KR101534327B1 - 이중 색변환 보안장치 및 이를 포함하는 보안제품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이중 색변환 보안장치 및 이를 포함하는 보안제품에 관한 것으로서, 기재, 상기 기재 위에 형성되고 다수의 오목 패턴들을 포함하는 오목 패턴층, 상기 오목 패턴층 위에 형성되며 시야각에 따라 색이 변하는 색 변환층 및 상기 색 변환층이 외부로 노출되지 않도록 그 상부를 덮는 보호층을 포함하며, 상기 오목 패턴들이 형성된 영역과 오목 패턴들이 형성되지 않은 배경 영역의 색이 다른 것을 특징으로 한다. 또한, 투명한 기재 하부에 형성된 볼록 패턴층 및 상기 볼록 패턴층의 하면을 덮도록 형성되며 시야각에 따라 색이 변하는 색 변환층을 포함하는 구조로 형성할 수도 있다.

Description

이중 색변환 보안장치 및 이를 포함하는 보안제품 {DUAL COLOR-SHIFTING SECURITY ELEMENT AND SECURITY PRODUCT COMPRISING THE SAME}
본 발명은 이중 색변환 보안장치 및 이를 포함하는 보안제품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시야각에 따라 색상이 변하는 것은 물론 하나의 시야각에서도 서로 다른 색상이 나타나는 이중 색변환 보안장치 및 이를 포함하는 보안제품에 관한 것이다.
은행권, 여권, 신분증 등 보안이 필요한 각종 보안제품의 위변조를 방지하기 위하여 다양한 기술들이 개발되어 왔다. 그중에서도 시야각, 즉 관찰자가 보는 각도에 따라 색상이 변하는 색변환(Color-Shifting) 보안장치는 별도의 진위식별장치를 사용하지 않고도 시각적으로 진위를 식별할 수 있는 효과가 우수하여 다양한 형태로 개발되어 왔으며, 색변환 은선(Color-Shifting Security Thread), 홀로그램(Hologram), 색변환 잉크(Color-Shifting Ink)가 대표적인 예이다.
색변환 효과는 단순한 스캔 및 복사만으로는 재현해낼 수 없어 위조 방지 측면에서 상당히 효과적인 기술이나, 최근 시중의 유사 필름을 이용하는 모방 위조 사례가 증가하고 있어 단순한 색변환 효과만으로는 이러한 모방 위조에 대처하기 어려운 상황이다. 이러한 모방 위조에 대응하기 위해 다양한 기술들이 제안된 바 있는데, 예를 들어 미국특허 제7611168호는 박막 간섭층과 회절 패턴을 조합하여 보안 특성을 강화하는 기술을 제안하였고, 한국공개특허 제2004-0074073호는 상이한 색조를 갖는 금속층들을 배치하여 상이한 색조가 나타나도록 하는 기술을 제안하였다. 그러나 이러한 기술들은 그 구현 공정이 복잡하여 제조비용이 상승하거나 색변환 효과가 미흡한 단점이 있었다.
또한, 한국등록특허 제1222855호에서는 복수의 오목 패턴 상에 색변환 박막을 형성하여 이중 반사율 특성(Bi-reflectivity) 특성과 편광(Polarization)에 따른 컬러 특성을 가지도록 하는 기술이 제안된바 있으나, 오목 패턴 구조가 노출되어 있어 접촉 복사(Contact Copy) 등에 의한 위변조에 취약하고 물리·화학적 내구성이 미흡한 단점이 있었다.
