KR20180005655A - 0차 이미지를 포함하는 광학 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광학 디바이스에 관한 것으로, 제 1 표면과, 상기 제 1 표면 상의 화소들의 배열을 포함하며, 다수의 상기 화소는 0차 회절 요소를 포함하고, 각각의 0차 회절 요소는 0차 회절 효과를 제공하도록 구성된다.
Description
본 발명은 일반적으로 광학 디바이스에 관한 것으로서, 특히, 지폐와 같은 문서를 위한 보안 디바이스에 관한 것이다.
예를 들어 지폐와 같이, 소정의 보안 레벨을 필요로 하는 문서 내에 보안 특징을 포함시키는 것이 잘 알려져 있다. 이러한 보안 특징은 다수의 형태를 취할 수 있으나, 특히 유용한 특징은 분명하게 보이는, 따라서, 손쉽게 검사가능한, 것이다.
그러나, 부도덕한 위조자들은 보다 우수하게 조직되어 더욱 기술적으로 경쟁력있으며, 위험에도 불구하고, 위조로부터의 높은 대가를 적극 바라고 있다. 최근 수년간, 진본 디바이스들의 시뮬레이션 시도가 점점더 성공적이 되가고 있다. 이 문제는 공중의 멤버에 의한 지폐의 인증 프로세스가 보안 시스템의 가장 취약점으로 오래전부터 인지되고 있다는 사실에 의해 악화되고 있다. 종종, 이러한 보안 특징부는 공중의 멤버에 의한 검사를 요하지만서도, 정확히 보기엔 너무 복잡할 수 있고, 손쉽게 인지되는 강한 효과를 제공하지 못할 수 있다. 이는 위조 비용을 감소시킴에 있어서 공중이 능동적 역할을 함에 있어 이러한 특징의 유용성을 감소시킨다.
따라서, 지폐의 정규적 인증이 이루어질 수 있도록 공중의 시선을 모으면서, 재현하기 어려운, 따라서, 위조가 어려운, 보안 특징을 제공하는 것이 바람직하다. 특별한 장비를 필요로 하지 않으면서 통상적으로는 보이지 않는 은닉 영상을 드러나게 하는 것과 같은, 놀라운 시각적 효과를 제공하는 보안 특징이 특히 바람직하다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 바람직하게는 보안 문서를 위한 보안 디바이스인 광학 디바이스가 제공되며, 상기 광학 디바이스는 제 1 표면과, 상기 제 1 표면 상의 화소들의 배열을 포함하며, 각각의 화소는 0차 회절 요소를 포함하고, 각각의 0차 회절 요소는 0차 회절 효과를 제공하도록 구성되며, 화소들의 배열은 이미지를 제공하도록 구성되고, 상기 이미지는 마이크로이미지들의 배열을 포함한다.
바람직하게는, 각 화소의 크기가 동일하다. 각 화소는 5 내지 100 마이크로미터 수준의 치수를 가질 수 있다.
실시예에서, 각각의 화소는 연관된 밝기를 가진다. 각 화소의 연관된 밝기는 16개의 밝기 레벨과 같은 유한 개수의 밝기 레벨 중 하나로부터 선택될 수 있다. 대안으로서, 각 화소의 연관된 밝기는 연속 범위의 밝기 레벨로부터 선택될 수 있다. 각 화소의 0차 회절 요소는, 각 화소의 밝기가 화소의 활성 영역의 크기에 의해 결정되도록 구성되는 화소의 활성 영역 내에 위치할 수 있다. 광학 디바이스는 하나 이상의 비-회절 화소를 더 포함할 수 있고, 각각의 비-회절 화소는 최소 밝기 레벨에 대응한다.
선택적으로, 각각의 0차 회절 요소는 격자 요소들의 주기적 배열을 포함한다. 각각의 0차 회절 요소에 대한 격자 요소들의 배열의 주기가 동일할 수 있다. 바람직하게는, 격자 주기가 500nm 이하이고, 더 바람직하게는 300nm 이하이며, 더욱 더 바람직하게는 250nm 이하다. 실시예에서, 각각의 0차 회절 요소는 연관된 칼라를 갖고, 각각의 0차 회절 요소에 대한 격자 요소들의 배열 주기는 연관된 칼라에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다. 각각의 0차 회절 요소와 연관된 칼라는 광학 디바이스를 공통 위치로부터 볼 때 0차 회절 요소의 모양에 대응할 수 있다.
