TWI337719B - Preserved and enhanced holographic and optically variable devices and method for making the same - Google Patents

Description

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【發明所屬之技術領域】 本發明與全像術有關’更特言之，與浮刻（emboss ) 或鎮入（CaSt int〇 ) 一薄膜之全像（holograms )及繞射光 柵有關。 【先前技術】

全像及繞射光柵可被增附於—文件或含有列印及/或 其他資訊之其他物件如一磁條中。舉例來說，全像被增附 至信用卡以認證真實性並增加偽造信用卡的難度。全像可 被用作其他文件類型如股票憑證、識別標誌、護照、支票 及甚至貨幣的反偽造裝置。全像及繞射光柵亦為了其他原 因而被增附至或形成於文件及物件中，例如用於裝飾效 果。包裝材料可具有全像及繞射光柵用於裝飾或驗證效果。

可藉由透過該薄膜中的一表面輪麻（surface contour) 複製一薄膜中該全像的干涉圖形（interference pattern)而 建立全像。當光線入射於此表面圖形上時，一觀察者依據 儲存於該全像中的資訊檢視一影像。可利用一類似方式建 立一繞射光柵。當用於該目的時’該全像或繞射光柵將典 型地鄰近其他材料如可光學地遮蔽該裝置之圖形的一黏性 物質。因此需要保留益強化該全像及/或繞射光栅的圖形。 更特言之，用於安全及產品強化目的的全像及燒射圖 形可利用一處理加以製作，該處理使用沉澱一可浮刻層於 其上的一承載薄膜（carrier film)。該分層係透過一傳統全 1337719 用該材料以保留及強化該圖形。 【發明内容】 本發明提供保留及強化的全像與繞射圖形，其具有一 光學強化粒子塗層作為光學強化粒子於一溶劑中的一液態 分散物（dispersion)。

在其一態樣中，本發明提供一光學可變裝置（optical variable device) 伴隨具有一光學可變浮雕 （optical variab丨e relief)及該光學可變浮雕上的一塗層的一基材。 該塗層包括一溶劑中的光學強化粒子。 在其另一態樣中，本發明提供一光學可變裝置，其包 括具有一光學可變浮雕及該光學可變浮雕上的光學強化粒 子的一基材。

在其一進一步態樣中，本發明提供一種強化一光學可 變裝置的方法。該方法提供具有一光學可變浮雕及帶有多 個光學強化粒子於一溶劑中的一液態分散物的一基材。該 方法更包括施加該液態分散物於該光學可變浮雕上並且維 持該光學強化粒子於該光學可變浮雕上的一固定厚度。 本發明之一優點在於其保留一光學可變浮雕。 本發明之另一優點在於其強化一光學可變浮雕。 本發明之一進一步優點在於其經濟上易於生產。 本發明之另一進一步優點在於其可被選擇性的施加至 一基材之部分，特言之即為包括一光學可變浮雕之基材部 分。 7 1337719

本發明之另一另一進一步優點在於 來看是很經濟的。 在習知技藝人士閱覽以下詳細說明 圖示後便可明瞭本發明之其他特徵及優 號係用於指出相似的特徵。 【實施方式】 現在參照圖示，更特言之參照第1 學可變裝置10，其一般具有一基材，該 雕層14。可浮刻層14包括一光學可變 中》光學可變浮雕16上的一塗層18包 子2 0作為一溶劑中的分散物。光學可雙 加於該多個光學強化粒子2 0之上的一 ί 層及/或一保護層。 舉例來說，藉由一全像浮刻處理可聲 光學可變浮雕1 6。 光學可變浮雕 16可為一全像圖形 少其中之一。 塗層18可包括ig薄板（aluminum (flakes )形式之光學強化粒子並具有 尺寸而被提供作為一溶劑中的一分散物 鋁製薄片分散物可由沉積於聚合物釋 release coated film)如聚乙稀對笨二甲 氣相沉積鋁金屬所製成，而隨後被剝除 從一資本投資角度 、申請專利範圍及 點，其中相似的編 圖，該圖說明一光 基材上具有一可浮 浮雕1 6形成於其 括多個光學強化粒 Ϊ裝置1 0可包括施 >層22，如一黏性 [可浮刻層1 4浮刻 及一繞射光柵之至 platelets)或薄片 一相對控制的粒子 (dispersion)。該 放塗膜 （polymer 酸酯（P E T )上的 該薄膜載體並被處 8 1337719 粒子2 0於光學可變浮雕1 6上時可保留及強化光學可變浮 雕1 6。該鋁片分散物可被視為十分類似微觀的薄型微反射 鏡（micromirror)，其於被施加於光學可變浮雕16中時可 形成一閃耀表面，而提供類似於氣相沉積金屬之反射度的 一反射度。可自 Wo 1 s t enhο 1 me I nternat i ο na 1 Ltd .及 Eckart GmbH & Co. KG.取得金屬分散物，伴隨與可作為基材12 及/或可浮刻層1 4之各種聚合物相容之各種有機溶劑中懸 浮的金屬薄片。亦可取得水生（W a t e r - b 〇 r n e )分散物。