미국특허 제7611168호 한국공개특허 제2004-0074073호 한국등록특허 제1222855호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시야각에 따라 색상이 변하는 것은 물론 하나의 시야각에서도 서로 다른 색상이 나타나도록 함으로써 위변조 방지 효과가 우수한 이중 색변환 보안장치 및 이를 포함하는 보안제품을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전체적으로 색변환 특성을 가지면서 배경과는 다른 색으로 관찰되는 도형, 이미지, 텍스트 등이 삽입되어 시각적 식별성이 우수한 이중 색변환 보안장치 및 이를 포함하는 보안제품을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 접촉 복사 등에 의해서도 위변조가 어렵고 물리·화학적 내구성이 뛰어난 이중 색변환 보안장치 및 이를 포함하는 보안제품을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치는, 기재, 상기 기재 위에 형성되고 다수의 오목 패턴들을 포함하는 오목 패턴층, 상기 오목 패턴층 위에 형성되며 시야각에 따라 색이 변하는 색 변환층 및 상기 색 변환층이 외부로 노출되지 않도록 그 상부를 덮어 접촉 복사에 의한 위변조를 막는 보호층을 포함하며, 상기 보호층은 투명한 재질로 형성되고, 상기 보호층을 통해 관찰할 때 상기 오목 패턴들이 형성된 영역과 오목 패턴들이 형성되지 않은 배경 영역의 색이 다른 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치는, 기재, 상기 기재 하부에 형성된 볼록 패턴층 및 상기 볼록 패턴층의 하면을 덮도록 형성되며 시야각에 따라 색이 변하는 색 변환층을 포함하며, 상기 기재 및 볼록 패턴층은 투명한 재질로 형성되고, 상기 기재 및 볼록 패턴층을 통해 관찰할 때 상기 볼록 패턴들이 형성된 영역과 볼록 패턴들이 형성되지 않은 배경 영역의 색이 다른 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 색 변환층은 보안제품의 일면에 부착되거나 보안제품에 삽입되어 외부로 노출되지 않는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 있어서 상기 색 변환층 하부의 적어도 일부 영역에는 부가 보안장치가 더 구비될 수 있으며, 상기 부가 보안장치는 형광특성층, 자성특성층, 적외선특성층 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 있어서 상기 색 변환층은 금속층 및 유전체층이 조합된 3 층 이상의 다층박막일 수 있으며, 상기 다층박막은 반투과층, 유전체층 및 반사층의 적층으로 이루어진 것일 수 있다.
또한, 상기 오목 패턴 또는 볼록 패턴의 직경은 100 ㎛ 이하이고, 상기 오목 패턴 또는 볼록 패턴으로 인한 스펙트럼 분광 효과에 의해 무지개색이 나타나는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 이중 색변환 보안장치는, 특정 시야각에서 이중 색변환 특성이 사라지는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 보안제품은, 본 발명의 실시예들에 따른 이중 색변환 보안장치가 적용된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이중 색변환 보안장치 및 이를 포함하는 보안제품에 의하면, 시야각에 따라 색상이 변하는 것은 물론 하나의 시야각에서도 서로 다른 색상이 나타남으로써 위변조가 어려운 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 이중 색변환 보안장치 및 이를 포함하는 보안제품에 의하면, 전체적으로 색변환 특성을 가지면서 배경과는 다른 색으로 관찰되는 도형, 이미지, 텍스트 등이 삽입되어 시각적 식별성이 우수한 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 이중 색변환 보안장치 및 이를 포함하는 보안제품에 의하면, 접촉 복사 등에 의해서도 위변조가 어렵고 물리·화학적 내구성이 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치의 개략적인 단면도
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다층박막 색 변환층의 구조
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치를 정면에서 관찰하였을 때의 색을 표시한 도면
도 4은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치를 측면에서 관찰하였을 때의 색을 표시한 도면
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따라 다수의 오목 패턴들로 KOMSCO라는 텍스트를 형성한 경우의 색변환 효과를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 오목 패턴의 다양한 단면 형상을 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 오목 패턴의 다양한 상면 형상을 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 오목 패턴의 모서리 부분에서 분광 효과에 의해 무지개색이 나타나는 개념도
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치를 적용한 은선에서 이중 색변환 효과와 분광 효과에 의한 무지개색이 나타나는 사진
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치의 제조방법 흐름도
도 11은 도 10의 따른 오목 패턴 성형 단계의 개념도
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치의 개략적인 단면도
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보안장치의 제조방법 흐름도
도 14는 도 13의 따른 볼록 패턴 성형 단계의 개념도
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치의 개략적인 단면도
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 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치(100)는, 기재(110), 상기 기재(110) 위에 형성된 오목 패턴층(120), 상기 오목 패턴층(120) 위에 형성된 색 변환층(130) 및 상기 색 변환층(130)이 외부로 노출되지 않도록 그 상부를 덮는 보호층(140)을 포함하여 형성된다.
기재(110)는 보안장치(100)를 전체적으로 지지하는 지지체 역할을 하는 구성으로, 그 재질 및 두께를 특별히 한정하는 것은 아니나, 은행권 등에 삽입되는 전체 두께 약 40 ㎛의 은선에 적용하기 위해서는 두께 약 10 내지 30 ㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름일 수 있다.
기재(110) 위에 형성된 오목 패턴층(120)은 일부 영역에 다수의 오목 패턴들이 형성되는 층으로, 자외선 경화형 수지로 형성될 수 있다. 오목 패턴층(120)에 형성되는 오목 패턴들은 대략 수 내지 수백 ㎛의 크기를 가질 수 있으며, 다수의 오목 패턴들이 모여 거시적으로 관찰되는 이미지, 텍스트, 도형 등을 형성하는 것일 수 있다.
