專利名稱：安全器件中的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可被以不同的形狀和尺寸用于各種認(rèn)證或者安全應(yīng)用的安全器件 (security device)的改進(jìn)，并且具體涉及利用色移(colourshift)材料的光學(xué)可變安全 器件。
背景技術(shù)：
彩色復(fù)印機(jī)和其他成像系統(tǒng)的日益普及以及彩色復(fù)印件的改善的技術(shù)質(zhì)量已經(jīng) 導(dǎo)致鈔票、護(hù)照和身份證等的偽造的增加。因此，存在把額外的認(rèn)證或者安全特征添加到 現(xiàn)有安全特征的需要。已經(jīng)采取步驟把不能由復(fù)印機(jī)再現(xiàn)的光學(xué)可變特征(optically variable feature)引入在這些文件材料中使用的襯底(substrate)。還存在引入裸眼可 以辨別但是對于復(fù)印機(jī)是“不可見的”或者看起來不同的特征的需求。由于復(fù)印過程通常 涉及從包含要被復(fù)印的圖像的原始文檔散射高能光，所以一種解決方案是把在反射和透射 光中具有不同的感覺的一個或更多個特征包含在文檔中，一個例子是水印及其增強(qiáng)。已知某些液晶材料當(dāng)在透射和反射中觀察時表現(xiàn)出顏色上的不同，以及依賴于角 度的有色反射。為了生成與眾不同的光學(xué)特性，液晶材料被包含在安全文檔、身份證和安全 元件中。EP-A-0435029涉及例如身份證的數(shù)據(jù)載體，其在數(shù)據(jù)載體中包含液晶聚合物層或 者薄膜。液晶聚合物在室溫下是固體的，并且通常被保持在分層結(jié)構(gòu)內(nèi)。意圖是被施加到 黑色背景的液晶層對于所有的觀察角度都將在反射光譜中展示出高度的顏色純度。使用單 個組合測量中反射光的波長和偏振屬性來描述對真實性的驗證的自動測試。使用要求黑色 背景上均勻的液晶區(qū)域的單個絕對反射測量，這具有在光學(xué)上復(fù)雜的缺點(diǎn)。AU-A-488, 652也涉及通過把與眾不同的光學(xué)可變特征引入透明窗口安全元件來 防止偽造副本。這個文檔公開了使用層疊在兩層塑料片之間的液晶“墨水”。液晶被涂敷在 黑色背景上，所以只有光的反射波長被作為顏色看到。安全特征主要由熱變色液晶材料提 供，所述液晶材料具有隨著溫度變化改變顏色的特性。液晶材料可以被包含在安全器件中，要么作為薄膜，例如像在W0-A-03061980中， 要么以墨水的形式作為有機(jī)粘結(jié)劑中的液晶顏料，例如像在EP-A-1156934中那樣。液晶墨 水的優(yōu)點(diǎn)是其可以使用常規(guī)印刷過程被施加，因此以設(shè)計的形式施加液晶材料相對簡單直 接。但是，和液晶薄膜比較，對于被著色(pigmented)的液晶墨水來說，所觀察到的顏色的 顏色純度、亮度和銳度以及色移顯著地退化了。這種退化是由于和液晶薄膜的均勻?qū)R相 比，各個液晶顏料之間的膽留醇螺旋軸的對齊上的變化性導(dǎo)致的。在現(xiàn)有技術(shù)中，利用液晶薄膜的多層安全器件的視覺外觀通過在器件被施加到襯 底之前包含額外的層而被定制。例如，在EP-A-0435029中，通過在液晶層下面施加黑色印 刷圖像來定制安全器件。在W0-A-03061980中，通過使用暗抗蝕劑(dark resist)引入去 金屬字符(demetallised character)，定制液晶安全線。W0-A-03061980公開了制造安全 襯底的方法，其將去金屬標(biāo)記的使用和液晶材料的色移效果組合。前面提及的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)描述了包含單層液晶薄膜的安全器件。來自液晶薄膜的反射光位于較窄的波長帶(為其螺旋結(jié)構(gòu)的節(jié)距的函數(shù))上的事實把可用于上面引用的現(xiàn) 有技術(shù)安全器件的顏色的范圍限制到大致純的光譜色。此外，隨著入射角偏離法向入射而 增加，液晶薄膜表現(xiàn)出的色移總是從具有長波長的顏色到具有較短波長的顏色，例如從紅 色到綠色。
在US-B-4893906中描述了增加液晶薄膜中可用顏色的范圍的方法，其中，兩個或 者更多個液晶涂層被重疊，以便作為不吸收光的液晶涂層的顏色相加性質(zhì)的結(jié)果獲得新的 顏色。W0-A-2005105474描述了包含兩個疊加的膽留醇液晶層的安全器件，其中，顏色的相 加混和允許更寬范圍的色移效果。在W0-A-200510546中的某些實施例中，通過在局部區(qū)域 中部分施加液晶層其中之一，生成了表現(xiàn)出不同的色移效果的區(qū)域。部分施加液晶薄膜不 是簡單直接的，并且與在第二均勻薄膜上簡單地施加一個均勻薄膜相比，顯著地增大了生 成工藝的復(fù)雜性。在現(xiàn)有技術(shù)中，使用薄膜干涉結(jié)構(gòu)、多層聚合物結(jié)構(gòu)和光子晶體結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生依賴 于角度的彩色反射也是公知的。在US-B-4186943和US-A-20050029800中描述了利用薄膜 干涉結(jié)構(gòu)的安全器件的例子，并且在EP-A-1047549中描述了利用多層聚合物結(jié)構(gòu)的安全 器件的例子。