KR101284611B1 - 조각된 광학적 가변 이미지 디바이스 - Google Patents

Abstract

이미지의 형성 방법 및 그 방법에 의해 제조된 이미지가 제공된다. 이미지의 제조 방법에 따르면, 투명 캐리어 내의 자기적으로 정렬 가능한 비구형 광학 색소 박편들은 기판에 적용되고 기판에 자기장을 인가함으로써 정렬된다. 색소 박편들은 자기력선을 따라서 정렬하고 그 박편들을 날인하거나 또는 필기하기 위한 도구가, 소정 영역으로부터 박편들을 재정렬하거나 또는 제거하기 위해, 기판의 서브-영역에 적용된다. 예를 들어, 필기 도구는 자기적으로 정렬된 박편들 내에 서명 또는 다른 마크를 필기하기 위해 사용될 수 있다.

Description

조각된 광학적 가변 이미지 디바이스{Engraved optically variable image device}

본 발명의 실시예는 아래의 도면들을 참조하여 설명된다:

도 1은 잉크 음각 인쇄판의 단면도이고, 그 잉크는 광학적 가변 입자들을 포함한다.

도 2는 도 2a의 인쇄판을 사용한 후 돌출 부분에 도시된 광학적 가변 잉크를 갖는 음각 인쇄 이미지의 개략도이다.

도 3은 약간 돌출된 인쇄 이미지를 보여주는 기판의 측면도이다.

도 4a는 이전의-잉크 기판에 조각 도구를 적용하여 형성된 이미지의 측면도이고, 잉크 내의 박편들은 똑바로 서게, 실질적으로 기판에 수직한 방향으로 자기적으로 정렬된다.

도 4b는 도 4a에 도시된 공정에 의해 형성된 이미지의 측면도이다.

도 4c는 이전의-잉크 기판에 조각 도구를 적용하여 형성된 이미지의 측면도이고, 잉크 내의 박편들은 똑바로 서게, 실질적으로 기판에 수직한 방향으로 자기적으로 정렬되고, 그 조각 도구는 기판 상에 잉크가 남지 않도록 도구 아래의 잉크를 밀어낸다.

도 4d는 도 4c에 도시된 공정에 의해 형성된 이미지의 측면도이다.

도 5는 기판의 면에 수직으로 박편들을 정렬하기 위해 영구 자석 위를 통과한 박편들을 갖는 본 발명에 따른 인쇄 기판을 도시한다.

도 6은 본 발명에 따른 이미지의 흑색 및 백색 사진이고, 그 이미지는 백색 배경 위에 배치된 똑바로 선 박편들의 어두운 배경에 인접하게 보이는 금색으로부터 녹색으로 변환 가능한 두 기호를 갖는다.

도 7은 문자 "USA"가 양각된 밝은 부분과 어두운 부분을 갖는 이미지의 흑색 및 백색 사진이고, 그 양각된 문자는 입사 빛의 각도 또는 관찰 각도에 따라서 색상이 금색으로부터 녹색으로 변환된다.

도 8은 서명 형태로 필기된 이미지의 사진이고, 그 배경은 똑바로 선 박편들이 나타나면 흑색이고, 그 서명 자체는 입사 빛의 각도 또는 보는 각도에 따라서 금색으로부터 녹색으로 변환된다.

도 9는 도 8에 도시된 것과 유사한 필기된 이미지를 보여주는 사진이고, 롤링 바(rolling bar) 효과를 만들기 위해 그 필기된 이미지를 영구 자석에 도입하기 위한 부가적인 단계가 추가된다.

도 10은 롤링 바 효과를 제공하기 위한 자기장을 도시하는 개략도이다.

(관련 출원에 대한 상호-참조)

본 발명은 참조에 의해 여기 첨부되고, 2005년 3월 11일 출원된 미국특허출 원번호 60/660,837호로부터의 우선권을 주장한다.

(발명의 분야)

본 발명은 일반적으로 광학적 가변 색소(pigment), 필름, 도안 및 이미지에 관한 것으로서, 특히 예컨대 페이팅 또는 인쇄 단계 동안에 가공의 광학 효과를 얻기 위한 정렬 또는 배향 자성 박편(flake)에 관한 것이다.

(발명의 배경)

광학적 가변 디바이스(optically variable device; OVD)는 다양한 범위의 응용 장치에서 장식적으로 그리고 실용적으로 사용된다. 광학적 가변 디바이스는 다양한 효과를 얻기 위해 여러 방법으로 제조될 수 있다. 광학적 가변 디바이스(OVD), 예컨대 홀로그램은 신용 카드 및 인증 소프트웨어 고증에 사용되고; 색상-변환(color-shifting) 이미지는 지폐에 인쇄되고, 그리고 OVD는 물품, 예컨대 모터사이클 헬멧 및 휠 덮개의 표면 외관을 좋게 한다.

광학적 가변 디바이스는 목적물에 압착되거나, 날인되거나, 접착되거나 또는 다른 방법으로 부착된 필름 또는 포일(foil)로 제조될 수 있고, 또한 광학적 가변 색소를 이용하여 제조될 수 있다. 광학적 가변 디바이스의 하나의 형태는 통상적으로 색상-변환 색소라고 불린다. 왜냐하면, 그러한 색소로 잘 인쇄된 이미지의 파악된 색상은 관찰 각도에 따라서 변하고 그리고/또는 조명(illumination)이 경사지기 때문이다. 통상적인 예는 색상-변환 색소로 미국 20-달러 지폐의 우측 하단에 인쇄된 번호 "20"으로서, 이는 위조 방지 디바이스로 기능한다.

