具有印刷和双折射图案的防伪装置的制作方法
专利名称：具有印刷和双折射图案的防伪装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过采用双折射图案防伪的装置，所述图案通过印刷进行施用。更具体地，本发明涉及具有双折射图案的防伪装置和表面受到保护的印刷层。
背景技术：
近些年，奢侈品牌、现金收据、礼券、信用卡、工业部件等的伪造不断增多。人们已提出应用双折射图案来防伪作为这些伪造产品的应对手段(例如，参见日本未审专利公开(KOKAI) 2001-63300和2009-69793)。双折射图案是一种在非偏振光源下不可见的潜像，使得使用偏振片可使信息如图像可见。在日本未审专利公开(KOKAI) 2009-69793中描述的方法能够易于控制面内延迟的水平，由此能够形成高透光率或反射率的全色图像而不使用滤色器，使伪造十分困难。印刷有非偏振光下可见的信息的双折射图案可制成标签等，并可用于各种产品的防伪。通过涂布清漆可通常保护印刷表面，或当需要较高耐久性时，通过层压膜可保护印刷表面。对于可设置在采用双折射的防伪装置上的保护膜，如日本未审专利公开(KOKAI)(平)9-689 中公开的一个实例包括由聚酯构成的透明膜，其设置在具有双折射图案的层上。此外，日本未审专利公开(KOKAI) 2007-93779等公开了一个实例，其具有在无图案的双折射层上的透明保护膜。但是，至今还未知晓出于保护印刷表面和耐久性以及双折射图案的可见性的考虑而制造的防伪装置。
发明内容
在研究具有双折射图案的防伪装置的过程中，本发明的发明人研究出一种示例装置，其中由双折射图案制成的高分辨率全色潜像在最终产品中变为不可见或难以可见的图像，并且本发明人发现该示例装置具有印刷层和用于保护所述印刷层的层。在该发现的基础上，本发明为此目的提供具有双折射图案的防伪装置，其具有潜像的高可见性和耐久性。本发明的发明人进行了深入的研究并发现潜像可见性的不足源自设置用于保护印刷层的层。在以上发现的基础上，本发明的发明人实现了本发明。本发明由此提供以下的第[1]_[9]项[1]防伪装置，其依次包括支持体、具有两个或更多个双折射率不同的区域的图案化光学各向异性层和印刷层，其还可包括粘附在所述印刷层上的延迟小于50nm的层压膜。[2]根据[1]的防伪装置，其中所述层压膜包括聚苯乙烯树脂层、氯乙烯树脂层和
三乙酰基纤维素树脂层中之一。[3]根据[1]或[2]的防伪装置，其中所述层压膜具有光散射性质。[4]根据[1]_[3]的防伪装置，其中所述图案化的光学各向异性层是由包含具有至少一个反应基团的液晶化合物的组合物形成的层。[5]根据[4]的防伪装置，其中所述图案化光学各向异性层由包括步骤以下(1)-(3)的方法形成(1)用热或光辐射由包含液晶化合物的组合物形成的层；(2)对所述层进行图案化曝光；和(3)将所得层加热至50°C或更高但不高于400°C。[6]根据[1]_[5]中任一项所述的防伪装置，其中在图案化光学各向异性层中的双折射率不同的区域是延迟不同的区域。[7]根据[1]_[5]中任一项所述的防伪装置，其中在图案化的光学各向异性层中的双折射率不同的区域是光轴方向不同的区域。[8]根据[1]_[7]中任一项所述的防伪装置，其包括在所述支持体和图案化光学各向异性层之间的反射层。[9]根据[1]_[8]中任一项所述的防伪装置，其包括在所述支持体的与所述图案化光学各向异性层相反的一侧上的粘合剂层。发明效果本发明提供一种具有高潜像可见性和耐久性的防伪装置。
图1 本发明的防伪装置的基本结构的模式示意图。图2 具有反射层和附加层的本发明的防伪装置的基本结构的模式示意图。图3 具有多个印刷层的本发明的防伪装置的基本结构的模式示意图。图4 在防伪装置A的制备中所进行的图案化曝光的图案的示意图。图5 通过偏振板观察防伪装置A的图案的放大图。图6 在防伪装置B的制备中用于图案化曝光的光掩模的示意图。图7 防伪装置B的慢轴的图案示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明。在本说明书中，“至”或“_”表示包括其前后所记载的数值的上限值和下限值。在本说明书中，术语“相位差”、“延迟”和“Re”是指面内延迟。通过在Journalof the Optical Society of America，Vol. 39，p. 791-794(1949)或日本未审专利公开(KOKAI) 2008-256590中描述的方法，通过从透射或反射光谱换算为相位差，由光谱相位差法可测量面内延迟(Re θ )。以上文献是采用透射光谱的测量方法。由于光通过光学各向异性层两次，特别是在反射的情况中，从反射光谱换算的相位差的一半可作为光学各向异性层的相位差。ReO是正面延迟。ReU)是将波长为Anm的光作为测试光束的延迟。在本说明书中延迟或Re表示当没有给定颜色参照时，在Μ5士5nm或590士5nm的波长下测得的延迟。