ES2560861T3

ES2560861T3 - Cuerpo multicapas con sistemas de capas con efectos ópticos y controlables eléctricamente

Info

Publication number: ES2560861T3
Application number: ES06762366.0T
Authority: ES
Inventors: Klaus Ludwig; Wolfgang Clemens
Original assignee: Leonhard Kurz Stiftung and Co KG; PolyIC GmbH and Co KG
Current assignee: Leonhard Kurz Stiftung and Co KG; PolyIC GmbH and Co KG
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2006-07-04
Publication date: 2016-02-23
Anticipated expiration: 2026-07-04
Also published as: JP2008545172A; JP5425466B2; EP1899901A1; KR20080053459A; EP1899901B8; DE102005031448A1; CA2614064C; CA2614064A1; AU2006265350B2; CN101258516B; AU2006265350A1; KR101424820B1; TW200720729A; CN101258516A; US7940340B2; WO2007003405A1; EP1899901B1; US20080198278A1; TWI457634B

Abstract

Cuerpo multicapas que presenta un primer sistema de capas con efectos ópticos y un segundo sistema de capas eléctricamente controlable, en el que - el primer sistema de capas (10) es un elemento ópticamente variable (OVD), presentando el primer sistema de capas (10) una capa de replicación (12) y una estructura en relieve difractante (12b) está modelada en la capa de replicación (12), y / o en el que el primer sistema de capas (10) es un sistema de capas de película delgada para la producción de efectos de color por interferencia, y / o en el que el primer sistema de capas (10) presenta una capa de cristal líquido colestérico y una capa de absorción, - puede influirse en el efecto óptico del primer sistema de capas (10) a través del el segundo sistema de capas controlable eléctricamente (20), el segundo sistema de capas (20, 40, 50, 60) está dispuesto encima del primer sistema de capas (10), - el segundo sistema de capas (20, 40, 50) presenta una capa de electrodo superior y una o varias capas (24, 54) que están dispuestas entre la capa de electrodo superior y una capa de electrodo inferior (14), y - el primer sistema de capas (10) presenta una capa de reflexión metálica (14) que forma la capa de electrodo inferior del segundo sistema de capas (20, 40, 50).

Description

DESCRIPCION

Cuerpo multicapas con sistemas de capas con efectos opticos y controlables electricamente

5 La invencion se refiere a un cuerpo multicapas con un sistema de capas con efectos opticos.

Los sistemas de capas con efectos opticos se utilizan, por ejemplo, para fines decorativos o informativos, o bien para dotar documentos de seguridad de caractensticas opticas de seguridad que, por una parte, dificultan su falsificacion mediante el uso de modernas fotocopiadoras a color y otros sistemas de reproduccion y, por otra parte, son 10 reconocibles de forma sencilla e inequvoca por personas no expertas.

Con este objetivo, se conoce el incorporar hilos de seguridad en documentos de valor como elementos de seguridad, los cuales se disponen de tal modo que el hilo queda descubierto superficialmente por zonas y, de este modo, el observador puede comprobar las caractensticas de seguridad opticas incorporadas en el hilo, por ejemplo, 15 hologramas o desmetalizaciones parciales.

Asimismo, a partir del documento EP 1 134 694 A1 se conoce imprimir en una hoja o tira de papel un circuito electronico hecho de material semiconductor organico que esta conectado, a traves de un circuito impreso, con una banda metalica de una tarjeta de credito. En este caso, el circuito electronico no se basa en componentes 20 electronicos hechos de materiales semiconductores convencionales sino en transistores de efecto de campo organicos fabricados con la tecnologfa de polfmeros semiconductores. La banda metalica sirve como antena, a traves de la cual es posible una comunicacion entre el circuito semiconductor y un circuito de valoracion correspondiente. Con ello, el circuito electronico puede servir para detectar falsificaciones y, ademas, se posibilita una localizacion del documento.

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La invencion se basa en el objetivo de indicar un cuerpo multicapas con una apariencia optica mejorada.

El objetivo de la invencion se alcanza con un cuerpo multicapas segun la reivindicacion 1 que presenta un primer sistema de capas con efectos opticos, en el que el primer sistema de capas es un elemento opticamente variable 30 (OVD, Optically Variable Device) y puede influirse en el efecto optico del primer sistema de capas a traves de un segundo sistema de capas controlable electricamente.

Un cuerpo multicapas de este tipo puede configurarse flexible y con un reducido grosor, a partir de lo cual resultan ventajas especiales en relacion con su aplicacion y fabricacion. El cuerpo multicapas puede fabricarse de forma 35 economica, por ejemplo, como cuerpo en forma de lamina, en un proceso rollo a rollo y, por tanto, es adecuado para la produccion en serie.

El cuerpo multicapas segun la invencion puede emplearse tanto como novedoso elemento de seguridad para documentos de valor, documentos de seguridad y proteccion de productos asf como tambien con fines decorativos o 40 de promocion de productos. Asimismo, el cuerpo multicapas puede utilizarse en pantallas de visualizacion, etiquetas RFID y como indicacion de estado en dispositivos electricos.

A pesar del reducido grosor posible del cuerpo multicapas, puede configurarse como cuerpo en forma de lamina de gran superficie y, por ejemplo, colocarse en embalajes, ventanas o superficies de edificios.

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Otras posibles configuraciones se indican en las reivindicaciones subordinadas.

