KR101429755B1 - 입체 보안필름 및 입체 보안필름을 구비한 사출품과 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제품의 진위를 식별하는데 이용되는 위변조 방지 장치의 제조 방법과 이를 적용하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모아레 확대 현상을 이용한 입체 보안필름에 있어서 종래의 양면형 보안필름 형태가 아닌 베이스 기재의 일면 상에 단면형으로 제조하여 더욱 미세한 패턴을 가지고 박막형태로 제조 가능한 단면형 입체 보안필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에서 상기 단면형 입체 보안필름의 제조 과정은 베이스기재의 일면 상에 2차원 어레이 형태의 마이크로 이미지 어레이를 자외선 경화 기법으로 형성하는 단계와 상기 마이크로 이미지 어레이 상에 초점거리 조절을 위한 간격유지층을 형성하는 단계 그리고 간격유지층 상에 마이크로 렌즈 어레이를 상기 자외선 경화형 엠보싱기법으로 형성하는 단계를 포함한다. 여기에 추가하여 상기 마이크로 렌즈 어레이의 표면에 반사층을 형성하고 상기 베이스 기재의 다른 일면 상에 투명보호층을 형성하여 상기 단면형 입체 보안필름을 인몰드 사출공정에 적용할 수 있다.

Description

입체 보안필름 및 입체 보안필름을 구비한 사출품과 그 제조방법{STEREOSCOPIC SECURITY FILM AND INJECTION-MOLDED PRODUCTS WITH THEREOF AND THE PRODUCING METHOD THEREOF}

본 발명은 보안 요소(security element)에 관한 것으로, 보다 구체적으로 제품의 진위를 식별하는 위변조 방지 장치와 위변조 방지 장치를 제품에 적용하는 방법에 관한 것이다.

첨단 위조 기술의 발달로 인해 전문가조차 구분하기 힘들 정도로 정교하게 제조되는 위변조 제품들이 늘어가고 있다. 이러한 위변조 제품들의 유통으로 인해 제조업체와 소비자들의 피해가 증가하고 있다. 이런 피해를 줄이기 위해 많은 기업들이 보안관련 기술을 개발하기 위한 노력을 하고 있으나 보안요소를 개발하고 구현하는데 드는 비용과 제품에 적용하여 제조하는데 생기는 문제들로 어려움을 겪고 있다. 또한 개발한 보안요소들이 보안성이 떨어지거나 진위 여부 확인 시 별도의 장비를 요구하는 등 그 절차가 복잡하고 시간이 오래 걸려 사용이 꺼려지게 된다. 이러한 문제들로인해 실효성 있는 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다.

보안 요소가 적용되는 제품의 종류나 특성, 보안 요소의 크기는 물론 진위 식별 방법 등에 따라서 보안 요소의 종류와 적용방법은 달라질 수 있다. 예를 들면, 보안 요소는 육안으로 식별 가능한 것과 별도의 장비를 이용하여 식별이 가능한 것은 물론 다른 곳에 저장되어 있는 정보와 대조하는 것 등도 있다. 이 중에서 현재 홀로그램은 육안식별이 가능하고 일정 수준 이상의 보안성을 유지하기 때문에 현재 고가의 유명 상품은 물론 의약품, 은행권, 여권, 신분증 등과 같이 다양한 제품에 활용되고 있다. 하지만 디지털 기술의 발전에 따른 모조 기술의 발전과 홀로그램을 제조하는 기술이 일반화 및 대중화됨으로 인하여, 홀로그램을 정교하게 위조하는 사례도 함께 증가하고 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위한 여러 가지 보안요소들 중 하나로 모아레 확대 현상을 이용한 입체 보안필름이 있다. 상기 보안필름은 대표적인 육안 식별이 가능한 보안 요소로서 식별을 위한 별도의 장비 없이 입체 이미지의 식별이 가능할 뿐만 아니라 그 복제가 어려워 높은 보안성을 가지고 있다. 상기 모아레 확대 현상은 규칙적인 두 개의 연속 패턴이 겹쳐짐으로 인해 또 다른 패턴이 나타나는 것을 말한다. 이러한 모아레 확대 현상에 의한 패턴은 입체적인 이미지로 관찰되며 독특한 움직임 효과를 갖는다. 디스플레이 분야에서는 모아레 현상이 발생하지 않도록 하는 방향으로 기술이 발전되어 왔지만 보안 분야에서는 이를 이용하여 새로운 위변조 방지 요소로 활용하고자 하는 시도가 있어 왔다.