광학 디바이스의 격자 요소는 500nm 또는 그 미만의, 바람직하게는 60 내지 250nm 사이의, 격자 높이 또는 깊이를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 격자 요소는 50 내지 150nm 사이의, 격자 높이 또는 깊이를 가질 수 있다. 이러한 격자 높이 또는 깊이의 범위를 이용하여, 이러한 격자 주기와 같은 기타 요인들에 따라 특별한 0차 칼라 효과를 발생시킬 수 있다.
일 실시예에서, 격자 요소는 120 내지 250nm 사이의, 격자 높이 또는 깊이를 가질 수 있다. 높이 또는 깊이 범위는, 예를 들어 250nm 또는 그 미만의 격자 주기를 갖는, 높은 공간 주파수 격자에 대해 매우 밝은 회절 효율을 제공할 수 있다.
광학 디바이스는 제 1 표면에 대향된 기판의 제 2 표면에 도포되는, 선택적으로 검은색 또는 흰색, 바람직하게는 흰색인, 제 1 불투명층을 선택적으로 더 포함한다. 대안의 옵션에서, 광학 디바이스는 기판의 제 2 표면 상에 형성되는 마이크로렌즈들의 어레이를 더 포함하며, 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈들은 화소들의 배열을 보도록 구성된다. 적용가능하다면, 광학 디바이스는 화소들의 배열에 도포되어 화소들의 배열을 덮는, 선택적으로 검은색 또는 흰색, 바람직하게는 흰색인, 제 2 불투명층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시 형태에 따르면, 제 1 실시 형태에 따른 광학 디바이스 및 검증 디바이스를 포함하는 광학 시스템이 제공되며, 상기 검증 디바이스는 마이크로렌즈들의 배열을 포함하는 마이크로렌즈 어레이를 포함하고, 마이크로렌즈 어레이는 광학 효과, 바람직하게는 무아레 효과 또는 이미지 스위치 효과를 제공하도록 구성되어, 광학 디바이스와 겹쳐져 위치할 때 마이크로렌즈가 이미지를 볼 수 있게 된다.
본 발명의 제 3 실시 형태에 따르면, 이전의 실시 형태들의 광학 디바이스 또는 광학 시스템을 포함하는, 지폐와 같은 보안 문서인 것이 바람직한, 문서가 제공된다.
본 발명의 제 4 실시 형태에 따르면, 제 1 실시 형태에 따른 광학 디바이스를 제조하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은 기판의 제 1 표면에 복사선 경화 잉크(RCI)를 도포하는 단계와, 고해상도 엠보싱 디바이스를 이용하여 RCI를 엠보싱하는 단계와, RCI를 경화시키는 단계를 포함한다.
고해상도 엠보싱 디바이스는 전자 빔 리소그래피를 채택한 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 전자 빔 리소그래피를 이용하여 마스터 템플릿을 생성하고, 이를 다시 이용하여 고해상도 엠보싱 디바이스를 제조할 수 있다.
이 방법은 선택적으로, 기판의 제 2 표면의 마이크로렌즈 어레이, 바람직하게는 엠보싱된 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계를 포함하여, 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈들이 RCI와 연관된 이미지를 볼 수 있게 구성된다.
본 발명의 제 5 실시 형태에 따르면, 제 3 실시 형태에 따른 문서의 제조 방법이 제공되며, 상기 방법은 기판의 일 영역 내에서, 기판의 제 1 표면에 복사선 경화 잉크(RCI)를 도포하는 단계와, 고해상도 엠보싱 디바이스를 이용하여 RCI를 엠보싱하는 단계와, RCI를 경화시키는 단계와, 기판의 제 1 표면 및 제 2 표면 중 하나 이상에 불투명층을 도포하는 단계를 포함하되, 하나 또는 2개의 불투명층은 RCI가 기판의 적어도 일 면으로부터 보이도록 도포된다.
