CN102598027B - 带电活性聚合物电源和纳米光学显示的安全文件 - Google Patents

带电活性聚合物电源和纳米光学显示的安全文件 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种安全文件，其包括一嵌入文件基体的电回路，其中所述电回路包括：一电源，该电源包括至少一电活性聚合物发电装置；和一光学显示器，该光学显示器包括至少一电致发光显示元件和一个纳米孔阵列，该纳米孔阵列设置作为电致发光显示元件的一层。还公开了包含纳米孔阵列的安全特征。还公开一种验证安全文件的方法，包括：用聚焦的光束或者激光源照射安全文件中编码的纳米孔阵列，所述光束或者激光源发射至少一预定波长的入射光；用一光电传感器检测所述入射光穿过所述纳米孔阵列的穿过部分；分析所述传感器检测到的光的穿过部分的至少一个波长，以产生一检测信号；以及，对比所述检测信号和验证信号，以对该安全文件进行验证。

Description

带电活性聚合物电源和纳米光学显示的安全文件
技术领域
本发明涉及包括认证或验证功能的安全文件。更具体地，本发明涉及一种安全装置，其包括嵌入基体中的电回路和/或纳米光学器件，其中所述电回路提供认证安全文件的验证特征。
背景技术
必须能够验证以确认其价值的安全文件的使用越来越常见，成为现代社会日常生活的一部分。例如，纸币和其他安全文件(例如旅行支票和债券)为数亿人日常使用，他们必须能够被用户验证，以避免因欺诈和伪造所造成的损失。身份安全文件(例如护照、驾照和身份卡)广泛使用，并且必须能够准确地验证以核实出示这些文件的个人的身份。类似地，其他有价值的安全文件(例如信用卡、支票和股份证书)在日常商务中交换，并且必须能够准确地验证以检测和避免欺诈。因此，为了使得用户以及执法和政府机构能够验证安全文件，已经开发了和安全文件一起使用的安全特征。
用于安全文件的一种已知特征是，使得复制更困难，副本的检测很可能包括无源式物理特征，其并入安全文件本身并且对未提示的用户是可见的。这些性能包括水印、压花、金属线、全息图、金属箔片和其他类似的独特、可见性能，其已经在例如纸币、护照和支票中普遍使用。不幸的是，高级的、不昂贵的打印和复印技术的进步使得造假者可能容易地、更确切地复制这些传统的视觉验证特征，这导致这些特征的失败而不能确保安全文件的真实性。
用于安全文件的另一种类型的已知验证包括在安全文件中编码有磁力、光学和/或无线电频率可读信息，以使用外部设备检测和读取。这种性能包括护照和信用卡上的可读磁条、光学可读特征例如是缩影或紫外荧光墨水和无线射频识别发射器，他们均可以通过使用外部的阅读和/或验证装置来读取或验证。不幸的是，技术进步也使得这种编码安全特征相对容易地被造假者复制，例如复制磁卡条和使用不昂贵的高清缩印机，导致依赖这种已知编码或机器可读安全特征的安全文件的增高频率的严重欺诈和造假。而且，依赖这种已知编码或机器可读安全特征需要外部设备来验证，这阻碍了没有(设备)帮助的用户确定安全文件的真假。
因此需要为安全文件研发其他的设计和性能，使得多种类型的用户能够验证，能够进行多种类型的使用，并且不能被诈骗者或造假者轻易或廉价复制。
发明内容
本发明的一个目的是，提供一种安全文件，其克服了现有技术的某些缺陷。
本发明的另一个目的是，提供一种验证安全文件的方法，其克服了现有技术的某些缺陷。
本发明的又一个目的是，提供一种安全文件，其克服了现有技术的某些缺陷并且能够以多种方式或模式验证，包括无须额外或外部验证设备的帮助而用户可以自行验证的安全文件。
根据本发明的一个实施例，提供一种安全文件，其包括一嵌入文件基体的电回路(electrical circuit)，其中该电回路包括一电源和一光学显示器，该电源包括至少一电活性聚合物发电装置，该光学显示器包括至少一电致发光显示元件和至少一纳米孔阵列，该纳米孔阵列设置作为所述电致发光显示元件的一层。
根据本发明的另一个实施例，提供一种安全文件，其包括一嵌入文件基体的电回路，其中该电回路包括，包括至少一电活性聚合物电容器的储电装置和发电装置中的至少一个和一光学显示器。该光学显示器包括至少一电致发光显示元件，该电致发光显示元件包括至少一纳米孔阵列，该纳米孔阵列设置作为电致发光显示元件的一层。
根据本发明的又一个实施例，提供一种验证安全文件的方法，该安全文件包括一嵌入文件基体的电回路，其中该电回路包括至少一电活性聚合物发电装置和一光学显示器，该光学显示器包括至少一电致发光显示元件和至少一编码的纳米孔阵列，该纳米孔阵列设置在电致发光显示元件的表面上，该方法包括：
用聚焦的光束或者激光源照射所述编码的纳米孔阵列，所述光束或者激光源发射至少一预定波长的入射光；
用一光电传感器检测所述入射光穿过所述纳米孔阵列的穿过部分；
分析所述传感器检测到的光的穿过部分的至少一个波长，以产生一检测信号；以及，
对比所述检测信号和验证信号，以对该安全文件进行验证。
根据本发明的再一个实施例，提供一种安全文件，其包括至少一安全线，该安全线包括一个或多个纳米特征，该纳米特征适于作为光学显示，该光学显示在该安全线内包括至少一带纳米特征的图案(pattern)区域，该纳米特征适于产生至少一光学效果。
结合附图和详细描述，本发明的进一步的优点更明显。
附图说明
参考附图描述本发明的安全文件。附图中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的示例性安全文件的俯视图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的示例性安全文件的剖视示意图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的层状电活性聚合物电回路部件的电子扫描电镜(SEM)下的立体图；
图4示出了根据本发明的一个实施例的包括一纳米孔阵列显示元件的安全文件的俯视图；
图5示出了根据本发明的一个实施例的包括一纳米孔阵列示意图；
图6示出了根据本发明的一个实施例的验证安全文件的装置的示意图，该安全文件包括一纳米孔阵列。
在不同视图中类似的附图标记代表相应的部分。
具体实施例
根据一个实施例，本发明提供一种安全文件，其包括一在该文件内的电回路并且包括多个验证特征，该验证特征供该安全文件的多模式验证。一种验证模式优选包括该安全文件的自验证而无须使用外部的设备，例如通过用户的肉眼。其他验证模式优选包括一个或多个验证模式，该验证模式结合光学的、电子的和/或光电验证设备的使用，以确认安全文件的真实性，例如通过事务处理性或核查性设备或者通过专家和/或安保人员来验证。本发明的安全文件理论上适用于任何类型的安全文件，只要有在使用时能够验证安全文件的需求即可。例如但不限于，安全文件可以用于纸币、身份文件、护照、证书、金融文件、验证证书、信用卡或其他有价值的纸件。在其他示例性实施例中，安全文件可以用于产品识别或验证文件，例如药品识别或药品发放文件或设备，或者例如产品密封或验证证书。尤其是，安全文件可以用于薄的柔性安全文件，其需要容易地以一种或多种方式容易地验证。
