WO2020091241A1 - 구조색 기판, 구조색 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 구조색 기판을 이용한 보안 검증시스템 - Google Patents

구조색 기판, 구조색 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 구조색 기판을 이용한 보안 검증시스템 Download PDF

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structural
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김인영
권신
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    • G02B27/0977—Reflective elements

Definitions

  • the present invention relates to a structure color substrate, a method for manufacturing a structure color substrate, and a security verification system using the structure color substrate manufactured thereby, and more particularly, includes a structure color for emitting reflected light having various colors with respect to incident light.
  • Structural coloration refers to the color of light displayed externally by constructive interference of light reflected from the surface of the film and light reflected through the film for light incident on a specific film. In this case, it means that the color of the externally displayed light varies depending on the incident angle of the incident light.
  • the color of the structural color may be varied in various ways depending on the number of layers laminated on the film, or the height of the layers, and a number of products using these properties are produced.
  • Korean Patent Registration No. 10-1527360 discloses a technique capable of improving identification power or security for the identification film by forming a plurality of reflection spectra of various wavelength bands to produce the identification film.
  • Korean Patent Registration No. 10-1703914 discloses a technique for realizing a forgery or modulation device by using a magnetic variable material whose color changes according to a change in a magnetic field.
  • the structure color or the light conversion structure may be used for various purposes, and accordingly, the need for a structure capable of displaying reflected light of various colors or patterns is also increasing.
  • the technical problem of the present invention is conceived in this regard, and the object of the present invention is to provide a structured color substrate that can be encrypted by including more diverse and complex patterns to improve security and to be easily manufactured.
  • Another object of the present invention relates to a method for manufacturing the structural color substrate.
  • Another object of the present invention relates to a security verification system using a structural color substrate manufactured by the method for manufacturing the structural color substrate.
  • the method of manufacturing a structural color substrate according to an embodiment for realizing the object of the present invention includes forming a first pattern displaying a first color using a quantum dot of the base substrate, and a base on which the first pattern is formed. And depositing at least one structural color layer on the substrate. According to the stacking of the structural color layer, the first color of the first pattern is changed and displayed.
  • the base substrate absorbs light, displays a second color different from the first color to the outside, and the second color of the base substrate is changed and displayed according to the stacking of the structural color layer. Can be.
  • forming the first pattern may include disposing an upper substrate on the base substrate, and forming the first pattern using quantum dots on the upper substrate. .
  • the first pattern in the step of forming the first pattern, may be embedded into the interior of the upper substrate or may be formed to protrude on the upper surface of the upper substrate.
  • the first pattern, imprinting the quantum dots with the upper substrate, filling the quantum dots with grooves formed in the upper substrate using capillary action, or filling the quantum dots on the upper substrate It can be formed by inkjet printing.
  • each of the structural color layers may be deposited by atomic layer deposition (ALD).
  • ALD atomic layer deposition
  • the upper substrate may be a transparent substrate.
  • a method of manufacturing a structural color substrate according to another embodiment for realizing the above object of the present invention comprises the steps of laminating at least one structural color layer on a base substrate, and using a quantum dot on the upper surface of the structural color layer. And forming a first pattern displaying a color. According to the stacking of the structural color layer, the color of the base substrate other than the first pattern displaying the first color is changed and displayed.
  • a method of manufacturing a structural color substrate comprises the steps of stacking at least one structural color layer on a base substrate, and using a quantum dot on the upper surface of the structural color layer. And forming a first pattern displaying one color, and further stacking at least one structural color layer on the base substrate on which the first pattern is formed. According to the additional stacking of the structural color layer, the first color of the first pattern is changed and displayed.
  • a method of manufacturing a structural color substrate comprises the steps of laminating at least one structural color layer on a base substrate, and patterning the at least one structural color layer to form a first Forming a pattern, extending the first pattern to form a first extension pattern on the base substrate, and filling the interior of the first pattern and the first extension pattern with quantum dots displaying a first color Steps.
  • colors of the base substrate other than the first pattern and the first extension pattern displaying the first color are changed and displayed.
  • the step of coating a protective layer on the upper surface of the at least one structural color layer and the first pattern may be further included.
  • forming a mask pattern on an upper surface of the structure color layer, and etching the structure color layer may include forming the first pattern.
  • the first extension pattern in the step of forming the first extension pattern, may be formed by etching the base substrate using the mask pattern and the structural color layer as a mask.
  • a method of manufacturing a structural color substrate according to another embodiment for realizing the object of the present invention described above includes forming a first pattern on the base substrate using a quantum dot to display a first color, and the first pattern And stacking at least one structural color layer displaying a second color on the formed base substrate, and forming a light conversion structure on the structural color layer.
  • the first color may be changed and displayed according to the stacking of the structural color layer, and the second color may be changed and displayed according to the formation of the light conversion structure.
  • the light conversion structure including a base frame and at least one structure protruding or embedded from the base frame may be integrally formed on the structure color layer.
  • Method for manufacturing a structural color substrate for realizing the object of the present invention, the step of stacking at least one structural color layer for displaying a second color on the upper surface of the base substrate, the structure of the color layer And forming a first pattern displaying a first color by using quantum dots on an upper surface, and forming a light conversion structure displaying the second color by changing the second color on the base substrate on which the first pattern is formed.
  • the step of stacking at least one structural color layer for displaying a second color on the upper surface of the base substrate, the structure of the color layer And forming a first pattern displaying a first color by using quantum dots on an upper surface, and forming a light conversion structure displaying the second color by changing the second color on the base substrate on which the first pattern is formed.
  • Method for manufacturing a structural color substrate for realizing the object of the present invention, the step of stacking at least one structural color layer for displaying a second color on the upper surface of the base substrate, the structure of the color layer Forming a first pattern displaying a first color using quantum dots on an upper surface, and additionally stacking at least one structural color layer displaying a color different from the second color on the base substrate on which the first pattern is formed And forming a light conversion structure on an upper surface of the structural color layer.
  • a method of manufacturing a structural color substrate according to another embodiment for realizing the object of the present invention described above includes forming a first pattern displaying a first color by using quantum dots on an upper surface of the base substrate, and the first pattern
  • the method may include forming a light conversion structure on the formed base substrate, and forming at least one structure color layer displaying a second color on the top surface of the light conversion structure.
  • the first color may be changed and displayed according to the stacking of the structural color layer, and the second color may be changed and displayed according to the light conversion structure at the bottom.
  • the first substrate is disposed on the base substrate, the first pattern formed of quantum dots to display a first color, the base substrate And at least one structural color layer formed on the upper portion, and at least one structure color layer disposed on at least one of the first pattern and the structural color layer, and having at least one structure having different shapes.
  • the light conversion structure may further include a base frame disposed on an upper surface of at least one of the first pattern and the structural color layer.
  • the at least one structure may have a shape protruding upward from the base frame.
  • the at least one structure may have a shape embedded in the inside of the base frame.
  • the at least one structure extends in one direction from the base frame or is arranged in a predetermined pattern, and a vertical cross-section may have a triangular shape.
  • the at least one structure color layer displays a second color, and when the at least one structure overlaps the structure color layer, the second color may be changed and displayed.
  • the second color when the structural color layer overlaps the structures having different shapes, the second color may be displayed by being changed to different colors.
  • the first pattern may be any one of a dot pattern, a long pattern extending in one direction, and a cross checkerboard pattern extending from each other.
  • the first pattern is disposed on the upper surface of the base substrate, the at least one structural color layer is formed on the first pattern, and the light conversion structure may be disposed on the upper surface of the structural color layer.
  • the at least one structural color layer is formed on the upper surface of the base substrate, the first pattern is disposed on the upper surface of the structural color layer, and the light conversion structure may be disposed on the first pattern.
  • the first pattern is disposed on the top surface of the base substrate, the light conversion structure is disposed on the first pattern, and the at least one structural color layer can be formed along the top surface of the light conversion structure. have.
  • the security verification system includes a security substrate, a database, a scanner, an information acquisition unit, and a comparison determination unit.
  • the security substrate includes at least two of a quantum dot, a structure color layer, and a photoconversion structure to display the security pattern to the outside.
  • the security pattern is encrypted and stored.
  • the scanner scans the security substrate on top of the security substrate.
  • the information acquisition unit acquires the security pattern based on the scanned information.
  • the comparison determining unit determines whether the security pattern obtained from the information acquisition unit matches the security pattern stored in the encryption.
  • the scanner may divide the scanning area of the security substrate based on the security pattern stored in the database and scan each area to identify the color of the center of each area.
  • the database includes information about a color displayed for each angle of incident light with respect to the security pattern, and the scanner rotates with respect to the secure substrate to determine an angle of incident light to the secure substrate. Can be adjusted.
  • the information acquisition unit may be implemented as an app (APP) for a mobile terminal.
  • APP app
  • a structure color substrate in addition to simply stacking a layer of a structure color, can be formed using a quantum dot, and has a complex pattern of various shapes according to the pattern of the quantum dots, depending on the direction of incident light Various colors can be patterned to form a structural color substrate that can be emitted.
  • a structural color substrate may be formed using a photoconversion structure in which quantum dots and at least one structure are arranged, and various patterns of complex patterns may be obtained according to the pattern of the quantum dots and the shape or arrangement of the structure of the photoconversion structure. , It is possible to form a structural color substrate that can be patterned in a variety of colors depending on the direction of the incident light.
  • an encrypted security substrate can be manufactured, and can be used for recognition of an encryption code for bills or expensive items. , Can improve security.
  • the light conversion structure may be variously formed so as to protrude in the upper direction or be embedded in the base frame, and may include a pattern extending in one direction or an array pattern of various shapes, thereby varying the security pattern. You can implement anger.
  • the vertical cross section since the vertical cross section has a triangular shape and various combinations of cabinets can be implemented, it is possible to diversify and display the color to be converted to the outside, thereby further enhancing the encryption of the security pattern.
  • the pattern using the quantum dots can be formed to be embedded or projected on the substrate, and can be produced in various patterns that can be generated with encryption codes such as dot patterns, long patterns, checkerboard patterns, and improve productivity or process efficiency. I can do it.
  • the lamination of the structural color layer enables coating with a fine thickness of about several tens of nanos by using the atomic layer deposition method, but can maintain the effect according to the structural color, and can be effectively used in bills, barcodes, and the like.
  • the structural color substrate including the quantum dot, the structural color layer, and the light conversion structure can be manufactured through a relatively easy manufacturing process, it is possible to manufacture various patterns while improving productivity or process efficiency.
  • a security substrate manufactured through the method of manufacturing the structural color substrate it can be effectively utilized in a security verification system based on recognition of a security pattern using a scanner and matching with a previously stored security pattern.
  • the structural color substrate may be displayed in a complex color and pattern according to the addition of quantum dots or the addition of a photoconversion structure, and if it is encrypted and used only in a verification system, it is difficult for a third party to mimic the structural color substrate, thereby increasing security Can be improved. That is, the pattern or color indicated by the structural color substrate can be implemented only by imitating each manufacturing process as it is, and since there is no way to check the detailed manufacturing process with only the final product, security is improved because imitation is fundamentally impossible.
  • the displayed color may be blurred or difficult to identify at the interface with the adjacent pattern on the structural color substrate.
  • the scanner identifies the color at the center of each pattern to improve the identification power. Can be improved.
  • the database also includes information about the color displayed from the security pattern according to the angle of the incident light, and the scanner is rotated to change the angle of the incident light provided to the security substrate, so verification of a single security substrate can be performed in various ways. It can be done to improve the security.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a structural color substrate according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2A to 2C are process diagrams illustrating a method of manufacturing the structural color substrate of FIG. 1, and FIGS. 2D and 2E are plan views respectively showing patterns and colors displayed externally through the structural color substrates of FIGS. 2A and 2B. admit.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method of manufacturing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4A to 4C are process diagrams showing a method of manufacturing the structure color substrate of FIG. 3, and FIGS. 4D and 4E are plan views showing patterns and colors displayed externally through the structure color substrates of FIGS. 4A and 4B, respectively. admit.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a method of manufacturing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • 6A to 6C are process diagrams illustrating a method of manufacturing the structural color substrate of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a method of manufacturing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • 8A to 8G are process diagrams illustrating a method of manufacturing the structural color substrate of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing colors displayed externally according to the light conversion structure included in the structural color substrate of FIG. 9.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing colors displayed externally according to the light conversion structure included in the structural color substrate of FIG. 11.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing colors displayed externally according to the light conversion structure included in the structural color substrate of FIG. 13.
  • FIG. 15 is a perspective view showing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • 16 is a cross-sectional view showing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • 17 is a cross-sectional view showing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 9 and 11 are flowchart illustrating a method of manufacturing the structural color substrates of FIGS. 9 and 11.
  • FIG. 19 is a flowchart showing a method of manufacturing the structural color substrate of FIG. 13.
  • FIG. 22 is a schematic diagram showing a security verification system using a structural color substrate manufactured through a method of manufacturing a structural color substrate according to embodiments of the present invention.
  • FIG. 23 is a schematic diagram showing a state in which light is provided to a structural color substrate in the security verification system of FIG. 22.
  • FIG. 24 is a schematic view showing a state in which the scanner rotates to scan a structural color substrate (security substrate) in the security verification system of FIG. 22.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a structural color substrate according to an embodiment of the present invention.
  • 2A to 2C are process diagrams illustrating a method of manufacturing the structural color substrate of FIG. 1
  • FIGS. 2D and 2E are plan views respectively showing patterns and colors displayed externally through the structural color substrates of FIGS. 2A and 2B. admit.
  • a first pattern 30 for displaying a first color A is formed on the base substrate 10 using quantum dots (Ste S11).
  • the base substrate 10 is a substrate that absorbs light provided from the outside, that is, penetrates the upper substrate 20, and may be, for example, a black-based substrate.
  • the base substrate 10 is such a black-based substrate, as shown in Figure 2d, when viewed from the top may be displayed as a black-based second color (B).
  • the first pattern 30 formed of the quantum dots is relatively thin, it is directly formed on the base substrate 10, even if a structural color layer is formed through the process described below. It is okay.
  • the first pattern formed of the quantum dots may be formed on a separate upper substrate.
  • the first pattern is formed on the upper substrate, even if it is described below that the first pattern is formed on the upper substrate, even if the upper substrate is omitted and the first pattern is directly formed on the base substrate 10, the first pattern and the subsequent Since the technical content in forming the structural color layer is the same, a duplicate description is omitted.
  • the upper substrate 20 may be disposed on the base substrate 10. (Step S12).
  • the upper substrate 20 is a transparent substrate that transmits light, and may include, for example, a non-metallic material such as glass or silicon, or a metal material such as silver or aluminum.
  • a subsequent quantum dot formation process or a structure color layer lamination process is performed on the upper substrate 20, and may include materials for effective performance of these subsequent processes, or surface treatment may be additionally performed.
  • a first color (A) using a quantum dot on the upper substrate 20 ) Can be formed (step S13).
  • first pattern 30 may be directly formed on the base substrate 10 as described above, characteristics of the structure, arrangement, material, etc. of the first pattern 30 will be described below. The same applies to the case where the first pattern 30 is directly formed on the base substrate 10.
  • the first pattern 30 may be a pattern embedded in the upper surface of the upper substrate 20 in FIG. 2A.
