CN107709031A - 安全设备 - Google Patents

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Abstract

具有多层的安全设备。基底提供对第一发光层的支持。光学可变结构位于第一发光层和第二发光层之间。第一和第二发光层在被激励时都发射发光辐射。当第一层被激励时，光学可变结构对所发射的发光辐射滤波，使得所发射的发光辐射只在预定范围的发射角下离开光学可变结构。当在两个层被激励时从预定范围的角度下观看安全设备时，用户可看到预定标记的完整图像。当在两个层被激励时在除了预定范围的角度以外的角度下观看安全设备时，用户将只看到预定标记的不完整图像。

Description

安全设备
技术领域
本发明涉及安全设备，尤其涉及用于鉴定纸币、金融交易卡、有价证券或身份文件、品牌货和其它物品以保护不受伪造的光学安全设备。
背景技术
明显的安全元件包括水印、金属线和例如全息箔的光学可变设备，在一些时候用于鉴定文件、纸币以及诸如信用卡和借记卡的其它金融交易工具，用于保护不受复制和伪造。这样的安全元件被分类为级别1，因为它们的存在是肉眼可见的。级别2安全特征，例如具有发光特性的安全特征也用于鉴定。在这种情况下，安全特征通常在环境光下隐藏，且只当被诸如UV灯的特殊光源照射时暴露于肉眼。级别3安全特征还可包括可以只由机器检测的特征，例如在可见光谱之外发射的或基于材料的磁性或电气特性的特征。
安全特征可被分类为：“人无辅助的”或级别1，其中安全特征是肉眼可见的，且可在没有机器辅助的情况下由人鉴定；“人辅助的”或级别2，其被定义为鉴定过程由人借助于工具或设备来执行的级别；以及“机器可读的”，其中安全特征被检测到且它的鉴定由机器处理。
在纸币上找到的最常见的级别2人辅助特征之一是紫外(UV)荧光特征。这个特征一般通过胶版印刷被施加为可以是可见的或不可见的油墨，且通常形成由一到三种颜色(红色、绿色、蓝色)构成的图像。通过纸币对UV光源(一般是在365nm下的UVA)的暴露来检测图像。这个特征在过去提供抵御最原始和业余爱好者类型的伪造的合理地良好的安全级别。
在很多货币上找到的当前荧光特征通常由被添加到在彩色或无色油墨基底中的胶印油墨的荧光颜料组成。当使用UVA灯(365nm)来检查纸币时，荧光图像被暴露。虽然这个特征被证明是有效的级别2安全特征(需要机械或特殊仪器辅助的鉴定)，它最近处于增加的威胁下。因此存在对可使用在零售背景中找到的UV灯的当前安装的底座来操作的改进的UV荧光安全特征的需要。
相应地，存在对更鲁棒的防止复制和伪造的可选的安全特征的需要。
发明内容
本发明提供具有多层的安全设备。基底提供对第一发光层的支持。光学可变结构位于第一发光层和第二发光层之间。第一和第二发光层在被激励时都发射发光辐射。当第一层被激励时，光学可变结构对所发射的发光辐射滤波，使得所发射的发光辐射只通过光学可变结构在预定范围的发射角下透射。当在两个层被激励时在除了预定范围的角度以外的角度下观看安全设备时，用户将只观察到不通过光学可变结构透射的发射，且因此只有预定标记的不完整图像将是用户可见的。当在两个层被激励时从预定范围的角度观看安全设备时，用户可看到来自在光学可变结构的两侧上的发光层的发射，且因此用户可观察到预定标记的完整图像。
在第一方面中，本发明提供安全设备，其包括：
第一发光层，其当被激励时发射至少第一波长的发光辐射；
第二发光层，其当被激励时发射至少第二波长的发光辐射；
光学可变结构，其用于控制所述第一发光层的所述发光辐射，所述结构被构造和布置成允许在第一范围的角度下通过所述结构的所述第一波长的发光辐射的发射，所述结构被构造和布置成最小化从所述第一发光层对第二范围的角度的发光辐射的发射；
其中
所述光学可变结构位于所述第一发光层和所述第二发光层之间；
所述第一发光层被定位成使得在所述第一范围的角度下通过所述结构的发光辐射的所述发射是用户可见的；
所述第二发光层被定位成允许所述用户观看来自所述第二发光层的所述第二波长的发光辐射的发射；
所述第一发光层当产生所述第一波长的发光辐射时形成第一图像；
所述第二发光层当产生所述第二波长的发光辐射时形成第二图像；
所述第一图像补充所述第二图像，使得当所述第一和第二图像一起被观看时，所述第一和第二图像形成第三图像。
在第二方面中，本发明提供安全设备，其包括：
第一发光层，其当被激励时发射至少第一波长的发光辐射；
第二发光层，其当被激励时发射至少第二波长的发光辐射；
结构，其用于控制来自所述第一发光层和所述第二发光层中的至少一个的所述发光辐射，所述结构被构造和布置成允许在第一范围的角度下通过所述结构的所述第一波长的发光辐射的发射，所述结构被构造和布置成最小化从所述第一发光层对第二范围的角度的发光辐射的发射；
其中
所述第一发光层被定位成使得在所述第一范围的角度下通过所述结构的发光辐射的所述发射是用户可见的；
所述第二发光层被定位成允许所述用户观看来自所述第二发光层的所述第二波长的发光辐射的发射；
所述第一发光层当产生所述第一波长的发光辐射时形成第一图像；
所述第二发光层当产生所述第二波长的发光辐射时形成第二图像；
所述第一图像和所述第二图像当组合时形成第三图像。
在一个实施方式中，本发明的布置提供发光安全特征，其中由于光学可变结构，从安全设备的第一发光层发射的发光的光谱含量或颜色随着发射角而改变。当在预定范围的发射角下观看时，被光学可变结构允许穿过的来自第一发光层的发光辐射当与来自光学可变结构的顶部上的第二层的发光图像组合时完成预定标记的图像。这提供可用于鉴定安全特征的另一可检测的特性，并明显提高抵抗复制和伪造的发光安全特征的鲁棒性。
特别地，光学可变结构对由安全设备的第一层发射的发光辐射进行滤波，使得在预定发射角下，被允许穿过的发光辐射与由第二层发射的发光辐射匹配或类似。
在另一实施方式中，光学可变结构控制当第一发光层被激励时由第一发光层发射的辐射对用户的可见性。在选定范围的发射角下，由第一发光层发射的辐射是用户可见的。当在除了选定范围的发射角以外的角度下观看时，由第一发光层发射的辐射是用户不可见的。当第二层被激励时，由第二层发射的辐射另一方面优选地总是用户可见的。当只有来自第二发光层的辐射是用户可见的时，预定标记的不完整图像是用户可见的。当来自第一和第二发光层的辐射是用户可见的时，它们形成预定标记的完整图像。第一发光层在光学薄膜的与观察者侧相对的侧面上，而第二发光层在光学薄膜的与观察者侧相同的侧面上。通常，安全特征以一种方式操作，其中在正常观看纸币或文件时，第二发光层是观察者可见的。与在光学薄膜上的观察者侧相对定位的第一发光层是不可见的，因为光学薄膜对在法向入射角下的第一发光层的辐射是不透明的。在法向观看时的预定标记的图像是不完整的。当使文件或纸币倾斜时，来自位于光学薄膜层的观看者侧后面或之下或对面的第一发光层的发光发射由于光学薄膜的角度相关光学性质而变得可见。在相对于法向观看的大约45度的角度下，光学膜对第一发光层的发光发射变得明显更透明。观察者在纸币以45度角度倾斜的情况下现在可观察到来自第一和第二发光层的发光发射，且如果两个印刷发光层都在光学薄膜的相对侧上相对于彼此配准，则这产生完整和可容易识别的标记。因而产生的图像现在将对在UV激励光源下握着票据的观察者变得清楚。
在一些实施方式中，光学可变结构控制来自第一发光层的发光辐射的可见性，最小化在除了预定发射角或一个或多个预定范围的发射角以外的角度或角度的范围下的发光辐射发射。
应注意，术语“颜色”在本文在词的广泛意义上被使用来意指由在电磁光谱中的单个波长分量或在电磁光谱中的不同波长分量的组合产生的结果，每个分量具有相对于其它分量的特定强度。术语“颜色”应用于电磁光谱的可见部分和包括红外(IR)和紫外(UV)的在可见光谱之外的部分。
如在本文使用的，术语“发光材料”指将入射能量的至少部分转换成具有特征签名的发射辐射的任何材料。例如，发光材料可将一个波长的入射辐射转换成不同波长的发射辐射。非限制性例子包括展示荧光和/或磷光的材料。
还应注意，当第一和第二发光层都被激励时，来自这些第一和第二发光层的至少一些发光发射的波长在可见光谱中。有利地，这使安全特征能够由人检测和鉴定。当来自第一和第二发光层的发光发射都在可见光谱中时，当在预定发射角下或在预定范围的发射角下观看时，预定标记的完整图像对人鉴定者出现。当在除了发射角以外或除了预定范围的发射角以外的角度下或角度的范围下观看时，预定标记的不完整图像将对人鉴定者出现。应注意，当作为完整的图像出现时，预定标记可以单个颜色出现，或它可以多种颜色出现。如果以多于一种颜色出现，则可选择不同的颜色，使得它们对于用户的肉眼容易与彼此区分开。在一个非限制性变形中，可从红色、绿色和蓝色选择不同的颜色。
在一些实施方式中，一个或两个发光层可发射相同或不同波长的发光辐射。这些层可包括发光材料，其被选择成响应于在可见光谱之外的电磁辐射而仅产生在第一和第二波长中的一个或两个下的发光，使得发光需要特殊的激励辐射源且在环境条件下是不活动的或相对不活动的。如果第一和第二波长在可见光谱中，则这允许发光颜色隐藏在环境光下。在一些实施方式中，发光材料响应于紫外(UV)光而产生第一和第二波长中的一个或两个的发光。这可使发光安全特征能够由相同的UV光源激励，UV光源当前用于激励常规发光安全特征，且在诸如银行和零售店的很多地点中普遍使用，从而避免对更换现有设备的需要和费用。在一些实施方式中，可选择发光材料，使得第一和第二波长都由同一UV光源、即同一UV波长激励。当用于鉴定的很多现有的UV光源发射单个UV波长时，该布置也可防止对更换或修改现有设备的需要。
在其它实施方式中，对于一个或两个发射波长，发光材料可响应于UV辐射而产生在红外光谱中的发光或可响应于可见光而产生在红外光谱中的发光。在其它实施方式中，对于一个或两个发光波长，发光材料可响应于较长波长的激励辐射而产生较短波长的发光(反斯托克斯)，例如以响应于红外光源而产生在可见光谱中的发光辐射。在其它实施方式中，对于一个或两个发光波长，发光材料可响应于在可见光谱中的辐射而产生在可见光谱中的发光，并因此可包括“日辉”磷光材料。在这种情况下，可在相对暗的条件下观察到发光辐射。
在一些实施方式中，一旦层被激活，来自安全设备的发光辐射就在可见光谱中且将因此在特定的视角下作为不同的可见颜色出现，从而使特征能够由人鉴定。在一些实施方式中，来自安全设备的发射波长——包括被光学可变结构允许穿过的那些发射波长——可以在可见光谱中并在不同的视角下作为不同的可见颜色出现。当然，一旦被适当地激活，层就发射在波长下的发光辐射，其当由用户在预定发射角或预定范围的发射角下观看时提供预定标记的完整图像。