现在参考附图进一步描述本发明。图1示出了根据本发明的一个实施例的示例性安全文件100的俯视图。安全文件100优选为薄的柔性片的形式，这种形式常用于常见的安全文件100，例如纸币、护照、证书、身份文件、金融文件、认证证书和其他有价值的纸件。安全文件100包括形成安全文件主干的文件基体112，安全文件的其他部件可以嵌入其中和/或其他部件可以固定在或者印制在其上。基体112可以由任何适当的基材形成，例如纤维素和/或聚合物基的材料。特别地，聚合物基的基材包括但不限于聚丙烯、聚乙烯、聚酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，可以用于形成基体112。在用作纸币的特定实施例中，安全文件100和基体112优选包括厚度小于400微米的薄片，优选厚度100微米到200微米之间。但是，在其他应用中，安全文件100和基体112可以是任意适当的厚度，同时优选允许安全文件的柔性，这在这样的应用中可能是期望的。
安全文件100还可以包括嵌入或固定在基体112的电回路，由电连接的电活性聚合物和光学显示安全文件元件形成。这种电连接的安全文件元件包括电活性的聚合物电源，如示例性电活性聚合物条102所示，和光学显示元件104，如图1中的示例性电致发光显示元件104所示。电活性聚合物条102优选包括层状离子聚合物金属复合(IPMC)材料并且可以设置为在机械变形电活性聚合物条102时发电，或者作为电活性聚合物电容器102来存储电能，或者两者。或者，电活性聚合物条102的第一部分可以设置为在机械变形该条时发电，在一些实施例中，条102的第二电活性聚合物元件或部分109可以设为作为电活性聚合物电容器108来存储电能。电活性聚合物条102可以设置为多种方式，可以依安全文件100的设置和使用设置为多种几何形状。例如，条102可以是规则或不规则形状，可以是相对基体112和安全文件100的基本上任何尺寸，包括宽度仅对应安全文件宽度和/或长度的一部分，或者该条在基体112或安全文件100的基本上整个宽度和/或长度上延伸。但是通常，电活性聚合物条102为规则形状，例如矩形条102。电活性聚合物条102的厚度可以依安全文件的理想物理和电学性质而变化，但是通常选为不超过相对于对安全文件100和基体112的理想厚度，并使得安全文件100的理想柔性得以维持，同时足够厚以提供理想的发电和/或储电能力。因此，为了用于纸币安全文件，电活性聚合物条102的厚度优选在大约50至200微米。
光电显示元件104可以包括适当的电致发光源，例如已知的电致发光显示技术，还可以包括至少一个纳米孔阵列，该阵列集成为光学显示元件104的至少一层。适当的电致发光技术例如可以包括电荧光染料显示、电致发光染料显示、发光二极管显示和有机发光二极管(OLED)显示。适当的电致发光显示可以根据光电显示元件104的理想光学性能和安全文件100的理想性能和意在应用来选择。例如，在安全文件100为纸币的应用中，优选选择薄的柔性电致发光显示，例如OLED，其中OLED优选厚度小于约100微米、需要很小能量就可以发光、为柔性并不会因安全文件100的弯曲或折叠而损坏。光学元件104也包括至少一个纳米孔阵列，该阵列集成为光学显示元件104的至少一层。所述至少一个纳米孔阵列可以集成到光学显示元件104中，成为光学显示元件104的一个或多个孔、过滤器和优选的透明表面电极。在优选的实施例中，该纳米孔阵列包括一金属膜，该金属膜包括一系列相对光学显示元件104发射或传输的光的亚波长尺寸的纳米孔或纳米特征，该纳米孔阵列还可以操作以改变光学显示元件104发射或传输的光的强度。在一个实施例中，该纳米孔阵列可以包括亚波长尺寸的纳米孔或纳米特征，其包括基本上圆形的孔，或者其他几何形状的孔或开口，例如矩形、三角形、多边形、椭圆形、卵形或者不规则形状或波浪形的孔或开口。在另一个实施例中，该纳米孔阵列可以包括亚波长尺寸的纳米孔或纳米特征，其包括基本上细长形状的开口，例如线形、狭缝形、弧形或弯曲形，其优选基本上彼此平行朝向，以提供纳米特征的光栅。在又一个实施例中，该纳米孔阵列可以包括金属膜或基体中的亚波长尺寸的纳米特征，例如悬臂、凹槽、隆起、突起、凹部、波纹或文字、数字、符号形式的形状，可选地在该金属膜或基体上没有孔。
在一个替代实施例中，光学显示元件104可以包括一个或多个纳米孔阵列，该阵列只包括多个纳米孔和/或纳米特征，例如设置为一个或多个图案的亚波长大小的纳米孔/或纳米特征，以提供光学效果。在一个这样的实施例中，图案可以例如包括规则的、不规则的、周期性的、非周期性的和/或无规图案的纳米孔/或纳米特征。在另一个这样的实施例中，光学效果可以包括特征，例如随着观看者远处移动，穿过纳米孔阵列的颜色改变效果，例如颜色从一种颜色变化到另一种或多种颜色，或者包括一种或多种特定颜色的光的准确的独立的点，例如以可辨识的图案或者图片的形式。
电活性聚合物元件102和光学显示元件104可以电连接，以通过任何适当的电连接装置在安全文件100内形成一电回路。示例性的电连接装置可以包括一个或多个嵌入或贴在安全文件100上的导电聚合物层，例如嵌入或贴在基体112上。或者，其他适当的电连接装置可以包括一个或多个薄的导电箔片层、印制和/或刻蚀的导电膜或导电带、和/或其他已知的电连接装置。优选的适当的电连接装置可以根据安全文件100的理想物理和电学性能而选择，因此可以显著小于安全文件100的厚度，并且以通常薄的柔性薄片的形式理想地柔性和耐用以用于安全文件。安全文件100还可选地包括其他电回路元件(未示出)，其可以并入安全文件100内的电回路。这种可选的额外的电回路元件可以包括电阻、电容、二极管、三极管、开关等，它们可以设置为安全文件100内的电回路的一部分。因此，这种可选的额外的电回路元件优选适当地薄、柔性和耐用，以用于理想的安全文件应用。
安全文件100可以包括额外的元件，以理想地提供和/或增强该安全文件100的验证特征。在一个实施例中，安全文件100还包括一光电电源106。光电电源106可以包括一光电电池并可以电连接到安全文件100内的电回路，例如连接到电活性聚合物元件102和/或光电显示元件104。光电电源106可以是功能性的，因此可以将光源照射在光电电源106的光电电池上的光能转化为电能。这种由光电电源106产生的电能例如可以用以照亮光学显示元件104，和/或存储在电活性聚合物元件102。在特定实施例中，光电电源106还优选包括至少一纳米孔阵列，该阵列集成为包括在光电电源106内的光电电池的一层。这种集成的纳米孔阵列优选集成为光电电池的孔、过滤器和透明表面电极中的至少一个或多个，以相对照射在光电电源106上的外部光增强到达光电电池的光强，并因此提高光电电源106的效率。在一个实施例中，集成到光电电池或光电电源106的纳米阵列可以包括亚波长大小的纳米孔或纳米特征，其包括基本上圆形的孔或者其他几何形状的孔或开口，例如矩形、三角形、多边形、椭圆形、卵形或者不规则形状或波纹形孔或开口。在另一实施例中，纳米孔阵列可以包括亚波长大小的纳米孔或纳米特征，其包括基本上细长的开口，例如线形、狭缝形、弧形或弯曲形，其优选基本上彼此平行朝向，以提供纳米特征的光栅。在一特定实施例中，多个亚波长大小或宽度的基本上平行的纳米狭缝可以成型或集成为电源106的光电电池的一层，以作为纳米光栅。在又一实施例中，该纳米孔阵列可以包括金属膜、聚合物膜或其他具体基体材料中的亚波长尺寸的纳米特征，所述材料成型为光电电源106的一部分或集成到光电电源106，例如悬臂、凹槽、隆起、突起、凹部、波纹或文字、数字、符号形式的形状，它们可能可选地在该金属膜、聚合物膜或基体层上没有孔延伸。
