TWI537147B - 竄改指示安全裝置、包括安裝在薄片材料的表面上或至少局部地嵌入薄片材料內的竄改指示安全裝置之薄片材料、由薄片材料所製成的證書、用於以安全裝置揭示或指示竄改的方法、以及用於造成安全裝置分開或分離成層的方法 - Google Patents

Description

竄改指示安全裝置、包括安裝在薄片材料的表面上或至少局部地嵌入薄片材料內的竄改指示安全裝置之薄片材料、由薄片材料所製成的證書、用於以安全裝置揭示或指示竄改的方法、以及用於造成安全裝置分開或分離成層的方法

相關申請案

此申請案係2007年6月29日提出之美國專利申請案序號第11/771,623號與2007年10月31日提出之美國專利申請案序號第11/932,468號的部分延續案，該二申請案主張對2004年11月22日提出之美國專利申請案序號第10/995,859號(現在為美國專利第7,333,268號)的優先權，其主張對2003年11月21日提出之美國臨時專利申請案序號第60/524,281號、2004年1月22日提出之美國臨時專利申請案序號第60/538,392號、與2004年11月12日提出之美國專利申請案序號第60/627,234號的優先權，所有該等專利係藉此全部以引用的方式併入本文中，且本申請案主張對2009年8月12日提出之美國臨時專利申請案序號第61/233,264號的利益及優先權，該美國臨時專利申請案序號第61/233,264號係全部以引用的方式併入本文中。

本發明大致上有關一竄改指示光學安全裝置，其操作以產生一或更多個合成影像，其中任何意圖由在下方之基底材料分離此裝置將致使該裝置完全或局部地不能操作。

用於投射合成影像之微光學薄膜材料大致上包括(a)一透光聚合體基板，(b)位於該聚合體基板上或內之微尺寸設計影像圖符的配置，及(c)聚焦元件(例如微透鏡)之配置。該等影像圖符及聚焦元件配置被組構，使得當影像圖符之配置係經過聚焦元件之配置觀看時，一或更多個合成影像被投射。這些投射影像可顯示許多不同的光學效果。能夠呈現此等效果之材料結構被敘述在發給史蒂比利克(Steenblik)等人之美國專利第7,333,268號、發給史蒂比利克等人之美國專利第7,468,842號、發給史蒂比利克等人之美國專利第7,738,175號、發給卡門達(Commander)等人之美國專利申請案公告第2009/0034082號、發給柯利(Kaule)等人之美國專利申請案公告第2009/0008923號、發給柯利等人之美國專利申請案公告第2010/0177094號、發給柯利等人之美國專利申請案公告第2010/0182221號、發給柯利等人之歐洲專利申請案第08784548.3號、與發給柯利之歐洲專利申請案第08759342.2號。

這些薄膜材料可被用作安全裝置，而用於銀行本票、安全證書及產品之確證。用於銀行本票及安全證書，這些材料典型以條帶或細絲之形式被使用，且局部地嵌入在該銀行本票或證書內，或施加至其一表面。用於護照或其他身分(ID)證書，這些材料被用作一體之層壓材料。

雖然此等裝置已往被使用，它們尚未有譬如一“剝離即破壞”之竄改指示特性。至於竄改係意指對該裝置之未經授權的干擾(亦即企圖由一物件移去該裝置)，無論是否為著要偽裝、偽造或替代之目的。

因此，本發明提供一竄改指示安全裝置，其操作以產生一或更多個合成影像，該裝置係附接或接合至一基底材料(例如護照文件)，其中當意圖由該基底材料分離該裝置時，該裝置分開或分離成層，致使該裝置完全或局部地不能操作。如在此中所使用，該片語“完全或局部地不能操作”係意欲意指本發明之裝置(a)不再能夠產生一或更多個合成影像(完全不能操作)，或(b)僅只能夠產生一減少數目之合成影像(局部地不能操作)。

當企圖由一物件移去該裝置時，本發明之竄改指示安全裝置係不可逆地被改變。因此，該裝置不能被移去及再附接至另一物件、諸如一偽造物件，而不會未偵測到該替換。

本發明之裝置可被附接或接合至一在下方之基底材料，而有或沒有使用一黏著劑。當作範例，接合可使用該裝置之直接地超音波焊接、震動焊接、及雷射熔合至該基底材料而被達成。

本發明之竄改指示安全裝置包括一光學薄膜材料，該光學薄膜材料係由含有聚焦元件(例如透鏡)之至少一層、含有影像元件(例如圖符)之至少一層、及定位於該(等)聚焦元件層與該(等)影像元件層間之至少一光學隔片或隔片層所組成，使該等聚焦元件形成該等影像元件之至少一部份的一或更多個合成影像。該光學薄膜材料可選擇性地另包括選自接合減弱層、底層塗料或黏著層、及其組合之群組的一或更多層。再者，該(等)聚焦元件層可選擇性地構成一局部或完全嵌入層，如將在下面更詳細地被敘述者。

本發明之安全裝置可選擇性地另包括施加至該安全裝置之一或相反側面的一或更多層，那些層包括、但不限於印刷層(例如背面印刷層)、金屬化及/或局部圖案鏤刻層、底層塗料或黏著層、密封或塗覆層、加強層、及其組合。

當該發明裝置係附接或接合至一基底材料且意圖由該基底材料分開該裝置時，該裝置被設計為將故障，使故障大致上內部地發生在該(等)聚焦元件層及該(等)影像元件層內及/或之間。

分離意圖之範圍可由嘗試從該基底材料拉開該裝置，至在該薄膜材料及該基底材料之間嘗試滑動一尖銳物件、諸如剃刀片，至化學、熱、低溫、或機械衝擊。

於一所考慮之具體實施例中，該光學薄膜材料另包括一光學隔片或隔片層。更特別地是，此所考慮之具體實施例的竄改指示安全裝置包括：

(a)一光學薄膜材料，其包括含有聚焦元件之至少一層、含有影像元件之至少一層、及定位於該至少一聚焦元件層與該至少一影像元件層之間並黏著至該至少一聚焦元件層與該至少一影像元件層的一光學隔片或隔片層，使該等聚焦元件形成該等影像元件之至少一部份的一或更多個合成影像；及