  • the surface is doctored after imprinting the quantum dots inside the upper substrate 20, or the same as the first pattern 30 on the upper substrate 20.
  • a method of forming a groove and filling the groove with the quantum dot using a capillary phenomenon may be used.
  • the first pattern 30 may be formed to protrude on the upper surface of the upper substrate 20.
  • a method such as forming the quantum dots by inkjet printing on the upper substrate 20, or selectively coating the quantum dots on the upper substrate 20 using a mask pattern or the like Can be used.
  • the first pattern 30 formed as described above, as shown in Figure 2d, on the upper surface of the upper substrate 20, may be a longitudinal pattern extending in one direction, not shown, dot ( dot) pattern, or may be a grid pattern or a checkerboard pattern.
  • the separation distance between each of the patterns may be formed uniformly or differently, and in the case of the dot pattern, the shape of the dot may be formed in various shapes other than a circular shape.
  • the security pattern of the structural color substrate becomes more complicated, and thus security can be improved.
  • the first pattern 30 when the first pattern 30 is a long pattern extending in one direction, the first pattern 30 may be externally displayed with a first color (A). .
  • the base substrate 10 on which the first pattern 30 is formed is formed such that a first color (A) and a second color (B) different from the first color (A) are alternately arranged. Can be displayed.
  • the upper substrate 20 can be omitted and the first pattern 30 can be directly formed on the base substrate 10 using the quantum dots.
  • the color displayed externally may also have a form in which the first color (A) and the second color (B) are alternately arranged as shown in FIG. 2D.
  • step S14 Laminate the structural color layer 40 of (step S14).
  • the stacked structural color layer 40 is at least one, and the color of the structural color layer 40 is externally changed as each is stacked.
  • Titanium dioxide (TiO 2 ) or aluminum oxide (Al 2 O 3 ) may be used for each of the structural color layers 40.
  • the structural color layer of the first layer is formed of titanium dioxide
  • the first The structural color layer of the second layer stacked on the first layer may be formed of aluminum oxide
  • the structural color layer of the third layer stacked on the second layer may again be formed of titanium dioxide, and the combination of these stacked materials is Materials constituting the structural color layer may be variously selected.
  • each of the structural color layers 40 may be stacked through, for example, an atomic layer deposition (ADL) process, and as they are stacked using such an atomic layer deposition, several tens of nanos fine
  • ADL atomic layer deposition
  • the thickness of the security substrate manufactured through the method of manufacturing the structural color substrate in this embodiment can be maintained in a fine manner, thereby improving usability and security.
  • each of the structural color layers 40 is chemical vapor deposition (CVD), evaporation, coating, etc. It may be laminated by a variety of thin film coating process.
  • CVD chemical vapor deposition
  • evaporation evaporation
  • coating etc. It may be laminated by a variety of thin film coating process.
  • the color displayed externally by the structural color changes. That is, the second color (B) displayed by the base substrate 10 is displayed in a fourth color (C) different from the second color (B) according to the stacking of the structural color layer 40, the The first color (A) displayed through the first pattern 30 is also displayed in a third color (A ') different from the first color (A) according to the stacking of the structural color layer (40).
  • the externally displayed pattern is the third color (A') and the third color.
  • 4 color (C) may be in the form of alternately arranged with each other.
  • the colors illustrated through FIGS. 2D and 2E may be variously changed according to a material used or the number of layers of structural colors to be stacked, and also observe the structural color substrate according to the direction of incident light. It can be changed in various ways depending on the direction.
  • the first pattern 30 since the first pattern 30 is included, the color observed from the outside may change, but the pattern displayed externally remains the same in the form in which different colors are alternately arranged. Therefore, the information on the patterns and colors will be described later, but can be separately encrypted, and the structured color substrate can be identified based on the encrypted patterns and colors.
  • a protective layer 50 is coated on the top surface of the structural color layer 40 (step S15).
  • the protective layer 50 may be coated with a thin film coating process on the upper surface of the structural color layer 40 with a minimum thickness to prevent damage.
  • the protective layer 50 is for preventing damage to the structural color layer 40, it may be formed of a transparent material. Thus, it is possible to perform protection for the structural color layer 40 formed with a minimum thickness, thereby preventing the encrypted information about color or pattern from being changed, improving the durability of the structural color substrate and improving security. Can be maintained.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method of manufacturing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • 4A to 4C are process diagrams showing a method of manufacturing the structure color substrate of FIG. 3
  • FIGS. 4D and 4E are plan views showing patterns and colors displayed externally through the structure color substrates of FIGS. 4A and 4B, respectively. admit.
  • the method for manufacturing a structural color substrate according to the present embodiment is different from the manufacturing method of the structural color substrate described with reference to FIG. 1, but the material used for the production of the structural color substrate is the same, and the first method using quantum dots Since the process of forming a pattern or the process of laminating a structural color layer is the same, overlapping descriptions are omitted.
  • step S21 first, in the method of manufacturing a structural color substrate according to the present embodiment, at least one structural color layer 41 is laminated on the base substrate 10 (step S21).
  • the stacked structural color layer 41 is at least one or more, and the color displayed externally changes according to the number of stacked layers, and the stacking method and material of the structural color layer 41 are as described above.
  • the structural color layer 41 As described above, as the structural color layer 41 is directly stacked on the base substrate 10, as shown in FIG. 4D, the second color B originally displayed by the base substrate 10 is the structure. It can be changed by the color layer 41 and displayed as the fifth color C '.
  • the structural color layer 41 is laminated on the entire surface of the base substrate 10, a separate pattern is not displayed externally but is displayed in the same color, the fifth color.
  • the fifth color may be displayed by changing to another color.
  • a first pattern 31 is formed on the upper surface of the structural color layer 41 using quantum dots (step S22).
  • the first pattern 31 formed using the quantum dots is relatively thin, a separate upper substrate 21 is omitted and the structure color layer 41 is directly removed. It can be formed on the upper surface.
  • the first pattern 31 may be formed on the upper substrate 21.
  • first pattern 31 is directly formed on the structural color layer 41 or formed on the upper substrate 21, characteristics of the structure, arrangement, material, etc. of the first pattern 31 is the same as described above.
  • the upper substrate 21 is disposed on the upper surface of the structural color layer 41 (step S23), and the upper substrate A first pattern 31 may be formed on the 21 by using quantum dots (step S24).
  • a first pattern 31 is first formed on the upper substrate 21 using quantum dots, and the upper substrate 21 on which the first pattern 31 is formed is formed of the structure color layer 41. It may be arranged on the upper surface by a method such as bonding or imprinting.
  • the upper substrate 21 may transmit light with a transparent material, and the first pattern 31 formed using the quantum dots may display a first color (A) as described above.
  • the upper substrate 21 on which the first pattern 31 is formed has the structural color layer 41. As it is arranged on the upper surface of the, as shown in Figure 4e, the first color (A) is displayed at the position where the first pattern 31 is formed.
  • the color displayed to the outside may change according to the angle of the incident light incident on the structural color substrate, that is, according to the angle at which the structural color substrate is observed.
  • the pattern in which the long patterns of different colors are alternately arranged remains the same.
  • the structure color substrate having various and complicated patterns and colors can also be manufactured through the method of manufacturing the structure color substrate according to the present embodiment, and information on the patterns and colors will be described later, but may be separately encrypted. Based on the information on the encrypted pattern and color, identification of the corresponding structural color substrate can be performed.
  • a protective layer 51 is coated on the upper surface of the upper substrate 21 on which the first pattern 31 is formed (step S25).
  • the protective layer 51 may be coated with a thin film coating process on the upper surface of the upper substrate 21 with a minimum thickness to prevent damage.
  • the first pattern 31 can be protected, thereby preventing the encrypted information about color or pattern from being changed, thereby improving the durability of the structural color substrate and maintaining security.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a method of manufacturing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • 6A to 6C are process diagrams illustrating a method of manufacturing the structural color substrate of FIG. 5.
  • the method for manufacturing a structural color substrate according to the present embodiment is different from the manufacturing method of the structural color substrate described with reference to FIGS. 1 and 3, but the material used for the production of the structural color substrate is the same, and the structural color Since the process of laminating the layers is the same, redundant description is omitted.
  • step S31 first, in the method of manufacturing a structural color substrate according to the present embodiment, at least one structural color layer 42 is laminated on the base substrate 10 (step S31).
  • the stacked structural color layer 42 is at least one or more, and the color displayed externally changes according to the number of stacked layers, and the stacking method, material, and the like of the structural color layer 42 are as described above.
  • the structural color layer 42 is stacked on the entire surface of the base substrate 10, the color originally displayed by the base substrate 10 is changed by the structural color layer 42. Can be displayed externally.
  • a first pattern 32 is formed on the upper surface of the structural color layer 41 using quantum dots (step S22).
  • the first pattern 32 formed using the quantum dots is not shown because the thickness is relatively thin, but the separate upper substrate 22 is omitted and directly the structural color layer It may be formed on the upper surface of (442).
  • the first pattern 32 may be formed on the upper substrate 22.
  • first pattern 32 is directly formed on the structural color layer 42 or formed on the upper substrate 22, characteristics of the structure, arrangement, material, etc. of the first pattern 32 is the same as described above.
  • the upper substrate 22 is disposed on the upper surface of the structural color layer 42, and the first pattern (using the quantum dots on the upper substrate 22) 32).
  • the color displayed by the first pattern 31 at the position where the first pattern 31 is formed It can be displayed externally.
  • At least one structural color layer 43 is additionally stacked on the base substrate 10 on which the first pattern 32 is formed (step S33).
  • the structural color layer 43 that is additionally stacked is also at least one, and consequently, the first pattern 32 is interposed between the plurality of structural color layers 42 and 43. .
  • the selection of the material of the additionally laminated structural color layer 43 may be selected so that various structural colors can be displayed in consideration of the material of the previously laminated structural color layer 42.
  • the color displayed by the pre-stacked structural color layer 42 changes, and is displayed as the first pattern 32 is formed.
  • the color also changes.
  • the displayed color at the position where the first pattern 32 is formed is different from the displayed color at the stacked position where only the structural color layers 42 and 43 are overlapped.
  • a protective layer 52 is coated on the upper surface of the structural color layer 43 (step S34), and the coating of the protective layer 52 is described in the previous embodiment. Since it is the same as, redundant description is omitted.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a method of manufacturing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • 8A to 8G are process diagrams illustrating a method of manufacturing the structural color substrate of FIG. 7.
  • the manufacturing method of the structural color substrate according to this embodiment is also different from the manufacturing method of the structural color substrate described with reference to FIGS. 1, 3, and 5, but the materials used for manufacturing the structural color substrate are the same. , Since the process of laminating the structural color layers is the same, redundant description is omitted.
  • step S31 first, in the method of manufacturing a structural color substrate according to the present embodiment, at least one structural color layer 44 is laminated on the base substrate 10 (step S31).
  • the stacked structural color layer 44 is at least one or more, and the color displayed externally changes according to the number of stacked layers, and the stacking method, material, and the like of the structural color layer 44 are as described above.
  • the second color B originally displayed by the base substrate 10 is the structural color layer 44 ) And can be displayed externally.
  • the structural color layer 44 is laminated on the entire surface of the base substrate 10, a separate pattern is not displayed externally but is displayed in the same color.
  • the color may be displayed by changing to another color.
  • a mask pattern 60 is disposed on the structure color layer 44, and the structure color layer 44 is used using the mask pattern 60. Is patterned to form a first pattern 46 (step S32).
  • the mask pattern 60 may include an opening in which a portion in which the first pattern 46 is formed is opened.
  • the first pattern 46 may be formed through a photolithography process or an etching process.
  • the mask pattern 60 may be a mask pattern that absorbs light or blocks light, and the structure color layer 44 is patterned according to absorption or blocking of light to include the first pattern 46 It may be formed of a structural color pattern (45).
  • the portion where the first pattern 46 is formed is a portion that is not photocured and may be removed through a separate removal process.
  • the mask pattern 60 may also serve as an etch stopper, so that the structural color layer 44 is selectively etched to form a structural color pattern including the first pattern 46 It may be formed of (45).
  • the first pattern 46 is extended to form the first pattern 46 and the extended first extension pattern 11 on the base substrate 10. (Step S33).
  • the first extension pattern 11 may also be formed through a photolithography process or an etching process.
  • the mask pattern 60 serves as a mask pattern that absorbs light or blocks light together with the structural color pattern 45, so that the base substrate 10 is patterned according to absorption of light or blocking of light.
  • a first extension pattern 11 extending in the same pattern as the first pattern 46 is formed.
  • the portion where the first extension pattern 11 is formed is a portion that is not photocured and may be removed through a separate removal process.
  • the first extension pattern 11 is formed inside the base substrate 10, and the depth drawn into the inside of the base substrate 10 can be variously controlled.
  • the mask pattern 60 may serve as an etch stopper together with the structural color pattern 45, so that the base substrate 10 is selectively etched to thereby etch the first pattern
  • a first extension pattern 11 extending from 46 may be formed inside the base substrate 10.
  • the mask pattern 60 positioned on the structure color pattern 45 is removed.
  • step S34 the interior of the first pattern 46 and the first extension pattern 11 are filled with quantum dots 32.
  • the quantum dots are filled using a capillary phenomenon, or the quantum dots After imprinting the inside of the first pattern 46 and the first extension pattern 11, a process of doctoring the surface may be used.
  • the first pattern 46 filled with the quantum dots 32 is outward.
  • the first color (A) that is the color of the quantum dot 32 is displayed.
  • a first color (A) is displayed in an area where the first pattern 46 is formed, and the first pattern 46 is not formed. In the case of an area, the color indicated by the structural color layer 44 is displayed.
  • the color displayed to the outside may be changed according to the angle of incident light incident on the structural color substrate, that is, according to the angle at which the structural color substrate is observed. However, it is maintained that different colors are displayed at portions where the first pattern 46 is formed and portions where the first pattern 46 is not formed.
  • the structure color substrate having various and complicated patterns and colors can also be manufactured through the method of manufacturing the structure color substrate according to the present embodiment, and information on the patterns and colors will be described later, but may be separately encrypted. Based on the information on the encrypted pattern and color, identification of the corresponding structural color substrate can be performed.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing colors displayed externally according to the light conversion structure included in the structural color substrate of FIG. 9. In this case, in FIG. 10, a cross-sectional shape of the light conversion structure 70 is additionally illustrated on the side for convenience of description.
  • the structure color substrate 104 includes a base substrate 10, a first pattern 30 (or an upper substrate 20 on which a first pattern is formed), at least one or more It includes a structure color layer 40 and a light conversion structure (70).
  • the base substrate 10 may be a black-based substrate as described above. That is, the base substrate 10 displays a black series to the outside if a separate layer is not formed on the top, but in this embodiment, it is displayed in a different color as other layers are stacked, which will be described later.
  • the upper substrate 20 is disposed on the base substrate 10 and a first pattern 30 is formed on the upper substrate 20, but the upper substrate 20 is omitted and the base Only the first pattern 30 may be formed on the substrate 10. In this case, since the thickness of the first pattern 30 is relatively thin, even if the upper substrate 20 is omitted, there are no process problems or alignment problems in forming the subsequent structural color layer 40. .