선택적으로, 이 방법은 지폐가 접히거나 그렇지 않을 경우 마이크로렌즈 어레이가 RCI 위에 놓여 위치하도록 조작될 때, 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈가 RCI와 연관된 이미지를 볼 수 있도록 구성되도록 RCI와는 상이한 기판의 부분에 마이크로렌즈 어레이, 바람직하게는 엠보싱된 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계를 포함한다. 대안으로서, 방법은 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈들이 RCI와 연관된 이미지를 볼 수 있게 구성되도록, RCI와 겹쳐지는 기판의 제 2 표면의 마이크로렌즈 어레이, 바람직하게는 엠보싱된 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
보안 문서 또는 토큰
본 명세서에 사용 된 바와 같이, 보안 문서 및 토큰이라는 용어는 지폐 및 동전과 같은 통화 항목, 신용 카드, 수표, 여권, 신원 카드, 증권 및 주식 증명서, 운전 면허증, 소유권 증서, 항공 및 기차표와 같은 여행 서류, 입장 카드 및 입장권, 출생, 사망 및 결혼 증명서, 성적 증명서 등을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 모든 유형의 문서 및 가치 및 식별 문서의 토큰을 포함한다.
발명은 특히, 하나 이상의 인쇄 층이 도포되는 기판으로부터 형성되는 신원 카드 또는 여권과 같은 신원 문서 또는 지폐와 같은 보안 문서 또는 토큰에 적용가능하지만, 이에 제한되지 않는다.
기판
여기서 사용되는 바와 같이, 기판이라는 용어는 보안 문서 또는 토큰이 형성되는 기반 물질을 의미한다. 기반 물질은 종이 또는 셀룰로스와 같은 다른 섬유질 물질; 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 플라스틱 또는 폴리머 재료; 또는 종이와 적어도 하나의 플라스틱 재료의 라미네이트 또는 둘 이상의 폴리머 재료의 라미네이트와 같은 둘 이상의 재료의 복합 재료일 수 있다.
투명 윈도 및 하프 윈도(Transparent Windows and Half Windows)
여기서 사용되는 바와 같이, 윈도라는 용어는 인쇄가 도포되는 실질적으로 불투명한 영역에 비해 보안 문서 내 투명 또는 반투명 영역을 지칭한다. 윈도는 광 투과가 실질적으로 영향이 없도록 완전 투명일 수 있고, 또는, 윈도 구역을 통해 물체를 명확하게 볼 수는 없게 하면서 광 투과를 부분적으로 허용하는 부분 투명 또는 반투명일 수 있다.
윈도 구역은 윈도 구역을 형성하는 영역에 적어도 하나의 불투명층을 생략함으로써, 적어도 하나의 투명 폴리머 물질층과, 투명 폴리머 기판의 적어도 일 측부에 도포되는 하나 이상의 불투명층을 가진 폴리머 보안 문서에 형성될 수 있다. 불투명층이 투명 기판의 양 측부에 도포될 경우, 완전 투명 윈도는 윈도 구역 내 투명 기판의 양 측부 상에 불투명층을 생략함으로써 형성될 수 있다.
이후 "하프-윈도"라 지칭되는, 부분 투명 또는 반투명 구역은 윈도 구역 내 보안 문서의 일 측부 상에만 불투명층을 생략함으로써 양 측부 상에 불투명층을 가진 폴리머 보안 문서에 형성될 수 있어서, "하프-윈도"는 완전 투명하지 않고, 대신에, 대상을 하프-윈도를 통해 명확히는 볼 수 없도록 일부 광만을 통과시킨다.
대안으로서, 종이 또는 섬유질 물질과 같은 실질적으로 불투명 물질로부터 기판을 형성하는 것이 가능하며, 이 경우 투명 플라스틱 물질의 인서트가 투명 윈도 또는 반투명 하프-윈도 구역을 형성하도록 종이 또는 섬유질 기판 내 컷아웃 또는 요홈 내로 삽입된다.
불투명층
하나 이상의 불투명층이 보안 문서의 불투명성을 증가시키기 위해 투명 기판에 도포될 수 있다. 불투명층은 LT < L0이며, 여기서 L0는 문서에 입사되는 광의 양이고, LT는 문서를 통과하는 광의 양이다. 불투명 층은 임의의 하나 이상의 다양한 불투명 코팅을 포함할 수 있다. 예를 들어, 불투명 코팅은 열-활성화된 가교-결합성 폴리머 물질의 결합제 또는 담체 내에 분산된, 이산화 티타늄과 같은, 안료를 포함할 수 있다. 대안으로서, 투명 플라스틱 물질의 기판이 불투명 종이층 사이에, 또는, 후속하여 표시물이 인쇄 또는 그렇지 않을 경우 도포될 수 있는 다른 부분적으로 또는 실질적으로 불투명한 물질층 사이에, 끼여있을 수 있다.
