專利名稱：光學元件的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及包含光學上各向異性的膜層的光學元件，其中所述膜層具有至少兩個分子取向不同的區(qū)域。例如，各向異性層可以是由交聯(lián)的液晶單體形成的阻滯劑層。
依據(jù)本發(fā)明的元件的具體用途是在防偽和防拷貝領域中。
對紙幣、信用卡、證券、身份證等防偽品的安全防護需求由于有高質(zhì)量拷貝技術(shù)可以利用而不斷地增加。此外，仿制的貼商標的產(chǎn)品和拷貝的版權(quán)產(chǎn)品(如只讀光盤、計算機軟件、電子設備芯片等)已經(jīng)在低工資國家中生產(chǎn)并向全世界出口。因為偽造品的數(shù)量正在增加，所以對用于防偽并能通過視覺和機器識別的新元件的需求也是相當大的。
在防拷貝的紙幣、信用卡等領域，已經(jīng)有大量的鑒別元件。依據(jù)待保護憑證的價值，使用非常簡單的或相當復雜的元件。一些國家滿足于提供帶金屬條的紙幣，該金屬條在光拷貝時產(chǎn)生黑色。雖然這可以防止它們被拷貝，但是這種類型的元件非常容易仿制。與此相反，還有更復雜的鑒別元件，例如全息圖和影像圖(cinegrams)。這種類型的鑒別元件是以光線通過柵格衍射為基礎的并且為了證實它們的真實性需要在不同的視角下進行觀察。這些衍射元件產(chǎn)生取決于觀察角的三維圖象、色彩變化或運動效應，并且不得不基于預定的判據(jù)或規(guī)則進行檢驗。實際上，不可能使用機器閱讀用這種技術(shù)編碼的信息(如圖象或數(shù)字)。此外，這些元件的信息容量非常有限，而且只有光學專家才能明確地分辨真?zhèn)巍?br> 最后，人們不應當忽略下述事實，即光學衍射效應隨著時間推移已經(jīng)在安全領域之外使用，具體地說已用于消費品(例如包裝紙、玩具等)，而且這種元件的生產(chǎn)方法也已經(jīng)隨著時間推移變成眾所周知的并且相應地被直接效仿。
除了上述衍射元件之外，一些其他元件也是已知的，這些元件適合最佳的拷貝保護。這些元件包括諸如EP-A 689’084或EP-A 689’065所揭示的光學元件，即包括各向異性的液晶層的光學元件，這些元件將具有局部的分子取向結(jié)構(gòu)。
這些元件是以混合膜層結(jié)構(gòu)為基礎的，這種結(jié)構(gòu)包括定向?qū)雍团c它接觸并由彼此交聯(lián)的液晶單體組成的膜層。在這種情況下，定向?qū)邮怯赡芄庵氯∠虻木酆衔锞W(wǎng)絡(PPN)(與其它文獻中所用的LLP同義)組成，該網(wǎng)絡在定向狀態(tài)通過預定的陣列定義數(shù)個變更取向的區(qū)域。在產(chǎn)生液晶層結(jié)構(gòu)期間，液晶單體通過與PPN層相互作用分區(qū)取向。具體地說，這種以光軸方向隨空間變化為特征的取向通過隨后的交聯(lián)步驟被固定下來，在交聯(lián)之后形成帶預定取向圖的交聯(lián)的光學結(jié)構(gòu)液晶(LCP代表液晶聚合物)。在液晶單體交聯(lián)之前，不用輔助工具觀察，取向圖本身和寫進液晶的信息最初是不可見的。這些膜層具有透明的外觀。如果襯底(這些膜層在其上定位)能透射光線，那么，將該光學元件放在兩個偏振器之間，LCP的取向圖或已經(jīng)寫入的信息將變成可見的。如果雙折射液晶層定位在反射層上，那么只用一個保持在該元件上方的偏振器就使該圖案或相應的信息變成可見的。LCP鑒別元件實際上有可能不受限制地以文本、圖象、照片及其組合形式儲存信息。與現(xiàn)有技術(shù)的鑒別元件相比，LCP元件甚至可以由非專業(yè)人員證實安全特征的真實性來予以識別，因為學習怎樣識別復雜的顏色變化或運動效應不是首要的。由于閱讀LCP鑒別元件非常筒單、可靠和迅速，所以，可以將可用機器閱讀的和看得見的信息結(jié)合在同一鑒別元件中。
同樣眾所周知的是LCP鑒別元件的復雜性可以通過使LCP層的光軸相對該層平面均勻地或有局部變化地傾斜而得到進一步提高。這可以以已知的方式通過產(chǎn)生表面上的傾斜角有局部變化的PPN層來完成。這進一步提供傾斜效應，這就是說可以看見包含在雙折射層中的信息，是正反差還是負反差將取決于觀察角?，F(xiàn)在，本發(fā)明的目的是將上述類型的另一些可能的膜層結(jié)構(gòu)提供給光學元件、電子光學器件，特別是提供給防拷貝元件。
按照本發(fā)明，由于可以改變交聯(lián)液晶層的物理參數(shù)和構(gòu)型和/或可以將光學性質(zhì)各不相同的不同膜層以及各種襯底結(jié)合起來，所以這是能實現(xiàn)的。由于所用的膜層通常是透明的，所以它們可以成功地施于已知的永久可見的鑒別元件，例如水印、全息圖或影像圖。因此，在用線偏振器觀察時除了永久可見的鑒別元件之外還可以看到液晶層的阻滯劑圖。
在采用EP-A 689’084所介紹的透射式雙折射層時，為了讀出儲存的信息或使該信息變成可見的，在該元件的每一側(cè)安排一個偏振器是必要的。在這種情況下，由于涉及兩個偏振器在鑒別元件的上下定位，快速檢驗身份證等是困難的。按照本發(fā)明，將至少一個偏振器補充集成在膜層結(jié)構(gòu)中可以克服這個不足。例如，如果在雙折射層下面有一個偏振層，那么只需要一個保持在該元件上方的外偏振片就足以使儲存的光學信息變成可見的。
按照EP-A 689’084，集成在鑒別元件中的偏振層可以被設計成二向色LCP層。采用偏振片作為襯底，將PPN和LCP層涂在該襯底上也是可能的。
在有反射器存在的場合(按照本發(fā)明它可以省略)，偏振片可能是用于入射光線的偏振器和用于出射光線的分析器，它們可能并非總是需要的。
EP-A 689’084所介紹的鑒別元件的另一個不足在于將偏振器安排在襯底下面時，通過該襯底的光線的偏振狀態(tài)可能受到影響。例如，如果利用因其生產(chǎn)方式使其本身具有雙折射性質(zhì)的廉價聚合物襯底，那么由于這些襯底的雙折射性質(zhì)是制造的隨機結(jié)果并且處處不同，所以在極端情況下LCP層的雙折射性質(zhì)可能被抵銷，其結(jié)果是鑒別元件的信息可能不再能被讀出。此外，拒絕考慮用強散射材料(如紙)作為襯底，因為偏振光將立即被這些材料消偏，以致通過第二偏振器并用它進行分析的光線的偏振狀態(tài)是無法識別的，所以也無法攜帶任何編碼信息。
