KR20180098620A - 생물학적 입자의 패턴을 포함하는 보안 태그 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광학 효과의 큰 가변성 및 내부 구조의 복잡성을 보유하는 생물학적 근원의 입자를 영구적으로 부착함으로써 개별화된 보안 장치에 관한 것이다. 생물학적 종 및 대응하는 입자는 내구성, 조작 민감성, 및 미크론 크기의 두께를 가지면서, 가변성 및 복잡성을 최대화하도록 선택된다. 시각적, 기계적, 및 법의학적 검사에 적합한 태그를 제조하는 방법이 개시된다.

Description

생물학적 입자의 패턴을 포함하는 보안 태그
본 발명은 물품, 상품, 및 문서의 식별 및 인증을 위한 보안 태그에 관한 것이다.
광학 가변 장치(optically variable device, OVD)는 다양한 유형의 문서(예를 들어, 신분증, 여권, 비자, 은행 카드)에 대한 일반적인 보호 요소이다 - 서적 <"Optical Document Security", ed. by R. L. Van Renesse, Artech House, (1998)> 참조. 홀로그램 및 다른 회절 요소는 그 보호 값이 미크론 및 미크론보다 아래의 구조의 복잡성에 기초하기 때문에 주로 사용된다. 제조는 복잡하고 비용이 많이 드는 프로세스이며, 그 최종 결과는 마스터 홀로그램 - 단일의 고유한 프로토타입이다. 상업적으로 받아들여질 수 있게 보호하기 위해서는, 마스터 홀로그램이 복사되고 증식되어, 플라스틱 호일에 엠보싱에 사용되는 복제본 심이 만들어지며, 그 다음에 핫 툴을 사용하여 문서에 통합된다. 최종 결과는 정확하게 동일한 보호 OVD를 보유한 일련의 문서이다. 이는 OVD가 위조된 경우 다수의 위조된 문서가 제조될 수 있기 때문에 상당한 결점이다.
그 결과, 간단하고 저렴한 문서 개별화 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 이는 위조를 훨씬 어렵게 하는데, 각각의 모든 문서를 개별적으로 복사되어야 되기 때문이다, 즉 대량의 위조 문서 제작이 불가능해진다. 그러나, 간단히 번호를 인쇄하여 사소한 개별화를 하는 것은 효과가 없을 것인데, 현대 인쇄 기술(예를 들어, 레이저 인쇄)을 사용하는 경우 너무 간단하고 저렴하기 때문이다. 따라서, 개별화 관련 기능은 강하고 반복 불가능한 개별 속성과 함께 상당한 정도의 복잡성을 가져야 한다. 지문, 홍채, 및 망막 패턴과 같은 생체 인식 특성이 갖는 특이성과 비교할 만해야 하나, 상당히 더 복잡하고 극소형이어야 한다. 현재 사용되는 OVD 보안 방법은 생산 가격을 상당히 높일 것이기 때문에 개별화(지문 인식)에 적합하지 않다.
"지문" 문서를 획득하려는 시도는 물리적인 단방향 기능의 아이디어에 기초한다(C. Boehm, M. Hofer, "Physically unclonable functions in theory and practice", Springer, 2013) - 이는 제조가 간단한 물리적 장치이지만 리버스 엔지니어링 및 복사가 매우 어렵다. 무작위 구조는 간단하고 저렴한 생산, 거의 불가능한 재창작, 및 고유 피쳐를 제공하기 때문에 문서 보안에 매우 중요할 수 있다. 금속, 형광, 또는 광섬유와 같은 무작위로 분산된 객체로 문서에 태그를 붙이는 것이 제안되었다(Van Renesse 서적 및 그 참조 문헌).
종이 기반의 기판의 천연 섬유 구조가 사용되었다(J. D. R. Buchanan, R. P. Cowburn, A-V. Jausovec, D. Petit, P. Seem, G. Xiong, D. Atkinson, K. Fenton, D. A. Allwood, M. T. Bryan, "'Fingerprinting' documents and packaging", Nature 436, (2005) 475). 레이저 빔이 종이 표면에서 흩어져서 그 통계가 관찰되고 기록되었다. 그러나, 이는 문서 표면의 대량 스캔을 필요로 하여 프로세스 속도가 느려지고, 인쇄 및 일상적 사용으로 인해 용지 구조가 크게 영향을 받을 수 있다.
