[The Korea Industry Post (kipost.net)] 삼성전자가 내년 초 출시할 ‘갤럭시S8(가칭)’에 광학식 지문인식 기술을 적용한다. 단종된 ‘갤럭시노트7’까지 적용된 정전식 지문인식 기술이 손 끝의 정전기를 흡수해 지문을 뜨는 방식이라면, 광학식은 빛에 반사된 지문 형상을 인식하는 기술이다.
광학식은 기존 정전식에 비해 모듈을 구성하는 부품 수가 많고 크기도 거대해 그동안 스마트폰에는 실제 적용된 적이 없다. 이 때문에 삼성전자가 갤럭시S8에 어떻게 광학식 지문인식 모듈을 장착할 지 관심이 모인다.
정전식은 적용 연기, 광학식으로 낙점
당초 삼성전자는 정전식과 광학식 모두를 갤럭시S8용 지문인식 기술로 검토했다. 최근 정전식은 갤럭시S8에는 적용하지 않기로 결정했는데 이유는 디스플레이 일체형 지문인식 기술의 신뢰성 때문이다.
갤럭시S8는 홈버튼을 없애는 대신 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이가 기기 아래쪽까지 확장된 형태다. 이를 위해 홈버튼 상에 구현했던 지문인식 센서를 OLED에 내재화 해야 한다.
이를 정전식으로 구현하려면 커버유리의 특정 부분을 얆게 깎아 내고, 그 부분에 지문인식 센서를 패터닝하면 된다. 문제는 커버유리를 많이 깎으면 내구성이 약해지고, 조금만 깎으면 지문인식률이 떨어진다는 점이다. 특히 삼성전자는 화면 세로 3cm 전체를 지문인식 영역으로 만들 계획인데, 광범위한 부분을 얇게 깎으면 커버유리가 작은 충격에도 쉽게 깨진다.
이에 비해 삼성전자가 최종 낙점한 광학식은 커버유리를 깎을 필요가 없다. 정전식이 3차원(3D) 이미지를 인식하는 것과 달리 광학식은 2차원(2D) 이미지로 인식, 보안성이 낮지만 이는 홍채인식 기술로 보완하면 된다.
Electro-Optical 기술 적용할 듯
▲일반적인 광학식 지문인식 모듈(위)의 구조. 역삼각형 프리즘에 지문을 찍는 방식이기 때문에 프리즘을 설치할 공간이 확보되어야 한다. 아래 방식처럼 프리즘 시트로 대체하면 공간이 줄어들지만 역시 빛이 꺾이는 공간을 마련하려면 스마트폰에 적용하는 것은 무리다. /KIPOST
문제는 광학식 지문인식 모듈의 부피다. 광학식 지문인식 모듈은 광원⋅프리즘⋅집광렌즈⋅센서가 한 세트로 모두 들어가야 한다. 광원에서 나온 빛이 프리즘에 비친 지문을 반사시켜 렌즈를 거쳐 센서로 들어가는 원리 때문이다.
프리즘은 사람 지문이 찍힐 만큼 면적이 넓어야 하는데, 이를 반사시켜주기 위해서는 그 만큼 부피감이 큰 프리즘을 서야 한다. 우리가 광학식 지문인식 모듈을 현금인출기⋅출입문 등 큰 기기에서만 볼 수 있는 이유다. 따라서 일반적인 광학식 지문인식 모듈이 갤럭시S8에 들어갈 가능성은 없다.
현재 스마트폰에 적용할 수 있을 만큼 경박단소(輕薄短小)화 할 수 있는 광학식 지문인식 기술은 전기광학(Electro-Optical) 방식이다. 이는 빛을 이용해 지문 형상을 떠오는 점이 기존 광학식과 비슷하지만, 이를 인식하는 방법이 다르다. 빛에너지를 전기에너지로 바꿔주는 포토다이오드를 이용해 지문 형상을 인식한다.
포토다이오드는 응답속도가 빠르고 감도 파장이 넓다. 주로 CD플레이어나 화재경보기, TV 리모컨 수신부 등에 사용됐다. 빛의 세기를 정확하게 측정하기 위한 계측기 등에도 사용돼 지문인식용 센서로 적합하다. OLED에서 특정 파장의 빛을 지문을 향해 쏘아 주면 지문에 맞고 반사된 빛이 포토다이오드에 흡수돼 지문을 인식한다.
▲전기광학식 지문인식 모듈의 구조. OLED 후면에 설치된 포토다이오드가 지문 형상을 인식하는 방식이다. /KIPOST
다만 포토다이오드를 디스플레이 내 어느 층에 위치시킬지에 대한 문제가 남는다. 통상 전기광학식 지문인식 모듈에서 포토다이오드는 광원 뒤에 위치하는데, OLED 모듈 뒤에 포토다이오드를 설치해도 지문을 정확하게 인식할 수 있을지가 관건이다. OLED 모듈 내에는 저온폴리실리콘(LTPS) 층과 유기물 등이 복잡하게 엮여 있다. OLED 하판은 노란색 폴리이미드(PI)가 사용되는데, 투명도가 낮아 포토다이오드가 빛을 충분히 흡수할 수 있을지도 미지수다.
업계 관계자는 “삼성전자는 광학식 지문인식 기술을 적용한다는 원칙을 정해놓고 신뢰성 테스트를 진행하고 있다”며 “화면 아래 3cm 영역을 모두 지문인식이 가능하게 하기위해서는 광학식 기술이 필수”라고 말했다.