Элемент защиты и способ его изготовления

Элемент защиты и способ его изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данное изобретение относится к элементу защиты, предназначенному для защиты от подделки ценных предметов, который содержит первый оптически активный слой, имеющийся, по меньшей мере, на некоторых участках и содержащий холестерический жидкокристаллический материал. Кроме того, данное изобретение относится к способу изготовления такого элемента защиты, к системе защиты, которая содержит помимо такого элемента защиты отдельный элемент отображения, к ценной бумаге или к ценному предмету, снабженному таким элементом защиты или такой системой защиты.

Для защиты от подделки ценные предметы, такие как товары известных марок и ценные документы, часто снабжают элементами защиты, которые позволяют установить подлинность ценного предмета и одновременно служат защитой от несанкционированного воспроизведения.

В качестве элементов защиты часто используют элементы с переменными оптическими свойствами, при наблюдении которых под различными углами у наблюдателя возникает различный визуальный образ, например изображение разных цветов. Из патентного документа ЕР 0435029 А2 известен такой элемент защиты, снабженный пластикообразным слоем, содержащим жидкокристаллический полимер, причем этот слой реализует выраженный эффект изменения цвета при комнатной температуре. Можно скомбинировать переменные оптические эффекты различных жидкокристаллических полимеров посредством окрашивания некоторых слоев традиционными красками, что позволяет создавать узоры, которые заметны только когда элементы защиты наклонены. Сами краски могут быть введены в любой из слоев или нанесены в виде печатного изображения.

В описанных элементах защиты благодаря их физическим свойствам эффект изменения цвета жидкокристаллических слоев всегда приводит к изменению длины волны отраженного света, которая сдвигается из более длинноволнового в сторону более коротковолнового участка спектра при наблюдении элемента защиты под острым углом. Таким образом, разнообразие вариантов изменения цвета ограничено.

Из патентного документа ЕР 1156934 В1 известен элемент защиты, в котором в качестве материала с переменными оптическими свойствами использован жидкокристаллический слой. В качестве примера реализации описана система совмещенных печатных слоев, содержащих правоориентированный и левоориентированный жидкокристаллический материал, причем эти слои при нормальном освещении выглядят одинаково, так что информационный элемент, образованный формой или очертанием участков, не виден. Этот информационный элемент может быть заметен только при наблюдении слоев через соответствующий поляризационный фильтр, который будет тогда выделяться благодаря различной яркости печатных слоев. Однако для получения данного эффекта необходимо обеспечение точного совмещения при нанесении жидкокристаллических слоев.

Принимая во внимание все вышесказанное, цель данного изобретения - создать элемент защиты описанного выше типа, который обладает высокой степенью защиты от подделки и которому не свойственны недостатки, присущие его аналогам, известным из уровня техники.

Эту цель достигают посредством элемента защиты, имеющего признаки, раскрытые в независимом пункте формулы изобретения. Способ его изготовления, система защиты и ценный документ, снабженный таким элементом защиты, раскрыты в пунктах формулы изобретения, объединенных единым изобретательским замыслом. Варианты развития данного изобретения являются предметами зависимых пунктов.

Согласно данному изобретению типовой вариант элемента защиты содержит второй оптически активный слой, имеющийся, по меньшей мере, на некоторых участках, причем первый и второй слои находятся на участке перекрытия один над другим. Здесь первый оптически активный слой избирательно отражает свет первого волнового диапазона, имеющий первое направление круговой поляризации, а второй оптически активный слой либо сам по себе, либо на участке перекрытия в совокупности с первым оптически активным слоем избирательно отражает свет второго волнового диапазона, имеющий второе направление круговой поляризации.

Таким образом могут быть реализованы новые эффекты, в которых использованы светополяризующие свойства жидкокристаллических слоев или свойства сдвига фаз, благодаря которым можно достичь той же степени защиты от подделки, которую имеют известные элементы защиты, или даже повысить ее. Как подробно объяснено далее, дополнительное смешивание цветов в спектрах отраженного излучения двух оптически активных слоев позволяет создавать более разнообразные и необычные эффекты изменения цвета. За счет использования двух противоположных направлений круговой поляризации может быть также повышена суммарная интенсивность отраженного света. Кроме того, в одном или нескольких жидкокристаллических слоях могут быть закодированы информационные элементы, которые могут быть считаны только посредством круговых поляризаторов.

