640)은 베이스필름(641) 및 프리즘패턴층(642)을 포함할 수 있다. The
프리즘패턴층(642)은 적외선 광원(610)과 대향하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 프리즘패턴층(642)은 프리즘패턴층(642)에 적외선이 입사되는 방향(B)으로 배치될 수 있다. 이 경우, 프리즘패턴층(642)의 배치 방향은 역방향 배치로 정의될 수 있다.The
프리즘패턴층(642)에 포함되는 복수의 프리즘은 기정의된 간격(C)로 평행하게 배치될 수 있다. 여기서, 기정의된 간격(C)는 라인 패턴의 폭(C)으로 정의될 수 있다.A plurality of prisms included in the
일 예로, 라인 패턴의 폭(C)은 2μm, 4μm, 6μm 등으로 기정의될 수 있다. 또는, 라인 패턴의 폭(C)은 6μm 이하로 정의될 수도 있다. 또는, 라인 패턴의 폭(C)은 2μm 이상 6μm 이하로 정의될 수도 있다.For example, the width C of the line pattern may be predefined as 2 μm, 4 μm, 6 μm, or the like. Alternatively, the width C of the line pattern may be defined as 6 μm or less. Alternatively, the width C of the line pattern may be defined as 2 μm or more and 6 μm or less.
일 예로, 복수의 프리즘의 정점각은 0 보다 크고 90 보다 작게 형성될 수 있다. 여기서, 복수의 프리즘은 삼각형 또는 이등변 삼각형으로 형성될 수 있다.For example, the vertex angle of a plurality of prisms is 0 Greater than 90 It can be formed smaller. Here, the plurality of prisms may be formed as a triangle or an isosceles triangle.
일 예로, 복수의 프리즘 중 지문의 위치(650)에 대응되는 복수의 제3 프리즘(642-1, 642-2, 642-3) 간의 간격(또는 라인 패턴의 폭)은 C보다 크게 설정될 수 있다. 이를 통해, 지문의 위치(650)에 대응되는 광학필름(640)의 영역에 대한 적외선 투과율이 지문의 위치(650) 외의 영역에 대응되는 광학필름(640)의 영역에 대한 적외선 투과율보다 상대적으로 향상될 수 있다.For example, among the plurality of prisms, the spacing (or the width of the line pattern) between the plurality of third prisms 642-1, 642-2, 642-3 corresponding to the
이하에서, 도 6에서 상술한 광학 지문인식시스템(60)의 구성과 중복되는 내용에 대하여는 설명의 편의를 위해 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, a detailed description of the contents overlapping with the configuration of the optical
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.7 shows an optical fingerprint recognition system according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 광학 지문인식시스템(70)은 적외선 광원(710), 이미지 센서(720), 반사장치(730) 및 광학필름(740)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the optical
광학필름(740)은 베이스필름(741) 및 프리즘패턴층(742)을 포함할 수 있다.The
일 예로, 프리즘패턴층(742)의 복수의 프리즘은 기정의된 간격(D)으로 평행하게 배치될 수 있다. 여기서, 기정의된 간격(D)는 라인 패턴의 폭(D)으로 정의될 수 있다. For example, a plurality of prisms of the
다른 예로, 라인 패턴(742-1, 742-2, 742-3, 742-4, 742-5, 742-6) 중 지문의 위치(750)에 대응되는 라인 패턴(742-3, 742-4)의 폭은 지문의 위치(750) 외의 위치에 대응되는 라인 패턴(742-1, 742-2, 742-5, 742-6)의 폭과 상이할 수 있다.As another example, of the line patterns 742-1, 742-2, 742-3, 742-4, 742-5, and 742-6, the line patterns 742-3, 742-4 corresponding to the
예를 들면, 지문의 위치(750) 외의 위치에 대응되는 라인 패턴(742-1, 742-2, 742-5, 742-6)의 폭은 D로 형성될 수 있다. 이 경우, 라인 패턴(742-1, 742-2, 742-3, 742-4, 742-5, 742-6) 중 지문의 위치(750)에 대응되는 라인 패턴(742-3, 742-4)의 폭은 D보다 크게 형성될 수 있다.For example, the widths of the line patterns 742-1, 742-2, 742-5, and 742-6 corresponding to locations other than the
