KR101043770B1 - 서로 다른 굴절률 표면을 구비한 입체 시트 및 그 입체 시트 제조방법 - Google Patents

서로 다른 굴절률 표면을 구비한 입체 시트 및 그 입체 시트 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3D 영상을 표현할 수 있는 입체 시트에 있어서, 특정 부분에서는 입체감이 없는 선명한 형상이 표현될 수 있는 입체 시트 및 그 입체 시트의 제조 방법을 제공한다. 그 입체 시트는 입체감을 주는 입체 패턴들이 형성된 입체 패턴 인쇄 부분 및 입체감을 주지않는 형상들이 형성된 은폐 인쇄 부분을 구비한 패턴 인쇄층; 상기 패턴 인쇄층 상으로 형성되고 상부로 다수의 볼록 또는 오목 렌즈들이 형성되어 있는 렌즈층; 및 하이-그로시(high-glossy) 처리를 위해 상기 렌즈층 상부로 도포되고, 상기 입체 패턴 인쇄 부분에 대응되어 형성된 저 굴절률 투명 수지와 상기 은폐 인쇄 부분에 대응되어 형성된 고 굴절률 투명 수지를 구비한 투명 수지층;을 포함하여, 상부로 서로 다른 굴절률 표면을 구비한다.

Description

서로 다른 굴절률 표면을 구비한 입체 시트 및 그 입체 시트 제조방법{Stereoscopic sheet comprising surfaces of different refraction index and method for fabricating the same sheet}
본 발명은 3D 영상을 표현할 수 있는 입체 시트에 관한 것으로, 특히 소정 부분에서 3D 입체 영상을 제거하여 해당 부분에서 선명한 영상을 제공함으로써, 입체 표현을 극대화할 수 있는 입체 시트 및 그 입체 시트 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 2차원 평면상에 형성된 2차원 패턴 또는 영상들의 모습은 빛의 반사에 통해 인간의 눈에 2차원 형태로 그대로 입사되기 때문에 2차원적으로 인식되는 것이 원칙이다. 그러나 렌티큘러(lenticular) 시트라는 광학렌즈 시트를 이용하게 되면, 2차원적인 영상을 3차원(3D), 즉 입체적인 영상으로 인식하게 할 수 있다.
렌티큘러 시트를 이용하여 2차원 영상을 입체적인 영상으로 인식하게 하는 원리는 사람의 눈이 가로방향으로 64 mm 가량 떨어져서 존재하기 때문에 나타나는 양안시차(Binocular Disparity)에 기인한다. 여기서, 양안 시차란, 사람의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈이 소정 간격을 가지고 떨어져 있기 때문에 동일한 위치의 영상이라도 왼쪽 눈과 오른쪽 눈으로 들어오는 빛의 경로가 달라, 좌우 망막에 약간의 다른 상이 맺히게 되는 현상을 말한다.
이러한 렌티큘러 시트는 일반적으로 투명한 반구형의 렌즈들이 상부 면으로 형성되고 하부면은 평평한 구조를 갖는다. 이러한 렌티큘러 시트의 경우, 무수히 많은 선형의 볼록 또는 오목 렌즈가 돌출되어 외관이 미려하지 않고, 렌즈 표면이 올록 볼록하여 외부의 충격에 쉽게 스크레치가 나거나 파손되는 일이 발생한다. 따라서, 이를 보호하고 표면을 평평하게 위해 렌즈층 상부로 다른 보호 시트를 형성하게 된다.