В предпочтительном варианте данного изобретения второе направление круговой поляризации света, отражаемого самостоятельно вторым оптически активным слоем или в совокупности с первым оптически активным слоем, противоположно первому направлению круговой поляризации. В другом предпочтительном варианте данного изобретения волновой диапазон, в котором отражает второй оптически активный слой, соответствует первому волновому диапазону.

Согласно предпочтительному варианту реализации второй оптически активный слой образует слой сдвига фаз. Второй оптически активный слой преимущественно образует слой λ/2 для света первого волнового диапазона. Здесь слой λ/2 предпочтительно образован из нематического жидкокристаллического материала, что упрощает изготовление оптически активных слоев благодаря анизотропии оптических свойств жидких кристаллов, состоящих из однородно ориентированных палочкообразных молекул.

Чтобы ослабить действие слоя λ/2 в некоторых областях и/или чтобы создать новые эффекты, слой λ/2 может быть также образован из нескольких подслоев, расположенных друг над другом и на некоторых участках, развернутых по ориентации друг относительно друга в плоскости слоя. Здесь такие подслои предпочтительно формируют из двух слоев λ/4. За счет различных поворотов двух подслоев λ/4 на отдельных участках в плоскости слоя можно систематизировано контролировать их воздействие на свет с круговой поляризацией, что позволяет создавать, например, кодированные полутоновые изображения.

Варианты реализации, в которых имеется слой λ/2, могут быть преимущественно снабжены третьим оптически активным слоем, содержащим холестерический жидкокристаллический материал, который, как и первый оптически активный слой, избирательно отражает свет первого волнового диапазона, имеющий первое направление круговой поляризации. Здесь слой λ/2 имеется, по меньшей мере, на некоторых участках между первым и третьим оптически активными слоями.

Согласно другому предпочтительному варианту данного изобретения второе направление круговой поляризации света, отражаемого вторым оптически активным слоем самостоятельно или в совместном действии с первым оптически активным слоем, соответствует первому направлению круговой поляризации. В другом также предпочтительном варианте данного изобретения волновой диапазон, в котором отражает второй оптически активный слой, отличается от первого волнового диапазона.

В частности, в разновидности двух последних упомянутых вариантов данного изобретения второй оптически активный слой аналогично первому оптически активному слою предпочтительно образован из холестерического жидкокристаллического материала. Здесь для первого и второго холестерических жидкокристаллических слоев могут быть использованы различные жидкие кристаллы. Однако два слоя могут также различаться только спиралевидными жидкокристаллическими структурами, которые могут быть образованы, например, посредством использования зеркально-отображающих пьезоэлектрических кристаллов с крутильным колебанием.

Во всех описанных реализациях может быть предусмотрено, чтобы первый оптически активный слой отражал свет только невидимой части спектра в первом направлении наблюдения. В отличие от этого во втором направлении наблюдения первый оптически активный слой предпочтительно отражает видимый свет первого цвета. В предпочтительном варианте реализации и второй оптически активный слой отражает в некотором или в том же втором направлении наблюдения свет только невидимой части спектра. Он также преимущественно отражает видимый свет третьего цвета в некотором или в том же самом первом направлении наблюдения.

Тогда, в целом, в предпочтительной реализации может быть предусмотрено, чтобы в соответствующем направлении наблюдения один из двух оптически активных слоев в качестве света невидимой части спектра отражал инфракрасное излучение, а другой из этих двух оптически активных слоев в качестве света невидимой части спектра отражал ультрафиолетовое излучение.

Если первый оптически активный слой отражает свет невидимой части спектра только в первом направлении наблюдения и, при необходимости, видимый свет первого цвета во втором направлении наблюдения, то второй оптически активный слой может также быть образован таким образом, чтобы он отражал в первом направлении наблюдения видимый свет третьего цвета, а во втором направлении наблюдения - видимый свет четвертого, отличного от третьего, цвета.