但是，如果象本發(fā)明所建議的那樣將集成的偏振器定位在襯底和LCP層之間，那么在光線通過LCP層時襯底對該光線的偏振狀態(tài)沒有任何影響。因此，一方面有可能使用因其生產(chǎn)方式致使其本身具有雙折射性質(zhì)的廉價的聚合物襯底，而另一方面該襯底不需要是透明的。在這種情況下，甚至散射襯底材料(如紙等)也可能是適用的。
有各種各樣的產(chǎn)品，例如涂料油漆、憑證、照片、只讀光盤、半導體芯片，在這些產(chǎn)品中不需要鑒別元件是可見的，因為這將損壞該產(chǎn)品的外觀或者將引起鑒別元件的潛在產(chǎn)品仿制者的注意。就這些情況而言，本發(fā)明建議將可取向的熒光染料合并到透射式LCP膜層結(jié)構(gòu)中。
還有另一些光學效應可以用于液晶鑒別元件。實例包括通過膽甾醇型濾波片產(chǎn)生的那些效應。這些濾波片的已知特征是它們通過圓偏振在取決于物理參數(shù)的波段中折射一部分可見光譜，而未被反射的光線被透射(見Schadt M.，F(xiàn)unfschilling J.，Jpn.J.Appl.Phys.，29(1990)1974)。這種特征的作用是透射光線和反射光線具有不同的顏色。為了產(chǎn)生這種視覺效果，必需選擇反射波長的范圍，使它落在可見光范圍內(nèi)。當然，就用機器讀出信息的應用而言，有可能使折射頻帶落在可見光波段之外。
同樣可以在防拷貝領域用作鑒別元件的不同類型的光學元件是以線偏振器與膽甾醇型濾波片相結(jié)合為基礎的。這種類型的構(gòu)型有可能產(chǎn)生不同的顏色(以下進一步討論)，為此利用第二線偏振器，將它安排在膽甾醇型濾波片上與第一偏振器相反的側(cè)面。
最后，在開頭介紹的傾斜效應也可以按不同于已知方式的方式產(chǎn)生。因此，按照本發(fā)明有可能產(chǎn)生一種鑒別元件，它的傾斜效應更顯著而且從技術(shù)上看它的生產(chǎn)方法更簡單。具體地說，由于元件中的至少一個雙折射膜LCP層是以這樣的方式構(gòu)成的，以致其有效的雙折射性質(zhì)取決于觀察角，所以這是可以實現(xiàn)的。在這種情況下，光軸可以落在該膜層平面內(nèi)，即不必承擔使光軸按規(guī)定的方式在該平面外傾斜所需的額外費用。
按照本發(fā)明，提供一種光學元件，它包括至少兩個以阻滯劑層和偏振層為特征的膜層，阻滯劑層具有至少兩個有不同光軸的區(qū)域。優(yōu)選的是阻滯劑層包括一個由交聯(lián)的液晶單體組成的各相異性層。阻滯劑層可以置于定向?qū)由?，而定向?qū)涌梢耘c偏振層接觸。定向?qū)觾?yōu)選包括光致定向的聚合物網(wǎng)絡(PPN)。偏振層可以放在襯底上。非必選的是，可以將第二偏振層安排在液晶層上，并且將另一個定向?qū)雍土硪粋€液晶層安排在第二偏振層上，于是構(gòu)成第二液晶層。在第二液晶層上還可以進一步安排偏振層，并且可以將第三定向?qū)雍偷谌壕影仓糜谶@個偏振層上，于是也可以構(gòu)筑第三液晶層。用于防偽和/或防拷貝的元件可以具有上述的光學元件和外部的線偏振器或圓偏振器，液晶層為可以利用外偏振器進行分析的信息編碼。這種元件的特征是至少有兩個液晶層，每個液晶層為一部分信息內(nèi)容編碼，而各部分加起來形成完整的信息內(nèi)容。在這種元件中，液晶層可以被設計成阻滯劑層并且優(yōu)選放在襯底上，其特征是襯底為一部分信息內(nèi)容編碼。優(yōu)選的是，構(gòu)筑外偏振器，并且液晶層和外偏振器兩者各為一部分信息內(nèi)容編碼。
光學元件可以以至少有一個圓偏振層為特征，或者優(yōu)選以有一個左旋一個右旋的兩個重疊的圓偏振層為特征。用于防偽和/或防拷貝的元件可以包含這種光學元件和一個用于分析編碼信息的外部的線偏振器或圓偏振器。
本發(fā)明還提供一種光學元件，該元件包括由液晶分子形成的光學上各向異性的膜層，其特征是光學上各向異性的膜層包含熒光分子并且優(yōu)選至少具有數(shù)個有不同光軸的區(qū)域。本發(fā)明還延伸到包括這種光學元件的防偽和/或防拷貝元件。
本發(fā)明還提供一種包括至少兩個膜層的光學元件，該元件以膽甾醇型膜層和線偏振層為特征，并且優(yōu)選以光學上各向異性的膜層為特征，該膜層可以有數(shù)個有不同光軸的區(qū)域。光學上各向異性的膜層可以由交聯(lián)的液晶分子構(gòu)成。膽甾醇型膜層和光學上各向異性的膜層優(yōu)選置于可與膽甾醇型膜層接觸的線偏振層的同一側(cè)。線偏振層可以安排在襯底上，膽甾醇型膜層與該線偏振層接觸，定向?qū)涌梢灾糜谀戠薮夹湍由?，而由交?lián)的液晶單體形成的光學上各向異性層可以置于該定向?qū)由希?光學上各向異性的)液晶層形成具有不同分子取向的諸區(qū)域。用于防偽和/或防拷貝的元件具有這種光學元件和一個外部線偏振器，該偏振器用于分析用液晶層和/或膽甾醇型膜層編碼的信息。
本發(fā)明還提供一種包含至少有兩個區(qū)域具有不同光軸的雙折射液晶層的光學元件，其特征是在不同區(qū)域中液晶層的光延遲與觀察角的依從關系也有所不同。這種元件可以通過下述方式進行設計，即在通過偏振器觀察時該元件的顏色有局部差異，并且可以是雙軸的；優(yōu)選的是雙折射層是雙軸的。用于防偽和/或防拷貝的元件可以具有這種光學元件。按照本發(fā)明，另一種用于防偽和/或防拷貝的元件包括一個偏振層，該偏振層具有至少兩個偏振方向不同的區(qū)域。
這種元件被安排在襯底上并且包括一個光學上各向異性的膜層，該膜層具有至少兩個有不同光軸的區(qū)域，而襯底是反射偏振器。
本發(fā)明還提供一種用于防偽和/或防拷貝的器件，其中上述的任何類型的元件和分析器被安排在同一襯底(如執(zhí)照或紙幣)上。
其中一些可以看作是通常以偏振光的形式攜帶不可見的真實性證據(jù)的憑證。其中一些這樣的憑證缺乏反射層，可以利用從下面(透過該憑證射向觀看者)的照明鑒別它們的真?zhèn)?。一些這樣的憑證可以省去集成的偏振層。
現(xiàn)在，參照附圖介紹本發(fā)明的說明性的實施方案。按照簡化的示意表示法，

