PT1613988E - Folha e elemento de segurança óptico - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "FOLHA E ELEMENTO ÓPTICO DE SEGURANÇA" A invenção refere-se a um substrato, em particular a uma folha, folha de impressão, folha de laminagem ou folha autocolante, que dispõe de uma camada de suporte e de uma camada de replicação. A invenção refere-se ainda a um elemento óptico de segurança, para segurança de notas bancárias, cartões de crédito e similares, que apresenta uma camada de replicação.

No campo da tecnologia de ecrãs de cristal liquido, é conhecida a orientação de polímeros de cristal liquido (Liquid-Crystal-Polymers = LCP) em camadas de orientação. Na maior parte dos casos, uma camada de poliimida é aqui orientada através de um processo mecânico de esfregamento. Num segundo passo de processo, polímeros de cristal liquido são aplicados sobre a camada de orientação, orientando-se então relativamente a esta camada de orientação. A orientação de LCPs numa camada de fotopolimeros é ainda descrita no documento EP 1227347.

Uma primeira camada de orientação que consiste num fotopolimero é neste caso impresso sobre um substrato por meio de uma impressora de jacto de tinta, fotopolimero este que pode ser orientado segundo uma determinada direcção de orientação através de radiação com luz polarizada. Esta camada é agora submetida a radiação com luz polarizada. Uma camada de um 1 material de cristal liquido é em seguida aplicada sobre a camada de orientação por meio de uma impressora de jacto de tinta e condições são conseguidas, nas quais o material de cristal liquido se orienta. A camada de cristal liquido é em seguida endurecida por meio de luz ultravioleta. É neste caso também possivel que, sobre um substrato, possam ser aplicadas duas camadas de orientação, uma sobre a outra. Cada uma de ambas as camadas é neste caso submetida a radiação com luz diferentemente polarizada e depois fixada, de modo que resultam camadas de orientação com diferente orientação e que se encontram dispostas uma sobre a outra. Através deste múltiplo revestimento, em combinação com uma correspondente configuração em forma de padrão das camadas individuais de fotopolimeros, dispostas uma sobre a outra, podem ser conseguidas zonas com diferente orientação.

No documento WO 01/160589 é proposto introduzir estrias entrecruzadas numa camada de orientação para ecrãs LCD, por meio de uma ferramenta de corte. Nesta zona é deste modo conseguida uma orientação de uma parte das moléculas numa direcção, e uma orientação de uma outra parte das moléculas na outra direcção. A invenção tem agora origem no objectivo de melhorar o fabrico de elementos ópticos de segurança e/ou folhas decorativas. A invenção é definida nas reivindicações independentes 1 e 25. A folha, folha de impressão, folha de laminagem ou folha autocolante, apresenta uma camada de suporte, uma camada de 2 replicação e uma camada de um material de cristal liquido que é aplicada sobre a camada de replicação, e na qual uma estrutura difractiva, para orientação do material de cristal liquido, é impressa na superfície da camada de replicação virada para a camada de um material de cristal líquido, estrutura difractiva esta que apresenta pelo menos duas zonas parciais com diferentes direcções de orientação da estrutura impressa. 0 objectivo é ainda resolvido por um elemento de sequrança óptico para segurança de notas bancárias, cartões de crédito e similares, que apresenta uma camada de replicação e uma camada de um material de cristal líquido que é aplicada sobre a camada de replicação e no qual uma estrutura difractiva, para orientação do material de cristal líquido, é impressa na superfície da camada de replicação virada para a camada de um material de cristal líquido, estrutura difractiva esta que apresenta pelo menos duas zonas parciais com diferentes direcções de orientação da estrutura impressa.

Através da invenção é possibilitado orientar cristais líquidos em diferentes direcções de orientação, de forma exacta e com precisão elevada numa zona, de forma que podem ser produzidas características ópticas de segurança de diferente tipo que apenas são visíveis sob polarizadores e apresentam desse modo propriedades evidentes, mas facilmente detectáveis. Uma elevada dimensão em segurança contra falsificação pode ser desta forma conseguida. 0 processo de fabrico é ainda simplificado, acelerado e tornado menos dispendioso. No caso da utilização de fotopolímeros é assim, por exemplo, necessário realizar numerosos passos de exposição dispendiosos e/ ou produzir máscaras dispendiosas. 3

Como material de cristal liquido são neste caso utilizáveis cristais líquidos na forma monomerica ou polimérica.

Configurações vantajosas da invenção são definidas nas reivindicações dependentes.

Características ópticas de segurança particularmente seguras contra a possibilidade de falsificação, podem ser conseguidas através do facto de que a estrutura difractiva apresenta uma zona revestida com a camada de um material de cristal líquido, na qual a direcção de orientação da estrutura se altera permanentemente. Quando uma característica de segurança produzida por meio de uma tal estrutura difractiva é observada através de um polarizador com direcção de polarização, por exemplo, rotativa, podem ser produzidas diferentes características de segurança, por exemplo, efeitos de movimento, bem reconhecíveis por causa da direcção de polarização linearmente variante do elemento de segurança. É ainda também apropriado proporcionar zonas adjacentes que são revestidas com a camada de um material de cristal líquido, com diferentes direcções de orientação da estrutura difractiva. É ainda possível que a estrutura difractiva apresente uma primeira zona para orientação de material de cristal líquido que é coberta pela camada de um material de cristal líquido, e que a estrutura difractiva apresente uma segunda zona para geração de um efeito óptico de difracção, por exemplo, para geração de um holograma ou de uma forma cinética. Na mesma camada são deste modo produzidas lado a lado uma caracterí stica de segurança que assenta num efeito de polarização e uma característica de segurança que assenta num efeito de difracção. Um elemento de 4 segurança com uma elevada dimensão em segurança contra falsificação pode ser deste modo conseguido conjugado com baixos custos de produção. Por meio do mesmo passo de processo, pode ser desta forma estabelecido o principio básico para dois efeitos ópticos diferentes. É neste caso particularmente vantajoso que a representação de polarização produzida na primeira zona, e uma representação holográfica produzida na segunda zona, formem uma representação mutuamente complementar. Por exemplo, é representada uma árvore pela representação holográfica, cujas folhas são formadas pela representação de polarização. Os conteúdos da representação de polarização e da representação holográfica complementam-se deste modo em termos de conteúdo, de tal forma que uma alteração de uma das representações se torna imediatamente visível a partir da outra representação. A segurança contra falsificação é deste modo adicionalmente aumentada.