  • the first pattern 30 is formed on the upper substrate 20, not only the description thereof, but not shown, the upper substrate 20 is omitted and the first pattern It will also be described that only the (30) is formed.
  • the first pattern 30 may be formed alone or on the upper substrate, and the first pattern is called the upper substrate 20 on which the first pattern is formed. It does not mean to be formed on the upper substrate 20.
  • the upper substrate 20 may be a transparent substrate that transmits light, and the configuration or material is omitted as described above.
  • Quantum dots are formed on the upper substrate 20 as a first pattern 30.
  • the first pattern 30 is a pattern embedded in the upper surface of the upper substrate 20, as shown in FIG. 9, and also for a method of manufacturing the first pattern 30 Since it has already been described, it is omitted.
  • the first substrate 30 may be formed by omitting the upper substrate 20 and directly using the quantum dots on the base substrate 10.
  • the first pattern 30 may be a long pattern extending in one direction even if it is formed on the upper substrate 20 or the upper substrate 20 is omitted and formed.
  • the first pattern 30 may be a long pattern extending in one direction even if it is formed on the upper substrate 20 or the upper substrate 20 is omitted and formed.
  • the separation distance between each of the patterns may be formed uniformly or differently, and in the case of the dot pattern, the shape of the dot may be formed in various shapes other than a circular shape.
  • the first pattern 30 is formed of quantum dots, and the first pattern 30 may be displayed as a first color (A) on the outside.
  • the structural color layer 40 is laminated on at least one or more layers and is formed on the upper surface of the upper substrate 20.
  • the structural color layer 40 may change the color displayed externally according to the number of layers to be stacked, and accordingly, the number of layers to be stacked may be changed in consideration of the displayed color.
  • the structural color layer 40 may be directly formed on the first pattern 30 when the upper substrate 20 is omitted, in which case the number or formation process, etc. of the upper substrate is formed. Is the same as
  • the structural color layer 40 is formed of the same number of layers on the entire upper surface of the upper substrate 20.
  • the material and manufacturing method of the structural color layer 40 are the same as described above, and thus will be omitted.
  • the first pattern (30) indicated by the first color (A) ) Is changed by the structural color layer 40 and is displayed by being changed to the first 1 'color (A').
  • the light conversion structure 70 is formed on the upper surface of the structural color layer 40, and includes a base frame 71 and at least one structure 72, 73, 74 disposed on the base frame 71. .
  • the base frame 71 is formed to have the same height over the entire surface of the structural color layer 40, and the at least one structure is formed in a predetermined pattern on the base frame 71.
  • the base frame 71 and the structures 72, 73, and 74 may be disposed or formed on the upper surface of the structural color layer 40 in an integrally formed state. That is, the structures 72, 73, and 74 may be formed in a shape protruding to the upper surface of the base frame 71.
  • the light conversion structure 70 may be separately manufactured through a fine pattern manufacturing process such as an imprinting process, and then formed on a top surface of the structural color layer 40 through a bonding process or the like.
  • the structure is a first structure 72 arranged in a line along the first direction X, and is arranged in a line along the first direction X and the first
  • a third structure 74 spaced apart from the second structure 73 in a predetermined distance along the direction Y may be included.
  • each of the first to third structures 72, 73, and 74 is a plane formed by the second direction Y and the third direction Z perpendicular to both of the first and second directions.
  • the cross-sectional shape cut along the (YZ plane) is a triangle, and the triangular shapes of the cross sections of each of the first to third structures 72, 73, and 74 may be formed differently.
  • each of the first to third structures 72, 73, and 74 may be a right-angled triangle, and the base and height may be formed differently. .
  • each structure 72, 73, and 74 are formed in an integral triangular shape, and as shown in FIG. 9, each structure includes fine triangles 75. It is formed so as to have a triangular shape as a whole.
  • the first structure 72 may be formed in a shape having a right angled triangle in cross section as a whole by forming a plurality of fine triangles 75 in close contact with each other.
  • the second and second structures can also be made to include the same fine triangles.
  • each of the structures constituting all the light conversion structures described in various embodiments to be described later is formed not only convexly protruding, but also concavely concave and formed, each structure has a plurality of fine triangles It can be manufactured to form a predetermined shape as a whole.
  • the light conversion structure 70 may include a transparent material.
  • the light passing through the structures 72, 73, and 74 in the light conversion structure 70 is refracted at different angles as the shapes of the structures 72, 73, and 74 are formed differently, Accordingly, the color expressed from the lower portions of the structures 72, 73, and 74 is changed. In addition, the changing color is changed differently by refraction due to a difference in shape of the structures 72, 73, and 74.
  • the second color B displayed by the structural color layer 40 located below is displayed as it is.
  • the first pattern 30 by the quantum dot is formed on the lower portion of the light conversion structure 70, the first pattern 30 by the quantum dot is the first color by the structural color layer 40 In addition to being displayed by changing to (A ⁇ ), since there is no change in refractive index due to the shape of the structures 72, 73, 74, the display of the first ⁇ color (A ⁇ ) is maintained without color change.
  • the color displayed to the outside through the structural color substrate 104 includes various patterns and complex colors, and it is impossible to imitate, thereby improving security. Will have Therefore, the information on the patterns and colors will be described later, but can be separately encrypted, and the structured color substrate can be identified based on the encrypted patterns and colors.
  • the color illustrated through FIG. 10 may be variously changed according to the material used, the number of structural color layers to be stacked, the type of the pattern of the light conversion structure, etc., and also depending on the direction of incident light. That is, it may be variously changed depending on the direction of observing the structural color substrate.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • 12 is a schematic diagram showing colors displayed externally according to the light conversion structure included in the structural color substrate of FIG. 11.
  • a cross-sectional shape of the light conversion structure 80 is additionally illustrated on the side for convenience of description.
  • the structural color substrate 105 according to the present embodiment is the same as the structural color substrate 104 described with reference to FIGS. 9 and 10 except for the shape of the light conversion structure 80, so the same reference is made to the same components. Use numbers and omit duplicate descriptions.
  • the structural color substrate 105 includes a base substrate 10, a first pattern 30 (or an upper substrate 20 on which a first pattern is formed), at least one. It includes the above structure color layer 40 and the light conversion structure 80, the arrangement, shape of the base substrate 10, the first pattern 30 or the upper substrate 20 and the structure color layer 40, The forming method and the like are all as described above.
  • the light conversion structure 80 in this embodiment includes a base frame 81, and at least one structure 82, 83, 84 formed on the base frame 81, but the at least one Structures (82, 83, 84) is characterized in that it has a shape embedded in the inside of the base frame (81).
  • the structures are arranged in a line along the first direction X and the first structure 82 and the first direction (embedded in the inside of the base frame 81)
  • a second structure 83 arranged in a line along X) and spaced parallel to the first structure 82 at a predetermined distance along the second direction Y and embedded inside the base frame 81
  • a third structure arranged in a line along the first direction (X) and spaced parallel to the second structure (83) at a predetermined distance along the second direction (Y) and embedded inside the base frame (81).
  • each of the first to third structures 82, 83, and 84 has a shape of a cross section cut along a plane (YZ plane) formed by the second direction (Y) and the third direction (Z). It is an embedded triangle, and the embedded triangle shape of each of the first to third structures 82, 83 and 84 may be formed differently.
  • each of the first to third structures 82, 83, and 84 may be triangles having different embedded cabinets.
  • the light conversion structure 80 may be separately produced through a fine pattern manufacturing process such as an imprinting process, and then formed on the upper surface of the structural color layer 40 through a bonding process or the like.
  • the light passing through the structures 82, 83, 84 is refracted at different angles as the formation is different, and thus the color expressed from the bottom of the structures 82, 83, 84 is Will change.
  • the changing color is different from each other by a difference in refraction due to a difference in the embedded shape of the structures 82, 83, and 84.
  • the second color B displayed by the structural color layer 40 located below is displayed as it is.
  • the structures 82, 83, and 84 when only the structural color layer 40 is located at the bottom, different colors are caused by differences in shapes of the structures 82, 83, 84, respectively. It is displayed outside. That is, when the first structure 82 is disposed on the structure color layer 40, the second color (B) is changed to a third color (C) and displayed, and the second structure 83 is disposed. In the case, the second color (B) is changed to the fourth color (D) and displayed. When the third structure 84 is disposed, the second color (B) is changed to the fifth color (E) to be displayed. Can be.
  • the first pattern 30 by the quantum dot is the first color by the structural color layer 40
  • the first pattern 30 by the quantum dot is the first color by the structural color layer 40
  • it is maintained as it is displayed as the first “A” color without color change.
  • the color displayed to the outside through the structural color substrate 105 includes various patterns and complex colors, and is impossible to imitate, thereby improving security. Will have Therefore, the information on the patterns and colors will be described later, but can be separately encrypted, and the structured color substrate can be identified based on the encrypted patterns and colors.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • 14 is a schematic diagram showing colors displayed externally according to the light conversion structure included in the structural color substrate of FIG. 13. In this case, in FIG. 14, a cross-sectional shape of the light conversion structure 70 is additionally illustrated on the side for convenience of description.
  • the structure color substrate 106 according to the present embodiment is shown in FIG. 9 except that the first pattern 30 (or, the upper substrate 20 on which the first pattern is formed) and the structure color layer 40 are arranged to be interchanged. And the structural color substrate 104 described with reference to FIG. 10, the same reference numerals are used for the same components, and overlapping descriptions are omitted.
  • the structural color substrate 106 includes a base substrate 10, at least one structural color layer 40, a first pattern 30 (or a first pattern) Upper substrate 20), and a photoconversion structure 70, except that the first pattern 30 or the upper substrate 20 is formed on the structure color layer 40, respectively.
  • the arrangement, shape and manufacturing method of the components are all the same.
  • At least one structural color layer 40 is stacked on the base substrate 10 to display the second color B outward.
  • the first pattern 30 displays a first color (A), or is formed on an upper surface of the structural color layer 40, or alternatively, the upper substrate 20 displays a first color (A) of the quantum dot In the state formed by the first pattern 30, it is formed on the upper surface of the structural color layer 40.
  • a first color (A) is displayed outside in an area where the first pattern 30 is formed, and is removed outside in an area where the first pattern 30 is not formed.
  • Two colors (B) are displayed.
  • the structures 72, 73 of the light conversion structure 70 are In the region where 74) is formed, the color is changed and displayed.
  • the second color B displayed by the structural color layer 40 located below is displayed as it is.
  • the first pattern 30 by the quantum dot is formed under the light conversion structure 70, the first pattern 30 by the quantum dot is the shape of the structures 72, 73, 74 Since there is no change in refractive index due to, it is maintained as the first color (A) without color change.
  • the color displayed to the outside through the structural color substrate 106 includes various patterns and complex colors, and pattern that improves security because imitation is impossible Will have Therefore, the information on the patterns and colors will be described later, but can be separately encrypted, and the structured color substrate can be identified based on the encrypted patterns and colors.
  • FIG. 13 only the structures of the light conversion structure 70 are formed to protrude on the base frame, but the light conversion structure is embedded in the base frame as described with reference to FIGS. 11 and 12. It may be formed.
  • FIG. 15 is a perspective view showing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • the structure color substrate 107 according to the present embodiment, except that the structure color layer 40_2 is additionally formed on the first pattern 30 (or the upper substrate 20 on which the first pattern is formed), Since the structural color substrate 106 described with reference to FIG. 13 is substantially the same, the same reference numerals are used for the same components, and overlapping descriptions are omitted.
  • the structural color substrate 107 includes a base substrate 10, at least one structural color layer 40_1, a first pattern 30 (or an upper substrate on which a first pattern is formed) 20)), at least one additional structural color layer 40_2, and a photoconversion structure 70, wherein the additional structural color layer 40_2 is added to the first pattern 30 or the upper substrate 20 Except that it is formed of, the arrangement, shape and manufacturing method of each component are all the same.
  • the upper substrate 20 on which the first pattern 30 or the first pattern 30 is formed includes at least one structural color layer 40_1 and at least one additional structural color layer 40_2. It is characterized in that formed between.
  • each of the structural color layers 40_1 and 40_2 formed on the lower and upper portions of the first pattern 30 or the upper substrate 20 may be formed of at least one or more layers, respectively.
  • the number of layers to be made may be different.
  • the color displayed externally includes various patterns and complex colors, and it is impossible to imitate, thereby having a pattern of improving security. Therefore, the information on the patterns and colors will be described later, but can be separately encrypted, and the structured color substrate can be identified based on the encrypted patterns and colors.
  • 16 is a cross-sectional view showing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • the structural color substrate 108 is a structural color substrate (described with reference to FIGS. 9 and 10) except that at least one structural color layer 47 is stacked on the upper surface of the light conversion structure 90. 104), the same reference numerals are used for the same components, and overlapping descriptions are omitted.
  • the structural color substrate 108 includes a base substrate 10, a first pattern 30 (or an upper substrate 20 on which a first pattern is formed), and a light conversion structure 90. ) And at least one structure layer 47.
  • the upper substrate 20 including the first substrate 30 or the first pattern formed on the base substrate 10 and the base substrate 10 is the structure described with reference to FIGS. 9 and 10. The same as in the color substrate 104.
  • the light conversion structure 90 is formed on the upper substrate 20 on which the first pattern 30 or the first pattern 30 is formed.
  • the light conversion structure 90 includes a base frame 91 and at least one or more structures 92, 93, 94, and 95 formed on the base frame 91.
  • the light conversion structure 90 is formed on the upper substrate 20 on which the first pattern 30 or the first pattern is formed, and each of the structures 92, 93, 94, 95 It is the same as described with reference to the light conversion structure 70 described with reference to Figure 9, except that it is formed to extend in a direction perpendicular to the drawing of 16.
  • cross-sectional shapes of the first to fourth structures 92, 93, 94, and 95 constituting the light conversion structure 90 may be different from each other, for example, each cross-section It has a right-angled triangular shape and can have different bases and heights. Thus, they have different refractive indices.
  • the structure layer 47 is laminated on the top surface of the light conversion structure 90 as at least one layer.
  • the structure layer 47 is the same number of layers and the same height on the front surface of the light conversion structure 90, that is, the upper surface of both the base frame 91 and the structures 92, 93, 94, 95 It is formed uniformly.
  • the structural color layer 47 is also formed on the upper surface of the base frame 91, the first color displayed by the first pattern 30 formed under the base frame 91 ( A) may be changed through the structural color layer 47, and a first color (A ′) may be displayed outside.
  • the light passing through the structures 92, 93, 94, and 95 in the light conversion structure 90 has different shapes of the structures 92, 93, 94, and 95. Therefore, even if the structures are refracted at different angles, and thus the structural color layer 47 is formed on the upper surfaces of the structures 92, 93, 94, 95, the color of the structural color layer 47 (for example, The second color (B) is respectively changed according to the patterns of the structures 92, 93, 94, and 95 and is displayed outside.
  • the color displayed externally through the structural color substrate 108 according to the present embodiment includes a variety of patterns and complex colors, and it is impossible to imitate, thereby having a pattern of improving security. Therefore, the information on the patterns and colors will be described later, but can be separately encrypted, and the structured color substrate can be identified based on the encrypted patterns and colors.
  • 17 is a cross-sectional view showing a structural color substrate according to another embodiment of the present invention.