한편, 렌티큘러 시트는, 경우에 따라 특정 부분에서 3D 입체 표현이 아닌 선명한 문자나 형상을 표시되어야 필요성이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 3D 영상을 표현할 수 있는 입체 시트에 있어서, 특정 부분에서는 입체감이 없는 선명한 형상이 표현될 수 있는 입체 시트 및 그 입체 시트의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 입체감을 주는 입체 패턴들이 형성된 입체 패턴 인쇄 부분 및 입체감을 주지않는 형상들이 형성된 은폐 인쇄 부분을 구비한 패턴 인쇄층; 상기 패턴 인쇄층 상으로 형성되고 상부로 다수의 볼록 또는 오목 렌즈들이 형성되어 있는 렌즈층; 및 하이-그로시(high-glossy) 처리를 위해 상기 렌즈층 상부로 도포되고, 상기 입체 패턴 인쇄 부분에 대응되어 형성된 저 굴절률 투명 수지와 상기 은폐 인쇄 부분에 대응되어 형성된 고 굴절률 투명 수지를 구비한 투명 수지층;을 포함하는, 서로 다른 굴절률 표면을 구비한 입체 시트를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 고 굴절률 투명 수지는 상기 렌즈층의 대응되는 렌즈들의 렌즈 기능을 제거할 수 있는 굴절률을 가지며, 상기 저 굴절률 투명 수지는 상기 렌즈층의 대응되는 렌즈들의 렌즈 기능을 유지시킬 수 있는 굴절률을 가질 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 소정 굴절률을 갖는 렌즈층의 상부에 다수의 볼록 또는 오목 렌즈들을 형성하는 단계; 소정 부분의 상기 렌즈 들 상으로 저 굴절률 투명 수지를 도포하는 단계; 상기 저 굴절률 투명 수지가 도포되지 않은 상기 렌즈들 상으로 고 굴절률 투명 수지를 도포하는 단계; 및 상기 렌즈층의 하부에 입체 패턴을 인쇄하는 단계;를 포함하고, 상기 저 굴절률 투명 수지가 도포된 부분에서만 입체감을 주는 형상이 보이는 입체 시트의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 저 굴절률 투명 수지를 도포하는 단계에서, 상기 고 굴절률 투명 수지가 도포되는 부분으로 마스크를 형성한 후에 상기 저 굴절률 투명 수지를 도포하며, 상기 고 굴절률 투명 수지를 도포하는 단계에서, 상기 저 굴절률 투명 수지 상으로 마스크를 형성한 후에 상기 저 굴절률 투명 수지를 도포할 수 있다. 또한, 상기 입체 패턴을 인쇄하는 단계는, 상기 입체 패턴을 상기 저 굴절률 투명 수지가 도포된 부분에 대응하는 상기 렌즈층의 하부에만 부분 인쇄하는 단계; 및 상기 입체 패턴이 형성된 부분 이외의 부분을 은폐 수지로 은폐 인쇄하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 서로 다른 굴절률 표면을 구비한 입체 시트 및 그 입체 시트 제조방법은 렌즈층 상부 표면부에 저 굴절의 특성을 갖는 투명 수지와 고 굴절 특성을 갖는 투명 수지가 형성됨으로써, 고 굴절률 투명 수지가 형성된 부분에서 렌즈의 효과를 제거하여, 문자나 형상을 2차원으로 선명하게 볼 수 있고, 그에 따라, 전체 입체 시트의 입체 표현 효과를 극대화시킬 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 상부에 존재한다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소의 바로 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있다. 또한, 도면에서 각 구성 요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되었고, 설명과 관계없는 부분은 생략되었다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 한편, 사용되는 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서로 다른 굴절률 표면을 구비한 입체 시트에 대한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 입체 시트는 인쇄 패턴층(100), 렌즈층(200), 및 투명 수지층(300)을 포함한다.
인쇄 패턴층(100)은 입체 패턴(110) 및 은폐 수지(120)를 포함한다. 입체 패턴(110)은 상부로 형성된 다수의 렌즈들(220)의 초점 거리에 형성되고, 적절한 입체 형상이 보여질 수 있도록 소정 규칙을 가지고 형성된다. 이러한 입체 패턴(110)은 렌즈층(200) 하부 전면에 형성되는 것이 아니라, 소정 부분, 즉 렌즈층(200) 상부로 저 굴절률 투명 수지(310)가 형성된 부분(B)으로만 형성된다. 그에 따라, 입체 영상이 소정 영역(B) 부분에서만 보여질 수 있다.
입체 패턴(110)은 일반적으로 옵셋 인쇄(offset-printing) 방법을 통해 형성될 수 있다. 즉, 구현하고자 하는 형상 및 렌즈들(220)의 초점 위치에 따라 도안을 디자인하고, 그 도안을 기초로 인쇄를 위한 판, 즉 소부를 만들어 그 소부를 통해 렌즈층(200) 하부에 입체 패턴을 인쇄하게 된다.
한편, 입체 패턴(110)은 식각(etching)을 통한 방법으로도 형성할 수 있다. 식각 방법은 포토 마스크 장비들을 이용하게 되는데, 이러한 식각 방법을 통해 입체 패턴을 형성하는 경우에는 아주 미세한 패턴까지 형성할 수 있다는 장점이 있기 때문에, 경박단소 형태의 입체 시트를 구현하는 데에 유리하다.