오목 패턴층(120) 위에는 색 변환층(130)이 형성되는데, 색 변환층(130)은 시야각에 따라 관찰되는 색이 변하는 층을 의미하는 것으로, 색변환 잉크 인쇄층이나 액정 잉크 인쇄층 등 색변환 효과가 나타나는 층이면 특별히 한정하는 것은 아니나, 도 2에 도시한 바와 같은 다층박막 색 변환층(130)인 것이 바람직하다. 다층박막 색 변환층(130)은 반사층(131), 유전체층(132) 및 반투과층(133)의 적층으로 이루어지는 다층박막으로, 다층박막을 이루는 각 층의 재질 또는 두께 등에 따라 색변환 효과가 다르게 나타나며, 예를 들어 반사층(131)으로는 약 40nm의 알루미늄(Al) 박막, 유전체층(132)으로는 약 370nm의 실리콘 산화막(SiO2), 반투과층(133)으로는 약 5nm의 크롬(Cr) 박막을 사용할 수 있다. 이때 유전체층(132)인 실리콘 산화막의 두께를 200~550nm 까지 조절하여 다양한 색변환 효과를 얻을 수 있다. 또한, 도 2에서는 3 층으로 된 다층박막 색 변환층(130)을 예시하였으나, 금속층과 유전체층이 조합된 4층 이상의 다층박막일 수도 있다.
한편 색 변환층(130)이 외부에 노출되어 있으면 접촉 복사에 의해 위변조될 위험이 있고, 물리적, 화학적 내구성이 취약한 단점이 있다. 특히 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치(100)가 은행권의 은선(Security Thread)에 적용될 경우, 기재(110) 부분은 은행권을 이루는 종이 내부에 파묻히는 부분이므로 외부로 노출되는 문제가 없으나 색 변환층(130) 부분은 색변환 효과가 관찰되도록 외부에 노출되어 지속적인 물리적, 화학적 영향을 받는 부분이므로, 본래의 색변환 효과가 계속 유지되기 위해서는 외부로 노출되지 않도록 할 필요가 있다. 따라서 색 변환층(130) 상부에는 보호층(140)이 형성되어 색 변환층(130)이 외부로 노출되지 않도록 한다. 보호층(140)은 색 변환층(130)을 물리적, 화학적으로 보호할 수 있고 외부에서 색 변환 효과를 관찰할 수 있도록 투명한 특성을 가지고 있는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 아크릴레이트 등 투명 수지층일 수 있다. 이때 보호층(140)의 투명도 또는 굴절률 등 광학적 특성에 따라 외부에서 관찰되는 색이 달라질 수 있으므로, 오목 패턴층(120), 색 변환층(130) 및 보호층(140)은 원하는 색변환 효과에 맞도록 적절히 선택되어야 한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치(100)의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치(100)를 정면, 즉 보안장치(100)의 전면에 수직한 시야각에서 관찰하였을 때의 색을 표시한 도면으로, 오목 패턴들이 형성되어 있는 오목 패턴 영역과 오목 패턴들이 형성되어 있지 않은 배경 영역에서 서로 다른 색이 관찰되는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 이때 색 변환층(130)으로는, 40nm의 알루미늄(Al) 박막, 370nm의 실리콘 산화막(SiO2), 5nm의 크롬(Cr) 박막의 적층으로 이루어진 다층박막 색 변환층을 사용한 경우의 색을 예시하였다.
도 3에 도시된 바와 같이, 배경 영역에서는 반사층(131)과 반투과층(133)에서 각각 반사된 빛의 간섭현상에 의해 노란색(Yellow)이 관찰되는 반면, 오목 패턴 내부로 입사된 빛은 오목 패턴 내부의 바닥부에서 반사된 노란색(Yellow)과 경사부에서 반사된 파랑색(Blue)이 더해져 녹색(Green)으로 관찰된다. 즉, 배경 영역과 오목 패턴 영역이 서로 다른 색으로 관찰되므로, 대략 수 내지 수백 ㎛의 크기의 다수의 오목 패턴들로 이미지, 텍스트, 도형 등을 형성할 경우 배경 영역과는 구별되는 색의 이미지, 텍스트, 도형 등을 외부에서 관찰할 수 있다.
