各向异性光学装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种新光学元件，包括具有图案化各向异性的各向异性散射器（５，１０）；和用于提供可在改变视角（６）和／或改变入射光的角度（２）时观察到的色移的装置（９，１１，１４，１６，１７，２０，２１，３０，３２）。它还涉及用于制造这种光学元件的方法和这些光学元件作为具有非常高安全水平的安全元件的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及各向异性光学装置和用于制造这些装置的方法。所提出的装置可用于光学安全装置和类似领域。本专利技术的背景由于对产品和文件的欺诈和伪造进一步增加，越发需要新型防伪措施。多年来，全息图已成为优选的安全技术和已经制造出许多不同代的全息图基安全特征。同时，该技术已超过30年和因此是广泛熟知的。该情形代表一种安全危险，因为许多人可以获得全息图技术。由于可得到数字全息图打印机，进一步增加了易使用全息控制体系的途径。这些打印机能够得到许多不同种类的全息图和极少需要认识全息装置或激光写入器。这些装置能够制备用于随后金属母版制造的母版和大量复制成薄膜。因此，由于可容易地产生全息结构，全息术在安全元件领域中正失去重要性。但在安全装置领域中，总是需要新的和不同的装置，这样还通过改变安全装置的种类而能够减少复制的可能性。这种方案的一个例子在专利申请WO-01/03945中解释，其中光学效果是如由于全息或光栅结构的组合和色移多层干涉效果。另外，各向异性散射器和反射器已在Ibn-Elhaj等人的＂光学聚合物薄膜与各向异性和各向异性纳米起皱表面拓扑结构＂(自然，2001，Vol.410，p.796-799)中被提出具有图案化各向异性。为了制造该结构，使用一种所谓单体起皱技术(MC)，其原理是被施用到基材上的混合物或共混物通过暴露于UV辐射交联而引起相分离。去除非交联组分，留下一种具有包含凹槽，坑和/或孔的特定表面地形的结构。通过合适地确定表面地形，可得到方向性光散射器。在其它基材中，提出使用铝镜作为基材，其上通过以上混合物的UV-诱导相分离和随后去除非交联材料而得到图案化MC-膜。这样，替代图案的定向传输，可得到方向反射器，其中图案可通过亮度和对比度的视角依赖性偏差而可看见。本专利技术的综述因此，本专利技术的一个目的是提供一种可用作安全元件的新的和有效的光学元件。另外，本专利技术的目的是提供用于制造这些光学元件的方法和其用途。本专利技术的一个目的因此是根据权利要求1的光学元件，根据权利要求23的方法和根据权利要求27的光学元件的用途。本专利技术的一个主要特点在于，提供了一种光学元件，包括具有图案化各向异性的各向异性散射器与用于提供可通过改变视角和/或改变入射光的角度而观察到的色移的装置的组合。这样，优先各向异性例如局部改变像素化方式而成像。尤其为了安全起见，被证实有利地提供一种光学元件，其中各向异性通过倾斜或旋转光学元件而具有视角依赖性正/负图像翻转。通常，具有图案化各向异性的各向异性散射器具有基本上非周期光学效果结构。不同于熟知的全息结构，各向异性散射器在改变视角时具有非常明显和显著的图像翻转。但不容易与色移效果进行组合。所提出的各向异性散射器与用于提供受控良好的色移的不同装置的组合可将显著图像翻转与受控良好的和均匀的色移重叠。因为，如果使用全息结构，可能图像翻转总是伴随伴随色移(通常被感知为彩虹效果)，具有用于提供色移的附加装置的全息结构不会得到分开控制良好的图像翻转和颜色翻转。但意外的是，目前提出的具有图案化各向异性的各向异性散射器与用于提供色移的装置的组合得到明显更清楚的图像翻转和色移的组合。因为这两种效果与使用周期全息结构替代各向异性散射器时相比更好地被分开，这两种效果可被有效地受控和例如可相互配合。例如，图像翻转与色移的可能的特定协同作用能够惊人地增加该装置可实现的安全等级，因为例如第一图像在第一视角下表现出第一颜色，和通过改变几乎没有转变效果的视角，出现了不同于第一图像的第二颜色的第二图像。根据该光学元件的第一优选实施方案，用于提供色移的装置作为色移层结构被提供。各向异性散射器和色移层结构可这样一个位于另一个的后面，这可从观察方向看出。