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스마트폰 지문인식, 화면 어디를 눌러도 상관없다!

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2018년 07월 04일 00:00 프린트하기

 온도와 압력 지문 인식이 모두 가능한 투명 지문 센서로 디스플레이 전체에 적용해 어디에 손가락을 갖다대도 지문인식이 가능하다-UNIST 제공
온도와 압력 지문 인식이 모두 가능한 투명 지문 센서로 디스플레이 전체에 적용해 어디에 손가락을 갖다대도 지문인식이 가능하다
-UNIST 제공

 

스마트폰을 지문으로 잠금해제 하려면 기기의 특정 부위에 미리 인증을 거친 손가락을 갖다대야 한다. 국내 연구팀이 투명하고 유연한 디스플레이용 지문 센서로 화면 어느 위치에 손을 얹어도 지문을 읽어내는 기술을 개발했다.

 

박장웅 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 교수팀은 은나노 입자를 이용해 압력과 손가락 피부 온도를 동시에 감지하는 다공간 투명 지문인식 센서를 개발, 3일(현지시각) 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 발표했다.

 

지문인식은 불투명한 전극을 사용하는 홈버튼 방식과 투명한 디스플레이 방식이 있다. 최신 전면 디스플레이 스마트폰은 후자를 택하는 경우가 많다. 디스플레이식은 광학식, 초음파의 반사정도를 재는 초음파식, 정전식 등 세 종류가 있다. 이들은 각각 지문 굴곡에 따른 빛이나 초음파, 전하량의 차이를 측정한다.

 

지문 인식을 디스플레이 전체에 적용할 경우 정전식 지문 센서가 인식감지 정확도가 높고, 얇고 싸게 만들 수 있다. 하지만, 수백 kHz 이하의 낮은 주파수 대역과 수V 이상 높은 전압 환경에서 구동해야 하는 단점이 있었다. 스마트폰에서 발생하는 200kHz 정도의 잡음신호에 받해를 받아 정확한 측정이 어렵기 때문이다.

 

 

투명하고 유연한 지문인식 센서의 모습으로, 은나노섬유와 은나노와이어를 네트워크로 엮어 만들었다.-UNIST 제공
투명하고 유연한 지문인식 센서의 모습으로, 은나노섬유와 은나노와이어를 네트워크로 엮어 만들었다.-UNIST 제공

 

연구팀은 지름 100㎚(나노미터, 10억분의 1m)인 은나노섬유와 은나노와이어를 무작위로 엮는 네트워크를 구성해 정전식 지문센서를 설계했다. 그 결과 센서해상도가 318CPI(인치 당 커패시터수)로 기존 투명소재인 인듐주석산화물(ITO)로 구성한 제품보다 최대 17배 더 좋게 나타났다. 현재 미국 연방조사국이 지정한 지문인식을 위한 센서의 해상도 기준인 250CPI을 크게 상회 하는 값이다.

 

또 연구팀은  이렇게 구성한 지문센서가 89%의 높은 박막투과도를 유지함을 확인했다. 스마트폰이나 디스플레이에서 나오는 약 1MHz의 고주파수 대역에서도 방해받지 않으며, 1V 이하의 낮은 전압에서도 안정적으로 작동하는 것도 확인했다.

 

박장웅 교수는 “새로운 지문센서에 온도와 압력센서를 추가해 동시에 측정하는 시스템도 개발했다”며 “핸드폰 화면 어디에 손을 얹어도 지문인식이 가능할 뿐아니라 온도와 압력까지 재기 때문에 위조 지문의 위험도 차단한다”고 말했다. 36.5도의 체온과 약 100kPa(킬로파스칼)의 압력을 인식하도록 설정해 보안을 강화했다는 설명이다. 박 교수는 “유연성과 투명함을 갖춰 미래 휘어지는 디스플레이의 보안성 강화에 기여할 것”이라고 밝혔다.

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