在本发明中，对于角度使用术语“基本上”表示与精确角度的差落入小于士5°范围内。与精确角度的差优选小于4°，并且更优选地小于3°。对于延迟，“基本上”一词指延迟的差在士 5°之内，包括5°。“基本上为0的延迟”是指5nm或更小的延迟。除非另有说明，测量折射率的波长是指任何在可见光区域内的波长。在本说明书中，术语“可见光”是指400-700nm波长的光。[双折射图案的定义]按广义定义，双折射图案是具有两个或更多个不同双折射的区域的二维面内图案或三维图案。特别地，在一个平面的二维上，通过慢轴方向的两个参数即面内的折射率峰和区域中的延迟量来定义双折射。例如，广义上也可将根据具有液晶性的化合物，在相差膜中的厚度方向上的面内取向的缺陷和液晶的倾斜分布称为构成双折射图案。但是，在狭义含义中，希望将根据预先设计而通过有意控制双折射实现的图案定义为双折射图案。在本发明中，双折射图案可以是由延迟量不同而慢轴方向恒定的区域所形成的图案、由慢轴方向和延迟量都不同的区域所形成的图案、或由慢轴方向不同而延迟量相同的区域所形成的图案。除非另有说明，所述双折射图案可由多层构成，并且多层图案之间的边界可对齐或是不同的。[防伪装置]本说明书的防伪装置具有两个或更多个双折射率不同的区域。双折射率不同的区域优选为三个或更多个。相同双折射率的各区域可以是形状上连续或不连续的。图1-3是本发明的防伪装置的结构示意图。所述防伪装置包括至少一个图案化光学各向异性层101。在本说明书中，术语“图案化的光学各向异性层”是指以图案形式存在的不同双折射率区域的光学各向异性层。使用以下进一步描述的双折射图案制备材料可容易地制造所述图案化的光学各向异性层，但对制造方法没有特别限制，只要它得到以图案形式存在的不同双折射区域所构成的层。本发明的防伪装置还具有印刷层16、树脂层103和粘合剂层104。设置树脂层103和粘合剂层104以保护印刷表面，并通常在印刷层16上设置包括上述层的层压膜102。图1所示的本发明防伪装置的模式图表示最基本的结构。如当所述防伪装置是透光型时，可在透明产品的表面提供该结构的防伪装置。在透光型的情况中，光源和测试点在图案化的光学各向异性层的相反侧。从使用偏振片等制成的偏振光源所发射的光通过图案化的双折射产品，从而发射出该平面中不同的椭圆偏振的光，通过偏振片并使在测试点侧的信息可见。在此，所述偏振片可以是线形偏振片、环形偏振片或椭圆形偏振片。所述偏振片本身可具有双折射图案或二色性图案。本发明的防伪装置可以是如图2或3所示的具有反射层20的反射型。在所述反射型的情况中，光源和测试点都设置在从图案化光学各向异性层观察的一侧，并且反射层位于从所述防伪装置的图案化的光学各向异性层观察的另一侧的表面上。使用偏振片等制成的偏振光源所发射的光通过图案化的双折射产品，反射离开所述反射层，并返回通过所述图案化的双折射产品，从而发射出平面内不同的椭圆偏振的光，并再次通过在测试点侧上的偏振片，使信息可见。在此，所述偏振片可以是线形偏振片、环形偏振片或椭圆形偏振片。所述偏振片本身可具有双折射图案或二色性图案。可将单个偏振片用作光源并用于测定。所述反射层还可作为高反射性全息层、电极层等。所述反射层可以是部分反射光并部分通过光的半透光半反射层。在该情况中，所述防伪装置可使透过和反射的图像可见，而且也可从所述光学各向异性层的上侧识别位于图案化的双折射产品的半透光半反射层的底侧上的一般信息如文字和图像，而不使用任何滤片。所述反射层可以在所述光学各向异性层侧或支持体的相反侧，但优选在所述光学各向异性层侧，因为这使得对支持体几乎没有限制。附图中所示的支持体11可以是临时性支持体。在具有临时性支持体的情况中，粘合剂或接触型粘合剂可用于将图案化的光学各向异性层101转印至目标产品上。尽管在附图中没有显示，但本发明的防伪装置可具有取向层。当采用由以下光学各向异性层形成的层时，所述取向层起到便于所述液晶化合物取向的作用，所述光学各向异性层已通过以下方式固定在涂布并干燥含液晶化合物的溶液后通过加热或用光照射聚合以形成液晶相作为光学各向异性层101。尽管在附图中没有显示，但本发明的防伪装置可具有粘合剂层。当制造如密封标签的图案化的双折射产品时，粘合剂层是必需的。通常，将离型纸(mold-releasing paper)或离型膜(mold-releasing film)粘结至粘合剂层。从实用角度考虑，这是优选的。此外，它可以是特殊的粘合剂层，使得一旦粘结在目标材料上后任何将其撕脱下的尝试将使粘合剂以特定模式保留在目标物件上。可将粘合剂层设置在与图案化的光学各向异性层侧相反的支持体一侧上。在图1-3中显示了设置在本发明的防伪装置上的印刷物作为印刷层16。所述印刷层通常是产生可见图像的层，并且位于不可见的双折射图案之上。它还可以是如利用UV荧光染料或顶染料的不可见安全印刷。印刷层设置在所述图案化光学各向异性层上，并也可设置在所述支持体和所述图案化光学各向异性层之间，并可设置在与所述图案化光学各向异性层相反的支持体侧上。