專(zhuān)利名稱(chēng)：光可變裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光可變裝置，并且雖然不唯一，但作為紙幣和其他安全文件的防偽措施尤其有用。
背景技術(shù)：
安全印刷機(jī)面臨著要相對(duì)于獲得高級(jí)復(fù)制技術(shù)的偽造者保持領(lǐng)先的持續(xù)挑戰(zhàn)。例如，通常用作紙幣的安全特征的印刷元件和衍射浮雕結(jié)構(gòu)分別可以受通過(guò)光掃描和接觸復(fù)制進(jìn)行的復(fù)制的影響。安全文件設(shè)計(jì)者必須因此為保護(hù)文件不受偽造而在技術(shù)上采用越來(lái)越先進(jìn)的特征。同時(shí)，希望這些安全特征容易辨認(rèn)，以便仔細(xì)檢查文件的人意識(shí)到在真文件中尋找什么。一個(gè)通常采用并容易辨認(rèn)的特征是印刷的圖像，例如以名人的肖像的形式。傳統(tǒng)上，通過(guò)諸如凹雕印刷的技術(shù)來(lái)將此類(lèi)圖像應(yīng)用到紙幣，經(jīng)常包括飾紋(細(xì)小的線)圖案。結(jié)果是擁有在當(dāng)時(shí)對(duì)偽造者來(lái)講難以復(fù)制的觸覺(jué)印記和特有外觀的圖像?？梢酝ㄟ^(guò)采用光可變結(jié)構(gòu)來(lái)產(chǎn)生更安全的鑒定特征，諸如隨著觀察者改變他們相對(duì)于該結(jié)構(gòu)的視角而在外觀中改變的衍射光柵。可以通過(guò)提供擁有也呈現(xiàn)光可變衍射效果的色調(diào)圖像的安全裝置來(lái)組合以上特征?？梢酝ㄟ^(guò)將輸入光可變圖像的數(shù)碼化(位圖)版本分成NXM個(gè)像素的陣列來(lái)產(chǎn)生此類(lèi)圖像，如在W091/03747中描述的。如果原始圖像是黑白的，那么每個(gè)像素將擁有對(duì)應(yīng)于圖像的對(duì)應(yīng)部分的亮度的灰度值(灰度級(jí))。然后可以將衍射光柵元件分配到每個(gè)像素，每個(gè)光柵元件中的凹槽的曲率取決于(例如，反比于)對(duì)應(yīng)像素的灰度級(jí)。向察看安全特征的人產(chǎn)生的凈效果是隨著視角改變而改變色調(diào)和/或顏色的中間色調(diào)或連續(xù)色調(diào)的單色圖像。被稱(chēng)為“像素圖”(Pixelgram)的上述的安全特征因此是從輸入連續(xù)色調(diào)圖像到擁有光可變組分(視角一改變色調(diào)/顏色就改變)和光不可變組分(連續(xù)色調(diào)肖像)二者的衍射光柵的馬賽克(mosaic)的映射，借此向在擁有在它自己上的任一組分的安全特征上偽造提供增強(qiáng)的抵抗。鑒于增加偽造者困難的持續(xù)需求，希望提供擁有對(duì)通過(guò)諸如上述那些的已知安全裝置提供的那些鑒定的額外等級(jí)的鑒定的改進(jìn)的安全裝置。定義安全文件本文使用的術(shù)語(yǔ)“安全文件”包括所有類(lèi)型的文件和有價(jià)值的代價(jià)券以及身份識(shí)別文件，包括但并不局限于以下貨幣物件諸如紙幣和硬幣；信用卡、支票、護(hù)照、身份證、證券及股票、駕照、契證；旅行文件諸如飛機(jī)票及火車(chē)票；門(mén)禁卡和門(mén)票；出生、死亡和結(jié)婚證書(shū)以及學(xué)生成績(jī)單。本發(fā)明尤其但不唯一地適用于從向其應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)印刷層的基底而形成的諸如紙幣的安全文件或諸如身份證或護(hù)照的身份識(shí)別文件。
基底如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“基底”是指從其形成安全文件或代價(jià)券的基礎(chǔ)材料?；A(chǔ)材料可以是紙或諸如纖維素的其他纖維材料；塑料或聚合材料，包括但不局限于聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET);或兩個(gè)或多個(gè)材料組成的復(fù)合材料，諸如由紙和至少一個(gè)塑料材料組成，或由兩個(gè)或多個(gè)聚合材料組成的薄片。在澳大利亞倡導(dǎo)的安全文件的制造中的塑料和聚合材料的使用已經(jīng)非常成功，因?yàn)榫酆霞垘疟人鼈兊募堎|(zhì)對(duì)應(yīng)物更耐用并且也可以結(jié)合新安全裝置和特征。為澳大利亞和其他國(guó)家生產(chǎn)的聚合紙幣中的一個(gè)尤其成功的安全特征是透明區(qū)或“窗口”。透明窗口和半窗口如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“窗口 ”是指在安全文件中相比于應(yīng)用印刷的基本上不透明區(qū)域而言透明或半透明的區(qū)。窗口可以完全透明以便它允許透射基本上未受影響的光，或者它可以是部分透明或半透明，部分地允許光的透射但不允許透過(guò)窗口區(qū)清楚地看見(jiàn)物體。窗口區(qū)可通過(guò)省略形 成窗口區(qū)的區(qū)域中的至少一個(gè)濁化層來(lái)在擁有至少一層透明聚合材料和應(yīng)用到透明聚合基底的至少一側(cè)的一個(gè)或多個(gè)濁化層的聚合安全文件中形成。如果對(duì)透明基底的兩側(cè)都應(yīng)用濁化層，可以通過(guò)在窗口區(qū)中的透明基底的兩側(cè)都省略濁化層來(lái)形成完全透明的窗口。在下文中稱(chēng)為“半窗口”的部分透明或半透明區(qū)可在兩側(cè)都擁有濁化層的聚合安全文件中通過(guò)只在窗口區(qū)中的安全文件的一側(cè)省略濁化層來(lái)形成，以便“半窗口 ”不完全透明，但允許一些光通過(guò)而不允許透過(guò)半窗口清楚地察看物體。備選的是，基底可以由諸如紙或纖維材料的基本上不透明的材料形成，通過(guò)向紙或纖維基底中的開(kāi)孔或凹處插入的透明塑料材料的插入來(lái)形成透明窗口或半透明半窗口區(qū)。濁化層可向透明基底應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)濁化層來(lái)增加安全文件的不透明度。濁化層是使得L^Ltl，其中Ltl是入射在文件上的光的量，而Lt是透射過(guò)文件的光的量。濁化層可包括各種濁化涂層中的任何一個(gè)或多個(gè)。例如，濁化涂層可包括分散在熱活化的可交聯(lián)的聚合材料的粘合劑或載體之內(nèi)的顏料，諸如二氧化鈦。