보안 디바이스 또는 특징
여기서 사용되는 바와 같이 보안 디바이스 또는 특징은 위조, 복사, 변경, 또는 변조로부터 보안 문서 또는 토큰을 보호하기 위한 다수의 보안 디바이스, 요소, 또는 특징 중 임의의 것을 포함한다. 보안 디바이스 또는 특징은 보안 문서의 기판 내에 또는 상에 제공될 수 있고, 또는, 기반 기판에 도포되는 하나 이상의 층 내에 또는 상에 제공될 수 있으며, 보안 문서 내 층들에 매립된 보안 스레드; 형광 잉크, 발광 잉크 및 인광 잉크, 금속 잉크, 무지개 빛 잉크, 광변색성, 열변색성, 염색성 또는 압착색성 잉크와 같은 보안 잉크; 부조 구조를 포함한 인쇄 및 양각 특징; 간섭 층; 액정 디바이스; 렌즈 및 렌티큘러 구조체; 회절 격자, 홀로그램 및 회절 광학 요소 (DOE)를 포함하는 회절 디바이스와 같은 광학 가변 디바이스 (OVD)와 같이, 폭넓고 다양한 형태를 취할 수 있다.
이제 발명의 실시예가 첨부 도면을 참조하여 기술될 것이다. 실시예는 단지 설명을 위한 것이며, 본 발명은 이러한 설명에 의해 제한되지 않음을 이해해야 한다. 도면에서,
도 1a-1c 각각은 광학 디바이스를 포함하는 문서를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 광학 디바이스를 도시한다.
도 3a 및 3b는 상이한 실시예에 따른 화소들을 도시한다.
도 4는 0차 화소의 격자 요소의 배열을 도시한다.
도 5는 상이한 칼라의 화소들을 포함하는 그룹으로 배열된 화소들을 도시한다.
도 6a 내지 도 6b는 마이크로렌즈들의 배열을 포함하는 실시예를 도시한다.
도 1a-1c 각각은 광학 디바이스를 포함하는 문서를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 광학 디바이스를 도시한다.
도 3a 및 3b는 상이한 실시예에 따른 화소들을 도시한다.
도 4는 0차 화소의 격자 요소의 배열을 도시한다.
도 5는 상이한 칼라의 화소들을 포함하는 그룹으로 배열된 화소들을 도시한다.
도 6a 내지 도 6b는 마이크로렌즈들의 배열을 포함하는 실시예를 도시한다.
도 1a 및 1b를 참조하면, 보안 디바이스와 같은 광학 디바이스(4)와, 광학 검증 특징(6)을 포함하는 문서(2)가 제공된다. 문서(2)는 지폐와 같은 보안 문서(2)일 수 있다. 보안 문서(2)는 예를 들어 신용 카드 또는 여권과 같이, 소정의 보안 레벨을 요하는 임의의 다른 문서일 수도 있다. 문서(2)는 제 1 측부(11)에 도포되는 제 1 불투명층(10)과, 제 2 측부(13)에 도포되는 제 2 불투명층(12)을 포함할 수 있는 기판(8)을 포함한다. 제 1 불투명층(10) 및 제 2 불투명층(12) 모두는 광학 디바이스(4) 및 검증 디바이스(6)에 대응하는 윈도 영역을 포함하는 것으로 도시되며, 하지만, 일부 구조에서, 제 2 불투명층(12)이 광학 디바이스(4)를 덮는 것으로 도시되는 도 1c에 도시되는 바와 같이, 제 1 및 제 2 불투명층(10, 12) 중 하나가 광학 디바이스(4) 및 검증 디바이스(6) 중 하나를 덮도록 구성될 수 있다. 도 1c의 경우에, 불투명층은 흰색 또는 검은색 배킹(backing)과 같은 광학 요소(4)를 위한 불투명 배킹에 대응할 수 있다. 이러한 방식으로, 광학 디바이스(4) 또는 검증 디바이스(6)는 하프-윈도 영역에 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 광학 디바이스(4)는 문서(2)의, 제 1 측부 및 제 2 측부(11, 13)에 각기 대응하는, 제 1 표면(16a) 및 제 2 표면(16b)을 가진 기판(8)을 포함한다. 제 1 표면(16a)은 화소(14)들의 배열을 포함한다. 도면에 도시된 바와 같이, 화소(14)들의 배열은 화소(14)들의 규칙적인 2D 어레이에 대응하지만, 일반적으로 화소(14)들의 배열은 불규칙적 배열을 포함한, 임의의 적절한 배열일 수 있다. 화소(14)는 사용자가 볼 수 있는 이미지를 형성하기 위해, 또는, 하나 이상의 검증 디바이스(6)의 이용에 의해 드러나야 하는 은닉 이미지를 형성하기 위해, 배열된다. 이미지 또는 은닉 이미지는 마이크로이미지들의 반복적 1D 또는 2D 패턴과 같은, 마이크로이미지들의 배열에 대응할 수 있다. 화소(14)들 각각은 동일 크기일 수 있고, 여기서 사용되는 것과 같은 화소(14)의 '크기'는 화소(14)가 제 1 표면(16a)을 차지하는 구역에 대응한다.