Demonstrou-se ainda como vantajoso utilizar uma estrutura difractiva que resulta da sobreposição de uma primeira estrutura para geração de um efeito óptico e de uma segunda estrutura para orientação do material de cristal líquido. Mostrou-se que uma suficiente orientação das moléculas de cristal líquido é possível através da segunda estrutura sobreposta, quando esta segunda estrutura apresenta uma frequência espacial maior do que a primeira estrutura e/ou uma maior profundidade de perfil do que a primeira estrutura. Efeitos de orientação particularmente bons podem ser neste modo conseguidos, quando a frequência espacial da segunda estrutura é escolhida pelo menos dez vezes maior do que a frequência espacial da primeira estrutura, ou quando a frequência espacial da segunda estrutura é maior do que 2500 linhas por mm. 5

Através da aplicação deste princípio básico, pode ser gerada uma pluralidade de elementos opticamente variáveis de novo tipo que mostram, por um lado, um efeito óptico independente de polarização e produzido através de uma macroestrutura, de uma estrutura fosca, de um holograma ou de uma forma cinética, e mostram, por outro lado, um efeito de polarização gerado através de cristais líquidos orientados.

Através da combinação com uma estrutura fosca isótropica (dispersão não tem qualquer direcção preferencial) resulta a vantagem de que uma diferença de coeficiente de refracção eventualmente presente entre a camada de replicação e o material de cristal líquido, ou densidade óptica ou efeitos de sombra provocados através de impurezas na orientação dos cristais líquidos, são compensados e não são mais visíveis. É deste modo também conseguida uma adicional protecção contra cópia. A dispersão da luz polarizada impede a geração de uma camada de orientação suficientemente livre de erros, através de um processo de exposição apoiado em fotopolímeros. É ainda apropriado que a camada de um material de cristal líquido apenas cubra determinadas zonas em forma de padrão a estrutura difractiva. Resultam desta forma outras possibilidades de configuração.

Demonstrou-se como vantajoso proporcionar uma camada de verniz de protecção que cobre a camada de um material de cristal líquido. 6 É ainda vantajoso variar a profundidade de perfil da estrutura difractiva e utilizar isto para a geração de efeitos de cor que apenas são visíveis sob o polarizador.

De acordo com um exemplo de execução preferido da invenção, a folha apresenta uma outra camada com uma outra camada difractiva opticamente activa, ou uma outra estrutura difractiva activa é impressa sobre a superfície da camada de replicação oposta à camada de material de cristal líquido. Através desta estrutura difractiva opticamente activa podem ser conseguidas outras combinações de características de segurança por difracção óptica e características de segurança apenas reconhecíveis à luz polarizada. No caso de a outra estrutura difractiva opticamente activa se sobrepor a determinadas zonas à estrutura difractiva que actua como camada de orientação, pode ser conseguida uma sobreposição deste tipo de efeitos. Através de uma disposição precisa no que diz respeito aos registos de ambas as estruturas difractivas pode ser ainda conseguida uma complementaridade de conteúdo das informações representadas opticamente por estas estruturas.

Uma outra possibilidade para aumento da segurança contra falsificação consiste em que a folha apresente adicionalmente um sistema de filme fino e/ou outras características de segurança, como por exemplo desmetalização parcial. Existe ainda a possibilidade de proporcionar uma camada reflectora, em particular uma camada metálica ou uma camada com alto índice de refracção, de modo que o elemento de segurança pode ser configurado como elemento de segurança reflectivo ou parcialmente reflectivo. Para além disso, camadas de cristal líquido colestérico (parciais ou a toda a superfície) também podem servir como reflector. 7

Através da combinação da camada de um material de cristal liquido com as acima descritas camadas activas em termos de difracção óptica, camadas de interferência e/ou camadas reflectivas, pode ser produzido um elemento de segurança óptico com um elevado grau de segurança contra falsificação, cujas caracteristicas de segurança são fortemente interdependentes entre si através de sobreposição ou complementaridade mútua, e dificultam deste modo uma manipulação. Uma outra vantagem consiste na possibilidade de sobrepor caracteristicas de segurança reconhecíveis a olho nu com caracteristicas de segurança apenas reconhecíveis sob luz polarizadora, e deste modo sobrepor uma característica de segurança não evidente, legível por máquina.

Existe ainda a possibilidade de configurar um elemento de segurança óptico como elemento de segurança de duas partes, em que um elemento parcial apresenta a camada de replicação e a camada de um material de cristal líquido, e um segundo elemento parcial apresenta um polarizador para verificação da característica de segurança produzida pela camada de um material de cristal líquido. Ao utilizador é desta forma possível, mediante observação do primeiro elemento parcial através do segundo elemento parcial, verificar a característica de segurança não reconhecível a olho nu.

