Электронный и/или оптический блок устройства и способ его формирования

Электронный и/или оптический блок устройства и способ его формирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к изготовлению блока и, в частности, но не исключительно, к блоку оптического устройства, содержащего оптический элемент, закрепленный внутри пластикового тела.

Как будет понятно из нижеследующего, в одном примере настоящее изобретение может обеспечивать перфорированную относительно тонкую пленку, встраиваемую в термопластиковую среду.

Хорошо известно из физической химии, а также из смежных дисциплин, что, например, металлы и различные термопласты, такие как, например, поликарбонат, имеют разную поверхностную адгезию. Другими словами, их трудно соединить друг с другом. Несмотря на это, заключение металлического тела в объем термопластикового материала может оказаться достаточным для определенных применений. Однако любое нарушение материала может обеспечивать легкое удаление металлического элемента из пластика. Это может быть трудно приемлемым с промышленной точки зрения (вызывая возможное повреждение и т.д.). В частности, это может оказаться неприемлемым, если заключенный в оболочку металлический элемент выполнен с возможностью несения аналитической информации, такой как голограмма и т.д. Такое устройство будет легко разломать и удалить защитную голограмму с минимальным усилием.

Целью настоящего изобретения является обеспечение встраиваемой конструкции и способа, имеющего преимущества над известным уровнем техники.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения блок устройства содержит элемент, прикрепленный к пластиковому телу, причем элемент имеет по меньшей мере одно отверстие, в которое проходит материал пластикового тела по меньшей мере для облегчения прикрепления элемента к телу.

Настоящее изобретение может предпочтительно обеспечить необратимое внедрение, например, металлических тел в различные термопласты.

Настоящее изобретение основано на обеспечении, например, перфорированной металлической пленки, которая затем ламинируется в пластиковый материал. Пленкой фактически может быть любая пленка, имеющая более высокую точку плавления, чем наружная среда (даже обычная голографическая пластиковая пленка, следовательно, не только металлическая), т.е. герметизирующая среда, и содержащая отверстия или перфорации, через которые проходит среда при размягчении.

Такие расположения могут использоваться для таких задач, например, когда определенный материал (например, металлическая пластина) должен быть расположен внутри другого материала, например, такого как термопластиковый материал. Настоящее изобретение также обеспечивает изготовление и состав изделий, содержащих новое защитное устройство безопасности, т.е. когда встроенная перфорированная пленочная пластина несет голографическую информацию, или когда пленка перфорирована таким образом, что может быть считана посредством электромагнитного излучения, или части пленки расположены таким образом, что признаки можно обнаружить с помощью оптической томографии или способа, выполняемого с помощью радара, в качестве примера.

В рамках настоящей заявки следует понимать, что ссылка на пластиковое тело относится к телу, которое может обеспечивать по меньшей мере при некоторых обстоятельствах степень пластичности.

Кроме того, ссылка на отверстие в упомянутом элементе включает в себя как глухое отверстие в элементе, так и отверстие, полностью проходящее через элемент.

Настоящее изобретение описано ниже, только в качестве примера, со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых

фиг.1-3 иллюстрируют этапы изготовления встроенного элемента в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.4а и 4b иллюстрируют признаки одного конкретного элемента в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.5 иллюстрирует признаки элемента в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.6-11 представляют собой виды сверху элементов, которые должны быть встроены, в соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.12 и 13 иллюстрируют схематичные виды в разрезе идентификационных карт, включающих в себя встроенные элементы в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

фиг.14 представляет собой вид сверху другого варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг.15 иллюстрирует другой схематичный вид в разрезе идентификационной карты в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.16-19 иллюстрируют варианты осуществления настоящего изобретения, в которых расстояние между отверстиями регулируется для достижения необходимых дифракционных/отражательных эффектов;

фиг.20 и 21 - схематичные виды других вариантов осуществления настоящего изобретения;

фиг.22 и 23 иллюстрируют виды сверху элементов, которые должны быть встроены, в соответствии с настоящим изобретением, и в которые включены какие-либо данные;

