TW509635B - Laser implanted security device - Google Patents

Description

509635 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 -----—-— -- --------- B7_____ 五、發明說明（1 ) 本發明係有關一種用於將一安全裝置納入一安全性文 件中之方法，及更詳細地係有關其中該安全性文件包括一 聚合物g之該種方法。本發明適用於以聚合物為主的鈔票 ，及非常容易就該項應用說明本發明。然而，應瞭解並不 侷限於該項應用之用途。 安全性文件諸如鈔票、信用卡、銀行卡、提款卡、支 票等，被應用於廣泛種類的金融事務中。該等安全性文件 一般包括用以辨識該安全性文件的印刷資訊，諸如鈔票面 額，以及各種標記、圖案或其他在光學上或電磁上可產生 變化的裝置。重要地在於在安全性文件中納入該等特徵之 方式，必須使得該安全性文件難以偽造。 肉眼可見的圖案與設計，通常以油墨印刷於鈔票的表 面，而其他的安全裝置諸如在光學上或電磁上可產生變化 的裝置，則可壓印或印模於鈔票的基板中。雖然已證明許 夕該專女王裝置足以預防鈔票與其他安全性文件未經授權 之複製，但潛在偽造者越來越精密之技術，使得必須進一 步地開發用以在鈔票中納入安全裝置之技術。 有鑑於此，本發明係提供一種用於將一安全裝置嵌入 安全性文件中之方法，該安全性文件包括一標的聚合物 膜，該方法包括依據一預先規定的安全圖案而雷射輻照一 個塗有摻雜分子之聚合物載體膜，其輻照強度係足以將摻 雜分子投射及將該摻雜分子植入該標的聚合物膜中，但低 於造成一聚合物載體膜燒蝕作用之強度。 了藉由首先軟化該標的模之表面，而使得該標的模之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 4 - 一 0^--------^. — 1.------線· {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---—— -—--------- —__ 五、發明說明（2 ) 表面更適於植入該摻雜分子。 該摻雜分子可為肉眼可見的著色劑，諸如染料、油墨 或色素 '任擇地，該摻雜分子能由具有不同於該標的膜的 視覺性質之材質所形成，諸如具有不同的折射率之材質， 或者為螢光性、珠母性、虹光或以其他方式造成視覺上之 不同的材質。該摻雜分子亦可具有不同於該標的膜之電磁 特性，諸如磁性粒子。 在本發明的一個具體例中，可使用不同能階的雷射光 束，以將該摻雜分子以數種深度植入於該標的聚合物膜中 在第一具體例中，可將該標的聚合物膜置於一雷射光 源與該聚合物載體膜之間，該摻雜分子係投射進入背朝向 雷射光源之聚合物膜中。 在第二具體例中，可將該聚合物載體膜置於一雷射光 源與該標的聚合物膜之間，該摻雜分子係自該聚合物載體 膜投射出來而遠離該雷射光源。在該情況下，該標的聚合 物膜可至少為部份不透明。 可使用一聚焦透鏡，以將雷射光束聚焦於該聚合物載 體膜上。亦可依據所欲的預先規定之安全圖案，而於雷射 光束的路徑中安置一光罩，該圖案係自該聚合物載體膜投 射。 在另一個具體例中，可於聚合物載體膜上同時使用二 或多個雷射光源，所產生的二或多個雷射光束彼此交互作 用而產生一干涉圖案。因而，自聚合物載體膜將一週期性 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · -·線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 〜---------B7________ 五、發明說明（3 ) 圖案轉移至標的聚合物膜中之際，可形成一干涉圖案。 在本發明之一個較佳應用中，安全性文件可為鈔票， έ \ '物:f不的層可為一聚合物膜，其形成用以製造該鈔 票之一基板的基礎。 下列的說明，係詳述本發明用於將一安全裝置嵌入一 安全性文件中之方法的各種特性。為增進對於本發明之瞭 解，在說明中將參照附圖，其中係以一個較佳具體例說明 忒方法。應瞭解本發明之嵌入方法並不限於如附圖中所述 之較佳具體例。 在圖式中： 第1與2圖顯示使用一雷射光束，以自一聚合物載體膜 將摻雜分子轉移至如本發明之一安全性文件之標的聚合物 膜中。 第3與4圖顯示如本發明的嵌入方法之第二具體例。 第5與6圖顯示如本發明的嵌入方法之第三具體例。 第7與8圖顯示如本發明的嵌入方法之第四具體例。 本發明特別地但非專屬地適用於鈔票或其他安全性文 件，其中至少一部份的文件係自一塑膠基板形成，該基板 的或雙面具有至少一個油墨的不透光層。該塑膠基板較 佺係以一聚合性材質形成，諸如pE、pp或，其可構成 至 > 一個雙軸定向的聚合物膜。該基板可包括一個聚合性 材貝的單層膜。任擇地，該基板可包括由二或多層透明的 雙軸疋向聚合物膜所組成之一層壓製件。 印刷品之不透光層可包括一或多種不透光油其可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) --g--- (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) •f 訂·-----線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 =鈔票或其他安全性文之印刷。例如，該不透光油墨層 可匕括著色的塗層‘，其包含分散於一膠合劑或可交聯性聚 口 f*生材t的載體中之_種色素，諸如二氧化欽。 本毛月所基於之發現，係可使用一雷射光束以造成一 油墨：色素、染料或其他安全裝置以一受控制之方式，自 個第心合物載體膜轉移至鈔票或安全性文件中之塑膠 基板中，進而產生一個具有高解析度之嵌入影像。 雷射之燒蝕作用最早於1980年代初期被提及。雷射燒 #作用之早期報導，係指將高能、脈衝式UV雷射光之輸 出聚焦於一聚合物表面之聚合物潔淨蝕刻作用。雖然尚未 π王瞭解該現象背後之光物理作用，然而已知該實驗上所 親察到的效應。當該試樣吸收來自雷射之高能光子時，發 生下列之作用：連結該聚合性材質的化學鍵被打斷，及產 生一震;皮而將聚合物片#自該聚合物表面爆炸式地投射出 。在大部分的情況下，該片段係以超音速的速度投射。 本案申請者於1998年2月19日提出之標題為，，物件之雷 射標記作用，，的共審查中的國際專利申請案第w〇 36913號中，曾使用該技術。在該文件中，曾述及一種 適用於一安全性文件之燒蝕方法，該安全性文件在其一或 雙面具有一透明的聚合性基板與油墨印刷品。一雷射光源 釋出連續的雷射光束，其因輻照之吸收作用而造成在該印 刷油墨層中之局部化熱累積作用。雷射光束將該層結構的 内部鍵結與凝聚力弱化及予以打斷，導致自雷射光束衝擊 區域之油墨印刷品的燒蝕作用。雷射光束並未損及透明的

