KR20180065786A - 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름, 이를 제조하는 방법 및 이를 이용하여 은닉 식별자를 식별하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일면에 따른 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름은 입사 광선의 위상 차이를 제어하는 위상 무늬 배열 필름; 및 입사 광선의 투과율을 제어하는 세기 무늬 배열 필름;을 포함하고, 소정 파장 구간에서 홀로그램을 생성하고, 은닉 식별자를 중첩시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름을 제조하는 방법은 상기 세기 무늬 배열 필름의 각 단위 세기 무늬가 모두 동일한 고투과율로 제작된 것을 사용하여 상기 위상 무늬 배열 필름은 설계하는 단계; 상기 설계된 위상 무늬 배열 필름을 제작하는 단계; 및 상기 세기 무늬 배열 필름을 은닉 식별자가 포함된 세기 무늬 배열 필름으로 교체하는 단계;를 포함한다.

Description

진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름, 이를 제조하는 방법 및 이를 이용하여 은닉 식별자를 식별하는 방법{Hologram hidden identifying film for using discrimination of right from wrong, the method making the identifying film and the method identifying the hidden identif}

본 발명은 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름에 관한 것으로서, 홀로그램을 화폐, 여권, 신분증, 고가의 공산품에 진위 감별용으로 사용하는 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름에 관한 것이다.

최근 진위를 감별하는 목적으로 홀로그램을 사용하는 방법이 상용화되고, 활발히 연구되고 있다. 그러나, 홀로그램은 중소 규모의 업체에서도 어렵지 않게 유사 홀로그램을 구현할 수 있고, 위조에 대한 일차적인 장벽 역할만 한다. 홀로그램의 원리와 이를 구현할 수 있는 위상 마스크 디자인 방법이 공개되어 있으므로 전문적으로 위조를 시도하는 제3자를 차단하기 어려운 문제가 있다. 홀로그램을 이용한 진위 감별 방법은 육안으로 확인하는 홀로그램의 형태나 품질에 크게 영향을 끼치지 않는 경향이 있어, 일반인들은 위조한 홀로그램을 이용한 진위 감별 방법을 구별하기 어려운 문제가 있다.

본 발명은 전술한 홀로그램을 이용한 진위 감별 문제를 해결하기 위하여, 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 본 발명에 따른 은닉 식별자는 겉으로 드러나는 홀로그램에는 거의 영향을 미치지 않으나, 특정 방법의 검사를 통하여만 확인할 수 있으므로, 상술한 홀로그램을 이용한 진위 감별의 취약성을 보완할 수 있다.

육안으로 보이는 홀로그램만을 위조를 목적으로 복제하더라도, 은닉형 식별자는 홀로그램에는 거의 영향을 끼치지 아니하므로, 복제되지 아니한다. 육안으로 홀로그램을 확인할 때는, 진품이라 판단하더라도, 특정 방법을 통하여 표면을 직접 관측할 경우, 은닉형 식별자에 의하여 진품 여부를 이중으로 확인하는 것이므로, 진품의 보안을 강화하는 수단을 제공할 수 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름은 입사 광선의 위상 차이를 제어하는 위상 무늬 배열 필름; 및 입사 광선의 을 제어하는 세기 무늬 배열 필름;을 포함하고, 소정 파장 구간에서 홀로그램을 생성하고, 은닉 식별자를 중첩시키는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름을 제조하는 방법은 상기 세기 무늬 배열 필름의 각 단위 세기 무늬가 모두 동일한 고반사율로 제작된 것을 사용하여 상기 위상 무늬 배열 필름은 설계하는 단계; 상기 설계된 위상 무늬 배열 필름을 제작하는 단계; 및 상기 세기 무늬 배열 필름을 은닉 식별자가 포함된 세기 무늬 배열 필름으로 교체하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 따르면, 가시광선의 파장보다 훨씬 얇은 두께의 표면구조로 홀로그램을 형성하고, 상기 표면구조에 홀로그램에 영향을 거의 미치지 아니하는 은닉 식별자를 포함시켜 이중으로 진품 감별을 할 수 있어, 제3자의 진품 위조를 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름에 사용하는 단위 위상 무늬 및 단위 세기 무늬를 설명하기 위한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름에 사용하는 위상 무늬 배열 및 세기 무늬 배열을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름을 사용하여 식별하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 진품 감별 홀로그램 은닉 식별필름을 사용하기 위한 국소 표면 플라즈몬 공진 및 표면 플라즈몬 파동을 설명하기 위한 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 진품 감별 홀로그램 은닉 식별필름을 이용하여 은닉 식별자를 식별하는 방법을 설명하기 위한 예시도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