어떤 위조 방지 디바이스는 은밀한 반면에, 다른 것들은 인식될 수 있도록 공공연하다. 불행히도, 인식될 수 있도록 의도된 어떤 광학적 가변 디바이스는 널리 알려지지 않았는데, 왜냐하면 디바이스의 광학적 가변 특성이 극적이거나 또는 그 배경으로부터 구분할만하지 않기 때문이다. 예를 들어, 색상-변환 색소로 인쇄된 이미지의 색상-변환 양은 균일한 형광 천장 하에서 인식되지 않을 수 있지만, 직사 태양광에서 또는 단일점 조명 하에서 더 인식될 수 있다. 이것은, 위조자로 하여금 광학적 가변 특성 없이 보다 쉽게 위조 지폐를 통과시킬 수 있게 하는데, 왜냐하면 수납자가 광학적 가변 특성을 인식하지 못하기 때문이거나 또는 위조 지폐가 어떤 조건하에서는 인증된 지폐와 실질적으로 유사하기 때문이다.

광학적 가변 디바이스는 또한 자성 색소로 제조될 수 있다. 이러한 자성 색소는 표면에 (전형적으로 잉크 운송 수단 또는 페이트 운송 수단과 같은 캐리어로) 이것을 적용한 경우, 자기장에 따라 배열될 수 있다. 그러나, 자성 색소로 페인팅하는 것은 장식용으로 대부분 사용되어 왔다. 예를 들어, 자성 색소의 사용은 3차원 형상의 장식적 특성을 갖는 채색된 덮개 휠을 생산하기 위한 것으로 개시된다. 페인트 매체가 여전히 액체 상태에 있는 채로, 제품에 자기장을 인가함으로써 채색된 제품 위에 패턴이 형성된다. 페인트 매체는 자기장 선을 따라 배열된 분산된 자성 비구형 입자들을 갖는다. 그 자기장은 두 영역들을 갖는다. 제 1 영역은 표면에 평행하게 배향되고 소정의 패턴으로 배열된 자기력선들을 포함한다. 제 2 영역은 채색된 제품의 표면에 평행하지 않고 패턴 주위에 배열된 자기력선들을 포함한다. 패턴을 형성하기 위해, 소정 패턴의 형태에 대응하는 모양의 영구 자석 또는 전자석은 자기장 하에서 페인트 내에 분산된 비구형 입자들을 그 페인트가 여전히 젖은 상태로 배향시키기 위해 채색된 제품 아래에 배치된다. 그 페인트가 마르면, 패턴 상에 입사하는 빛이 그 배향된 자성 입자에 의해 서로 다르게 영향을 받기 때문에, 패턴이 채색된 제품의 표면상에 보인다.

유사하게, 형광폴리머(fluoropolymer) 기지 내의 박편 자성 입자들의 패턴을 생성하는 공정이 개시된다. 제품을 액체 형상의 합성물로 코팅한 후, 원하는 형상의 자석이 기판의 아래쪽에 놓인다. 액체 유기 매체에 분산된 자성 박편은 원래의 평면 방향에서 경사지면서, 자기 자신을 자기력선에 평행하게 배향시킨다. 이러한 경사는 기판의 표면의 수직으로부터 원래의 방향으로 변하고, 제품의 표면에 본질적으로 평행한 박편들을 포함한다. 평판 배향 박편은 입사된 빛을 관찰자에게 반사시키는 반면, 재배향된 박편은 그러하지 않고, 코팅 내에 3차원의 외관을 제공한다.

배경 선행 기술로서, 참조에 의해 여기에 첨부되고, Raksha 등의 이름으로 2005년 5월 19일 공개되고, JDS 유니페이즈(uniphase) 코퍼레이션에 양도된 미국특허출원 20050106367호는 자성 박편들을 배향시키는 방법 및 장치, 예컨대 광학적 가변 박편들에 대해서 개시한다.

시각적 매력 및 유용한 광학 효과를 제공하기 위한 전술한 방법들의 일부는 지금 거의 어디에나 존재함에도 불구하고, 이러한 디바이스들은 보다 인증된 품목으로서 인식될 수 있도록 개선된 그리고 부가적인 특징들을 요한다; 예를 들어, 보다 부가적인 보안 특성들을 제공하는 능력을 갖는 것이 바람직하다.

예를 들어, 자기적으로 배열된 박편들 및 그에 관련된 광학적 특징을 포함하 여 입사 빛 또는 보는 각도에서 변화에 따라 색상 변환을 제공했던 보안 디바이스를 제공하는 매우 바람직하고; 그리고 합리적인 양의 촉감을 갖는 그러한 디바이스를 제공하는 것이 매우 유용하다. 기능적으로 다른 디바이스의 영역들 사이에서 큰 대비(contrast) 및 선명도(sharpness)가 존재하는 그러한 디바이스를 갖는 것이 또한 바람직하다. 예를 들어, 양각 영역에 바로 인접한 얇은 필름 색상 변환 박편의 자기적으로 배열된 영역은 두 인접한 다른 자기적으로 배열된 영역들에서 현실화할 수 없는 장점을 제공할 수 있다.