備選的是，透明塑料材料的基底可夾在標(biāo)記可被隨后印刷或以其他方式應(yīng)用到其上的紙或其他部分地或基本上不透明材料的濁化層之間。安全裝置或特征如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“安全裝置”或“特征”包括想要保護(hù)安全文件或代價(jià)券不受偽造、復(fù)制、更替或篡改的大量安全裝置、元件或特征中的任何一個(gè)?？稍诎踩募幕咨匣蛑谢蛟趹?yīng)用到基礎(chǔ)基底的一個(gè)或多個(gè)層上或中提供安全裝置和特征，并且可采用多種形式，諸如嵌入在安全文件的層中的安全線；諸如熒光、冷光和磷光油墨、含金屬油墨、閃光油墨、光致變色、熱致變色、水致變色或壓致變色油墨的安全油墨；包括浮雕結(jié)構(gòu)的印刷的和壓印的特征；干涉層；液晶裝置；透鏡和晶狀體結(jié)構(gòu)；光可變裝置(0VD)，諸如包括衍射光柵、全息圖和衍射光元件(DOE)的衍射裝置。零級(jí)衍射光柵
零級(jí)衍射光柵是表面浮雕或埋藏的微結(jié)構(gòu)，在給定波長(zhǎng)的光照下只在零衍射級(jí)產(chǎn)生光。通常，此類(lèi)零級(jí)結(jié)構(gòu)擁有小于入射光的希望的波長(zhǎng)的周期性。由于此原因，零級(jí)衍射光柵有時(shí)被稱(chēng)為子波長(zhǎng)光柵。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，本發(fā)明提供了一種光可變裝置，包括:安排在一個(gè)平面中的多個(gè)零級(jí)衍射光柵元件，所述裝置的至少一個(gè)區(qū)域中的一組所述零級(jí)衍射光柵元件在所述區(qū)域之內(nèi)被調(diào)制，以便著色的至少部分偏振的圖像對(duì)察看裝置的人來(lái)講是可見(jiàn)的，其中當(dāng)所述裝置圍繞基本上垂直于平面的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，察看所述裝置的人觀察到一種第一光可變效果，而當(dāng)在偏振光下察看所述裝置并且所述裝置圍繞基本上垂直于或平行于平面的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，觀察到一種第二光可變效果。優(yōu)選的是，通過(guò)所述光柵元件的顏色和/或亮度的改變來(lái)產(chǎn)生所述第一光可變效果。同樣可通過(guò)所述光柵元件的顏色和/或亮度的改變來(lái)產(chǎn)生所述第二光可變效果。本發(fā)明因此提供了對(duì)已知裝置的改進(jìn)，以致于可在單個(gè)裝置中提供至少兩種不同類(lèi)型的光可變效果。由于將零級(jí)光柵元件用作著色的圖像的“像素”，這一點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)像素在非偏振光的照射下產(chǎn)生也至少部分偏振的具有定義顏色的反射光。通過(guò)以隨著視角改變對(duì)察看者可見(jiàn)的圖像中的明顯的改變的形式的一種第一光可變效果來(lái)提供第一等級(jí)的鑒定，例如通過(guò)圍繞垂直于所述裝置的所述平面的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)所述裝置。通過(guò)在偏振光下察看所述裝置能夠以隱蔽的圖像改變的形式看見(jiàn)一種第二光可變效果，例如通過(guò)在所述裝置上疊加一個(gè)偏振濾光器。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述第一和/或第二光可變效果是所述圖像的形狀中的改變。優(yōu)選的是，相對(duì)于相鄰零級(jí)衍射光柵元件的光柵參數(shù)來(lái)調(diào)制所述區(qū)域中的所述零級(jí)衍射光柵元件的至少一個(gè)光柵參數(shù)。備選或額外的是，可在所述零極衍射光柵元件的至少一些元件之內(nèi)調(diào)制所述區(qū)域中的所述零級(jí)衍射光柵元件的至少一個(gè)光柵參數(shù)。優(yōu)選的是，所述零級(jí)衍射光柵元件包括直線或曲線的凹槽，并且關(guān)于空間頻率、凹槽曲率、凹槽深度或這些的組合來(lái)執(zhí)行調(diào)制。調(diào)制所述光柵元件(像素)允許生成可以是多色或單色的基本上連續(xù)色調(diào)圖像，例如連續(xù)色調(diào)的肖像。例如，為產(chǎn)生一幅連續(xù)色調(diào)單色紅色圖像，所述光柵元件可每個(gè)擁有接近于紅光的一半波長(zhǎng)的平均周期(空間頻率的倒數(shù))，λ Md/2，這是紅光的反射強(qiáng)度將最大的周期。然后可在一個(gè)給定像素之內(nèi)稍微變更該給定像素的凹槽的周期，從λ red/2的最優(yōu)周期離開(kāi)來(lái)降低像素的亮度。備選的是，每個(gè)像素可擁有恒定的空間頻率，但是具有橫穿而不是在像素之內(nèi)調(diào)制的空間頻率以便產(chǎn)生亮度的變更。產(chǎn)生亮度變量的備選方式是調(diào)制像素中的凹槽的曲率。已經(jīng)向其中引入更大曲率的像素將比其中凹槽更少?gòu)澢南袼禺a(chǎn)生更低的反射光強(qiáng)度。
當(dāng)然，也可以產(chǎn)生多色的連續(xù)色調(diào)的圖像，其中一個(gè)第一子集中的像素?fù)碛信c紅光的半波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的周期，一個(gè)第二子集中的像素?fù)碛信c藍(lán)光的半波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的周期，一個(gè)第三子集中的像素?fù)碛信c綠光的半波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的周期，等等。然后可以如上述地通過(guò)變更空間頻率或凹槽曲率來(lái)調(diào)制一個(gè)子集中的像素的亮度。在備選的實(shí)施例中，可調(diào)制在所述區(qū)域之內(nèi)的零級(jí)衍射光柵元件的表面密度(每單位面積的像素?cái)?shù))來(lái)產(chǎn)生亮度的變更。例如，可將光柵元件應(yīng)用到所述裝置以便遮蓋與輸入半色調(diào)或連續(xù)色調(diào)圖像的對(duì)應(yīng)區(qū)域的亮度成比例的表面區(qū)。