본 발명의 일면에 따른 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름은 입사 광선의 위상 차이를 제어하는 위상 무늬 배열 필름; 및 입사 광선의 을 제어하는 세기 무늬 배열 필름;을 포함하고, 소정 파장 구간에서 홀로그램을 생성하고, 은닉 식별자를 중첩시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 별도의 위상 무늬 배열 필름과 세기 무늬 배열 필름을 포함하지 않고, 위상과 반사율을 동시에 제어하는 하나의 복합 변조 무늬 배열 필름을 포함할 수 있다. 상기 복합 변조 무늬 배열 필름은 상기 반사율을 제어하는 반사형 홀로그램을 생성할 수 있고, 투과율을 제어하는 투과형 홀로그램을 생성할 수 있다.

본 발명에 따르는 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름은 일반인용 은닉 식별 필름과 전문가용 은닉 식별 필름이 있다. 일반인용 은닉 식별 필름은 일반인도 육안 또는 돋보기 등의 광학장치를 이용하여 표면을 관찰함으로써 확인할 수 있는 은닉 식별 필름이고, 전문가용 은닉 식별 필름은 전문 감별가가 보다 전문적인 특정 장비를 사용하여 판독할 수 있는 은닉 식별 필름을 의미한다.

일반인용 은닉 식별 필름은 일반인도 특별한 도구 없이도 확인할 수 있어야 하므로, 식별자를 육안으로 확인할 수 있는 경우에 이상적이다.

전문가용 은닉 식별 필름은 통상의 방법으로는 식별자의 확인과 복제가 어렵게 하여 위조를 방지하는 것이 주된 목적이므로, 일반적인 돋보기와 광학 현미경만으로 쉽게 확인할 수 있어선 아니된다. 그러나, 전문가용 은닉 식별 필름이라 하더라도, 전자 현미경 등을 사용한다면 감별을 위하여 전문적인 연구실에 샘플을 보내어 확인해야 하므로, 비용가 과다하게 필요한 문제가 있고, 현장에서 즉시 확인하지 못하는 문제가 있다.

본 발명에 따를 경우 전문가용 은닉 식별 필름에 대한 특정한 지식, 특정한 도구, 특정한 기능을 결합하였을 때만, 은닉 식별자를 감별할 수 있도록 하고, 상술한 지식, 도구 및 기능을 결합하는 다양한 방법을 비공개로 유지한다면, 광학 현미경만을 이용하더라도, 감별하는 방법을 알고 있는 전문가만이 은닉 식별자를 식별할 수 있도록 할 수 있다.

예컨대, 은닉 식별자를 구현하는 일실시예로서, '회절 한계'라 불리는 광학 현상을 이용하여 가시광선 파장의 절반 이하의 크기를 가지는 금속 나노 구조체를 이용할 경우, 광학 현미경을 이용하여 상기 나노 구조체를 확인할 수 없다. 전자 현미경을 이용할 경우에는 이러한 은닉 식별자를 확인할 수는 있으나, 많은 비용이 들고, 즉시 확인이 불가능하다. 본 발명에 따른 은닉 식별자를 확인할 수 있는 방법을 아는 전문가는 이를 비교적 적은 비용으로 비교적 빠르게 확인할 수 있을 것이다.

홀로그램을 구현하는 방법으로서 상술한 위상 마스크 디자인 방법과 상기 나노 구조체를 이용한 메타 표면을 이용한 홀로그램 생성방법이 대표적이다. 상기 메타 표면이란 가시광선의 파장보다 훨씬 얇은 두께의 표면 구조를 의미하며, 유효 굴절률 차이에 의해 위상 차이가 발생하는 원리를 이용한 것으로 최근 활발하게 연구되는 분야이다.