또 다른 기술이 <R. Pappu, B. Recht, J. Taylor, N. Gershenfeld, "Physical One- Way Functions," Science 297, (2002) 2026-2030>에서 기술되었으며, 여기서 투명 기판에 매립된 플라스틱 구체의 무질서한 배열로부터의 메조스코픽 산란(mesoscopic scattering)이 물리적 일방향 함수를 구성하기 위해 사용되었다. 시스템의 응답은 조명 방향에 강하게 의존하며, 다시 고유한 개별 특성을 생성한다. 제안된 방법은 메조스코픽 산란에 대한 물리적 요구 사항에 의해 제한되어, 결과적으로 2.5mm 두께를 갖는 10mm x 10mm 크기의 태그가 생기며, 이는 현대의 플라스틱 카드 기술에는 적합하지 않다. 또한, 산란 입자의 치수는 다소 커서 - 직경이 500-800㎛이고, 평균 간격이 100㎛임 -, 마이크로 단층 촬영과 같은 기술에 의해 리버스 엔지니어링될 수 있는 부피가 큰 시스템이 된다.
살아있는 생물체의 특정 자연적 특성은 본질적으로 복잡하고 재현하기가 어렵다는 것이 일반적인 지식이다. 이것은 문서 보호를 위해 이를 사용했던 Benjamin Franklin에 의해 처음 실현되었다(Farley Grubb, "Benjamin Franklin and the birth of the paper money economy", Essay based on March 30, 2006 lecture, published by Federal Reserve Bank of Philadelphia). 그는 식물 잎의 깁스를 만들었고(정확하게 그들의 맥상 특이성을 인식함) 첫 번째 달러 지폐를 인쇄하는 데 사용했다. 추가적인 기술적 진보로 인해, Franklin의 방법은 쓸모없게 되었고, 음각, 새끼 무늬(guilloche), 워터마크, 홀로그램 등과 같은 상이한 인쇄 기술로 대체되었다.
자연 구조의 복잡성은 예술에서도 관찰되었다. 일본 화가들은 물고기를 그리는 대신에, 물고리 피쳐를 직접 옮기기 위해 물고기 인쇄(gyotaku)를 사용했다. 나중에, Leonardo Da Vinci는 종이에 잎 엽맥을 직접 인쇄했지만, 네덜란드 화가 Otto Marseus Van Schrieck은 나비 날개 비늘을 그의 캔버스에 옮겼다(S. Berthier, J. Boulenguez, M. Menu, B. Mottin, "Butterfly inclusions in Van Schrieck masterpieces. Techniques and optical properties", Appl. Phys. A, 51 - 57, (2008)). 오늘날, 모든 기술에는 공통된 이름이 있다: 자연 인쇄(R. Newcomb, "Method for producing nature prints", US 4279200 A, (1981), C. F. Cowan, "Butterfly wing-prints", J. Soc. Biblphy. Nat. Hist., 4(1968) 368-369, D. G. Edwards, "A receipt for taking figures of butterflies on thin gummed paper", in Essays upon natural history and other miscellaneous subjects, pg. 117).
특허 <WO 2007031077(Al) 3/2007, C. Hamm-Dubischar, "Inorganic marking particles for characterizing products for proof of authenticity method for production and us thereof> 및 특허 <DE10238506 Al, 3/2004, H. Rauhe, "Producing information-bearing micro-particulate mixtures involves defining code that can be implemented using natural or subsequently applied particle characteristics selected from e.g. morphology">는 표면의 특성에 따라 (규조류와 방류장과 같은) 수생 생물의 무기 껍질 의 자연적 복잡성을 사용하는 문서 보호에 대한 아이디어를 개시했다. 그러나, 실제 방법은 개시되지 않았다. 다른 문제점은 광학 효과가 현저하게 나타나지 않으며, 전자 현미경을 사용하여 서브 파장 레벨에서만 복잡성이 관찰될 수 있다는 것이다. 복잡성의 정도를 추정하는 기법도 설명되지 않았다. 같은 종의 표본 사이의 변이는 꽤 적다. 이 점에서, 이 방법은 법의학적인 수준의 문서 인증에만 사용될 수 있다.
최근에, 문서 보호를 위한 자연에서의 광학 원리 - 생체모방기술 -를 사용하는 것을 목표로 하는 상당한 야의 연구가 있었다(J. Sun, B. Bhushanand J. Tong, "Structural coloration in nature", RSC Adv., 2013, 3, 14862-14889, B. Yoon, J. Lee, I. S. Park, S. Jeon, J. Lee, J-M. Kim, "Recent functional material based approaches to prevent and detect counterfeiting", J. Mater. Chem. C 1, (2013) 2388-2403). 생물학적 구조의 다양성도 관찰되었다(L. P. Biro 및 J-P. Vigneron, "Photonic nanoarchitectures in butterflies and beetles: valuable sources for bioinspiration", Laser Photonics Rev. 5, No. 1, 27-51(2011)). 생화학 주형이 금속을 사용하여 나비 비늘과 같은 구조를 제조하는 데 사용되었다(S. Sotiropoulou, Y. Sierra-Sastre, S. S. Mark, 및 C. A. Batt, "Biotemplated Nanostructured Materials", Chem. Mater. 2008, 20, 821-834).