  • the structure color substrate 109 according to the present embodiment is formed except that at least one structure layer of the light conversion structure 170 is formed by being embedded inside the base frame 171 as described with reference to FIG. 11. , Since it is substantially the same as the structural color substrate 108 described with reference to FIG. 16, the same reference numerals are used for the same components and overlapping descriptions are omitted.
  • the structure color substrate 109 includes a base substrate 10, a first pattern 30 (or an upper substrate 20 on which a first pattern is formed), and a photoconversion structure 170 ) And at least one structure layer 48.
  • the first pattern 30 may be formed on the base substrate 10 as a quantum dot.
  • the upper substrate 20 may include a first pattern 30 of quantum dots on the base substrate 10. Can be formed on.
  • the light conversion structure 170 is formed on the first pattern 30 or the upper substrate 20 on which the first pattern is formed, and the structure layer 48 includes at least one layer to form the light.
  • the conversion structure 170 is uniformly stacked over the entire surface.
  • the light conversion structure 170 includes a base frame 171 and at least one structure (172, 173, 174, 175) formed on the base frame 171, but the at least one structure ( 172, 173, 174, 175 is characterized in that it has a shape embedded in the inside of the base frame (171).
  • each of the first to fourth structures 172, 173, 174, and 175 may be formed to extend in a direction perpendicular to the drawing of FIG. 17, and the first to fourth structures 172, 173, 174, 175) cross-sectional shape may be different from each other, as shown, each cross-section is embedded into the inside of the base frame 171 to have a right-angled triangular shape, each of the base and the height is different from each other Can be configured.
  • the first to fourth structures 172, 173, 174, and 175 each have different refractive indices.
  • the structural color layer 48 is also formed on the upper surface of the base frame 171, the first color displayed by the first pattern 30 formed under the base frame 171 ( A) may be changed through the structural color layer 48, and the first color (A ′) may be displayed outside.
  • light passing through the structures 172, 173, 174, and 175 in the light conversion structure 170 has different shapes of the structures 172, 173, 174, and 175. As it is formed, it is refracted at different angles. Accordingly, even when the structural color layer 48 is formed on the upper surfaces of the structures 172, 173, 174, 175, the color of the structural color layer 48 (for example, the second color (B) is respectively changed according to the patterns of the structures 172, 173, 174, and 175 and is displayed externally.
  • the structural color layer 48 for example, the second color (B) is respectively changed according to the patterns of the structures 172, 173, 174, and 175 and is displayed externally.
  • the color displayed externally through the structural color substrate 109 according to the present embodiment includes various patterns and complex colors, and it is impossible to imitate, and thus has a pattern of improving security. Therefore, the information on the patterns and colors will be described later, but can be separately encrypted, and the structured color substrate can be identified based on the encrypted patterns and colors.
  • FIGS. 9 and 11 are flowchart illustrating a method of manufacturing the structural color substrates of FIGS. 9 and 11.
  • the first pattern 30 is formed using quantum dots on the upper surface of the base substrate 10.
  • Form (step S51) is formed using quantum dots on the upper surface of the base substrate 10.
  • step S52 if only the first pattern 30 is not formed alone, and the first pattern is formed through the upper substrate, forming the first pattern 30 is performed on the upper surface of the base substrate 10.
  • the upper substrate 20 is disposed (step S52), and the first pattern 30 may be formed on the upper substrate 20 using quantum dots (step S53).
  • the upper substrate 20 on which the first pattern 30 is formed is the top surface of the base substrate 10 It can also be arranged or formed.
  • the method of forming the first pattern 30 on the upper substrate 20 is the same as described above, and the upper substrate 20 is formed on the upper surface of the base substrate 10 through imprinting or a bonding process. It can be arranged or formed.
  • At least one structural color layer 40 is stacked on the base substrate 10 on which the first pattern 30 is formed (step S54).
  • the method of laminating the structural color layer 40, materials, and the like are as described above.
  • a light conversion structure 70 is formed on the structural color layer 40 (step S55), and the light conversion structure 70 is structured on the base frame 71 as described with reference to FIG. 9.
  • the (72, 73, 74) is formed to protrude, it may be disposed or formed on the structural color layer 40, and the structures may be formed to be embedded on the base frame as described with reference to FIG.
  • the structural color substrates 104 and 105 described with reference to FIGS. 9 and 11 can be manufactured.
  • FIG. 19 is a flowchart showing a method of manufacturing the structural color substrate of FIG. 13.
  • the at least one structural color layer 40 is stacked on the upper surface of the base substrate 10 (step S61).
  • the method of laminating the structural color layer 40, materials, and the like are as described above.
  • a first pattern 30 is formed on the upper surface of the structural color layer 40 using quantum dots (step S62).
  • the step of forming the first pattern 30 may include the upper substrate 20 on the upper surface of the structural color layer 40. It can be arranged (step S63), and the first pattern 30 may be formed on the upper substrate 20 using quantum dots (step S64).
  • the upper substrate 20 on which the first pattern 30 is formed is the top surface of the base substrate 10 It can also be arranged or formed.
  • the method of forming the first pattern 30 on the upper substrate 20 is as described above, and the upper substrate 20 is formed by imprinting or bonding on the upper surface of the structural color layer 40. It can be arranged or formed.
  • a light conversion structure 70 is formed on the base substrate 10 on which the first pattern 30 is formed (step S65), and the light conversion structure 70 is described with reference to FIG. 13.
  • the structures 72, 73, and 74 are formed to protrude on the base frame 71, they may be disposed or formed on the structural color layer 40.
  • the structures are formed to be embedded on the base frame It may be.
  • the structural color substrates 106 described with reference to FIG. 13 can be manufactured.
  • the at least one structural color layer 40_1 is stacked on the upper surface of the base substrate 10 (step S71).
  • the method of laminating the structural color layer 40_1, materials, and the like are as described above.
  • a first pattern 30 is formed on the upper surface of the structural color layer 40_1 using quantum dots (step S72).
  • the step of forming the first pattern 30 may include the upper substrate 20 on the upper surface of the structural color layer 40_1.
  • the first pattern 30 may be formed by using quantum dots on the upper substrate 20.
  • At least one structural color layer 40_2 is additionally stacked on the base substrate 10 on which the first pattern 30 is formed (step S73).
  • the structural color layer 40_2 may be additionally stacked on the upper substrate 20. .
  • the structural color layer 40_2 to be additionally stacked may be stacked in the same manner as the stacking method of the structural color layer 40_1, may be formed of different materials, and the number of each layer may be different. .
  • an optical conversion structure is formed on the upper surface of the structural color layer 40_2 (step S74), and the optical conversion structure may be formed as described with reference to FIG. 13.
  • the structural color substrate 107 described with reference to FIG. 15 can be manufactured.
  • the first pattern 30 is formed using quantum dots on the upper surface of the base substrate 10. To form (step S81).
  • the step of forming the first pattern 30 is the upper substrate 20 on the upper surface of the base substrate 10. Is arranged (step S82), and the first pattern 30 may be formed on the upper substrate 20 using quantum dots (step S83).
  • the upper substrate 20 on which the first pattern 30 is formed is the top surface of the base substrate 10 It can also be arranged or formed.
  • the method of forming the first pattern 30 on the upper substrate 20 is the same as described above, and the upper substrate 20 is formed on the upper surface of the base substrate 10 through imprinting or a bonding process. It can be arranged or formed.
  • the light conversion structures 90 and 170 are formed on the base substrate 10 on which the first pattern 30 is formed (step S84).
  • the light conversion structure 90 is formed on the upper substrate 20 after the structures 92, 93, 94, 95 are formed to protrude on the base frame 91 as described with reference to FIG. Can be placed or formed on.
  • the light conversion structure 170 is formed so that the structures 172, 173, 174, 175 are embedded on the base frame 171 as described with reference to FIG. 17, and then on the upper substrate 20. Can be placed or formed on.
  • the at least one structural color layer 47 or 48 is stacked on the light conversion structures 90 or 170 (step S85).
  • the lamination methods, materials, and the like of the structural color layers 47 and 48 are as described above.
  • the structural color substrates 108 and 109 described with reference to FIGS. 16 and 17 can be manufactured.
  • the structure color substrate may be manufactured, if the structure color substrate is used for security, security substrates (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109).
  • the structural color substrate that is, the security substrates (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109) (hereinafter, referred to as a security substrate) includes a variety of colors in various arrangements, so the colors And information about the arrangement is encrypted and may be used for maintaining security.
  • the color or arrangement of the security substrates may vary depending on the detailed process for manufacturing the security substrate. Since it can be changed, the same color or arrangement can be implemented only through the same process, so if the information about the manufacturing process and the color and arrangement is encrypted and protected, a third party can use the security substrates 100, 101, 102 , 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109).
  • the security substrates (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109) manufactured through the method of manufacturing the structural color substrate described above may be used in the security verification system described below, Accordingly, hereinafter, a security verification system using the security substrate will be described.
  • 22 is a schematic diagram showing a security verification system using a structural color substrate manufactured through a method of manufacturing a structural color substrate according to embodiments of the present invention.
  • 23 is a schematic diagram showing a state in which light is provided to a structural color substrate in the security verification system of FIG. 22.
  • the security verification system 200 is a system that performs verification and verification of the security substrates 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, and 109.
  • the security substrates 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, and 109 are manufactured through a method of manufacturing a structural color substrate described through the preceding embodiments.
  • the security verification system 200 in addition to including the security substrate (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109), the scanner 210, the information acquisition unit 240, a comparison determining unit 250, a database 260 and an output unit 270.
  • the security substrates (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109) include a unique color and pattern displayed outside by a structure color pattern formed therein, such a security substrate Information about colors and patterns of (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109) is encrypted and provided to the database 260.
  • the color and pattern are changed according to the manufacturing process of the security substrate (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109), the security substrate (100, 101, 102) , 103, 104, 105, 106, 107, 108, and 109) are also encrypted and provided to the database 260.
  • the color is displayed differently according to the incident light, and information on the color displayed according to the angle of the incident light is also encrypted and provided to the database 260.
  • the scanner 210 is disposed on the security substrate (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109), the security substrate (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109). That is, the scanner 210 includes the light emitting unit 220 and the light receiving unit 230, the incident light 221 to the security substrate (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109) ) Is provided, and the reflected light 231 reflected from the security substrates 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, and 109 is received.
  • the scanner 210 provides information about the incident light 221 and the reflected light 231 to the information acquisition unit 240.
  • the information acquisition unit 240 is implemented as an app (APP) for a mobile terminal, such as a mobile phone or a tablet PC, so that the user can directly receive the information through the app.
  • APP app
  • a mobile terminal such as a mobile phone or a tablet PC
  • the security substrate (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109), as described above, is manufactured so that various patterns are displayed in different colors, and accordingly, the scanner 210, scanning for the security substrate (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109), that is, when obtaining information about incident light and reflected light, it is necessary to perform scanning for each pattern do.
  • the security substrates 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, and 109 are formed to have a pattern arranged in a checkerboard form, for example.
  • the areas to be acquired through scanning on the security substrates 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, and 109 are the first to nth areas 110, 120, 130, ..., 140 , 104, 105, 106, 107, 108, 109).
  • the scanner 210 First to n-th regions with respect to the security substrates 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, and 109, receiving information about the arrangement of the patterns from the database 260 in advance. Scanning is performed by partitioning.
  • the scanner 210 is provided with first to n-th sub-scanners 211, 212, 213, ..., 214 to perform scanning for each of the first to n-th regions. Can be configured.
  • the first to n-th sub-scanners 211, 212, 213, ..., 214 of the scanner 210 are respectively the first to n-th regions 110, 120, 130, ..., 140), information on the incident light 221 and the reflected light 231 in respective regions is obtained and provided to the information acquisition unit 240.
  • the number or arrangement of the sub-scanners included in the scanner 210 is the number or arrangement of partitioned patterns of the security substrates 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, and 109. It should be changed considering.
  • the security substrate (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109), referring to the description through the manufacturing method of the previous structural color substrate, various materials are coated, inkjet, It is laminated through a process such as imprinting, and the boundary surfaces displaying each pattern may become unclear as the process progresses.
  • first region 110 and the second region 120 display different colors
  • the first to n-th sub-scanners 211, 212, 213, ..., 214 are the first to n-th regions 110, 120, 130, ..., 140 ) In scanning each, the entire area is not scanned, but only the center of the area, that is, the first to nth scanning areas 111, 121, 131, ..., 141 are scanned.
  • the uncertainty of the color information recognized as the colors are mixed or displayed between the two adjacent areas are displayed or have a gradation to be resolved, and information on the color displayed through the corresponding area can be more accurately obtained.
  • the scanner 210 is incident light to each of the divided regions of the security substrates 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109 through the light emitting unit 220 ( After providing 221, the reflected light 231 reflected from the respective regions is received through the light receiving unit 230, and the received information is provided to the information obtaining unit 240.
  • the information acquisition unit 240 provides light and light reception information for the security substrates 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, and 109 obtained from the scanner 210 Take, and obtain a security pattern for the security substrate (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109).
  • the information acquisition unit 240, the pattern of the security substrate (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109) and each area divided by the pattern Obtain information about the displayed color.
  • the comparison determining unit 250 is the security substrate (100, 101, 102, 103, 104, 105, provided from the database 260 and information about the security pattern obtained through the information acquisition unit 240, 106, 107, 108, and 109), the information on the encrypted color and pattern is compared with each other, and it is determined whether the scanned security board has information that matches the actual security board.
  • the comparison target of the comparison and determination unit 250 is a security pattern, which is information on the color in each region divided by the pattern arrangement pattern and the pattern, and the criteria for determining whether the match is various. Can be set. For example, if 80% or more of the pattern arrangement pattern coincides, 80% or more of colors in each region may be matched, and the scanned security substrate may be determined to be a substrate that matches the actual security substrate.
  • the determination result in the comparison determination unit 250 is output to the outside through the output unit 270, so that the user can recognize whether the scanned security board is authentic.
  • FIG. 24 is a schematic view showing a state in which the scanner rotates to scan a structural color substrate (security substrate) in the security verification system of FIG. 22.
  • the color of the security substrate is changed according to the angle of the incident light, that is, the viewing angle for observing the security substrate from the outside.
  • the information about the color change according to the angle of the incident light is information that does not change at the same time as the manufacture of the security substrate is completed, and the information may be stored in the database 260.
  • the scanner 210 in this embodiment is the security substrate (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109) with respect to the central axis It is provided to be able to rotate with respect to.
  • the incident angle of the incident light 221 incident on the security substrates 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, and 109 changes. Accordingly, the color information of the security substrates 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, and 109 obtained through the emission light 231 is also changed.
  • the database 260 information about a change in color emitted according to the angle of incident light from the security substrates 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, and 109 is stored in advance. If possible, information on the color of the emitted light according to the angle of the incident light with respect to the security substrate to be verified can be obtained based on the scanning information obtained through the rotation of the scanner 210. The authenticity of the substrate can be determined with higher reliability.
  • the security substrate (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109) instead of rotating the scanner 210, the angle of the incident light can be changed. Also, in this case, it is possible to determine whether the security board is authentic or not with higher reliability by the same mechanism as described above.