В других вариантах реализации первый оптически активный слой отражает в первом направлении наблюдения видимый свет первого цвета, а во втором направлении наблюдения - видимый свет второго цвета, отличного от первого. Второй оптически активный слой может тогда отражать свет невидимой части спектра только во втором направлении наблюдения и, при необходимости, видимый свет третьего цвета в первом направлении наблюдения. Или же второй оптически активный слой отражает в первом направлении наблюдения видимый свет третьего цвета, отличающегося от первого цвета, и во втором направлении наблюдения - свет четвертого цвета, отличающегося от третьего цвета.

Во всех вариантах реализации первый, и/или второй, и/или, при необходимости, третий оптически активный слой могут быть выполнены в виде символов и/или узоров. Кроме того, могут быть нанесены дополнительные слои, состоящие из нематического и/или холестерического жидкокристаллического материала. По меньшей мере один из светополяризующих слоев, содержащих холестерический жидкокристаллический материал, и/или, при необходимости, по меньшей мере один слой, содержащий нематический жидкокристаллический материал, целесообразно наносить в виде пигментов, внедренных в связующую матрицу. Такие пигменты проще наносить способом печати, чем жидкие кристаллы в виде раствора, и при этом такие высокие требования к гладкости основы не предъявляются. Кроме того, для печатных красок на основе пигментов нет необходимости в отдельных действиях по обеспечению однородной ориентации.

В предпочтительном варианте реализации оптически активные слои расположены, по меньшей мере, на некоторых участках предпочтительно без промежутков на темном, предпочтительно черном, фоне. Здесь сам темный фон может быть выполнен в виде символов и/или узоров. В частности, он может быть выполнен способом печати или окрашивания основы или посредством воздействия лазерного луча на основу.

В соответствующих вариантах реализации оптически активные слои и, при необходимости, темный фон наносят на основу. Здесь основа преимущественно образована из бумаги или пластика.

В предпочтительных вариантах реализации элемент защиты образует защитную нить, этикетку или переводной элемент.

Данное изобретение также содержит способ изготовления элемента защиты указанного вида, в котором первый и второй оптически активные слои наносят на подложку таким образом, что на участке перекрытия они находятся друг над другом, причем для образования первого оптически активного слоя наносят холестерический жидкокристаллический материал. Здесь каждый из двух оптически активных слоев могут наносить, в частности печатать, на отдельную подложку и затем наслаивать один на другой. Это позволяет сразу же после нанесения на подложку проверять пригодность оптически активных слоев для последующей обработки и, при необходимости, удалять их. Как альтернатива, два оптически активных слоя могут наносить последовательно на одну и ту же подложку.

Жидкокристаллический материал могут наносить в виде раствора или расплава. Кроме того, могут использовать холестерический жидкокристаллический материал, в частности, в пастообразной форме, в виде УФ-затвердевающей холестерической смеси, т.е. такую систему, которая не содержит типичных растворителей и основанных на расплаве или пигментах составов, а скорее содержащую дополнительные виды УФ-затвердевающего лака. В зависимости от используемого способа для удаления растворителя жидкокристаллический материал последовательно подвергают физической сушке, ориентируют и отверждают. Ориентация может быть обеспечена непосредственно подложкой или посредством т.н. ориентирующих слоев, а также посредством приложения усилия сдвига, электростатическими методами и т.п. Что касается отверждения жидкокристаллического материала, то его могут отверждать с образованием сетчатой структуры, например посредством ультрафиолетового излучения или электронного луча (ЕВС - электроннолучевой сушки). Однако жидкокристаллический материал может также затвердевать за счет внесения определенных добавок.

Предпочтительно одну или, при необходимости, обе подложки удаляют после нанесения всех оптически активных слоев. Это происходит, в частности, за счет использования разделительных слоев или ламинирующего клея, адгезия которого с подложкой меньше, чем его адгезия с прилегающим оптически активным слоем.

Как альтернатива, чтобы упростить разделение на оптически активный слой, находящийся на подложке, могут наносить сплошной вспомогательный слой, адгезия которого с подложкой меньше, чем его адгезия с жидкокристаллическим слоем. В этом случае ламинирующий клей может быть нанесен по всей поверхности и одновременно будет предотвращено неконтролируемое приклеивание. Здесь вспомогательным слоем преимущественно является слой УФ-лака.

