本發(fā)明涉及防偽領(lǐng)域，具體地說，涉及一種光學(xué)防偽薄膜裝置。

背景技術(shù)：

隱形圖案是一種常用的防偽手段，起到隱蔽性的防偽作用。

其中一類基于熒光、紅外等材料制成的隱形圖案，可通過特殊的檢測工具予以輔助識別。這一類防偽技術(shù)依賴材料本身的物理光學(xué)性質(zhì)，理論上只要獲得材料的突破，即宣告失去了防偽作用。同時，其復(fù)雜的檢測設(shè)備成本高，攜帶不便，不易于普及。

另一類隱形圖案(如us4033059和us4588212中所公開的)是基于印刷技術(shù)，通過形成交錯、起伏或特殊角度關(guān)系的膠印或凹印線條而產(chǎn)生隱形效果。這一類隱形圖像的識別通常不需要輔助工具，只靠觀察角度的變化引起遮擋效果的變化而實現(xiàn)檢測識別。然而這一類技術(shù)均采用公知的設(shè)備和工藝，且線條間的布局可以輕易復(fù)制，從而更多起到裝飾作用而非防偽作用。

另一類隱形圖案(如us6128058和us6061113中所公開的)是基于液晶技術(shù)。例如，在具有光反射型的基底上形成液晶聚合物薄膜圖案。通過摩擦或光取向等方法進行取向處理，使液晶分子大致呈一個方向的取向。該技術(shù)由于薄膜圖案具有相位差功能，因此在通過偏振器觀察時，產(chǎn)生隨其滯后軸與偏振器的透射軸所成的角度的亮度變化，即形成了隱形圖案。此類技術(shù)有效地解決了上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了一種改進的隱形圖案技術(shù)，具體地說，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種光學(xué)防偽薄膜裝置，該光學(xué)防偽薄膜裝置在透射光下近似透明，其中包含的信息肉眼無法直接識別，借助能產(chǎn)生偏振光的外部起偏器可觀察到該光學(xué)防偽薄膜裝置所包含的信息。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種光學(xué)防偽薄膜裝置，所述光學(xué)防偽薄膜裝置包括：

第一透射層(1)；

第二透射層(2)；

以及用于檢測的外部起偏器(3)，

其中，所述第一透射層(1)是圓偏振檢偏層或線偏振檢偏層；

所述第二透射層(2)至少包含由至少兩個不同光學(xué)各向異性單元(211，221)交替分布組成的第一組區(qū)域(21)和第二組區(qū)域(22)，并且位于所述第一透射層下表面；

所述外部起偏器(3)至少包含由一個起偏單元(311)和一個非起偏單元(321)組成的起偏區(qū)域(31)和非起偏區(qū)域(32)。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，所述第一透射層(1)與所述第二透射層(2)為不可分割的整體，所述外部起偏器(3)相對于所述第一透射層(1)與所述第二透射層(2)組成的整體可移動或不可移動。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，所述圓偏振檢偏層是圓偏振片或膽甾相液晶層，優(yōu)選為膽甾相液晶層。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，所述線偏振檢偏層是線偏振片或零級衍射光柵。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，所述第二透射層是線偏振片、向列相液晶層中的一種。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，所述第二透射層(2)所包含的各個光學(xué)各向異性單元內(nèi)至少包含具有不同光軸方向或相位延遲的兩個子單元。

在本發(fā)明的一更優(yōu)選實施方案中，所述子單元的光軸方向夾角為70°～110°，且具有相同的相位延遲mλ/4，其中m為正整數(shù)；或所述子單元的光軸方向夾角為-20°～20°，且相位延遲相差mλ/4，其中m為正整數(shù)。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，所述外部起偏器(3)的起偏區(qū)域(31)的寬度h31，非起偏區(qū)域(32)的寬度h32與組成第二透射層(2)每個重復(fù)單元的寬度h之間滿足關(guān)系：h31＝h/n且h32＝(n-m)h/n，其中m＝0，1，2，n為組成第二透射層(2)每個重復(fù)單元內(nèi)擁有的各向異性區(qū)域數(shù)量。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，所述外部起偏器是圓偏振起偏層或線偏振起偏層，

