KR102040076B1 - 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스페이서, 상기 스페이서의 상부에 형성된 복수의 마이크로 렌즈들의 배열로 이루어진 마이크로 렌즈 어레이, 상기 스페이서의 하부에 형성되고 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통해 제1 방향에서 관찰되는 제1 색상의 제1 화상들을 포함하는 이미지 형성층, 상기 스페이서의 하부에 상기 이미지 형성층과는 별도로 형성되고 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통해 제2 방향에서 관찰되는 제2 색상의 제2 화상들을 포함하는 레이저 마킹층을 포함하며, 상기 제1 색상과 상기 제2 색상은 서로 다른 색상인 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 종래의 보안장치에 비하여 각 화상들이 의도된 대로 정확한 위치에 형성되어 그 보안 특성이 더 향상됨은 물론 그 제조방법 또한 간단한 효과가 있다.
Description
본 발명은 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시야각에 따라 보이는 색상 또는 이미지가 변하는 보안장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
은행권, 수표, 여권, 신분증 등 보안이 필요한 각종 보안제품의 위변조를 방지하기 위하여 은선(Thread), 보안필름 등 광학적 또는 전자기적 원리를 이용한 다양한 기술들이 개발되어 왔다. 그 중에서도 광학적 원리를 이용한 보안장치는 별도의 감지수단이 없이도 육안으로 광학적 효과를 인지할 수 있어 일반 수요자들이 직관적으로 위변조 여부를 확인할 수 있다는 점에서, 각종 보안제품에 매우 유용하게 사용되고 있다.
광학적 원리를 이용한 보안장치로는 마이크로 렌즈 어레이를 통하여 특정 화상이 관찰되도록 하는 장치가 있으며, 최근에는 복수 개의 화상이 관찰되도록 함으로써 보안효과를 향상시킨 기술도 소개되고 있다. 이러한 장치로는 예를 들어 일본 공개특허 제2011-215202호에 개시된 장치가 있는데, 그 구조를 개략적으로 도시하면 도 1과 같다. 도 1을 참조하여 설명하면 종래의 보안장치(100)는, 투명한 스페이서(110) 상면에 복수의 렌티큘러 렌즈(121)들이 소정 방향으로 배열된 마이크로 렌즈 어레이(120)와, 마이크로 렌즈 어레이(120)로부터 스페이서(110) 두께만큼 이격된 거리에 형성되는 이미지 형성층(130)을 포함하여 구성된다. 이때 이미지 형성층(130)에는 서로 다른 화상들(151, 152, 153)이 각 렌티큘러 렌즈(121)에 대응되도록 스페이서(110) 하면에 순차적, 주기적으로 인쇄되어 반복되는 형태로 형성된 이미지 어레이(150)가 포함된다.
이러한 종래의 보안장치(100)에 의하면, 마이크로 렌즈 어레이(120)를 통해 바라보는 시야각에 따라 서로 다른 화상이 관찰되는 특징이 있다. 즉 렌티큘러 렌즈들이 배열되어 있는 평면과 수직인 법선 방향의 제1 방향(D1)에서 관찰할 경우에는 제1 화상(151)이 관찰되고, 보안장치를 기울이거나 측면에서 관찰하여 시야각이 제2 방향(D2)으로 변하게 되면 제1 화상(151)과는 다른 제2 화상(152)이 관찰된다. 또한, 보안장치를 다른 방향으로 기울이거나 다른 측면에서 관찰하여 시야각이 제3 방향(D3)으로 변하게 되면, 제1 화상(151) 및 제2 화상(152)과 다른 제3 화상(153)이 관찰된다. 종래의 보안장치(100)는 이처럼 시야각에 따라 복수의 화상이 관찰되는 특성에 의해 하나의 화상만이 관찰되는 경우보다 그 보안 효과가 더 뛰어나며, 일반 수요자들이 육안으로도 위변조 여부를 쉽게 확인할 수 있다. 특히 이러한 보안장치(100)를 스캐닝하거나 복사하게 되면 특정 시야각(D1) 방향에서 관찰되는 제1 화상(151)만이 나타나게 되어, 복사 등에 의한 위변조를 방지할 수 있는 효과가 있다.
한편, 스페이서(110) 하부에 이미지 어레이(150)를 형성하는 방법으로는 인쇄 방법이 사용되기도 하지만 이미지 형성층(130)에 오목부를 형성한 후 이를 잉크 등으로 충진하는 방식이 선호되는데, 이러한 방법을 사용하여 각 화상들(151, 152, 153)을 다른 색으로 형성하기 위해서는 오목부 형성 및 잉크 충진 과정을 각 화상마다 반복해야 한다. 즉, 제1 화상(151) 형성을 위한 오목부들을 이미지 형성층(130)에 형성한 후 이를 제1색의 잉크로 충진하고, 그 다음 제2 화상(152) 형성을 위한 오목부들을 형성한 후 이를 제2색의 잉크로 충진하며, 그 다음 제3 화상(153) 형성을 위한 오목부들을 형성한 후 이를 제3색의 잉크로 충진하는 방식이다. 이러한 방식을 사용하는 이유는 제1 내지 제3 화상에 해당하는 오목부들을 한꺼번에 형성하게 되면 각 오목부들을 서로 다른 색의 잉크로 충진하는 것이 어렵게 되기 때문이다. 이러한 방식은 각 화상을 서로 다른 색으로 형성하여 보안효과를 향상시킬 수 있다는 장점은 있으나 그 제조공정이 매우 복잡하다는 문제가 있다.