在又一个实施例中，安全文件100还可以包括一纳米级验证特征或安全线110。纳米级安全线110可以包括至少一嵌入安全文件100的纳米孔阵列，例如在文件基体112中，其包括一个或多个，优选一系列，相对入射光源的至少一个波长的亚波长大小的纳米孔或纳米特征，它们设置为独特的图案以实现入射光传输通过纳米阵列。与上述描述类似，在一个实施例中，所述至少一个纳米孔阵列可以包括基本上圆形的纳米孔或者其他几何形状的孔或开口，例如矩形、三角形、多边形、椭圆形、卵形或者不规则形状或波纹形孔或开口。在另一实施例中，该纳米阵列可以包括亚波长大小的纳米孔或纳米特征，其包括基本上细长的开口，例如线形、狭缝形、弧形或弯曲形开口，其优选基本上彼此平行朝向，以提供纳米特征的光栅。
在本发明的一个实施例中，纳米级安全线110可以包括一纳米孔阵列，该阵列优选可以通过外部光源照射来读取，以生成独特的光图案，该图案可以被光电传感器检测和核对以验证安全文件100。在另一方面，纳米级安全线110可以包括设置为一定图案的纳米孔或纳米特征的纳米阵列，该图案在高能显微镜浏览时是可见的并且是独特的，例如在扫描电子显微镜下。在这一方面，纳米阵列可以包括设置为一定图案的纳米孔或纳米特征，以形成可辨识的图片或“纳米作品”，其可以在高能显微镜浏览时辨识，以验证安全文件100。
在又一实施例中，安全文件100还可以包括一个或多个额外的传统安全特征114，以结合上述的验证特征进一步增强文件100的安全性。这种传统的安全特征114可以包括例如安全线、微缩印制、全息图片、光学变化效果和凸印和/或金属箔片中的一个和多个。这种传统的安全特征114可以通过已知的方式验证，例如用户肉眼检测和/或在光学放大下检测。
在根据本发明的又一实施例中，示例性的传统安全特征114和一个或多个纳米孔阵列可选地一起提供，或者示例性的传统安全特征114包括一个或多个纳米孔光学显示元件，传统安全特征例如但不限于安全线、微缩印制、全息图片、光学变化效果和凸印和/或金属箔片，该光学显示元件包括集成到传统安全特征114内的纳米孔阵列。例如，根据本发明的一个方面的安全线可以并入至少一个纳米孔阵列，该阵列包括基本上圆形的纳米孔或者其他几何形状的孔或开口，例如矩形、三角形、多边形、椭圆形、卵形或者不规则形状或波纹形孔或开口，或者他们的组合。在另一实施例中，纳米孔阵列可以包括亚波长大小的纳米孔或纳米特征，其包括基本上细长的开口，例如线形、狭缝形、弧形或弯曲形开口，其优选基本上彼此平行朝向，以提供纳米特征的光栅。在又一实施例中，该纳米孔阵列可以包括金属膜或其他安全线基体中的亚波长尺寸的纳米特征，例如悬臂、凹槽、隆起、突起、凹部、波纹或文字、数字、符号形式的形状，它们可选地在该金属膜或金属线基体上没有孔延伸。在这样一个实施例中，亚波长尺寸的纳米孔或纳米特征可以设置为一种或多种图案以提供光学效果，例如排列为包括规则、不规则、周期性、非周期性和/或随机图案的纳米孔和/或纳米特征。在根据本发明的其他实施例中，其他类型的传统安全特征114可以包括一个或多个纳米孔阵列，类似于上面所述，该阵列集成到传统的安全特征内，以提供独特的、可辨识的光学效果来增强安全性并减弱造假的容易度。
根据本发明的一个实施例，图1所示的安全文件100最好可以被用户以一种或多种方式验证，该安全文件100包括一嵌入的电路和电活性聚合物102以及光学显示元件104。第一验证模式最好包括通过机械式变形电活性聚合物条102来发电，其中电能通过所述电路传导给光学显示元件104并用来照亮光学显示元件104，该光学显示元件可以用户肉眼看到，并且优选提供独特的照明图案，例如用集成到光学显示元件104的纳米孔阵列生成以改变显示照明。安全文件的用户可以通过物理弯曲和/或压安全文件104来使用第一验证模式，以引起光学显示元件104照亮，从而验证该安全文件。这种第一验证模式可以描述为自验证，这是因为该安全文件由用户验证而无须借助于外部仪器或设备。
第二验证模式最好包括使用外部照射源来照射，和/或传输特定类型的光源(例如聚焦的光束或激光源)通过纳米孔阵列验证特征，以例如使用光电传感器检测。检测到的光束随后可以基于经过纳米孔阵列的检测光的变化来核实，以验证安全文件100。这种第二验证模式可以用于通过例如自动化交易和/或检验装置来验证。
第三验证模式最好包括最好利用复杂的、昂贵的和/或限制的显微镜或影像设备(例如扫描电子显微镜)来检查嵌入安全文件100之内或之上的一个或多个纳米孔阵列的纳米孔图案。第三种验证模式可以用于通过检查例如由授权的政府、安全和/或执法人员并入的纳米-作品和/或其他纳米孔阵列图案来验证安全文件100。因此，根据本发明的这个实施例的安全文件100最好包括多个验证特征，这些验证特征可以由一个或多个验证模式来验证该文件。
现在参考图2，示出了根据本发明的一个实施例的示例性安全文件200的剖视示意图。安全文件200优选为薄的柔性片，其用于许多类型的安全文件例如但不限于纸币、护照、证书、身份文件、金融文件、验证证书和其他有价值的纸件。类似于上面参考图1所描述，安全文件200包括一文件基体212，安全文件200的其他部件可以嵌入其内，或者其他部件可以例如贴在或者印在其上。基体212可以由任何适当的基材形成，例如纤维素和/或聚合物基的材料，尤其是聚乙烯聚合物材料。安全文件200和基体212可以为适当的厚度同时优选允许安全文件200的柔性，这在特定实施例中是理想的。在用作纸币的方面，安全文件200和基体212可以优选包括厚度小于400微米的薄片，优选厚度100微米到200微米之间。
安全文件200还可以包括嵌入或附在基体212的电回路，其包括电连接的电活性聚合物电源208、电活性聚合物储电元件202和OLED光学显示元件204。在示出的本发明的实施例中，电活性聚合物电源208包括两个薄的电活性聚合物条208，它们位于邻近安全文件200的任一表面处，可以操作以在这些条机械变形时产生电能，例如通过弯曲或折叠安全文件200。任何适当的、响应机械变形产生电能的电活性聚合物均可以用于制成电活性聚合物条208，但是在特定实施例中，电活性聚合物条208优选包括层状离子聚合物金属复合材料。电活性聚合物条208的厚度可以依安全文件200的理想的物理和电学性能而变化，但是在用于纸币的典型应用中，电活性聚合物条208的厚度优选在例如50到100微米之间。