фиг.24 иллюстрирует разные варианты частично травленной пленки в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения; и

фиг.25 и 26 иллюстрируют примеры способов изготовления блоков в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.1 изображает первый этап перед ламинированием и относится к двухслойной структуре. В этом примере слой 1 и слой 2 являются или прозрачными, или полупрозрачными или непрозрачными термопластами или реактопластами, такими как поликарбонат, полиэтилен, полиэтилентерефталат, поливинилхлорид и полиметилметакрилат, эпоксиды и другие. Затем используют изготовленную заранее тонкую пленку 3 заданного размера, относительно тонкую, приблизительно от 1 микрона до даже нескольких миллиметров. Толщины от 5 до 15 микрон, вероятно, являются наиболее общепринятыми. Используя стандартную операцию ламинирования, слой 1 и слой 2 частично расплавляют или по меньшей мере размягчают посредством воздействия соответствующим давлением или температурой. Однако, если необходимо, пленку можно вначале расположить на слое (слоях) химическим путем перед ламинированием и вставкой. Поперечное сечение данной операции непосредственно перед прессом для ламинирования изображено на фиг.2. Слои 1 и 2, таким образом, образуют однородную или квазиоднородную среду, так как они соединились через отверстия в пленке 3, и это проиллюстрировано на фиг.3. Таким образом, перфорированная пленка 3, называемая в данном документе также тонким листом или листовой пластиной, позволяет мягким пластикам проходить в отверстия, и после уменьшения температуры ламинирования обеспечивается блокирование пленки 3 между слоями 1 и 2. Этого можно достичь с помощью соответствующих отверстий в пленке 3, которые обеспечивают «заклинивание» пластика, и технология, подробно описанная в WO 2005078530 для отверстий, имеющих микроскопические размеры и произвольные формы, является особенно подходящей.

Типичным размером каждого отверстия может быть 1 микрометр, хотя во многих примерах размеры могут быть порядка 80 микрон или больше. Отверстия могут быть получены с помощью гальванопластического способа (электрогальванического травления и т.д.). Общая площадь такого тонкого листа может составлять от нескольких десятков квадратных микрометров до почти неограниченных размеров (даже квадратных метров). Фиг.4A, 4B и 5 иллюстрируют примеры таких отверстий 5.

Листовая пластина 3, 4 может содержать несколько отверстий разных форм 5 (даже изображающие простую графику), и остальная площадь 6 может быть с или без поверхностной голограммы. Самый простой пример видимого насквозь тонкого листа показан на фиг.6. Заштрихованная окружающая область может быть выполнена из любого металла, если необходимо, в соответствии с раскрытием WO 2005078530 и соответствующими гальваническими способами, или может быть перфорирована механическим способом (особенно для стандартной голографической пленки) или любым их сочетанием. Перфорация 7 также может быть получена с помощью лазерного гравирования, микромеханического способа или способа травления. Расстояние между такими проиллюстрированными отверстиями подходяще составляет около 10 микрон.

Фиг.7 показывает множество возможных отверстий. Они могут иметь относительно произвольные формы и размеры, такие как эллипсы 9 и т.д. В качестве альтернативы, отверстие предпочтительно может быть выполнено способом, имеющим определенное математическое задание, например, определенным способом изменения размеров и расстояний d1, …, dN, D1, …, DN (и который должен включать постоянную функционального приращения), которое может отображать определенную информацию или код, и которое должно считываться на последнем этапе проверки. Разумеется, следует понимать, что результат, которым должен быть размер отверстий и расстояния, разделяющие их, является полностью независимым и может быть общим или отличаться при необходимости.

Другой возможностью является функционализирование границы 10 тонкого листа 3, как показано на фиг.8, и так, чтобы обеспечивать требуемую форму и графику и т.д.

