ES2966577T3

ES2966577T3 - Método de aplicación de un patrón y dispositivo de seguridad para un artículo

Info

Publication number: ES2966577T3
Application number: ES21731267T
Authority: ES
Inventors: Graham Triggs-Ramm; Peiman Hosseini
Original assignee: E Ink Corp
Current assignee: E Ink Corp
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2021-05-26
Publication date: 2024-04-23
Anticipated expiration: 2041-05-26
Also published as: CN115666962A; EP4157647A1; KR20230005968A; CA3178986A1; AU2023285764A1; EP4157647C0; PL4157647T3; EP4157647B1; AU2021286228A1; JP2023527458A; AU2021286228B2; US20230226842A1; EP4299333A3; GB202008165D0; JP7438408B2; WO2021245373A1; JP2024029241A; EP4299333A2

Abstract

Se divulgan métodos para aplicar un patrón y dispositivos de seguridad. En una disposición, se proporciona un miembro receptor (10) que tiene una estructura en capas (12). La estructura en capas (12) comprende una capa de material de cambio de fase (PCM, 2). El material de cambio de fase (PCM, 2) se puede conmutar térmicamente entre una pluralidad de estados estables que tienen diferentes índices de refracción entre sí. Un miembro estampador (5) está estampado en el miembro receptor (10). El miembro de estampado (5) calienta una porción seleccionada de la capa de material de cambio de fase (PCM, 2) mediante contacto con el miembro receptor (10) durante el estampado. El calentamiento cambia térmicamente el material de cambio de fase (PCM, 2) en la porción seleccionada y de ese modo aplica un patrón de diferentes índices de refracción a la capa de material de cambio de fase (PCM, 2). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método de aplicación de un patrón y dispositivo de seguridad para un artículo

La invención se refiere a métodos de aplicación de patrones y es particularmente aplicable para su uso con dispositivos de seguridad para su incorporación en artículos tales como moneda de curso legal (por ejemplo, billetes de banco).

La creciente adopción de billetes de plástico para divisas muy negociadas, como la libra esterlina, ha creado nuevas oportunidades para productos de seguridad diseñados específicamente para sustratos poliméricos. Las características visibles son de particular interés dado el papel del público en general como primera línea de defensa contra los falsificadores. La mayoría de los productos de seguridad disponibles en el mercado son tintas tradicionales basadas en OVD (dispositivo ópticamente variable, por sus siglas en inglés), o microestructuras y/o nanoestructuras holográficas y/o lenticulares. Dada su amplia disponibilidad durante muchos años, ahora existe la necesidad de nuevas formas de medidas de seguridad que sean difíciles de replicar o simular. Idealmente, estas características de seguridad también deberían poder fabricarse a escala.

Ejemplos de métodos convencionales para aplicar patrones y dispositivos de seguridad que incluyen patrones se divulgan en los documentos EP3203309A1, WO2017/064509A1, EP3608369A1, EP3608369A1, DE102007043052A1, FR3019497A1 y WO2017/013394A1, por ejemplo.

Un objeto de la invención es proporcionar una nueva forma de aplicar patrones, particularmente en el contexto de los dispositivos de seguridad.

Según un aspecto de la invención, se proporciona un método para aplicar un patrón, que comprende: proporcionar un miembro receptor que tiene una estructura en capas, comprendiendo la estructura en capas una capa de material de cambio de fase, siendo el material de cambio de fase térmicamente conmutable entre una pluralidad de estados estables que tienen diferentes índices de refracción entre sí; y estampar un miembro estampador en el miembro receptor, en donde: el miembro estampador calienta una porción seleccionada de la capa de material de cambio de fase a través del contacto con el miembro receptor durante el estampado, siendo el calentamiento tal que conmuta térmicamente el material de cambio de fase en el miembro receptor porción y de este modo aplica un patrón de diferentes índices de refracción a la capa de material de cambio de fase.

Este enfoque permite formar características visualmente llamativas (incluso de aspecto metálico) que se pueden aplicar a productos de seguridad tanto visibles como encubiertos. La estructura en capas, incluida la capa de material de cambio de fase (Phase Change Material, PCM), se puede conmutar con precisión entre diferentes estados, lo que permite obtener colores ajustables con precisión y una variabilidad controlada del ángulo de visión. Se puede lograr un alto contraste y una alta reflectividad. Los patrones se pueden aplicar de manera eficiente y a escala, y sin requerir tintas especiales ni tecnologías holográficas. El diseño de la estructura en capas y el miembro estampador se puede ajustar para proporcionar efectos que sean visibles (a simple vista o con un instrumento óptico) solo en longitudes de onda de interrogación específicas, que se pueden proporcionar mediante un láser de verificación específicamente seleccionado o un LED de banda estrecha, por ejemplo. Esto permitiría métodos robustos para verificar la autenticidad del artículo y es difícil de imitar.