如果調(diào)制所述零級(jí)衍射光柵元件的空間頻率，則可根據(jù)一個(gè)諧波或非諧波函數(shù)來(lái)執(zhí)行所述調(diào)制。這可提供額外等級(jí)的安全以致于只有光可變裝置的制造商會(huì)知道用來(lái)執(zhí)行所述調(diào)制的函數(shù)的參數(shù)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，衍射光柵元件的凹槽是導(dǎo)電的并且由不傳導(dǎo)的區(qū)域分開(kāi)。凹槽可由諸如包括金屬納米粒子的材料的一種傳導(dǎo)材料形成。金屬納米粒子可以產(chǎn)生對(duì)于其他金屬材料而言不可能的特別的顏色效果。在另一實(shí)施例中，所述凹槽由將一種傳導(dǎo)材料應(yīng)用到其上的一種非傳導(dǎo)材料形成。在尤其優(yōu)選的實(shí)施例中，所述凹槽形成在與一種第二電介質(zhì)材料接觸的一種第一電介質(zhì)材料中，所述第二電介質(zhì)材料擁有與所述第一電介質(zhì)材料不同的折射率?？蓪⑺霭疾矍度朐谒龅诙娊橘|(zhì)材料中。在一個(gè)第二方面中，本發(fā)明提供了一種包括根據(jù)上述實(shí)施例中的任何實(shí)施例的光可變裝置的安全文件。在又一方面中，提供了一種制造光可變裝置的方法，包括以下步驟在一個(gè)表面上或中形成多個(gè)零級(jí)衍射光柵元件，在所述裝置的至少一個(gè)區(qū)域中的一組零級(jí)衍射光柵元件在所述區(qū)域之內(nèi)被調(diào)制，以便著色的至少部分偏振的圖像對(duì)察看所述裝置的人來(lái)講是可見(jiàn)的，其中當(dāng)所述裝置圍繞基本上垂直于所述表面的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，察看所述裝置的人觀察到一種第一光可變效果，而當(dāng)在偏振光下察看所述裝置并且其圍繞基本上垂直于或平行于表面的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，觀察到一種第二光可變效果。所述方法可進(jìn)一步包括將一層第一電介質(zhì)材料應(yīng)用到所述表面的步驟，其中所述零級(jí)衍射光柵元件在所述第一電介質(zhì)材料中形成。所述第一電介質(zhì)材料可以是一種可壓印輻射可固化油墨。可在所述第一電介質(zhì)材料中壓印所述零級(jí)衍射光柵元件。所述方法然后可進(jìn)一步包括固化在至少所述壓印區(qū)域中的所述第一電介質(zhì)材料的步驟。在優(yōu)選的實(shí)施例中，通過(guò)擁有多個(gè)凹槽的一個(gè)壓印圓柱來(lái)應(yīng)用所述零級(jí)衍射光柵元件，所述凹槽與所述壓印圓柱的旋轉(zhuǎn)軸基本上垂直地對(duì)齊。所述方法優(yōu)選地進(jìn)一步包括用一種第二電介質(zhì)材料覆蓋所述零級(jí)衍射光柵元件的步驟，所述第二電介質(zhì)材料擁有與所述第一電介質(zhì)材料不同折射率?？蓧河≥椛淇晒袒湍疚氖褂玫男g(shù)語(yǔ)“可壓印輻射可固化油墨”是指在印刷過(guò)程中可應(yīng)用到基底而且在軟的時(shí)候可壓印以形成浮雕結(jié)構(gòu)并通過(guò)輻射來(lái)固定壓印的浮雕結(jié)構(gòu)的任何油墨、漆或其他涂層。固化過(guò)程在壓印輻射可固化油墨之前并不發(fā)生，但可以壓印或在基本上與壓印步驟相同的時(shí)間發(fā)生固化過(guò)程。輻射可固化油墨是優(yōu)選通過(guò)紫外(UV)輻射可固化的。備選地，輻射可固化油墨可通過(guò)諸如電子束或X射線的其他輻射形式來(lái)固化。輻射可固化油墨優(yōu)選地是形成自清澈樹(shù)脂材料的一種透明或半透明油墨。此類(lèi)透明或半透明油墨尤其適合于印刷諸如數(shù)值類(lèi)型DOE和透鏡結(jié)構(gòu)的光透射安全元件。在一個(gè)尤其優(yōu)選的實(shí)施例中，所述透明或半透明油墨優(yōu)選地包括一種基于丙烯酸的UV可固化清澈可壓印漆或涂層?？梢詮母鞣N制造商獲取此類(lèi)UV可固化漆,包括Kingfisher Ink Limted公司的紫外類(lèi)型UVF-203或類(lèi)似產(chǎn)品。備選的是，輻射可固化可壓印涂層可基于其他化合物，例如硝
基纖維素。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用在本發(fā)明中的輻射固化油墨和漆尤其適合于壓印微結(jié)構(gòu)，包括諸如DOE的衍射結(jié)構(gòu)、衍射光柵和全息圖以及微透鏡和透鏡陣列。然而，也可將它們壓印更大的浮雕結(jié)構(gòu)，諸如非衍射光可變裝置。優(yōu)選地壓印油墨并且基本上同時(shí)通過(guò)紫外(UV)輻射來(lái)固化。在尤其優(yōu)選的實(shí)施例，在凹版印刷過(guò)程中，應(yīng)用輻射可固化油墨并且基本上同時(shí)壓印。優(yōu)選的是，為了適合于凹版印刷，輻射可固化油墨擁有落在基本上從大約20厘泊到大約175厘泊的范圍內(nèi)的粘度，并且更優(yōu)選地從大約30厘泊到大約50厘泊?？赏ㄟ^(guò)測(cè)量從Zahn Cup#2排盡漆的時(shí)間來(lái)確定粘度。在20秒內(nèi)排盡的樣本擁有30厘泊的粘度，而在63秒內(nèi)年排盡的樣本擁有150厘泊的粘度。對(duì)于一些聚合基底，可能有必要在應(yīng)用輻射可固化油墨之前向基底應(yīng)用一個(gè)中間層來(lái)改進(jìn)通過(guò)油墨到基底形成的壓印結(jié)構(gòu)的粘附。所述中間層優(yōu)選地包括一個(gè)底漆層，并且更優(yōu)選的是所述底漆層包括聚乙烯亞胺。所述底漆層也可包括一種交聯(lián)劑，例如多功能異氰酸鹽。適合于本發(fā)明中使用的其他底漆的示例包括端羥基聚合物；基于共聚物的端羥基聚合物；交聯(lián)的或不交聯(lián)的羥化丙烯酸酯；聚氨酯；以及UV固化陰離子或陽(yáng)離子丙烯酸脂。適合的交聯(lián)劑的示例包括異氰酸鹽；聚吖丙啶；鋯復(fù)合物；乙酰丙酮鋁；三聚氰胺；以及氰氨。底漆的類(lèi)型可針對(duì)不同基底以及壓印的油墨結(jié)構(gòu)而變更。優(yōu)選地，選擇并不實(shí)質(zhì)地影響壓印油墨結(jié)構(gòu)的光特性的底漆。在另一可能的實(shí)施例中，輻射可固化油墨可包括金屬粒子來(lái)形成既可印刷又可壓印的金屬油墨合成物。