KR101186794B1 - Security device for controlling color and polarization of light - Google Patents

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Abstract

본 발명은 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 특정 파장에서 표면 플라스몬(plasmon)이 여기되는 나노 금속 구조의 모양이나 주기에 의한 컬러 제어 방식을 이용함으로써 위?변조가 어려운 보안 소자를 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자는 기판(substrate)과, 상기 기판(substrate) 상에 배치되는 금속층 및 상기 금속층 상에 배치되되 입사되는 파장보다 작은 크기를 가지면서 주기적으로 배치되는 복수의 나노 금속 슬릿을 포함하여 특정 파장에 대해서 반사 또는 투과 특성을 가지면서 편광(polarization)에 따른 컬러 특성을 가지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a color and polarization control security element of light, the technical problem to be solved by using a color control method by the shape or period of the nano-metal structure in which the surface plasmon is excited at a specific wavelength. It is to provide a security device that is difficult to tamper.
To this end, the color and polarization control security element of the light according to the present invention is disposed on a substrate, the metal layer disposed on the substrate, and the metal layer disposed on the metal layer and having a size smaller than the incident wavelength. Including a plurality of nano-metal slit is characterized in that it has a color characteristic according to polarization (polarization) while having reflection or transmission characteristics for a particular wavelength.

Description

빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자{SECURITY DEVICE FOR CONTROLLING COLOR AND POLARIZATION OF LIGHT}Color and polarization control security element of light {SECURITY DEVICE FOR CONTROLLING COLOR AND POLARIZATION OF LIGHT}

본 발명은 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자에 관한 것으로서 금속의 광학적 특성을 이용하여 위?변조를 어렵게 하고 위?변조의 식별을 광학적으로 할 수 있는 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color and polarization control security element of light, and to a color and polarization control security element of light that makes it difficult to forge / modulate and optically identify forgery / modulation using optical properties of a metal.

보안 요소 중에서 광학적인 특성을 이용한 보안 요소로는 thin 필름구조나 grating을 이용한 홀로그램, 색소를 이용한 color change device 등이 있다.Among the security elements, security elements using optical characteristics include thin film structure, hologram using grating, and color change device using pigment.

이러한 소자는 빛의 흡수, 간섭, 회절을 이용한 것으로 오늘날 첨단 복사 기술이나 컴퓨터를 이용한 스캐닝 기술의 발달로 인해 점점 더 쉽게 위?변조되고 있다.
These devices use light absorption, interference, and diffraction, which are increasingly easily forged and tampered with today's advanced radiation and computer-based scanning technologies.

일반적으로 color를 구현하는 방법으로는 색소에 의한 빛의 흡수와, thin 필름을 주기적으로 쌓아서 만든 1차원 광 결정 구조가 있다.In general, a method of implementing color includes absorption of light by a dye and a one-dimensional photonic crystal structure made by periodically stacking thin films.

여기서, 색소에 의한 color 구현 방식은 색소의 종류를 알면 쉽게 제작이 가능하고, color 특성 이외에 다른 보안 요소가 없어 위?변조가 쉬운 문제점이 있다.Here, the color implementation method by the dye can be easily produced by knowing the type of the dye, there is a problem that easy forgery and alteration because there is no other security element other than the color characteristics.

또한, 1차원 광 결정 구조를 이용한 color 구현 방식은 색소를 사용하지 않고 빛의 간섭과 회절을 사용한 구조색으로, 구조가 복잡하여 위?변조가 쉽지 않으나 제작이 쉽지 않은 단점이 있으며, 빛의 편광에 따른 color변화 등을 구현하기 어려운 문제점이 있다.
In addition, the color realization method using the one-dimensional photonic crystal structure is a structure color using light interference and diffraction without using a dye. There is a problem that it is difficult to implement color changes according to.

한편, 최근 나노 광학분야에서 많은 관심을 가지는 표면 플라스몬(plasmon)은 금속 박막과 유전체 계면에 존재하는 전자기파로서 이러한 표면 플라스몬(plasmon)은 금속 구조표면에 강한 field enhancement를 형성하여 생물학적인 DNA sensor 및 localized field enhancement에 의한 nonlinear 연구 등에 활발하게 응용되고 있다.On the other hand, surface plasmons, which are of great interest in the field of nano-optics, are electromagnetic waves existing at the interface between metal thin films and dielectrics, and these surface plasmons form strong field enhancements on the surface of metal structures to form biological DNA sensors. And nonlinear research by localized field enhancement.