Outras vantagens resultam do facto de que ambos os elementos parciais apresentam uma camada de um material de cristal líquido que é aplicada sobre uma respectiva camada de replicação, na qual é impressa uma estrutura difractiva para orientação do material de cristal líquido e que apresenta pelo menos duas zonas parciais com diferentes direcções de orientação da estrutura impressa. Os elementos de segurança de ambos os elementos parciais complementam-se de forma que é possivel ao utilizador, mediante observação do primeiro elemento parcial através do segundo elemento parcial, verificar a caracteristica de segurança não reconhecivel a olho nu do primeiro elemento parcial. A invenção é em seguida explicada a titulo de exemplo, com base em diversos exemplos de execução e mediante auxilio dos desenhos anexos. A Figura 1 mostra uma representação esquemática de um documento de segurança que se encontra provido com um elemento de segurança óptico de acordo com a invenção. A Figura 2 mostra um corte através de uma folha de impressão de acordo com a invenção. A Figura 3 mostra um corte através de uma folha autocolante. A Figura 4 mostra uma representação esquemática em corte de um elemento de segurança óptico de acordo com a invenção aplicado sobre um documento de valor. A Figura 5a mostra uma vista em planta sobre um elemento de segurança óptico de acordo com a invenção. A Figura 5b mostra uma representação em corte do elemento de segurança de acordo com a Figura 5a. 9

As Figuras 6a até Figura 6e mostram representações esquemáticas de estruturas difractivas para orientação de moléculas de cristal liquido. A Figura 7 mostra uma representação em corte de uma folha de acordo com a invenção, de acordo com um primeiro exemplo de execução. A Figura 8 mostra uma representação em corte de uma folha de acordo com a invenção para um segundo exemplo de execução. A Figura 9 mostra uma representação em corte de um elemento de segurança óptico de acordo com a invenção, para um terceiro exemplo de execução. A Figura 1 mostra um documento 1 de segurança que consiste num elemento 13 de suporte e num elemento de segurança óptico que consiste em dois elementos 11 e 12 parciais.

No caso do documento 1 de segurança trata-se, por exemplo, de uma nota bancária, de um documento de identificação, de um bilhete ou de um certificado de software. 0 elemento 13 de suporte consiste, por exemplo, em papel ou num material sintético flexivel. 0 elemento 12 parcial consiste num polarizador que é admitido numa janela do elemento 13 de suporte, ou que é aplicado sobre uma zona transparente do elemento 13 de suporte. Através de dobra do elemento 13 de suporte é possivel a um utilizador observar o elemento 11 parcial através do elemento 12 10 parcial e, deste modo, tornar visíveis os efeitos de polarização produzidos pelo elemento 11 parcial. É também possível abdicar do elemento 12 parcial e aplicar apenas o elemento 11 parcial sobre o documento de segurança.

Neste caso, o elemento 13 de suporte também pode consistir num material inflexível, de forma que o documento 1 de segurança é, por exemplo, um cartão de crédito. Neste caso, o elemento 13 de suporte consiste num usual cartão de plástico, sobre cujo lado frontal é impresso, por exemplo, o nome do titular do cartão. É neste caso possível que este cartão de plástico apresente uma zona transparente na zona do elemento óptico de segurança, de forma que no caso do elemento óptico de segurança se pode tratar de um elemento óptico de segurança transmissivo.

Com base nas Figuras 2 à Figura 9, são agora mostradas diferentes possibilidades para a produção, bem como para a configuração de um elemento de segurança óptico de acordo com a invenção, que também pode encontrar utilização como elemento 11 parcial de acordo com a Figura 1. A Figura 2 mostra uma folha 2 de impressão com seis camadas 21, 22, 23, 24, 25 e 26. A camada 21 é uma camada de suporte que tem, por exemplo, uma espessura de aproximadamente 12 pm até 50 pm e é formada por uma folha de poliéster. As camadas 22, 23, 24, 25 e 26 formam a posição de transferência da folha 2 de impressão. A camada 22 é uma camada de libertação ou de verniz de protecção que apresenta, de um modo preferido, uma espessura de 11 aproximadamente 0,3 até 1,2 pm. Também se podia abdicar desta camada na invenção. A camada 23 é uma camada de replicação na qual estruturas difractivas podem ser impressas por meio de uma ferramenta de impressão. A camada 23 de replicação consiste neste caso, de um modo preferido, num material sintético, transparente, termoplástico que pode ser aplicado, por exemplo, através de um processo de impressão. O verniz de replicação tem neste caso, por exemplo, a sequinte composição:

Componente, partes em peso

Resina de PMMA macromolecular 2000

Alquidico de silicone, sem óleo 300

Agente de reticulação não iónico 50

Nitrocelulose de baixa viscosidade 750

Cetona de metiletilo 12000

Tolueno 2000 2000 Álcool de diacetona 2500 A camada 21 de suporte consiste, por exemplo, numa folha de PET de 19 pm de espessura, sobre a qual é aplicado o verniz de replicação acima indicado com um cilindro de impressão em côncavo de padrão de linhas, e isto com um peso de aplicação de 2,2 g/m2 após secagem. A secagem decorre num canal de secagem a uma temperatura de 100 a 120 °C. A estrutura 27 difractiva é então impressa a aproximadamente 130 °C na camada 23 por meio de uma matriz que consiste, por exemplo, em niquel. Para impressão da estrutura 27 12 de um modo preferido, difractiva, a matriz é aquecida, electricamente. Antes da elevação da matriz da camada 23, após a impressão, a matriz pode ser novamente arrefecida. Após a impressão da estrutura 27 difractiva, o verniz de replicação endurece através de reticulação ou de outra maneira. A camada 24 é uma camada de um material de cristal liquido (LC = Liquid Crystal) . A camada 24 tem, de um modo preferido, uma espessura de 0,5 pm a 5 pm. Em principio, podem ser utilizados todos os tipos possíveis de materiais de cristais líquidos que apresentem as propriedades ópticas pretendidas. Exemplos para isso são materiais de cristais líquidos da série OPALVA 0 - da firma Vantico AG, Basel, CH.

Os cristais líquidos são em seguida orientados numa camada 23 que serve como camada de orientação, mediante fornecimento de algum calor. Em seguida decorre um endurecimento por ultravioletas do material de cristal líquido, para fixação da orientação das moléculas de cristal líquido.

Também é ainda possível que a camada impressa de um material de cristal líquido contendo solvente seja submetida a um processo de secagem e que as moléculas de cristal líquido se orientem de acordo com a estrutura 27 difractiva durante a evaporação do solvente. Também é possível que material de cristal líquido livre de solvente seja aplicado através de um processo de impressão e seja fixado através de reticulação após a orientação. A camada 25 é uma camada de verniz de protecção que é aplicada sobre a camada 24, por exemplo, através de um processo de impressão. Também se podia abdicar da camada 25. A camada 25 13 tem uma espessura de, por exemplo, 0,5 pm a 3 pm e consiste, de um modo preferido, em acrilatos reticuláveis por ultravioletas e acilatos termoplásticos resistentes ao atrito. A camada 26 é uma camada de cola que consiste, por exemplo, numa cola termicamente activável.