  • rotation about the security substrates 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, and 109, or rotation relative to the scanner 210 provides incident light, that is, the security
  • the security As it is temporarily performed only when information on the substrates (100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109) is acquired, it is verified whether the security board is authentic by maintaining higher reliability can do.
  • a structural color substrate using quantum dots has a complex pattern of various forms according to the pattern of the quantum dots, the incident light Various colors may be patterned according to the direction to form a structural color substrate capable of emitting.
  • a structural color substrate may be formed using a photoconversion structure in which quantum dots and at least one structure are arranged, and various patterns of complex patterns may be obtained according to the pattern of the quantum dots and the shape or arrangement of the structure of the photoconversion structure. , It is possible to form a structural color substrate that can be patterned in a variety of colors depending on the direction of the incident light.
  • an encrypted security substrate can be manufactured, and can be used for recognition of an encryption code for bills or expensive items. , Can improve security.
  • the light conversion structure may be variously formed so as to protrude in the upper direction or be embedded in the base frame, and may include a pattern extending in one direction or an array pattern of various shapes, thereby varying the security pattern. You can implement anger.
  • the vertical cross section since the vertical cross section has a triangular shape and various combinations of cabinets can be implemented, it is possible to diversify and display the color to be converted to the outside, thereby further enhancing the encryption of the security pattern.
  • the pattern using the quantum dots can be formed to be embedded or projected on the substrate, and can be produced in various patterns that can be generated with encryption codes such as dot patterns, long patterns, checkerboard patterns, and improve productivity or process efficiency. I can do it.
  • the lamination of the structural color layer enables coating with a fine thickness of about several tens of nanos by using the atomic layer deposition method, but can maintain the effect according to the structural color, and can be effectively used in bills, barcodes, and the like.
  • the structural color substrate including the quantum dot, the structural color layer, and the light conversion structure can be manufactured through a relatively easy manufacturing process, it is possible to manufacture various patterns while improving productivity or process efficiency.
  • a security substrate manufactured through the method of manufacturing the structural color substrate it can be effectively utilized in a security verification system based on recognition of a security pattern using a scanner and matching with a previously stored security pattern.
  • the structural color substrate may be displayed in a complex color and pattern according to the addition of quantum dots or the addition of a photoconversion structure, and if it is encrypted and used only in a verification system, it is difficult for a third party to mimic the structural color substrate, thereby increasing security Can be improved. That is, the pattern or color indicated by the structural color substrate can be implemented only by imitating each manufacturing process as it is, and since there is no way to check the detailed manufacturing process with only the final product, security is improved because imitation is fundamentally impossible.
  • the displayed color may be blurred or difficult to identify at the interface with the adjacent pattern on the structural color substrate.
  • the scanner identifies the color at the center of each pattern to improve the identification power. Can be improved.
  • the database also includes information about the color displayed from the security pattern according to the angle of the incident light, and the scanner is rotated to change the angle of the incident light provided to the security substrate, so verification of a single security substrate can be performed in various ways. It can be done to improve the security.

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Abstract

구조색, 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 기판, 구조색 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 구조색 기판을 이용한 보안 검증시스템
본 발명은 구조색 기판, 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 포함하는 구조색 기판, 상기 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.
관련 선행기술로는 대한민국 등록특허 제10-1527360호, 및 대한민국 등록특허 제10-1703914호가 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 보다 다양하고 복잡한 패턴을 포함하여 암호화가 가능하여 보안성을 향상시키고, 제조가 용이한 구조색 기판에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 구조색 기판의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 또 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 표시하고, 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. 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 목적을 실현하기 위한 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법은, 베이스 기판 상에 양자점을 이용하여 제1 색상을 표시하는 제1 패턴을 형성하는 단계, 상기 제1 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 제2 색상을 표시하는 적어도 하나의 구조색 층을 적층하는 단계, 및 상기 구조색 층 상에 광변환 구조체를 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제1 색상은 상기 구조색 층의 적층에 따라 변화되어 표시되고, 상기 제2 색상은 상기 광변환 구조체의 형성에 따라 변화되어 표시될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 광변환 구조체를 형성하는 단계에서, 베이스 프레임 및 상기 베이스 프레임으로부터 돌출 또는 함입된 적어도 하나의 구조체를 포함하는 상기 광변환 구조체가, 상기 구조색 층 상에 일체로 형성될 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법은, 베이스 기판 상면에 제2 색상을 표시하는 적어도 하나의 구조색 층을 적층하는 단계, 상기 구조색 층의 상면에 양자점을 이용하여 제1 색상을 표시하는 제1 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 제1 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 상기 제2 색상을 변화시켜 표시하는 광변환 구조체를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법은, 베이스 기판 상면에 제2 색상을 표시하는 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 상기 제2 색상과 다른 색상을 표시하는 적어도 하나의 구조색 층을 추가로 적층하는 단계, 및 상기 구조색 층의 상면에 광변환 구조체를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판의 제조방법은, 베이스 기판 상면에 양자점을 이용하여 제1 색상을 표시하는 제1 패턴을 형성하는 단계, 상기 제1 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 광변환 구조체를 형성하는 단계, 및 상기 광변환 구조체 상면에 제2 색상을 표시하는 적어도 하나의 구조색 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 색상은 상기 구조색 층의 적층에 따라 변화되어 표시되고, 상기 제2 색상은 하부의 상기 광변환 구조체에 따라 변화되어 표시될 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 의한 구조색 기판은, 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 상부에 배치되며, 제1 색상을 표시하는 양자점으로 형성되는 제1 패턴, 상기 베이스 기판의 상부에 형성되는 적어도 하나의 구조색층, 및 상기 제1 패턴 및 상기 구조색층 중 적어도 하나의 상부에 배치되며, 서로 다른 형상을 가지는 적어도 하나의 구조체가 배열된 광변환 구조체를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 광변환 구조체는, 상기 제1 패턴 및 상기 구조색층 중 적어도 하나의 상면 상에 배치되는 베이스 프레임을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 구조체는, 상기 베이스 프레임으로부터 상부 방향으로 돌출된 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 구조체는, 상기 베이스 프레임의 내측으로 함입된 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 구조체는, 상기 베이스 프레임에서 일 방향으로 연장되거나 소정의 패턴으로 배열되며, 수직 단면은 삼각형 형상일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 구조색층은 제2 색상을 표시하고, 상기 적어도 하나의 구조체가 상기 구조색층과 중첩되는 경우, 상기 제2 색상은 변화되어 표시될 수 있다.
일 실시예에서, 서로 다른 형상의 상기 구조체에 상기 구조색층이 중첩되는 경우, 상기 제2 색상은 서로 다른 색으로 변화되어 표시될 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.
일 실시예에서, 상기 제1 패턴은 상기 베이스 기판 상면에 배치되고, 상기 적어도 하나의 구조색층은 상기 제1 패턴 상에 형성되며, 상기 광변환 구조체는 상기 구조색층 상면에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 구조색층은 상기 베이스 기판 상면에 형성되고, 상기 제1 패턴은 상기 구조색층 상면에 배치되며, 상기 광변환 구조체는 상기 제1 패턴 상에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 패턴은 상기 베이스 기판 상면에 배치되고, 상기 광변환 구조체는 상기 제1 패턴 상에 배치되며, 상기 적어도 하나의 구조색층은 상기 광변환 구조체의 상면을 따라 형성될 수 있다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 보안 검증 시스템은 보안 기판, 데이터베이스, 스캐너, 정보 획득부 및 비교 판단부를 포함한다. 상기 보안 기판은 양자점, 구조색 층 및 광변환 구조체 중 적어도 두 개를 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 스캐닝하여, 구획된 각 영역의 중심부의 색상을 식별할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 데이터베이스는, 상기 보안 패턴에 대하여, 입사광의 각도별로 표시되는 색상에 대한 정보를 포함하고, 상기 스캐너는, 상기 보안 기판에 대하여 회전하여, 상기 보안 기판으로의 입사광의 각도를 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정보 획득부는 모바일 단말기용 앱(APP)으로 구현될 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.
나아가, 양자점 및 적어도 하나의 구조체가 배열된 광변환 구조체를 이용하여 구조색 기판을 형성할 수도 있으며, 양자점의 패턴 및, 광변환 구조체가 가지는 구조체의 형상이나 배열에 따라 다양한 형태의 복잡한 패턴을 가져, 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, 광변환 구조체는, 베이스 프레임 상에 상부 방향으로 돌출되거나 내측으로 함입되도록 다양하게 형성할 수 있으며, 일 방향으로 연장된 패턴 또는 다양한 형태의 배열 패턴을 포함할 수 있어, 보안패턴의 다양화를 구현할 수 있다. 또한, 광변환 구조체의 경우, 수직 단면은 삼각형 형상으로, 내각의 조합을 다양하게 구현할 수 있으므로, 외부로 변환되어 표시하는 색상의 다양화가 가능하여 보안패턴의 암호화를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 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.
특히, 상기 양자점, 구조색 층 및 광변환 구조체를 포함하는 구조색 기판은 상대적으로 용이한 제작 공정을 통해 제작이 가능하므로, 다양한 패턴을 제작할 수 있으면서도 생산성이나 공정효율을 향상이 가능하다.
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 추가 또는 광변환 구조체의 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 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판을 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9의 구조색 기판이 포함하는 광변환 구조체에 따라 외부로 표시되는 색상을 도시한 모식도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판을 도시한 사시도이다.
도 12는 도 11의 구조색 기판이 포함하는 광변환 구조체에 따라 외부로 표시되는 색상을 도시한 모식도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판을 도시한 사시도이다.
도 14는 도 13의 구조색 기판이 포함하는 광변환 구조체에 따라 외부로 표시되는 색상을 도시한 모식도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판을 도시한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판을 도시한 단면도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판을 도시한 단면도이다.
도 18은 도 9 및 도 11의 구조색 기판의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 19는 도 13의 구조색 기판의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
[규칙 제91조에 의한 정정 16.10.2019]　
도 20은 도 15의 구조색 기판의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
[규칙 제91조에 의한 정정 16.10.2019]　
도 21은 도 16 및 도 17의 구조색 기판의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 22는 본 발명의 실시예들에 의한 구조색 기판의 제조방법을 통해 제조된 구조색 기판을 이용한 보안 검증 시스템을 도시한 모식도이다.
도 23은 도 22의 보안 검증 시스템에서 구조색 기판에 광이 제공되는 상태를 도시한 모식도이다.
도 24는 도 22의 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.
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.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판을 도시한 사시도이다. 도 10은 도 9의 구조색 기판이 포함하는 광변환 구조체에 따라 외부로 표시되는 색상을 도시한 모식도이다. 이 경우, 도 10에서는 설명의 편의를 위해 광변환 구조체(70)의 단면 형상을 측부에 추가로 도시하였다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에 의한 구조색 기판(104)은 베이스 기판(10), 제1 패턴(30)(또는 제1 패턴이 형성된 상부기판(20)), 적어도 하나 이상의 구조색층(40) 및 광변환 구조체(70)를 포함한다.
상기 베이스 기판(10)은 앞서 설명한 바와 같이 검은색 계열의 기판일 수 있다. 즉, 상기 베이스 기판(10)은 상부에 별도의 층이 형성되지 않는 다면 외부로 검은색 계열을 표시하게 되나, 본 실시예에서는 여타의 층이 적층됨에 따라 다른 색으로 표시되며 이에 대하여는 후술한다.
도 9에서는 상기 베이스 기판(10) 상에 상부기판(20)이 배치되고 상기 상부기판(20) 상에 제1 패턴(30)이 형성된 것을 도시하였으나, 상기 상부기판(20)은 생략되고 상기 베이스 기판(10) 상에 제1 패턴(30) 만이 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 제1 패턴(30)의 두께는 상대적으로 얇게 형성되므로 상기 상부기판(20)이 생략되더라도 후속되는 구조색층(40)의 형성에 있어 공정상의 문제나 정렬 등의 문제는 발생하지 않는다.
이에, 본 실시예에서는 상기 제1 패턴(30)이 상기 상부기판(20) 상에 형성되는 것을 도시하였으므로 이에 대한 설명 뿐 아니라, 도시하지는 않았으나, 상기 상부기판(20)이 생략되고 상기 제1 패턴(30) 만이 형성된 것에 대하여도 설명한다.
마찬가지로, 후속되는 실시예들에서도, 추가로 설명하겠으나, 상부기판 상에 제1 패턴이 형성되는 예 외에, 도면으로 도시되는 않았으나 상부기판이 생략되고 제1 패턴만 형성되는 예도 가능하다.
이에, 본 실시예에서는 물론 후속되는 실시예에서, 제1 패턴(30)은 단독으로 또는 상부기판 상에 형성될 수 있으며, 제1 패턴이 형성된 상부기판(20)이라함은 제1 패턴이 단독으로 형성되지 않고 상부기판(20) 상에 형성되는 것을 의미한다.
상기 상부기판(20)은 광을 투과시키는 투명기판일 수 있으며 구성이나 재료에 대하여는 앞서 설명하였는바 생략한다.
상기 상부기판(20)에는 양자점이 제1 패턴(30)으로 형성된다.
이 경우, 상기 제1 패턴(30)은 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 상부기판(20)의 상면의 내측으로 임베디드(embedded)된 패턴이며 상기 제1 패턴(30)의 제작 방법에 대하여도 이미 설명하였으므로 생략한다.
나아가, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 상부기판(20)을 생략하고, 상기 베이스 기판(10) 상에 직접 상기 양자점을 이용하여 상기 제1 패턴(30)을 형성할 수도 있다.
한편, 상기 제1 패턴(30)은 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 상부기판(20) 상에 형성되거나 상부기판(20)이 생략되고 형성되더라도, 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.
또한, 상기 제1 패턴(30)은 양자점으로 형성되는 것으로, 상기 제1 패턴(30)은 외부로는 제1 색상(A)으로 표시될 수 있다.
상기 구조색층(40)은 적어도 하나 이상의 층으로 적층되어 상기 상부기판(20) 상면에 형성된다. 이 경우, 상기 구조색층(40)은 적층되는 층의 개수에 따라 외부로 표시되는 색상이 변화할 수 있으며, 이에 따라 표시되는 색상을 고려하여 적층되는 층의 개수를 변화시킬 수 있다.
이 경우, 상기 구조색층(40)은 상기 상부기판(20)이 생략되는 경우, 상기 제1 패턴(30) 상에 직접 형성될 수 있으며, 이 경우 개수나 형성 공정 등은 상부기판이 형성되는 경우와 동일하다.
상기 구조색층(40)은 상기 상부기판(20)의 상면 전체에 동일한 개수의 층으로 형성된다.
이 경우 상기 구조색층(40)의 재료 및 제조 방법에 대하여 앞서 설명한 바와 같으므로 생략한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 구조색층(40)이 적어도 하나 이상이 적층되어 외부로 제2 색상(B)을 표시한다고 하면, 상기 제1 색상(A)으로 표시되는 상기 제1 패턴(30)은 상기 구조색층(40)에 의해 변화되어 제1ㅄ색상(Aㅄ)으로 변화되어 표시된다.
상기 광변환 구조체(70)는 상기 구조색층(40)의 상면에 형성되며, 베이스 프레임(71) 및 상기 베이스 프레임(71) 상에 배치되는 적어도 하나의 구조체(72, 73, 74)를 포함한다.
