Фотоннокристалічний захисний пристрій

1. Оптично змінюваний захисний пристрій, який містить фотонний кристал, для якого падаюче світло, що приймається кристалом, вибірково відбивається або пропускається кристалом для одержання першого оптично змінюваного ефекту, що спостерігається по першій множині напрямків, і падаюче світло, що приймається кристалом, вибірково відбивається або пропускається кристалом для одержання оптичного ефекту, що спостерігається по другій множині напрямків, яка відрізняється від першої множини напрямків. 2. Пристрій за п. 1, в якому фотонний кристал має повну або часткову заборонену зону, яка не має обертальної симетрії навколо нормалі до його поверхні. 3. Пристрій за п. 1 або 2, в якому оптичний ефект, що спостерігається по другій множині напрямків, являє собою другий оптично змінюваний ефект. 4. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який містить фотонний кристал, в якому вказані перший і другий оптичні ефекти залежать від орієнтації кристала відносно падаючого світла. 5. Пристрій за п. 4, в якому кожний оптично змінюваний ефект є функцією кута спостереження відносно кристала. 6. Пристрій за будь-яким з пп. 3-5, в якому пристрій влаштований так, що ефекти видимі неозброєним оком людини-спостерігача. 7. Пристрій за будь-яким з пп. 3-6, в якому частина одного або більше оптично змінюваних ефектів 2 (19) 1 3 94474 4 20. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який додатково містить шар розсіяння. 21. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який додатково містить оптично поглинаючий матеріал, передбачений у вигляді одного або більше шарів, нанесених на пристрій. 22. Пристрій за п. 21, в якому поглинаючий матеріал є вибірково поглинаючим при світлових довжинах хвиль. 23. Пристрій за п. 21 або 22, в якому поглинаючий матеріал являє собою друкарську фарбу або барвник. 24. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому елемент додатково містить металізований шар. 25. Пристрій за п. 24, в якому металізований шар вибірково деметалізований на ряді ділянок. 26. Пристрій за п. 24 або 25, в якому пристрій додатково містить шар резисту на металізованому шарі. 27. Пристрій за пп. 24-26, в якому вказаний металізований шар або шар резисту скомпонований у вигляді знаків. 28. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому пристрій пристосований бути машинозчитуваним. 29. Пристрій за п. 28, в якому щонайменше один шар пристрою або фотонний кристал додатково містить машинозчитуваний матеріал. 30. Пристрій за п. 28, в якому пристрій додатково містить окремий шар, який містить машинозчитуваний матеріал. 31. Пристрій за п. 29 або 30, в якому машинозчитуваний матеріал являє собою магнітний матеріал. 32. Пристрій за будь-яким з пп. 28-31, в якому машинозчитуваний матеріал містить матеріал, який реагує на зовнішню дію. 33. Пристрій за будь-яким з пп. 28-32, в якому машинозчитуваний матеріал є, по суті, прозорим. 34. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який додатково містить оптично поглинаючий матеріал, сформований всередині кристалічної структури. 35. Пристрій за будь-яким з пп. 1-33, який додатково містить наночастинки всередині кристалічної структури. 36. Пристрій за п. 35, в якому фотонний кристал додатково містить наночастинки, розподілені в кристалі, по суті, рівномірно, так, що кожна частина кристала проявляє, по суті, той самий оптичний ефект. 37. Пристрій за п. 35, в якому фотонний кристал додатково містить наночастинки, розподілені в кристалі, по суті, неоднорідно, так, що різні частини кристала проявляють, по суті, різний оптичний ефект. 38. Пристрій за п. 37, в якому наночастинки розподілені відповідно до градієнта концентрації. 39. Пристрій за п. 37, в якому наночастинки розподілені в ряді зон, які мають різні концентрації. 40. Пристрій за будь-яким з пп. 35-39, в якому наночастинки являють собою наночастинки вуглецевого матеріалу. 41. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому пристрій пристосований для одержання прихованого зображення, яке є вибірково видимим згідно з кутом зору. 42. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому поверхня фотонного кристала оброблена тисненням виступаючими структурами. 43. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому поверхня фотонного кристала задрукована зверху. 44. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому захисний пристрій додатково містить голограму. 45. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому фотонний кристал передбачений у вигляді полімерної плівки. 46. Документ, що захищається, який містить захисний пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому захисний пристрій приклеєний до документа, що захищається, або, по суті, міститься всередині документа, що захищається. 47. Документ, що захищається, за п. 46, в якому захисний пристрій вміщений в межах вікна документа так, щоб забезпечити прийом падаючого світла поверхнями кристала на кожному з протилежних лицьових боків документа. 48. Документ, що захищається, за п. 46 або п. 47, в якому захисний пристрій передбачений у формі, вибраній з групи, яка включає захисну нитку, захисне волокно, захисну накладку, захисну смужку, захисну стрічку або захисну плівку. 