본 발명의 목적은 복수의 대비되는, 식별가능 영역들의 이미지를 형성하는 방법을 제공하는 것이고, 적어도 하나의 영역은 인가된 소정의 방향을 갖는 자기장에 의해 그 위에 정렬된 자성 박편들(magnetic flakes)을 갖고, 제 1 식별가능 영역에 인접한 식별가능 영역의 다른 것은 그 위에 박편들을 갖거나 또는 기계적인 날인(impressing)에 의해 형성된 박편이 없거나 또는 그 제 2 영역으로부터 박편들을 밀어낸다.

본 발명의 목적은 촉각(tactile) 이미지를 제공하는 것이고, 여기에서 촉각 변환은 적어도 제 1 및 제 2 식별가능 영역들 사이의 변환을 접촉함으로써 인식될 수 있다.

본 발명의 목적은 지폐 또는 보안 문서의 확실성을 검증하는 데 장님을 돕기 위한 촉각 특성을 갖는 지폐 또는 보안 문서를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 광학적 가변 영역(optically variable regions)을 갖고 그 광학적 가변 영역 주변에 촉각 영역을 갖는 이미지를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라 제공된 이미지는,

a) 이미지를 함께 정의하기 위해 그 위에 복수의 대비되는 식별가능 영역들을 갖는 기판, 인가된 자기장에 의해 정렬되고 소정의 방향을 갖는 자성 박편들을 갖는 상기 식별가능 영역들의 적어도 제 1 영역, 및

b) 상기 제 1 영역의 박편들과 다른 방향을 갖는 박편들을 갖고, 상기 제 1 영역에 인접한 상기 식별가능 영역들의 제 2 영역을 포함하고,

i) 상기 제 2 영역의 박편들의 상기 방향은 상기 제 2 영역 내의 박편들을 기계적으로 날인한 결과이거나, 또는

ii) 상기 제 2 영역은 박편들이 상기 제 2 영역으로부터 밀려나감으로써 박편을 갖지 않고,

상기 이미지는 촉각 이미지를 형성하고, 촉각 변환은 상기 적어도 제 1 및 제 2 식별가능 영역들 사이의 변환을 접촉함으로써 인식될 수 있다.

본 발명에 따라 제공된 이미지는, 복수의 식별가능 촉각 영역들을 갖고, 두 인접한 촉각 영역들은 서로 다른 광학 특성을 갖고, 그리고 상기 식별가능 촉각 영역들의 하나는 인접한 상기 식별가능 촉각 영역 내의 박편들과 다른 방향으로 정렬된 자성 박편들을 갖는다.

본 발명에 따라 제공된 이미지는, 이미지를 함께 정의하기 위한 복수의 대비되는 식별가능 영역들, 인가된 자기장에 의해 정렬되고 소정의 방향을 갖는 자성 박편들을 갖는 상기 식별가능 영역들의 적어도 제 1 영역, 및 상기 제 1 영역의 박편들과 다른 방향을 갖는 박편들을 갖고, 상기 제 1 영역에 인접하고 기계적 날인에 의한 박편들을 갖거나 또는 박편들이 밀려나감으로써 박편들을 갖지 않는 상기 식별가능 영역들의 제 2 영역을 포함하고, 상기 이미지는 촉각 이미지를 형성하고, 촉각 변환은 상기 적어도 제 1 및 제 2 식별가능 영역들 사이의 변환을 접촉함으로써 인식될 수 있다.

본 발명에 따라 제공된 이미지의 형성 방법은,

기판을 제공하는 단계;

상기 기판의 적어도 제 1 영역을 자성 비구형(non-shperical) 박편들로 코팅하는 단계;

상기 비구형 박편들을 소정의 방향으로 배향된 자기장에 노출함으로써, 상기 제 1 영역 내의 상기 자성 비구형 박편들을 자기적으로 배향시키는 단계; 및

a) 상기 제 1 영역 내에 이미지를 형성하기 위해, 상기 제 1 영역의 서브-영역 내의 자기적으로 배향된 비구형 박편들을 날인하여 상기 서브-영역 내의 박편들의 정렬을 변화시키는 날인(impressing) 단계로서, 상기 서브-영역 내의 박편들이 상기 서브-영역 밖의 상기 제 1 영역 내의 박편들과 다른 시각적 외관을 갖도록 날인하거나; 또는

b) 상기 제 1 영역 내에 이미지를 형성하기 위해, 상기 제 1 영역의 서브-영역 내의 자기적으로 배열된 비구형 박편들을 필기하여 상기 서브-영역 내의 박편들의 정렬을 변화시키거나 또는 상기 제 1 영역으로부터 박편들을 밀어내는 필 기(scribing) 단계로서, 상기 서브-영역 내의 박편들이 상기 서브-영역 밖의 상기 제 1 영역 내의 박편들과 다른 시각적 외관을 갖도록 하는 필기(scribing) 단계를 포함한다.