在图2所示的实施例中，电活性聚合物储电元件202包括两个薄的电活性聚合物条202，它们位于邻近安全文件的任一表面处，可以作为电容器操作以存储电活性聚合物电源208产生的电能。但是在其他替代实施例中，储电元件202可以包括单个聚合物部件或多个聚合物部件，该部件例如设置在安全文件200的其他构造中或者集成为电源208的一部分以产生和储存电能。电活性聚合物储电条202也可以有任何能够储电的适当的聚合物材料制成。但是在特定实施例中，电活性聚合物储电条202最好包括层状离子聚合物金属复合材料，该复合材料例如包括一中央的聚合物芯222和附在该聚合物芯222任一侧的金属薄膜电极224和226。这种层状离子聚合物金属复合材料最好为非常薄的片，厚度低至50微米，并且最好能够提供储电0.1至1μF/cm(微法拉第/厘米)，同时例如提供柔性和放电率优选8小时内小于50％。因此，电活性聚合物储电条202最好在安全文件200内提供发电元件208所产生的电能的有效电容储存，以理想的薄的柔性形式，以提供电能给光学显示元件204。
光学显示元件204包括一示例性OLED显示，其照明以在电活性聚合物储电元件202和/或电活性聚合物发电元件208供电时提供可以看到的光学显示图案。OLED显示元件204包括一有机OLED电解质层244和至少一包括纳米孔图案的纳米孔阵列层242，纳米孔具有相对于该OLED显示204发出的光的波长的亚波长尺寸。该OLED电解质层244包括一个或多个有机电活性染料，该染料在通电时能发光，任何适当的已知OLED电解质材料均可以形成OLED光学显示204的电解质层244。纳米孔阵列层242可以位于电解质层244或OLED显示元件204的上部，使得其在OLED显示204通电时能够有效地改变OLED电解质层244发射的光。例如，纳米孔阵列层242可以作为作为OLED显示204的一个或多个可调节孔或过滤器。因此，OLED显示元件204中的纳米孔阵列层242最好能产生独特的、可辨识的OLED显示元件204发射的光的图案，其对于用户来说可以看到并且可以由用户使用来验证安全文件200。例如，纳米孔阵列层242可以有效增加OLED显示元件204发射的光的强度，或者有效改变OLED显示元件204发射的光的颜色、图案或其他参数，以生成独特的、可辨识的图案或者实现对于安全文件200的用户可以看到的东西，并用于安全文件200的自验证。在其他实施例中，可以使用替代类型的光学显示，例如但不限于电致萤光染料显示、柔性发光二极管显示和电致发光染料显示，例如参考图1的上述描述。
在一特定实施例中，纳米孔阵列层242可以集成为OLED显示204的一个电极，也可以和一个或多个电极层结合使用，以通过电解质244传输电能并因此照亮OLED显示204。在进一步的优选实施例中，纳米孔阵列层242最好有相对于类似的没有纳米孔阵列的OLED显示的、对OLED显示204发射的光的增强的效果，因此降低了要从该显示204发射给定强度的光所需的电能，并因此降低了要产生给定强度的光的、必须由电活性聚合物发电元件208产生的和由电活性聚合物储电元件202储存的电能的量，并且提高了电路的效率。
安全文件还包括一开关元件216，其电连接到OLED显示204以及电活性聚合物发电元件和储电元件208和204之一。开关元件216可以用于控制对OLED显示2041的电能供应的开和关，因此可以依用户的需要而控制对显示204的照明。在一特定实施例中，开关元件216可以包括一电活性聚合物开关，其可以通过对开关元件216施压来激活，例如按压和/或挤压安全文件200，以激活开关并照亮OLED显示204。在替代实施例中，其他适当的材料也可以用于制成开关材料，例如已知的压电或接触型开关，其可以提供为薄的元件，用于嵌入安全文件200的基体212内。在又一替代实施例中，开关元件216可以从安全文件200的电路中省略，OLED显示的照明可以直接通过电活性聚合物发电元件和/或储电元件208和202来控制。
图2所示的安全文件200还包括一光伏电池206。光伏电池206包括一活性聚合物层264和至少一纳米孔阵列层262。光伏电池206电连接到安全文件200内的电回路，并因此连接到电活性聚合物储电元件202和/或直接连接到OLED显示204。光伏电池206可以操作以将来自照射在电池206的光聚合物层264上的光能转化为电能，该电能可以用于对OLED显示204供电，并增加电活性聚合物发电元件208产生的电能。光伏电池206产生的电能也可以存储在电活性聚合物储电元件202，以在以后用来照亮OLED显示204，例如在用户激活开关元件216的时候。纳米孔阵列层262包括至少一纳米孔阵列，该阵列包括相对照射在光伏电池206上的光的至少一个波长的亚波长尺寸的纳米孔的图案。纳米孔阵列层262因此最好能相对照射在光伏电池206上的外部光的强度增加到达光聚合物264的光的强度，以对给定强度的入射光增加光电电池206的发电效率。在一个方面，纳米孔阵列层262可以调节作为相对于光伏电池206上的入射光的可调节孔或过滤器。在一个优选实施例中，纳米孔阵列层262集成到光伏电池206的电路结构并作为光伏电池206的光学传输表面电极。因此，在这样的优选实施例中，纳米孔阵列层262可以用来替换光伏电池的传统的透明表面电极，例如氧化铟锡电极，并因此用于减小光伏电池206的整体厚度，这在用于薄的柔性安全文件200中是所期望的，例如在纸币、护照、证书和其他有价值的纸件中。
类似于参考图1的上面的描述，安全文件200还包括一纳米孔阵列安全线210，其包括至少一个纳米孔阵列，相对于入射光源的至少一个波长该阵列包括一系列亚波长大小的纳米孔。这样纳米孔可以排列成一独特的图案，以影响入射光穿过该纳米孔阵列的传输，或影响入射光被该纳米孔阵列反射。在一个实施例中，纳米孔阵列安全线210包括至少一纳米孔阵列，该阵列可以通过一验证设备读取，例如通过外部光源照射该纳米孔安全线以产生独特的光图案，该图案可以被验证设备内的光电传感器检测和核实，以对安全文件200进行验证。在另一个实施例中，纳米孔阵列安全线210包括一个和多个纳米孔阵列，这些纳米孔排列成一图案，该图案在高能显微镜浏览时可以看到而且是独特的，例如是扫描电子显微镜，以形成可辨识的图片或“纳米作品”。这种在纳米孔阵列安全线210内的图片或“纳米作品”随后可以由用户在高能显微镜下浏览安全文件200而识别和核实，以验证安全文件200。
参考图3，示出了根据本发明的一个实施例的层状电活性聚合物电回路部件300的电子扫描电镜(SEM)下的立体图。层状电活性聚合物300包括一电活性聚合物核心层302和至少一电极层304，该电极层附在电活性聚合物核心层302的表面上。层状电活性聚合物部件300可以用在本发明的安全文件内作为电活性聚合物发电或储电元件，或者作为开关元件，例如如上参考图1和图2所述。因此，层状电活性聚合物300最好可以操作响应该部件300的机械变形以产生电能，或者作为电容器储存电能，或者两者。
