KR20170112902A

KR20170112902A - 다층 다색의 색변환 입체 보안필름 및 그 제작방법

Info

Publication number: KR20170112902A
Application number: KR1020160106839A
Authority: KR
Inventors: 강명석
Original assignee: (주)쓰리에스엠케이
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2017-10-12

Abstract

본 발명은 다층 다색의 색변환 입체 보안필름에 관한 것으로, 색변환 입체 보안필름에서, 높이 방향으로 노출 면적이 점차 감소하도록 계단 형상의 다층으로 이루어진 나노구조물을 포함하여 이루어지고, 여기서 나노구조물은 높이 방향이면서 적어도 1면에 대해 계단 형상으로 가공된 다층의 패턴층이 가공된 베이스필름;과, 베이스필름 위에 코팅된 반사층, 반사층 위에 코팅된 유전체층과, 유전체층 위에 코팅된 투명층을 구비한 색변환층;을 포함하여 이루어진다.

Description

다층 다색의 색변환 입체 보안필름 및 그 제작방법{Color conversion stereoscopic security film with multi-layer and multi-color, and method for manufacturing thereof}

본 발명은 입체 보안필름에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 베이스필름에 나노 구조물을 일정 패턴의 여러 층으로 성형하고, 각 층에 특수 코팅함으로써, 입체감을 부여함과 더불어 보는 방향 및 각도에 따라 2색 이상의 다색으로 색변환할 수 있도록 한 다층 다색의 색변환 입체 보안필름 및 그 제작방법에 관한 것이다.

은행권, 여권, 신분증 등 보안이 필요한 각종 보안제품의 위변조를 방지하기 위하여 다양한 기술들이 개발되어 왔다. 그중에서도 관찰자가 보는 각도에 따라 색상이 변하는 색변환(Color-Shifting) 보안필름은 별도의 진위식별장치를 사용하지 않고도 시각적으로 진위를 식별할 수 있는 효과가 우수하여 다양한 형태로 개발되어 왔으며, 색변환 은선(Color-Shifting Security Thread), 홀로그램(Hologram), 색변환 잉크(Color-Shifting Ink)가 대표적인 예이다.

색변환 효과는 단순한 스캔 및 복사만으로는 재현해낼 수 없어 위조 방지 측면에서 상당히 효과적인 기술이나, 최근 시중의 유사 필름을 이용하는 모방 위조 사례가 증가하고 있어 단순한 색변환 효과만으로는 이러한 모방위조에 대처하기 어려운 상황이다. 이러한 모방 위조에 대응하기 위해 다양한 기술들이 제안하고 있다. 예를 들어, 미국특허 제7611168호는 박막 간섭층과 회절 패턴을 조합하여 보안 특성을 강화하는 기술을 제안하고, 한국공개특허 제2004-0074073호는 상이한 색조를 갖는 금속층들을 배치하여 상이한 색조가 나타나도록 하는 기술을 제안하고 있다. 또한, 한국등록특허 제1222855호에서는 복수의 오목 패턴 상에 색변환 박막을 형성하여 이중 반사율 특성(Bireflectivity) 특성과 편광(Polarization)에 따른 컬러 특성이 있는 기술을 제안하고 있다.

그러나 이들 색변환은 그 효과가 미흡하고, 입체감을 구현하기 어려우며, 복제가 쉽다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1429755호(2014.08.12. 공고) 대한민국 등록특허 제10-1408737호(2014.06.18. 공고) 대한민국 등록특허 제10-1436893호(2014.09.02. 공고) 대한민국 등록특허 제10-1534327호(2015.07.07. 공고)

상기된 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 베이스필름에 노출 면적이 다른 다층의 나노 구조물을 일정 패턴으로 성형하고, 각 층에 색변환을 위한 특수 코팅을 수행함으로써, 깊이에 따른 입체감이 부여되고, 보는 각도에 따라 다색의 색변환이 이루어지도록 한 다층 다색의 색변환 입체 보안필름 및 그 제작방법에 관한 것이다.

상기된 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 다층 다색의 색변환 입체 보안필름은 색변환 입체 보안필름에서, 높이 방향으로 노출 면적이 점차 감소하도록 계단 형상의 다층으로 이루어진 나노구조물을 포함하여 이루어진다.

여기서, 나노구조물은 높이 방향이면서 적어도 1면에 대해 계단 형상으로 가공된 다층의 패턴층이 가공된 베이스필름;과, 베이스필름 위에 코팅된 반사층, 반사층 위에 코팅된 유전체층과, 유전체층 위에 코팅된 투명층을 구비한 색변환층;을 포함하여 이루어진다.

또는, 나노구조물은 베이스필름;과, 베이스필름 위에 코팅된 전반사층, 전반사층 위에 높이 방향이면서 적어도 1면에 대해 게단 형상으로 패턴층을 이루는 다층의 유전체층과, 전반사층 및 유전체층 위에 코팅된 반투명층을 구비한 색변환층;을 포함하여 이루어진다.

그리고 나노구조물은 식별인쇄층과 관통홀을 더 구비하여 이루어진다.

여기서, 식별인쇄층은 당해 입체 보안필름의 고유 식별 문자 또는 숫자가 인쇄되어 베이스필름 위에 코팅된다.

또한, 관통홀은 고유 식별 문자 또는 숫자를 외부에서 확인할 수 있도록 식별인쇄층의 상방향이면서 반사층과 유전체층 또는, 전반사층과 유전체층을 관통하여 빈공간으로 가공되며, 투명층 또는 반투명층에 선택적으로 가공되어 이루어진다.

추가적으로 입체 보안필름은 색변환층에 코팅된 보호필름, 보호필름에 코팅된 보안필름과, 보안필름을 제품에 부착하기 위한 접착층 중 적어도 하나를 더 포함하여 이루어진다.

한편, 본 발명에 따른 다층 다색의 색변환 입체 보안필름을 제작하는 방법 중 제1실시 예는 계단 형상의 다층 구조물이 다수 가공된 금속 원판을 제작하는 제10단계(S10); 금속 원판으로 베이스필름에 계단 형상의 다층 패턴층을 적어도 하나 성형하는 제11단계(S11); 베이스필름에 반사층, 유전체층과 투명층을 순차적으로 코팅한 색변환층을 성형하는 제12단계(S12); 제품에 부착하기 위한 접착층을 성형하는 제13단계(S13);과 전면을 보호하기 위한 보호필름을 부착하는 제14단계(S14);를 포함하여 이루어진다.

여기서, 제10단계(S10)의 금속 원판은 유리기판 위에 레이저, 전지빔 또는 엑스레이를 이용하여 미세패턴을 노광한 후 현상과 핫 히팅을 수행하여 가 전태 상태의 1차 기판 금형을 제작하고, 이를 반복하여 계단 형상의 각 층을 완성한 후 최종적으로 전태를 수행하여 제작된다.

또한, 제1실시 예는 제12단계(S12)에서 반사층을 코팅하기 전에 패턴층 위에 식별인쇄층을 코팅하는 제12-1단계(S12-1);와 식별인쇄층의 상방향으로 빈공간인 관통홀을 가공하는 제12-2단계(S12-2);를 더 포함하여 이루어진다.