其它实施方式可包括在多个不同的波长下发光的发光材料，以提供不同的光学或发光特性。光学可变结构可控制发光光谱的每个额外分量的观察角，使得每个额外分量只在特定的视角下或在特定范围的视角下是可观察到的。
在一些实施方式中，光学可变结构对用于激励发光材料的激励辐射至少部分地是透明的或透射的。光学可变结构通过反射或吸收来自该第一发光层的发光辐射来最小化来自该第一发光层的发光辐射的发射。光学可变结构不需要完全阻止来自第一发光层的发光辐射的透射。反射或吸收足够的发光辐射使得明显的差异在由用户在法线下和在45度角下观看的图像之间产生就足够了。在一些实施方式中，安全设备具有用于发射来自发光材料的发光辐射的界面，其中光学可变结构位于发光材料和界面之间，使得在这个布置中，光学可变结构穿过其透射发光辐射。因此，在该实施方式中，光学可变结构用作波长选择滤波器，波长选择滤波器也基于波长来选择穿过设备的发光辐射的透射的方向。界面可以是光学可变结构的界面或例如由在光学可变结构之外的一层材料提供的另一界面。
在一些实施方式中，第一发光层的材料可布置在光学可变结构或设备外部。在其它实施方式中，发光材料可布置在光学可变设备内部，且在又一些其它实施方式中，发光材料可部分地布置在光学可变设备外部或光学可变设备内部。
配置具有布置在光学可变结构或设备外部的发光材料的安全设备可简化制造过程，增加可用作发光材料的材料的范围并提高光学可变设备和发光材料的性质或特性可在设计和制造过程中被改变的容易性。例如，在光学可变设备是包括具有不同的折射率和精确地控制的厚度的材料层(其一般使用气相沉积过程来制造)的多层干涉结构的情况下，不需要在设计过程中考虑发光材料对在叠层内的特定层的折射率的影响，这可限制可被使用的适当发光材料的数量。此外，不需要修改制造过程以包括发光材料并控制它的厚度。因为制造过程可涉及高温高能离子或深UV和/或x射线辐射，发光材料不需要仅限于可经得起所涉及的高温的那些材料，但可包括很多其它材料，例如有机材料。
在一些实施方式中，发光材料是一个或多个发光层的形式。
在一些实施方式中，光学可变设备包括光学干涉结构、液晶结构、微电子机械系统、衍射结构和全息结构中的任意一个或多个。
在一些实施方式中，光学可变结构的至少一部分是可见光可透射的。
在一些实施方式中，光学可变结构的至少一部分适合于基于光的波长来控制穿过其的可见光的透射及其方向。
在一些实施方式中，光学可变结构的至少一部分适合于限制可穿过其透射(在任何方向上)的可见光的波长。
在一个实施方式中，光学可变结构用作波长选择滤波器，其中所透射的辐射的强度取决于波长和透射/发射角。
在一些实施方式中，光学可变结构包括衍射结构和与衍射结构间隔开的透射材料。发光材料布置在衍射结构和透射材料之间，其中透射材料和/或在透射材料和发光材料之间的界面适合于朝着衍射结构反射由发光材料产生的发光辐射的部分并穿过其透射发光辐射的部分，其中所透射的发光辐射的强度取决于发光辐射的波长和其来自安全设备的发射的角度。
在一些实施方式中，衍射结构包括反射材料。衍射结构可包括全息衍射结构。
在一些实施方式中，光学可变结构包括反射器、吸收器和用于使在反射器和吸收器之间的间距能够改变的支持架，以及发光材料布置在反射器和吸收器之间，其中吸收器响应于在其间的间距的变化而控制反射器的导纳。可通过改变在反射器和吸收器之间的间距来改变对各种波长的发光辐射的安全设备的发射率。可通过任何适当的手段来改变间距，该手段包括例如可变机械、电气或磁性力。
在一些实施方式中，光学可变结构包括多个构件，相邻构件被间隔开以提供在其间的间隙，用于使来自用于产生发光辐射的发光材料的发光辐射通过。
在一些实施方式中，光学可变结构包括具有面向第一方向的区域的第一部分和具有面向不同于第一方向的第二方向的区域的第二部分，以及其中发光装置包括当被激励时发射发光辐射的在第一区域中的发光装置和当被激励时也发射发光辐射的在第二区域中的第二发光装置。来自第一和第二发光装置的发光辐射可具有不同的波长。
在一些实施方式中，在第一波长下发光的第一发光层的发光材料具有限定第一预定形状的边界，而在第二波长下发光的第二发光层的发光材料具有限定第二预定形状的边界。第一和第二预定形状可以是相同的或不同的。在一些实施方式中，第一和第二预定形状可以布置成不彼此重叠，或部分地或全部彼此重叠。这些第一和第二预定形状当被用户观看时形成预定标记的完整图像。
在一些实施方式中，光学可变结构包括光学干涉结构。光学干涉结构可包括多层材料。在一些实施方式中，光学可变结构包括三层或更多层材料，其中每层具有与相邻层的折射率不同的折射率。
附图说明
现在将通过参考下面的附图来描述本发明的实施方式，其中在不同图中的相同的附图标记指示相同的元件，且其中：
图1示出根据本发明的一个实施方式的安全设备的横截面视图；
图1A示出预定标记的不完整图像；
图1B示出图1A的预定标记的完整图像；
图1C示出在图1中的安全设备的变形，其中特定类型的拼图特征与在基底上的透明窗口区域一起使用；
图2A示出穿过根据本发明的实施方式的安全设备的横截面视图；
图2B示出穿过根据本发明的另一实施方式的安全设备的横截面视图；
图3示出作为图2所示的实施方式的光学可变结构的波长的函数的透射率的曲线的例子；
图4示出根据本发明的另一实施方式的安全设备的横截面视图；
图5A示出光学安全设备可应用于的箔的平面图；
图5B示出穿过箔和根据本发明的实施方式的光学安全设备的横截面视图；
图5C示出当安全设备安装到箔时穿过图5B的光学安全设备和箔的横截面视图；
图5D示出穿过安装到基底的在图5C中所示的光学安全设备和箔组合的横截面视图；
图5E示出安装到基底的图5D的光学安全设备/箔组合的平面图；
图6A示出穿过根据本发明的另一实施方式的光学安全设备的横截面视图；
图6B示出当安装到基底时图6A的光学安全设备的横截面视图；
图6C示出根据本发明的另一实施方式的光学安全设备的横截面视图；
图6D示出用于接收图6C的光学安全设备的基底的横截面视图；
图6E示出安装到图6D的基底的图6C的光学安全设备的横截面视图；
图7A示出根据本发明的另一实施方式的光学安全设备的横截面视图；
图7B示出根据本发明的另一实施方式的光学安全设备的横截面视图；
图8示出根据本发明的另一实施方式的光学安全设备的横截面视图；
图9A示出根据本发明的实施方式的布置在基底上的分布式光学安全设备或特征的平面图；
图9B示出图9A所示的光学安全设备的横截面视图；以及
图10示出根据本发明的实施方式的基于全息结构的光学安全设备的横截面视图。
具体实施方式
本发明涉及创建唯一荧光影像的安全设备，其中预定标记的一部分当以法向视角暴露于激发或激励时是可见的。当类似地被激发或激励并在不同的角度下被观看时，由在法向视角下被观察到的来自第一标记的发光发射和现在被观察到的来自第二标记的发光发射组成的完整预定标记对用户是同时可见的。在本发明的一个实施方式中，可通过倾斜安全设备来实现不同的角度。
参考图1，示出本发明的一个实施方式的侧剖视图。安全设备1000包括基底1010、第一发光层1020、第二发光层1030和光学可变结构1040。粘合剂1050可用于将安全设备粘附到基底1040和/或将第一发光层1020粘附到基底1010。当发光层1020、1030被激励(在图1中，这些层由UV(紫外)辐射1060激励)时，这些层发光。当第二层1030发光时，用户可看到预定标记的不完整图像。不完整图像可由第二层1030的发光提供。
在法向视角下，只有来自第二层1030的预定标记是可见的。一个或多个波长的发光以法向角和倾斜角从第二层1030发射(参见所发射的辐射1070、1080)，且来自第二层(1030)的发光辐射被观察到是相同的颜色(λ2＝λ3)。在倾斜角下，来自第一发光层1020的荧光标记的以前隐藏的部分(由所发射的辐射1085λ1表示)变得对用户可见。该以前隐藏或未看到的部分使预定标记的图像完整。预定标记的完整图像是由在成角度的观看下来自第二层1030的可见发光(辐射1080λ3)和来自第一层1020且只在倾斜观看(λ1)下可见的发光组成的设计。来自第一层1020的角度相关荧光发射或发光由光学可变结构1040控制。在一个实施方式中，结构1040是薄膜颜色偏移膜或多层聚合物光学膜。在一个实施方式中，在有角度的观看时或当安全设备在倾斜角下被观看时，印刷在薄膜颜色偏移的每侧上的标记的荧光或发光发射看起来具有相同的颜色(λ1＝λ2＝λ3)。
应注意，第一层1020在被激励辐射激励时也在法向角下发光。然而，光学可变结构1040在法向视角下使这个发光1090反射或衰减，使得它对用户不是可见的。
参考图1A，示出预定标记的不完整图像。参考图1B，示出同一预定标记的完整图像。如可看到的，图1A和1B中的预定标记由数字2和0组成。在图1A中，这些数字的仅仅部分是用户可见的，而在图1B中，数字的完整图像是用户可见的。应注意，在法向观看(图1A)时，只有构成拼图的部分的红色荧光油墨是可见的。当从倾斜角观看时，在薄膜颜色偏移层之下印刷的红色荧光油墨被显露并完成拼图以显示数字20(图1B)。
应注意，在图1中所示的实施方式是优选实施方式，但它不应被理解为限制本发明的范围。当然其它配置是可能的。在图1中，基底可以是纸币、安全文件(例如身份文件、法定货币)或可能需要鉴定的任何其它有价值的文件。在附图中，光学可变结构可以是薄膜颜色偏移层，并夹在第一发光或荧光层1020和第二发光或荧光层1030之间。在一个实施方式中，λ1＝λ3且因此标记的完整图像具有单个观察到的颜色。
在一个实施方式中，薄膜颜色偏移层由具有高折射率和低折射率的交替材料层的真空涂覆的透明或半透明介电层组成。在一个变形中，光学可变层1040可采取多层聚合物光学膜的形式。在美国专利5,882,774(Jonza等人)和美国专利6,024,455(O’Neill等人)中描述了这样的膜的一个例子。这些参考资料通过引用包含于此。
还应注意，在一个变形中，在发光层中使用的荧光油墨可以具有相同的体色。两个层都可配置成没有在可见光谱中的任何光学吸收。这在激发或激励之前将产生清澈的无色或白色外观。在颜色偏移薄膜的每侧上印刷的荧光油墨被对准，使得在倾斜时，可见荧光图像作为容易可识别的图标、数字或图像的完整图像出现。发光或荧光层可被配置和定位成使得在每个层上的荧光油墨之间有高程度的配准。在有这样高的程度的配准的情况下，用户可通过调节视角(例如通过倾斜安全设备)来看到标记的完整图像。当然，标记的部分由一层提供，而标记的其余部分由另一层提供。
在另一变形中，在两个发光层上使用的荧光油墨可被选择为具有特别窄的荧光发射剖面。使用这样的油墨，荧光发射可被选择为在法向角上完全落在颜色偏移薄膜(光学可变结构)的透射剖面之外。这个荧光发射可同样被选择为在45度视角下完全落在薄膜的透射剖面内。通过这么做，在第一层1020上印刷的荧光油墨的荧光发射颜色将匹配在第二层1030上的荧光油墨的荧光发射。这给出λ1＝λ2＝λ3的结果。