優(yōu)選地，所述圓偏振起偏層是圓偏振片或膽甾相液晶層；

優(yōu)選地，所述線偏振起偏層是線偏振片或零級衍射光柵。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，所述第一透射層的另一側(cè)還包括一光學(xué)各向異性透射層，即第三透射層。

在本發(fā)明的一更優(yōu)選實施方案中，所述光學(xué)各向異性透射層至少包含由至少兩個不同光學(xué)各向異性單元交替分布組成的第一組區(qū)域和第二組區(qū)域。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實施方案中，所述光學(xué)防偽薄膜裝置還可包括承載光學(xué)涂層的塑料基材。

本發(fā)明用于有價物品的光學(xué)防偽薄膜裝置在透射光下近似透明，肉眼觀察不到任何信息。該薄膜至少包括第一透射層(1)，第二透射層(2)，以及用于檢測的外部起偏層(3)，其中，所述第一透射層是對偏振光具有選擇性透射功能的圓偏振檢偏層或線偏振檢偏層的一種，所述第二透射層至少包含由至少兩個不同光學(xué)各向異性單元(211，221)交替分布組成的第一組區(qū)域(21)和第二組區(qū)域(22)，并且位于所述第一透射層下表面，所述外部起偏層至少包含由一個起偏單元(311)和一個非起偏單元(321)組成的起偏區(qū)域(31)和非起偏區(qū)域(32)。

本發(fā)明用于有價物品的光學(xué)防偽薄膜裝置，其中所述第一透射層(1)與所述第二透射層(2)構(gòu)成不可分割的整體，所述外部起偏器(3)位于第二透射層的下面，且外部起偏器相對于所述第一透射層與第二透射層組成的整體可移動或不移動。

本發(fā)明用于有價物品的光學(xué)防偽薄膜裝置，其中所述第一透射層是對偏振光具有選擇性透射功能的圓偏振檢偏層或線偏振檢偏層的一種。所述偏振光選擇性透射層指當該層為線偏振檢偏層時，只有特定光軸方向的偏振光能透過該層,所述線偏振檢偏層是線偏振片、零級衍射光柵中的一種；當該層為圓偏振檢偏層時，只有特定波長和特定旋向的光能透過該層,所述圓偏振檢偏層是圓偏振片、膽甾相液晶層中的一種，優(yōu)選為膽甾相液晶。該膽甾相液晶層選擇性透射光的波長范圍從紫外、可見到近紅外。膽甾相液晶既可以是左旋膽甾液晶，也可以是右旋膽甾液晶。膽甾液晶層還可以是由左旋膽甾液晶和右旋膽甾液晶分別構(gòu)成的兩個區(qū)域組成，這兩個區(qū)域相互構(gòu)成圖案化的信息。

本發(fā)明用于有價物品的光學(xué)防偽薄膜裝置，其中所述第二透射層所包含的各個光學(xué)各向異性單元內(nèi)至少包含具有不同光軸方向或相位延遲的兩個子單元。

本發(fā)明用于有價物品的光學(xué)防偽薄膜裝置，其中所述第二透射層不同單元的光軸方向夾角為70°～110°，且具有相同的相位延遲mλ/4，m為正整數(shù)。不同光軸方向單元構(gòu)成不同的圖案化信息。

本發(fā)明用于有價物品的光學(xué)防偽薄膜裝置，其中所述任一光學(xué)各向異性透射層第一區(qū)域和第二區(qū)域的光軸方向夾角為-20°～20°，且相位延遲相差mλ/4，m為正整數(shù)。不同相位延遲單元構(gòu)成不同的圖案化信息。

圖案化信息包括但不限于圖像、文字、符號、數(shù)字等內(nèi)容。

本發(fā)明用于有價物品的光學(xué)防偽薄膜裝置，所述外部起偏器的起偏區(qū)域(31)與所述第二透射層的各組區(qū)域(21，22，…)具有相同的尺寸和分布，使得所述外部起偏層在相對于所述第一透射層和第二透射層組成的整體移動時，透過所述外部起偏層的起偏區(qū)域(31)的光線可以先后完整和獨立的與所述第二透射層的各組區(qū)域(21，22，…)發(fā)生作用，發(fā)生作用的條件如下：

