[發明專利]光學有效的表面起伏微觀結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201110362663.4
• 申請日: 2007-05-07
• 公開（公告）號: CN102495525A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 馬丁·斯托德
• 申請（專利權）人: 羅利克有限公司
• 主分類號: G03F1/68
• 分類號: G03F1/68;G03F1/80;G03F7/00;B42D15/00;G02B5/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李鎮江

本申請是申請號為200780017326.3、申請日為2007年5月7日、發明名稱為“光學有效的表面起伏微觀結構及其制造方法”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及具有特有顏色外觀的光學器件，該光學器件例如可用于保障文件和物品不被假冒和偽造。

更具體地說，本發明涉及元件及其制造方法，所述元件具有至少一個表面區域，該表面區域帶有光學有效的表面起伏微觀結構。

背景技術

一般來說，現在將光學器件用于防止假冒、非法篡改以及產品保護是一項完善的技術。

由于日益增加的欺詐和偽造，經常需要新型的防偽手段。許多年來，全息圖成為優選的安全技術。同時，該技術已經超過30年因此為人公知且廣泛應用。現今甚至可以在每個禮品店中發現全息箔片。這種情況代表了一種安全風險，因為許多人可以接近全息圖技術。由于可以利用數字全息圖打印機，進一步打開了易于使用全息制版系統的途徑。這些打印機可以生產許多不同類型的全息圖，并且所需的全息設置或激光記錄器的知識很少。這類設備可以制備母版，用于隨后的金屬母版制造以及大量復制成薄膜。

因此，最理想的是通過與全息器件明顯不同的新型安全特征來擴展安全器件的調色范圍(palette)。這類新器件的實例是可選的光學可變器件(OVD)。OVD是在改變視角或照射角時改變其外觀的器件。色移(colorshift)器件是OVD的亞類。色移OVD在改變視角或照射角時改變它們的顏色。具有顯著代表性的色移OVD是膽甾相膜或干涉膜，包括基于這些膜的薄片的光學器件。它們都在器件傾斜離開垂直視角時表現出明顯的色移。在這類色移器件中觀察不到彩虹色，彩虹色是標準批量生產的全息器件的特有特征。

在現代薄膜元件的歷史中，在光學薄膜處由于光的干涉產生的色移效果有很久的傳統(例如，1998Artechouse?Boston由R.L.?van?Renesse編輯的“Optical?Document?Security”中由J.A.Dobrowolski所著的“Optical?thin-film?security?devices”)。分層薄膜系統的多種不同組合物是可行的。例如在法線光入射時獲得特有的反射光譜。在入射角增加時，反射光譜或透射光譜朝向短波長側偏移。通常為介電層和金屬層的組合的多層薄膜系統也可以僅具有介電材料。在這種情況下，需要折射率不同的薄膜。

基于干涉薄膜或這類膜的薄片的安全器件在當今是可商業利用的。例如可以在Flex?Products公司的美國專利US-5084351和US-6686042中找到示例。

其它方案是散射器件。在OVD中利用各向同性以及各向異性的散射效果可以顯著增強光學吸引力。特殊的各向異性的光散射有助于產生視角靈敏型器件。圖1.1和1.2分別表示各向同性和各向異性的光散射。

在構造成各向同性的表面(例如新聞紙或家用物品中遇到的大多數表面)處的反射使得沒有優選的方位角方向。如圖1.1所示，準直的入射光1在散射表面2處沿新的出射方向3重新定向，并具有特有的軸對稱輸出光分布以及特有的發散角4。

然而，構造成各向異性的表面明顯地沿某些方向反射光并且抑制沿其它方向的光。在圖1.2中，準直的入射光1照射在各向異性的散射表面5上，沿新的出射方向6重新定向，并具有特有的輸出光分布7，輸出光分布7取決于對應的方位角8、8’。

為了表示信息，可以形成具有各向異性散射性能以及不同的各向異性方向取向的個體像素的圖案。這樣，對應的器件可包括構圖的各向異性散射表面，該表面表示出諸如文本或圖片等的圖像。由于根據特定的像素取向反射或抑制沿給定方向的光，所以看到明暗像素的圖像。此外，這些器件在傾斜或旋轉時表現出從正視圖到負視圖的明顯改變。這些表面構圖的器件例如可如下生成。首先，光柵化相關的灰度圖像，這意味著將該圖像以一定的像素分辨率分成暗區和亮區。因而，暗區(像素)有助于各向異性地散射第一取向方向的區域，亮區有助于各向異性地散射不同取向方向(例如垂直于第一取向方向)的區域。圖2中示出了具有該取向布置的2×2像素的方塊。像素10和10’沿一個方向取向，像素11和11’與它們交叉取向。具有類似于此布置的像素圖案的器件將在第一視角下顯示為正，而當器件例如旋轉90°時將翻轉為負。