对于图1中的实施方式，如果在第一层1020上的荧光油墨的发射剖面比颜色偏移薄膜1040的透射剖面宽，则将有荧光发射光谱的某个滤波，且因此标记的完整图像的荧光的观察到的颜色将不匹配。当在倾斜角下观看这两层时，可以有在由第一层产生的荧光和起源于第二层的荧光之间的可观察的颜色差异(即λ1≠λ3)。此外，当使用宽荧光发射器时，可能难以构造如下的荧光拼图特征：其中在第一层上的标记部分从在法向观看时的视图完全隐藏。
实验表明，图1所示的变形对窄发射剖面荧光油墨最好地行得通。这个特征通过限制伪造者可使用来激励特征的荧光油墨的类型来增加设备的安全性。
在又一变形中，在第二层上的荧光油墨可被选择为使得它的荧光匹配在第一层上的宽带荧光发射器的荧光油墨。对于这个变形，在第一和第二荧光或发光层上使用的两种荧光油墨不由相同的荧光颜料组成。然而，当两个层都发光或发荧光时，来自第一层的荧光在使它的荧光的一部分被光学可变结构过滤之后类似于(如果不等于)来自第二层的荧光。因此，λ1＝λ3且由用户(在倾斜角下)观看的标记的完整图像具有单个颜色。
在图1C中示出图1中的安全设备的另一变形。如图1C所示，具有特定类型的拼图特征的该安全设备可与在基底1010上的透明窗口区域(1100)一起使用。使用该配置，在基底的一侧上，有角度或倾斜的观看将导致标记的完整图像的视图看起来具有相同的荧光发射颜色(λ1＝λ3)，如上面关于图1解释的。在基底(例如纸币)的另一侧上，标记的完整图像当在一个角度下被观看时也对用户出现。然而，标记的该完整图像当在另一或底侧上被观看时将不具有与从顶侧观看的完整图像相同的颜色。因此，从图1C中，λ4＝λ5≠λ6，因为第二层1030不包含必要的荧光颜料来匹配宽带发射器(1020)的未过滤的荧光发射。
应注意，图1和1C所示的实施方式可与全息和/或脱金属图案组合。
参考图2A，示出本发明的变形。对于这个变形，发光材料在特定的波长下发光，且对于至少一个波长，用户看到预定标记的完整图像。对于至少一个其它波长，用户看到标记的不完整图像。在该特定的实施方式中，发光材料被形成为在诸如纸币、信用卡或文件的基底13上的层11。发光层11可包括两种发光物质的混合物，每种发光物质当用激励辐射照射时在可见光谱中的不同波长下发光，激励辐射例如来自适当的UV光源15的紫外(UV)光或来自适当源的其它辐射。发光层可包括油墨或包含发光颜料的漆，并可使用任何适当的印刷、涂覆或其它沉积技术来施加到基底。可选地，发光层可施加到光学可变设备9并使用适当的粘合剂固定到基底。
在一个实施方式中，光学可变设备9位于发光层11之上，并穿过其将发光辐射透射到固体到空气界面15，发光辐射根据其波长以不同的发射角从该界面发射。
在一个变形中，第一发光层(位于光学可变结构之下)发光以产生用户只在特定角度下可见的第一图像。第二发光层(位于光学可变结构的顶部上)发光以产生第二图像。第一图像可具有第一颜色，而第二图像可具有第二颜色。当两个图像都在第一范围的特定角度下对用户可见时，第三完整图像是用户可见的。第三图像是第一和第二图像的组合且是预定标记的完整图像，而第一和第二图像都是该标记的不完整(但互补的)图像。第一颜色可匹配第二颜色，且第三图像可具有匹配第一和第二颜色的颜色。
应注意，上面提到的特定角度的第一范围指第一和第二图像都对用户可见时的角度的范围。
光学可变设备可适合于基于辐射的波长来控制穿过其的发光辐射的透射。特别地，光学可变设备响应于发光辐射的波长而根据其波长来控制穿过设备的发光辐射的透射的方向。光学可变设备可包括适合于执行该功能的任何适当的设备。
在图2A的实施方式中，光学可变设备也是用于激励来自发光材料的发光发射的激发辐射可透过的，使得激发辐射可施加到光学安全设备的同一侧，发光辐射从该侧发射。为了实现激发辐射的透射，光学叠层的材料可被选择为在激励发光的波长下具有相对低的吸收。在某个UV激励的发光材料的波长下具有相对低的UV吸收的材料包括氧化锆(ZrO2)和氧化硅(SiO2)，ZrO2具有相对高的折射率，而SiO2具有相对低的折射率。在一个实施方式中，第一、第三和第五层17、21、25各自包括ZrO2，且第二和第四层19、23各自包括SiO2。
在一些实施方式中，光学干涉叠层可包括具有交替的相对高和相对低的折射率的三个或更多个层，例如在3到15或更多的范围内的任何数量的层。
通常，光学干涉叠层在限制仅仅某些波长的发射和限制角度的范围(在该范围内波长被透射)方面的性能取决于结构如何被建模。在不同层之间的界面处，特定量的光将被透射，且特定量的光反射回到起源层内，反射回的该量随着两个层的折射率的差异而增加。反射回的光与层中的光相长和相消地干涉，导致对到下一层和最终穿过光学结构的透射支持的透射角和波长的选择性。
因此通常，当在相邻层之间的折射率的差异增加时和/或当层的数量增加时，角度的范围(每个发光光谱分量在该范围上从光学可变设备发射)变得更窄，发射方向更好地被限定，且分量变得更单色。因此，根据层的数量及其相对折射率，光学安全设备可设计成当发射角改变或从一种颜色到另一颜色的明显的例如数字状变化或切换时产生从一种颜色到另一颜色的逐渐偏移。在前一情况中，光学可变设备可支持第一和第二颜色的透射，每个在相应的不同发射角下，且一种或多种其它颜色例如在第一和第二颜色的两个发射角之间的相应的不同发射角下从第一和第二颜色的混合产生。因此，当观察角改变时，观察者将看到从第一颜色到两种颜色的混合到第二颜色的颜色偏移，反之亦然。例如，如果第一颜色是红色而第二颜色是绿色，红色到橙色到绿色或反过来的颜色偏移将被观察到。应注意，颜色偏移可配置成使得当颜色偏移出现时，用户观看逐渐完成的图像。
根据光学可变结构的选择性，在有利于第一颜色的发射角下从第一颜色分量完全消除第二颜色分量可能是不可能的。类似地，在有利于第二颜色的发射角下从第二颜色分量完全消除第一颜色分量可能是不可能的。
光学安全设备的性能还取决于由发光材料发射的颜色多么好地匹配由光学可变结构透射的颜色。如果颜色很好地被匹配，则发光发射通常看起来比颜色很差地被匹配的情况更亮。此外，根据颜色多么好地被匹配，增加光学结构中的层的数量可影响发光发射的亮度。特别地，增加层的数量往往使可被透射的波长的频带变窄。如果发光材料在较宽的频带上发射，则只有可用的发光部分将被透射。
当在光学结构中的层的数量增加时，激发辐射(例如UV光)的吸收可增加，在这种情况下，在增加层的数量以得到更佳定义的发光发射特性和减小层的数量以减小激发光的吸收之间存在折衷。此外，对于激发光的相对吸收的材料，与由激发光相对可透过的层形成的光学叠层比较，可使用更少的层。
在其它实施方式中，设想通过从另一方向例如从基底13的另一侧施加激发光以避免穿过光学可变设备的透射来激励发光材料，如由图2A中的箭头27所指示的，当设计光学叠层时不需要考虑通过激发光的光学叠层的吸收。
在一些实施方式中，光学叠层的干涉层可配置成使得具有较高折射率的一层或多层具有相应于光学反射率光谱的目标波长的1/4波长的厚度，且具有较低折射率的一层或多层具有相应于3/4波长的厚度。因此，在光学叠层包括ZrO2和SiO2的交替层的实施方式中，ZrO2层具有1/4波长厚度，以及SiO2层具有3/4波长厚度。这个配置也有助于制造过程的效率，因为SiO2或形成较厚的层的其它低折射率材料的沉积速率通常高于ZrO2或其它高折射率材料的沉积速率。
现在将参考图2B和3描述可与本发明一起使用的配置的特定实施方式。这个例子仅为了说明性目的被包括在本文中，且决不是本发明的限制。参考图2B，安全特征2包括被形成在基底8之上的层6的发光材料4，光学可变结构10位于发光层之上。可看到光学叠层包括发光材料和光学可变结构。光学结构由交替的高和低折射率材料12a到12g的七层形成，最低层12a和每个交替层12c、12e和12g由高折射率材料形成，以及第二、第四和第六层12b、12d、12f由低折射率材料形成。在这个特定的例子中，形成第一、第三、第五和第七层12a、12c、12e和12g的高折射率材料是在550nm下具有2.05的折射率n的ZrO2，而形成第二、第四和第六层12b、12d、12f的低折射率材料是在550nm下具有1.45的折射率n的SiO2。在设计叠层时，在叠层的光学性能中的所需特性被定义。一个特定的特性是光的波长，光学叠层对该波长的透射率在对表面的90°发射角下最小。在定义了“目标”波长后，可确定在光学叠层中的层的厚度。特别是，可从下面的等式确定1/4波长层的厚度t1：
其中λ是目标波长，以及n1是1/4波长层的折射率。
可从下面的等式确定3/4波长层的厚度t2：
其中n2是3/4波长层的折射率。
在这个特定的例子中，选择目标波长λ＝580纳米。从上面的等式中，3/4波长ZrO2层的目标厚度t1＝70.67纳米和3/4波长SiO2层的目标厚度t2＝298.20纳米。
图3是作为波长的函数的透射率的曲线，其示出对于由实线曲线A指示的正交于光学叠层的上表面15的视角和如由虚线曲线B指示的与光学叠层的上表面15成45°的视角的图2B的光学叠层的光学响应。图2B的七层叠层的光学响应由美国亚利桑那州Tuscon的ThinFilm Center有限公司的Concise MacLeod软件(版本8.16.196)建模。
如可从在法向视角下的曲线(曲线A)看到的，叠层的透射率具有在相应于红光的大约600纳米的波长下的大约20％的最小值并具有对相应于绿光的大约520纳米的波长的大约98％的最大值。相反，在45°视角(曲线B)下，光学叠层具有对580纳米(红光)的波长的大约92％的透射率和对520纳米(绿光)的波长的大约32％的透射率。因此，在法向视角下的光学叠层的透射率对绿光比对红光明显更大，而在45°视角下透射率对红光比对绿光明显更大。光学叠层可以用作第一或第二发光层中的任一个或两个。当然，因为来自第一发光层的发光被光学可变结构过滤，第一发光层的结构和发光特性可以不同于第二发光层的结构和发光特性。优选地，来自第一发光层的发光在穿过光学可变结构之后匹配来自第二发光层的未过滤发光的发光。在第一层的已过滤发光和第二层的未过滤发光之间的匹配将提供预定标记的更颜色协调的完整图像，因为完整图像将不具有在来自第一层的部分和来自第二层的部分之间的任何颜色偏移。这将提供更有效的安全设备。
应注意，下面的讨论假设使用用于图1所示的第二发光层的光学叠层。如果光学叠层用于第一发光层，则在由光学可变结构过滤之后的产生的可观察的发光将取决于光学可变结构的质量和特性。