為了製成一種以溶劑為基礎的液體分散物以保留及/ 或強化光學可變浮雕1 6，便加入足夠溶劑以稀釋該泥狀物 為得以透過商業塗佈或印刷方法而施加該薄片懸浮物/分 散物的一黏性。為了製成一種以水溶劑為基礎之液體分散 物，可加入水或水與酒精之一混合物以稀釋該泥狀物為得 以透過商業塗佈或印刷方法塗佈該薄片懸浮物/分散物的 黏性。

本發明允許使用商業印刷及塗佈方法如凹版印刷、笨 胺印刷、輪轉凹板印刷、平凹版印刷、雕刻凹版印刷 (intaglio )及平版印刷以沉積該鋁金屬薄片粒子20之一 薄型反射塗層18至該光學可變浮雕16上。可應用該分散 物為遍及該薄片（web )之整體塗層，或直接印刷於一影 像上的特定區塊而留下周圍區域不加以塗佈。透過該塗怖/ 印刷設備上的傳統乾燥方法乾燥該鋁薄片分散物或塗層。 本發明並不限於以上商業印刷方法’其沾商業印刷、塗伟 及喷霧應用方法均可被使用。 10 1337719 銀、金等等亦為適合的，但本發明並不限於該些金屬《金 屬氧化物如氧化鋁及非金屬氡化物如一氧化矽及二氧化矽 亦為適合的。一高繞射率無機物如硫化鋅亦為適合的。一 泥狀物係由該產物所準備，且被處理為類似於該鋁薄片分 散物的一微小粒子尺寸。

一般而言，光學強化粒子可包含一金属及/或多個金屬 薄片。基材12可包括一第一繞射率（其可為可浮刻層14 之繞射率），而該多個光學強化粒子2 0可包括一第二繞射 率。該一第一繞射率與該第二繞射率之間的差異較佳地可 大於±0.2。

塗層18可提供光學可變浮雕16上的光學強化粒子20 之一固定厚度24。固定厚度24例如對於鋁薄片而言可介 於約1 0 - 3 0奈米之間，或此一範圍之倍數。在約為橫切該 固定厚度 24之方向上每個光學強化粒子 20可介於約 1 0-1 3微米之間。該光學強化粒子2 0之薄片結構允許光學 強化粒子2 0於固定厚度2 4中自我定位，亦即粒子並非位 於邊緣上。該粒子2 0之薄片結構及尺寸小到足以容納於光 學可變浮雕16之中而無須共用（pooling )。 具有可浮刻層14之預形成基材12是較佳的，但光學 可變浮雕 1 6如全像圖形及繞射光柵可被直接浮刻至聚乙 烯對苯二甲酸酯（P ET )薄膜中，而無須一可浮刻層1 4。 此外，可利用光學可變浮雕浮刻共壓雙向延伸聚丙烯 ( co-exiruded b i a x i a! I y oriented polypropylene, BOPP) 以供用於層積（lamination)中。該變化及修改包含於本發 12 [337719

明之範圍中。 在第2圖之實施例中，光學可變裝置30包括直接施 光學可變浮雕34於其上的基材32。光學可變浮雕34上 一塗層3 6 (類似該之塗層1 8 )包括一溶劑中的多個光學 化粒子38(類似該之光學強化粒子20)。光學可變裝置 包括可為例如一保護及/或黏性層的分層4 0。塗層3 6可 供光學可變浮雕34上的光學強化粒子38 —厚度42—其 為一固定厚度。 雖然進一步將光學可變浮雕 1 6描繪為一週期結構 而進一步將光學可變浮雕 3 4描繪為一非週期結構，但 學可變浮雕1 6或光學可變浮雕3 4均可具有一週期或非 期結構或其組合。再者，雖然以一相對連續層顯示光學 化粒子20中而將光學強化粒子38顯示為分散的或非連 的，但光學強化粒子20或光學強化粒子38均可形成連 層、非連續層、重叠層或其組合。 可依據需求加入其他分層至光學可變裝置10或光 可變裝置30。 可利用目前可取得之印刷方法及該其他方法應用本 明之液體分散物，該些方法允許該液體分散物之選擇性 用因而得以節省材料及資本設備上的成本。第3圖說明 發明之一光學可變裝置50的一平面圖，其中選擇性地施 該液體分散物至該光學可變裝置之一基材 52的預定部 5 4。如前所述；每個預定部分5 2可具有第1圖及/或第 圖的剖面特徵以及其他相應特徵。舉例來說，基材5 4可 加 的 強 30 提 可 » 光 週 強 續 績 學 發 應 本 加 分 2 包 13 1337719