한편, 본 발명에 따른 다층 다색의 색변환 입체 보안필름을 제작하는 방법 중 제2실시 예는 베이스필름 위에 전반사층을 성형하는 제20단계(S20); 전반사층 위에 슬롯마스크를 이용하여 높이 방향으로 노출 면적이 점차 감소하도록 계단 형상의 다층의 유전체층을 성형하는 제21단계(S21); 전반사층과 유전체층의 노출된 면에 반투명층을 성형하는 제22단계(S22); 제품에 부착하기 위한 접착층을 성형하는 제23단계(S23);와 전면을 보호하기 위한 보호필름을 부착하는 제24단계(S24);를 포함하여 이루어진다.

여기서, 제21단계(S21)의 유전체층은 전반사층에 슬롯마스크를 이용하여 마스킹 작업을 한 후, 유전체를 코팅하여 각 층을 진공 증착하고, 층마다 슬롯마스크를 바꾸면서 이를 반복하여 계단 형상의 다층으로 가공한다.

또한, 제2실시 예는 제20단계(S20)에서 전반사층을 코팅하기 전에 유전체층이 코팅될 위치에 식별인쇄층을 베이스필름 위에 코팅하는 제20-1단계(S20-1);와 제20-1단계(S20-1) 이후에 식별인쇄층의 상방향으로 빈공간인 관통홀을 전반사층 에 가공하는 제20-2단계(S20-2); 및 제21단계(S21)에서 관통홀 을 연장하여 유전체층에 관통홀을 가공하는 제21-1단계(S21-1);를 더 포함하여 이루어진다.

상술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 정교한 미세 나노 패턴 제작 공정 및 다수 반복 정밀 정합공정으로 다층의 나노 구조물이 성형된 금형을 제작하고, 이 금형으로 입체 보안필름을 제작하므로 모방 제작이 원천적으로 불가능할 수 있고, 이 금형으로 제작된 보안필름의 위, 변조 방지에 탁월한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 이러한 입체 보안필름으로 구현된 입체 이미지는 종래의 마이크로 렌즈를 이용하여 확대된 입체 이미지와 동등하거나 향상된 깊이감을 표현할 수 있고, 움직이는 모습이 표현되므로 시각적으로 매우 우수한 아이 캐칭(Eye catching) 효과를 얻을 수 있다.

또, 다층 구조체들 중 일부 또는 각각에 대해 유전체층이 다양한 두께로 도포됨으로써, 나노구조물의 다양한 색변환 효과는 물론 그 깊이감에도 차이를 부여할 수 있는 효과가 있다.

또한, 나노구조물에 고유 식별 문자 또는 숫자를 인쇄한 인쇄층과, 이를 외부에서 확인할 수 있도록 반사층과 유전체층을 관통한 관통홀이 추가 성형됨으로써, 색변환층에 표현되는 색에 현혹되지 않으면서 외부에서 당해 입체 보안필름의 고유 식별 문자 또는 숫자를 명확히 인식하여 정품임을 확인할 수 있는 효과가 있다.

그리고 단색의 깊이감을 표현하는 입체 필름에서도 보는 방향에 따라 색상이 변경되어 표현될 수 있고, 이로 인해 표현되는 이미지에 입체감은 물론 다양한 색상 표현이 가능하며, 제품에 적용하였을 때 보안성과 식별성이 우수해 육안으로도 쉽게 제품의 진위 여부를 판별할 수 있음은 물론, 복제의 가능성을 원천 봉쇄할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 다층 다색의 색변환 입체 보안필름이 개략적으로 도시된 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 색변환층이 확대 도시된 측면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 베이스필름의 패턴층에 반사되는 빛이 양안으로 유도되는 이미지가 도시된 측면도이다.
도 4는 도 1의 변형 예이다.
도 5는 도 1의 입체 보안필름을 제작하기 위한 방법이 도시된 순서도이다.
도 6은 도 5의 방법에 따라 제작된 글라스 마스터 시편이 개략적으로 도시된 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 다층 다색의 색변환 입체 보안필름이 개략적으로 도시된 측면도이다.
도 8은 도 7의 변형 예이다.
도 9는 도 7의 입체 보안필름을 제작하기 위한 방법이 도시된 순서도이다.
도 10은 도 9의 방법에 따라 베이스필름에 증착하기 위한 슬롯마스크들이 도시된 도면이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 제1실시 예와 제2실시 예에 따라 제작된 보호필름이 수직 및 일정 각도에서 보여지는 이미지를 촬영한 사진이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있도록 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에 따른 다층 다색의 색변환 입체 보안필름은 계단 형상의 1층 또는 2층 이상인 다층 형태들이 미세패턴을 이루도록 상호 간에 이격되면서 다수 성형된 나노구조물에 보안 및 접착용 필름이 추가 코팅되어 제작될 수 있다. 여기서, 본 발명의 특징인 '나노구조물'은 제1실시 예와 제2실시 예가 도 2와 도 7에 도시되어 있다. 제1실시 예는 계단 형상의 다층 형태가 상호 이격되어 다수 성형된 베이스필름 위에 멀티 코팅층을 갖는 색변환층이 코팅되어 가공될 수도 있다. 여기서, 색변환층은 반사층 또는 전반사층, 유전체층과, 투명층 또는 반투명층 등이 순차적으로 증착되어 성형될 수 있다. 또한, 제2실시 예는 베이스필름 위에 진공증착으로, 반사층 또는 전반사층, 계단 형상의 다층 형태의 유전체층과, 투명층 또는 반투명층이 순차적으로 증착되어 성형될 수 있다. 여기서, 각 층은 측면상 높이방향으로 측면상 점차 그 폭이 좁아질 수도 있고, 평면상 면적이 좁아지도록 성형할 수도 있다.

이러한 나노구조물을 포함하여 제작된 입체 보안필름은 보는 각도에 따라 각 층의 색이 그대로 표현될 수도 있고, 각 층의 색이 서로 혼합되어 2가지 또는 3가지 이상이 혼합되어 새로운 색이 표현될 수도 있으며, 이들 색이 층마다 같거나 다르게 표현될 수 있다. 즉, 다층, 다색의 색변환과 더불어 깊이감을 표현할 수 있다. 또한, 유전체층은 각각의 다층 형태에서 부위별 두께를 다르게 하거나 이웃한 다층 형태들의 위치에 따라 두께를 다르게 함으로써, 해당 부위 및/또는 위치에서의 색을 조정하여 더욱 다양한 색을 표현할 수 있음은 물론, 깊이감의 차이를 통해 더욱 다양한 깊이감을 표현할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 다층 다색의 색변환 입체 보안필름에 대해 각 실시 예를 통해 자세히 설명하기로 한다.

<제1실시 예>

본 발명의 제1실시 예에 따른 다층 다색의 색변환 입체 보안필름은 도 1에 도시된 바와 같이, 나노구조물(100), 접착층(200), 보호필름층(300)과 보안필름층(400)을 포함하여 이루어진다.

나노구조물(100)은 상부에 대략 계단 형상의 패턴층(120)이 상호 이격되어 다수 성형되도록 베이스필름(110)이 가공되고, 이 베이스필름(110) 위에 색변환층(130)이 코팅되어 이루어진다.