Такие устройства предпочтительно могут использоваться в качестве защитных дифракционных устройств в различных изделиях, имеющих ценность, таких как, например, идентификационные карты, кредитные карты, банкноты и т.д., где тонкий лист 3 вставлен в пластиковое тело и, таким образом, являющиеся очень трудными для подделывания, такие, как изображенные на фиг.9 и 10. Встроенный материал может также быть выполнен в виде ломкой мозаики 3, предназначенной для ломки при механическом нарушении. Такие устройства могут быть встроены в карту 11 и содержать или всю площадь карты или только ее определенную часть. В конечном счете, тонкий лист может быть встроен в пластиковое тело для использования в автомобильных осветительных устройствах/системах и т.д. (для разграничения траектории луча или упрощения с точки зрения надежности), так что изделие, принимаемое вид металлических частей (проволок), встроенных в прозрачную среду, и точность могут быть порядка микрон во время обработки изделия.

Далее на фиг.11 проиллюстрирован пример карточки 11, используемой для конкретно заданного пространственного расположения нескольких тонких листов 3, причем каждый лист имеет размеры aj, bj (j=1…N) с расстояниями c1, …, cN. Это является аналогией обычного напечатанного штрих-кода или PDF417. Из-за проводящей способности тонкого листа 3, такое расположение легко распознается с помощью усовершенствованного способа в качестве обнаружения сигнала, выполняемого с помощью радара, дедуктивного метода определения расположения отверстий с помощью лазера. С другой стороны, такой код можно также считывать при помощи оптической томографии, особенно когда встроенная голографическая пленка имеет диэлектрические свойства. Следует понимать, что вышеупомянутые способы позволяют определять реальное трехмерное изменение положения кода, т.е. не только в поперечных направлениях. Этот код в обоих случаях, т.е. металлический и диэлектрический тип, может сопровождаться голограммой, которая может иметь новый признак при таком кодировании.

Разумеется, весь рисунок металлического элемента может быть образован из подэлементов, определенных с помощью системы на фиг.11, и включать мозаику.

Фиг.12 изображает все изделие, в котором дополнительная голограмма 12, DOVID (Diffractive Optical Variable Image Device) и т.д. добавлены на верхнюю сторону устройства, такого как идентификационная карта 11. Другой элемент может быть использован для ввода света в блок карты. Дифракционная структура на тонком листе 3 может затем использоваться для отражения или преломления света, когда, например, он сталкивается с элементом 13 на верхней стороне карты, например, оптически-изменяемой краской, которая может использоваться для изменения ее цвета, например, как показано на фиг.13. Разумеется, вследствие общего внутреннего отражения свет может быть дополнительно направлен внутрь пластиковой карты.

В другом примере вся карта 11 может нести сложный код 14 или метку, который может быть частично напечатан традиционным способом и частично показан через конкретно сформированный тонкий лист, который также может иметь голограмму 15, такую как на фиг.14. Кроме того, элемент может быть в виде машиночитаемого кода, такого как, например, стандартный штрих-код. Он также может быть напечатан дополнительно при помощи лазерной записи на внутреннем слое внутри элемента или фактически любого сочетания вышеупомянутых.

Другим предпочтительным свойством является возможность регулирования прозрачности тонкого листа. В частности, отверстия могут быть такими маленькими, что они не распознаются невооруженным глазом. Таким образом, определенная плотность (микро) отверстий может использоваться для изменения прозрачности всего устройства, подобного идентификационной карте. Это схематично показано на фиг.15. Кроме того, пример непрерывного изменения плотности внутри карты 11 изображен на фиг.16. Следовательно, можно регулировать прозрачность с точностью в 1 процент. Разумеется, если необходимо, регулируемое отражение также может быть получено посредством такого изменения плотности (микро) отверстий, и может оказаться, что можно вычерчивать двухмерные кривые серого объекта/фрагмента.