입체 패턴(110) 형성 방법에 대해 옵셋 인쇄와 식각 방법을 예시하였으나 이에 한정되지 않고 다른 방법들을 통해 입체 패턴을 형성할 수 있음은 물론이다.
은폐 수지(120)는 입체 패턴들(110) 사이 및 입체 패턴(110)이 형성되지 않는 부분(A)으로 형성된다. 입체 패턴이 형성되지 않는 부분의 렌즈층(200) 상부로는 고 굴절률 투명 수지(320)가 형성되게 된다. 한편, 입체 패턴들(110) 사이에 형성되는 은폐 수지(120) 부분은 입체 패턴(110)을 서로 구별되게 한다.
은폐 수지(120)는 실크 스크린(silk-screen) 방식으로 형성되는데, 이러한 은폐 수지(120)는 이미 형성된 입체 패턴(110)들의 사이를 메우며, 또한 입체 패턴이 형성되지 않은 부분에 2차원의 선명한 형상을 표현하기 위해 형성된다. 여기서 2차원의 선명한 영상은 회사 상표와 같은 문자나 특정 도안 등 강조하고자 하는 형상이 될 수 있겠다. 입체 패턴(110)이 형성되지 않은 부분(A)의 은폐 수지(120) 상에 형성된 형상은 상부의 고 굴절률 투명 수지(320)의 존재로 인해, 입체감이 없이 일반 2D 형상으로 선명하게 나타나게 된다.
한편, 도면상, 은폐 수지(120)와 입체 패턴(110)이 동일 두께로 형성되고 있 지만, 은폐 수지(120)의 두께를 입체 패턴(110)보다 더 두껍게 형성할 수도 있고, 또한, 입체 패턴(110)과 은폐 수지(120)를 동일 두께로 형성하고, 인쇄 패턴층(100) 하부로 지지용 수지를 더 형성할 수도 있다. 은폐 수지(120) 역시 실크 스크린 방식에 한정되지 않고 다른 방법들로 형성될 수 있음은 물론이다.
참고로, 입체 패턴들(110)을 소정 규칙을 가지고 렌즈들의 초점 위치에 형성함으로써, 입체감을 느끼게 하는 원리는 다음과 같다. 즉, 사람의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈이 소정 간격을 가지고 떨어져 있기 때문에 양안 시차가 발생하고, 이러한 양안 시차의 미세한 차를 뇌가 적절히 해석하여 입체(공간)를 느끼게 된다. 양안 시차에 따른 입체 인식 효과를 극대화시키기 위해서 렌즈들의 초점 위치 및 그에 따른 입체 패턴들의 위치가 정확하게 결정되어야 한다.
즉, 사람의 양안 시차 특성을 기반으로, 디스플레이될 수 있는 패턴들 전면으로 하나의 좌, 우 간격에 대응하는 렌즈들이 접착되어 형성되고, 형성된 렌즈들을 통해 좌 및 우 각각의 눈에 서로 다른 좌우 패턴만이 보이도록 함으로써 입체감이 느껴질 수 있도록 할 수 있다. 예컨대, 본 실시예에서와 같이 렌즈층(200)의 상부로 다수의 반구형 렌즈들(220)을 형성하고, 렌즈층(200) 하부로는 주기적으로 일정한 입체 패턴(110)이 형성하되, 입체 패턴의 주기 간격과 반구형 렌즈들의 간격을 적절히 일치시키면, 왼쪽 눈과 오른쪽 눈은 각각 다른 패턴을 인식하게 되고, 그에 따라 뇌는 왼쪽 눈과 오른쪽 눈에서 인식된 영상을 적절히 결합하여 입체적인 영상으로 인식하게 된다.
렌즈층(200)은 몸체부(210) 및 다수의 렌즈들(220)을 포함한다. 이러한 렌즈 층(200)은 투명 수지 예컨대, 폴리카보네이트(Polycarbonate: PC)로 형성되며, 상부의 렌즈들(220)은 형성되어야 할 렌즈와 반대 굴곡을 갖는 금형을 이용하여 열성형 공정으로 형성될 수 있다. 이에 대해서는 도 2a 이하의 하이-그로시 입체 시트 제조 과정에 대한 설명부분에서 좀더 상세히 기재한다.