상술한 본 발명의 실시 예에 따르면, 라인 패턴(742-1, 742-2, 742-3, 742-4, 742-5, 742-6) 중 지문의 위치(750)에 대응되는 라인 패턴(742-3, 742-4)의 폭을 지문의 위치(750) 외의 위치에 대응되는 라인 패턴(742-1, 742-2, 742-5, 742-6)의 폭보다 크게 형성함으로써, 지문의 위치(750)에 대응되는 광학필름(740) 영역에 대하여는 적외선의 투과율을 높이고, 지문의 위치(750) 외의 위치에 대응되는 광학필름(740) 영역에 대하여는 집광 성능 및 휘도의 감소를 최소화할 수 있다.According to the embodiment of the present invention described above, among the line patterns 742-1, 742-2, 742-3, 742-4, 742-5, and 742-6, the line pattern corresponding to the
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.8 shows an optical fingerprint recognition system according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 광학 지문인식시스템(80)은 적외선 광원(810), 이미지 센서(820), 반사장치(830) 및 광학필름(840)을 포함할 수 있다Referring to FIG. 8, the optical
광학필름(840)은 베이스필름(841) 및 프리즘패턴층(842)을 포함할 수 있다.The
일 예로, 광학필름(840)은 복수의 관통공(801)을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 관통공(801)은 적외선을 투과하도록 적외선의 진행방향(F 또는 G)으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 적외선은 베이스필름(841) 및 프리즘패턴층(842)을 동시에 투과(또는 통과)할 수 있다. 여기서, 복수의 관통공(801)은 기정의된 간격으로 배치될 수 있다. 이 경우, 복수의 관통공(801) 중 선택된 둘 간의 가장 먼 거리는 10mm로 설정될 수 있다. 또한, 복수의 관통공(601) 중 선택된 둘 간의 가장 먼 거리는 10mm 미만 내지 10mm 이상 등 다양하게 설정될 수 있음은 물론이다.For example, the
도 8에 따르면, 광학필름(840)은 기정의된 간격(E)에 따라 확보된 프리즘패턴층(842)의 평면 라인과, 복수의 관통공(801)을 통해 적외선을 효과적으로 투과시킬 수 있다.Referring to FIG. 8, the
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광학 지문인식시스템을 도시한다.9 shows an optical fingerprint recognition system according to another embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 광학 지문인식시스템(90)은 적외선 광원(910), 이미지 센서(920), 반사장치(930) 및 광학필름(940)을 포함할 수 있다Referring to FIG. 9, the optical
광학필름(940)은 베이스필름(941) 및 프리즘패턴층(942)을 포함할 수 있다.The
일 예로, 광학필름(940)은 복수의 관통공(901)을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 관통공(901)은 적외선을 투과하도록 적외선의 진행방향(I 또는 J)으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 적외선은 베이스필름(941) 및 프리즘패턴층(942)을 동시에 투과(또는 통과)할 수 있다. 여기서, 복수의 관통공(901)은 기정의된 간격으로, 지문의 위치에 대응되는 영역에 배치될 수 있다.As an example, the
일 예로, 프리즘패턴층(942)에 포함되는 복수의 프리즘의 단면은 사다리꼴로 형성될 수 있다. 이 경우, 사다리꼴은 등변 사다리꼴일 수 있다.For example, a cross section of a plurality of prisms included in the
도 9에 따르면, 광학필름(940)은 복수의 프리즘(942)에 설정된 기정의된 간격(H)에 따라 확보된 면과, 복수의 관통공(901)을 통해 적외선을 효과적으로 투과시킬 수 있다. 또한, 광학필름(940)은 복수의 프리즘(942)의 단면이 사다리꼴로 형성됨으로써, 복수의 프리즘(942)의 상단면이 평면이기 때문에, 적외선의 투과율을 극대화할 수 있다.Referring to FIG. 9, the
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.As described above, embodiments of the present invention have been shown and described, but those skilled in the art will make various changes in form and detail without departing from the spirit and scope of the present embodiment as defined by the appended claims and equivalents thereto. You will understand that you can.