(b)選擇性地，選自印刷層、金屬化及/或局部圖案鏤刻層、底層塗料或黏著層、密封或塗覆層、加強層、及其組合之群組的一或更多層。

此所考慮之具體實施例的竄改指示安全裝置可被設計用於在任何層之層內故障、或在該(等)聚焦元件層及該(等)影像元件層間之任何介面的層間故障，諸如於該(等)聚焦元件層及該光學隔片之間、或於該光學薄膜材料的光學隔片及該(等)影像元件層之間。特別地是，當該裝置係黏著至一基底材料及意圖由該基底材料分開該裝置時，此一意圖中所固有之應力將被集中在一組這些被命名層的一介面。

於另一所考慮之具體實施例中，二光學隔片或隔片層及一底層塗料或黏著層被使用於該光學薄膜材料中。更特別地是，此所考慮之具體實施例的竄改指示安全裝置包括：

(a)一光學薄膜材料，其包括含有聚焦元件之至少一層、含有影像元件之至少一層、定位於該至少一聚焦元件層與該至少一影像元件層之間並黏著至該至少一聚焦元件層與該至少一影像元件層的二光學隔片或隔片層，使該等聚焦元件形成該等影像元件之至少一部份的一或更多個合成影像；及

(b)選擇性地，選自印刷層、金屬化及/或局部圖案鏤刻層、底層塗料或黏著層、密封或塗覆層、加強層、及其組合之群組的一或更多層。

此所考慮之具體實施例的竄改指示安全裝置可被設計用於該光學隔片或隔片層之一及該光學薄膜材料的底層塗料或黏著層間之層間故障。

於又另一所考慮之具體實施例中，一接合減弱層被導入該光學薄膜材料，使故障被設計成發生在此層內及/或於此層與一或更多個鄰接或連續層之間。

於又另一所考慮之具體實施例中，該等聚焦元件係反射聚焦元件或聚焦反射器，在此層間故障可被設計成發生於譬如一施加至該等聚焦反射器之表面的反射(例如金屬)層及該等聚焦反射器之間、或於該光學隔片及該等聚焦反射器之間。

為達成所敘述之層內及/或層間故障，本發明之安全裝置被設計，使得：

(a)該安全裝置中之目標層的內聚強度係小於該安全裝置中之其他層的內聚強度；及/或

(b)該安全裝置中的二層間之目標介面的接合強度係小於該安全裝置中的其他層之間與該安全裝置及該基底材料之間的介面之接合強度。

如將在下面更詳細地被敘述，本發明之安全裝置可被設計成併入這些有關的內聚及/或接合強度，其在該(等)聚焦元件層及該(等)影像元件層間之目標層或目標介面促成層內故障及/或層間故障或分層，且藉由：

(1)相對該安全裝置之其餘層或介面增加或減少一或更多個目標層或介面之硬挺度(楊氏模數或張力模數)、接合強度、或交聯密度；

(2)將應力誘導(例如體積改變)成分併入該安全裝置的一或更多個目標層；及/或

(3)在該安全裝置的二層間之目標介面導入一接合減弱層。

對於一通常熟習者，本發明之其他特色及優點將由以下之詳細敘述及所附圖面變得明顯。除非以別的方式界定，在此中所使用之所有技術及科學術語具有與通常熟習本發明所屬技藝之人士所一般了解者相同之意義。在此中所論及之所有公告、專利申請案、專利及其他參考案係全部以引用的方式併入本文中。萬一衝突，將控制包括定義之本說明書。此外，該等材料、方法、及範例係僅只說明性及不意欲為限制性的。

認知一“剝離即破壞”特色之有效性，本發明家已開發一當意圖由在下方之基底材料分開該安全裝置時，被設計用於層內及/或層間故障之竄改指示安全裝置。

本發明之裝置能採取譬如安全條、細線、插線、鑲嵌物、或覆疊件之形式，且除了別的以外，打算供與貨幣或鈔票、諸如債券、支票、旅行支票、身分證、彩券、護照、郵票、與股票之安全證書、以及諸如文具與標籤之非安全證書一起使用。本發明之裝置係亦打算供與消費性商品以及與消費性商品一起使用之袋子或包裝一起使用。

現在參考該等圖面之圖1A，本發明之竄改指示光學安全裝置的一示範具體實施例大致上被顯示在10。裝置10根本上包括：一光學薄膜材料12，其由含有聚焦元件14之層、含有圖符16之層、及定位於該聚焦元件層14與該圖符層16之間且黏著至該等層的一光學隔片18所組成，該等聚焦元件形成該等圖符之至少一部份的至少一個合成影像20。當二不同的合成影像被該等聚焦元件所形成時，一合成影像可操作來調制或控制另一合成影像之外觀的範圍，如在美國專利第7,738,175號中所敘述，其全部以引用的方式併入本文中。於圖1A所示之示範具體實施例中，本發明之竄改指示光學安全裝置10被顯示藉由譬如使用熱密封或將該等材料熔合在一起，並使用壓敏式黏著性材料、或形成互鎖微結構而直接黏著至基底材料22。

圖2A、3A、4A描述類似於圖1A所示具體實施例之具體實施例，除了以下者之外：該聚焦元件層14係圖2A中之凸透鏡24的一嵌入層，具有參考數字26，用於標示該嵌入材料；該聚焦元件層14係圖3A中之凹透鏡28的一嵌入層；及該聚焦元件層14係圖4A中之凸出梯度指數(GRIN)透鏡30的一嵌入層。

圖5A、6A描述本發明的竄改指示安全裝置10之具體實施例，在此該光學薄膜材料12包括一聚焦元件層14(一嵌入式聚焦元件層被顯示在圖6A中)、一圖符層16、及藉由底層塗料或黏著層32所附接在一起之二光學隔片18a、18b，該二光學隔片18a、18b定位於該聚焦元件層14及該圖符層16之間且黏著至該聚焦元件層14及該圖符層16，該薄膜材料係直接地附接或接合至一基底材料22，而沒有使用一黏著劑。

聚焦元件層14之聚焦元件可為任一折射聚焦元件、反射聚焦元件、或併合折射/反射聚焦元件。於一具體實施例中，如於該等圖面中所說明，該等聚焦元件可為一列陣之折射微透鏡。合適之聚焦元件的範例被揭示在發給史蒂比利克等人之美國專利第7,333,268號、發給史蒂比利克等人之美國專利第7,468,842號、與發給史蒂比利克等人之美國專利第7,738,175號中，如上述，所有該等專利被完全以引用的方式併入本文中，好像在此中完全地提出者。

