【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提供双色效应的光学结构以引用的方式并入任何优先权申请案本申请案主张在2017年10月05日申请的第62/568,711号美国临时申请案的优先权的权益，所述申请案的全部公开内容以引用的方式明确并入本文中。关于联邦政府发起的研究及开发的陈述本专利技术是在政府支持下根据由美国版刻及印刷局授予的第TEPS16-34769号合同完成。美国政府对本专利技术享有一定权利。
本专利技术大体上涉及用于在反射模式及透射模式两者中产生色彩的薄干涉光学结构、膜、涂层及颜料。更明确来说，这些结构、膜、涂层及颜料展现大色彩偏移性质，其中反射及透射两者可能随着入射角或视角的改变而改变。
技术介绍
色彩偏移特征可用作防止伪造的安全装置(例如，在纸币上)。通过色彩偏移材料产生的色彩偏移效应可便于普通人观察。然而，通过色彩偏移特征产生的色彩偏移效应对于使用通过彩色复印机、打印机及/或摄影设备产生的伪造复制品来重建可为不切实际的。彩色复印机、印刷机及/或摄影设备使用基于具有吸收性的染料的颜料且因而经印刷色彩可对视角变化不敏感。因此，可通过倾斜文档以观察是否存在色彩偏移而检测包括色彩偏移特征的真实文档与伪文档之间的差异。可用的一些色彩偏移特征是不透明的且针对反射模式展现色彩偏移。此外，伪造者已开发出损及现有反射色彩偏移特征作为防伪保护的有效性的复杂方法。因此，关于安全装置，需要难以伪造且可易于并入到物品(例如纸币)中的新安全特征。
技术实现思路
本申请案公开且考量包含一些至少部分透射的光学结构的广泛多种结...
【技术保护点】
1.一种光学结构，其包括：/n第一透明电介质层，其具有大于或等于1.65的折射率；/n第一金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；/n第二透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；/n第二金属层，其安置于所述第二透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；及/n第三透明电介质层，其安置于所述第二金属层上方，所述第三透明电介质层具有大于或等于1.65的折射率。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171005 US 62/568,7111.一种光学结构，其包括：
第一透明电介质层，其具有大于或等于1.65的折射率；
第一金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
第二透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；
第二金属层，其安置于所述第二透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；及
第三透明电介质层，其安置于所述第二金属层上方，所述第三透明电介质层具有大于或等于1.65的折射率。
2.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层具有小于1.65的折射率。
3.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层具有大于或等于1.65的折射率。
4.根据权利要求1所述的光学结构，其具有透射峰，所述透射峰包括：
大于50％的最大透射率；及
光谱带宽，其通过所述最大透射率50％的透射峰的全宽定义，
其中所述最大透射率是至少50％，且
其中所述透射峰的光谱带宽大于2nm。
5.根据权利要求4所述的光学结构，其中所述透射峰的光谱带宽是大于或等于约10nm且小于或等于约200nm。
6.根据权利要求4所述的光学结构，其中所述最大透射率是在介于约400nm与约700nm之间的波长处。
7.根据权利要求4所述的光学结构，其进一步包括反射峰，所述反射峰包括：
最大反射率；及
光谱带宽，其通过所述最大反射率50％的反射峰的全宽定义，
其中所述最大反射率是至少50％，且
其中所述反射峰的光谱带宽大于2nm。
8.根据权利要求7所述的光学结构，其中所述反射峰的光谱带宽是大于或等于约10nm且小于或等于约200nm。
9.根据权利要求7所述的光学结构，其中所述最大反射率是在介于约400nm与约700nm之间的波长处。
10.根据权利要求7所述的光学结构，其中所述最大透射率是在第一波长处，且其中所述最大反射率是在不同于所述第一波长的第二波长处。
11.根据权利要求1所述的光学结构，其经配置以在反射模式中由一般人眼沿着法线于所述光学结构的表面的方向观看时显示第一色彩且在透射模式中由一般人眼沿着法线于所述光学结构的表面的方向观看时显示不同于所述第一色彩的第二色彩。
12.根据权利要求11所述的光学结构，其中在反射模式中由一般人眼沿着远离所述光学结构的表面的法线成角度的方向观看时所述第一色彩偏移到第三色彩。
13.根据权利要求11所述的光学结构，其中在透射模式中由一般人眼沿着远离所述光学结构的表面的法线成角度的方向观看时所述第二色彩偏移到第四色彩。