또한, 이러한 이미지 어레이(150) 형성은 통상 마이크로 렌즈 어레이(120) 형성 공정과는 별도 공정으로 이루어지므로, 각 화상들이 렌티큘러 렌즈(121)의 초점 위치에 정확히 형성되는 것이 어렵다는 문제가 있다. 즉, 보안장치(100)에서 의도한 대로의 특성이 나타나기 위해서는 각 화상들(151, 152, 153)이 해당 시야각 방향(D1, D2 D3)에서의 렌티큘러 렌즈(121) 초점 위치에 정확히 형성되어야 하나, 스페이서(110) 상에 마이크로 렌즈 어레이(120)를 형성한 이후 그 하면에 이미지 어레이(150)를 형성하게 되면 각 화상들(151, 152, 153)을 해당 시야각(D1, D2 D3)에서의 렌티큘러 렌즈(121) 초점 위치에 정확히 형성하기가 용이하지 않다. 이는 선명하지 않은 화상이 관찰되는 현상의 원인이 되며, 각 화상들이 서로 정확히 얼라인되지 않고 서로 간의 간격이 애초의 설계 대비 오차가 발생하는 경우 특정 시야각에서 복수의 화상들이 뒤섞여 관찰되는 등의 문제가 발생할 수 있으므로, 이러한 문제를 해결하는 것은 중요한 과제이다.
또한 보안장치(100)의 위변조 여부에 대한 정밀 감식을 위해서도 각 화상들의 형성위치의 오차는 엄격하게 관리되어야 한다. 즉, 육안으로는 구별하기 어렵다고 하더라도 가령 제2 방향(D2)에서의 초점 위치에 제2 화상(152)이 형성되도록 설계된 경우에는 정밀 감식장치를 사용하여 정확한 각도에서의 화상 형성 여부에 의해 위변조 여부를 판별할 수 있는데, 보안장치(100) 제조 과정에서 이미 각 화상들의 형성위치에 오차가 발생하는 경우에는 이러한 정밀감식 자체가 무의미해지는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시야각에 따라 서로 다른 색상으로 관찰되는 복수의 화상들이 보다 간단한 방법으로 형성되도록 하는 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치 및 그 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 시야각에 따라 서로 다른 색상으로 관찰되는 복수의 화상들이 마이크로 렌즈의 정확한 초점 위치에 설계에 의해 의도된 대로의 간격으로 형성되도록 하는 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치 및 그 제조방법을 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 설계에 의해 의도된 대로의 각도에서의 초점위치에 정확하게 화상이 형성되도록 하는 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치 및 그 제조방법을 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치는, 스페이서, 상기 스페이서의 상부에 형성된 복수의 마이크로 렌즈들의 배열로 이루어진 마이크로 렌즈 어레이, 상기 스페이서의 하부에 형성되고, 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통해 제1 방향에서 관찰되는 제1 색상의 제1 화상들을 포함하는 이미지 형성층, 상기 스페이서의 하부에 상기 이미지 형성층과는 별도로 형성되고, 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통해 제2 방향에서 관찰되는 제2 색상의 제2 화상들을 포함하는 레이저 마킹층을 포함하며, 상기 제1 색상과 상기 제2 색상은 서로 다른 색상인 것을 특징으로 하며, 상기 스페이서의 하부에 부가 보안요소층을 더 포함할 수 있다. 또한, 보안장치를 보안문서에 접착하기 위한 접착층을 더 포함할 수도 있다.
