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Jul 07, 2023

量子ドット光下での生体認証セキュリティ強化

Scientific Reports volume 13、記事番号: 794 (2023) この記事を引用

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1 引用

15 オルトメトリック

メトリクスの詳細

量子ドット発光ダイオード(QLED)ディスプレイ下での指紋画像検出と皮膚温度変化センシングに基づく二重認識を使用して、生体認証のセキュリティを向上させました。 QLED は、半値全幅が狭いため、指紋認識などのパターンのコントラスト分類の点で有機発光ダイオード (OLED) よりも有利です。 この研究では、QLED の上部から散乱光、透過光、反射光が捕捉され、OLED のエレクトロルミネセンス スペクトルが維持されるのに対し、QLED のエレクトロルミネッセンス スペクトルは維持されるため、デジタル輝度が OLED と比較して 25% 向上しました。生成されたノイズピークによって歪みが発生しました。 人間の指紋を検出するために、市販のスマートフォンの実際の配線構造を模倣した、最大数十マイクロメートルのサイズの開口部を 8 つ備えた QLED が実装されました。 温度センサーとして還元酸化グラフェンを使用した QLED は、指に触れると瞬時に温度変化を検出し、人体の温度に基づいて 2% の温度応答を示しました。 ただし、紙に印刷されたなりすまし指紋の場合、温度変化は 0.1% 未満でした。 このように本研究では、マイクロメートルサイズの開口部を備えた光学系を用いた画像センシングによる指紋認識と、QLEDディスプレイ下での皮膚温度検出により、生体認証のセキュリティを強化することに成功した。

近年、モバイル端末を利用した金融取引やオンラインショッピングが飛躍的に増加しています1,2,3。その優れたセキュリティと利便性により、モバイル端末における生体認証の重要性が高まっています4,5,6。サムスンなどの量産スマートフォン2020 年に発売された Galaxy では、画面に光学式指紋認証が使用されています 7,8。スマートフォンでの金融取引やショッピングでは、指紋のなりすましや偽造を防ぐために、セキュリティ番号や指紋などの認証技術が必要です。9,10 ただし、認証方法のみを使用しています。 11 この問題に対処するには、画像と温度センシングの二重生体認証により、スマートフォンの認証セキュリティが向上すると期待されています。

有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイは、広い色域、高いコントラスト比、速い応答時間、柔軟性などの優れた性能により、モバイルスマートフォンのメインディスプレイパネルとして使用されています12、13、14、15。 ,16 ただし、OLED のエレクトロルミネッセンス (EL) スペクトルの半値全幅 (FWHM) は広いため、皮膚の反射率に基づく指紋認識に適切な光源としては欠陥があります。 これは、FWHM が広い EL スペクトルは、光源が人間の皮膚と相互作用すると簡単に変化する可能性があるためです。17 無機発光ダイオード (LED) の FWHM は非常に狭いです。 しかし、モバイルスマートフォン用に、カラーフィルターなしで自発光型の無機LEDベースのディスプレイを製造することは困難です。 代替として、量子ドット発光ダイオード (QLED) は、OLED と同じメリットを提供し、非常に狭い半値幅も備えています 18,19,20。QLED 光源を使用すると、指からの散乱後でもより鮮明な指紋データを取得できます。 、それにより指紋検知の精度が向上します。 しかし、これまでのところ、QLED 光源に基づく指紋認識を調査した研究はほんのわずかです。 還元酸化グラフェン (rGO) は、その高い導電性と溶液加工性により大きな注目を集めています 21,22,23。 さらに、rGO は、補足情報の表 S1 に示すように、温度変化に対する感度が高く、応答速度が速いため、 rGO は、代表的な温度センサーとして広く使用されている白金、金、銀と比較して低コストで製造されます 24,25,26。したがって、rGO は温度センサー用途に有効な材料となり得ます。27

ここでは、指紋画像検出と温度変化センシングによる QLED を使用した生体認証の改善について報告します。 緑色 QLED から生成された光は、指の皮膚で散乱および反射された後、最大数十マイクロメートルのサイズの 8 つの開口部を備えた光学システムを通過した後、カメラによって捕捉されました。 緑色 QLED の場合にキャプチャされた画像は、緑色 OLED の場合よりも鮮明でした。 さらに、rGO 温度センサーを使用して、指のタッチによる温度変化を検出しました。 rGO 薄膜の抵抗は人間の指の温度によって変化し、rGO 温度センサーは抵抗の変化を検出することで本物の人間の指紋と偽の指紋を区別できます。 このように、指紋画像検出と温度変化センシングを同時に採用することで、認証のセキュリティを大幅に高めることができます。

