KR102159085B1

KR102159085B1 - 구조색 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 구조색 기판을 이용한 보안 검증시스템

Info

Publication number: KR102159085B1
Application number: KR1020180131637A
Authority: KR
Inventors: 이택민; 김인영; 권신
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-09-23
Also published as: KR20200048949A

Abstract

구조색 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 구조색 기판을 이용한 보안 검증시스템에서, 상기 구조색 기판의 제조방법은 베이스 기판 상에 상부기판을 배치하는 단계, 상기 상부기판 상에 양자점을 이용하여 제1 색상을 표시하는 제1 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 제1 패턴이 형성된 상부기판 상에 적어도 하나의 구조색 층을 적층하는 단계를 포함한다. 상기 구조색 층의 적층에 따라, 상기 제1 패턴의 제1 색상은 변화되어 표시된다.

Description

구조색 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 구조색 기판을 이용한 보안 검증시스템{METHOD FOR FABRICATING STRUCTURAL COLORATION SUBSTRATE, AND SECURITY VERIFYING SYSTEM USING STRUCTURAL COLORATION SUBSTRATE FABRICATED BY THE METHOD}

본 발명은 구조색 기판의 제조방법, 및 이에 의해 제조된 구조색 기판을 이용한 보안 검증 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입사광에 대하여 다양한 색을 갖는 반사광을 출사시키는 구조색을 이용하여 패턴을 제조하는 구조색 기판의 제조방법, 및 상기 구조색 기판의 제조방법을 이용하여 복잡한 구조색 기판을 포함하여 암호화되도록 제조된 구조색 기판을 이용하여 화폐나 고가의 물품 등에 대한 진품 여부를 확인할 수 있는 보안 검증시스템에 관한 것이다.

구조색(structural coloration)이란, 특정 필름으로 입사되는 광에 대하여, 상기 필름의 표면에서 반사되는 광과 상기 필름을 통과한 후 반사되는 광의 보강 간섭에 의하여 외부로 표시되는 광의 색상이 결정되는데, 이 경우 입사되는 광의 입사각에 따라 외부로 표시되는 광의 색상이 가변되는 것을 의미한다.

상기 구조색은 상기 필름에 적층되는 층의 개수, 또는 적층되는 높이 등에 따라 다양하게 색상이 가변될 수 있어, 이러한 성질을 이용한 제품이 다수 생산되고 있다.

특히, 최근의 고품질의 외관을 가지는 제품에 대한 선호도가 증가하면서 선글라스나 고가의 제품의 외면에 적용되거나, 구조색을 이용한 디스플레이 등에 적용되고 있다.

한편, 구조색과 같은 다양한 색상이 시야각에 따라 가변되는 특징을 적용하지는 않지만, 특정 파장에 대한 반사스펙트럼을 가지도록 패턴화된 식별필름을 통해 위조방지 물건을 제작하는 기술이 개발되고 있다. 즉, 대한민국 등록특허 제10-1527360호에서는, 다양한 파장대의 반사 스펙트럼을 복수 개 형성하여 식별필름을 제작함으로써, 식별필름에 대한 식별력이나 보안성을 향상시킬 수 있는 기술을 개시하고 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1703914호에서는 자기장의 변화함에 따라 색이 변화하는 자기 가변 물질을 이용하여 위조 또는 변조 장치를 구현하는 기술을 개시하고 있다.

이상과 같이, 구조색 또는 광 변환 구조는 다양한 용도로 사용될 수 있으며, 이에 따라 보다 다양한 색상 또는 패턴의 반사광을 표시할 수 있는 구조에 대한 필요성도 증가하고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1527360호 대한민국 등록특허 제10-1703914호

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 보다 다양하고 복잡한 패턴을 포함하여 암호화가 가능하여 보안성을 향상시키고, 제조가 용이한 구조색 기판의 제조방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 구조색 기판의 제조방법에 의해 제조된 구조색 기판을 이용한 보안 검증 시스템에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법은 베이스 기판 양자점을 이용하여 제1 색상을 표시하는 제1 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 제1 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 적어도 하나의 구조색 층을 적층하는 단계를 포함한다. 상기 구조색 층의 적층에 따라, 상기 제1 패턴의 제1 색상은 변화되어 표시된다.

일 실시예에서, 상기 베이스 기판은 광을 흡수하며, 외부로 상기 제1 색상과 다른 제2 색상을 표시할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 구조색 층의 적층에 따라, 상기 베이스 기판의 제2 색상은 변화되어 표시될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 패턴을 형성하는 단계는, 상기 베이스 기판 상에 상부기판을 배치하는 단계, 및 상기 상부기판 상에 양자점을 이용하여 상기 제1 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 제1 패턴은 상기 상부기판의 내부로 임베디드(embedded)되거나, 상기 상부기판의 상면에 돌출되어 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 패턴은, 상기 양자점을 상기 상부기판으로 임프린팅(imprinting)하거나, 상기 양자점을 상기 상부기판에 형성된 홈에 모세관 현상을 이용하여 채우거나, 상기 양자점을 상기 상부기판 상에 잉크젯 프린팅하여 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 구조색 층을 적층하는 단계에서, 상기 구조색 층 각각은 원자층 증착법(atomic layer deposition, ALD)으로 적층될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 상부기판은 투명 기판일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 패턴은 도트(dot) 패턴, 일 방향으로 연장된 장방향 패턴, 서로 교차되며 연장된 바둑판 패턴 중 어느 하나일 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법은 베이스 기판 상에 적어도 하나의 구조색 층을 적층하는 단계, 상기 구조색 층의 상면에 양자점을 이용하여 제1 색상을 표시하는 제1 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 구조색 층의 적층에 따라, 상기 제1 색상을 표시하는 제1 패턴 외의 베이스 기판의 색상은 변화되어 표시된다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법은 베이스 기판 상에 적어도 하나의 구조색 층을 적층하는 단계, 상기 구조색 층의 상면에 양자점을 이용하여 제1 색상을 표시하는 제1 패턴을 형성하는 단계, 상기 제1 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 적어도 하나의 구조색 층을 추가로 적층하는 단계를 포함한다. 상기 구조색 층의 추가 적층에 따라, 상기 제1 패턴의 제1 색상은 변화되어 표시된다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법은 베이스 기판 상에 적어도 하나의 구조색 층을 적층하는 단계, 상기 적어도 하나의 구조색 층을 패터닝하여 제1 패턴을 형성하는 단계, 상기 제1 패턴을 연장하여 상기 베이스 기판 상에 제1 연장패턴을 형성하는 단계, 및 상기 제1 패턴 및 상기 제1 연장패턴의 내부를 제1 색상을 표시하는 양자점으로 채우는 단계를 포함한다. 상기 구조색 층의 적층에 따라, 상기 제1 색상을 표시하는 상기 제1 패턴 및 상기 제1 연장패턴 외의 베이스 기판의 색상은 변화되어 표시된다.