도 4은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치를 측면, 즉 보안장치(100)의 전면에 수직한 방향에서 대략 45도의 시야각에서 관찰하였을 때의 색을 표시한 도면으로, 도 4에 도시한 바와 같이 배경 영역에서는 파랑색(Blue)이 관찰되는 반면 오목 패턴은 노란색(Yellow)이 관찰된다. 즉, 측면에서 바라본 경우에도 배경 영역과 오목 패턴 영역이 서로 다른 색으로 관찰되므로, 대략 수 내지 수백 ㎛의 크기의 다수의 오목 패턴들로 이미지, 텍스트, 도형 등을 형성할 경우 배경 영역과는 구별되는 색의 이미지, 텍스트, 도형 등을 외부에서 관찰할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따라 다수의 오목 패턴들로 “KOMSCO” 라는 텍스트를 형성한 경우 도 3처럼 정면에서 바라본 경우 및 도 4처럼 측면에서 바라본 경우의 색변환 효과를 나타낸 도면이다. 도 5(a)은 도 3처럼 정면에서 바라본 경우로서, 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이 배경영역은 노랑색(Yellow)으로, 다수의 오목 패턴들로 형성된 텍스트는 녹색(Green)으로 관찰됨을 확인할 수 있으며, 도 5(b)는 도 4처럼 측면에서 바라본 경우로서, 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이 배경영역은 파란색(Blue)으로, 다수의 오목 패턴들로 형성된 텍스트는 노랑색(Yellow)으로 관찰됨을 확인할 수 있다.
이처럼 본 발명의 제1 실시예에 의하면, 시야각에 따라 배경영역 및 오목 패턴 영역 모두 색상이 변하는 색변환 효과가 나타남은 물론, 하나의 시야각에서도 배경영역과 오목 패턴 영역이 서로 다른 색상으로 나타나는 이중 색변환 효과가 나타남으로써, 위변조가 어려운 효과가 있다.
도 1 내지 도 5에서는 오목 패턴의 단면 형상을 반구형으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 도 6에 예시한 것처럼 (a) 반구형, (b) 삼각형, (c) 사각형, (d) 사다리꼴 등 다양한 형태의 패턴으로 형성할 수 있다. 이처럼 오목 패턴의 단면 형상이 달라지게 되면 동일한 시야각에서 관찰하는 경우라도 오목 패턴 내부에서 입사 및 반사되는 각도가 달라지게 되어 오목 패턴의 색상이 달라지게 된다. 즉, 오목 패턴의 단면 형상을 조절함으로써 동일한 시야각에서 관찰되는 오목 패턴의 색상을 조절하는 것이 가능하다. 특히, 도 6(c)와 같이 오목 패턴의 단면 형상을 사각형으로 형성하는 경우, 정면에서 바라볼 경우에는 오목 패턴의 측면에서의 반사는 실질적으로 없고 오목 패턴 바닥면만 관찰되며, 오목 패턴 바닥면으로부터 반사되는 빛은 배경 영역에서 반사되는 빛과 그 색이 사실상 동일하므로, 정면 시야각에서는 일시적으로 이중 색변환 효과가 사라지는 부가적인 효과(일명 잠상, latent image 효과)를 얻을 수 있다. 즉, 단면 형상이 사각형인 다수의 오목 패턴들로 이미지, 텍스트, 도형 등을 형성한 경우, 정면에서는 보이지 않다가 시야각을 기울인 경우에만 이미지, 텍스트, 도형 등이 관찰되는 특성을 얻을 수 있다.
또한, 오목 패턴의 상면 형상도 도 7에 예시한 것처럼 (a) 원형, (b) 타원형, (c) 삼각형, (d) 사각형, (e) 육각형 등 다양한 형태로 형성할 수 있다. 이처럼 오목 패턴의 상면 형상을 조절함으로써, 대칭축에 대해 전 방향에서 오목 패턴의 색상이 관찰되도록 할 수도 있고, 상면 형상에 따라 특정 방향에서만 선택적으로 오목 패턴의 색상이 관찰 가능하도록 할 수도 있다.
또한, 오목 패턴은 단면 또는 상면 형상을 대칭형 또는 비대칭형 중 어느 것으로도 형성할 수 있다.