여기서, 베이스필름(110)의 패턴층(120)은 일례로, 도 2에서 보듯이 기초층(121), 1차 패턴층(122), 2차 패턴층(123)과 3차 패턴층(124)의 패턴층(120)을 포함한 4층으로 이루어지고, 측면상 3곳에서 성형될 수 있다. 이 패턴층(120)은 후술된 금속원판에 의해 다양한 두께 및 면적으로 성형될 수 있고, 이에 관한 설명은 후술한다. 물론, 패턴층(120)은 기초층(121) 이외에 1차 패턴층(122)만 성형될 수도 있고, 1,2차 패턴층(122,123)만 성형될 수도 있으며, 1,2,3차 패턴층(122,123,124)을 포함한 더 높은 패턴층이 성형될 수도 있음은 물론, 측면상 1곳, 2곳, 또는 4곳 이상에서 성형될 수 있다. 또한, 패턴층(120)은 상호 간의 간격은 일정할 수도 있고, 일정하지 않을 수도 있다. 그리고 패턴층(120)은 각각 독립적으로 성형될 수 있고, 일면에만 계단 형상일 수 있으며, 2면 이상 계단 형상일 수 있고, 평면상, 원형, 삼각형, 사각형, 오각형과 육각형을 포함한 다각형으로 성형될 수 있다. 이때, 1차 패턴층(122)은 2차 패턴층(123)보다 표면적이 더 넓을 수 있고, 2차 패턴층(123)은 3차 패턴층(124)보다 표면적이 더 넓을 수 있다. 이러한 베이스필름(110)은 수지 계열의 필름일 수 있다. 여기서, 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET;polyethylene terephthalate), 폴리카보네이트(PC;polycabonate), 폴리염화비닐(PVC;polyvinyl chloride), 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU;thermoplastic polyurethane)와, 폴리프로필렌(PP;polypropylene) 중 어느 하나일 수 있고, 이외에도 경성 또는 연성의 투명 재질일 수 있고, 이외에 불투명한 재질일 수도 있다.

그리고 색변환층(130)은 패턴층(120)을 갖는 베이스필름(110) 위에 순차적으로 코팅된 반사층(131), 유전체층(132)과 투명층(133)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 반사층(131)은 일부 반사층 또는 전(全)반사층, 투명층(133)은 반투명층으로 대체될 수 있다.

반사층(131)은 베이스필름(110) 위에 코팅된다. 이 반사층(131)은 알루미늄(Al), 은(Ag)과 금(Au)과 같은 가시광선 영역에서 반사율이 높은 금속물질이 진공증착으로 코팅되어 제작되고, 거울과 같은 기능을 가질 수 있다. 이러한 반사층(131)은 일례로 베이스필름(110)의 전체 면적에 대해 고루 코팅될 수 있고, 다른 예로 1,2,3차 패턴층(122,123,124)에만 코팅될 수도 있다. 또 다른 예로, 1,2,3차 패턴층(122,123,124)과, 패턴층들 사이의 기초층(121) 일부위까지만 코팅될 수도 있다. 또한, 반사층(131)은 아름답고, 가공하기 쉽고, 변색이나 부식되지 않고, 입사된 적외선의 대략 98% 정도까지 반사시킬 정도로 반사 효과가 뛰어난 금으로 제작하는 것이 바람직하다. 이러한 반사층(131)은 일례로, 반사층(131)은 알루미늄, 은과 금 이외에도 반사 효과를 얻을 수 있는 금속 물질을 모두 포함할 수 있다.

다른 예로, 반사층(131)은 미세한 유리구슬들 또는 미세한 반사재료를 포함하여 제조된 코팅제를 코팅하여 성형할 수도 있다. 이때, 반사제는 입사된 빛이 같은 방향으로 되돌아가게 하는 재귀반사 방식을 이용하거나, 유리구슬 또는 반사재료를 코팅하여 입사된 빛이 여러 방향으로 반사되도록 하는 난반사 방식을 이용하거나, 입사된 빛이 일정한 방향으로 반사되는 정반사 방식을 이용하도록 제작될 수도 있다. 이때, 좀 더 많은 색이 혼합되어 더 많은 다양한 색을 표현하기 위해 난반사 방식이 바람직하다. 이 난반사 방식은 반구형 유리구슬 또는 반사재료가 무질서한 각도로 배치 및 코팅되도록 하거나, 코팅 표면이 불규칙적으로 울퉁불퉁하도록 유리구슬 또는 반사재료가 코팅되도록 하여 입사된 빛이 전혀 예상치 못한 방향으로 반사되도록 할 수도 있다. 또한, 난반사 방식 또는 정반사 방식은 평평한 면을 분할하여 각각 정해진 방향으로 반사하도록 하여 예상 가능한 여러 방향으로 반사되도록 할 수도 있다.

유전체층(132)은 반사층(131) 위에 코팅된다. 이 유전체층(132)은 반사층(131)의 전체 면적에 대해 고루 성형될 수 있다. 이러한 유전체층(132)은 실리콘 산화막(SiO2)으로 진공증착되어 코팅될 수 있고, 그 두께를 대략 200~550nm까지 조절하여 다양한 색변환 효과를 얻을 수 있다. 또한, 유전체층(132)은 패턴층(120) 중 일부 또는 각각에 대해 다양한 두께로 성형되어 도 2에서 보듯이 나노구조물(100)의 높이 h1과 h2와 같이 패턴층(120) 마다 그 높이가 다를 수 있다. 이로 인해, 유전체층(132)의 두께에 따라 나노구조물(100)의 다양한 색변환 효과는 물론 그 깊이감에도 차이를 부여할 수 있다. 또한, 유전체층(132)의 두께 설정은 표현하고자 하는 색에 따라 달라질 수 있고, 다층으로 적층되는 경우(도 7의 유전체층(132a) 참조), 각 층의 개수에 따라 달라질 수 있다. 한편, 1,2,3차 패턴층(122,123,124) 중 적어도 하나의 높이를 상호 다르게 하여 유전체층(132)의 두께 변화와 동일한 효과를 얻을 수도 있고, 1,2,3차 패턴층(122,123,124)과 유전체층(132)의 두께 변화를 동시에 설정하여 더욱 다양한 색 표현 및 깊이감을 표현할 수도 있다.

투명층(133)은 유전체층(132) 위에 성형된다. 이 투명층(133)은 투명한 특성의 재질이면 모두 가능하고, 특히 크롬(Cr) 재질일 수 있다. 또한, 투명층(133)은 투명도 또는 굴절률 등 광학적 특성에 따라 외부에서 관찰되는 색이 달라질 수 있으므로 원하는 색변환 효과에 맞도록 적절히 선택될 수 있다. 여기서, 투명층(133)은 인쇄되지 않은 단순한 표면일 수도 있고, 프라이머 코팅 후 표면이 인쇄될 수도 있다. 이외에 투명층(133) 대신 프라이머 코팅한 투명한 인쇄층이 성형될 수도 있고, 투명층(133) 위에 투명한 프라이머 코팅 인쇄층이 성형될 수도 있다.