49. Документ, що захищається, за будь-яким з пп. 46-48, в якому захисний пристрій покриває зверху, приєднаний до або становить частину додаткової захисної ознаки. 50. Документ, що захищається, за будь-яким з пп. 46-49, в якому захисний пристрій підкріплений прозорим шаром. 51. Документ, що захищається, за будь-яким з пп. 46-50, в якому документ, що захищається, являє собою банкноту. Даний винахід стосується удосконалень в захисних пристроях (елементах захисту), які можуть бути використані при змінюваних розмірах і формі для різних випадків застосування при підтвердженні справжності (розпізнання) або захисті. Забезпечувальні документи, такі як банкноти, тепер часто є носіями оптично змінюваних при строїв, які виявляють залежне від кута кольорове відбиття. Це мотивоване прогресом в сферах застосування настільної видавничої системи і сканування, що мають комп'ютерне забезпечення, які забезпечують звичайні методи друку для захисту, такі як глибокий або офсетний друк, що найбільше зазнають спроб тиражування або відтворення (пі 5 дробки). З попереднього рівня техніки добре відоме використання рідкокристалічних матеріалів або тонкоплівкових інтерференційних структур для створення такого залежного від кута кольорового відбиття. Приклади елементів захисту (захисних пристроїв) на основі рідких кристалів описані в ЕР0435029, WO03061980 та ЕР1156934, а приклади елементів захисту з використанням тонкоплівкових інтерференційних структур описані в US4186943 та US20050029800. Планарна природа рідкокристалічних плівок та тонкоплівкових інтерференційних структур дає в результаті залежне від кута кольорове відбиття, що спостерігається, яке виявляє обмежену просторову зміну, наприклад, просту зміну червоного кольору на зелений при відхиленні елемента захисту від нормального кута падіння. Фотонні кристали являють собою структуровані оптичні матеріали, в яких показник заломлення періодично змінюється по двох або, переважно, по трьох напрямках. Будучи підданими електромагнітному випромінюванню з довжиною хвилі, порівнянною з просторовою модуляцією показника заломлення ці матеріали виявляють ряд цікавих оптичних ефектів. Відбиття під кутом Брегга може відбуватися в діапазоні довжин хвиль, який залежить від напрямку падіння/поширення і періодичності зміни показника заломлення. Це призводить до заборонених зон фотонної енергії, які аналогічні електронним забороненим зонам в напівпровідниках. Як правило, електромагнітні хвилі у визначеному діапазоні частот не можуть поширюватися в окремих напрямках всередині кристала, і падаюче електромагнітне випромінювання при цих довжинах хвиль внаслідок цього відбивається. Саме наявність таких часткових фотонних заборонених зон призводить до появи мерехтливих кольорів, що спостерігаються в опалових коштовних каменях. Загалом, існує складна залежність від довжини хвилі, напрямку поширення і поляризації, яка визначає, які електромагнітні хвилі можуть поширюватися всередині фотонного кристала і ті з них, які, в іншому, відбиваються. Однак якщо модуляція показника заломлення досить сильна, то поширення визначених частот на будь-якому кристалічному напрямку може бути недопустиме, і виникає повна фотонна заборонена зона. У цьому випадку попереджається поширення світла всередині кристала в будь-якому напрямку, і матеріал поводить себе як ідеальний відбивач, так що все світло довжини хвилі в межах інтервалу забороненої зони чудово відбивається незалежно від напрямку падіння світла. Існує два добре документованих способи виготовлення структур з необхідною високо впорядкованою зміною показника заломлення мікрофабрикація і самоскладання. Внаслідок складності мікрофабрикації значні зусилля були направлені на дослідження систем, що самокомпануються, складених із субмікронних трьохмірних масивів діелектричних гранул (сфер). Такі фотонні кристали утворені за рахунок надання колоїдної суспензії з гранул з однаково підібраним розміром можливості повільно осідати під впливом гравітації або 94474 6 за рахунок прикладення зовнішньої сили, так що гранули природним чином впорядковуються. Одним добре відомим прикладом є виготовлення з опала синтетичних структур, де однаково підібрані за розміром субмікронні кварцові гранули побудовані через процес осадження в гранецентрованій кубічній кристалічній структурі. Додаткові поліпшення цієї методики розроблені так, що синтетичний опал поводить себе як попередник або зразок для додаткової пригонки заданої структури. Показано, що можна використовувати такі системи як зразки для реалізації матеріалів, відомі як перевернуті опали. Тут порожнини між кварцовими гранулами спершу заповнюють матеріалами з високим показником заломлення, а потім кварц розчиняють хімічними засобами для одержання матеріалу, який складається з повітряних (заповнених повітрям) гранул, розділених однорідною матрицею з матеріалу з високим показником заломлення. Використання фотонних кристалів для того, щоб викликати залежне від кута кольорове відбиття описане в WO03062900 та US20050228072. Оптичні властивості фотонних кристалів можуть бути задані і змінені в більшій мірі, ніж оптичні властивості плоских рідкокристалічних та тонкоплівкових інтерференційних