이때, 상기 레이저 마킹층에는 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통해 제3 방향에서 관찰되는 제3 색상의 제3 화상들을 포함하며, 상기 제3 색상은 상기 제2 색상과 동일하거나 다른 것일 수 있으며, 상기 제2 화상들과 상기 제3 화상들은 서로 다른 레이저 마킹층에 형성되는 것일 수 있다. 여기서, 상기 레이저 마킹층은 광 흡수체 물질을 포함하고, 상기 제2 화상 및 상기 제3 화상은 상기 광 흡수체 물질이 레이저 광을 흡수하여 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 화상은 상기 마이크로 렌즈에 상기 제1 방향에서 광이 입사하는 경우의 초점 위치에 형성되고, 상기 제2 화상은 상기 마이크로 렌즈에 상기 제2 방향에서 광이 입사하는 경우의 초점 위치에 형성되며, 상기 제3 화상은 상기 마이크로 렌즈에 상기 제3 방향에서 광이 입사하는 경우의 초점 위치에 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 방향은 상기 마이크로 렌즈 어레이의 표면에서 수직한 법선 방향일 수 있고, 상기 제1 방향에서의 마이크로 렌즈의 초점거리는 40㎛ 이하일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치의 제조방법은, (a) 스페이서 필름의 상면에는 렌즈어레이 수지를, 하면에는 이미지 형성층 수지를 도포하는 단계, (b) 상부롤 및 하부롤 사이를 통과시키면서 롤 캐스팅을 하여 상기 렌즈어레이 수지에는 마이크로 렌즈 어레이를, 상기 이미지 형성층 수지에는 제1 화상 형성을 위한 오목부를 형성하는 단계, (c) 상기 렌즈어레이 수지 및 이미지 형성층 수지를 경화하기 위한 큐어링 단계, (d) 상기 오목부에 제1 색상의 잉크를 충진하여 제1 화상들이 포함된 이미지 형성층을 형성하는 단계, (e) 상기 이미지 형성층 하부에 레이저 마킹층을 도포하는 단계, (f) 상기 레이저 마킹층에 레이저광을 조사하여 상기 레이저 마킹층 내에 화상을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 (f) 단계는 둘 이상의 방향에서 레이저광을 조사하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부롤 및 상기 하부롤에는 상기 마이크로 렌즈 어레이와 상기 오목부를 얼라인시키기 위한 얼라인 장치가 설치되어 있고, 상기 롤 캐스팅 진행 시 상기 얼라인 장치로 상기 상부롤 및 상기 하부롤을 얼라인하는 것일 수 있으며, 상기 얼라인 장치는 레이저발신부 및 레이저수신부를 포함하여 구성되는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 보안문서는, 보안장치를 포함하는 보안문서로서, 상기 보안장치는 스페이서의 상부에 마이크로 렌즈 어레이, 하부에 이미지 형성층 및 레이저 마킹층을 포함하는 구성으로 되어 있고, 상기 스페이서는 소정 두께의 투명한 필름으로 이루어지고, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 복수의 마이크로 렌즈들의 배열로 이루어지며, 상기 이미지 형성층은 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통해 제1 방향에서 관찰되는 제1 색상의 제1 화상들을 포함하며, 상기 레이저 마킹층은 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통해 제2 방향에서 관찰되는 제2 색상의 제2 화상들을 포함하여, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에서 관찰하였을 때 서로 다른 색상의 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상이 관찰되는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 보안장치는 은선이고, 상기 보안문서는 은행권일 수 있다.
본 발명에 따른 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치 및 그 제조방법에 의하면, 제1 화상은 마이크로 렌즈와 동시에 형성하고 다른 화상들은 레이저를 이용하여 마이크로 렌즈의 초점 위치에 정확히 형성시키므로, 시야각에 따라 서로 다른 색상으로 관찰되는 복수의 화상들이 보다 간단한 방법으로 형성되는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치 및 그 제조방법에 의하면, 제1 화상은 마이크로 렌즈와 동시에 형성하고 다른 화상들은 레이저를 이용하여 마이크로 렌즈의 초점 위치에 정확히 형성시키므로, 시야각에 따라 서로 다른 색상으로 관찰되는 복수의 화상들이 마이크로 렌즈의 정확한 초점 위치에 설계에 의해 의도된 대로의 간격으로 형성되는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치 및 그 제조방법에 의하면, 일부 화상들은 레이저를 이용하여 마이크로 렌즈의 초점 위치에 형성시키므로, 설계에 의해 의도된 대로의 각도에서의 초점위치에 정확하게 화상이 형성되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 보안장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 보안장치의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 롤 캐스팅 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 캐스팅 롤의 상부롤 및 하부롤의 형상을 나타내는 도면이다.
도 7은 상부롤과 하부롤에 얼라인 장치가 설치된 예시도이다.
도 8은 레이저 마킹에 의해 제2 화상 및 제3 화상이 형성되는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 보안장치의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 롤 캐스팅 단계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 캐스팅 롤의 상부롤 및 하부롤의 형상을 나타내는 도면이다.
도 7은 상부롤과 하부롤에 얼라인 장치가 설치된 예시도이다.
도 8은 레이저 마킹에 의해 제2 화상 및 제3 화상이 형성되는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 한정되거나 제한되는 것은 아니다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치의 단면도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 보안장치(200)는, 스페이서(210), 상기 스페이서(210) 위에 형성된 마이크로 렌즈 어레이(220), 상기 스페이서(210)의 하부에 형성된 이미지 형성층(230) 및 레이저 마킹층(240)을 포함하여 형성된다.
스페이서(210)는 보안장치(200)를 전체적으로 지지하는 지지체 역할을 하면서 이미지 형성층(230) 또는 레이저 마킹층(240)을 마이크로 렌즈(221)로부터 마이크로 렌즈(221)의 초점 거리만큼 이격시키기 위한 구성으로, 투명하기만 하면 그 재질 및 두께를 특별히 한정하는 것은 아니나, 은행권 등에 삽입되는 전체 두께 약 50㎛ 이하의 은선에 적용하기 위해서는 두께 약 40㎛ 이하의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름일 수 있다.