또한 특정 파장에 의해 여기 되는 표면 플라스몬(plasmon)은 나노 구조의 금속 박막 입자나 슬릿을 이용하면 공명(resonance)에 맞는 빛의 투과 및 반사가 편광에 따라 변하는 color filter나 color sensor 등에 응용할 수 있다. 또한 금속 나노구조를 형광 물질이나 비선형 물질과 결합하면, 입사된 파장과는 다른 파장을 가지는 빛을 여기시킬 수 있다.
In addition, surface plasmons excited by a specific wavelength can be applied to color filters or color sensors that transmit and reflect light due to polarization by using nano-thin metal thin film particles or slits. . In addition, when the metal nanostructure is combined with a fluorescent material or a nonlinear material, light having a wavelength different from the incident wavelength can be excited.

최근 나노 금속 구조를 이용한 연구들을 살펴보면 나노 금속 슬릿과 grating을 이용하여 color를 제어하고 빛의 편광 방향에 따라 color 특성이 다르게 나타나는 소자(Eric laux 외 3명 “plasmonic photon sorters for spectral and polarimetric imaging" Nature photonics 2, p161-p164 2008) 및 플라스몬 나노 입자와 형광 물질과의 결합으로 color를 제어하는 방식(Robert I. Nooney 외 3명 “optimization of plasmonic enhancement of fluorescence on plastic substrates", Langmuir, 24(19), p11261-p11267, 2008) 등이 논문으로 소개가 되었고, 원형의 금속 나노 구멍을 이용한 color filter 응용에 대해서도 연구가 되어 소개되었으며(Hong-sik Lee 외 3명 "color filter based on a sub-wavelength patterned metal grating", optics express, Vol.15, Issue 23, P15457-15463, 2007), 최근에도 display 분야 등에서 응용하려는 연구 및 시도가 있다.
Recent studies using nano-metal structures show that devices that control color using nano-metal slits and gratings and whose color characteristics differ according to the polarization direction of light (Eric laux et al., “Plastics photon sorters for spectral and polarimetric imaging” Nature photonics 2, p161-p164 2008) and color control by combining plasmon nanoparticles with fluorescent materials (Robert I. Nooney et al., “Optimization of plasmonic enhancement of fluorescence on plastic substrates”, Langmuir, 24 (19). ), p11261-p11267, 2008), etc. were introduced as papers, and the research on color filter application using circular metal nano-holes was also introduced (Hong-sik Lee et al. 3 people "color filter based on a sub-wavelength"). patterned metal grating ", optics express, Vol. 15, Issue 23, P15457-15463, 2007), and there are recent researches and attempts to apply it in the display field.

본 발명은 기존 파장보다 작은 크기의 주기적인 금속 구조를 이용한 color제어 및 빛의 편광 제어 현상을 보안 요소로 개발하여 기존에 있던 보안 소자보다 보안 요소가 강화되고, 제작도 비교적 용이한 종래의 위?변조 보안 기술과는 차별화된 새로운 개념의 보안 기술을 제공한다.
The present invention develops color control and polarization control of light using a periodic metal structure of a smaller size than a conventional wavelength as a security element, which enhances the security element compared to a conventional security element, and is relatively easy to manufacture. It provides a new concept of security technology that is different from tamper security technology.

본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 종래의 색소에 의한 컬러 제어 방식과는 달리 특정 파장에서 표면 플라스몬(plasmon)이 여기되는 나노 금속 구조의 모양이나 주기에 의한 컬러 제어 방식을 이용함으로써 위?변조가 어려운 보안 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been invented to solve the above problems, and unlike the conventional color control method using a pigment, color control by the shape or period of the nano metal structure in which the surface plasmon is excited at a specific wavelength The purpose is to provide a security device that is difficult to forgery and alteration.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자는 기판(substrate)과, 상기 기판(substrate) 상에 배치되는 금속층 및 상기 금속층 상에 배치되되 입사되는 파장보다 작은 크기를 가지면서 주기적으로 배치되는 복수의 나노 금속 슬릿을 포함하여 특정 파장에 대해서 반사 또는 투과 특성을 가지면서 편광(polarization)에 따른 컬러 특성을 가지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object as described above, the color and polarization control security element of the light according to the present invention is a substrate (substrate), the metal layer disposed on the substrate (substrate) and disposed on the metal layer is smaller than the incident wavelength Including a plurality of nano-metal slit periodically and having a size, it has a color characteristic according to polarization (polarization) while having reflection or transmission characteristics for a specific wavelength.

또한, 상기 기판(substrate)과 금속층 사이에 배치되되, 투과되는 빛의 파장에 의해 여기되어 다른 파장대의 빛을 발생시키는 형광 물질층 또는 비선형 물질층을 더 포함할 수 있다.In addition, the substrate may further include a fluorescent material layer or a non-linear material layer disposed between the substrate and the metal layer and excited by the wavelength of the transmitted light to generate light of another wavelength band.