пристроїв. По-перше, залежність відбитого світла від кута і довжини хвилі може бути легко регульована зміною структури кристалічної решітки або простим регулюванням розміру гранули (сфери) або відділенням гранули. Аналогічним чином, підібрані допустимі і недопустимі відбиття/пропускання можуть бути задані або посилені впровадженням структурних дефектів в решітку або впровадженням наночастинок в структуру. Це, в принципі, дає можливість модифікувати і задавати структуру зони (смуги), а, отже, і довжину хвилі і просторову залежність коефіцієнта відбиття. Використання фотонних кристалів в захисних пристроях обмежене, і в попередньому рівні техніки воно обмежене до простого залежного від кута колірного відбиття, що спостерігається при нахилі пристрою особою, яка встановлює справжність. У попередньому рівні техніки також немає відомостей про те, як включати такі елементи в документи, що підлягають захисту, так, щоб додаткові оптичні ефекти, які можуть виникати від фотонних кристалів в порівнянні з іншими відомими дихроїчними матеріалами, могли бути використані для перевірки справжності документа. Задачею даного винаходу є підвищення захисту пристроїв, описаних в попередньому рівні техніки. Згідно з даним винаходом передбачається оптично змінюваний захисний пристрій, який містить фотонний кристал, у випадку якого падаюче світло, що приймається кристалом, вибірково відбивається або пропускається кристалом для створення першого оптично змінюваного ефекту, що спостерігається на першому наборі напрямків, і падаюче світло, що приймається кристалом, вибірково відбивається або пропускається кристалом для створення оптичного ефекту, відмінного від першого оптично змінюваного ефекту, що спосте 7 рігається на другому наборі напрямків, що відрізняється від першого набору. Оптичний ефект може давати оптично змінюваний ефект, такий як відбиття падаючого світла при всіх довжинах хвиль. Однак, як правило, вказаний викликаний оптичний ефект є другим оптично змінюваним ефектом, який відрізняється від першого. Тому оптично змінюваний захисний пристрій, переважно, містить фотонний кристал, який виявляє щонайменше одне залежне від кута колірне відбиття, що спостерігається на першому наборі напрямків, і друге, відмінне від першого залежне від кута колірне відбиття, що спостерігається на другому наборі напрямків, яке відрізняється від першого набору. Перший і/або другий набори напрямків можуть лежати, в основному, у відповідних площинах. Тому даний винахід забезпечує двонаправлений оптичний ефект. Тому перший і другий оптично змінювані ефекти, переважно, залежать від орієнтації кристала відносно падаючого світла. Крім того, як правило, оптично змінювані ефекти є функцією кута огляду відносно кристала. Тому винахід передбачає підвищений ефект захисту за рахунок забезпечення двох різних ефектів при огляді захисного пристрою з різних положень по мірі його обертання. Переважно, кожний ефект є видимим для людини-спостерігача, хоча крім цього або як альтернатива він може бути машинозчитуваним. Відбите світло в контексті даного винаходу включає як дзеркально відбите світло, так і розсіяне світло. Фотоннокристалічні матеріали, підходящі для використання в даному винаході, є тими матеріалами, де повна або часткова фотонна заборонена зона, що виявляється, не має обертальної симетрії навколо нормалі до її поверхні. Наприклад, просторова зміна забороненої зони, зв'язана з падінням світла в площині x-z, може відрізнятися від просторової зміни забороненої зони, зв'язаної з падінням світла в площині y-z. У результаті колір відбитого світла при довільному азимутальному куті в площині x-z, загалом, не буде тим самим, як колір відбитого світла при тому самому азимутальному куті в площині y-z. Таким чином, для довільного азимутального кута перекосу поверхня буде виявлятися такою, що змінює колір при обертанні. Переважно, повна або часткова фотонна заборонена зона може також бути функцією азимутального кута в одній або обох площинах, так що одна або більше площин також показують залежну від кута зміну кольору. Один із способів досягнення цього ефекту полягає в одержанні фотонного кристала, утвореного гранулами (сферами) першого матеріалу і матрицею з другого матеріалу, в якому кожний матеріал має відмінний від інших відповідний показник заломлення, причому відносне розташування гранул і матриці дає різні ефекти на відповідних наборах напрямків. Структурні параметри фотонного кристала можуть бути підібрані різними в різних зонах кристала, так щоб ефективно виробляти множинні кри 94474 8 стали з різними оптичними властивостями. Крім того «кристал» може містити множину окремих кристалів. Для реалізації даного винаходу можуть бути використані різні види кристалів, і потрібно зазначити, що термін «фотонний кристал» за своїм призначенням включає квазі-кристали, які виявляють цей ефект, також як і більш впорядковані «неквазі» фотонні кристали звичайного типу. Також передбачене те, що структурні параметри фотонного кристала можуть бути підібрані різними в різних зонах кристала, так щоб ефективно виробляти множинні кристали з різними оптичними властивостями. Крім того «кристал» може містити множину окремих кристалів. Світло може