还应注意，光学叠层可用于产生更多彩的安全设备。给定能够在适当的波长下发射发光的发光材料，光学叠层和发光材料的组合可用于第二发光层以使从在法向视角下的绿色到在45°视角下的红色的颜色变化能够被观察到。通常，发光材料适合于发射第一颜色或波长——在第一视角下光学叠层对该颜色或波长具有相对高的透射率，并发射第二颜色或波长——在同一角度下光学叠层对该颜色或波长的透射率相对低；以及其中在第二视角下，光学叠层对第二颜色或波长的透射率相对高，且在同一角度下，光学叠层对第一颜色或波长的透射率相对低。在当前例子中，发光材料可被选择为发射在光谱的绿色部分中的一个或多个波长，其中在法向视角下的透射率在最大值的区域中，例如在510到525纳米的范围内，并发射在如下区域中的可见光谱的红色部分中的一个或多个波长，其中在45°视角下，例如在600到610纳米的范围内透射率最大。由于光学叠层在法向视角下对红光的非零透射，一些红色发光将在法向视角下与绿色发光一起被透射穿过光学叠层。然而，绿色发光将占优势。类似地，对于45°视角，由于光学叠层对绿光的非零透射，一些绿色发光将与红色发光一起被透射穿过光学叠层。然而，红色发光将占优势。在光学叠层用于第一发光层的情况下，在不同角度下的发光将根据光学可变结构的特性产生不同的颜色。
将注意，图3的光学响应曲线A和B都具有相似的形状，每个曲线具有由谷或井WA、WB分离的左和右手侧峰值PAL、PAR、PBL、PBR，每个谷或井具有最小值MA、MB。当视角从法向改变到45°时，曲线A实际上移动到左边，即左和右手侧峰值PAL、PAR和最小值MA移动到较短的波长。因此，在法向视角下对红光的最小透射率变成在45°视角下对绿光的最小透射率，以及在法向视角下对绿光的最大透射率变成在45°视角下对红光的透射率的最大值。在当前例子中，谷或井的侧面都具有有限斜率，且井的底部是弯曲的并具有非零最小值。这些特性将产生在谷或井的光谱范围内的不同颜色的有限数量的透射(如果由发光材料产生)的升高。限制在任何特定的发射角下由第二发光层发射的颜色的数量或范围的一种方法将是设计光学叠层，使得谷或井的侧面是相对垂直的，井是深的(例如接近零透射率)且底部是相对平坦的。另一方法是当被激励时限制可由发光材料发射的颜色的数量。例如，发光材料可设计成只发射具有相应的波长或波长的数量或范围的绿光和红光。
在另一例子中，除了展示在第一和第二颜色或波长之间的角度相关的颜色以外，发光层和特别是第二发光层可适合于发射没有或有很小角度相关性的第三颜色。参考图3，第二发光层的发光材料可适合于发射除了绿光和红光以外的蓝光。如可从曲线A和B看到的，针对低于大约460纳米的波长，当视角从法向改变到45°，光的透射率中有很小的角度相关性。因此，第二发光层可布置成在法向和45°视角下都发射蓝光。第一发光层也可以用相似的方式布置，但因而产生的可观察的发射可能由于光学可变结构的滤波效应而不同。
参考图2A和2B，第二发光层11当被UV光源激励时产生发光颜色偏移效应。当在第二发光层中被使用时，颜色偏移由在光学可变设备9、10中的发光材料所产生的光的相互作用引起。作为结果，使用这个特征来鉴定纸币的人例如将观察到，当纸币如箭头29所示前后倾斜时，由发光图像发射的光的颜色改变。因此，除了通过观看预定标记的完整图像进行鉴定以外，也可通过观察所发射的颜色、发射的角度和当安全设备前后倾斜时颜色出现的顺序来执行鉴定。也可通过将这些特性中的任一个或多个与已知标准比较来完成鉴定。在一些实施方式中，颜色偏移可以仅涉及两种颜色，而在其它实施方式中，三种或多种角度相关颜色可被编码到安全设备内。可根据例如油墨或颜料的发光材料的选择和可选地可变叠层的设计来产生颜色偏移的宽范围的颜色对。在一些实施方式中，发光材料包括不同颜色的颜料的混合以产生适合于匹配光学可变设备的颜色偏移特性的总发射光谱。
在光学可变结构包括由高和低折射率材料的交替层形成的光学干涉结构的实施方式中，多种不同的材料可适合于高和低折射率层。可适合的高折射率材料的非限制性例子包括：氧化锆(ZrO2)、氧化钛(TiO2)、氧化铟(In2O3)、氧化铟锡(ITO)、氧化锰(MgO)、五氧化二钽(Ta2O5)、碳(C)、氧化铈(CeO2)、氧化钇(Y2O3)、氧化铕(Eu2O3)、氧化铁例如(II)氧化铁(III)(Fe3O4)和三氧化二铁(Fe2O3)、氮化铪(HfN)、碳化铪(HfC)、氧化铪(HfO2)、氧化镧(La2O3)、氧化钕(Nd2O3)、五氧化二铌(Nb2O5)、氧化镨(Pr6O11)、氧化钐(Sm2O3)、三氧化锑(Sb2O3)、碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、一氧化硅(SiO)、三氧化硒(Se2O3)、氧化锡(SnO2)、三氧化钨(WO3)、硫化锌(ZnS)、氧化锌(ZnO)和/或其它高折射率材料或其组合。
可适合的低折射率材料的非限制例子包括：二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、金属氟化物，包括例如氟化铝(AlF3)、氟化钡(BaF2)、氟化钙(CaF2)、氟化铈(CeF3)、氟化镧(LaF3)、氟化镁(MgF2)、氟化钕(NdF3)、氟化钠铝(例如Na3AlF6或Na5Al3F14)、氟化钐(SmF3)、氟化锂(LiF)和/或其它低折射率材料或其组合。其它适当的低折射率材料可包括有机单体和聚合物，包括二烯烃或烯烃，例如丙烯酸酯(例如甲基丙烯酸酯)、全氟烯烃、聚四氟乙烯(Teflon)或氟化乙烯丙烯(FEP)。
高和低折射率层的材料的适合性可取决于它们穿过其在发光激励辐射的波长下透射电磁辐射的能力。应注意，在一些实施方式中，光学可变设备或结构可包括都由相对高或相对低的折射率材料形成的层，在相邻层之间的折射率的差异相对小。
在一些实施方式中，光学干涉叠层可包括三层或更多层材料。根据实现，上层可以是较高折射率材料或较低折射率材料。例如，在与空气的上层界面和在界面处的相对高的反射是有益的场合，上层可由例如较高折射率材料形成。类似的考虑因素可应用于光学叠层的最低层。最高和最低层都可以是较高或较低折射率材料，或一个可以是较高折射率材料而另一个是较低折射率材料。在光学叠层中的层的数量可以是奇数或偶数。
在安全设备的其它实施方式中，光学可变结构适合于控制仅仅一个波长的发光发射而不是控制来自安全设备的其它波长的发光发射。例如，返回到图2A，发光层11可适合于产生一个波长而不是另一波长的发光。安全设备可包括在发光的光学可变结构9之上的发光材料。光学可变结构可适合于不控制来自这个上层的发光辐射的发射。在这个布置中，当用激励辐射的适当源激励时，来自上层的发光被发射，而光学可变结构不控制其发射的方向，且因此来自上层的发光辐射的发射率可以例如在所有角度是类似的。另一方面，在下层11中起源的发光辐射从安全设备的角度相关发射率由光学可变结构9控制，且因此起源于下层的发光的强度呈现角度相关性。光学可变结构可布置成使得来自下层的发光的安全设备的发射率对预定角度或预定范围的角度相对高，且在其它角度下大幅度减小。在这种情况下，对于有利于从安全设备来自下层的发光的发射的预定角度或预定范围的角度，观察到的颜色将是对所发射的波长的额外效应。在安全设备对来自下层11的发光的发射率将减小的发射角下，观察到的颜色将由来自在光学可变结构之上的上层的发光发射占优势。相应地，当安全设备倾斜或相对于安全设备的观察角以其他方式改变时，将观察到所发射的发光辐射的颜色的变化。
本发明的另一方面提供安全设备，其包括具有第一和第二相对的电磁辐射透射界面的光学可变结构或设备、在第一和第二界面之间的电磁辐射透射介质、以及用于控制从第一和第二界面之一发射的、穿过第一和第二界面中的另一个和介质的辐射的强度、方向和波长的控制装置(例如结构)。在一些实施方式中，安全设备可以是在可见光谱中的电磁辐射可透过的，并为从另一侧透射通过设备的光提供在发射侧上的角度相关颜色偏移效应。颜色偏移效应当结合相邻于光学可变设备的第二层发光材料使用时可用于给用户提供预定标记的完整图像。对于该实施方式，第二层发光材料提供不完整图像的总是可见的视图，而颜色偏移效应在活动时使图像完整。关于颜色偏移效应的配置的解释在美国专利申请13/203,389中参考那个申请的图4到6找到，该申请的全部内容通过引用包含于此。如可想象的，颜色偏移效应和第二层发光材料可配置成使得观看结构和第二层发光材料的用户将只在某些角度或某个范围的角度下看到预定标记的完整图像。
因此，安全设备可提供角度相关的彩色滤波器。虽然上面的讨论提到位于基底的一侧上的安全设备的特征和部件，在其它实施方式中，当从基底的另一侧看时，安全设备也可提供类似的效应。在这样的实施方式中，当可见光穿过基底指向第二界面时，光学可变设备控制穿过设备的光的方向和波长以将在一个角度下来自第一界面的发射基本上限制到具有第一波长或颜色的光，并将在另一角度下来自第二界面的发射基本上限制到具有二波长或颜色的光。
在其它实施方式中，安全设备对不同波长或颜色的光的透射率和发射率可实质上是相同的。
应注意，光源可以是自然环境光或来自例如灯的人工源的光。在其它实施方式中，各种第二波长或颜色可以在可见光范围之外，例如UV或IR。
所透射的可见光的角度相关颜色偏移以及这如何提供预定标记的完整图像产生可由人检测和鉴定的安全特征。另一方面，在可见光范围之外的光的角度相关颜色偏移可由适当检测器检测以用于鉴定。
有利地，相同的光学可变设备可产生对发光辐射的颜色偏移效应和对所透射的可见光的颜色偏移效应。这允许两个属性容易组合并合并到同一安全设备内，用于结合透明基底来使用。
图4示出具有以并排关系定位的发光发射角度相关特征和透射光角度相关特征的安全设备的实施方式。
参考图4，安全设备101包括发光材料103的层111和位于发光层之上的光学可变结构或设备109。安全设备位于基底113之上并固定到基底113。安全设备包括两个横向区域145、147，且光学可变结构在这两个区域之上延伸。在该实施方式中，一个发光层只在第一区域145之上延伸，而具有与第一区域145不同的特性的另一发光层在第二区域147之上延伸。另一层149可设置在发光层和基底之间用于吸收或反射在可见光谱中的光。吸收或反射层149只在第一横向区域145之上延伸。整个基底113可包括透明或半透明材料，或可包括在第二横向区域147中(或在其一部分之上)的透明材料和在第一横向区域145之上的不透明或相对不透明的材料。
光学可变设备109可例如包括如上面参考图2A和2B所述的多层干涉结构。