일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 구조색 층 및 상기 제1 패턴의 상면에 보호층을 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 구조색 층의 상면에 마스크 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 구조색 층을 식각하여 상기 제1 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 연장패턴을 형성하는 단계에서, 상기 마스크 패턴 및 상기 구조색 층을 마스크로 상기 베이스 기판을 식각하여 상기 제1 연장패턴을 형성할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 보안 검증 시스템은 보안 기판, 데이터베이스, 스캐너, 정보 획득부 및 비교 판단부를 포함한다. 상기 보안 기판은 적어도 하나의 구조색 층 및 양자점을 포함하여 보안 패턴을 외부로 표시한다. 상기 데이터베이스는 상기 보안 패턴이 암호화되어 저장된다. 상기 스캐너는 상기 보안 기판의 상부에서 상기 보안 기판을 스캐닝한다. 상기 정보 획득부는 상기 스캐닝된 정보를 바탕으로 상기 보안 패턴을 획득한다. 상기 비교 판단부는 상기 정보 획득부에서 획득된 보안 패턴과 상기 암호화되어 저장된 보안 패턴의 일치 여부를 판단한다.

일 실시예에서, 상기 스캐너는, 상기 데이터베이스에 저장된 보안 패턴을 바탕으로 상기 보안 기판의 스캐닝 영역을 구획하여 각 영역별로 스캐닝할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 스캐너는, 상기 구획된 각 영역의 중심부의 색상을 식별할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 데이터베이스는, 상기 보안 패턴에 대하여, 입사광의 각도별로 표시되는 색상에 대한 정보를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 스캐너는, 상기 보안 기판에 대하여 회전하여, 상기 보안 기판으로의 입사광의 각도를 조절할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 보안 기판은, 베이스 기판, 및 상기 베이스 기판의 상부에 상기 양자점으로 형성되는 제1 패턴을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 구조색 층은, 상기 제1 패턴 상에 적층되거나, 또는 상기 베이스 기판과 상기 제1 패턴의 사이에 적층될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 양자점은, 상기 적어도 하나의 구조색 층을 관통하여 채워지며 제1 패턴으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 단순히 구조색 층을 적층하는 것 외에, 양자점을 이용하여 구조색 기판을 형성할 수 있으며, 양자점의 패턴에 따라 다양한 형태의 복잡한 패턴을 가지며, 입사광의 방향에 따라 다양한 색상이 패턴화되어 출사할 수 있는 구조색 기판을 형성할 수 있다.

특히, 이러한 복잡하고 다양한 색상이 패턴화되어 출사되는 구조색 기판을 보안 기판으로 적용할 수 있어, 암호화된 보안기판을 제조할 수 있고, 지폐나 고가의 물품에 대한 암호화 코드 인식용으로 사용될 수 있어, 보안성을 향상시킬 수 있다.

이 경우, 상기 양자점을 이용한 패턴은 기판 상에 임베디드 되거나 돌출되도록 형성될 수 있으며, 도트패턴, 장방향 패턴, 바둑판 패턴 등 암호화 코드로 생성할 수 있는 다양한 패턴으로 제작이 가능하면서도 생산성이나 공정효율을 향상시킬 수 있다. 특히, 구조색 층의 적층은 원자층 증착법을 사용함에 따라 수십 나노 정도의 미세한 두께의 코팅이 가능하면서도 구조색에 따른 효과를 유지할 수 있어, 특히, 지폐나 바코드 등에 효과적으로 사용될 수 있다.

또한, 최상면에 보호층을 코팅함으로써, 암호화되도록 형성된 보안 패턴에 대한 손상을 방지하여 내구성과 보안성을 유지할 수 있다.

또한, 상기 구조색 기판의 제조방법을 통해 제작되는 보안 기판의 경우, 스캐너를 이용한 보안 패턴의 인식 및 기 저장된 보안 패턴과의 일치 여부를 바탕으로 보안 검증 시스템에 효과적으로 활용될 수 있다.

특히, 상기 구조색 기판은 양자점의 추가에 따라 복잡한 색상 및 패턴으로 표시될 수 있으며 이를 암호화하여 검증 시스템에만 사용된다면, 제3자가 상기 구조색 기판을 모방하기 어려워 보안성을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 구조색 기판으로 표시되는 패턴이나 색상은 각각의 제조공정을 그대로 모방하여야만 구현될 수 있으며, 최종 제품만으로는 세부 제조공정을 확인할 방법이 없으므로, 모방이 원천적으로 불가능하여 보안성이 향상된다.

다만, 제조공정 상의 특성상, 구조색 기판에서 인접 패턴과의 경계면에서는 표시되는 색상이 흐려지거나 식별이 어려운 문제가 발생할 수 있으며, 이를 해결하기 위해 상기 스캐너는 각 패턴의 중심부에서 색상을 식별함으로서 식별력을 향상시킬 수 있다.

또한, 데이터베이스는 입사광의 각도에 따라 보안 패턴으로부터 표시되는 색상에 대한 정보도 포함하고, 스캐너는 보안 기판으로 제공되는 입사광의 각도를 변화시킬 수 있도록 회전되므로, 하나의 보안 기판에 대한 검증을 다양한 방법으로 수행하여 보안성을 보다 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 구조색 기판의 제조방법을 도시한 공정도들이고, 도 2d 및 도 2e는 도 2a 및 도 2b의 구조색 기판을 통해 외부로 표시되는 패턴 및 색상을 각각 도시한 평면도들이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 3의 구조색 기판의 제조방법을 도시한 공정도들이고, 도 4d 및 도 4e는 도 4a 및 도 4b의 구조색 기판을 통해 외부로 표시되는 패턴 및 색상을 각각 도시한 평면도들이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 5의 구조색 기판의 제조방법을 도시한 공정도들이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 8a 내지 도 8g는 도 7의 구조색 기판의 제조방법을 도시한 공정도들이다.
도 9는 도 1, 도 3, 도 5 및 도 7의 구조색 기판의 제조방법을 통해 제조된 구조색 기판을 이용한 보안 검증 시스템을 도시한 모식도이다.
도 10은 도 9의 보안 검증 시스템에서 구조색 기판에 광이 제공되는 상태를 도시한 모식도이다.
도 11은 도 9의 보안 검증 시스템에서 스캐너가 회전하여 구조색 기판(보안 기판)을 스캐닝하는 상태를 도시한 모식도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법을 도시한 흐름도이다. 도 2a 내지 도 2c는 도 1의 구조색 기판의 제조방법을 도시한 공정도들이고, 도 2d 및 도 2e는 도 2a 및 도 2b의 구조색 기판을 통해 외부로 표시되는 패턴 및 색상을 각각 도시한 평면도들이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법에서는 우선, 베이스 기판(10) 상에 양자점을 이용하여 제1 색상(A)을 표시하는 제1 패턴(30)을 형성한다(단계 S11). 상기 베이스 기판(10)은 외부로부터, 즉, 상기 상부기판(20)을 관통하여 제공되는 광을 흡수하는 기판으로, 예를 들어 검은색 계열의 기판일 수 있다. 한편, 상기 베이스 기판(10)은 이러한 검은색 계열의 기판으로써, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상부에서 관찰하는 경우 검은색 계열의 제2 색상(B)으로 표시될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는, 상기 양자점으로 형성되는 제1 패턴(30)은 그 두께가 상대적으로 얇기 때문에, 상기 베이스 기판(10) 상에 직접 형성되고, 후술되는 공정을 통해 구조색 층이 형성되더라도 무방하다.

이와 달리, 상기 양자점으로 형성되는 제1 패턴이 별도의 상부기판 상에 형성될 수도 있다.

이에, 이하에서 상기 제1 패턴이 상부기판 상에 형성되는 것을 설명하더라도, 상기 상부기판은 생략되고 상기 제1 패턴이 직접 상기 베이스 기판(10) 상에 형성되는 경우도 상기 제1 패턴 및 후속되는 구조색 층의 형성에 있어서의 기술적 내용을 동일하므로 중복되는 설명을 이를 생략한다.