містити видиме і/або невидиме світло, яке тому включає, наприклад, ультрафіолетове та інфрачервоне світло. Можуть бути використані широкі і вузькі зони (смуги) довжини хвилі. Подібним чином фотонний кристал може бути виконаний так, щоб вибірково відбивати світло в невидимій частині спектра (включаючи ультрафіолетову та інфрачервону). Коли світло одержане від джерела білого світла (широка смуга довжини хвилі), то перший і другий оптично змінювані ефекти, переважно, є колірними ефектами. Тому перший оптично змінюваний ефект, переважно, є першим залежним від кута колірним ефектом, а другий оптично змінюваний ефект, переважно, є другим залежним від кута колірним ефектом, тобто відрізняється від першого. Таким чином, колір, що спостерігається є різною функцією кута огляду при огляді з двох відповідних напрямків. Тому відмінність спостерігається при залежному від кута колірному відбитті, коли пристрій нахилений вздовж різних заданих кристалографічних напрямків. Наприклад, фотонний кристал може бути орієнтований так, що один колірний зсув видимий при нахилі зразка навколо осі, паралельної довгому боку прямокутного документа, в якому вміщений пристрій, а другий колірний зсув спостерігається тоді, коли зразок обертають або нахиляють навколо осі, паралельної короткому боку документа. Буде взяте до уваги те, що два набори (множини) напрямків не можуть бути ортогональними. У той час як перший і другий ефекти, переважно, спостерігаються у вигляді ефектів відбиття, також спостерігаються ефекти пропускання. Фотонні кристали можуть бути передбачені в ряді форм, наприклад, у вигляді самонесучого шару. Як альтернатива він може бути підкріплений підкладкою або несучим шаром, на який він накладений безпосередньо або опосередковано (через один або більше додаткових шарів). Підкладка або несучий шар можуть приймати вигляд полімерного шару. Захисний пристрій або елемент захисту може також містити один або більше додаткових адгезивних шарів, наприклад, для зв'язування пристрою з додатковим пристроєм і/або документом, що підлягає захисту. Як правило, один або більше таких адгезивних шарів передбачені на зовнішній поверхні пристрою. 9 Також може бути передбачений розсіюючий шар, так щоб викликати розсіяння відбитого від фотонного кристала світла. Оптично змінюваний захисний пристрій може додатково містити оптично поглинаючий матеріал, передбачений у вигляді одного або більше шарів, нанесених на вказаний пристрій. Такий шар може бути передбачений на фотонному кристалі або, насправді, матеріал може бути сформований всередині самої кристалічної структури. Також спостерігається їх поєднання. Включення такого поглинаючого матеріалу може бути використане для посилення оптичного ефекту для спостерігача, або воно може бути використане для посилення оптичного ефекту при використанні, наприклад поглинаючих матеріалів, які вибірково поглинають при довжинах хвиль використовуваного кольору. У деяких прикладах з цією метою використовують барвники або друкарські фарби. Оптичні властивості можуть бути також додатково або як альтернатива додатково модифіковані або посилені за рахунок використання наночастинок, розміщених всередині кристалічної структури, переважно в міжвузловинах. Наночастинки можуть бути розподілені в кристалі, по суті, рівномірно, так що кожна частина кристала виявляє, в основному, той самий оптичний ефект. Як альтернатива наночастинки можуть бути розподілені в кристалі неоднорідно, так що різні частини кристала виявляють, по суті, різний оптичний ефект. Таким чином, наночастинки можуть бути розподілені відповідно до градієнта концентрацій. Наночастинки також можуть бути розподілені в ряді зон, маючи різні концентрації. Оптично змінюваний захисний пристрій може додатково містити металізований шар. Переважно такий шар вибірково деметалізований на ряді ділянок. Крім цього елемент може додатково містити шар резисту поверх металізованого шару. Металізований шар і/або шар резисту, переважно, скомпоновані у вигляді знаків. Такі шари із знаками або без них можуть бути видимі з того самого боку фотонного кристала, на який падає світло, або із зворотного боку. Також спостерігається прозоре візуальне відбиття шарів при пропусканні. Також переважно, щоб пристрій був скомпонований машинозчитуваним. Цього можна досягнути рядом способів. Наприклад, щонайменше один шар пристрою (що використовується за вибором як окремий шар) або сам по собі фотонний кристал можуть містити машинозчитуваний матеріал. Переважно, машинозчитуваний матеріал являє собою магнітний матеріал, такий як магнетит. Машинозчитуваний матеріал може реагувати на зовнішню дію. Крім того, коли машинозчитуваний матеріал сформований у вигляді шару то цей шар може бути прозорим. Оптично змінюваний захисний пристрій може бути використаний в багатьох різних застосуваннях, наприклад, при прикріпленні до цінних виробів (об'єктів). Переважно, захисні пристрої прикріплені до документа, що підлягає захисту, або, по суті, включені в нього. Такі документи, що підлягають захисту, включають банкноти, чеки, паспорти, посвідчення особи, сертифікати справжності, фінан 94474 10 сові відтиски та інші документи для забезпечення цінності або встановлення особи. Тому захисний