図1aに示すように、rGO抵抗は15℃および60℃でそれぞれ205kΩおよび123kΩと測定されました。 温度応答は次のように計算されました。

ここで、Ri と R はそれぞれ初期抵抗と特定の温度での抵抗です。22 (1) に基づいて、製造された rGO センサーは抵抗の変化とともに 40% の温度応答を示しました。 図1bに示すように、温度チャンバー内で12時間、0.25℃/時間の速度で温度を定期的に変更しました。 抵抗変化は、1 °C の変化でも再現可能な温度変化率を示しました。 温度変化率も0.5%以内で安定した結果が得られました。

(a) 15 ~ 60 °C の温度スイープに対する rGO の抵抗変化と温度応答。 (b) 1 °C の温度変化に対する rGO の温度応答と長期安定性。

図 2a に示すように、ディスプレイ パネルとカメラの間のギャップは約 2 mm であったため、焦点距離を減少させるピンホール効果にアパーチャが使用されました。28 図 2b のフォトマスク上に作製された 270 μm の正方形のターゲットは、図2c、dに示すように、60μm×200μmのマイクロサイズのアパーチャと8つの10μm×10μmのマイクロサイズのアパーチャの2種類のアパーチャを通過し、光(最大緑色輝度:381.5cd/m2)を使用しました。市販のOLEDスマートフォン。 取得した画像ファイルは、補足情報の図S1に示すように、社内でコーディングされたPythonプログラミング言語を使用してデジタル値に直接変換されました。 デジタル輝度値の分散 ΔL は次のように計算されました。

ここで、Li と L は、それぞれ特定の位置の初期輝度とデジタル輝度値です。 1 つの大きな開口に基づいて得られた画像は、市販の OLED の各緑色サブピクセルを示す十分にぼやけのない画像でした。 さらに、図2eに示すように、中央の正方形によって取得されたパターンも鋭いエッジを示しました。 (2)に従って、大きな開口を通過するターゲット形状は86%の輝度デジタル値の分散を示しましたが、図2eに示すように、いくつかの小さな開口を通過するターゲット形状は61%の輝度デジタル値の分散を示しました。 f、それぞれ。 ただし、いくつかの小さな開口部の場合、OLED の緑色のサブピクセルがぼやけて光の総量が不足しましたが、デジタル輝度値を使用して中央の正方形のパターンを区別できました。

(a) 市販の OLED スマートフォンからの緑色光を使用したマイクロサイズの開口フォトマスク構造。 (b) 270 μm 正方形のパターンによる実際のターゲット形状。 (c) 60 μm × 200 μm のマイクロサイズの開口部と光学顕微鏡による実際のパターン。 (d) 8 つの 10 µm × 10 µm のマイクロサイズの開口と光学顕微鏡による実際のパターン。 (e) 60 μm × 200 μm のマイクロサイズの開口、スケール バー: 200 μm で撮影された画像と、撮影された画像のデジタル断面線輝度値。 (f) 合計 8 つの 10 μm × 10 μm 開口部、スケール バー: 200 μm、およびデジタル断面線輝度値を使用してキャプチャされた画像。

量産型スマートフォンでは、赤、緑、青の画素を除き、駆動用のメタル配線やタッチセンサーパネルの配線が高密度に形成されています。 スマートフォンの一般的な OLED ディスプレイ パネルでは、図 3a、b の黄色の円内の白い領域の透明な部分は、ピクセルあたりわずか数十平方マイクロメートルしかカバーしません。 一般的なスマートフォンの断面領域では、図3bに示すように、上下の数層の不透明層を通過する透明領域が任意に形成されています。 図3c、dに示すように、最上層はサブピクセルを送信機および受信機の金属メッシュパターンで囲むことによって形成され、その結果タッチを感知すると静電容量が変化します。 図3eに示すように、タッチセンサーパネルの下では、ピクセル表示層が赤、緑、青のピクセル用にパターン化されています。 図3fに示すように、エレクトロルミネセンス画素電源(ELVDD)、エレクトロルミネセンス接地電源(ELVSS)、データ、発光画素のトランジスタ電極線の電気配線および駆動配線が、画素表示層の下層に形成されます。 。 図 3g は、市販のスマートフォンの OLED ディスプレイ画面のピクセル画像を示しています。 ただし、市販のスマートフォン ディスプレイの重なっていない領域でも、不動態化層とディスプレイ パネルを保護する保護フィルムのせいで、顕微鏡で見ると黒く見えます。 したがって、表示画面上で指紋検知を実行するには、図3bに示すように、表示画面の下の保護フィルムの不透明領域をパターン化するか、除去する必要があります。 市販のスマートフォンの構造上、スマートフォンの表示パネルには10μm×10μm以下の透明な穴が数個しか開けられません。 したがって、実際のスマートフォン用途の表示パネルでは、大きな開口部を1つ使用するよりも、10μmサイズの開口部を複数使用する方が有利となります。