렌즈층(200)은 PC에 한정되지 않고, 투명하기만 하면 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리비닐크로라이드, 폴리스티렌 등의 굴절률 1.45 ~ 1.58 정도의 투명 수지나, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트 등의 굴절률 1.45 ~ 1.60 정도의 수지, 또는 PET(Polyethylene Terephtalate), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene Copolymer) 등의 다양한 수지를 통해 형성될 수 있다. 그러나, 렌즈의 굴절률, 그에 따른 렌즈층 및 전체 입체 시트의 두께 등을 고려하여 적절한 재질이 선택되어야 함은 물론이다.
투명 수지층(300)은 저 굴절률 투명 수지(310)와 고 굴절률 투명 수지(320)를 포함한다. 투명 수지층(300)은 하부의 렌즈층(200)에 대한 하이-그로시(high-glossy) 처리 기능을 수행해야 하므로, 상면은 평평(flat)하게 형성되어야 하고, 렌즈층(200)의 렌즈들(220)을 완전히 도포할 수 있는 두께로 형성되어야 한다. 그에 따라, 저 굴절률 투명 수지(310)와 고 굴절률 투명 수지(320) 둘 모두 상면이 평평하게 형성되어야 하고, 또한 렌즈들(220)을 완전히 도포할 수 있는 두께로 형성되어야 한다. 덧붙여, 저 굴절률 투명 수지(310)와 고 굴절률 투명 수지(320)는 서로 동일한 두께로 형성되는 것이 바람직하고, 또한 외부와 직접 접촉되는 부분이기 때문에, 표면 경도가 높은 물질로 형성되는 것이 바람직하다.
저 굴절률 투명 수지(310)는 투명하면서도 하부의 렌즈층(200)의 굴절률 변화를 크게 하는 재질로 형성되어야 한다. 즉, 렌즈층(200)의 굴절률과 저 굴절률 투명 수지의 굴절률 차이가 소정 범위, 예컨대 0.2 ~ 0.3 이상이어야 한다. 만약 0.2 ~ 0.3 이하가 되면 빛이 입사할 때 굴절률 변화가 크지 않아 초점 거리가 충분히 짧아지지 않게 되고 그에 따라, 입체감을 느낄 수 있는 시각의 거리도 멀어지게 되어 입체 영상이 왜곡되어 깨끗한 이미지를 관찰할 수 없기 때문이다. 여기서, 저 굴절률 투명 수지에서 저 굴절률의 의미는 렌즈층과의 관계에서 상대적으로 저 굴절률을 갖는다는 의미이다.
저 굴절률 투명 수지(310)로는 아크릴레이트 계열의 액상 수지나, 에폭시, 우레탄, 실리콘과 같은 수지가 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 이러한 저 굴절률 투명 수지(310)는 렌즈층(200) 상부 전면으로 형성되는 것이 아니라, 렌즈층(200) 하부로 입체 패턴들(110)이 형성된 부분으로만 형성된다. 따라서, 저 굴절률 투명 수지(310)를 형성하기 위하여, 실크 스크린이나 써스(SUS) 마스크 등의 마스크를 도입하여 고 굴절률 투명 수지(320)가 형성될 부분은 제외하고 형성되게 된다.
저 굴절률 투명 수지(310)는 렌즈층(200) 상면으로 마스크를 형성한 후, 나이프 코팅, 롤코팅, 스프레이코팅, 딥코팅, 스퀴징 등과 같은 방법을 통해 형성될 수 있으며, 렌즈층(200)의 렌즈들(200)을 완전히 덮을 수 있는 두께, 예컨대, 0.05mm보다 두껍게 도포될 수 있다. 그러나 저 굴절률 투명 수지(310)의 두께가 그에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시예에서 저 굴절률 투명 수지(310)는 렌즈층(200)보다 0.2 ~ 0.3 정도 굴절률이 낮은 물질들이 사용될 수 있다.
고 굴절률 투명 수지(320)는 저 굴절률 투명 수지(310)가 형성되지 않는 렌즈층(200) 상면으로 형성되게 되는데, 이러한 고 굴절률 투명 수지(320) 역시 마스크 공정을 통해 저 굴절률 투명 수지(310)를 마스크로 가리고, 나이프 코팅, 롤코팅, 스프레이코팅, 딥코팅, 스퀴징 등과 같은 방법을 통해 형성될 수 있다. 또한, 고 굴절률 투명 수지(320)는 액상 투명 수지를 도포하여 압착하고 및 UV 조사를 통해 경화시키는 방법을 통해 형성할 수도 있다.