상기 베이스 프레임(71)은 상기 구조색층(40)의 전면에 걸쳐 동일한 높이로 형성되며, 상기 적어도 하나의 구조체는 상기 베이스 프레임(71) 상에 소정의 패턴으로 형성된다.
이 경우, 상기 베이스 프레임(71) 및 상기 구조체(72, 73, 74)는 일체로 형성된 상태에서 상기 구조색층(40)의 상면에 배치 또는 형성될 수 있다. 즉, 상기 구조체(72, 73, 74)는 상기 베이스 프레임(71)의 상면으로 돌출되는 형상으로 형성될 수 있다.
상기 광변환 구조체(70)는 임프린팅 공정 등과 같은 미세 패턴 제작 공정을 통해 별도로 제작된 후, 상기 구조색층(40)의 상면에 접합 공정 등을 통해 형성될 수 있다.
또한, 상기 구조체(72, 73, 74)는 도 9에서는 서로 다른 형태로 3개가 형성되는 것을 도시하였으나, 상기 구조체의 개수, 배열 및 각각의 형태는 다양하게 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 구조체는 제1 방향(X)을 따라 일렬로 배열된 제1 구조체(72), 상기 제1 방향(X)을 따라 일렬로 배열되며 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향(Y)을 따라 상기 제1 구조체(72)와 소정 간격 평행하게 이격되는 제2 구조체(73), 및 상기 제1 방향(X)을 따라 일렬로 배열되며 상기 제2 방향(Y)을 따라 상기 제2 구조체(73)와 소정 간격 평행하게 이격되는 제3 구조체(74)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 구조체들(72, 73, 74) 각각은 상기 제2 방향(Y) 및 상기 제1 및 제2 방향들 모두에 수직인 제3 방향(Z)에 의해 형성되는 평면(YZ 평면)을 따라 잘린 단면의 형상이 삼각형이며, 상기 제1 내지 제3 구조체들(72, 73, 74) 각각의 단면의 삼각형 형상은 서로 다르게 형성될 수 있다.
즉, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제1 내지 제3 구조체들(72, 73, 74)의 각각의 단면 형상은 직각 삼각형일 수 있으며, 밑변과 높이가 서로 다르게 형성될 수 있다.
이상과 같이, 상기 제1 내지 제3 구조체들(72, 73, 74)은 일체의 삼각형 형태로 형성되는 것 외에, 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 구조체들이 미세 삼각형들(75)을 포함하도록 형성되어 전체적으로 삼각형의 형상을 가질 수 있다.
즉, 상기 제1 구조체(72)는 미세 삼각형들(75)이 복수개가 서로 밀착되어 형성됨으로써, 전체적으로 단면이 직각 삼각형인 형상으로 제작될 수 있으며, 마찬가지로, 비록 도시하지는 않았으나, 상기 제2 및 제3 구조체들(73, 74) 역시 동일하게 미세 삼각형들을 포함하도록 제작될 수 있다.
나아가, 후술되는 다양한 실시예들에서 설명되는 모든 광변환 구조체를 구성하는 각각의 구조체들은 볼록하게 돌출되어 형성되는 경우는 물론, 오목하게 함입되어 형성되는 경우에도, 각각의 구조체들이 복수의 미세 삼각형들을 포함하여 전체적으로 소정의 형상을 형성하도록 제작될 수 있다.
한편, 상기 광변환 구조체(70)는 투명한 재질을 포함할 수 있다.
그리하여, 상기 광변환 구조체(70)에서 상기 베이스 프레임(71)을 통과하는 광은 굴절되지 않고 그대로 투과되므로, 상기 베이스 프레임(71)의 하부로부터 발현되는 색상은 그대로 유지된다.
그러나, 상기 광변환 구조체(70)에서 상기 구조체들(72, 73, 74)을 통과하는 광은 상기 구조체들(72, 73, 74)의 형상이 서로 다르게 형성됨에 따라 서로 다른 각으로 굴절되며, 이에 따라 상기 구조체들(72, 73, 74)의 하부로부터 발현되는 색상은 변화하게 된다. 또한, 상기 변화하는 색상은 상기 구조체들(72, 73, 74)의 형상의 차이에 의한 굴절에 의해 서로 다르게 변화하게 된다.
즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 프레임(71)만 배치되는 영역에서는 하부에 위치한 상기 구조색층(40)에 의해 표시되는 제2 색상(B)이 그대로 표시된다.
그러나, 상기 구조체들(72, 73, 74)이 배치되는 영역에서는, 하부에 구조색층(40)만 위치하는 경우, 상기 구조체들(72, 73, 74) 각각의 형상의 차이에 의해 서로 다른 색상이 외부로 표시된다. 즉, 상기 구조색층(40)의 상부에 제1 구조체(72)가 배치되는 경우 상기 제2 색상(B)은 제3 색상(C)으로 변화되어 표시되고, 제2 구조체(73)가 배치되는 경우 상기 제2 색상(B)은 제4 색상(D)으로 변화되어 표시되고, 제3 구조체(74)가 배치되는 경우 상기 제2 색상(B)은 제5 색상(E)으로 변화되어 표시될 수 있다.
한편, 상기 광변환 구조체(70)의 하부에 양자점에 의한 제1 패턴(30)이 형성되는 경우라면, 상기 양자점에 의한 제1 패턴(30)은 상기 구조색층(40)에 의해 제1ㅄ색상(Aㅄ)으로 변화되어 표시되는 것 외에, 상기 구조체들(72, 73, 74)의 형상에 의한 굴절률 변화가 없으므로 색상 변화없이 그대로 제1ㅄ색상(Aㅄ)으로 표시되는 것이 유지된다.
그리하여, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 상기 구조색 기판(104)을 통해 외부로 표시되는 색상은 다양한 패턴과 복잡한 색상을 포함하게 되며, 모방이 불가능하여 보안성이 향상되는 패턴을 가지게 된다. 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.
이 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 도 10을 통해 예시된 색상은 사용되는 재료나 적층되는 구조색 층의 개수, 광변환 구조체의 패턴의 종류 등에 따라 다양하게 변화될 수 있으며, 또한 입사광의 방향에 따라, 즉 상기 구조색 기판을 관찰하는 방향에 따라서도 다양하게 변화될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 구조색 기판을 도시한 사시도이다. 도 12는 도 11의 구조색 기판이 포함하는 광변환 구조체에 따라 외부로 표시되는 색상을 도시한 모식도이다. 이 경우, 도 12에서는 설명의 편의를 위해 광변환 구조체(80)의 단면 형상을 측부에 추가로 도시하였다.
본 실시예에 의한 구조색 기판(105)은 광변환 구조체(80)의 형상을 제외하고는 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한 구조색 기판(104)과 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 구조색 기판(105)은 베이스 기판(10), 제1 패턴(30)(또는 제1 패턴이 형성된 상부기판(20)), 적어도 하나 이상의 구조색층(40) 및 광변환 구조체(80)를 포함하며, 상기 베이스 기판(10), 상기 제1 패턴(30) 또는 상기 상부기판(20) 및 상기 구조색층(40)의 배열, 형상, 형성방법 등은 모두 앞서 설명한 바와 같다.
다만, 본 실시예에서의 상기 광변환 구조체(80)는 베이스 프레임(81), 및 상기 베이스 프레임(81) 상에 형성된 적어도 하나의 구조체(82, 83, 84)를 포함하나, 상기 적어도 하나의 구조체(82, 83, 84)는 상기 베이스 프레임(81)의 내측으로 함입된 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 구조체는 제1 방향(X)을 따라 일렬로 배열되며 상기 베이스 프레임(81)의 내측으로 함입된 제1 구조체(82), 상기 제1 방향(X)을 따라 일렬로 배열되고 상기 제2 방향(Y)을 따라 상기 제1 구조체(82)와 소정 간격 평행하게 이격되며 상기 베이스 프레임(81)의 내측으로 함입된 제2 구조체(83), 및 상기 제1 방향(X)을 따라 일렬로 배열되고 상기 제2 방향(Y)을 따라 상기 제2 구조체(83)와 소정 간격 평행하게 이격되며 상기 베이스 프레임(81)의 내측으로 함입된 제3 구조체(84)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 구조체들(82, 83, 84) 각각은 상기 제2 방향(Y) 및 상기 제3 방향(Z)에 의해 형성되는 평면(YZ 평면)을 따라 잘린 단면의 형상이 함입된 삼각형이며, 상기 제1 내지 제3 구조체들(82, 83, 84) 각각의 단면의 함입된 삼각형 형상은 서로 다르게 형성될 수 있다.
즉, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제1 내지 제3 구조체들(82, 83, 84)의 각각의 단면 형상은 함입된 내각이 서로 다른 삼각형들일 수 있다.
이 경우, 상기 광변환 구조체(80)는 임프린팅 공정 등과 같은 미세 패턴 제작 공정을 통해 별도로 제작된 후, 상기 구조색층(40)의 상면에 접합 공정 등을 통해 형성될 수 있다.
그리하여, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 베이스 프레임(81)을 통과하는 광은 굴절되지 않고 그대로 투과되므로, 상기 베이스 프레임(81)의 하부로부터 발현되는 색상은 그대로 유지된다.
그러나, 상기 구조체들(82, 83, 84)을 통과하는 광은 형성이 서로 다르게 형성됨에 따라 서로 다른 각으로 굴절되며, 이에 따라 상기 구조체들(82, 83, 84)의 하부로부터 발현되는 색상은 변화하게 된다. 또한, 상기 변화하는 색상은 상기 구조체들(82, 83, 84)의 함입된 형상의 차이에 의한 굴절의 차이에 의해 서로 다르게 변화하게 된다.
즉, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 프레임(81)만 배치되는 영역에서는 하부에 위치한 상기 구조색층(40)에 의해 표시되는 제2 색상(B)이 그대로 표시된다.
그러나, 상기 구조체들(82, 83, 84)이 배치되는 영역에서는, 하부에 구조색층(40)만 위치하는 경우, 상기 구조체들(82, 83, 84) 각각의 형상의 차이에 의해 서로 다른 색상이 외부로 표시된다. 즉, 상기 구조색층(40)의 상부에 제1 구조체(82)가 배치되는 경우 상기 제2 색상(B)은 제3 색상(C)으로 변화되어 표시되고, 제2 구조체(83)가 배치되는 경우 상기 제2 색상(B)은 제4 색상(D)으로 변화되어 표시되고, 제3 구조체(84)가 배치되는 경우 상기 제2 색상(B)은 제5 색상(E)으로 변화되어 표시될 수 있다.
한편, 상기 광변환 구조체(80)의 하부에 양자점에 의한 제1 패턴(30)이 형성되는 경우라면, 상기 양자점에 의한 제1 패턴(30)은 상기 구조색층(40)에 의해 제1ㅄ색상(Aㅄ)으로 변화되어 표시되는 것 외에, 상기 구조체들((82, 83, 84)의 형상에 의한 굴절률 변화가 없으므로 색상 변화없이 그대로 제1ㅄ색상(Aㅄ)으로 표시되는 것이 유지된다.
그리하여, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 상기 구조색 기판(105)을 통해 외부로 표시되는 색상은 다양한 패턴과 복잡한 색상을 포함하게 되며, 모방이 불가능하여 보안성이 향상되는 패턴을 가지게 된다. 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 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판을 도시한 사시도이다. 도 14는 도 13의 구조색 기판이 포함하는 광변환 구조체에 따라 외부로 표시되는 색상을 도시한 모식도이다. 이 경우, 도 14에서는 설명의 편의를 위해 광변환 구조체(70)의 단면 형상을 측부에 추가로 도시하였다.
본 실시예에 의한 구조색 기판(106)은 제1 패턴(30)(또는, 제1 패턴이 형성된 상부기판(20)) 및 구조색층(40)의 배치 위치가 서로 바뀌는 것을 제외하고는 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한 구조색 기판(104)과 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 구조색 기판(106)은 베이스 기판(10), 적어도 하나 이상의 구조색층(40), 제1 패턴(30)(또는 제1 패턴이 형성된 상부기판(20)), 및 광변환 구조체(70)를 포함하며, 상기 제1 패턴(30) 또는 상기 상부기판(20)이 상기 구조색층(40)의 상부에 형성되는 것을 제외하고는, 각각의 구성요소의 배열, 형상 및 제조방법은 모두 동일하다.
즉, 본 실시예에서는 상기 베이스 기판(10) 상에 적어도 하나의 구조색층(40)이 적층되면서 외부로 제2 색상(B)을 표시한다.
상기 제1 패턴(30)은 제1 색상(A)을 표시하며, 상기 구조색층(40)의 상면에 형성되거나, 이와 달리, 상부기판(20)은 양자점이 제1 색상(A)을 표시하는 제1 패턴(30)으로 형성된 상태에서, 상기 구조색층(40)의 상면에 형성된다.
그리하여, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 제1 패턴(30)이 형성되는 영역에서는 외부로 제1 색상(A)이 표시되며, 상기 제1 패턴(30)이 형성되지 않는 영역에서는 외부로 제2 색상(B)이 표시된다.
다만, 상기 제1 패턴(30) 또는 상기 상부기판(20)의 상면 상에 상기 광변환 구조체(70)가 추가로 형성됨에 따라, 상기 광변환 구조체(70)의 상기 구조체들(72, 73, 74)이 형성되는 영역에서는 색상이 변화되어 표시된다.
즉, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 프레임(71)만 배치되는 영역에서는 하부에 위치한 상기 구조색층(40)에 의해 표시되는 제2 색상(B)이 그대로 표시된다.
그러나, 상기 구조체들(72, 73, 74)이 배치되는 영역에서는, 하부에 구조색층(40)만 위치하는 경우, 상기 구조체들(72, 73, 74) 각각의 형상의 차이에 의해 서로 다른 색상이 외부로 표시된다. 즉, 상기 구조색층(40)의 상부에 제1 구조체(72)가 배치되는 경우 상기 제2 색상(B)은 제3 색상(C)으로 변화되어 표시되고, 제2 구조체(73)가 배치되는 경우 상기 제2 색상(B)은 제4 색상(D)으로 변화되어 표시되고, 제3 구조체(74)가 배치되는 경우 상기 제2 색상(B)은 제5 색상(E)으로 변화되어 표시될 수 있다.
한편, 상기 광변환 구조체(70)의 하부에 양자점에 의한 제1 패턴(30)이 형성되는 경우라면, 상기 양자점에 의한 제1 패턴(30)은 상기 구조체들(72, 73, 74)의 형상에 의한 굴절률 변화가 없으므로 색상 변화없이 그대로 제1 색상(A)으로 표시되는 것이 유지된다.
그리하여, 도 14에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 상기 구조색 기판(106)을 통해 외부로 표시되는 색상은 다양한 패턴과 복잡한 색상을 포함하게 되며, 모방이 불가능하여 보안성이 향상되는 패턴을 가지게 된다. 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.
한편, 도 13에서는 상기 광변환 구조체(70)의 구조체들이 베이스 프레임 상에 돌출되어 형성되는 것만을 설명하였으나, 상기 광변환 구조체는 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한 바와 같이 베이스 프레임 상에 함입되어 형성될 수도 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판을 도시한 사시도이다.