括具有一可浮刻層之一光學可變浮雕及/或具有該光 變浮雕於基材5 4上而不具有可浮刻層。此外，該光學 刻層可覆蓋基材 54之一完整表面，亦可僅覆蓋預定 5 2或其某種組合。 於使用時，本發明包括一種強化一光學可變裝置 法，其具有以下步驟： 提供具有一光學可變浮雕16、34之一基材12、 54以及具有多個光學強化粒子20、38於一溶劑中的 散物；施加該分散物作為光學可變浮雕 1 6、3 4上的 18' 36 ；以及維持光學可變浮雕1 6、3 4上的光學強化 20、38的一固定厚度24、42。該施加步驟可選擇性地 塗層18、36至該基材的一預定部分52。可選擇用於 1 8、3 6之分散物以限制每個光學強化粒子2 0、3 8的 寸為大約介於1 〇-1 3微米之間。該施加步驟可使用一 技術或其他塗佈、喷霧或施加技術。 應瞭解此處揭露及定義之本發明延伸至該文字/ 圖示中提及或顯而易見之兩或多個獨立特徵的所有替 合。所有這些不同組合構成本發明之各種替代態樣。 描述之實施例解釋已知實施本發明之最佳模式並將使 習知技藝人士得以利用本發明。該申請專利範圍將被 包括習知技所允許之替代實施例範圍。 本發明之各種特徵將於以下申請專利範圍中提出 【圖式簡單說明】 學可 可浮 部分 的方 32、 一分 塗層 粒子 施加 塗層 一尺 印刷 L /或 代組 此處 其他 視為 14 1337719 第1圖為本發明具有一基材之一光學可變裝置之一剖 面圖，該基材包括具有一光學可變浮離的一可浮刻層。 第2圖為本發明具有包括一光學可變浮雕之一基材之 一光學可變裝置的一剖面圖。 第3圖為本發明之一光學可變裝置的一平面圖，其中 選擇性地施加該液體分散物至該光學可變裝置之基材的一 預定部分。

在詳細說明本發明之實施例前，應了解本發明之應用 並不限於以下說明所提出或該圖示中所說明之元件的結構 及配置細節。本發明適用其他實施例且可以多種方式加以 實施或執行。再者，應了解此處所之用語及用詞係為了說 明之目的且不應被視為限制性的》此處所使用之“包括”、 “包含”以及其變體係意圖涵蓋此後列出之項目與其均等物 以及額外項目與其均等物。

【元件代表符號簡單說明】 1 0, 30, 50光學可變裝置 12, 32，54 基材 1 4可浮雕層 I 6，3 4光學可變浮雕 18, 36塗層 20,3 8光學強化粒子 II 40 公垦 一 —， .w ✓ν · α 24, 42厚度 15 1337719 5 2預定部分

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Claims (1)

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曰修正本 抬Τ、'申請傳利;範圍： 1. 一種光學可變結構，至少包含： 一光學可變浮雕，其浮刻於一聚合物基材或一可 浮刻聚合物層上；及

位在該光學可變浮雕上的一液體分散物塗層，該 液體分散物塗層包含在其製造期間固著於多個光學強 化粒子的一數量的殘留聚合物，且該等多個光學強化 粒子具有一折射率與該聚合物基材或該可浮刻聚合物 層的折射率相差介於±0.2的一最小值，該數量的殘留 聚合物供以將該等多個光學強化粒子黏著於該聚合物 基材。

2.如申請專利範圍第1項所述之光學可變結構，其中該聚 合物基材或該可浮刻聚合物層包括至少一個預定部 分，且該液體分散物塗層被選擇性地施加至該至少一個 預定部分。 3 .如申請專利範圍第1項所述之光學可變結構，其中該等 多個光學強化粒子之各者的一尺寸係介於大約 10-13 4* PJ 〇 4,如申請專利範圍第1項所述之光學可變結構，其中該液 17 1337719 體分散物塗層在該光學可變浮雕上提供一固定厚度之 該等多個光學強化粒子。 5.如申請專利範圍第1項所述之光學可變結構，其中該光 學可變浮雕係為一全像圖形及一繞射光柵之至少一者>