전술한 무작위 시스템은 방사 산란에 기초하여 기계로 검사해야 하며, 결과적으로 (금속 함유물의 경우) 광학 또는 전자파 검출을 해야 한다. 기록된 패턴은 암호화되어 중앙 저장소 또는 문서 자체에 저장된다. 보고서에 설명된 바와 같이 공개 키 암호화 방법이 사용된다: "Counterfeit deterrent features for the next generation currency design", Committee on Next-Generation Currency Design, National Materials Advisory Board, Commission on Engineering and Technical Systems, NationalResearch Council, Publication NMAB-472, (1993), Section: Random Pattern/Encryption Counterfeit-Deterrence Concept, pg. 74 - 75, 및 Appendix E: "Methods for authentication of unique random", pg. 117 - 119. 기술은 암호화에 사용되는 비밀 키와 복호화에 사용되는 공개 키의 2개의 키에 기초한다.
모든 방법은 자연 구조의 복잡성을 사용했지만, 문서 보호의 맥락에서 그 가변성은 전혀 사용되지 않은 채로 남아 있다. 오히려, 문서 가변성은 특허 문헌(US 8408470B2, 2013, N. Komatsu, S-I. Nanjo, "Object for authentication verification, authentication verifying chip reading device and authentication judging method")에 전술된 바와 같이 문서 전체에 걸쳐 입자 또는 실같은 엔티티를 무작위로 분산시킴으로써 달성되었다.
본 발명은 위조에 취약하게 하는, 현재 사용되는 문서 보안 피쳐(예를 들어, 홀로그램 및 다른 OVD)의 동일성의 문제를 해결하였다. 현재, 보안 요소는 개별 문서 간에 가변성 없이 동일한 유형의 문서(여권, 비자, 신용 카드)에서 동일하다. 이는 일단 위조가 이루어지면 모든 문서에 적용될 수 있기 때문에 위조 과정을 쉽게 한다. 본 발명은 생물학적 과정의 많은 자유도에 의해 가변성이 보장되는 자연 발생적인 생물학적 입자를 사용한다. 이들은 태그를 제조하는 데 사용되며, 태그는 문서 또는 제품에 추가로 적용되어, 고유하게 할 수 있다.
보안 태그 및 제조 방법이 개시된다.
본 발명의 보안 태그는 투명한 수퍼스트레이트(superstrate)로 커버된, 유기체로부터 기판 상의 투명한 접착제 층으로 직접 옮겨지는, 모방하기 어려운 생물학적 입자의 패턴을 특징으로 하며, 상기 생물학적 입자는 상기 기판과 상기 수퍼스트레이트 사이에 캡슐화된다.
본 발명의 일 실시예에서, 생물학적 입자의 패턴은 바코드 또는 QR 코드의 형상이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 생물학적 입자의 패턴은 인간의 머리의 실루엣의 형상이거나, 대안적으로 지문의 형상이다.
바람직하게는, 생물학적 입자는 기계적 또는 레이저 절단에 의해 정보가 명백하게 새겨진다.
대안적으로, 생물학적 입자는 그 형광을 영구적으로 표백(bleaching)함으로써 정보가 은밀하게 새겨진다.
바람직하게는, 생물학적 입자는 나비목(Lepidoptera) 비늘, 털 또는 강모, 딱정벌레목(Coleoptera) 비늘, 날도래목(Trichoptera) 털 또는 강모, 및 거미류(Arachnides) 비늘에서 선택된다.
더욱 바람직하게는, 생물학적 입자는 여러 상이한 종으로부터 취해지고, 미리 결정된 패턴으로 기판 상에서 조립된다.
본 발명의 일 실시예에서, 수퍼스트레이트의 선택된 부분은 생물학적 입자에 영구적으로 접착되는 투명한 접착제의 층으로 커버된다.
또한, 본 발명은 상품, 물품, 및 문서의 식별 및 인증을 위한 본 발명에 따른 보안 태그의 용도에 관한 것이다.