즉, 도 1 및 도 2a를 참조하면, 상기 베이스 기판(10) 상에 상기 제1 패턴(30)을 형성하는 단계에서, 상기 베이스 기판(10) 상에 상부기판(20)을 배치할 수 있다(단계 S12).

상기 상부기판(20)은 광을 투과시키는 투명기판으로, 예를 들어 유리나 실리콘 등의 비금속재료를 포함하거나, 은이나 알루미늄 등의 금속재료를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 상부기판(20) 상에는 후속되는 양자점 형성 공정 또는 구조색 층 적층 공정이 수행되는 것으로, 이러한 후속 공정의 효과적인 수행을 위한 재질을 포함하거나, 표면처리가 추가로 진행될 수도 있다.

이 후, 도 1 및 도 2a를 참조하면, 상기 베이스 기판(10) 상에 상기 제1 패턴(30)을 형성하는 단계에서, 상기 상부기판(20) 상에 양자점을 이용하여 제1 색상(A)을 표시하는 제1 패턴(30)을 형성할 수 있다(단계 S13).

이 경우, 상기 제1 패턴(30)은 앞서 설명한 바와 같이, 상기 베이스 기판(10) 상에 직접 형성될 수 있으므로, 이하에서 상기 제1 패턴(30)의 구조, 배열, 재료 등의 특성은 상기 제1 패턴(30)이 상기 베이스 기판(10) 상에 직접 형성되는 경우에도 동일하게 적용된다.

상기 제1 패턴(30)은 도 2a에서는 상기 상부기판(20)의 상면의 내측으로 임베디드(embedded)된 패턴일 수 있다. 상기 임베디드 패턴을 형성하기 위해, 상기 양자점을 상기 상부기판(20)의 내측으로 임프린팅(imprinting)한 후 표면을 닥터링하거나, 상기 상부기판(20) 상에 상기 제1 패턴(30)과 동일한 홈을 형성하고, 상기 홈에 모세관 현상을 이용하여 상기 양자점을 채우는 방법 등이 사용될 수 있다.

이와 달리, 상기 제1 패턴(30)은 도시하지는 않았으나, 상기 상부기판(20)의 상면 상에 돌출되도록 형성될 수도 있다. 이러한 돌출된 양자점 패턴을 형성하기 위해, 상기 양자점을 상기 상부기판(20) 상에 잉크젯 프린팅하여 형성하거나, 마스크 패턴 등을 이용하여 상기 양자점을 상기 상부기판(20) 상에 선택적 코팅하는 등의 방법이 사용될 수 있다.

이상과 같이 형성되는 상기 제1 패턴(30)은, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 상부기판(20)의 상면 상에서, 일 방향으로 연장된 장방향 패턴일 수 있으며, 도시하지는 않았으나, 도트(dot) 패턴, 또는 격자무늬나 바둑판 형상의 패턴일 수 있다. 또한, 상기 각각의 패턴들 사이의 이격 거리는 균일하거나 서로 다르게 형성될 수도 있으며, 상기 도트 패턴의 경우 도트의 형상은 원형 외에 다양한 형상으로도 형성될 수 있다.

이와 같이, 상기 제1 패턴(30)의 형상이나 배열이 다양하게 구현됨에 따라, 상기 구조색 기판의 보안 패턴(후술되는 설명 참조)이 보다 복잡해지며, 이에 따른 보안성이 향상될 수 있다.

한편, 도 2d에 예시한 바와 같이, 상기 제1 패턴(30)이 일 방향으로 연장된 장방향 패턴인 경우, 상기 제1 패턴(30)은 외부로 제1 색상(A)으로 표시될 수 있다.

그리하여, 상기 제1 패턴(30)이 형성된 상기 베이스 기판(10)은 제1 색상(A) 및 상기 제1 색상(A)과는 다른 제2 색상(B)이 서로 교번적으로 배열되는 형태로 표시될 수 있다.

한편, 도시하지는 않았으나, 상기 상부기판(20)을 생략하고, 상기 베이스 기판(10) 상에 직접 상기 양자점을 이용하여 상기 제1 패턴(30)을 형성할 수 있음은 이미 설명한 바와 같고, 이에 따라 외부로 표시되는 색상도 도 2d에 표시된 바와 같은 상기 제1 색상(A) 및 상기 제2 색상(B)이 서로 교번적으로 배열되는 형태일 수 있다.

이 후, 도 1 및 도 2b를 참조하면, 상기 제1 패턴(30)이 형성된 상기 베이스 기판(10)(또는, 상부기판(20)이 형성된 경우라면 상기 상부기판(20)) 상에 적어도 하나의 구조색 층(40)을 적층한다(단계 S14).

상기 적층되는 구조색 층(40)은 적어도 하나 이상이며, 상기 구조색 층(40)은 각각이 적층됨에 따라 외부로 표시되는 색상이 변화하게 된다.

상기 구조색 층(40) 각각은 이산화티타늄(TiO₂) 또는 산화알루미늄(Al₂O₃) 등이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 제1 층의 구조색 층이 이산화티타늄으로 형성되면, 상기 제1 층에 적층되는 제2 층의 구조색 층은 산화알루미늄으로 형성되고, 상기 제2 층에 적층되는 제3 층의 구조색 층은 다시 이산화티타늄으로 형성될 수 있으며, 이러한 적층되는 재료의 조합은 구조색 층을 이루는 재료가 다양하게 선택될 수 있다.

또한, 상기 구조색 층(40) 각각은, 예를 들어, 원자층 증착법(atomic layer deposition, ADL) 공정을 통해 적층될 수 있으며, 이러한 원자층 증착법을 사용하여 적층함에 따라, 수십 나노 정도의 미세한 두께로 각각의 구조색 층을 적층할 수 있으며, 상기 제1 패턴(30)이 상기 상부기판(20)의 외부로 돌출되는 패턴이라도 패턴의 형상에 무관하게 일정하게 미세한 두께로의 적층이 가능하다.

그리하여, 본 실시예에서의 구조색 기판의 제조방법을 통해 제조되는 보안 기판의 두께가 미세하게 유지될 수 있어 활용성이나 보안성을 향상시킬 수 있다.

이와 달리, 상기 보안 기판의 생산성이나 공정 효율을 향상시키기 위해, 상기 원자층 증착법 외에, 상기 구조색 층(40) 각각은 화학기상증착법(chemical vapor deposition, CVD), 증발법(evaporation), 코팅 등의 다양한 박막 코팅 공정으로 적층될 수도 있다.

한편, 상기 적어도 하나의 구조색 층(40)이 적층됨에 따라, 도 2e에 도시된 바와 같이, 상기 구조색에 의해 외부로 표시되는 색상은 변화하게 된다. 즉, 상기 베이스 기판(10)에 의해 표시되던 제2 색상(B)은 상기 구조색 층(40)의 적층에 따라 제2 색상(B)과는 다른 제4 색상(C)으로 표시되며, 상기 제1 패턴(30)을 통해 표시되던 제1 색상(A)도 상기 구조색 층(40)의 적층에 따라 제1 색상(A)과는 다른 제3 색상(A')으로 표시된다.

그러나, 상기 제3 색상(A')과 상기 제4 색상(C)은 서로 다른 색상이므로, 상기 도 2e에 도시된 바와 같이, 외부로 표시되는 패턴은 상기 제3 색상(A')과 상기 제4 색상(C)이 서로 교번적으로 배열되는 형태일 수 있다.