Para aplicação da folha 2 de impressão sobre um documento de segurança, ou sobre um objecto a ser seguro, a folha 2 de impressão é primeiro aplicada com a camada de transferência formada pelas camadas 21 a 26, sobre o documento de segurança, ou o documento a ser seguro, e depois comprimida contra o documento de segurança ou o objecto a ser seguro, mediante acção de calor. A camada de transferência une-se neste caso, através da camada 26 de cola, com a respectiva superfície do documento de segurança, ou do objecto a ser seguro. A camada de transferência liberta-se além disso da camada 21 de suporte em resultado de geração de calor. A libertação da camada de transferência da camada 13 de suporte é neste caso facilitada pela camada 22 de libertação, de um modo preferido cerosa.

No caso da folha 2 de impressão também se pode tratar de uma folha de outro tipo, por exemplo, de uma folha de laminagem. Neste caso, em conformidade com a invenção, a camada 22 deveria ser substituída por uma outra camada que melhore eventualmente a aderência ao suporte. A Figura 3 mostra, alternativamente à invenção, uma folha 3 autocolante que consiste em quatro camadas 31, 32, 33 e 34. A camada 31 é uma camada de suporte que consiste, por exemplo, num material de poliéster transparente, parcialmente 14 transparente ou não transparente, com uma espessura de 12 pm a 15 pm. A camada 32 é uma camada de replicação na qual se encontra impressa uma estrutura 35 difractiva. A camada 33 é uma camada de um material de cristal liquido e a camada 34 é uma camada de verniz de protecção. As camadas 32, 33 e 34 podem ser neste caso configuradas como as camadas 23, 24 e 25 de acordo com a Figura 2. Também se podia abdicar da camada 34. A Figura 4 mostra um elemento 4 de segurança óptico e um substrato 46 sobre o qual é aplicado o elemento 4 de segurança óptico. No caso do substrato 46 trata-se, por exemplo, de um documento de segurança a ser seguro, por exemplo, do elemento 13 de base de acordo com a Figura 1. 0 elemento 4 de segurança óptico apresenta cinco camadas 41, 42, 43, 44 e 45. A camada 41 é uma camada de verniz de protecção. A camada 42 é uma camada de replicação na qual a estrutura 46 difractiva é impressa. A camada 43 é uma camada de um material de cristal líquido, a camada 44 é uma camada de verniz de protecção e a camada 45 é uma camada de cola que cola a camada 44 com o substrato 46. As camadas 41, 42, 43, 44 e 45 são configuradas, por exemplo, como as camadas 21, 22, 23, 24, 25 e 26 de acordo com a Figura 2.

Outras possibilidades são agora ilustradas, com base na Figura 5, sobre como as estruturas 27, 35 e 46 difractivas devem ser conformadas. A Figura 5 mostra um elemento 6 de segurança óptico que pode ser dividido em diversas zonas 61, 62 e 63.

As zonas 61, 62 e 63 são impressas a toda a superfície com uma estrutura difractiva. A estrutura difractiva consiste, por exemplo, numa pluralidade de estrias paralelas, dispostas umas 15 ao lado das outras, que possibilitam uma orientação de moléculas de cristal liquido. Estas estrias têm, por exemplo, uma frequência espacial de 300 a 3000 linhas/mm e uma profundidade de perfil de 200 nm a 600 nm. Também podem ser equacionadas profundidades mais planas, por exemplo, na gama de 50 nm.

Resultados de orientação particularmente bons podem ser neste caso alcançados através de estruturas difractivas cujas frequências espaciais se encontrem no intervalo de 1000 a 3000 linhas/mm. A direcção longitudinal destas estrias representa neste caso a direcção de orientação da estrutura difractiva. É ainda possivel variar a profundidade de perfil das estrias. Aquando da aplicação do material de cristal liquido, por exemplo por meio de um raspador, resultam deste modo diferentes espessuras da camada de um material de cristal liquido em diferentes zonas da folha. Isto conduz à geração de efeitos de cor que apenas são visíveis sob o polarizador.

Estes efeitos podem ainda ser também produzidos através da utilização de estrias mais profundas que, aquando do processo de impressão, são preenchidas com material de cristal líquido a diferente altura em determinadas zonas (por exemplo através de um adequado rolo distribuidor com diferente peso de aplicação e/ou através da utilização de um raspador de câmara).

Jogos de cor e padrões também podem ser gerados através da utilização de adequados materiais de suporte, por exemplo, através de dupla refracção. Através da regulação precisa da direcção de orientação do material de cristal líquido também pode ser neste caso conseguido um interessante jogo de cor que resulta do efeito alternado dos cristais líquidos com o material de suporte estruturado (por exemplo, através de variação dos 16 ângulos na camada de estrutura, ou através de formação de figuras de Guilloche). A direcção de orientação da estrutura difractiva é diferente nas zonas 61, 62 e 63. A zona 61 apresenta assim, por exemplo, uma pluralidade de estrias paralelas, dispostas

horizontalmente, a zona 62 uma pluralidade de estrias paralelas, dispostas verticalmente e a zona 63 uma pluralidade de estrias paralelas, inclinadas de 30° relativamente à vertical. A estrutura difractiva encontra-se deste modo orientada horizontalmente na zona 61, segundo a vertical na zona 62 e inclinada de 30° relativamente à vertical na zona 63. É ainda possivel que a estrutura difractiva seja formada por uma pluralidade de estrias, cuja direcção de orientação se altere ao longo das estrias. A direcção de orientação da estrutura difractiva pode assim variar, permanentemente por exemplo ao longo do eixo horizontal ou vertical na zona 61. Podem ser deste modo conseguidos, por exemplo efeitos de movimento, ou evoluções de tons de cinzento. É ainda também possível que o elemento 6 óptico de segurança apresente uma pluralidade de zonas com diferente direcção de orientação da estrutura impressa, cuja dimensão se encontra, de um modo preferido, abaixo da zona de resolução a olho nu. Estas zonas formam pixéis de diferentes representações de polarização sobrepostas, que são mais ou menos visíveis em função da direcção de polarização da luz incidente. É ainda também possível que estruturas difractivas para orientação de material de cristal liquido apenas se encontrem impressas na zona 62, e que as estruturas difractivas nas zonas 17 61 e 63 sirvam para a geração de um efeito óptico de difracção, em particular para a geração de um holograma, de um cinegrama, ou similar.