貫通したマイクロサイズのホールパターンのスタック構造の概略図。 (a) いくつかの貫通したマイクロサイズの穴を持つ結合層。 (b) スマートフォンの積層構造の断面図。 (c) タッチメタルセンサーパネルの概略図。 (d) サブピクセルの周囲に沿って整列したタッチ センサーの金属線の光学顕微鏡画像 (黄色の矢印)、スケール バー: 20 μm。 (e) 赤、緑、青のサブピクセルを持つレイヤーを表示します。 (f) 金属線層を駆動します。 (g) ピクセル表示層と駆動金属線層を組み合わせた層の光学顕微鏡画像、スケールバー: 20 μm。

図4a、bに示すように、緑色OLEDとQLEDはスタック構造として製造されました。 緑色 OLED は、アノードとして酸化インジウムスズ (ITO)、正孔注入層 (HIL) として 1,4,5,8,9,11-ヘキサアザトリフェニレン ヘキサカルボニトリル (HAT-CN)、1,1-Bis(正孔輸送層(HTL)としての(ジ-4-トリルアミノ)フェニル)シクロヘキサン(TAPC)、電子ブロック層としての4,4',4”-トリ(N-カルバゾリル)トリフェニルアミン(TcTa)、2、緑色燐光発光層 (EML) としてトリス(2-フェニルピリジン)イリジウム(III) (Ir(ppy)3) をドープした 6-ビス(3-(カルバゾール-9-イル)フェニル)ピリジン (26DCzPPy)、トリス(電子輸送層 (ETL) として 3-(3-ピリジル)メシチル)ボラン (3TPYMB)、電子注入層としてリチウム (Li) ドープ 3TPYMB およびフッ化リチウム (LiF)、およびアルミニウム (Al) を使用陰極。 緑色 QLED は、カソードとして ITO、ETL として酸化亜鉛 (ZnO) ナノ粒子 (NP)、緑色 EML として緑色量子ドット (QD)、HTL として TcTa、HIL として MoO3、および銀 (Ag) で構成されていました。陽極。

(a) OLED と (b) QLED のデバイス構造。 (c) 緑色 OLED および QLED の正規化された EL スペクトル。 (d) 人間の指なし (w/o) および人間の指あり (w/) の OLED および QLED の EL スペクトルの CIE 1931 色座標。 (e) OLED および (f) 人間の指なしおよびありの QLED の正規化された EL スペクトル。

図4cは、同じ電圧6Vで作製した緑色OLEDおよびQLEDの正規化ELスペクトルを示しています。OLEDおよびQLEDの主発光ピークとFWHMは、それぞれ515nm、63nm、532nm、33nmです。 QLED の FWHM は OLED の FWHM より 30 nm 狭いです。 図4dに示すように、国際照明委員会(CIE)1931年のOLEDとQLEDの色座標は、それぞれ(0.287、0.640)と(0.212、0.742)です。 OLEDおよびQLEDからの緑色光を人間の指に照射した後、OLEDおよびQLEDのELスペクトルの反射光を測定し、波長の変化を調べました。 OLED と QLED の EL スペクトルの CIE 1931 色座標は、それぞれ (0.326、0.603) と (0.234、0.705) でした。 したがって、OLED と QLED の CIE 座標の変化はそれぞれ 0.0537 と 0.0430 で、指を使用したときの OLED の CIE 座標の変化が QLED の変化より 24.8% 大きかったことを明確に示しています。

