液晶机读防伪元件的制作方法

专利名称：液晶机读防伪元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于保护有价物品的液晶机读防伪元件，具体的是涉及一种由不 同区域反射光的中心波长组成编码信息的液晶机读防伪元件。
背景技术：
随着现代复制技术的发展，针对各种名牌商品、金融票据和有价证券的伪造犯罪 活动日益猖獗，特别是近年来有些防伪技术和防伪手段随处可得，这就更使得造假犯罪分 子有机可乘，有些假冒的有价证券对公众来说甚至到了真假难辨的地步，引起了不必要的 混乱。伪造技术的高明与广泛性已给防伪技术提出了更高的要求。目前在防伪技术领域已经开发和采用了多种防伪手段，根据产品防伪的不同需 求，包括了多个等级，例如提供大众直接通过肉眼观察或简单触摸等方式就可识别的大众 防伪(也称一线防伪)，利用简单仪器即可识别的二线防伪，需要利用特殊的仪器或装置机 读识别的专家防伪(三线防伪)。EP1156934公开了一种利用液晶层作为光变材料的防伪元件。在该防伪元件中，用 同颜色的左旋液晶材料和右旋液晶材料套印形成肉眼不可见的图案，通过圆偏振片观察该 防伪元件时，由于不同旋向的液晶材料对同一种旋向的偏振光的反射强度存在差别，因此 可观察到明暗不同的线条、图案，从而识别肉眼不可见的隐藏图案。但是，这种防伪元件制 作过程中需要精确的套印，对印刷设备套印精度的要求很高。W02008/058670A1公开了一种用于有价证券比如钞票的防伪措施。根据其公开的 技术方案，钞票上存在一个透明的防伪区域，该区域由第一线偏振片及位于其上的胆甾型 液晶材料组成，同时该钞票上还存在另一透明的验证区域，该区域由偏振方向与第一偏振 片垂直的第二线偏振片组成。将防伪区域放在验证区域上时，二个偏振片构成胆留型液晶 层所需的深色背景，因此可观察到胆留型液晶材料组成的图案。W02005/101101A3公开了一种光学薄膜，该薄膜包括由至少部分定向的液晶材料 形成的至少一个各向异性的聚合物层。该各向异性的聚合物层包含多个区域，第一区域具 有线偏振性质或偏振方向能够旋转，第二区域具有圆偏振性质。上述第一区域的防伪特征 可通过线偏振片观察，第二区域的防伪特征可通过另一偏振状态的偏振片观察。CN1564998A公开了一种采用标记物质的有价证券和防伪标记。该标记物质在 1000至2500nm范围内的红外光谱范围内是吸收的，但在可见光光谱范围内及800nm下不是 明显吸收的，因此，该标记物质不能被广泛使用的在约SOOnm下工作的简单IR阅读装置识 别。根据该专利申请公开的方法，需要用1000至2500nm范围内的红外光照射该标记，测定 其吸收来鉴别真伪。但是，1000至2500nm包括了较大的范围，而且目前市场上存在对1000 至2500nm电磁波具有较强吸收对SOOnm下电磁波无明显吸收的颜料，因此，降低了含有该 标记物质的有价证券和防伪标记的防伪等级。综上所述，利用光学元件所具有的随角变色的光变效果或液晶材料的偏振性质进 行防伪，已经得到了较多的应用，并且在过去相当长的一段时间内发挥了很好的防伪效果，但目前市场上可以比较方便地得到制作这类光学防伪元件的光变颜料(OVP)及具有偏振 性质或具有随角变色性质的液晶颜料，而且很多光学防伪元件具有相同或相近的随角变色 效果，容易使大众混淆，而且单独具有红外吸收作用的颜料在市场上也可方便得到，因此单 一的防伪措施不足以保证防伪效果万无一失。

发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种液晶机读防伪元件，由胆留型液晶材料形成 的区域反射光的中心波长组成编码信息，同时该编码信息防伪特征能够随检测角度的变化 而变化，实现了在可机读检测的防伪特征基础上进一步结合编码防伪特征，使该液晶机读 防伪元件具有难以仿制的二线机读防伪特征。本发明所解决的技术问题还在于提供一种设置有上述液晶机读防伪元件的有价 物品。本发明首先提供了一种液晶机读防伪元件，其具有由胆留型液晶材料形成(例如 通过印刷的方式形成)的至少两种区域，上述至少两种区域在相同检测角度的反射光的中 心波长组成第一编码信息，该第一编码信息随检测角度的变化而变化。在相同的检测角度 下，不同区域的反射光中心波长组成一组编码信息(或者说是波长数据)，第一编码信息可 以包括在不同检测角度下的多组编码信息，并且，每一种区域在不同检测角度下具有不同 的中心波长，因此，第一编码信息可以随检测角度的变化而变化。胆留型液晶是一种具有特殊性质的手性向列相液晶，液晶相中的手性物质使液晶 层产生螺旋结构。胆留型液晶螺旋结构的示意图见图1，其中，P是螺距。一束自然光进入 胆甾型液晶层后，胆留型液晶具有的螺旋结构能够选择性地反射特定波长(λ)和特定旋 向的圆偏振光。胆留型液晶层反射光的中心波长取决于螺旋结构的螺距(P)、液晶材料的 双折射率和检测角度，因此随检测角度的变化，胆留型液晶层反射光的波长也随着变化。