유기 광센서 신기술 적용해 전면 인식 가능
기존 양산 공정에서 쉽게 활용...조기 상용화 기대

포항공대 김주희 연구원이 지문인식 센서 성능을 점검하고 있다

국내 연구진이 두께를 대폭 줄이고 인식 범위를 전면으로 넓힌 지문 센서를 개발했다. 소재를 구하기 쉽고 기존 제조 공정을 그대로 활용할 수 있어 상용화에 유리할 것으로 보인다.

한국전자통신연구원(ETRI·원장 김명준)은 포항공과대학교(POSTECH) 및 전자부품제조기업인 클랩(CLAP)과 함께 유기물과 빛을 보다 효과적으로 활용할 수 있는 전극 구조를 만들어 이처럼 성능을 크게 개선한 지문 인식 센서를 개발했다고 30일 밝혔다. 

이번 개발 성과는 영국왕립화학회(The Royal Society of Chemistry)가 발행하는 재료공학 분야의 국제 학술지 '머티리얼즈 호라이즌스'에 등재됐다. 국제적으로 우수성을 인정받은 것이다.

생체 인식 기술은 비밀번호나 공인인증서와 달리 고유한 신체 특징을 활용하기 때문에 상대적으로 보안성이 높다. 그 중에서도 지문 인식 기술은 사용 거부감이 적고 인식 속도가 빨라 ATM, 스마트폰 등 적용 분야가 빠르게 늘어나고 있다. 지문인식은 주로 손에 빛을 쏘면 지문 굴곡으로 인해 달라지는 음영을 센서로 수집해 이미지를 추출하는 방식으로 이뤄진다. 

이런 방식의 장치는 크게 광센서와 산화물 박막트랜지스터 어레이로 구성된다. 광센서는 빛의 음영을 전기에너지로 변환하고 산화물 박막트랜지스터 어레이는 전기에너지를 활용해 지문 이미지로 추출하는 역할을 한다. 

ETRI와 포항공대 연구진이 함께 개발한 지문인식 센서(top-view)

기존 광센서는 주로 실리콘을 사용해 만들지만 연구진은 비스플루로페닐 아자이드(Bis(Fluorophenyl azide))라는 물질을 도핑한 유기물을 사용해 혁신을 이뤘다. 

유기물은 실리콘보다 광 흡수능력이 크기 때문에 실리콘보다 작은 두께로도 광센서를 만들 수 있다. 또 실리콘은 흡수할 수 있는 빛을 파장대별로 구별하기 위해서 컬러 필터를 추가해야 하지만 유기물은 그러할 필요가 없다. 덕분에 두께를 대폭 줄이면서 센서 모듈 부피를 작게 할 수 있을 뿐 아니라 소자 간섭도 줄일 수 있어 필름형 지문센서 제작에 유리하다.

연구진은 몰리브덴 산화물/금/몰리브덴 산화물로 구성된 3중층 상부전극을 개발해 빛을 위에서 받는 형태로 광센서를 만들었다. 빛을 아래서 받는 기존 방식보다 두께를 줄이고 빛을 많이 받을 수 있는 구조를 만든 셈이다.

이 기술을 적용하면 지문 센서를 만드는 데 필요한 부피를 대폭 줄이면서도 높은 성능을 유지할 수 있다. 화면 일부가 아니 전면에서 지문인식 기능을 부여하는 등 다양한 활용도 가능하다. 

더구나 기존에 널리 쓰이는 제조공정을 사용해 제작할 수 있어 양산에도 빨리 적용할 수 있는 것으로 평가된다.

박영삼 ETRI 책임연구원은 "지문인식 센서가 실질적으로 쓰일 수 있도록 상용화를 염두에 두고 개발을 진행했다"며 "이번에 개발한 고성능 필름형 지문센서를 휴대폰, 노트북, ATM 등 다양한 산업현장에 적용해 누구나 쉽고 안전한 인증하기를 바란다"고 말했다.

포스텍 정대성 교수는“휴대용 전자기기 전면에 도입될 수 있는 프린팅 기반 지문인식 센서는 현재 모든 전자회사들의 초미의 관심사다. 본 기술이 접목되어 다양한 혁신을 이룰 수 있기를 바란다.”고 말혔다.

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