본 실시예에 의한 구조색 기판(107)은 상기 제1 패턴(30)(또는, 제1 패턴이 형성된 상부기판(20)) 상에 추가로 구조색층(40_2)이 형성되는 것을 제외하고는, 도 13을 참조하여 설명한 구조색 기판(106)과 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 구조색 기판(107)은 베이스 기판(10), 적어도 하나 이상의 구조색층(40_1), 제1 패턴(30)(또는 제1 패턴이 형성된 상부기판(20)), 적어도 하나 이상의 추가 구조색층(40_2), 및 광변환 구조체(70)를 포함하며, 상기 추가 구조색층(40_2)이 상기 제1 패턴(30) 또는 상기 상부기판(20) 상에 추가로 형성되는 것을 제외하고는, 각각의 구성요소의 배열, 형상 및 제조방법은 모두 동일하다.
즉, 본 실시예에서는, 상기 제1 패턴(30) 또는 상기 제1 패턴(30)이 형성되는 상기 상부기판(20)은, 적어도 하나의 구조색층(40_1)과 적어도 하나의 추가 구조색층(40_2)의 사이에 형성되는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 제1 패턴(30) 또는 상기 상부기판(20)의 하부 및 상부에 형성되는, 상기 각각의 구조색층들(40_1, 40_2) 각각은 적어도 하나 이상의 층으로 형성될 수 있으며, 각각 형성되는 층의 개수는 서로 다를 수 있다.
그리하여, 본 실시예에 의한 상기 구조색 기판(107)을 통해서도, 외부로 표시되는 색상은 다양한 패턴과 복잡한 색상을 포함하게 되며, 모방이 불가능하여 보안성이 향상되는 패턴을 가지게 된다. 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 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판을 도시한 단면도이다.
본 실시예에 의한 구조색 기판(108)은 적어도 하나의 구조색층(47)이 광변환 구조체(90)의 상면 상에 적층되는 것을 제외하고는 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한 구조색 기판(104)과 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.
도 16을 참조하면, 본 실시예에 의한 구조색 기판(108)은 베이스 기판(10), 제1 패턴(30)(또는, 제1 패턴이 형성된 상부기판(20)), 광변환 구조체(90) 및 적어도 하나 이상의 구조체층(47)을 포함한다.
상기 베이스 기판(10) 및 상기 베이스 기판(10) 상에 형성되는 상기 제1 패턴(30) 또는 제1 패턴을 포함하는 상기 상부기판(20)은, 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한 상기 구조색 기판(104)에서와 동일하다.
다만, 본 실시예에서는 상기 제1 패턴(30) 또는 상기 제1 패턴(30)이 형성된 상기 상부기판(20) 상에 상기 광변환 구조체(90)가 형성된다.
상기 광변환 구조체(90)는 베이스 프레임(91) 및 상기 베이스 프레임(91) 상에 형성되는 적어도 하나 이상의 구조체들(92, 93, 94, 95)을 포함한다.
이 경우, 상기 광변환 구조체(90)는 상기 제1 패턴(30) 또는 제1 패턴이 형성된 상기 상부기판(20) 상에 형성되며, 상기 구조체들(92, 93, 94, 95) 각각이 도 16의 도면에 수직인 방향으로 연장되도록 형성되는 것을 제외하고는 도 9를 참조하여 설명한 상기 광변환 구조체(70)를 참조하여 설명한 바와 동일하다.
즉, 도 16에서도 상기 광변환 구조체(90)를 구성하는 각각의 제1 내지 제4 구조체들(92, 93, 94, 95)의 단면 형상은 서로 다를 수 있으며, 예를 들어, 각각의 단면은 직각 삼각형 형상을 가지며 밑변과 높이가 서로 다르게 구성될 수 있다. 그리하여, 서로 다른 굴절률을 갖게 된다.
또한, 본 실시예에서는 상기 구조체층(47)이 적어도 하나의 층으로 상기 광변환 구조체(90)의 상면 상에 적층된다. 이 경우, 상기 구조체층(47)은 동일한 개수의 층과 동일한 높이로 상기 광변환 구조체(90)의 전면, 즉 베이스 프레임(91) 및 구조체들(92, 93, 94, 95) 모두의 상면에 균일하게 형성된다.
그리하여, 상기 광변환 구조체(90)에서 상기 베이스 프레임(91) 만을 통과하는 광은 굴절되지 않고 그대로 투과되므로, 상기 베이스 프레임(91)의 하부로부터 발현되는 색상은 그대로 유지된다.
다만, 본 실시예에서는 상기 구조색층(47)이 상기 베이스 프레임(91)의 상면 상에도 형성되므로, 상기 베이스 프레임(91)의 하부에 형성된 제1 패턴(30)에 의해 표시되는 제1 색상(A)은 상기 구조색층(47)을 통해 변화되어 외부로는 제1ㅄ 색상(Aㅄ)이 표시될 수 있다.
한편, 도시하지는 않았으나, 상기 광변환 구조체(90)에서 상기 구조체들(92, 93, 94, 95)을 통과하는 광은 상기 구조체들(92, 93, 94, 95)의 형상이 서로 다르게 형성됨에 따라 서로 다른 각으로 굴절되며, 이에 따라 상기 구조색층(47)이 상기 구조체들(92, 93, 94, 95)의 상면에 형성되는 경우라도, 상기 구조색층(47)의 색상(예를 들어, 제2 색상(B))은 각각의 구조체들(92, 93, 94, 95)의 패턴들에 따라 각각 변화되어 외부로 표시된다.
그리하여, 본 실시예에 의한 상기 구조색 기판(108)을 통해 외부로 표시되는 색상은 다양한 패턴과 복잡한 색상을 포함하게 되며, 모방이 불가능하여 보안성이 향상되는 패턴을 가지게 된다. 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 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 구조색 기판을 도시한 단면도이다.
본 실시예에 의한 구조색 기판(109)은, 광변환 구조체(170)의 적어도 하나의 구조체층이 도 11을 참조하여 설명한 바와 같이 베이스 프레임(171)의 내측으로 함입되어 형성되는 것을 제외하고는, 도 16을 참조하여 설명한 구조색 기판(108)과 실질적으로 동일하므로 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 생략한다.
도 16을 참조하면, 본 실시예에 의한 구조색 기판(109)은 베이스 기판(10), 제1 패턴(30)(또는, 제1 패턴이 형성된 상부기판(20)), 광변환 구조체(170) 및 적어도 하나 이상의 구조체층(48)을 포함한다.
상기 제1 패턴(30)은 양자점으로 상기 베이스 기판(10) 상에 형성될 수 있으며, 이와 달리 상기 상부기판(20)이 양자점의 제1 패턴(30)을 포함하여 상기 베이스 기판(10) 상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 광변환 구조체(170)는 상기 제1 패턴(30) 또는 상기 제1 패턴이 형성된 상부기판(20) 상에 형성되며, 상기 구조체층(48)은 적어도 하나 이상의 층을 포함하여 상기 광변환 구조체(170)의 전면에 걸쳐 균일하게 적층된다.
이 경우, 상기 광변환 구조체(170)는 베이스 프레임(171), 및 상기 베이스 프레임(171) 상에 형성된 적어도 하나의 구조체(172, 173, 174, 175)를 포함하나, 상기 적어도 하나의 구조체(172, 173, 174, 175)는 상기 베이스 프레임(171)의 내측으로 함입된 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 상기 제1 내지 제4 구조체들(172, 173, 174, 175) 각각은 도 17의 도면에 수직인 방향으로 연장되도록 형성될 수 있으며, 상기 제1 내지 제4 구조체들(172, 173, 174, 175)의 단면 형상은 서로 다를 수 있으며, 도시된 바와 같이, 각각의 단면은 직각 삼각형 형상을 가지도록 상기 베이스 프레임(171)의 내측으로 함입되며, 각각은 밑변과 높이가 서로 다르게 구성될 수 있다. 그리하여, 상기 제1 내지 제4 구조체들(172, 173, 174, 175)은 각각 서로 다른 굴절률을 갖게 된다.
이미 설명한 바와 같이, 상기 광변환 구조체(170)에서 상기 베이스 프레임(171) 만을 통과하는 광은 굴절되지 않고 그대로 투과되므로, 상기 베이스 프레임(171)의 하부로부터 발현되는 색상은 그대로 유지된다.
다만, 본 실시예에서는 상기 구조색층(48)이 상기 베이스 프레임(171)의 상면 상에도 형성되므로, 상기 베이스 프레임(171)의 하부에 형성된 제1 패턴(30)에 의해 표시되는 제1 색상(A)은 상기 구조색층(48)을 통해 변화되어 외부로는 제1ㅄ 색상(Aㅄ)이 표시될 수 있다.
한편, 도시하지는 않았으나, 상기 광변환 구조체(170)에서 상기 구조체들(172, 173, 174, 175)을 통과하는 광은 상기 구조체들(172, 173, 174, 175)의 형상이 서로 다르게 함입되어 형성됨에 따라 서로 다른 각으로 굴절되며, 이에 따라 상기 구조색층(48)이 상기 구조체들(172, 173, 174, 175)의 상면에 형성되는 경우라도, 상기 구조색층(48)의 색상(예를 들어, 제2 색상(B))은 각각의 구조체들(172, 173, 174, 175)의 패턴들에 따라 각각 변화되어 외부로 표시된다.
그리하여, 본 실시예에 의한 상기 구조색 기판(109)을 통해 외부로 표시되는 색상은 다양한 패턴과 복잡한 색상을 포함하게 되며, 모방이 불가능하여 보안성이 향상되는 패턴을 가지게 된다. 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.
이하에서는, 앞서 도면을 참조하여 설명한, 구조색 기판들(104, 105, 106, 107, 108, 109) 각각의 제조방법에 대하여 설명한다.
도 18은 도 9 및 도 11의 구조색 기판의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 18을 참조하면, 우선, 도 9 및 도 11을 참조하여 설명한 구조색 기판들(104, 105)의 제조방법에서는, 상기 베이스 기판(10) 상면에 양자점을 이용하여 제1 패턴(30)을 형성한다(단계 S51).
이 경우, 상기 제1 패턴(30)만 단독으로 형성되지 않고, 상부기판을 통해 제1 패턴이 형성된다면, 상기 제1 패턴(30)을 형성하는 단계는, 상기 베이스 기판(10) 상면에 상기 상부기판(20)을 배치하고(단계 S52), 상기 상부기판(20) 상에 양자점을 이용하여 상기 제1 패턴(30)을 형성할 수 있다(단계 S53).
이 경우, 상기 상부기판(20) 상에 양자점을 이용하여 상기 제1 패턴(30)을 형성한 이후, 상기 제1 패턴(30)이 형성된 상기 상부기판(20)을 상기 베이스 기판(10) 상면에 배치 또는 형성할 수도 있다.
상기 상부기판(20) 상에 제1 패턴(30)을 형성하는 방법은 앞서 설명한 바와 같으며, 상기 상부기판(20)은 상기 베이스 기판(10)의 상면 상에 임프린팅이나 접합 공정 등을 통해 배치 또는 형성될 수 있다.
이 후, 상기 제1 패턴(30)이 형성된 베이스 기판(10) 상에 적어도 하나 이상의 구조색층(40)을 적층한다(단계 S54). 이 경우, 상기 구조색층(40)의 적층 방법, 재료 등에 대하여는 이미 설명한 바와 같다.
이 후, 상기 구조색층(40) 상에 광변환 구조체(70)를 형성하며(단계 S55), 상기 광변환 구조체(70)는 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이 베이스 프레임(71) 상에 구조체들(72, 73, 74)가 돌출되도록 형성한 후 상기 구조색층(40) 상에 배치 또는 형성할 수 있으며, 상기 구조체들은 도 11을 참조하여 설명한 바와 같이 베이스 프레임 상에 함입되도록 형성될 수도 있다.
그리하여, 도 9 및 도 11을 참조하여 설명한 상기 구조색 기판들(104, 105)을 제작할 수 있다.
도 19는 도 13의 구조색 기판의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 19를 참조하면, 우선, 도 13을 참조하여 설명한 구조색 기판(106)의 제조방법에서는, 상기 베이스 기판(10)의 상면에 상기 적어도 하나 이상의 구조색층(40)을 적층한다(단계 S61). 이 경우, 상기 구조색층(40)의 적층 방법, 재료 등에 대하여는 이미 설명한 바와 같다.
이 후, 상기 구조색층(40)의 상면에 양자점을 이용하여 제1 패턴(30)을 형성한다(단계 S62).
마찬가지로, 상기 제1 패턴(30)의 형성시 상부기판(20)을 이용한다면, 상기 제1 패턴(30)을 형성하는 단계는, 상기 구조색층(40)의 상면에 상기 상부기판(20)을 배치하고(단계 S63), 상기 상부기판(20) 상에 양자점을 이용하여 상기 제1 패턴(30)을 형성할 수 있다(단계 S64).
이 경우, 상기 상부기판(20) 상에 양자점을 이용하여 상기 제1 패턴(30)을 형성한 이후, 상기 제1 패턴(30)이 형성된 상기 상부기판(20)을 상기 베이스 기판(10) 상면에 배치 또는 형성할 수도 있다.
상기 상부기판(20) 상에 제1 패턴(30)을 형성하는 방법은 앞서 설명한 바와 같으며, 상기 상부기판(20)은 상기 구조색층(40)의 상면 상에 임프린팅이나 접합 공정 등을 통해 배치 또는 형성될 수 있다.
이 후, 상기 제1 패턴(30)이 형성된 상기 베이스 기판(10) 상에 광변환 구조체(70)를 형성하며(단계 S65), 상기 광변환 구조체(70)는 도 13을 참조하여 설명한 바와 같이 베이스 프레임(71) 상에 구조체들(72, 73, 74)이 돌출되도록 형성한 후 상기 구조색층(40) 상에 배치 또는 형성할 수 있으며, 도시하지는 않았으나 상기 구조체들은 베이스 프레임 상에 함입되도록 형성될 수도 있다.
그리하여, 도 13을 참조하여 설명한 상기 구조색 기판들(106)을 제작할 수 있다.
[규칙 제91조에 의한 정정 16.10.2019]　
도 20은 도 15의 구조색 기판의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
[규칙 제91조에 의한 정정 16.10.2019]　
도 20을 참조하면, 우선, 도 15를 참조하여 설명한 구조색 기판(107)의 제조방법에서는, 상기 베이스 기판(10)의 상면에 상기 적어도 하나 이상의 구조색층(40_1)을 적층한다(단계 S71). 이 경우, 상기 구조색층(40_1)의 적층 방법, 재료 등에 대하여는 이미 설명한 바와 같다.
이 후, 상기 구조색층(40_1)의 상면에 양자점을 이용하여 제1 패턴(30)을 형성한다(단계 S72).
마찬가지로, 상기 제1 패턴(30)의 형성시 상부기판(20)을 이용한다면, 상기 제1 패턴(30)을 형성하는 단계는, 상기 구조색층(40_1)의 상면에 상기 상부기판(20)을 배치하고, 상기 상부기판(20) 상에 양자점을 이용하여 상기 제1 패턴(30)을 형성할 수 있다.