스페이서(210) 위에 형성되는 마이크로 렌즈 어레이(220)는 복수의 마이크로 렌즈들(221)의 주기적인 배열을 포함하여 이루어지며, 이때 마이크로 렌즈(221)는 도 2의 지면과 수직한 방향으로 연장되는 구면 또는 비구면의 반원통형 렌즈일 수 있다. 여기서 비구면은 원추형, 타원형, 포물선형 등일 수 있으며, 그 구체적인 형상에 따라 시야각에 따른 초점 위치가 달라지므로 스페이서(210)의 두께를 고려하여 이미지 형성층(230) 또는 레이저 마킹층(240)에 초점이 형성될 수 있도록 그 형상을 조절할 수 있다. 예를 들어 도 2에서 마이크로 렌즈 어레이 표면에 수직한 제1 방향(D1)으로 광이 입사하는 경우의 초점 위치가 제1 화상(251)에, 오른쪽으로 기울어진 방향(D2)으로 광이 입사하는 경우의 초점 위치가 제2 화상(252)에, 왼쪽으로 기울어진 방향(D3)으로 광이 입사하는 경우의 초점 위치가 제3 화상(253)에 형성되도록 마이크로 렌즈(221)의 형상을 조절할 수 있다. 도 2에서는 레이저 마킹층(240)이 이미지 형성층(230)보다 하부에 있는 경우를 예시하였는데, 이 경우 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)으로 광이 입사하는 경우의 초점 거리가 제1 방향(D1)으로 광이 입사하는 경우의 초점 거리보다 길어지도록 마이크로 렌즈의 형상이 결정되어야 한다.
마이크로 렌즈(221)는 에너지 경화형 수지, 예를 들어 자외선 경화형 수지로 형성할 수 있으며, 이형성, 형재현성, 기재와의 밀착성이 우수하고 고굴절률을 제공하는 카복실기를 갖는 화합물로 형성하는 것이 바람직하나 그 재질은 특별히 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 보안장치(200)를 전체 두께가 약 50㎛ 이하의 은선에 적용하기 위해서는 마이크로 렌즈(221)의 초점길이가 두께 약 40㎛ 이하인 것이 바람직하므로, 각 마이크로 렌즈(221)의 폭은 50㎛ 이하, 높이는 15㎛ 이하인 것이 바람직하다.
스페이서(210)의 하부에는 이미지 형성층(230)이 형성되며, 이미지 형성층(230)은 각 마이크로 렌즈(221)에 일대 일로 대응되도록 제1 화상(251)들이 포함되어 있다. 제1 화상(251)은 마이크로 렌즈(221)를 통해 광이 제1 방향(D1)으로 입사하였을 때의 마이크로 렌즈(221) 초점 위치에 형성되며, 이때 제1 방향(D1)은 마이크로 렌즈 어레이(220) 표면에 수직한 방향일 수 있다. 물론 제1 방향이 수직한 방향으로 한정되는 것은 아니며, 제1 화상이 어느 각도에서 관찰되도록 할 것인지에 따라 그 방향은 달라질 수 있다.
제1 화상(251)은 이미지 형성층(230)의 하면에 형성된 오목부에 제1 색상의 잉크가 채워져 구현되는 화상이며, 소정의 이미지, 텍스트, 기호, 도형 등일 수 있다. 이때 제1 색상의 잉크가 채워지는 오목부의 크기는 2㎛ 내지 6㎛ 범위일 수 있다.
역시 스페이서(210) 하부에 형성되는 레이저 마킹층(240)은 레이저 파장 범위에서 레이저 광 에너지를 흡수하고 이를 열 에너지로 전환시키는 광 흡수체 물질을 포함함으로써 레이저 광이 조사된 부위가 변색 또는 식각되어 소정의 화상이 형성될 수 있는 물질로 이루어지며, 마이크로 렌즈(221)에 일대 일로 대응되도록 제2 화상(252)들이 포함되어 있고, 이에 더하여 제3 화상(253)들이 더 포함되어 있을 수 있다. 제2 화상(252)은 마이크로 렌즈(221)를 통해 광이 제2 방향(D2)으로 입사하였을 때의 마이크로 렌즈(221) 초점 위치에 형성되며, 선택적으로 형성되는 제3 화상(253)은 마이크로 렌즈(221)를 통해 광이 제3 방향(D3)으로 입사하였을 때의 마이크로 렌즈(221) 초점 위치에 형성된다. 이때 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)은 제2 화상(252) 및 제3 화상(253)이 어느 각도에서 관찰되도록 할 것인지 따라 달라질 수 있다.
레이저 마킹층(240)에 포함되는 광 흡수체 물질로는, 탄소, 카본블랙, Sn(Sb)O2, TiO2 등의 산화금속이 적용될 수 있으며, 또한 안트라센이나 적외선 흡수성 착색제인 산화안티몬(III), 비스무트 옥시클로라이드 등이 적용될 수 있다. 이외에도 합성 또는 천연 운모, 활석, 카올린, 유리 플레이크, SiO2 플레이크 등 플레이크 형의 광 흡수체 물질이 적용될 수 있으며, 본 발명에 있어서 레이저 마킹층(240)에 포함되는 광 흡수체 물질은 본 발명의 기술사상의 범위 내에서는 특별히 제한되지 않는다.
도 2에서는 이미지 형성층(230) 하부에 레이저 마킹층(240)이 형성되는 것으로 도시하였으나, 마이크로 렌즈(221)의 형상에 따라 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)에서의 초점 거리가 제1 방향(D1)에서보다 더 짧은 경우에는 레이저 마킹층(240)이 이미지 형성층(230) 상부에 위치할 수도 있다.