모아레 확대현상을 응용하기 위한 가장 단순한 종래의 입체 보안필름은 광학적 거리를 유지시켜주기 위한 베이스 기재와 베이스 기재의 양면에 위치하는 마이크로 렌즈 어레이와 마이크로 이미지 어레이로 구성된다. 상기 종래의 입체 보안필름은 베이스 기재의 일면 상에 마이크로 렌즈 어레이가 위치하며 베이스 기재의 다른 한면 상에 마이크로 이미지 어레이가 위치하게 된다. 즉, 마이크로 렌즈 어레이와 마이크로 이미지 어레이는 베이스 기재를 사이에 두고 양면에 위치하게 된다. 모아레 확대 현상에 의한 입체 이미지를 선명하게 표현하기 위해서는 마이크로 렌즈의 초점거리가 상기 두 어레이 사이의 거리와 동일해야 한다. 이에 따라 렌즈의 초점거리는 두 어레이 사이에 위치하는 베이스 기재의 두께에 의해 결정되고 결국 마이크로 렌즈의 직경 또한 베이스 기재의 두께에 의해 결정된다. 하지만 상기 베이스 기재는 두께를 줄이는데 한계가 존재기 때문에 렌즈의 직경 또한 줄일 수 있는 한계가 존재하게 된다.

최근 디지털 기술의 발달과 디지털 장비의 보급이 보편화되면서, 기존에 사용되던 여러 가지 보안요소들의 복제가 이루어지고 있다. 이로 인해 소비자는 모조품임을 인지하지 못하고 제품을 구매하게 되고 이는 제조사와 소비자 모두에게 피해를 끼치게 된다. 특히, 신용카드 및 신분증(주민등록증, 운전면허증, 여권 등)의 위변조 문제는 사회적 혼란과 경제적 피해가 상당하다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 보안성이 높으면서도, 진위 여부를 간편하게 확인할 수 있는 보안 요소를 개발하고 그것을 적용한 제품을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 위변조 방지 장치는 단면형 입체 보안필름에 관한 것으로, 베이스 기재의 일면 상에 마이크로 이미지 어레이가 위치하고 상기 마이크로 이미지 어레이 상에 마이크로 렌즈 어레이가 위치하도록 구성된다. 상기 마이크로 이미지 어레이와 마이크로 렌즈 어레이는 서로 유사한 2차원 어레이의 형태로 구성된다. 이 때 상기 마이크로 렌즈 어레이의 초점거리는 간격유지층을 통해 조절하게 된다.

종래의 양면형 입체 보안필름에서는 제조 가능한 베이스 필름 두께의 한계가 20㎛로 제한적이기 때문에 렌즈의 직경 또한 20㎛ 이하로 적용할 수 없었다. 반구형 렌즈(hemispherical lens)의 초점거리는 렌즈의 직경에 의해 결정되므로 초점거리가 정해져 있는 경우 렌즈의 직경은 정해진 초점거리 이하가 될 수 없다. 하지만 상술한 구성을 갖는 단면형 입체 보안필름은 마이크로 렌즈 어레이와 마이크로 이미지 어레이가 상기 베이스 기재의 양면이 아닌 일면 상에 존재하기 때문에 둘 사이의 거리를 20㎛ 이하로 만들어 줄 수 있다. 따라서 기존의 보안필름에 비해 더 미세한 렌즈의 적용이 가능하고 이는 렌즈가 미세해진 만큼 패턴의 복제를 더욱 어렵게 함으로써 보안성을 더 높여주며 입체 보안필름을 더 얇게 제작할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 단면형 입체 보안필름은 기존의 입체 보안필름보다 더 얇고 더 작은 패턴으로 제작이 가능하기 때문에 위조 및 모방을 더 어렵게 하는 장점이 있다. 또한 본 발명의 구성에 따른 단면형 입체 보안필름은 기존의 입체 보안필름이 양쪽 면에 각각 미세 패턴이 존재하는 것과 달리 베이스 기재의 일면 상에만 미세 패턴이 존재하게 되므로 보안문서나 인몰드 공정에 의한 사출물에 적용할 때, 패턴이 안쪽을 향하도록 형성하면 패턴이 전부 외부로 드러나지 않도록 처리할 수 있어 패턴을 파악하기 더 어렵게 만드는 장점이 있다. 또한 형광, 적외선, 자성, 축광, 광가변 잉크 등과 같은 특수물질의 추가 적용이 용이하기 때문에 다양한 형태로 응용이 가능한 장점도 있다. 상기 특징들은 상기 단면형 입체 보안필름의 보안성을 높이는데 큰 도움이 된다.

상술한 장점뿐만 아니라 상기 단면형 입체 보안필름은 기존의 입체 보안필름에서와 같이 확대된 입체 이미지가 허공에 떠 보이거나 보는 각도에 따라 움직이는 모습이 나타나기 때문에 시각적으로 매우 우수하여 사람들의 이목을 끌어 제품의 가치를 높이는 역할 또한 수행 가능하다.