본 발명에 따른 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름을 제조하기 위하여, 상기 메타 표면에 의해 나타나는 홀로그램에 거의 영향을 끼치지 아니하나, 상기 메타 표면을 특수한 방법으로 육안, 광학 현미경, 전자 현미경 등으로 관찰할 경우 확인할 수 있는 은닉 식별자를 포함시켜 진품 여부를 감별하는 이중 보안을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름에 사용하는 단위 위상 무늬 및 단위 세기 무늬를 설명하기 위한 예시도이다.

도 1(a)는 홀로그램으로 생성될 로고의 예시를 나타낸다. 도 1(c)와 같은 위상 무늬 배열을 이용하면, 도 1(a)의 홀로그램이 나타난다.

도 1(b)는 본 발명의 부분실시예로서 단위 위상 무늬 및 단일 세기 무늬를 나타낸다. 통상 홀로그램을 구현하는 방법으로서 위상을 제어하는 방법과 세기를 제어하는 방법을 널리 사용한다. 통상 픽셀을 단위로 하여 세기와 위상을 특정한 공간 무늬에 따라 변조하면 원하는 홀로그램을 구현할 수 있다. 세기와 위상을 변조한다는 뜻은 각 픽셀 영역을 통과하는 빛의 투과율(transmittance)(반사형 홀로그램을 생성하는 경우 반사율(reflectance))과 위상 지연(phase delay)를 제어한다는 뜻이다. 위상차를 제어하는 별도의 필름과 투과율을 제어하는 별도의 필름이 존재할 수 있으나, 메타 표면을 이용할 경우, 하나의 메타 표면을 이용하여 위상차와 투과율을 동시에 제어할 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위하여 위상 무늬와 세기 무늬로 나누어 설명하도록 한다.

예컨대, 위상 마스크 디자인 방법에 따르면, 단위 위상 무늬는 각 방향으로 수백 내지 수천 정보의 픽셀로 이루어질 수 있고, 하나의 픽셀은 수십 nm 내지 10 마이크로 미터의 크기를 가질 수 있어, 단위 위상 무늬는 0.1 mm 내지 수 mm 이내일 수 있으나, 이는 예시적인 것이며, 발명의 범위를 제한하지 아니한다.

본 발명에 따른 은닉 식별자를 제조하기 위하여, 고전적인 위상 마스크 디자인 방법을 사용하는 경우, 픽셀이 다소 클 것이나, 메타 표면을 이용하여 위상을 제어하는 방법을 사용하는 경우에는 픽셀이 가시광선 영역의 파장의 1/2 이하 수준이 될 것이다. 다만, 개념적으로는 도 1(b)를 이용하여 상기 고전적인 위상 마스크 디자인 방법과 메타 표면을 이용한 홀로그램 생성방법을 모두 설명할 수 있다.

메타표면을 이용하여 홀로그램을 생성하는 방법은 하나의 픽셀을 통과하는 빛의 투과율(세기)과 위상 지연을 동시에 제어할 수도 있으나, 위상만을 이용하여 홀로그램을 생성하더라도, 일정 수준 이상의 품질의 홀로그램을 생성할 수 있다.

도 1(c)는 단위 위상 무늬가 12개로 구성된 위상 무늬 배열을 나타낸다. 통상 단위 위상 무늬는 홀로그램에서 나타나는 정보를 모두 담고 있으나, 단일 위상 무늬를 여러 개 묶어 홀로그램이 나타나는 영역의 면적을 크게 하여 관측을 용이하게 할 수 있다..

도 2는 본 발명에 따른 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름에 사용하는 위상 무늬 배열 및 세기 무늬 배열을 설명하기 위한 예시도이다.

도 1의 단위 위상 무늬와 단위 세기 무늬는 하나 이상 결합되어 위상 무늬 배열 및 세기 무늬 배열을 구성한다. 도 2는 위상 무늬 배열 및 세기 무늬 배열을 나타낸다. 이는 편의상 나누어 설명하기 위한 것이고, 위상 무늬 배열과 세기 무늬 배열을 구성하는 별도의 필름이 존재하는 것은 아니다. 하나의 메타 표면이 위상과 세기를 동시에 조정할 수 있다. 다만, 홀로그램의 경우 위상 무늬 배열에 의하여 홀로그램 이미지를 충분히 표시할 수 있고, 별도의 세기 무늬 필름을 이용하여 구현하는 것도 가능하다. 위상 무늬 배열은 도 1(c)와 큰 차이 없으나, 세기 무늬 배열에는 은닉 식별자가 표시되어 있는 것을 확인할 수 있다.