如果所述印刷层透光，当使用滤片使基于双折射图案的潜像可见时，印刷物和潜像相组合而变得可见。当通过包括转印步骤的方法制备时，本发明的防伪装置可具有动态性质控制层和转印层。动态性质控制层是控制分离性质的层，使得当将所述转印层与目标材料接触时满足前述条件的情况下，光学各向异性层转印至目标材料。赋予相邻层分离性质的分离层和通过在转印过程中施加均勻压力的缓冲层是动态性质控制层的实例。除了常规的粘合剂和接触型粘合剂之外，所述转印层实例还包括在受热时产生粘合性的热熔接触型粘合剂、当暴露于紫外照射时产生粘合性UV接触型粘合剂，并且图案将转印其上的所述层以接触型粘合剂的形式印刷。该层还可起到取向层和动态性质控制层的作用。不具有反射层的层压产品可转印至具有反射层的目标物件以得到反射型装置。本发明的防伪装置可优选具有图2和图3所示的添加剂层19。本发明的防伪装置可具有多个图案化光学各向异性层。所述多个图案化光学各向异性层的面内慢轴可以是相同或不同的，但优选是相同的。多个具有不同双折射率的光学各向异性层区域可以是对齐或不同的。通过提供相互不同的延迟或慢轴，并向各层赋予独立图案的两个或更多个图案化光学各向异性层而可形成不同功能的潜像。[双折射图案制备材料(birefringence pattern builder)]以下将描述使用双折射图案制备材料的方法和形成本发明的防伪装置的方法的实例。双折射图案制备材料是指用于制备双折射图案的材料，所述双折射图案可用以通过上述一系列步骤制备图案化的双折射产品。除非另有说明，形成双折射图案的方法并不限于此。但是，该方法能够制备更复杂的双折射图案。 所述双折射图案制备材料通常可以膜或片的形式。所述双折射图案制备材料可仅由光学各向异性层构成，或还可包含赋予多种次要功能的功能层。功能层的实例包括支持体、取向层、反射层和粘合剂层。用作转印材料的所述双折射图案制备材料或使用转印材料制备的双折射图案制备材料可包含暂时性支持体或动态性质控制层。例如，当使用日本未审专利公开(KOKAI) 2009-175208所述的双折射图案时，在受照射部分的延迟可通过曝光水平控制，使得在非曝光部分的延迟基本为0。[光学各向异性层]双折射图案制备材料包括用于形成图案化光学各向异性层的光学各向异性层。在双折射图案制备材料中的光学各向异性层是具有光学性质的层，使测试时至少一个入射方向中的延迟基本上为0，即非各向异性的层。在双折射图案制备材料中的光学各向异性层的实例是含有至少一种单体或低聚物及它们的固化产物的层；含有至少一种聚合物的层；和含有至少一种有机或无机单晶的层。从能够满足各种不同需要，如双折射率、透明度、耐溶剂性、韧性和柔软性的角度考虑，含有聚合物的光学各向异性层是优选的。在所述光学各向异性层中的聚合物优选含有未反应的反应基团。当因未反应的反应基团受曝光时的反应而发生聚合物链交联时，由于在不同条件下曝光而使聚合物链的交联度存在差异。由此，考虑到形成双折射图案的便利性而改变延迟水平。所述光学各向异性层在20°C下是固体，更优选在30°C下是固体，并且更优选在40°C是固体。这是因为当所述光学各向异性层在20°C下是固体时，便于施用其他功能层，转印和粘结至所述支持体等。对于施用其他功能层，所述光学各向异性层优选具有耐溶剂性。在本说明书中，“具有耐溶剂性”的表述是指在目标溶剂中浸渍2分钟后的延迟落入浸渍之前延迟量的30%至170%的范围，优选落入50%至150%的范围，并且最优选落入80%至120%的范围。目标溶剂的实例是水、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、甲乙酮、环己酮、丙二醇单甲基醚乙酸酯、N-甲基吡咯烷酮、己烷、氯仿和乙酸乙酯。优选的实例是丙酮、甲乙酮、环己酮、丙二醇单甲基醚乙酸酯和N-甲基吡咯烷酮。最优选的实例包括甲乙酮、环己酮、丙二醇单甲基醚乙酸酯及它们的混合溶剂。所述光学各向异性层在20°C下的延迟可以是5nm或更大。优选IOnm至IOOOOnm的延迟，并且最优选20nm至2000nm的延迟。在延迟为5nm或更小时，双折射图案的形成可能变得困难。当所述延迟大于IOOOOnm时，误差增大，并且有时变得难以达到实际使用所需的精度。对制备光学各向异性层的方法没有特别限制。其实例包括将含有具有至少一个反应基团的液晶化合物的溶液涂布并干燥以形成液晶相，然后将液晶相加热或用光照射以通过聚合反应而将其固定的制备方法；将已通过聚合反应固定的具有两个或更多个反应基团的单体的层拉伸的制备方法；将由具有侧链上的反应基团的聚合物构成的层拉伸的制备方法；和将由聚合物构成的层拉伸，然后使用偶联剂等引入反应基团的方法。如下进一步所述，所述光学各向异性层可通过转印而形成。所述光学各向异性层的厚度优选为0.1至20 μ m,并且更优选0. 5至10 μ m。[光学各向异性层，其中已取向和固定含有液晶化合物的组合物]以下将详细描述通过将含有具有至少一个反应基团的液晶化合物的溶液涂布并干燥以形成液晶相，然后将液晶相加热或用光照射以通过聚合反应而将其固定的情况。