이 경우, 상기 도 2d 및 도 2e를 통해 예시된 색상은, 사용되는 재료나 적층되는 구조색 층의 개수 등에 따라 다양하게 변화될 수 있으며, 또한 입사광의 방향에 따라, 즉 상기 구조색 기판을 관찰하는 방향에 따라서도 다양하게 변화될 수 있다.

그러나, 상기 제1 패턴(30)이 포함되므로, 외부에서 관찰되는 색상은 변화할 수 있으나, 외부로 표시되는 패턴은 서로 다른 색상이 서로 교번적으로 배열되는 형태로 동일하게 유지된다. 따라서, 이러한 패턴 및 색상에 대한 정보는 후술하겠으나 별도로 암호화될 수 있으며, 이렇게 암호화된 패턴 및 색상에 대한 정보를 바탕으로 해당 구조색 기판에 대한 감식을 수행할 수 있다.

도 1 및 도 2c를 참조하면, 상기 구조색 층(40)의 상면에 보호층(50)을 코팅한다(단계 S15).

즉, 상기 보호층(50)은 손상을 방지할 수 있는 최소의 두께로 상기 구조색 층(40)의 상면에 박막 코팅 공정으로 코팅될 수 있다.

상기 보호층(50)은 상기 구조색 층(40)에 대한 손상을 방지하기 위한 것으로, 투명한 재료로 형성될 수 있다. 그리하여, 최소의 두께로 형성된 상기 구조색 층(40)에 대한 보호를 수행할 수 있어, 색상 또는 패턴에 대하여 암호화된 정보가 변경되는 것을 방지하여, 상기 구조색 기판의 내구성을 향상시키며 보안성을 유지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법을 도시한 흐름도이다. 도 4a 내지 도 4c는 도 3의 구조색 기판의 제조방법을 도시한 공정도들이고, 도 4d 및 도 4e는 도 4a 및 도 4b의 구조색 기판을 통해 외부로 표시되는 패턴 및 색상을 각각 도시한 평면도들이다.

본 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법은, 도 1을 참조하여 설명한 구조색 기판의 제조방법과 구체적인 제조공정은 다르지만, 구조색 기판의 제조에 사용되는 재료는 동일하며, 양자점을 이용한 제1 패턴을 형성하는 공정 또는 구조색 층을 적층하는 공정은 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.

도 3 및 도 4a를 참조하면, 우선, 본 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법에서는, 상기 베이스 기판(10) 상에 적어도 하나의 구조색 층(41)을 적층한다(단계 S21).

상기 적층되는 구조색 층(41)은 적어도 하나 이상으로, 적층되는 층들의 개수에 따라 외부로 표시되는 색상은 변화하며, 상기 구조색 층(41)의 적층 방법, 재료 등에 대하여는 앞서 설명한 바와 같다.

이와 같이 상기 구조색 층(41)이 상기 베이스 기판(10) 상에 직접 적층됨에 따라, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 기판(10)이 원래 표시하던 제2 색상(B)은 상기 구조색 층(41)에 의해 변화되어 제5 색상(C')으로 외부로 표시될 수 있다.

이 경우, 상기 구조색 층(41)은 상기 베이스 기판(10)의 전면(全面)에 적층되므로, 별도의 패턴은 외부로 표시되지 않으며 동일한 색상인 제5 색상으로 표시된다. 물론, 이 경우, 상기 베이스 기판(10)으로의 입사광의 각도가 변화하면 상기 제5 색상은 다른 색으로 변화되어 표시될 수 있다.

이 후, 도 3을 참조하면, 상기 구조색 층(41)의 상면에 양자점을 이용하여 제1 패턴(31)을 형성한다(단계 S22).

이 경우, 앞선 실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 양자점을 이용하여 형성되는 제1 패턴(31)은 두께가 상대적으로 얇기 때문에 별도의 상부기판(21)을 생략하고 직접 상기 구조색 층(41)의 상면에 형성될 수 있다.

이와 달리, 상기 제1 패턴(31)은 상기 상부기판(21) 상에 형성될 수도 있다.

또한, 상기 제1 패턴(31)이 상기 구조색 층(41) 상에 직접 형성되거나, 상기 상부기판(21) 상에 형성되더라도, 상기 제1 패턴(31)의 구조, 배열, 재료 등의 특성은 동일함은 앞서 설명한 바와 같다.

즉, 도 3 및 도 4b를 참조하면, 상기 제1 패턴(31)을 형성하는 단계에서, 상기 구조색 층(41)의 상면에 상부기판(21)을 배치하고(단계 S23), 상기 상부기판(21) 상에 양자점을 이용하여 제1 패턴(31)을 형성할 수 있다(단계 S24).

이와 달리, 상기 상부기판(21) 상에 양자점을 이용하여 제1 패턴(31)을 먼저 형성하고, 상기 제1 패턴(31)이 형성된 상기 상부기판(21)을 상기 구조색 층(41)의 상면에 접합 또는 임프린팅 등의 방법으로 배치할 수도 있다.

상기 상부기판(21)은 투명한 재질로 광을 투과시킬 수 있으며, 상기 양자점을 이용하여 형성되는 제1 패턴(31)은 앞서 설명한 바와 같이 제1 색상(A)을 표시할 수 있다.

이 경우, 상기 제1 패턴(31)을 상기 상부기판(21) 상에 형성하는 방법은 앞서 설명한 바와 같이, 이러한 제1 패턴(31)이 형성된 상부기판(21)이 상기 구조색 층(41)의 상면에 배치됨에 따라, 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 제1 패턴(31)이 형성된 위치에서는 제1 색상(A)이 외부로 표시된다.

즉, 도 4e에 도시된 바와 같이, 구조색 층(41)과 제1 패턴(31)이 중첩되어 형성됨에 따라, 상기 제1 색상(A)을 표시하는 장방향 패턴과 상기 제5 색상(C')을 표시하는 장방향 패턴이 서로 교번적으로 배열되어, 외부로 서로 다른 색상의 패턴이 교번적으로 표시된다.

물론, 이 경우, 상기 구조색 기판으로 입사되는 입사광의 각도에 따라, 즉 상기 구조색 기판을 관찰하는 각도에 따라 상기 외부로 표시되는 색상은 변화할 수 있다. 그러나, 서로 다른 색상의 장방향 패턴이 서로 교번적으로 배열되는 패턴은 동일하게 유지된다.

이상과 같이, 본 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법을 통해서도 다양하고 복잡한 패턴 및 색상을 가지는 구조색 기판을 제조할 수 있으며, 이러한 패턴 및 색상에 대한 정보는 후술하겠으나 별도로 암호화될 수 있으며, 이렇게 암호화된 패턴 및 색상에 대한 정보를 바탕으로 해당 구조색 기판에 대한 감식을 수행할 수 있다.

이 후, 도 3 및 도 4c를 참조하면, 상기 제1 패턴(31)이 형성된 상기 상부 기판(21)의 상면에 보호층(51)을 코팅한다(단계 S25).

즉, 상기 보호층(51)은 손상을 방지할 수 있는 최소의 두께로 상기 상부기판(21)의 상면에 박막 코팅 공정으로 코팅될 수 있다. 그리하여, 상기 제1 패턴(31)에 대한 보호를 수행할 수 있어, 색상 또는 패턴에 대하여 암호화된 정보가 변경되는 것을 방지하여, 상기 구조색 기판의 내구성을 향상시키며 보안성을 유지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법을 도시한 흐름도이다. 도 6a 내지 도 6c는 도 5의 구조색 기판의 제조방법을 도시한 공정도들이다.