도 1은 일 실시예에 따른 단면형 입체 보안필름을 도시한 단면도이다.
도 2는 마이크로 이미지 어레이의 일례를 확대 사시도이다.
도 3은 마이크로 렌즈 어레이의 일례를 보여주는 확대 사시도이다.
도 4는 단면형 입체 보안필름 제조 공정을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 단면형 입체 보안필름을 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다. 그리고 본 명세서에서 제1 물질층이 제2 물질층 상에 형성된다고 할 경우에, 그것은 제1 물질층이 제2 물질층 바로 위(directly on)에 형성되는 경우는 물론, 명시적으로 이를 배제하는 기재가 없는 한, 다른 제3의 물질층이 제2 물질층과 제1 물질층 사이에 개재되어 있는 것(upper)도 모두 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 위변조 방지 장치로 사용 된 보안 요소는 단면형 입체 보안필름에 관한 것이다. 종래의 입체 보안필름에서 사용하는 베이스 기재(101)는 제조 가능한 두께가 20μm로 한계를 가지기 때문에 직경이 20μm 이하인 마이크로 렌즈(401)의 적용이 어려웠다. 단면형 입체 보안필름은 마이크로 이미지 어레이(102)와 마이크로 렌즈 어레이(104)가 베이스 기재(101)의 양면 상에 형성 되는 것이 아니라 일면 상에 단면형으로 형성됨으로써 마이크로 렌즈(301)의 직경은 베이스 기재(101)의 두께로부터 자유로워지게 된다.

도 1은 일 실시예에 따른 단면형 입체 보안필름을 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단면형 입체 보안필름은 베이스 기재(101)와 베이스 기재(101)의 일면 상에 형성된 마이크로 이미지 어레이(102)와 마이크로 이미지 어레이(102) 상에 형성 된 마이크로 렌즈 어레이(104)를 포함한다.

마이크로 렌즈 어레이(104)의 초점거리를 맞추기 위해 마이크로 이미지 어레이(102)와 마이크로 렌즈 어레이(104) 사이에 위치하는 간격유지층(103)을 더 포함시킬 수 있다. 간격유지층(103)은 상기 두 어레이(102,104) 사이에 위치하지만 마이크로 렌즈 어레이(102)에 포함시켜 일체로 형성하여 하나의 마이크로 렌즈 어레이(102) 형태로도 적용이 가능하다.

마이크로 이미지 어레이(102)의 리세스에 잉크를 충진하여 마이크로 이미지 어레이(102)의 이미지(501)를 현출시키는 효과를 내는 착색층(105)을 더 포함시킬 수 있다.

베이스 기재(101)는 마이크로 이미지 어레이(102)의 아래쪽에 위치하며 단면형 입체 보안요소의 몸통 역할을 한다. 베이스 기재(101)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride), 폴리프로필렌(Polypropylene)등과 같은 플라스틱 재질들로 만들어진다.

도 2는 이미지 어레이의 일례를 보여주는 확대 사시도이다.

마이크로 이미지 어레이(102)는 베이스 기재(101)의 일면 상에 위치한다. 마이크로 이미지 어레이(102)의 패턴은 2차원 평면 배열을 가지며, 배열의 형태는 정사각형 배열, 직사각형 배열, 육각형 배열, 평행사변형 배열과 같이 2차원 브라베이 격자(Bravais Lattice)중 어느 하나의 형태로 구성될 수 있다. 또한 마이크로 이미지(201)는 구현하고자 하는 그림, 문자, 로고 다양하게 적용이 가능하다. 본 발명에 따른 단면형 입체 보안필름의 이점을 최대로 활용하기 위해서는 마이크로 이미지(201)의 직경은 100μm 이하가 되는 것이 바람직하며, 20μm 이하가 되면 더욱 효과적이다. 마이크로 이미지(201) 사이의 피치 또한 100μm 이하가 되는 것이 바람직하며, 20μm 이하가 되면 더욱 효과적이다.

도 3은 마이크로 렌즈 어레이의 일례를 보여주는 확대 사시도이다.

마이크로 렌즈 어레이(104)는 마이크로 이미지 어레이(102) 상에 위치하며 마이크로 렌즈 어레이(104)의 패턴은 2차원 평면 배열을 가지며, 배열의 형태는 정사각형 배열, 직사각형 배열, 육각형 배열, 평행사변형 배열과 같이 2차원 브라베이 격자(Bravais Lattice)중 어느 하나의 형태로 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 단면형 입체 보안필름의 이점을 최대로 활용하기 위해서는 마이크로 렌즈(301)의 직경은 100μm 이하가 되는 것이 바람직하며, 20μm 이하가 되면 더욱 효과적이다. 마이크로 렌즈(301) 사이의 피치 또한 100μm 이하가 되는 것이 바람직하며, 20μm 이하가 되면 더욱 효과적이다.