相对于以下将进一步描述的通过拉伸聚合物以得到光学各向异性层的制备方法，该制备方法是优选的，原因在于它易于得到在薄膜中相同延迟的光学各向异性层。[液晶化合物]通常，液晶化合物可根据形状分为棒状型和盘状型。这些类型中还各包括低分子型和高分子型。“高分子”通常是指其聚合度为100或更大(High Molecular Physics-PhaseTransition Dynamics, Masao Doi, p. 2, Iwanami Shoten, 1992)。在本发明中，可使用任何液晶化合物，但是优选使用棒状液晶化合物。在本说明书中，在所述层中所包含的具有液晶性的化合物不需要从含液晶化合物的组合物形成。例如，所述层可含有不显示出液晶性的高分子量化合物，其通过对具有反应基团的低分子液晶化合物实施聚合反应或交联反应而形成，所述反应基团能够在加热或在光照射下进行热反应或光反应。此外，两种或更多种棒状液晶化合物、两种或更多种盘状液晶化合物或棒状液晶化合物和盘状液晶化合物的混合物可用作所述液晶化合物。由于可减小温度变化和湿度变化，优选使用具有反应基团的盘状液晶化合物或棒状液晶化合物。更优选它们中的至少一种中每个液晶分子含有两个或更多个反应基团。在两种或更多种液晶化合物的混合物的情况中，它们中的至少一种优选具有两个或更多个反应基团。优选使用具有不同交联机理的两个或更多个反应基团的液晶化合物。通过条件选择而使两个或更多个反应基团中的仅一部分聚合，可制备含有具有未反应的反应基团的聚合物的光学各向异性层。对所述交联机理没有特别限制，并且其可由缩合反应、氢键作用、聚合反应等组成。在所述两种或更多种机理中，至少一种优选是聚合反应，并且优选使用两种或更多种不同形式的聚合反应。通常，不仅将乙烯基、(甲基)丙烯酸基、环氧基、氧杂环丁烷基和乙烯基醚基用于聚合反应中，而且可将羟基、羧酸基、氨基等用于交联反应中。在本发明说明书中，“包含两个或更多个具有不同交联机理的反应基团的化合物”是指使用不同交联反应步骤可阶段性地进行交联。在各阶段的交联反应步骤中，反应基团根据它们各自的交联机理作为官能团进行反应。此外，例如在如在侧链具有羟基的聚乙烯醇的聚合物的情况中，当所述侧链上的羟基在聚合所述聚合物的聚合反应后已与醛等交联时，采用了两种或更多种不同的交联机理。但是，在本说明书中，具有两个或更多个不同反应基团的化合物优选是指在已形成于支持体等之上的层中的具有两个或更多个不同反应基团的化合物。并且其中所述反应基团可随后阶段性地进行交联。作为特别优选的实施方案，优选使用具有两个或更多个可聚合基团的液晶化合物。造成阶段性交联的反应条件可以是不同温度、不同光波长(光射线)或不同聚合反应机理。从反应分离的角度考虑，优选使用不同的聚合反应机理，并且优选通过所使用的引发剂类型进行控制。优选可自由基聚合基团和可阳离子聚合基团的组合作为聚合反应机理。特别优选可自由基聚合基团和可阳离子聚合基团的组合，所述可自由基聚合基团是乙烯基或(甲基)丙烯酸基，可阳离子聚合基团是环氧基、氧杂环丁烷基或乙烯基醚基，这是因为所述聚合反应的性质易于控制。以下给出反应基团的实例。
权利要求
1.防伪装置，其依次包括支持体、具有两个或更多个双折射率不同的区域的图案化光学各向异性层和印刷层，其还包括粘附在所述印刷层上的延迟小于50nm的层压膜。
2.权利要求1的防伪装置，其中所述层压膜包括聚苯乙烯树脂层、氯乙烯树脂层和三乙酰基纤维素树脂层中之一。
3.权利要求1或2的防伪装置，其中所述层压膜具有光散射性质。
4.权利要求1-3中任一项的防伪装置，其中所述图案化光学各向异性层是由包含液晶化合物的组合物形成的层，所述液晶化合物具有至少一个反应基团。
5.权利要求4的防伪装置，其中所述图案化光学各向异性层由包括以下步骤(1)-(3)的方法形成(1)用热或光辐射由包含液晶化合物的组合物形成的层；(2)对所述层进行图案化曝光；和(3)将所得层加热至50°C或更高但不高于400°C。
6.权利要求1-5中任一项的防伪装置，其中在图案化光学各向异性层中的双折射率不同的区域是延迟不同的区域。
7.权利要求1-5中任一项的防伪装置，其中在图案化光学各向异性层中的双折射率不同的区域是光轴方向不同的区域。
8.权利要求1-7中任一项的防伪装置，其包括在所述支持体和图案化光学各向异性层之间的反射层。
9.权利要求1-8中任一项的防伪装置，其包括在所述支持体的与所述图案化光学各向异性层相反的一侧上的粘合剂层。
全文摘要
本发明提供一种防伪装置，其依次包括支持体、具有两个或更多个双折射率不同的区域的图案化光学各向异性层和印刷层，其还包括粘附在所述印刷层上的延迟小于50nm的层压膜。所述防伪装置具有高潜像可视性和耐久性。
文档编号G09F3/10GK102394028SQ20111019676
公开日2012年3月28日 申请日期2011年7月8日 优先权日2010年7月9日
