KR102263833B1

KR102263833B1 - 기능성 산화물층을 포함하는 광기능성 패턴 구조물

Info

Publication number: KR102263833B1
Application number: KR1020190111234A
Authority: KR
Inventors: 김현석
Original assignee: 주식회사 와이즈가드
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2021-06-11
Also published as: KR102263833B9; KR20210029937A

Abstract

본 명세서는 기능성 산화물층을 포함하는 광기능성 패턴 구조물에 관하여 개시한다. 본 발명의 광기능성 패턴 구조물은 베이스 기재, 상기 베이스 기재 상에 형성되며, 외부로부터 입사되는 광을 특정 형상으로 반사 또는 투과시킬 수 있는 회절 패턴 및 상기 회절 패턴 상에 증착되어 형성되며 SiO₂ 및 TiO₂로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 기능성 산화물층을 포함한다.

Description

기능성 산화물층을 포함하는 광기능성 패턴 구조물{OPTICAL FUNCTIONAL PATTERN STRUCTURE HAVING OPTICAL REFLETING LAYER}

본 명세서는 광기능성 패턴 구조물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 기능성 산화물층을 포함하는 광기능성 패턴 구조물에 관한 것이다.

회절 광학 소자(DOE: Diffraction Optical Element)는 나노 패턴을 통해 빛을 효율적인 방식으로 분산 또는 집중시킬 수 있는 소자를 의미한다. 최근 DOE를 다양한 분야에 적용하고 있으며, 예를 들면 레이저 소재 가공을 위한 생산 시설, 의료용 레이저 치료 및 진단 장비, 조명, 인쇄 기술, 석판 인쇄 등의 분야, 측정 및 계측 시스템을 들 수 있다.

DOE를 이용하면 빛의 손실을 최소화하면서 빛을 분산시켜 원하는 곳으로 보내는 것이 가능해지므로 전력 사용을 최소화할 수 있고 광원에 따라서 다양한 형태를 빛으로 구현할 수 있게 된다. 그러나 아직까지 DOE를 이용한 제품이 상용화되었다고 볼 수는 없으므로 DOE 제품의 상용화가 시급한 실정이다.

특히, DOE를 이용한 제품 중 일례로 진위 여부를 판별할 수 있는 장치를 제작할 수 있는데 이는 최근 소프트웨어, CD, DVD, 유가증권, 양주, 약품 등과 같은 고가 물품의 위조 빈도가 증가하고 있으며, 이에 따른 기업의 신뢰도 손실, 소비자의 피해가 보고되고 있는 시점에 반드시 필요한 기술이라 할 수 있다.

진위를 판별하기 위한 제품의 대표로 홀로그램을 들 수 있으나, 홀로그램으로 기록될 수 있는 정보에는 한계가 있고 정교한 홀로그램을 제작하기 어려운 문제가 있다. 또한, 복제가 매우 용이하다는 문제가 있다.

또 다른 제품으로는 QR코드와 같이 이미지에 정보를 입력하여 스마트폰으로 이미지를 인식시키면 진위 여부를 식별할 수 있는 제품이 있다. 이러한 이미지 바탕 제품은 심미적 특성을 줄 수 있으나, 고화질 스캐너 기술이 개발되고 그 기술이 점점 고도화되면서 복제가 매우 용이 해진다는 문제가 있다.

또한, 자기장 스티커를 이용하여 진위 여부를 판별하는 특수 장비 제품 등이 있으나, 이러한 제품들은 말 그대로 자석과 같은 특수 장비가 구비되어야 진위 여부를 판별할 수 있어 소비자들에게 불편함을 제공한다.

DOE를 이용하는 경우, 소비자들이 용이하게 진위여부를 판별할 수 있는 제품을 제작할 수 있으며 이를 통해 기업의 신뢰도 회복 및 위조 제품 판매업체의 소비자 기만을 막을 수 있으며, 소비자들의 피해를 최소화할 수 있으므로 이러한 기술 개발이 시급한 실정이다.