마지막으로, 본 발명은 다음의:
(1) 표면 상에 하나 이상의 생물학적 입자를 제공하는 단계;
(2) 저 표면 에너지 접착제 층을 갖는 광학적으로 투명한 테이프를 미리 결정된 형상으로 절단하여 제 1 사전 절단된 테이프를 형성하는 단계;
(4) 제 1 사전 절단된 테이프를 생물학적 입자를 갖는 표면 상에 가압하는 단계;
(5) 생물학적 입자를 갖는 표면으로부터 제 1 사전 절단된 테이프를 제거하는 단계로서, 생물학적 입자의 대부분은 제 1 사전 절단된 테이프에 부착되는, 단계;
(6) 접착제 층들이 서로 마주하도록, 부착된 생물학적 입자(10)를 갖는 제 1 사전 절단된 테이프를 제 2 고 표면 에너지의 광학적으로 투명한 접착 테이프와 접촉시키는 단계;
(7) 제 2 테이프로부터 제 1 사전 절단된 테이프를 들어 올려 떼내는(lifting-off) 단계;
(8) 제 2 테이프보다 작은 제 3 광학적으로 투명한 테이프로 제 2 테이프를 커버하여 상품, 물품, 또는 문서에 부착될 준비가 된 보안 태그를 형성하는 단계를 포함하는, 본 발명에 따른 보안 태그를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 태그는 잘 정의되고 쉽게 인식 가능한 형상을 갖는, 미리 결정된 영역 내에서 기판 표면 상에 부착된, 곤충 몸체의 선택된 다수의 미크론 크기의 부분(생물학적 입자)을 포함한다. 생물학적 입자는 그 원래의 물리적 특성 및 공간적 배열을 유지하면서 직접 기판으로 옮겨진다. 상기 생물학적 입자는 높은 수준의 복잡성 및 그 광학 특성의 가변성에 따라 선택되며, 상이한 이미지 배율 하에서 관찰될 수 있다. 전체 태그 크기는 사용자에 의한 시각적 검사 및 쉬운 인식, 뿐만 아니라 현미경 수준에서 기계 검사를 가능하게 한다.
복잡성은 통계적으로 평균내어진 생물학적 입자의 체적 대 표면 비로 측정된다(도 1 및 도 2는 일부 곤충의 표피에서 발견된 곤충 몸체 비늘의 통상적인 복잡성을 보여준다). 바람직하게는, 체적/표면 비는 50nm 미만이다. 가변성은 정의된 배율에서 관찰된 생물학적 입자 이미지의 자유도(G. T. di Francia, "Degrees of freedom of an image", JOSA 59, (1969) 799-804)의 수를 통해 정의된다(도 6은 상이한 배율로 기록된 곤충 몸체 비늘(7)의 광학 패턴을 나타낸다). 바람직하게는, 자유도의 수는 1000보다 커야 한다.
관찰된 광학 효과가 강하게 국부화되고, 가변적이고 개별적이며, 복잡한 3차원 구조로부터의 간섭, 회절, 및 산란(이들의 편광 및 각도 의존성을 포함)의 결과가 요구된다. 또한, 조직 및 세포는 내구성이 있고, 영구적인 광학 특성을 지니며, 기판에 부착하기 전에, 중에, 그리고 후에 기판에 옮겨져 처리될 수 있도록 선택된다. 따라서, 생물학적 구조를 수용하는 기판은 고유하고 반복 불가능하게 된다. 결과 태그는 개별화 및 보안 식별을 요구하는 다양한 유형의 객체에 추가로 부착될 수 있다.
태그 기판은 3개의 인쇄된 마커를 포함할 수 있으며, 이는 로컬 좌표계를 생성하기 위한 기준으로 사용된다. 태그에 부착된 곤충 몸체 부분 중 선택된 피쳐는 기계 판독 가능 보안 코드(제2 보호 라인)로서 사용된다.
태그 제조 프로세스는 다양한 표면 에너지를 갖는 접착 테이프를 사용하는 여러 단계로 구성된다. 제 1 테이프는 유기체에서 생물학적 입자를 들어 올려 떼내는 데 사용된다. 그들은 더 높은 표면 에너지 테이프로 옮겨지며, 거기에 영구적으로 부착되어 추가 보호 층에 의해 보호된다.
도 1 : 주사 전자 현미경(scanning electron microscope, SEM) 하에서 관찰된 나비 비늘.
도 2 : 투과 전자 현미경(transmission electronmicroscope, TEM) 하에서 관찰된 나비 비늘의 단면.
도 3 : TEM 현미경 하에서 관찰된 나비 비늘 융기부(ridge)의 확대 단면.
도 4 : 가장자리가 강조된, 도 3으로부터의 나비 비늘의 감마 보정 이미지.
도 5 : 둘러싸인 표면적의 계산을 가능하게 하는, 도 3의 이미지의 임계화된 버전.
도 6 : 무지개 빛깔의 패치가 포함된, 별 형상으로 절단된 나비의 부분으로서, 그 확대된 이미지는 상이한 강도 및 스펙트럼 컨텐츠의 다수의 도트를 가진 개별 비늘을 나타냄.
도 7 : 신호 대역폭
Figure pct00001
를 계산하는 데 사용되는, 도 6의 비늘의 푸리에 변환.
도 8 : 옮겨진 생물학적 입자를 가진 태그.
도 9 : 옮겨진 생물학적 입자 및 무지개 빛깔의 색이 변화하는 접착제 층을 갖는 수퍼스테이트(superstate)를 가진 태그.