当适当的激发辐射源14从安全设备的上侧115指向发光层111时，设备从上侧115发射在第一发射角下具有第一颜色的发光辐射105和在第二发射角下具有第二颜色的发光辐射107。可选地，安全设备可布置成发射在第三发射角下具有第三颜色的发光辐射108。在第一特定范围的角度下从第一区域发射的发光辐射可以给用户提供预定标记的不完整图像的视图。在第二特定范围的角度下来自从第二区域的发光层的发光辐射也给用户提供不完整图像。然而，当来自两个区域的发光是对用户可见的时，这给用户提供预定图像的完整视图。如可想象的，在第一和第二特定范围的角度之间存在重叠，且在这个重叠处，给用户呈现完整图像。完整图像可以是多色的，图像的部分具有取决于来自第一区域的辐射的颜色，以及图像的部分具有取决于来自第二区域的辐射的颜色。可选地，完整图像可以是单色的，单个颜色基于来自第一和第二区域的发光。
当安全设备由指向基底113的下侧114的透明部分的光137照亮时，安全设备以第一角度从上侧115发射可见光139并以另一角度从上侧发射另一颜色的可见光141。如由箭头指示的，当光在相反的方向上透射且所发射的光从基底113的下侧114被观察到时，可观察到可见光的类似效应。可通过使预定标记的不完整图像对以第一角度从上侧观看的用户是可见的来使用安全设备的这个特性。在第二角度下，如果通过明智地定位光学可变结构的特定区域以使得其它颜色显示完整图像来配置安全设备，预定标记的完整图像可以是用户看得见的。
应理解，在第二区域中的光学可变设备可直接相邻于基底的上表面，或透明隔板层118可设置在该区域中。
应注意，预定标记可具有任何形状或形式，且每个角度相关的发光和透射的颜色可以是任何颜色(如所需的)。
在另一实施方式中，具有发光发射颜色偏移和环境透射颜色偏移的安全设备可提供人辅助的安全设备和人无辅助的安全设备。这使安全设备能够由两个关键类型的安全用户鉴定。此外，可包括相对硬的膜的光学可见设备或结构提供对发光特征的额外保护，使它更耐用。这对通过流通和用手触摸而受到日常磨损和撕扯的纸币是特别有利的。在一些实施方式中，透明基底材料、涂层或层可为了其保护而设置在发光层之下。
现在将参考图5A到5E和图6A到6E描述制造安全设备和将安全设备应用于基底的各种方法。
图5A到5E示出一种配置，其中安全设备固定到箔，以及箔和安全设备随后转移到基底，例如纸币。
参考图5A，提供具有窗口区域253的箔251。箔可以可选地包含一个或多个其它安全特征255、257、259，例如全息图或其它DOVID(衍射光学可变图像设备)型特征。
参考图5B，提供由任何适当的材料(例如PET)形成的载体网261，其具有释放层263。使用任何适当的常规沉积工艺，例如PVD(物理气相沉积)、CVD(化学气相沉积)、PECVD(等离子增强化学气相沉积)、溅射或任何其它适当的技术来将形成光学可变结构265的材料的连续层沉积到载体网261的释放层侧上。所产生的光学薄膜结构通常具有小于1微米的厚度。接着，发光油墨层267沉积到光学薄膜265上，后面是粘合剂层269的涂敷，粘合剂层269可以是热箔转移粘合剂。发光油墨层可具有例如在1到2微米的范围内的典型厚度，且粘合剂层可具有大约1微米的典型厚度。因而产生的结构的离散区域271被移除，例如从网切割并作为补片施加到在脱金属的窗口区域253之上的箔251，并借助于粘合剂层269固定到围绕窗口253的周边区域或边缘273。网载体和释放涂层从光学薄膜层移除，导致箔包含具有在最上面的光学薄膜265的光学安全设备并包含任何其它可选的选定安全特征，如图5C所示。
箔251然后转移到基底275，例如纸币或其它基底。如图5D所示，基底275可包括窗口区域277和被施加的箔，使得箔窗口253与基底窗口277配准。窗口允许光穿过箔和基底以使安全设备能够使用它对透射光的角度相关颜色偏移来鉴定，如上所述。在图5E中示出施加到矩形基底的箔的例子的平面图。窗口277可包括透明材料或孔隙。应理解，如果窗口被实现为孔隙，则可使用适当的层压板来代替箔。
在另一实施方式中，安全设备可直接施加到基底，即没有中间箔，且下面参考图6A到6E描述各种例子。
参考图6A，提供补片271，其具有网载体层261、释放层263、光学薄膜层265、发光层267和粘合剂层269。可以以与上面关于图5A到5E所述的方式类似的方式形成补片。
参考图6B，提供具有窗口区域277的基底275。补片271位于窗口区域277之上并借助于粘合剂层269被转移和粘附到基底的上表面279。窗口区域277可包括透明材料，在这种情况下，粘合剂层可直接邻接透明材料的上表面281。可选地，窗口区域可包括孔隙和固定到围绕窗口的纸币(或其它基底)的周边区或边缘的粘合剂层。
在另一实施方式中，发光层和光学薄膜结构各自在单独的步骤中施加到基底。在图6C到6E中示出这样的过程的例子。参考图6C，提供具有释放层263的载体网或箔261。形成光学薄膜265的层使用例如PVD、CVD、PECVD、溅射或任何其它适当的工艺的任何适当的沉积或涂覆技术来沉积到释放层263上。粘合剂层269随后施加到光学薄膜265。从所产生的多层结构移除离散区域以提供补片272。
参考图6D，提供具有可包括透明材料的窗口区域277的基底275。发光层267施加到在窗口区域之上的基底。发光层可包括包含例如发光颜料的发光物质的油墨，并可使用任何适当的印刷技术而被印刷在透明窗口之上，例如胶版印刷、凹版印刷或另一印刷技术。
补片272随后施加到发光层，且借助于粘合剂层269固定到发光层。载体箔261和释放涂层263被移除以提供其上安装了安全设备280的基底，该安全设备280包括发光层267、在发光层之上的粘合剂层269和在粘合剂层之上的光学薄膜265(见图6E)。
在可选的实施方式中，发光材料可合并到粘合剂层内。可通过将发光物质或颜料混合到粘合剂混合物内来产生组合层。在一些实施方式中，这将消除对单独的发光层的需要，虽然其它实施方式可包括包含发光材料的粘合剂层和也包含发光材料的单独层。在该后一实施方式中，粘合剂层可包含一种类型的发光材料(例如产生一种颜色或一组颜色，且单独的发光层可包含另一类型的发光材料，例如产生另一颜色或另一组颜色)。
在另一实施方式中，两个不同波长的发光材料放置在形成不同标记的纸币基底的窗口区域中的薄膜颜色偏移补片的相对侧上。通过观察发光发射而形成的图像不仅根据视角而改变，而且根据纸币的哪一侧被观看而不同。在透明窗口的不同侧(其随着不同的角度而改变外观)上显示不同的发光图像的能力被预期提供额外的安全性。
在其它实施方式中，不是发光材料布置在光学可变设备的外部，相反，发光物质可被包括在光学可变设备内。在光学可变设备包括多层干涉结构的情况下，发光物质可被包括在光学干涉结构的一层或多层中或在光学干涉结构内作为单独的层。图7A示出安装在基底303上的光学安全设备301的例子，其中光学可变设备包括光学干涉叠层，其包括多个层305、307、309、311、313。发光物质315被包括在这些层之一中，该层在这个例子中是最下面的层305。可使用诸如PVD、CVD、PECVD、溅射或任何其它适当的工艺的任何适当的沉积技术来将发光物质沉积为形成特定层的材料的部分。发光物质可被选择为使得它可经得起在沉积过程中涉及的温度，例如无机物质。可选的反射层317可设置在包含发光物质的层305之下以将激励辐射的发光反射回到发光物质内以增加发光信号的强度。发光物质可能能够发射在可能在可见光谱中的一个或多个波长下的发光，从而发射一种或多种不同的可见光颜色。例如，发光物质可包含在单个波长或颜色下发光的发光颜料或在不同波长下发光的发光颜料的混合。干涉结构的每层的折射率和厚度被选择为使得从发光物质发射的每个发光颜色在特定的离散角度或角度的范围下从光学可变设备发射以产生角度相关的颜色偏移效应。在图7A的特定实施方式中，发光物质包含两种不同颜色的颜料的混合物，且光学可变结构被调节到发光波长，使得当设备由UV或其它激励光源323照射时，具有第一颜色的光319在第一角度β1下发射而第二颜色的光321在第二角度β2下发射。
图7B示出根据本发明的另一实施方式的安全设备的横截面视图。安全设备类似于图7A所示的安全设备，且相似的部分由相同的附图标记表示。在图7B的实施方式和图7A所示的实施方式之间的主要差异是在图7B中，发光物质合并到光学可变设备内作为单独层306，而不是合并到光学可变层之一内。这个配置使发光层能够在与沉积介电层中涉及的过程分离过程中被沉积。这可使发光层沉积过程能够特别适合于特定类型的材料，较低温度的使用可能导致可被使用的各种发光材料。例如，较低温度的使用可允许更适合的发光团在发光材料中被使用，为了检测或观看的容易而包括具有更高效率的发光团。较低效率的发光团也可被使用，且可能更适合于机器检测。图7B所示的安全设备可以以与图7A的方式类似的方式起作用。
在光学安全设备的一些实施方式中，光学可变结构和发光材料中的一个或两个可被形成为多个离散元件，例如颗粒或薄片而不是形成为单个连续的部件。
本发明的另一实施方式可在设备的光学可变部分中使用薄片或颗粒。
参考图8，示出能够产生颜色偏移效应的光学安全设备的例子。在图8中，光学安全设备371包括发光材料373和光学可变设备375，光学可变设备375包括多层膜或结构。选择每层的材料，使得折射率从一层到下一层在不同的值之间交替。层的数量完全是任意的，且可根据所需的光学特性来选择。多层结构可例如包括范围从20到300或更多的任何数量的层。可通过双金属挤压来形成多层结构，其中所产生的厚度由挤压过程的参数(例如挤压速率)控制。任何适当的材料可用于形成层，且在一个非限制性例子中，层可包括塑料或聚合材料，例如在550nnm下分别具有1.59和1.49的折射率的聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的交替层。如上面提到的，结构可用于对由发光材料产生的各种波长进行滤波以产生预定标记的完整或不完整图像。
在图8所示的实施方式中，发光材料373提供不同颜色或波长(例如λ1到λ10)的发光源。光学可变设备375在相应的不同角度(例如θ1到θ10)下对多个不同的波长之一具有相对高的透射率，使得颜色的变化随着发射角的变化被观察到。例如，光学可变设备可适合于在特定角度下发射优势波长或波长的优势频带，同时在那个角度下抑制由发光材料或源373产生的其它发光波长。当发射角改变时，所透射的发光波长或颜色可连续地改变，使得每个透射颜色不同于任何其它透射颜色。可选地，同一颜色可对不同的发射角重复一次或多次。