(실시예)

음각 인쇄는 리세스(recessed) 인쇄로 또한 알려지고, 이미지를 형성하기 위한 방법으로 잘 인정되고 있다. 음각 인쇄는 광학적 가변 간섭 디바이스(optically variable interference device; OVID)를 인쇄하기 위해 이용될 수 있다. 본 발명의 방법에 따라서, 도 1은 음각 인쇄판 프레스(12)를 도시하고, 도 2는 도 1에 도시된 인쇄 프레스로 인쇄되어 형성된 결과적인 기판(20)을 도시하고 있다. 본 발명의 중요한 특징은 높은 인쇄 압력에 의해서 생긴 기판의 양각(embossing)에 의해 생성된 촉감이다. 잉크는 액체 캐리어에 매달린 광학적 가변 박편들로 형성될 수 있다. 광학적 가변 입자들을 포함하는 잉크는 필립스 등의 미국특허 5,059,245호 및 5,171,363호에 개시되어 있고, 이제 잘 알려져 있다. OV 잉크를 음각 인쇄 공정에 사용할 때, 결과적인 이미지는 인쇄판의 새겨진 영역에 대응하는 인쇄의 단지 돌출 영역들 내의 잉크를 포함한다.

도 3은 기판으로부터 단지 약간 돌출된, 인쇄된 이미지(30)를 보여준다. 광학적 가변 잉크가 기판에 적용될 수 있는 다양한 방법이 있다. 상상된 것과는 반대로, 일반적으로 인쇄 헤드 또는 인쇄 프레스가 제거될 때, 캐리어 내의 박편들은 배향성을 잃게 되고 박편들(33)의 많은 수는 기판에 평행하게 위치하지 않는다. 따라서, 단순한 인쇄에 의해서는, 인쇄 잉크 내에 박편들의 배향성에 대한 제어는 거 의 없다. 광학 효과는 박편들의 배향성에 의존하고, 따라서 색소(pigment) 박편들의 배향성을 제어하기 위한 많은 노력들이 쏟아져 왔다.

이제 도 4a를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예가 도시된다. 인쇄 공정에 의해 적용된 자성 박편들은 특히 플렉소그래픽(flexographic) 인쇄, 음각 활자인쇄, 리소-오프셋(litho-offset) 프레스, 실크 스크린 또는 그라비어 인쇄에서 사용에 적합하고, 그들의 가장자리가 기판에 대해서 실질적으로 수직으로 서 있도록 하기 위해 1차로 자기적으로 배열된다. 이어서, 하지만 똑바로 선 박편들(40)이 그들의 배향된 위치에서 경화되기(cured) 전에, 도시된 바와 같이 조각 도구(43)를 똑바로 선 박편들의 일부분을 재배향시키고 그 도구의 측면을 향해 약간 평평하게 하도록 적용한다. 본질적으로, 박편들은 그 도구의 접촉 표면에 실질적으로 따르는 방향으로 놓인다. 따라서, 그 도구의 각 측면 상의 대부분의 박편들은 기판에 대해 수직으로 여전히 서 있고, 그 조각 도구의 바로 아래 또는 주위의 박편들은 기판에 대해서 평행하거나 또는 약간 경사지게 놓인다. 도 4b에 도시된 이러한 가시적 광학 효과는 시각적으로 호소한다. 똑바로 선 박편들(40)은 광학적으로 비활성인 검정색이고, 조각 도구(43)에 의해 재배향된 박편들(46)은 그들의 고안된 광학 효과를 발휘한다. 만일, 광학적 가변(OV) 박편들이 사용된다면, 박편들이 재배향되어 더 이상 똑바로 서 있지 않는 경우, 그 OV 효과는 현저하다. 박편들이 다층 OV 박편들이든지 또는 회절 박편들이든지 간에, 그것들이 그 가장자리가 똑바로 서고 그 평평한 측면이 기판에 수직으로 놓인다면, 그것들은 관찰자에게 검게 보인다.

도 4c는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 조각 도구(48)가 기판과 접촉함에 따라서, 높은 종횡비의 박편들의 대부분 또는 모두를 제거하도록, 조각 도구(48)는 형성된다. 조각 영역(49)의 바닥은 조각 이미지를 생성하기 위해 이용된 그 도구의 깊이, 압력 그리고 모양, 또는 물질에 의존하는 잉크를 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다. 도시된 이러한 실시예에서, 조각 도구(48)는 평평한 바닥, 쐐기 모양의 측면을 구비하고, 이들은 그 아래의 잉크의 대부분을 퍼낸다. 도 4d에서, 잉크가 없는 영역에 인접한 영역, 즉 잉크가 이동된 영역에서, 박편들은 광학적으로 활성화되나, 그러나 기판에 수직으로 똑바로 선 박편들(45)은 검고 광학적으로 비활성화된다.

도 4a 및 도 4c의 공정 단계들에 의해 형성된 이미지는 높은 정도의 촉감을 갖는다. 사용자는 돌출된 광학적으로 비활성화된 영역으로부터 박편들이 광학적으로 활성화된 영역으로의 변환을 느낄 수 있다. 이러한 부가적인 특징은 그것이 부착되는 디바이스에 대해 증가된 보안성을 제공한다. 게다가, 이러한 촉감은 지폐 또는 보안 문서와 같은 품목을 확인하거나 또는 인증하기 위해 장님에 의해 식별될 수 있는 특징으로서 특히 유용하다.