发明者兼岩秀树, 铃木聪美 申请人:富士胶片株式会社
技术领域：
本发明涉及通过采用双折射图案防伪的装置，所述图案通过印刷进行施用。更具体地，本发明涉及具有双折射图案的防伪装置和表面受到保护的印刷层。
背景技术：
近些年，奢侈品牌、现金收据、礼券、信用卡、工业部件等的伪造不断增多。人们已提出应用双折射图案来防伪作为这些伪造产品的应对手段(例如，参见日本未审专利公开(KOKAI) 2001-63300和2009-69793)。双折射图案是一种在非偏振光源下不可见的潜像，使得使用偏振片可使信息如图像可见。在日本未审专利公开(KOKAI) 2009-69793中描述的方法能够易于控制面内延迟的水平，由此能够形成高透光率或反射率的全色图像而不使用滤色器，使伪造十分困难。印刷有非偏振光下可见的信息的双折射图案可制成标签等，并可用于各种产品的防伪。通过涂布清漆可通常保护印刷表面，或当需要较高耐久性时，通过层压膜可保护印刷表面。对于可设置在采用双折射的防伪装置上的保护膜，如日本未审专利公开(KOKAI)(平)9-689 中公开的一个实例包括由聚酯构成的透明膜，其设置在具有双折射图案的层上。此外，日本未审专利公开(KOKAI) 2007-93779等公开了一个实例，其具有在无图案的双折射层上的透明保护膜。但是，至今还未知晓出于保护印刷表面和耐久性以及双折射图案的可见性的考虑而制造的防伪装置。
发明内容
在研究具有双折射图案的防伪装置的过程中，本发明的发明人研究出一种示例装置，其中由双折射图案制成的高分辨率全色潜像在最终产品中变为不可见或难以可见的图像，并且本发明人发现该示例装置具有印刷层和用于保护所述印刷层的层。在该发现的基础上，本发明为此目的提供具有双折射图案的防伪装置，其具有潜像的高可见性和耐久性。本发明的发明人进行了深入的研究并发现潜像可见性的不足源自设置用于保护印刷层的层。在以上发现的基础上，本发明的发明人实现了本发明。本发明由此提供以下的第[1]_[9]项[1]防伪装置，其依次包括支持体、具有两个或更多个双折射率不同的区域的图案化光学各向异性层和印刷层，其还可包括粘附在所述印刷层上的延迟小于50nm的层压膜。[2]根据[1]的防伪装置，其中所述层压膜包括聚苯乙烯树脂层、氯乙烯树脂层和
三乙酰基纤维素树脂层中之一。[3]根据[1]或[2]的防伪装置，其中所述层压膜具有光散射性质。[4]根据[1]_[3]的防伪装置，其中所述图案化的光学各向异性层是由包含具有至少一个反应基团的液晶化合物的组合物形成的层。[5]根据[4]的防伪装置，其中所述图案化光学各向异性层由包括步骤以下(1)-(3)的方法形成(1)用热或光辐射由包含液晶化合物的组合物形成的层；(2)对所述层进行图案化曝光；和(3)将所得层加热至50°C或更高但不高于400°C。[6]根据[1]_[5]中任一项所述的防伪装置，其中在图案化光学各向异性层中的双折射率不同的区域是延迟不同的区域。[7]根据[1]_[5]中任一项所述的防伪装置，其中在图案化的光学各向异性层中的双折射率不同的区域是光轴方向不同的区域。[8]根据[1]_[7]中任一项所述的防伪装置，其包括在所述支持体和图案化光学各向异性层之间的反射层。[9]根据[1]_[8]中任一项所述的防伪装置，其包括在所述支持体的与所述图案化光学各向异性层相反的一侧上的粘合剂层。发明效果本发明提供一种具有高潜像可见性和耐久性的防伪装置。
图1 本发明的防伪装置的基本结构的模式示意图。图2 具有反射层和附加层的本发明的防伪装置的基本结构的模式示意图。图3 具有多个印刷层的本发明的防伪装置的基本结构的模式示意图。图4 在防伪装置A的制备中所进行的图案化曝光的图案的示意图。图5 通过偏振板观察防伪装置A的图案的放大图。图6 在防伪装置B的制备中用于图案化曝光的光掩模的示意图。图7 防伪装置B的慢轴的图案示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明。在本说明书中，“至”或“_”表示包括其前后所记载的数值的上限值和下限值。在本说明书中，术语“相位差”、“延迟”和“Re”是指面内延迟。通过在Journalof the Optical Society of America，Vol. 39，p. 791-794(1949)或日本未审专利公开(KOKAI) 2008-256590中描述的方法，通过从透射或反射光谱换算为相位差，由光谱相位差法可测量面内延迟(Re θ )。以上文献是采用透射光谱的测量方法。由于光通过光学各向异性层两次，特别是在反射的情况中，从反射光谱换算的相位差的一半可作为光学各向异性层的相位差。ReO是正面延迟。ReU)是将波长为Anm的光作为测试光束的延迟。在本说明书中延迟或Re表示当没有给定颜色参照时，在Μ5士5nm或590士5nm的波长下测得的延迟。在本发明中，对于角度使用术语“基本上”表示与精确角度的差落入小于士5°范围内。与精确角度的差优选小于4°，并且更优选地小于3°。