Кроме того, следует понимать, что отверстия в тонком листе можно легко расположить таким образом, что при освещении частично когерентным источником света они выдают картину дифракции (включая порядки дифракции под дополнительными углами), которая может быть дополнительно обнаружена в случае необходимости. Отверстия тонкого листа могут быть определены, т.е. расположены, в поперечном направлении на плоскости карты в соответствии с заданной функцией f(x, y), и рисунок дифракции будет тогда функцией преобразования Фурье такой функции. Это предлагает уникальную особенность дистанционного управления. Что касается примеров, содержащих обычные металлические тонкие листы, имеющие типичные размеры отверстий и расстояние между ними (ej, fj) от микрон и больших значений, тонкий лист можно проверять с помощью широкого спектра частот, от оптического спектра через инфракрасные волны и микроволны до даже радиоволн, приблизительно миллиметровые/сантиметровые волны, и здесь можно обратить внимание на карту 11 на фиг.17. Разумеется, отверстия могут быть определены для вызывания дифракции связанных между собой явлений для источника света соответствующей длины волны относительно размера отверстий.

Другой опцией является использование читаемых лазером скрытых образов простых ассиметричных дифракционных решеток, расположенных на тонком листе. Это будет вызывать асимметричное отражение падающего света и проиллюстрировано со ссылкой на фиг.18.

Все устройство может быть дополнительно обработано после этого для добавления персональных данных и т.д. Кроме того, оно может быть маркировано 16 оптикопеременной краской, напечатано поверх, напечатано поверх с помощью способа глубокой печати. С другой стороны, поверхность 17 может быть изготовлена способом лазерного гравирования, как проиллюстрировано на фиг.19.

Кроме того, чувствительный к лазеру слой, если присутствует, внутри карты может быть записан при необходимости для добавления дополнительных данных и образов при необходимости.

Устройство в виде тонкого листа может нести множество элементов в одном исполнении, таких как отверстия 18 в виде кода, голографические элементы 19 и читаемый под микроскопом буквенно-цифровой код или просто читаемый невооруженным глазом, как проиллюстрировано на фиг.20.

В другом примере, тонкий лист, встроенный в пластиковую карту 11, может также играть роль обычного чипа RFID и антенны 20, таким образом, добавляя возможные дополнительные аналитические признаки, как проиллюстрировано на фиг.21.

Фактически, эти элементы могут использоваться в качестве любого необходимого проводящего канала или элемента схемы, такого как планарные индукторы антенн, проводящие соединители, конденсаторы и т.д. Наряду со схематическим изображением на фиг.21, эти элементы могут быть расположены на разных уровнях в многослойной структуре за счет повторения ламинирования согласно фиг.1-3.

Фиг.22 и 23 изображают дополнительные аналитические признаки 21, т.е. введение возбуждаемого нарушения в периодической или квазипериодической схеме тонкого листа 3. Это может быть сделано непосредственно во время изготовления или с помощью лазерного гравирования на наружной стороне или просто быть выполнено с помощью механических средств.

Однако следует понимать, что фиг.22 и 23 представляют конкретный способ нарушения сетки/тонкого листа. Пропущенными элементами могут быть или сам код (коды), или они могут предварительно указывать местоположение, в котором должна быть выполнена «после экспонированная» финализация. Такая финализация может содержать, например, разграничение с помощью мощного лазера или отделения этих подэлементов вышеупомянутой мозаики.

Любой необходимый этап ламинирования может также использоваться для эффективного отделения различных элементов мозаики, так что они могут легко «распадаться на части», если нарушены позже посредством попытки получения доступа в структуру блока.

Фиг.24 иллюстрирует «полуспособ» травления 22 металлического тонкого листа 3 для обеспечения соответствующего «заклинивания» пластика даже в ситуации, в которой желателен «видимый насквозь» элемент и, как проиллюстрировано, поперечное сечение такого тонкого листа может быть получено с помощью анизотропного травления для получения таких форм, подобно полостям или дополнительным формам, обеспечивая соответствующую вставку тонкого листа 3.

Фиг.25 иллюстрирует способ ламинирования таких устройств, где тонкий лист может иметь или непрерывную полоску или дискретную форму, и так называемое ламинирование с рулона на рулон проиллюстрировано на фиг.26.