본 명세서는 기능성 산화물층을 포함하는 광기능성 패턴 구조물을 제공한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광기능성 패턴 구조물은, 베이스 기재, 상기 베이스 기재 상에 형성되며, 외부로부터 입사되는 광을 특정 형상으로 반사 또는 투과시킬 수 있는 회절 패턴, 상기 회절 패턴 상에 증착되어 형성되는 기능성 산화물층을 포함한다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기능성 산화물층은 SiO₂ 및 TiO₂로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기능성 패턴 구조물을 제공한다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기능성 산화물층은 제1 기능성 산화물층 및 제2 기능성 산화물층을 포함하며, 상기 제1 기능성 산화물층 및 상기 제2 기능성 산화물층은 SiO₂ 및 TiO₂ 중 어느 하나로 각각 증착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 광기능성 패턴 구조물을 제공한다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기능성 산화물층은 5nm 내지 100um의 두께로 상기 회절 패턴 상에 증착되는 것을 특징으로 하는 광기능성 패턴 구조물을 제공한다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기능성 산화물층 상에 증착되어 상기 기능성 산화물층을 커버하는 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광기능성 패턴 구조물을 제공한다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광의 종류는 하나 이상이며, 각각 독립적으로 380nm 내지 800nm에서 적어도 하나의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 광기능성 패턴 구조물을 제공한다.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 광기능성 패턴 구조물은 기재 상에 형성된 회절 패턴 상에 무기 산화물을 포함하는 기능성 산화물층을 통하여, 외부로부터 입사되는 광을 반사시켜 회절 패턴의 프로파일에 따라 이미지를 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광기능성 패턴 구조물을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광기능성 패턴 구조물의 작동 원리를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광기능성 패턴 구조물을 설명하기 위한 단면도이다.

이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 출원의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우 뿐만 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서에서, 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광기능성 패턴 구조물은 베이스 기재(10), 회절 패턴(20), 기능성 산화물층(30) 및 보호층(40)을 포함한다.

상기 베이스 기재(10)는 고분자 수지로 이루어져 있을 수 있으며, 예를 들어, PE, PET, PEN, PI, 우레탄과 같은 고분자 수지일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서 상기 베이스 기재(10)의 일면에는 후술할 회절 패턴(20)이 형성되어 있을 수 있고, 이의 타면에는 광기능성 패턴 구조물을 제품 케이스의 외장면에 부착하기 위한 점착면에 형성되어 있을 수 있다.

상기 회절 패턴(20)은 상기 베이스 기재(10) 상에 형성되며, 외부로부터 입사되는 광을 특정 형상으로 반사 또는 투과시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광기능성 패턴 구조물은 외부로부터 입사되는 광을 특정 형상으로 반사 또는 투과시킬 수 있는 회절 패턴을 포함하는 둘 이상의 구조체를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 둘 이상의 구조체는 제1 회절 패턴을 포함하는 제1 구조체 및 제2 회절 패턴을 포함하는 제2 구조체를 포함하고, 상기 제1 구조체를 투과한 상기 외부로부터 입사되는 광은 상기 제1 회절 패턴에 의해서 상기 제2 회절 패턴의 특정 영역으로 입사하며, 상기 제2 회절 패턴은 서로 다른 회절 패턴을 가지는 복수개 영역으로 마련되어 서로 다른 영역에 도달하는 상기 광은 도달하는 위치에 따라 상이한 형상을 반사 또는 투과하여 나타낼 수 있다.

즉, 상기 구조체의 면 방향으로 회절 패턴 고유 거리를 두고 배열되며, 상기 회절 패턴 고유 거리는 상기 제1 구조체가 포함하는 회절 패턴에 따라 결정되는 광기능성 패턴 구조물을 제공한다.

상기 회절 패턴을 포함하는 둘 이상의 구조체는 개수에 특별히 한정이 있지는 않다. 개수가 늘어날수록 복제의 난이도는 높아진다. 간단하게는 두개의 구조체로도 구성이 가능하나, 필요에 따라서는 2 내지 10개에서 선택될 수 있다.

상기 회절 패턴 고유 거리는 광이 먼저 투과하는 구조체가 포함하는 회절 패턴 및 그 후에 광이 도달하는 구조체의 회절 패턴의 위치에 따라서 결정될 수 있다.

상기 기능성 산화물층(30)은 상기 회절 패턴(20) 상에 증착되어 형성되며 SiO₂ 및 TiO₂로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함한다.

상기 기능성 산화물층(30)은 상기 회절 패턴(20)을 형성한 이후, 스퍼터링 공정으로 상기 회절 패턴(20) 상에 상기 회절 패턴(20)의 프로파일에 따라 증착되어 형성된다.

예를 들어, 상기 기능성 산화물층(30)은 제1 기능성 산화물층 및 제2 기능성 산화물층을 포함하며, 상기 제1 기능성 산화물층 및 상기 제2 기능성 산화물층은 SiO₂ 및 TiO₂ 중 어느 하나로 각각 증착되어 형성될 수 있다.

구체적으로, 상기 제1 기능성 산화물층은 SiO₂가 증착된 층이고, 상기 제2 기능성 산화물층은 TiO₂가 증착된 층일 수 있고, 이와 달리, 상기 제1 기능성 산화물층은 TiO₂가 증착된 층이고, 상기 제2 기능성 산화물층은 SiO₂가 증착된 층일 수 있다.

