专利名称：安全显示组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及安全显示组件，及诸如智能卡的包括这样的安全显示 组件的安全产品。
背景技术：
众所周知的是为诸如信用卡、驾驶执照、身份证等物品提供以防 止伪造。安全特征例如可以是提供全息图像的全息图，其中在物品表 面上提供全息图。同时，智能卡技术日益增加地用于信用卡、驾驶执 照、身份证等。现在，智能卡还能够包括显示器，其中显示器用于显 示宽范围的信息内容，取决于智能卡的具体应用。然而，在智能卡中，可用的空间相当有限并且卡的物理大小通常 是标准化的。显示器的集成将因此与现存的卡的信息和设计相冲突， 而且可能就是难于在智能卡上为诸如显示器、用于控制显示器的接 口、安全特征、智能卡芯片、标志和其它印刷的信息等的所有必需物 品找到空间。此外，对任何人而言，向/从诸如身份证或信用卡的物 品附着表面安装的全息图以生产赝品相对容易。发明内容本发明的目的是要克服这些问题中的至少一个，并提供改进的安 全特征，该安全特征尤其适合与智能卡接合使用。使用根据所附权利要求的组合的安全特征和显示器('安全显示组 件')、及包括这种安全显示组件的安全产品实现将从下述描述变得明 显的这些和其它目的。根据本发明的一方面，提供了安全显示组件，包括用于提供显示 器图像的显示器和用于提供全息图像的全息图，其中将全息图集成到 显示器，并且全息图占有与显示器基本相同或更小的区域。
将全息图集成到显示器使得难于在不损伤或毁坏全息图和/或显 示器的情况下去除全息图，这提高了安全性。这也节省了安全显示组 件要连接到的产品上的宝贵空间，尤其在标准信用卡大小的智能卡 上。此外，它使得伪造更难，仅仅因为将全息图集成到显示器比现有 技术中仅将全息图置于产品上的其它地方更难。当全息图集成到显示器时，全息图能够位于显示器内，在显示器 的光学堆或层结构中。此外，全息图能够基本覆盖显示器的整个区域， 即与显示器具有同样大小，或覆盖显示器区域的部分。在一个实施例中，对准显示器和全息图，以便显示的图像和全息图像形成组合的图像。也就是说，观察者应当感觉到(experience) 显示器图像和全息图像为一个完整的图像。组合的图像提高了安全 性，因为在真实的(authentic)装置中用户应当在显示器上看到显示 器图像和全息图像二者。还有，对准质量将确认被提供安全显示组件的产品的真实性。当显示信息时，它还提供优点，例如显示器图像的 内容能够与全息图像的内容匹配。为了在所有相关视角最佳地发生对准，全息图和显示器的"图像 形成层"或电光有源层(例如，当电驱动时光学特性变化的层)之间 的距离应该最小化。因此，在一个实施例中，全息图位于显示器的图 像形成层最近处，即，非常靠近显示器的图像形成层。"图像形成层" 能够例如是液晶显示器里的液晶层。优选地，全息图和图像形成层之 间的距离等于或小于显示元件的大小。显示元件例如可以是像素、图 块、图标等。全息图和图像形成层之间的距离例如可以等于显示元件 大小的10%-70%。在另一个实施例中，安全显示组件还包括全息层，全息层适于在 预定范围和方向内将朝该层进入的光聚焦。以这种方式，能够提高在 某方向上显示器的亮度。优选地，全息层适于在有限的预定视野范围 内提高显示器的亮度。注意，在电泳显示器中，仅当来自显示器的光 是用作形成全息图的光时，即当使用透射全息图时，这才是可能的。 这提高了此视野范围内显示器的可读性。同时，视野范围外的其它角 度的亮度将降低。对从视野范围外观察显示器的任何旁观者这减小了