도 10 : 주사 전자 현미경 하에서 관찰된 나비 날개(흰색 화살표로 표시됨)의 정사각형 형상의 절단도.
도 11 : 생물학적 입자로 제작된 실루엣.
도 12 : 생물학적 입자로 제작된 지문.
도 13 : 나비 비늘로 제작된 바코드.
도 14 : 생물학적 입자를 갖는 태그의 제조 프로세스.
도 15 : 생물학적 입자를 갖는 태그의 제조 프로세스의 흐름도.
도 16 : 상이한 생물학적 종에 속하는 생물학적 입자를 갖는 태그의 제조 프로세스.
첨부된 도면과 함께, 본 발명의 기술적 내용 및 상세한 실시예가 이하에서 설명되나, 청구항에 의해 독점적으로 정의된 보호 범위를 제한하지 않는다. 첨부된 청구항에 따라 이루어진 임의의 동등한 변형 및 수정은 그 보호 범위에 포함되어야 한다.
그 복잡성 및 가변성에 따라 선택된 다수의 생물학적 입자를 포함하는 광학 태그가 개시된다. 태그의 구성 및 그 다양한 실시예를 설명하기 전에, 우리는 복잡성 및 가변성이라는 개념에 구체적인 의미를 부여한다. 이는 태그의 위조 방지 특성을 보장하는 최상의 종 및 생물학적 입자를 선택하는 데 필요하다.
도 1을 참조하면, 생물학적 입자, 예를 들어, 나비목 비늘의 통상적인 복잡성이 관찰될 수 있다. 구조는 2가지 유형의 격자인 다수의 박판(2)을 갖는 융기부(1)에 의해 특징지어지는 체적 격자, 및 융기부를 연결하는 교차 리브(3)로 이루어진 표면 격자로 구성된다. 비늘의 단면(도 2)을 관찰하면, 비늘은 두 개의 막인 구조화되지 않은 하위 막(4), 및 융기부, 박판, 및 교차 리브를 포함하는 상위 막(5)을 가짐을 알 수 있다. 도 3에서의 나비 비늘의 복잡한 부분의 확대 단면을 사용함으로써, 윤곽 길이 대 윤곽이 둘러싸는 표면 비를 결정하여 복잡성이 정량화될 수 있다. 윤곽 길이는 먼저 객체 가장자리를 디지털적으로 강조하고(도 4 참조) 전체 검정색 픽셀 수를 계산함으로써 결정된다(Lb). 표면적은 도 3의 이미지를 디지털적으로 임계화하고(연산 결과는 도 5에 도시됨), 전체 검정색 픽셀 수를 적분함으로써 결정된다(Sb). 따라서 복잡도(C)는 C =Sb/Lb.
(도 1, 도 2, 및 도 3에서 도시된 바와 같은) 생물학적 입자, 예를 들어 나비목 비늘의 내부 구조의 자연적 변동은 결과적인 광학 효과의 가변성을 가져온다. 도 6은 다른 기판 상에 옮겨진 나비 날개의 별 형상의 부분을 도시한다. 구체적인 나비목 종 및 절단 위치는 결과 조각이 적어도 하나의 무지개 빛깔의 스팟(6)을 포함하도록 선택된다. 그것의 확대된 이미지는 다양한 강도 및 스펙트럼 컨텐츠의 다수의 도트로 구성된 비늘(7)을 보여준다. 그 위치, 광학 스펙트럼, 및 강도는 예측할 수 없고, 자유도가 정의된다. 그 수(N)는 가변성의 척도로 사용된다. 이는 개별 비늘 표면적(S)(이미지로부터 쉽게 계산됨) 대 도트의 평균 치수(
Figure pct00002
)(도 6)의 비를 계산함으로써 추정될 수 있다. 마지막 피쳐는 관계식:
Figure pct00003
을 통해 신호의 스펙트럼 너비와 관련된다(나비목 비늘 이미지의 푸리에 변환이 도시되는 도 7 참조). 스펙트럼 폭(
Figure pct00004
)을 측정함으로써, 평균 도트 치수(
Figure pct00005
)가 계산될 수 있다. 마지막으로, 자유도의 수는
Figure pct00006
로 계산된다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 광학 보안 태그의 바람직한 실시예가 2개의 직교 투영을 나타내며 도시되어 있다. 기판(8)은 얇고 투명한 접착제 층(9)으로 커버된다. 생물학적 입자(10)는 상기 접착제 층에 견고하게 부착되어 쉽게 인식 가능한 패턴(예를 들어, 심볼, 문자, 바코드, 실루엣 등)을 생성한다. 생물학적 입자(10)의 부착은 제거하려는 시도가 그것들의 미크론보다 아래의 크기의 구조를 파괴하게 한다. 3개의 가시적인 마크(11, 12, 및 13)(예를 들어, 십자형)가 기판(8) 상에 인쇄되고, 광학 판독 시스템에 대하여 잘 정의된 위치에 태그를 위치시키는 데 사용된다. 또한, (점선으로 표시된) 곡선이고 비직교일 수 있는 로컬 좌표계를 정의한다. 좌표계의 정확한 수학적 특성은 태그의 발행자에게만 알려진다. 생물학적 입자(10)는 투명한 커버(14)에 의해 보호된다. 하나 또는 여러 개의 입자(10')가 개별화 패턴의 베어러로서 무작위로 선택된다. 마커(11, 12, 및 13)에 대한 위치가 결정되고 기억된다. 더불어, 광학 패턴(도 6의 7)이 또한 기록되고 기억된다.