在一些实施方式中，一种或多种发光颜色可与特定的符号或图像相关。例如，发光材料373可包括多个层377a到377e，每层包括在特定波长或颜色下发光的发光材料。每层可适合于在不同的波长或颜色下发光。多个不同的层可定义特定的图像或符号，且两个或多个符号可以是不同或相同的。当发光源373由适当的激励辐射379激励时，与每种颜色相关的图像将在特定的观察角下出现，且当观察或发射角改变时，所观察的颜色和可能被观看的符号将改变。在一个非限制性例子中，不同颜色的层277a到377e定义相应的数字，例如5、4、3、2、1(或任何其它顺序或数字组)。当相对于安全设备的观察角改变时，根据颜色和当观察角逐渐改变时由光学可变设备透射的颜色的顺序，数字将一个在另一个之后出现。因此，不同的符号出现的顺序本质上由光学可变设备控制。符号及其相关颜色和在有发射/观察角的变化的情况下符号出现的顺序提供其它安全特征，其可被编码到安全设备内并用于鉴定。
作为上述内容的可选方案，代替使各种序列或数字出现，当视角改变时，可使图像的特定部分按次序出现。在一个实施方式中，预定标记可采取枫叶的图像的形式。在一个视角下，叶的顶部是可见的，在另一视角下，叶的中间部分是可见的，而在第三视角下，叶的底部是可见的。在第四视角下，叶的完整图像是可见的。这可通过明智地分层并定位发光材料的特定配置来完成。
将认识到，形成一个或多个发光发射器或材料作为符号以提供额外的安全特征可在本文所述的任何实施方式(例如图2A和2B的实施方式)中实现，其中光学干涉结构具有较少的层。
在其它实施方式中，光学可变设备和安全设备的发光层可布置在基底上的不同位置处，且安全设备的鉴定可通过折叠基底来执行，使得光学可变设备覆盖发光层。在图9A到9B中示出这样的“分布式”安全设备的例子。在该实施方式的一个实现中，预定标记的不完整图像可以一直是观看者可见的。只有当基底被折叠以使光学可变设备覆盖发光层时，发光层才给观看者呈现预定标记的完整图像。参考图9A和9B，安全设备401包括位于柔性薄板状基底407上的第一位置405处的发光材料403，且光学可变设备409在第二位置411处固定到基底。光学可变设备位于在基底407中形成的窗口区域413之上以允许光通过光学可变设备从基底的一侧穿过到另一侧。发光层可包括例如由聚合材料形成的可选的保护盖层415，以保护发光层403不由于例如刮擦或磨损而损坏。
在该实施方式中，光学可变设备展示透射光的角度相关颜色偏移，并可包括类似于上面所述的光学干涉结构的多层光学干涉结构。发光材料可以是只在一个颜色下发光的发光材料或在两个或更多个颜色下发光的发光材料。光学可变设备被调节到一个或多个发光颜色，使得每个特定的颜色通过光学可变设备被透射并在离散角度或离散范围的角度下从其发射以产生具有角度相关颜色偏移效应的发光。
在本发明的另一变形中，光学可变结构可从液晶材料构造。在该变形中，液晶材料在来自安全设备所发射的发光中产生角度相关颜色偏移。液晶材料的一层或多层可布置在能够在一个或多个波长下发光的发光材料之上，且液晶材料的层可被调节以选择性地透射在特定的角度下穿过其的特定波长的光。如同上面讨论的实施方式和可选方案一样，本发明的液晶变形可用于产生在特定视角下的预定标记的不完整图像。当改变视角时，这些液晶变形可接着产生预定标记的完整图像。
在使用液晶材料的这样的变形中，发光层能够在可见光谱中的两个不同波长下发光，虽然在其它实施方式中，发光层可能能够发射在可见光谱中的仅仅一个波长或在可见光谱中的多于两个波长。该实施方式可配置成使得当发光层在一个波长下发光时，只有预定标记的不完整图像是看得见的。当发光层在另一波长下发光时，预定标记的完整图像是看得见的。
在其它实施方式中，发光材料可被包括在粘合剂层内以代替发光层。在另外的实施方式中，发光材料可被包括在粘合剂层以及单独的发光层中。
为了利用上面提到的变形，安全设备可配置成总是产生预定标记的完整图像(例如枫叶的完整图像)。在选定角度或选定范围的角度下，图像的一部分被抑制或是用户不可见的(例如枫叶的图像的下半部分)。
在其它实施方式中，安全设备可适合于用不同的颜色代替在特定视角(或角度的范围)下的颜色的“缺乏”。这可通过使发光材料适合于产生第二颜色并通过使光学可变结构适合于在特定角度下或在一定范围的角度下透射具有相对高的强度的颜色来实现，其中另一颜色明显减少或实质上缺乏。可选地，第二颜色的发射可在有很小或没有角度相关性的情况下被控制，使得两种颜色都一起在相对宽的范围上被发射，所观察的颜色是组合的累加效应，例如，除了在第二颜色占优势的角度范围内的窗口以外。
在其它实施方式中，基于液晶的光学安全设备可适合于发射具有角度相关性的第一颜色或波长和具有较少、较小或没有角度相关性的第二颜色或波长。在这种情况下，第二颜色将在相对宽的角度范围上被观察到，且第一和第二颜色的组合将仅仅或主要对特定的角度或有限范围的角度被观察到。第二颜色因此可用于产生预定标记的不完整图像，而第一和第二颜色的组合可用于产生预定标记的完整图像。
应注意，上面所述的变形不限于基于液晶的特征，而是也可由其它光学可变设备或结构实现，例如光学干涉结构，诸如具有多层材料的那些结构，其中相邻层具有不同的折射率。
在又一变形中，根据本发明的另一方面的安全设备可被制造在箔载体上并随后被转移到基底。
在光学安全设备的另一实施方式中，光学可变设备或结构可包括全息结构以提供发光发射的角度相关的颜色或波长偏移。安全设备可配置成使得在第一范围的角度下，只有预定标记的不完整图像是看得见的。在另一范围的角度下，预定标记的完整图像是看得见的。在图10中示出使用全息图的这样的安全设备的例子。光学安全设备601包括全息光学可变设备603，其包括发射层605、发光层607和在发光层607之上的上层609。光学安全设备还包括在反射层605之下的可选的保护层611，并可包括可选的粘合剂层613。
反射层605通过在反射层605和发光层607之间的界面617处形成的表面扰动来限定全息图或全息图案。在一些实施方式中，可通过冲压、模制或另一适当的工艺将全息图形成为在发光层607的下表面619上的浮雕结构。反射层可随后通过任何适当的技术在浮雕表面619上形成，该技术可包括真空沉积、溅射或任何其它适当的涂覆或沉积工艺。在其它实施方式中，可在保护层611的上表面621形成全息图案，并且随后在其上形成反射层。
发光层607包含当被诸如UV光的激发辐射623激励时能够在一个或多个颜色或波长下发射发光辐射的发光材料。在本实施方式中，上层609对激发辐射623是至少部分地透明的，且对从发光层发射的发光辐射是至少部分地透明的。光学可变设备适合于将指向上层609的发光辐射的部分反射回到发光层并进入发光层内。这可通过形成具有与发光层607的折射率不同的折射率的材料的上层609来实现，使得发光的部分在两层609、607的界面处被反射，可选地或此外，上层609可包括部分反射材料，例如半镜像材料，以将发光的部分反射回到发光层。
当发光层607被激励时，发光625的部分被衍射结构衍射并被上层609部分地反射，导致反射光的相位的变化。在衍射结构和上层之间的空间内的发光经历相长和相消干涉。相长干涉导致在特定的发射角或特定范围的发射角下的相对强的发光信号，其被透射穿过上层609。因此，在衍射结构和上层之间的空间在特定的角度下对给定波长用作支持相长干涉的腔。设备从而发射发光，其强度随着发射角而改变以产生角度相关的发光特性。在本实施方式中，发光材料产生多个不同颜色或波长的发光，并发射具有在第一角度θ10下的峰值强度的第一颜色或波长的发光辐射625，并发射具有在第二角度θ11下的峰值强度的第二颜色或波长的发光辐射629。因此，在该实施方式中，全息结构提供具有角度相关颜色偏移的荧光全息图。
保护层611可由不能容易地从反射层605移除的任何适当的材料(例如环氧树脂)形成，从而防止对全息图案的访问和全息图案的可能复制。可选的粘合剂层613使安全设备能够被安装并紧固到基底。
在一些实施方式中，光学干涉结构可布置在发光层之上，例如相邻于发光层(如果上层609被省略)，或相邻于上层(如果上层保留)。光学干涉结构可包括多层材料，相邻层具有不同的折射率。光学干涉结构的提供可提高安全设备的发光发射率和/或角度相关效应。
在其它实施方式中，可省略反射层605。在这种情况下，可通过形成相邻于发光层的具有与发光层607的折射率不同的折射率的材料的层来实现来自衍射结构的反射。安全设备可配置成使得在一个范围的视角下，不完整的预定标记的全息图像是看得见的。在另一范围的视角下，完整的预定标记的全息图像是看得见的。
本发明的又一变形使用干涉测量机械调制器系统，其光学反射和吸收特性可通过改变在由空气间隙分离的吸收器和反射器之间的间距来修改。反射和吸收特性可用于通过在特性改变时改变用户看得见的图像来良好地实现。
本发明的又一变形使用由通常平面的间隔开的阻光构件的横向延伸的阵列制成的光学可变设备，阻光构件布置在一层透明材料中。阻光元件可由任何适当的装置——包括磁性装置或非磁性装置，例如静电或电泳装置(使用电场)——或由超声装置(使用声场)定向。对于磁性定向，阻光元件包含磁性或可磁化材料。一旦一层光学可变设备施加至发光层，在构成光学可变设备的流体成分仍然在流体状态中的情况下，可借助于适当的磁通量源将磁场施加到安全设备，磁通量源例如一个或多个永久磁铁和/或一个或多个电磁铁。在流体成分中的阻光元件沿着所施加的磁场线将本身定向，使得它们的平面采用所需的定向。成分随后被硬化以将阻光元件固定在适当的位置上。
光学安全设备的这个变形如下操作以产生发光。当激发光与光学安全设备成一角度指向光学安全设备使得阻光元件的发光层暴露于激发光时，发光层将在第一范围的角度上发射具有第一颜色或波长的发光辐射。在大致平行于基底表面的视角下，发光将只从最左边的阻光元件发射。
本发明的任何方面或实施方式的安全设备可应用于或合并在任何物品或物体内以提供鉴定的手段，其非限制性例子包括货币，例如纸币、诸如信用卡和借记卡的其它金融交易工具、任何文件或任何货物。
本发明的其它方面和实施方式可包括结合在本文公开的任一个或多个其它特征的在本文公开的任何特征。
在本发明的任何方面或实施方式中，任一个或多个特征可一起被省略或用可以或可以不是其等价或变形的另一特征代替。
对上面所述的实施方式的很多修改将对本领域中的技术人员来说是明显的。
理解本发明的人现在可设想可选的结构和实施方式或上述项的变形，其全部被预期落在如在接下来的权利要求中限定的本发明的范围内。

Claims (26)

1.一种安全设备，包括：
第一发光层，其当被激励时发射至少第一波长的发光辐射；
第二发光层，其当被激励时发射至少第二波长的发光辐射；
光学可变结构，其用于控制所述第一发光层的发光辐射，所述结构被构造和布置成允许在第一范围的角度下通过所述结构的所述第一波长的发光辐射的发射，所述结构被构造和布置成最小化从所述第一发光层对第二范围的角度的发光辐射的发射；
其中
所述光学可变结构位于所述第一发光层和所述第二发光层之间；
所述第一发光层被定位成使得在所述第一范围的角度下通过所述结构的发光辐射的所述发射是用户可见的；
所述第二发光层被定位成允许所述用户在至少一个预定角度下观看来自所述第二发光层的所述第二波长的发光辐射的发射；