使用棱鏡薄膜產(chǎn)生光學(xué)安全器件在本領(lǐng)域也是公知的，并且在EP-A-1047960、 US-B-5591527、W0-A-03055692 和 W0-A-04062938 中描述了例子。在 W0-A-2006095160 中 描述了又一個例子，W0-A-2006095160描述了具有兩個區(qū)域、每一個區(qū)域均包含限定不同的 平坦小平面(planar facet)陣列的棱鏡表面結(jié)構(gòu)的安全器件。每一個區(qū)域形成了一個反 射器，使得當(dāng)以不同觀察角度觀察該器件時，該器件將從在具有明亮金屬外觀的第一陣列 的區(qū)域中完全反射切換，并且在第二陣列的區(qū)域中完全透明。如果該器件進(jìn)一步傾斜，則出 現(xiàn)相反情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過在色移材料頂部上方使用光控制薄膜(例如微棱鏡薄膜)來 修改常規(guī)色移材料(例如液晶材料)的外觀。進(jìn)一步的目的是從這些常規(guī)色移材料提取更 多的顏色。因此，本發(fā)明包含一種安全器件，其包含色移材料層，并且，具有修改反射光的角 度的表面結(jié)構(gòu)的光控制層被施加于色移層的第一表面，使得被安全器件反射的光在不同的 觀察角度被看到。


現(xiàn)在將參考附圖，僅通過舉例描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的安全器件的剖面?zhèn)纫晥D；圖2是示出典型的光線反射的簡單液晶材料層的剖面?zhèn)纫晥D；圖3是圖1的安全器件的放大的剖面，示出了修改的光線反射；圖4是圖1中所示本發(fā)明的替代實施例的剖面?zhèn)纫晥D；圖5是包含圖4的安全器件的安全襯底的平面圖；圖6是包含根據(jù)本發(fā)明的替代安全器件的替代安全襯底的平面圖7到圖11是圖示使用具有采用不同取向和不同格式的線性棱鏡的微棱鏡薄膜 的效果的示意性表示；圖12到圖17是根據(jù)本發(fā)明的另外的替代安全器件的剖面?zhèn)纫晥D；圖18a到圖18b是根據(jù)本發(fā)明的又一替代安全器件的剖面的平面圖；和圖19是根據(jù)本發(fā)明的再一個替代安全器件的剖面?zhèn)纫晥D。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的安全器件10包含至少一個色移材料層11，其上施加光控制層12，使得層11、層12緊密接觸，如圖1中所示。在層11和12之間可以包括另一個層，例如底劑(primer)或者粘結(jié)劑層，其優(yōu)選 地具有與光控制層12類似的折射率。盡管在本發(fā)明中可以使用所有類型的色移材料，包括薄膜干涉結(jié)構(gòu)、多層聚合物 結(jié)構(gòu)和光子晶體結(jié)構(gòu)等等，特別合適的用于色移層11的材料是液晶薄膜。本發(fā)明也不限于 使用薄膜，并且，液晶層11例如可以由施加于適當(dāng)?shù)木酆衔镆r底(例如聚對苯二甲酸乙二 醇酯(PET)或者雙軸定向聚丙烯(BOPP))的載體條的著色液晶涂層提供。當(dāng)光照射到色移層11時，一些光被反射。反射光的波長依賴于色移材料的成分和 結(jié)構(gòu)，并且反射光將呈現(xiàn)彩色。反射光的波長也依賴于入射角度，這導(dǎo)致了當(dāng)色移層傾斜時 觀察者感受到的顏色變化。光控制層12優(yōu)選地具有微棱鏡結(jié)構(gòu)，這允許本來通常會如圖2中所示那樣在液晶 層11中被內(nèi)部反射的光線以銳入射角出現(xiàn)(圖3)。例如，當(dāng)光控制薄膜12被施加于紅(R) 到綠(G)色移液晶層11時，在安全器件10被偏離法向傾斜時，當(dāng)液晶層11被在反射中觀 察時表現(xiàn)出紅到綠的色移。當(dāng)安全器件10被進(jìn)一步偏離法向傾斜時，則液晶層11表現(xiàn)出 綠到藍(lán)⑶的色移。如圖2和3中所示，綠反射光將出現(xiàn)在比沒有光控制薄膜12時更靠近法向入射的 角度。這使得認(rèn)證者更容易觀察色移。適于本發(fā)明的光控制層12的結(jié)構(gòu)的例子包括但不限于一系列具有排列形成帶 凹槽的表面的平坦小平面的平行線性微棱鏡(如圖1中所示)、規(guī)則的四面體陣列、正方棱 錐陣列(如圖10中所示)、角隅棱鏡結(jié)構(gòu)陣列、六面角隅棱鏡陣列和鋸齒微棱鏡陣列(如圖 12中所示)。色移出現(xiàn)的角度既依賴于微棱鏡小平面17與下置色移層11所形成的角度，也依 賴于用來形成微棱鏡18的材料的折射率。在平行線性微棱鏡18的陣列上測試效果，其中， 小平面17與層11的表面形成大約45°角，并且相鄰小平面17之間的角度大約是90°。評 估了具有各種節(jié)距長度(8、16、25和32μπι)的陣列，并且就反射的顏色及其出現(xiàn)的角度而 言，在所看到的效果上不存在顯著差別。微棱鏡陣列的節(jié)距優(yōu)選地在1到100微米的范圍 中，并且5到40微米更優(yōu)選，并且微棱鏡的高度優(yōu)選地在1到100微米的范圍中，并且5到 40微米更優(yōu)選。