활자인쇄, 스크린, 플렉소, 패드 인쇄, 잉크젯과 같은 다른 인쇄 공정들도 건조된 잉크층의 최종 두께에 기초하여 가변적인 정도의 촉감을 제공할 수 있다.

도 5는 그 안에서 기판이 영구 자석 위로 이동되고, 중앙을 향한 필드선이 박편들을 정렬하여 박편들이 기판에 평행해지도록 하기 위해 사용된 시스템을 도시한다.

도 6은 본 발명에 따른 이미지의 흑백 사진이다. 이미지는 금색에서 녹색으 로 변환 가능하고 백색 배경 위에 위치된 똑바로 선 박편들의 어두운 배경에 인접하게 도시된 두 기호들을 갖고 있다.

이제 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 이미지가 도시된다. 박편들은 1차 정렬되고, 그 결과 기판에 수직으로 가장자리로 똑바로 선다. 문자 "USA" 내에 분산된 박편들이 조각 도구로 필기되거나 새겨져, 그 결과 박편들이 기판에 평행하고 그리고 똑바로 선 검게 보이는 박편들에 직교하여 위치됨에 따라서, 문자 "USA"가 보인다. 문자 "USA"가 조각 도구로 기판 내에 날인되었기 때문에, 이 영역은 똑바로 선 박편들을 갖는 영역에 대해서 상대적으로 오목하고, 접촉에 의해 인지될 수 있다. 이미지의 형성 동안, 박편들이 적절한 방향에 고정되는 것을 견고히 하기 위해, 표준 경화 방법이 적용된다. 예를 들어, UV 경화 페인트 또는 잉크가 배열된 박편들이 그 의도된 방향에서 벗어나기 전에 빠르게 경화하기 위한 수단을 제공하기 위해 사용된다. 그러나, "USA"를 갖는 인접 영역은 다른 박편 배열로 인한 조명 또는 시각 각도의 변화를 갖는 강한 광학 효과를 제공한다.

이미지가 인쇄된 이미지의 돌출 영역으로부터 어느 정도의 촉감을 나타내는 표준 인쇄 디바이스와 대조적으로, 이러한 보안 디바이스의 촉감은 낮은 밝기의 배경 내로 조각된 특별한 광학 효과 영역으로부터 나온다.

본 명세서 내에서, 인가된 자기장이라는 용어는 자기력선을 따라서 자성 박편들을 정렬시키기에 충분한 자기장을 제공하는 것을 암시한다. 이것은 잉크 칠된 또는 인쇄된 기판을 자석 근처에 또는 인접하여 배치함으로써, 또는 자기장을 생성하기 위한 수단을 제공하고 박편들을 그 자기장에 노출함으로써 달성될 수 있다.

박편들을 기계적으로 날인하는 것은 조각 도구, 펜, 또는 연필 또는 그 박편들을 밀어내거나 휩쓸거나 또는 그 박편들을 기판에 대해서 실질적으로 수직인 똑바로 선 위치로부터 다른 방향으로 기계적으로 움직이는 여하의 형태의 기계적인 수단으로 그 박편들을 날인함으로써 수행될 수 있다. 기계적으로 날인한다는 용어는 목표 영역 내의 자기적으로 정렬된 박편들을 쓸어 내는 것을 포함한다.

예를 들어, 박편들이 기판에 대해서 똑바로 서도록 자기장에 의해 배향된 후, 펜 또는 연필을 이용하여 도 8에 도시된 바와 같이 그 배경으로부터 시각적으로 그리고 촉감에 의해 식별가능 문장 또는 서명을 필기할 수 있다. 펜 또는 연필은 둘 다 박편들을 그 경로에 평평하게 하고, 그 경로부터 일부 박편들을 밀어내는 경향이 있다.

그 배경으로부터 우묵하게 패이고 색상 변환 특성과 연관되어 그 배경으로부터 시각적으로 식별가능 서명을 제공하는 것은 보안 향상 분야에서 상당한 장점을 제공한다.

도 8에 도시된 이미지를 실현하는 것에 부가하여, 롤링 바 효과 또는 다른 광학 효과를 제공하는 것이 경화가 일어나기 전에 단순하게 부가적인 단계를 추가함으로써 포함될 수 있다.

이제 도 10을 참조하면, 이미지의 서명은 펜, 연필 또는 필기 도구를 이용하여 박편들의 배경 내로 필기되고, 그 결과 그 박편들이 평평하게 되거나 서명 영역으로부터 박편들이 제거된다. 바람직하게는, 서명 또는 다른 세공 특징을 새긴 후, 롤링 바 효과가 부가될 수 있다. 이것은 롤링 바를 형성하도록 서명 주변의 박편들 을 정렬하는 자기장 내에 조각된 이미지를 배치함으로써 달성된다. 롤링 바를 만들기 위한 구체적인 단계들이 Raksha 등에 의한 미국특허출원번호 20040051297호 및 20050106367호에 개시된다.

선택적으로, 본 발명의 다른 실시예에서, 기판에 자성 광학적 가변 코팅을 제공할 수 있고 자기장을 이용하여 그 자성 광학적 가변 박편들을 요구되는 특정 패턴 내에 정렬하여 롤링 바와 같은 광학 특징을 예컨대 하나 또는 그 이상의 롤링 바들을 형성하여 제공하고, 그리고 이어서 코팅을 경화하기 전에 촉각 특징을 제공하기 위해 그 기판을 필기한다.