마이크로 렌즈(301)의 일례에 따르면, 굴절식 렌즈의 결상기능을 수행하는 마이크로 렌즈(301)는 특정 굴절률을 갖는 소재를 곡면으로 형성하여 입사되는 빛의 방향을 변하게 하는 형태로 제작된다. 상기 마이크로 렌즈(301)는 굴절식 렌즈의 결상기능을 수행하며 마이크로 렌즈 어레이(104)의 위쪽 방향으로 모아레 확대이미지를 만들어낸다. 하지만, 본 발명의 일 실시예가 여기에만 한정되는 것은 아니며, 회절 렌즈나 그래디언트 인덱스(gradient index) 렌즈와 같이 결상기능을 할 수 있는 광학계는 모두 소기의 목적을 달성할 수 있는 것이다.

마이크로 이미지 어레이(102)의 이미지에 착색층(105)을 더 추가하여 이미지 어레이(103)를 부각시킬 수 있다. 마이크로 이미지(201)를 보다 선명하게 보이게 하기 위해서는 이미지 부분에 별도의 색상을 추가하는 것이 유리하다. 착색층(105)은 이미지(201)에 색상을 부가하여 이미지 어레이(102)를 현출시키는 역할을 수행한다.

간격유지층(103)은 마이크로 이미지 어레이(102)와 마이크로 렌즈 어레이(104) 사이에 위치하며 마이크로 렌즈 어레이(104)와 마이크로 이미지 어레이(102) 사이의 거리를 조절하는 역할을 수행한다. 입체 보안필름에 있어서 마이크로 렌즈 어레이(104)의 초점거리는 모아레 확대 이미지를 선명하게 표현하는데 매우 중요한 역할을 수행한다. 따라서 마이크로 렌즈 어레이(104)와 마이크로 이미지 어레이(102) 사이의 거리가 마이크로 렌즈의 초점거리에 맞추어졌을 때 가장 선명한 입체 이미지를 제공하게 된다.

도 4는 일 실시예에 따른 단면형 입체 보안필름 제조 방법을 보여주는 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 단면형 입체 보안필름의 제조 과정은 먼저 단면형 입체 보안필름의 몸체 역할을 하는 베이스 기재를 준비한다. 베이스 기재의 일면 상에 마이크로 이미지 어레이를 형성한다(401). 그 다음 마이크로 이미지 어레이의 리세스에 잉크를 충진하여 이미지 현출 효과를 내는 착색층을 부가(402)하고 마이크로 이미지 어레이 상에 간격유지층을 형성한다(403). 그리고 간격유지층 상에 마이크로 렌즈 어레이를 형성한다(404).

먼저 마이크로 렌즈 어레이를 형성하기 위한 금속 원판을 제조한다. 금속 원판의 제조 과정은 우선 유리 기판을 준비하고 유리 기판 일면 상에 감광 물질인 포토레지스트(photoresist)를 도포한다. 포토레지스트 막이 형성 된 유리 기판 위에 레이저나 전자빔을 이용하여 마이크로 렌즈 어레이의 형상에 반대되는 형상을 가지는 미세 마이크로 렌즈 어레이 패턴이 패턴을 노광한다. 미세 패턴이 노광된 포토레지스트 막에 현상액을 주입하여 노광된 부분을 녹이는 현상(developing)과정을 통해 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이렇게 만들어진 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 전주(electro-forming)공정을 거쳐 마이크로 렌즈 어레이의 금속 원판을 제작 한다. 본 발명에서는 이 금속원판을 제1 금속원판이라 명명한다.

전술한 제1 금속원판을 제작한 방법과 동일한 과정을 거쳐 이미지 어레이에 반대되는 형상을 갖는 금속원판을 제작한다. 본 발명에서는 이미지 어레이의 일례에 따라 제작된 금속원판을 제2 금속원판이라 명명한다.

본 발명에 따른 단면형 입체 보안필름의 제작 과정은 먼저, 준비된 베이스 기재(101)에 자외선 경화 수지를 도포한 후, 전술한 금속원판 제조 과정을 통해 만들어진 제2 금속원판을 사용하여 자외선 경화 수지를 압박하고 동시에 자외선으로 자외선 경화 수지를 경화시킨다. 제2 금속원판에 형성되어 있던 마이크로 이미지의 패턴들이 자외선 경화 수지에 전사되어 마이크로 이미지 어레이(102)가 형성된다. 마이크로 렌즈 어레이(104)는 상기 제1 금속원판을 이용하여 마이크로 이미지 어레이 형성 과정과 동일한 방법을 통해 마이크로 이미지 어레이(102) 상에 형성된다.

단면형 입체 보안필름은 마이크로 이미지 어레이(102)의 이미지를 마이크로 렌즈를 통해 결상하여 관찰하는 구조이다. 이 때, 이미지를 보다 선명하게 보이게 하기 위해서는 이미지 부분에 별도의 색상을 추가하는 것이 유리하다. 마이크로 이미지 어레이(102)의 이미지가 가지는 음각 부분에 잉크를 충진하거나, 진공증착을 통한 별도의 코팅층을 부가하여 착색층(105)을 부가 할 수 있다. 부가된 착색층(105)은 이미지를 부각시키는 역할을 하게 된다. 상기 착색층(105)는 마이크로 이미지 어레이(102)가 형성된 직후에 처리되어야 하며, 상기 착색층(105)는 마이크로 이미지 어레이(102)와 마이크로 렌즈 어레이(104) 사이에 위치한다.