또한, 상기 기판(substrate)은 필름 또는 유리(glass)로 형성될 수 있다.In addition, the substrate may be formed of a film or glass.

또한, 상기 기판(substrate)이 필름으로 형성되는 경우, 그 재질은 폴리머(polymer)일 수 있다.In addition, when the substrate is formed of a film, the material may be a polymer.

또한, 상기 나노 금속 슬릿은 그 모양이 원형과 같은 대칭형으로 형성될 수 있다.In addition, the nano-metal slit may be formed in a symmetrical shape, such as circular.

또한, 상기 나노 금속 슬릿은 그 모양이 직사각형(rectangular), 삼각형(triangular), 나비 넥타이형(bowtie)과 같은 비대칭형으로 형성될 수 있다.In addition, the nano metal slit may be formed in an asymmetric shape such as rectangular, triangular, bowtie.

또한, 상기 나노 금속 슬릿은 Al, Ag, Au 로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, the nano-metal slit may include any one selected from the group consisting of Al, Ag, Au.

또한, 상기 나노 금속 슬릿은 그 두께가 수십 nm 내지 수백 nm일 수 있다.In addition, the nano metal slit may have a thickness of several tens nm to several hundred nm.

또한, 상기 금속층 상에 배치되어 상기 금속층을 보호하는 보호층을 더 포함하되, 상기 보호층은 투명한 재질의 폴리머나 유전물질로 형성될 수 있다.
In addition, the protective layer is disposed on the metal layer to further protect the metal layer, the protective layer may be formed of a transparent material polymer or dielectric material.

또한, 본 발명에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자는 기판(substrate) 및 상기 기판(substrate) 상에 배치되되 입사되는 파장보다 작은 크기를 가지는 나노 금속 격자(grating)를 포함하여 특정 파장에 대해 반사 및 투과 특성을 가지면서 편광(polarization)에 따른 컬러 특성을 가지는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 기판(substrate)과 복수의 나노 금속 격자(grating) 사이에 배치되되, 투과되는 빛의 파장에 의해 여기되어 다른 파장대의 빛을 발생시키는 형광 물질층 또는 비선형 물질층을 더 포함할 수 있다.
In addition, the color and polarization control security element of the light according to the present invention includes a substrate and a nano-metal grating disposed on the substrate (substrate) having a size smaller than the incident wavelength for a particular wavelength It is characterized by having a color characteristic according to polarization (polarization) while having reflection and transmission characteristics. In this case, the substrate may further include a fluorescent material layer or a non-linear material layer disposed between the substrate and the plurality of nano metal gratings, and excited by the wavelength of the transmitted light to generate light of another wavelength band. .

또한, 본 발명에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자는 기판(substrate) 및 상기 기판(substrate) 상에 배치되되 입사되는 파장보다 작은 크기를 가지는 복수의 나노 금속 로드(lod)를 포함하여 특정 파장에 대해 반사 및 투과 특성을 가지면서 편광(polarization)에 따른 컬러 특성을 가지는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 기판(substrate)과 복수의 나노 금속 로드(lod) 사이에 배치되되, 투과되는 빛의 파장에 의해 여기되어 다른 파장대의 빛을 발생시키는 형광 물질층 또는 비선형 물질층을 더 포함할 수 있다.
In addition, the color and polarization control security element of the light according to the present invention includes a substrate and a plurality of nano metal rods disposed on the substrate (substrate) having a smaller size than the incident wavelength (lod) It is characterized by having a color characteristic according to polarization (polarization) while having a reflection and transmission characteristics. In this case, the substrate may further include a fluorescent material layer or a non-linear material layer disposed between the substrate and the plurality of nano metal rods and excited by the wavelength of the transmitted light to generate light of another wavelength band. .

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자에 의하면, 종래의 색소에 의한 컬러 제어 방식과는 달리 구조가 복잡한 나노 구조의 모양이나 주기 등에 의해 컬러가 제어되기 때문에 위?변조가 어려운 보안 소자를 제조할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the color and polarization control security element of light according to the present invention, since the color is controlled by the shape or period of the nano structure having a complicated structure, unlike the color control method by the conventional pigment, forgery and modulation is There is an effect that can produce a difficult security device.

또한, 빛의 회절, 간섭, 흡수 효과만 이용했던 종래의 광학적인 보안 소자의 보안 요소에 추가적으로 빛의 편광에 따른 컬러 제어 요소가 더해져 보안 요소를 종래에 비해 강화시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, a color control element according to polarization of light is added to a security element of a conventional optical security element that uses only diffraction, interference, and absorption of light, thereby enhancing the security element.