显示器的可读性，这反过来提高了安全显示组件的安全性(尤其对具有Lambertian类型观察的显示器，比如电泳显示器，这是重要的优 点)。例如，某人能够在提供了安全显示组件的他的银行智能卡上检 查结余，而不会有站在他旁边的任何旁观者看到安全显示组件上的信 息。优选地，集成全息层与提供全息图像的全息图。也就是说，安全 显示组件的全息图提供全息图像和亮度改善功能。优选地，安全显示组件的显示器是反射显示器。诸如智能卡的方 便地结合了安全显示组件的产品通常是非常低功率的产品，使得反射 显示器适合。在反射显示器中，来自观察者侧的入射光(诸如室内照 明或太阳光的外部光)由反射器通过图像形成层朝观察者反射回或由 象在电泳显示器中的电光层散射。能够将全息图置于显示器的图像形成层前面。也就是说，朝向观 察显示器的观察者。可选地，全息图能够置于显示器的图像形成层后 面。安全装置中的显示器能够例如是液晶显示器(比如TN、STN、IPS、 VAN、 CTLC、双稳态扭转、分层LCD等)、电泳显示器(比如E-ink)、 电致变色显示器、电致发光显示器(比如OLED)、或电润湿显示器。根据本发明的另一方面，提供了诸如智能卡的安全产品，包括如 上描述的安全显示组件。该安全产品提供与以先前讨论的发明的方面 获得的优点相似的优点。例如，当将全息图集成到显示器时，全息图 位于安全产品上与显示器基本相同的的区域，几乎不占据产品表面上 的空间。
现在将参照显示本发明当前优选实施例的附图详细描述本发明的 这些和其它方面。图1是根据本发明实施例的安全显示组件的正视图；图2示出包括根据本发明的安全显示组件的智能卡；图3a-3c示意性地在横截面示出包括液晶显示器的安全显示组件；图4是包括电泳显示器的安全显示组件的示意性横截面视图；以
及图5示意性地示出根据本发明另一实施例的安全显示组件的输出。
具体实施方式
图1是根据本发明的实施例的安全显示组件10的正视图。安全显 示组件10包括显示器12和全息图14，该全息图被集成到显示器。 因为全息图14被集成到显示器12并且不延伸到显示器外面的区域， 它不占据它被提供到的产品上的不必要的空间。在图1中，显示器12产生文本16，而全息图14以全息图像的形 式提供符号18。通过将全息图靠近显示器的图像形成层设置，并相 对显示器的有源区对准全息图，形成组合的图像，如图1所示。也就 是说，在图1中，显示器图像和全息图像叠加。在例如具有文本和符号的标志的情况下，显示器图像和全息图像 一起形成完整的标志，如图1中所示。然而，存在能够使用的显示器 图像和全息图像的多种其它组合。例如，能够由对应的全息图像突出 由显示器显示的图标。图2示出包括根据本发明的安全显示组件10的智能卡20。智能 卡20优选地是标准信用卡大小，且安全显示组件10包括显示器和集 成的全息图，如上。当全息图被集成到显示器时，全息图位于智能卡 表面上基本与显示器相同的区域，由此节省了智能卡上的有价值的空 间。此外，与全息图像相互作用的任何显示器图像或文本可以被安全 地存储在智能卡处理器上。智能卡能够被编程，以使得例如在智能卡 开启和/或关闭、和/或按下按钮或按钮组合时，补充全息图像的显示 器文本变得可见。'图3a是包括STN液晶显示器12的安全显示组件10的示意性横 截面视图。显示器12包括液晶层22，该液晶层构成显示器的主图像 形成层。液晶显示层22插于显示器基板24a和24b之间。在基板24b 后面，提供了金属化反射器26，并且在基板24a的前面，提供了延 迟器28，并且在延迟器28前面，提供了起偏器30。这些元件形成了
本领域技术人员所知的标准反射液晶显示器的部分。安全显示组件IO还包括全息图14。全息图14置于显示器内，插 于延迟器28和显示器基板24a之间。这样，在图3a中，全息图位于 液晶显示层22前面，在液晶显示层22和观察者之间。图3a中的全 息图14是透明全息膜，其具有反射全息重构，即反射全息图。在安全显示组件IO工作时，部分外部入射到显示器上的光由反射 全息图14朝入射光的同侧衍射，由此全息图14提供由全息视野锥 32表示的全息图像。没有被全息图衍射的入射光部分是显示器12的 通常光路的部分，由此显示器12提供由主显示视野锥(dominant display viewing cone) 34表示的显示器图f象。图3b是根据发明的另一实施例的安全显示组件10的示意性横截 面视图。图3b的安全显示组件与图3a的相似，只是全息图位于液晶 层22后面(即在显示器结构的背面)，在基板24b和金属化反射器 26之间。应当注意，可以集成全息图和反射器，从而形成全息反射 器。