Dispositivos de seguridad ópticamente variables.

Un artículo de seguridad (90, 100, 150) que comprende:

un sustrato transmisor de luz (12,

102);

una red de difracción que tiene un patrón de red (14, 104), la red de difracción se localiza sobre una superficie del sustrato; y

un recubrimiento óptico que cambia de color (96, 106, 156) localizado en la red de difracción (14, 104); caracterizado porque:

el recubrimiento óptico que cambia de color (96, 106, 156) incluye una capa absorbente (18), una capa dieléctrica (20) y una capa reflectora (22) para proporcionar un cambio de color de interferencia de película delgada observable cuando cambia un ángulo de luz incidente o ángulo de visión; en donde una de la capa absorbente (18), la capa dieléctrica (20) o la capa reflectora (22), adyacente a la red difrangente (14, 104), concuerda con el patrón de red y de manera que el patrón de red se replica en el recubrimiento óptico que cambia de color (96, 106, 156) .

Dispositivos de seguridad ópticamente variables.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. Campo de la invención La presente invención se relaciona generalmente con recubrimientos ópticos de película delgada para usar para producir artículos de seguridad. Más específicamente, la presente invención se relaciona con la producción de superficies de difracción, tales como hologramas o redes que tienen cambio de color o fondos ópticamente variables que se pueden usar como artículos de seguridad en una variedad de aplicaciones.

2. Tecnología relevante Los pigmentos y colorantes que cambian de color se han usado en numerosas aplicaciones, que van desde las pinturas de automóviles a las tintas contra la falsificación de documentos de seguridad y la moneda. Tales pigmentos y colorantes exhiben la propiedad de cambiar de color al variar el ángulo de la luz incidente, o cuando se desplaza el ángulo de visión del observador. El método primario usado para lograr dichos colorantes que cambian de color es dispersar pequeñas escamas, que están compuestas típicamente de múltiples capas de películas delgadas que tienen características ópticas particulares, a través de un medio tal como pintura o tinta que podrán aplicarse posteriormente a la superficie de un objeto.

Los patrones de difracción y relieves, y el campo relacionado de hologramas, han comenzado a encontrar amplias aplicaciones prácticas debido a sus efectos visuales estéticos y utilitarios. Un efecto decorativo muy deseable es el efecto visual iridiscente creado por una red de difracción. Este efecto visual sorprendente se produce cuando la luz ambiente se difracta en sus componentes de color por la reflexión de la red de difracción. Generalmente, las redes de difracción son estructuras prácticamente repetitivas fabricadas de líneas o ranuras en un material para formar un pico y estructura pasante. Efectos ópticos deseados dentro del espectro visible se producen cuando las redes de difracción tienen ranuras regularmente espaciadas en el intervalo de cientos a miles de líneas por milímetro en una superficie reflectante.

La tecnología de redes de difracción se han empleado en la formación de patrones holográficos bidimensionales que crean la ilusión de una imagen tridimensional a un observador. Los hologramas tridimensionales se han desarrollado sobre la base de las diferencias en los índices de refracción en un polímero mediante el uso de rayos láser cruzados, que incluyen un haz de referencia y un haz del objeto. Tales hologramas son llamados hologramas de volumen u hologramas 3D. Además, el uso de imágenes holográficas sobre diversos objetos para disuadir la falsificación ha encontrado aplicación generalizada.

En la actualidad existen varias aplicaciones para superficies grabadas en relieve con patrones holográficos que van desde envases decorativos tales como papel de regalo, a documentos de seguridad, tales como billetes de banco y tarjetas de crédito. Los hologramas bidimensionales utilizan típicamente los patrones de difracción que se forman en una superficie de plástico. En algunos casos, una imagen holográfica que se ha grabado en relieve en una superficie de este tipo puede ser visible sin más procesamiento; sin embargo, con el fin de lograr efectos ópticos máximos, es generalmente necesario colocar una capa reflectante, típicamente una capa fina de metal tal como aluminio, sobre la superficie grabada en relieve. La capa reflectante aumenta sustancialmente la visibilidad del grabado en relieve del patrón de difracción.

Cada tipo de estructura de difracción primer orden, incluyendo hologramas convencionales e imágenes de redes, tiene un defecto importante, incluso si se encapsula en un plástico rígido. Cuando las fuentes de luz difusa, como las luces de las habitaciones ordinarias o un cielo nublado, se usan para iluminar la imagen holográfica, todos los órdenes de difracción se expanden y se superponen de manera que los colores de difracción se pierden y no se pone de manifiesto mucha de la información visual contenida en el holograma. Lo que se ve normalmente es sólo un reflejo plateado de la superficie grabada en relieve y en estas condiciones de visión todos estos dispositivos se ven plateados o en colores pastel, a lo sumo. Por lo tanto, las imágenes holográficas requieren generalmente la iluminación especular directa con el fin de ser visualizadas. Esto significa que para obtener mejores resultados de visualización, la luz de iluminación tiene que incidir en el mismo ángulo que el ángulo de visión.