본 발명에 따른 단면형 입체 보안필름의 경우 마이크로 렌즈의 초점거리를 유지하기 위해 두 어레이(102,104) 사이의 거리가 간격유지층(103)에 의해 조절된다. 간격유지층(103)은 마이크로 이미지 어레이(102) 상에 자외선 수지를 도포하고 경면판을 사용해 자외선 경화 기법으로 형성하게 된다. 일 실시예에 따른 간격유지층(103)은 두께에 제한을 받지 않고 형성 가능하기 때문에 종래의 입체 보안필름보다 더 얇은 박막형으로 제작이 가능해 진다. 반구형 렌즈(hemispherical lens)에서는 렌즈의 직경이 렌즈의 초점거리와 같아지기 때문에 더 20㎛보다 더 작은 미세한 렌즈의 적용이 가능해진다. 상술한 본 발명에 따른 단면형 입체 보안필름의 특징은 위조를 더 어렵게 만들어 보안성을 더욱 높여주게 된다.

간격유지층(103)은 일 실시예에 따른 단면형 입체 보안필름을 구성하는 하나의 층으로 형성 가능할 뿐만 아니라 마이크로 렌즈 어레이(104)에 포함시켜 형성할 수 있다. 간격유지층(103)을 마이크로 렌즈 어레이(104)에 일체화하여 하나의 마이크로 렌즈 어레이(104)로 형성하면 간격유지층(103) 없이 단면형 입체 보안필름의 제조가 가능하다.

도 5는 또 다른 실시예에 따른 단면형 입체 보안필름을 도시한 단면도이다.

도 5의 실시예에 따른 단면형 입체 보안필름은 마이크로 렌즈 어레이(104) 상에 금속물질로 형성된 반사층(501)과 베이스 기재(101)의 타면에 형성된 투명보호층(502)을 더 포함하는 단면형 입체 보안필름이다.

도 5의 실시예에 따른 베이스 기재(101) 방향에서 이미지를 관찰하기 때문에 투명한 성질을 가져야 한다. 베이스 기재(101)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride), 폴리프로필렌(Polypropylene)등과 같은 투명한 플라스틱 재질들로 만들어진다.

반사층(501)은 마이크로 렌즈 어레이(104) 상에 형성된다. 반사층(501)은 알루미늄(Al)이나 은(Ag)과 같은 가시광선 영역에서 반사율이 높은 금속물질로 형성되며 거울과 같은 효과를 마이크로 렌즈에 부가하게 된다. 반사층(501)의 구성 물질은 상기한 알루미늄과 은으로서 한정지어지는 것이 아니라 반사 효과를 낼 수 있는 금속들을 모두 포함한다. 마이크로 렌즈 어레이(104)는 반사층(501)의 효과로 인하여 굴절식 렌즈의 결상기능을 수행하지 않고 반사경의 역할을 수행하며 투명보호층(502)의 위쪽 방향으로 모아레 확대이미지를 만들어낸다.

투명보호층(502)은 베이스 기재(101)에서 마이크로 이미지 어레이(102)와 마이크로 렌즈 어레이(104)가 형성되어 있는 일면의 반대면에 하드코팅 과정을 거쳐 형성된다. 투명보호층(502)은 외부로부터의 물리??화학적 충격에서 상기 단면형 입체 보안필름을 보호하는 역할을 한다. 사출품이나 보안문서를 비롯한 보안을 요구하는 다양한 제품에 적용되는 과정에서 생길 수 있는 손상을 막아준다. 또한 적용된 제품을 실생활에서 사용하는 과정에서 생기는 충격과 오염 그리고 생활기스 등으로부터 단면형 입체 보안필름을 보호하여 보안효과를 오랜 기간 유지하도록 도움을 준다.

전술한 도 1과 도 5의 실시예에 따른 단면형 입체 보안필름을 사출품에 부착하기 위하여 인몰드(Inmold) 사출법을 이용한다. 인몰드 사출법을 사용하면 기타 방법들에 비해 몇 가지 장점을 가지게 된다. 이러한 장점에는 설계 유연성, 단일 작업으로 다중 색상, 효과 및 질감 구현, 오래 지속되는 그래픽의 제조 생산성 및 시스템 비용 절감 등이 있다. 하지만 상기 단면형 입체 보안필름을 사출 금형에 삽입하여 사출품에 부착하는 인몰드 사출성형에 적용하는 경우, 사출 과정에서의 열과 압력에 의해 상기 단면형 입체 보안필름에 손상이 가해질 수 있다. 특히, 마이크로 렌즈 어레이(104)에 변형이 발생하는 경우 제대로 된 이미지를 관찰할 수 없게 된다.