此類(lèi)金屬油墨合成物可用于印刷反射安全元件，諸如衍射光柵或全息圖。備選的是，可將例如形成自清澈樹(shù)脂的透明油墨應(yīng)用在所述基底的一側(cè)上，具有或不具有一個(gè)中間底漆層，然后將該透明油墨壓印并通過(guò)輻射固化而如果希望形成作為安全裝置一部分的反射的安全元件的話，則接下來(lái)在印刷過(guò)程中將金屬油墨合成物應(yīng)用到壓印的透明油墨。也可以將金屬油墨合成物應(yīng)用在足夠薄到允許光透射的一個(gè)層中。當(dāng)使用金屬油墨，優(yōu)選地包括將金屬顏料粒子和粘合劑包括在內(nèi)的合成物。金屬顏料粒子優(yōu)選地選自包括以下物質(zhì)的組鋁、金、銀、鉬、銅、合金、不銹鋼、鎳鉻鐵合金和黃銅。金屬油墨優(yōu)選地?fù)碛械驼澈蟿┖恳约拜^高的顏料粘合劑比。在描述適合在覆蓋包括金屬顏料粒子和粘合劑的衍射光柵的涂層合成物的Wolstenhome國(guó)際有限公司的W02005/049745中描述適合于本發(fā)明中的使用的金屬油墨合成物的示例，其中顏料對(duì)粘合劑的比率足夠高以致于準(zhǔn)許顏料粒子排列成衍射光柵的輪廓。適合的粘合劑可包括任何一個(gè)或多個(gè)選自包括以下物質(zhì)的組的物質(zhì):硝化纖維、乙基纖維素、乙酸纖維素、乙酸丙酸纖維素(CAP)、乙酸丁酯纖維素(CAB)、醇溶性丙酸酯(ASP)、氯乙烯、乙酸乙烯酯共聚體、乙酸乙烯酯、乙烯基、丙烯酸、聚氨酯、聚酰胺、松香酯、碳?xì)浠衔?、醛、酮、尿烷、聚?duì)苯二甲酸乙二醇酯、萜烯酚、聚烯烴、硅樹(shù)脂、纖維素、聚酰胺和松香酯樹(shù)脂。在一個(gè)尤其優(yōu)選的金屬油墨合成物中，粘合劑包括硝酸纖維素和聚氨酯。顏料與粘合劑的比率優(yōu)選地落在基本上在按重量從大約5:1到大約0.5:1的范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選地落在基本上在按重量從大約4:1到大約1:1的范圍內(nèi)。金屬顏料含量占合成物的重量?jī)?yōu)選地小于大約10%，更優(yōu)選地小于6%。在尤其優(yōu)選的實(shí)施例中，顏料含量占合成物的重量落在基本上從大約0.2%到大約0.6%的范圍中，并且更優(yōu)選地從大約0.2%到大約2%的范圍。平均粒子直徑可在從大約2 μ m到大約20 μ m的范圍中，優(yōu)選地在從大約5 μ m到大約20 μ m的范圍中，并且更優(yōu)選地從大約8 μ m到大約15 μ m的范圍中。顏料粒子的厚度優(yōu)選地小于大約IOOnm并且更優(yōu)選地小于大約50nm。在一個(gè)實(shí)施例中，顏料粒子的厚度落在基本上從10nm-50nm的范圍之內(nèi)。在另一實(shí)施例中，顏料粒子的厚度落在基本上從5nm-35nm的范圍之內(nèi)，并且在另一實(shí)施例中，顏料的平均厚度落在基本上從5nm_18nm的范圍之內(nèi)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如上所述的可壓印UV可固化油墨合成物尤其適合于壓印以形成光衍射安全裝置，諸如衍射光柵、全息圖和衍射光元件。在半窗口的情況中，其中在一側(cè)通過(guò)至少一個(gè)濁化層來(lái)遮蓋所述透明區(qū)域，形成自一種壓印的金屬油墨的安全裝置可以是只在所述半窗口中從未經(jīng)所述半窗口區(qū)中的一個(gè)濁化層遮蓋的基底的反面可見(jiàn)的反射裝置。在所述基底的一側(cè)遮蓋所述半窗口區(qū)的濁化層可以允許光的部分透射以便通過(guò)所述壓印的油墨形成的安全裝置在從在所述半窗口區(qū)中由所述濁化層遮蓋的一側(cè)的透射中部分地可見(jiàn)。


現(xiàn)在將參考附圖只通過(guò)非限定的示例來(lái)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，其中:圖1根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示出了一種包括光可變裝置的安全文件；圖2示出了圖1的安全文件，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度以產(chǎn)生一種第一光可變效果；圖3是圖1的光可變裝置的一部分的特寫(xiě)；圖4、5和6示出了由圖1的光可變裝置產(chǎn)生的一種第二光可變效果；圖7示出了一種包括光可變裝置的安全文件的一備選實(shí)施例；圖8示出了圖7的安全文件折疊以便可以通過(guò)一個(gè)偏振濾光器察看所述光可變裝置；圖9示出了根據(jù)示例性方法調(diào)制的一種光柵元件；圖10和11是一種用于制造光可變裝置和安全文件的方法的原理圖；圖12示出了通過(guò)部分地根據(jù)圖10中展示的方法制造的一種光可變裝置的截面視圖；以及圖13示出了為制造本發(fā)明的實(shí)施例的印刷和壓印設(shè)備。
具體實(shí)施例方式首先參見(jiàn)圖1，示出了一種安全文件，其形式為擁有透明窗口區(qū)域12和區(qū)13的紙幣10，該透明窗口區(qū)域12包含光可變裝置14，并且該區(qū)13不包含任何光可變結(jié)構(gòu)?？蓪⒐饪勺冄b置14作為在窗口 12之內(nèi)分別制造的傳輸箔來(lái)應(yīng)用，或可通過(guò)在窗口 12之內(nèi)應(yīng)用可壓印輻射可固化油墨(如上所述)并且然后形成在可壓印油墨中的裝置來(lái)結(jié)合在安全文件中。光可變裝置14包含共同形成色調(diào)肖像16的多個(gè)零級(jí)衍射光柵元件。肖像16可以是多色的或可以是單色的。在圖1中示出的示例中，安排每個(gè)零級(jí)光柵元件或像素以產(chǎn)生在光譜的紅色部分的反射光，但對(duì)每個(gè)像素的亮度(色調(diào))進(jìn)行調(diào)制以便對(duì)察看者產(chǎn)生色調(diào)肉眼可見(jiàn)的圖像16的印象。在圖2中，示出了順時(shí)針即圍繞垂直于紙幣的平面的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)90度后的圖1的紙幣。這造成圖像16的色調(diào)從正到負(fù)的轉(zhuǎn)換，也伴隨著從紅到綠顏色轉(zhuǎn)換。由于在構(gòu)成圖像16的各個(gè)零級(jí)像素的旋轉(zhuǎn)下的行為，這一點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)在參見(jiàn)圖3，示出了圖1的區(qū)域200的極大地放大的視圖。