所述第一发光层当产生所述第一波长的发光辐射时形成第一图像；
所述第二发光层当产生所述第二波长的发光辐射时形成第二图像；
所述第一图像补充所述第二图像，使得当所述第一图像和所述第二图像一起被观看时，所述第一图像和所述第二图像形成第三图像。
2.根据权利要求1所述的安全设备，其中所述第一图像和所述第二图像是预定标记的不完整图像。
3.根据权利要求2所述的安全设备，其中所述第三图像是所述预定标记的完整图像。
4.根据权利要求1所述的安全设备，其中从所述第一发光层发射的所述发光辐射在穿过所述光学可变结构之后具有等于所述第二波长的波长。
5.根据权利要求1所述的安全设备，其中从所述第一发光层发射的所述发光辐射在穿过所述光学可变结构之后具有不同于所述第二波长的波长。
6.根据权利要求1所述的安全设备，其中所述光学可变结构用作角度相关的彩色滤波器。
7.根据权利要求1所述的安全设备，其中所述第一发光层位于所述光学可变结构和基底之间，所述基底至少部分地透射光。
8.根据权利要求1所述的安全设备，其中当用户对所述安全设备的视角改变时，所述第一图像、所述第二图像和所述第三图像通过颜色偏移来形成。
9.一种安全设备，包括：
第一发光层，其当被激励时发射至少第一波长的发光辐射；
第二发光层，其当被激励时发射至少第二波长的发光辐射；
结构，其用于控制来自所述第一发光层和所述第二发光层中的至少一个的所述发光辐射，所述结构被构造和布置成允许在第一范围的角度下通过所述结构的所述第一波长的发光辐射的发射，所述结构被构造和布置成最小化从所述第一发光层对第二范围的角度的发光辐射的发射；
其中
所述第一发光层被定位成使得在所述第一范围的角度下通过所述结构的发光辐射的所述发射是用户可见的；
所述第二发光层被定位成允许所述用户观看来自所述第二发光层的所述第二波长的发光辐射的发射；
所述第一发光层当产生所述第一波长的发光辐射时形成第一图像；
所述第二发光层当产生所述第二波长的发光辐射时形成第二图像；
所述第一图像和所述第二图像当一起被观看时形成第三图像。
10.根据权利要求9所述的安全设备，其中所述第一图像补充所述第二图像，使得当所述第一图像和所述第二图像一起被观看时，所述第一图像和所述第二图像形成第三图像。
11.根据权利要求10所述的安全设备，其中所述第一图像和所述第二图像是预定标记的不完整图像，以及所述第三图像是所述标记的完整图像。
12.根据权利要求9所述的安全设备，其中所述结构是角度相关的彩色滤波器。
13.根据权利要求9所述的安全设备，其中所述结构是多层干涉结构。
14.根据权利要求9所述的安全设备，其中所述第二图像总是用户可见的。
15.根据权利要求9所述的安全设备，其中所述第三图像只在特定范围的角度下是看得见的。
16.根据权利要求9所述的安全设备，其中所述结构包括用于提供来自至少所述第一发光层的发光发射的波长偏移的全息结构。
17.根据权利要求9所述的安全设备，其中所述结构是选择性地与来自至少所述第一发光层的所述发光辐射干涉的衍射结构。
18.根据权利要求9所述的安全设备，其中所述第一图像具有第一颜色，以及所述第二图像具有第二颜色。
19.根据权利要求18所述的安全设备，其中所述第一颜色匹配所述第二颜色。
20.根据权利要求9所述的安全设备，其中所述第三图像只在所述第一范围的角度下是看得见的。
21.根据权利要求9所述的安全设备，其中所述第二图像是用户通常可见的。
22.根据权利要求21所述的安全设备，其中所述第一图像只在所述第一范围的角度下是所述用户可见的。
23.根据权利要求22所述的安全设备，其中在所述第一范围的角度下，所述第三图像是所述用户可见的，所述第三图像是所述第一图像和所述第二图像的组合。
24.根据权利要求19所述的安全设备，其中所述第三图像具有匹配所述第一颜色和所述第二颜色的颜色，所述第一图像和所述第二图像是预定标记的不完整图像，以及所述第三图像是所述标记的完整图像。
25.根据权利要求9所述的安全设备，其中所述安全设备是从基底的两侧看得见的。
26.根据权利要求25所述的安全设备，其中所述图像当从所述基底的第一侧观看时是以第一颜色看得见的，以及所述图像当从所述基底的第二侧观看时是以第二颜色看得见的。
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WO (1) WO2016179690A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110727156A (zh) * 2018-06-29 2020-01-24 唯亚威通讯技术有限公司 具有不对称层结构的光学器件

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017089901A2 (en) 2015-10-15 2017-06-01 Assa Abloy Ab Mirrored fluorescent security feature
EP3263650B1 (en) 2016-06-27 2019-08-14 Viavi Solutions Inc. Magnetic articles
EP3269780A1 (en) 2016-06-27 2018-01-17 Viavi Solutions Inc. High chroma flakes
EP3263649A1 (en) 2016-06-27 2018-01-03 Viavi Solutions Inc. Optical devices
US10539807B1 (en) * 2017-10-16 2020-01-21 SoliDDD Corp. Ambient-light-visible, floating hologram display
DE102018007096A1 (de) * 2018-09-07 2020-03-12 Giesecke+Devrient Currency Technology Gmbh Sicherheitselement
GB2580069B (en) * 2018-12-20 2022-06-15 De La Rue Int Ltd Security documents and methods of manufacture thereof
DE102019003945A1 (de) * 2019-06-06 2020-12-10 Giesecke+Devrient Currency Technology Gmbh Optisch variables Sicherheitselement mit mehrfarbigem reflektivem Flächenbereich
WO2021041065A1 (en) * 2019-08-27 2021-03-04 Corning Incorporated Optical film structures and articles for hidden displays and display devices
CN114414535B (zh) * 2022-01-05 2024-05-07 中钞印制技术研究院有限公司 检测方法和检测装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6089614A (en) * 1996-06-14 2000-07-18 De La Rue International Limited Security device
CN1423681A (zh) * 2000-04-14 2003-06-11 西柏控股有限公司 用于书写工具、书写设备和光学可变标记层的固体标记组合物与光学可变颜料的用途
US20030188842A1 (en) * 2000-05-08 2003-10-09 Dieter Ronnenberg Influencing the profile of the properties of a web by means of an acoustic field
US7654581B2 (en) * 2005-05-06 2010-02-02 Canadian Bank Note Company, Limited Security document with ultraviolet authentication security feature
US20100230615A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-16 Charles Douglas Macpherson Security device

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0212197B2 (zh) 1980-05-30 1990-03-19 Gee Aa Oo G Fuyuuru Automatsuioon Unto Oruganizatsuioon Mbh
DE3932505C2 (de) 1989-09-28 2001-03-15 Gao Ges Automation Org Datenträger mit einem optisch variablen Element
GB2250474B (en) 1990-12-04 1994-04-20 Portals Ltd Security articles
AT403967B (de) 1992-11-18 1998-07-27 Oesterr Nationalbank Dokument und folienaufbau zur herstellung eines dokumentes
DE69312720T3 (de) 1993-12-10 2003-11-27 Agfa Gevaert Nv Sicherheitsdokument mit einem durchsichtigen oder durchscheinenden Träger und mit darin enthaltenden Interferenzpigmenten
US5882774A (en) 1993-12-21 1999-03-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Optical film
US7123216B1 (en) 1994-05-05 2006-10-17 Idc, Llc Photonic MEMS and structures
