스마트폰 잠금 해제나 결제 등에 사용되는 지문 인식을 ‘홈 버튼’만이 아닌 디스플레이 전체에 적용할 수 있는 기반 기술이 개발됐다. 디스플레이 전체에 지문 인식 기능을 적용한 스마트폰 상용화가 가능해질 전망이다.

UNIST의 박장웅 신소재공학부 교수와 변영재 전기전자컴퓨터공학부 교수 연구팀은 공동으로 ‘지문과 온도, 압력을 한번에 측정할 수 있는 투명 센서’를 개발하고 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 3일(현지시각)자에 발표했다.

보안과 결제를 위한 생체 정보 인식 분야에서 지문의 활용도가 높아지면서 스마트폰 화면 전체에서 지문을 인식하는 ‘디스플레이 지문 인식’ 기술이 주목받고 있다. 기존 홈 버튼 지문 인식 센서는 불투명 전극을 사용하기 때문에 디스플레이에 적용하기 어렵다.

화면에 손가락을 대는 것만으로 지문을 식별하는 디스플레이 지문 인식은 방식에 따라 광학식, 초음파식, 정전식으로 나뉜다. 이 중에서 정전식 지문 센서는 정확도가 높고 화면 전체에 지문 인식 기능을 구현할 수 있다는 장점이 있다. 또 광학식에 비해 얇게, 초음파식에 비해 간단한 구조로 싸게 만들 수 있다.

 

온도와 압력, 지문을 동시에 감지할 수 있는 유연한 ‘투명 지문 센서’. 손가락을 지문 센서에 접촉시키면 실시간으로 온도와 압력, 지문의 패턴에 따른 전압 변화를 측정할 수 있다. 아래 그래프에 지문, 압력, 온도 값이 동시에 나타난다. /UNIST 제공.

그러나 기존 정전식 지문 센서는 수백kHz 이하의 낮은 주파수 대역과 수V 이상의 높은 전압에서만 구동됐다. 지문 센서를 만드는 투명전극의 전도도가 낮았기 때문이다. 연구논문의 제1저자인 안병완 UNIST 신소재공학부 석박사통합과정 연구원은 “200kHz 이하의 낮은 주파수 대역에서는 디스플레이에서 나오는 ‘노이즈(noise)’도 존재한다”며 “이런 신호들이 뒤섞이면 지문 인식의 정확도가 떨어지기 때문에 정전식 지문 센서의 상용화가 어려웠다”고 설명했다.

박장웅·변영재 교수 연구팀은 디스플레이 지문 인식에 적용하는 투명전극의 전도도를 높이기 위해 전도성이 좋은 은 나노섬유와 전도성이 낮지만 촘촘한 구조로 만들 수 있는 은 나노와이어를 결합했다. 두 재료의 장점을 극대화한 투명 전극을 만든 것이다.

왼쪽부터 변영재 교수, 지상윤 연구원, 안병완 연구원, 박장웅 교수. /UNIST 제공.
연구진이 개발한 투명 전극으로 제작한 지문 센서는 기존 투명 전극에 비해 민감도가 17배 가량 높아졌다. 또 1MHz의 고주파수 대역에서, 1V 정도의 낮은 전압에서도 구동 가능했다. 투명전극의 전도도가 높아진 덕분에 성능이 크게 향상된 것이다.

연구진은 이 지문 센서에 온도와 압력을 측정하는 센서를 추가했고, 세가지 측정값을 동시에 처리하는 측정 시스템도 개발했다. 그 결과 센서에 접촉할 때 압력과 체온까지 따져 위조지문과 실제 사람의 지문을 구별하는 데도 성공했다.

박장웅 UNIST 교수는 “이번에 개발한 ‘투명하고 유연한 지문 센서’는 정전식 지문 인식의 문제점을 해결한 기술이라는 점에서 의미가 있다”이라며 “상용화된 디스플레이뿐 아니라 유연한(flexible) 차세대 디스플레이가 쓰이는 다양한 기기의 보안성 강화에 기여할 것”이라고 전망했다.

[김민수 기자 reborn@chosunbiz.com]

출처 : 조선비즈(http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=shm&sid1=105&oid=366&aid=0000409962)