如 果反射光的中心波长在可见光范围内，便可实现随观察角度的变化，胆留型液晶层反射光 的颜色也随着变化。胆留型液晶层随角变色的示意图见图2，从图2可知，观察角度从垂直 (90° )变换到倾斜位置(比如45° )时，反射光的波长向短波方向移动。本发明提供的液晶机读防伪元件可以具有不同的区域，不同区域可以是单层结 构，也可以是双层或多层重叠结构，重叠区域(包括多重重叠区域)可以由不同胆留型液晶 材料重叠而成，也可以是由同一种胆留型液晶材料重叠而成。相对于单层区域，重叠区域反 射光的中心波长会发生蓝移，即向短波方向移动，每一胆留型液晶层都反射各自特征波长 的反射光，重叠区域各层反射光的波长各不相同，即使相同的胆留型液晶材料形成的重叠 区域，各层反射光蓝移的程度不同，反射光的波长也不相同，这里所述的胆留型液晶材料重 叠区域或多重重叠区域反射光的中心波长会发生蓝移，均指胆留型液晶材料相互接触重叠 的情况，至于位于非渗透基材两面不相互接触的两层胆留型液晶重叠层，其反射光的波长 不发生蓝移。不同胆留型液晶材料具有不同的光谱曲线，因此不同区域反射光的中心波长 不同，反射光的光谱曲线及中心波长可通过紫外_可见-红外分光光度计或其它相应仪器 检测，因此，不同区域反射光的中心波长可以组成编码信息，该编码信息可以通过上述仪器 进行检测，并且，检测角度由垂直方向改变到倾斜方向，不同区域反射光的中心波长均向短 波方向移动(反之则向长波方向移动)，不同区域反射光的中心波长组成的编码信息也随
5之发生改变。本发明的液晶机读防伪元件不同区域反射光的中心波长不同，因此可以组成第一 编码信息。从垂直检测角度变化到倾斜角度，同一区域反射光的中心波长会发生蓝移，因此 在不同角度检测本发明提供的液晶机读防伪元件时，其反射光的中心波长组成的第一编码 信息会发生变化。根据本发明的具体技术方案，优选地，本发明的液晶机读防伪元件具有由同一种 胆甾型液晶材料形成(例如通过印刷形成)的至少两种区域，其中至少一种区域为重叠区 域或多重重叠区域，上述至少两种区域在相同检测角度(同一检测角度)的反射光的中心 波长组成第一编码信息，该第一编码信息随检测角度的变化而变化。根据本发明的具体技术方案，优选地，本发明的液晶机读防伪元件具有由至少两 种胆留型液晶材料形成的至少两种区域，不同区域(上述至少两种区域)在相同检测角度 的反射光的中心波长组成第一编码信息，该第一编码信息随检测角度的变化而变化。根据本发明的具体技术方案，优选地，本发明的液晶机读防伪元件具有由至少两 种胆留型液晶材料形成(例如通过套印)的至少三种区域，其中至少一种区域是由两种胆 甾型液晶材料形成的重叠区域，上述至少三种区域在相同检测角度的反射光的中心波长组 成第一编码信息，该第一编码信息随检测角度的变化而变化。根据本发明的具体技术方案，优选地，本发明的液晶机读防伪元件具有由至少两 种胆留型液晶材料形成(例如套印)的至少三种区域，其中至少一种区域是由至少两种胆 甾型液晶材料形成的多重重叠区域，在同一检测角度，上述至少三种区域在相同检测角度 的反射光的中心波长组成第一编码信息，该第一编码信息随检测角度的变化而变化。根据本发明的具体技术方案，优选地，本发明的液晶机读防伪元件中的至少一种 区域在至少一个检测角度反射光的中心波长位于可见光波段；更优选地，该区域为由至少 两种胆留型液晶材料形成的重叠区域或多重重叠区域。根据本发明的具体技术方案，优选地，本发明的液晶机读防伪元件中的至少一种 区域在至少两个检测角度反射光的中心波长位于可见光波段，并且不同检测角度反射光的 中心波长不同；更优选地，该区域为由至少两种胆留型液晶材料形成的多重重叠区域。在本发明的液晶机读防伪元件中，重叠区域是指由两层胆留型液晶材料层重叠形 成的区域，其中，形成上述两层胆留型液晶材料层的胆留型液晶材料可以相同，也可以不 同；多重重叠区域是指由三层以上的胆留型液晶材料层重叠形成的区域，其中，形成上述三 层以上的胆留型液晶材料层的胆留型液晶材料可以相同(包括完全相同和部分相同)，也 可以不同；单层区域是指仅由一层胆留型液晶材料层形成的区域。根据本发明的具体技术方案，优选地，本发明的液晶机读防伪元件具有由胆甾型 液晶材料形成的单层区域，并且在某个检测角度(或者说在至少一个检测角度)，该区域反 射光的中心波长位于肉眼不可见的红外或紫外电磁波波段。例如，本发明的液晶机读防伪 元件由至少两种不同的区域组成，不同区域反射光的中心波长组成的第一编码信息随检测 角度的变化而变化；在某个检测角度，某个单层胆留液晶区域反射光的中心波长位于肉眼 不可见的红外电磁波波段。或者，本发明的液晶机读防伪元件由至少两种不同的区域组成， 不同区域反射光的中心波长组成的第一编码信息随检测角度的变化而变化；在某个检测角 度，某个单层胆留液晶区域反射光的中心波长位于肉眼不可见的紫外区电磁波波段。