원칙적으로, 각 픽셀을 통과한 빛이 정해진 세기와 위상을 조정하여 홀로그램을 생성하는 것이나, 통상 위상이 더 중요하고, 세기의 경우, 실제 픽셀별 투과율이 정해진 세기 변조 무늬에서는 다소 선명도, 명암, 대비 등의 성능이 적합하지 않더라도 전체 홀로그램 형상은 유사하게 유지될 수 있다. 즉, 세기와 위상을 동시에 고려하여 홀로그램을 설계하는 것이 바람직하나, 그 연산이 복잡하여 정교하게 설계하기 어려운 측면이 있다.

본 발명에 따른 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름은 도 1b에 보이는 것 같이 세기가 모두 균일하게 밝을 때 이상적으로 작동하는 홀로그램 패턴을 설계한 후, 도2에 나타나는 것처럼 세기 무늬만을 원하는 식별자로 교체하더라도, 홀로그램을 최초 의도하였던 형상에서 왜곡이 크지 않으면서 식별자는 육안, 돋보기, 광학 현미경을 이용하면 식별자를 관찰할 수 있게 된다.

다만, 전술한 바와 같이 균일한 세기의 투과 필름을 이용하여 홀로그램을 설계한 후에 세기 무늬 배열 필름을 교체하는 방법도 있으나, 처음부터 식별자를 고려하여 위상 무늬 배열에 의한 위상 제어 필름과 세기 무늬 배열에 의한 투과 필름을 동시에 설계할 수도 있다.

도 3은 본 발명에 따른 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름을 사용하여 식별하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

통상 홀로그램 패턴은 특정 세기 무늬와 위상 무늬를 가지는 기본 단위를 반복해서 복수의 단위 위상 무늬를 바둑판과 같은 형태의 배열로 사용하기 때문에, 중복성(redundancy)을 가지고, 일부 영역이 훼손되는 경우에도 전체 홀로그램의 형상은 크게 왜곡되지 아니하는 특징이 있다.

도 3의 방법은 도 2와 달리, 위상 무늬 배열 자체에도 은닉 식별자를 삽입하는 방법이다. 이 방법을 사용하게 되면, 위상 무늬 배열이 생성하는 홀로그램 이미지가 일부 작동하지 않게 되나, 상술한 홀로그램의 특성상 위상 무늬 배열이 일부 훼손되더라도 홀로그램 이미지는 크게 왜곡되지 아니하므로, 은닉 식별자를 구현할 수 있는 방법이 된다. 우리는 실험적으로 훼손되는 부분이 50% 이하일 경우, 원래 의도한 홀로그램을 식별할 수 있을 정도이고, 10% 이하일 경우, 원래 의도한 홀로그램이 상당히 잘 유지되는 것을 확인하였다. 유지하고자 하는 홀로그램 이미지의 품질에 따라 도 3(a) 또는 도 3(b)와 같은 형식(좌측 이미지)으로 훼손되는 단위 위상 무늬의 비율을 정할 수 있을 것이다. 다만, 도 3(b)의 경우에는 도 3(a)와 대비할 때, 육안으로 관측하기 보다는 돋보기 또는 광학 현미경을 이용하여야 식별자를 식별할 수 있을 것이다.

또한, 식별자에 의하여 훼손되는 부분의 위상을 균일하게 만들 경우(위상차 필름의 기능을 제거할 경우), 식별자 부분의 빛 대부분이 산란되지 아니하므로, 홀로그램 영상은 다소 품질이 떨어지더라도, 명암 대비 성질은 잘 유지되어 훼손되는 부분이 더 커지더라도, 명망 대비를 이용하여 식별하기 쉬운 측면이 있다.