En una realización, el miembro estampador comprende una superficie de estampado que tiene un patrón de salientes, y el estampado hace que los salientes formen un patrón correspondiente de hendiduras en el miembro receptor. Por tanto, el proceso de estampado confiere dos tipos diferentes de patrón al miembro receptor. El calentamiento asociado con el estampado cambia las características visuales en regiones localizadas conmutando el PCM a un estado de índice de refracción diferente en esas regiones (por ejemplo, cristalizando el PCM en esas regiones y dejando el PCM en un estado amorfo en otras regiones). Al mismo tiempo, el patrón de hendiduras modifica las direcciones de los reflejos de la superficie y proporciona una mayor variabilidad del ángulo de visión. Se puede lograr un comportamiento retrorreflectante en el que inclinar el miembro receptor en ángulos particulares puede provocar dos reflejos competitivos desde diferentes superficies, con diferencias de color y brillo según el ángulo de visión de la luz respecto del observador.

En una realización, el patrón de hendiduras está registrado espacialmente con el patrón de diferentes índices de refracción en la capa de PCM. El registro espacial se puede lograr de manera eficiente y precisa debido a la naturaleza del proceso de estampado, que aplica ambos tipos de patrón (mediante conmutación del PCM y hendiduras) simultáneamente y utilizando los mismos componentes físicos (por ejemplo, salientes calentados). Lograr resultados similares con dos tintas OVD tradicionales independientes, no conmutables, requiere un nivel de registro de características que actualmente está más allá de la capacidad de las técnicas de impresión de última generación (por ejemplo, menos de unas pocas micras). Al mismo tiempo, el enfoque de esta realización todavía es difícil de replicar, porque requiere al menos lo siguiente.

i. Un conocimiento profundo de los materiales involucrados. Los PCM aplicables tienen composiciones complejas, que normalmente comprenden vidrios de calcogenuro de tres elementos con composiciones relativas de los elementos estrechamente definidas.

ii. Acceso a proveedores confiables de objetivos de materiales PCM. La química involucrada hace que la fabricación de objetivos sea una tarea no trivial, ya que solo unos pocos proveedores son capaces de fabricar objetivos de alta calidad.

iii. Una comprensión completa de la estructura de la pila y el principio de diseño. Se requieren software especializado y habilidades de ingeniería para comprender cómo diseñar estas películas.

En una realización, al menos una porción de una región rebajada de la superficie de estampado fuera de los salientes en la superficie de estampado no entra en contacto con el miembro receptor durante el estampado. Esto significa que la superficie de estampado se puede calentar uniformemente y al mismo tiempo permitir que se aplique un calentamiento espacialmente no uniforme al PCM (a través de los salientes).

Se puede lograr una amplia variedad de efectos ópticos variando la forma en que se estampa el miembro estampador en el miembro receptor (por ejemplo, estampando el miembro estampador en distintos lados del miembro receptor o en ambos lados del miembro receptor), variando la forma del miembro estampador (por ejemplo, proporcionando diferentes patrones de salientes, tales como patrones que tienen elementos salientes individuales con secciones transversales simétricas o asimétricas), repitiendo el proceso de estampado múltiples veces en diferentes posiciones, desde diferentes lados y/o usando diferentes miembros estampadores, y/o proporcionando características adicionales en las hendiduras formadas por el estampado, tales como miembros transparentes que dan un efecto retrorreflectante.

En una realización, una superficie de estampado del miembro estampador tiene una distribución de temperatura no uniforme durante el estampado, definiendo la distribución de temperatura no uniforme al menos parcialmente la porción seleccionada de la capa de material de cambio de fase que se conmuta térmicamente durante el estampado. Este enfoque es más complicado de implementar pero permite definir patrones de diferentes índices de refracción que son diferentes (por ejemplo, más complejos) que el patrón de hendiduras definido por los salientes.

En algunas realizaciones, el método se utiliza para formar todo o parte de un dispositivo de seguridad para un artículo. El artículo puede comprender un artículo de moneda de curso legal, como un billete de banco, o cualquier otro artículo en el que pueda ser útil un dispositivo de seguridad, como otros documentos públicos, documentos de alto valor y/o productos farmacéuticos.