이와 같이 성형된 나노구조물(100)은 일례로 도 2에서 보듯이, 기초층(121)과 1,2,3차 패턴층(122,123,124)의 4층으로 색을 분산시키게 되므로, 4개의 층에서 직접 반사된 단일 색 또는 회절되어 혼합된 색이 관찰자의 양안으로 유도되도록 하여 다색은 물론, 깊이감을 구현할 수 있도록 제작된다(도 3 참조). 만약, 나노구조물(100)이 연성 재질이고, 제품의 굴곡면에 부착되는 경우, 평평한 면에 대해 이웃한 패턴층(120)들의 층간 이격 거리가 달라져 빛의 회절 각도가 달라질 수 있다. 이로 인해, 입체 보안필름은 일례로, 각 층에서 회절된 색이 평평한 면에서는 2가지 색이 혼합되던 현상이 3가지 이상의 색이 혼합되어 표현될 수 있으므로, 더욱 다양한 색의 표현이 가능할 수 있다.

한편, 접착층(200)은 나노구조물(100)을 제품에 부착하기 위해 성형된다. 이 접착층(200)은 나노구조물(100)에서 색변환층(130)의 반대측면에 접착제 또는, 스티커 등을 포함한 접착용 합지 등의 부착으로 이루어진다. 이 접착층(200)은 입체 보안필름을 사출품에 적용할 경우, 배제될 수 있고, 이때 추후 별도의 접착제 등으로 직접 부착될 수도 있다.

또한, 보호필름층(300)은 색변환층(130) 위에 성형된다. 이 보호필름층(300)은 아크릴레이트 등을 포함한 투명한 수지일 수 있다. 이러한 보호필름층(300)은 사출품이나 보안문서를 비롯한 보안을 요구하는 다양한 제품에 적용되는 과정에서 생길 수 있는 손상을 방지하고, 적용된 제품을 실제 사용하는 과정에서 생기는 충격, 오염과 생활 기스 등으로부터 다층형 입체 보안필름을 보호하여 보안 효과를 오랫동안 유지시킬 수 있다.

그리고 보안필름층(400)은 보호필름층(300) 위에 성형된다. 이 보안필름층(400)은 나노구조물(100)을 포함한 입체 보안필름을 사출품에 적용할 때, 사출성형 과정에서 가해지는 열과 압력으로부터 입체 보안필름을 보호할 수 있다.

<변형 예>

도 2에 도시된 나노구조물(100)의 변형 예로, 도 4를 보면 패턴층(120) 위에 고유의 식별 문자가 인쇄된 식별인쇄층(140)과, 이 식별인쇄층(140)의 상방향으로 반사층(131)과 유전체층(132)을 관통하여 가공된 관통홀(150)을 더 구비할 수 있다.

식별인쇄층(140)은 당해 입체 보안필름의 고유 식별 문자 또는 숫자가 인쇄되어 패턴층(120) 위에 전태 또는 마스킹 코팅 방식으로 코팅된다. 이 식별인쇄층(140)은 1차 패턴층(122), 2차 패턴층(123) 및/또는 3차 패턴층(124)의 일부 또는 전체 면적에 코팅될 수 있다. 이러한 식별인쇄층(140)에는 당해 입체 보안필름이 정품임을 인지할 수 있는 고유의 식별 문자 또는 숫자가 인쇄될 수 있다. 즉, 각각의 입체 보안필름 각각의 고유 식별 문자 또는 숫자가 인쇄된 식별인쇄층(140)이 코팅될 수 있다. 그리고 식별인쇄층(140)은 고유 식별 문자 또는 숫자의 개수만큼 코팅될 수 있고, 당해 입체 보안필름의 어느 일부위의 패턴층(120)에 코팅될 수 있으며, 하나의 패턴층(120)에 코팅되거나 다수의 패턴층(120)에 코팅될 수 있다.

관통홀(150)은 식별인쇄층(140)의 상방향이면서 유전체층(132)을 관통하여 공간을 이루도록 가공될 수 있다. 즉, 관통홀(150)은 반사층(131)과 유전체층(132)을 관통하면서 내부에 식별인쇄층(140)이 놓이도록 가공될 수 있다. 이때, 관통홀(150)은 이를 통해 색변환 없이 육안(확대경 사용 가능)으로 식별인쇄층(140)을 직접 볼 수 있도록 할 수 있다. 여기서, 식별인쇄층(140)을 반사층(131)과 유전체층(132) 사이에 성형할 수는 있다.

또, 관통홀(150)은 식별인쇄층(140)에 인쇄된 고유 식별 문자 또는 숫자를 외부에서 육안 또는 별도의 모니터를 통해 확인하기 위한 것으로, 반사층(131)과 유전체층(132)의 색변환에 의해 고유 식별 문자 또는 숫자가 인지되지 못할 수 있는 현상을 방지하기 위해 반사층(131)과 유전체층(132)을 관통하여 가공될 수 있다.

또한, 관통홀(150)에는 식별인쇄층(140)의 고유 식별 문자 또는 숫자를 확대하여 보여주도록 볼록 렌즈 기능을 갖는 마이크로렌즈 어레이 층이 추가로 마련될 수 있다. 또한, 관통홀(150)은 투명층(133)을 추가로 관통하여 가공될 수도 있다. 이러한 관통홀(150)은 반사층(131) 또는 유전체층(132)을 코팅 또는 증착할 때 슬롯마스크를 이용한 증착 또는 식각을 통해 마련할 수 있다.

이하에서는 상술된 제1실시 예에 따른 다층 다색의 색변환 입체 보안필름을 제작하기 위한 방법에 대해 도 5와 도 6을 참조하여 설명한다. 이하에서, 금속 전주는 패턴 기판을 전기가 흐르는 물에 넣어서 물속 금속 물질이 패턴 기판에 달라 붙어서 금속화되는 공정을 일컫는다. 또한, 전태는 금속 전주와 유사 또는 동일한 의미로 기재된다. 그리고 가전태는 패턴 성형 및 금속 증착 이후 금속 전주 공정을 수행하기 전에 2차 패터닝을 하기 위해서 열로 굳히고, 다시 그 위에 패터닝을 하고, 이때 굳어 있는 노광 PR 제작하는 것을 일컫는다. 또한, 3,4차 패터닝 이후 금속 전주 공정이 수행되면 이것을 전주 스탬퍼(stemper)라 한다.

먼저, 금속 원판을 제작한다(S10). 유리판 기재 또는 실리콘 기재 위에 감광(photo-sensitive) 물질인 포토레지스트(photoresist)를 도포하고, 이 포토레지스트에 레이저나 전자빔 또는 엑스레이을 2차원적으로 노광하며, 노광된 포토레지스트에 현상액을 주입하여 노광된 부분을 녹이는 현상(developing)과정을 통해 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이렇게 만들어진 포토레지스트 패턴에 슬롯마스크를 이용한 전주(electro-forming)공정을 거쳐 금속 원판을 제작한다. 도 6에는 금속 원판을 제작하기 위한 4층 구조의 글라스 마스터 시편이 도시되어 있다. 일례로, 4층의 금속 원판을 제작하는 경우, 먼저 1층 베이스에 2층을 성형하기 위해 2층에 해당하는 미세 패턴을 노광 및 현상한 후 핫 히팅(Hot Hitting)을 수행하여 1차 기판 금형을 제작한다. 이때, 핫 히팅을 통해 전태(electro-plating)를 수행하지 않으면서 가(假) 전태 상태로 1차 기판 금형을 제작할 수 있다. 이때, 전태(electro-plating)는 전기 도금을 응용하여 물체의 형체를 정밀하게 복제하는 방법으로, 합성 수지나 석고 등의 비전기 전도성 물체를 주형으로 하는 경우에는 화학 도금 등으로 표면을 전기 전도성으로 한 다음에 전해조에 넣어 전기 도금을 하면 형에 금속이 전착하므로 이것을 박리하면 원형과 같은 형의 금속형이 얻어질 수 있다.