더불어, 보안 분야 뿐만 아니라 신 개념의 컬러 제어 기술로 컬러를 사용하는 광산업 전반, 예를 들어, 디스플레이, 조명, 디자인 분야에 응용될 수 있는 효과가 있다.
In addition, there is an effect that can be applied not only to the security field, but also to the entire mining industry using color as a new color control technology, for example, display, lighting, and design.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자의 일 개략도.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자의 다른 개략도.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 UV-visible 나노 금속 슬릿 구조의 개략도.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 UV-visible 나노 금속 슬릿 구조의 슬릿의 모양 및 주기를 나타내는 도.
도 5는 도 4의 UV-visible 나노 금속 슬릿 구조의 편광에 따른 투과 특성을 계산한 그래프.
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자의 일 개략도.
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자의 다른 개략도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 1실시예 및 제 2실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자를 글자에 응용한 예를 나타내는 개략도.1 is a schematic diagram of a color and polarization control security element of light according to a first embodiment of the present invention;
2 is another schematic diagram of a color and polarization control security element of light according to a first embodiment of the present invention;
3 is a schematic view of a UV-visible nano metal slit structure according to a first embodiment of the present invention.
Figure 4 is a view showing the shape and period of the slit of the UV-visible nano metal slit structure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph illustrating transmission characteristics according to polarization of the UV-visible nano metal slit structure of FIG. 4. FIG.
6 is a schematic diagram of a color and polarization control security element of light according to a second embodiment of the present invention.
7 is another schematic diagram of a color and polarization control security element of light according to a second embodiment of the present invention;
8A and 8B are schematic diagrams showing an example in which color and polarization control security elements of light according to the first and second embodiments of the present invention are applied to letters.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that the same components or parts among the drawings denote the same reference numerals whenever possible. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자의 일 개략도이다.
1 is a schematic diagram of a color and polarization control security element of light according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제 1실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(substrate,10)과, 상기 기판(substrate,10) 상에 배치되는 금속층(20) 및 상기 금속층(20) 상에 배치되는 복수의 나노 금속 슬릿(30)을 포함하여 특정 파장에 대해서 반사 또는 투과 특성을 가지면서 편광(polarization)에 따른 컬러 특성을 가질 수 있다.
As shown in FIG. 1, the color and polarization control security element 1 of light according to the first embodiment of the present invention includes a substrate 10 and a metal layer disposed on the substrate 10. 20) and a plurality of nano metal slits 30 disposed on the metal layer 20 may have color characteristics due to polarization while having reflection or transmission characteristics with respect to a specific wavelength.

상기 기판(substrate,10)은 필름 또는 유리(glass)로 형성될 수 있는데, 상기 기판(substrate)이 필름으로 형성되는 경우, 그 재질은 폴리머(polymer)일 수 있다.
The substrate 10 may be formed of a film or glass. When the substrate is formed of a film, the material may be a polymer.

상기 나노 금속 슬릿(30)은 입사되는 파장보다 작은 크기를 가지면서 상기 금속층(20) 상에 주기적으로 배치되되, 그 모양이 원형과 같은 대칭형으로 형성되거나, 직사각형(rectangular), 삼각형(triangular), 나비 넥타이형(bowtie)과 같은 비대칭형으로 형성될 수 있다.The nano metal slit 30 is periodically disposed on the metal layer 20 while having a size smaller than an incident wavelength, and the nano metal slit 30 is formed in a symmetrical shape such as a circular shape, rectangular, triangular, It may be formed asymmetrically, such as a bowtie.

이때, 상기 나노 금속 슬릿(30)은 Al, Ag, Au 로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있고, 그 두께가 수십 nm 내지 수백 nm 일 수 있다.
At this time, the nano-metal slit 30 may include any one selected from the group consisting of Al, Ag, Au, the thickness may be several tens nm to several hundred nm.

구체적으로, 상기 금속층(20) 상에 상기 나노 금속 슬릿(30)을 배치하는 경우, 상기 나노 금속 슬릿(30)의 크기와 주기에 의해 특정 파장에 대해서는 투과가 이루어지고, 나머지 파장에 대해서는 반사가 이루어지는 컬러 필터와 같은 기능을 하게 된다.Specifically, when the nano-metal slit 30 is disposed on the metal layer 20, transmission is performed for a specific wavelength by the size and period of the nano-metal slit 30, and reflection is performed for the remaining wavelengths. It functions like a color filter.