De acuerdo con un aspecto alternativo, se proporciona un dispositivo de seguridad para un artículo, comprendiendo el dispositivo: una estructura en capas que comprende una capa de material de cambio de fase, siendo el material de cambio de fase térmicamente conmutable entre una pluralidad de estados estables que tienen diferentes índices de refracción entre sí, en donde: la capa de material de cambio de fase comprende un patrón de diferentes índices de refracción definido al menos parcialmente por una porción seleccionada del material de cambio de fase en la capa que se encuentra en uno de los estados estables y una porción restante del material de cambio de fase que se encuentra en uno o más estados estables distintos; y la estructura en capas comprende un patrón de hendiduras en una superficie de la estructura en capas, estando registrado espacialmente el patrón de hendiduras con el patrón de diferentes índices de refracción en la capa de material de cambio de fase.

La invención se describirá ahora con más detalle, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la Figura 1 es una vista en sección lateral esquemática de una estructura en capas en la que se puede aplicar un patrón mediante métodos de la divulgación;

las Figuras 2 a 5 son vistas en sección lateral esquemáticas que representan el estampado de un miembro estampador en un miembro receptor que comprende la estructura en capas de la Figura 1 para aplicar patrones registrados de diferentes índices de refracción y hendiduras;

la Figura 6 es una vista lateral que representa esquemáticamente el reflejo procedente de una porción sin hendidura del miembro receptor de la Figura 4;

la Figura 7 es una vista lateral que representa esquemáticamente el reflejo procedente de una hendidura en el miembro receptor de la Figura 4;

la Figura 8 es una vista en sección lateral que representa esquemáticamente un miembro transparente en una hendidura en el miembro receptor para proporcionar funcionalidad de retrorreflexión; y

la Figura 9 es una vista en sección lateral que representa un ejemplo de miembro estampador en el que una superficie de estampado tiene una pluralidad de elementos salientes asimétricos.

A lo largo de esta memoria descriptiva, se utilizan los términos "óptico" y "luz", porque son los términos habituales en la técnica relacionados con la radiación electromagnética, pero se entiende que en el contexto de la presente memoria descriptiva no se limitan a la luz visible. Se prevé que la invención también pueda usarse con longitudes de onda fuera del espectro visible, como con luz infrarroja y ultravioleta.

Como se ejemplifica en las Figuras 1-5, la presente divulgación proporciona métodos para aplicar un patrón a un miembro receptor 10. El miembro receptor 10 comprende una estructura en capas 12, como se representa en la Figura 1. En algunas realizaciones, la estructura en capas 12 comprende una pila de películas delgadas formada sobre un sustrato 8. El sustrato 8 puede comprender un material polimérico.

Al menos una de las capas de la estructura en capas 12 es una capa de PCM 2. El PCM se puede conmutar térmicamente entre una pluralidad de estados que tienen diferentes índices de refracción entre sí. Los diferentes índices de refracción pueden incluir diferentes componentes imaginarias y por tanto diferentes absorbancias. Los diferentes índices de refracción pueden hacer que el PCM 2 tenga diferentes colores y/o proporcione diferentes efectos ópticos en los diferentes estados.

Todas las capas en la estructura en capas 12 son típicamente de estado sólido y están configuradas de manera que sus espesores así como su índice de refracción y propiedades de absorción se combinen de manera que los diferentes estados del PCM den como resultado espectros de reflexión diferentes, visiblemente y/o mensurablemente distintos. Dispositivos ópticos de este tipo se describen en los documentos Nature 511, 206-211 (10 de julio de 2014), WO2015/097468A1, WO2015/097469A1, EP3203309A1 y WO2017/064509A1.