Esta previsto que el segundo sistema de capas se disponga por encima del primer sistema de capas.

50 Ademas, puede estar previsto que puedan controlarse las propiedades opticas del segundo sistema de capas, en particular, su densidad optica y / o su difusion de la luz y / o su color.

Asimismo, esta previsto que el segundo sistema de capas presente una capa de electrodo superior y una capa de electrodo inferior, entre las cuales se dispone una o varias capas. Preferiblemente, estas capas son capas cuyas 55 propiedades opticas pueden modificarse mediante la aplicacion de una tension entre las capas de electrodo.

La capa de electrodo superior puede estar hecha de PEDOT/PSS (polietilendioxitiofeno/poliestireno sulfonato) o PANI (polianilina).

Ademas, puede estar previsto que la capa de electrodo superior sea una capa de ITO (oxido de indio y estano). Este tipo de capas son capas conductoras transparentes.

El electrodo superior tambien puede estar compuesto por una capa metalica translucida muy delgada. La capa 5 metalica puede presentar un grosor de 0,5 nm a 30 nm —normalmente, un grosor de 5 nm— y estar hecha de oro, plata, cromo, cobre o aluminio.

En otra configuracion, esta previsto que el segundo sistema de capas presente una capa que se dispone entre la capa de electrodo superior y la capa de electrodo inferior y presenta una pluralidad de pequenas burbujas de cristal 10 lfquido con un diametro de 0,1 |im a 40 |im que estan unidas formando una matriz polimerica. La matriz polimerica puede estar formada, por ejemplo, por monomeros con un grosor de capa de 5 |im a 40 |im que se polimerizan, por ejemplo, mediante radiacion UV. En este sentido, puede tratarse, por ejemplo, del producto PN 393 de la empresa Nematel. Las pequenas burbujas de cristal lfquido presentan cristales lquidos en una orientacion arbitraria y desordenada. Por tanto, dispersan la luz incidente de modo que no pueden observarse o no pueden reproducirse 15 con precision las capas dispuestas por debajo de la capa. Los cristales lfquidos se orientan en un campo electrico que se forma entre las capas de electrodos superior e inferior si las capas de electrodos estan conectadas con los polos de una fuente de tension electrica.

La fuente de tension puede ser tanto una fuente de tension continua como tambien una fuente de tension alterna. 20 Tambien puede estar previsto utilizar como fuente de tension para el cuerpo multicapas segun la invencion fuentes de tension electroqmmicas, circuitos oscilantes electricos que se encuentran en un campo electromagnetico y cuya senal se ajusta con un circuito electronico a una frecuencia de senal adecuada, por ejemplo, 100 Hz, o celulas solares.

25 En otra configuracion ventajosa esta previsto que el segundo sistema de capas presente una capa de cristal lfquido dispuesta entre las capas de electrodos superior e inferior y al menos una capa de polarizacion. Pueden estar previstas, por ejemplo, dos capas de polarizacion cuyos planos de polarizacion se cruzan 90°. Ademas, puede estar previsto que la capa de cristal lfquido presente cristales lfquidos colestericos. Mediante los cristales lfquidos se gira 90° la direccion de polarizacion de la luz. Esto tiene como consecuencia que la luz polarizada pueda pasar a traves 30 de la capa de polarizacion inferior. Por tanto, el segundo sistema de capas aparece transparente y permite la vision del primer sistema de capas. Si entre las dos capas de electrodos se configura un campo electrico, el segundo sistema de capas aparece oscuro y no permite la vision del primer sistema de capas que se encuentra debajo.

Asimismo, puede estar previsto que el segundo sistema de capas presente una capa de electrolito dispuesta entre 35 las capas de electrodos superior e inferior, y que la capa de electrodo superior sea una capa electrocromica, por ejemplo, hecha de un material organico electricamente conductor tal como PEDOT/PSS o polianilina (PANI). Una reaccion redox, controlable mediante la direccion de la corriente en la capa de electrolito, puede modificar el color de una capa electrocromica hecha de PEDOT/PSS de azul claro a azul oscuro. Si la capa electrocromica esta hecha de PAIN, el color puede cambiar de azul verdoso a azulado. La capa de electrolito tambien puede contener iones 40 metalicos, determinando la direccion de la corriente en la capa de electrolito si los iones metalicos de la capa de electrolito se transportan a la capa de electrodo electrocromica o se alejan de esta. Si los iones metalicos son, por ejemplo, iones de wolframio, la capa de electrodo electrocromica puede controlarse de azul oscuro a incolora.

Existen otros sistemas electrocromicos, por ejemplo, los que reaccionan a un cambio del valor de pH. Tambien 45 pueden utilizarse dichos sistemas.

Dado que el primer sistema de capas presenta una capa de reflexion metalica, esta previsto que la capa electricamente conductora forme la capa de electrodo inferior del segundo sistema de capas.

50 En otra configuracion ventajosa esta previsto que el segundo sistema de capas presente una capa termocromica y una capa de resistencia electrica.