Como representado na Figura 6, o elemento 6 de segurança óptico apresenta deste modo uma camada 65 de replicação, uma camada 66 de um material de cristal liguido e uma camada 67 de cola. Na camada 65 de replicação encontra-se impressa uma estrutura 68 difractiva. A camada 65 de replicação, a camada 66 e a camada 67 de cola são configuradas, por exemplo, como as camadas 23, 24 e 26 de acordo com a Figura 2. A camada 66 é, como representado na Figura 6, apenas impressa em determinadas zonas na zona 62, sobre a camada 62 de replicação. Nas zonas 61 e 63, a estrutura 68 difractiva não se encontra revestida com material de cristal liguido, de modo que nestas zonas não é conseguido qualquer efeito de polarização através de moléculas de cristal liquido orientadas. Deste modo, apenas na zona 62 é produzida uma representação de polarização. Nas zonas 61 e 63 resulta, pelo contrário, o efeito óptico de difracção provocado da estrutura 68 difractiva.

Através de uma configuração deste tipo, é produzida uma representação óptica pelo elemento 6 de segurança óptico que é constituída por uma representação de polarização na zona 62 e por duas representações holográficas de flanco, nas zonas 61 e 63.

Estas representações holográficas e a representação de polarização são, de um modo preferido, representações que se 18 complementam em termos de conteúdo, que formam, por exemplo, uma palavra comum, ou uma representação gráfica comum. Consoante a imagem comum escolhida, ou a palavra comum a ser representada, duas ou mais das zonas 61 a 63 podem ser dispostas numa qualquer representação uma ao lado da outra. É, por exemplo, imaginável a representação de uma arvore holográfica cujas folhas são formadas por representações de polarização e, deste modo, apenas são reconhecíveis quando observadas com luz polarizada ou através de um polarizador. É ainda possível utilizar uma estrutura difractiva que resulta de uma sobreposição de uma primeira estrutura para produção de um efeito óptico e de uma segunda estrutura para orientação do material de cristal líquido. Mostrou-se neste caso que é possível uma orientação das moléculas de cristal líquido através da segunda estrutura, quando esta segunda estrutura apresenta uma frequência espacial mais elevada (estrutura grosseira - estrutura fina) e/ou uma maior profundidade de perfil do que a primeira estrutura.

Isto é agora explicado em seguida com base nas Figuras 6a a 6e que mostram representações esquemáticas deste tipo de estruturas 51 a 55 difractivas. A estrutura 51 difractiva é uma sobreposição aditiva de uma estrutura fina, por exemplo, de uma estrutura de difracção de ordem zero, e de uma estrutura grosseira que dispersa luz de forma fina a nível microscópico. A estrutura grosseira que dispersa luz de forma fina a nível microscópico é uma estrutura a partir do grupo de estruturas foscas de dispersão isotrópica ou anisotrópica, de formas cinemáticas ou de hologramas de Fourier. 19 É ainda também possível, utilizar como estrutura grosseira uma macroestrutura que apresenta uma frequência espacial de menos do que 300 linhas por mm, de forma que o efeito de polarização provocado pelos cristais líquidos é sobreposto por parte de um efeito óptico que é função da polarização e produzido pela macroestrutura. Enquanto macroestruturas podem ser utilizados, por exemplo, perfis de dente de serra ou microlentes.

As estruturas 52 a 55 difractivas apresentam cada qual uma estrutura que difracta luz visível incidente, com uma altura de perfil cuja função de relevo é uma sobreposição de uma estrutura G(x,y) de grelha de baixa frequência, com uma estrutura R(x, y) de relevo de alta frequência. A estrutura G(x, y) de grelha de baixa frequência apresenta um perfil conhecido, como por exemplo, um perfil sinusoidal, rectangular, em forma de dente de serra simétrico ou assimétrico, e outros. A estrutura R(x, y) de relevo de alta frequência apresenta uma frequência fR espacial de, de um modo preferido, pelo menos, 2.500 linhas por milímetro. A estrutura G(x, y) de grelha de baixa frequência apresenta por seu lado uma baixa frequência fG espacial de grelha de, por exemplo, menos de 1.000 linhas/milímetro. A frequência fG espacial de grelha tem, de um modo preferido, um valor entre 100 linhas/milímetro e 500 linhas/milímetro. A altura hR de perfil do relevo da estrutura R(x, y) de relevo apresenta um valor no intervalo de 150 nm a 220 nm; de um modo preferido, a altura hR de perfil do relevo é, porém, escolhida a partir do intervalo mais apertado de 170 nm a 200 nm. A altura hG de perfil da grelha da estrutura G(x, y) de grelha deve ser escolhida maior do que altura hR de perfil do 20 relevo. A altura hG de perfil da grelha apresenta, de um modo preferido, um valor a partir do intervalo de 250 nm a 500 nm. A estrutura G(x, y) de grelha de baixa frequência difracta a luz incidente em função da frequência fG espacial de grelha, em diversas classes de difracção e produz assim um efeito óptico de difracção. A estrutura de relevo de alta frequência serve para orientação do material de cristal liquido. A estrutura B (x) difractiva representada na Figura 6b é o resultado de uma sobreposição aditiva da estrutura G(x) de grelha sinusoidal com a estrutura R(x) de relevo sinusoidal, isto é, B (x) = G (x) + R(x) . Um vector de grelha da estrutura G(x) de grelha e um vector de relevo da estrutura R(x) de relevo, encontram-se orientados no essencial paralelamente. A Figura 6c mostra uma estrutura B(x) difractiva, na qual o vector de grelha e o vector de relevo se encontram orientados ortogonalmente entre si, no plano das coordenadas x e y. A estrutura G(x) de grelha sinusoidal é, por exemplo, apenas uma função da coordenada x, enquanto que a estrutura R(y) de relevo é apenas função da coordenada y. A sobreposição aditiva da estrutura G(x) de grelha com a estrutura R(y) de relevo resulta na estrutura difractiva B (x, y) função de ambas as coordenadas x, y, sendo B(x, y) = G(x) + R(y) . Por puros motivos de representação, a superfície fronteira é evidenciada na Figura 6c, com os vales que se encontram uns a seguir aos outros da estrutura R(y) de relevo, com padrões de ponteado de diferentes densidades. A estrutura B(x) difractiva da Figura 6d é uma sobreposição multiplicativa B (x) = G(x) · {R(x) + C}. A estrutura G(x) de 21 grelha é uma função rectangular com os valores de função [0, hG], um período de 4.000 nm e uma altura de perfil hG = 320 nm. A estrutura R(x) de relevo =0,5 · hR · sin(x) é uma função seno com um período de 250 nm e uma altura de perfil hR = 200 nm. C designa uma constante, sendo que C = hG - hR. A estrutura 64 difractiva é modulada com a estrutura R(x) de relevo sobre as superfícies elevadas da estrutura rectangular, enquanto que a estrutura 64 difractiva é lisa na base dos entalhes da estrutura rectangular.