또한 도 2에는 제1 내지 제3 화상이 이미지 어레이(250)를 형성하는 것으로 도시하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 적어도 2개 이상의 화상이 이미지 어레이를 형성하도록 할 수 있다. 또한 도 2에는 하나의 레이저 마킹층(240)에 제2 화상(252) 및 제3 화상(253)이 형성되는 것으로 도시하였으나, 둘 이상의 레이저 마킹층을 구비하고 각 레이저 마킹층에 하나 이상의 화상이 형성되도록 할 수도 있으며, 각 레이저 마킹층의 위치는 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)에서의 초점 거리에 따라 결정된다.
도 2의 본 발명의 제1 실시예에 따른 보안장치(200)는 은행권 등에 삽입되는 부분 노출형 은선(Security Thread)에 활용될 수 있다. 즉 마이크로 렌즈 어레이(220) 부분이 은행권 표면에 노출되고 이미지 형성층(230) 및 레이저 마킹층(240)은 은행권을 구성하는 제지의 내부에 삽입되며, 이 경우 은행권을 여러 각도로 기울이는 경우 은선을 통해 관찰되는 화상이 제1 화상(251), 제2 화상(252) 및 제3 화상(253)으로 변화되는 보안 특성이 발휘된다. 특히 각 화상들의 모양이나 색상을 다르게 할 경우 일반 수요자들이 육안에 의해 직관적으로 위변조 여부를 확인할 수 있으며, 이는 복사에 의해서는 나타나지 않는 특성이므로 은행권의 위변조 방지에 뛰어난 효과가 있다.
또한 본 발명의 제1 실시예에 따른 보안장치(200)는 여권, 신분증 등 여러 보안문서의 소정 위치에 부착되어 사용될 수도 있다. 이 경우에는 보안장치(200)의 최하부(도 2에서는 레이저 마킹층 하부)에 접착층을 더 포함함으로써 보안문서에 접착할 수 있도록 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치의 개략적인 단면도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 보안장치(300)는, 스페이서(210), 상기 스페이서(210) 위에 형성된 마이크로 렌즈 어레이(220), 상기 스페이서(210)의 하부에 형성된 이미지 형성층(230), 레이저 마킹층(240) 및 부가 보안요소층(260)을 포함하여 형성된다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 보안장치(300)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보안장치(200)와 비교하면 부가 부안요소층(260)을 더 포함한다는 점에서만 차이가 있는 것이며, 나머지 구성들은 제1 실시예 부분에서 설명한 것과 동일하다.
부가 보안요소층(260)은 보안장치에 부가적인 보안특성을 제공하기 위한 것으로, 형광특성층, 자성특성층, 적외선특성층 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
형광특성층은 자외선을 조사할 경우 형광 특성이 나타나는 자외선 형광특성층, 입사광의 파장보다 짧은 파장의 빛을 방출하는 업컨버젼(upconversion) 형광특성층 등일 수 있으며, 형광안료가 포함된 잉크를 인쇄하여 사용할 수 있다.
자성특성층 또는 적외선특성층은 각 특성을 검출할 수 있는 별도의 검출기기를 사용하여 감지할 수 있는 층으로, 자성안료 또는 적외선안료가 각각 포함된 잉크를 인쇄하여 형성할 수 있다.
이러한 본 발명의 제2 실시예에 의한 보안장치(300)에 따르면 시야각에 따라 서로 다른 화상이 관찰되는 보안효과 외에 부가적인 보안 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 가령 부가 보안요소층(260)인 형광특성층, 자성특성층 또는 적외선특성층 등으로 이미지, 텍스트, 도형 등을 형성할 경우, 육안으로는 제1 실시예의 보안장치(200)와 마찬가지의 효과, 즉 시야각에 따라 서로 다른 화상이 관찰되는 보안 효과만이 있는 것으로 보이지만, 별도의 검출기기를 사용하면 부가 보안요소를 감지할 수 있으므로 위변조가 더욱 어려워지게 된다.
이때 도 3에서는 부가 보안요소층(260)이 이미지 형성층(230) 및 레이저 마킹층(240)의 하부에 형성되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이미지 형성층(230) 및 레이저 마킹층(240)의 상부, 또는 이미지 형성층(230)과 레이저 마킹층(240)의 사이에 형성될 수도 있다.