이 후, 상기 제1 패턴(30)이 형성된 베이스 기판(10) 상에 적어도 하나의 구조색 층(40_2)을 추가로 적층한다(단계 S73). 이 경우, 상기 제1 패턴(30)이 상기 상부기판(20) 상에 형성된 경우라면, 상기 구조색 층(40_2)은 상기 상부기판(20) 상에 추가로 적층될 수 있음은 이미 설명한 바와 같다.
한편, 상기 추가로 적층되는 구조색층(40_2)은, 상기 구조색층(40_1)의 적층 방법과 동일하게 적층될 수 있으며, 서로 다른 재료로 형성될 수 있고, 각각의 층들의 개수는 서로 다를 수 있다.
이 후, 상기 구조색층(40_2)의 상면에 광변환 구조체를 형성하며(단계 S74), 상기 광변환 구조체는 도 13을 참조하여 설명한 바와 같은 구조로 형성될 수 있다.
그리하여, 도 15를 참조하여 설명한 상기 구조색 기판(107)을 제작할 수 있다.
[규칙 제91조에 의한 정정 16.10.2019]　
도 21은 도 16 및 도 17의 구조색 기판의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
[규칙 제91조에 의한 정정 16.10.2019]　
도 21을 참조하면, 우선, 도 16 및 도 17을 참조하여 설명한 구조색 기판(108, 109)의 제조방법에서는, 상기 베이스 기판(10) 상면 상에 양자점을 이용하여 제1 패턴(30)을 형성한다(단계 S81).
이 경우, 상기 제1 패턴(30)의 형성시 상부기판(20)을 이용한다면, 상기 제1 패턴(30)을 형성하는 단계는, 상기 베이스 기판(10) 상면 상에 상기 상부기판(20)을 배치하고(단계 S82), 상기 상부기판(20) 상에 양자점을 이용하여 상기 제1 패턴(30)을 형성할 수 있다(단계 S83).
이 경우, 상기 상부기판(20) 상에 양자점을 이용하여 상기 제1 패턴(30)을 형성한 이후, 상기 제1 패턴(30)이 형성된 상기 상부기판(20)을 상기 베이스 기판(10) 상면에 배치 또는 형성할 수도 있다.
상기 상부기판(20) 상에 제1 패턴(30)을 형성하는 방법은 앞서 설명한 바와 같으며, 상기 상부기판(20)은 상기 베이스 기판(10)의 상면 상에 임프린팅이나 접합 공정 등을 통해 배치 또는 형성될 수 있다.
이 후, 상기 제1 패턴(30)이 형성된 상기 베이스 기판(10) 상에 상기 광변환 구조체(90, 170)를 형성한다(단계 S84).
이 경우, 상기 광변환 구조체(90)는 도 16을 참조하여 설명한 바와 같이 베이스 프레임(91) 상에 구조체들(92, 93, 94, 95)이 돌출되도록 형성한 후 상기 상부기판(20) 상에 배치 또는 형성할 수 있다.
이와 달리, 상기 광변환 구조체(170)는 도 17을 참조하여 설명한 바와 같이 베이스 프레임(171) 상에 구조체들(172, 173, 174, 175)이 함입되도록 형성한 후 상기 상부기판(20) 상에 배치 또는 형성할 수 있다.
이 후, 상기 광변환 구조체(90, 170) 상면에 상기 적어도 하나 이상의 구조색층(47, 48)을 적층한다(단계 S85). 이 경우, 상기 구조색층(47, 48)의 적층 방법, 재료 등에 대하여는 이미 설명한 바와 같다.
그리하여, 도 16 및 도 17을 참조하여 설명한 상기 구조색 기판들(108, 109)을 제작할 수 있다.
한편, 앞선 실시예들을 통해 설명한 구조색 기판의 제조방법을 통해서는, 구조색 기판이 제조될 수 있으며, 이러한 구조색 기판은 보안에 사용되는 경우라면, 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)으로 제조될 수 있다. 상기 구조색 기판, 즉 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)(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, 104, 105, 106, 107, 108, 109)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, 104, 105, 106, 107, 108, 109)과 동일한 색상 및 배열을 나타내는 기판을 제조하는 것은 불가능하다.
이에, 상기에서 설명한 상기 구조색 기판의 제조방법을 통해 제조되는 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)은 후술되는 보안 검증 시스템에 사용될 수 있으며, 이에 따라 이하에서는 상기 보안 기판을 이용한 보안 검증 시스템에 대하여 설명한다.
도 22는 본 발명의 실시예들에 의한 구조색 기판의 제조방법을 통해 제조된 구조색 기판을 이용한 보안 검증 시스템을 도시한 모식도이다. 도 23은 도 22의 보안 검증 시스템에서 구조색 기판에 광이 제공되는 상태를 도시한 모식도이다.
도 22를 참조하면, 상기 보안 검증 시스템(200)은 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)에 대한 확인 및 검증을 수행하는 시스템으로, 이미 설명한 바와 같이 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)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, 104, 105, 106, 107, 108, 109)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, 104, 105, 106, 107, 108, 109)은 내부에 형성되는 구조색 패턴에 의해 외부로 표시되는 독특한 색상 및 패턴을 포함하며, 이러한 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)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, 104, 105, 106, 107, 108, 109)의 제조 공정에 따라 변화하는 것으로, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)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, 104, 105, 106, 107, 108, 109)의 상부에 배치되어, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)을 스캐닝한다. 즉, 상기 스캐너(210)는 발광부(220) 및 수광부(230)를 포함하여, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)으로 입사광(221)을 제공하고, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)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.
이 경우, 상기 정보 획득부(240)는, 핸드폰이나 태블릿 PC 등과 같은 모바일 단말기용 앱(APP)으로 구현되어, 사용자는 상기 앱을 통해 상기 정보를 직접 제공받을 수 있다.
한편, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)은, 앞서 설명한 바와 같이, 다양한 패턴이 서로 다른 색상으로 표시되도록 제조되며, 이에 따라, 상기 스캐너(210)는 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)에 대한 스캐닝, 즉 입사광 및 반사광에 대한 정보 획득시, 각각의 패턴별로 스캐닝을 수행하여야 한다.
즉, 도 23을 참조하면, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)이, 예를 들어 바둑판 형태로 배열되는 패턴을 가지도록 형성된다면, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)에서 스캐닝을 통해 획득되어야 하는 영역은 제1 내지 제n 영역(110, 120, 130, ..., 140, 104, 105, 106, 107, 108, 109)으로 구획될 수 있다.
따라서, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)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, 104, 105, 106, 107, 108, 109)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, 104, 105, 106, 107, 108, 109)의 구획되는 패턴의 개수나 배열을 고려하여 변경되어야 한다.
한편, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)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, 104, 105, 106, 107, 108, 109)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, 104, 105, 106, 107, 108, 109)에 대한 광 제공 및 광 수신 정보를 제공받아, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)에 대한 보안 패턴을 획득한다.
즉, 상기 정보 획득부(240)는, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)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, 104, 105, 106, 107, 108, 109)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, 104, 105, 106, 107, 108, 109)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 24는 도 22의 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, 104, 105, 106, 107, 108, 109)에 대한 스캐닝 및 이로부터 획득되는 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)의 패턴 및 색상에 대한 정보의 비교도 입사각을 변화시키며 수행할 수 있다.
즉, 도 24에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서의 상기 스캐너(210)는 중심축을 기준으로 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)에 대하여 회전이 가능하도록 구비된다.
이와 같이, 상기 스캐너(210)가 회전하게 되면, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)으로 입사되는 입사광(221)의 입사각은 변화하게 되며, 이에 따라 상기 출사광(231)을 통해 획득되는 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)에 대한 색상의 정보도 변화하게 된다.
따라서, 상기 데이터베이스(260)에, 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)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, 104, 105, 106, 107, 108, 109)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, 104, 105, 106, 107, 108, 109)에 대한 회전, 또는 상기 스캐너(210)에 대한 회전은, 입사광을 제공하는 경우, 즉 상기 보안 기판(100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109)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.
나아가, 양자점 및 적어도 하나의 구조체가 배열된 광변환 구조체를 이용하여 구조색 기판을 형성할 수도 있으며, 양자점의 패턴 및, 광변환 구조체가 가지는 구조체의 형상이나 배열에 따라 다양한 형태의 복잡한 패턴을 가져, 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, 광변환 구조체는, 베이스 프레임 상에 상부 방향으로 돌출되거나 내측으로 함입되도록 다양하게 형성할 수 있으며, 일 방향으로 연장된 패턴 또는 다양한 형태의 배열 패턴을 포함할 수 있어, 보안패턴의 다양화를 구현할 수 있다. 또한, 광변환 구조체의 경우, 수직 단면은 삼각형 형상으로, 내각의 조합을 다양하게 구현할 수 있으므로, 외부로 변환되어 표시하는 색상의 다양화가 가능하여 보안패턴의 암호화를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 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.
특히, 상기 양자점, 구조색 층 및 광변환 구조체를 포함하는 구조색 기판은 상대적으로 용이한 제작 공정을 통해 제작이 가능하므로, 다양한 패턴을 제작할 수 있으면서도 생산성이나 공정효율을 향상이 가능하다.
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 추가 또는 광변환 구조체의 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.
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.

Claims (35)

  1. 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.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 기판은 광을 흡수하며, 외부로 상기 제1 색상과 다른 제2 색상을 표시하고,
    상기 구조색 층의 적층에 따라, 상기 베이스 기판의 제2 색상은 변화되어 표시되는 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
  3. 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.
  4. 제3항에 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.
  5. 제4항에 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.
  6. 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.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상부기판은 투명 기판인 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 구조색 층 및 상기 제1 패턴의 상면에 보호층을 코팅하는 단계를 더 포함하는 구조색 기판의 제조방법.
  12. 제10항에 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.
  13. 제10항에 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.
  14. 베이스 기판 상에 양자점을 이용하여 제1 색상을 표시하는 제1 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 제2 색상을 표시하는 적어도 하나의 구조색 층을 적층하는 단계; 및
    상기 구조색 층 상에 광변환 구조체를 형성하는 단계를 포함하는 구조색 기판의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 색상은 상기 구조색 층의 적층에 따라 변화되어 표시되고,
    상기 제2 색상은 상기 광변환 구조체의 형성에 따라 변화되어 표시되는 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 광변환 구조체를 형성하는 단계에서,
    베이스 프레임 및 상기 베이스 프레임으로부터 돌출 또는 함입된 적어도 하나의 구조체를 포함하는 상기 광변환 구조체가, 상기 구조색 층 상에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
  17. 베이스 기판 상면에 제2 색상을 표시하는 적어도 하나의 구조색 층을 적층하는 단계;
    상기 구조색 층의 상면에 양자점을 이용하여 제1 색상을 표시하는 제1 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 상기 제2 색상을 변화시켜 표시하는 광변환 구조체를 형성하는 단계를 포함하는 구조색 기판의 제조방법.
  18. 베이스 기판 상면에 제2 색상을 표시하는 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 상기 제2 색상과 다른 색상을 표시하는 적어도 하나의 구조색 층을 추가로 적층하는 단계; 및
    상기 구조색 층의 상면에 광변환 구조체를 형성하는 단계를 포함하는 구조색 기판의 제조방법.
  19. 베이스 기판 상면에 양자점을 이용하여 제1 색상을 표시하는 제1 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 광변환 구조체를 형성하는 단계; 및
    상기 광변환 구조체 상면에 제2 색상을 표시하는 적어도 하나의 구조색 층을 형성하는 단계를 포함하는 구조색 기판의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 색상은 상기 구조색 층의 적층에 따라 변화되어 표시되고,
    상기 제2 색상은 하부의 상기 광변환 구조체에 따라 변화되어 표시되는 것을 특징으로 하는 구조색 기판의 제조방법.
  21. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 상부에 배치되며, 제1 색상을 표시하는 양자점으로 형성되는 제1 패턴;
    상기 베이스 기판의 상부에 형성되는 적어도 하나의 구조색층; 및
    상기 제1 패턴 및 상기 구조색층 중 적어도 하나의 상부에 배치되며, 서로 다른 형상을 가지는 적어도 하나의 구조체가 배열된 광변환 구조체를 포함하는 구조색 기판.
  22. 제21항에 있어서, 상기 광변환 구조체는,
    상기 제1 패턴 및 상기 구조색층 중 적어도 하나의 상면 상에 배치되는 베이스 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조색 기판.
  23. 제22항에 있어서, 상기 적어도 하나의 구조체는,
    상기 베이스 프레임으로부터 상부 방향으로 돌출된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 구조색 기판.
  24. 제22항에 있어서, 상기 적어도 하나의 구조체는,
    상기 베이스 프레임의 내측으로 함입된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 구조색 기판.
  25. 제22항에 있어서, 상기 적어도 하나의 구조체는,
    상기 베이스 프레임에서 일 방향으로 연장되거나 소정의 패턴으로 배열되며, 수직 단면은 삼각형 형상인 것을 특징으로 하는 구조색 기판.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 구조색층은 제2 색상을 표시하고,
    상기 적어도 하나의 구조체가 상기 구조색층과 중첩되는 경우, 상기 제2 색상은 변화되어 표시되는 것을 특징으로 하는 구조색 기판.
  27. 제26항에 있어서,
    서로 다른 형상의 상기 구조체에 상기 구조색층이 중첩되는 경우, 상기 제2 색상은 서로 다른 색으로 변화되어 표시되는 것을 특징으로 하는 구조색 기판.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 제1 패턴은 도트(dot) 패턴, 일 방향으로 연장된 장방향 패턴, 서로 교차되며 연장된 바둑판 패턴 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 구조색 기판.
  29. 제21항에 있어서,
    상기 제1 패턴은 상기 베이스 기판 상면에 배치되고,
    상기 적어도 하나의 구조색층은 상기 제1 패턴 상에 형성되며,
    상기 광변환 구조체는 상기 구조색층 상면에 배치되는 것을 특징으로 하는 구조색 기판.
  30. 제21항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 구조색층은 상기 베이스 기판 상면에 형성되고,
    상기 제1 패턴은 상기 구조색층 상면에 배치되며,
    상기 광변환 구조체는 상기 제1 패턴 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 구조색 기판.
  31. 제21항에 있어서,
    상기 제1 패턴은 상기 베이스 기판 상면에 배치되고,
    상기 광변환 구조체는 상기 제1 패턴 상에 배치되며,
    상기 적어도 하나의 구조색층은 상기 광변환 구조체의 상면을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 구조색 기판.
  32. 양자점, 구조색 층 및 광변환 구조체 중 적어도 두 개를 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 포함하는 보안 검증 시스템.
  33. 제32항에 있어서, 상기 스캐너는,
    상기 데이터베이스에 저장된 보안 패턴을 바탕으로 상기 보안 기판의 스캐닝 영역을 구획하여 각 영역별로 스캐닝하여, 구획된 각 영역의 중심부의 색상을 식별하는 것을 특징으로 하는 보안 검증 시스템.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 데이터베이스는, 상기 보안 패턴에 대하여, 입사광의 각도별로 표시되는 색상에 대한 정보를 포함하고,
    상기 스캐너는, 상기 보안 기판에 대하여 회전하여, 상기 보안 기판으로의 입사광의 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 보안 검증 시스템.
  35. 제32항에 있어서,
    상기 정보 획득부는 모바일 단말기용 앱(APP)으로 구현되는 것을 특징으로 하는 보안 검증 시스템.
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