고 굴절률 투명 수지(320)의 굴절률은 하부의 렌즈층(200)의 렌즈들(220)에 의한 굴절 효과를 완전히 제거할 수 있는 굴절률을 가지는 것이 바람직하다. 예컨대, 고 굴절률 투명 수지(320)를 렌즈층(200)의 굴절률과 거의 동일한 재질로 형성하고, 상면을 평평(flat)하게 형성하는 경우에는, 일반 유리나 비닐과 같은 단일 물질 평판이 되어 빛의 굴절 효과가 사라지게 된다.
따라서, 고 굴절률 투명 수지(320)는 앞서 렌즈층(200)을 형성한 재질들, 즉 굴절률 1.45 ~ 1.58 정도의 투명 수지나, 굴절률 1.45 ~ 1.60 정도의 수지, 또는 PET(Polyethylene Terephtalate), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene Copolymer) 등의 수지로 형성될 수 있다. 다만, 굴절 효과 제거를 위해 렌즈층(200)의 재질에 따라 고 굴절률 투명 수지(320)의 재질이 선택되어야 함은 물론이다.
지금까지, 저 굴절률 투명 수지(310)와 고 굴절률 투명 수지(320)의 재질이나 형성방법에 대하여 기술하였지만, 동일한 효과를 구현할 수 있다면, 그에 한정되지 않고 경우에 따라 다른 다양한 재질이나 형성 방법이 적용될 수 있음은 물론 이다.
한편, 투명 수지층(300)의 저 굴절률 투명 수지(310)의 재질이 약한 경우가 많으므로, 투명 수지층(300) 상부로 표면 경도가 높은 새로운 투명 수지가 형성될 수도 있다. 그러한 새로운 투명 수지는 일반적으로 액상 투명 수지를 도포하고 압착한 후에 UV(Ultraviolet) 광선을 조사하여 경화시키는 방법을 통해 형성될 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이 본 실시예의 서로 다른 굴절률 표면을 구비한 입체 시트는 입체 패턴이 형성되는 부분의 렌즈층 상부로 저 굴절률의 투명 수지가 형성되고, 입체 패턴이 형성되지 않은 부분의 렌즈층 상부로는 고 굴절률 투명 수지가 형성됨으로써, 저 굴절률 투명 수지가 형성된 부분을 통해 3D 형상이 표현될 수 있게 하고, 또한 고 굴절률 투명 수지가 형성된 부분을 통해서는 상표와 같은 형상을 2차원으로 선명하게 표현하게 함으로써, 입체 시트의 입체 표현의 효과를 극대화시킬 수 있는 장점이 있다. 이러한 입체 시트를 이용하여 입체 형상의 특화된 제품을 제조할 수 있음은 물론이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서로 다른 굴절률 표면을 구비한 입체 시트에 대한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 입체 시트는 도 1의 입체 시트와 유사하나, 렌즈층(200) 하면으로 입체 패턴(110)이 전면에 걸쳐 형성된다는 점에서 차이가 있다. 즉, 도 1의 입체 시트의 경우에는 고 굴절률 투명 수지(320)가 형성되는 부분에 대응되는 렌즈층(200) 하면으로 은폐 수지(120)만이 형성되었지만, 본 실시예에 서는 저 굴절률 투명 수지(310)가 형성되는 부분과 마찬가지로 입체 패턴(110)과 은폐 수지(120)가 함께 형성될 수 있다.
그에 따라, 실크-스크린을 통해 은폐 수지(120) 상으로 형성될 2D 형상이 입체 패턴(110)을 통해 형성될 수도 있다. 입체 패턴(110)으로 소정 형상을 인쇄하는 경우에도 상부에 형성된 고 굴절률 투명 수지(320)로 인해 렌즈 효과가 없어지므로 인쇄된 형상은 2D 형상으로 보여질 수 있기 때문이다. 또한, 2D 형상으로 보여일 부분의 경우에는 다른 부분과 다르게 렌즈의 초점 거리나 소정 규칙 등을 적용할 필요없이 표현하고자 하는 임의의 형상을 입체 패턴(110)으로 표현해도 무방하다.
도 3a ~ 3g는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 서로 다른 굴절률 표면을 구비한 입체 시트에 대한 제조 과정 보여주는 단면도들이다.