광학필름: 14, 20, 33, 640, 740, 840, 940
베이스필름: 14-1, 21, 33-2, 641, 741, 841, 941
프리즘패턴층: 14-2, 22, 33-1, 642, 742, 842, 942
광학 지문인식시스템: 60, 70, 80, 90
적외선 광원: 610, 710, 810, 910 Optical film: 14, 20, 33, 640, 740, 840, 940
Base film: 14-1, 21, 33-2, 641, 741, 841, 941
Prism pattern layer: 14-2, 22, 33-1, 642, 742, 842, 942
Optical fingerprint recognition system: 60, 70, 80, 90
Infrared light source: 610, 710, 810, 910
Claims (13)
베이스필름; 및
상기 베이스필름의 일 측에 접착되는 프리즘패턴층;을 포함하고,
상기 프리즘패턴층은,
복수의 프리즘이 기정의된 간격으로 서로 평행하게 배치되어 상기 적외선을 투과하는 라인(line) 패턴을 형성하고, 상기 복수의 프리즘의 돌출 방향이 광원과 대향하도록 배치되고,
상기 라인 패턴은, 기정의된 간격을 폭으로 하는 복수의 평면 라인을 포함하고,
상기 라인 패턴의 간격은, 지문의 위치에 대응되는 영역에서 상기 기정의된 간격보다 크게 형성된 지문인식용 광학필름.
In the optical film for fingerprint recognition that transmits infrared (infrared),
Base film; And
Includes; a prism pattern layer adhered to one side of the base film,
The prism pattern layer,
A plurality of prisms are disposed parallel to each other at a predefined interval to form a line pattern that transmits the infrared rays, and the protruding directions of the plurality of prisms are disposed to face the light source,
The line pattern includes a plurality of flat lines having a predetermined interval as a width,
The interval of the line pattern is formed larger than the predefined interval in a region corresponding to the position of the fingerprint.
상기 복수의 프리즘의 정점각은,
0 보다 크고 90 보다 작은, 지문인식용 광학필름.
The method of claim 1,
The apex angle of the plurality of prisms,
0 Greater than 90 Smaller, optical film for fingerprint recognition.
상기 복수의 프리즘의 단면은 삼각형 또는 사다리꼴인, 지문인식용 광학필름.
The method of claim 1,
The cross section of the plurality of prisms is a triangular or trapezoidal, fingerprint recognition optical film.
상기 삼각형은 이등변 삼각형이고, 상기 사다리꼴은 등변 사다리꼴인, 지문인식용 광학필름.
The method of claim 5,
The triangle is an isosceles triangle, and the trapezoid is an isosceles trapezoid. Optical film for fingerprint recognition.
상기 복수의 프리즘의 상기 기정의된 간격은,
2μm, 4μm 또는 6μm로 설정되는, 지문인식용 광학필름.
The method of claim 1,
The predefined spacing of the plurality of prisms,
Optical film for fingerprint recognition, set to 2μm, 4μm or 6μm.
상기 베이스필름 및 상기 프리즘패턴층은,
상기 적외선을 투과하도록 상기 적외선의 진행 방향으로 형성된 복수의 관통공을 배치하는, 지문인식용 광학필름.
The method of claim 1,
The base film and the prism pattern layer,
An optical film for fingerprint recognition, in which a plurality of through holes formed in the traveling direction of the infrared rays are disposed to transmit the infrared rays.
복수의 관통공 중 둘 간의 가장 먼 거리는 기정의된 거리로 설정된, 지문인식용 광학필름.
The method of claim 8,
An optical film for fingerprint recognition, with the longest distance between the two of the plurality of through holes set to a predefined distance.
상기 복수의 관통공은,
기정의된 간격으로, 지문의 위치에 대응되는 영역에 배치되는, 지문인식용 광학필름.
The method of claim 8,
The plurality of through holes,
An optical film for fingerprint recognition, which is disposed in a region corresponding to the position of the fingerprint at predefined intervals.
상기 베이스필름은,
일 편광은 투과하고 다른 편광은 반사하는 반사편광시트인, 지문인식용 광학필름.
The method of claim 1,
The base film,
An optical film for fingerprint recognition, which is a reflective polarization sheet that transmits one polarized light and reflects the other.
A backlight unit comprising the optical film for fingerprint recognition of any one of claims 1 and 4 to 11.
상기 LCD 패널 하부에 위치하는 제12항에 따른 백라이트 유닛;을 포함하는 LCD 장치.
Liquid crystal display (LCD) panels; And
LCD device comprising a; the backlight unit according to claim 12 located under the LCD panel.
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