為了進(jìn)一步改善安全器件10的安全性和美感，光控制層12可以被部分地施加在 對齊的圖案中，如圖4中所示，具有不包含光控制層12的區(qū)域13。對于存在光控制層12的 表現(xiàn)出紅到綠色移的液晶層11，當(dāng)器件10傾斜偏離法向時，顏色將從紅色移動到綠色，然后到藍(lán)色，如圖5和6中的區(qū)域Y中所示。在不包含光控制薄膜的其他區(qū)域13中，色移將僅從紅色到綠色，如常規(guī)液晶層11 一樣，如圖5和圖6中的區(qū)域X所示。這使得器件10能 夠在傾斜后顯現(xiàn)潛像或者圖案。起初，當(dāng)以法向入射觀察時，器件10將顯示均勻的紅色，但 是在傾斜到一個銳角后，將顯現(xiàn)由光控制層12的位置限定的藍(lán)色區(qū)域(區(qū)域Y)和綠色區(qū) 域(區(qū)域X)。對于本發(fā)明的包含一維微棱鏡結(jié)構(gòu)(例如線性微棱鏡18的陣列)的安全器件10 來說，所觀察到的效果依賴于器件10在其平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的角度，S卩，所觀察到的光學(xué)效果是 各向異性的。當(dāng)在觀察方向垂直于線性微棱鏡18的長軸的情況下傾斜器件10時，最容易 看到藍(lán)反射顏色。如果在觀察方向平行于線性微棱鏡18的長軸的情況下傾斜器件10，則以 較弱程度看到效果。在又一個實施例中，安全器件10包含沿不同取向的線性微棱鏡18，如圖7和圖8 中所示，其中，陣列處于兩個正交取向。圖7示出了兩個線性微棱鏡陣列19、20，其中，它們 的長軸取向相互成90度。這給安全器件10提供了兩個可區(qū)分的區(qū)域——區(qū)域A和區(qū)域B。 以表現(xiàn)出紅到綠色移的液晶層11作為例子，當(dāng)安全器件10被從I點(diǎn)以銳角觀察時(見圖 8)，區(qū)域A顯出藍(lán)色，而區(qū)域B顯出綠色。如果器件10被取向為使得其從點(diǎn)II被觀察，則 顏色切換，并且區(qū)域A顯出綠色而區(qū)域B顯出藍(lán)色。本發(fā)明的安全器件10可以在反射或者透射中被觀察。如果打算在反射中觀察器 件10，則在色移層11下面優(yōu)選地具有額外的暗的光吸收層，特別是當(dāng)使用液晶材料時。雖然使用黑色或者非常暗的基本上完全吸收的層可以引起最強(qiáng)的色移效果， 但是通過使用其他顏色或者顏色組合的吸收層可以產(chǎn)生其他效果，引起不同的明顯色 移顏色。本發(fā)明的吸收層可以包含著色墨水或者涂層，或者，可以使用非著色吸收染料 (non-pigmentedabsorbing dye)。在本發(fā)明的一個實施例中，液晶材料被選擇用于色移層11，以便在某些觀察角度， 反射光處于電磁波譜的不可見波長中。使用聚合物液晶(其中只有色移的一個成分位于電 磁波譜的可見區(qū)域中)使得僅在某些觀察角度才變得透明的圖像能被包含在器件10中。在 這個實施例中，液晶材料在軸上反射紅外光，并且在銳角反射紅光。使用光控制薄膜12使 液晶層11能夠表現(xiàn)出一般本來看不到的可見顏色。使用包含線性微棱鏡18的多個陣列(19-23)的光控制薄膜12 (其中每一個陣列 的長軸以相互略微不同的角度取向(如圖9中所示))，當(dāng)器件10被傾斜偏離法向一個角度 時，可以看到很多不同的顏色。在法向入射，器件10將表現(xiàn)為無顏色，因為液晶層11只反 射紅外光，或者，如果層11在暗的光吸收吸收層上，則將顯示黑色。在傾斜和轉(zhuǎn)動器件10 后，不同區(qū)域?qū)⒆兊糜猩⑶以诓煌^察角度切換到不同的顏色。在不同的區(qū)域中看到的 顏色將依賴于器件10被傾斜到的角度和微棱鏡18的取向。這是一個特別顯著的效果，因 為在改變觀察角度后，器件10從黑色或者暗色(由于存在暗的吸收層)切換到多色。器件 10的不同區(qū)域在不同的角度改變顏色的事實提供了容易認(rèn)證卻難以偽造的跨較寬角度范 圍可觀察到的運(yùn)動效果。為了在安全器件10的光學(xué)屬性中獲得更多的各向同性，可以選擇具有不依賴于轉(zhuǎn)動的光學(xué)屬性的光控制薄膜12。這種光控制薄膜12例如可以具有例如方棱錐(如圖10 中所示)和角隅棱鏡的二維微棱鏡結(jié)構(gòu)。
在圖11中，使用具有與微棱鏡結(jié)構(gòu)類似的結(jié)構(gòu)的光控制層12，但是替代微棱鏡， 包含具有穹形表面結(jié)構(gòu)的透鏡體(Ienticule) 24的陣列。在圖12和圖13中，使用具有鋸齒型結(jié)構(gòu)的光控制層12，當(dāng)從方向I觀察時，該結(jié) 構(gòu)將給出在較窄的傾斜角度上出現(xiàn)的顏色切換。反之，當(dāng)從方向II觀察時，在相對較大的 傾斜角度出現(xiàn)顏色變化。通過遮蓋光控制層12的一個或更多個區(qū)域，也可以獲得與圖4到圖6中獲得的 類似的效果(參見圖4)。光控制效果因光控制層12的材料和空氣之間的折射率差別而出 現(xiàn)。如果用具有和光控制層12大致相同的折射率的樹脂代替空氣，則光線在被從表面反射 后將不被顯著地折射。因此，器件10表現(xiàn)出用常規(guī)色移層11觀察到的正常光學(xué)效果。但 是，在未被遮蓋的區(qū)域中，三路色移效果仍舊可見。用于安全器件10的這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是 用來遮蓋光控制層12的樹脂也可以起到粘結(jié)劑的作用。這具有美觀圖案和觀察到增加的 耐久性的雙重益處。