본 발명의 제2 실시예에 의한 보안장치(300) 역시 제1 실시예에 의한 보안장치(200)와 마찬가지로 은행권 등에 삽입되는 부분 노출형 은선(Security Thread)에 활용될 수 있다. 즉 마이크로 렌즈 어레이(220) 부분이 은행권 표면에 노출되고 이미지 형성층(230), 레이저 마킹층(240) 및 부가 보안요소층(260)은 은행권을 구성하는 제지의 내부에 삽입되며, 이 경우 은행권을 여러 각도로 기울이는 경우 은선을 통해 관찰되는 화상이 제1 화상(251), 제2 화상(252) 및 제3 화상(253)으로 변화되는 보안 특성이 발휘되며, 이에 더하여 별도의 검출기기를 사용하면 부가 보안요소가 감지되는 보안 특성이 발휘된다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 의한 보안장치(300)는 여권, 신분증 등 여러 보안문서의 소정 위치에 부착되어 사용될 수도 있다. 이 경우에는 보안장치(300)의 최하부(도 3에서는 부가 보안요소층 하부)에 접착층을 더 포함함으로써 보안문서에 접착할 수 있도록 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 보안장치(200, 300)의 제조방법을 나타내는 흐름도이며, 도 5 내지 도 8은 각 제조방법 단계들을 좀더 상세히 설명하기 위한 도면들이다. 이하 본 발명의 제2 실시예에 의한 보안장치(300)의 제조방법을 기준으로 설명하나, 부가 보안요소층(260) 형성 공정 이외의 공정은 본 발명의 제1 실시예에 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 보안장치(200, 300)를 제조하는 방법을 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명하면, 먼저 스페이서(210) 위에 마이크로 렌즈 어레이 형성을 위한 렌즈어레이 수지(520)를 도포하고, 스페이서(210) 하면에는 이미지 형성층 형성을 위한 이미지 형성층 수지(530)를 도포한다(S10). 이때 스페이스(210)는 두께 약 40㎛ 이하의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름일 수 있으며, 그 상하부에 도포되는 렌즈어레이 수지(520) 및 이미지 형성층 수지(530)는 도포 시에는 어느 정도 연성이 있어서 롤 캐스팅에 의해 가공이 되고, 이후 자외선이나 열 등을 이용한 큐어링 과정에서 경화되는 수지일 수 있다.
그 다음은 렌즈어레이 수지(520) 및 이미지 형성층 수지(530)가 상하부에 도포된 스페이서 필름(210)을 상부롤(600) 및 하부롤(700) 사이로 통과시키면서 롤 캐스팅(Roll Casting) 가공을 하는 단계이다(S20)(도 5 참조). 도 6에 나타낸 것처럼 상부롤(600)은 그 표면에 마이크로 렌즈(221) 형상의 오목금형(610)이 형성되어 있고 하부롤(700)은 그 표면에 오목부(531) 형상의 볼록금형(710)이 형성되어 있어서, 상부롤(600) 및 하부롤(700) 사이를 통과하는 롤 캐스팅 가공 단계에 의해 렌즈어레이 수지(520)는 마이크로 렌즈 어레이(220)로 가공되며, 이미지 형성층 수지(530)에는 잉크 충진을 위한 오목부(531)들이 형성된다. 도 6에는 상부롤(600)에 형성되는 오목금형(610)의 형상이 마이크로 렌즈(221)에 정확히 대응되는 것으로 도시하였으나, 오목금형(610)은 예를 들어 사각형의 단면 형상으로 형성하고 롤 캐스팅 후 별도의 열처리 공정을 통해 마이크로 렌즈(221)의 형상을 완성할 수도 있으며, 이러한 공정방법은 잘 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
한편 마이크로 렌즈 어레이(220)를 통해 제1 화상(251)이 선명하게 관찰되기 위해서는 마이크로 렌즈(221)와 오목부(531)가 정확히 얼라인되어 형성될 필요가 있는데, 이를 위해 캐스팅 롤에 얼라인 장치가 구비될 수 있다. 예를 들어 상부롤(600)의 측면에는 레이저발신부(620)가 설치되고, 하부롤(700)의 측면에는 레이저수신부(720)가 설치됨으로써, 레이저발신부(620)로부터의 레이저 광이 레이저수신부(720)에서 정확히 수신되는 위치로 상부롤(600) 및 하부롤(700)을 조정한 후 롤 캐스팅 단계를 진행할 수 있으며, 이러한 방법에 의해 마이크로 렌즈(221)와 오목부(510)를 설계에 의해 의도된 대로 정확한 위치에 얼라인하여 형성할 수 있다. 이때 오목부(510)의 형성 위치는 마이크로 렌즈(221)에 수직한 방향으로 광이 입사하는 경우의 초점위치인 것이 바람직하며, 이는 마이크로 렌즈(221)의 형상에 의해 계산이 가능하다. 또한, 도 7의 레이저발신부(620)와 레이저수신부(720)는 얼라인 장치의 하나의 예시일 뿐이며, 다양한 변형실시가 가능함은 통상의 기술자에게 자명할 것이다.
다시 도 4를 참조하면, 롤 캐스팅 단계(S20) 후에는 렌즈어레이 수지(520) 및 이미지 형성층 수지(530)를 경화시키기 위한 큐어링(Curing) 단계(S30)가 진행되는데, 예를 들어 자외선 경화형 수지가 사용된 경우에는 자외선 큐어링, 열 경화형 수지가 사용된 경우에는 열에 의해 수지를 경화하는 열 큐어링을 진행할 수 있다.
그 다음은 잉크 충진 단계(S40)로서, 이는 이미지 형성층 수지(530)에 형성된 오목부(531)에 제1 색상의 잉크를 충진함으로써 이미지 형성층(230)을 완성하는 단계이다. 잉크 충진 단계(S40)에 의해 제1 방향(D1)에서 관찰되는 제1 색상의 제1 화상(251)이 형성되며, 필요한 경우 잉크 큐어링 단계를 더 진행할 수 있다.