이처럼 오목 패턴 영역의 색은 오목 패턴의 단면 또는 상면 형상에 따라서도 달라지지만, 오목 패턴들의 밀집도, 이른바 충진율(Fill Factor)에 의해서도 달라지게 된다. 즉, 충진율이 증가하면 오목 패턴으로부터 반사되는 빛이 강해져 보다 뚜렷한 색을 관찰할 수 있는 반면, 충진율이 감소하면 오목 패턴으로부터 반사되는 빛과 오목 패턴들 사이의 평탄부에서 반사되는 빛이 혼합되어 나타나며, 오목 패턴들 사이의 평탄부에서 반사되는 빛은 배경 영역에서 반사되는 빛과 그 색이 동일하므로, 결국 오목 패턴들만의 선명한 색을 관찰하기 어렵다.
또한, 오목 패턴의 직경이 대략 100 ㎛ 이하로 작을 경우에는 특정 입사각에서 오목 패턴의 모서리(Edge) 부분에서 빛의 회절 현상이 나타나는데, 이로인해 오목 패턴 영역에 스펙트럼 분광 효과에 의한 무지개색이 나타나면서 오목 패턴 부위가 더욱 두드러지는 효과가 있다. 이러한 현상의 개념도를 도 8에 도시하였으며, 이러한 효과가 나타나도록 수 ㎛ 수준의 작은 오목 패턴들로 텍스트를 형성한 색변환 은선(Color-Shifting Security Thread)의 사진을 도 9에 도시하였다. 도 9의 사진으로부터, 하나의 시야각에서 색변환 은선의 배경 색상과 “KOMSCO” 텍스트의 색상이 다르게 나타나는 이중 색변환 효과와 함께 오목 패턴들로 이루어진 텍스트 부분에 무지개색이 나타나는 효과를 확인할 수 있으며, 이는 이중 색변환 효과에 부가되는 또 하나의 보안 특성으로서 이로 인해 본 발명에 따른 이중 색변환 보안장치는 더욱 위변조가 어려워지는 효과가 있다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치(100)의 제조방법 흐름도이다.
도 10을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치(100) 제조방법을 설명하면, 우선 기재(110) 위에 자외선 경화형 수지층을 도포한다(S110). 자외선 경화형 수지층은 도포 시에는 어느 정도 연성이 있고 자외선을 조사할 경우 경화되는 수지층으로 그 재질은 특별히 한정되지 않는다.
다음은 도 11에 도시한 것처럼 오목 패턴 형성을 위한 금형을 자외선 경화형 수지층에 압착한 후 자외선을 조사함으로써 자외선 경화형 수지층에 오목 패턴들을 성형한다(S120). 본 발명에서 사용하는 금형은 노광/식각/리플로우를 통해 오목 패턴을 형성한 유리기판 상에서 전주(Electro-forming) 과정을 거쳐 제작할 수 있는데, 이러한 금형 제작방법은 해당 기술분야에서는 일반적인 기술이므로 상세한 설명은 생략한다. 이때 오목 패턴의 크기나 형태는 구현하고자 하는 보안장치의 특성에 맞게 다양하게 선택할 수 있으며, 은행권에 적용하는 은선의 경우 대략 10 ㎛의 직경, 대략 5 ㎛의 깊이로 형성되도록 할 수 있다.
오목 패턴 성형 단계(S120)가 완료되면, 그 상부에 색 변환층(130)을 증착한다(S130). 색 변환층(130)으로는 색변환 잉크층, 액정 잉크층 등을 사용할 수도 있으나, 도 2에 도시한 다층박막 색 변환층을 사용하는 것이 바람직하다. 이를 위해 오목 패턴이 성형된 자외선 경화형 수지층 상부에 반사층(131), 유전체층(132) 및 반투과층(133)을 차례로 증착하며, 증착방법은 스퍼터링(Sputtering) 등 진공증착법을 사용할 수 있다. 반사층(131), 유전체층(132) 및 반투과층(133)의 재질 및 두께는 구현하고자 하는 보안장치의 특성에 맞게 다양하게 선택할 수 있으며, 은행권에 적용하는 은선의 경우 각각 대략 40nm의 알루미늄, 200~550nm의 실리콘 산화막, 대략 5nm의 크롬을 사용할 수 있다. 색 변환층(130)의 색변환 효과는 반사층(131)에서 반사된 빛과 반투과층(133)에서 반사된 빛의 간섭에 의해 나타나게 되므로, 빛의 투과 경로를 결정하는 유전체층(132)의 두께를 적절히 조절하여 색 변환층(130)에서 원하는 색이 나타나도록 할 수 있다.
색 변환층 증착 단계(S130) 후에는 색 변환층을 보호하기 위한 보호층 형성 단계(S140)를 수행한다. 보호층(140)은 외부에서 색 변환 효과를 관찰할 수 있도록 투명한 재질이면 특별히 한정되지 않으며, 증착 또는 도포 공정을 통해 형성할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치(200)의 개략적인 단면도이다.