區(qū)域200包括擁有四個(gè)不同亮度等級(jí)的像素，例如在211 (最亮)、212 (次亮)、213 (暗)和214 (最暗)區(qū)域中。通過(guò)調(diào)制對(duì)應(yīng)圖像區(qū)中的零級(jí)像素221、222、223、224 (在放大的分解視圖中示出)的空間頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)亮度的變更。將領(lǐng)會(huì)到每個(gè)區(qū)域211、212、213、214包含多個(gè)像素，但在圖3中只為展示目的而示出了一個(gè)單個(gè)像素。圖1至圖3的裝置只包含四個(gè)亮度等級(jí)，但將領(lǐng)會(huì)到可選取任何希望數(shù)量的離散亮度等級(jí)來(lái)創(chuàng)建半色調(diào)零級(jí)衍射圖像16。既然可以以基本上連續(xù)的樣式(受制于用于創(chuàng)建用于復(fù)制所述裝置的壓印模具的科技的最大分辨率)來(lái)變更凹槽曲率空間頻率和凹槽深度，也將領(lǐng)會(huì)到可產(chǎn)生基本上連續(xù)色調(diào)的圖像。在圖像的最亮區(qū)211，不在空間頻率中調(diào)制對(duì)應(yīng)的零級(jí)光柵元件221，即相鄰直線凹槽225之間的間隔保持不變并且大約等于紅光的半波長(zhǎng)。為稍微降低亮度，向區(qū)域212中的像素222引入少量的空間頻率調(diào)制。該空間頻率在像素222的中央?yún)^(qū)域227中相比于在外部區(qū)域228中稍大，而這導(dǎo)致對(duì)于那些像素而言反射紅光的強(qiáng)度的減小?？蓚溥x地通過(guò)變更像素(未示出)之內(nèi)的凹槽曲率或凹槽深度來(lái)調(diào)制光柵元件(像素)222、223、224。當(dāng)旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，圖1至圖3中示出的裝置14圖像呈現(xiàn)顏色和色調(diào)的改變。在一個(gè)備選的實(shí)施例中，可通過(guò)將零級(jí)像素中的某些設(shè)計(jì)成當(dāng)裝置旋轉(zhuǎn)時(shí)“打開(kāi)”或“關(guān)閉”來(lái)使裝置14經(jīng)歷形狀的改變。例如，可使用光柵參數(shù)設(shè)計(jì)在零級(jí)(“打開(kāi)”狀態(tài))中反射紅光的像素，以便在旋轉(zhuǎn)下，它們不再產(chǎn)生在光譜的可見(jiàn)部分中的反射光，因此對(duì)察看者顯現(xiàn)為暗(“關(guān)閉”態(tài))。反過(guò)來(lái)，當(dāng)裝置14如圖1中的一樣朝向時(shí)，圖像中的其他像素可顯現(xiàn)為暗(“關(guān)閉”態(tài))，但當(dāng)裝置14如圖2中的一樣朝向時(shí)，反射特定顏色的可見(jiàn)光(“打開(kāi)”態(tài))。通過(guò)在圖像中的此類(lèi)打開(kāi)-關(guān)閉像素相對(duì)于彼此的適當(dāng)?shù)姆胖?，可以在裝置14旋轉(zhuǎn)時(shí)使圖像的形狀的改變對(duì)察看者而言較為明顯。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖4到圖6，示出了包括在窗口區(qū)112中的光可變裝置114的備選的安全文件100。光可變裝置114包括肖像圖像116。圖4示出了正如它們?cè)诜瞧裾丈湎孪虿炜凑唢@現(xiàn)的一樣的紙幣100和裝置114。注意圖1至圖3的裝置14的像素221、222、223、224都顯示具有擁有相同朝向以及因此相同的偏振方向的光柵線。然而，可將裝置114中的像素中的一些選取成擁有不同的朝向，例如第二朝向與像素221、222、223、224的朝向正交，以便它們產(chǎn)生擁有第二不同方向的偏振的反射偏振光。如圖5所示，當(dāng)在偏振濾光器下察看裝置144時(shí)，這允許產(chǎn)生第二光可變效果O在圖5中，通過(guò)只允許對(duì)應(yīng)于由像素221-224產(chǎn)生的偏振的第一偏振的入射或反射光借此通過(guò)的偏振器20來(lái)察看裝置114。產(chǎn)生此偏振的像素將對(duì)察看者顯現(xiàn)為亮。在圖5中，在白色(亮)區(qū)域31中的像素是擁有第一偏振的那些。區(qū)域30中像素?fù)碛械诙?正交)朝向并被過(guò)濾掉，因此對(duì)察看者顯現(xiàn)為暗。根據(jù)特定的圖形或圖像用不同朝向的像素來(lái)圖案化裝置114，因此對(duì)于在偏振光下(B卩，透過(guò)偏振濾光器)觀察裝置114的察看者產(chǎn)生形狀改變效果。如圖6中所示用只透射第二偏振光的偏振器21來(lái)察看裝置114，然后發(fā)生色調(diào)轉(zhuǎn)換，因?yàn)閰^(qū)域31中的像素現(xiàn)在顯現(xiàn)為暗而區(qū)域30中的像素顯現(xiàn)為亮?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖7和圖8，示出了在其中將偏振濾光器120建立到文件本身的修改的安全文件250。如圖4-圖6，安全文件250包括包含相同的光可變裝置114的窗口區(qū)域112?？梢試@(想象的)線110來(lái)折疊文件100以使偏振器120與光可變裝置114對(duì)齊，于是具有亮區(qū)域31和暗區(qū)域30的圖像變成可見(jiàn)的，如在圖5中?，F(xiàn)在將參見(jiàn)圖9來(lái)描述用于調(diào)制像素221-224的空間頻率的方法，該圖示出了面積為IOmmX IOmm的光柵元件300，光柵元件300中的每個(gè)凹槽310擁有0.5微米的凹槽深度。將領(lǐng)會(huì)的是光柵元件300可以是任何希望的尺寸,而對(duì)紙幣應(yīng)用將當(dāng)然比IOmmXlOmm
