[发明专利]聚合物-基光学可变器件

说明书

技术领域

本发明一般地涉及光学可变器件(OVDs)，和特别地涉及真空沉积的聚合物-基多层OVD结构。

背景技术

光学可变器件变得一直更加流行作为提供防止伪造、假冒和/或转换文件和产品保证加密安防的工具。将该合适的加密安防特性与其打算功能相匹配，确定加密安防特性的真实性的方法，和对OVD本身引入有效的防伪保护全部是在设计和实现OVDs以供特定加密安防应用的过程中面对的重要问题。OVD可用作单独的特征或者可以与更加常规的印刷票据品类一起结合，产生使用影印或扫描技术极端难以复制的器件。

该领域中最近的开发引入了OVD条纹。一般地，该条纹是在小于或等于约10mm的宽度处施加的OVD连续图案。条纹的优势是施加速度非常高，这降低了工艺的单位成本，且使得对于大型管理(runs)，例如钞票来说OVD长条应用是理想的。典型地，设计钞票的长条，当长条相对于观察者旋转(也就是说，通过改变导引到OVD上的光的入射角度)时，产生特定的色移(color shift)。本发明特别感兴趣的是，由蒸汽沉积的标准具(etalon)结构(所谓的法布里-珀罗结构)组成的OVDs，其中在从被标准具的间隔衬层隔开的直接插入镜子中反射每一波长之后，作为干涉效应的结果，它产生色移。本领域的技术人员容易理解，这一标准具由多层材料组成，每一材料具有带实数和虚数部分的复杂的反射指数，它决定了该层的反射率，吸光率和透光率。选择该材料，以便在标准具的相邻层上的入射的光束被部分反射和部分经中间间隔衬层透射到远端的层中，其中一部分透射的光被反射并返回，干扰由相邻层反射的光。本领域的技术人员也容易理解，材料的吸光率对器件观察者看到的光的颜色具有影响。采用蒸发的单体/聚合物间隔衬层生产的加密安防器件的挠性本质上大于采用无机间隔衬层，例如MgF₂,LiF,CaF,SiO₂,A1₂O₃，等生产的常规器件。这种挠性防止了在其中OVD可能皱褶的应用中(例如在钞票应用中)的裂纹。较低温度的蒸汽沉积还允许更薄的薄膜用作基底。

已知通过标准具结构产生的色移来自于每一标准具镜子反射的两个光束中的一个行进通过间隔衬层之后它们之间的相差。在美国专利No.6,214,422中，Yializis教导了一种聚合物标准具结构，其中通过冷凝蒸汽沉积的单体，通过在真空下暴露于辐射下聚合，形成所述间隔衬层。在美国专利No.5,877,895中，Shaw教导了采用可变厚度的聚合物涂层，在基底上制造的类似色移结构，以便通过改变聚合物层的光学厚度，得到不同颜色。这通过改变工艺参数，例如通过差异化冷却/加热基底，和通过改变单体层的交联程度来实现。

以固体贴形涂层形式在基底上沉积常规的无机间隔衬层。因此，在基底表面的粗糙度和缺陷上，所述间隔衬层获得基本上均匀的厚度。这导致相对均匀的色移，特别是当在显微镜下观察时。各种间隔衬层还以有机液体层形式通过蒸汽沉积单体接着聚合而沉积。然而，在这样的蒸汽沉积的间隔衬层情况下，如参考用薄的部分透明且部分反射的金属层12涂布的粗糙基底10的图1所示，单体以液体层形式冷凝，不是在基底上形成贴形的涂层，所述液体层润湿并覆盖基底的不均匀度(通过均匀的金属层12)，从而产生具有粘附到金属层12上的微-粗糙(micro-rough)表面16和与反射金属层20接触一侧上的水平面(level surface)18的间隔衬层(spacer layer)14，这降低了干涉色移的均匀度。通过跨越被该图中所示的两个波阵面L和L'的间隔衬层厚度的不同，说明了这一效果。因此，蒸汽沉积的间隔衬层尚未实现生产OVDs所需的精度和加密安防应用所要求的准确与可重复的性能。尽管反复实验，通过蒸汽沉积生产具有精确的均匀厚度的间隔衬层的结构，但颜色的随机变化仍然是现有技术中没有解决的问题。所要求的是显示出可通过肉眼检测的一致色移且没有显著变化的产品。本发明解决了这一问题，尤其对于生产精确的OVDs以供钞票和其他加密安防相关的应用来说。

发明内容