본 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법은, 도 1 및 도 3을 참조하여 설명한 구조색 기판의 제조방법과 구체적인 제조공정은 다르지만, 구조색 기판의 제조에 사용되는 재료는 동일하며, 구조색 층을 적층하는 공정은 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.

도 5 및 도 6a를 참조하면, 우선, 본 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법에서는, 상기 베이스 기판(10) 상에 적어도 하나의 구조색 층(42)을 적층한다(단계 S31).

상기 적층되는 구조색 층(42)은 적어도 하나 이상으로, 적층되는 층들의 개수에 따라 외부로 표시되는 색상은 변화하며, 상기 구조색 층(42)의 적층 방법, 재료 등에 대하여는 앞서 설명한 바와 같다.

이 경우, 상기 구조색 층(42)이 상기 베이스 기판(10)의 전면(全面)에 적층됨에 따라, 상기 베이스 기판(10)이 원래 표시하던 색상은 상기 구조색 층(42)에 의해 변화되어 외부로 표시될 수 있다.

이 후, 도 5 및 도 6b를 참조하면, 상기 구조색 층(41)의 상면에 양자점을 이용하여 제1 패턴(32)을 형성한다(단계 S22).

이 경우, 앞선 실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 양자점을 이용하여 형성되는 제1 패턴(32)은 두께가 상대적으로 얇기 때문에 도시하지는 않았으나, 별도의 상부기판(22)을 생략하고 직접 상기 구조색 층(442)의 상면에 형성될 수 있다.

이와 달리, 상기 제1 패턴(32)은 상기 상부기판(22) 상에 형성될 수도 있다.

또한, 상기 제1 패턴(32)이 상기 구조색 층(42) 상에 직접 형성되거나, 상기 상부기판(22) 상에 형성되더라도, 상기 제1 패턴(32)의 구조, 배열, 재료 등의 특성은 동일함은 앞서 설명한 바와 같다.

즉, 상기 제1 패턴(32)을 형성하는 단계에서, 상기 구조색 층(42)의 상면에 상부기판(22)을 배치하고, 상기 상부기판(22) 상에 양자점을 이용하여 제1 패턴(32)을 형성할 수 있다.

한편, 이상과 같이, 상기 구조색 층(42)의 상면에 소정의 제1 패턴(32)이 형성됨에 따라, 상기 제1 패턴(31)이 형성된 위치에서는 제1 패턴(31)이 표시하는 색상이 외부로 표시될 수 있다.

이 후, 도 5 및 도 6b를 참조하면, 상기 제1 패턴(32)이 형성된 상기 베이스 기판(10) 상에 적어도 하나의 구조색 층(43)을 추가로 적층한다(단계 S33).

이 경우, 추가로 적층되는 상기 구조색 층(43)도 적어도 하나 이상인 것으로, 결과적으로, 복수의 구조색 층들(42, 43)의 사이에 상기 제1 패턴(32)이 개재되는 형태로 형성된다.

또한, 상기 추가로 적층되는 상기 구조색 층(43)의 재료의 선택은 상기 기 적층된 구조색 층(42)의 재료를 고려하여, 다양한 구조색이 표시될 수 있도록 선택될 수 있다.

이와 같이, 상기 구조색 층(43)이 추가로 적층됨에 따라, 상기 기 적층된 구조색 층(42)에 의해 표시되는 색상은 변화하게 되며, 상기 제1 패턴(32)이 형성됨에 따라 표시되던 색상도 변화하게 된다. 다만, 상기 제1 패턴(32)이 형성된 위치에서의 표시되는 색상은 상기 구조색 층들(42, 43)만 중첩되어 적층된 위치에서의 표시되는 색상과는 구별된다.

그리하여, 보다 다양한 색상이 외부로 표시될 수 있다.

이 후, 도 5 및 도 6c를 참조하면, 상기 구조색 층(43)의 상면에 보호층(52)을 코팅하고(단계 S34), 상기 보호층(52)의 코팅은 앞선 실시예에서 설명한 내용과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법을 도시한 흐름도이다. 도 8a 내지 도 8g는 도 7의 구조색 기판의 제조방법을 도시한 공정도들이다.

본 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법 역시, 도 1, 도 3 및 도 5를 참조하여 설명한 구조색 기판의 제조방법과 구체적인 제조공정은 다르지만, 구조색 기판의 제조에 사용되는 재료는 동일하며, 구조색 층을 적층하는 공정은 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.

도 7 및 도 8a를 참조하면, 우선, 본 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법에서는, 상기 베이스 기판(10) 상에 적어도 하나의 구조색 층(44)을 적층한다(단계 S31).

상기 적층되는 구조색 층(44)은 적어도 하나 이상으로, 적층되는 층들의 개수에 따라 외부로 표시되는 색상은 변화하며, 상기 구조색 층(44)의 적층 방법, 재료 등에 대하여는 앞서 설명한 바와 같다.

이와 같이 상기 구조색 층(44)이 상기 베이스 기판(10) 상에 직접 적층됨에 따라, 도시하지는 않았으나, 상기 베이스 기판(10)이 원래 표시하던 제2 색상(B)은 상기 구조색 층(44)에 의해 변화되어 외부로 표시될 수 있다.

이 경우, 상기 구조색 층(44)은 상기 베이스 기판(10)의 전면(全面)에 적층되므로, 별도의 패턴은 외부로 표시되지 않으며 동일한 색상으로 표시된다. 물론, 이 경우, 상기 베이스 기판(10)으로의 입사광의 각도가 변화하면 상기 색상은 다른 색으로 변화되어 표시될 수 있음은 이미 설명한 바와 같다.

이 후, 도 7, 도 8b 및 도 8c를 참조하면, 상기 구조색 층(44)의 상부에 마스크 패턴(60)을 배치하고, 상기 마스크 패턴(60)을 이용하여 상기 구조색 층(44)을 패터닝하여 제1 패턴(46)을 형성한다(단계 S32).

이 경우, 상기 마스크 패턴(60)은 상기 제1 패턴(46)이 형성되는 부분이 개구되는 개구부를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 패턴(46)은 포토리소그래피 공정이나 식각 공정 등을 통해 형성될 수 있다.

즉, 상기 마스크 패턴(60)은 광을 흡수하거나 광을 차단하는 마스크 패턴일 수 있으며, 광의 흡수 또는 광의 차단에 따라 상기 구조색 층(44)이 패터닝되어 상기 제1 패턴(46)을 포함하는 구조색 패턴(45)으로 형성될 수 있다. 물론, 이 경우 상기 제1 패턴(46)이 형성되는 부분은 광경화 되지 않은 부분으로서, 별도의 제거 공정을 통해 제거될 수 있다.

이와 달리, 상기 마스크 패턴(60)은 에치 스토퍼(etch stopper)의 역할을 수행할 수도 있어 이에 따라 상기 구조색 층(44)은 선택적으로 식각되어 상기 제1 패턴(46)을 포함하는 구조색 패턴(45)으로 형성될 수도 있다.

이 후, 도 7 및 도 8d를 참조하면, 상기 제1 패턴(46)을 연장하여 상기 베이스 기판(10) 상에 상기 제1 패턴(46)과 연장된 제1 연장패턴(11)을 형성한다(단계 S33).