如圖1所示：

假設(shè)：311的寬度為h31，321的寬度為h32

211和221的寬度相等，為h/n

h為組成第2層每組重復(fù)單元(本圖中是211+221)的寬度

n為組成第2層每個重復(fù)單元內(nèi)擁有的各向異性區(qū)域數(shù)量(本圖中n＝2，即211和221)。

則需滿足條件：h31＝h/n，h32＝(n-m)h/n，其中m＝0，1，2

1、當m＝0時：h31＝h/n，h32＝h

如圖3所示，此時1，2，3，4是一個完整圖像的4個部分，第3層在移動過程中，完整圖像依次在樣品的不同位置顯現(xiàn)出來，且與第3層移動方向相反。

2、當m＝1時：h31＝h/n，h32＝(n-1)h/n

如圖4所示，此時1，2，3，4為互相獨立的4個圖像。

3、當m＝2時：h31＝h/n，h32＝(n-2)h/n

如圖5所示，此時1，2，3，4是一個完整圖像的4個部分，第3層在移動過程中，完整圖像依次在樣品的不同位置顯現(xiàn)出來，且與第3層移動方向相同。

由一個起偏單元組成的起偏區(qū)域和一個非起偏單元組成的非起偏區(qū)域構(gòu)成外部起偏器，起偏區(qū)域和非起偏區(qū)構(gòu)成圖案化的信息。當滿足條件1或條件2時，透過所述外部起偏器起偏區(qū)域(32)的光線變?yōu)閳D案化的偏振光，此圖案化的偏振光透過第二透射層和第一透射層時，可觀察到第二透射層不同光學(xué)各向異性單元構(gòu)成的圖案化信息。當外部起偏器相對于所述第一透射層和第二透射層組成的整體移動時，圖案化的偏振光與第二透射層不同光學(xué)各向異性單元構(gòu)成的圖案化信息會相互作用，可觀察到動態(tài)的圖案化信息。

本發(fā)明用于有價物品的光學(xué)防偽薄膜裝置，所述外部起偏器是圓偏振起偏層或線偏振起偏層的一種。所述圓偏振起偏層是圓偏振片或膽甾相液晶層中的一種。所述線偏振起偏層是線偏振片或零級衍射光柵中的一種。外部起偏層至少包含由一個起偏單元和一個非起偏單元組成的起偏區(qū)域和非起偏區(qū)域。

本發(fā)明用于有價物品的光學(xué)防偽薄膜裝置，所述外部起偏器是可人為或自動改變起偏區(qū)域位置、形狀、尺寸和分布的起偏器。比如通過手動來回滑動外部起偏層，改變外部起偏器起偏區(qū)域與所述第一透射層和第二透射層組成的整體的相對位置，這種滑動會改變外部起偏器起偏區(qū)域的位置、形狀、尺寸和分布。如果外部起偏器組合在一個旋轉(zhuǎn)或運動的裝置上，將所述第一透射層和第二透射層組成的整體放在外部起偏器上方，那么外部起偏器可自動改變起偏區(qū)域位置、形狀、尺寸和分布的起偏器，這里可觀察到動態(tài)的第二透射層圖案信息。

本發(fā)明用于有價物品的光學(xué)防偽薄膜裝置，所述第一透射層的另一側(cè)還包括一層光學(xué)各向異性透射層(第三透射層)。所述第三光學(xué)各向異性透射層至少包含兩個具有不同光學(xué)各向異性的單元。所述第三透射層所包含的各個光學(xué)各向異性單元內(nèi)至少包含具有不同光軸方向或相位延遲的兩個子單元。各個光學(xué)各向異性單元構(gòu)成不同的圖案化信息。圖案化信息包括但不限于圖像、文字、符號、數(shù)字等內(nèi)容。

本發(fā)明的光學(xué)防偽薄膜裝置除包括第一、第二和第三透射層外，還可包括承載光學(xué)涂層的塑料基材，比如pp、pc、pe、pet、tac、pa等透明基材。在第一和第二透射層之間、第一和第三透射層之間、第二透射層另一面、第三透射層的另一面還可包括透明膠粘層或其它透明基材。