小得多。光柵元件300的凹槽310之間的間隔在凹槽與凹槽之間以數(shù)學(xué)定義的方式變更，以便給不同的光柵元件RG、RG1、RG2、RG3不同程度的“線性調(diào)頻(chirp)”或“調(diào)制”。對(duì)像素RGl的線性調(diào)頻或調(diào)制的力度最強(qiáng)，對(duì)像素RG2稍弱并且對(duì)像素RG3最弱。像素RG擁有零線性調(diào)頻即等間隔的直凹槽?？赏ㄟ^(guò)電子束光刻來(lái)創(chuàng)建用于光柵元件300的壓印模具。在IOmmXlOmm區(qū)內(nèi)定義IO7X IO7個(gè)可尋址點(diǎn)的地址網(wǎng)格。相鄰的地址網(wǎng)格點(diǎn)之間的距離將因此是lnm。如果我們使用線指數(shù)L來(lái)描述在光柵之內(nèi)的各個(gè)凹槽并且定義IOOnm的名義凹槽寬度，那么像素RG、RG1、RG2、RG3的各個(gè)凹槽可以定義如下。對(duì)于像素RG1，我們選取0.1的線性調(diào)頻因子并且因此通過(guò)如下的等式來(lái)定義光柵上的各個(gè)凹槽；Yt (L) =L[1+0.1Sin (L/(3183091))] (Ia)Yb (L) = [YT (L) +Yt (L+200) ] /2 (Ib)下標(biāo)T和B分別代表描述由線指數(shù)L描述的各個(gè)凹槽的頂和底的線。對(duì)于像素RG2，我們將選取0.073的線性調(diào)頻因子并且因此通過(guò)如下的等式來(lái)定義光柵上的各個(gè)凹槽:
Yt (L) =L [1+0. 073Sin(L/(3183091))] (2a)Yb (L) = [YT (L) +Yt (L+200) ] /2 (2b)對(duì)于像素RG3，我們將選取O. 04的線性調(diào)頻因子并且因此通過(guò)如下的等式來(lái)定義光柵上的各個(gè)凹槽；Yt (L) =L [1+0. 04Sin(L/(3183091))] (3a)Yb (L) = [YT (L) +Yt (L+200) ] /2 (3b)對(duì)于像素RG，調(diào)制因子為零。因此Yt=L (4a)Yb (L) = [YT (L) +Yt (L+200) ] /2 (4b)在步驟200中，對(duì)于四個(gè)像素而言線指數(shù)L從O到(IO7-1OO)。因此凹槽擁有IOOnm的名義寬度，間隔也擁有IOOnm的名義值。峰峰名義凹槽間隔(即具有等于零的調(diào)制)將因此等于200nm?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖10，示出了一種用于創(chuàng)建光可變裝置400的光柵元件的方法。該光可變裝置包括例如上述透明基底之一的基底410，例如通過(guò)凹版印刷來(lái)向其應(yīng)用可壓印輻射可固化油墨412的片。然后向油墨412應(yīng)用包括多個(gè)零級(jí)光柵元件的負(fù)圖的壓印模具來(lái)形成零級(jí)光柵元件414。然后在壓印步驟以后或優(yōu)選的是基本上與壓印步驟同步來(lái)通過(guò)紫外光固化油墨來(lái)創(chuàng)建裝置400的零級(jí)光柵元件。圖12是成品零級(jí)光可變裝置400的一部分的截面。接著圖10中示出的壓印和固化步驟，在擁有對(duì)可壓印油墨412的不同折射率的任一情況中，向光柵元件414的凹槽413的頂部應(yīng)用金屬層或高折射率電介質(zhì)材料416。然后應(yīng)用又一層第二電介質(zhì)材料420來(lái)填充凹槽413。該第二電介質(zhì)材料420可擁有和可壓印油墨412相同的折射率。將領(lǐng)會(huì)的是可應(yīng)用又一層作為光可變裝置400的一部分。例如，如果將用裝置400作為諸如安全文件的另一物品的熱沖壓箔，那么可在裝置400中以已知的樣式采用釋放層、粘附層等。在圖11中，示出了直接在安全文件或安全文件基底上形成零級(jí)衍射結(jié)構(gòu)的方法的示意圖。在此紙幣情況中的安全文件包括透明基底600，除了在區(qū)域612中以外對(duì)其兩側(cè)都應(yīng)用濁化涂層610以便形成窗口(或半窗口，如果只在一側(cè)上的區(qū)域612中省略涂層)。然后在窗口或半窗口區(qū)域612中以任何適合的樣式來(lái)應(yīng)用一層UV可固化油墨614，例如通過(guò)凹版印刷，隨后如上所述向油墨614中壓印多個(gè)光柵元件并固化以形成零級(jí)衍射安全元件616?？扇缓笠灶?lèi)似的樣式將金屬或高折射率電介質(zhì)層和第二電介質(zhì)材料的外套增加到如圖11所示的內(nèi)容，以便形成最終的安全文件600。圖13示出了適合在卷對(duì)卷過(guò)程中產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)紙幣或其他安全文件600的印刷和壓印設(shè)備700。也將領(lǐng)會(huì)到如果需要的話，容易修改設(shè)備700以便如圖10和圖12所示
的一樣產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)光可變裝置400。圖13中示意地示出的印刷和壓印設(shè)備700包括用于向包括濁化站704、第一印刷站706、壓印站710和第二印刷站714的各種印刷和壓印站供應(yīng)片狀基底600的供應(yīng)單元702。通過(guò)該設(shè)備在大體上如750指示的方向供給基底600?？捎苫旧贤该鞯木酆喜牧现瞥苫?00并且可以在供應(yīng)單元702處的材料的滾軸703將其連續(xù)地供應(yīng)給濁化站704。濁化站704包括用于向基底600的至少一側(cè)應(yīng)用至少一個(gè)濁化層610的濁化工具。濁化工具優(yōu)選地是印刷單元的形式，例如用于向基底的一側(cè)或兩側(cè)都應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)油墨的濁化涂層的一個(gè)或多個(gè)凹版印刷圓柱705。然而，可以的是濁化站704可包括用于向透明基底的至少一側(cè)應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)片狀層的諸如紙或其他纖維材料的至少部分不透明材料的以層壓?jiǎn)卧纬傻臐峄ぞ?。?yōu)選的是，將在濁化站704處的濁化工具705安排成在至少一個(gè)區(qū)域612中的基底的一側(cè)或兩側(cè)都省略至少一個(gè)濁化層來(lái)形成窗口或半窗口區(qū)。第一印刷站706包括用于向基底600以可壓印輻射可固化油墨614的形式應(yīng)用第一電介質(zhì)材料的印刷工具707、708。印刷工具可包括至少一個(gè)印刷圓柱707，例如凹版印刷圓柱，具有在印刷圓柱707和在基底的相反側(cè)上對(duì)應(yīng)的圓柱或滾輪708之間供給的濁化的透明基底將印刷工具707、708安排成向在壓印站710處將在其上壓印壓印的安全元件的基底的第一區(qū)612應(yīng)用輻射可固化油墨。