对于延迟，“基本上”一词指延迟的差在士 5°之内，包括5°。“基本上为0的延迟”是指5nm或更小的延迟。除非另有说明，测量折射率的波长是指任何在可见光区域内的波长。在本说明书中，术语“可见光”是指400-700nm波长的光。[双折射图案的定义]按广义定义，双折射图案是具有两个或更多个不同双折射的区域的二维面内图案或三维图案。特别地，在一个平面的二维上，通过慢轴方向的两个参数即面内的折射率峰和区域中的延迟量来定义双折射。例如，广义上也可将根据具有液晶性的化合物，在相差膜中的厚度方向上的面内取向的缺陷和液晶的倾斜分布称为构成双折射图案。但是，在狭义含义中，希望将根据预先设计而通过有意控制双折射实现的图案定义为双折射图案。在本发明中，双折射图案可以是由延迟量不同而慢轴方向恒定的区域所形成的图案、由慢轴方向和延迟量都不同的区域所形成的图案、或由慢轴方向不同而延迟量相同的区域所形成的图案。除非另有说明，所述双折射图案可由多层构成，并且多层图案之间的边界可对齐或是不同的。[防伪装置]本说明书的防伪装置具有两个或更多个双折射率不同的区域。双折射率不同的区域优选为三个或更多个。相同双折射率的各区域可以是形状上连续或不连续的。图1-3是本发明的防伪装置的结构示意图。所述防伪装置包括至少一个图案化光学各向异性层101。在本说明书中，术语“图案化的光学各向异性层”是指以图案形式存在的不同双折射率区域的光学各向异性层。使用以下进一步描述的双折射图案制备材料可容易地制造所述图案化的光学各向异性层，但对制造方法没有特别限制，只要它得到以图案形式存在的不同双折射区域所构成的层。本发明的防伪装置还具有印刷层16、树脂层103和粘合剂层104。设置树脂层103和粘合剂层104以保护印刷表面，并通常在印刷层16上设置包括上述层的层压膜102。图1所示的本发明防伪装置的模式图表示最基本的结构。如当所述防伪装置是透光型时，可在透明产品的表面提供该结构的防伪装置。在透光型的情况中，光源和测试点在图案化的光学各向异性层的相反侧。从使用偏振片等制成的偏振光源所发射的光通过图案化的双折射产品，从而发射出该平面中不同的椭圆偏振的光，通过偏振片并使在测试点侧的信息可见。在此，所述偏振片可以是线形偏振片、环形偏振片或椭圆形偏振片。所述偏振片本身可具有双折射图案或二色性图案。本发明的防伪装置可以是如图2或3所示的具有反射层20的反射型。在所述反射型的情况中，光源和测试点都设置在从图案化光学各向异性层观察的一侧，并且反射层位于从所述防伪装置的图案化的光学各向异性层观察的另一侧的表面上。使用偏振片等制成的偏振光源所发射的光通过图案化的双折射产品，反射离开所述反射层，并返回通过所述图案化的双折射产品，从而发射出平面内不同的椭圆偏振的光，并再次通过在测试点侧上的偏振片，使信息可见。在此，所述偏振片可以是线形偏振片、环形偏振片或椭圆形偏振片。所述偏振片本身可具有双折射图案或二色性图案。可将单个偏振片用作光源并用于测定。所述反射层还可作为高反射性全息层、电极层等。所述反射层可以是部分反射光并部分通过光的半透光半反射层。在该情况中，所述防伪装置可使透过和反射的图像可见，而且也可从所述光学各向异性层的上侧识别位于图案化的双折射产品的半透光半反射层的底侧上的一般信息如文字和图像，而不使用任何滤片。所述反射层可以在所述光学各向异性层侧或支持体的相反侧，但优选在所述光学各向异性层侧，因为这使得对支持体几乎没有限制。附图中所示的支持体11可以是临时性支持体。在具有临时性支持体的情况中，粘合剂或接触型粘合剂可用于将图案化的光学各向异性层101转印至目标产品上。尽管在附图中没有显示，但本发明的防伪装置可具有取向层。当采用由以下光学各向异性层形成的层时，所述取向层起到便于所述液晶化合物取向的作用，所述光学各向异性层已通过以下方式固定在涂布并干燥含液晶化合物的溶液后通过加热或用光照射聚合以形成液晶相作为光学各向异性层101。尽管在附图中没有显示，但本发明的防伪装置可具有粘合剂层。当制造如密封标签的图案化的双折射产品时，粘合剂层是必需的。通常，将离型纸(mold-releasing paper)或离型膜(mold-releasing film)粘结至粘合剂层。从实用角度考虑，这是优选的。此外，它可以是特殊的粘合剂层，使得一旦粘结在目标材料上后任何将其撕脱下的尝试将使粘合剂以特定模式保留在目标物件上。可将粘合剂层设置在与图案化的光学各向异性层侧相反的支持体一侧上。在图1-3中显示了设置在本发明的防伪装置上的印刷物作为印刷层16。所述印刷层通常是产生可见图像的层，并且位于不可见的双折射图案之上。它还可以是如利用UV荧光染料或顶染料的不可见安全印刷。印刷层设置在所述图案化光学各向异性层上，并也可设置在所述支持体和所述图案化光学各向异性层之间，并可设置在与所述图案化光学各向异性层相反的支持体侧上。如果所述印刷层透光，当使用滤片使基于双折射图案的潜像可见时，印刷物和潜像相组合而变得可见。当通过包括转印步骤的方法制备时，本发明的防伪装置可具有动态性质控制层和转印层。