пристрій може бути прикріплений до поверхні такого документа або закладений всередині документа, так щоб забезпечити можливість прийому падаючого світла поверхнями кристала з одного або з кожного з протилежних лицьових боків документа. Захисний пристрій може мати різні форми для використання з документами, що підлягають захисту, причому вони включають захисну нитку, захисне волокно, захисну накладку (вставку), захисну стрічку, захисну смужку або захисну плівку, але не обмежені ними як приклади. Фотоннокристалічні матеріали на основі полімеру є особливо підходящими для даного винаходу і, як правило, містили б полімерні матеріали як для матриці, так і для гранул. Типові приклади полімерних фотонних кристалів, підходящих для даного винаходу, описані в US20040131799, US20050228072, US20040253443 та US6337131. Кристал може бути утворений з гранул першого матеріалу і матриці з другого матеріалу, в яких кожний матеріал має різний відповідний показник заломлення. Матеріали, підходящі для утворення сфер (гранул), переважно, являють собою окремо взяті полімерні або співполімерні матеріали. Типові приклади включають як полімери, так і співполімери полімеризованих ненасичених мономерів, а також - поліконденсати і співполіконденсати мономерів, які містять щонайменше дві реакційноздатні групи, причому підходять такі як, наприклад, аліфатичні групи з високою молекулярною вагою, аліфатичні/ароматичні або повністю ароматичні складні поліефіри, поліаміди, полікарбонати, полісечовини і поліуретани, а також - аміносмоли і фенольні смоли, такі як, наприклад, меламіноформальдегідні, сечовиноформальдегідні і фенолформальдегідні конденсати. Матеріали, підходящі для формування матриці включають додаткові полімери і співполімери полімеризованих ненасичених мономерів, а також поліконденсатів і співполіконденсатів мономерів, які мають дві або більше реакційноздатних груп, наприклад, аліфатичні групи з високою молекулярною вагою, аліфатичні-ароматичні або повністю ароматичні складні поліефіри і поліаміди, а також аміносмоли і фенольні смоли, такі як меламіноформальдегідні, сечовиноформальдегідні і фенолформальдегідні конденсати. Також для гранул і матриці передбачені неполімерні матеріали, і вони можуть являти собою неорганічні, металеві або гібридні композити. Переважно, фотоннокристалічний матеріал для використання в даному винаході передбачений у вигляді плівки. Способи одержання для утворення полімерних плівок фотоннокристалічних матеріалів відомі з рівня техніки. Наприклад, плівки можуть бути виготовлені методами тривалої переробки стандартного полімеру, такими як розкочування, каландрування, видування плівки або плоскоплівкова екструзія, що детально описано в US200050228072. У цьому процесі розміщення (пригонка) гранул відбувається при механічній дії, 11 що накладається процесом формування плівки. Як тільки плівка сформована, матриця виявляється поперечно зшитою для фіксування орієнтації гранул. Як альтернатива плівка фотоннокристалічного матеріалу може бути виготовлена нанесенням на несучу плівку композиції у вигляді покриття, яка містить гранули і матрицю, як описано в US6337131. Як тільки композиція нанесена у вигляді покриття, то будь-який диспергуючий або розбавляючий матеріал видаляється, і гранули орієнтуються в процесі їх взаємного встановлення, після чого матриця виявляється поперечно зшитою для фіксування орієнтації гранул. Як альтернатива фотоннокристалічний матеріал може бути використаний в порошкоподібному або забарвленому вигляді. Пігменти одержані формуванням плівки на несучому шарі, відділенням плівки і розмелюванням її в пігмент або порошок. Захисний пристрій може бути вміщений або цілком на поверхні документа, як у випадку смужки або накладки, або він може бути частково видимий на поверхні документа у вигляді вміщеної у вікні захисної нитки. Фотоннокристалічний матеріал, переважно, включений в структуру пристрою у вигляді плівки, але як альтернатива він може бути включений у вигляді забарвленого покриття. Захисний пристрій може включати інші додаткові захисні ознаки або він може бути накладений поверх додаткової захисної ознаки, одним з прикладів якого є розглянутий вище вибірково деметалізований шар, щоб забезпечити посилений захист. Захисний пристрій може бути також підкріплений прозорим шаром, наприклад, для того, щоб дозволити поверхні, зв'язаній прозорим шаром, приймати або пропускати світло. Захисні нитки зараз присутні у багатьох із світових валют, також як і у ваучерах, паспортах, дорожніх чеках та інших документах. У багатьох випадках нитка передбачена в частково закладеному або у відкритому через вікно вигляді, де нитка виявляється вплетеною так, що проходить через папір всередині і зовні. Один спосіб одержання паперу з так званими місцями оголеними нитками може бути знайдений в ЕР0059056, ЕР0860298 і WO03095188 та описує різні підходи для включення широких ниток, що частково експонуються, в паперову основу (підкладку). Широкі нитки, для яких типова товщина 2-6 мм, особливо корисні, так як додаткова відкрита (що експонується) поверхня дає можливість для кращого використання оптично змінюваних пристроїв, таких як розкриті в даному винаході. Вказаний захисний пристрій