마찬가지로, 상기 제1 연장패턴(11)도 포토리소그래피 공정이나 식각 공정 등을 통해 형성될 수 있다.

즉, 상기 마스크 패턴(60)은 상기 구조색 패턴(45)과 함께 광을 흡수하거나 광을 차단하는 마스크 패턴으로서의 역할을 수행하여, 상기 광의 흡수 또는 광의 차단에 따라 상기 베이스 기판(10)이 패터닝되어 상기 제1 패턴(46)과 동일한 패턴으로 연장된 제1 연장패턴(11)이 형성된다. 물론, 이 경우 상기 제1 연장패턴(11)이 형성되는 부분은 광경화 되지 않은 부분으로서, 별도의 제거 공정을 통해 제거될 수 있다.

이 경우, 상기 제1 연장패턴(11)은 상기 베이스 기판(10)의 내측으로 형성되는 것으로, 상기 베이스 기판(10)의 내측으로 인입되는 깊이는 다양하게 제어될 수 있다.

이와 달리, 상기 마스크 패턴(60)은 상기 구조색 패턴(45)과 함께, 에치 스토퍼(etch stopper)의 역할을 수행할 수 있어 이에 따라 상기 베이스 기판(10)은 선택적으로 식각되어 상기 제1 패턴(46)으로부터 연장되는 제1 연장패턴(11)이 상기 베이스 기판(10)의 내측으로 형성될 수 있다.

이 후, 도 7 및 도 8e를 참조하면, 상기 구조색 패턴(45)의 상부에 위치하는 상기 마스크 패턴(60)을 제거한다.

이 후, 도 7 및 도 8f를 참조하면, 상기 제1 패턴(46) 및 상기 제1 연장패턴(11)의 내부를 양자점(32)으로 채운다(단계 S34).

이 경우, 상기 양자점(32)으로 상기 제1 패턴(46) 및 상기 제1 연장패턴(11)의 내부를 채우는 공정으로는, 앞서 설명한 바와 같이 상기 양자점을 모세관 현상을 이용하여 채우거나, 상기 양자점을 상기 제1 패턴(46) 및 상기 제1 연장패턴(11)의 내부로 임프린팅한 후 표면을 닥터링하는 공정 등이 이용될 수 있다.

이상과 같이, 상기 제1 패턴(46) 및 상기 제1 연장패턴(11)의 내부로 상기 양자점(32)이 채워지면, 상기 양자점(32)이 채워지는 상기 제1 패턴(46)은 외부로 상기 양자점(32)의 색상인 제1 색상(A)이 표시된다.

이에 따라, 본 실시예에 의해 제조되는 상기 구조색 기판의 경우, 상기 제1 패턴(46)이 형성되는 영역에서는 제1 색상(A)이 표시되고, 상기 제1 패턴(46)이 형성되지 않은 영역의 경우 상기 구조색 층(44)이 표시하는 색상이 표시된다.

물론, 상기 구조색 기판으로 입사되는 입사광의 각도에 따라, 즉 상기 구조색 기판을 관찰하는 각도에 따라 상기 외부로 표시되는 색상은 변화할 수 있음은 이미 설명한 바와 같다. 그러나, 상기 제1 패턴(46)이 형성되는 부분과 그렇지 않은 부분에서 서로 다른 색상이 표시되는 것은 그대로 유지된다.

한편, 도 1, 도 3, 도 5 및 도 7을 참조하여 설명한 구조색 기판의 제조방법을 통해서는, 구조색 기판이 제조될 수 있으며, 이러한 구조색 기판은 보안에 사용되는 경우라면, 보안 기판(100, 101, 102, 103)으로 제조될 수 있다. 상기 구조색 기판, 즉 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)(이하, 보안 기판으로 설명한다)은 다양한 색상이 다양한 배열로 포함되므로 상기 색상 및 배열에 대한 정보가 암호화되어 보안을 유지하기 위한 용도로 사용될 수 있다. 특히, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)이 포함하는 색상이나 배열은 상기 보안 기판을 제조하는 세부 공정에 따라 다양하게 변화할 수 있으므로, 동일한 색상이나 배열은 반드시 동일한 공정을 통해서만 구현될 수 있으므로, 상기 제조 공정 및 이에 따른 색상 및 배열에 대한 정보가 암호화되어 보호된다면, 제3 자가 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)과 동일한 색상 및 배열을 나타내는 기판을 제조하는 것은 불가능하다.

이에, 상기 도 1, 도 3, 도 5 및 도 7을 참조하여 설명한 상기 구조색 기판의 제조방법을 통해 제조되는 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)은 후술되는 보안 검증 시스템에 사용될 수 있으며, 이에 따라 이하에서는 상기 보안 기판을 이용한 보안 검증 시스템에 대하여 설명한다.

도 9는 도 1, 도 3, 도 5 및 도 7의 구조색 기판의 제조방법을 통해 제조된 구조색 기판을 이용한 보안 검증 시스템을 도시한 모식도이다. 도 10은 도 9의 보안 검증 시스템에서 구조색 기판에 광이 제공되는 상태를 도시한 모식도이다.

도 9를 참조하면, 상기 보안 검증 시스템(200)은 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)에 대한 확인 및 검증을 수행하는 시스템으로, 이미 설명한 바와 같이 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)은 앞선 실시예들을 통해 설명한 구조색 기판의 제조방법을 통해 제조된다.

보다 구체적으로, 상기 보안 검증 시스템(200)은 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)을 포함하는 것 외에, 스캐너(210), 정보 획득부(240), 비교 판단부(250), 데이터 베이스(260) 및 출력부(270)를 포함한다.

우선 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)은 내부에 형성되는 구조색 패턴에 의해 외부로 표시되는 독특한 색상 및 패턴을 포함하며, 이러한 보안 기판(100, 101, 102, 103)의 색상 및 패턴에 대한 정보는 암호화되어 상기 데이터베이스(260)로 제공된다.

이 경우, 상기 색상 및 패턴은 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)의 제조 공정에 따라 변화하는 것으로, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)의 제조 공정에 대한 정보 역시 암호화되어 상기 데이터베이스(260)로 제공된다.

또한, 상기 색상은 입사광에 따라 다르게 표시되는 것으로, 상기 입사광의 각에 따라 표시되는 색상에 대한 정보 역시 암호화되어 상기 데이터베이스(260)로 제공된다.

상기 스캐너(210)는 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)의 상부에 배치되어, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)을 스캐닝한다. 즉, 상기 스캐너(210)는 발광부(220) 및 수광부(230)를 포함하여, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)으로 입사광(221)을 제공하고, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)으로부터 반사되는 반사광(231)을 수신하게 된다.

그리하여, 상기 스캐너(210)는 상기 입사광(221) 및 상기 반사광(231)에 대한 정보를 상기 정보 획득부(240)로 제공한다.

한편, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)은, 앞서 도 1, 도 3, 도 5 및 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 다양한 패턴이 서로 다른 색상으로 표시되도록 제조되며, 이에 따라, 상기 스캐너(210)는 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)에 대한 스캐닝, 즉 입사광 및 반사광에 대한 정보 획득시, 각각의 패턴별로 스캐닝을 수행하여야 한다.

즉, 도 10을 참조하면, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)이, 예를 들어 바둑판 형태로 배열되는 패턴을 가지도록 형성된다면, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)에서 스캐닝을 통해 획득되어야 하는 영역은 제1 내지 제n 영역(110, 120, 130, ..., 140)으로 구획될 수 있다.