예(Examples)

예 1

광학적 가변 이미지는 7층의 자성 금색에서 녹색의 광학 가변 디자인을 이용하여 다음과 같이 생성된다:

10 nm Cr/ 4 QW MgF2 @ 604 nm/ 80 nm Al/ 50 nm Ni/ 80 nm Al/ 4 QW MgF2 @ 604 nm/ 10 nm Cr.

입자 크기 분포는 1.1 마이크론 두께에서 10 내지 30 마이크론 범위이다.

잉크는 80 질량%의 UV 경화 가능한 실크 스크린 잉크 베이스 및 20%의 색소를 포함한다. 잉크는 레네타(Leneta) 카드의 흑색 및 백색 영역 위로 실크 스크린 인쇄에 의해 적용된다. 일단 잉크가 적용되면, 조각된 이미지가 없는 인쇄된 샘플은 강한 영구 자석 위로 통과된다. 자석의 극 방향은 자속선이 레네타 카드의 평면 에 수직이 되도록 한다. 결과적으로, 상당한 수의 고 종횡비 박편들은 기판에 수직으로 정렬되고 디바이스의 어두운 영역을 생성한다. 어두운 영역은 색소 정렬에서의 빛의 트랩에 기인하고, 기판 빛에 무관하게 발생한다.

빛이 색소에 의해 반사되도록 박편들을 재정렬하는 제어된 빛 압력 하의 금속 스탬프를 이용하여, 이미지가 만들어진다. 관찰된 색상은 이전에 참조된 광학 간섭 디자인에 따라서 금색에서 녹색으로 변한다. 이어서, 레네타 카드는 잉크를 경화하기 위해 고파워 UV 램프 아래로 통과되고 색소 정렬을 영구적으로 고정한다.

예 2

광학적 가변 이미지는 7층의 자성 금색에서 녹색의 광학 가변 디자인을 이용하여 다음과 같이 생성된다:

10 nm Cr/ 4 QW MgF2 @ 604 nm/ 80 nm Al/ 50 nm Ni/ 80 nm Al/ 4 QW MgF2 @ 604 nm/ 10 nm Cr.

입자 크기 분포는 1.1 마이크론 두께에서 10 내지 30 마이크론 범위이다.

예 1에서와 유사하게, 잉크는 80 질량%의 UV 경화 가능한 실크 스크린 잉크 베이스 및 20%의 색소를 포함한다. 잉크는 레네타 카드의 흑색 및 백색 영역 위로 실크 스크린 인쇄에 의해 적용된다. 일단 잉크가 적용되면, 조각된 이미지가 없는 인쇄된 샘플은 강한 영구 자석 위로 통과된다. 자석의 극 방향은 자속선이 레네타 카드의 평면에 수직이 되도록 한다.

본 실시예에서, 이미지는 철필을 이용하여 수동으로 새겨진다. 철필의 속성 때문에, 조각의 바닥은 잉크를 포함하지 않는다. 왜냐하면, 철필이 잉크를 모두 밀어 기 때문이다. 샘플이 수직 근처에서 큰 시각으로 경사짐에 따라서, 조각된 영역의 벽은 금색에서 녹색으로 변한다. 실시예 1에서와 같이, 이후, 샘플은 UV 경화된다.

예 3

광학적 가변 이미지는 7층의 자성 마젠타색에서 녹색의 광학 가변 디자인을 이용하여 다음과 같이 생성된다:

10 nm Cr/ 4 QW MgF2 @ 665 nm/ 80 nm Al/ 50 nm Ni/ 80 nm Al/ 4 QW MgF2 @ 665 nm/ 10 nm Cr.

입자 크기 분포는 1.2 마이크론 두께에서 10 내지 30 마이크론 범위이다.

준비 방법은 예 1에서 설명된 것과 유사하고, 본 실시예에서 차이점은 벌새(hummingbird) 형상의 고무 스탬프가 이미지를 만들기 위해 이용된다는 것이다. 이 경우에, 샘플이 수직 근처에서 큰 시각으로 경사짐에 따라서, 이미지의 색상은 마젠타색에서 녹색으로 변한다.

예 4

이미지는 7층의 자성 녹색에서 파란색의 회절 광학 가변 디자인을 이용하여 다음과 같이 생성된다:

10 nm Cr/ 4 QW MgF2 @ 530 nm/ 80 nm Al/ 50 nm Ni/ 80 nm Al/ 4 QW MgF2 @ 530 nm/ 10 nm Cr.

홈(groove)들 사이의 2 마이크론 간격에 해당하는 500 l/mm의 선형 격자 주파수를 갖는 포일(foil)이 기판으로서 이용되어 색소의 회절 특성을 만들어 낸다. 입자 크기 분포는 1 마이크론 두께에서 10 내지 30 마이크론 범위이다.

이전의 실시예들의 경우에서와 같이, 박편들은 기판에 수직하게 정렬된다. 이 경우에, 박편들은 그들의 회절 홈들이 인가된 필드에 평행하게 정렬하게 하는 경향이 있고, 따라서 기판의 평면에 수직하게 놓인다.

예 2의 경우에서와 같이, 이미지는 철필을 이용하여 수동으로 새겨진다.