또한, 3층을 성형하기 위해 3층에 해당하는 미세 패턴을 노광 및 현상한 후 핫 히팅을 수행하여 가 전태 상태의 2차 기판 금형을 제작한다. 그리고 4층을 성형하기 위해 4층에 해당하는 미세 패턴을 노광 및 현상한 후 핫 히팅을 수행하여 가 전태 상태의 3차 기판 금형을 제작할 수 있다. 이후, 최종적으로 전태를 수행할 수 있다. 여기서, 베이스필름(110) 위에 성형된 1차 패턴층(122)은 2차 패턴층(123)보다 노출 면적이 넓고, 2차 패턴층(123)은 3차 패턴층(124)보다 노출 면적이 넓을 수 있다. 이와 같은 방법으로 4차 이상의 기판 금형을 제작할 수도 있고, 5층 이상의 금형 원판을 제작할 수 있다. 또한, 각 층마다 두께를 동일 또는 다르게 설정할 수 있고, 이는 각 층에 관련한 기판 금형의 높이 조정으로 가능할 수 있다.

다음으로, 금속 원판으로 나노구조물(100)의 베이스필름(110)의 일면 또는 양면을 가압하여 다층의 미세 패턴을 갖도록 가공한다(S11). 이때, 자외선 경화형 엠보싱(UV embossing)을 활용할 수 있다. 여기서, 베이스필름(110)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET;polyethylene terephthalate), 폴리카보네이트(PC;polycabonate), 폴리염화비닐(PVC;polyvinyl chloride), 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU;thermoplastic polyurethane)와, 폴리프로필렌(PP;polypropylene) 중 어느 하나일 수 있다. 일례로, 베이스필름(110)은 도 2에서와같이 1,2,3차 패턴층(122,123,124)이 성형될 수 있다. 물론, 1층 또는 2층의 패턴층(120), 또는 3층 이상의 패턴층(120)이 성형될 수 있다.

다음으로, 베이스필름(110)의 성형된 미세 패턴에 진공 증착으로 색변환 요소를 첨가하는 특수 코팅을 하여 나노구조물(100)의 색변환층(130)을 성형한다(S12). 베이스필름(110) 위에 반사층(131), 유전체층(132)과 투명층(133)을 순차적으로 진공 증착을 통해 코팅되어 색변환층(130)이 성형될 수 있다. 반사층(131)은 상술된 재귀반사, 난반사와 정반사 중 적어도 하나의 방식으로 성형할 수 있다. 일례로, 1색의 멀티 증착이 이루어지면, 나노구조물(100)의 입체적 효과와 단색을 갖는 제작물이 될 수 있고, 이는 나노 홀로그램 영역과 나노 입체 영역과 유사한 결과물을 얻을 수 있는 1단계의 초기 제품이 될 수 있다. 이러한 초기 제품에 3층 이상의 멀티 코팅이 이루어지면 방향과 시각에 따라 색상이 변경되는 다층, 다색의 색변환 입체 보안필름이 될 수 있다. 여기서, 국부 슬롯마스크를 이용하여 색변환층(130)을 구현하면, 다층의 패턴층(120)에 국부별로 다른 변색효과를 얻을 수 있게 되고, 이를 통해 3색 이상으로 영역별 다색의 색변환 효과를 얻을 수 있어 이중 보안 요소로 사용할 수도 있다. 또한, 색변환층(130)의 반사층(131)은 재귀반사, 난반사 또는 정반사 등의 방식을 통해 다양한 방향으로 빛과 색이 반사되도록 할 수 있다.

한편, 베이스필름(110)의 패턴층(120) 위에 고유 식별 문자 및/또는 숫자가 인쇄된 식별인쇄층(140)을 코팅한다(S12-1). 베이스필름(110) 위에 반사층을 코팅하기 전에 패턴층(120) 위에 식별인쇄층(140)을 코팅할 수 있다. 이외에 식별인쇄층(140)은 관통홀(150)을 가공한 이후에 코팅 또는 부착할 수도 있다.

또한, 베이스필름(110) 위에 반사층(131)과 유전체층(132)을 진공 증착할 때, 슬롯마스크를 활용하여 식별인쇄층(140)의 상방향으로 빈 공간인 관통홀(150)을 가공한다(S12-2). 이 관통홀(150)은 반사층(131)과 유전체층(132)을 관통하여 가공되고, 투명층(133)까지 관통하여 가공될 수 있다. 또한, 관통홀(150)에는 식별인쇄층(140)의 고유 식별 문자 또는 숫자를 확대하여 보여주도록 볼록 렌즈 기능을 갖는 마이크로렌즈 에레이 층을 추가로 마련하는 공정이 추가될 수 있다.접

다음으로, 최종 제품에 부착하기 위한 프라이머 필름을 코팅 및 인쇄하거나 접착층(200)을 성형한다(S13). 여기서, 접착층(200)은 베이스필름(110)에서 미세 패턴이 성형된 일면의 반대측 면에 마련될 수 있다. 또한, 프라이머 필름 코팅 인쇄는 색변환층(130)의 투명층(133)을 대체할 수도 있고, 투명층(133) 위에 코팅 및 인쇄될 수도 있다.

끝으로, 최종 제품에 부착하기 위한 전면에 고경화 코팅으로 제작한 보호필름을 부착한다(S14).

이후에 사출 또는 접착제를 이용하여 입체 보안필름을 제품에 부착한다.

위와 같은 공정들을 통해 제작된 본 발명에 따른 다층 및 다색의 입체형 색변환 보안필름은 도 2에서와같이, 패턴층(120)마다 이미지를 분산시키면서 기초층(121)에서 반사된 빛, 1차 패턴층(122)에서 반사된 빛, 2차 패턴층(123)에서 반사된 빛과, 3차 패턴층(124)에서 반사된 빛을 일정 형태의 회전 방향으로 반사시켜 관찰자의 양안(兩眼)으로 나누어 유도함으로써, 입체화를 구현하는 나노 광학 입체 필름을 제작할 수 있다. 또한, 1도 이상의 자외선 경화형 엠보싱을 통해 깊이에 따른 입체 패턴을 구현할 수 있다.

<제2실시 예>

한편, 본 발명의 제2실시 예에 따른 다층 다색의 색변환 입체 보안필름은 도 1과 도 7에 도시된 바와 같이, 나노구조물(100a), 접착층(200), 보호필름층(300)과 보안필름층(400)을 포함하여 이루어진다. 이 기본 구조는 제1실시 예와 동일하다. 다만 나노구조물(100a)의 구조 및 제작 방법에 차이가 있으므로 이에 대해 자세히 설명하기로 한다. 또한, 접착층(200), 보호필름층(300)과 보안필름층(400)은 제1실시 예와 동일하므로, 그에 대한 설명은 상술된 설명으로 대체하기로 한다.

나노구조물(100a)은 베이스필름(110a) 위에 전반사층(134), 대략 계단 형상의 유전체층(132a)과 반추명층(135)를 포함하여 적층된 구조의 색변환층(130a)이 코팅되어 이루어진다.