이때, 상기 나노 금속 슬릿(30)의 모양을 대칭형으로 형성하는 경우 입사되는 빛의 편광에 관계없이 컬러 특성을 나타내게 되지만, 그 모양을 비대칭형으로 형성하는 경우 빛의 편광에 따라 표면 플라스몬 공명(plasmon resonance)이 달라져 다른 컬러 특성을 가지게 된다.
In this case, when the shape of the nano-metal slit 30 is formed symmetrically, color characteristics are exhibited regardless of the polarization of incident light, but when the shape is formed asymmetrically, surface plasmon resonance ( The plasmon resonance is changed to have different color characteristics.

도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 UV-visible 나노 금속 슬릿 구조의 슬릿의 모양 및 주기를 나타내는 도이다.
4 is a view showing the shape and period of the slit of the UV-visible nano metal slit structure according to the first embodiment of the present invention.

한편, 본 발명에 따른 나노 금속 슬릿(30)은 도 4에 도시된 바와 같이, 가로 길이가 250nm, 세로 길이가 180nm로 이루어지되, 가로 방향으로 350nm 간격, 세로 방향으로 280nm 간격을 가지며 주기적으로 배치될 수 있다.
On the other hand, the nano-metal slit 30 according to the present invention, as shown in Figure 4, the horizontal length is 250nm, the vertical length is made of 180nm, 350nm interval in the horizontal direction, 280nm interval in the longitudinal direction is arranged periodically Can be.

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자의 다른 개략도이다.
2 is another schematic diagram of a color and polarization control security element of light according to a first embodiment of the present invention.

한편, 본 발명의 제 1실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자는 도 2에 도시된 바와 같이, 형광 물질층 또는 비선형 물질층(50)을 더 포함할 수 있다.
On the other hand, the color and polarization control security device of the light according to the first embodiment of the present invention may further include a fluorescent material layer or a non-linear material layer 50, as shown in FIG.

상기 형광 물질층 또는 비선형 물질층(50)은 상기 기판(substrate,10)과 금속층(20) 사이에 배치되되, 투과되는 빛의 파장에 의해 여기되어 다른 파장대의 빛을 발생시킬 수 있다.
The fluorescent material layer or the nonlinear material layer 50 may be disposed between the substrate 10 and the metal layer 20, and may be excited by the wavelength of the transmitted light to generate light of another wavelength band.

구체적으로, 상기 나노 금속 슬릿(30)에 의해 형광 물질이나 비선형 물질을 여기시킬 수 있는 빛의 파장이 투과되는 경우, 이렇게 투과된 빛은 형광 물질이나 비선형 물질을 여기시켜 다른 파장대의 빛을 발생시킨다.Specifically, when the wavelength of light capable of exciting the fluorescent material or nonlinear material is transmitted by the nano metal slit 30, the transmitted light excites the fluorescent material or the nonlinear material to generate light of another wavelength band. .

또한, 이렇게 발생된 빛은 상기 나노 금속 슬릿(30)에 의해 특정하게 편광된 빛만 투과하게 되고, 나머지 빛은 투과하지 않아 어떤 특정한 방향으로 편광된 빛이 발생하게 된다.
In addition, the generated light is transmitted through only the light that is specifically polarized by the nano-metal slit 30, and the remaining light does not transmit, thereby generating light that is polarized in a specific direction.

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 UV-visible 나노 금속 슬릿 구조의 개략도이고, 도 5는 도 4의 UV-visible 나노 금속 슬릿 구조의 편광에 따른 투과 특성을 계산한 그래프이다.
FIG. 3 is a schematic diagram of a UV-visible nano metal slit structure according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a graph illustrating transmission characteristics according to polarization of the UV-visible nano metal slit structure of FIG. 4.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 형광 물질을 여기시키는 UV 영역대의 빛은 편광에 상관없이 투과되어 형광 물질을 여기시키고, 여기된 가시광선의 빛은 나노 금속 슬릿의 구조 및 주기에 의해 특정 편광된 빛만 투과되는데, 도 5에 도시된 바와 같이, 형광 물질을 여기시키는 370nm 파장대의 UV 빛은 편광 방향과 상관없이 거의 투과가 되고, 형광 물질에 의해 여기된 550nm 대의 빛은 수직 편광된 빛만 투과되어 특정 파장에 대해서 투과 특성을 가지면서 편광(polarization)에 따른 컬러 특성을 가질 수 있다.For example, as shown in FIG. 3, light in the UV region that excites the fluorescent material is transmitted regardless of polarization to excite the fluorescent material, and the light of the excited visible light is determined by the structure and period of the nano metal slit. Only polarized light is transmitted. As shown in FIG. 5, UV light in the 370 nm wavelength band that excites the fluorescent material is almost transmitted regardless of the polarization direction, and light in the 550 nm band excited by the fluorescent material transmits only the vertically polarized light. Thus, while having a transmission characteristic for a specific wavelength may have a color characteristic according to polarization (polarization).