본 실시예에서, 조각 단계 후에 샘플을 제 2 영구 자석 위로 자속선이 도 10에 도시된 소정 방향에 배향되도록 통과시킴으로써 부가적인 정렬이 이루어진다. 이러한 제 2 정렬의 결과로서, 이미지는 롤링 바 효과를 보인다.

예 5

OVID는 7층의 자성 마젠타색에서 녹색의 광학 가변 디자인을 이용하여 다음과 같이 생성된다:

10 nm Cr/ 4 QW MgF2 @ 665 nm/ 80 nm Al/ 50 nm Ni/ 80 nm Al/ 4 QW MgF2 @ 665 nm/ 10 nm Cr.

입자 크기 분포는 1.2 마이크론 두께에서 10 내지 30 마이크론 범위이다.

잉크는 80 질량%의 UV 경화 가능한 실크 스크린 잉크 베이스 및 20%의 색소를 포함한다. 잉크는 이번에 레네타 카드의 흑색 및 백색 영역 위로 닥터 블레이드 를 이용하여 적용된다. 이전의 실시예들에서와 같이, 일단 잉크가 적용되면, 조각된 이미지가 없는 인쇄된 샘플은, 어두운 영역을 생성하는 기판에 수직으로 박편들을 정렬하기 위해, 강한 영구 자석 위로 통과된다. 이전의 실시예들에서와 같이, 이미지는 철필, 고무 스탬프를 이용하여 샘플을 새겨진 원통형 롤 아래로 통과시키거나 또는 조각된 이미지를 생성하는 다른 방법을 이용하여 생성될 수 있다. 어두운 배경 위의 조각된 영역은, 그 광학 간섭 디자인에 따라서 마젠타색에서 녹색으로 변한다. 마지막으로, 샘플은 색소의 위치를 고정하기 위해 UV 경화된다.

UV 경화 잉크가 사용됨에도 불구하고, 다른 형태의 경화 잉크가 본 발명에 따라서 사용될 수 있다.

물론, 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어나지 않으면서, 많은 다른 실시예들이 상상될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 광학적 가변성, 자기적으로 정렬 가능한 박편들 또는 입자들을 이용하지만, 그러나 다른 광학 특징을 갖는 자기적으로 정렬 가능한 박편들, 예컨대 회절 박편들 또는 다른 금속 박편들이 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 이미지 및 그 제조 방법은 광학적으로 식별 가능하고 높은 정도의 촉감을 갖는 광학적 가변 디바이스를 제공할 수 있다.

따라서, 사용자는 박편들이 돌출된 광학적으로 비활성화된 영역으로부터 광학적으로 활성화된 영역으로의 변환되는 것을 느낄 수 있다. 이러한 부가적인 특징은 그것이 부착되는 디바이스에 대해 증가된 보안성을 제공한다. 게다가, 이러한 촉감은 지폐 또는 보안 문서와 같은 품목을 확인하거나 또는 인증하기 위해 장님에 의해 식별될 수 있는 특징으로서 특히 유용하다.

Claims (21)

1. 기판 상에서 제 1 및 제 2 영역들에 의해 정의되는 이미지로서, 상기 이미지는:

   인가된 자기장에 의해 정렬되고 소정의 방향을 갖는 자성 박편들을 갖는 상기 제 1 영역; 및

   상기 제 1 영역에 인접한 상기 제 2 영역을 포함하며,

   i) 상기 제 2 영역은 기계적 날인에 의하여 상기 제 1 영역 내의 상기 박편들과 다른 방향을 갖는 박편들을 갖거나, 또는

   ii) 상기 제 2 영역은 박편들이 상기 제 2 영역으로부터 밀려나감으로써 박편을 갖지 않고,

   상기 이미지는 촉각 이미지를 형성하고, 촉각 변환은 상기 제 1 및 제 2 영역들 사이의 변환을 접촉함으로써 인식될 수 있는 이미지..
2. 제 1 항에 있어서, 상기 자성 박편들은 입사 빛 또는 관찰 각도에 따라서 변하는 가변 색상을 갖는 광학적 가변 박편들인 것을 특징으로 하는 이미지.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 박편들의 적어도 일부는 상기 박편들 내에 홈들을 포함하는 선형 회절 구조를 갖는 회절 박편인 것을 특징으로 하는 이미지.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 회절 박편들의 상기 홈들은 상기 기판에 수직하고 상기 인가된 자기장에 실질적으로 평행하게 정렬된 것을 특징으로 하는 이미지.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 영역들 내의 상기 박편들은 적어도 2:1의 종횡비를 갖는 자성 박편들인 것을 특징으로 하는 이미지.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 영역 내의 박편들은 그 가장자리가 상기 기판에 대해 실질적으로 수직하게 정렬된 것을 특징으로 하는 이미지.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 영역 내의 상기 박편들은 광학적으로 비활성화되도록 정렬되고, 상기 제 2 영역 내의 상기 박편들은 광학적으로 활성화되도록 정렬된 것을 특징으로 하는 이미지.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 영역 내의 박편들은 조각 도구를 이용하여 소정의 형상으로 정렬된 광학적 가변 박편들인 것을 특징으로 하는 이미지.
9. 제 8 항에 있어서, 입사 빛은 상기 제 2 영역으로부터 실질적으로 반사되고, 빛은 상기 제 1 영역에 의해 실질적으로 흡수되거나 또는 트랩되는 것을 특징으로 하는 이미지.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역에 대해서 상대적으로 리세스된 것을 특징으로 하는 이미지.
11. 복수의 광학적 식별가능 영역들을 포함하고,