다음은 이미지 형성층(230) 하부에 레이저 마킹층(240)을 도포하고 레이저 마킹을 진행하여 제1 화상과는 다른 적어도 하나의 화상을 형성하는 단계이다(S50, S60). 레이저 마킹 단계(S60)을 도 8을 참조하여 설명하면, 레이저 마킹층(240)에 제2 화상(252)이 형성될 수 있도록 외부에서 마이크로 렌즈 어레이(220)를 통해 제1 레이저광(810)을 조사하고, 레이저 마킹층(240)에 제3 화상(253)이 형성될 수 있도록 외부에서 마이크로 렌즈 어레이(220)를 통해 제2 레이저광(820)을 조사한다. 제1 레이저광(810) 및 제2 레이저광(820)은 각각 제2 화상(252) 및 제3 화상(253) 형성 위치에 초점이 형성될 수 있도록 조사되며, 그 조사 각도는 마이크로 렌즈(221)의 형상, 스페이서(210) 및 이미지 형성층(230)의 두께 등을 고려하여 계산될 수 있다.
레이저 마킹층(240)에는 광 흡수체 물질이 포함되어 있으므로 레이저광(810, 820)이 조사된 초점위치에 정확하게 제2 화상(252) 및 제3 화상(253)이 형성되며, 광 흡수체 물질을 적절히 선택함으로써 제2 화상(252) 및 제3 화상(253)의 색상은 제1 화상(251)의 색상과는 다른 색상으로 형성할 수 있다. 또한, 제1 레이저광(810)과 제2 레이저광(820)의 세기를 조절함으로써 제2 화상(252)과 제3 화상(253)의 색상도 구별되도록 하는 것이 가능하며, 레이저 마킹층을 복수층으로 형성하고 각 층에 서로 다른 광 흡수체 물질을 포함시킴으로써 레이저 마킹에 의해 형성되는 화상들의 색상을 서로 다르게 할 수도 있다.
다음으로는 부가적인 보안특성을 제공하기 위한 부가 보안요소층(260)을 형성하는 단계로(S70), 형광 잉크, 자성 잉크 또는 적외선 잉크 등으로 이미지, 텍스트, 도형 등을 인쇄하는 단계일 수 있다.
또한, 도 4에는 도시하지 않았으나, 본 발명에 따른 보안장치(200)를 보안문서에 접착하여 사용하기 위하여 접착층을 부가하는 공정이 더 포함될 수 있다.
이러한 제조방법에 의하면, 제1 화상(251)이 형성되는 오목부는 상부롤(600)과 하부롤(700)이 정확히 정렬된 상태에서 마이크로 렌즈와 동시에 형성되므로 제1 화상(251)은 제1 방향(D1)의 초점위치에 정확히 형성될 수 있으며, 제2 화상(252) 및 제3 화상(253)은 레이저 마킹에 의해 형성하므로 미리 계산된 각도에서 레이저광(810, 820)을 조사함으로써 설계에 의해 의도된 정확한 초점위치에 형성될 수 있다. 따라서 본 발명에 따라 서로 다른 색상의 복수의 화상들이 여러 시야각에서 관찰되는 보안장치를 제조하게 되면, 종래의 보안장치에 비하여 각 화상들이 의도된 대로 정확한 위치에 형성되어 그 보안 특성이 더 향상됨은 물론 그 제조방법 또한 간단한 효과가 있다.
이상 한정된 실시예 및 도면을 참조하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다는 점은 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 또한 각 실시예들에서 설명한 기술사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있음은 물론 서로 조합되어 실시될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위의 기재 및 그 균등 범위에 의해 정해져야 한다.
100, 200, 300: 보안장치
110, 210: 스페이서
120, 220: 마이크로 렌즈 어레이
121, 221: 마이크로 렌즈
151, 251: 제1 화상
152, 252: 제2 화상
153, 253: 제3 화상
130, 230: 이미지 형성층
240: 레이저 마킹층
150, 250: 이미지 어레이
260: 부가 보안요소층
520: 렌즈 어레이 수지
530: 이미지 형성층 수지
600: 상부롤
700: 하부롤
620: 레이저발신부
720: 레이저수신부
110, 210: 스페이서
120, 220: 마이크로 렌즈 어레이
121, 221: 마이크로 렌즈
151, 251: 제1 화상
152, 252: 제2 화상
153, 253: 제3 화상
130, 230: 이미지 형성층
240: 레이저 마킹층
150, 250: 이미지 어레이
260: 부가 보안요소층
520: 렌즈 어레이 수지
530: 이미지 형성층 수지
600: 상부롤
700: 하부롤
620: 레이저발신부
720: 레이저수신부
Claims (15)
- 스페이서;
상기 스페이서의 상부에 형성된 동일한 형상의 복수의 마이크로 렌즈들의 배열로 이루어진 마이크로 렌즈 어레이;
상기 스페이서의 하부에 형성되고, 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통해 제1 방향에서 관찰되는 제1 색상의 제1 화상들을 포함하는 이미지 형성층;
상기 스페이서의 하부에 상기 이미지 형성층과는 별도로 형성되고, 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통해 제2 방향에서 관찰되는 제2 색상의 제2 화상들을 포함하는 레이저 마킹층;
을 포함하며,
상기 제1 색상과 상기 제2 색상은 서로 다른 색상이고,
상기 제1 화상은 상기 마이크로 렌즈에 상기 제1 방향에서 광이 입사하는 경우의 초점 위치에 형성되고,
상기 제2 화상은 상기 마이크로 렌즈에 상기 제2 방향에서 광이 입사하는 경우의 초점 위치에 형성되며,
상기 제1 방향은 상기 마이크로 렌즈 어레이의 표면에서 수직한 법선 방향이고,
상기 제1 방향에서의 마이크로 렌즈의 초점거리는 40㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치. - 제1항에 있어서,