如上述，該聚焦元件層14可被局部地或完全地嵌入，使此層之局部或整個具體實施例具有改善本發明之安全裝置光學地退化外部效果的阻抗之作用。於此一具體實施例中，由本發明之裝置的外表面至折射介面之折射率係在第一及第二折射率之間變動，該第一折射率係與該第二折射率實質上或可測定地不同。如在此中所使用，該“實質上或可測定地不同”之片語意指折射率中之差異，其造成該等聚焦元件之焦距改變至少大約0.1微米。

該折射率之變動可使用一材料(下文意指“該第二材料”)被達成，該材料(i)充填該等聚焦元件的至少一部份間之填隙空間及/或蓋住這些聚焦元件，以用於形成該等聚焦元件之材料(下文意指“該第一材料”)形成一不同的介面，或(ii)擴散進入該第一材料，藉此與該第一材料形成一梯度介面。該第二材料可局部或完全地嵌入該聚焦元件層或可包封本發明之裝置。更較佳地是，該第二材料形成該聚焦元件層的一外部邊界(該聚焦元件層之整個嵌入)、或形成該聚焦元件及圖符層兩者的一外部邊界(該竄改指示安全裝置之整個包封)。

該第二材料可為透明、半透明、著色的、或色素沉着的，且用於安全及確證之目的可提供額外之功能性，包括自動化貨幣確證、驗證、追蹤、計數及偵測系統之支援，其視光學效果、導電性或電容、磁場偵測而定。合適之材料能包括黏著劑、膠體、黏膠、快乾漆、液體、模製聚合物、及聚合物或其他含有有機或金屬分散液之材料。

圖符層16之圖符可為正或負的圖符元件的其中之一。該等圖符元件能進一步使用許多不同技術所形成。譬如，該等圖符元件能藉由熱成形、鑄造、壓縮模製、射出成形、凹凸軋花、佈圖輻射曝光與顯影、雷射曝光與顯影、噴墨印刷、電印刷、印刷、雕刻、電鑄凸版、照相、全像攝影、及與熟知硬化和蝕刻或膨漲製程組合的感光性乳膠液之雷射曝光、遮罩及沈積製程、遮罩及化學蝕刻、遮罩及反應離子蝕刻、遮罩及離子束銑削、微切削、雷射機器加工與雷射燒蝕、光聚合物曝光及顯影、及其他合適之方法與其組結合所形成。於一具體實施例中，該等圖符元件係在一聚合體基板中呈空隙或凹部之形式的微結構，或其倒轉之定形支柱，使該等空隙(或凹部)或區域圍繞選擇性地充填以一對比物質之定形支柱，該對比物質諸如染料、著色劑、顏料、粉狀材料、墨水、粉狀礦物、金屬材料及微粒、磁性材料及微粒、磁化材料及微粒、磁性地反應材料與微粒、黃磷、液晶、液晶聚合物、碳黑或其他光吸收材料、二氧化鈦或其他光散射材料、光子晶體、非線性晶體、奈米微粒、奈米管、巴克球、巴克管、有機材料、有珍珠光彩的材料、粉狀珍珠、多層干涉材料、發乳白光的材料、彩虹色的材料、低折射率材料或粉末、高折射率材料或粉末、鑽石粉、結構顏色材料、極化材料、偏極化旋轉材料、螢光材料、發磷光的材料、熱變色材料、壓致變色材料、光致變色材料、摩擦發光的材料、電激發光的材料、電致變色材料、磁致變色材料與微粒、放射性材料、可無線電激活的材料、駐極體電荷分離材料、及其組合之群組。合適之圖符元件的範例係亦揭示在發給史蒂比利克等人之美國專利第7,333,268號、發給史蒂比利克等人之美國專利第7,468,842號、與發給史蒂比利克等人之美國專利第7,738,175號中，如上述，所有該等專利被完全以引用的方式併入本文中，好像在此中完全地提出者。

光學隔片或隔片層18被包括於聚焦元件層14及圖符層16之間。於此一具體實施例中，光學隔片或隔片層18係接合至或形成為該聚焦元件層14或該圖符層16的一部份。於另一具體實施例中，該聚焦元件層14之厚度被增加至允許該等聚焦元件將為自力支撐的。於又另一具體實施例中，一光學隔片或隔片層18a係接合至另一光學隔片或隔片層18b。於這些具體實施例中，層間故障能被設計成譬如發生在該光學隔片或隔片層18及該圖符層16之間、該聚焦元件層14及該光學隔片或隔片層18之間、該等光學隔片或隔片層18a、18b之間、或在一側面上含有該等聚焦元件的光學隔片或隔片層18及在該相反側面上含有該等圖符元件的光學隔片或隔片層之間。

光學隔片或隔片層18可使用一或更多個本質上透明或半透明的聚合物所形成，該聚合物包括、但不限於聚碳酸酯、聚酯、聚乙烯、聚亞烯萘、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯及聚偏二氯乙烯、與類似者等。於一示範具體實施例中，該(等)光學隔片或隔片層18係使用聚酯或聚對苯二甲酸乙二酯所形成。

本發明之竄改指示安全裝置10可另包括額外之特色，諸如那些在發給史蒂比利克等人之美國專利第7,333,268號、發給史蒂比利克等人之美國專利第7,468,842號、與發給史蒂比利克等人之美國專利第7,738,175號中所敘述者，如上述，所有該等專利被完全以引用的方式併入本文中，好像在此中完全地提出者。

譬如，且如上述，安全裝置10可選擇性地另包括一或更多層，諸如印刷層、金屬化或局部金屬化層、底層塗料或黏著層、密封或塗覆層、及加強層。於此一具體實施例中，安全裝置10另包括一施加至該(等)圖符層的一側面之密封或塗覆層，用於保護此(等)層。該密封或塗覆層可為透明、半透明、著色的、無光的、不透明、金屬性、磁性、光學可變、或這些特性之任何組合，並用於安全及確證之目的提供想要之光學效果及/或額外之功能性，包括自動化貨幣確證、驗證、追蹤、計數及偵測系統之支援，其視光學效果、導電性或電容、磁場偵測而定。合適之密封或塗覆層材料能包括下面所列出之可輻射固化樹脂的任何一種，加上很多不同之市售油塗、墨水、保護膜、清漆、快乾漆、及使用於該印刷及文件及薄膜轉換工業中之透明塗層。