存在很多制造光控制層12和把光控制層12施加到色移層11的方法。在第一種 方法中，全紫外光可固化樹脂涂層被施加于色移層11。然后，色移層11被保持為與壓花圓 柱體(embossing cylinder)形式的生產(chǎn)工具密切接觸，從而在生產(chǎn)工具上定義的微棱鏡結(jié) 構(gòu)被復(fù)制在樹脂中。在接觸點(diǎn)使用紫外(UV)光來固化和硬化樹脂。例如，在US-B-3689346 中描述了微棱鏡結(jié)構(gòu)的UV鑄模。理想地，生產(chǎn)工具是透明的(由石英制成)，并且UV光被 定位在內(nèi)部，所以UV樹脂在被澆注后立刻被固化?；蛘?，使用上面描述的方法在載體層上形成棱鏡薄膜，然后在單獨(dú)的工藝中與載 體層一起被轉(zhuǎn)移，以使載體層鄰近色移層11?；蛘撸瑢⒅颇?，例如液晶墨水，施加于 棱鏡薄膜。參考圖4中的例子，可以通過在整個表面上施加UV可固化樹脂，然后使用帶圖案 的生產(chǎn)工具在樹脂的局部區(qū)域中形成光控制層12來形成不包含光控制層12的區(qū)域13。在 區(qū)域13中，在色移層11上方將僅有平坦的樹脂涂層，這將對其色移屬性沒有影響。在第二種方法中，形成起到可重用底板(re-usable master)作用的光控制層12， 所以昂貴的形成工藝只需要被執(zhí)行一次。形成底板的方法可以是例如上面描述的方法。在 這個底板上施加可熱封水性清漆(例如來自BASF的Acronal S 728)的覆蓋涂層。清漆對 底板具有低粘附性。然后，底板被熱封/箔包封在色移層11上，并且，由于清漆對底板的低 粘附性，其可以從底板剝離，底板仍附著于色移層11。底板的結(jié)構(gòu)被在清漆中復(fù)制，形成了 光控制層12，然后，底板可供再次使用，并且因而保持成本較低?；蛘撸ㄟ^用熱塑壓花真漆涂敷色移層11，然后施加熱和壓力使用壓花工具生成 光控制結(jié)構(gòu)來形成光控制層。圖15示出了如何使用在W0-A-03061980中描述的用于作為開窗安全線的應(yīng)用的 方法，將安全器件10與去金屬標(biāo)記(demetallizedindicia)組合。所述方法需要金屬化薄 膜，包含基本上清晰的PET等的聚合物薄膜26，在其第一側(cè)上具有不透明的金屬層27。合 適的預(yù)金屬化的薄膜是來自杜邦公司的優(yōu)選為19微米厚度的金屬化MELINEX S薄膜。金 屬層27印有包含黑色或者暗色染料或者顏料的抗蝕劑28。合適的抗蝕劑包括被混和到具 有對金屬的良好粘附性和抗腐蝕性的材料中的染料BASE Neozapon X51或者顏料(良好分 散的)“Carbon Black 7”。然后，根據(jù)已知的去金屬化工藝，使用去除未印刷抗蝕劑28的區(qū)域中的金屬27的堿洗，把印刷的金屬化薄膜26、27、28部分地去金屬化。涂敷了抗蝕劑 28的剩余的金屬27的區(qū)域提供了當(dāng)器件10被從其散布著清晰的去金屬化區(qū)域29的第一 側(cè)觀察時(沿著箭頭Y)可見的部分黑色層。剩余的金屬27的區(qū)域的閃光金屬只從器件10 的相反側(cè)可見(沿著箭頭X)?？刮g劑28可以被以例如單詞、數(shù)字、圖案等標(biāo)記的形式印刷，在這種情況下，作為 結(jié)果的標(biāo)記將被正金屬化，金屬27仍被暗或者黑抗蝕劑28覆蓋?；蛘撸刮g劑28可以被 印刷以形成負(fù)標(biāo)記，在這種情況下，作為結(jié)果的標(biāo)記將由被去金屬化的區(qū)域29提供。但是， 由于金屬已被去除的區(qū)域29和剩余的不透明金屬區(qū)域27之間的反差所致，無論怎樣形成 的標(biāo)記都從兩側(cè)清晰可見，特別是在透射光中。然后，如先前描述的那樣施加色移層11和 光控制層12。
圖15中所示的安全器件10表現(xiàn)出兩個視覺上形成對照的安全特性。當(dāng)完成的包 含安全器件10的安全襯底被從第一側(cè)在反射中觀察(沿著箭頭Y)時，器件10包含色移效 果，如先前實施例中描述的那樣，而當(dāng)從另一側(cè)觀察(沿著箭頭X)時，包含金屬閃光部分涂 層。此外，可以從任何一側(cè)在透射中看到由黑抗蝕劑28限定的清晰的正或者負(fù)標(biāo)記。當(dāng)用 于可從襯底(器件10包括在其中)的兩側(cè)觀察的器件10時，這個實施例特別有益。例如， 使用在EP-A-1141480或者W0-A03054297中描述的方法，器件10可以被包含在安全襯底/ 文檔中。由于液晶材料的偏振屬性和波長選擇性所致，包含液晶材料的安全器件10固有 地是機(jī)器可讀的。通過把可檢測材料引入現(xiàn)有的液晶，或者引入交替的色移材料或者吸收 層，或者通過引入單獨(dú)的機(jī)器可讀層，本發(fā)明的安全器件10的機(jī)器可讀方面可以被進(jìn)一步 擴(kuò)展。對外部刺激起反應(yīng)的可檢測材料包括但不限于熒光、磷光、紅外吸收、熱變色、光致 變色、磁性、電致變色、導(dǎo)電和壓致變色材料。