壓印站710包括優(yōu)選是板圓柱711和壓痕圓柱712形式的壓印工具。壓印工具711、712包括安排成隨著基底通過(guò)板和壓痕圓柱711、712之間的夾來(lái)壓印基底的不同區(qū)。將第一壓印部分安排成壓印基底600的第一區(qū)612，對(duì)其應(yīng)用可壓印輻射可固化油墨來(lái)形成壓印的安全元件616。壓印站710也可包括用于基本上同時(shí)或幾乎在油墨已經(jīng)被壓印以后立即固化可壓印的、輻射可固化的油墨以及形成壓印的安全元件616的輻射固化工具713。備選的是，可提供分開(kāi)的固化站。輻射固化工具優(yōu)選地不但包括用于固化UV可固化油墨的紫外(UV)固化單元，而且還有其他類(lèi)型的固化單元，例如可用于X射線或EB輻射可固化油墨的X射線或電子束(EB)固化單元。第二印刷站714包括用于向基底應(yīng)用印刷特征的印刷工具。印刷工具優(yōu)選地包括諸如Gravure、偏移或凹雕圓柱的印刷圓柱716,并且可用于向基底應(yīng)用多種印刷特征。例如，可將在第二印刷站714處的印刷圓柱716用來(lái)應(yīng)用與壓印的安全元件616重疊、相鄰或在圍繞其周?chē)挠∷⒌陌踩卣?。印刷安全特征的一個(gè)示例可包括在壓印的安全裝置616上應(yīng)用的印刷金屬油墨。應(yīng)用在第二印刷站714處的印刷的安全特征的另一示例是當(dāng)通過(guò)微透鏡陣列覆蓋時(shí)可以察看或檢查到的微印刷的區(qū)。在設(shè)備的操作中，從供應(yīng)單元702穿過(guò)向基底600的至少一側(cè)應(yīng)用至少一個(gè)濁化層的濁化站704來(lái)供應(yīng)基底600。然后在方向750上穿過(guò)向?qū)⒈粔河∫孕纬蓧河〉陌踩?16的第一區(qū)612應(yīng)用可壓印輻射可固化油墨614的第一印刷站706來(lái)供給至少部分濁化的基底600。然后在方向750上穿過(guò)壓印基底600的第一區(qū)612以形成壓印的安全元件616的壓印站710來(lái)供給基底701。然后通過(guò)輻射來(lái)固化輻射可固化油墨，優(yōu)選地在壓印站710處進(jìn)行以固定壓印結(jié)構(gòu)616。壓痕圓柱712攜帶用于裝置616的零級(jí)光柵元件的壓印模具。在尤其有利的實(shí)施例中，將光柵元件的凹槽對(duì)齊為基本上與基底的運(yùn)動(dòng)750的方向相平行，即基本上垂直于壓痕圓柱712的旋轉(zhuǎn)軸。這意在阻止在壓印模具的對(duì)應(yīng)凹槽中可壓印油墨的逐漸積聚。設(shè)備700也可進(jìn)一步包括用于向基底600應(yīng)用進(jìn)一步的印刷特征的印刷站(未示出)。
權(quán)利要求
1.一種光可變裝置，包括: 安排在一個(gè)平面內(nèi)的多個(gè)零級(jí)衍射光柵元件， 所述裝置的至少一個(gè)區(qū)域中的一組所述零級(jí)衍射光柵元件在所述區(qū)域之內(nèi)被調(diào)制，以便著色的至少部分偏振的圖像對(duì)察看所述裝置的人來(lái)講是可見(jiàn)的， 其中當(dāng)所述裝置圍繞基本上垂直于所述平面的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，察看所述裝置的人觀察到一種第一光可變效果，而當(dāng)在偏振光下察看所述裝置并且所述裝置圍繞基本上垂直于或平行于所述平面的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，觀察到一種第二光可變效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光可變裝置，其中所述第一光可變效果是通過(guò)在所述光柵元件的亮度和/或顏色中的改變來(lái)產(chǎn)生的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的光可變裝置，其中所述第二光可變效果是通過(guò)在所述光柵元件的亮度和/或顏色中的改變來(lái)產(chǎn)生的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中 任意一項(xiàng)所述的光可變裝置，其中所述第一和/或第二光可變效果是所述圖像的形狀中的改變。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的光可變裝置，其中相對(duì)于相鄰的零級(jí)衍射光柵元件的光柵參數(shù)來(lái)調(diào)制所述區(qū)域中的所述零級(jí)衍射光柵元件的至少一個(gè)光柵參數(shù)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的光可變裝置，其中在所述零級(jí)衍射光柵元件中的至少一些之內(nèi)調(diào)制所述區(qū)域中的所述零級(jí)衍射光柵元件的至少一個(gè)光柵參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或權(quán)利要求6所述的光可變裝置，其中所述零級(jí)衍射光柵元件包括直線或曲線凹槽并且所述光柵參數(shù)是選自包括空間頻率、凹槽曲率和凹槽深度的組。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的光可變裝置，其中調(diào)制在所述區(qū)域之內(nèi)的所述零級(jí)衍射光柵元件的表面密度來(lái)產(chǎn)生亮度中的變更。
9.根據(jù)從屬于權(quán)利要求6的權(quán)利要求7所述的光可變裝置，其中所述零級(jí)衍射光柵元件的所述空間頻率根據(jù)一個(gè)諧波函數(shù)來(lái)變更。