Na Figura 6e, a sobreposição multiplicativa da estrutura G(x) de grelha de forma rectangular, com a estrutura R(y) de relevo, produz a estrutura difractiva B(x, y). A estrutura G(x) de grelha e a estrutura R(y) de relevo apresentam os mesmos parâmetros que no caso da estrutura 63 difractiva, com a excepção do vector de relevo que aponta na direcção da coordenada y. É também ainda possível que as folhas 2 e 3, e os elementos 4 e 6 ópticos de segurança, apresentem outras camadas, nas quais se encontram impressas outras estruturas difractivas, opticamente activas. As demais camadas podem ser de metal, formar um sistema de camada de filme fino para produção de desvios de cor por meio de interferência e/ou apresentar propriedades reflectoras. Outros efeitos vantajosos podem ser conseguidas através de uma configuração parcial destas camadas.

Algumas possibilidades de proporcionar este tipo de outras camadas nas folhas 2 e 3, são agora explicadas com base nas Figuras 7 a 9. 22 A Figura 7 mostra uma folha 7 de impressão que consiste numa camada 71 de suporte e numa camada de transferência que consiste nas camadas 72, 73, 74 e 75. A camada 72 é uma camada de verniz de protecção. A camada 73 é uma camada de replicação, na qual são impressas as estruturas 761, 762 e 763 difractivas. A camada 74 é uma camada reflectiva e a camada 75 é uma camada de cola. A folha 7 de impressão apresenta zonas 771 até 774, nas quais a folha de impressão é diferentemente configurada.

As camadas 71, 72, 73 e 75 são configuradas como as camadas 21, 22, 23 e 26. No caso da camada 74, trata-se de uma camada de metal fina, metalizada em vácuo, ou de uma camada com alto indice de refracção (HRI = High Refraction Index). Como material para a camada de metal, são no essencial equacionados cromo, alumínio, cobre, ferro, níquel, prata ou ouro, ou uma liga com estes materiais.

Neste caso é também possível que a camada 74 de reflexão apenas seja conformada parcialmente e em forma de padrão, e seja, deste modo, disponibilizado um elemento de segurança óptico com propriedades em determinadas zonas, transmissivas ou reflectivas.

As estruturas 761 e 762 difractivas são impressas nas zonas 771 ou 774 da folha 7 de impressão. A estrutura 763 difractiva é impressa na camada 73 de replicação, nas zonas 772, 773 e 774 da folha 7 de impressão. As estruturas 7 61 e 7 62 difractivas, por um lado, e 7 63, por outro lado, são impressas sobre lados opostos na camada 73 de replicação, sendo que as estruturas 762 e 763 difractivas se sobrepõem na zona 774. A camada 74 é apenas 23 aplicada determinadas zonas sobre a camada 73 de replicação, de forma que a estrutura 7 63 difractiva apenas é revestida com uma camada de material de cristal liquido nas zonas 774 e 772.

Resultam desta forma os seguintes efeitos ópticos diferentes nas zonas 771 a 774:

Na zona 761 está presente o efeito de difracção produzido pela estrutura 761 difractiva, de forma que resulta aqui, por exemplo, uma representação holográfica reflectiva. Nas zonas 762 e 773, são produzidas pela estrutura 763 difractiva uma representação de polarização e uma representação holográfica, situadas uma ao lado da outra e ambas reflectivas, como é por exemplo ilustrado no exemplo de execução de acordo com a Figura 6. Na zona 774, o efeito óptico de difracção produzido pela estrutura 762 difractiva é sobreposto pelo efeito de polarização produzido pela camada 74, de forma que se altera, por exemplo, uma representação holográfica com alteração da direcção de polarização da luz incidente. A Figura 8 mostra uma folha 8 autocolante que consiste em seis camadas 81, 82, 83, 84, 85 e 86. A camada 81 é uma camada de suporte. As camadas 82 e 85 são camadas de replicação, nas quais se encontram impressas as estruturas 87 e 88 difractivas. A camada 83 é uma camada de um material de cristal liquido. As camadas 84 e 86 são camadas de cola.