Asimismo, puede estar previsto que al menos una capa del primer sistema de capas forme la capa de resistencia electrica del segundo sistema de capas. El segundo sistema de capas puede estar configurado de modo que 55 presente zonas que reproducen una informacion grafica y / o alfanumerica. Las zonas pueden presentar, por ejemplo, la forma de letras que forman una palabra escrita, la cual puede destacarse mediante la activacion electrica del segundo sistema de capas. Tambien puede tratarse de un codigo de barras que solo se destaca cuando el cuerpo multicapas se expone a un campo electrico en un dispositivo de lectura. Una caractenstica de este tipo no puede falsificarse con los procedimientos de reproduccion convencionales. Por ejemplo, en un caso de aplicacion de

este tipo puede estar previsto que el segundo sistema de capas este configurado sin capas de electrodos. Con ello, de forma ventajosa, al utilizar de forma normal el objeto en el que esta colocado el cuerpo multicapas segun la invencion, no puede apreciarse el segundo sistema de capas. Asimismo, puede estar previsto que el efecto optico del segundo sistema de capas pueda controlarse de forma reversible.

5

En otra configuracion ventajosa esta previsto que la alteracion optica del segundo sistema de capas provocada por una tension electrica se mantenga tras la desconexion de la tension electrica. Para ello, los cristales lfquidos pueden configurarse como cristales lfquidos ferroelectricos. Los cristales lfquidos ferroelectricos permiten almacenar el efecto del campo electrico durante mas tiempo, por ejemplo, durante semanas, y pueden reinicializarse mediante un

10 impulso electrico. Tambien puede estar previsto, por ejemplo, emplear un cuerpo multicapas con cristales lfquidos ferroelectricos como memoria de datos para una fecha de caducidad. La fecha de caducidad puede hacerse visible una vez trascurrido un plazo de caducidad debido a que los cristales lfquidos ferroelectricos regresan a su situacion de partida y la segunda capa estructural se hace nuevamente transparente.

15 En el presente documento, se entiende por «un sistema de capas electricamente controlable» cualquier sistema de capas en el que, mediante la aplicacion de una tension electrica, se modifique al menos un parametro de su efecto optico. En este caso se trata de una modificacion de una propiedad del material que se define mediante una magnitud electrica.

20 Esta previsto que el primer sistema de capas presente una capa de replicacion y una capa de reflexion metalica y en la capa de replicacion este formada una estructura en relieve difractante que forma, en particular, una rejilla de difraccion y / o un holograma y / o un Kinegram® o Trustseal® o un sistema equiparable.

Asimismo, el primer sistema de capas puede ser un sistema de capas de pelfcula delgada para generar por

25 interferencia efectos de cambio de color que dependen del angulo de vision. Las capas que generan los cambios de color estan configuradas con un grosor d = X/4 o d = X/2, donde X designa la longitud de onda de la luz incidente.

Ademas, tambien es posible configurar el sistema de capas de pelfcula delgada de modo que este formado por una sucesion de capas de alta y baja difraccion. Este tipo de capas se denominan tambien capas HRI (HRI = High

30 Refraction Index, alto mdice de refraccion) o capas LRI (LRI = Low Refraction Index, reducido mdice de refraccion). Cuanto mas alto se elige el numero de capas, con mayor precision puede ajustarse la longitud de onda del efecto de cambio de color. En este sentido, resulta especialmente ventajoso configurar un sistema de capas de pelmula delgada de este tipo formado por entre dos y diez capas (variante en numero par) o entre tres y nueve capas (variante en numero impar).

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El primer sistema de capas tambien puede ser un sistema de capas que presente una capa de cristal lfquido colesterico y una capa de absorcion. Un sistema de capas de este tipo muestra un efecto de cambio de color dependiente del angulo de vision similar al sistema de capas de pelmula delgada.

40 Tambien son concebibles sistemas que solo necesitan un plano de electrodo. En este sentido, puede tratarse, por ejemplo, de un elemento de calefaccion para una capa termocromica o un sistema de capas, tal como se ha descrito anteriormente, con cristales lfquidos colestericos que pueden activarse en el plano. La capa dispuesta debajo de los cristales lfquidos puede presentar protuberancias separadas unas de otras con un ancho de aprox. 20 |im y una altura de 20 |im a 100 |im que estan dispuestas con una separacion < 100 |im. Entre las protuberancias pude estar

45 configurado un elemento OVD —descrito anteriormente— que, debido a las reducidas dimensiones de las protuberancias, aparece opticamente como un todo. Los electrodos configurados sobre las protuberancias forman zonas en forma de tiras que estan unidas de forma que pueden conectarse alternadamente con los polos de una fuente de tension. El campo electrico configurado entre las zonas discurre tambien dentro de la capa de cristal lfquido y no, de forma perpendicular a la capa de cristal lfquido.

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Tambien puede estar previsto disponer las protuberancias en forma de tablero de ajedrez o estructurar de forma correspondiente el primer y / o el segundo sistema de capas y configurar las lmeas de conexion como matriz, de modo que cada area de electrodos pueda activarse por filas y columnas.

55 Tambien es posible activar por puntos los cristales lfquidos que se encuentran entre una capa superior de electrodos y una capa inferior de electrodos estructurada a modo de tablero de ajedrez. Tambien puede estar previsto que cristales lfquidos dispuestos encima de zonas activadas de la capa de electrodo inferior esten orientados en el campo electrico y cristales lfquidos dispuestos encima de zonas no activadas de la capa de electrodo inferior mantengan la orientacion desordenada. De esta manera, las zonas activadas o no activadas pueden formar

patrones, por ejemplo, una imagen, un logotipo o uno o varios signos alfanumericos. Las zonas aisladas electricamente unas de otras pueden activarse de forma alterna, de modo que las subzonas cambien sucesivamente su apariencia optica.