OLEDの主な発光ピークは維持されましたが、図4eに示すように、554 nmのショルダーピークと599 nmの長波長ピークが現れました。 ただし、図4fに示すように、指の反射後のQLEDの主なELスペクトルは同じままでした。 光散乱により、QLED では 600 ~ 780 nm の幅広い発光が現れましたが 29、その強度は非常に低かったです。 光は、可視領域のヘモグロビンやメラニンなどのさまざまな皮膚発色団に吸収され、顕微鏡レベルでの屈折率変動により散乱されます30。 光の拡散反射率は、皮膚内のヘモグロビンやメラニンの量に応じて変化します。人間の指紋の形状と組織の屈折率の変化量。 言い換えれば、OLED または QLED の光が人間の指から反射された後、特定の波長の光がヘモグロビンやメラニンから吸収され、一部は散乱されるため、スペクトルが変化する可能性があります。 たとえば、補足情報の図S2に示すように、オキシヘモグロビンは約542 nmと578 nmの波長で高い吸収を持ちます。 この波長領域の強い吸収により、OLEDスペクトルでは540 nmおよび580 nm付近の光強度が減少し、その結果、図4eの599 nmにショルダーピークが生じます。 QLEDの場合、OLEDに比べてQLEDのFWHMが狭いため、QLEDのELスペクトルとオキシヘモグロビンの吸収スペクトルとの重なり部分が小さくなり、比較的安定した反射ELスペクトルが得られました。 人間の皮膚の拡散反射スペクトルを使用して、OLED と QLED EL の反射スペクトルを計算しました 31。 補足情報の図 S3 に示すように、OLED EL の反射スペクトルは、メラニン濃度が異なる人間の皮膚に応じて劇的に変化しました。 一方、QLED ELの反射スペクトルは、人の肌質に関係なくほとんど変化しませんでした。 この結果は、QLED が OLED よりも安定した反射 EL スペクトルを有しており、したがって指紋認識用の光源として有用である可能性があることを示唆しています。

OLEDとQLEDの緑色スペクトルの特性の違いによるパターンのぼやけの程度を調べるために、図に示すように、8つの10μm×10μmのマイクロサイズの開口を積層構造にして微細パターンを取得する実験を実施しました。図5a。 OLED と QLED は異なる EL スペクトルを示しましたが、散乱した OLED と QLED の緑色光を捕捉するために同じターゲット パターンが使用されました。 撮影された画像では、図5b、cに示すように、中心の長方形のパターンが光を透過できないため暗くなり、QLEDのコントラスト比がOLEDのコントラスト比よりも大きくなりました。 さらに、(2) に従って、QLED の取得画像のデジタル画像値は 64% に変化しましたが、OLED の最大輝度に対する最小輝度の比率は 39% でした。 したがって、QLEDの場合、OLEDの場合に比べて、輝度の変化が大きく、パターンのエッジ間のぼけが発生しにくいことが分かった。

OLEDおよびQLEDの緑色スペクトルにおけるパターンのぼやけの度合い。 (a) OLED または QLED 緑色光の下での直接照明用の​​ 8 つの 10 μm × 10 μm 開口部を備えたデバイス構造。 (b) OLED および (c) 直接ディスプレイ ピクセル照射下の QLED 緑色光画像、スケール バー: 200 μm。 OLED および QLED の緑色光のキャプチャ画像の断面デジタル ライン輝度値。

一般に、市販のスマートフォンには OLED を駆動するためのさまざまな配線があります 32,33,34。ピクセルと位置合わせされたタッチ センサー パネルにも数マイクロメートルのサイズの金属メッシュ ラインが存在します。35 直接光の放射はありませんでした。 、図6aに示すように。 人間の指の皮膚を透過した間接的な反射光のみが観察されました。 その後、それは散乱し、再び現れました。 QLED の上面図では、乾燥剤のせいで暗く見える領域がすでに多くありましたが、図に示すように、rGO はピクセルの背面に整列し、そこに酸化グラフェン (GO) が Kapton® テープのガイドによってパターン化されました。 .6b. 図6cは、図6dに示す発光領域を下から見た画像と、実際の緑色発光QLEDの画像を示しています。

マイクロサイズの開口部に光を通過させた後に得られる指紋画像と温度変化。 (a) rGO 温度センサーを備えた QLED の上面図。 (b) 実際の QLED の上面図、スケール バー: 2 mm。 (c) QLED の底面図。 (d) QLED の緑色発光底面の画像、スケール バー: 2 mm。 (e) 8 つの 10 μm × 10 μm 開口部と人間の指のタッチによる反射光および散乱光用の rGO 温度センサーを備えた QLED のデバイス構造。 (f) 暗室内で指紋なしで撮影された画像、スケール バー: 200 μm。 (g) QLED 緑色光で紙に印刷されたなりすまし指紋のキャプチャ画像、スケール バー: 200 μm。 (h) QLED 緑色光でキャプチャされた人間の指紋の画像、スケール バー: 200 μm。 (i) 暗室内での指紋のない断面のデジタル緑色輝度値。 (j) 紙に印刷されたなりすまし指紋が付いた断面のデジタル緑色輝度値。 (k) 人間の指紋を使用した断面のデジタル緑色輝度値。 (l) 暗室内での指紋のない温度応答。 (m) 紙に印刷されたなりすまし指紋による温度応答。 (n) 人間の指の接触に応じた温度応答。