在包含吸收層的一個優(yōu)選實施例中，吸收層中的顏料是機(jī)器可讀的，例如碳黑，以 產(chǎn)生機(jī)器可讀或者導(dǎo)電層。或者，其可以是磁性材料或者包含磁性顏料，例如磁鐵，以產(chǎn)生 機(jī)器可讀磁性層或者代碼。在又一個實施例中，只給一部分吸收層提供磁性顏料，并且給剩余部分提供非磁 性顏料。如果磁性和非磁性區(qū)域均基本上完全吸收，則在兩個區(qū)域上的液晶中將不存在視 覺差別，因此，代碼的格式將不容易明顯。作為進(jìn)一步的替代方案，安全器件10可以包含聚合物材料的基礎(chǔ)層載體襯底，例 如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者雙軸定向聚丙烯(BOPP)。條痕形式的磁性材料可以被 沿著載體襯底的兩個縱向邊緣施加。適當(dāng)?shù)拇判圆牧鲜怯蒄erron供應(yīng)的FX 1021，并且這 可以用例如2-6gsm的涂敷重量施加。均勻的光吸收層被施加在聚合物載體襯底和磁性條 痕上。色移和光控制層11、12隨后被施加于光吸收層。在這個例子中使用磁性條痕只是用 于說明的目的，并且可以用任何設(shè)計來施加磁性材料。在替換的機(jī)器可讀實施例中，透明磁性層可以被包含在器件10的結(jié)構(gòu)內(nèi)的各種 位置。在W0-A-03091953和W0-A-03091952中，描述了合適的透明磁性層，其包含一定尺寸 的磁性材料的粒子分布，這些粒子以使得磁性層仍保持透明的濃度被分布。又例如，機(jī)器可讀安全器件10可以和去金屬化標(biāo)記組合。這樣的器件10包含金 屬化PET基礎(chǔ)襯底，被去金屬化以形成標(biāo)記，包括沿著器件10的每一個邊緣留下的金屬條痕。在去金屬化工藝期間使用的抗蝕劑優(yōu)選地是黑色或者暗色的。保護(hù)層可以被施加在金 屬條痕上以防止金屬被接著施加的磁性層腐蝕。適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)層是由SimChemical提供的 VHL31534，具有2gsm的涂敷重量。保護(hù)層可以被選擇性地著色。磁性材料只被施加在金屬 條痕上以便不使去金屬化標(biāo)記模糊。然后，如先前描述的那樣，施加色移薄膜11和光控制 薄膜12。 安全器件10可以被包含在所使用的安全襯底14中，從而以現(xiàn)有技術(shù)中已知的任 何常規(guī)格式，例如作為斑塊、箔、帶、條或線，來制造安全文檔。安全器件10可以被整個地 排列在襯底14的表面上，如在條或斑塊的情況中，或者，可以只在襯底14的表面上以開窗 的安全線的形式部分地可見?，F(xiàn)在，安全線存在于世界上很多貨幣以及憑單、護(hù)照、旅行支 票和其他文檔中。在很多情況下，所述線被以部分嵌入式或者開窗的方式提供，其中，所述 線看起來織入/織出紙張，并且在襯底14的一個或者兩個表面中的窗口 15中可見。在 EP-A-0059056中可以找到用于生產(chǎn)具有所謂的開窗線的紙張的方法。EP-A-0860298和 W0-A-03095188描述了用于把更寬的部分暴露的線嵌入紙張襯底的不同方法。通常具有2 到6mm寬度的寬線特別有用，因為額外的暴露線表面區(qū)域允許更好的使用光學(xué)可變器件， 例如在本發(fā)明中使用的器件。圖5和圖6示出本發(fā)明的安全器件10被包含在安全襯底14 中作為具有窗口 15的開窗線，在窗口 15中，器件10的某些區(qū)域被暴露，而器件10的剩余 區(qū)域則被嵌入窗口 15之間的橋16下面。在本發(fā)明的又一個實施例中，器件10被包含在襯底14中，以使器件10的一些區(qū) 域從襯底14的兩側(cè)都可見。在EP-A-1141480和W0-A-3054297中描述了以這種方式包含 安全器件10的合適方法。在EP-A-1141480中描述的方法中，器件的一側(cè)被在襯底(器件 被部分嵌入該襯底)的一個表面上完全暴露，并且在襯底的另一個表面的窗口中被部分地暴露。本發(fā)明的從襯底的兩側(cè)都可觀察的器件10的優(yōu)點(diǎn)是，在器件10的任一側(cè)上將觀 察到不同的色移。例如，當(dāng)圖1的器件10從光控制層12處于最外面的那一側(cè)被觀察時，在 傾斜偏離法向入射后，觀察到紅到綠到藍(lán)的色移。但是，當(dāng)從色移層11處于最外面的相反 側(cè)被觀察時，在傾斜偏離法向入射后，觀察到紅到綠的色移。在帶或者斑塊的情況下，安全器件10被預(yù)先制造在載體條上，并在后續(xù)的加工步 驟中被轉(zhuǎn)移到襯底14?？梢允褂谜辰Y(jié)層把安全器件10施加到襯底14，所述粘結(jié)層或者被 施加到安全器件10，或者被施加到襯底14的表面。轉(zhuǎn)移以后，載體條被去除，使安全器件 10暴露。或者，可以在適當(dāng)?shù)奈恢昧粝螺d體條以提供外部的保護(hù)層。安全器件10可以和其他現(xiàn)有的用于制造安全襯底和文檔的方法組合使用。 可以使用的適當(dāng)方法和構(gòu)造的例子包括但不限于在W0-A-03061980、EP-A-516790、 W0-A-9825236 和 W0-A-9928852 中描述的那些。在施加/包含安全器件10以后，安全襯底14 一般經(jīng)歷進(jìn)一步的標(biāo)準(zhǔn)安全印刷工 藝，包括以下方法中的一個或更多個濕法或者干法平版印刷、凹版印刷、凸版印刷、苯胺印 刷、絲網(wǎng)印刷，和/或照相凹版印刷。