指纹技术重大突破!透明度最高的大面积光学指纹传感器问世

你的爱车或自动取款机（ATM）能通过指纹识别你吗？来自比利时微电子研究中心（IMEC）和荷兰应用科学组织（TNO）的开放式创新计划，霍尔斯特中心（Holst Center）的研究人员近日开发了一种新型大面积光学指纹传感器，其透明度超过70%，非常适合集成在液晶（LCD）显示器上。该新型传感器已于由国际信息显示学会（SID）举办的2019年美国国际显示展览会（Display Week 2019）上首次公开展示，并能够使更广泛的显示应用程序纳入生物识别安全领域。

将指纹扫描仪集成到显示器中的想法在智能手机中越来越普遍。这些应用采用的方式是将传感器放置在透明有机发光二极管（OLED）阵列下，该阵列可同时充当指纹识别的显示器以及光源。然而，在例如汽车、公共交通系统和提款机中使用的液晶显示器并不透明，并且需要背光灯，因此不适合使用屏下指纹识别传感器。相反，指纹识别传感器放置在显示器上方，这意味着透明度的要求非常高，以便人们仍然可以看到显示器。

该新型传感器在可见光区域透明度为70%，是迄今为止透明度最高的大面积光学指纹传感器。它主要基于霍尔斯特中心首创的有机光电二极管（OPD）、薄膜阻挡层和氧化物薄膜晶体管（TFT）等器件的成熟组合。为了实现高透明度，该团队使用光刻技术对每个像素区内的光电二极管层进行图案化，从而形成光敏材料的微观岛。

透明传感器以较小的暗电流提供高分辨率和高动态范围，即使在弱光条件下也能确保出色的灵敏度。同时，它还支持大面积指纹识别，例如一次性识别掌纹或四个指纹。这种大面积识别和精准度的结合使其达到了联邦调查局（FBI）最严格的身份识别标准：FAP 60。

它还允许传感器作为文件扫描仪工作，例如允许单个系统读取护照和指纹，并且还能够提供用户指导。此外，该新型传感器可以与液晶显示屏中常用的高度透明电容式触摸屏结合使用，实现同步触控和生物识别功能。

“将生物传感器集成到显示器中，可以让显示器更好地指导人们如何使用该系统以及准确放置手的位置。这有助于例如海关中的身份识别更加可靠和快捷。”霍尔斯特中心项目经理Hylke Akkerman表示，“我们的图案像素化设计确保了高透明度，并与现有的平板显示器生产工艺完全兼容，因此保证了该传感器与广泛使用的液晶显示器的集成在技术上的可行性，并且成本效益高。”

与霍尔斯特中心以前所研发的指纹传感器一样，透明传感器也能够在活体检测时通过识别指纹检测心跳。光电二极管化学性质的改变将使传感器能够在近红外条件下工作，以检测手背静脉图像，从而提供验证身份的其它方法。

霍尔斯特中心将在有效面积为92.4mm x 110.9mm的示范机上演示该透明传感器技术。