6 ·如申請專利範圍第1項所述之光學可變結構，其中該液 體分散物更包含一額外的聚合物*其黏著劑對薄片之一 定量（binder to flake ration)係少於 0·01。 7·如申請專利範圍第1項所述之光學可變結構，其中該多 個光學強化粒子至少包括鋁、鉻、銦、鉍、銀、金、氧 化鋁、一氧化矽、二氧化矽及硫化鋅的其中之一《

8 .如申請專利範圍第1項所述之光學可變結構，其中該液 體分散物塗層具有一適當黏性以藉由一印刷技術施加 至該光學可變浮雕上。 9.如申請專利範®第1項所述之光學可變结構，其中該等 多個光學強化粒子係為多個金屬薄片。 10.如申請專利範圍第9項所述之光學可變結構，其中該液 體分散物塗層包含一溶劑。 18 1337719

11.如申請專利範圍第1項所述之光學可變結構，更包含 加於該等多個光學強化粒子上的一保護層。 1 2.如申請專利範圍第1項所述之光學可變結構，更包含 加於該等多個光學強化粒子上的一黏性層。 1 3 .如申請專利範圍第1項所述之光學可變結構，其中該 體分散物塗層包含一溶劑。 14. 一種光學可變裝置，至少包含： 一光學可變浮雕，其浮刻於一聚合物基材或一 浮刻聚合物層上；及 多個光學強化粒子，其位在施加於該光學可變 雕上的一薄膜塗層中，且藉由一殘留聚合物固著於 光學可變浮雕，該殘留聚合物在其製造期間固著於 等多個光學強化粒子，該薄膜塗層具有一厚度介 10-30奈米的一範圍之間或此範圍的數倍，在該薄 塗層中的該等多個光學強化粒子之各者的一尺寸係 於1 0 -1 3微米之間。 15.如申請專利範圍第14項所述之光學可變裝置，其中 聚合物基材或該可浮刻層包括至少一個預定部分，且 拖 施 液

可 浮 該 該 於 膜 介 該 該 19 1337719 薄膜塗層被選擇性地施加至該至少一個預定部分。 16.如申請專利範圍第14項所述之光學可變裝置，其中該 等多個光學強化粒子係為多個金屬粒子。

17.如申請專利範圍第14項所述之光學可變裝置，其中該 殘留聚合物的該數量係足夠將該等多個光學強化粒子 固著於該光學可變浮雕。 18.如申請專利範圍第14項所述之光學可變裝置，其中該 光學可變浮雕係為一全像圖形及一繞射光柵之至少一 者。

19.如申請專利範圍第14項所述之光學可變裝置，其中該 等多個光學強化粒子至少包含鋁、鉻、銦、鉍、銀、金、 氡化紹、一氧化夕、二氧化石夕及硫化鋅的其中之一。 20.如申請專利範圍第14項所述之光學可變裝置，其中該 聚合物基材或該可浮刻層的一第一折射率及該等多個 光學強化粒子的一第二折射率之間的差係大於±0.2。 21.如申請專利範圍第14項所述之光學可變裝置，更包括 施加於具有該等多個光學強化粒子的該薄膜塗層上的 20 1337719 一保護層》 22.如申請專利範圍第14項所述之光學可變裝置，更包括 施加於具有該等多個光學強化粒子的該薄膜塗層上的 一黏性層。 23. —種強化一光學可變結構的方法，其包含以下步驟：

提供一光學可變浮雕浮刻於一聚合物基材或一可 浮刻聚合物層上；及

藉由施加一液體塗層至該光學可變浮雕，在該光 學可變層上形成具有一厚度介於10-30奈米的一範圍 之間或此範圍的數倍的一薄膜，該液體塗層包含一數 量的殘留聚合物，在其製造期間固著於多個光學強化 粒子，且該等多個光學強化粒子的一尺寸係介於 1 0-1 3微米之間，該等多個光學強化粒子具有一折射 率與該聚合物基材或該可浮刻聚合物層的折射率相差 介於±0.2的一最小值，該數量的殘留聚合物供以將該 等多個光學強化粒子黏著於該聚合物基材。 24.如申請專利範圍第23項所述之方法，其中該施加該液 體塗層的步驟係選擇性地施加該液體塗層至小於該基 材整體的一預定部分。 21 1337719 25.如申請專利範圍第23項所述之方法，其中該施加該液 體塗層的步驟係使用一印刷技術。 26.如申請專利範圍第23項所述之方法，其中該施加該液 體塗層的步驟包括以下步驟：選擇該液體塗層，使得該 等多個光學強化粒子係為多個金屬粒子。

27.如申請專利範圍第23項所述之方法，其中該液體塗層 更包含一額外的聚合物，其黏著劑對薄片之一定量係少 於 0.0 1。

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