动态性质控制层是控制分离性质的层，使得当将所述转印层与目标材料接触时满足前述条件的情况下，光学各向异性层转印至目标材料。赋予相邻层分离性质的分离层和通过在转印过程中施加均勻压力的缓冲层是动态性质控制层的实例。除了常规的粘合剂和接触型粘合剂之外，所述转印层实例还包括在受热时产生粘合性的热熔接触型粘合剂、当暴露于紫外照射时产生粘合性UV接触型粘合剂，并且图案将转印其上的所述层以接触型粘合剂的形式印刷。该层还可起到取向层和动态性质控制层的作用。不具有反射层的层压产品可转印至具有反射层的目标物件以得到反射型装置。本发明的防伪装置可优选具有图2和图3所示的添加剂层19。本发明的防伪装置可具有多个图案化光学各向异性层。所述多个图案化光学各向异性层的面内慢轴可以是相同或不同的，但优选是相同的。多个具有不同双折射率的光学各向异性层区域可以是对齐或不同的。通过提供相互不同的延迟或慢轴，并向各层赋予独立图案的两个或更多个图案化光学各向异性层而可形成不同功能的潜像。[双折射图案制备材料(birefringence pattern builder)]以下将描述使用双折射图案制备材料的方法和形成本发明的防伪装置的方法的实例。双折射图案制备材料是指用于制备双折射图案的材料，所述双折射图案可用以通过上述一系列步骤制备图案化的双折射产品。除非另有说明，形成双折射图案的方法并不限于此。但是，该方法能够制备更复杂的双折射图案。 所述双折射图案制备材料通常可以膜或片的形式。所述双折射图案制备材料可仅由光学各向异性层构成，或还可包含赋予多种次要功能的功能层。功能层的实例包括支持体、取向层、反射层和粘合剂层。用作转印材料的所述双折射图案制备材料或使用转印材料制备的双折射图案制备材料可包含暂时性支持体或动态性质控制层。例如，当使用日本未审专利公开(KOKAI) 2009-175208所述的双折射图案时，在受照射部分的延迟可通过曝光水平控制，使得在非曝光部分的延迟基本为0。[光学各向异性层]双折射图案制备材料包括用于形成图案化光学各向异性层的光学各向异性层。在双折射图案制备材料中的光学各向异性层是具有光学性质的层，使测试时至少一个入射方向中的延迟基本上为0，即非各向异性的层。在双折射图案制备材料中的光学各向异性层的实例是含有至少一种单体或低聚物及它们的固化产物的层；含有至少一种聚合物的层；和含有至少一种有机或无机单晶的层。从能够满足各种不同需要，如双折射率、透明度、耐溶剂性、韧性和柔软性的角度考虑，含有聚合物的光学各向异性层是优选的。在所述光学各向异性层中的聚合物优选含有未反应的反应基团。当因未反应的反应基团受曝光时的反应而发生聚合物链交联时，由于在不同条件下曝光而使聚合物链的交联度存在差异。由此，考虑到形成双折射图案的便利性而改变延迟水平。所述光学各向异性层在20°C下是固体，更优选在30°C下是固体，并且更优选在40°C是固体。这是因为当所述光学各向异性层在20°C下是固体时，便于施用其他功能层，转印和粘结至所述支持体等。对于施用其他功能层，所述光学各向异性层优选具有耐溶剂性。在本说明书中，“具有耐溶剂性”的表述是指在目标溶剂中浸渍2分钟后的延迟落入浸渍之前延迟量的30%至170%的范围，优选落入50%至150%的范围，并且最优选落入80%至120%的范围。目标溶剂的实例是水、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、甲乙酮、环己酮、丙二醇单甲基醚乙酸酯、N-甲基吡咯烷酮、己烷、氯仿和乙酸乙酯。优选的实例是丙酮、甲乙酮、环己酮、丙二醇单甲基醚乙酸酯和N-甲基吡咯烷酮。最优选的实例包括甲乙酮、环己酮、丙二醇单甲基醚乙酸酯及它们的混合溶剂。所述光学各向异性层在20°C下的延迟可以是5nm或更大。优选IOnm至IOOOOnm的延迟，并且最优选20nm至2000nm的延迟。在延迟为5nm或更小时，双折射图案的形成可能变得困难。当所述延迟大于IOOOOnm时，误差增大，并且有时变得难以达到实际使用所需的精度。对制备光学各向异性层的方法没有特别限制。其实例包括将含有具有至少一个反应基团的液晶化合物的溶液涂布并干燥以形成液晶相，然后将液晶相加热或用光照射以通过聚合反应而将其固定的制备方法；将已通过聚合反应固定的具有两个或更多个反应基团的单体的层拉伸的制备方法；将由具有侧链上的反应基团的聚合物构成的层拉伸的制备方法；和将由聚合物构成的层拉伸，然后使用偶联剂等引入反应基团的方法。如下进一步所述，所述光学各向异性层可通过转印而形成。所述光学各向异性层的厚度优选为0.1至20 μ m,并且更优选0. 5至10 μ m。[光学各向异性层，其中已取向和固定含有液晶化合物的组合物]以下将详细描述通过将含有具有至少一个反应基团的液晶化合物的溶液涂布并干燥以形成液晶相，然后将液晶相加热或用光照射以通过聚合反应而将其固定的情况。相对于以下将进一步描述的通过拉伸聚合物以得到光学各向异性层的制备方法，该制备方法是优选的，原因在于它易于得到在薄膜中相同延迟的光学各向异性层。