於一具體實施例中，安全裝置10實質上係按照發給史蒂比利克等人之美國專利第7,333,268號、發給史蒂比利克等人之美國專利第7,468,842號、與發給史蒂比利克等人之美國專利第7,738,175號中所敘述之製程或諸製程來製備。譬如，安全裝置10可藉由以下所製備：(a)施加一實質上透明或無色的可輻射固化樹脂至該光學隔片或隔片層18之上及下表面；(b)在該上表面上形成一微透鏡列陣、及在該光學隔片18之下表面上以譬如凹部及/或定形支柱的微結構之形式形成一圖符列陣；(c)使用一輻射來源固化該實質上透明或無色的樹脂；(d)以一無光的樹脂或墨水充填該圖符列陣凹部及/或圍繞該等定形支柱之區域；及(e)由該光學隔片18之下表面移去過量之樹脂或墨水。

合適之可輻射固化樹脂包括、但不被限制於丙烯酸、環氧基樹脂、聚酯、丙烯酸酯化聚酯、聚丙烯、胺甲酸乙酯、丙烯酸酯化胺甲酸乙酯、與類似者等。較佳地是，該等列陣係使用丙烯酸酯化胺甲酸乙酯所形成，其係可用來自洛德化學有限公司者。

如上述，安全裝置10可被使用於貨幣或銀行本票、安全證書(例如身分(ID)證)及消費性商品之確證。大致上言之，安全裝置10可被黏著至任何需要一安全裝置之基底材料，包括、但不限於諸如塑膠、聚合物薄膜(例如丙烯酸、玻璃紙、聚碳酸酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、尼龍)、皮革、金屬、玻璃、木頭、紙張或像紙張之材料、布、與類似者等材料。

於一被考慮之具體實施例中，安全裝置10係附接或接合至一護照文件。

如上述，安全裝置10可有或沒有使用黏著劑地被附接或接合至一在下方之基底材料22。沒有使用黏著劑之接合可譬如使用諸如超音波焊接、震動焊接、及雷射熔合之熱焊接技術被達成。用於黏著裝置10至一基底材料22之黏著劑可為熱熔化黏著劑、可熱活化黏著劑、壓敏式黏著劑、及聚合體層壓薄膜之一。這些黏著劑較佳地係在本質上可交聯的，諸如紫外線(UV)固化丙烯酸或環氧基樹脂，具有當該黏著劑係於該熔化相位、或於冷卻時所達成之交聯。

該光學隔片或隔片層18及光學薄膜材料12的圖符層16間之層間故障被顯示在圖1B、2C、3C及4C中，當作意圖造成由基底材料22分離裝置10。

在這些圖面中所顯示之受歡迎的層間故障或分層可藉由以下來達成：

(1)增加或減少該圖符層16之硬挺度(楊氏模數或張力模數)、接合強度、或交聯密度；

(2)將應力誘導(例如體積改變)成分併入該圖符層配方或一密封或塗覆層配方的其中之一，該配方施加至該圖符層16的一側面；及/或

(3)在該光學隔片或隔片層18及該圖符層16間之介面導入一接合減弱層或犧牲層。

於圖2B、3B及4B中，顯示聚焦元件層14及光學隔片18間之層間故障。此層間故障或分層可藉由增加或減少該聚焦元件層14之硬挺度、接合強度、或交聯密度，將應力誘導成分併入此層，及/或在層14及光學隔片18間之介面導入一接合減弱層被達成。如對於那些熟諳此技藝者將輕易地變得明顯，圖1B中之層間故障亦可已設計成發生於該聚焦元件層14及該光學隔片18之間。

於圖5B及6B中，一光學隔片18a及底層塗料或黏著層32間之層間故障被顯示。此層間故障或分層可藉由配製該底層塗料或黏著層32被達成，以便減少其層間接合強度，致使所施加或造成之應力係譬如藉由減少其硬挺度或交聯密度、或藉由將應力誘導成分併入用於製備此層之配方而沿著此平面傳播。

如上述，層間故障或分層亦可藉由增加或減少該圖符層16之硬挺度、接合強度、或交聯密度被達成。增加該圖符層16之硬挺度及交聯密度可譬如藉由以下被達成，(1)於製造期間增加該整個安全裝置10或僅只該圖符層16之暴露至輻射(例如UV或電子束輻射)，或(2)一旦裝置10係在基底材料22上之適當位置中，增加該整個安全裝置10或僅只該圖符層16之暴露至輻射。

於此一被考慮之具體實施例中，層間故障係藉由增加該時間所達成，該整個薄膜材料12或裝置10係在該時間期間暴露至輻射。該聚焦元件及圖符層14、16通常係可交聯之熱凝固層，而光學隔片18係一熱塑性層。增加之輻射暴露時間將具有增加這些層中之交聯位準達某一程度之作用，且如此增加硬挺度或楊氏模數(ASTM D747-10、D882-10、或D2240-05(2010))及內聚強度之位準。層間故障將發生於該光學隔片或隔片層18及相當堅硬的圖符層16之間，因為該圖符層抵抗撓曲，而該聚焦元件層14係能夠於施加或造成之應力期間隨同該光學隔片撓曲(例如壓力、撓曲、收縮)。特別地是，因為形成應力解除區域的聚焦元件間之填隙間隙，施加至薄膜材料12/在薄膜材料12內造成之應力不會由聚焦元件傳播至聚焦元件。通常為一連續或幾乎連續層之圖符層16確實將應力傳播進入鄰接之圖符區域，藉此增加用於此層及一連續層間之分離及接合打破的趨勢。增加之輻射暴露時間不具有變更該光學隔片之硬挺度的作用，故其相對該圖符層保持撓性，增加用於該等層間之分離的趨勢。

較佳地係，層間故障係藉由增加對於僅只該圖符層16之輻射暴露時間所達成。如對於那些熟諳此技藝者將為明顯的，選擇性地增加該圖符層16之暴露至輻射將有利地防止聚焦元件層14之降級或變更，藉此保存此層之良好耐損性及抗磨損性。於此較佳具體實施例中，該圖符層16之硬挺度或楊氏模數係大於該聚焦元件層14之硬挺度或楊氏模數。