在優(yōu)選實施例中，并且為了增加安全器件10對抗偽造 的有效性，安全器件10的設(shè)計可以和完成的它所保護(hù)的安全文檔通過內(nèi)容相關(guān)聯(lián)，并且該 設(shè)計可以和在文檔上提供的標(biāo)識信息對齊。粘結(jié)層可以被施加到器件10的外表面以改善對安全襯底14的粘附性。如果粘結(jié)層被施加于包含光控制層12的器件10的表面，則在粘結(jié)層和光控制層12之間必然存在折射率差異。在光控制層12上施加粘結(jié)層或者保護(hù)性聚合物層是有益的，因為其防止了泥土 在光控制薄膜12的溝槽中堆積。在本發(fā)明的替換實施例中，表現(xiàn)出不同色移屬性的多個色移層可以被在器件的同 一層中彼此相鄰地使用，或者，可以作為多層結(jié)構(gòu)使用。這些優(yōu)選地是液晶材料層，盡管可 以使用色移材料和結(jié)構(gòu)。在圖16中所示的例子中，安全器件10包含光學(xué)可變液晶材料的第一層Ila和光 學(xué)可變液晶材料的第二層11b，第二層lib表現(xiàn)出與第一層Ila不同的反射特性。部分吸收 層30被施加在第一和第二液晶材料層Ila和lib之間。包含一系列平行線性微棱鏡的光 控制層12被施加于第二液晶層lib。光控制層12可以是部分層，如參考圖4描述的那樣， 或者，可以是完整的層。如果打算在反射中觀察器件10，則優(yōu)選地在第一液晶層Ila下方存 在額外的暗吸收層31。在兩個液晶層IlaUlb之間施加部分吸收層30生成了兩個光學(xué)可變區(qū)域——區(qū) 域A和區(qū)域B。在區(qū)域A中，在兩個液晶層IlaUlb之間不存在吸收層30，所以在任何給 定的入射角，反射光的波長是從兩個液晶層IlaUlb反射的光的各自波長的相加混和的結(jié) 果。在區(qū)域B中，在兩個液晶層之間存在吸收層30，并且在任何給定的入射角度，反射光的 波長僅僅是來自第二液晶層lib的反射光。位于第一液晶薄膜層Ila下面的吸收層31可以被以設(shè)計的形式施加，進(jìn)一步生成 光學(xué)可變區(qū)域C，如圖17中所示。在區(qū)域C中，在液晶層IlaUlb的任何一個下面都不存在 吸收層，并且當(dāng)器件10被置于反射背景上時，通過液晶層IlaUlb反射回去的透射顏色的 強(qiáng)度使反射顏色飽和。透射和反射顏色是互補(bǔ)的，例如，反射中的紅到綠的色移在透射中被 看作青色到洋紅的色移。當(dāng)安全器件10被施加于主要是白色的襯底時，則透過區(qū)域C的光 給予下置的襯底作為在區(qū)域A中觀察到的反射顏色的互補(bǔ)顏色的顯著的彩色色澤。在一個例子中，在圖18a和圖18b中示出，并且參考圖16中的剖面，當(dāng)在法向入射 時(圖18a)，第一液晶層Ila反射電磁波譜的紅外區(qū)域中的光，表現(xiàn)為無色和透明，而當(dāng)傾 斜偏離法向入射時(圖18b)反射紅色光。當(dāng)對著暗吸收背景觀察時，第二液晶層lib表現(xiàn) 出紅-綠色移。區(qū)域A和B由兩個液晶層IlaUlb之間的部分暗吸收層30限定，暗吸收層 30在這個例子中被以字母數(shù)字字符的形式施加，使得區(qū)域B是單詞DE LA RUE的重復(fù)圖案， 并且區(qū)域A是背景。當(dāng)在反射中觀察時并且在法向入射時，區(qū)域A和區(qū)域B都顯示紅色，因 為第一液晶層Ila的透明無色外觀對器件10的外觀沒有可見的影響。在傾斜器件10以使 其被偏離法向入射觀察時，由于來自第一液晶層的紅色反射光和來自第二液晶層lib的綠 色反射光的相加顏色混和所致，區(qū)域A顯示黃色，并且因為僅僅來自第二液晶層lib的反射 光所致，區(qū)域B顯示綠色。對于認(rèn)證者來說，器件10在法向入射時顯示均勻的紅色，但是在 傾斜偏離法向入射后，重復(fù)的符號DE LA RUE在綠色背景中以黃色出現(xiàn)。在圖18a和18b的安全器件10中存在光控制薄膜12意味著對于兩個液晶層11a、 lib所觀察到的色移出現(xiàn)在比沒有光控制薄膜12的情況下更靠近法向入射的角度。因此， 隱藏圖像(在這個例子中是重復(fù)圖例DE LA RUE)的顯現(xiàn)，出現(xiàn)在更靠近法向入射的觀察角 度，使得認(rèn)證者明顯更容易地觀察到圖像，從而驗證器件10。光控制薄膜12的進(jìn)一步益處是當(dāng)器件10被傾斜偏離法向入射時，本來在液晶層IlaUlb內(nèi)被內(nèi)部反射的光的波長開始對特征的總體顏色產(chǎn)生貢獻(xiàn)。例如，當(dāng)在法向入射 時，第一液晶層Ila反射電磁波譜的紅外區(qū)域中的光(圖18a)，顯得無色和透明，而當(dāng)傾斜 偏離法向入射時，反射紅色光(圖18b)。但是，由于存在光控制薄膜12，在進(jìn)一步傾斜偏 離法向入射后，看到第一液晶層Ila反射電磁波譜的綠色區(qū)域中的光。在傾斜偏離法向入 射后，第二液晶層lib表現(xiàn)出紅-綠色移，但是，由于存在光控制薄膜12，在進(jìn)一步傾斜偏 離法向入射后，看到第二液晶層lib反射電磁波譜的藍(lán)色區(qū)域中的光。