може бути вміщений в документ так, що ділянки пристрою видимі з обох боків документа. З рівня техніки відомі методи формування прозорих зон як в паперових, так і полімерних підкладках. Наприклад, WO8300659 описує полімерну банкноту, утворену з прозорої підкладки, що містить світлонепроникне (рентгеноконтрастне) покриття на обох боках підкладки. Світлонепроникне покриття не включене в локалізовані ділянки на обох боках підкладки для утворення прозорої ділянки. Способи вміщення захисного пристрою так, що він видимий з обох боків паперового докумен 94474 12 та, описані в ЕР1141480 та WO03054297. У способі, описаному в ЕР1141480, один бік пристрою повністю відкритий на одній поверхні документа, в яку він частково включений, і частково відкритий у вікнах на іншій поверхні підкладки. У випадку стрічки або вставки фотоннокристалічна плівка на носії підкладки, переважно, заводського виготовлення і переноситься на підкладку в подальшій робочій стадії. Фотоннокристалічна плівка може бути нанесена на документ при використанні шару адгезиву (адгезивного шару). Шар адгезиву нанесений або на фотоннокристалічну плівку або на поверхню документа, що підлягає захисту, до якої повинен бути прикладений пристрій. Після перенесення несуча смужка може бути видалена із залишенням пристрою з фотоннокристалічною плівкою у вигляді шару, що експонується, або, як альтернатива, несучий шар може залишатися як частина структури, яка діє як зовнішній захисний шар. Після накладення фотоннокристалічного пристрою документ, такий як банкнота, проходить через додаткові стандартні процеси друку із захистом від підробок, включаючи один або більше з наступних видів друку: мокра або суха літографія, глибокий друк, високий друк, флексографія, растровий друк і/або глибокий друк. У переважному прикладі і для підвищення ефективності захисного пристрою проти підробки конструкція захисного пристрою повинна бути взаємозв'язана з документом, що захищається, за змістом і поєднанням з конструкціями, а також - за ідентифікацією інформації, передбаченої на документі. Крім того фотоннокристалічний пристрій може бути пригнаний за допомогою друку поверх малюнка або тексту або тиснення або до, або після того, як він включений в документ, що підлягає захисту. Тиснення може включати грубе недифракційне або дифракційне тиснення. Пристрій може бути пристосований для одержання прихованого зображення, яке можна бачити вибірково відповідно до кута зору. Поверхня фотонного кристала може бути безпосередньо оброблена тисненням для одержання рельєфних структур, які можуть бути використані для формування прихованого зображення. Крім того пристрій може бути пристосований до того, щоб містити голограму при використанні за вибором одержаної тисненням структури на поверхні фотонного кристала або при забезпеченні дифракційної структури в додатковому шарі металу, який може, наприклад, частково покривати кристал. У деяких випадках фотонний кристал може виявляти додатковий оптичний ефект у відповідь на зовнішню дію. Як правило, додатковий оптичний ефект є оптично змінюваним ефектом. Дія може приймати ряд форм, включаючи механічну, термічний, хімічну, електричну, магнітну, електромагнітну або звукову дію або, насправді, поєднання таких дій. У той час, як такі дії можуть мати безповоротний ефект, переважним є зворотний ефект. Для досягнення такого ефекту може бути використаний пружний фотонний кристал. Опис фігур креслень 13 Тепер будуть описані деякі приклади даного винаходу з посиланням на супутні креслення, в яких: Фіг. 1 ілюструє дію фотоннокристалічних ефектів; Фіг. 2 показує вміщення фотонного кристала в несучий шар згідно з першим прикладом; Фіг. 3 показує елемент захисного пристрою як другий приклад, вміщений в документ, що захищається; Фіг. 4 показує третій приклад захисного пристрою для використання у вигляді виставленої у вікні захисної нитки; Фіг. 5 показує елемент захисного пристрою згідно з четвертим прикладом, що має полімерний несучий шар; Фіг. 6а показує захисний пристрій згідно з п'ятим прикладом, що має деметалізовані символи; Фіг. 6b показує машинозчитуваний шостий приклад, що включає магнітний матеріал; Фіг. 7 показує включення захисного пристрою за сьомим прикладом всередину прозорої ділянки; Фіг. 8а показує захисний пристрій згідно з восьмим прикладом; Фіг. 8b показує машинозчитуваний дев'ятий приклад як альтернативу восьмому прикладу; Фіг. 9а показує вигляд переднього боку захисного пристрою, частково закладеного всередину паперової підкладки; Фіг. 9b показує відповідний вигляд заднього боку; Фіг. 10 показує поперечний переріз захисного пристрою десятого прикладу, що містить два фотонні кристали; Фіг. 11а, b, с показує захисний пристрій одинадцятого прикладу при спостереженні його з трьох напрямків (відповідно, 11a, 11b, 11e); Фіг. 12 показує захисний пристрій дванадцятого прикладу, який додатково підданий обробці тисненням; Фіг. 13 показує захисний пристрій тринадцятого прикладу, що має червоний і чорний поглинаючі шари; Фіг. 14 показує захисний пристрій тринадцятого прикладу, накладений на документ; Фіг. 15 показує захисний пристрій чотирнадцятого прикладу, що має заборонені зони в фотонному кристалі і має поглинаючий шар; Фіг. 16 показує захисний пристрій п'ятнадцятого прикладу, який містить наночастинки; Фіг. 17 показує захисний пристрій шістнадцятого прикладу для використання його як наклейки; Фіг. 18 показує захисний пристрій шістнадцятого прикладу, прикріплений до підкладки; Фіг. 19 показує сімнадцятий приклад, аналогічний шістнадцятому; Фіг. 20а, b, с показує захисний пристрій сімнадцятого прикладу при спостереженні з трьох різних напрямків (відповідно, 20а, 20b, 20с); Фіг. 21а, 21b показує, відповідно, передній і задній вигляди захисного пристрою вісімнадцятого прикладу, що має пружний фотонний кристал; і Фіг. 21с являє собою схематичний вигляд вісімнадцятого прикладу при його деформації в руці користувача. 