En una realización, el PCM comprende, consiste esencialmente en, o consiste en, uno o más de los siguientes: un óxido de vanadio (que también puede denominarse VOx); un óxido de niobio (que también puede denominarse NbOx); una aleación o compuesto que comprende Ge, Sb y Te; una aleación o compuesto que comprende Ge y Te; una aleación o compuesto que comprende Ge y Sb; una aleación o compuesto que comprende Ga y Sb; una aleación o compuesto que comprende Ag, In, Sb y Te; una aleación o compuesto que comprende In y Sb; una aleación o compuesto que comprende In, Sb y Te; una aleación o compuesto que comprende In y Se; una aleación o compuesto que comprende Sb y Te; una aleación o compuesto que comprende Te, Ge, Sb y S; una aleación o compuesto que comprende Ag, Sb y Se; una aleación o compuesto que comprende Sb y Se; una aleación o compuesto que comprende Ge, Sb, Mn y Sn; una aleación o compuesto que comprende Ag, Sb y Te; una aleación o compuesto que comprende Au, Sb y Te; y una aleación o compuesto que comprende Al y Sb (incluidos los siguientes compuestos/aleaciones en cualquier estequiometría estable: GeSbTe, VOx, NbOx, GeTe, GeSb, GaSb, AgInSbTe, InSb, InSbTe, InSe, SbTe, TeGeSbS, AgSbSe, SbSe, GeSbMnSn, AgSbTe, AuSbTe y AlSb). Preferiblemente, el PCM comprende uno de Ge<2>Sb<2>Te<5>y Ag<3>En<4>Sb<76>Te-i<7>. También se entiende que son posibles diversas formas estequiométricas de estos materiales: por ejemplo GexSbyTez; y otro material adecuado es Ag<3>In<4>Sb<76>Te-i<7>(también conocido como AIST). Además, cualquiera de los materiales anteriores puede comprender uno o más dopantes, tales como C o N. Se pueden usar otros materiales.

Se sabe que los PCM sufren un cambio drástico tanto en el índice de refracción real como en el imaginario cuando se conmutan entre las fases amorfa y cristalina. El PCM es estable en ambos estados. La conmutación puede realizarse mediante cualquier forma de calentamiento y, en principio, puede realizarse un número en la práctica ilimitado de veces y con gran rapidez. En las realizaciones que se describen a continuación, la conmutación se logra transfiriendo calor desde un miembro estampador 5 al PCM mediante el contacto entre el miembro estampador 5 y el miembro receptor 10.

Aunque algunas realizaciones descritas en el presente documento mencionan que el PCM es conmutable entre dos estados, tales como las fases cristalina y amorfa, la transformación podría ser entre dos fases sólidas cualesquiera, que incluyen, entre otras: cristalina a otra fase cristalina o cuasicristalina o viceversa; amorfa a cristalina o cuasicristalina/semiordenada o viceversa, y todas las formas intermedias. Las realizaciones tampoco se limitan a solo dos estados.

En una realización, el PCM comprende Ge<2>Sb<2>Te<5>(GST) en una capa de menos de 200 nm de espesor. En otra realización, el PCM comprende GeTe (no necesariamente en una aleación de proporciones iguales) en una capa de menos de 100 nm de espesor.

Haciendo referencia nuevamente a la Figura 1, en algunas realizaciones la estructura en capas 12 comprende una capa reflectante 4. La capa reflectante 4 puede hacerse altamente reflectante o solo parcialmente reflectante. La capa reflectante 4 puede omitirse. En una realización, la capa reflectante 4 comprende un material reflectante, como por ejemplo un metal. Se sabe que los metales proporcionan una buena reflectividad (cuando son suficientemente gruesos) y también tienen altas conductividades térmicas y eléctricas. La capa reflectante 4 puede tener una reflectancia del 50 % o más, opcionalmente del 90 % o más, opcionalmente del 99 % o más, con respecto a la luz visible, la luz infrarroja y/o la luz ultravioleta. La capa reflectante 4 puede comprender una película metálica delgada, compuesta por ejemplo de Au, Ag, Al o Pt. Si esta capa va a ser parcialmente reflectante, entonces podría seleccionarse un espesor en el intervalo de 5 a 15 nm; de lo contrario, la capa se hace más gruesa, como por ejemplo 100 nm, para que sea sustancialmente totalmente reflectante.

En algunas realizaciones, la estructura en capas 12 comprende además una capa espaciadora 3. La capa espaciadora 3 se sitúa entre el PCM 2 y la capa reflectante 4.

En algunas realizaciones, la estructura en capas 12 comprende además una capa de recubrimiento 1. El PCM 2 se sitúa entre la capa de recubrimiento 1 y la capa reflectante 4. La superficie superior de la capa de recubrimiento 1 puede representar una superficie de visión del miembro receptor, actuando la capa reflectante 4 como un retrorreflector. La luz entra y sale del miembro receptor 10 a través de la capa de recubrimiento 1 como superficie de visión. Los efectos de interferencia que dependen del índice de refracción del PCM 2 y del espesor de la capa espadadora 3 hacen que la reflectividad varíe significativamente en función de la longitud de onda. La capa espaciadora 3 y la capa de recubrimiento 1 son ambas ópticamente transmisivas e idealmente lo más transparentes posible.