도3a 및 3b를 참조하면, 각각의 화소(14)는 0차 회절 시각적 효과를 제공하도록 구성된 0차 회절 요소(18)를 포함한다(도면에서 0차 회절 요소(18)는 화소(14)의 음영 부분을 구성함). 도 3a에 도시되는 실시예에서, 0차 회절 요소(18)는 전체 화소(14)에 대응한다. 도 3b에 도시되는 실시예에서, 각각의 화소(14)는 활성 영역(20)을 갖고, 회절 요소(18)는 활성 영역(20) 내에 위치한다. 활성 영역(20)을 포함하지 않는 각 화소(14)의 부분은 여기서 화소의 비활성 영역(22)으로 표시된다. 도 3b에 도시되는 바와 같이, 상이한 화소(14a, 14b, 14c)들은 상이한 크기의 활성 영역(20a, 20b, 20c)들을 가질 수 있다. 활성 영역(20)의 상이한 크기는 대응 화소(14)의 상이한 밝기로 귀결되며, 큰 활성 영역(20)은 보다 밝은 화소(14)와 연계된다. 본 명세서에서 사용되는 '밝기'는 화소(14)들 사이의 상대적 밝기에 대응한다. 바람직하게는, 최대 밝기는 화소(14)와 연관된 가장 큰 활성 영역(20)에 대응한다. 도 3b에 비-회절 화소(15)가 또한 도시된다. 비-회절 화소(15)는 비활성 영역(22)만을 가진 화소(14)에 대응한다. 따라서 비-회절 화소(14)는 최소 밝기 화소(14)에 대응한다. 각각의 화소(14)는 유한 범위의 밝기 레벨(가령, 16개의 레벨)로부터 선택되는 밝기를 가질 수 있고, 또는, 대안으로서, 각 화소의 연관된 밝기가 연속 범위의 밝기 레벨로부터 선택된다.
도 4를 참조하면, 각각의 0차 회절 요소는 격자 요소(24)들의 배열을 포함한다. 도시되는 구조에서, 격자 요소(24)는 광학 디바이스(4)의 제 1 표면(16a)으로부터의 투영에 대응한다. 다른 구조는 제 1 표면(16a) 내 그루브 또는 오목부에 대응하는 격자 요소(24)를, 또는 격자 요소(24)가 매립되는 기판(8)에 비교할 때 상이한 굴절률의 구역에 대응하는, 또는, 격자 요소(24)가 매립되는 기판(8)에 도포되는 층에 대응하는 격자 요소를 포함한다. 도시되는 바와 같이, 격자 요소(24)는 일정한 격자 요소 주기(26) 및 일정한 격자 요소 높이 또는 깊이를 가진 선형 주기 배열로 존재한다. 예를 들어, 격자 주기는 500nm 미만이고, 바람직하게는 300nm 미만이며, 더욱 바람직하게는 250nm 미만이다. 격자 높이 또는 깊이는 바람직하게는 500nm 또는 그 미만이고, 더욱 바람직하게는 60 내지 250nm 사이다. 일부 실시예에서, 격자 높이 또는 깊이는 요구되는 0차 효과에 따라, 50 내지 150nm 사이일 수 있고, 또는 120nm 내지 250nm 사이일 수 있다. 격자 요소의 피치 및 폭은 바람직하게는 500nm 또는 그 미만, 더욱 바람직하게는 60 내지 250nm 사이다.