5 En otra configuracion esta previsto que el cuerpo multicapas presente un sistema electronico de activacion, que, preferiblemente, es un sistema electronico de activacion organico.

Tambien puede estar previsto que el cuerpo multicapas presente uno o varios sensores y / o circuitos RFID y / o pantallas de visualizacion y / o interruptores y / o fuentes de tension.

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Con las dos configuraciones antes citadas se esboza groseramente el campo de aplicacion del cuerpo multicapas segun la invencion, no quedando limitadas por ello otras aplicaciones.

Adicionalmente, puede estar previsto que el cuerpo multicapas este configurado de forma flexible y / o presente una 15 lamina de soporte transparente y flexible. De forma ventajosa, un cuerpo multicapas flexible puede colocarse tambien en superficies curvas. Con ello, resiste especialmente bien las solicitaciones de pandeo que pueden presentarse en sustratos de soporte delgados tales como, por ejemplo, embalajes, billetes bancarios o documentos.

En especial, los cuerpos multicapas flexibles pueden fabricarse de forma economica como producto de fabricacion 20 en serie en instalaciones previstas para un proceso rollo a rollo. En este sentido, en el cuerpo multicapas pueden integrarse sin mas modulos adicionales tales como etiquetas RFID, celulas solares, batenas, acumuladores, circuitos integrados, interruptores de membrana y sensores.

A continuacion, la invencion se ilustra a tttulo de ejemplo mediante varios ejemplos de realizacion con ayuda de los 25 dibujos adjuntos.

Las figuras muestran lo siguiente:

las figs. 1a y 1b, un primer ejemplo de realizacion de un cuerpo multicapas segun la invencion en una representacion 30 esquematica de un corte;

las figs. 2a y 2b, un segundo ejemplo de realizacion de un cuerpo multicapas segun la invencion en una representacion esquematica de un corte;

35 las figs. 3a y 3b, un tercer ejemplo de realizacion de un cuerpo multicapas segun la invencion en una representacion esquematica de un corte;

las figs. 4a y 4b, un cuarto ejemplo de realizacion de un cuerpo multicapas segun la invencion en una representacion esquematica de un corte;

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las figs. 5a y 5b, un quinto ejemplo de un cuerpo multicapas en una representacion esquematica de un corte;

las figs. 6a a 7b, un ejemplo de aplicacion de un cuerpo multicapas segun la invencion.

45 Las figuras 1a y 1b muestran, en una representacion esquematica de un corte, un cuerpo multicapas 1 con un sistema de capas opticamente variable 10 y un sistema de capas controlable 20.

El sistema de capas 10 es un elemento opticamente variable (OVD) con una capa de estructura 12 en la que esta formada una rejilla de difraccion 12b. La capa de estructura 12 puede estar configurada, por ejemplo, de un barniz 50 de replicacion termoplastico con un grosor de capa de algunos |im en el que se ha estampado la rejilla de difraccion 12b con ayuda de un rodillo de replicacion calefactado. La capa de estructura 12 esta dotada de una capa de reflexion metalica 14 que esta hecha, por ejemplo, de aluminio, plata, cromo, cobre u oro.

El sistema de capas controlable 20 presenta una capa de soporte 22 que esta dispuesta sobre la capa metalica 14. 55 La capa de soporte 22 es una matriz polimerica en la que esta encastrada una pluralidad de pequenas burbujas de cristal lfquido 22f. Las burbujas de cristal lfquido tienen un diametro de 0,1 |im a 15 |im. La matriz polimerica esta hecha de PN393, que puede aplicarse con un grosor de capa de 5 |im a 40 |im. Preferiblemente, el grosor de capa es de 10 |im.

Sobre la capa de soporte 22 esta dispuesta una capa de proteccion transparente 26 que, en su lado inferior, presenta una capa de electrodo 24. En este ejemplo de realizacion, las capas 26 y 24 son una lamina Orgakon™ de Agfa transparente y recubierta de forma conductora y la capa de electrodo 24 es un polfmero transparente conductor. En este caso, se trata de PEDOT/PSS, que puede presentar un grosor de capa de 50 nm a 500 nm.

5 Preferiblemente, el grosor de capa es de 200 nm. La capa de electrodo 24 tambien puede estar configurada como capa metalica transparente. Entre la capa de electrodo 24 y la capa de reflexion metalica 14 puede generarse un campo electrico mediante la aplicacion de una tension electrica, a traves de lo cual pueden orientarse los cristales lfquidos contenidos en las burbujas de cristal lfquido 22f. Los cristales lfquidos se simbolizan en las figuras 1a y 1b mediante pequenas rayas. Por consiguiente, en este ejemplo de realizacion, la capa de reflexion metalica 14 es al 10 mismo tiempo una capa de electrodo para el sistema de capas electricamente controlable 20. Por tanto, se trata de una capa con multiple funcion.

La tension electrica para controlar el sistema de capas 20 la facilita una fuente de tension electrica 30 que esta conectada de forma electricamente conductora con las capas 14 y 24 mediante lmeas de conexion 34 y 34' y un 15 interruptor 32. Las lmeas de conexion 34, 34', ilustradas de forma simbolica en las figuras 1a y 1b, pueden ser circuitos impresos que se forman mediante la continuacion de las capas 14 y 24 electricamente conductoras. No obstante, tambien pueden ser circuitos impresos metalicos que estan conectados electricamente con las capas 14 y 24 y, por ejemplo, estan metalizados al vado.