此外，可以叠加全息图像和显示器图像，如例如图3b中所示。然 而，全息图像能够被调整为在特定视角是可见的。这样，可能将全息 图像32导引到与显示器图像的主视野方向34不同的方向上。这使得 能够实现全息图像和显示器图像的视觉的分离，图3c中示出了其示 例。这样，由全息图像衍射的光与安全显示组件中没有被衍射的光具 有不同的路径。在图3a中，衍射光没有朝液晶层22和基板24a和24b 进入，而在图3b中，衍射光没有在金属化反射器26被反射。因此， 根据设计，衍射光的偏振态能够在显示器的顶部在起偏器处变得与非 衍射光的偏振态不相同。结果，全息图像能够总是可见的，甚至当显 示器图像是黑色的时候(非衍射光被起偏器吸收的情况下)。全息图 像在显示器的黑暗状态下将是可见度最佳的。例如，如果显示器是常 黑的(NB)，则当显示器关闭时全息图将是容易看见的。或者，通过调整全息图和显示器中电光层的状态/开关效果的组 合，能够将全息图的可见性调整为这样的效果在显示器的黑暗状态
或在显示器的明亮状态全息图变得更可见或更不可见。获得的变化可 以从完全可见调整到(几乎)不可见。例如，偏振灵敏的或偏振选择的全息图能够用于液晶显示器的光 路内部。如上所述，在黑色状态下，正常反射的光将被在显示器的顶部的起偏器吸收。然而能够调节(adapted)偏振敏感的或偏振选择的 全息图以便由全息图衍射的光具有与没有被全息图衍射的反射光不 同的某种偏振。这种衍射的光将因此不被起偏器吸收，并且当显示器 图像暗的时候全息图像将是清楚可见的。另一方面，在显示器的明亮 状态，入射到全息图像上的光与在显示器的黑暗状态下全息图像上的 入射光具有不同的偏振方向。偏振选择的全息图(polarization selectivehologram)能够被调整为不衍射此光，所以它在偏振方向上不发生改 变。因此，在显示器的明亮状态没有全息图像形成。为了全息图像18和显示器图像16相互作用，如图1中所示，需 要对准全息图和显示器。为使此对准在所有相关视角最佳地发生，将 全息图和图像形成层(图3a和3b中的液晶层22)之间的距离最小 化是重要的。这样，全息图应当靠近图像形成层放置。优选地，全息 图和图像形成层之间的距离等于或小于显示器元件的大小。此外，在LCD的情况下，如果显示器图像，例如图l中的文本， 是明亮的，此光看似来自显示器背面的反射器。因此，为了达到最佳 对准，应当如图3b所示将全息图置于反射器附近。另一方面，如果 文本是白色背景上的黑色，此文本看似形成在显示器的顶部的起偏器 上。因此，应当如图3a所示将全息图14置于起偏器附近。在文本是白色背景上的彩色、彩色背景上的黑色、或黑色背景上的彩色的情况 下，类似地推得全息图像的最佳位置。作为如图3a中和3b中具有反射全息重构的全息图的另一选择， 能够使用具有透射全息重构(reconstruction)的全息图，即透射全息 图。如果全息图是透射全息图，则衍射光将与非衍射光类似地(虽然 以另外的角度)通过显示器。因此，当显示器切换到器黑暗状态时， 此衍射光也将被吸收。这使得黑暗文本可以叠加在也包含全息图像的 白色环境上。同样地，文本的可读性(对比度)不受附加的全息图像
的影响。还有，此特征能够用于从全息图像减去信息以提供新的全息 -非全息图像组合。图4是包括电泳显示器52的安全显示组件50的示意性的横截面 视图。显示器52包括电泳介质层56，电泳介质层构成显示器的主图 像形成层。电泳介质层56插于显示器基板58a和58b之间。在基板 58a前面，提供了阻挡膜(barrier film) 60以保护电泳介质层56和基 板58a和58b。这些元件形成本领域技术人员所知的标准电泳显示器 的部分。安全显示组件50还包括全息图54。全息图54插于阻挡膜60和 显示器基板58a之间。这样，在图5中，全息图54位于图像形成层 (即电泳介质层56)的观察者一侧。因为电泳显示器通常是反射散 射装置，所以图5中的全息图54是工作于从显示器散射的光上的反 射全息图或透射全息图。