도 1의 실시예에 따른 단면형 입체 보안필름을 인몰드 사출공정을 통해 사출품에 적용하는 방법은 도 1의 실시예에 따른 단면형 입체 보안필름을 준비하고 마이크로 렌즈 어레이(104) 상에 보호필름을 부착한다. 보호필름이 부착된 단면형 입체 보안필름이 금형 내부에 거치되고, 금형이 닫히면 사출 수지가 주입되어 열과 압력에 의해 소정 형상의 사출품이 만들어진다. 이 때 사출품은 단면형 입체 보안필름이 부착되며 사출품과 일체로 성형된다. 상기 보호필름은 인몰드 사출공정이 끝나고 최종 사출품이 완성되면 상기 단면형 입체 보안필름에서 제거된다.

보호필름은 마이크로 렌즈 어레이(104)를 인몰드 사출공정시의 열과 압력으로부터 보호하는 역할을 수행한다. 그리고 내열성 소재로 하여 열에 의한 영향이 최소화 되도록 하였다. 그리고 단면형 입체 보안필름과 사출품 사이의 접착력을 용이하게 하기위해 사출품과 직접 부착되는 부분인 베이스 기재(101)의 타면에 접착물질을 코팅하는 것이 바람직하다.

단면형 입체 보안필름이 사출품에 부착될 때 베이스 기재(101)가 사출품에 부착된다. 따라서 마이크로 렌즈 어레이(104)는 사출품의 외부를 향하게 되고 외부로 마이크로 렌즈 어레이(104)의 패턴이 노출되는 형태가 된다.

도 5의 실시예에 따른 단면형 입체 보안필름을 인몰드 사출공정을 통해 사출품에 적용하는 방법은 도 2의 실시예에 따른 단면형 입체 보안필름을 준비하고 반사층(501)을 사출용 수지에 부착한 상태로 인몰드 사출 공정을 수행하여 소정 형상의 사출품을 제작하는 단계로 진행된다.

도 5의 실시예에 따른 단면형 입체 보안필름의 부착 방향은 반사층(501)이 사출품에 부착되고 투명보호층(502)이 사출품의 외부를 향하는 형태를 가진다. 이 경우 단면형 입체 보안필름이 사출품에 부착된 상태에서는 외부로 투명보호층(502) 만이 노출되기 때문에 어떠한 패턴도 노출되지 않으므로 보안성이 극대화되는 장점이 있다.

이와 같이 인몰드 사출공정에 입체형 보안기재를 부착하여 입체 효과가 부가된 사출품을 제조할 수 있으며, 시각적인 효과와 더불어 보안성까지 부가된 새로운 사출 제품을 다양하게 제공할 수 있다.

하지만, 단면형 입체 보안필름을 사출품에 적용시키는 방법에 있어서 전술한 인몰드 사출공정에만 한정되는 것은 아니며, 다른 공정이나 부착 방법이 사용되는 것을 배제 하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 단면형 입체 보안필름에 있어서, 마이크로 이미지 어레이(102) 및 마이크로 렌즈 어레이(104)는 구현하고자 하는 입체효과의 종류에 따라 다른 주기나 피치를 가지게 된다. 또한 마이크로 이미지 어레이(102)와 마이크로 렌즈 어레이(104) 사이의 정합각도도 구현하고자 하는 입체효과의 종류에 따라 정위치로 정합되어야 하거나 또는 정위치가 아닌 특정한 각도를 갖으며 정합될 수 있다. 정합각도는 마이크로 이미지 어레이(102)와 마이크로 렌즈 어레이(104) 사이의 각도를 나타내며 정합각도가 0일 경우는 상기 두 어레이가 평행한 상태를 나타낸다.

본 발명에 따라 구현 가능한 입체효과는 모아레 확대 이미지가 입체 보안필름의 표면 안으로 들어가 있는 것처럼 나타나는 잠영효과와 모아레 확대 이미지가 입체 보안필름의 밖으로 튀어나와 있는 것처럼 나타나는 부유효과, 그리고 관찰방향에 따라 이들 두 효과가 교대로 나타나는 회전효과 및 모아레 확대 이미지가 입체적으로 나타나지는 않으나 기울이는 방향에 대해 반대방향으로 움직이는 역시차효과를 포함한다.

각각의 시각효과에 대한 마이크로 렌즈 어레이(104) 및 마이크로 이미지 어레이(102)의 설계조건은 수학식 1과 같다.