도 12를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치(200)는, 기재(210), 상기 기재(210) 하부에 형성된 볼록 패턴층(220), 상기 볼록 패턴층(220)의 하면을 덮도록 형성된 색 변환층(230)을 포함하여 형성된다.
기재(210)는 보안장치(100)를 전체적으로 지지하는 지지체 역할을 하는 구성으로, 은행권 등에 삽입되는 전체 두께 약 40 ㎛의 은선에 적용하기 위해서는 두께가 약 10 내지 30 ㎛ 범위인 것이 바람직하며, 이때 기재(210)는 표면이 은행권의 외부로 노출되어 이를 통해 이중 색변환 효과를 관찰하게 되므로 투명한 재질이어야 한다. 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 등을 사용할 수 있다.
기재(210)의 하부에 형성된 볼록 패턴층(220)은 일부 영역에 기재와 접하지 않는 아래쪽으로 다수의 볼록 패턴들이 형성되는 층으로, 자외선 경화형 수지로 형성될 수 있다. 볼록 패턴층(220)에 형성되는 볼록 패턴들은 대략 수 내지 수백 ㎛의 크기를 가질 수 있으며, 다수의 볼록 패턴들이 모여 거시적으로 관찰되는 이미지, 텍스트, 도형 등을 형성하는 것일 수 있다. 외부에서 색변환 효과를 관찰할 수 있도록 하기 위해서는 볼록 패턴층(220)도 투명한 재질로 형성되어야 한다.
볼록 패턴층(220)의 하면에는 색 변환층(230)이 형성되는데, 색 변환층(230)은 시야각에 따라 관찰되는 색이 변하는 층을 의미하는 것으로, 본 발명의 제1 실시예에서 설명한 색 변환층(130)과 동일하다. 즉, 색변환 잉크 인쇄층이나 액정 잉크 인쇄층 등 색변환 효과가 나타나는 층이면 특별히 한정하는 것은 아니나, 도 2에 도시한 바와 같이 반사층(131), 유전체층(132) 및 반투과층(133)의 적층으로 이루어지는 것이 바람직하며, 이때 반투과층(133)이 볼록 패턴층(220)에 접하도록 순차적으로 형성된다.
이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치(200)에서 이중 색변환 효과가 나타나는 원리는 제1 실시예에서 설명한 것과 동일하다. 즉, 외부에서 입사되어 기재(210) 및 볼록 패턴층(220)을 투과한 빛이 색 변환층(230)에서 외부로 반사되면서 색 변환 효과가 나타나게 되며, 이때 볼록 패턴들이 밀집되어 있는 볼록 패턴 영역과 볼록 패턴들이 없는 배경영역에서 다른 색이 관찰되게 된다. 또한, 시야각이 변할 경우 볼록 패턴 영역과 배경영역 모두 색이 변하는 색변환 효과가 나타남은 물론 두 영역의 색은 여전히 구별되는 이중 색변환 효과를 얻을 수 있다. 이처럼 본 발명의 제2 실시예에 의하더라도 다수의 볼록 패턴들로 이미지, 텍스트, 도형 등을 형성할 경우 배경영역과는 확연히 구별되어 관찰되도록 할 수 있으며, 특히 볼록 패턴들이 약 100 ㎛ 이하의 직경을 갖도록 작게 형성할 경우 특정 시야각에서 회절에 의한 무지개색이 나타나면서 부가적인 보안 효과를 얻을 수 있다.
한편 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치(200)는 색 변환층(230)이 형성된 하면이 보안의 대상이 되는 제품, 이를 테면 은행권, 신분증, 여권 등의 보안제품에 부착 내지 삽입이 되는 부분이어서 외부에 노출되지 않으므로, 색 변환층(230)을 별도의 보호층으로 덮을 필요가 없다. 가령 본 발명의 제2 실시예에 따른 보안장치(200)를 은행권의 은선에 적용할 경우, 기재(210)의 표면은 은행권 외부로 노출되지만 색 변환층(230) 부분은 은행권 용지 내부에 삽입되게 되므로, 용지 자체가 보호층의 역할을 하게 되어 내구성이 보장된다. 이처럼 본 발명의 제2 실시예에 따른 보안장치(200)는 제1 실시예에 따른 보안장치(100)과 비교할 때 사실상 동일한 효과를 가지면서 구성이 보다 간단하다는 장점이 있다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보안장치(200)의 제조방법 흐름도이다.