여기서, 베이스필름(110a)은 일정 두께를 갖는 통상의 평평한 형태이다. 이 베이스필름(110a)은 수지계열의 필름일 수 있다. 이 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET;polyethylene terephthalate), 폴리카보네이트(PC;polycabonate), 폴리염화비닐(PVC;polyvinyl chloride), 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU;thermoplastic polyurethane)와, 폴리프로필렌(PP;polypropylene) 중 어느 하나일 수 있고, 이외에도 경성 또는 연성의 투명한 재질일 수 있고, 이외에 불투명한 재질일 수도 있다.

그리고 색변환층(130a)은 도 7에서와같이 순차적으로 코팅된 전반사층(134), 유전체층(132a)과 반투명층(135)을 포함하여 이루어진다. 이때, 유전체층(132a)이 다수의 슬롯마스크를 통해 계단 형상으로 증착되어 패턴층(120)을 이루도록 성형된다. 이로 인해 색변환층(130a)은 대략 계단 형상으로 성형될 수 있다. 또한, 전반사층(134)은 일부 반사층 또는 반투명반사층으로 대체될 수 있고, 반투명층(135)은 도 2의 투명층(133)으로 대체될 수 있다.

전반사층(134,fully reflective mirror)은 베이스필름(110a) 위에 평평하게 고루 코팅된다. 이 전반사층(134)은 알루미늄(Al), 은(Ag)과 금(Au)과 같은 가시광선 영역에서 반사율이 높은 금속물질이 진공증착으로 코팅되어 제작되고, 거울과 같은 반사 기능을 가질 수 있다. 이러한 전반사층(134)은 아름답고, 가공하기 쉽고, 변색이나 부식되지 않고, 입사된 적외선의 대략 98% 정도까지 반사시킬 정도로 반사 효과가 뛰어난 금으로 제작하는 것이 바람직하다. 물론, 전반사층(134)은 알루미늄, 은과 금 이외에도 반사 효과를 얻을 수 있는 금속 물질을 모두 포함할 수 있다.

또한, 전반사층(134)은 미세한 유리구슬들 또는 미세한 반사재료를 코팅하여 입사된 빛이 같은 방향으로 되돌아가게 하는 재귀반사 방식으로 제작될 수도 있고, 유리구슬 또는 반사재료를 코팅하여 입사된 빛이 여러 방향으로 반사되도록 하는 난반사 방식으로 제작될 수도 있으며, 매끈한 표면으로 제작하여 입사된 빛이 일정한 방향으로 반사되는 정반사 방식으로 제작될 수도 있다. 이때, 좀 더 많은 색이 혼합되어 더 많은 다양한 색을 표현하기 위해 난반사 방식이 바람직하다. 이 난반사 방식은 반구형 유리구슬 또는 반사재료가 무질서한 각도로 배치 및 코팅되도록 하거나, 코팅 표면이 불규칙적으로 울퉁불퉁하도록 유리구슬 또는 반사재료가 코팅되도록 하여 입사된 빛이 전혀 예상치 못한 방향으로 반사되도록 할 수도 있다. 또한, 난반사 방식 또는 정반사 방식은 평평한 면을 분할하여 각각 정해진 방향으로 반사하도록 하여 예상 가능한 여러 방향으로 반사되도록 할 수도 있다.

유전체층(132a)은 전반사층(134) 위에 계단 형상의 다층 패턴층(120)을 이루도록 코팅된다. 이 유전체층(132a)은 진공증착을 이용한 특수 마스킹 코팅 기법으로 계단 형상의 다층 구조가 성형되고, 이 다층 구조가 일정하거나 일정하지 않은 간격으로 다수 성형될 수 있다. 이러한 유전체층(132a)은 실리콘 산화막(SiO2)으로 진공증착되어 다수의 다층 구조로 성형될 수 있고, 그 두께를 대략 200~550nm까지 조절하여 다양한 색변환 효과를 얻을 수 있다. 이때, 다층의 패턴층(120)은 도 7에서처럼 대략 제1유전체층(132-1), 제2유전체층(132-2)과 제3유전체층(132-3)의 3층이 측면상 4곳에서 성형될 수 있고, 각 층의 높이가 동일하거나 다르게 설정될 수 있다. 즉, 제1,2,3유전체층(132a)의 높이에 따라 제1실시 예의 도 2에서처럼 결과적으로 나노구조물(100a)의 높이가 달라질 수 있다. 물론 유전체층(132a)의 다층 패턴층(120) 구조는 이외에도 1층, 2층 또는 4층 이상으로 성형될 수 있다. 이로 인해, 유전체층(132a)의 높이에 따라 색의 반사 각도가 달라지게 되고, 각도에 따른 색 혼합 역시 달라지므로, 결과적으로 나노구조물(100a)의 다양한 색변환 효과는 물론 그 깊이감에도 차이를 부여할 수 있다.

또한, 유전체층(132a)의 다양한 두께 설정에 따라 다양한 색을 표현함은 물론, 다양한 깊이감을 표현할 수 있다. 이러한 유전체층(132a)은 평면상 원형, 삼각형, 사각형, 오각형과 육각형을 포함한 다각형으로 성형될 수 있고, 측면상 1곳, 2곳, 3곳 또는 5곳 이상으로 성형될 수 있다. 또한, 일면에만 계단 형상일 수도 있고, 2면 이상 각 면이 계단 형상일 수도 있다. 이때, 유전체층(132a)은 계단 형상이므로, 제1유전체층(132-1)은 제2유전체층(132-2)보다 표면적이 더 넓을 수 있고, 제2유전체층(132-2)은 제3유전체층(132-3)보다 표면적이 더 넓을 수 있다.

반투명층(135)은 유전체층(132a) 위에 성형된다. 이 반투명층(135)은 투명한 특성의 재질이면 모두 가능하고, 특히 크롬(Cr) 재질일 수 있다. 또한, 반투명층(135)은 투명도 또는 굴절률 등 광학적 특성에 따라 외부에서 관찰되는 색이 달라질 수 있으므로 원하는 색변환 효과에 맞도록 적절히 선택될 수 있다. 여기서, 반투명층(135)은 인쇄되지 않은 단순한 표면일 수도 있고, 프라이머 코팅 후 표면이 인쇄될 수도 있다. 이외에 반투명층(135) 대신 프라이머 코팅한 투명한 인쇄층이 성형될 수도 있고, 반투명층(135) 위에 투명한 프라이머 코팅 인쇄층이 성형될 수도 있다.

<변형 예>

도 7에 도시된 나노구조물(100a)의 변형 예로, 도 8을 보면 베이스필름(110a) 위에 고유의 식별 문자가 인쇄된 식별인쇄층(140)과, 이 식별인쇄층)의 상방향으로 전반사층(134)과 유전체층(132a)을 관통하여 가공된 관통홀(150)을 더 구비할 수 있다.