Cada una de la capa de recubrimiento 1 y la capa espaciadora 3 puede consistir en una única capa o comprender múltiples capas que tienen diferentes índices de refracción entre sí (es decir, cuando la capa de recubrimiento 1 o la capa espaciadora 3 consiste en múltiples capas, al menos dos de esas capas tienen diferentes índices de refracción entre sí). El espesor y el índice de refracción del material o materiales que forman la capa recubrimiento 1 y/o la capa espaciadora 3 se eligen para crear una respuesta espectral deseada (mediante interferencia y/o absorción). Los materiales que pueden usarse para formar la capa de recubrimiento 1 y/o la capa espaciadora 3 pueden incluir (entre otros) ZnO, TiO<2>, SiO<2>, Si<3>N<4>, TaO, ITO y ZnS-SiO<2>.

Cualquiera o todas las capas en la estructura en capas 12 se pueden formar mediante pulverización catódica, que se puede realizar a una temperatura relativamente baja de 100 grados C. Las capas también pueden dotarse de un patrón usando técnicas convencionales conocidas en litografía o en otras técnicas, por ejemplo en impresión.

En una realización particular, la capa de PCM 2 comprende GST, tiene menos de 100 nm de espesor y preferiblemente menos de 10 nm de espesor, como por ejemplo 6 o 7 nm de espesor. La capa espaciadora 3 se hace crecer hasta que tenga un espesor típicamente en el intervalo de 10 nm a 250 nm, dependiendo del color y las propiedades ópticas requeridas. La capa de recubrimiento 1 tiene, por ejemplo, un espesor de 20 nm.

Como se representa en las Figuras 2 a 5, el método para formar un patrón comprende estampar un miembro estampador 5 en el miembro receptor 10. La Figura 2 muestra una etapa del proceso de estampado cuando el miembro estampador 5 se mueve hacia abajo hacia el miembro receptor 10, pero aún no ha hecho contacto con el miembro receptor 10. La Figura 3 muestra una etapa posterior del proceso de estampado cuando el miembro estampador 5 está en contacto con el miembro receptor 10. La Figura 4 muestra una etapa final del proceso de estampado cuando el miembro estampador 5 se aleja del miembro receptor 10. La Figura 5 representa una etapa de un proceso de estampado alternativo equivalente a la Figura 3, excepto por que el estampado se realiza desde un lado opuesto del miembro receptor 10.

El miembro estampador 5 calienta una porción seleccionada 2A de la capa de PCM 2 mediante el contacto entre el miembro estampador 5 y el miembro receptor 10 durante el estampado, como se representa en la Figura 3. Por tanto, el miembro estampador 5 está más caliente que el PCM 2 antes de que tenga lugar el estampado. El calentamiento conmuta térmicamente el PCM en la porción seleccionada 2A. Una porción restante (porción 2B) de la capa de PCM 2 se deja en el estado con el índice de refracción original. La combinación de las porciones 2A y 2B (que tienen diferentes índices de refracción entre sí) define un patrón de diferentes índices de refracción que se ha aplicado mediante estampado a la capa de PCM 2.

En una realización, toda la capa de PCM 2 se proporciona en el mismo estado inicial antes del estampado, como se representa en la Figura 2. Por lo tanto, la capa de PCM 2 no tiene un patrón en esta etapa. En una realización, el estado inicial es un estado amorfo. En una realización, el estampado del miembro estampador 5 (Figura 3) hace que la porción 2A cambie de estado (por ejemplo, a un estado cristalino) mientras que el resto de la capa de PCM 2 permanece en el estado inicial (por ejemplo, amorfo).

En una realización, el miembro estampador 5 comprende una superficie de estampado (la superficie inferior del miembro estampador 5 en las Figura 2-4 y la superficie superior del miembro estampador 5 en la Figura 5). La superficie de estampado tiene una pluralidad de salientes 6. Se puede utilizar una amplia diversidad de formas para los salientes 6 para lograr una diversidad correspondiente de efectos ópticos. Sin embargo, en general puede ser preferible configurar los salientes 6 de manera que puedan penetrar en el miembro receptor 10 sin fuerza excesiva. Por lo tanto, los salientes 6 pueden ser ahusados (por ejemplo, comprendiendo elementos ahusados tales como puntas ahusadas y/o crestas).