일 실시예에서, 광학 디바이스(4)의 각각의 0차 회절 요소(18)는 공통의 일정 격자 요소 주기(26) 및 공통의 격자 정렬을 가진다. 도 3b를 참조하여 설명되는 바와 같이, 활성 영역(20)의 크기에 기초하여 각 화소(14)의 밝기 변화로 인해 이미지가 제공된다. 예를 들어, 단색성 2-칼라 이미지의 경우에, 각각의 화소(14)는 2개의 밝기 레벨 중 하나를 갖도록 선택될 수 있다. 본 예의 특정 구현예에서, 일 밝기 레벨은 비활성 영역(22)이 없는 화소(14)에 대응하고, 다른 밝기 레벨은 활성 영역(20)이 없는 화소(14)(즉, 비-회절 화소(15))에 대응한다. 다른 예에서, 16-칼라 이미지가 생성될 수 있고, 각각의 화소(14)는 16개의 레벨 중 하나로부터 선택된 밝기 레벨을 가진다(여기서 최소 밝기 레벨은 비-회절 화소(15)에 대응할 수 있다). 본 실시예에서, 광학 디바이스(4)를 기결정된 위치로부터 볼 때, 광학 디바이스(4)는 단색성 칼라 이미지로 나타날 수 있다. 이미지의 색상은 적어도 공통 격자 주기(26)에 의해 결정되고, 추가로, 기판(8) 재료, 격자 요소(24) 물질, 기판(8)과 격자 요소(24) 간의 코팅, 격자 요소(24)를 덮는 코팅, 등의 선택에 의해 결정될 수 있다. 일반적으로, 특정 광학 디바이스(4)의 경우에, 색상이 격자 주기(26)의 통상적인 실험적 변경을 통해 결정될 수 있다.
다른 실시예는 이전에 기술된 실시예의 일 변형에 대응한다. 본 실시예에서, 각각의 화소(14)는 2개 이상의 색상으로부터 선택되는 색상을 가질 수 있다. 각 화소(14)의 색상은 공통 뷰 위치로부터 볼 때 화소(14)의 색상에 대응한다. 본 실시예의 일 구현예에서, 각각의 화소(14)는 3개의 색상, 즉, 적색, 녹색, 청색 중 하나로부터 선택되는 색상을 가진다. 각각의 화소는 이전에 기술된 바와 같이, 연관된 밝기를 또한 가진다. 이러한 방식으로, RGB 이미지가 생성될 수 있다. 도 5에 도시되는 바와 같이, 화소(14)는 각각의 가능한 색상(적색, 녹색, 청색)과 연관된 화소(14)들을 포함하는 그룹(28)으로 배열된다. 화소(14)들의 규칙적 2D 배열을 유지하기 위해, 일 그룹에 일 색상의 화소들이 2개 존재할 수 있다(가령, 도 5에 도시되는 2개의 녹색 화소).
도 6a-6c를 참조하면, 화소층(30)의 화소(14)를 보기 위해 마이크로렌즈 어레이(30)가 제공된다. 도 6a에서, 마이크로렌즈 어레이(30)가 화소층(30)에 대한 기판(8)의 대향 표면(제 2 표면(16b) 상에 제공되고, 화소층(30)의 화소(14)들 상에 포커싱하도록 구성된다. 도 6b에서, 마이크로렌즈 어레이(30)는 마이크로렌즈 어레이(30)에 대한 기판(8)의 별도의 부분에 제공되고, 따라서, 검증 디바이스(32)의 검증 요소를 형성한다.
도 6c에서, 마이크로렌즈 어레이(30)는 문서(2)의 검증 특징(6)에 대응하는 검증 디바이스로 제공된다. 이러한 경우에, 문서(2)가 접힐 때, 또는, 마이크로렌즈 어레이(30)가 광학 요소(4)와 겹쳐지도록, 바람직한 경우, 제 1 측부(11) 또는 제 2 측부(13)와 접촉하도록, 조작될 때, 마이크로렌즈 어레이(30)의 마이크로렌즈는 광학 디바이스(4)의 화소(14) 상에 포커싱하도록 구성된다.