또한, 식별자에 의하여 훼손되는 부분의 위상을 균일하게 만드는 대신, 빛을 흡수하도록 설계하거나, 난반사하도록 하여 유사한 효과를 얻을 수 있다.

또한 식별자 부분의 홀로그램의 경우는, 더 저렴한 소재를 사용하거나, 홀로그램 패턴에 구멍을 내거나, 이를 제외하고 홀로그램을 제작하여 제작 비용을 감소시킬 수 있고, 그 결과 시인성을 높일 수도 있어, 비용을 절약하면서 동시에 식별능력을 증가시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 진품 감별 홀로그램 은닉 식별필름을 사용하기 위한 국소 표면 플라즈몬 공진 및 표면 플라즈몬 파동을 설명하기 위한 예시도이다.

도 4(a)는 수십 나노미터(nm, nanometer) 내지 수백 나노미터(nm, nanometer) 사이의 길이 또는 폭을 가지는 금속 나노 구조체를 의미한다. 각 금속 나노 구조체의 광학적 성질이 다양하기 때문에 이러한 금속 나노 구조체를 평면적으로 배치하여 메타 표면을 설계하면, 다양한 홀로그램 이미지를 생성할 수 있다. 가시광선 영역은 파장이 약 380nm~750nm 영역에 걸쳐서 존재하므로, 각 금속 나노 구조체는 가시광선 영역 파장의 1/4 수준(즉, 수십 nm에서 수백 nm)에서 생성하면, 대응되는 가시광선 파장에 대하여 위상 지연 필름 및 투과율 제어 필름으로서 기능할 수 있다. 금속 나노 구조체에 입사된 빛이 국소 표면 플라즈몬 공진(Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR)이라 불리는 공진 현상이 나타나기 때문이다. 이는 소리굽쇠가 자신의 공명주파수와 같은 주파수의 음파가 입력될 때 공명하는 것과 같은 원리이다.

금속 나노 구조체에 빛이 입사되면, 공진 파장이 맞는 성분에 반응하여 금속 내부에 큰 전류가 유도되고, 해당 가시광선의 빛 에너지가 금속 내부 에너지로 변환되기 때문에 해당 색상의 빛이 어둡게 나타난다. 국소 표면 플라즈몬 공진 현상을 이용하여 메타 표면 상에서 특정 파장의 빛을 이용한 은닉 식별자를 구현할 수 있다. 이때, 금속 나노 구조체를 구성하는 금속은 금, 은, 알루미늄과 같은 가시광선에서 광흡수가 비교적 적어서, 국소 표면 플라즈몬 공진 현상이 대비가 큰 금속을 주로 사용하게 된다.

상기 국소 표면 플라즈몬 공진 현상을 이용하여, 다른 파장에 대하여 세기와 위상을 크게 변화시키지 않는 홀로그램을 설계하면서, 특정 파장에 대하여만 반사 또는 투과되는 세기를 제어할 수 있으므로, 해당 특정 파장을 이용하여 은닉 식별자를 설계할 수도 있다

예컨대, 100 nm 폭을 가지는 금속 나노 구조체를 150 nm의 주기로 배열한 것과 80 nm 폭을 가지는 금속 나노 구조체를 120 nm의 주기로 배열한 것은 다른 파장에 대하여는 비슷한 위상과 세기를 나타내지만, 두 구조체의 국소 표면 플라즈몬 공진 파장은 상이하므로, 해당 공진 파장에 대하여는 육안으로 비교 가능할 정도로 밝기의 차이가 존재하여 은닉 식별자를 더 쉽게 식별할 수 있을 것이다.

또한, 홀로그램 패턴을 구현하기 위하여, 보다 짧은 폭의 금속 나노 구조체를 먼저 설계하고, 식별자 모양에 해당하는 부분은 보다 긴 폭의 금속 나노 구조체로 교체하여, 다른 파장의 빛을 입사함으로써 은닉 식별자를 식별할 수 있고, 백색광을 비추는 경우에도 공진 파장에 해당하는 빛이 흡수되는 정도에 따라 식별자 모양의 밝기가 상이해지므로, 식별자 부분이 구분되어 표시될 것이다.