圖1展示一種光學元件的膜層結(jié)構(gòu)，包括偏振層、PPN層和LCP層，以及相關的分析器；圖2展示圖1所示元件的LCP結(jié)構(gòu)；圖3展示一種可折疊憑證，該憑證上有圖1所示類型的元件；圖4展示以不同于圖1所示結(jié)構(gòu)的方式構(gòu)成的膜層結(jié)構(gòu)，其中有額外的PPN層和LCP層，以及按光線行進方向安排在膜層結(jié)構(gòu)后面的分析器；
圖5展示以不同于圖1所示結(jié)構(gòu)的方式構(gòu)成的膜層結(jié)構(gòu)，其中有額外的PPN層和LCP層，以及按光線行進方向安排在膜層結(jié)構(gòu)前面的分析器；圖6展示以不同于圖1所示結(jié)構(gòu)的方式構(gòu)成的膜層結(jié)構(gòu)，其中有兩個額外的PPN層和LCP層，以及在兩側(cè)的兩個外偏振器；圖7a和圖7b展示LCP元件，該元件具有局部不同的取向和膽甾醇型濾光片，以及按光線行進方向安排在該元件后面的偏振器；圖8a和圖8b展示圖7所示類型的膜層結(jié)構(gòu)，但偏振器按光線行進方向安排在該元件的前面；圖9a和圖9b展示圖7所示類型的膜層結(jié)構(gòu)，但有補充的膽甾醇型濾光片；圖10a和圖10b展示圖7所示類型的膜層結(jié)構(gòu)，但其中的膽甾醇型濾光片和偏振器互換；圖11展示由膽甾醇型濾光片和第一線偏振器組成的雙層鑒別元件以及相關的分析器；圖12展示圖11所示的膜層結(jié)構(gòu)，但有附加的阻滯劑層。
用圖1表示的通過依據(jù)本發(fā)明的第一說明性實施方案的膜層結(jié)構(gòu)的示意剖面展示由透明材料(如玻璃)或散射材料(如紙)制成的襯底1。在該襯底上，有線偏振層2，在該線偏振層上有光致定向的聚合物網(wǎng)絡(PPN)膜層3，在其靠近襯底的表面上網(wǎng)絡取向有局部變化(例如形成影像)。適合的材料實例包括在EP-A 525’478或US-A5’389’698中所介紹的肉桂酸衍生物。通過有選擇地暴露在線偏振紫外光下，使它們定向并同時交聯(lián)。
由交聯(lián)的液晶單體構(gòu)成的各向異性層4與膜層3鄰接。在這種情況下，這個LCP膜層4是由分子排列組成的，其取向是由下面的膜層2的取向預先確定的。利用適當波長的光線，使LCP層4光致交聯(lián)，借此將PPN層3定義的分子取向固定下來。利用外偏振器5可以使取向圖或儲存的光學信息(即圖象)變成可見的，為此目的，光線按照箭頭6的方向從下向上通過用7標注的元件，而偏振器5(在這種情況下作為分析器起作用)保持在元件7的上方。
圖2展示LCP層4中毗鄰構(gòu)筑的局部區(qū)域的光軸優(yōu)選的相互取向。為了產(chǎn)生最大的反差，毗鄰區(qū)域的光軸成45°角。
圖3展示依據(jù)本發(fā)明的一種變型，它適合簡化這種LCP保密項的檢驗。在這種情況下，第二(外部)偏振器5安裝在柔韌的透光襯底8(如憑證或紙幣)上。這樣做的結(jié)果是可以通過折疊或彎曲該紙幣8將偏振器5定位在位于同一紙幣其它位置的元件7的上方，以致在透過偏振器5觀看時可以看到儲存在LCP中的圖象。以這種方式，使識別儲存的標識要素所需的兩個偏振器在于同一襯底上，其結(jié)果是不必有外偏振器，并因此不再需要輔助工具來分析該信息。
當然，第二偏振器5本身也可以構(gòu)成膜層結(jié)構(gòu)的一部分，它依次承載LCP層。一方面，在一個襯底上同時有兩個攜帶信息內(nèi)容的LCP層結(jié)構(gòu)，該信息內(nèi)容作為彼此分開的獨立圖案利用外偏振器可以被分別看到。另一方面，如果彎曲襯底，兩個LCP層的光學各向異性現(xiàn)象還可以彼此組合起來，并且通過兩個偏振器可以看到該現(xiàn)象。在這種情況下，將產(chǎn)生不同于那兩種獨立圖案的第三種圖案。
按照本發(fā)明，通過制作兩個攜帶信息的LCP層夾一個偏振層的膜層結(jié)構(gòu)可以使復雜性、意外性、光學品質(zhì)和信息含量都得到提高。所能看到的這種或那種信息內(nèi)容將取決于外部的第二偏振器究竟被安排在該膜層結(jié)構(gòu)的上方還是下方。與諸要素相對應的膜層元件的排列用圖4和圖5示意地表示。在這種情況下，兩組分別成對的PPN和LCP膜層分別用11a和11b或12a和12b表示，而安排在這兩對之間的偏振層用13表示。起分析器作用的外偏振器在此用14a或14b表示，而光線的方向用15表示。
但是，如果一個外偏振器，想象中的14a和14b(未示出)，被安排在上方和下方，那么將同時看到兩種信息。如果一個或兩個外偏振器被旋轉(zhuǎn)90°，那么該信息內(nèi)容將各自獨立地逆轉(zhuǎn)，即以負象表示。例如，圖象可以儲存在兩個LCP層之一中，而相應的文字信息可以寫在另一個LCP層中。于是，通過選擇偏振器的安排，可能只有圖象變成可見的或只有文字變成可見的，或者兩者同時變成可見的。
與前面參照圖1至5介紹的實例類似，PPN和LCP層的數(shù)量可以進一步增加。在元件29具有三層結(jié)構(gòu)的情況下(圖6)，膜層21a/21b、22a/22b和23a/23b借助兩個正交的偏振層24和25彼此分開。在這種膜層結(jié)構(gòu)中，安排在兩個偏振層24和25之間的中心LCP層22b可以按照EP-A 689’084中介紹的方法生產(chǎn)。在光線26以垂直于該膜層平面的角度入射時，中心層22b中的信息在這種情況下是永久可見的，并且象前面介紹的那樣將外偏振器27或28安排在元件29上方或下方將分別使上LCP層23b或下LCP層21b中的信息變成可見的。如果偏振器27和28兩者同時置于元件29兩側(cè)，那么三個LCP層中的信息可以同時變成可見的。例如，可以以這種方式將一幅圖象拆開，分別分配給這三個LCP層21b、22b和23b。僅僅通過安排一個或兩個外偏振器，圖象的各個部分就將重新組合起來，形成原始圖象。
但是，在中心LCP層中的信息也可以通過局部改變傾斜角或通過下面將介紹的那些類型的傾斜效應(例如在空間上改變光軸相對該膜層平面的方向)進行編碼。對于有偏振層置于其間的三個LCP層組成的膜層系統(tǒng)，這樣做的結(jié)果是在以正交角度觀看該膜層時最初不能看到中心圖象中的信息。只有以傾斜的角度觀察時，由于光軸傾斜方向不同的各個區(qū)域有不同的雙折射作用，中心層中的信息才變成可見的。通過使用一個或兩個外偏振器，上層和/或下層的信息內(nèi)容才與中心層的信息同時變成可見的。