對于在圖18a和圖 18b中示出的例子，在把器件傾斜偏離法向入射一個小距離后，在區(qū)域B中觀察到紅到綠色 移，并且在區(qū)域A中觀察到紅到黃的色移，如所描述的那樣，在綠色背景上展現(xiàn)隱藏的黃色 圖像。在進(jìn)一步傾斜后，由于來自第一和第二液晶層IlaUlb的綠色和藍(lán)色的相加顏色混 和所致，在區(qū)域B中觀察到進(jìn)一步的從綠到藍(lán)的色移，并且在區(qū)域A中觀察到從黃到青的進(jìn) 一步色移。以這種方式，在傾斜后，隱藏的圖像將被展現(xiàn)為綠色背景上的黃色圖像，然后，在 進(jìn)一步傾斜后，改變?yōu)樗{(lán)色背景上的青色圖像。這進(jìn)一步的色移給偽造者提出了復(fù)制安全 特征的額外挑戰(zhàn)。在圖16中示出的進(jìn)一步的實施例中，液晶層IlaUlb中的一個或者兩個是部分 層。這可以通過使用如US-A-20040155221中描述的可印刷可聚合液晶材料，把液晶材料照 相凹版印刷到載體襯底26上或者第一液晶層Ila上來實現(xiàn)。例如，如果第二液晶層lib是 部分層，使得在某些區(qū)域中，第一液晶層Ila被暴露，則可以生成又一個光學(xué)可變區(qū)域，其 中，在任何給定的入射角度，反射光的波長都僅是來自第一液晶層Ila的反射光。 形成部分第二液晶層lib的替代方法是一旦形成了多層器件10，則去除暴露的第 二液晶層lib的區(qū)域。這可以通過在部分吸收層30和第一液晶層Ila之間生成弱界面來 實現(xiàn)。如果施加機(jī)械力以便使第二液晶層lib從第一液晶層Ila脫離，則其將僅在存在這 種弱界面的區(qū)域中被與吸收層30 —起去除。圖19示出了包含部分第一液晶層Ila的實施例。具有和圖16中的液晶層11相 同的角度依賴反射特性的第一液晶層Ila被以例如字母數(shù)字字符的設(shè)計的形式印刷(直接 或間接地)到聚合物載體襯底26上，使得區(qū)域B是單詞DE LA RUE的重復(fù)圖案，并且區(qū)域 A是背景。然后，具有和圖16中的第二液晶層lib相同的角度依賴反射特性的第二液晶層 lib被作為完整層施加，覆蓋聚合物載體16和第一液晶層11a。包含一系列平行的線性微 棱鏡的光控制層12被施加到第二液晶層lib。如果打算在反射中觀察器件10，則優(yōu)選地具 有存在于第一液晶層Ila下面的額外的暗吸收層31。在區(qū)域A中，在任何給定的入射角度，反射光的波長是從兩個液晶層IlaUlb反射 的光的各自波長的相加混和的結(jié)果。在區(qū)域B中，第一液晶層Ila已經(jīng)被省略，并且在任何 給定的入射角度，反射光的波長僅僅是來自第二液晶層lib的反射光。圖19中的安全器件 10的光學(xué)效果因此和針對圖16中的器件10觀察到的效果相同，但是被以不同的方式產(chǎn)生。在參考圖16到圖19示出和描述的例子中，可以使用其他的控制層和色移材料，例 如在較早的例子中描述的。
權(quán)利要求
一種安全器件(10)，包含至少部分地相互重疊并且各自具有不同的色移屬性的第一和第二色移材料層(11a、11b)，并且，具有修改反射光角度的表面結(jié)構(gòu)的光控制層(12)被至少部分地施加在所述色移層(11a、11b)其中之一的暴露表面上，使得被所述安全器件反射的光在不同的觀察角度被看到。
2.如權(quán)利要求1所述的安全器件(10)，在至少一個區(qū)域中在所述兩個色移層(11a、 lib)之間還包含光吸收層(30)。
3.一種安全器件(10)，包含色移材料層，并且具有修改被所述安全器件反射的光的角 度的表面結(jié) 構(gòu)的光控制層被至少部分地施加在所述色移層的第一表面上，所述色移材料被 選擇成使得在某些觀察角度，被所述色移材料反射的光在電磁波譜的不可見區(qū)域中，而在 至少一個其他角度，反射光在可見波譜中。
4.如前面權(quán)利要求中的任何一項所述的安全器件(10)，其中，色移層(IlaUlb)包含 薄膜干涉結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1到3中的任何一項所述的安全器件(10)，其中，色移層(IlaUlb)包含多層聚合物結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1到3中的任何一項所述的安全器件(10)，其中，色移層(IlaUlb)包含光子晶體結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1到3中的任何一項所述的安全器件(10)，其中，色移層(IlaUlb)包含液晶層。
8.如權(quán)利要求7所述的安全器件(10)，其中，所述液晶層(IlaUlb)包含聚合物載體 層(26)上的著色液晶材料的涂層。
9.如權(quán)利要求5所述的安全器件(10)，其中，所述液晶層(IlaUlb)包含液晶薄膜。
10.如前面權(quán)利要求中的任何一項所述的安全器件(10)，其中，光控制層(12)是微棱鏡薄膜。
11.如權(quán)利要求10所述的安全器件(10)，其中，微棱鏡薄膜具有一維微棱鏡結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求11所述的安全器件(10)，其中，微棱鏡結(jié)構(gòu)包含線性微棱鏡(16)的陣列。