도 4(b)는 금속 나노 구조체를 이용한다는 점에는 국소 표면 플라즈몬 공진 현상을 이용하는 것과 유사하나, 표면을 따라 전파되는 플라즈몬-폴래리톤 파동(SPPW, Surface Plasmon-Polariton Wave)을 이용한다는 점에서 차이가 있다. 또한, 금속 나노 구조체는 국소 표면 플라즈몬 공진 현상을 이용하는 금속 나노 구조체는 통상 단위 구조체 사이에 절연된 형태가 많고, SPPW를 이용하는 금속 나노 구조체는 연결된 금속 박막 상에 형성되어 전기적으로 서로 연결된 형태가 더 일반적이라는 차이가 있다..

도 4(b)는 금속 박막에 요철이 주기적으로 존재하는 형상이다. 주기성은 다양할 수 있다. 금속 박막에 금속 나노 구조체를 적층하여 형성할 수 있고, 금속 박막을 식각에 의하여 요철을 생성할 수도 있다. 박막의 금속과 요철의 금속은 동일하여도 되나, 상이한 금속을 사용하더라도 무관하며, 금속은 단일 금속일 수도 있으나, 합금, 금속 산화물 및 기타 금속 화합물일 수 있다.

도 4(b)의 금속 나노 구조체의 배열 주기가 표면 플라즈몬 파동과 비슷한 수준이어야 한다. 이때, 외부 광원에 의해 표면 플라즈몬 파동이 잘 생성된다. 그러므로, 금속 나노 구조체는 표면 플라즈몬 파동보다 더 작은 수준이어야 한다.

표면 플라즈몬 파동은 입사하는 빛이 가지는 가지는 파수 벡터(wave vector) 중 표면에 평행한 성분에 요철 구조의 주기에 의해서 형성되는 파수 벡터 성분을 더하여 표면 플라즈몬 파동의 파수 벡터와 일치하면, 표면 플라즈몬이 여기된다. 표면 플라즈몬 파동을 이용하는 홀로그램의 경우, 특정 파장의 빛은 각 파장 별로 상이한 특정 각도로 입사하는 경우에만 표면 플라즈몬 파동으로 에너지 전달이 상당히 일어나고, 반사율이 떨어져 어두워지게 된다.

도 4(a)의 국소 표면 플라즈몬 공진을 이용한 은닉 식별자와 비교할 때, 도 4(b)의 표면 플라즈몬 파동을 이용한 은닉 식별자는 금속 나노 구조체의 규모에 미세한 차이가 있으며, 입사되는 전자기파의 각도에 따라 결과가 상이해지는 차이가 있다. 도 4(b)의 표면 플라즈몬 파동은 입사각을 고려하여 은닉 식별자를 설계할 수 있으므로, 전문가용 은닉 식별자 생성에 더 적합할 수 있다.

가시광선의 파장은 380 nm 이상 750 nm 이하의 영역에 존재하므로, 빛의 파장보다 훨씬 작은 크기의 물질은 회절 한계 현상으로 인하여, 고성능 광학 현미경으로도 그 모양을 직접 광학적으로 확인할 수 없다. 회절 한계 현상이 적용되는 경우, 돋보기나 광학 현미경을 이용하여 관찰이 불가능하여 복제가 어렵다. 식별자에 대한 관련 지식을 알고, 필요한 장비에 접근이 가능한 전문 감별가만이 감별할 수 있는 식별자를 만들 수 있다.

도 4(a)의 국소 표면 플라즈몬 공진은 특정 파장에서만 나타나고, 이는 금속 나노 구조체에 의하여 결정되는 것이나, 금속 나노 구조체를 덮고 있는 유전체의 굴절률에 영향을 받는다. 통상 더 큰 굴절률을 가지는 유전체의 경우, 공진 파장이 더 길어진다.

본 발명에 따른 국소 표면 플라즈몬 공진 현상을 이용한 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름의 위상 제어 필름은 금속 나노 구조체를 저 굴절률 유전체로 덮어 생산한 후, 용매로 상기 저 굴절률 유전체를 제거하고, 고 굴절률의 유전체를 다시 덮어 은닉 식별자를 식별할 수 있다.