図6eに示すように、組み合わせたワイヤ間のマイクロサイズの開口部を通過した後、カメラを使用して指紋を取得できるかどうかを調査しました。 人間の指に QLED の緑色光が照射されると、指の皮膚に入った光は散乱され、散乱により光の一部が全方向に出てきます 36。図6fに示すように、×10μmの開口部で、暗室内でカメラを使用して画像を取得しました。 撮影された画像では、QLED ライトの底面で指が上がっていないため、暗い状態が示されています。 さらに、図6gに示すように、指紋の形状は紙に印刷された偽造指紋に基づいて決定されました。 紙に印刷されたなりすまし指紋は、デジタル画像のレベルの高低を示し、区別することができました。 図6hに示すように、実際の人間の指紋の皮膚からの散乱光から、比較的低いコントラスト比を有する指紋の山と谷が得られました。 実際の人間の指紋では、デジタル画像のコントラストは低かったものの、山と谷の間で輝度の変動が確認できました。 指紋の山と谷の画像もOLED光源を使用して取得されましたが、補足情報の図S4に示すように、QLEDのコントラスト比と比較してコントラスト比が低くなります。 その結果、紙に印刷された偽造指紋の場合、コントラスト比の差が顕著であるため、実際の人間の指紋よりも鮮明な画像が得られました。

図6iに示すように、暗室で指が入っていない状態で撮影された画像の断面デジタル緑色輝度値は、無視できる程度のQLED光を反射しました。 したがって、デジタル輝度値は比較的低かった。 図に示すように、紙に印刷されたなりすまし指紋を含む撮影画像の断面デジタル緑色輝度値は、(2) に従って、隣接する山と谷内の最高値と最低値の間で 34% のデジタル輝度値の分散を示しました。 .6j。 一方、実際の人間の指紋を用いて得られた断面デジタル緑色輝度値は、図6kに示すように13%のデジタル輝度値分散を示し、不鮮明な指紋画像が検出されたことを示した。

図6lに示すように、反射光のない暗室環境では低温変動が観察されました。 同様に、図 6m に示すように、紙に印刷されたなりすまし指紋の温度応答は 0.1% 未満に変化しました。 ただし、実際の人間の指による接触では、2% の温度応答が得られました。 温度応答が 0.5% の場合、補足情報の図 S5 に示すように、15 ms かかりました。 図6nに示すように、指を外すと、温度応答は1分以内に元の状態に戻りました。 このように、QLEDディスプレイを使用した指紋と皮膚温度のセンシングを組み合わせた方法により、生体認証のセキュリティが強化されました。

指紋画像検出と温度変化センシングを同時に実現し、生体認証のセキュリティを向上させました。 緑色 QLED 光源は、緑色 OLED 光源と比較して指紋画像検出の向上を示しました。 実際のスマートフォンのディスプレイパネル構造を模倣するために、最大数十マイクロメートルのサイズの8つの開口部を含むQLED緑色光源上の光学システムが実装されました。 QLED 画面に指を触れると、QLED の底部にあるカメラを使用して皮膚内の散乱光、透過光、反射光が捕捉され、取得された画像のデジタル輝度値が増加しました。 さらに、製造されたデバイスは温度変化を検出し、本物の人間の指紋と紙に印刷された指紋を区別しました。 したがって、私たちのデバイス構造は、QLED ベースのモバイルデバイスの生体認証セキュリティを強化するのに役立ちます。

緑色 OLED および QLED の製造では、超音波洗浄機を使用して、ITO パターン付きガラス基板をアセトン、メタノール、脱イオン水で順番に洗浄しました。 すべての有機材料と上部カソード金属は、真空を破ることなく真空熱蒸着法を使用して、乾燥した OLED 用の ITO パターン付きガラス基板上に連続して蒸着されました。 ドーピング層の堆積中、ホスト材料とドーパント材料の両方の堆積速度は、水晶発振器を使用して同時に制御されました。