偏振光廣泛存在于目前的生活中，包括但不限于光滑表面反射的光含有偏振的成份，透過窗戶玻璃的光含有偏振的成份，以及自然光透過線偏振起偏器或圓偏振起偏器后形成的偏振光。所述外部起偏器是能產(chǎn)生偏振光的工具，且至少包含由一個起偏單元和一個非起偏單元組成的起偏區(qū)域和非起偏區(qū)域。包括但不限于智能手機、電腦屏幕等。智能手機、電腦屏幕上的文字、圖案及空白部分形成了外部起偏層的非起偏單元和起偏單元，顯然這種非起偏單元和起偏單元構(gòu)成了圖案化的起偏區(qū)域和非起偏區(qū)域。當通過程序比如預(yù)先設(shè)定的app自動控制屏幕上的圖案化信息運動時，屏幕形成了動態(tài)的起偏區(qū)域和非起偏區(qū)域，將第一、第二或第三透射層形成的整體放在屏幕上方時，可觀察到多層透射層形成的整體中的動態(tài)信息。

本發(fā)明的光學(xué)防偽薄膜裝置用來結(jié)合有價物品，借助能產(chǎn)生偏振光且至少包含由一個起偏單元和一個非起偏單元組成的起偏區(qū)域和非起偏區(qū)域的外部起偏器可觀察到該光學(xué)防偽薄膜裝置所包含的信息，從而達到防偽的目的。

本發(fā)明用于有價物品的光學(xué)防偽薄膜裝置，以透明窗、商品吊牌、貼膜的形式與有價物品結(jié)合在一起，用于有價物品的防偽。

附圖說明

圖1：本發(fā)明的光學(xué)防偽薄膜裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本發(fā)明的外部起偏層相對于多層透射層形成的整體滑動后光學(xué)防偽薄膜裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3：實施例2中的光學(xué)防偽薄膜裝置所包含的外部起偏層和多層透射層的尺寸關(guān)系示意圖；

圖4：實施例2中的光學(xué)防偽薄膜裝置所包含的外部起偏層和多層透射層的尺寸關(guān)系示意圖；

圖5：實施例2中的光學(xué)防偽薄膜裝置所包含的外部起偏層和多層透射層的尺寸關(guān)系示意圖；

圖6a-6b：實施例2中的利用外部起偏層所觀察到的第一、第二透射層的圖案信息；

圖7：實施例3中的具有三層光學(xué)透射層及外部起偏層的光學(xué)防偽薄膜裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8：實施例1中的光學(xué)防偽薄膜裝置所包含的第二透射層具有液晶分子取向方向成89°的二個區(qū)域；

圖9：實施例1中的包含由一個起偏單元和一個非起偏單元組成的起偏區(qū)域(32)和非起偏區(qū)域(31)的外部起偏層。

具體實施方式

用于制作下述實施例中的光學(xué)防偽薄膜裝置的光學(xué)各向異性透射層(即第二透射層和第三透射層)的液晶分子結(jié)構(gòu)式如下所示，液晶分子1占75份(按重量計)，液晶分子2占10份(按重量計)和液晶分子3占15份(按重量計)組成混合向列相液晶材料。

用于制作下述實施例中的光學(xué)防偽薄膜裝置中的光學(xué)各向異性透射層所用材料還包括光敏取向材料，其分子結(jié)構(gòu)式如下所示:

用于制作下述實施例中的光學(xué)各向異性透射層的材料為向列相液晶材料和光敏取向材料的混合物，其中向列相液晶材料占70-75份(按重量計)，光敏取向材料占23-28份(按重量計)，還包括2份的光引發(fā)劑(irgacure369)(按重量計)。將上述混合物溶于環(huán)已酮，制成固含量為30％(重量比)的溶液。

制作下述實施例中的光學(xué)各向異性透射層的工藝為將上述固含量為30％的溶液旋涂于pp薄膜上，干燥，然后在空氣氣氛下用波長為280-340nm的線性偏振紫外光透過掩模版在不同方向曝光，然后在氮氣氣氛下用紫外汞燈將涂層固化。

用于制作下述實施例中的光學(xué)防偽薄膜裝置第一透射層的液晶材料為上述混合向列相液晶材料和手性劑的混合物，其中混合向列相液晶材料占89-94份(按重量計)，手性劑占4-9份(按重量計)，光引發(fā)劑占2份(按重量計)。將上述混合物溶于環(huán)已酮，制成固含量為30％(重量比)的溶液。手性劑的分子結(jié)構(gòu)式如下所示。