Предпочтительно, чтобы слои холестерического жидкокристаллического материала формировали посредством соединения нематической жидкокристаллической системы с пьезоэлектрическим кристаллом с крутильным колебанием. Здесь два холестерических жидкокристаллических слоя могут быть сформированы при объединении системы нематических жидких кристаллов со скоординированными первым и вторым пьезоэлектрическими кристаллами с крутильным колебанием, благодаря чему жидкие кристаллы первого и второго слоя будут располагаться с образованием зеркально-отображенных спиралевидных структур.

Данное изобретение содержит далее систему защиты для ценных бумаг, ценных предметов и изделий подобного типа, содержащую элемент защиты описанного вида или элемент защиты, изготавливаемый в соответствии с описанным способом, и отдельный элемент отображения, который в совместном действии с элементом защиты создает эффект изменения цвета, и/или эффект поляризации, и/или эффект яркости или повышения интенсивности, заметный для наблюдателя.

В предпочтительном варианте реализации элемент защиты образован без темного фонового слоя, в то время как отдельный элемент отображения содержит темный, предпочтительно черный, фон.

В другом также предпочтительном варианте реализации элемент защиты может также содержать темный фоновый слой. В этом варианте реализации отдельный элемент отображения содержит линейный или круговой поляризатор, посредством которого могут быть сделаны видимыми цветовые эффекты и/или поляризационные эффекты, реализуемые элементом защиты.

Еще в одном предпочтительном варианте реализации элемент защиты имеет слой, содержащий холестерический жидкокристаллический материал, и слой, содержащий нематический жидкокристаллический материал, причем эти слои на участке перекрытия расположены друг над другом. В этом варианте реализации отдельный элемент отображения содержит слой, состоящий из холестерического жидкокристаллического материала, который в совокупности с элементом защиты повышает на некоторых участках интенсивность, что заметно для наблюдателя.

Данное изобретение далее содержит систему защиты для ценных бумаг, ценных предметов и изделий подобного типа, содержащую элемент защиты, в котором имеется по меньшей мере один слой, содержащий жидкокристаллический материал, причем этот слой размещен, по меньшей мере, на некоторых участках на прозрачной подложке, и отдельный элемент отображения, который в совокупности с элементом защиты делает эффект изменения цвета заметным для наблюдателя и который содержит темный, предпочтительно черный, фон.

Данное изобретение далее содержит ценный предмет, например товар известной марки, ценный документ или изделие подобного типа, снабженный элементом защиты описанного выше вида. Ценный предмет может быть, в частности, ценной бумагой, ценным документов или упаковкой изделия. Здесь элемент защиты преимущественно располагается в окне на ценном предмете.

В частности, предпочтительно, чтобы ценный документ был гибким так, чтобы можно было наложить друг на друга элемент защиты и элемент отображения, согнув или сложив ценный документ для реализации самопроверки.

Ценными объектами-документами в контексте данного изобретения, таким образом, являются, в частности, банкноты, акции, удостоверения личности, кредитные карты, облигации, сертификаты, ваучеры, чеки, ценные входные билеты и другие документы, для которых существует риск несанкционированного воспроизведения, например паспорта и прочие идентификационные документы, а также элементы защиты продукции, такие как этикетки, печати, упаковки и подобные им. Далее термин «ценный предмет» охватывает все подобные предметы, документы и средства защиты продукции. Под термином «ценная бумага» понимают еще не находящуюся в обращении заготовку ценного документа, причем эта заготовка может иметь, кроме элемента защиты, дополнительные средства аутентификации, например люминесцентные вещества, содержащиеся в объеме. Ценная бумага обычно представлена в квазибесконечной форме и позднее ее подвергают дальнейшей обработке.

Согласно способу определения подлинности элемента защиты, системы защиты или ценного предмета описанного выше вида проверяют наличие заранее определенного эффекта изменения цвета, и/или наличие заранее определенного эффекта поляризации, и/или наличие заранее определенного эффекта яркости. Затем подлинность проверяемого элемента оценивают в зависимости от результатов проверки. Предпочтительно, чтобы при данном способе проверки посредством кругового поляризатора дополнительно считывали информацию, закодированную на элементе защиты, и подлинность проверяемого элемента оценивали в зависимости от считанных результатов.