电活性聚合物层302优选包括离子交换或离子聚合物材料，例如基于四氟乙烯、聚乙烯和/或聚酰胺的离子聚合物。市场销售的离子聚合物的例子有E.I.DuPont et Nemours公司销售的NafionTM115和117。电活性聚合物300还优选包括两个电极层304，其附在电活性聚合物核心层302的相对的基本上平的表面上。每个电极层304包括导电材料，并可以沉积或以其他方式成型在聚合物核心材料层302的表面，或者独立成型或例如通过粘贴附在聚合物核心材料层302的表面。在一个方面，电极层304包括至少一种导电材料，例如铬、金、银、铂、铜、铝、导电聚合物或它们的组合。
在一个实施例中，电活性聚合物部件300成型为层状离子聚合物金属复合部件，可以响应该部件300的机械变形在两个电极层304之间产生电势，例如在基本上垂直于电极层304的表面的方向上的机械变形，该变形可以例如由弯曲或折叠部件300而产生。在根据本发明的安全文件中，这种部件300因此可以用于从安全文件的机械变形和嵌入的部件300中产生电能，这种电能可以用于对光学显示元件供电，例如照亮该光学显示以用于验证安全文件的目的。在这样一个实施例中，聚合物核心层302可以包括水合的或非水合的离子聚合物材料，电极层304可以附到聚合物核心层302，例如将电极层304嵌入聚合物核心层302的表面，或者通过例如溅射、化学和/或气相沉积将电极材料沉积在聚合物核心层302的表面，或者通过例如粘贴将预制的电极材料层贴在聚合物核心层302的表面。
在第二实施例中，电活性聚合物材料300成型为层状离子聚合物金属复合部件，可以作为电活性聚合物金属复合电容器部件300来存储电能，使得该部件300可以通过连接到电源或负载来分别充电或放电。在根据本发明的安全文件中，这种部件300因此可以用于存储来自电源的电能，该电源例如是电活性聚合物发电部件或者光伏电池。随后部件300也能给电负载供电，该电负载例如是光学显示元件，以照亮该光学显示以用于验证安全文件的目的。在这样的一个实施例中，聚合物核心层302可以包括非水合的离子聚合物材料，例如非水合的基于四氟乙烯的离子聚合物，NafionTM115和117就是这样的例子。每一电极层304可以附到聚合物核心层302表面，优选通过将至少一种导电性金属材料沉积在聚合物核心层302的表面，以形成电极层304。优选地，所述至少一种导电性金属材料通过例如离子溅射、化学沉积或气相沉积沉积在聚合物核心层302上，以形成电极层304。在一特定实施例中，使用适当的现有溅射技术依次沉积第一层100纳米厚的铬和第二层300纳米厚的金到非水合的离子聚合物核心层302，该核心层约50-150微米厚，以形成层状离子聚合物金属复合电容器部件中的电极层304和聚合物核心层302。在另一实施例中，层状离子聚合物金属复合电容器部件300嵌入根据本发明的安全文件，既可以发电又可以储电，以提供电能给安全文件的光学显示元件。
参考图4，示出了根据本发明的一个实施例的包括一纳米孔阵列显示元件404的安全文件400的俯视图。在一个实施例中，安全文件400可以基本上类似于上述参考图1和图2所描述的安全文件的实施例。本实施例的安全文件400包括一光学显示元件404，该元件包括至少一纳米孔阵列。如上面参考图2所描述，光学显示元件404中的纳米孔阵列优选包括一预定图案的亚波长大小的纳米孔，该大小相对于入射光或者光学显示元件404传输的光的至少一个波长，使得纳米孔阵列可以操作以改变穿过该纳米孔阵列的光或者被纳米孔阵列反射的光的图案、强度、颜色和/或其他参数，以产生视觉可见的光学效果。因此，在光学显示元件404中的纳米孔阵列产生的光学效果理想地可以用于验证安全文件400，或者由用户肉眼浏览视觉可见的光学效果，或者通过使用验证设备或自动机器，它们可以检测和核实纳米孔阵列产生的光学效果。
在另一个实施例中，安全文件400可以包括纳米孔阵列安全线，该安全线包括至少一个纳米孔阵列406。在一个方面，该纳米孔阵列安全线和纳米孔阵列406可以包括光学显示元件404的一个集成部分，但是在另一方面，该纳米孔阵列安全线和纳米孔阵列406可以独立于光学显示元件404并位于邻近光学显示元件406处或者位于安全文件400的其他位置。包括在纳米孔阵列安全线的纳米孔阵列406包括至少一组亚波长大小的纳米孔，该大小是相对于纳米孔入射光的至少一个波长，使得纳米孔阵列可以改变纳米孔阵列406传输或反射的光的一个或多个参数(例如颜色、强度和或图案)。在图4所示的示例性实施例中，纳米孔阵列406包括两组纳米孔408和410，它们各自安排成独特的图案。第一组纳米孔408排列成示例性周期性格栅图案，其常用于安全文件400，以改变纳米孔阵列406传输和/或反射的光的一个或多个参数。第二组纳米孔410排列成示例性非周期性图案以产生一个图像(例如人头像或其他可以辨识的对象)，其在借助高能显微镜(例如SEM)浏览时可以辨识，在另一个实施例中，其在肉眼浏览时可以辨识。第二组纳米孔410的排列或图案所代表的图像可以称作“纳米作品”。
因此，纳米孔阵列406可以以一种或多种验证方法或模式理想地提供对安全文件400的验证。根据第一模式，例如带已知参数的(例如波长、强度等)聚焦光束和/或激光光束可以聚焦在纳米孔阵列406，使得纳米孔阵列406中的纳米孔408的图案起作用，以改变入射光束的至少一个参数，纳米孔阵列406传输和/或反射的改变的光可以光学检测或者通过传感器(例如光电传感器)检测，以提供用户或者仪器或者自动验证设备可以检测或者读取的图案或信号。因此，通过验证纳米孔阵列406传输和/或反射所产生的改变的光束产生的图案或信号，可以验证安全文件400。根据第二实施例，例如高能显微镜(例如SEM)可以用来检查纳米孔阵列406并检测纳米孔阵列406中的纳米孔410的图案或者独特的排列。因此，通过识别和/或核实纳米孔410的图案，尤其是纳米孔410形成的独特的图像，可以验证安全文件。
参考图5，示出了根据本发明的一个实施例的一纳米孔阵列500的示意图。纳米孔阵列500包括三个示例性组或图案的纳米孔502、504和506，它们成型在纳米孔阵列基体508上。纳米孔阵列基体508可以包括任何薄的导电的和/或导电磁的材料，该材料适于支撑延伸进入和/或延伸穿过基体508的一组或多组纳米孔并优选对入射光不透明。在一个实施例中，纳米孔阵列基体可以例如包括硅薄膜、金属薄膜(例如金、铝和/或银)和/或其他的适当的导电的和/或导电磁的材料的薄膜。在用于根据本发明的实施例的安全文件的特定实施例中，纳米孔阵列基体508可以例如包括安全文件的一部分和/或嵌入或集成于安全文件基体材料。在又一实施例中，纳米孔阵列基体508可以包括单独的材料，该材料可以附在或涂在安全文件，例如通过适当的现有粘性材料，该粘性材料例如常用于微电子机械(MEM)或光学仪器，例如液体光聚合物。