다른 실시예(도 9)에서, 수퍼스테이트(14)는 생물학적 입자에 영구적으로 부착되는 패턴화된 접착제 층(16)을 포함한다. 이것은 이중 목적을 제공한다. 첫째, 층의 굴절률은 생물학적 입자 위의 굴절률을 변화시키고 패턴(17)의 한 부분의 무지개 빛깔의 색을 변경한다. 이전의 실시예에서와 같이, 하나 또는 여러 개의 비늘(10')이 개별화 패턴의 베어러로서 무작위로 선택된다. 또한, 태그를 분해하려는 임의의 시도는 생물학적 입자의 분리를 초래한다 - 그들 중 일부는 기판 상에 남아 있고 다른 것은 수퍼스트레이트로 들어 올려짐으로써 따라서 조작에 민감한 태그를 생성한다.
다른 실시예에서, 기판(8)은 투명하여, 생물학적 입자(10)의 양면 관찰을 가능하게 한다. 일부 나비목 종의 경우, 무지개 빛깔의 패턴은 비늘 각각의 면마다 상이하다. 이 실시예에서, 광학 패턴은 투과광 및 반사광 양자 모두에서 관찰될 수 있다. 패턴은 간섭성 또는 비간섭성 광의 회절, 간섭, 무지개 빛, 산란, 및 형광 발광의 결과일 수 있다. 패턴의 각도, 초점, 및 편광 변경 가능성이 기록되어 인증 신호로 사용된다.
또 다른 실시예에서, 옮겨진 생물학적 입자(10)는 기계적 수단에 의해 추가로 패턴화된다. 기계 공구가 원하는 패턴으로 새겨, 상승한 부분 및 오목한 부분의 시스템을 생성한다. 그것은 패턴 상에 가압되고, 따라서 생물학적 입자를 분쇄하고 그 광학 특성(예를 들어, 무지개 빛, 산란)을 변화시켜, 시각적으로 관찰 가능한 패턴을 생성한다.
또 다른 실시예에서, 옮겨진 생물학적 입자는 레이저 절단 또는 조각(예를 들어, 도 10에서 흰색 화살표로 표시된 정사각형 형상 영역)에 의해 육안으로 보이게 패턴화된다. 초고속 레이저의 빔이 컴퓨터로 제어되는 갈바노미터 미러 스캐너를 갖는 시스템에 도입되며, 이는 프로그래밍된 궤적에 따라 빔을 각도 편향시키는 데 사용된다. 그 다음에, 빔은 f-세타 렌즈를 사용하여 생물학적 입자를 갖는 태그에 확장되고 초점이 맞춰지며, 이는 편향 각도와 초점 빔 위치 사이의 편평한 스캐닝 필드 및 선형 관계를 가능하게 한다. 레이저 파장, 스캐닝 속도, 및 전력은 절단 또는 조각이 가능하도록 선택된다. 생물학적 입자를 갖는 태그의 표면 상에 개인화된 생체 인식 패턴(예를 들어, 도 11에서와 같은 실루엣, 도 12에서와 같은 지문, 망막 혈관 패턴, 서명, 또는 홍채 이미지)을 그리는 데 사용된다. 이러한 방식으로, 시각적 및 기계적 인증에 사용될 수 있는 명백한 패턴이 생성된다.
다른 실시예는 생물학적 입자로 이루어진 바코드 또는 QR 코드 패턴을 특징으로 한다(도 13).