用於上面所陳述之理由，增加聚焦元件層14之硬挺度及交聯密度較佳地係藉由增加用於僅只該聚焦元件層14之輻射時間所達成，同時避免其他層之降級。

如在圖7中所最佳顯示，增加圖符層16之硬挺度亦可藉由施加一相當硬挺之背襯或加強層34至此層被達成。在此，該安全裝置係使用黏著劑36附接或接合至基底材料22。合適之加強層可被由多功能的單體及寡聚物所製備，該等單體及寡聚物包括、但不限於多功能基丙烯酸酯單體及寡聚物，諸如聚酯四丙烯酸酯(張力強度：6000psi)、雙酚A環氧丙烯酸雙脂(張力強度：13,900psi)、及二丙二醇二丙烯酸酯(張力強度：9,100psi)，其係可用來自美國賓夕法尼亞州愛克斯頓市托馬斯‧瓊斯路502號(19341)者，具有藉由層34中之交聯密度的程度所控制之相對硬挺度。於此具體實施例中，層間故障發生於光學薄膜材料12的光學隔片18及圖符層16之間。

層間故障亦可藉由將應力誘導(例如體積改變)成分併入用於製備該目標層之配方所達成(例如圖符層16、或施加至該圖符層16的一側面之密封或塗層配方)。應力誘導成分包括、但不被限制於那些於固化時使氣體收縮或展開之成分(例如擴展聚氨基甲酸乙酯泡沫)、那些當暴露至某些液體或氣體時膨脹之成分、那些隨著溫度中之變化遭受相變化或相分離之成分(例如一遭受相變化以變成多晶體或結晶狀之非晶質聚合物)。當併入用於製備譬如該圖符層16之配方時，該等應力誘導成分造成該層中之本質應力，藉此減弱該圖符層16及一連續層間之接合。當併入用於製備譬如該密封或塗覆層配方之配方時，該從本質上應力密封或塗覆層將施加一力量在該圖符層16上，其具有同樣地減弱該圖符層16及一連續層間之接合的作用。

所敘述之層內故障亦可藉由在該聚焦元件層14及該圖符層16間之介面導入一均勻或佈圖之接合減弱或犧牲層(例如快乾漆或具有相當低內聚強度之另一材料，諸如包括蒸氣沈積或噴濺金屬、或介電質材料之金屬)被達成。合適之接合減弱或犧牲層係使用具有相當低內聚強度之材料製備(亦即在此應力誘導張力破碎(無塑性變形)係相當低的材料)，且包括、但不被限制於快乾漆、金屬層(例如蒸氣沈積或噴濺金屬層)及介電質塗層。

用於採用聚焦反射器之非折射具體實施例，藉由施加一均勻或佈圖金屬層38至該聚焦反射器表面40，層間故障可被達成，如在圖8中所最佳顯示。在此，該金屬層38具有改善聚焦效率之作用，而當意圖造成裝置10由該在下方之基底材料22分離時允許用於層間故障。於此具體實施例中，黏著性材料42充填該等聚焦反射器間之填隙空間及蓋住該等聚焦反射器。如將由本揭示內容輕易地變得明顯，圖8所示裝置之層間故障亦可被設計成發生於該圖符層16及該光學隔片18之間、或於該光學隔片18及聚焦反射器40層之間。

如上述，所敘述之層間故障亦可被設計成發生於該系統的其他層之間。譬如，一或更多個額外之聚焦元件層能被包括，以及一或更多個額外之圖符層。在此一或更多個額外之聚焦元件層及/或圖符層被包括，一或更多個額外之合成影像能被形成。當二不同合成影像被形成時，在此中所敘述之層間故障可被設計成發生於諸層之間，使得該二合成影像之一、但不是該另一個的形成被中止。

如由上面之敘述為明顯的，本發明實踐其安全及竄改指示功能，而不需要主要生產系統改變及/或主要製造步驟改變，譬如異於配方及固化劑量變化。再者，雖然本發明之裝置可被黏著至任何需要一安全裝置之基底材料，當與譬如身分文件、諸如護照證書一起使用時，本發明係特別有利的。安全性、尤其在主要飛機場已成為一顯著之利害關係。沒有可印刷的身分係目前可用於以高可靠性及竄改阻抗確實地辨識一乘客。藉由對該證書提供無色的及顯而易見的竄改指示性質，本發明具有增加護照證書之可靠性程度的作用。

雖然本發明之各種具體實施例已在上面被敘述，應了解它們已僅只當作範例被呈現，且不限制之。如此，本發明之廣度及範圍將不被該等示範具體實施例之任何一個所限制。

10．．．安全裝置

12．．．光學薄膜材料

14．．．聚焦元件

16．．．圖符

18．．．光學隔片

18a．．．光學隔片

18b．．．光學隔片

20．．．合成影像

22．．．基底材料

24．．．凸透鏡

26．．．嵌入材料

28．．．凹透鏡

30．．．凸出梯度指數透鏡

32．．．黏著層

34．．．加強層

36．．．黏著劑

38．．．金屬層

40．．．聚焦反射器表面

42．．．黏著性材料

本揭示內容可參考以下之圖面被較佳了解。匹配之參考數字標示遍及該等圖面之對應零件，且該等圖面中之零組件不須按照一定之比例，替代地強調清楚地說明本揭示內容之原理。雖然關於該等圖面揭示示範具體實施例，在此不意圖將本揭示內容限制於在此中所揭示之該具體實施例或諸具體實施例。反之，該意圖係涵蓋所有另外選擇、修改及同等項。

參考所附圖面說明所揭示之發明的特別特色，其中：

圖1A係本發明之竄改指示安全裝置的一具體實施例之橫截面側視圖，在此該光學薄膜材料包括一聚焦元件層、一圖符層、及一定位於這些層之間及黏著至這些層的光學隔片，該薄膜材料係直接地附接或接合至一基底材料，而沒有使用一黏著劑；