Дальнейшие примеры реализации и преимущества данного изобретения описаны ниже со ссылками на чертежи, на которых для облегчения их понимания масштабы и пропорции не соблюдены.

На чертежах представлены:

На фиг.1 - схематическое изображение банкноты с внедренной в нее защитной нитью и прикрепленным к ней переводным элементом, каждый из которых соответствует примеру реализации данного изобретения;

На фиг.2 - общая структура слоев элемента защиты в сечении согласно данному изобретению:

На фиг.3 - элемент защиты в сечении согласно примеру реализации данного изобретения;

На фиг.4(а) - элемент защиты в разрезе согласно другому примеру реализации данного изобретения; (b) - вид этого элемента защиты при наблюдении под прямым углом и (с) - вид при наблюдении под острым углом;

На фиг.5 - схема элемента защиты аналогично фиг.4 согласно другому примеру реализации данного изобретения;

На фиг.6 - элемент защиты согласно еще одному примеру реализации данного изобретения, снабженный круговым поляризатором для считывания закодированной информации;

На фиг.7 - схема элемента защиты аналогично фиг.6 согласно другому примеру реализации данного изобретения;

На фиг.8 - принципиальная схема элементов защиты с трехслойной жидкокристаллической структурой, в которой слой λ/2 расположен между двумя холестерическими жидкокристаллическими слоями;

На фиг.9 - элемент защиты согласно принципиальной схеме, изображенной на фиг.8, при освещении светом с правой круговой поляризацией;

На фиг.10 - еще один элемент защиты согласно принципиальной схеме, изображенной на фиг.8, в котором слой λ/2 разделен на два подслоя λ/4;

На фиг.11 - элемент защиты согласно другому примеру реализации данного изобретения, в котором использованы как цветовые эффекты, так и поляризационные эффекты жидкокристаллических слоев, причем на (а) изображена структура слоев элемента защиты, а на (b) и (с) - эти слои при наблюдении через разные круговые поляризаторы, и

На фиг.12(а) - схематическое изображение банкноты, снабженной системой защиты согласно изобретению, содержащей элемент защиты и элемент отображения, а (b) - вид сверху сложенной банкноты, изображенной на (а), на которой посредством наложения двух указанных элементов друг на друга сделан видимым информационный элемент.

Теперь изобретение будет более подробно описано на примере банкноты. На фиг.1 изображена схема банкноты 10, содержащая два элемента 12 и 16 защиты; каждый из которых образован согласно примеру реализации этого изобретения. Первый элемент защиты представляет собой защитную нить 12, выходящую в определенных окнах 14 на поверхность банкноты 10, в то время как она находится внутри банкноты 10 на участках, лежащих между этими окнами. Второй элемент защиты образован прикрепленным переводным элементом 16 любой формы.

На фиг.2 представлена принципиальная структура слоев элементов 12 и 16 защиты в разрезе. На гладкую пленку 20, например на пленку из полиэтилентерефталата (PET) с хорошим качеством поверхности, нанесен поглощающий темный фоновый слой 22. На этот фоновый слой 22 нанесено два или несколько, в общем случае - n, оптически активных слоев 24-1, 24-2, … 24-n, содержащих жидкокристаллический материал. Как подробно описано далее, каждый из жидкокристаллических слоев 24-1, 24-2, … 24-n может обладать различными, но в некоторых случаях также одинаковыми свойствами поляризации света и сдвига фаз.

Между жидкокристаллическими слоями могут быть нанесены ориентирующие и/или склеивающие слои 26, которые служат для обеспечения ориентации молекул жидких кристаллов в жидкокристаллических слоях или для связи отдельных жидкокристаллических слоев и для компенсации неровностей поверхности фона.

Согласно данному изобретению по меньшей мере один из жидкокристаллических слоев 24-1, 24-2, … 24-n содержит холестерический жидкокристаллический материал и избирательно отражает свет первого волнового диапазона с первым направлением круговой поляризации. Второй слой, который на участке перекрытия находится над первым слоем, избирательно отражает, самостоятельно или в совокупности с первым слоем, свет второго волнового диапазона со вторым направлением круговой поляризации.