通過增加用偏振層分別與其余膜層分開的LCP層，可以進一步增加復雜性。因此，可以以不同的方式(例如通過局部改變光軸在平面內(nèi)以及在平面外的方向)將信息儲存在每個LCP層中。因此，在各個膜層中的信息內(nèi)容可以依據(jù)觀察角和外偏振器的布局彼此獨立地被看到。
采用包含二向色染料分子的LCP層也能產(chǎn)生線偏振層。在這種膜層中二向色分子按照LCP分子的局部取向定向，以致在該膜層中光線產(chǎn)生局部的線偏振，這就是說按照二向色染料分子的取向偏振。通過構(gòu)筑摻雜的LCP層，有可能借此產(chǎn)生偏振方向有局部差異的偏振層。在兩個偏振器之間的雙折射層的亮度和/或顏色取決于阻滯劑層的光軸方向以及兩個偏振器的透射方向，可以將這兩個偏振器之一(或兩者)構(gòu)筑成使阻滯劑圖案形象化所需要的偏振器并借此攜帶信息。然后，可以使阻滯劑層和偏振器中的圖案彼此匹配。因此，將一部分信息置于LCP層中而將另一部分置于偏振器中是可能的。于是，只有能提供與該阻滯劑層相匹配的結(jié)構(gòu)偏振器的個人才能讀出全部的信息內(nèi)容。如果在結(jié)構(gòu)阻滯劑層下面有一個反射器，那么就讀出該信息而言不再需要在阻滯劑層下面的第二(非必選的非結(jié)構(gòu))偏振器。但是，正象可以將一部分信息置于分析器中那樣，一部分信息或許已經(jīng)永久地存在于襯底上。例如，可以將一幅照片以這種方式分成在襯底上永久可見的部分和最初不可見的部分，后者被置于阻滯劑層中并且只有使用偏振器才能被看見。在反射器上有LCP圖案的情況下，進一步的變型可能是使反射器本身結(jié)構(gòu)化。在通過偏振器觀察時，可以在反射區(qū)域內(nèi)看到儲存在結(jié)構(gòu)阻滯劑層中的補充信息。
正象在前面已經(jīng)介紹過的那樣，有各種各樣的產(chǎn)品，例如油漆涂料、憑證、照片、只讀光盤和半導體芯片，在這些產(chǎn)品中標識要素未被設計成可見的。能透射的結(jié)構(gòu)阻滯劑層將滿足這個條件，但為了使它們所包含的信息形象化，偏振器被放在該阻滯劑層的前面和后面，這只有在襯底不改變光線的偏振狀態(tài)的情況下才是可能的。反之，在以結(jié)構(gòu)阻滯劑層為基礎的反射元件的情況下，必要的是在該阻滯劑層下面有一個通?？偰芸吹降姆瓷淦鳌?br> 就這種類型的各種情況而言，進一步的目的是提供一種鑒別元件，它雖然攜帶可恢復的信息但在正常條件下不能被看到。按照本發(fā)明，這可以通過將可定向的熒光染料并入結(jié)構(gòu)LCP層來實現(xiàn)，其中所述熒光染料或者可以各向異性地發(fā)出熒光或者(和)可以各向異性地吸收光線并且在紫外波段有吸收帶。如果適當?shù)剡x擇熒光分子，而不是暴露在偏振紫外光下，那么那些躍遷矩平行于激發(fā)紫外光偏振方向的分子被優(yōu)先激發(fā)。在LCP層(其中按照LCP取向熒光分子分區(qū)彼此垂直)中，只有那些取向平行于紫外光偏振方向的區(qū)域才必然發(fā)出熒光，這將使人們有可能看見儲存在該膜層中在缺少紫外線激發(fā)時不可見的信息。
作為替代方案，還可以用各向同性的光線激發(fā)摻雜的LCP層。如果適當?shù)剡x擇熒光分子，那么它們將發(fā)射帶偏振的熒光，其偏振方向是由分子取向決定的。利用偏振器有可能區(qū)分有不同熒光偏振的區(qū)域，這將使人們有可能看見該膜層中的信息。
圖7至圖10展示一些至少有一個膽甾醇型濾光片的光學元件，象前面已經(jīng)介紹過的那樣，這種濾光片也可以用于有交聯(lián)的液晶分子的鑒別元件。
在這類元件的第一個說明性實施方案(圖7a和圖7b)中，采用光延遲或光程差為λ/4的結(jié)構(gòu)LCP阻滯劑層31，并且借助光軸相互垂直的諸區(qū)域給信息編碼。如果將選擇反射波長λR落在可見光范圍的膽甾醇型濾光片33置于這個結(jié)構(gòu)阻滯劑層31的下面，或者置于PPN定向?qū)?2的下面，那么按照箭頭34的方向從下向上通過該膽甾醇型濾光片的光線將首先在選定的波段范圍內(nèi)產(chǎn)生圓偏振。圓偏振光通過結(jié)構(gòu)阻滯劑層31時由于λR/4的光延遲將轉(zhuǎn)變成線偏振光。由于不同取向的諸區(qū)域的光軸是彼此垂直的(如圖7b所示)，所以，通過相應的各個區(qū)域之后的線偏振光的偏振方向也彼此相對旋轉(zhuǎn)90°。如果將線偏振器35(相對阻滯劑層31的相互垂直的光軸的方向測量，該線偏振器具有傳輸角β＝45°)保持在這種排列之上，那么將看到著色區(qū)和無色區(qū)。當偏振器35旋轉(zhuǎn)90°時，各區(qū)的光學特性將互換。
另一方面，如果光線不是依次通過濾光片33、PPN層32和阻滯劑層31進入該元件的，而是通過線偏振器從上方入射的(如圖8所示)，那么已經(jīng)寫入的圖案將通過反射光以補色顯現(xiàn)。以這種方式有可能生產(chǎn)一種高信息容量的鑒別元件，其中信息是作為互補色顯現(xiàn)的，并取決于究竟是觀察透射光還是反射光。
圓偏振器和線偏振器都可以構(gòu)成膜層結(jié)構(gòu)的一部分，在這種情況下它們永久地存在。但是，也可以僅僅在讀信息時將它們安排在該膜層的上方或下方。例如，圓偏振層可以由只有幾微米厚的手性LCP材料制成。
圖9a所示元件的設計類似于圖7所示元件，它具有光延遲大約為λ/4的結(jié)構(gòu)阻滯劑層41。在這種情況下，信息也是借助光軸相互垂直的諸區(qū)(如圖9b所示)編碼的。但是，在這個說明性實施方案中，一個左旋一個右旋的膽甾醇型濾光片42和43按順序分別安排在屬于阻滯劑層41的PPN層44之下。兩個濾光片42和43的選擇反射帶的最大值落在不同的波段中。如果線偏振器再次保持在結(jié)構(gòu)阻滯劑層的上方，那么光軸相互垂直的區(qū)域?qū)⒁圆煌念伾@現(xiàn)。當偏振器或阻滯劑層旋轉(zhuǎn)90°時，各區(qū)的顏色互換。