따라서, 본 발명에 따르면 육안으로는 현재 보안 소자로 사용되고 있는 형광 물질과 차이가 없으나, 편광자를 놓고 확인을 하는 경우 특정 편광에 대해서만 빛이 보이기 때문에 위?변조를 식별할 수 있다.
Therefore, according to the present invention, there is no difference with the fluorescent material currently being used as a security element, but when the polarizer is confirmed, light can be identified only for a specific polarization, so that forgery and forgery can be identified.

한편, 본 발명의 제 1실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자(1)는 도시되지 않았지만, 상기 금속층 상에 배치되어 상기 금속층을 보호하는 보호층을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 보호층은 투명한 재질의 폴리머나 유전물질로 형성될 수 있다.
Meanwhile, although not shown, the color and polarization control security element 1 of light according to the first embodiment of the present invention may further include a protective layer disposed on the metal layer to protect the metal layer. In this case, the protective layer may be formed of a transparent polymer or a dielectric material.

이하, 본 발명의 제 2실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자를 상세히 설명한다.
Hereinafter, the color and polarization control security element of the light according to the second embodiment of the present invention will be described in detail.

도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자의 일 개략도이다.
6 is a schematic diagram of a color and polarization control security element of light according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제 2실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자(1)는 도 6에 도시된 바와 같이, 기판(substrate,10) 및 상기 기판(substrate,10) 상에 배치되는 나노 금속 격자(grating,40)를 포함하여 특정 파장에 대해 반사 및 투과 특성을 가지면서 편광(polarization)에 따른 컬러 특성을 가질 수 있다.
As shown in FIG. 6, the color and polarization control security element 1 of light according to the second embodiment of the present invention includes a substrate 10 and a nano metal lattice disposed on the substrate 10. Including a (grating, 40) may have a color characteristic according to polarization (polarization) while having reflection and transmission characteristics for a specific wavelength.

여기서, 상기 기판(substrate,10)은 본 발명의 제 1실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자의 기판(substrate)과 그 구성 및 내용이 동일하다.Here, the substrate 10 has the same structure and content as the substrate of the color and polarization control security element of light according to the first embodiment of the present invention.

따라서, 상기 기판(substrate,10)은 필름 또는 유리(glass)로 형성될 수 있고, 상기 기판(substrate)이 필름으로 형성되는 경우, 그 재질은 폴리머(polymer)일 수 있다.
Therefore, the substrate 10 may be formed of a film or glass, and when the substrate is formed of a film, the material may be a polymer.

상기 나노 금속 격자(grating,40)는 입사되는 파장보다 작은 크기를 가지며 상기 기판(substrate,10) 상에 배치되어 본 발명의 제 1실시예에 따른 나노 금속 슬릿과는 반대로 반사 타입으로 응용할 수 있다.
The nano metal grating 40 has a size smaller than an incident wavelength and is disposed on the substrate 10 so that the nano metal grating 40 may be applied as a reflection type as opposed to the nano metal slit according to the first embodiment of the present invention. .

도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자의 다른 개략도이다.
7 is another schematic diagram of a color and polarization control security element of light according to a second embodiment of the present invention.

한편, 본 발명의 제 2실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자(1)는 도 7에 도시된 바와 같이, 형광 물질층 또는 비선형 물질층(50)을 더 포함할 수 있다.
Meanwhile, the color and polarization control security element 1 of the light according to the second embodiment of the present invention may further include a fluorescent material layer or a nonlinear material layer 50 as shown in FIG. 7.

상기 형광 물질층 또는 비선형 물질층(50)은 상기 기판(substrate,10)과 복수의 나노 금속 격자(grating,40) 사이에 배치되되, 투과되는 빛의 파장에 의해 여기되어 다른 파장대의 빛을 발생시킬 수 있다.The fluorescent material layer or the non-linear material layer 50 is disposed between the substrate 10 and the plurality of nano metal gratings 40 and is excited by the wavelength of the transmitted light to generate light of different wavelength bands. You can.

즉, 상술한 바와 같이 구조물 상에 형광 물질이나 비선형 물질을 넣어주는 경우 특정 편광된 빛에 의해서만 형광 물질이나 비선형 물질이 여기되는 구조를 만들 수 있게 되어 강화된 보안 소자로 사용할 수 있다.
That is, when the fluorescent material or non-linear material is put on the structure as described above, it is possible to create a structure in which the fluorescent material or the non-linear material is excited only by a specific polarized light, it can be used as an enhanced security device.