根据本发明的具体技术方案，优选地，本发明的液晶机读防伪元件具有至少三种 不同的区域，其中，至少一种区域为单层结构(即单层区域)，至少一种区域为双层重叠结 构(即重叠区域)，至少一种区域为多层重叠结构(即多重重叠区域)，在同一检测角度，上 述三种区域反射光的中心波长组成第一编码信息，随检测角度的变化，上述三种区域反射 光的中心波长组成的第一编码信息也发生变化；在不同检测角度，单层结构区域反射光的 中心波长优选位于肉眼不可见的红外电磁波波段或肉眼不可见的紫外区电磁波波段；优选 随检测角度由垂直角度变化到倾斜角度，双层重叠结构区域反射光的中心波长从肉眼不可 见的近红外电磁波波段变化到可见光波段，或从可见光波段变化到肉眼不可见的紫外区电 磁波波段；多层重叠结构区域的反射光优选为不同波长的可见光，即在至少两个检测角度， 多重重叠区域反射光的中心波长位于可见光波段，并且不同检测角度反射光的中心波长不 同。在本发明提供的液晶机读防伪元件中，具有相同的反射光中心波长的部分(即具 有相同防伪特征的部分)均可以被认为是属于由胆留型液晶材料形成的同一种区域，一种 区域可以包括一个部分，也可以包括多个部分。根据本发明的具体技术方案，优选地，在本发明的液晶机读防伪元件中，每一种区 域包括至少两个部分，不同区域的不同部分按照预定规律排列，各个部分反射光的中心波 长组成第一编码信息，随检测角度的变化，该第一编码信息也发生变化。上述预定规律是 指在液晶机读防伪元件中，对于不同的区域以及不同区域的不同部分进行设置时所依据的 规律或者说顺序；上述预定规律可以具有不同的形式或者顺序，本领域的技术人员可以根 据需要对其进行选择。不同区域的不同部分之间按照一定的规律排列，检测到的第一编码 信息不仅能够体现不同区域反射光的中心波长，还能够体现上述排列规律，从而形成“二 维”的第一编码信息，例如将反射光中心波长分别为A和B的两种区域间隔排列，所形 成的第一编码信息就可以具有类似“ABABAB”等的形式，既体现两种区域反射光的中心波 长，又体现不同部分之间的排列规律，根据预定规律的不同，上述第一编码信息还可以具有 “AABBAA”、“ABBAAB”等不同的形式；当将反射光中心波长分别为A、B和C的三种区域按照 预定规律排列时，可以形成类似“ABCABC”、“AABBCC”、“ABCCBA”等形式的编码信息。在本发明的液晶机读防伪元件中，不仅不同区域反射光的中心波长可以组成编码 信息，优选地，不同区域反射光的强度可以组成第二编码信息，该第二编码信息可以通过仪 器进行检测，使液晶机读防伪元件在具有第一编码信息的基础上，再结合第二编码信息，二 者可以组成多维编码信息。采用不同的左旋和右旋液晶材料进行叠加形成液晶区域，或者 调整液晶区域的厚度等参数均可以使液晶区域具有不同的反射光强度，通过对这一信息的 检测以及检验就可以得知防伪元件的真伪。根据本发明的具体技术方案，优选地，不同区域的不同部分可以以条码的形式存 在，并且该条码的宽度和/或间隔组成第三编码信息。通过将不同胆留型液晶材料形成的 不同区域的不同部分的形状进行设置，形成具有一定宽度和/或间隔的条码，以此制备得 到的液晶机读防伪元件，在第一编码信息之外，还可以通过仪器检测到上述条码的宽度和/ 或间隔，提供新的编码信息，实现多种编码信息在同一个防伪元件中的结合。根据本发明的具体技术方案，反射光的中心波长组成的第一编码信息、反射光的 强度组成的第二编码信息、条码的宽度和/或间隔组成的第三编码信息均可以通过现有的仪器进行检测，通过对检测到的编码信息的检验，就可以得知防伪元件的真伪。对于本发明 提供的液晶机读防伪元件，既可以对上述三种编码信息进行单独检验，也可以对其中两种 或者三种同时进行检验，检验得到的编码信息可以组成一种由两种或三种编码信息组成的 复合编码信息，可以称为“二维”或者“三维”编码信息。本发明提供的液晶机读防伪元件所使用的材料以及制备方法均可以是本领域 常用的材料和制备方法，例如，用于制作本发明的液晶机读防伪元件的液晶材料可以是 US6806930和W09855473等所公开的各种液晶材料，制备液晶预聚物时所使用的手性物质 可以是US2002076510和US6569356等中所公开的手性物质，将上述专利全文合并到此作为 参考。制备液晶预聚物时所使用的光引发剂可用Ciba-Geigy公司的IRGACURE系列产品，溶 剂可以根据液晶材料、手性物质和光引发剂的溶解性能选用合适的溶剂或混合溶剂。液晶 材料、手性物质和光引发剂之间应具有良好的相容性能，它们溶解于溶剂中组成的胆甾型 液晶预聚物溶液应具有良好的稳定性及适于涂布的较低粘度。胆留型液晶层反射光的波长 取决于液晶层中手性物质的含量，通过调节液晶层中手性物质的含量高低，可以比较方便 地调整胆留型液晶层反射光的波长至需要的电磁波范围，即不同的手性物质浓度对应不同 的反射光波长，这对于本领域一般技术人员来说属于公知的内容，比如近红外电磁波范围， 反射光的光谱图如图3所示。