圖1B顯示圖1A所示之竄改指示安全裝置的光學隔片及圖符層間之層間故障，如意圖造成該裝置由該基底材料分離；

圖2A係類似於圖1A，除了該聚焦元件層係凸透鏡的一嵌入層以外；

圖2B顯示圖2A之竄改指示安全裝置的聚焦元件層及光學隔片間之層間故障，而圖2C顯示該光學隔片及圖符層間之層間故障；

圖3A係亦類似於圖1A，除了該聚焦元件層係凹透鏡的一嵌入層以外；

圖3B顯示圖3A之竄改指示安全裝置的聚焦元件層及光學隔片間之層間故障，而圖3C顯示該光學隔片及圖符層間之層間故障；

圖4A係亦類似於圖1A，除了該聚焦元件層係凸出梯度指數(GRIN)透鏡的一嵌入層以外；

圖4B顯示圖4A之竄改指示安全裝置的聚焦元件層及光學隔片間之層間故障，而圖4C顯示該光學隔片及圖符層間之層間故障；

圖5A係本發明之竄改指示安全裝置的又另一具體實施例之橫截面側視圖，在此該光學薄膜材料包括一聚焦元件層、一圖符層、及藉由底層塗料或黏著層附接在一起之二光學隔片，該二光學隔片定位於該聚焦元件層及該圖符層之間，且附接至該聚焦元件層及該圖符層，該薄膜材料係直接地附接或接合至一基底材料，而沒有使用一黏著劑；

圖5B顯示圖5A所示竄改指示安全裝置的一光學隔片及該底層塗料或黏著層間之層間故障；

圖6A係類似於圖5A，除了該聚焦元件層係凸透鏡的一嵌入層以外；

圖6B顯示圖6A所示竄改指示安全裝置的一光學隔片及該底層塗料或黏著層間之層間故障；

圖7係本發明之竄改指示安全裝置的另一具體實施例之橫截面側視圖，在此該光學薄膜材料包括一聚焦元件層、一圖符層、及一定位於該聚焦元件層與該圖符層之間且附接至該聚焦元件層與該圖符層的光學隔片、一施加至該圖符層之底側以增進該光學隔片及該圖符層間之故障的加強層、及一黏著層，該黏著層具有附接或接合該薄膜材料至一基底材料之作用；及

圖8係本發明之竄改指示安全裝置的又另一具體實施例之橫截面側視圖，在此該光學薄膜材料包括一金屬化聚焦反射器(取代折射透鏡)層、一圖符層、一位於該聚焦反射器層及該圖符層間之光學隔片或隔片層、及一黏著層，其嵌入該聚焦反射器層，且如上述具有附接或接合該薄膜材料至一基底材料之作用。

10．．．安全裝置

12．．．光學薄膜材料

14．．．聚焦元件

16．．．圖符

18．．．光學隔片

20．．．合成影像

22．．．基底材料

Claims (43)