도 3a를 참고하면, 먼저, 렌즈층에 렌즈를 형성하기 위한 금형(500)을 준비한다. 금형(500)은 내부로 오목하게 렌즈의 형상(C)이 형성되어 있는 상측 금형(520)과 지지대로서 기능하는 하측 금형(510)을 포함한다. 만약, 렌즈층에 형성되는 렌즈가 오목 렌즈인 경우에는 상측 금형(520)에는 외부로 볼록하게 렌즈의 형상이 형성될 수다. 참고로, 이러한 렌즈 형상의 금형, 즉 상측 금형(520)에 렌즈 형상을 형성하는 방법들 중 하나를 설명하면, 포토 레지스트(PR)를 기판에 도포하고 소정 간격으로 패터닝 한 후에 베이크(bake)시키면 PR이 표면 장력 등의 자체 특성에 의해 일정한 곡률 반경을 가지고 부풀게 된다. 이렇게 형성된 PR 형상을 상측 금형으로 전사시킴으로써, 상측 금형에 렌즈 형상을 만들 수 있다.
도 3b를 참조하면, 상측 금형(520) 및 하측 금형(510) 사이에 렌즈층 형성을 위한 평판 형태의 투명 수지(200a)를 배치한다. 투명 수지(200a)의 재질은 도 1에 대한 설명에서 전술한 바와 같이 굴절률 1.45 ~ 1.60 정도의 투명한 수지가 이용될 수 있고, 또한 형성되는 굴절률의 초점 거리를 고려하여 적절한 두께의 투명 수지(200a)가 준비되어야 한다. 본 실시예에서는 투명 수지(200a)로 PC 원단을 이용한다.
이와 같이 PC 원단을 상측 금형(520) 및 하측 금형(510) 사이에 배치시킨 후에, 열성형 압착 공정을 진행하여, PC 원단의 상면에 렌즈들(220)을 형성한다.
도 3c는 금형(500)을 통해 열성형 공정을 통해 완성된 렌즈층(200)을 보여주고 있는데, 렌즈층(200)의 몸체부(210) 상부로 다수의 렌즈들(220) 형성되어 있음을 확인할 수 있다.
도 3d를 참조하면, 렌즈층(200) 형성 후에, 렌즈들(220) 상면 소정 부분으로 저 굴절률 투명 수지(310)를 형성한다. 저 굴절률 투명 수지(310)는 3D 형상이 표현될 부분으로만 형성되며, 그에 따라, 저 굴절률 투명 수지(310) 형성 공정 전에 고 굴절률 투명 수지(320)가 형성될 부분은 실크 스크린이나 써스(SUS) 마스크 등으로 마스크 처리하는 마스크 공정이 선행될 수 있다.
이와 같은 마스크 공정에 의해 해당 부분의 마스크 처리 후에, 저 굴절률 투명 수지(310)가 3D 형상이 표현될 부분으로 형성되게 되는데, 이러한 저 굴절률 투명 수지(310)는 전술한 바와 같이 투명하면서도 하부의 렌즈층(200)의 굴절률 변화를 크게 하는 재질로 형성되어야 한다. 즉, 렌즈층(200)의 굴절률과 저 굴절률 투명 수지의 굴절률 차이가 소정 범위, 예컨대 0.2 ~ 0.3 이상이 될 수 있는 재질이 선택되어야 한다. 바람직하게는 저 굴절률 투명 수지(310)는 렌즈층(200)보다 0.24 정도 굴절률이 낮은 물질들이 사용될 수 있다. 그에 따라, 저 굴절률 투명 수지(310)로는 아크릴레이트 계열의 액상 수지나, 에폭시, 우레탄, 실리콘과 같은 수지가 사용될 수 있다.
한편, 저 굴절률 투명 수지(310)는 나이프 코팅, 롤코팅, 스프레이코팅, 딥코팅, 스퀴징 등과 같은 방법을 통해 형성될 수 있으며, 렌즈층(200)의 렌즈들(200)을 완전히 덮을 수 있는 두께, 예컨대, 0.05mm보다 두껍게 도포될 수 있다. 그러나 저 굴절률 투명 수지(310)의 두께가 그에 한정되는 것은 아니다.
도 3e를 참조하면, 저 굴절률 투명 수지(310) 형성 후, 고 굴절률 투명 수지가 형성될 부분의 마스크가 제거되고, 다시 저 굴절률 투명 수지(310) 상으로 마스크 처리를 한다. 그 후에, 2D 형상이 표현될 부분으로 고 굴절률 투명 수지(320)를 형성한다.