20 La figura 1a muestra el cuerpo multicapas 1 con el interruptor 32 abierto. Los cristales lfquidos dispuestos en las burbujas de cristal lfquido 22f adoptan una posicion aleatoria desordenada, de modo que la luz que incide en el cuerpo multicapas 1 se refleja de forma difusa, debido a lo cual el primer sistema de capas no puede observarse, solo puede observarse vagamente o no puede formarse ningun efecto optico.

25 La figura 1b muestra ahora el cuerpo multicapas 1 con el interruptor 32 cerrado. Entre las capas 14 y 24 se configura ahora un campo electrico cuyas lmeas de campo estan orientadas en perpendicular a la superficie de las capas 14 y 24, de modo que los cristales lfquidos dispuestos en las burbujas de cristal lfquido 22f adquieren ahora una posicion ordenada con orientacion en paralelo a las lmeas de campo electrico. Entonces, debido a su reducido diametro de solo algunos nm, permiten que la luz que incide en el cuerpo multicapas incida practicamente por completo en la 30 superficie de la capa de estructura 12 dotada de la capa de reflexion 12, de modo que el primer sistema de capas 10 puede desplegar su efecto optico como OVD.

La polaridad de la fuente de tension electrica 30 es irrelevante para el principio de accion de la orientacion de los cristales lfquidos en las lmeas de campo electrico, en el que se basa el ejemplo de realizacion mostrado en las 35 figuras 1a y 1b. Por tanto, la fuente de tension electrica 30 puede ser tanto una fuente de tension continua como tambien una fuente de tension alterna. Para la configuracion del campo electrico adecuado para la orientacion de los cristales lfquidos es importante, fundamentalmente, la tension emitida por la fuente de tension 30. En el ejemplo de realizacion mostrado en las figuras 1a y 1b esta prevista una tension de aproximadamente 20 V.

40 En el ejemplo de realizacion mostrado en las figuras 1a y 1b, esta previsto que la fuente de tension 30 se conecte o desconecte por medio del interruptor 32. No obstante, tambien puede estar previsto prescindir el interruptor 32 y configurar la fuente de tension 30 como un circuito resonante en el que un campo electromagnetico externo induce una tension alterna que, dado el caso, se transforma adicionalmente a tension continua mediante un rectificador. La tension continua puede convertirse, mediante un sistema electronico adecuado, por ejemplo, un oscilador en anillo, 45 nuevamente a una tension alterna en una franja de frecuencias especialmente favorable, en torno a 100 Hz. Ademas, puede estar previsto un capacitor que, al activarlo con tension continua, la facilite tambien durante un intervalo de tiempo limitado tras la desconexion del campo magnetico. Si el cuerpo multicapas forma, por ejemplo, lo que se conoce como una etiqueta RFID, es decir, una disposicion de circuitos para la identificacion de objetos basada en radiofrecuencia, los elementos anteriormente citados pueden ser componentes de dicha etiqueta RFID. 50 De forma ventajosa, la etiqueta RFID puede estar configurada como circuito de laminas organico.

Las figuras 2a y 2b muestran un cuerpo multicapas 1' que no esta configurado con una segunda capa de electrodo (vease la capa de electrodos 24 de las figuras 1a y 1b). Mas bien, la capa de estructura 12 esta configurada ahora con una estructura en relieve que presenta protuberancias con un ancho de aprox. 20 |im y una altura de 20 |im a 55 100 |im dispuestas con una separacion < 100 |im. Entre las protuberancias esta configurada, en la capa de estructura, la rejilla de difraccion 12b, que tambien se muestra en las figuras 1a y 1b. La capa de reflexion metalica 14 forma entonces zonas en forma de tiras dispuestas sobre las protuberancias que estan conectadas de forma alterna con las lmeas de conexion 34 y 34' de modo que, con el interruptor 32 cerrado (vease la figura 2b), las zonas en forma de tiras de la capa de reflexion 14 se conectan de forma alterna con el polo positivo o el polo negativo de la

fuente de tension 30. Por tanto, el campo electrico configurado entre las zonas discurre dentro de la capa de soporte 22 y no, como en el primer ejemplo de realizacion mostrado en las figuras 1a y 1b, perpendicular a la capa de soporte 22. No obstante, los cristales lfquidos que se encuentran en las burbujas de cristal lfquido 22f se orientan en el campo electrico de forma analoga a la figura 1b y, cuando el interruptor 32 esta cerrado, tal como se muestra en la 5 figura 2b.

Tambien puede estar previsto disponer las protuberancias en forma de tablero de ajedrez en la capa de estructura 12 y configurar las lmeas de conexion como matriz, de modo que cada zona de la capa de reflexion 14 pueda activarse por filas y columnas. Otro ejemplo de realizacion —no mostrado— puede prever adicionalmente una capa 10 de electrodo 24, tal como se muestra en las figuras 1a y 1b, de modo que, con ayuda de la capa de reflexion 14, estructurada a modo de tablero de ajedrez, los cristales lfquidos dispuestos encima de zonas activadas de la capa de reflexion 14 se orienten en el campo electrico y los cristales lfquidos dispuestos sobre zonas no activadas de la capa de reflexion 14 mantengan la orientacion desordenada. De esta manera, las zonas activadas o no activadas pueden formar un patron, por ejemplo, representar un logotipo o uno o varios signos alfanumericos.