10.根據(jù)從屬權(quán)利要求6的權(quán)利要求7所述的光可變裝置，其中所述零級(jí)衍射光柵元件的所述空間頻率根據(jù)一個(gè)非諧波函數(shù)來(lái)變更。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的光可變裝置，其中所述凹槽導(dǎo)電并且由多個(gè)非傳導(dǎo)區(qū)域分開(kāi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光可變裝置，其中所述凹槽由一種傳導(dǎo)材料形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光可變裝置，其中所述傳導(dǎo)材料包括金屬納米粒子。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光可變裝置，其中所述凹槽由對(duì)其應(yīng)用一種傳導(dǎo)材料的一種非傳導(dǎo)材料形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任意一項(xiàng)所述的光可變裝置，其中所述凹槽形成在與一種第二電介質(zhì)材料接觸的一種第一電介質(zhì)材料中，所述第二電介質(zhì)材料擁有與所述第一電介質(zhì)材料不同的折射率。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光可變裝置，其中將所述凹槽嵌入在所述第二電介質(zhì)材料中。
17.一種安全文件，包括根據(jù)權(quán)利要求1至16中任意一項(xiàng)所述的一個(gè)光可變裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的安全文件，進(jìn)一步包括一個(gè)偏振器，該偏振器用于產(chǎn)生偏振光以察看所述光可變裝置，其中所述光可變裝置和偏振器在所述安全文件上間隔開(kāi)并且可以通過(guò)折疊所述安全文件來(lái)對(duì)齊。
19.一種用于制造光可變裝置的方法，包括以下步驟: 在一個(gè)表面上或中形成多個(gè)零級(jí)衍射光柵元件， 所述裝置的至少一個(gè)區(qū)域中的一組所述零級(jí)衍射光柵元件在所述區(qū)域之內(nèi)被調(diào)制，以便著色的至少部分偏振的圖像對(duì)察看所述裝置的人來(lái)講是可見(jiàn)的， 其中當(dāng)所述裝置圍繞基本上垂直于所述表面的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，察看所述裝置的人觀察到一種第一光可變效果，而當(dāng)在偏振光下察看所述裝置并且所述裝置圍繞基本上垂直于或平行于所述表面的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，觀察到一種第二光可變效果。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第一光可變效果是通過(guò)在所述光柵元件的亮度和/或顏色中的改變來(lái)產(chǎn)生的。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或權(quán)利要求20所述的方法，其中所述第二光可變效果是通過(guò)在所述光柵元件的亮度和/或顏色中的改變來(lái)產(chǎn)生的。
22.根據(jù)權(quán)利要求19至21中任意一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一和/或第二光可變效果是所述圖像的形狀中的改變。
23.根據(jù)權(quán)利要求19至22中任意一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括向所述表面應(yīng)用一層第一電介質(zhì)材料的步驟，其中所述零級(jí)衍射光柵元件形成在所述第一電介質(zhì)材料中。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述第一電介質(zhì)材料是一種可壓印輻射可固化油墨。
25.根據(jù)權(quán)利 要求23或權(quán)利要求24所述的方法，其中在所述第一電介質(zhì)材料中壓印所述零級(jí)衍射光柵元件。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述零級(jí)衍射光柵元件是通過(guò)擁有多個(gè)凹槽的一個(gè)壓印圓柱來(lái)應(yīng)用，所述凹槽是基本上垂直于所述壓印圓柱的旋轉(zhuǎn)軸而對(duì)齊的。
27.根據(jù)權(quán)利要求23至25中任意一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括固化在所述第一電介質(zhì)材料的至少所壓印的區(qū)域中的所述第一電介質(zhì)材料的步驟。
28.根據(jù)權(quán)利要求21至27中任意一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括用一種第二電介質(zhì)材料覆蓋所述零級(jí)衍射光柵元件的步驟，所述第二電介質(zhì)材料擁有與所述第一電介質(zhì)材料不同的折射率。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光可變裝置和一種制造該裝置的方法，該裝置包括多個(gè)零級(jí)衍射光柵元件，調(diào)制其中的一些以便著色的至少部分偏振圖像對(duì)察看該裝置的人是可見(jiàn)的，當(dāng)該裝置圍繞基本上與平面垂直的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，觀察到一種第一光可變效果，而當(dāng)在偏振光下察看該裝置并且該裝置圍繞基本上垂直于或平行于平面的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，觀察到一種第二光可變效果。該裝置尤其適合于諸如紙幣的安全文件。優(yōu)選的是，該第一光可變效果是通過(guò)在光柵元件的亮度和/或顏色中的改變來(lái)產(chǎn)生的并且該第二光可變效果可同樣通過(guò)在光柵元件的亮度和/或顏色中的改變來(lái)產(chǎn)生的。該裝置有利地提供了可在單個(gè)裝置中提供的兩個(gè)不同類(lèi)型的光可變效果。由于使用零級(jí)光柵元件作為著色的圖像的“像素”，這一點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)的。在非偏振光的照射下，每個(gè)像素產(chǎn)生也至少部分偏振的具有定義顏色的反射光。
文檔編號(hào)G02B5/18GK103080816SQ201180038639
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
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