根据本发明的具体技术方案，优选地，本发明的液晶机读防伪元件还可以具有含 有至少一种机读材料的深色背景层，且至少部分深色背景层与至少部分由胆留型液晶材料 形成的区域上下重叠；更优选地，至少部分深色背景层与在至少一个检测角度反射光的中 心波长位于可见光波段的区域上下重叠。上述深色背景层可以是采用本领域任何常用的方 式形成，例如采用含有至少一种机读材料的深色油墨通过印刷(例如套印)的方式形成。根据本发明的具体技术方案，优选地，上述深色背景层所含有的机读材料包括硬 磁性材料，软磁性材料，红外吸收材料，红外反射材料和荧光材料等中的一种或几种。根据本发明的具体技术方案，优选地，上述深色背景层中所包含的机读材料包括 至少一种窄波红外吸收材料。例如，以含不同浓度的窄波红外吸收材料的多种深色油墨通 过套印形成外观颜色一致的深色背景层，深色背景层可以由不同的条码组成，条码的宽度 和间隔，以及不同条码对红外电磁波的吸收强度形成多维编码信息。上述窄波红外吸收材 料对红外电磁波吸收峰的半峰宽优选小于90nm，更优选地小于60nm。有关窄波红外吸收材 料的相关内容可参考中国专利申请200810057622. 2所公开的内容，将该专利申请全文合 并到此作为参考。根据本发明的具体技术方案，优选地，上述深色背景层中的机读材料包括多种窄 波红外吸收材料并且以套印的方式形成深色背景层，不同窄波红外吸收材料的吸收峰最大 值处的波长组成红外编码信息。该红外编码信息可以通过红外吸收仪等仪器进行检测，为 液晶机读防伪元件提供了反射光中心波长所组成的第一编码信息之外的防伪特征，丰富了 上述元件的防伪手段，同时两种不同性质的编码信息复合在一起，能够使该液晶机读防伪 元件更加难以被仿制。根据本发明的具体实施方案，优选地，本发明提供的液晶机读防伪元件中，各种胆 甾型液晶材料可以形成于一定的基材之上，所采用的基材可以是本领域中通常所使用的各 种基材；优选地，适于涂布胆留型液晶预聚物溶液的基材为塑料(例如PE、PP、PET、PS、PVC、
8BOPP等材质)，更优选地，本发明所采用的基材为透明基材。在制备本发明的液晶机读防伪 元件时，可以通过公知的涂布方式例如丝棒、照相凹版、柔版、胶印、丝网等将胆留型液晶预 聚物溶液及含机读材料的深色油墨分别涂布在透明塑料基材上；在合适的温度下干燥，然 后用紫外光将胆留型液晶层交联固化。本发明的液晶机读防伪元件尤其适用于有价值的物品防伪。在该液晶机读防伪 元件的液晶层和/或机读材料层(深色背景层)上还可设有保护层，利于提高防伪特征的 耐流通性能。为利于设置在需要防伪的物品上，该元件与物品结合的表面还优选设置胶粘 剂层，用于将元件与物品结合起来。作为优选方案，该防伪元件液晶层和深色背景层位于基 材的同侧。上述所使用的保护层和胶粘剂层材料可根据液晶材料和机读材料的具体特性确 定，优选水性胶粘剂。实施方式都可按照常规方法，例如涂布于相应层面。本发明还提供了一种设置有上述液晶机读防伪元件的有价物品。该有价物品可以 包括有价证照、商品标识或商品包装等。其中，上述有价证照包括钞票、股票、证书、支票、信 用卡、身份证、护照、入场券或机票等。根据本发明的具体技术方案，优选地，上述液晶机读防伪元件可以是以开窗安全 线、贴膜或贴标等方式设置于有价物品上，优选以贴膜或贴标等方式设置于有价物品上，便 于公众或专业部门对有价物品的真伪进行检测识别。综上所述，本发明提供的液晶机读防伪元件可以具有由胆留型液晶材料形成的不 同的区域，不同区域在相同检测角度的反射光的中心波长组成第一编码信息，并且该第一 编码信息还可以随检测角度的变化而变化。上述第一编码信息能通过紫外_可见-红外光 谱仪检测，能够避免未经授权的复制，从而消除了被伪造的可能。本发明提供的液晶机读防 伪元件实现了二线防伪特征与三线机读防伪特征的结合，能够尽可能地避免单一防伪措施 所带来的无法保证防伪元件的防伪效果的问题。本发明提供的液晶机读防伪元件在具有上述防伪特征的基础上，还可以结合随角 变色的光变防伪特征以及其他可以通过仪器机读识别的红外、紫外、磁性等二线防伪特征， 该液晶机读防伪元件既可以满足易于大众识别的要求，又能弥补单一的防伪措施不足以保 证防伪效果万无一失的不足，是一种将一线、二线以及三线防伪特征有机结合的液晶机读 防伪元件，而且其防伪效果难以通过其他手段进行冒充和仿制。


图1是胆甾液晶材料的螺旋结构示意图；图2是胆留型液晶层的反射光波长随观察角度的变化而变化的光谱图；图3是胆留型液晶层的反射光波长随观察角度的变化而变化的光谱图；图4是实施例1提供的液晶机读防伪元件的结构示意图；图5是实施例2提供的液晶机读防伪元件的结构示意图；图6是实施例3提供的液晶机读防伪元件的结构示意图；图7是实施例4提供的液晶机读防伪元件的结构示意图；图8是实施例5提供的液晶机读防伪元件的结构示意图；图9是实施例7提供的液晶机读防伪元件的结构示意图；图10是实施例8提供的液晶机读防伪元件的结构示意图。