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Las figuras 3a y 3b muestran un cuerpo multicapas 2 que se diferencia del cuerpo multicapas 1 mostrado en las figuras 1a y 1b por la configuracion del sistema de capas controlable 40. Un sistema de capas controlable 40 presenta una capa de cristal lfquido 42 en la que estan incrustados cristales lfquidos 42f que permiten girar el plano de polarizacion de luz polarizada.

20

El lado superior de la capa de cristal lfquido 42 esta cubierto por una capa de polarizacion superior 46o y el lado inferior de la capa de cristal lfquido esta cubierto por una capa de polarizador inferior 46u. Las direcciones de polarizacion de las capas de polarizador 46o y 46u se cruzan a 90°. Por tanto, la luz incidente se polariza antes de la entrada en la capa de cristal lfquido. Los cristales lfquidos giran entonces 90° el plano de polarizacion de la luz 25 polarizada. Esto tiene como consecuencia que la luz polarizada puede pasar a traves de la capa de polarizacion inferior 46u y se refleja en la capa de reflexion 14 del sistema de capas 10. Entonces, la luz reflejada se gira nuevamente por los cristales lfquidos 42f dispuestos en columnas y sale de la capa de polarizacion superior 46o. Por tanto, el sistema de capas 40 aparece transparente y permite la vision del sistema de capas 10 configurado como OVD.

30

En la capa de polarizacion superior 46o esta dispuesta la capa de proteccion transparente 26, que presenta la capa de electrodo 24 en su lado inferior. Tal como ya se ha expuesto anteriormente, las capas 26 y 24 son, por ejemplo, una lamina Orgakon™ transparente revestida de forma conductora. La capa de electrodo 24 esta conectada con la fuente de tension 30 por medio de la lmea de conexion 34' y el interruptor 32. El otro polo de la fuente de tension 30 35 esta conectado con la capa metalica 14 por medio de la lmea de conexion 34. De este modo, mediante el cierre del interruptor 32, puede generarse un campo electrico entre las capas 14 y 24, a traves de lo cual se llevan los cristales lfquidos 42f a una posicion tal que la luz polarizada por la capa de polarizacion superior 46o ya no puede pasar a traves de la capa de polarizacion inferior 46u. En la figura 2b se muestra este estado del cuerpo multicapas 2, en el que ya no puede observarse el efecto optico generado por el sistema de capas 10.

40

Tambien puede estar previsto disponer la capa de polarizacion superior 46o y la capa de polarizacion inferior 46u con la misma direccion de polarizacion, de modo que el sistema de capas controlable electricamente 20 aparezca opaco con la tension desconectada y transparente, con la tension conectada.

45 Asimismo, para la capa de cristal lfquido 42f pueden preverse cristales lfquidos ferroelectricos. Los cristales lfquidos ferroelectricos tienen la propiedad de acumular campos electricos, de modo que el estado de conexion de una capa de cristal lfquido configurada con cristales lfquidos ferroelectricos se mantiene durante un mayor intervalo de tiempo tambien tras desconectar la tension. Esta capa de cristal lfquido puede reinicializarse mediante un impulso de conexion.

50

Las figuras 4a y 4b muestran ahora un cuerpo multicapas 3 en el que, en el sistema de capas opticamente variable 10, esta dispuesto un sistema de capas controlable electricamente 50 formado por una capa de electrolito 52 que esta en contacto con dos capas de electrodo. La capa de electrodo inferior esta formada, al igual que en los ejemplos de realizacion antes descritos, por la capa de reflexion 14 del sistema de capas 10. Una capa de electrodo 55 superior 54 esta hecha de un material electrocromico, por ejemplo, PEDOT/PSS. La capa de electrodo superior 54 esta cubierta por la capa de proteccion 26. Las dos capas de electrodos 14 y 54 estan conectadas con la fuente de tension 30 a traves de las lmeas de conexion 34 y 34', que se conducen a un interruptor 32u. En el tercer ejemplo de realizacion mostrado en las figuras 3a y 3b, la fuente de tension 30 es una fuente de tension continua cuya polaridad determina el estado optico de la capa de electrodo electrocromica 54. En este sentido, a traves de la capa de

electrolito 52 fluye una corriente electrica cuya direccion de flujo viene dada por la posicion del interruptor 32u, y los iones metalicos, en el ejemplo de realizacion mostrado, se transportan desde la capa de electrolito 52 a la capa de electrodo electrocromica 54, o se alejan de esta. Si se trata, por ejemplo, de iones de wolframio, la capa de electrodo electrocromica 54 puede controlarse de azul oscuro a incolora. Tal como se ha descrito anteriormente, son posibles 5 otras realizaciones que se basan en la variacion del valor del pH de la capa de electrolito o reacciones redox determinadas por la direccion de la corriente.

El interruptor 32u es un conmutador bipolar, a traves del cual puede invertirse la direccion de la corriente electrica que fluye a traves de la capa de electrolito 52. De este modo, la capa de electrodo electrocromica 54 puede llevarse 10 de un primer estado opaco y a color a un estado transparente incoloro.