US6040937A (en) 1994-05-05 2000-03-21 Etalon, Inc. Interferometric modulation
DE19611383A1 (de) 1996-03-22 1997-09-25 Giesecke & Devrient Gmbh Datenträger mit optisch variablem Element
US6024455A (en) 1998-01-13 2000-02-15 3M Innovative Properties Company Reflective article with concealed retroreflective pattern
US6294789B1 (en) 1998-06-17 2001-09-25 Hologic, Inc. Radiation intensifying screen
AU773200B2 (en) 1998-11-27 2004-05-20 Katsuto Nakatsuka Fluorescent or phosphorescent composition
DE19907697A1 (de) 1999-02-23 2000-08-24 Giesecke & Devrient Gmbh Wertdokument
AU2001211949B2 (en) 2000-01-21 2005-08-18 Viavi Solutions Inc. Optically variable security devices
JP3629587B2 (ja) 2000-02-14 2005-03-16 株式会社日立製作所 空気調和機及び室外機並びに冷凍装置
ES2250390T3 (es) 2000-02-16 2006-04-16 Sicpa Holding S.A. Pigmentos con variacion de color dependiente del angulo de observacion, metodo de preparacion, uso y composicion de recubrimiento de dichos pigmentos.
US6572784B1 (en) 2000-11-17 2003-06-03 Flex Products, Inc. Luminescent pigments and foils with color-shifting properties
US6565770B1 (en) 2000-11-17 2003-05-20 Flex Products, Inc. Color-shifting pigments and foils with luminescent coatings
US6534158B2 (en) * 2001-02-16 2003-03-18 3M Innovative Properties Company Color shifting film with patterned fluorescent and non-fluorescent colorants
DE10226114A1 (de) 2001-12-21 2003-07-03 Giesecke & Devrient Gmbh Sicherheitselement für Sicherheitspapiere und Wertdokumente
DE10243863A1 (de) 2002-08-13 2004-02-26 Giesecke & Devrient Gmbh Datenträger mit einem optisch variablen Element
CN101824776B (zh) 2003-07-14 2012-07-04 Jds尤尼费斯公司 防伪装置
US20080019003A1 (en) 2003-07-14 2008-01-24 Jds Uniphase Corporation Vacuum Roll Coated Security Thin Film Interference Products With Overt And/Or Covert Patterned Layers
EP1529653A1 (en) 2003-11-07 2005-05-11 Sicpa Holding S.A. Security document, method for producing a security document and the use of a security document
WO2005108108A2 (de) 2004-04-30 2005-11-17 Giesecke & Devrient Gmbh Sicherheitselement und verfahren zu seiner herstellung
DE102004032565A1 (de) 2004-07-05 2006-02-16 Giesecke & Devrient Gmbh Sicherheitselement mit Farbkippeffekt
DE102004049118A1 (de) 2004-10-07 2006-04-13 Giesecke & Devrient Gmbh Sicherheitselement und Verfahren zu seiner Herstellung
EP1669213A1 (en) 2004-12-09 2006-06-14 Sicpa Holding S.A. Security element having a viewing-angle dependent aspect
US8383014B2 (en) 2010-06-15 2013-02-26 Cabot Corporation Metal nanoparticle compositions
EP1719636A1 (en) 2005-05-04 2006-11-08 Sicpa Holding S.A. Black-to-color shifting security element
US20070281136A1 (en) 2006-05-31 2007-12-06 Cabot Corporation Ink jet printed reflective features and processes and inks for making them
US20070281177A1 (en) 2006-05-31 2007-12-06 Cabot Corporation Colored Reflective Features And Inks And Processes For Making Them
DE102006034854A1 (de) 2006-07-25 2008-01-31 Ovd Kinegram Ag Verfahren zur Erzeugen einer Lasermarkierung in einem Sicherheitsdokument sowie derartiges Sicherheitsdokument
DE102006037431A1 (de) 2006-08-09 2008-04-17 Ovd Kinegram Ag Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtkörpers sowie Mehrschichtkörper
GB2442711B (en) 2006-10-10 2011-04-13 Rue De Int Ltd Improvements in security devices
DE102007025866B4 (de) * 2007-06-01 2012-08-30 Giesecke & Devrient Gmbh Datenträger mit Sicherheitskennzeichnung
GB2452078B (en) * 2007-08-23 2009-12-23 Rue De Int Ltd Security devices for security substrates
JP5541583B2 (ja) * 2010-08-04 2014-07-09 大日本印刷株式会社 発光媒体および発光媒体の確認方法
GB201212046D0 (en) * 2012-07-06 2012-08-22 Rue De Int Ltd Security devices
DE102012111054B4 (de) * 2012-11-16 2023-10-19 Bundesdruckerei Gmbh Sicherheitselement für ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6089614A (en) * 1996-06-14 2000-07-18 De La Rue International Limited Security device
CN1423681A (zh) * 2000-04-14 2003-06-11 西柏控股有限公司 用于书写工具、书写设备和光学可变标记层的固体标记组合物与光学可变颜料的用途
US20030188842A1 (en) * 2000-05-08 2003-10-09 Dieter Ronnenberg Influencing the profile of the properties of a web by means of an acoustic field
US7654581B2 (en) * 2005-05-06 2010-02-02 Canadian Bank Note Company, Limited Security document with ultraviolet authentication security feature
US20100230615A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-16 Charles Douglas Macpherson Security device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110727156A (zh) * 2018-06-29 2020-01-24 唯亚威通讯技术有限公司 具有不对称层结构的光学器件

Also Published As

Publication number Publication date
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