En algunas realizaciones, los salientes 6 comprenden una pluralidad de elementos salientes idénticos (como se muestra en los ejemplos). En las Figuras 2 a 5, los salientes 6 se muestran con tres de tales elementos salientes. Los elementos salientes pueden tener secciones transversales con simetría especular cuando se ven en una dirección perpendicular a la dirección de estampado (por ejemplo, vistos en una dirección perpendicular al plano de la página en las figuras). A modo de ejemplo, una línea de simetría especular está etiquetada como 16 para uno de los elementos salientes en la Figura 2. Este enfoque puede permitir que se observe el mismo patrón visual desde múltiples direcciones en el miembro receptor 10 resultante. Alternativamente, los elementos salientes pueden tener una sección transversal, cuando se ven en la dirección perpendicular a la dirección de estampado, que es asimétrica. Un ejemplo de tal disposición se muestra en la Figura 9. Este enfoque puede usarse para proporcionar un patrón visual especial observable solo para una estrecha variedad de orientaciones seleccionadas de un artículo con respecto al observador, lo que puede ser útil para aplicaciones de seguridad.

El estampado hace que los salientes 6 formen un patrón correspondiente de hendiduras 7 en el miembro receptor 10 (etiquetado en la Figura 4). Las hendiduras 7 modifican el reflejo de la luz procedente del miembro receptor 10, proporcionando mayor libertad para crear efectos ópticos y/o variación de efectos ópticos y/o variación de patrones observables en función del ángulo de visión. Las Figuras 6 y 7 muestran esquemáticamente cómo una hendidura 7 del tipo formado en el método representado en las Figuras 2-4 puede modificar el reflejo para proporcionar un comportamiento retrorreflectante (Figura 7), donde la luz incidente desde ciertos ángulos se refleja de regreso hacia una fuente en mayor medida de lo que habría sido el caso si la superficie reflectante hubiera sido simplemente plana (Figura 6). El comportamiento retrorreflectante se puede lograr con respecto a una variación del ángulo de visión alrededor de un único eje (retrorreflectividad 2D), por ejemplo con una hendidura alargada en forma de cresta, o con respecto a una variación del ángulo de visión alrededor de múltiples ejes (retrorreflectividad 3D), por ejemplo con una hendidura con forma de esquina interior de un cuboide. En algunas realizaciones, como se ejemplifica en la Figura 8, se proporciona un miembro transparente 14 en una o más de las hendiduras 7 formadas por el estampado. El miembro transparente 14 puede configurarse para proporcionar un efecto retrorreflectante. El miembro transparente 14 puede, por ejemplo, ser esférico y/o tener un índice de refracción mayor que 1. En algunas realizaciones, el miembro transparente 14 se aplica en un proceso independiente después de que se haya realizado el estampado. En otras realizaciones, el miembro transparente 14 se aplica al mismo tiempo que el estampado. Por ejemplo, el miembro estampador 5 puede estar provisto de un patrón de salientes 6 que incluye uno o más de los miembros transparentes 14 (por ejemplo, ubicados en las puntas respectivas de elementos salientes individuales en el patrón de salientes). En este caso, el proceso de estampado presiona los elementos transparentes 14 dentro del elemento receptor 10 durante el estampado. Una conexión entre los miembros transparentes 14 y el miembro estampador 5 está diseñada para que sea más débil que una conexión entre los miembros transparentes 14 y el miembro receptor 10, de manera que los miembros transparentes 14 quedan atrás en el miembro receptor 10 cuando el miembro estampador 5 es retirado.

El patrón de hendiduras 7 está registrado espacialmente con el patrón de diferentes índices de refracción en la capa de PCM 2. En el ejemplo mostrado, el registro espacial consiste en regiones localizadas de la porción 2A del PCM 2 conmutado que están ubicadas en las mismas posiciones que las hendiduras (es decir, donde los salientes calientes penetraron en el miembro receptor 10). El patrón de hendiduras 7 puede así alinearse con el patrón de diferentes índices de refracción (definido por la porción 2A del PCM 2 conmutado). El patrón de hendiduras 7 también puede ser sustancialmente idéntico al patrón de diferentes índices de refracción. Este registro espacial y/o identidad de patrones se puede lograr eficientemente con respecto a enfoques alternativos para formar diferentes tipos de patrones, porque en el presente caso los dos tipos de patrones se forman por contacto entre el mismo miembro estampador 5 y el miembro receptor 10.

En una realización, al menos una porción de una región rebajada 9 fuera de los salientes 6 en la superficie de estampado no entra en contacto con el miembro receptor 10 durante el estampado (véanse las Figuras 3 y 5). Esto significa que la superficie de estampado se puede calentar uniformemente y al mismo tiempo permitir que se aplique un calentamiento espacialmente no uniforme al PCM 2 (a través de los salientes 6).