各向异性散射器和色移层可作为各个层或膜或涂层而被提供，但它们也可作为部分或完全集成结构被提供。根据光学元件的另一优选实施方案，各向异性散射器基于液晶，优先向列，材料，后者可以是聚合物，单体或低聚物，可交联的或非可交联的。各向异性散射器可包含拓扑结构化的起皱表面结构。拓扑结构化起皱表面结构可被保护层，界面层或垫片膜或反射金属层覆盖。尽管这些拓扑结构化起皱表面结构可利用压花技术，即通过使用将所需三维结构压花到基质材料中的压印器而得到，也可通过其它方法，如光学方法而得到这些表面结构。因此，拓扑结构化起皱表面结构可这样得到制造至少两种材料的混合物，其中一种材料是可交联的和另一材料是非可交联的，将该混合物施用到基材上，交联至少显著部分的可交联材料，和去除至少显著部分的非可交联材料，其中优先可交联材料如利用下方取向层或取向化基材表面而在交联过程中保持取向态。根据本专利技术另一优选的实施方案，用于提供色移的装置包括干涉膜或涂层。干涉膜或涂层可包含基于介电材料的多层薄膜体系，其中不同层中的介电材料具有不同的折射指数。干涉膜或涂层也可表示Fabry-Perot-共振器。在后者情况下，干涉膜或涂层可包含至少一个部分透明第一金属膜，和第二金属膜和在这些金属膜之间的优先介电层。这种Fabry-Perot-共振器的使用得到尤其紧凑的和有效的集成结构，因为，具有图案化各向异性的各向异性散射器被提供在基材上，具有图案化各向异性的所述各向异性散射器包含被反射金属层覆盖的拓扑结构化起皱表面结构，和从观察方向可以看出，所述各向异性散射器直接被Fabry-Perot-共振器的介电层覆盖。根据进一步优选的实施方案，用于提供色移的装置包含胆甾醇膜，层或涂层。胆甾醇膜可以是染色的，和/或它可以是交联的。根据另一优选的尤其紧凑和集成的实施方案，具有图案化各向异性的各向异性散射器被提供在基材上，其中具有图案化各向异性的所述各向异性散射器包含被反射金属层覆盖的拓扑结构化起皱表面结构，和其中从观察方向上看出，所述各向异性散射器直接被胆甾醇层覆盖。也可提供一种光学元件，其中胆甾醇膜的表面，层或涂层具有拓扑结构化起皱结构和形成具有图案化各向异性的各向异性散射器。在这种情况下，例如可将胆甾醇膜涂覆到这种拓扑结构化起皱结构上，或可直接使用这种拓扑结构化起皱结构得到胆甾醇膜。根据本专利技术另一优选的实施方案，用于提供色移的装置作为至少一种被涂覆，印刷，层压，热或冷压印在基材上的膜被提供，其中优先基材由塑料材料如聚酯，聚乙烯，聚丙烯，PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或其共混物制成或由玻璃，金属或纸或其组合制成。本专利技术另外涉及一种用于制造如上所述光学元件的方法。优先，该方法特征在于，用于提供可通过改变视角和/或改变入射光的角度而观察到的色移的装置被涂覆，印刷，层压胶合，热或冷压印到基材上和随后被具有图案化各向异性的各向异性散射器覆盖或涂覆或提供。在可选方案中，该方法特征在于，用于提供可通过改变视角和/或改变入射光的角度而观察到的色移的装置被涂覆，印刷，层压胶合，热或冷压印到具有图案化各向异性的各向异性散射器上。根据该方法优选的实施方案，拓扑结构化起皱表面结构作为具有图案化各向异性的各向异性散射器这样得到制造至少两种材料的混合物，其中一种材料是可交联的和另一材料是非可交联的，将该混合物施用到基材上，交联至少显著部分的可交联材料，和去除至少显著部分的非可交联材料，其中优先可交联材料如利用下方取向层或取向化基材表面而在交联过程中保持取向态。另外，可通过紫外铸塑本文档来自技高网...

【技术保护点】
光学元件，包括具有图案化各向异性的各向异性散射器（５，１０）；和用于提供在改变视角（６）和／或改变入射光（２）的角时可观察到的色移的装置（９，１１，１４，１６，１７，２０，２１，３０，３２）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M斯泰尔德，M伊贝恩埃尔哈耶，F莫亚，
申请(专利权)人：罗利克有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]