마이크로렌즈 어레이(30)는 마이크로이미지의 배열에 대응하는 이미지의 배열을 보기에 적합하다. 0차 회절 요소(18)를 가진 화소(14)들의 장점은 고해상도 이미지가 가능하다는 것이다. 0차 회절 요소(18)는 마이크로렌즈들이 1차 또는 그 이상 차수의 회절 효과를 재조합하도록 작용하여 마이크로렌즈 및 마이크로이미지 기반 광학 디바이스에 이용하기 위한 이러한 격자의 효과를 감소시킬 수 있다는 것이 판명되었기에 1차 및 그 이상 차수의 회절 요소들에 비해 유리하다. 따라서, 0차 회절 등급(zero-order diffraction ratings)(18)은 하이-콘트래스트, 고해상도 마이크로이미지를 제공할 수 있다. 고해상도 이미지는 5 내지 100 마이크로미터 수준의 치수를 가진 화소에 대응할 수 있다. 예를 들어, 각각 5 내지 100 마이크로미터의 길이 및 폭을 가질 수 있다. 원형 화소는 5 내지 100마이크로미터의 직경을 가질 수 있다. 화소 크기 감소는 각각의 개별 화소가 반사하는 광의 양에 영향을 미치며, 따라서, 특정 응용예는 화소의 이상적 크기를 결정할 것이다.
화소(14)들의 0차 회절 요소(18)들의 격자 간격이 비교적 작기 때문에, 화소(14) 형성에 고해상도 기술이 요구된다. 화소(14) 형성을 위한 이러한 한가지 기술은 고해상도 엠보싱 디바이스를 통한 엠보싱을 이용한다. 고해상도 엠보싱 디바이스는 전자 빔 리소그래피를 채택한 방법으로 생성될 수 있고, 이는 표면 상에 하이-디테일(따라서 고해상도) 특징부를 형성할 수 있게 한다. 전자 빔 리소그래피를 이용하여 마스터 템플릿이 생성될 수 있고, 이를 다시 이용하여 고해상도 엠보싱 디바이스를 생성할 수 있다. 화소(14)들의 배열은, 첫번째로 기판(8)의 제 1 표면에 복사선 경화 잉크(RCI)를 도포하고 엠보싱 툴을 이용하여 복사선 경화 잉크를 엠보싱처리함으로써 형성될 수 있다. 표면 장력 효과로 인해, 0차 격자 요소(18)의 구조가 유지되도록 엠보싱 툴을 제거하기 전에 RCI를 경화시키는 것이 바람직할 수 있다. RCI는 적절한 복사선을 이용하여 경화되는 것이 바람직하며, 예를 들어, 자외선 경화 잉크는 자외선 복사 노출에 의해 경화될 수 있다. 예를 들어 열 경화성 잉크와 같이, 다른 잉크 및 경화 방법이 사용될 수 있다.
본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 추가적인 변형 및 개선이 이루어질 수 있다.
Claims (25)
- 제 1 표면과, 상기 제 1 표면 상의 화소들의 배열을 포함하며, 다수의 상기 화소는 0차 회절 요소를 포함하고, 각각의 0차 회절 요소는 0차 회절 효과를 제공하도록 구성되며, 화소들의 배열은 이미지를 제공하도록 구성되고, 상기 이미지는 마이크로이미지들의 배열을 포함하는, 광학 디바이스.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 화소의 크기가 동일한, 광학 디바이스.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 각각의 화소는 5 내지 500 마이크로미터의 치수를 갖는, 광학 디바이스.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 화소는 연관된 밝기를 갖는, 광학 디바이스.
- 제 4 항에 있어서, 각 화소의 연관된 밝기는 16개의 밝기 레벨과 같은, 유한 개수의 밝기 레벨 중 하나로부터 선택되는, 광학 디바이스.
- 제 4 항에 있어서, 각 화소의 연관된 밝기는 연속 범위의 밝기 레벨로부터 선택되는, 광학 디바이스.
- 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 각 화소의 0차 회절 요소는, 각 화소의 밝기가 화소의 활성 영역의 크기에 의해 결정되도록 구성되는 화소의 활성 영역 내에 위치하는, 광학 디바이스.
- 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 비-회절 화소를 더 포함하며, 각각의 비-회절 화소는 최소 밝기 레벨에 대응하는, 광학 디바이스.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 0차 회절 요소는 격자 요소들의 주기적 배열을 포함하는, 광학 디바이스.
- 제 9 항에 있어서, 각각의 0차 회절 요소에 대한 격자 요소들의 배열의 주기가 동일한, 광학 디바이스.
- 제 9 항에 있어서, 각각의 0차 회절 요소는 연관된 칼라를 갖고, 각각의 0차 회절 요소에 대한 격자 요소들의 배열 주기는 연관된 칼라에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되는, 광학 디바이스.