As camadas 81, 82 e 85, 83, bem como 84 e 86 são configuradas, por exemplo, como as camadas 31, 32, 33 e 34 de acordo com a Figura 3. A folha 8 autocolante é produzida como a folha 3 autocolante de acordo com a Figura 3. Sobre o corpo de folha produzido desta forma, é então laminada a camada 85 de replicação, com a estrutura difractiva 88 e a camada 86 de cola, por exemplo, por meio de uma folha de laminagem.

Para além do posicionamento das estruturas 87 e 88 difractivas, representado na Figura 8, também é possivel posicionar as estruturas 87 e 88 difractivas como as estruturas 7 63 ou 7 61 e 7 62 difractivas de acordo com a Figura 7, e combinar com uma camada 83 parcialmente conformada. Através da construção em camadas representada na Figura 8, podem ser deste modo conseguidos os mesmos efeitos que no caso da construção em camadas de acordo com a Figura 7. É ainda possivel que a camada 83 seja disposta por debaixo da camada 85, de forma que a estrutura 87 difractiva apenas actua opticamente em termos de difracção. A Figura 9 mostra um elemento 9 de segurança óptico que consiste em cinco camadas 91, 92, 93, 94 e 95. A camada 91 é uma camada de replicação na qual é impressa uma estrutura 96 difractiva. A camada 92 é uma camada de um material de cristal liquido. A camada 94 é uma camada de reflexão. As camadas 93 e 92 formam um sistema de camadas de filme fino que produz, por meio de interferência, desvios de cor função do ângulo de observação. A camada 95 é uma camada de cola.

As camadas 91, 92 e 95 são configuradas como as camadas 23, 24 e 26 de acordo com a Figura 2. A camada 94 é configurada como a camada 75 de acordo com a Figura 7. 25 0 sistema de camadas de filme fino consiste numa camada de absorção (de um modo preferido com 30 a 65% de transmissão) , numa camada de distância transparente enquanto camada que produz variações de cor (camada ?/4 ou ?/2) e numa camada de separação óptica (formação de um elemento transmissivo) ou numa camada reflectora (formação de um elemento reflectivo). A espessura da camada de distância é neste caso escolhida de tal forma que, no caso da formação de um elemento reflectivo a condição ?/4 se encontra preenchida, e no caso da formação de um elemento transmissivo a condição ?/2 é preenchida, sendo que ? se encontra de um modo preferido na zona da luz visivel para um observador humano. A camada de absorção pode consistir, por exemplo, num dos seguintes materiais, ou numa liga dos seguintes materiais: crómio, niquel, paládio, titânio, cobalto, ferro, volfrâmio, óxido de ferro ou carbono.

Como camada óptica de separação são em particular equacionados materiais como óxidos, sulfidos ou calcogénios.

Decisivo para a escolha dos materiais é que exista uma diferença no indice de difracção relativamente aos materiais utilizados na camada de distância. Esta diferença devia, de um modo preferido, não ser inferior a 0,2. Consoante os materiais utilizados para a camada de distância, é assim utilizado um material HRI, ou um material LRI (HRI = High Refraction Index; LPI = Low Refraction Index). É ainda também possível formar uma sequência de camadas de filme fino, que produz desvio de cor função do ângulo de observação por meio de interferência, a partir de uma sequência de camadas de difracção alta e baixa. No caso de uma construção 26 em camadas deste tipo, pode abdicar-se da utilização de uma camada de adsorção. As camadas de difracção alta e baixa de uma tal sequência de camadas de filme fino, formam em cada caso uma camada de distância opticamente activa que deve manter as condições acima descritas. Quanto maior for escolhido o número das camadas, tanto mais o comprimento de onda do efeito de alteração de cor pode ser regulado de forma mais precisa. É neste caso particularmente favorável formar uma sequência de camadas de filme fino deste tipo a partir de 2 até 10 camadas (variante de número pares) , ou de 3 até 9 camadas (variante de números ímpares).

Exemplos de camadas usuais de uma tal sequência de camadas de filme fino e exemplos de materiais que podem ser em princípio utilizados para as camadas de uma tal sequência de camadas de filme fino, são revelados, por exemplo, no documento WO 01/03945, página 5, linha 30 até página 8, linha 5.

Na zona da estrutura 96 difractiva, o efeito óptico de interferência produzido pelo sistema 93 de camadas de filme fino é assim sobreposto pelo efeito de polarização produzido pela camada 92. Um efeito de variação de cor, função do ângulo de observação, produzido pelo sistema 93 de camadas de filme fino, ocorre assim, por exemplo, função da direcção de polarização da luz incidente, apenas numa zona parcial do elemento 9 de segurança óptico. É também ainda possível configurar a estrutura 96 difractiva e a camada 92 como a estrutura 68 difractiva e a camada 66 de acordo com a Figura 6, e conseguir assim uma combinação de efeitos difractivos, de efeitos ópticos de difracção e de efeitos de polarização.