En otras realizaciones, la superficie de estampado del elemento estampador 5 tiene una distribución de temperatura no uniforme durante el estampado. La distribución no uniforme de la temperatura puede definir en este caso al menos parcialmente la porción seleccionada de la capa de PCM 2 que se conmuta térmicamente durante el estampado. La distribución no uniforme de la temperatura puede proporcionarse, por ejemplo, mediante una pluralidad de elementos de calentamiento localizados. Al abordar diferentes combinaciones de los elementos de calentamiento y/o variar las potencias emitidas por ellos, es posible definir diferentes perfiles de calentamiento espaciales y/o temporales, permitiendo así definir patrones de diferentes índices de refracción que son diferentes (por ejemplo, más complejos) que el patrón de hendiduras 7 definido por los salientes 6. En algunas realizaciones, el miembro estampador 5 puede configurarse para permitir el control individual de las temperaturas de diferentes partes del patrón de salientes 6 (por ejemplo, de diferentes salientes individuales).

El estampado del miembro estampador 5 en el miembro receptor 10 se puede realizar desde un lado cualquiera o desde ambos lados del miembro receptor 10 (en diferentes momentos o al mismo tiempo).

En algunas realizaciones, como se describe en detalle a continuación, la estructura en capas 12 comprende una capa reflectante 4 debajo de la capa de PCM 2 y el estampado del miembro estampador 5 en el miembro receptor 10 se realiza al menos una vez desde el lado del PCM 2 opuesto a la capa reflectante 4 (es decir, desde arriba, como se muestra en las disposiciones de las Figuras 2-4). Alternativa o adicionalmente, como se ejemplifica en la Figura 5, en algunas realizaciones el estampado del miembro estampador 5 en el miembro receptor 10 se realiza al menos una vez desde el mismo lado del PCM 2 que la capa reflectante 4 (es decir, desde abajo en la orientación de las figuras). En este caso, el estampado del miembro estampador 5 en el miembro receptor 10 es tal que provoca una modificación de la topografía superficial en un lado del miembro receptor 10 opuesto al estampado (por ejemplo, para formar regiones elevadas 18 en registro espacial con los salientes 6 del miembro estampador 5, como se muestra en la Figura 5).

En algunas realizaciones, el estampado del miembro estampador 5 en el miembro receptor 10 se realiza múltiples veces. Al menos un subconjunto de los estampados se puede realizar con diferentes miembros estampadores 5 (por ejemplo, miembros estampadores 5 que tienen superficies de estampado con diferentes patrones de salientes). El uso de estampado múltiple (con o sin diferentes miembros estampadores 5) se puede realizar para proporcionar efectos ópticos complejos y/o para ajustar un efecto visual en diferentes momentos (por ejemplo, para modificar un dispositivo de seguridad para indicar un cambio de estado, como por ejemplo una actualización o caducidad inminente).

El miembro receptor 10 puede formar todo o parte de un dispositivo de seguridad para un artículo. El artículo puede ser un artículo de moneda de curso legal (por ejemplo, un billete de banco) u otro artículo. Por tanto, el dispositivo de seguridad puede comprender una estructura en capas 12. La estructura en capas 12 comprende una capa de PCM 2. El PCM 2 se puede conmutar térmicamente entre una pluralidad de estados estables que tienen diferentes índices de refracción entre sí. La capa de PCM 2 comprende un patrón de diferentes índices de refracción definido al menos parcialmente por una porción seleccionada 2A del PCM 2 en la capa que se encuentra en uno de los estados estables y una porción restante 2B del PCM 2 que se encuentra en uno o más estados estables distintos. La estructura en capas 12 comprende un patrón de hendiduras 7 en una superficie de la estructura en capas 12. El patrón de hendiduras 7 está registrado espacialmente con el patrón de diferentes índices de refracción en la capa de PCM 2. El patrón de diferentes índices de refracción se puede formar usando cualquiera de los métodos comentados anteriormente con referencia a las Figuras 1-9. El patrón de hendiduras 7 se puede formar usando cualquiera de los métodos comentados anteriormente con referencia a las Figuras 1-9.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para aplicar un patrón, que comprende:

proporcionar un miembro receptor (10) que tiene una estructura en capas (12), comprendiendo la estructura en capas (12) una capa de material de cambio de fase (2), siendo el material de cambio de fase (2) térmicamente conmutable entre una pluralidad de estados estables que tienen diferentes índices de refracción entre sí; caracterizado por que el método comprende:

estampar un miembro estampador (5) en el miembro receptor (10), en donde: el miembro estampador (5) calienta una porción seleccionada (2A) de la capa de material de cambio de fase (2) a través del contacto con el miembro receptor (10) durante el estampado, siendo el calentamiento tal que conmuta térmicamente el material de cambio de fase en la porción seleccionada y de ese modo aplica un patrón de diferentes índices de refracción a la capa de material de cambio de fase (2).