在這類內(nèi)最后一種元件用圖10a和圖10b展示。在這種情況下，也采用λ/4的結(jié)構(gòu)阻滯劑層51，在該阻滯劑層中借助光軸相互垂直的諸區(qū)給信息編碼。與圖7所示實例不同，在這種情況下線偏振器52和膽甾醇型濾光片53互換。按箭頭54的方向從下面入射的光線將首先通過線偏振器52經(jīng)歷均勻的線偏振，并且在通過結(jié)構(gòu)阻滯劑層51時將依據(jù)光軸方向變成左旋或右旋的圓偏振光。如果起圓偏振器作用的膽甾醇型濾光片53保持在上方，依據(jù)該圓偏振器的旋向?qū)⑼干渥笮蛴倚膱A偏振光，而旋向相反的光線將被反射。于是，借助不同光軸方向編碼的寫入阻滯劑層51的圖案將作為明亮的著色區(qū)圖案顯現(xiàn)。
在這種特定情況下，如果圓偏振器53被第二線偏振器取代，那么由于光線通過阻滯劑層51的各區(qū)域后的偏振狀態(tài)是右旋或左旋的圓偏振狀態(tài)，所以不能看到該圖案。
光軸相互垂直的各個阻滯劑區(qū)不能利用線偏振器予以區(qū)分這一事實為將不同的信息內(nèi)容寫入LCP層提供可能性，并且利用不同的輔助工具互不干擾地讀出這些信息也是可能的。例如，為了做到這一點，第一信息可以象圖10所示說明性實施方案介紹的那樣利用光軸相互垂直的各個區(qū)域進行編碼。然后，利用光軸與在所述諸第一區(qū)域中相互垂直的軸線成45°的諸區(qū)域給第二信息編碼。象在圖10所示說明性實施方案中介紹的那樣，如果將線偏振器置于阻滯劑層下面并通過它給該膜層提供照明，那么在利用保持在線偏振層、PPN層和LCP層所形成的元件的上方的第二線偏振器觀察時只能看見第二信息。相反，只有(象前面解釋過的那樣)以圓偏振器代替線偏振器置于阻滯劑層之上時才能以法向觀察角看到第一信息，在這種情況下也可以看到強度減弱的第二信息。因此，(舉例說)在鑒別元件中可能有一個線偏振層永久地集成在結(jié)構(gòu)阻滯劑層下面，以致為了檢驗該元件的真實性只要將線偏振器和圓偏振器依次置于所述元件之上就足以看到不同的信息內(nèi)容。
最后，在這方面將指出采用至少一個膽甾醇型濾光片時有另一種可能性，即不使用任何線偏振器而只使用圓偏振器就能使阻滯劑結(jié)構(gòu)形象化。為此目的，通過在阻滯劑層中建立光延遲將信息紀錄下來，于是，使光軸在整個膜層平面上具有同一方向是可能的。如果將這種類型的阻滯劑層置于選擇反射帶重疊的膽甾醇型濾光片之間，那么寫入的信息將是可見的或可讀的。
正象在前面已經(jīng)介紹過的那樣，有進一步開發(fā)基本上由膽甾醇型濾光片和兩個線偏振器構(gòu)成的光學鑒別元件的可能性。
這是因為如果用作分析器的第二線偏振器被安排在第一偏振器的膽甾醇型濾光片上另一側(cè)面，線偏振器與膽甾醇型濾光片組合將有可能產(chǎn)生不同的顏色。
在最簡單地情況下，使用這種效應的鑒別元件將僅僅由一個膽甾醇型濾光片組成。為了產(chǎn)生能用于鑒別元件的光學效應必須有兩個線偏振器，它們將按需要保持在該膽甾醇型膜層的上方或下方。在這種簡單情況下，可以只將膽甾醇型膜層涂到透明的襯底(如玻璃)上。但是，如果該鑒別元件將應用于消偏的漫射襯底，那么可以將第一偏振器永久地集成在該鑒別元件中。這種類型的鑒別元件用圖11表示。這個元件由膽甾醇型膜層61、襯底62和安排在襯底62和膜層61之間的第一偏振層63組成。觀察儲存信息所需的第二偏振器用64表示，在需要時它應當保持在所述元件上方。
按箭頭65的方向通過線偏振層63的光線在膽甾醇型濾光片61中的顏色首先由膽甾醇型濾光片61的選擇反射波長決定。如果外部線偏振器64保持在膽甾醇型膜層上方，那么在旋轉(zhuǎn)偏振器64時顏色發(fā)生變化。例如，如果使用反射綠色光線的膽甾醇型濾光片61，那么透射光首先呈現(xiàn)紅紫羅蘭色。反之，如果通過第二偏振器64觀察該膜層，在旋轉(zhuǎn)這個偏振器時可以看到黃、綠、紅或藍色。
如果將單軸光延遲層(例如光程差為λ/2)置于膽甾醇型濾光片61和第二偏振器64之間，那么在偏振器64的位置不變時通過旋轉(zhuǎn)延遲層顏色也會變化。通過適當?shù)剡x擇膽甾醇型濾光片的反射波長和帶寬以及通過適當?shù)剡x擇延遲層的光程差和光軸方向有可能以這種方式產(chǎn)生寬廣的調(diào)色范圍。延遲層還可以定位在輸入偏振器63和膽甾醇型濾光片61之間，而不是在膽甾醇型濾光片61和偏振器64之間。
只要采用非結(jié)構(gòu)型延遲層，色彩效果就不會非常明顯地不同于在兩個偏振器之間采用單一的膽甾醇型膜層所實現(xiàn)的效果。但是，在使用各個分區(qū)光軸排列不同的結(jié)構(gòu)阻滯劑層時，有可能產(chǎn)生局部的顏色差異。以這種方式設計的鑒別元件的一個實施方案用圖12表示。它由置于襯底71上的第一偏振層72、膽甾醇型膜層73和與PPN定向?qū)?5締合的結(jié)構(gòu)LCP阻滯劑層74組成。如果將這個元件置于外偏振器76(例如其偏振器方向垂直于偏振層72的偏振方向)的下面，那么可以看到不同的顏色，不同顏色的數(shù)量取決于阻滯劑層74的結(jié)構(gòu)并且是由取向不同的光軸數(shù)量確定的。以這種方式，可以用顏色表示信息。這種給人以深刻印象的光學效應由于旋轉(zhuǎn)偏振器76時各種顏色分別變化而得到進一步地增強。此外，鑒于這些選擇反射波長與視角的依從關系以及鑒于阻滯劑層中的光程差，這種類型的鑒別元件的顏色與觀察角有顯著的依從關系。
除了建立光軸方向之外，還有可能在阻滯劑層中建立光延遲。借此有可能利用補充參數(shù)優(yōu)化色澤。
雖然膽甾醇型濾光片與光延遲層相結(jié)合有可能表現(xiàn)大量的顏色，但不可能以這種排列在從暗到亮全范圍內(nèi)調(diào)整顏色的亮度。但是，這可以通過以不同的方法構(gòu)筑膽甾醇型濾光片來實現(xiàn)，例如，借助照相平板法局部除去膽甾醇型膜層，或者在進行生產(chǎn)時通過局部改變在可見光波段中的光程長度來改變該膽甾醇型濾光片的反射波長。由于在經(jīng)這種方式處理的點上膽甾醇型濾光片是不存在的，或者是光學上各向同性的，所以只有阻滯劑層決定這些點的光學行為。例如，在偏振器正交的情況下，有可能使光軸平行于其中一個偏振器，正因為如此光線在這個點被阻斷，于是變暗。通過改變暗區(qū)和著色區(qū)的比例，有可能控制各個色塊(鑲嵌圖案)的亮度。