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Claims (27)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Folha (2, 3), em particular folha de impressão, folha de laminagem ou folha autocolante, com uma camada (21, 31) de suporte, uma camada (23, 32) de replicação e uma camada (22) de libertação que está disposta entre a camada de suporte e a camada de replicação, sendo que a folha apresenta ainda uma camada (24, 33) de um material de cristal líquido, que é aplicada sobre a camada (23, 32) de replicação, e sendo que, na superfície da camada (23, 32) de replicação virada para a camada (24, 33) de um material de cristal líquido, é impressa uma estrutura (27, 35) difractiva para orientação do material de cristal líquido, que apresenta pelo menos duas zonas parciais com diferentes direcções de orientação da estrutura impressa, e moléculas de cristal líquido da camada de um material de cristal líquido, se encontram orientadas de acordo com a estrutura difractiva.
2. 2. Folha de acordo com a reivindicação 1, sendo que a estrutura difractiva apresenta uma zona na qual a direcção de orientação da estrutura se altera permanentemente, e que se encontra revestida com a camada de um material de cristal líquido.
3. 3. Folha de acordo com a reivindicação 1, sendo que a estrutura difractiva apresenta zonas adjacentes com diferente direcção de orientação e que são revestidas com a camada de um material de cristal líquido. 1
4. 4. Folha de acordo com a reivindicação 1, sendo que a estrutura (68) difractiva apresenta uma primeira zona (62) para orientação de material de cristal liquido, que é coberta pela camada (66) de um material de cristal liquido, e sendo que a estrutura (68) difractiva apresenta uma segunda zona (61, 63) para geração de um efeito óptico de difracção, em particular para geração de um holograma.
5. 5. Folha de acordo com a reivindicação 4, sendo que uma representação de polarização, gerada na primeira zona (62), e uma representação holográfica, gerada na segunda zona (61, 63), formam uma representação mutuamente complementar.
6. 6. Folha de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, sendo que a estrutura difractiva apresenta uma zona na qual a estrutura (51 a 55) difractiva é formada por uma sobreposição de uma estrutura grosseira, para geração de um efeito óptico, com uma estrutura fina de maior frequência espacial, para orientação do material de cristal liquido.
7. 7. Folha de acordo com a reivindicação 6, sendo que a estrutura fina possui um periodo menor do que 400 nm.
8. 8. Folha de acordo com a reivindicação 6, sendo que a frequência espacial da estrutura fina é, pelo menos, dez vezes maior do que a frequência espacial da estrutura grosseira.
9. 9. Folha de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, sendo que a estrutura grosseira é uma estrutura de 2 dispersão de luz, em particular uma estrutura fosca isotrópica com um periodo de 500 nm a 1 pm.
10. 10. Folha de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, sendo que a estrutura grosseira é uma macroestrutura com uma frequência espacial de menos de 300 linhas por mm.
11. 11. Folha de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, sendo que a estrutura difractiva apresenta uma zona na qual a estrutura difractiva é formada por uma sobreposição de uma primeira estrutura para geração de um efeito óptico, com uma segunda estrutura de maior profundidade de perfil, para orientação do material de cristal liquido.
12. 12. Folha de acordo com a reivindicação 11, sendo que a profundidade de perfil da segunda estrutura é, pelo menos, 100 nm maior do que a da primeira estrutura, sendo que a profundidade de perfil da primeira estrutura apresenta em particular um valor no intervalo de 250 nm a 400 nm.
13. 13. Folha de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, sendo que a camada de um material de cristal liquido cobre, em determinadas zonas e em forma de padrão, a estrutura difractiva.
14. 14. Folha de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, sendo que uma das camadas, em particular a camada de cristal liquido, tem diferentes espessuras em determinadas zonas. 3
15. 15. Folha de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, sendo que jogos de cor são conseguidos através de precisas variações de orientação da camada estruturada.
16. 16. Folha (2, 3) de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, sendo que a folha apresenta uma camada (25, 34) de verniz de protecção que cobre a camada (24, 33) de um material de cristal liquido.
17. 17. Folha (8) de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, sendo que a folha (8) apresenta uma outra camada (85), com uma outra estrutura (88) difractiva, opticamente activa.
18. 18. Folha (7) de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, sendo que uma outra estrutura (762, 761) difractiva, opticamente activa é impressa sobre a superfície da camada (73) de replicação oposta à da camada (74) de um material de cristal liquido.
19. 19. Folha de acordo com a reivindicação 17 ou com a reivindicação 18, sendo que a outra estrutura difractiva, opticamente activa, se sobrepõe, pelo menos em determinadas zonas, à estrutura difractiva.
20. 20. Folha de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, sendo que a outra estrutura difractiva, opticamente activa, apenas cobre parcialmente a outra camada, ou a camada de replicação. 4
21. 21. Folha de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, sendo que a folha apresenta um sistema (93) de filme fino, para geração de desfasamentos de cor por meio de interferência.
22. 22. Folha de acordo com a reivindicação 21, sendo que o sistema (93) de filme fino se sobrepõe, pelo menos em determinadas zonas, à estrutura (96) difractiva.
23. 23. Folha de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, sendo que a folha de transferência apresenta uma camada reflectora, em particular uma camada metálica, ou uma camada de com alto indice de refracção.
24. 24. Folha de acordo com a reivindicação 23, sendo que a camada reflectora é parcialmente formada.
25. 25. Elemento (11, 12; 4) de segurança óptico para segurança de notas bancárias, cartões de crédito e similares, sendo que o elemento (11, 12; 4) óptico de segurança apresenta uma camada de replicação e uma camada (42) de libertação, sendo que o elemento (11, 12; 4) de segurança óptico apresenta ainda uma camada (43) de um material de cristal liquido que é aplicada sobre a camada (42) de replicação, e sendo que na superfície da camada (42) de replicação virada para a camada de um material de cristal líquido, se encontra impressa uma estrutura (46) difractiva para orientação do material de cristal líquido, que apresenta pelo menos duas zonas parciais com diferentes direcções de orientação da estrutura impressa, e moléculas de cristal líquido, da camada de um material de cristal líquido se encontram orientadas de acordo com a estrutura difractiva. 5
26. 26. Elemento de segurança óptico de acordo com a reivindicação 25, sendo que o elemento de segurança óptico é um elemento de segurança de duas partes, sendo que um primeiro elemento (11) parcial apresenta a camada de replicação e a camada de um material de cristal liquido, e o segundo elemento (12) parcial apresenta um polarizador para verificação da caracteristica de segurança produzida pela camada de um material de cristal liquido.
27. 27. Elemento de segurança óptico de acordo com a reivindicação 25, sendo que o elemento óptico de segurança é um elemento de segurança de duas ou diversas partes, de dois ou diversos elementos parciais, sendo que tanto um primeiro elemento parcial, como também um segundo elemento parcial, apresenta uma camada de um material de cristal liquido que é aplicada sobre uma camada de replicação na qual é impressa uma estrutura difractiva para orientação do material LCP e que apresenta pelo menos duas zonas parciais com diferentes direcções de orientação da estrutura impressa, e sendo que o segundo elemento parcial serve para verificação da caracteristica de segurança produzida pelo primeiro elemento parcial. Lisboa, 30 de Novembro de 2006 6