2. El método de la reivindicación 1, en donde el miembro estampador comprende una superficie de estampado que tiene un patrón de salientes, y el estampado hace que los salientes formen un patrón correspondiente de hendiduras en el miembro receptor.

3. El método de la reivindicación 2, en donde el patrón de hendiduras está registrado espacialmente, alineado con, o es sustancialmente idéntico al patrón de diferentes índices de refracción en la capa de material de cambio de fase.

4. El método de cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, en donde al menos una porción de una región rebajada de la superficie de estampado que está fuera de los salientes en la superficie de estampado no entra en contacto con el miembro receptor durante el estampado.

5. El método de la reivindicación 4, en donde la superficie de estampado tiene una distribución de temperatura uniforme durante el estampado.

6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en donde los salientes comprenden una pluralidad de elementos salientes idénticos, estando cada elemento saliente separado de cualquier otro elemento saliente, teniendo los elementos salientes preferiblemente una sección transversal con simetría especular cuando se ven en una dirección perpendicular a una dirección de estampado, o una sección transversal con asimetría especular cuando se ven en una dirección perpendicular a una dirección de estampado.

7. El método de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, en donde:

la estructura en capas comprende una capa reflectante debajo de la capa de material de cambio de fase; y

el estampado del miembro estampador en el miembro receptor se realiza al menos una vez desde el lado del material de cambio de fase opuesto a la capa reflectante, y/o al menos una vez desde el mismo lado del material de cambio de fase que la capa reflectante.

8. El método de la reivindicación 7, en donde el estampado del miembro estampador en el miembro receptor desde el mismo lado del material de cambio de fase que la capa reflectante es tal que causa una modificación de una topografía superficial en un lado del miembro receptor opuesto al estampado.

9. El método de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, que comprende además proporcionar un miembro transparente en una o más de las hendiduras, estando preferiblemente conformado el miembro transparente para proporcionar un efecto retrorreflectante.

10. El método de cualquier reivindicación anterior, en donde el estampado del miembro estampador en el miembro receptor se realiza múltiples veces.

11. El método de la reivindicación 10, en donde al menos un subconjunto de los estampados se realiza con diferentes miembros estampadores.

12. El método de cualquier reivindicación anterior, en donde una superficie de estampado del miembro estampador tiene una distribución de temperatura no uniforme durante el estampado, definiendo la distribución de temperatura no uniforme al menos parcialmente la porción seleccionada de la capa de material de cambio de fase que se conmuta térmicamente durante el estampado.

13. El método de cualquier reivindicación anterior, en donde la estructura en capas comprende una capa espaciadora proporcionada entre la capa de material de cambio de fase y una capa reflectante, en donde la capa espaciadora consiste en una única capa o comprende múltiples capas de materiales que tienen diferentes índices de refracción, y/o comprende una capa de recubrimiento, en donde la capa de material de cambio de fase se proporciona entre la capa de recubrimiento y una capa reflectante y la capa de recubrimiento consiste en una única capa o comprende múltiples capas de materiales que tienen diferentes índices de refracción.

14. El método de cualquier reivindicación anterior, en donde el miembro receptor forma preferiblemente todo o parte de un dispositivo de seguridad para un artículo, preferiblemente para un artículo de moneda de curso legal.

15. Un dispositivo de seguridad para un artículo, comprendiendo el dispositivo:

una estructura en capas (12) que comprende una capa de material de cambio de fase (2), siendo el material de cambio de fase térmicamente conmutable entre una pluralidad de estados estables que tienen diferentes índices de refracción entre sí, en donde:

la capa de material de cambio de fase (2) comprende un patrón de diferentes índices de refracción definido al menos parcialmente por una porción seleccionada (2A) del material de cambio de fase en la capa que se encuentra en uno de los estados estables y una porción restante (2B) del material de cambio de fase que se encuentra en uno o más estados estables distintos;caracterizado por que

la estructura en capas (12) comprende un patrón de hendiduras (7) en una superficie de la estructura en capas (12), estando registrado espacialmente el patrón de hendiduras (7) con el patrón de diferentes índices de refracción en la capa de material de cambio de fase (2).

16. El dispositivo de la reivindicación 15, en donde el patrón de hendiduras está alineado con el patrón de diferentes índices de refracción, o es sustancialmente idéntico al mismo.

17. El dispositivo de la reivindicación 15 o 16, en donde la estructura en capas comprende un sustrato polimérico.