이러한 고 굴절률 투명 수지(320) 역시 나이프 코팅, 롤코팅, 스프레이코팅, 딥코팅, 스퀴징 등과 같은 방법을 통해 형성될 수 있다. 또한, 고 굴절률 투명 수지(320)는 액상 투명 수지를 도포하여 압착하고 및 UV 조사를 통해 경화시키는 방법을 통해 형성할 수도 있다.
한편, 고 굴절률 투명 수지(320)의 굴절률은 하부의 렌즈층(200)의 렌즈들(220)의 굴절률 효과를 완전히 제거할 수 있는 굴절률을 가지는 것이 바람직하다. 따라서, 고 굴절률 투명 수지(320)는 앞서 렌즈층(200)을 형성한 재질들, 즉 굴절률 1.45 ~ 1.58 정도의 투명 수지나, 굴절률 1.45 ~ 1.60 정도의 수지, 또는 PET(Polyethylene Terephtalate), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene Copolymer) 등의 수지로 형성될 수 있다.
고 굴절률 투명 수지(320) 형성 후에 저 굴절률 투명 수지(310) 상으로 형성된 마스크는 제거되게 된다.
도 3f를 참조하면, 렌즈층(200) 하부면으로 입체 영상을 위한 입체 패턴(110)이 형성된다. 입체 패턴(110)은 각 렌즈들의 초점 거리 및 입체 효과를 위해 소정 간격 또는 규칙에 따라 적절한 위치에 형성되게 되는데, 전술한 바와 같이 렌즈층(200) 하부면 전면으로 형성되는 것이 아니라, 상부로 저 굴절률 투명 수지(310)가 형성된 부분으로만 형성되게 된다.
그러나 도 2에서 예시한 바와 같이 입체 패턴(110)을 렌즈층(200) 하부면 전면으로 형성되게 할 수도 있다. 그러한 경우에는 상부로 고 굴절률 투명 수지(320)가 형성된 부분에 대응되는 부분에는 2D로 보여질 수 있는 입체 패턴이 인쇄되어야 함은 물론이다.
이러한 입체 패턴(110)은 옵셋-인쇄나 식각 방법으로 형성될 수 있으나 그러한 방법에 한정되는 것은 아니다.
도 3g를 참조하면, 입체 패턴(110)이 형성된 렌즈층(200) 하부면 전면으로 은폐 수지(120)가 형성된다. 은폐 수지(120)는 실크-스크린 방식으로 형성되며, 입체 패턴(110)들의 사이를 메우며, 또한 입체 패턴이 형성되지 않은 부분에 2차원의 선명한 형상을 표현하기 위해 형성된다. 여기서 2차원의 선명한 형상은 회사 상표와 같은 문자나 특정 도안 등 강조하고자 하는 형상이 될 수 있겠다. 입체 패 턴(110)이 형성되지 않은 부분(A)의 은폐 수지(120) 상에 형성된 형상은 상부의 고 굴절률 투명 수지(320)의 존재로 인해, 입체감이 없이 일반 2D 형상으로 선명하게 나타나게 된다.
한편, 도면상, 은폐 수지(120)와 입체 패턴(110)이 동일 두께로 형성되고 있지만, 은폐 수지(120)의 두께를 입체 패턴(110)보다 더 두껍게 형성할 수 있음은 물론이다. 한편, 실크-스크린 방식을 언급하였지만, 그에 한정하지 않고 다른 다양한 방법으로 은폐 수지(120)를 형성할 수 있음은 물론이다.
본 실시예에의 서로 다른 굴절률 표면을 구비한 입체 시트의 제조방법은 렌즈층 상부로 저 굴절률 투명 수지 및 저 굴절률 투명 수지를 형성함으로써, 저 굴절률 투명 수지 부분에서는 3D 형상이, 그리고 고 굴절률 투명 수지 부분에서는 선명한 2D 형상이 나타나게 함으로써, 선명하게 표현된 특정 2D 형상을 강조할 수 있고, 또한, 전체 입체 시트의 입체 표현 효과를 극대화시킬 수 있다.
지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서로 다른 굴절률 표면을 구비한 입체 시트에 대한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서로 다른 굴절률 표면을 구비한 입체 시트에 대한 단면도이다.