Las figuras 5a y 5b muestran un cuerpo multicapas 4 en el que, sobre el sistema de capas opticamente variable 10, esta dispuesto un sistema de capas controlable electricamente 60 que presenta una capa termocromica 62. En el ejemplo de realizacion mostrado, la capa termocromica 62 esta hecha de TCX B-31 de la empresa Coats Screen con 15 un grosor de capa de aprox. 20 |im. El grosor de capa puede oscilar entre 0,5 |im y 100 |im. La capa termocromica 62 esta cubierta por la capa de proteccion 26.

La capa de reflexion metalica 14 del sistema de capas 10 esta conectada con la fuente de tension 30 a traves de las lmeas de conexion electrica 34, 34' y el interruptor 32, y forma al mismo tiempo una capa de resistencia electrica 20 para calentar la capa termocromica 62. Por tanto, al igual que en los ejemplos de realizacion precedentes, la capa de reflexion 14 es una capa que puede asociarse funcionalmente a los dos sistemas de capas del cuerpo multicapas. No obstante, tambien puede estar prevista una capa de resistencia independiente, en especial, si la capa de reflexion 14 no puede cargarse electricamente de forma suficiente. En un caso de este tipo, esta previsto que la capa de resistencia este configurada de forma transparente, por ejemplo, de ITO (oxido de indio y estano), o 25 sea otro material conductor. Tambien se consideran, por ejemplo, los materiales PEDOT/PSS o PANI para capas de resistencia transparentes. La capa de resistencia tambien puede estar dispuesta debajo de la capa de estructura 12 y, en este caso, no debe estar configurada de forma transparente.

Como puede observarse en la figura 5a, la capa termocromica 62 es opaca cuando el interruptor 32 esta abierto. Si 30 se cierra entonces el interruptor 32, tal como se muestra en la figura 5b, la capa de reflexion 14 se calienta por el flujo de corriente incidente y, como consecuencia de ello, tambien se caliente la capa termocromica 62 dispuesta sobre la capa de reflexion 14 y, de este modo, se hace transparente. Entonces, puede observarse el efecto optico generado por el sistema de capas opticamente variable 10.

35 Las figuras 6a y 7b muestran ahora un ejemplo de aplicacion del cuerpo multicapas segun la invencion.

La figura 6a muestra, en una representacion en corte esquematica, un cuerpo multicapas 5 que esta configurado igual que el cuerpo multicapas 1 mostrado en las figuras 1a y 1b. En este caso, algunas capas de las figuras 1a y 1b estan agrupadas en cada caso.

40

Una capa 52 con burbujas de cristal lfquido unidas en una matriz polimerica esta dotada de una capa de electrodo superior 54 y dispuesta en un sistema de capas OVD 56 que, tal como se muestra en las figuras 1a y 1b, esta formado por una capa de replicacion y una capa de reflexion metalica. La capa de reflexion dirigida al sistema de capas OVD forma al mismo tiempo la capa de electrodo inferior para la capa 52.

45

La figura 6b muestra ahora, en una vista en planta superior esquematica, el cuerpo multicapas 5, cuyas capas de electrodos estan conectadas con una fuente de tension 58 a traves de lmeas de conexion 58l y un interruptor 58s. El sistema de capas OVD 56 presenta una palabra escrita 56s que, debido a la capa 52 opaca en el estado sin tension, solo puede observarse vagamente o no puede percibirse en absoluto.

50

Las figuras 7a y 7b muestra el cuerpo multicapas 5, cuyas capas de electrodos estan conectadas con la fuente de tension 58 dado que el interruptor 58s esta cerrado. Por tanto, la capa 52 esta configurada como capa clara, de modo que ahora la palabra escrita 56s dispuesta sobre el sistema de capas OVD puede leerse claramente. Asimismo, ahora ha de percibirse el efecto optico, que puede ser, por ejemplo, un cambio de color al abatir el cuerpo 55 multicapas 5. Tambien puede estar previsto que la palabra escrita 56s muestre un efecto optico dependiente del angulo de vision, por ejemplo, cambia ostensiblemente de posicion.

El cuerpo multicapas segun la invencion puede presentar otras capas, por ejemplo, una capa de adhesivo aplicada en el reverso del sistema de capas opticamente variable o capas que configuran elementos funcionales tales como

fuentes de tension, sensores o circuitos electronicos. Preferiblemente, puede estar previsto que las capas esten hechas de poKmeros, en particular, tambien para la configuracion de circuitos electronicos. No obstante, por el termino «circuitos organicos» tambien debe entenderse expresamente circuitos o disposiciones de circuito que, ademas de capas organicas, presenten tambien o unicamente capas inorganicas.

5

Los cuerpos multicapas segun la invencion se caracterizan ademas porque pueden configurarse flexibles y con un reducido grosor, de lo cual se derivan ventajas especiales en relacion con su aplicacion y fabricacion. Los cuerpos multicapas pueden, por ejemplo, fabricarse de forma economica como cuerpos en forma de lamina en un proceso rollo a rollo y, por tanto, son adecuados para la produccion en serie.

10

El cuerpo multicapas segun la invencion tambien puede presentar un material de soporte no flexible, por ejemplo, de vidrio o ceramica, sin abandonar por ello el marco de la invencion.