QLED の場合、ZnO NP 薄膜は、2-プロパノール (イソプロピル アルコール、IPA) に分散された 1.8% (体積当たりの重量) ZnO NP 溶液を 2000 rpm で使用して、スピン コーティング法によって乾燥した ITO パターン付きガラス基板上に堆積されました。 30代 ZnO NP 層の堆積後、処理されたフィルムを空気中 130 °C のホット プレート上で 20 分間乾燥させました。 続いて、4000 rpmで30秒間スピンコートすることにより緑色QDをZnO NP層上に堆積し、その後10-2 Torr未満の圧力のデシケーター内で1時間乾燥させました。 続いて基板を真空チャンバーに移し、5×10-7 Torr以下の圧力で真空熱蒸着により有機材料、無機材料、金属を順次蒸着した。 ZnO NP と緑色 QD は、それぞれ infinityPV と ECOFLUX から購入しました。

製造された OLED と QLED は窒素で満たされたグローブ ボックスに移され、そこで UV 硬化性エポキシと吸湿剤付きのガラス キャップを使用してカプセル化されました。 作製した素子の発光面積は2mm×2mmであった。

ELスペクトルは、線源測定ユニット(Keithley-2450、Tektronics、米国)および分光放射計(CS-2000、コニカミノルタ、日本)を使用して測定しました。 OLED および QLED の EL スペクトルは、暗箱内で室温 (約 293 K) で測定されました。

OLED と QLED をガラス基板上に作製した後、OLED と QLED の発光方向の反対側(rGO 温度センサーの下側として定義)に 1 mm のギャップを持つ端子として ITO 電極をパターン化しました。 0.001mLのGO分散液(濃度0.6mg/mL)を電極間にドロップキャストした。 GO 液滴は、光熱還元のために 24 °C で 48 時間完全に乾燥されました。 GO シートはレーザー照射 (レーザー波長: 450 nm、出力: 1 W) の光熱エネルギーによって還元されました 37,38。接触抵抗を下げるために、ITO 電極の端は銀ペーストで接着されました。 rGO にわたる抵抗は、ITO 電極をマルチメーター (GDM-8351、GWINSTEK、台湾) に接続することによって測定されました。

厚さ2μmのフォトマスクを使用して、60μm×200μmのマイクロスケール開口部を有するパターンを作製した。 同様に、8 つの 10 μm × 10 μm のマイクロサイズの開口を備えたパターンを 40 μm × 180 μm の領域に作製しました。 フォトマスクの光学構造を通過した後、スマートフォンのカメラ(Xiaomi Redmi note 10、マクロレンズ、シャッタースピード 1/4、ISO 100)を使用して画像を撮影しました。

この研究の結果を裏付けるデータは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

Jing、L.ら。 高出力近赤外発光ダイオードを用いた手のひら・指紋均一照明システムの光学設計・製作。 応用オプション。 56、4961–4966。 https://doi.org/10.1364/AO.56.004961 (2017)。

記事 ADS Google Scholar

Soum、V. et al. 紙上に偽造指紋を作成するためのインクジェット印刷されたカーボン ナノチューブ。 ACS オメガ 4、8626 ~ 8631。 https://doi.org/10.1021/acsomega.9b00936 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

Jennifer R. Kwapisz、GMW & Moore、SA 携帯電話ベースの生体認証。 2010 年、第 4 回 IEEE バイオメトリクス国際会議: 理論、アプリケーション、システム (BTAS) (2010)。 https://doi.org/10.1109/BTAS.2010.5634532

キム・リー、H.-J. 他。 高解像度モバイルディスプレイで使用するために、光学的および電気的に調整された透明電極パターンを備えたオンスクリーン指紋センサー。 マイクロシスト。 ナノエン。 https://doi.org/10.1038/s41378-020-00203-4 (2020)。

記事 Google Scholar

Zheng, W.、Lee, D. & Xia, J. 生体認証の向上のための指紋とその下にある血管系の光音響トモグラフィー。 科学。 議員 11、17536。https://doi.org/10.1038/s41598-021-97011-1 (2021)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Cui、X.ら。 サブ波長金属格子カプラーに基づく透明な光学式指紋捕捉システム。 オプション。 メーター。 Express https://doi.org/10.1364/ome.6.003899 (2016)。

記事 Google Scholar

ウー、Y.-Z.、ウー、H.-M. & シャオ、P.-Y. 2021 年の IEEE 台湾家電国際会議 (ICCE-TW)、1-2 (IEEE)。

アッカーマン、H.ら。 71-1: 次世代スマートフォン向けの大面積光学式指紋センサー。 SID シンポジウムにおける技術論文のダイジェスト、Vol. 50 1000–1003 (2019)。 https://doi.org/10.1002/sdtp.13095。