도 3a ~ 3g는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 서로 다른 굴절률 표면을 구비한 입체 시트에 대한 제조 과정 보여주는 단면도들이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
100: 패턴 인쇄층 110: 입체 패턴
120: 은폐 수지 200a: 투명 수지
200: 렌즈층 210: 렌즈층 몸체부
220: 렌즈 300: 투명 수지층
310: 저 굴절률 투명 수지 320: 고 굴절률 투명 수지
500: 금형 510: 하측 금형
520: 상측 금형

Claims (10)

  1. 입체감을 주는 입체 패턴들이 형성된 입체 패턴 인쇄 부분 및 입체감을 주지않는 형상들이 형성된 은폐 인쇄 부분을 구비한 패턴 인쇄층;
    상기 패턴 인쇄층 상으로 형성되고 상부로 다수의 볼록 또는 오목 렌즈들이 형성되어 있는 렌즈층; 및
    하이-그로시(high-glossy) 처리를 위해 상기 렌즈층 상부로 도포되고, 상기 입체 패턴 인쇄 부분에 대응되어 형성된 저 굴절률 투명 수지와 상기 은폐 인쇄 부분에 대응되어 형성된 고 굴절률 투명 수지를 구비한 투명 수지층;을 포함하는, 서로 다른 굴절률 표면을 구비한 입체 시트.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 고 굴절률 투명 수지는 상기 렌즈층의 대응되는 렌즈들의 렌즈 기능을 제거할 수 있는 굴절률을 가지며,
    상기 저 굴절률 투명 수지는 상기 렌즈층의 대응되는 렌즈들의 렌즈 기능을 유지시킬 수 있는 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 입체 시트.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 은폐 인쇄 부분을 구성하는 인쇄 수지는 상기 입체 패턴 인쇄 부분에도 형성되며,
    상기 입체 패턴은 상기 인쇄 수지 사이에 형성되되, 대응되는 상기 렌즈들의 초점 위치에 형성되며, 상기 입체감을 줄 수 있도록 소정 규칙을 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 입체 시트.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 은폐 인쇄 부분의 상기 형상들은 상기 고 굴절률 투명 수지의 존재로 인해 입체감이 없이 보이는 것을 특징으로 하는 입체 시트.
  5. 소정 굴절률을 갖는 렌즈층의 상부에 다수의 볼록 또는 오목 렌즈들을 형성하는 단계;
    소정 부분의 상기 렌즈들 상으로 저 굴절률 투명 수지를 도포하는 단계;
    상기 저 굴절률 투명 수지가 도포되지 않은 상기 렌즈들 상으로 고 굴절률 투명 수지를 도포하는 단계; 및
    상기 렌즈층의 하부에 입체 패턴을 인쇄하는 단계;를 포함하고,
    상기 저 굴절률 투명 수지가 도포된 부분에서만 입체감을 주는 형상이 보이는 입체 시트의 제조방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 렌즈들을 형성하는 단계에서,
    상기 렌즈들은 렌즈 형상의 금형을 이용하여, 열성형 공정을 통해 형성하는 것을 특징으로 하는 입체 시트의 제조방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 저 굴절률 투명 수지를 도포하는 단계에서,
    상기 고 굴절률 투명 수지가 도포되는 부분으로 마스크를 형성한 후에 상기 저 굴절률 투명 수지를 도포하며,
    상기 고 굴절률 투명 수지를 도포하는 단계에서,
    상기 저 굴절률 투명 수지 상으로 마스크를 형성한 후에 상기 저 굴절률 투명 수지를 도포하는 것을 특징으로 하는 입체 시트의 제조방법.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 입체 패턴을 인쇄하는 단계는,
    상기 입체 패턴을 상기 저 굴절률 투명 수지가 도포된 부분에 대응하는 상기 렌즈층의 하부에만 부분 인쇄하는 단계; 및
    상기 입체 패턴이 형성된 부분 이외의 부분을 은폐 수지로 은폐 인쇄하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 시트의 제조방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 부분 인쇄하는 단계에서,
    상기 입체 패턴은 대응되는 상기 렌즈들의 초점 위치에 형성되며, 상기 입체 감을 줄 수 있도록 소정 규칙을 가지고 형성되며,
    상기 은폐 인쇄 단계에서,
    상기 은폐 수지 상으로 소정의 형상들이 형성되는 것을 특징으로 하는 입체 시트의 제조방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 부분 인쇄하는 단계에서, 상기 입체 패턴은 옵셋-인쇄(off-set printing) 방식으로 형성되며,
    상기 은폐 인쇄 단계에서,
    상기 형상들은 실크 스크린(silk-screen) 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 입체 시트의 제조방법.
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