1. 一種竄改指示安全裝置，其操作以產生一或更多個合成影像，該裝置被附接或接合至一基底材料且包括一光學薄膜材料，該光學薄膜材料係由包含聚焦元件之至少一層、包含影像元件之至少一層、及定位於該至少一聚焦元件層與該至少一影像元件層間之至少一光學隔片或隔片層所組成，其中，該聚焦元件形成該等影像元件之至少一部份的一或更多個合成影像，其中，該等影像元件係為在聚合體基板中之呈空隙或凹部形式的微結構，或為呈升高區域或定形支柱之形式的微結構，以及其中，當意圖由該基底材料分離該裝置時，該裝置分開或分離成層，致使該裝置局部或完全不能操作。
2. 如申請專利範圍第1項之竄改指示安全裝置，其中當意圖由該基底材料分離該裝置時，該裝置不再操作以產生一或更多個合成影像，或該裝置產生減少數目之合成影像。
3. 如申請專利範圍第1項之竄改指示安全裝置，其中當意圖由該基底材料分離該裝置時，該安全裝置在一目標層內及/或在該安全裝置內的一目標介面處分開或分離成層。
4. 如申請專利範圍第3項之竄改指示安全裝置，其中(a)該安全裝置中之目標層的內聚強度係小於該安全裝置 中之其他層的內聚強度，及/或(b)該安全裝置中之目標介面的接合強度係小於該安全裝置中的其他層之間與該安全裝置及該基底材料之間的介面之接合強度。
5. 如申請專利範圍第1項之竄改指示安全裝置，其包括：(a)選擇性地包括選自接合減弱層、底層塗料或黏著層、及其組合之群組的一或更多層之該光學薄膜材料，該至少一聚焦元件層被設置成離該至少一影像元件層有實質上一致之距離，而使該等聚焦元件形成該等影像元件之至少一部份的一或更多個合成影像；及(b)選擇性地，選自印刷層、局部或完全地金屬化層、底層塗料或黏著層、密封或塗覆層、加強層、及其組合之群組的一或更多層。
6. 如申請專利範圍第5項之竄改指示安全裝置，其中含有聚焦元件之至少一層係一局部或完全嵌入層。
7. 如申請專利範圍第6項之竄改指示安全裝置，其中該光學薄膜材料之該等聚焦元件係具有一焦距之折射聚焦元件，該光學薄膜材料由外表面至折射介面具有一折射率，該折射率係於第一及第二折射率之間變動，該第一折射率係實質上或可測定地與該第二折射率不同，較佳地，其中該第一折射率及該第二折射率間之差值造成該等聚焦元件的焦距中之至少大約0.1微米的變化。
8. 如申請專利範圍第6項之竄改指示安全裝置，其中該至少一聚焦元件層係由具有一折射率之第一材料所形 成，其中該光學薄膜材料另包括具有不同折射率之第二材料，該第二材料充填該等聚焦元件間之填隙空間及/或蓋住該等聚焦元件，一相異的介面係形成於該第一及第二材料之間。
9. 如申請專利範圍第8項之竄改指示安全裝置，其中該第二材料完全地嵌入該至少一聚焦元件層，較佳地，其中該第二材料形成該至少一影像元件層的一外部邊界或層，藉此亦完全地嵌入此層。
10. 如申請專利範圍第6項之竄改指示安全裝置，其中該至少一聚焦元件層係由具有一折射率之第一材料及具有不同折射率的第二材料所形成，該第二材料擴散進入該第一材料，藉此與該第一材料形成一梯度介面。
11. 如申請專利範圍第5項之竄改指示安全裝置，其中該等聚焦元件係選自折射聚焦元件、反射聚焦元件、聚焦反射器、金屬化聚焦反射器、併合折射/反射聚焦元件、及其組合之群組。
12. 如申請專利範圍第5項之竄改指示安全裝置，其中，該等影像元件係在聚合體基板中之呈空隙或凹部形式的微結構，並以對比物質選擇性地充填該等空隙或凹部，該對比物質選自染料、著色劑、顏料、粉狀材料、墨水、粉狀礦物、金屬材料與微粒、磁性材料與微粒、磁化材料與微粒、磁性地反應材料與微粒、黃磷、液晶、液晶聚合物、碳黑或其他光吸收材料、二氧化鈦或其他光散射材 料、光子晶體、非線性晶體、奈米微粒、奈米管、巴克球(buckeyballs)、巴克管(buckeytubes)、有機材料、有珍珠光彩的材料、粉狀珍珠、多層干涉材料、發乳白光的材料、彩虹色的材料、低折射率材料或粉末、高折射率材料或粉末、鑽石粉、結構顏色材料、極化材料、偏極化旋轉材料、螢光材料、發磷光的材料、熱變色材料、壓致變色材料、光致變色材料、摩擦發光的材料、電激發光的材料、電致變色材料、磁致變色材料與微粒、放射性材料、可無線電激活(Radioactivatable)的材料、駐極體電荷分離材料、及其組合之群組，或該等影像元件係呈升高區域或定形支柱之形式的微結構，具有選擇性地以對比物質充填而圍繞該等升高區域或定形支柱之區域，該對比物質選自染料、著色劑、顏料、粉狀材料、墨水、粉狀礦物、金屬材料與微粒、磁性材料與微粒、磁化材料與微粒、磁性地反應材料與微粒、黃磷、液晶、液晶聚合物、碳黑或其他光吸收材料、二氧化鈦或其他光散射材料、光子晶體、非線性晶體、奈米微粒、奈米管、巴克球、巴克管、有機材料、有珍珠光彩的材料、粉狀珍珠、多層干涉材料、發乳白光的材料、彩虹色的材料、低折射率材料或粉末、高折射率材料或粉末、鑽石粉、結構顏色材料、極化材料、偏極化旋轉材料、螢光材料、發磷光的材料、熱變色材料、壓致變色材料、光致變色材料、摩擦發光的材料、電激發光的材料、電致變色材料、磁致變色材料與微粒、放射性材料、可無線電激 活的材料、駐極體電荷分離材料、及其組合之群組。
13. 如申請專利範圍第5項之竄改指示安全裝置，其中，該含有影像元件之至少一層包括應力誘導成分，或該光學薄膜材料包括形成二或更多合成影像之二或更多聚焦元件層，其中當意圖由該基底材料分離該裝置時，該裝置產生減少數目之合成影像，或該光學薄膜材料包括二或更多影像元件層，該等聚焦元件形成二或更多合成影像，其中當意圖由該基底材料分離該裝置時，該裝置產生減少數目之合成影像。
14. 如申請專利範圍第5項之竄改指示安全裝置，其中該光學薄膜材料包括位於該至少一聚焦元件層及該至少一影像元件層間之光學隔片或隔片層，且該光學隔片或隔片層黏著至該至少一聚焦元件層及該至少一影像元件層。
15. 如申請專利範圍第14項之竄改指示安全裝置，其中，當意圖由該基底材料分離該裝置時，該安全裝置之分開或分層發生在該至少一聚焦元件層及該光學薄膜材料的光學隔片或隔片層之間，或當意圖由該基底材料分離該裝置時，該安全裝置之分開或分層發生在該光學隔片或隔片層及該光學薄膜材料的至少一影像元件層之間，或該光學隔片或隔片層係使用一或更多個本質上透明或半透明的聚合物所形成，該聚合物選自聚碳酸酯、聚酯、 聚乙烯、聚亞烯萘、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯及聚偏二氯乙烯之群組。
16. 如申請專利範圍第5項之竄改指示安全裝置，其中該光學薄膜材料包括藉由底層塗料或黏著劑層黏著在一起之二光學隔片或隔片層，該二光學隔片或隔片層位於該至少一聚焦元件層及該至少一影像元件層之間，且黏著至該至少一聚焦元件層及該至少一影像元件層。