An、BW、Heo、S.、Ji、S.、Bien、F.、Park、JU 触圧と皮膚温度の多重検出を備えた透明で柔軟な指紋センサー アレイ。 ナット。 共通。 9、2458。https://doi.org/10.1038/s41467-018-04906-1 (2018)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Lee, Y.-G.、Baek, S.-U、Lee, S.-S. & 曲。 統合されたエンコーディング プレートを組み込んだ小型の光学式指紋スキャナ。 マイクロウ。 オプション。 テクノロジー。 レット。 60、122–126。 https://doi.org/10.1002/mop.30935 (2018)。

記事 Google Scholar

SA ローンおよび AH ミール 新しい OTP ベースの三者認証スキーム。 内部。 J. パーベイシブ コンピューティング。 共通。 https://doi.org/10.1108/IJPCC-04-2021-0097 (2021)。

記事 Google Scholar

Chen, H.-W.、Lee, J.-H.、Lin, B.-Y.、Chen, S.、Wu, S.-T. 液晶ディスプレイと有機ELディスプレイの現状と将来展望。 光科学。 応用 7、17168–17168 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

ゾウ、S.-J. 他。 有機発光ダイオードの最近の進歩: スマートな照明とディスプレイに向けて。 メーター。 化学。 フロント。 4、788–820 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

Lääperi、A. 有機発光ダイオード (OLED) (Alastair Buckley 編) 445–458 (Woodhead Publishing、2013)。

Deshpande, R.、Pawar, O.、Kute, A. 2017 年情報、組み込み、通信システムのイノベーションに関する国際会議 (ICIIECS)。 1~5。

クニッチ、S. & シェゴ、Z.、議事録 ELMAR-2012。 31–35 (IEEE)。

ヤンベム、SD et al. 人間の皮膚を通る OLED 発光の透過に関連するスペクトルの変化。 科学。 議員9、1-7(2019)。

記事 CAS Google Scholar

Zhang, H.、Feng, Y.、Chen, S. 量子ドットと有機ハイブリッドタンデム構造を備えた発光ダイオードの効率が向上し、色品質が向上しました。 ACS アプリケーション。 メーター。 インターフェース。 8、26982–26988。 https://doi.org/10.1021/acsami.6b07303 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

Liang、H.ら。 バックキャビティと高屈折率基板を備えた高効率量子ドットおよび有機 LED。 J.Phys. D アプリケーション物理学。 49、145103。https://doi.org/10.1088/0022-3727/49/14/145103 (2016)。

記事 ADS CAS Google Scholar

川村雅史 ほか 2020 年の IEEE 第 33 回微小電気機械システム (MEMS) 国際会議。 1238 ~ 1241 年。

ゲイム、アラスカ州、ノボセロフ、カンザス州 グラフェンの台頭。 ナット。 メーター。 6、183–191。 https://doi.org/10.1038/nmat1849 (2007)。

記事 ADS CAS Google Scholar

ホー、DH et al. 伸縮性とマルチモーダルなオールグラフェン電子スキン。 上級メーター。 28、2601–2608。 https://doi.org/10.1002/adma.201505739 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

スミス、AD 他。 グラフェンベースの CO2 センシングと湿度に対する相互感度。 RSC アドバンス 7、22329–22339。 https://doi.org/10.1039/c7ra02821k (2017)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Renteria、JD et al. 高温でアニールされた自立型還元酸化グラフェン膜の強い異方性熱伝導率。 上級機能。 メーター。 25、4664–4672。 https://doi.org/10.1002/adfm.201501429 (2015)。

記事 CAS Google Scholar

Liu、G.ら。 モノのインターネットで使用されるロボットスキン用の還元酸化グラフェンをベースにした柔軟な温度センサー。 センサー (バーゼル) https://doi.org/10.3390/s18051400 (2018)。

記事 Google Scholar

TQ Trung、S. Ramasundaram、SW ホン、N.-E リー電界効果トランジスタの高い熱応答性を実現する、還元酸化グラフェンと P(VDF-TrFE) コポリマーの柔軟で透明なナノ複合材料。 上級機能。 メーター。 24、3438–3445。 https://doi.org/10.1002/adfm.201304224 (2014)。

記事 CAS Google Scholar

Jung, H. & Lee, H. スマートフォン認証の指紋活性検出用の有機発光ダイオード上の半透明還元酸化グラフェン温度センサー。 センサーアクチュエーター A 物理学 https://doi.org/10.1016/j.sna.2021.112876 (2021)。

記事 Google Scholar

Koppelhuber, A. & Bimber, O. 発光集光器と光学ソーラーコリメータを使用した薄膜カメラ。 オプション。 急行 25 号、18526 ~ 18536。 https://doi.org/10.1364/OE.25.018526 (2017)。