14.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第一金属层或所述第二金属层具有大于或等于约5nm且小于或等于约35nm的厚度。
15.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层具有大于或等于约100nm且小于或等于约2微米的厚度。
16.根据权利要求1所述的光学结构，其中第一透明电介质层或所述第三透明电介质层具有大于或等于约100nm且小于或等于约500nm的厚度。
17.根据权利要求1所述的光学结构，其进一步包括包含二氧化硅的囊封层。
18.根据权利要求17所述的光学结构，其中所述二氧化硅结合到硅烷偶合剂。
19.根据权利要求18所述的光学结构，其中所述硅烷偶合剂经配置以粘结到油墨介质或涂料介质。
20.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第一金属层或所述第二金属层包括铝、银、金、银合金或金合金中的至少一者。
21.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层包括具有小于1.65、大于1.65或等于1.65的折射率的材料。
22.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层包括SiO2、MgF2或聚合物中的至少一者。
23.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第一透明电介质层或所述第三透明电介质层包括氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、二氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)、五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化铈(CeO2)、氧化钇(Y2O3)、氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、氧化铟锡(ITO)、三氧化钨(WO3)或其组合中的至少一者。
24.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第一金属层或所述第二金属层具有大于或等于约5nm或小于或等于约35nm的厚度。
25.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第二透明电介质层具有大于或等于约100nm或小于或等于约700nm的厚度。
26.根据权利要求1所述的光学结构，其中所述第一透明电介质层或所述第三透明电介质层具有大于或等于约100nm或小于或等于约500nm的厚度。
27.根据权利要求1所述的光学结构，其经配置为膜、颜料、涂料或油墨。
28.根据权利要求1所述的光学结构，其进一步包括经配置以支撑所述第一电介质层的基底层，其中所述光学结构经配置为膜。
29.根据权利要求28所述的光学结构，其中所述基底层是柔性的。
30.根据权利要求28所述的光学结构，其中所述基底层包括聚合物。
31.根据权利要求28所述的光学结构，其中所述膜由保护屏障包围。
32.根据权利要求31所述的光学结构，其中所述保护屏障包括UV可固化树脂。
33.根据权利要求1所述的光学结构，其进一步包括囊封层，其中所述光学结构经配置为颜料、涂料或油墨。
34.根据权利要求33所述的光学结构，其中所述囊封层包括二氧化硅(SiO2)。
35.根据权利要求33所述的光学结构，其进一步包括嵌入所述囊封层中的多个二氧化硅球。
36.根据权利要求35所述的光学结构，其中所述多个二氧化硅球中一些的大小不同于所述多个二氧化硅球中另一些的大小。
37.根据权利要求33所述的光学结构，其中所述囊封层以化学附接到硅烷偶合剂，所述硅烷偶合剂包括经配置以与油墨介质或涂料介质化学结合的反应基团。
38.根据权利要求37所述的光学结构，其中所述油墨介质或所述涂料介质包括选自由以下组成的群的材料：丙烯酸三聚氰胺、氨基甲酸酯、聚酯、乙烯基树脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、ABS树脂、环氧树脂、苯乙烯，及基于醇酸树脂的调配物，及其混合物。
39.根据权利要求37所述的光学结构，其中所述油墨介质或所述涂料介质包括树脂或聚合物。
40.一种纸币或文档，其包括根据权利要求1所述的光学结构。
41.根据权利要求40所述的纸币或文档，其中所述光学结构经配置为附接到所述纸币或所述文档的层片。
42.根据权利要求40所述的纸币或文档，其中所述光学结构经配置为插入所述纸币或所述文档中的安全线。
43.根据权利要求40所述的纸币或文档，其中所述光学结构经配置为附接到所述纸币或所述文档的标记。
44.根据权利要求40所述的纸币或文档，其进一步包括窗口，其中所述光学结构并入所述窗口中。
45.一种具有安全特征的文档，其包括：
所述文档的主体；及
一种光学结构，其包括：
第一透明电介质层，其具有大于或等于1.65的折射率；
第一金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
第二透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；