[液晶化合物]通常，液晶化合物可根据形状分为棒状型和盘状型。这些类型中还各包括低分子型和高分子型。“高分子”通常是指其聚合度为100或更大(High Molecular Physics-PhaseTransition Dynamics, Masao Doi, p. 2, Iwanami Shoten, 1992)。在本发明中，可使用任何液晶化合物，但是优选使用棒状液晶化合物。在本说明书中，在所述层中所包含的具有液晶性的化合物不需要从含液晶化合物的组合物形成。例如，所述层可含有不显示出液晶性的高分子量化合物，其通过对具有反应基团的低分子液晶化合物实施聚合反应或交联反应而形成，所述反应基团能够在加热或在光照射下进行热反应或光反应。此外，两种或更多种棒状液晶化合物、两种或更多种盘状液晶化合物或棒状液晶化合物和盘状液晶化合物的混合物可用作所述液晶化合物。由于可减小温度变化和湿度变化，优选使用具有反应基团的盘状液晶化合物或棒状液晶化合物。更优选它们中的至少一种中每个液晶分子含有两个或更多个反应基团。在两种或更多种液晶化合物的混合物的情况中，它们中的至少一种优选具有两个或更多个反应基团。优选使用具有不同交联机理的两个或更多个反应基团的液晶化合物。通过条件选择而使两个或更多个反应基团中的仅一部分聚合，可制备含有具有未反应的反应基团的聚合物的光学各向异性层。对所述交联机理没有特别限制，并且其可由缩合反应、氢键作用、聚合反应等组成。在所述两种或更多种机理中，至少一种优选是聚合反应，并且优选使用两种或更多种不同形式的聚合反应。通常，不仅将乙烯基、(甲基)丙烯酸基、环氧基、氧杂环丁烷基和乙烯基醚基用于聚合反应中，而且可将羟基、羧酸基、氨基等用于交联反应中。在本发明说明书中，“包含两个或更多个具有不同交联机理的反应基团的化合物”是指使用不同交联反应步骤可阶段性地进行交联。在各阶段的交联反应步骤中，反应基团根据它们各自的交联机理作为官能团进行反应。此外，例如在如在侧链具有羟基的聚乙烯醇的聚合物的情况中，当所述侧链上的羟基在聚合所述聚合物的聚合反应后已与醛等交联时，采用了两种或更多种不同的交联机理。但是，在本说明书中，具有两个或更多个不同反应基团的化合物优选是指在已形成于支持体等之上的层中的具有两个或更多个不同反应基团的化合物。并且其中所述反应基团可随后阶段性地进行交联。作为特别优选的实施方案，优选使用具有两个或更多个可聚合基团的液晶化合物。造成阶段性交联的反应条件可以是不同温度、不同光波长(光射线)或不同聚合反应机理。从反应分离的角度考虑，优选使用不同的聚合反应机理，并且优选通过所使用的引发剂类型进行控制。优选可自由基聚合基团和可阳离子聚合基团的组合作为聚合反应机理。特别优选可自由基聚合基团和可阳离子聚合基团的组合，所述可自由基聚合基团是乙烯基或(甲基)丙烯酸基，可阳离子聚合基团是环氧基、氧杂环丁烷基或乙烯基醚基，这是因为所述聚合反应的性质易于控制。以下给出反应基团的实例。
权利要求
1.防伪装置，其依次包括支持体、具有两个或更多个双折射率不同的区域的图案化光学各向异性层和印刷层，其还包括粘附在所述印刷层上的延迟小于50nm的层压膜。
2.权利要求1的防伪装置，其中所述层压膜包括聚苯乙烯树脂层、氯乙烯树脂层和三乙酰基纤维素树脂层中之一。
3.权利要求1或2的防伪装置，其中所述层压膜具有光散射性质。
4.权利要求1-3中任一项的防伪装置，其中所述图案化光学各向异性层是由包含液晶化合物的组合物形成的层，所述液晶化合物具有至少一个反应基团。
5.权利要求4的防伪装置，其中所述图案化光学各向异性层由包括以下步骤(1)-(3)的方法形成(1)用热或光辐射由包含液晶化合物的组合物形成的层；(2)对所述层进行图案化曝光；和(3)将所得层加热至50°C或更高但不高于400°C。
6.权利要求1-5中任一项的防伪装置，其中在图案化光学各向异性层中的双折射率不同的区域是延迟不同的区域。
7.权利要求1-5中任一项的防伪装置，其中在图案化光学各向异性层中的双折射率不同的区域是光轴方向不同的区域。
8.权利要求1-7中任一项的防伪装置，其包括在所述支持体和图案化光学各向异性层之间的反射层。
9.权利要求1-8中任一项的防伪装置，其包括在所述支持体的与所述图案化光学各向异性层相反的一侧上的粘合剂层。
全文摘要
本发明提供一种防伪装置，其依次包括支持体、具有两个或更多个双折射率不同的区域的图案化光学各向异性层和印刷层，其还包括粘附在所述印刷层上的延迟小于50nm的层压膜。所述防伪装置具有高潜像可视性和耐久性。
文档编号G09F3/10GK102394028SQ20111019676
公开日2012年3月28日 申请日期2011年7月8日 优先权日2010年7月9日
发明者兼岩秀树, 铃木聪美 申请人:富士胶片株式会社
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