상기 기능성 산화물층(30)은 상기 회절 패턴(20) 상에 투명하게 증착될 수 있으며, 상기 기능성 산화물층(30)은 상기 외부로부터 입사되는 광을 회절 및 반사시켜 상기 회절 패턴(20)의 설계에 따른 특정 이미지를 형성할 수 있다. 상기 SiO₂ 및 TiO₂ 중 어느 하나로 각각 증착되어 형성된 상기 기능성 산화물층(30)은 투명 증착되어, 시인되지 않으면서 상기 회절 패턴(20)의 프로파일에 따라 형성된 기능성 산화물층에 의하여 기능성 산화물층이 부재한 경우 보다 더 뚜렷하게 광을 반사시켜 보다 선명한 이미지를 얻을 수 있다.

상기 특정 이미지는 본 발명의 광기능성 패턴 구조물이 적용되는 분야에 따른 요구되는 이미지일 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 이미지는 바코드 내지 QR 코드일 수 있으며, 이러한 경우, 광기능성 패턴 구조물이 적용된 제품의 진위를 판단하기 위한 바코드 내지 QR 코드 일 수 있다. 이와 달리, 예를 들어, 본 발명의 광기능성 패턴 구조물이 포장용 필름으로 적용되는 경우, 상기 특정 이미지는 소비자들에게 심미성을 줄 수 있는 이미지를 형상화할 수 있다.

상기 기능성 산화물층(30)은 5nm 내지 100um의 두께로 상기 회절 패턴 상에 증착될 수 있다.

상기 보호층(40)은 상기 기능성 산화물층(30) 상에 증착되어 상기 기능성 산화물층(30)을 커버한다.

상기 보호층(40)은 특별히 한정이 있는 것은 아니나, 광기능성 패턴 구조물과 다른 굴절율 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 상기 보호층(400)은 입사되는 광을 보다 많이 투과시킴으로써 이미지를 보다 선명하게 구현할 수 있다.

또한, 특별히 한정이 있는 것은 아니나, 상기 보호층(40)의 일면, 예를 들어, 상기 기능성 산화물층(30)의 반대면은 접착성 수지로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 보호층을 이용하여 상기 광기능성 패턴 구조물이 특정 대상체에 용이하게 부착될 수 있다.

예를 들어, 상기 광의 종류는 하나 이상이며, 각각 독립적으로 380nm 내지 800nm에서 적어도 하나의 파장을 가질 수 있다.

상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

10: 베이스 기재
20: 회절 패턴
30: 기능성 산화물층
40: 보호층

Claims

베이스 기재;
상기 베이스 기재 상에 형성되며, 외부로부터 입사되는 광을 특정 형상으로 반사 또는 투과시킬 수 있는 회절 패턴; 및
상기 회절 패턴 상에 증착되어 형성되는 기능성 산화물층을 포함하며,
상기 회절 패턴을 포함하는 둘 이상의 구조체를 포함하고, 상기 둘 이상의 구조체는 제1 회절 패턴을 포함하는 제1 구조체 및 제2 회절 패턴을 포함하는 제2 구조체를 포함하며, 상기 둘 이상의 구조체의 상기 구조체의 면 방향으로 회절 패턴 고유 거리를 두고 배열되며, 상기 회절 패턴 고유 거리는 상기 제1 구조체가 포함하는 회절 패턴에 따라 결정되고,
상기 둘 이상의 구조체 각각은 상기 둘 이상의 구조체와 다른 굴절율을 갖는 물질로 이루어지며, 상기 기능성 산화물층 상에 증착되어 상기 기능성 산화물층을 커버하는 보호층을 더 포함하는 광기능성 패턴 구조물.
제1항에 있어서,
상기 기능성 산화물층은 SiO₂ 및 TiO₂로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광기능성 패턴 구조물.
제1항에 있어서,
상기 기능성 산화물층은 제1 기능성 산화물층 및 제2 기능성 산화물층을 포함하며,
상기 제1 기능성 산화물층 및 상기 제2 기능성 산화물층은 SiO₂ 및 TiO₂ 중 어느 하나로 각각 증착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 광기능성 패턴 구조물.
제1항에 있어서,
상기 기능성 산화물층은 5nm 내지 100um의 두께로 상기 회절 패턴 상에 증착되는 것을 특징으로 하는 광기능성 패턴 구조물.
삭제
제1항에 있어서,
상기 광의 종류는 하나 이상이며, 각각 독립적으로 380nm 내지 800nm에서 적어도 하나의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 광기능성 패턴 구조물.