94474 14 На фіг. 1 показаний захисний пристрій за даним винаходом, вміщений в документ, що захищається, у вигляді накладки, прикладеної до поверхні. На фіг. 2 показаний вигляд в поперечному перерізі накладки на документ за фіг. 1. Захисний пристрій містить самонесучу фотоннокристалічну плівку, на яку нанесений темний поглинаючий шар. Для прилипання до документа, що захищається, на зовнішню поверхню захисного пристрою на темному поглинаючому шарі може бути нанесений шар адгезиву. Хоча детальна фізика фотонних кристалів досить складна, може бути виділена закономірність при розгляді фотонного кристала, що показує різну і часткову фотонну заборонену зону для світла, що поширюється в напрямку х, в порівнянні із світлом, що поширюється в напрямку у. Зміна в частковій фотонній забороненій зоні в площині x-z та y-z може бути результатом симетрії структури фотонного кристала, тобто розташування гранул (сфер) при їх укладанні, або результатом наявності включень або дефектів всередині структури фотонного кристала. Коли пристрій на фіг. 2 спостерігається у відбитому світлі у напрямку спостереження 1, то як тільки пристрій нахиляють по осі 1, спостерігається висококонтрастний ефект зміщення кольору. При обертанні пристрою навколо нормалі до його площини і спостереженні його у напрямку спостереження 2 колір пристрою зміниться і, крім того, буде виявляти зміщення кольору при нахилі по осі 2, відмінне від зміщення кольору при нахилі по осі 1 при тому самому кутовому діапазоні. Наприклад, колір може змінюватися з червоного при огляді під відносно великим кутом падіння, наприклад 70°, до площини підкладки, на зелений при огляді під більш гострим кутом падіння, наприклад, 45° до площини підкладки. При обертанні документа, що захищається, і спостереженні у напрямку спостереження 2 для того самого кутового діапазону спостерігається різна висококонтрастна зміна кольору по мірі нахилу пристрою по осі 2 в порівнянні з нахилом по осі 1. Наприклад, зміна кольору може відбуватися із зеленого при спостереженні під кутом 70° до площини підкладки на блакитний при спостереженні під кутом падіння 45° до площини підкладки. На фіг. 3 показаний захисний пристрій даного винаходу, вміщений в документ, що захищається, у вигляді представленої у вікні нитки з вікнами з ниткою, що експонується, і ділянками із закладеною ниткою. На фіг. 4 показаний вигляд в поперечному перерізі одного прикладу даного винаходу, підходящого для застосування як представленої у вікні захисної нитки. Пристрій містить самонесучу фотоннокристалічну плівку, на яку нанесений темний поглинаючий шар. Для поліпшення прилипання до документа, що захищається, на зовнішні поверхні пристрою може бути нанесений шар адгезиву. Коли пристрій на фіг. 3 у відбитому світлі при навколишніх умовах, при нахилі пристрою в першому напрямку на віконних ділянках спостерігається висококонтрастний ефект зміни кольору від фотоннокристалічного шару. Наприклад, при спо 15 стереженні вздовж довгої осі захисної нитки (напрямок спостереження 1) зміна кольору може відбуватися з червоного при огляді під одним кутом падіння, наприклад, 70°, на зелений при огляді під більш гострим (похилим) кутом падіння, наприклад, 45° до площини підкладки, причому нахил має місце в площині, яка містить перший напрямок спостереження, тобто навколо осі 2. Якщо пристрій спостерігається під кутом 70° до площини підкладки і повернений обертанням на 90°, так що він тепер видимий вздовж короткої осі захисної нитки (напрямок спостереження 2), то при обертанні буде спостерігатися зміна кольору, наприклад, з червоного на зелений. Якщо зберігається напрямок спостереження 2, то спостерігається друга різна залежна від кута зміна кольору, наприклад, із зеленого на блакитний, по мірі того, як пристрій нахиляють до більш гострого кута падіння, наприклад, 45° до площини підкладки, причому нахил має місце в площині, яка містить другий напрямок спостереження, тобто навколо осі 1. У структурі, альтернативній тій, яка показана на фіг. 4 і пояснюється на фіг. 5, захисний пристрій містить полімерну несучу підкладку, наприклад, з поліетилентерефталата (ПЕТ) або біаксіально орієнтованого поліпропілену (БОПП), на яку нанесений темний поглинаючий шар. Потім шар фотоннокристалічного матеріалу наносять на протилежну поверхню несучої плівки або, як альтернатива - на темний поглинаючий шар. Фотоннокристалічний шар може бути сформований безпосередньо на несучій підкладці у вигляді покритої плівки або він може бути сформований у вигляді