В некоторых вариантах реализации данного изобретения темный фоновый слой 22 не является частью элемента защиты. Тогда жидкокристаллические слои 24-1, 24-2, … 24-n и все ориентирующие и склеивающие слои 26 нанесены непосредственно на пленку 20. Аналогично, в некоторых вариантах реализации предпочтительно удалять пленку 20 после нанесения готового элемента защиты на ценный предмет, что описано более подробно далее.

На фиг.3 представлен элемент 30 защиты согласно примеру реализации данного изобретения, в котором на поглощающий, предпочтительно черный, фоновый слой 22 нанесен первый холестерический жидкокристаллический слой 22, а на него второй холестерический жидкокристаллический слой 34. Благодаря взаимодействию двух жидкокристаллических слоев 32 и 34 элемент 30 защиты реализует новый эффект изменения цвета, при котором наблюдатель видит цветное изображение, цвет которого меняется при изменении направления наблюдения. При наблюдении под прямым углом элемент 30 защиты в данном примере реализации представляется наблюдателю синим/фиолетовым (отраженное излучение 301), в то время как при наблюдении под острым углом он виден в виде изображения красного цвета (отраженное излучение 302).

Этот новый вариант изменения цветов, при котором цветовой образ элемента защиты при его наклоне изменяется от коротковолнового диапазона на диапазон более длинных волн, проявляется потому, что первый жидкокристаллический слой 32 отражает синий свет (стрелка 321) в направлении наблюдения под прямым углом и более коротковолновое УФ-излучение (стрелка 322) - в направлении наблюдения под острым углом. Второй жидкокристаллический слой 34 сформирован таким образом, что он отражает инфракрасное излучение (стрелка 341) в направлении наблюдения под прямым углом и более коротковолновый красный свет (стрелка 342) - в направлении наблюдения под острым углом. Две части 321 и 342 отраженного света, лежащие за пределами видимого диапазона спектра, не оказывают никакого воздействия на цветное изображение элемента защиты, так что при наблюдении под прямым углом наблюдатель видит синее изображение 301, а при наблюдении под острым углом - более длинноволновое красное изображение 302.

Для изготовления элемента 30 защиты первый и второй жидкокристаллические слои 32 и 34 каждый могут быть напечатаны на гладкой пленке из полиэтилентерефталата (PET) с хорошим качеством поверхности. Здесь среди способов печати могут быть использованы все способы печати, подходящие для жидкокристаллических слоев, например глубокая печать, флексографская печать, нанесение покрытия ракельными ножами, наливочной машиной или шаберным устройством.

Качество и цветовой спектр отдельных слоев могут проверять заранее и, при необходимости, на шаге изготовления, который следует за сушкой жидкокристаллических слоев 32, 34, и удалять отбракованные оттиски. Жидкокристаллические слои 32 и 34 затем наслаивают на фоновый слой 22 или на первый жидкокристаллический слой 32 посредством имеющихся в продаже ламинирующих клеев. Здесь на уровень блеска элемента защиты влияет гладкость поверхности. Неровности поверхности фона, например такие, которые могут иметь место в структуре типичной защитной нити 12, могут компенсировать ламинирующим клеем, благодаря чему достигают хорошего блеска для таких элементов защиты.

После приклеивания жидкокристаллических слоев 32 и 34 подложку могут удалять. Это могут реализовать, например, посредством использования т.н. отделительных или разделительных слоев. Такими слоями являются, в частности, УФ-лаки или воски, которые активизируют механическим или термическим способом. Если используют разделительные слои, то их могут формировать на поверхности таким образом, чтобы они локально содействовали или препятствовали ориентации жидких кристаллов в процессе нанесения. Посредством различной ориентации жидких кристаллов на различных участках в жидкокристаллических слоях могут выполнять рисунки в виде символов или узоров даже при нанесении сплошных слоев.