具体实施例方式以下结合具体实施例对本发明的方案、特点和防伪功效进行示例性说明，但不对 本发明的实施范围构成任何限定。实施例1将US6806930中所述的三种向列相液晶预聚物材料(其结构式分别如式1_1、1_2 和1-3所示)、手性物质ST31L(其结构式如式II所示)、Ciba-Geigy公司的IRGACURE光 引发剂、苯甲醚、环戊酮相互混合，制成胆留型液晶溶液(各种材料的质量百分比范围如表 1所示)，其中手性物质占固体成分总量的3. 5wt. % ；用丝棒将上述胆甾型液晶溶液涂布在透明PET膜(基材层)1上，干燥除去溶剂， 在氮气气氛下用紫外光将干燥后的涂层固化，形成一层胆留型液晶层211 ；在该胆留型液晶层的局部再次涂布上述胆留型液晶溶液，同样干燥、固化涂层，形 成另一层胆留型液晶层212，两次涂布形成具有单层胆留型液晶层的单层区域11以及两层 胆甾型液晶层的重叠区域12，得到结构如图4所示的液晶机读防伪元件。式 I-I 式1-2
式1-3
式II
表1 在垂直检测角度，区域11反射波长为λ工的近红外电磁波，重叠区域12反射波长 为λ 2和λ ’ 2的红外电磁波，λ ρ λ 2和λ ’ 2组成第一编码信息；在倾斜检测角度，区域 11反射波长为λ 3的红外电磁波，重叠区域12反射波长为入4和人’4的红外电磁波，入3、 λ 4和λ ’ 4组成第一编码信息。随检测角度的变化，由λ ρ λ 2和λ ’ 2组成的第一编码信 息变化为λ 3、λ 4和λ ’ 4组成的第一编码信息。实施例2将实施例1中所使用的三种向列相液晶预聚物材料、US2002076510所述的手性 物质(其结构式见式III)、Ciba-Geigy公司的IRGA⑶RE光引发剂、苯甲醚、环戊酮相互混 合，制成胆留型液晶溶液，改变手性物质的浓度使其处于表1所示的含量范围中的较低的 部分，配制成胆留型液晶溶液1和胆留型液晶溶液2 ；通过照相凹版将这两种胆甾型液晶溶液1和2套印在BOPP基材(基材层)1上， 干燥，UV固化，构成胆甾型液晶层2，形成区域21和区域22 ；在BOPP基材的另一面套印硬磁油墨和软磁油墨，干燥后分别形成硬磁区域 (HM) 321和软磁区域(SM) 322，形成如图5所示的元件。在垂直检测角度，区域21反射波长为λ 5的红外电磁波，区域22反射波长为λ 6 的红外电磁波，入5和λ 6组成第一编码信息；在倾斜检测角度，区域21反射波长为入7的 红外电磁波，区域22反射波长为λ 8的红外电磁波，入7和λ 8组成第一编码信息，同时，硬 磁区域和软磁区域组成配对磁性编码信息。式III:
11 将实施例1中的三种向列相液晶预聚物材料、US6569356所提供的手性物质(其 结构式如式IV所示，改变手性物质的浓度处于表1所示的含量范围中的较低的部分)、 Ciba-Geigy公司的IRGA⑶RE光引发剂、丁酮、环戊酮相互混合，配制成胆甾型液晶溶液3和 4 ；通过照相凹版将胆甾型液晶溶液3和4套印在PET基材(基材层)1上，干燥，UV 固化，构成胆留型液晶层，形成区域31、32和33，其中，区域31为胆留型液晶溶液3形成的 单层区域，区域33为胆留型液晶溶液4形成的单层区域，区域32为两种胆留型液晶溶液3 和4形成的重叠区域；在胆甾型液晶层的同侧局部(区域32的表面)套印窄波红外吸收油墨a和b，形 成不同的深色背景区域331和332，构成深色背景层3，最终形成如图6所示的元件。在垂直检测角度，区域31反射波长为λ 9的近红外电磁波，区域32反射波长为 λ 1Q禾P λ，1Q的近红外电磁波，区域33反射波长为λ η的近红外电磁波，λ 9、λ 1(1、λ，10和 λ η组成第一编码信息；在倾斜检测角度，区域31反射波长为λ 12的近红外电磁波，区域32 反射波长为λ 13和λ ’ 13的混合可见光，比如红色的可见光，区域33反射波长为λ 14的近 红外电磁波，λ12、λ13、入，13和λ 14组成第一编码信息。随检测角度的变化，由λ9、λ10> λ，K1和λ η组成的第一编码信息变化为λ 12、λ 13、λ，13和入14组成的第一编码信息；该 元件从垂直角度观察时为无色，倾斜到某个角度时观察到区域32为红色，同时，深色背景 区域331和332中分别含有窄波红外吸收材料a和b，它们的吸收峰半峰宽均小于90nm，吸 收峰处的波长分别为入卩入)3，并且入3和Xb组成红外编码信息，同时深色背景区域331和 332的宽度也可以构成机读编码信息。式IV 实施例4将实施例1所示的向列相液晶预聚物材料(其结构式如I-I所示)、实施例3所述 的手性物质、Ciba-Geigy公司的IRGA⑶RE光引发剂、丁酮、环戊酮相互混合，配制成具有不 同的手性物质浓度的胆留型液晶溶液5、6和7 ；将这三种胆留型液晶溶液通过照相凹版套印在PET基材(基材层)1上，干燥，UV 固化，构成胆留型液晶层，形成区域41、42和43，其中区域42为两种胆留型液晶溶液5、6形 成的重叠区域，区域43为三种胆留型液晶溶液5、6和7形成的多重重叠区域；在胆留型液晶层的同侧局部套印不同浓度的窄波红外吸收油墨，形成深色背景区 域341和342，构成深色背景层3，最终形成如图7所示的元件。