1. Электронный и/или оптический блок устройства, содержащий электронный и/или оптический плоский элемент, прикрепленный к пластиковому телу, причем элемент имеет множество отверстий, через которые проходит материал пластикового тела для облегчения механического прикрепления и удерживания элемента, встроенного внутри тела, при этом указанное множество отверстий служит для определения защитной и/или предотвращающей подделку информации, а указанное тело представляет собой однородное тело.

2. Блок устройства по п.1, в котором элемент включает дифракционную/голографическую структуру.

3. Блок устройства по п.1, в котором элемент выполнен в виде пленочного элемента.

4. Блок устройства по п.1 или 2, в котором элемент выполнен в виде металлического элемента.

5. Блок устройства по п.1 или 2, в котором элемент выполнен в виде пластикового элемента.

6. Блок устройства по п.1 или 2, в котором указанное множество отверстий служит для образования дифракционного рисунка.

7. Блок устройства по п.1, в котором на противоположных сторонах элемента выполнена дифракционная/голографическая структура.

8. Блок устройства по п.1, в котором элемент служит для определения по меньшей мере части светового пути через блок.

9. Блок устройства по п.1, в котором элемент включает в себя DOVID.

10. Блок устройства по п.1, в котором элемент содержит напечатанные на нем данные.

11. Блок устройства по п.10, в котором данные напечатаны с помощью оптикопеременной краски.

12. Блок устройства по п.1, в котором элемент содержит проводящий элемент электронной схемы.

13. Блок устройства по п.1, в котором тело содержит термопластиковую среду.

14. Блок устройства по п.1, в котором тело содержит реактопластиковую среду.

15. Блок устройства по п.1, в котором тело является по меньшей мере или прозрачным, полупрозрачным, или непрозрачным.

16. Блок устройства по п.1, в котором по меньшей мере одно из отверстий выполнено в виде перфорации в элементе.

17. Блок устройства по п.1, в котором по меньшей мере одно из отверстий выполнено в виде микроскопического отверстия.

18. Блок устройства по п.1, в котором множество отверстий выполнено с произвольными формами.

19. Блок устройства по п.1, включающий в себя по меньшей мере одно отверстие, служащее для определения графических знаков.

20. Блок устройства по п.1, в котором указанное множество отверстий выполнены с некоторой плотностью, служащей для регулирования прозрачности/отражательной способности элемента.

21. Блок устройства по п.1, в котором по меньшей мере одно отверстие служит для определения кодированной информации.

22. Блок устройства по п.1, включающий в себя множество упомянутых элементов.

23. Блок устройства по п.1, в котором элемент содержит ломкую мозаику из подэлементов.

24. Блок устройства по п.1, содержащий или образующий часть предотвращающего подделку устройства.

25. Блок устройства по п.1, представляющий собой денежно-кредитный элемент или денежный знак.

26. Способ формирования электронного и/или оптического блока устройства, содержащего электронный и/или оптический плоский элемент и пластиковое тело, причем способ включает в себя этапы обеспечения элемента, имеющего множество отверстий, служащих для определения защитной и/или предотвращающей подделку информации, размещения элемента рядом с материалом тела, размягчения упомянутого пластикового материала тела и обеспечения принудительного прохождения пластикового материала тела в указанное множество отверстий, чтобы встроить указанный плоский элемент в нем, и затем отверждения размягченного материала так, чтобы сформировать однородное тело для облегчения механического прикрепления и удерживания элемента в теле.

27. Способ по п.26, в котором по меньшей мере одно из указанных отверстий выполняют в элементе с помощью гальванического, механического способа или способа лазерного гравирования.

28. Способ по п.26 или 27, включающий в себя множество элементов внутри тела для формирования многослойного блока.

29. Способ по п.26, который предназначен для формирования блока устройства по одному из пп.1-25.

30. Способ по п.26, включающий в себя этап лазерной записи на чувствительном к лазеру слое внутри блока.

31. Способ по п.26, включающий в себя этап прикрепления блока к изделию, имеющему ценность.

32. Способ по п.26, включающий в себя этап формирования блока в виде одного целого с изделием, имеющим ценность.

33. Способ по п.26, включающий в себя этап формирования дифракционной/голографической структуры в элементе.