Dado que el uso de hologramas de seguridad ha encontrado una amplia aplicación, existe un incentivo importante para los falsificadores para reproducir hologramas que se utilizan con frecuencia en las tarjetas de crédito, billetes de banco y similares. Por lo tanto, un obstáculo que los hologramas de seguridad deben superar para ser verdaderamente seguros, es la facilidad con la que esos hologramas pueden falsificarse. El copiado óptico de una etapa y dos etapas, el copiado mecánico directo e incluso la re-creación se han discutido ampliamente a través de Internet. Diversas formas de contrarrestar estos métodos han sido exploradas, pero ninguna de las contramedidas, tomadas por separado, se ha encontrado que sea un medio eficaz de disuasión.

Uno de los métodos usados para reproducir hologramas es escanear un haz de láser a través de la superficie en relieve y grabar ópticamente el haz reflejado en una capa de un material tal como un polímero fotopolimerizable. El patrón original se puede reproducir posteriormente como una falsificación. Otro método es eliminar el material de cobertura protectora de la superficie de metal en relieve por ataque iónico, y después, cuando la superficie del metal en relieve es expuesta, puede depositarse una capa de metal tal como plata (o cualquier otra capa fácilmente liberable) . Esto es seguido por la deposición de una capa de níquel, que se libera posteriormente para formar una lámina de grabado de la falsificación.

Debido al nivel de sofisticación de los métodos de falsificación, se ha hecho necesario el desarrollo de medidas de seguridad más avanzadas. Un enfoque, descrito en patentes de Estados Unidos núms. 5, 624, 076 y 5, 672, 410 de Miekka y otros, se usan partículas de metal en relieve o escamas de apilado óptico para producir un patrón de imagen holográfica.

Un problema adicional con los hologramas de seguridad es que para la mayoría de las personas es difícil identificar y recolectar las respectivas imágenes producidas por estos hologramas para fines de verificación. La capacidad de la persona promedio para autenticar un holograma de seguridad de manera concluyente se ve comprometida por la complejidad de sus características y por la confusión con el embalaje decorativo difrangente. Así, la mayoría de las personas tiende a confirmar la presencia de tal dispositivo de seguridad en lugar de verificar la imagen real. Esto proporciona la oportunidad para usar falsificaciones pobres o la sustitución de los hologramas comerciales por el holograma de seguridad genuino.

En otros esfuerzos para frustrar a los falsificadores, la industria del holograma ha recurrido a imágenes más complejas, tales como producir imágenes múltiples cuando se gira el dispositivo de seguridad. Estas imágenes mejoradas proporcionan al observador un alto nivel de "flash" o atractivo estético. Por desgracia, esta complejidad añadida no confiere mayor seguridad ya que esta imaginería compleja es difícil de comunicar y la recolección de tales imágenes es difícil, si no imposible, de recordar.

Por tanto, sería una ventaja sustancial desarrollar mejores productos de seguridad que proporcionen cualidades de visualización mejoradas en diferentes condiciones de iluminación, especialmente en la iluminación difusa, y que puedan emplearse en diversas aplicaciones de seguridad para hacer más difícil su falsificación.

El documento DE-A-4343387 describe un artículo de seguridad de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con la invención como se realiza y describe ampliamente aquí, se proporciona un artículo de seguridad de acuerdo con la reivindicación 1. Varios procesos puede utilizarse para formar los artículos de seguridad, tales como procesos de recubrimiento al vacío, recubrimientos orgánicos, laminación, trazado por láser, y de formación de imágenes por láser. El recubrimiento óptico es un apilado óptico de tres capas de absorbente-dieléctrico-reflector.

En otras modalidades, varios artículos de seguridad se forman mediante laminación de una estructura prelaminada que incluye un recubrimiento óptico que cambia de color el... [Seguir leyendo]

1. Un artículo de seguridad (90, 100, 150) que comprende:

un sustrato transmisor de luz (12, 102) ; una red de difracción que tiene un patrón de red (14, 104) , la red de difracción se localiza sobre una superficie del sustrato; y un recubrimiento óptico que cambia de color (96, 106, 156) localizado en la red de difracción (14, 104) ; caracterizado porque:

el recubrimiento óptico que cambia de color (96, 106, 156) incluye una capa absorbente (18) , una capa dieléctrica (20) y una capa reflectora (22) para proporcionar un cambio de color de interferencia de película delgada observable cuando cambia un ángulo de luz incidente o ángulo de visión; en donde una de la capa absorbente (18) , la capa dieléctrica (20) o la capa reflectora (22) , adyacente a la red difrangente (14, 104) , concuerda con el patrón de red y de manera que el patrón de red se replica en el recubrimiento óptico que cambia de color (96, 106, 156) .