17. 如申請專利範圍第16項之竄改指示安全裝置，其中，當意圖由該基底材料分離該裝置時，該安全裝置之分開或分層發生在一光學隔片或隔片層及該光學薄膜材料的底層塗料或黏著層之間，或該二光學隔片或隔片層係使用一或更多個本質上透明或半透明的聚合物所形成，該聚合物選自聚碳酸酯、聚酯、聚乙烯、聚亞烯萘、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯及聚偏二氯乙烯之群組，或該底層塗料或黏著層係使用一或更多個黏著劑所形成，該黏著劑選自熱熔化黏著劑、可熱活化黏著劑、壓敏式黏著劑、及聚合體層疊薄膜之群組。
18. 如申請專利範圍第17項之竄改指示安全裝置，其中該底層塗料或黏著層係使用一固化丙烯酸材料或一固化環氧基樹脂材料所形成。
19. 如申請專利範圍第5項之竄改指示安全裝置，其中該光學薄膜材料另包括一或更多個接合減弱層，該接合 減弱層位於該至少一聚焦元件層及該至少一影像元件層之間，且黏著至該至少一聚焦元件層及該至少一影像元件層的至少一個。
20. 如申請專利範圍第19項之竄改指示安全裝置，其中該一或更多個接合減弱層係一均勻之接合減弱層，一有圖案之接合減弱層，或一金屬層。
21. 如申請專利範圍第20項之竄改指示安全裝置，其中該金屬層係一蒸氣沈積金屬層。
22. 如申請專利範圍第19項之竄改指示安全裝置，其中該一或更多個接合減弱層係一介電質塗層，或層間故障被設計成發生在該一或更多個接合減弱層內，或層間故障被設計成發生在該一或更多個接合減弱層及一連續層之間。
23. 如申請專利範圍第5項之竄改指示安全裝置，其中該等聚焦元件係反射聚焦元件或聚焦反射器，且其中該安全裝置另包括一位在該等聚焦反射器上之反射層，較佳地，其中層間故障被設計成發生在該反射層及該等聚焦反射器之間。
24. 如申請專利範圍第5項之竄改指示安全裝置，其另包括一或更多個密封或塗覆層。
25. 如申請專利範圍第24項之竄改指示安全裝置，其中該一或更多個密封或塗覆層係施加至該光學薄膜材料之與該至少一聚焦元件層相反的至少一影像元件層，該一或 更多個密封或塗覆層具有至少一為透明、半透明、著色的、無光的、不透明、金屬性、磁性或光學可變之部份，或該一或更多個密封或塗覆層包括應力誘導成分。
26. 如申請專利範圍第25項之竄改指示安全裝置，其中該至少一密封或塗覆層係使用一可輻射固化樹脂製備，該樹脂選自丙烯酸、環氧基樹脂、聚酯、丙烯酸酯化聚酯、聚丙烯、胺甲酸乙酯、丙烯酸酯化胺甲酸乙酯、及其組合之群組。
27. 如申請專利範圍第5項之竄改指示安全裝置，其中一或更多個底層塗料或黏著層形成該光學薄膜材料的一部份及/或施加至該安全裝置之一或相反側面。
28. 如申請專利範圍第27項之竄改指示安全裝置，其中該一或更多個底層塗料或黏著層係使用一材料製備，該材料選自熱熔化黏著劑、可熱活化黏著劑、壓敏式黏著劑、及聚合體層疊薄膜之群組。
29. 如申請專利範圍第28項之竄改指示安全裝置，其中該一或更多個底層塗料或黏著層係使用一固化丙烯酸材料或一固化環氧基樹脂材料所形成。
30. 如申請專利範圍第5項之竄改指示安全裝置，其另包括施加至該光學薄膜材料之一或更多個影像元件層的一或更多個加強層。
31. 如申請專利範圍第30項之竄改指示安全裝置，其中該一或更多個加強層係使用一多功能基丙烯酸酯單體或 寡聚物製備，該單體或寡聚物選自聚酯四丙烯酸酯、雙酚A環氧丙烯酸雙脂、二丙二醇二丙烯酸酯、及其組合之群組，或層間故障被設計成發生於該光學隔片或隔片層及該至少一影像元件層之間。
32. 如申請專利範圍第5項之竄改指示安全裝置，其係呈一安全條、螺紋、插線、鑲嵌件、或覆疊件之形式。
33. 如申請專利範圍第5項之竄改指示安全裝置，其中該基底材料係選自貨幣、鈔票、債券、支票、旅行支票、身分證、彩券、護照、郵票、股票、文具、標籤、消費性商品、及與消費性商品一起使用的袋子或包裝之群組。
34. 一種薄片材料，其具有相反之表面及包括如申請專利範圍第1項或第5項之至少一竄改指示安全裝置，該安全裝置安裝在該薄片材料的一表面上、或至少局部地嵌入該薄片材料內。
35. 一種證書，其由申請專利範圍第34項之薄片材料所製成。
36. 如申請專利範圍第35項之證書，其係選自鈔票、護照、身分證、信用卡、及標籤之群組。
37. 一種用於當意圖由該基底材料分離該裝置時以附接或接合至基底材料之安全裝置揭示或指示竄改的方法，其中該安全裝置包括一光學薄膜材料，該光學薄膜材料係由含有聚焦元件之至少一層、含有影像元件之至少一層、 及定位於該至少一聚焦元件層與該至少一影像元件層間之至少一光學隔片或隔片層所組成，該至少一聚焦元件層被設置成離該至少一影像元件層有實質上一致之距離，該等聚焦元件形成該等影像元件之至少一部份的一或更多個合成影像，其中該等影像元件係為在聚合體基板中之呈空隙或凹部形式的微結構，或為呈升高區域或定形支柱之形式的微結構，該方法包括增加該光學薄膜材料中之一或更多個層的能力，以集中所施加或造成之應力，使得當意圖由該基底材料分離該安全裝置時，該一或更多個層將分開或分離成層，致使該安全裝置局部或完全不能操作，藉此指示該竄改已發生。
38. 一種用於當意圖由該基底材料分離該裝置時造成被附接或接合至基底材料之安全裝置分開或分離成層的方法，其中該安全裝置包括一光學薄膜材料，該光學薄膜材料係由含有聚焦元件之至少一層、含有影像元件之至少一層、及定位於該至少一聚焦元件層與該至少一影像元件層間之至少一光學隔片或隔片層所組成，該至少一聚焦元件層被設置成離該至少一影像元件層有實質上一致之距離，該等聚焦元件形成該等影像元件之至少一部份的一或更多個合成影像，該等影像元件係為在聚合體基板中之呈空隙或凹部形式的微結構，或為呈升高區域或定形支柱之形式的微結構，該方法包括以下步驟的一或更多個：(a)增加或減少該安全裝置之一或更多個層或介面相對該安全裝置的其餘層或介面之挺度、接合強度、或交聯 密度；(b)將應力誘導成分併入該安全裝置之一或更多層；及(c)在該安全裝置的二層間之介面導入一接合減弱層。
39. 如申請專利範圍第38項之方法，其中該安全裝置之一或更多層的挺度及交聯密度係藉由以下所增加：(a)於製造期間，增加該安全裝置、或該安全裝置之一或更多層的暴露至輻射，或(b)一旦該裝置係在基底材料上之適當位置，增加該安全裝置、或該安全裝置之一或更多層的暴露至輻射。
40. 如申請專利範圍第38項之方法，其中應力誘導成分被併入該安全裝置之一或更多層，該等應力誘導成分係選自那些於固化時使氣體收縮或展開的成分、那些當暴露至某些液體或氣體時膨脹之成分、及那些隨著溫度中之變化遭受一相變化或相分離的成分之群組。
41. 如申請專利範圍第40項之方法，其中，該應力誘導成分係一於固化時使氣體收縮或展開的成分，或該應力誘導成分係一當暴露至某些液體或氣體時膨脹的成分，或該應力誘導成分係隨著溫度中之變化遭受一相變化或相分離的成分，或應力誘導成分被併入該至少一影像元件層，或 該安全裝置另包括一或更多個密封或塗覆層，其中應力誘導成分被併入該一或更多個密封或塗覆層。
42. 如申請專利範圍第41項之方法，其中於固化時使氣體收縮或展開的成分係一擴展之聚氨基甲酸乙酯泡沫。
43. 如申請專利範圍第42項之方法，其中隨著溫度中之變化遭受一相變化或相分離的成分係非晶質聚合物，其遭受一相變化以變成多晶體或結晶狀。