이하, 본 발명의 제 3실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자를 상세히 설명한다.
Hereinafter, the color and polarization control security element of the light according to the third embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 제 3실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자는 도시되지 않았지만, 기판(substrate) 및 상기 기판(substrate) 상에 배치되는 나노 금속 로드(lod)를 포함하여 특정 파장에 대해 반사 및 투과 특성을 가지면서 편광(polarization)에 따른 컬러 특성을 가질 수 있다.
Although not shown, the color and polarization control security element of light according to the third embodiment of the present invention includes a substrate and a nano metal rod disposed on the substrate to reflect a specific wavelength. And it may have a color characteristic according to polarization (polarization) while having a transmission characteristic.

여기서, 상기 기판(substrate)은 본 발명의 제 1실시예 및 제 2실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자의 기판(substrate)과 그 구성 및 내용이 동일하다.Here, the substrate is the same as the substrate (substrate) of the color and polarization control security element of the light according to the first and second embodiments of the present invention and the configuration and content thereof.

따라서, 상기 기판(substrate)은 필름 또는 유리(glass)로 형성될 수 있고, 상기 기판(substrate)이 필름으로 형성되는 경우, 그 재질은 폴리머(polymer)일 수 있다.
Therefore, the substrate may be formed of a film or glass, and when the substrate is formed of a film, the material may be a polymer.

상기 나노 금속 로드(lod)는 입사되는 파장보다 작은 크기를 가지며 상기 기판(substrate) 상에 배치되어 본 발명의 제 1실시예에 따른 나노 금속 슬릿과는 반대로 반사 타입으로 응용할 수 있다.
The nano metal rod has a size smaller than an incident wavelength and is disposed on the substrate so that the nano metal rod may be applied as a reflection type as opposed to the nano metal slit according to the first embodiment of the present invention.

한편, 본 발명의 제 3실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자는 도시되지 않았지만, 상기 기판(substrate)과 복수의 나노 금속 로드(lod) 사이에 배치되되, 투과되는 빛의 파장에 의해 여기되어 다른 파장대의 빛을 발생시킬 수 있형광 물질층 또는 비선형 물질층을 더 포함할 수 있다.
On the other hand, although not shown, the color and polarization control security element of the light according to the third embodiment of the present invention is disposed between the substrate (substrate) and a plurality of nano metal rod (lod), by the wavelength of the transmitted light It may further include a fluorescent material layer or a non-linear material layer that can be excited to generate light in different wavelength bands.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 1실시예 및 제 2실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자를 글자에 응용한 예를 나타내는 개략도이다.
8A and 8B are schematic diagrams showing an example in which the color and polarization control security elements of light according to the first and second embodiments of the present invention are applied to letters.

상술한 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예 및 제 2실시예에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자를 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 글자에 응용하는 경우, 구조가 복잡한 나노 구조의 모양이나 주기 등에 의해 컬러가 제어되기 때문에 위?변조가 어렵고 종래의 광학적인 보안 소자의 보안 요소에 추가적으로 빛의 편광에 따른 컬러 제어 요소가 더해져 보안 요소를 종래에 비해 강화시킬 수 있다.
As described above, when the color and polarization control security element of the light according to the first and second embodiments of the present invention is applied to letters, as shown in Figs. Since the color is controlled by the shape, period, etc. of the device, forgery and modulation are difficult, and the color control element according to the polarization of light is added to the security element of the conventional optical security element, thereby enhancing the security element.

이상과 같이 본 발명에 따른 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
As described above with reference to the drawings illustrating the color and polarization control security element of the light according to the present invention, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, the technical scope of the present invention Of course, various modifications can be made by those skilled in the art.

1:빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자
10:기판(substrate)
20:금속층
30:나노 금속 슬릿
40:나노 금속 격자(grating)
50:형광 물질층 또는 비선형 물질층1: color and polarization control security element of light
10: substrate
20: metal layer
30: Nano Metal Slit
40: nano metal grating
50: fluorescent material layer or non-linear material layer

Claims (13)