本紙張尺度賴中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公豆 . ^--------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 509635 A7 ------ - B7 五、發明說明（5 ) 聚合性基板’其通過該基板而未造成局部的熱累積作用與 燒蝕作用。依該方式，可形成穿透該鈔票之透明，，窗口，，。 思吹地發現，藉由使用在一載體膜上之入射雷射光束 ’可將染料或其他分子自該載體膜中投射及植人-標的膜 中，而雷射光束之能量並不造成染料分子之片段化。因而 發現可使用以一預先規定的安全圖案衝擊一聚合物載體膜 表面之雷射光束，藉由輻照該塗有摻雜分子之聚合物載體 膜，而將一安全裝置嵌入一安全性文件中。雷射光束之強 度必須足以造成摻雜分子投射進入該標的聚合物膜中，但 低於造成聚合物載體膜本身的燒蝕作用所需之強度。該等 強度之確切數值，將依所用的聚合性材質之性質、雷射光 源的種類以及聚合物載體膜所承載的摻雜分子而異。 現在參照第1圖，其係以示意圖之方式顯示一聚合物 膜1 ’其將作為一種以聚合物膜為基礎的鈔票中之一基板 。聚合物膜1較佳係以一透明的聚合性材質形成，以自穿 越其中之雷射光束中吸收儘可能少的能量。 聚合物載體膜2，係以側邊鄰近聚合物膜1之方式安置 。聚合物載體膜可自聚甲基丙烯酸酯（PMMA)、聚乙基甲 基丙烯酸酯（ΡΕΜΑ)、聚丁基曱基丙烯酸酯（pbma)或類似 的聚合性材質製成。載體膜2塗有分子3，其係欲植入聚合 物膜1中以作為鈔票之安全裝置者。可使用多種摻雜分子 ’以塗佈該載體膜。該分子之實例為蒽與芘，但亦可使用 其他廣泛種類的物質。 使用一雷射光源4以產生一雷射光束5，其係藉由一透 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） .. --------^------線. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明說明（6 ) 鏡6而聚焦於聚合物載體膜2的外表面7上或其下方之一點 、。雷射光源4可為一種氟化氙準分子雷射光源。控制雷射 择度使其低於構成載體膜2的聚合性材質發生燒 蝕作用之閾值。在該等條件下，受到雷射光束5之衝擊及 吸收其能量之聚合物載體膜2中之該等摻雜分子，自該聚 合物載體膜2投射朝向及進入標的聚合物膜1中，將該等分 子固定一起之化學鍵未遭破壞。因為在該方法中並未發生 染料分子的片段化作用，植入標的聚合物膜1中的摻雜分 子形成一圖案8，其係對應衝擊聚合物載體膜2的表面7之 雷射光束5的圖案。 藉由使用一具有圖案的雷射光束，而將摻雜分子植入 一鈔票或其他安全性文件之聚合性基板中，及具有對應於 該圖案之配置。可在標的基板内形成細微的圖案與標記， 而非依先前可行的方式僅僅印刷於其表面上。 如第3圖所見，雷射光源4、聚合物載體膜2與標的聚 口物膜1之疋向，係使得載體膜2位於雷射光源4與聚合物 膜〗之間。在該情況下，雷射光束5係藉由一透鏡6而聚焦 於載體膜2的遠側表面7上或其下（如本情況），而投射進入 忒私的聚合物膜1之摻雜分子係遠離雷射光源4。聚合物載 體膜2可印刷或鑲嵌於一透明的載體膜8之上。再次地，控 制雷射光束5之強度，使其低於聚合物載體膜的組成材質 將發生燒蝕作用之閾值，而導致摻雜分子丨〇投射進入標的 聚合物膜1中。在該實例中，因為在摻雜分子自該載體膜 投射之前，雷射光束5並未通過標的聚合物膜丨，因而該標