正象在前面已經(jīng)陳述過的那樣，還可以以不同于已知方式的方式產(chǎn)生一開始就介紹過的那種在雙折射層中的傾斜效應，借此有可能制作傾斜效應更顯著并且更容易進行生產(chǎn)的鑒別元件。
按照本發(fā)明，這是可以實現(xiàn)的，因為在該膜層結(jié)構(gòu)中至少有一個雙折射層是這樣構(gòu)成的，使它的有效光延遲取決于觀察角。在這種情況下，光軸可以在該膜層平面內(nèi)，即無需支付使光軸在該平面外以規(guī)定方式傾斜所需的額外費用。光延遲等于膜層厚度與材料的光學各向異性的乘積，所以對于給定的材料光延遲可以借助膜層厚度進行調(diào)整。依據(jù)光延遲值，用正交偏振器觀察時膜層顯露不同的顏色或灰度。如果光延遲的作用取決于觀察角，那么灰度值或顏色隨著觀察角發(fā)生相應的變化。例如，在材料具有明確的單軸光學各向異性時，光延遲可以以這種方式進行調(diào)整，以使該膜層在垂直觀察時顯露紫羅蘭色。但是，如果以視角與光軸形成一平面的方式斜著看該膜層，顏色將從紫羅蘭色變成黃色。然而，如果從垂直于光軸的方向斜著看，那么顏色從紫羅蘭色變成藍色。因此，對于相應的光軸位置，有可能實現(xiàn)這樣的效應，即當該膜層向上或向下傾斜時顏色從紫羅蘭色變成黃色，而在該膜層向右或向左傾斜時它變成藍色。
光延遲的這種角度依從關系可以用于生產(chǎn)寫入信息的結(jié)構(gòu)LCP鑒別元件，這種信息具有隨角度變化的表征。例如，如果LCP層象EP-A689084介紹的那樣按照待表達的信息不同區(qū)域的光軸或平行于或垂直于該膜層平面內(nèi)的基準軸線構(gòu)成LCP層，那么在用正交偏振器垂直觀察時最初不能看見該信息。只有斜著觀察該膜層時才有可能看見已經(jīng)寫入的圖案，因為就光軸彼此垂直的區(qū)域而言觀察角是不同的。如果還以致使光延遲在垂直觀察時顯現(xiàn)紫羅蘭色的方式調(diào)整膜層厚度，那么在圍繞基準軸線傾斜時光軸與基準軸線平行的區(qū)域中的顏色從紫羅蘭色變成藍色，同時其它區(qū)域中的顏色從紫羅蘭色變成黃色。如果該膜層上下傾斜，那么將在藍色背景上呈現(xiàn)黃色信息，如果該膜層左右傾斜，那么將在黃色背景上呈現(xiàn)藍色信息。當然，借助膜層厚度，同樣有可能設置其它顏色、灰度值或顏色與灰度值的組合。在使用灰度值時，獲得的是黑白效應而不是彩色效應。
為了產(chǎn)生可見圖象隨視角變化的雙折射層，單軸雙折射材料和雙軸雙折射材料都是適用的。但是，采用光學雙軸材料可以進一步增強對視角的依從關系。例如，如果垂直于膜層平面的折射指數(shù)小于膜層平面內(nèi)的折射指數(shù)，那么在傾斜觀察期間光延遲以及相應的傾斜效應的變化比使用單軸材料大得多。
不采用雙軸材料，對視角的強依賴性通過兩個或多個單軸膜層組成的膜層結(jié)構(gòu)也能實現(xiàn)，例如在一個膜層內(nèi)光軸相對膜層平面是平行或傾斜的，而在第二膜層中它垂直于膜層平面。通過適當?shù)剡x擇膜層厚度比，可以使傾斜效應增強或減弱。更進一步說，如果光軸相對膜層平面是平行或傾斜的膜層也被結(jié)構(gòu)化，即光軸在膜層平面上的投影分區(qū)指向不同的方位，那么在正交偏振器下斜著觀察時所見圖案的顏色或灰度值在觀察角只有些許變化時就有相當大的變化。
在另一個說明性實施方案中，對視角的強依賴性還可以通過包含非結(jié)構(gòu)光學雙軸層以及光學單軸材料的結(jié)構(gòu)雙折射層的膜層結(jié)構(gòu)得以實現(xiàn)，例如，將結(jié)構(gòu)雙折射層直接涂到光學雙軸片上就可以非常簡單地產(chǎn)生這種膜層結(jié)構(gòu)。
使用能使入射光的偏振隨角度變化的襯底也可以制作對視角有依賴性的鑒別元件。例如，非金屬光滑表面(如玻璃或塑料)將屬于這種情況。傾斜入射的光線經(jīng)這種材料表面反射后至少有一部分是偏振光。在取決于各自材料的特定的入射角(布魯斯特角)下，反射光事實上完全是線偏振光。如果使用這種偏振效應隨角度變化的材料作為結(jié)構(gòu)阻滯劑層的襯底，那么經(jīng)襯底表面反射的傾斜入射光在再次通過該阻滯劑層之前將是偏振光。其偏振狀態(tài)隨局部光軸方向變化而變化，以致在通過偏振器斜著觀看這種類型的膜層時可以看到相應的結(jié)構(gòu)阻滯劑層中的圖案。如果以布魯斯特角觀看該膜層將得到最佳的對比度。在觀察角為直角時該圖案全然不出現(xiàn)。
采用數(shù)個各向異性地吸收光線的膜層來代替雙折射膜層也有可能產(chǎn)生傾斜效應。例如，這種類型的膜層可以用并入二向色染料的LCP層來制作。由于二向色染料隨LCP分子取向，所以通過LCP分子的結(jié)構(gòu)取向同樣可以賦予二向色染料分區(qū)不同的取向。原本各向同性的光線在通過該膜層時變成線偏振光，其偏振方向有局部差異并且是由LCP或二向色分子的局部取向決定的。依據(jù)所用的染料，有可能使在可見光范圍內(nèi)或僅僅在單一波段內(nèi)的光線偏振，以致這些膜層看上去是灰的或著色的。如果通過線偏振器觀察該膜層，可以看到寫入的圖案。
包含二向色染料的LCP層呈現(xiàn)取決于視角的吸收。如果二向色染料摻雜的單軸取向的LCP層圍繞著LCP或染料分子的取向方向傾斜，那么由于光程隨著傾斜角增加而增加，該膜層看起來比法向觀察時暗。但是，如果該膜層圍繞著臥在該膜層平面內(nèi)垂直于LCP取向方向的軸線傾斜，那么由于在這種情況下染料分子的吸收軸線相對光線的入射方向是傾斜的，從而導致較小比例的光線被吸收，所以該膜層看起來比較明亮。為了看到這些因傾斜引起的亮度變化，通過偏振器觀察并非是絕對必要的。例如，如果在不同的區(qū)域中LCP分子彼此平行或垂直地構(gòu)成LCP層，那么在該膜層圍繞著這兩個優(yōu)選方向之一傾斜時那些LCP取向平行于該傾斜軸線的區(qū)域看起來比較暗，而其余區(qū)域看起來比較亮。反之，如果該膜層圍繞著另一條優(yōu)選軸線傾斜，這些區(qū)域的亮度互換。不使用附加的偏振器也可能看到這種效應，所以它特別適合應用于希望不用輔助工具檢驗鑒別元件的場合。
下面將更詳細地解釋按照本發(fā)明可以使用的PPN和LCP層的生產(chǎn)以及有傾斜效應的鑒別元件的生產(chǎn)。