适当的纳米孔阵列基体508可以成型有一个或多个图案或组的纳米孔，例如示例性的组的纳米孔502、504和506。这些纳米孔的大小优选使得纳米孔或纳米特征的至少一个尺寸小于在纳米孔阵列500使用时(例如在安全文件中)纳米孔阵列500上的入射光的波长。这种纳米孔可以描述为亚波长尺寸，并且已知可以影响纳米孔阵列500传输和/或反射的入射光光束的一个或多个特征(例如颜色、图案和强度)。在一个方面，对于纳米孔阵列500传输和/或反射的入射光光束，纳米孔502、504或506可以作为一个或多个孔和过滤器。在一特定实施例中，纳米孔阵列500可以包括一纳米孔基体508和三个示例性的组或图案的、延伸穿过该基体508的纳米孔，其中纳米孔502直径约200纳米，纳米孔504直径约100纳米，纳米孔506直径约50纳米，这样所有的三组纳米孔502、504或506均为相对于可见光波段的亚波长尺寸。在一个实施例中，纳米孔组或图案502、504或506设置为如图5所示的基本上周期性的或类似格栅的图案。但是在另一个实施例中，纳米孔组502、504或506中的任一组均可以排列成其他图案，例如非周期性或半无规图案或者代表形状、图像或其他有序图案的图案。
如上所述，纳米孔阵列500可以由任何适当的导电和/或导电磁的薄片基体材料508构成，纳米孔502可以通过任何适当的、能够产生选定图案的亚波长的纳米孔的现有技术成型在该基体508上。在一个实施例中，纳米孔阵列基体508可以包括适当的导电和/或导电磁的薄片，例如硅薄片，纳米孔或纳米特征502、504和506可以通过聚焦离子束(FIB)铣削成型在基体508。特别地，镓FIB可以用于直接铣削理想的亚波长尺寸的纳米孔或纳米特征502、504和506并将其在基体508上排列成一种或多种理想的图案，或者根据电子束平板印刷方法，电子束可以和电子束阻抗一起使用，以在基体508产生纳米孔或纳米特征。在另一个实施例中，纳米-印记平板印刷方法可以用于形成纳米孔阵列500，其中制成的纳米-印记平板印刷模具可以包括理想组或图案的纳米孔或纳米特征，以将它们包括在纳米孔阵列500中，理想纳米孔图案可以机械式印制在阻抗上然后转移到纳米孔基体508，以产生理想的纳米孔阵列500。适当的纳米-印记模具可以由已知方法生产，例如FIB铣削理想的纳米孔或纳米特征图案到适当的模具材料，例如熔化的硅。在另一个实施例中，纳米-印记模具可以使用电子束(电子束平板印刷)、x-射线(x-射线平板印刷)或深度紫外光(深度紫外光平板印刷)将理想组或理想图案的纳米孔或纳米特征铣削在模具材料。类似地，理想的纳米孔或纳米特征图案可以机械式平板印刷到适当的阻抗材料，其可以固化以保持纳米孔图案的印记。在一个方面，热塑性材料(例如热塑性聚合物)可以用作阻抗材料，在用模具平板印刷后该阻抗可以热固化以保持纳米-印记。在第二方面，光化学材料(例如光聚合物)可以用作阻抗材料并且可以光固化，例如暴露到紫外线下。在又一实施例中，理想的纳米孔或纳米特征图案可以用机械装置直接成型在基体材料上，例如通过纳米刻写，其中包含主板纳米特征图案的硬化的刻字材料用于刻写基体508，以产生纳米孔或纳米特征图案，例如包括亚波长大小的纳米格栅、狭缝或槽。
在另一个实施例中，纳米孔阵列500可以包括一导电的纳米孔阵列基体508，这样纳米孔阵列500也是导电的。在这样一个实施例中，纳米孔阵列500可以与安全文件的光学显示元件集成，例如OLED显示元件。在这种情况，纳米孔阵列理想地起到光电显示元件的电极的作用，也可以起到改变该显示元件传输和/或发射的光的一个或多个参数或特征(例如颜色、强度或图案)的作用。这种纳米孔阵列500的集成在替换根据本发明的安全文件的光学显示元件中的传统的电极材料(例如铟锡氧化物)上是理想的。在又一个实施例中，导电的纳米孔阵列500可以与安全文件的光伏电池集成，理想地起到光伏电池的电极的作用，以替换传统的电极材料。在这种情况，纳米孔阵列500还可以理想地起到可调节光学元件的作用，例如孔或过滤器，以改变光伏电池上的入射光的至少一个参数，例如增大光强。因此，光伏电池上的入射光的强度的这样的增加在提高光伏电池产生的效率和/或能量上是理想的。
参考图6，示出了根据本发明的一个实施例的验证安全文件604的装置600的示意图，该安全文件包括一纳米孔阵列605。安全文件604包括至少一纳米孔阵列605，该阵列包括至少一组或图案的亚波长大小的纳米孔或纳米特征，该大小是相对于入射光束602的至少一个波长。安全文件604还优选包括一电回路，该电回路嵌入安全文件604或者嵌入形成安全文件604的主干的基体。在一个优选实施例中，嵌入安全文件604的电路还可以包括至少一电活性聚合物发电和/或储电元件和至少一光学显示元件，例如电致发光显示或OLED显示。在这样的优选实施例中，纳米孔阵列605可以理想地集成到光学显示元件，例如光学显示元件的电极一部分。在另一个实施例中，纳米孔阵列605可以独立于安全文件604的光学显示元件。在这两个实施例中，纳米孔阵列605优选是编码的，使得包括在纳米孔阵列605的纳米孔的组或图案能够有效地、可预测地、可重复地改变纳米孔阵列605传输通过和/或反射的入射光光束的至少一个参数或特征(例如颜色、强度或图案)。
装置600包括一入射光束602，例如聚焦的光束或者激光光束，其包括至少一个已知波长的光。入射光束602可以用任何已知的聚焦的、校准的或激光光源来生成，该光源适于发射一致性的入射光束602以照亮安全文件604的纳米孔阵列605。在用入射光束602照亮纳米孔阵列605时，第一传输光束606传输通过纳米孔阵列605，其中第一传输光束606的至少一个参数或特征因纳米孔阵列605的纳米孔或纳米特征而改变。在一个方面，纳米孔阵列605作为对入射光束602的一个或多个开口和或过滤器。在另一方面，入射光束602可以包括多波长的光，至少一个波长的光穿过纳米孔阵列605时被改变以形成第一传输入射光606。优选地，入射光束602的参数或特征，例如波长和强度，对应限定的已知值，这样穿过具有限定已知设置的纳米孔或纳米特征(安排成设定图案)的纳米孔阵列605的传输会导致第一传输光束606具有对应已知的和可重复的值的参数。
装置600还包括光学镜头元件608，例如收集镜头。镜头608可以用于聚焦纳米孔阵列605传输的第一传输光束606，以形成第二传输光束610。在一个方面，镜头608优选为凸镜或聚焦镜头，以聚焦第一传输光束606。在第二方面，镜头608可以包括适于分散第一传输光束606的凹镜或发散镜头，在一些实施例中，镜头608是可选的或者可以从装置600中省略，依多种因素而定，例如传输通过纳米孔阵列605的第一传输光束606的特征。