여기서

는 마이크로 렌즈 어레이(104)의 주기이고,

는 마이크로 이미지 어레이(102)의 주기를 나타내며,

는 마이크로 렌즈 어레이(104)와 마이크로 이미지 어레이(102)의 정합각도를 나타낸다. 정합각도

가 0이면 마이크로 렌즈 어레이(104)와 마이크로 이미지 어레이(102)가 평행한 상태를 나타내고 정합각도

가 0이 아니라면 마이크로 렌즈 어레이(104)와 마이크로 이미지 어레이(102)는 평행이 아닌 어떤 각도를 가지고 형성되어 있는 것이다.

마이크로 렌즈 어레이(104)와 마이크로 이미지 어레이(102)의 주기가 같고 상기 두 어레이 사이의 정합 각도가 0이 아니라면, 즉 두 어레이가 평행하지 않는다면 역시차효과를 나타내게 된다. 상기 두 어레이의 정합 각도가 0 즉, 두 어레이가 평행이라면 두 어레이 사이의 주기 비율에 의해 입체 효과가 결정된다. 마이크로 렌즈 어레이(104)의 주기가 마이크로 이미지 어레이(102)의 주기보다 크다면 잠영효과를 나타내고 마이크로 렌즈 어레이(104)의 주기가 마이크로 이미지 어레이(102)의 주기보다 작다면 부유효과를 나타내게 된다.

본 발명에 따른 단면형 입체 보안필름을 제작함에 있어서, 원하는 입체효과와 그 효과에 영향을 미치는 마이크로 렌즈 어레이(104)의 주기와 마이크로 이미지 어레이(102)의 주기의 차이는 실제로 매우 미미하다. 마이크로 렌즈 어레이(104)의 주기에 대한 이미지 어레이(102)의 주기 사이의 비율이 약 0.9에서 1.1의 범위 내에서 변화되어야 한다. 실 예로 본 발명에서 잠영효과의 경우에 약 0.995정도, 부유효과의 경우에 약 1.005 의 주기비율을 가질 때 최대의 효과를 나타내게 된다.

전술한 내용에 따른 단면형 입체 보안필름의 일 실시예는 평면 형태의 피부착물에 적용할 목적으로 고안된 것이며, 이러한 단면형 입체 보안필름을 곡면 형태의 피부착물에 적용 할 경우, 모아레 확대된 입체 이미지가 제대로 나타나지 않는다. 단면형 입체 보안필름을 곡면형의 피부착물에 적용하기 위해서는 곡면의 곡률을 고려한 설계를 통해 구현이 가능하다.

일 실시예에 따른 단면형 입체 보안필름이 곡면형 피부착물에 부착될 때, 곡면형 피부착물의 곡률에 따라 감기면서 마이크로 렌즈 어레이 및 마이크로 이미지 어레이의 주기(또는 피치)가 약간 늘어나게 된다. 또한 마이크로 렌즈 어레이의 초점거리를 맞추기 위한 마이크로 이미지 어레이와 마이크로 렌즈 어레이 사이의 거리가 존재하기 때문에 곡면 상에서 마이크로 렌즈 어레이의 피치는 항상 마이크로 이미지 어레이의 피치보다 길어진다. 마이크로 렌즈 어레이의 피치와 마이크로 이미지 어레이의 피치 사이의 차이는 수학식 2에 의해 계산된다.

여기서

는 두 어레이 피치의 차이,

은 적용하려고 하는 곡면형 피부착물의 곡률 반경이고,

는 마이크로 이미지 어레이와 마이크로 렌즈 어레이 사이의 거리이다. 이러한 기하학적 조건에 따라 마이크로 렌즈 어레이와 마이크로 이미지 어레이의 피치를 역설계하여 곡면상태에서 입체 이미지가 나타나는 단면형 입체 보안필름의 제작이 가능하다. 이러한 조건으로 설계된 곡면형 입체 보안필름은 평면 상태에서는 모아레 확대 입체 이미지의 관찰이 불가능하지만, 곡면에 적용된 상태에서는 모아레 확대 입체 이미지가 나타난다.

본 발명에 따른 단면형 입체 보안필름은 은행권과 유가증권, ID카드와 신용카드 등과 같은 보안이 필요한 금융관련 제품들에서 휴대폰과 같은 모바일 기기에서부터 가전제품, 정밀부품 등 다양한 분야들에 적용이 가능하다. 사출형 카드에 적용하는 경우에도 육안으로 쉽게 진위 여부를 판별할 수 있어 카드류의 위,변조 방지에 기여할 수 있다. 또한 사출품의 외형에 특별한 입체 효과를 부가함으로써 손쉽게 정품 여부를 확인할 수 있게 한다. 이러한 특징으로 인해 브랜드 보호에 탁월한 기여를 할 수 있다.