制作下述實施例中的第一透射層的工藝為將上述固含量為30％(重量比)的溶液旋涂于光學(xué)各向異性透射層上，干燥，然后在氮氣氣氛下用紫外汞燈將涂層固化。

實施例1

在tac上分別形成第一透射層(1)和第二透射層(2)，第一透射層(1)為圓偏振片，第二透射層(2)為具有兩個光軸方向成89°，相位延遲均為λ/4的光學(xué)各向異性區(qū)域的向列相液晶分子的取向方向如圖8所示，構(gòu)成圖案化的信息。外部起偏器(3)為線偏振片，其表面結(jié)構(gòu)如圖9所示，由起偏區(qū)域(31)和非起偏區(qū)域(32)組成。此光學(xué)防偽薄膜裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中箭頭方向為透射光方向。將此光學(xué)防偽薄膜裝置以透明窗的形式與紙張復(fù)合。在透射光下，透明窗近似透明。將外部起偏器(3)置于如圖1或圖2所示的位置，可觀察到光學(xué)防偽薄膜裝置所包含的信息。

實施例2

本發(fā)明光學(xué)防偽薄膜裝置具有對偏振光具有選擇性透射功能的第一透射層(1)及具有不同光學(xué)各向異性第一區(qū)域和第二區(qū)域的光學(xué)各向異性透射層，即第二透射層(2)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中第二透射層(2)具有兩個光軸方向夾角為5°，相位延遲相差λ/4的光學(xué)各向異性區(qū)域，第一透射層(1)為對偏振光具有選擇性透射功能的膽甾液晶層，第二透射層為向列相液晶層。將此光學(xué)防偽薄膜裝置應(yīng)用于有價物品的防偽。此光學(xué)防偽薄膜裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示。將外部起偏器(3)置于如圖1或圖2所示的位置，其中箭頭方向為透射光方向，可觀察到光學(xué)防偽薄膜裝置所包含的信息，如圖6a所示。外部起偏器(3)為智能手機屏幕，在智能手機屏幕表面設(shè)置如圖9所示的顯示界面。當外部起偏器(3)的尺寸和光學(xué)防偽薄膜裝置第二透射層(2)不同光學(xué)各向異性單元的尺寸關(guān)系如圖3所示時，第二透射層(2)所包含的信息依次在樣品的不同位置顯現(xiàn)出來，且與外部起偏器(3)的移動方向相反；當外部起偏器(3)的尺寸和光學(xué)防偽薄膜裝置第二透射層(2)不同光學(xué)各向異性單元的尺寸關(guān)系如圖4所示時，第二透射層(2)所包含的信息為互相獨立的4個圖像，如圖6b所示；當外部起偏器(3)的尺寸和光學(xué)防偽薄膜裝置第二透射層(2)不同光學(xué)各向異性單元的尺寸關(guān)系如圖5所示時，第二透射層(2)所包含的信息依次在樣品的不同位置顯現(xiàn)出來，且與外部起偏器(3)的移動方向相同。

實施例3

一種光學(xué)防偽薄膜裝置，具有圖7所示的結(jié)構(gòu)，其中第一透射層(1)為對偏振光具有選擇性透射功能的膽甾液晶層，第二透射層(2)具有兩個光軸方向成80°，相位延遲均為λ/4的光學(xué)各向異性區(qū)域，第三透射層(4)具有兩個光軸方向夾角為7°，相位延遲相差3λ/4的光學(xué)各向異性區(qū)域。第二透射層和第三透射層均為向列相液晶層。外部起偏器為圓偏振片，圓偏振片起偏區(qū)域(31)的寬度h31和非起偏區(qū)域(32)的寬度h32與組成第二透射層(2)和第三透射層(4)每個重復(fù)單元的寬度h之間滿足關(guān)系：h31＝h/2且h32＝h。將外部起偏器(3)置于如圖1所示的位置，其中箭頭方向為透射光方向，可觀察到第二透射層(2)所包含的信息。將該光學(xué)防偽薄膜裝置翻面置于外部起偏層(3)上，可觀察到第三透射層(4)所包含的信息。