    두 인접한 식별가능 영역들은 서로 다른 광학 특징들을 갖고, 그리고

    상기 식별가능 영역들 가운데 하나는 인접한 상기 식별가능 영역 내의 박편들과 서로 다른 각도로 정렬되고 다른 정렬 수단에 의해 배열된 자성 박편들을 갖는 이미지.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 식별가능 영역의 하나는 자기적으로 정렬되고, 그리고 박편들이 자기적으로 정렬되는 영역에 인접한 상기 식별가능 영역은, 형상 도구로 박편들을 기계적으로 날인하는 것에 의해 박편들이 정렬된 영역인 것을 특징으로 하는 이미지.
13. 복수의 영역들에 의해 정의되는 이미지로서, 상기 이미지는:

    인가된 자기장에 의해 정렬되고 소정의 방향을 갖는 자성 박편들을 갖는 상기 복수의 영역들 중 제 1 영역; 및

    상기 제 1 영역에 인접한 상기 복수의 영역들 중 제 2 영역을 포함하며,

    상기 제 2 영역은 상기 제2 영역 내의 박편들을 기계적 날인(mechanically impressing)함에 의하여 상기 제1 영역 내의 상기 박편들과 다른 방향을 갖는 박편들을 갖거나, 또는

    상기 제 2 영역은 도구를 이용하여 상기 제 2 영역으로부터 박편들을 기계적으로 밀어냄으로써 박편을 갖지 않고,

    상기 이미지는 촉각 이미지를 형성하고, 촉각 변환은 상기 제 1 및 제 2 영역들 사이의 변환을 접촉함으로써 인식될 수 있는 이미지.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 영역 내의 박편들은, 기계적으로 박편들을 날인하여 배향되기 전에, 상기 제 1 영역 내의 박편들과 함께 자기적으로 정렬된 것을 특징으로 하는 이미지.
15. 기판을 제공하는 단계;

    상기 기판의 적어도 제 1 영역을 자성 비구형 박편들로 코팅하는 단계로서, 상기 자성 비구형 박편들의 각각은 평평한 측면들을 갖는, 코팅 단계;

    상기 기판의 상기 제 1 영역 상에 코팅된 상기 자성 비구형 박편들을 소정의 방향으로 배향된 자기장에 노출함으로써, 상기 제 1 영역 내의 상기 자성 비구형 박편들을 그 평평한 측면들이 실질적으로 기판에 직교하도록 정렬하는 단계; 및

    상기 제 1 영역 내에 이미지를 형성하기 위해, 상기 제 1 영역의 서브-영역 내의 자기적으로 배향된 비구형 박편들을 날인하여 상기 서브-영역 내의 박편들의 정렬을 변화시키는 날인 단계를 포함하고,

    상기 서브-영역 내의 박편들은 상기 서브-영역 밖의 상기 제 1 영역 내의 박편들과 다른 시각적 외관을 갖는 이미지의 형성 방법.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 코팅 단계는 상기 기판을 상기 자성 비구형 박편들을 포함하는 캐리어로 인쇄, 페인팅 또는 스프레잉 하여 수행되는 것을 특징으로 하는 이미지의 형성 방법.
17. 제 15 항에 있어서, 상기 박편들은 잉크 또는 페인트를 형성하기 위해 캐리어 내에 있고, 상기 날인 단계는 조각 도구의 이용을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지의 형성 방법.
18. 기판을 제공하는 단계;

    상기 기판의 제 1 영역을 자성 비구형 박편들로 코팅하는 단계;

    상기 비구형 박편들을 소정의 방향으로 배향된 자기장에 노출함으로써, 상기 제 1 영역 내의 상기 자성 비구형 박편들을 자기적으로 배향시키는 단계; 및

    a) 상기 제 1 영역 내에 이미지를 형성하기 위해, 상기 제 1 영역의 서브-영역 내의 자기적으로 배향된 비구형 박편들을 날인하여 상기 서브-영역 내의 박편들의 정렬을 변화시키는 날인 단계로서, 상기 서브-영역 내의 박편들이 상기 서브-영역 밖의 상기 제 1 영역 내의 박편들과 다른 시각적 외관을 갖도록 날인하거나; 또는

    b) 이미지를 형성하기 위해, 상기 제 1 영역의 서브-영역 내의 자기적으로 배향된 비구형 박편들을 필기하여 상기 서브-영역 내의 박편들의 정렬을 변화시키거나 또는 상기 제 1 영역으로부터 박편들을 밀어내는 필기 단계로서, 상기 서브-영역 내의 박편들이 상기 서브-영역 밖의 상기 제 1 영역 내의 박편들과 다른 시각적 외관을 갖도록 하는 이미지의 형성 방법.
19. 제 18 항의 방법에 의해 만들어지고, 적어도 두 식별가능 영역들 및 촉각 특징들을 갖는 이미지.
20. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역은 광학적으로 서로 대비되는 식별 가능한 영역들인 것을 특징으로 하는 이미지.
21. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역은 광학적으로 서로 대비되는 식별 가능한 영역들인 것을 특징으로 하는 이미지.

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