다른 실시예에서, 옮겨진 생물학적 입자의 형광은 고강도 UV 방사선을 사용하여 선택적으로 표백된다. 이는 UV 램프 및 대물 렌즈로 구성되는 UV 프로젝션 시스템을 사용하여 행해질 수 있다. 이미지를 포함하는 투명한 영역 및 불투명한 영역을 포함하는 마스크가 시스템에 삽입되어 이미지가 생물학적 입자를 갖는 태그 상에 직접 생성된다. 표백 작용은 조명 빔의 강도 및 조명 시간에 의해 제어된다. 대안적으로, 연속파(continouos wave, CW) 또는 초고속 레이저로부터의 빔이 컴퓨터로 제어되는 갈바노미터 미러 스캐너를 갖는 시스템에 도입되며, 이는 프로그래밍된 궤적에 따라 빔을 각도 편향시키는 데 사용된다. 그 다음에, 빔은 f-세타 렌즈를 사용하여 생물학적 입자를 갖는 태그에 확장되고 초점이 맞춰지며, 이는 편향 각도와 초점 빔 위치 사이의 편평한 스캐닝 필드 및 선형 관계를 가능하게 한다. 레이저의 파장은 표백 작용이 단일 광자 프로세스(CW 레이저의 경우) 또는 2 광자 프로세스(초고속 레이저의 경우)를 통해 가능하도록 선택된다. 레이저 출력 및 그것의 스캐닝 속도가 표백의 강도를 결정한다. 패턴은 은밀한 보안 피쳐로서 저 강도 UV 방사선을 사용하여 관찰 가능하다.
태그 제조 프로세스는 도 14에 도시된 여러 단계로 구성된다. 먼저, 낮은 박리 강도(바람직하게는 0.5N/cm 정도의 표면 에너지)를 갖는 접착제 층(감압성)을 갖는 테이프가 요구되는 형상으로 레이저 또는 다이(die) 절단된다. 테이프는 생물학적 입자(예를 들어, 나비 날개)로 커버된 표면 상에 가압되며, 그것들의 무지개 빛깔의 표면을 위로 향하여 테이프에 접착된다(도 14의 단계(I)). 테이프는 박리되어, 세포 또는 조직을 들어 올려 떼낸다(도 14의 단계(II)). 다음으로, 테이프는 높은 박리 강도, 바람직하게는 2.5N/cm 정도의 표면 에너지를 갖는 제 2 광학적으로 투명한 테이프로 옮겨진다(도 14의 단계(III)). 테이프는 서로 마주 보는 접착제 층과 함께 가압되며, 생물학적 입자는 층들 사이에 가둬진다. 소정의 체류 시간 후에, 테이프가 분리된다(도 14의 단계(IV)). 제 2 테이프의 보다 높은 표면 에너지로 인해, 제 1 플레이트로부터의 생물학적 입자가 제 2 테이프 상에 남게 된다. 세 번째로, 광학적으로 투명한 비접착성 테이프가 생물학적 입자를 커버하는 데 사용되어, 그것들을 외부 영향으로부터 보호한다(도 14의 단계(V)). 제 3 테이프는 제 2 테이프보다 작고, 따라서 나머지 접착제 층을 노출시키며, 이는 개별화를 필요로 하는 객체에 부착하는 데 사용될 것이다. 전체 프로세스의 흐름도가 도 15에 도시된다.
다른 실시예에서, 태그 및 연관된 제조 프로세스는 여러 종의 생물학적 입자를 사용한다. 최종 패턴은 예를 들어 도 16에서 설명된 바와 같이 나비목에 속하는 여러 곤충 종으로부터 옮겨진 2개 이상의 서브 패턴으로부터 조립된다. 먼저, 낮은 박리 강도(바람직하게는 0.5N/cm 정도의 표면 에너지)를 갖는 접착제 층(감압성)을 갖는 테이프(18)가 요구되는 형상으로 레이저 또는 다이(die) 절단된다. 테이프가 하나의 생물학적 종에 속하는 생물학적 입자(예를 들어, 나비목 날개)로 커버된 표면(19) 상에 가압되고, 그것들의 무지개 빛깔의 표면은 위로 향하게 된다. 생물학적 입자가 테이프에 접착된다(도 16의 단계(I)). 테이프는 박리되어, 세포 또는 조직을 들어 올려 떼낸다(도 16의 단계(II)). 다음으로, 테이프는 높은 박리 강도, 바람직하게는 2.5N/cm 정도의 표면 에너지를 갖는 제 2 광학적으로 투명한 테이프(20)로 옮겨진다(도 16의 단계(III)). 테이프는 서로 마주 보는 접착제 층과 함께 가압되며, 생물학적 입자는 층들 사이에 가둬진다. 소정의 체류 시간 후에, 테이프가 분리된다(도 16의 단계(IV)). 제 2 테이프의 보다 높은 표면 에너지로 인해, 제 1 플레이트로부터의 생물학적 입자가 제 2 테이프 상에 남게 된다. 낮은 박리 강도(바람직하게는 0.5N/cm 정도의 표면 에너지)를 갖는 접착제 층(감압 성)을 갖는 다른 테이프(21)가 프로세스의 단계 I에서 설명한 것에 상보적인, 요구되는 형상으로 레이저 또는 다이 절단된다. 테이프는 다른 생물학적 종에 속하는 생물학적 입자(예를 들어, 나비목 날개)로 커버된 표면(22) 상에 가압되고, 그것들의 무지개 빛깔의 표면은 위로 향하게 된다. 생물학적 입자가 테이프에 접착된다(도 16의 단계(V)). 테이프는 박리되어, 세포 또는 조직을 들어 올려 떼낸다(도 16의 단계(VI)). 다음으로, 테이프는 높은 박리 강도, 바람직하게는 2.5N/cm 정도의 표면 에너지를 갖는 이전에 제조된 투명한 테이프(20)로 옮겨진다(도 16의 단계(VII)). 테이프는 테이프(18 및 21)에 의해 정의된 패턴이 서로 보완되도록 서로 마주하는 접착제 층과 함께 가압된다. 결과적으로, 생물학적 입자는 층들 사이에 가둬진다. 소정의 체류 시간 후에, 테이프가 분리된다(도 16의 단계(VIII)). 제 2 테이프의 보다 높은 표면 에너지로 인해, 제 1 테이프로부터의 생물학적 입자가 제 2 테이프 상에 남게 된다.