식별인쇄층(140)은 당해 입체 보안필름의 고유 식별 문자 또는 숫자가 인쇄되어 베이스필름(110a) 위에 코팅된다. 이 식별인쇄층(140)은 베이스필름(110a)의 전체 면적에 코팅될 수도 있고, 유전체층(132a)의 아래 부위에만 코팅될 수도 있다. 이러한 식별인쇄층(140)에는 당해 입체 보안필름이 정품임을 인지할 수 있는 고유의 식별 문자 또는 숫자가 인쇄될 수 있다. 즉, 각각의 입체 보안필름 각각의 고유 식별 문자 또는 숫자가 인쇄된 식별인쇄층(140)이 코팅될 수 있다. 그리고 식별인쇄층(140)은 고유 식별 문자 또는 숫자의 개수만큼 코팅될 수 있고, 당해 입체 보안필름의 어느 일부위의 유전체층(132a) 아래에만 코팅될 수 있으며, 하나의 유전체층(132a) 또는 다수의 유전체층(132a)에 아래에 코팅될 수 있다. 이 식별인쇄층(140)은 관통홀(150)이 가공된 이후에 관통홀(150)을 통해 코팅 또는 부착될 수도 있다.

관통홀(150)은 식별인쇄층(140)의 상방향이면서 전반사층(134)과 유전체층(132a)을 관통하여 공간을 이루도록 가공된다. 즉, 관통홀(150)은 전반사층(134)과 유전체층(132a)을 관통하면서 내부에 식별인쇄층(140)이 놓이도록 가공될 수 있다. 이 관통홀(150)은 식별인쇄층(140)에 인쇄된 고유 식별 문자 또는 숫자를 외부에서 육안 또는 별도의 모니터를 통해 확인하기 위한 것으로, 전반사층(134)과 유전체층(132a)의 색변환에 의해 고유 식별 문자 또는 숫자가 인지되지 못할 수 있는 현상을 방지하기 위해 전반사층(134)과 유전체층(132a)을 관통하여 가공될 수 있다. 또한, 관통홀(150)에는 식별인쇄층(140)의 고유 식별 문자 또는 숫자를 확대하여 보여주도록 볼록 렌즈 기능을 갖는 마이크로렌즈 어레이 층이 추가로 마련될 수 있다. 이러한 관통홀(150)은 전반사층(134) 및/또는 유전체층(132a)을 코팅 또는 증착할 때 슬롯마스크를 이용한 증착 또는 식각을 통해 마련할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제2실시 예에 따른 다층 다색의 색변환 입체 보안필름을 제작하기 위한 방법에 대해 도 9를 참조하여 설명한다. 일례로, 3층 구조의 유전체층(132a)을 성형하는 것으로 하여 설명하기로 한다.

먼저, 투명한 베이스필름(110a) 위에 1차 단증착하여 전반사층(134)을 성형한다(S20). 이 전반사층(134)은 반사체가 코팅되어 판매되는 기재를 사용할 수도 있다. 이때, 베이스필름(110a)은 수지 계열의 필름일 수 있고, 이 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET;polyethylene terephthalate), 폴리카보네이트(PC;polycabonate), 폴리염화비닐(PVC;polyvinyl chloride), 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU;thermoplastic polyurethane)와, 폴리프로필렌(PP;polypropylene) 등을 포함한 투명한 재질 중 어느 하나일 수 있다. 이 전반사층(134)은 빛을 앞쪽으로 전체 반사하게 되고, 이는 색변환된 이미지를 정면으로 출사시키는 역할을 하는 단순한 반사 거울 역할을 할 수 있다. 또한, 전반사층(134)은 상술된 재귀반사, 난반사와 정반사 방식 중 적어도 하나의 방식으로 성형할 수 있다.

여기서, 먼저, 베이스필름(110a) 위에 고유 식별 문자 및/또는 숫자가 인쇄된 식별인쇄층(140)을 코팅한다(S20-1). 베이스필름(110a) 위에 전반사층(134)을 코팅하기 전에 유전체층(132a)이 코팅될 위치에 미리 식별인쇄층(140)을 코팅할 수 있다. 이외에 식별인쇄층(140)은 관통홀(150)을 가공한 후에 코팅 또는 부착할 수도 있다.

또한, 전반사층을 진공 증착할 때, 슬롯마스크를 활용하여 식별인쇄층(140)의 상방향으로 빈공간인 관통홀(150)을 가공한다(S20-2). 또한, 관통홀(150)에는 식별인쇄층(140)의 고유 식별 문자 또는 숫자를 확대하여 보여주도록 볼록 렌즈 기능을 갖는 마이크로렌즈 어레이 층을 추가로 마련하는 공정이 추가될 수 있다.

다음으로, 전반사층(134) 위에 슬롯마스크를 이용하여 높이 방향으로 노출 면적이 점차 감소하도록 계단 형상의 다층의 유전체층(132a)을 성형한다(S21). 일례로, 3층의 패턴층(120)을 가공하도록 유전체층(132a)을 성형하는 경우, 먼저 도 10의 1번 슬롯마스크를 전반사층(134)의 상측에 놓고 마스킹 작업을 한 후 1차 유전체 색상을 구현할 나노 증착 공정을 수행하고, 대략 200~250nm 두께의 유전체를 코팅하여 제1유전체층(132-1)을 성형한다.

다음으로, 도 10의 2번 슬롯마스크를 기재 상측에 놓고 마스킹 작업을 한 후 2차 유전체 색상을 구현할 나노 증착 공정을 수행하고, 추가된 약 100 ~ 200nm 두께의 유전체를 코팅하여 제2유전체층(132-2)을 성형한다.

끝으로, 도 10의 3번 슬롯마스크를 기재 위에 놓고 마스킹 작업을 한 후 3차 유전체 색상을 구현할 나노 증착 공정을 수행하고, 더 추가된 약 100 ~ 200nm 두께의 유전체를 코팅하여 제3유전체층(132-3)을 성형한다. 이들 계단 형상의 유전체층(132a)을 성형하는 마스킹은 통상적인 작업 형태로 이루어진다. 물론, 제1유전체층(132-1), 제2유전체층(132-2)과 제3유전체층(132-3)의 순서로 노출 면적이 작아지게 성형할 수 있다.

여기서, 제1유전체층(132-1), 제2유전체층(132-2)과 제3유전체층(132-3)을 진공 증착할 때, 각 슬롯마스크를 이용하거나 별도의 슬롯마스크를 활용하여 식별인쇄층(140)의 상방향이면서 전반사층(134)에 가공된 관통홀(150)을 연장하는 관통홀(150)을 가공한다(S21-1).

다음으로, 전반사층(134)과 유전체층(132a)의 노출된 면 전체를 반투명하게 코팅하여 반투명층(135,semitransparent mirror)을 성형한다(S22). 이때, 유전체층(132a)이 성형되지 않은, 즉 유전체층(132a)들 사이에는 전반사층(134) 표면에 반투명층(135)이 직접 코팅되고, 유전체층(132a)에는 노출된 포면에 코팅될 수 있다.

다음으로, 최종 제품에 부착하기 위한 프라이머 필름을 코팅 및 인쇄하거나 접착층(200)을 성형한다(S23). 여기서, 접착층(200)은 베이스필름(110a)에서 미세 패턴이 성형된 일면의 반대측 면에 마련될 수 있다. 또한, 프라이머 필름 코팅 인쇄는 색변환층(130a)의 반투명층(135)을 대체할 수도 있고, 반투명층(135) 위에 코팅 및 인쇄될 수도 있다.

끝으로, 최종 제품에 부착하기 위한 전면에 고경화 코팅으로 제작한 보호필름을 부착한다(S24).