在垂直检测角度，区域41反射波长为λ 15的近红外电磁波，区域42反射波长为 λ 16和λ，16的近红外电磁波，区域43反射波长为λ 17、λ，17和λ ”17的混合可见光，比如 红色光，λ 15、λ 16、λ，16、λ 17、λ，17和λ，，17组成第一编码信息；在倾斜检测角度，区域41 反射波长为λ 18的近红外电磁波，区域42反射波长为λ 19和λ ’19的混合可见光，比如红色 的可见光，区域43反射波长为λ 2(1、λ，20和λ ”20的可见光，比如橙色光，λ 18、λ 19、λ，19、 λ 2(1、λ，20和λ ”20组成第一编码信息。随检测角度的变化，由λ 15、λ 16、λ，16、λ 17、λ，17 和λ，，17组成的第一编码信息变化为λ 18、λ 19、λ，19、λ 2(1、入，20和入，，20组成的第一编码 信息；该元件从垂直角度观察时区域43反射红色光，倾斜到某个角度时区域42反射红色 光，区域43反射橙色光，同时，深色背景区域341和342中分别含有不同含量的窄波红外吸 收材料a，区域341和342彼此的宽度及吸收强度组成二维编码信息。实施例5将实施例1所述的胆留型液晶溶液满版印刷在PET基材(基材层)1上，干燥、UV 固化，形成第一胆留液晶层251 ；在第一胆留液晶层251表面局部印刷上述胆留型液晶溶液，干燥、UV固化，形成第 二胆留液晶层252;在第二胆留液晶层表面252局部印刷上述胆留型液晶溶液，干燥、UV固化，形成第 三胆留液晶层253;然后在第三胆留液晶层253表面套印对不同红外电磁波的吸收具有明显反差的 深色红外油墨A和B，形成深色背景区域351和352，构成深色背景层3，其中红外油墨A中 含有荧光材料，构成如图8所示的元件；其中，仅由第一胆留液晶层251形成的区域51为单层区域，由第一胆留液晶层251和第二胆留液晶层252形成的区域52为重叠区域，由三层 胆甾液晶层形成的区域53为多重重叠区域。 在垂直检测角度，区域51反射波长为λ 21的近红外电磁波，区域52反射波长为 入22禾P λ，22的近红外电磁波，区域53反射波长为λ23、人，23和λ ”23的近红外电磁波， λ 21、λ 22、λ，22、λ 23、λ，23和λ ”23组成第一编码信息；在倾斜检测角度，区域51反射波 长为λ 24的近红外电磁波，区域52反射波长为λ 25、λ ’25的近红外电磁波，区域53反射波 长为λ26、λ，26禾口 λ ”26的可见光，比如红色光，λ24、λ25、λ，25、λ26、，26禾口入”26组成第 一编码信息；随检测角度的变化，由λ 21、λ 22、λ，22、λ 23、λ，23和λ ”23组成的第一编码 信息变化为λ 24、λ 25、λ，25、λ 26、λ，26和λ ”26组成的第一编码信息，且在倾斜角度，可观 察到区域3反射红色的可见光。 红外吸收油墨A中含有对S波段的红外电磁波有较强吸收的红外材料Α，油墨B中 含有对S波段的红外电磁波有较强反射的红外材料B ;Α对T波段的红外电磁波有较强的反 射，B对T波段的红外电磁波有较强的吸收。在红外识别仪的S波段可观察到区域351的 成像信息，在T波段可观察到区域352的成像信息；在紫外灯下可观察到区域351被激发出 可见光。实施例6如实施例3所述将胆留型液晶溶液3和4通过照相凹版套印在BOPP基材(基材 层)1上，干燥，UV固化，构成胆甾型液晶层2，形成区域21和区域22 ；在BOPP基材的另一 面套印硬磁油墨和软磁油墨，干燥后分别形成硬磁区域(ΗΜ)321和软磁区域(SM)322，形成 如图5所示的元件。在垂直检测角度，区域21反射波长为λ 5的近红外电磁波，区域22反射波长为入6 的可见光区的电磁波，λ 5和λ 6组成第一编码信息；在倾斜检测角度，区域21反射波长为 λ 7的可见光区的电磁波，区域22反射波长为λ8的紫外区电磁波，入7和λ8组成第一编码 信息；随检测角度的变化，由入5和λ 6组成的第一编码信息变化为入7和λ8组成的第一编 码信息，且在垂直角度，可观察到区域22反射蓝色的可见光，在倾斜角度，可观察到区域21 反射红色的可见光；同时，硬磁区域和软磁区域组成配对磁性编码信息。实施例7将实施例3所示的胆留型液晶溶液3和4通过照相凹版套印在PET基材(基材 层)1上，干燥，UV固化，构成胆甾液晶层2，形成区域71和72，其中区域71由711、712和 713三部分组成，区域72由721、722和723三部分组成，在基材PET的另一面印刷深色的磁 性油墨，形成深色背景层3，构成如图9所示的元件。