13.如權(quán)利要求12所述的安全器件(10)，其中，微棱鏡薄膜包含線性微棱鏡(18)的兩 個或更多個陣列，其中一個陣列的長軸在角度上偏離其他陣列的長軸。
14.如權(quán)利要求13所述的安全器件(10)，其中，棱鏡結(jié)構(gòu)包含兩個其長軸彼此成90度 取向的線性微棱鏡陣列。
15.如權(quán)利要求10到14中的任何一項所述的安全器件(10)，其中，棱鏡結(jié)構(gòu)的微棱鏡 (18)具有鋸齒結(jié)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求10所述的安全器件(10)，其中，微棱鏡薄膜具有二維微棱鏡結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求16所述的安全器件(10)，其中，微棱鏡結(jié)構(gòu)的微棱鏡具有方棱錐結(jié)構(gòu)。
18.如權(quán)利要求16所述的安全器件(10)，其中，微棱鏡結(jié)構(gòu)的微棱鏡包含六面角隅棱
19.如權(quán)利要求1到9中的任何一項所述的安全器件(10)，其中，光控制層(12)包含 具有穹形表面結(jié)構(gòu)的透鏡體陣列。
20.如前面權(quán)利要求中的任何一項所述的安全器件(10)，其中，使用具有與光控制層(12)基本上相同折射率的材料遮蓋光控制層(12)的至少一個區(qū)域。
21.如前面權(quán)利要求中的任何一項所述的安全器件(10)，其中，光控制層(12)是具有 至少一個空白區(qū)域的部分層，在所述空白區(qū)域中不存在光控制層(12)。
22.如權(quán)利要求20或者21所述的安全器件(10)，其中，被遮蓋的區(qū)域和/或至少一個 空白區(qū)域限定標(biāo)記。
23.如權(quán)利要求22所述的安全器件(10)，其中，所述標(biāo)記包含至少一個設(shè)計、圖案、符 號或者字母數(shù)字字符，或者其組合。
24.如前面權(quán)利要求中的任何一項所述的安全器件(10)，還包含另一個光吸收材料層 (31)，該光吸收材料層(31)在與光控制薄膜(12)相反一側(cè)上被施加于色移層(IlUla)或 者其中之一的表面。
25.如權(quán)利要求2和/或權(quán)利要求24所述的安全器件(10)，其中，光吸收層(30、31)是日首層。
26.如權(quán)利要求24或25所述的安全器件(10)，其中，光吸收層(31)是有色或者多色層。
27.如前面權(quán)利要求中的任何一項所述的安全器件(10)，其中，色移層(IlaUlb)被聚 合物載體層(26)支撐。
28.如權(quán)利要求27所述的安全器件(10)，其中，載體層(26)是可去除的。
29.如權(quán)利要求27或28所述的安全器件(10)，其中，載體層(26)被用釋放層涂敷。
30.如前面權(quán)利要求中的任何一項所述的安全器件(10)，還包含由施加于聚合物載體 層(26)的任意一側(cè)的金屬區(qū)域(27)限定的金屬化或者去金屬化標(biāo)記。
31.如前面權(quán)利要求中的任何一項所述的安全器件(10)，還包含機(jī)器可讀元件。
32.如權(quán)利要求31所述的安全器件(10)，其中，機(jī)器可讀元件包含熒光、磷光、紅外吸 收、熱變色、光致變色、磁性、電致變色、導(dǎo)電或壓致變色材料。
33.如前面權(quán)利要求中的任何一項所述的安全器件(10)，其中，色移層(IlaUlb)其中 之一或者兩者是部分層。
34.一種安全襯底，包含基礎(chǔ)襯底和如前面權(quán)利要求中的任何一項所述的安全器件。
35.如權(quán)利要求34所述的安全襯底，其中，所述安全器件被施加于基礎(chǔ)襯底的表面。
36.如權(quán)利要求34所述的安全襯底，其中，所述安全器件被至少部分地嵌入所述基礎(chǔ) 襯底中，并且在所述基礎(chǔ)襯底的至少一個表面中的窗口中可見。
37.由如權(quán)利要求34到36中的任何一項所述的安全襯底形成的安全文檔，包含憑單、 護(hù)照、鈔票、支票、證書或者其他有價文檔。
38.如權(quán)利要求37所述的安全文檔，其中，所述文檔印有標(biāo)識信息，并且由來自安全器 件的色移層的光反射形成的設(shè)計與所述標(biāo)識信息相關(guān)聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明涉及可被以不同的形狀和尺寸用于各種認(rèn)證或者安全應(yīng)用的安全器件的改進(jìn)，并且具體涉及利用色移材料的光學(xué)可變安全器件。所述安全器件(10)包含至少部分地相互重疊并且每一個均具有不同的色移屬性的第一和第二色移材料層(11a、11b)。具有修改反射光角度的表面結(jié)構(gòu)的光控制層(12)被至少部分地施加在所述色移層(11a、11b)其中之一的表面上，以使被所述安全器件反射的光被在不同的觀察角度看到。
文檔編號B42D15/10GK101848815SQ200880114963
公開日2010年9月29日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者A·利斯特, L·康曼德 申請人:德拉魯國際公司