한편, 일례로 3층의 유전체층(132a)은 색채를 구현하기 위해 동일 파장에 대해 약 200nm에서 600nm 정도의 패턴 두께로 제작할 수 있다. 이때, 제1유전체층(132-1)의 두께가 200nm인 A 영역, 제1,2유전체층(132a)을 합한 두께가 300nm인 B 영역, 제1,2,3유전체층(132a)을 합한 두께가 400nm인 C 영역과, 유전체층(132a)이 코팅되지 않은 D 영역 등으로 4가지 영역으로 구분할 수 있다. 이 경우 입체 보안필름은 수직에서 측면으로 바라보는 각도를 이동하게 되면, 초기 색상에서 영역별 색상이 아래 [표 1]과 같이 다른 색으로 변색이 이루어지고, 이로 인해 최소 2색 색변환에서 영역별 다색 색변환 효과를 얻을 수 있다.

영역	정면에서의 색상	측면에서의 색상
A영역	초록	보라
B영역	주황	연두
C영역	파랑	골드
D영역	실버	실버

이러한 색변환에 대해 도 11 내지 도 13의 사진을 통해 확인할 수 있다. 도 11의 경우, 정면 즉, 수직으로 촬영한 사진이고, 도 12는 약 45° 각도로 촬영한 사진이며, 도 13은 약 75° 각도로 촬영한 사진이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시 예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100:나노구조물
110,110a:베이스필름
120,120a:패턴층
121:기초층
122:1차 패턴층
123:2차 패턴층
124:3차패턴층
130,130a:색변환층
131:반사층
132,132a:유전체층
132-1:제1유전체층
132-2:제2유전체층
132-3:제3유전체층
133:투명층
134:전반사층
135:반투명층
140:식별인쇄층
150:관통홀
200:접착층
300:보호필름층
400:보안필름층.

Claims

색변환 입체 보안필름에서,
높이 방향으로 노출 면적이 점차 감소하도록 계단 형상의 다층으로 이루어지도록 나노구조물(100,100a)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 다색의 색변환 입체 보안필름.
제1항에서,
상기 나노구조물(100,100a)은,
높이 방향이면서 적어도 1면에 대해 계단 형상으로 가공된 다층의 패턴층(120)을 구비한 베이스필름(110);과, 베이스필름(110) 위에 코팅된 반사층(131), 반사층(131) 위에 코팅된 유전체층(132)과, 유전체층(132) 위에 코팅된 투명층(133)을 구비한 색변환층(130);을 포함하거나,
베이스필름(110a);과, 베이스필름(111a) 위에 코팅된 전반사층(134), 전반사층(134) 위에 높이 방향이면서 적어도 1면에 대해 게단 형태로 패턴층(120)을 이루는 다층의 유전체층(132a)과, 전반사층(134) 및 유전체층(132a) 위에 코팅된 반투명층(135)을 구비한 색변환층(130a);을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 다색의 색변환 입체 보안필름.
제2항에서,
상기 나노구조물(100,100a)은 식별인쇄층(140)과 관통홀(150)을 더 구비하고,
상기 식별인쇄층(140)은 당해 입체 보안필름의 고유 식별 문자 또는 숫자가 인쇄되어 베이스필름(110a) 위에 코팅되고,
상기 관통홀(150)은 고유 식별 문자 또는 숫자를 외부에서 확인할 수 있도록 식별인쇄층(140)의 상방향이면서 반사층(131)과 유전체층(132,132a) 또는, 전반사층(134)과 유전체층(132,132a)을 관통하여 빈공간으로 가공되며, 투명층(133) 또는 반투명층(135)에 선택적으로 가공되는 것을 특징으로 하는 다층 다색의 색변환 입체 보안필름.
제2항 또는 제3항에서,
상기 색변환층(130,130a)에 코팅된 보호필름층(300), 보호필름층(300)에 코팅된 보안필름층(400)과, 입체 보안필름을 제품에 부착하기 위한 접착층(200) 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 다색의 색변환 입체 보안필름.
제4항의 다층 다색의 색변환 입체 보안필름을 제작하기 위한 방법에서,
계단 형상의 다층 구조물이 다수 가공된 금속 원판을 제작하는 제10단계(S10);
금속 원판으로 베이스필름(110)에 계단 형상의 다층 패턴층(120)을 적어도 하나가 성형하는 제11단계(S11);
베이스필름(110)에 반사층(131), 유전체층(132)과 투명층(133)을 순차적으로 코팅한 색변환층(130)을 성형하는 제12단계(S12);를 포함하고,
제품에 부착하기 위한 접착층(200)을 성형하는 제13단계(S13);와
전면을 보호하기 위한 보호필름을 부착하는 제14단계(S14);를 선택적으로 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 다색의 색변환 입체 보안필름의 제작방법.
제5항에서,
제10단계(S10)의 금속 원판은 유리기판 위에 레이저, 전지빔 또는 엑스레이를 이용하여 미세패턴을 노광한 후 현상과 핫 히팅을 수행하여 가 전태 상태의 1차 기판 금형을 제작하고, 이를 반복하여 계단 형상의 각 층을 완성한 후 최종적으로 전태를 수행하여 제작된 것을 특징으로 하는 다층 다색의 색변환 입체 보안필름의 제작방법.
제5항에서,
제12단계(S12)에서,
반사층(131)을 코팅하기 전에 패턴층(120) 위에 식별인쇄층(140)을 코팅하는 제12-1단계(S12-1);와
식별인쇄층(140)의 상방향으로 빈공간인 관통홀(150)을 가공하는 제12-2단계(S12-2);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 다색의 색변환 입체 보안필름의 제작방법.
제4항의 다층 다색의 색변환 입체 보안필름을 제작하기 위한 방법에서,
베이스필름(110a) 위에 전반사층(134)을 성형하는 제20단계(S20);
전반사층(134) 위에 슬롯마스크를 이용하여 높이 방향으로 노출 면적이 점차 감소하도록 계단 형상의 다층의 유전체층(132a)을 성형하는 제21단계(S21);
전반사층(134)과 유전체층(132a)의 노출된 면에 반투명층(135)을 성형하는 제22단계(S22);를 포함하고,
제품에 부착하기 위한 접착층(200)을 성형하는 제23단계(S23);와
전면을 보호하기 위한 보호필름을 부착하는 제24단계(S24);를 선택적으로 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 다색의 색변환 입체 보안필름의 제작방법.
제8항에서,
제21단계(S21)의 유전체층(132a)은 전반사층(134)에 슬롯마스크를 이용하여 마스킹 작업을 한 후, 유전체를 코팅하여 각 층을 진공 증착하고, 층마다 슬롯마스크를 바꾸면서 이를 반복하여 계단 형상의 다층으로 가공하는 것을 특징으로 하는 다층 다색의 색변환 입체 보안필름의 제작방법.
제8항에서,
제20단계(S20)에서, 전반사층(134)을 코팅하기 전에 유전체층(132a)이 코팅될 위치에 식별인쇄층(140)을 베이스필름(110a) 위에 코팅하는 제20-1단계(S20-1);와 제20-1단계(S20-1) 이후에 식별인쇄층(140)의 상방향으로 빈공간인 관통홀(150)을 전반사층(134)에 가공하는 제20-2단계(S20-2); 및
제21단계(S21)에서 관통홀(150)을 연장하여 유전체층(132a)에 관통홀(150)을 가공하는 제21-1단계(S21-1);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 다색의 색변환 입체 보안필름의 제작방법.