1.PPN層的生產(chǎn)適合的PPN材料包括肉桂酸衍生物。就本發(fā)明的基礎研究而言，選擇高玻璃化溫度(Tg＝133℃)的PPN材料，即聚合物
用在NMP中濃度為5％的PPN材料溶液以2000rpm的速度在玻璃板上旋轉(zhuǎn)涂布1分鐘。然后，在加熱工作臺上讓該涂層在130℃下干燥1小時，再在真空中干燥1小時。然后，在室溫下讓該膜層在線偏振光下(200W高壓汞燈)曝光5分鐘。然后，將該膜層用作液晶的定向?qū)印?br> 2.用于LCP層的可交聯(lián)LC單體的混合物在這些實例中，下述的二丙烯酸酯化合物被用作可交聯(lián)的LC單體單體1
單體2
單體3
采用這種化合物研制了一種熔點特別低(TM≈35℃)的可過冷的向列型混合物MLCP，從而使在室溫下制備LCP層成為可能。
二丙烯酸酯單體以下述組成存在于混合物中單體1 80％
單體2 15％單體3 5％此外，再將2％Ciba-Geigy光引發(fā)劑IRGACURE 389添加到該混合物中。
然后，將混合物MLCP溶解在苯甲醚中。借助在苯甲醚中MLCP的濃度，有可能在寬廣的范圍內(nèi)調(diào)整LCP層的厚度。
為了使LC單體光引發(fā)交聯(lián)，在惰性氣氛中讓該膜層在來自150W氙燈的各向同性的光線下曝光大約30分鐘。
3.帶傾斜效應的鑒別元件將有PPN涂層的玻璃板分成兩半分別在偏振的紫外光下曝光，在給第二個半塊曝光時使光線的偏振方向相對第一次曝光旋轉(zhuǎn)90°。在每種情況下，在曝光期間另外一半被覆蓋著。這樣得到兩個平面取向方向相互垂直的區(qū)域。
生產(chǎn)在苯甲醚中濃度為5％的MLCP溶液。將該溶液旋涂到已經(jīng)以不同的方式曝過光的PPN層上。旋涂參數(shù)每分鐘1000轉(zhuǎn)，旋涂2分鐘。為了優(yōu)化LC單體的取向，將帶涂層的襯底加熱到恰好高于清亮點(Tc＝67℃)。然后，以0.1℃/min的速度將該膜層冷卻到比清亮點低3℃。
在LC單體交聯(lián)后，獲得的LCP層厚度大約是80nm。
如果將這個膜層安排在正交偏振器之間，使LCP層的取向方向與偏振器的透射方向形成45°角，那么該LCP層呈現(xiàn)均勻的灰色。但是，如果斜著觀察該膜層，使觀看方向與板的左半邊的取向方向形成一平面，那么板的左半邊看起來比較暗，而板的右半邊看起來比較亮。
為了得出結(jié)論，應當指出前面介紹的光學效應以及相應的膜層結(jié)構(gòu)和材料組成不過是代表依據(jù)本發(fā)明在眾多實施方案中所做的一種選擇，并且為了開發(fā)鑒別元件可以以各種各樣的方式將它們組合起來。
因此，將有可能產(chǎn)生可供諸如鑒別元件之類產(chǎn)品使用的光學效應的任何其它類型雙折射層放進光學元件代替LCP層當然是可能的。
此外，就上述的實例而言(而不是PPN定向?qū)?使用不同的定向?qū)右彩强赡艿?，其中按照所需的光學性質(zhì)和分辨率所述定向?qū)訉⒕哂信cPPN層相同的或相似的性質(zhì)。采用相應結(jié)構(gòu)的襯底產(chǎn)生阻滯劑層所需的取向也是可能的。例如，這種類型的結(jié)構(gòu)襯底可以通過壓紋、蝕刻和刻痕來生產(chǎn)。
最后，應當指出按照本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)不僅可以用于防偽和防拷貝元件，而且可以用于生產(chǎn)電光液晶池之類產(chǎn)品，其中LCP層將實現(xiàn)各種各樣的光學和取向功能。
權(quán)利要求
1.一種光學元件，它至少包括兩個膜層，以阻滯劑層(4、11b、12b、21b、22b、23b、31、41、51、74)和偏振層(2、13、24、25、33、42、43、52)為特征，其中阻滯劑層(4、11b、12b、21b、22b、23b、31、41、51、74)具有至少兩個有不同光軸的區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光學元件，其特征是阻滯劑層(4、11b、12b、21b、22b、23b、31、41、51、74)包括由交聯(lián)的液晶單體組成的各向異性層(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的光學元件，其特征是阻滯劑層(4、11b、12b、21b、22b、23b、31、41、51、74)被置于定向?qū)?3、11a、12a、21a、22a、23a、32、44、75)之上以及定向?qū)?3、11a、12a、21a、22a、23a)與偏振層(2、14、11b、12b、21b、22b、23b)接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的光學元件，其特征是定向?qū)?3、11a、12a、21a、22a、23a)包括光致定向的聚合物網(wǎng)絡(PPN)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任何一項的光學元件，其特征是偏振層是結(jié)構(gòu)化的。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任何一項的光學元件，其特征是線偏振層放在襯底(1、8)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的光學元件，其特征是第二偏振層(13、24)被安排在液晶層(11b、21b)之上，而進一步的定向?qū)雍瓦M一步的液晶層(12a/12b；22a/22b)被安排在這個第二偏振層之上，并構(gòu)成第二液晶層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的光學元件，其特征是進一步的偏振層(25)被安排在第二液晶層(22b)之上，而第三定向?qū)雍偷谌壕?23a/23b)被安排在這個進一步的偏振層之上，并構(gòu)成第三液晶層。
