手機屏幕的任何地方都能進行身份識別？韓國創(chuàng)出新型透明柔性指紋傳感器

指紋傳感器是電子設(shè)備實現(xiàn)指紋自動采集的關(guān)鍵器件。其需要在一顆不足0.5平方厘米的晶片表面集成10000個以上的半導體傳感單元，因此盡管指紋采集現(xiàn)在已很常見，但指紋傳感器的制造仍屬于一項綜合性強、技術(shù)復雜度高、制造工藝難的高新技術(shù)。

隨著智能手機解鎖和交易等對指紋識別的應用需求增多，智能手機廠商爭先恐后地在智能手機Home鍵上添加指紋識別功能。為了擴大智能手機的屏占比，屏下指紋識別技術(shù)受到廣泛關(guān)注。

屏下指紋識別是將手指觸摸在屏幕上就可進行指紋識別的技術(shù)。根據(jù)指紋識別的方式可分為光學式，超聲波式和電容式三種。光學式和超聲波指紋傳感器被應用于顯示屏上的案例已經(jīng)公開了不少。電容式指紋傳感器具備精確度高，可實現(xiàn)屏幕整體指紋識別的功能。并且比光學式更薄，與超聲波式相比結(jié)構(gòu)簡單，成本更低。但是因為制作指紋傳感器的透明電極的傳導度低，目前的電容式指紋傳感器只能在低頻帶和高電壓下才能驅(qū)動。

日發(fā)，英國《自然·通訊》（Nature Communications）雜志近表了一項材料科學新突破：韓國科學家團隊用超長銀納米纖維和純銀納米線組成的隨機混合網(wǎng)絡納米結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造出新型透明電極，進而產(chǎn)生一種透明的指紋傳感器。在智能手機屏幕上的演示表明，這種傳感器可以讓用戶將手指放在屏幕的任何位置進行身份識別，而不需要使用指紋激活按鈕。

消費電子市場一直大力追求透明的指紋傳感器。不過，現(xiàn)階段的技術(shù)受限于關(guān)鍵性的設(shè)計限制，比如需要開發(fā)出具有光傳輸和電子導電功能高的透明電極。而此次，科學家終于推出了制造智能手機的指紋傳感器陣列，這些陣列可以同步檢測觸覺壓力和手指皮膚溫度。

韓國蔚山國立科技研究所科學家團隊設(shè)計了一種新方法，來制造柔性透明的多功能傳感器陣列。該設(shè)計的秘訣在于根據(jù)由超長銀納米纖維和純銀納米線組成的隨機混合網(wǎng)絡納米結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造出新型透明電極。銀納米纖維雖然比較稀疏但是傳導性好，銀納米線雖然傳導性差但是比較緊致。集兩者優(yōu)點的“銀納米纖維-銀納米線混合透明電極”具有傳導性好，便于維持的特性。這種混合網(wǎng)絡表現(xiàn)出較高的光傳輸力和低電阻，極耐機械彎折，將其融入指紋傳感器陣列后，就得到一個高分辨率裝置，能夠準確可靠地檢測觸摸條件下指紋的脊谷區(qū)域。

研究團隊用混合透明電極制成了比目前的靈敏度提升17倍的指紋傳感器。該指紋傳感器即使在1MHz的高頻段下1V的低電壓也能驅(qū)動。因為透明電極的傳導性高，性能有了很大的提升。

研究團隊將指紋傳感器陣列、壓敏晶體管和溫度傳感器集成至智能手機顯示屏，開發(fā)了可同時處理三個測定值的測定系統(tǒng)。接觸該傳感器時，可以根據(jù)壓力和體溫的不同，識別出偽造指紋和真人指紋。展示了這項新技術(shù)在移動設(shè)備上的可應用性。這也意味著，這種傳感器有望在未來取代指紋激活按鈕。

研究團隊成員Park Jangwoong教授稱“此次開發(fā)的透明柔性指紋傳感器在解決電容式指紋識別的問題點方面具有重大意義。不僅將能顯示屏的商用化上應用，而且將對使用柔性新一代顯示屏的各種設(shè)備的保安性能強化上作出貢獻?！?/p>

手機迭代升級的速度太快，快到讓人難以記起幾年前的它，更難以想象幾年后的它。如今我們對手機指紋解鎖、指紋支付習以為常，簡直都忘了曾經(jīng)每天輸入密碼千百遍。這種“進化”還在繼續(xù)：新上市的全面屏手機，正在用屏下指紋識別替代指紋識別鍵，只是指紋采集的位置依然固定。也許再過幾年，隨意觸摸手機任何位置都能解鎖。但愿那時，你還記得它曾經(jīng)有個指紋識別鍵。