在垂直检测角度，区域71反射波长为λ 9的红外电磁波，区域72反射波长为入n 的红外电磁波，入9和λ η组成第一编码信息，并呈现X9-X11-X9-X11-X9-X11的排列规 律；在倾斜检测角度，区域71反射波长为λ 12的红外电磁波，区域72反射波长为λ 14的红 外电磁波，λ 12和λ 14组成第一编码信息，并呈现λ12-λ14-λ12-λ14-λ12-λ14的排列规律； 随检测角度的变化，由入9和λ η组成的第一编码信息变化为λ12和λ 14组成的第一编码 信息；同时，通过检测区域71的711、712和713三部分的宽度(或检测区域72的721、722 和723三部分的宽度)构成第三编码信息，检测711与712的间隔721及712与713的间 隔722也同时构成第三编码信息；通过磁性检测仪可检测到深色背景层的磁性信息。
实施例8将实施例1所述的三种向列相液晶预聚物材料(其结构式分别如式1-1、1-2和 1-3所示)、手性物质ST31L(其结构式如式II所示)、Ciba-Geigy公司的IRGACURE光引发 剂、苯甲醚、环戊酮相互混合，手性物质的浓度处于表1所示的含量范围中的较高的部分， 制成左旋胆留型液晶溶液8 ；同时配制右旋胆留型液晶溶液9，左旋胆留型液晶溶液8和右 旋胆留型液晶溶液9中所有物质的浓度相同，只是其中所含的手性物质互为左右对映体。通过照相凹版将左旋胆甾型液晶溶液8印刷在透明PET (基材层)1的一面，在PET 的另一面套印右旋胆留型液晶溶液9和实施例2所述的胆留型液晶溶液1，形成如图10所 示的元件，其中区域811为左旋胆留型液晶溶液8印刷而成的单层胆留层(单层区域)，区 域821为左旋胆留型液晶溶液8和右旋胆留型液晶溶液9印刷而成的双层胆留层(重叠区 域)，区域830为胆留型液晶溶液1印刷而成的单层胆留层(单层区域)；然后用深色的对 不同红外电磁波的吸收具有明显反差的深色红外油墨B印刷阴文文字，形成深色背景层3。在垂直检测角度，区域811和区域821反射波长为λ 27的紫外电磁波，区域830反 射波长为入5的红外电磁波，入5和λ27组成第一编码信息；在倾斜检测角度，区域811和区 域821反射波长为λ 28的紫外电磁波，区域830反射波长为λ 7的红外电磁波，入7和λ28 组成第一编码信息。区域821为左旋胆留型液晶溶液8和右旋胆留型液晶溶液9印刷而成 的双层胆甾区域，反射光的强度比单层结构的胆甾区域811高，区域811和区域821反射光 的强度组成第二编码信息。油墨B中含有对S波段的红外电磁波有较强反射的红外材料B， B对T波段的红外电磁波有较强的吸收。在红外识别仪的S波段无成像信息，在T波段可观 察到阴文文字的成像信息。实施例9在实施例2提供的液晶机读防伪元件的液晶层表面涂布保护层，在深色背景的表 面涂布胶粘层；然后将该液晶机读防伪元件分切成贴膜，并粘贴到钞票纸中。其中，元件表 面的保护层可有效保护液晶信息层在流通过程中的耐性；在垂直检测角度，不同区域反射 不同波长的红外电磁波组成编码信息，在倾斜检测角度，不同区域反射出的红外电磁波波 长发生改变，因此组成的编码信息也随之发生变化；同时，通过磁性检测仪可检测到硬磁区 域和软磁区域组成的磁性编码信息。
权利要求
一种液晶机读防伪元件，其特征在于，该液晶机读防伪元件具有由胆甾型液晶材料形成的至少两种区域，所述至少两种区域在相同检测角度的反射光的中心波长组成第一编码信息，该第一编码信息随检测角度的变化而变化。
2.如权利要求1所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，该液晶机读防伪元件具有由 至少两种胆留型液晶材料形成的至少两种区域，所述至少两种区域在相同检测角度的反射 光的中心波长组成第一编码信息。
3.如权利要求2所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，该液晶机读防伪元件具有由 至少两种胆留型液晶材料形成的至少三种区域，其中至少一种区域是由两种胆留型液晶材 料形成的重叠区域，所述至少三种区域在相同检测角度的反射光的中心波长组成第一编码 fn息ο
4.如权利要求2所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，该液晶机读防伪元件具有由 至少两种胆留型液晶材料形成的至少三种区域，其中至少一种区域是由至少两种胆留型液 晶材料形成的多重重叠区域，所述至少三种区域在相同检测角度的反射光的中心波长组成第一编码信息。
5.如权利要求1-4任一项所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，至少一种所述区域 在至少一个检测角度反射光的中心波长位于可见光波段。
6.如权利要求5所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，所述在至少一个检测角度反 射光的中心波长位于可见光波段的区域是由至少两种胆留型液晶材料形成的重叠区域或者多重重叠区域。