상기 레이저 마킹층에는 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통해 제3 방향에서 관찰되는 제3 색상의 제3 화상들을 포함하며,
상기 제3 색상은 상기 제2 색상과 동일하거나 다른 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치. - 제2항에 있어서,
상기 제2 화상들과 상기 제3 화상들은 서로 다른 레이저 마킹층에 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치. - 제2항에 있어서,
상기 제3 화상은 상기 마이크로 렌즈에 상기 제3 방향에서 광이 입사하는 경우의 초점 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치. - 제1항에 있어서,
상기 스페이서의 하부에 부가 보안요소층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치. - 제2항에 있어서,
상기 레이저 마킹층은 광 흡수체 물질을 포함하고,
상기 제2 화상 및 상기 제3 화상은 상기 광 흡수체 물질이 레이저 광을 흡수하여 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 보안장치를 보안문서에 접착하기 위한 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치. - 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치의 제조방법으로서,
(a) 스페이서 필름의 상면에는 렌즈어레이 수지를, 하면에는 이미지 형성층 수지를 도포하는 단계;
(b) 상부롤 및 하부롤 사이를 통과시키면서 롤 캐스팅을 하여 상기 렌즈어레이 수지에는 동일한 형상의 복수의 마이크로 렌즈들의 배열로 이루어진 마이크로 렌즈 어레이를, 상기 이미지 형성층 수지에는 제1 화상 형성을 위한 오목부를 형성하는 단계;
(c) 상기 렌즈어레이 수지 및 이미지 형성층 수지를 경화하기 위한 큐어링 단계;
(d) 상기 오목부에 제1 색상의 잉크를 충진하여 제1 화상들이 포함된 이미지 형성층을 형성하는 단계;
(e) 상기 이미지 형성층 하부에 레이저 마킹층을 도포하는 단계;
(f) 상기 레이저 마킹층에 레이저광을 조사하여 상기 레이저 마킹층 내에 제2 색상의 제2 화상을 형성하는 단계;
를 포함하고,
상기 제1 색상과 상기 제2 색상은 서로 다른 색상이고,
상기 제1 화상은 상기 마이크로 렌즈에 제1 방향에서 광이 입사하는 경우의 초점 위치에 형성되고,
상기 제2 화상은 상기 마이크로 렌즈에 제2 방향에서 광이 입사하는 경우의 초점 위치에 형성되며,
상기 제1 방향은 상기 마이크로 렌즈 어레이의 표면에서 수직한 법선 방향이고,
상기 제1 방향에서의 마이크로 렌즈의 초점거리는 40㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치의 제조방법. - 제10항에 있어서,
상기 상부롤 및 상기 하부롤에는 상기 마이크로 렌즈 어레이와 상기 오목부를 얼라인시키기 위한 얼라인 장치가 설치되어 있고,
상기 롤 캐스팅 진행 시 상기 얼라인 장치로 상기 상부롤 및 상기 하부롤을 얼라인하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치의 제조방법. - 제11항에 있어서,
상기 얼라인 장치는 레이저발신부 및 레이저수신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치의 제조방법. - 제10항에 있어서,
상기 (f) 단계는 둘 이상의 방향에서 레이저광을 조사하여 제2 화상과 별도로 제3 화상을 더 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈를 포함하는 보안장치의 제조방법. - 보안장치를 포함하는 보안문서로서,
상기 보안장치는 스페이서의 상부에 마이크로 렌즈 어레이, 하부에 이미지 형성층 및 레이저 마킹층을 포함하는 구성으로 되어 있고,
상기 스페이서는 소정 두께의 투명한 필름으로 이루어지고,
상기 마이크로 렌즈 어레이는 동일한 형상의 복수의 마이크로 렌즈들의 배열로 이루어지며,
상기 이미지 형성층은 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통해 제1 방향에서 관찰되는 제1 색상의 제1 화상들을 포함하며,
상기 레이저 마킹층은 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통해 제2 방향에서 관찰되는 제2 색상의 제2 화상들을 포함하여,
상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에서 관찰하였을 때 서로 다른 색상의 상기 제1 화상 및 상기 제2 화상이 관찰되고,
상기 제1 화상은 상기 마이크로 렌즈에 상기 제1 방향에서 광이 입사하는 경우의 초점 위치에 형성되고,
상기 제2 화상은 상기 마이크로 렌즈에 상기 제2 방향에서 광이 입사하는 경우의 초점 위치에 형성되며,
상기 제1 방향은 상기 마이크로 렌즈 어레이의 표면에서 수직한 법선 방향이고,
상기 제1 방향에서의 마이크로 렌즈의 초점거리는 40㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 보안문서. - 제14항에 있어서,
상기 보안장치는 은선이고,
상기 보안문서는 은행권인 것을 특징으로 하는 보안문서.
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