다음 단계(도 16의 IX)에서, 광학적으로 투명하고 비접착성인 제 3 테이프가 생물학적 입자를 커버하는 데 사용되어, 그것들을 외부 영향으로부터 보호한다. 제 3 테이프는 제 2 테이프보다 작고, 따라서 나머지 접착제 층을 노출시키며, 이는 개별화를 필요로 하는 객체에 부착하는 데 사용될 것이다.
이전 실시예에서 설명된 방법은 임의의 수의 상이한 생물학적 종으로 추가로 확장될 수 있다.

Claims (11)

  1. 보안 태그로서,
    투명한 수퍼스트레이트(14)로 커버된, 유기체로부터 기판(8) 상의 투명한 접착제 층(9)으로 직접 옮겨지는, 모방하기 어려운 생물학적 입자(10)의 패턴을 특징으로 하며, 상기 생물학적 입자(10)는 상기 기판(8)과 상기 수퍼스트레이트(14) 사이에 캡슐화되는, 보안 태그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 생물학적 입자(10)의 패턴은 바코드 또는 QR 코드의 형상인, 보안 태그.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 생물학적 입자(10)의 패턴은 인간의 머리의 실루엣의 형상인, 보안 태그.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 생물학적 입자(10)의 패턴은 지문의 형상인, 보안 태그.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생물학적 입자(10)는 기계적 또는 레이저 절단에 의해 정보가 명백하게 새겨지는, 보안 태그.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생물학적 입자(10)는 상기 생물학적 입자(10)의 형광을 영구적으로 표백함으로써 정보가 은밀하게 새겨지는, 보안 태그.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생물학적 입자(10)는 나비목 비늘, 털 또는 강모, 딱정벌레목 비늘, 날도래목 털 또는 강모, 및 거미류 비늘에서 선택되는, 보안 태그.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 생물학적 입자(10)는 여러 상이한 종으로부터 취해지고, 미리 결정된 패턴으로 상기 기판(8) 상에서 조립되는, 보안 태그.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 수퍼스트레이트(14)의 선택된 부분은 상기 생물학적 입자(10)에 영구적으로 접착되는 투명한 접착제의 층으로 커버되는, 보안 태그.
  10. 상품, 물품, 및 문서의 식별 및 인증을 위한 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 보안 태그의 용도.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 보안 태그를 제조하는 방법으로서,
    (1) 표면 상에 하나 이상의 생물학적 입자(10)를 제공하는 단계;
    (2) 저 표면 에너지 접착제 층을 갖는 광학적으로 투명한 테이프를 미리 결정된 형상으로 절단하여 제 1 사전 절단된 테이프를 형성하는 단계;
    (4) 상기 제 1 사전 절단된 테이프를 상기 생물학적 입자(10)를 갖는 표면 상에 가압하는 단계;
    (5) 상기 생물학적 입자(10)를 갖는 표면으로부터 상기 제 1 사전 절단된 테이프를 제거하는 단계 - 상기 생물학적 입자(10)의 대부분은 상기 제 1 사전 절단된 테이프에 부착됨 -;
    (6) 접착제 층들이 서로 마주하도록, 부착된 생물학적 입자(10)를 갖는 상기 제 1 사전 절단 테이프를 고 표면 에너지의 광학적으로 투명한 제 2 접착 테이프와 접촉시키는 단계;
    (7) 상기 제 2 접착 테이프로부터 상기 제 1 사전 절단된 테이프를 들어 올려 떼내는 단계;
    (8) 상기 제 2 접착 테이프보다 작은 광학적으로 투명한 제 3 테이프로 상기 제 2 접착 테이프를 커버하여 상품, 물품, 또는 문서에 부착될 준비가 된 상기 보안 태그를 형성하는 단계를 포함하는, 보안 태그를 제조하는 방법.
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