在安全显示组件50工作时，由全息图54提供的局部衍射的光将 被作为叠加在由显示器52提供的显示器图像(如主显示器视野锥64 所示)上的全息图像(如全息视野锥62所示)由观察者看到。可选地，根据本发明的安全显示组件能够包括全息亮度改善层。 此全息层或膜收集来自所有方向的光并将其在特定范围和方向内聚 焦，从而提高在此范围和方向内显示器的亮度。根据本发明的实施例， 将全息图亮度改善层与提供全息图像的全息图集成。也就是说，全息 图提供全息图像和亮度改善功能。全息层优选地在有限的预定视野范围内提高显示器的亮度，这提 高了在此视野范围内显示器的可读性。同时，对视野范围外的其它角 度亮度可以降低，对从视野范围外观察显示器的任何旁观者减小了显 示器的可读性。这在图5中示意性地示出，其中36表示具有提高的 亮度的主显示器视野锥，38表示全息视野锥，40表示具有低亮度的 区域。这样，从视野范围36和38以外的倾斜角观察显示器的任何旁 观者看到少的信息或看不到信息。在因为安全原因应当限制视野范围 的具有宽的视野范围的显示器中以这种方式使用全息层尤其有用。本领域技术人员应认为本发明绝不限于上述优选实施例。相反， 在所附权利要求范围内的许多修改和变形是可能的。例如，即使上述 示例分别示出了液晶显示器和电泳显示器，但能够在根据本发明的安 全显示组件中使用许多其它类型的显示器。
权利要求
1、一种安全显示组件(10；50)，包括显示器(12；52)，用于提供显示器图像；及全息图(14；54)，用于提供全息图像，其中将所述全息图集成到所述显示器中，并且所述全息图占据与所述显示器基本相同或更小的区域。
2、 如权利要求1所述的安全显示组件，其中，所述显示器和全 息图是对准的，以便所述显示器图像和全息图像形成组合的图像。
3、 如权利要求1或2所述的安全显示组件，其中，所述全息图靠近所述显示器的图像形成层设置。
4、 如权利要求3所述的安全显示组件，其中，所述全息图和所 述显示器的所述图像形成层之间的距离等于或小于显示元件的尺 寸。
5、 如权利要求1所述的安全显示组件，还包括适于在预定范围 和方向内汇聚朝所述层进入的光的全息层。
6、 如权利要求5所述的安全显示组件，其中，将所述全息层与 所述全息图集成。
7、 如前述权利要求中的任一项所述的安全显示组件，其中，所 述显示器具有取决于电光开关层如何影响所述显示组件中的光的黑 暗状态和明亮状态，并且其中，所述全息图适于选择性地与所述光 相互作用，以便使所述全息图的可见性在所述状态之一得到提高而 在所述状态的另 一状态被降低。
8、 如权利要求7所述的安全显示组件，其中，所述全息图是偏 振选择的。
9、 如权利要求1所述的安全显示组件，其中，所述显示器是反 射显示器。
10、 如权利要求1所述的安全显示组件，其中，所述全息图置于 所述显示器的所述图像形成层前面。
11、 如权利要求1所述的安全显示组件，其中，所述全息图置于 所述显示器的所述图像形成层后面。
12、 如权利要求1所述的安全显示组件，其中，所述显示器是从 此组选择的显示器液晶显示器、电泳显示器、电致变色显示器、 电致发光显示器、及电润湿显示器。
13、 一种安全产品，包括如权利要求1到12中的任一项所述的 安全显示组件(10; 50)。
14、 如权利要求13所述的安全产品，其中，所述安全产品是智 能卡(20)。
全文摘要
本发明涉及安全显示组件(10；50)，包括用于提供显示器图像的显示器(12；52)及用于提供全息图像的全息图(14；54)。所述全息图集成到所述显示器，并且占有与所述显示器基本相同或更小的区域。将全息图集成到显示器使得伪造提供有安全显示组件的产品更困难。它还节省提供有安全显示组件的产品上的空间。本发明还涉及包括这种安全显示组件的智能卡(20)。
文档编号G02F1/1333GK101213484SQ200680024356
公开日2008年7月2日 申请日期2006年6月28日 优先权日2005年7月5日
发明者H·贾格特, P·J·斯里克维尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司