装置600还包括一过滤器612，例如陷波滤波器或偏振滤波器。过滤器612可以用于光学过滤第二传输光(或者在省略镜头608的实施例中，过滤第一传输光束606)，以移除进入过滤器612的光束的一个或多个组分并产生过滤后的光束615。在一个方面，过滤器612可以是陷波滤波器，其作用是移除来自光束610(或606)的一个或多个入射光波长，产生过滤后的光束615。或者陷波滤波器612仅允许光束610的特定理想波长穿过，作为过滤后的光束615。在另一方面，过滤器612可以是极化过滤器，其作用为以移除光束610(或606)的一个或多个入射极性，产生偏振的光束615。在另一个实施例中，镜头608和滤波器612可以以相反的顺序放置，使得光束606到达镜头608之前先穿过滤波器612。在又一实施例中，装置600可以包括额外的光学元件，例如镜头和/或滤波器，它们对于纳米孔阵列605传输的光束606导向和/或光学限定是理想的。
装置600包括一光学传感器616，其起到检测照射在传感器616的过滤后的光束615的至少一个参数或特征的作用并产生代表光束615的检测参数的信号。在一个优选实施例中，传感器616包括一光电传感器，例如电荷耦合装置(CCD)传感器、补充的金属氧化物半导体(CMOS)传感器。在这种情况，传感器616起到产生代表光束615的一个或多个检测到的参数的信号的作用。传感器616最好可以连接到计算机处理器620，例如通过电连接，以传输传感器616产生的电信号供计算机处理器620分析和/或处理。计算机处理器620可以包括任何适当的处理装置，其起到分析传感器616产生的电信号并与预定的或已知的参考或验证信号比较的作用，该参考或验证信号可由计算机处理器620存储或者访问。这样的参考或验证信号可以基于光束615的参数预定，其已知源自入射光束602穿过真实的安全文件604的验证纳米孔阵列605设置后传输，随后经过镜头608和/或过滤器元件612由传感器616检测。在一个方面，计算机处理器620可以与传感器616集成，或者位于独立于装置600的其余元件的通用目的计算机。在另一实施例中，传感器616可以包括一光学传感器并产生代表光束615的至少一个参数的光信号。在该实施例的一个方面，光学传感器616产生的光学信号对于用户肉眼可见，以使得用户能够分析该光学信号并验证安全文件604。在另一方面，该光学信号对于显微镜或其他光学设备可见，以使得用户或其他机器或计算机能够分析并验证安全文件604。
装置600可以集成到用于验证安全文件604的单个机器，例如自动扫描仪或核对装置。在针对纸币或其他货币安全文件604的一个实施例中，设备600可以集成到例如自动柜员机(ATM)或购物扫描仪，它们可以用于验证包括纳米孔阵列605的纸币安全文件604的真伪。在针对护照、驾照或其他身份安全文件604中，装置600可以集成到例如一扫描和/或核实设备，其可以用于在出入控制点，例如机场扫描或边境穿越位置，用于验证包括纳米孔阵列605的身份安全文件604的真伪。
根据本发明的一个实施例提供一种验证安全文件604的方法，其中该方法能够通过使用装置600来实现。提供一种需要验证的安全文件604，其包括一嵌入或附在或应用在安全文件604的文件基体上的电回路。安全文件604的电回路包括至少一电活性聚合物发电装置，一光学显示装置和至少一编码的纳米孔阵列605。该光学显示装置可以包括一电致发光显示元件，在一个方面，纳米孔阵列605可以集成为该显示的一层，例如电极层。在第一步，用发射聚焦的、对准的或激光入射光束602的聚焦的或激光的光源照射安全文件604的纳米孔阵列605，该入射光束包括至少一预定波长的、照亮纳米孔阵列605的入射光。根据纳米孔阵列605中的纳米孔或纳米特征的设置，纳米孔阵列605起到改变入射光束602的至少一个参数(例如波长、强度或图案)的作用，以导致传输改变的入射光束602的一部分作为传输的光束606。传输的光束606在一些实施例中光学传输穿过镜头608和/或过滤器612，以生成最后传输的光束616。
在第二步，已经传输通过纳米孔阵列605的传输光束615可以被光电传感器616检测。光电传感器616检测出现在传输的光束615中至少一个波长的光。在第三步，分析检测到的传输光束615中的光的所述至少一个波长的光以产生一检测信号。在一个方面，光电传感器616可以操作以检测光束616中多个波长光，以产生代表检测到的光束615的一个或多个参数的至少一个检测信号。在另一方面，该光电传感器可以分析检测到的光束615的所有参数(例如包括至少波长和强度)，以产生一检测信号。
在第四步，检测到的信号与验证信号相比较以验证安全文件。在一个方面，计算机处理器或其他处理装置620可以接收来自光电传感器616的检测到的信号，将并其与存储在计算机620的或者由计算机620访问的验证信号比较。验证信号可以包括对应传输光束615的已知参考信号，该传输光束由真实安全文件604的纳米孔阵列传输。在这种情况，计算机可以比较检测到的信号和验证信号的一个或多个方面，以确定在适当定义的偏差或参数内检测到的信号是否匹配验证信号。如果在适当的偏差内确定检测到的信号匹配安全信号，计算机可以产生一个信号，表示该安全文件604是真实的。在另一实施例中，通过视觉检查或其他光学、机械或生物检查方式，可以比较传感器616检测到的信号与验证信号。
因此，上述验证安全文件的方法最好可以用自动设备实施，例如电子扫描和/或核对设备。用于实现上述验证安全文件的方法的这种电子核对设备的一般例子包括用于纸币或其他与货币相关的安全文件的ATM或购物扫描仪和用于护照或其他身份相关的安全文件的出入点扫描仪。
在此描述的示例性实施例并不意在穷举或限制本发明的范围为公开的精确形式。它们是选来描述和解释本发明的原理、应用和实际使用，以允许本领域技术人员理解其教导。
基于前面的公开，本领域技术人员在实施本发明时可以进行改变或修改而不背离本发明的主旨或范围。因此，本发明的范围由所附的权利要求书定义的内容形成。

Claims (26)

1.一种安全文件，其包括一嵌入文件基体的光学元件，其中所述光学元件包括：
一包括多个设置在一第一二维周期性格栅上的纳米特征的第一阵列，所述第一二维周期性格栅在所述纳米特征之间具有一第一周期性间隔，所述纳米特征包括至少一小于400纳米的尺寸；
一包括多个设置在一第二二维周期性格栅上的纳米特征的第二阵列，所述第二二维周期性格栅在所述纳米特征之间具有一不同于所述第一周期性间隔的第二周期性间隔，所述纳米特征包括至少一小于400纳米的尺寸；
其中，所述光学元件包括金属薄膜纳米特征阵列和导电薄膜纳米特征阵列中至少一个；
其中，所述光学元件由以下之一供电：
一电源，其包括至少一电活性聚合物发电装置；
一光学显示器，其包括由至少一由一电源供电的显示元件；和
一外部光源；
其中，所述光学元件可以操作以产生至少一光学验证效果。
2.如权利要求1所述的安全文件，其特征在于，包括所述电源，所述电源还包括一储电装置，所述储电装置包括一电活性聚合物。
3.如权利要求1所述的安全文件，其特征在于，包括所述电源，所述电活性聚合物发电装置包括一离子聚合物金属复合材料，该复合材料可以操作以响应所述安全文件的机械变形产生一电流。