- 제 11 항에 있어서, 각각의 0차 회절 요소와 연관된 칼라는 광학 디바이스를 공통 위치로부터 볼 때 0차 회절 요소의 모양에 대응하는, 광학 디바이스.
- 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 격자 요소는 500nm 또는 그 미만의, 바람직하게는 60 내지 250nm 사이의, 격자 깊이 또는 높이를 갖는, 광학 디바이스.
- 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 표면에 대향된 기판의 제 2 표면에 도포되는, 선택적으로 검은색 또는 흰색, 바람직하게는 흰색인, 제 1 불투명층을 더 포함하는, 광학 디바이스.
- 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 제 2 표면 상에 형성되는 마이크로렌즈들의 어레이를 더 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 표면은 투명 또는 반투명 기판의 대향하는 측부들에 대응하며, 마이크로렌즈들의 어레이는 화소들의 배열을 보도록 구성되는, 광학 디바이스.
- 제 1 항 내지 제 13 항 또는 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 화소들의 배열에 도포되어 화소들의 배열을 덮는, 선택적으로 검은색 또는 흰색, 바람직하게는 흰색인, 제 1 불투명층을 더 포함하는, 광학 디바이스.
- 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 광학 디바이스 및 검증 디바이스를 포함하는 광학 시스템에 있어서, 상기 검증 디바이스는 마이크로렌즈들의 배열을 포함하는 마이크로렌즈 어레이를 포함하고, 마이크로렌즈 어레이는 광학 디바이스와 겹쳐져 위치할 때 광학 효과, 바람직하게는 무아레 효과 또는 이미지 스위치 효과를 제공하도록 구성되는, 광학 시스템.
- 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 광학 디바이스, 또는, 제 17 항의 광학 시스템을 포함하는, 지폐와 같은 보안 문서인 것이 바람직한, 문서.
- 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 광학 디바이스의 제조 방법에 있어서, 상기 방법은, 기판의 제 1 표면에 복사선 경화 잉크(RCI)를 도포하는 단계와, 고해상도 엠보싱 디바이스를 이용하여 RCI를 엠보싱하는 단계와, RCI를 경화시키는 단계를 포함하는, 광학 디바이스 제조 방법.
- 제 19 항에 있어서, 상기 고해상도 엠보싱 디바이스는 전자 빔 리소그래피를 채택한 방법을 이용하여 제조되는, 광학 디바이스 제조 방법.
- 제 20 항에 있어서, 전자 빔 리소그래피를 이용하여 마스터 템플릿을 생성하고, 마스터 템플릿을 다시 이용하여 고해상도 엠보싱 디바이스를 제조하는, 광학 디바이스 제조 방법.
- 제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 기판의 제 2 표면의 마이크로렌즈 어레이, 바람직하게는 엠보싱된 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계를 포함하여, 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈들이 RCI와 연관된 이미지를 볼 수 있도록 구성되는, 광학 디바이스 제조 방법.
- 제 18 항에 따른 문서의 제조 방법에 있어서,
기판의 일 영역에서, 기판의 제 1 표면에 복사선 경화 잉크(RCI)를 도포하는 단계와, 고해상도 엠보싱 디바이스를 이용하여 RCI를 엠보싱하는 단계와, RCI를 경화시키는 단계; 및
상기 기판의 제 1 표면 및 제 2 표면 중 하나 또는 둘 모두에 불투명층을 도포하는 단계를 포함하며,
하나 또는 둘 모두의 불투명층은 기판의 적어도 하나의 측부로부터 RCI가 보이도록 도포되는, 문서 제조 방법. - 제 23 항에 있어서, 지폐가 접힐 때, 또는 그렇지 않을 경우 마이크로렌즈 어레이가 RCI 위에 놓여 위치하도록 지폐가 조작될 때, 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈가 RCI와 연관된 이미지를 볼 수 있도록 구성되도록 RCI와는 상이한 기판의 부분에 마이크로렌즈 어레이, 바람직하게는 엠보싱된 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계를 더 포함하는, 문서 제조 방법.
- 제 23 항에 있어서, RCI와 겹쳐지는 기판의 제 2 표면의 마이크로렌즈 어레이, 바람직하게는 엠보싱된 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 단계를 포함하며, 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈들이 RCI와 연관된 이미지를 볼 수 있도록 구성되는, 문서 제조 방법.
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