금속 나노 구조체의 패턴 위에 공기층을 두고, 그 위를 보호막으로 덮어 두었다가, 식별을 위하여 보호막 안에 물을 주입하여 공기를 대체함으로써 보호막의 굴절율에 변동을 주어 은닉 식별자를 식별할 수 있다. 또한, 보호막을 유연한 소재로 선택하고, 압력을 가하여 공기층을 제어하여 보호막을 표면과 접촉시킴으로써 은식 식별자를 식별할 수 있다.

상술한 (1) 용매를 이용하여 유전체를 변경하는 방법, (2) 보호막에 굴절율이 상이한 물질을 주입하는 방법 (3) 압력을 가하여 공기층을 제어하는 방법은 표면 플라즈몬 파동을 이용한 은닉 식별자에 그대로 응용할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름의 세기 무늬 배열 필름에 은닉 식별자를 공간적으로 분산 배치하여 재조합하여 코드를 만드는 설명하기 위한 예시도이다.

본 발명에 따른 은닉 식별자는 로고, 바코드, QR 코드 일 수 있다. 바코드와 QR코드 자체는 복제가 가능하나, 바코드와 QR 코드를 제작자만 알 수 있게 설계할 수 있고, 제작자의 시스템에 그 정보를 저장할 수 있으므로, 이와 연동된 코드 리더기를 사용하거나, 코드 테이블에 코드에 대응되는 식별자를 확인할 때, 은닉 식별자를 식별할 수 있게 될 것이다.

또한, 이러한 코드를 도 5와 같이 여러 개의 단위 세기 무늬에 분산하여 나타낼 경우, 각 단위 세기 무늬에 의하여 각 단위 위상 무늬는 일부만이 왜곡되므로, 위조하려는 자는 이를 쉽게 파악할 수 없고, 각 단위 세기 무늬에 분산되어 삽입된 코드를 재조합할 방법을 알기 어려우므로, 이를 위조하기 어렵다 할 것이다.

이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니 되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (9)

1. 홀로그램와 은닉 식별자를 이용하는 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름에 있어서,
   상기 홀로그램은 입사 광선의 위상 차이를 제어하는 위상 무늬 배열 및 입사 광선의 투과율 및 반사율을 제어하는 세기 무늬 배열을 이용하여 생성되는 것이고,
   상기 은닉 식별자는 세기 무늬 배열에 의하여 생성되는 것인
   소정 파장 구간에서 홀로그램을 생성하고, 은닉 식별자를 중첩시키는 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 홀로그램을 생성하는 메타표면을 더 포함하고,
   상기 메타표면은 가시광선 영역 파장의 1/2 이하 크기를 가지는 금속 나노상구조체를 하나의 픽셀로 하는 것이고,
   상기 픽셀은 대응되는 가시광선 영역 파장을 공진시켜 위상을 지연시키는 것인
   진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 세기 제어 배열은 은닉 식별자에 따라 투과율이 제어된 것인
   진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 은닉 식별자를 단일 세기 배열에 모두 표시하여, 육안으로 관찰할 수 없는 것인
   진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 은닉 식별자를 세기 무늬 배열에 분산하여 표시하고, 분산된 은닉 식별자를 조합하여 바코드, QR 코드, 사용자 정의 코드 중 어느 하나를 생성하는 것인
   진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 위상 제어 배열은,
   위상을 제어하는 픽셀의 위상차를 0으로 왜곡하여 상기 은닉 식별자를 표현하는 것인
   진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 메타표면은,
   금속 박막 위에 요철이 형성된 것이고,
   상기 요철의 주기는,
   표면 플라즈몬 파동에 일치하는 것인
   진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 메타 표면은,
   상기 요철 위에 특정 유전체를 적층하되,
   상기 특정 유전체는 특정 용매에 의하여 제거할 수 있는 것인
   진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름.
   
9. 제8항의 진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름을 이용하여 은닉 식별자를 식별하는 방법에 있어서,
   상기 특정 유전체가 상기 특정 용매를 이용하여 제거되는 단계; 및
   상기 특정 유전체가 제거된 후, 다른 유전체를 일정 두께 적층하는 단계;
   를 포함하는
   진품 감별 홀로그램 은닉 식별 필름을 이용하여 은닉 식별자를 식별하는 방법.
   

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