記事 ADS Google Scholar

バック、S.-W.、リー、Y.-G.、リー、S.-S. & 曲。 偏光分解された指内散乱光に基づく、湿気に敏感でない光学式指紋スキャナー。 オプション。 エクスプレス 24 号、19195 ~ 19202。 https://doi.org/10.1364/OE.24.019195 (2016)。

記事 ADS Google Scholar

Zijlstra, W. & Buursma, A. ヘモグロビンの分光光度法: ウシのオキシヘモグロビン、デオキシヘモグロビン、カルボキシヘモグロビン、およびメトヘモグロビンの吸収スペクトル。 コンプ。 生化学。 生理。 B 生化学。 モル。 バイオル。 118、743–749。 https://doi.org/10.1016/S0305-0491(97)00230-7 (1997)。

記事 Google Scholar

Zonios, G. & Dimou, A. in vivo での人間の皮膚の光散乱分光法。 オプション。 急行 17 号、1256 ~ 1267 年。 https://doi.org/10.1364/OE.17.001256 (2009)。

記事 ADS CAS Google Scholar

Lee, K. & Chao, PC OLED の劣化を軽減するパルス駆動と逆バイアスを備えた新しい AMOLED ピクセル回路。 IEEEトランス。 電子デバイス 59、1123–1130。 https://doi.org/10.1109/TED.2012.2184289 (2012)。

記事 ADS Google Scholar

Ho, C.、Lu, C. & Roy, ​​K. AMOLED ディスプレイ用ポリシリコン TFT の GB に起因する変動を補償するための強化された電圧プログラミング ピクセル回路。 J. Displ. テクノロジー。 10、345–351。 https://doi.org/10.1109/JDT.2014.2301020 (2014)。

記事 ADS Google Scholar

Lee、K.、Hsu、Y.、Chao、PC OLED の劣化を軽減する逆バイアスを備えた新しい 4T0.5C AMOLED ピクセル回路。 IEEE 電子デバイスレター。 33、1024–1026。 https://doi.org/10.1109/LED.2012.2194983 (2012)。

記事 ADS Google Scholar

Pournory、M. et al. RGB 光源上の 2 層金属メッシュによって生成されるモアレ効果を最小限に抑えます。 解像度物理学。 14、102401。https://doi.org/10.1016/j.rinp.2019.102401 (2019)。

記事 Google Scholar

チェン、H.ら。 対象を絞った光医療用途向けの柔軟な量子ドット発光デバイス。 J.Soc. 知らせる。 26、296 ~ 303 を表示します。 https://doi.org/10.1002/jsid.650 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

Gilje, S. et al. パターニングおよび分散点火用途のための酸化グラフェンの光熱脱酸素。 上級メーター。 22、419–423 (2010)。

記事 CAS Google Scholar

Zhu, Y. 他グラフェンと酸化グラフェン: 合成、特性、および用途。 上級メーター。 22、3906–3924。 https://doi.org/10.1002/adma.201001068 (2010)。

記事 CAS Google Scholar

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この研究の一部は、産業通商資源部(MOTIE、韓国)からの韓国産業技術評価研究院(KEIT)助成金(20015805、ポストInP蛍光量子ドットの材料部品と加工技術の開発)の支援を受けました。科学情報通信省 (MSIT、韓国) が資金提供する国立研究財団 (NRF) 助成金 (番号 2021R1F1A1045517) および (番号 2022R1A4A1028702)、および次の資金提供を受ける情​​報通信技術計画評価研究所 (IITP) 助成金MSIT (番号 2022-0-00026)。

グリーン半導体設計工学部、韓国工科大学、城南市、京畿道、13122、大韓民国

ハヌン・ジョン

淑明女子大学電子工学部および先進材料システム研究所、ソウル、04310、韓国

シム・スビン&イ・ヒョング

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HJ: 概念化、検証、形式分析、方法論、調査、リソース、執筆 - 原案。 SS: 方法論、形式分析、調査、リソース。 HL: 概念化、資金調達、方法論、検証、形式的分析、調査、リソース、執筆—原案、監督、プロジェクト管理。

イ・ヒョンクーさんへの手紙。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガー ネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

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転載と許可

Jung, H.、Sim, S. & Lee, H. 指紋イメージングと温度検知による量子ドット発光ダイオード ディスプレイ下の生体認証セキュリティ強化。 Sci Rep 13、794 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-28162-6

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受信日: 2022 年 10 月 29 日

受理日: 2023 年 1 月 13 日

公開日: 2023 年 1 月 16 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-28162-6

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