7.如权利要求4所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，所述多重重叠区域在至少两 个检测角度反射光的中心波长位于可见光波段，并且不同检测角度反射光的中心波长不 同。
8.如权利要求1所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，该液晶机读防伪元件具有由 同一种胆留型液晶材料形成的至少两种区域，其中至少一种区域为重叠区域或多重重叠区 域，所述至少两种区域在相同检测角度的反射光的中心波长组成第一编码信息。
9.如权利要求1-8任一项所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，该液晶机读防伪元 件具有由胆留型液晶材料形成的单层区域，并且在某一检测角度，该区域反射光的中心波 长位于肉眼不可见的红外或紫外电磁波波段。
10.如权利要求1-4任一项所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，每一种所述区域包 括至少两个部分，不同区域的不同部分按照预定规律排列，各个部分反射光的中心波长组 成第一编码信息。
11.如权利要求10所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，不同区域的不同部分以条 码的形式存在，并且该条码的宽度和/或间隔组成第三编码信息。
12.如权利要求1-4任一项所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，不同区域反射光的 强度组成第二编码信息。
13.如权利要求1或5所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，该液晶机读防伪元件还 具有含有至少一种机读材料的深色背景层，且至少部分深色背景层与至少部分由胆留型液 晶材料形成的区域上下重叠。
14.如权利要求13所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，所述至少部分深色背景层与在至少一个检测角度反射光的中心波长位于可见光波段的区域上下重叠。
15.如权利要求13所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，所述机读材料包括硬磁性 材料、软磁性材料、红外吸收材料、红外反射材料和荧光材料中的一种或几种。
16.如权利要求13或15所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，所述机读材料包括至 少一种窄波红外吸收材料。
17.如权利要求16所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，所述窄波红外吸收材料对 红外电磁波的吸收峰的半峰宽小于90nm。
18.如权利要求17所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，所述窄波红外吸收材料对 红外电磁波的吸收峰的半峰宽小于60nm。
19.如权利要求16所述的液晶机读防伪元件，其特征在于，所述机读材料包括多种窄 波红外吸收材料并且以套印的方式形成深色背景层，不同窄波红外吸收材料的吸收峰最大 值处的波长组成红外编码信息。
20.一种设置有液晶机读防伪元件的有价物品，其特征在于，所述液晶机读防伪元件为 权利要求1-19任一项所述的液晶机读防伪元件。
21.如权利要求20所述的有价物品，其特征在于，该有价物品包括有价证照、商品标识 或商品包装。
全文摘要
本发明涉及一种液晶机读防伪元件，其具有由胆甾型液晶材料形成的至少两种区域，所述至少两种区域在相同检测角度的反射光的中心波长组成第一编码信息，该第一编码信息随检测角度的变化而变化。上述第一编码信息能够通过仪器检测，能够避免未经授权的复制，从而消除了被伪造的可能。该液晶机读防伪元件实现了二线防伪特征与三线机读防伪特征的结合，能够尽可能地避免单一防伪措施所带来的无法保证防伪元件的防伪效果的问题。同时，在上述防伪特征的基础上，该液晶机读防伪元件还可以结合随角变色的一线光变防伪特征以及其他可以通过仪器机读识别的红外、磁性、紫外等二线防伪特征。本发明还提供了一种设置有上述液晶机读防伪元件的有价物品。
文档编号G02F1/137GK101930141SQ20091008743
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月25日 优先权日2009年6月25日
发明者刘卫东, 周基炜, 柯光明, 王斌, 邓德斌, 陈海波, 黄小义 申请人:中国人民银行印制科学技术研究所;中国印钞造币总公司