기판(substrate);
상기 기판(substrate) 상에 배치되는 금속층; 및
상기 금속층 상에 배치되되, 입사되는 파장보다 작은 크기를 가지면서 주기적으로 배치되는 복수의 나노 금속 슬릿을 포함하여 특정 파장에 대해서 반사 또는 투과 특성을 가지면서 편광(polarization)에 따른 컬러 특성을 가지며,
상기 기판(substrate)과 금속층 사이에 배치되되, 투과되는 빛의 파장에 의해 여기되어 다른 파장대의 빛을 발생시키는 형광 물질층 또는 비선형 물질층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자.
Substrate;
A metal layer disposed on the substrate; And
It is disposed on the metal layer, including a plurality of nano-metal slit periodically arranged while having a size smaller than the incident wavelength having a color characteristic according to polarization (polarization) while having reflection or transmission characteristics for a specific wavelength,
A color and polarization control security of light, characterized in that it is disposed between the substrate (substrate) and the metal layer, and further comprises a layer of fluorescent material or non-linear material which is excited by the wavelength of the transmitted light to generate light in different wavelength bands. device.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 기판(substrate)은 필름 또는 유리(glass)로 형성되는 것을 특징으로 하는 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자.
The method of claim 1,
The substrate (substrate) is a color or polarization control security device, characterized in that formed of a film or glass (glass).
제 3항에 있어서,
상기 기판(substrate)이 필름으로 형성되는 경우, 그 재질은 폴리머(polymer)인 것을 특징으로 하는 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자.
The method of claim 3,
When the substrate (substrate) is formed of a film, the material is a polymer (polymer), characterized in that the color and polarization control security element of light.
제 1항에 있어서,
상기 나노 금속 슬릿은 그 모양이 원형과 같은 대칭형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자.
The method of claim 1,
The nano-metal slit is a color and polarization control security device, characterized in that the shape is formed in a symmetrical shape, such as circular.
제 1항에 있어서,
상기 나노 금속 슬릿은 그 모양이 직사각형(rectangular), 삼각형(triangular), 나비 넥타이형(bowtie)과 같은 비대칭형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자.
The method of claim 1,
Wherein said nano-metal slit is formed in an asymmetrical shape such as rectangular, triangular, bowtie.
제 1항에 있어서,
상기 나노 금속 슬릿은 Al, Ag, Au 로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자.
The method of claim 1,
The nano-metal slit is a color and polarization control security device, characterized in that it comprises any one selected from the group consisting of Al, Ag, Au.
제 1항에 있어서,
상기 나노 금속 슬릿은 그 두께가 수십 nm 내지 수백 nm인 것을 특징으로 하는 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자.
The method of claim 1,
The nano-metal slit is a color and polarization control security element of light, characterized in that the thickness of several tens nm to several hundred nm.
제 1항에 있어서,
상기 금속층 상에 배치되어 상기 금속층을 보호하는 보호층을 더 포함하되,
상기 보호층은 투명한 재질의 폴리머나 유전물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 빛의 컬러 및 편광 제어 보안 소자.
The method of claim 1,
A protective layer disposed on the metal layer to protect the metal layer,
The protective layer is a color and polarization control security device, characterized in that formed of a transparent material polymer or dielectric material.
기판(substrate); 및
상기 기판(substrate) 상에 배치되되 입사되는 파장보다 작은 크기를 가지는 나노 금속 격자(grating)를 포함하여 특정 파장에 대해 반사 또는 투과 특성을 가지면서 편광(polarization)에 따른 컬러 특성을 가지며,
상기 기판(substrate)과 복수의 나노 금속 격자(grating) 사이에 배치되되, 투과되는 빛의 파장에 의해 여기되어 다른 파장대의 빛을 발생시키는 형광 물질층 또는 비선형 물질층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 제어 보안 소자.
Substrate; And
Is disposed on the substrate (substrate), including a nano metal grating (grating) having a size smaller than the incident wavelength having a reflection or transmission characteristics for a specific wavelength and has a color characteristic according to polarization (polarization),
It is disposed between the substrate (substrate) and a plurality of nano metal grating (grating), characterized in that it further comprises a fluorescent material layer or a non-linear material layer is excited by the wavelength of the transmitted light to generate light of different wavelength bands Color control security element.
삭제delete 기판(substrate); 및
상기 기판(substrate) 상에 배치되되 입사되는 파장보다 작은 크기를 가지는 복수의 나노 금속 로드(lod)를 포함하여 특정 파장에 대해 반사 또는 투과 특성을 가지면서 편광(polarization)에 따른 컬러 특성을 가지며,
상기 기판(substrate)과 복수의 나노 금속 로드(lod) 사이에 배치되되, 투과되는 빛의 파장에 의해 여기되어 다른 파장대의 빛을 발생시키는 형광 물질층 또는 비선형 물질층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 제어 보안 소자.

Substrate; And
Disposed on the substrate, but including a plurality of nano-metal rods having a size smaller than the incident wavelength, having a reflective or transmissive characteristic with respect to a specific wavelength, and having color characteristics due to polarization;
It is disposed between the substrate (substrate) and a plurality of nano metal rod (lod), characterized in that it further comprises a fluorescent material layer or a non-linear material layer which is excited by the wavelength of the transmitted light to generate light of different wavelength bands Color control security element.

삭제delete
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