9.一種用于防偽和/或防拷貝的元件，其特征是依據(jù)權(quán)利要求2至8中任何一項的光學元件和外部的線偏振器或圓偏振器(5、14、28、27)，利用外偏振器(5、14、28、27)可以分析用液晶層編碼的信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的元件，具有依據(jù)權(quán)利要求7或8的光學元件，其特征是至少有兩個液晶層，每個液晶層為一部分信息內(nèi)容編碼，這些信息內(nèi)容加在一起形成總信息內(nèi)容。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的元件，其中所述液晶層是作為阻滯劑層設計的并且被置于襯底(1、8)之上，其特征是襯底為一部分總信息內(nèi)容編碼。
12.根據(jù)權(quán)利要求9、10或11的元件，其特征是外部的線偏振器是結(jié)構(gòu)化的，并且液晶層和外偏振器兩者各自為一部分總信息內(nèi)容編碼。
13.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任何一項的光學元件，其特征是至少有一個圓偏振器(33、43、53)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的光學元件，其特征是兩個圓偏振器(40、43)被安排成一個疊在另一個之上，其中之一左旋，另一個右旋。
15.一種用于防偽和/或防拷貝的元器件，其特征是包括依據(jù)權(quán)利要求13或14的光學元件和適合分析編碼信息的外部線偏振器或圓偏振器(53、64、76)。
16.包括液晶分子形成的光學各向異性層的光學元件，其特征是光學上各向異性的膜層包含熒光分子。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的光學元件，其特征是在光學上各向異性的膜層具有至少兩個有不同光軸的區(qū)域。
18.一種用于防偽和/或防拷貝的元件，其特征是包括依據(jù)權(quán)利要求16或17的光學元件。
19.包括至少兩個膜層的光學元件，其特征是有膽甾醇型膜層(61、73)和線偏振層(63、72)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的光學元件，其進一步的特征是包括光學上各向異性的膜層(74)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的光學元件，其特征是光學上各向異性的膜層(74)具有數(shù)個有不同光軸的區(qū)域。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21的光學元件，其特征是光學上各向異性的膜層(74)是由交聯(lián)的液晶分子構(gòu)成的。
23.根據(jù)權(quán)利要求20至22中任何一項的光學元件，其特征是膽甾醇型膜層(61、73)和光學上各向異性的膜層(74)在線偏振層(63，72)的同一側(cè)。
24.根據(jù)權(quán)利要求19至23中任何一項的光學元件，其特征是線偏振層(63、72)與膽甾醇型膜層(61、73)接觸。
25.根據(jù)權(quán)利要求20至23中任何一項的光學元件，其特征是線偏振層(63、72)與光學上各向異性的膜層(74)接觸。
26.根據(jù)權(quán)利要求19的光學元件，其中線偏振層(63、72)安排在襯底(62、71)上，其特征是膽甾醇型膜層(61、73)與線偏振層(63、72)接觸，定向?qū)?75)被置于膽甾醇型膜層(61、73)之上，由交聯(lián)的液晶單體形成的光學上各向異性的膜層(74)置于該定向?qū)又?，并且液晶?74)形成數(shù)個有不同光軸的區(qū)域。
27.一種用于防偽和/或防拷貝的元件，其特征是包括依據(jù)權(quán)利要求19至26中任何一項的光學元件和適合分析用液晶層(74)和/或膽甾醇型膜層(61、73)編碼的信息的外部的線偏振器(64、76)。
28.一種包含雙折射液晶層的光學元件，其中所述液晶層至少具有兩個有不同光軸的區(qū)域，其特征是在各個區(qū)域中液晶層的光延遲各不相同地取決于觀察角。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的光學元件，其特征是其設計方式致使通過偏振器觀察時該元件的顏色有局部的差異。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29的光學元件，其特征是它是雙軸的。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的光學元件，其特征是雙折射液晶層是雙軸的。
32.用于防偽和/或防拷貝的元件，其特征是包括依據(jù)權(quán)利要求28至31中任何一項的光學元件。
33.用于防偽和/或防拷貝的元件，包括偏振層，該偏振層具有至少兩個偏振方向不同的區(qū)域。
34.用于防偽和/或防拷貝的元件，該元件被安排在襯底上并且包括光學上各向異性的膜層，該膜層具有至少兩個有不同光軸的區(qū)域，所述元件的特征是襯底為反射型偏振層。
35.用于防偽和/或防拷貝的裝置，其特征是依據(jù)權(quán)利要求9、10、11、12、15、18、27、32、33或34的元件和分析器都被安排在同一襯底上。
全文摘要
一種光學元件,它具有透明材料(如玻璃)制成的襯底(1)。在層(1)上有線偏振器(2),在線偏振器上有光致定向的聚合物網(wǎng)絡(PPN)(=LPP)層(3),該膜層借助其覆蓋襯底的表面以局部變化的方式取向。膜層(3)與各向異性的交聯(lián)液晶單體層(4)鄰接。于是,這個膜層(4)的分子取向是由下面的取向?qū)?3)定義的。膜層(4)是通過暴露在適當波長的光線下光致交聯(lián)的,其結(jié)果是將PPN層(3)定義的分子取向固定下來。該元件(作為一個整體用7表示)可以作為防偽光學元件使用,例如,借助外偏振器(5)看到液晶層的定向圖案或儲存在其中的光學信息是完全可能的。
文檔編號G02B5/30GK1255203SQ98804954
公開日2000年5月31日 申請日期1998年5月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月9日
發(fā)明者M·沙特, H·塞伯勒 申請人:羅利克有限公司