2. Un artículo de seguridad (90, 100, 150) como se define en la reivindicación 1, en donde el patrón de red comprende microestructuras que tienen dimensiones en el intervalo de 0.1 micras a 10 micras.

3. Un artículo de seguridad (100, 150) como se define en la reivindicación 1, en donde la capa absorbente (18) recubre el patrón de la red de difracción (14, 104) , la capa dieléctrica (20) recubre la capa absorbente (19) ; y la capa reflectora (22) recubre la capa dieléctrica (20) .

4. Un artículo de seguridad (90) como se define en la reivindicación 1, en donde la capa reflectora (22) recubre el patrón de la red de difracción (14) , la capa dieléctrica (20) recubre la capa reflectora (22) ; y la capa absorbente (18) recubre la capa dieléctrica (20) .

5. El artículo de seguridad (90, 100, 150) de la reivindicación 1, que además comprende una capa adhesiva, que recubre el recubrimiento óptico que cambia de color (96, 106, 156) para asegurar el artículo de seguridad (90, 100, 150) a un objeto.

6. El artículo de seguridad (90, 100, 150) de la reivindicación 1, en donde el patrón de la red de difracción (14, 104) se forma directamente en dicha superficie del sustrato transmisor de luz (12, 102) .

7. El artículo de seguridad (90, 100, 150) de la reivindicación 1, en donde el patrón de la red de difracción (14, 104) está sobre una capa asegurada al sustrato transmisor de luz (12, 102) .

8. El artículo de seguridad (90, 100, 150) de la reivindicación 1, en donde el recubrimiento óptico que cambia de color (96, 106, 156) tiene una imagen de ablación láser (118) .

9. El artículo de seguridad (90, 100, 150) de la reivindicación 1, en donde el patrón de red (14, 104) se replica en la capa absorbente (18) , la capa dieléctrica (20) y en la capa reflectante (22) , en donde el dispositivo exhibe el patrón de red (14, 104) en ausencia de cambio de color si se observa de un lado del dispositivo y en donde el dispositivo exhibe el patrón de red (14, 104) en presencia de cambio de color si se observa desde un segundo lado del dispositivo.

10. El artículo de seguridad (90, 100, 150) de la reivindicación 1 que además comprende un material magnético para proporcionar legibilidad por máquina para la verificación de seguridad.

11. El artículo de seguridad (90, 100, 150) de la reivindicación 10 en donde el material magnético está compuesto de aleación de cobalto-níquel.

12. El artículo de seguridad (90, 100, 150) de la reivindicación 10 en donde el material magnético está visiblemente escondido debajo o dentro de la capa reflectora (22) .

13. El artículo de seguridad (90, 100, 150) como se define en la reivindicación 1 en donde capa reflectora (22) se segmenta para permitir la visión parcial de la información subyacente visualmente o mediante el uso de, dispositivos detectores electrónicos, magnéticos, ópticos u otros.

14. El artículo de seguridad (90, 100, 150) como se define en la reivindicación 10 en donde la capa reflectora

(22) se segmenta para permitir la visión parcial de la información subyacente visualmente o mediante el uso de, dispositivos detectores electrónicos, magnéticos, ópticos u otros.

15. El artículo de seguridad (90, 100, 150) como se define en la reivindicación 1 en donde la red de difracción (14, 104) y el recubrimiento óptico que cambia de color (96, 106, 156) son desprendibles del sustrato (12, 102) .

16. El artículo de seguridad (90, 100, 150) como se reivindica en la reivindicación 1, en donde la capa dieléctrica (20) es un material de bajo índice de refracción.

17. El artículo de seguridad (90, 100, 150) como se reivindica en la reivindicación 1, en donde la capa dieléctrica (20) es un material de alto índice de refracción.

18. El artículo de seguridad (90, 100, 150) como se define en la reivindicación 1, en donde la capa absorbente (18) está compuesta de un material absorbente selectivo a través de una longitud de onda visible.

19. El artículo de seguridad (90, 100, 150) como se define en la reivindicación 1 en donde la capa reflectora (22) es aluminio.

20. El artículo de seguridad (90, 100, 150) como se define en la reivindicación 1 en donde la red de difracción (14, 104) es un logo u otra información discernible y en donde el recubrimiento óptico que cambia de color 20 (96, 106, 156) consiste solamente de tres capas.