따라서, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)의 패턴의 배열에 대한 정보가 상기 데이터베이스(260)로 미리 제공되면, 상기 스캐너(210)는 상기 데이터베이스(260)로부터 상기 패턴의 배열에 대한 정보를 미리 제공받아, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)에 대하여 제1 내지 제n 영역으로 구획하여 스캐닝을 수행한다.

이를 위해, 상기 스캐너(210)는, 상기 제1 내지 제n 영역들 각각에 대한 스캐닝을 수행하기 위해 제1 내지 제n 서브 스캐너들(211, 212, 213, ..., 214)을 구비하도록 구성될 수 있다.

그리하여, 상기 스캐너(210)의 제1 내지 제n 서브 스캐너들(211, 212, 213, ..., 214)은 각각 상기 제1 내지 제n 영역들(110, 120, 130, ..., 140)에 대한 스캐닝을 수행하여, 각각의 영역들에서의 상기 입사광(221) 및 상기 반사광(231)에 대한 정보를 획득하여 상기 정보 획득부(240)로 제공한다.

이 경우, 상기 스캐너(210)가 포함하는 서브 스캐너들의 개수나 배열은 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)의 구획되는 패턴의 개수나 배열을 고려하여 변경되어야 한다.

한편, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)은, 앞선 구조색 기판의 제조방법을 통해 설명한 바를 참조하면, 다양한 재료들이 코팅이나, 잉크젯, 임프린팅 등의 공정을 통해 적층되는 것으로, 각각의 패턴을 표시하는 경계면들은 공정의 진행에 따라 불명확해질 수 있다.

그리하여, 상기 제1 영역(110)과 상기 제2 영역(120)은 서로 다른 색상을 표시한다고 가정할 때, 상기 제1 경계선(112)을 명확하게 기준으로 하여 서로 다른 색상이 표시되기는 어렵다. 즉, 상기 제1 경계선(112)을 기준으로 양쪽으로 서로 인접한 제1 영역(110) 및 제2 영역(120)에서는 색상이 서로 혼합되어 표시되거나 그라데이션(gradation)을 가지면서 표시될 수 있다.

따라서, 본 실시예에서는, 상기 제1 내지 제n 서브 스캐너들(211, 212, 213, ..., 214)은 상기 제1 내지 제n 영역들(110, 120, 130, ..., 140) 각각을 스캐닝함에 있어, 해당 영역의 전체를 스캐닝하지 않으며, 해당 영역의 중심부, 즉 제1 내지 제n 스캐닝 영역(111, 121, 131, ..., 141)만을 스캐닝한다.

그리하여, 상기 인접한 두 영역들 사이에서 색상이 서로 혼합되어 표시되거나 그라데이션을 가지며 표시됨에 따라 인식되는 색상 정보의 불명확성을 해소하고, 해당 영역을 통해 표시되는 색상에 대한 정보를 보다 정확하게 획득할 수 있다.

이상과 같이, 상기 스캐너(210)는 발광부(220)를 통해 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)의 구획되는 영역들 각각으로 입사광(221)을 제공한 후, 각각의 영역들로부터 반사되는 반사광(231)을 상기 수광부(230)를 통해 수신하고, 이렇게 수신된 정보는 상기 정보 획득부(240)로 제공된다.

상기 정보 획득부(240)는 상기 스캐너(210)로부터 획득된 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)에 대한 광 제공 및 광 수신 정보를 제공받아, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)에 대한 보안 패턴을 획득한다.

즉, 상기 정보 획득부(240)는, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)이 가지는 패턴 및 상기 패턴에 의해 구획되는 각각의 영역에서의 표시되는 색상에 대한 정보를 획득한다. 그리하여, 상기 정보 획득부(240)에서는 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)이 가지는 보안 패턴의 패턴 형태 및 각 패턴에서의 색상에 대한 정보를 도출하게 된다.

상기 비교 판단부(250)는 상기 정보 획득부(240)를 통해 획득된 상기 보안 패턴에 대한 정보와 상기 데이터베이스(260)로부터 제공되는 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)의 암호화된 색상 및 패턴에 대한 정보를 서로 비교하여, 상기 스캐닝된 보안 기판이 실제 보안 기판과 일치 하는 정보를 가지는 지의 여부를 판단한다.

이 경우, 상기 비교 판단부(250)의 비교 대상은, 보안 패턴으로서, 패턴의 배열 형태 및 패턴에 의해 구획되는 각각의 영역에서의 색상에 대한 정보이며, 일치 여부의 판단 기준은, 다양하게 기 설정될 수 있다. 예를 들어, 패턴의 배열 형태가 80% 이상이 일치하면 각 영역에서의 색상이 80% 이상이 일치하면 상기 스캐닝된 보안 기판은 실제 보안 기판과 일치하는 기판인 것으로 판단할 수 있다.

이상과 같이, 상기 비교 판단부(250)에서의 판단 결과는 상기 출력부(270)를 통해 외부로 출력되어, 상기 스캐닝된 보안 기판의 진위 여부를 사용자가 인지할 수 있다.

도 11은 도 9의 보안 검증 시스템에서 스캐너가 회전하여 구조색 기판(보안 기판)을 스캐닝하는 상태를 도시한 모식도이다.

앞서 구조색 기판의 제조방법에서 이미 설명한 바와 같이, 상기 보안 기판은, 입사광의 각, 즉 외부에서 상기 보안 기판을 관측하는 시야각에 따라 표시되는 색상이 변화하게 된다.

또한, 이러한 입사광의 각도에 따른 색상 변화에 대한 정보는, 상기 보안 기판의 제작이 완료됨과 동시에 변하지 않는 정보로서, 상기 데이터베이스(260)로 해당 정보가 기 저장될 수 있다.

따라서, 상기 보안 기판에 대한 검증을 보다 높은 신뢰도로 수행하기 위해서는, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)에 대한 스캐닝 및 이로부터 획득되는 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)의 패턴 및 색상에 대한 정보의 비교도 입사각을 변화시키며 수행할 수 있다.

즉, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서의 상기 스캐너(210)는 중심축을 기준으로 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)에 대하여 회전이 가능하도록 구비된다.

이와 같이, 상기 스캐너(210)가 회전하게 되면, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)으로 입사되는 입사광(221)의 입사각은 변화하게 되며, 이에 따라 상기 출사광(231)을 통해 획득되는 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)에 대한 색상의 정보도 변화하게 된다.

따라서, 상기 데이터베이스(260)에, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)에서 입사광의 각도에 따라 출사되는 색상의 변화에 대한 정보가 미리 저장된다면, 상기 스캐너(210)의 회전을 통해 획득되는 스캐닝 정보를 바탕으로 상기 검증의 대상이 되는 보안 기판에 대한 입사광의 각도에 따른 출사광의 색상에 대한 정보를 획득할 수 있어, 이를 비교함으로써 상기 보안 기판의 진위 여부를 보다 신뢰성 높게 판단할 수 있다.

한편, 도시하지는 않았으나, 상기 스캐너(210)의 회전 대신, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)을 회전시킴으로써, 입사광의 각도를 변경시킬 수 있으며, 이 경우도 앞서 설명한 바와 동일한 메커니즘으로 보안 기판의 진위 여부를 보다 높은 신뢰성으로 판단할 수 있다.