도 13을 참조하여 설명하면, 우선 투명한 기재(210) 하부에 자외선 경화형 수지층을 도포한다(S210). 자외선 경화형 수지층은 도포 시에는 어느 정도 연성이 있고 자외선을 조사할 경우 경화되는 수지층이며 투명한 재질이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 아크릴레이트 계열의 자외선 경화형 수지 등을 사용할 수 있다.
다음은 도 14에 도시한 것처럼 볼록 패턴 형성을 위한 금형을 자외선 경화형 수지층에 압착한 후 자외선을 조사함으로써 자외선 경화형 수지층에 볼록 패턴들을 성형한다(S220). 본 발명의 제2 실시예에서 사용하는 금형은 제1 실시예에서 사용하는 금형과는 반대로 오목 패턴들이 형성된 금형이며, 그 제작방법은 해당 기술분야에서는 일반적인 기술이므로 상세한 설명은 생략한다. 이때 볼록 패턴의 크기나 형태는 구현하고자 하는 보안장치의 특성에 맞게 다양하게 선택할 수 있으며, 은행권에 적용하는 은선의 경우 대략 10 ㎛의 직경, 대략 5 ㎛의 깊이로 형성되도록 할 수 있다.
볼록 패턴 성형 단계(S220)가 완료되면, 그 하면에 색 변환층(230)을 증착한다.(S230) 색 변환층(230)으로는 색변환 잉크층, 액정 잉크층 등을 사용할 수도 있으나, 도 2에 도시한 다층박막 색 변환층을 사용하는 것이 바람직하다. 이를 위해 볼록 패턴이 성형된 자외선 경화형 수지층 하부에 반투과층(133)이 자외선 경화형 수지층에 접하도록 반투과층(133), 유전체층(132) 및 반사층(131)을 차례로 증착하며, 증착방법은 스퍼터링(Sputtering) 등 진공증착법을 사용할 수 있다. 반사층(131), 유전체층(132) 및 반투과층(133)의 재질 및 두께는 구현하고자 하는 보안장치의 특성에 맞게 다양하게 선택할 수 있으며, 은행권에 적용하는 은선의 경우 각각 약 40nm 의 알루미늄, 200~550nm의 실리콘 산화막, 대략 5nm의 크롬을 사용할 수 있다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치(300)의 개략적인 단면도이다.
도 15를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치(300)는, 기재(310), 상기 기재(310) 하부에 형성된 볼록 패턴층(320), 상기 볼록 패턴층(320)의 하면을 덮도록 형성된 색 변환층(330)을 포함하며, 상기 색 변환층(330) 하부의 적어도 일부 영역에 형광특성층(340), 자성특성층(350), 적외선특성층(360) 중 적어도 어느 하나의 부가 보안장치를 더 포함한다. 즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치(300)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치(200)와 비교하면 색 변환층 하부의 적어도 일부 영역에 부가 부안요소를 더 포함한다는 점에서만 차이가 있는 것이며, 따라서 기재(310), 볼록 패턴층(320) 및 색 변환층(330)은 제2 실시예 부분에서 설명한 것과 동일하다.
형광특성층(340)은 자외선을 조사할 경우 형광 특성이 나타나는 것으로, 색 변환층(330) 하부의 적어도 일부 영역에 형성될 수 있으며 형광안료가 포함된 잉크를 인쇄하여 사용할 수 있다. 특히 색 변환층(330)으로 반투과층/유전체층/반사층의 다층박막이 적용된 경우, 형광특성층(340)의 형광색이 외부에서 관찰되기 위해서는 형광특성층(340)이 형성되어 있는 영역 상부의 색 변환층(330)은 탈금속화(Demetallization)가 되어 탈금속 영역(370)이 형성되어야 하며, 이때 반투과층은 약 5 nm 정도로 얇으므로 탈금속화가 필요 없을 수 있으나 반사층은 탈금속화되는 것이 바람직하다. 탈금속화는 탈금속될 부분만을 노출시키는 마스킹 작업 후 반사층을 식각하는 방법으로 수행할 수 있다.
자성특성층(350) 또는 적외선특성층(360)은 각 특성을 검출할 수 있는 별도의 검출기기를 사용하여 감지할 수 있는 층으로, 자성안료 또는 적외선안료가 각각 포함된 잉크를 인쇄하여 형성할 수 있다. 자성특성층(350)이나 적외선특성층(360)은 상부에 일정 두께 이하의 금속이 있어도 감지가 가능하므로, 형광특성층(340)과는 달리 색 변환층의 탈금속화 공정은 불필요하다.