101: 베이스 기재
102: 마이크로 이미지 어레이
103: 간격유지층
104: 마이크로 렌즈 어레이
105: 착색층
201: 마이크로 이미지
301: 마이크로 렌즈
401: 이미지 어레이 형성
402: 이미지 현출
403: 투명층 형성
404: 마이크로 렌즈 어레이 형성
501: 반사층
502: 투명보호층

Claims (18)

1. 투명 또는 불투명한 베이스 기재;
   상기 베이스 기재의 일면 상에 위치하며 2차원 패턴을 가지는 마이크로 이미지 어레이;
   상기 마이크로 이미지 어레이 상에 위치하며 2차원 평면 배열을 가지는 마이크로 렌즈 어레이; 및
   상기 마이크로 렌즈 어레이의 표면상에 형성되어, 상기 마이크로 이미지 어레이의 2차원 패턴을 반사하여 모아레 확대이미지를 생성하는 반사층;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 단면형 입체 보안필름.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 마이크로 이미지 어레이 상에 형성된 간격유지층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단면형 입체 보안필름.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 간격유지층을 상기 마이크로 렌즈 어레이에 포함하여 일체로 형성하는 것을 특징으로 하는 단면형 입체 보안필름.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 마이크로 이미지 어레이 상에 잉크를 충진하여 형성된 착색층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단면형 입체 보안필름.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 베이스 기재의 타면 상에 형성된 투명보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단면형 입체 보안필름.
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,
   상기 단면형 입체 보안필름이 곡면형 피부착물에 부착되는 경우,
   상기 마이크로 렌즈 어레이 및 상기 마이크로 이미지 어레이의 피치의 차이 p는,
   

   

   에 의해 산출되며,
   상기 r은 상기 곡면형 피부착물의 곡률 반경이고, 상기 t는 상기 마이크로 이미지 어레이와 상기 마이크로 렌즈 어레이 사이의 거리를 나타내는 것을 특징으로 하는 단면형 입체 보안필름.
8. 베이스 기재를 준비하는 단계;
   상기 베이스 기재의 일면 상에 마이크로 이미지 어레이를 형성하는 단계;
   상기 마이크로 이미지 어레이 상에 마이크로 렌즈 어레이를 형성하는 단계; 및
   상기 마이크로 렌즈 어레이의 표면 상에, 상기 마이크로 이미지 어레이의 2차원 패턴을 반사하여 모아레 확대이미지를 생성하는 반사층을 형성하는 단계;
   를 포함하는 단면형 입체 보안필름의 제조 방법.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 마이크로 렌즈 어레이의 초점거리를 맞추기 위한 간격유지층을 상기 마이크로 이미지 어레이 상에 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단면형 입체 보안필름의 제조 방법.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 간격유지층은 상기 마이크로 렌즈 어레이와 동일한 물질로 형성하여 상기 마이크로 렌즈 어레이에 일체화 시키는 것을 특징으로 하는 단면형 입체 보안필름의 제조 방법.
11. 삭제
12. 제 8항에 있어서,
    상기 베이스 기재의 타면 상에 투명한 하드코팅을 처리하여 투명보호층을 형성하는 것을 특징으로 하는 단면형 입체 보안필름의 제조 방법.
13. 제 8항에 있어서,
    상기 마이크로 렌즈 어레이를 형성하는 단계와 상기 마이크로 이미지 어레이를 형성하는 단계에서,
    상기 단면형 입체 보안필름이 곡면형 피부착물에 부착되는 경우,
    상기 마이크로 렌즈 어레이 및 상기 마이크로 이미지 어레이의 피치의 차이 p는,
    

    

    에 의해 산출되며,
    상기 r은 상기 곡면형 피부착물의 곡률 반경이고, 상기 t는 상기 마이크로 이미지 어레이와 상기 마이크로 렌즈 어레이 사이의 거리를 나타내는 것을 특징으로 하는 단면형 입체 보안필름의 제조 방법.
14. 베이스 기재를 준비하는 단계;
    상기 베이스 기재의 일면 상에 마이크로 이미지 어레이를 형성하는 단계;
    상기 마이크로 이미지 어레이 상에 마이크로 렌즈 어레이를 형성하는 단계;
    상기 마이크로 렌즈 어레이의 표면 상에, 상기 마이크로 이미지 어레이의 2차원 패턴을 반사하여 모아레 확대이미지를 생성하는 반사층을 형성하는 단계;
    상기 마이크로 렌즈 어레이의 반사층 표면 상에 보호필름을 부착하는 단계; 및
    상기 단면형 입체 보안필름의 베이스 기재를 사출용 수지에 부착한 상태로 인몰드 사출 공정을 수행하여 소정 형상의 사출품을 제작하는 사출 성형 단계를 포함하는 단면형 입체 보안필름이 구비된 사출품의 제조 방법.
15. 제 14항에 있어서,
    상기 보호필름은 내열성 소재로 형성하는 것을 특징으로 하는 단면형 입체 보안필름이 구비된 사출품의 제조 방법.
16. 제 14항의 제조 방법으로 제조된 단면형 입체 보안필름이 구비된 사출품.
17. 삭제
18. 삭제

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