第二金属层，其安置于所述第二透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；及
第三透明电介质层，其安置于所述第二金属层上方，具有大于或等于1.65的折射率，
其中所述光学结构经配置以在反射模式中显示第一色彩且在透射模式中显示不同于所述第一色彩的第二色彩。
46.根据权利要求45所述的安全文档，其进一步包括第二光学结构，所述第二光学结构包括：
第四透明电介质层，其具有大于或等于1.65的折射率；
第三金属层，其安置于所述第四透明电介质层上方，所述第三金属层具有第三折射率，其中所述第三折射率的实部(n)对所述第三折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
第五透明电介质层，其安置于所述第三金属层上方；
第四金属层，其安置于所述第五透明电介质层上方，所述第四金属层具有第四折射率，其中所述第四折射率的实部(n)对所述第四折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.005且小于或等于0.5；及
第六透明电介质层，其安置于所述第四金属层上方，具有大于或等于1.65的折射率，
其中所述第二光学结构经配置以在反射模式中显示不同于所述第一色彩及所述第二色彩的第三色彩且在透射模式中显示不同于所述第一色彩、所述第二色彩及所述第三色彩的第四色彩。
47.根据权利要求46所述的安全文档，其中所述光学结构或所述第二光学结构经配置为附接到所述文档的所述主体的膜。
48.根据权利要求46所述的安全文档，其中所述光学结构或所述第二光学结构经配置为插入所述文档的所述主体中的线。
49.根据权利要求46所述的安全文档，其中所述光学结构或所述第二光学结构经配置为安置于所述文档的主体上方的层片。
50.根据权利要求46所述的安全文档，其中所述光学结构或所述第二光学结构经配置为接触所述文档的所述主体的油墨、染料或涂料。
51.根据权利要求46所述的安全文档，其进一步包括包括所述光学结构的第一窗口及包括所述第二光学结构的第二窗口。
52.根据权利要求45所述的安全文档，其中所述光学结构经配置为双色油墨、双色颜料或双色涂料，其经配置以在第一视角产生第一色彩且在第二视角产生第二色彩。
53.根据权利要求52所述的安全文档，其中所述文档是用所述双色油墨、所述双色颜料或所述双色涂料印刷。
54.根据权利要求53所述的安全文档，其中所述双色油墨、所述双色颜料或所述双色涂料是安置于经配置以在所述第一视角及所述第二视角产生所述第一色彩的非双色油墨、颜料或涂料上方、下方或与其混合。
55.根据权利要求54所述的安全文档，其中所述非双色、油墨颜料或涂料形成文字、图像、数字或符号。
56.根据权利要求55所述的安全文档，其中所述文字、所述图像、所述数字或所述符号在所述第一视角不可见且在所述第二视角可见。
57.根据权利要求55所述的安全文档，其中所述文字、所述图像、所述数字或所述符号在所述第二视角不可见且在所述第一视角可见。
58.一种制造经配置以在反射模式中产生第一色彩且在透射模式中产生第二色彩的安全特征的方法，所述方法包括：
提供基底层；及
在所述基底层上安置一种光学结构，所述光学结构包括：
第一透明电介质层，其在所述基底层上，所述第一透明电介质层具有大于或等于1.65的折射率；
第一金属层，其安置于所述第一透明电介质层上方，所述第一金属层具有第一折射率，其中所述第一折射率的实部(n)对所述第一折射率(k)的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；
第二透明电介质层，其安置于所述第一金属层上方；
第二金属层，其安置于所述第二透明电介质层上方，所述第二金属层具有第二折射率，其中所述第二折射率的实部(n)对所述第二折射率的虚部(k)的比率大于或等于0.01且小于或等于0.5；及
第三透明电介质层，其安置于所述第二金属层上方，所述第三电介质层具有大于或等于1.65的折射率。
59.根据权利要求58所述的方法，其中在所述基底层上安置所述光学结构包括：
在所述基底层上涂布所述第一透明电介质层；
在所述第一透明电介质层上沉积所述第一金属层；
在所述第一金属层上安置所述第二透明电介质层；
在所述第二透明电介质层上沉积所述第二金属层；及
在所述第二金属层上安置所述第三透明电介质层。
60.根据权利要求58所述的方法，其进一步包括：
切割具有所述光学结构的基底层的条带；及
用UV可固化聚合物涂布所述条带以获得安全线。
61.根据权利要求58所述的方法，其进一步包括：
从所述基底层移除所述光学结构；
将光学结构片段化成具有所述光学结构的厚度的五倍与约十倍之间面积的薄片；
将所述薄片囊封于包括多个二氧化硅球的囊封层中；
将硅烷偶合剂附接到所述囊封层；及
将所述薄片与油墨介质...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·W·菲利普斯，C·C·里奇，J·M·彼得森，
申请(专利权)人：伟福夫特科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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