이러한 본 발명의 제3 실시예에 따르면 이중 색변환 특성에 의한 보안효과 외에 부가적인 보안 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 가령 색 변환층(330) 하부에 형광특성층(340), 자성특성층(350) 또는 적외선특성층(360) 등으로 이미지, 텍스트, 도형 등을 형성할 경우, 육안으로는 이중 색변환 효과만이 관찰되지만 별도의 검출기기를 사용하면 부가 보안장치를 감지할 수 있으므로, 위변조가 더욱 어려워지게 된다. 이때 형광특성층(340), 자성특성층(350) 또는 적외선특성층(360)은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치(300)의 색 변환층(330) 하부에 직접 형성되는 것으로 설명하였으나, 이중 색변환 보안장치(300)가 부착 또는 삽입되는 은행권, 신분증, 여권, 기타 보안제품에 형성되어 있고 그 위에 이중 색변환 보안장치(300)가 부착 또는 삽입되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예의 기술은 제2 실시예의 이중 색변환 보안장치(200) 뿐만 아니라 제1 실시예에 따른 이중 색변환 보안장치(100)에 적용될 수도 있다. 이때 형광특성층, 자성특성층 또는 적외선특성층 등의 부가 보안장치는 기재(110) 하부에 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니며, 예를 들어 기재(110)와 오목 패턴층(120)의 사이, 또는 오목 패턴층(120)과 색 변환층(130) 사이에 형성될 수 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: 이중 색변환 보안장치
110, 210, 310: 기재
120: 오목 패턴층
220, 320: 볼록 패턴층
130, 230, 330: 색 변환층
131: 반사층
132: 유전체층
133: 반투과층
140: 보호층
340: 형광특성층
350: 자성특성층
360: 적외선특성층

Claims (11)

  1. 기재;
    상기 기재 위에 형성되고 다수의 오목 패턴들을 포함하는 오목 패턴층;
    상기 오목 패턴층 위에 형성되며 시야각에 따라 색이 변하는 색 변환층; 및
    상기 색 변환층이 외부로 노출되지 않도록 그 상부를 덮어 접촉 복사에 의한 위변조를 막는 보호층을 포함하며,
    상기 보호층은 투명한 재질로 형성되고,
    상기 보호층을 통해 관찰할 때 상기 오목 패턴들이 형성된 영역과 오목 패턴들이 형성되지 않은 배경 영역의 색이 다른 것을 특징으로 하는 이중 색변환 보안장치.
  2. 기재;
    상기 기재 하부에 형성된 볼록 패턴층; 및
    상기 볼록 패턴층의 하면을 덮도록 형성되며 시야각에 따라 색이 변하는 색 변환층을 포함하며,
    상기 기재 및 볼록 패턴층은 투명한 재질로 형성되고,
    상기 기재 및 볼록 패턴층을 통해 관찰할 때 상기 볼록 패턴들이 형성된 영역과 볼록 패턴들이 형성되지 않은 배경 영역의 색이 다른 것을 특징으로 하는 이중 색변환 보안장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 색 변환층 하부의 적어도 일부 영역에는 부가 보안장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 이중 색변환 보안장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 부가 보안장치는 형광특성층, 자성특성층, 적외선특성층 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 색변환 보안장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 색 변환층은 금속층 및 유전체층이 조합된 3 층 이상의 다층박막인 것을 특징으로 하는 이중 색변환 보안장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 다층박막은 반투과층, 유전체층 및 반사층의 적층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이중 색변환 보안장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 오목 패턴의 직경은 100 ㎛ 이하이고,
    상기 오목 패턴으로 인한 스펙트럼 분광 효과에 의해 무지개색이 나타나는 것을 특징으로 하는 이중 색변환 보안장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 볼록 패턴의 직경은 100 ㎛ 이하이고,
    상기 볼록 패턴으로 인한 스펙트럼 분광 효과에 의해 무지개색이 나타나는 것을 특징으로 하는 이중 색변환 보안장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    특정 시야각에서 이중 색변환 특성이 사라지는 것을 특징으로 하는 이중 색변환 보안장치.
  10. 제1항 또는 제2항의 이중 색변환 보안장치가 적용된 보안제품.
  11. 제2항의 이중 색변환 보안장치가 적용된 보안제품으로서,
    상기 색 변환층이 상기 보안제품의 일면에 부착되거나 상기 보안제품에 삽입되어 외부로 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 보안제품.
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