Если разделительный слой отсутствует, то для предотвращения разрыва пленки преимущественно выбирают ламинирующий клей, адгезия которого с подложкой меньше, чем его адгезия с жидкокристаллическим слоем. Также для облегчения разделения адгезия жидких кристаллов с подложкой должна быть меньше, чем адгезия жидких кристаллов с клеем. К тому же адгезия клея со слоем, на который нужно перенести систему, должна быть выше, чем адгезия жидких кристаллов с подложкой. Кроме того, она должна быть также выше, чем адгезия клея с подложкой. Перечисленные выше требования к ламинирующему клею особенно важны в том случае, когда предназначенный для перевода жидкокристаллический слой формируют с промежутками.

После того как первый жидкокристаллический слой 32 нанесен на фон 22, второй жидкокристаллический слой 34 аналогичным образом наслаивают на первый жидкокристаллический слой 32, теперь лежащий сверху этого композиционного материала.

В варианте, представленном фиг.3, также как в описанных ниже вариантах реализации, каждый жидкокристаллический слой может быть наклеен на другой, напечатан на другом слое или иным образом нанесен на другой слой, т.е., при необходимости, между слоями могут находиться ориентирующие или склеивающие слои, которые на чертежах не изображены.

Еще один пример реализации данного изобретения представлен схематически на фиг.4. В элементе 40 защиты первый холестерический жидкокристаллический слой 42 и размещенный на нем второй холестерический жидкокристаллический слой 44 нанесены на поглощающий, предпочтительно черный, фоновый слой 22. Как изображено на фиг.4(b), первый жидкокристаллический слой 42 нанесен на фон 22 только на некоторых участках и по форме или очертанию участки нанесения образуют рисунок; в данном примере реализации - «герб» 46. Второй жидкокристаллический слой 44 нанесен без промежутков на первый жидкокристаллический слой 42 или на непокрытые участки фонового слоя 22.

Эти два жидкокристаллических слоя сориентированы друг относительно друга таким образом, что при наблюдении элемента защиты под прямым углом (фиг.4(b)) наблюдатель ясно видит рисунок герба 46, который исчезает при наклоне элемента 40 защиты, т.е. при переходе от наблюдения под прямым углом к наблюдению под острым углом, что указано пунктирным контуром на фиг.4(с). Исчезновение рисунка герба 46 происходит благодаря тому, что при наклоне жидкокристаллический слой 42, нанесенный на некоторые участки, реализует эффект изменения цвета с синего (стрелка 421) на ультрафиолетовый (стрелка 422), в то время как второй жидкокристаллический слой 44 реализует эффект изменения цвета, при котором цвета меняются между двумя цветами видимого диапазона спектра, например, с красного (стрелка 441) на зеленый (стрелка 442).

Таким образом, на участке 48 перекрытия двух слоев при наблюдении элемента 40 защиты под прямым углом возникает цветное изображение 401, которое является результатом смешивания компонент синего света 421 первого жидкокристаллического слоя 42 и красного света 441 второго жидкокристаллического слоя 44, в то время как за пределами этого участка виден только красный цвет второго жидкокристаллического слоя 44. Из-за контрастности цветов отраженного света 401 рисунок герба 46 отчетливо выделяется для наблюдателя.

Если теперь наблюдатель наклонит элемент 40 защиты, так что он видит его теперь под острым углом, то на участке 48 перекрытия первый жидкокристаллический слой 42 отражает в направлении наблюдателя только ультрафиолетовое излучение, лежащее вне видимого диапазона спектра. Таким образом, жидкокристаллический слой 42 не оказывает влияния на цветное изображение 402 элемента 40 защиты ни на участке 48 перекрытия, ни за его пределами. В результате при наблюдении под острым углом рисунок становится незаметным и у наблюдателя возникает впечатление, что рисунок герба 46 исчезает при наклоне элемента 40 защиты от положения наблюдения под прямым углом.

Аналогично может быть изготовлен элемент 50 защиты, снабженный рисунком, появляющимся при наклоне, который изображен на фиг.5. Для этого жидкокристаллический слой 52, нанесенный на некоторых участках, сформирован таким образом, что при наклоне он реализует эффект изменения цвета с инфракрасного (стрелка 521) на красный (стрелка 522). Второй жидкокристаллический слой 54 реализует, как и в предыдущем случае, эффект изменения цвета между двумя цветами видимого диапазона спектра и меняется, например, с бирюзового (зелено-голубого) (стрелка 541) на фиолетовый (стрелка 542).