특히, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)에 대한 회전, 또는 상기 스캐너(210)에 대한 회전은, 입사광을 제공하는 경우, 즉 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103)에 대한 정보를 획득하는 경우에만 일시적으로 수행함에 따라, 보다 높은 신뢰성을 유지하여 해당 보안 기판의 진위 여부를 검증할 수 있다.

즉, 상기 보안 기판에 대한 진위 여부를 판단하는 기준을 추가할 수 있으므로, 상기 보안 기판에 대한 진위 여부의 검증을 보다 엄격하게 수행할 수 있으며, 이를 통해 보안성 및 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 단순히 구조색 층을 적층하는 것 외에, 양자점을 이용하여 구조색 기판을 형성할 수 있으며, 양자점의 패턴에 따라 다양한 형태의 복잡한 패턴을 가지며, 입사광의 방향에 따라 다양한 색상이 패턴화되어 출사할 수 있는 구조색 기판을 형성할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 베이스 기판 11 : 제1 연장패턴
20, 21, 22 : 상부기판 30, 31, 32, 46 : 제1 패턴
33 : 양자점 40, 41, 42, 43, 44 : 구조색층
45 : 구조색 패턴 50, 51 : 보호층
60 : 마스크 패턴
100, 101, 102, 103 : 구조색 기판(보안 기판)
200 : 보안 검증 시스템 210 : 스캐너
220 : 발광부 230 : 수광부
240 : 정보 획득부 250 : 비교 판단부
260 : 데이터베이스 270 : 출력부

Claims

베이스 기판 상에 양자점을 이용하여 제1 색상을 표시하는 제1 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 제1 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 적어도 하나의 구조색 층을 적층하는 단계를 포함하고,
상기 구조색 층의 적층에 따라, 상기 제1 패턴의 제1 색상은 변화되어 표시되는 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 베이스 기판은 광을 흡수하며, 외부로 상기 제1 색상과 다른 제2 색상을 표시하는 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
제2항에 있어서,
상기 구조색 층의 적층에 따라, 상기 베이스 기판의 제2 색상은 변화되어 표시되는 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 패턴을 형성하는 단계는,
상기 베이스 기판 상에 상부기판을 배치하는 단계; 및
상기 상부기판 상에 양자점을 이용하여 상기 제1 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
제4항에 있어서, 상기 제1 패턴을 형성하는 단계에서,
상기 제1 패턴은 상기 상부기판의 내부로 임베디드(embedded)되거나, 상기 상부기판의 상면에 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 제1 패턴은,
상기 양자점을 상기 상부기판으로 임프린팅(imprinting)하거나,
상기 양자점을 상기 상부기판에 형성된 홈에 모세관 현상을 이용하여 채우거나,
상기 양자점을 상기 상부기판 상에 잉크젯 프린팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 구조색 층을 적층하는 단계에서,
상기 구조색 층 각각은 원자층 증착법(atomic layer deposition, ALD)으로 적층되는 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 상부기판은 투명 기판인 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 패턴은 도트(dot) 패턴, 일 방향으로 연장된 장방향 패턴, 서로 교차되며 연장된 바둑판 패턴 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
베이스 기판 상에 적어도 하나의 구조색 층을 적층하는 단계;
상기 구조색 층의 상면에 양자점을 이용하여 제1 색상을 표시하는 제1 패턴을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 구조색 층의 적층에 따라, 상기 제1 색상을 표시하는 제1 패턴 외의 베이스 기판의 색상은 변화되어 표시되는 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
베이스 기판 상에 적어도 하나의 구조색 층을 적층하는 단계;
상기 구조색 층의 상면에 양자점을 이용하여 제1 색상을 표시하는 제1 패턴을 형성하는 단계;
상기 제1 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 적어도 하나의 구조색 층을 추가로 적층하는 단계를 포함하고,
상기 구조색 층의 추가 적층에 따라, 상기 제1 패턴의 제1 색상은 변화되어 표시되는 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
베이스 기판 상에 적어도 하나의 구조색 층을 적층하는 단계;
상기 적어도 하나의 구조색 층을 패터닝하여 제1 패턴을 형성하는 단계;
상기 제1 패턴을 연장하여 상기 베이스 기판 상에 제1 연장패턴을 형성하는 단계; 및
상기 제1 패턴 및 상기 제1 연장패턴의 내부를 제1 색상을 표시하는 양자점으로 채우는 단계를 포함하고,
상기 구조색 층의 적층에 따라, 상기 제1 색상을 표시하는 상기 제1 패턴 및 상기 제1 연장패턴 외의 베이스 기판의 색상은 변화되어 표시되는 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 적어도 하나의 구조색 층 및 상기 제1 패턴의 상면에 보호층을 코팅하는 단계를 더 포함하는 구조색 기판의 제조방법.
제12항에 있어서, 상기 제1 패턴을 형성하는 단계에서,
상기 구조색 층의 상면에 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 구조색 층을 식각하여 상기 제1 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
제14항에 있어서, 상기 제1 연장패턴을 형성하는 단계에서,
상기 마스크 패턴 및 상기 구조색 층을 마스크로 상기 베이스 기판을 식각하여 상기 제1 연장패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
베이스 기판, 상기 베이스 기판의 상부에 양자점으로 형성되는 제1 패턴, 및 적어도 하나의 구조색 층을 포함하여 보안 패턴을 외부로 표시하는 보안 기판;
상기 보안 패턴이 암호화되어 저장되는 데이터베이스;
상기 보안 기판의 상부에서 상기 보안 기판을 스캐닝하는 스캐너;
상기 스캐닝된 정보를 바탕으로 상기 보안 패턴을 획득하는 정보 획득부; 및
상기 정보 획득부에서 획득된 보안 패턴과 상기 암호화되어 저장된 보안 패턴의 일치 여부를 판단하는 비교 판단부를 포함하고,
상기 적어도 하나의 구조색 층은, 상기 제1 패턴 상에 적층되거나, 또는 상기 베이스 기판과 상기 제1 패턴의 사이에 적층되는 것을 특징으로 하는 보안 검증 시스템.
제16항에 있어서, 상기 스캐너는,
상기 데이터베이스에 저장된 보안 패턴을 바탕으로 상기 보안 기판의 스캐닝 영역을 구획하여 각 영역별로 스캐닝하는 것을 특징으로 하는 보안 검증 시스템.
제17항에 있어서, 상기 스캐너는,
상기 구획된 각 영역의 중심부의 색상을 식별하는 것을 특징으로 하는 보안 검증 시스템.
제16항에 있어서, 상기 데이터베이스는,
상기 보안 패턴에 대하여, 입사광의 각도별로 표시되는 색상에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 보안 검증 시스템.
제19항에 있어서, 상기 스캐너는,
상기 보안 기판에 대하여 회전하여, 상기 보안 기판으로의 입사광의 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 보안 검증 시스템.
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삭제
적어도 하나의 구조색 층 및 양자점을 포함하여 보안 패턴을 외부로 표시하는 보안 기판;
상기 보안 패턴이 암호화되어 저장되는 데이터베이스;
상기 보안 기판의 상부에서 상기 보안 기판을 스캐닝하는 스캐너;
상기 스캐닝된 정보를 바탕으로 상기 보안 패턴을 획득하는 정보 획득부; 및
상기 정보 획득부에서 획득된 보안 패턴과 상기 암호화되어 저장된 보안 패턴의 일치 여부를 판단하는 비교 판단부를 포함하고,
상기 양자점은, 상기 적어도 하나의 구조색 층을 관통하며 채워지며 제1 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 보안 검증 시스템.