本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐T -ΙΙΙΙΙΙΙΙ11 — —— · I I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I ϋ I a/ 線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9 509635 A7 B7 五、發明說明（7 ) 的聚合物膜可為不透明的。 為在該聚合性標的膜中輕易地形成摻雜分子之一所欲 的圖案、可將一光罩11(見第5圖）置於雷射光束5與聚合物 載體膜2之間。光罩11之開口 12，可造形為任何所欲的圖 案，使得僅僅該等位於雷射光束入射處之摻雜分子13被投 射出。 在第7與8圖所示之較複雜的配置中，可使用二或多個 雷射光源20、21以產生對應的雷射光束22與23，其等皆導 向載體膜2之相同區域。該二雷射光束22與23之干涉作用 ’造成在該聚合物載體膜中之雷射光束的強度具有週期性 的變異。因而，載體膜2中的摻雜分子之激發與投射深度 ’亦將週期性地變化。此造成一個週期性三維空間結構24 之投射與植入至標的膜1之中。藉由使用可在光學上產生 變化的適宜材質’可因而在鈔票基板内創造與植入三維空 間的安全裝置，諸如莫依格栅。 應瞭解用以將一安全裝置欲入一安全性文件中之方法 ’可進行各種的改良與添加，而不偏離本發之範圍。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) t -----線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

509635 A7 B7 五、發明說明（ 元件標號對照 1···標的麥合物膜 11…光罩 2···聚合物載體膜 16…開口 3···摻雜分子 17…摻雜分子 4···雷射光源 20···雷射光源 5···雷射光束 21…雷射光源 6…透鏡 22…雷射光束 7…表面 23…雷射光束 8…圖案 24…週期性三維空間結構 10…摻雜分子 -------------裝--------訂· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11

Claims (1)

1. 裝 if 12

   •如申請專利範圍第1項之方法，其中係傳用不同能階之 雷射光束，以將該摻雜分子以數種深度植入該標的聚合 物膜中。 σ 10·如申請專利範圍第丨至9項中任一項之方法，其中該標的 聚合物膜係位於一雷射光源與該聚合物載體膜之間，該 摻雜分子係投射進入背朝向雷射光源之該標的聚合物 膜中。 11·如申請專利範圍第10項之方法，其中該標的聚合物膜係 至少部份透明的。 12.如申請專利範圍第1至9項中任一項之方法，其中該聚合 物載體膜係位於雷射光源與標的聚合物膜之間，該摻雜 刀子係自該聚合物載體膜投射出來而遠離該雷射光源。 13·如申請專利範圍第12項之方法，其中該標的聚合物膜係 至少部份不透光的。 14·如申請專利範圍第丨至9項中任一項之方法，其中係使用 一聚焦透鏡，以將該雷射光束聚焦於該聚合物載體膜上 〇 15. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之方法，其中係依據 所欲的預先規定的安全圖案而將依光罩置於該雷射光 束的路徑中，該圖案係自該聚合物載體膜投射出。 16. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之方法，其中係於該 聚合物載體膜上同時使用二或多個雷射光源，所產生的 二或多個雷射光束交互作用而產生一干涉圖案。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） 13 509635 8 8 8 8 A B c D 六、申請專利範圍 17.如申請專利範圍第1至9項中任一項之方声，其中該安全 性文件包括一鈔票，及該標的聚合物膜包括一聚合物膜 ，其係形成用以製造該鈔票之一基板的基礎。 本紙張尺度it用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -\Δ--