В данной комбинации рисунок 56 не заметен при наблюдении отраженного света 501 под прямым углом, поскольку от первого жидкокристаллического слоя 52 в направлении наблюдения под прямым углом отражается, главным образом, не видимое для глаза инфракрасное излучение. Только при наклоне элемента 50 защиты рисунок становится заметным для наблюдателя, так как первый жидкокристаллический слой 52 отражает тогда в направлении наблюдателя красный свет и рисунок 56 таким образом выделяется в отраженном свете 502 из изображения фиолетового цвета, отраженного от участков вне зоны 58 перекрытия.

На фиг.6-11 представлены другие примеры реализации данного изобретения, в которых, помимо эффекта изменения цвета, использованы, главным образом, определенные светополяризующие свойства жидкокристаллических слоев. На этих чертежах направление поляризации света указано дополнительными стрелками на векторах распространения света. Как обычно, тот вид круговой поляризации, при которой круговое движение, совершаемое вектором напряженности электрического поля, с точки зрения наблюдателя, по направлению к которому распространяется световая волна, направлено против часовой стрелки, называется правой круговой поляризацией, а поляризация в противоположном направлении - левой круговой поляризацией.

Элемент 60 защиты фиг.6 содержит два холестерических жидкокристаллических слоя 62 и 64, которые нанесены на темный фоновый слой 22. Два жидкокристаллических слоя 63 и 64 имеют одинаковый цветовой спектр отраженного света, но различаются направлением круговой поляризации отраженного света. В то время как первый жидкокристаллический слой 62 в данном примере реализации отражает свет с левой круговой поляризацией, второй жидкокристаллический слой 64 отражает свет с правой круговой поляризацией. И, напротив, второй жидкокристаллический слой 64 пропускает свет с левой круговой поляризацией без существенного поглощения. Следует понимать, что указанные направления поляризации служат только для иллюстрации и в контексте данного изобретения могут быть выбраны, конечно, другие варианты.

Одно из таких противоположных направлений избирательного отражения может быть обеспечено, например, за счет того, что два холестерических жидкокристаллических слоя 62 и 64 формируют из одной и той же системы нематических жидких кристаллов, используя зеркально-отображающие пьезоэлектрические кристаллы с крутильным колебанием. Таким образом, в двух жидкокристаллических слоях могут быть сформированы зеркально отображенные спиралевидные структуры палочкообразных жидкокристаллических молекул так, что один слой отражает свет с правой круговой поляризацией, а другой - с левой круговой поляризацией. Цвет отраженного жидкокристаллическими слоями света зависит, как и в описанных выше реализациях, от направления наблюдения и меняется при переходе от наблюдения под прямым углом к наблюдению под острым углом, например с красного на зеленый.

В примере реализации на фиг.6 первый жидкокристаллический слой 62 присутствует только на некоторых участках и выполнен в форме рисунка, например в виде начертания букв или узора. Если элемент 60 защиты наблюдать без вспомогательных средств, то прежде всего проявляется эффект изменения цвета второго жидкокристаллического слоя 64. На участке 68 перекрытия двух слоев наблюдают рисунок такого же цвета, но с увеличенной яркостью по сравнению с окружающими участками, так как от участка перекрытия 68 отражается свет с круговой поляризацией обоих направлений, что проиллюстрировано стрелками 70 отраженного света.

Если теперь наблюдать элемент 60 защиты через круговой поляризатор 72, который пропускает свет только с левой круговой поляризацией, то рисунок, образуемый первым жидкокристаллическим слоем 62, выделяется по яркости с большим контрастом, так как круговой поляризатор 72 полностью блокирует свет с правой круговой поляризацией, отражаемый вторым жидкокристаллическим слоем 64.

Такой круговой поляризатор 72 может быть образован, например, линейным поляризатором и последующей пластиной λ/4.

Следует понимать, что аналогичным образом и второй жидкокристаллический слой 64 или же оба жидкокристаллических сл