Asimismo, el cuerpo multicapas segun la invencion tambien puede estar configurado para una alteracion irreversible 15 de las propiedades opticas. Por ejemplo, puede estar previsto que la modificacion este ocasionada por una sobretension aplicada durante un breve intervalo de tiempo y que el cuerpo multicapas senalice de forma permanente la sobresolicitacion aplicada. Un efecto de este tipo puede desencadenarse en capas electrocromicas a traves de un proceso qmmico irreversible en la capa de electrolito.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Cuerpo multicapas que presenta un primer sistema de capas con efectos opticos y un segundo sistema de capas electricamente controlable, en el que

5

- el primer sistema de capas (10) es un elemento opticamente variable (OVD), presentando el primer sistema de capas (10) una capa de replicacion (12) y una estructura en relieve difractante (12b) esta modelada en la capa de replicacion (12), y / o en el que el primer sistema de capas (10) es un sistema de capas de pelfcula delgada para la produccion de efectos de color por interferencia, y / o en el que el primer sistema de capas (10) presenta una capa

10 de cristal lfquido colesterico y una capa de absorcion,

- puede influirse en el efecto optico del primer sistema de capas (10) a traves del el segundo sistema de capas controlable electricamente (20), el segundo sistema de capas (20, 40, 50, 60) esta dispuesto encima del primer sistema de capas (10),

15

- el segundo sistema de capas (20, 40, 50) presenta una capa de electrodo superior y una o varias capas (24, 54) que estan dispuestas entre la capa de electrodo superior y una capa de electrodo inferior (14), y

- el primer sistema de capas (10) presenta una capa de reflexion metalica (14) que forma la capa de electrodo 20 inferior del segundo sistema de capas (20, 40, 50).
2. Cuerpo multicapas segun la reivindicacion 1, caracterizado porque las caractensticas opticas del segundo sistema de capas (20, 40, 50, 60) pueden controlarse electricamente, en particular, su densidad optica y / o su dispersion de la luz y / o su color.

25
3. Cuerpo multicapas segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque la capa de electrodo superior (24, 54) esta hecha de (PEDOT)/PSS o PANI.
4. Cuerpo multicapas segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque la capa de electrodo superior 30 (24, 54) es una capa de ITO (oxido de indio y estano).
5. Cuerpo multicapas segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque la capa de electrodo superior (24, 54) y / o la capa de electrodo inferior (14) es una capa metalica hecha de oro, plata, cromo o cobre, por ejemplo, con un grosor de capa < 10 nm.

35
6. Cuerpo multicapas segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el segundo sistema de capas (20, 40, 50) presenta una capa (22) con una pluralidad de burbujas de cristal lfquido (22f) que estan unidas en una matriz polimerica que esta dispuesta entre la capa de electrodo superior (24) y la capa de electrodo inferior (14).

40
7. Cuerpo multicapas segun la reivindicacion 1 a 5, caracterizado porque el segundo sistema de capas (20, 40, 50) presenta una capa de cristal lfquido (42) dispuesta entre la capa de electrodo superior (24) y la capa de electrodo inferior (14), y al menos una capa de polarizacion (46o, 46u).

45 8. Cuerpo multicapas segun la reivindicacion 1 a 5, caracterizado porque el segundo sistema de capas

(20, 40, 50) presenta una capa de electrolito (54) dispuesta entre la capa de electrodo superior (54) y la capa de electrodo inferior (14), y la capa de electrodo superior (54) es una capa electrocromica, por ejemplo, hecha de un material organico electricamente conductor tal como PEDOT/PSS, o la capa de electrolito es una capa electrocromica.

50
9. Cuerpo multicapas segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el segundo

sistema de capas (60) presenta una capa termocromica (62) y una capa de resistencia electrica que esta dispuesta por encima o por debajo de la capa electrocromica (62).

55 10. Cuerpo multicapas segun la reivindicacion 9, caracterizado porque al menos una capa del primer

sistema de capas (10) forma la capa de resistencia electrica del segundo sistema de capas (60).
11. Cuerpo multicapas segun la reivindicacion 9, caracterizado porque la capa de resistencia electrica

esta dispuesta por debajo del primer sistema de capas (10).

5

10

15

20

25
12. Cuerpo multicapas segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el segundo sistema de capas (20, 40, 50) presenta una capa de electrodo que esta configurada como capa de electrodo parcial, por ejemplo, con zonas de electrodo dispuestas en forma de tira o matriz.
13. Cuerpo multicapas segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el primer sistema de capas (10) presenta zonas que reproducen informacion grafica y / o alfanumerica.
14. Cuerpo multicapas segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el efecto optico del segundo sistema de capas (20, 40, 50, 60) puede controlarse de forma reversible.
15. Cuerpo multicapas segun una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el efecto optico del segundo sistema de capas (20, 40, 50, 60) puede controlarse de forma irreversible.
16. Cuerpo multicapas segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el efecto optico del segundo sistema de capas (20, 40, 50, 60) puede controlarse de forma biestable.
17. Cuerpo multicapas segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el cuerpo multicapas (1, 2, 3, 4, 5) presenta un sistema electronico de control organico y / o inorganico.
18. Cuerpo multicapas segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el cuerpo multicapas (1, 2, 3, 4, 5) presenta uno o varios sensores y / o circuitos RFID y / o pantallas de visualizacion y / o interruptores y / o fuentes de tension
19. Cuerpo multicapas segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el cuerpo multicapas (1, 2, 3, 4, 5) esta configurado para ser flexible y / o presenta una lamina de soporte flexible.