4.如权利要求3所述的安全文件，其特征在于，包括所述电源，所述电活性聚合物发电装置包括一金属薄膜和带非水合聚合物层的离子聚合物金属复合结构。
5.如权利要求1所述的安全文件，其特征在于，包括所述光学显示器，所述显示元件包括下组中的至少一个：电荧光染料显示、电致发光染料显示、发光二极管显示和有机发光二极管显示。
6.如权利要求1所述的安全文件，其特征在于，所述第一阵列包括金属薄膜纳米孔阵列和导电薄膜纳米孔阵列中至少一个，所述第一阵列包括一个或多个周期性或非周期性图案的纳米孔或纳米特征，其中所述图案的纳米孔或纳米特征包括具有至少一个小于400纳米的尺寸的纳米孔或纳米特征。
7.如权利要求6所述的安全文件，其特征在于，包括所述光学显示器，所述光学元件固定在所述显示元件上，并且包括下组中的至少一个：所述显示元件的一个电极、所述显示元件的一个光学过滤器和所述显示元件的一个光学开口。
8.如权利要求1所述的安全文件，其特征在于，所述光学元件可以操作以产生下组中的至少一个：对人肉眼可见的光学验证效果；在激光或聚焦光束照射下对传感器可以识别的光学验证效果；在显微镜或其他视觉探测装置下可见的光学验证效果。
9.如权利要求1所述的安全文件，其特征在于，所述安全文件包括下组中的至少一个：纸币、信用卡、金融文件、护照、身份证件、验证证书、有价纸件、密封和产品识别装置。
10.如权利要求1所述的安全文件，其特征在于，所述金属薄膜纳米阵列和所述导电薄膜纳米特征阵列之一是光学上不透明的，还包括与所述金属薄膜纳米阵列和所述导电薄膜纳米特征阵列之一接触的电介质。
11.如权利要求10所述的安全文件，其特征在于，所述电活性聚合物发电装置包括一基本上平的离子聚合物金属复合条。
12.如权利要求10所述的安全文件，其特征在于，所述电活性聚合物发电装置适于在所述安全文件机械变形时发电。
13.如权利要求1所述的安全文件，其特征在于，所述安全文件还包括至少一光伏电源，其中所述光伏电源包括至少一光伏电池和所述第一和第二阵列中至少一个包括至少一层所述光伏电池。
14.如权利要求13所述的安全文件，其特征在于，所述纳米特征包括以下一个或多个：圆形、矩形、三角形、多边形、椭圆形、卵形、弧形或弯曲形的开口、线、狭缝、悬臂、凹槽、隆起、突起、凹部或波纹。
15.如权利要求1所述的安全文件，其特征在于，所述文件基体包括下组中的至少一个：纸质材料、聚合物材料、聚丙烯薄膜材料、聚乙烯薄膜材料、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET薄膜材料、聚二甲基硅氧烷PDMS薄膜材料、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA薄膜材料及它们的组合。
16.一种安全文件，其包括一嵌入文件基体的电回路，其中该电回路包括：
至少一电活性聚合物元件；和
一光学显示器，该光学显示器包括至少一光学元件，该光学元件设置作为所述光学显示器的至少一层，所述光学元件包括：
一包括多个设置在一第一二维周期性格栅上的纳米特征的第一阵列，所述第一二维周期性格栅在所述纳米特征之间具有一第一周期性间隔；
一包括多个设置在一第二二维周期性格栅上的纳米特征的第二阵列，所述第二二维周期性格栅在所述纳米特征之间具有一不同于所述第一周期性间隔的第二周期性间隔；
其中，所述光学元件有所述电回路供电并可以操作以产生至少一光学验证效果。
17.如权利要求16所述的安全文件，其特征在于，所述电活性聚合物元件包括一离子聚合物金属复合材料，该复合材料包括一金属薄膜和带非水合聚合物层的离子聚合物金属复合结构。
18.如权利要求16所述的安全文件，其特征在于，所述电回路包括一电源，该电源包括电活性聚合物储电装置和电活性聚合物发电装置中至少一个。
19.如权利要求16所述的安全文件，其特征在于，所述纳米特征包括以下一个或多个：圆形、矩形、三角形、多边形、椭圆形、卵形、弧形或弯曲形的开口、线、狭缝、悬臂、凹槽、隆起、突起、凹部或波纹。
20.一种验证安全文件的方法，该安全文件包括一嵌入文件基体的光学元件，其中该光学元件包括：
一包括多个设置在一第一二维周期性格栅上的纳米特征的第一阵列，所述第一二维周期性格栅在所述纳米特征之间具有一第一周期性间隔，所述纳米特征包括至少一小于400纳米的尺寸；
一包括多个设置在一第二二维周期性格栅上的纳米特征的第二阵列，所述第二二维周期性格栅在所述纳米特征之间具有一不同于所述第一周期性间隔的第二周期性间隔，所述纳米特征包括至少一小于400纳米的尺寸；
其中，所述光学元件包括金属薄膜纳米特征阵列和导电薄膜纳米特征阵列中至少一个；
其中，所述光学元件编码为产生至少一编码的光学信号，该方法包括：
用聚焦的光束或者激光源照射所述编码的光学元件，所述光束或者激光源发射至少一预定波长的入射光；
用一光电传感器检测所述光学元件传输的、响应所述入射光的编码的光学信号；
分析所述传感器检测到的所述传输的编码的光学信号的至少一个波长，以产生一检测信号；以及，
对比所述检测信号和验证信号，以对该安全文件进行验证。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括通过视觉的、电子的、光学的、机械的和生物的检查中的至少一个比较检查到的信号和验证信号，以验证所述安全文件。
22.如权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括在检测之前使用光学过滤器或偏振镜过滤所述光学元件传输的所述编码的光学信号。
23.一种安全文件，其包括至少一光学安全特征，所述至少一光学安全特征包括至少一第一和第二纳米特征阵列，该纳米孔阵列设置在所述光学安全特征内或者作为所述光学安全特征的一层，
其中，第一纳米特征阵列包括多个设置在一第一二维周期性格栅上的纳米特征，所述第一二维周期性格栅在所述纳米特征之间具有一第一周期性间隔；
所述第二纳米特征阵列一包括多个设置在一第二二维周期性格栅上的纳米特征，所述第二二维周期性格栅在所述纳米特征之间具有一不同于所述第一周期性间隔的第二周期性间隔；
其中，所述光学安全特征包括金属薄膜纳米阵列和导电薄膜纳米阵列中至少一个；
其中，每一所述纳米特征包括具有至少一个小于400纳米的尺寸的纳米特征。
24.如权利要求23所述的安全文件，其特征在于，所述至少一个光学安全特征选自下组：安全线、微缩印制、全息图片、光学变化效果和凸印和/或金属箔片。
25.如权利要求23所述的安全文件，其特征在于，所述光学特征的所述第一和第二纳米特征阵列设置为纳米特征的至少一个图案，以形成一光学验证效果。
26.如权利要求23所述的安全文件，其特征在于，所述纳米特征包括以下的一个或多个：圆形、矩形、三角形、多边形、椭圆形、卵形、弧形或弯曲形的开口、线、狭缝、悬臂、凹槽、隆起、突起、凹部或波纹。
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