окремої плівки, а потім ламінований до несучої підкладки. Окрема плівка може бути сформована у вигляді самонесучого шару при використанні, наприклад, екструзії, або нанесенням у вигляді покриття на тимчасовий несучий шар, який потім видаляється в процесі ламінування. Це особливо корисне, коли несуча підкладка для захисної нитки містить додаткові ознаки захисту, такі як магнітні шари і металізовані шари, які містять деметалізовані символи, які не можуть підходити для безпосереднього нанесення на фотоннокристалічний шар або які роблять несучу підкладку менш придатною для використання як шару, на якому може безпосередньо утворюватися фотонний кристал. Для поліпшення прилипання до документа, що захищається, на зовнішні поверхні пристрою може бути нанесений шар адгезиву. Те, що на фіг. 3, 4 та 5 захисний пристрій представлений у вигляді вичленованої у вікні захисної нитки, має місце тільки для ілюстрації, і фотонний кристал міг би також легко застосований як частина нанесеної на поверхню ознаки (елемента) захисту, такої як смужка або накладка. Приклади даного винаходу, описані на фіг. 3 та 4, в першу чергу видимі у відбитому світлі, і як такі оптичні ефекти фотоннокристалічного матеріалу краще за все спостерігаються на темному невибірково поглинаючому фоні. Цього можна досягнути вміщенням поглинаючого шару під фотоннокристалічний шар або впровадженням в фотоннокристалічні матеріали поглинаючих частинок. Поглинаючі частинки повинні бути значно 94474 16 більше розміру гранул (сфер) фотонної решітки, так щоб вони не спричиняли зміни в решітці і, отже, небажаної зміни в оптичних властивостях. У той час як використання чорного або дуже темного в основному повністю поглинаючого шару може викликати найбільш сильні зміни кольору, інші ефекти можуть бути викликані використанням частково поглинаючого шару інших кольорів або поєднання кольорів, що призводить до різних явних колірних зміщень. Поглинаючий шар даного винаходу може містити пігментовану друкарську фарбу або емульсію або як альтернатива може бути використаний непігментований поглинаючий барвник. Оптичні властивості фотоннокристалічного шару можуть бути пригнані модифікацією характеристик фотоннокристалічної решітки. Наявність повної або часткової фотонної забороненої зони, що призводить до виключення визначених довжин хвиль для визначених напрямків падіння/поширення, виникає з різниці в показнику заломлення між матрицею і гранулами, утворюючими фотонний кристал. Збільшення різниці в показнику заломлення між матрицею і гранулами збільшує інтенсивність кольорів, що спостерігаються, і змін кольору, а також збільшує кількість напрямків падіння/поширення, на яких виключена визначена довжина хвилі. Фотонні кристали, які можуть бути більш легко утворені в плівках, як правило, містять полімерні матеріали як в матриці, так і в гранулах (сферах). Полімери як для матриці, так і для гранул підібрані для того, щоб довести до максимуму різницю в показнику заломлення. Різниця в показнику заломлення повинна бути щонайменше 0,001, але, більш переважно, понад 0,01 і навіть, більш переважно, понад 0,1. Оптичні властивості фотоннокристалічного шару також можуть бути модифіковані при зміні кристалічної структури, розташування кристала або розміру гранул. Як загальний орієнтир незалежно від типу полімеру розмір частинки гранул, переважно, знаходиться в інтервалі 50-500 нм, і навіть, більш переважно, в інтервалі 100-500 нм для відбиття кристалом світла у видимій ділянці електромагнітного спектра. У науковій літературі (див. Optics Express, Vol rd 15, №15, Page 9553-9561, 23 July 2007) описано, що наночастинки можуть бути впроваджені в матрицю фотонного кристала для того, щоб змінити або посилити кольори, що спостерігаються, зміни кольорів і допустиме відхилення за кутом освітлення. Переважно розмір наночастинок підібраний так, що вони знаходяться всередині міжвузлової кристалічної решітки. Наночастинки викликають явища резонансного розсіювання, яке відбувається всередині фотонного кристала, приводячи до сильних структурних відтінків. Наприклад, включення наночастинок з вуглецевого матеріалу діаметром менше 50 нм в систему, яка містить гранули полістиролу з розміром гранули 200 нм в матриці посилює полетилакрилата резонансне розсіювання для фотоннокристалічної плівки і значно змінює зовнішній вигляд фотоннокристалічної плівки від слабко-вираженого молочного забарв 17 лення плівки до яскраво-зеленого. Тому використання наночастинок дає ключову перевагу, при якій сильно виражені кольори спостерігаються без необхідності в окремому поглинаючому шарі або включення грубих поглинаючих частинок. Крім того, є збільшене допустиме відхилення за кутом освітлення, так що світло, що спостерігається, не залежить від положення джерела світла. У другому прикладі для створення машинозчитуваної змінюючої колір плівки можуть бути включені наночастинки магнетиту. Концентрація наночастинок може бути змінена упоперек пристрою. Наприклад, наночастинки могли бути включені в локалізовані ділянки або може мати місце градієнт кількості наночастинок упоперек пристрою. Це призведе до зміни яскравості кольору і пов'язаному з цією зміною кольору упоперек пристрою. В одному переважному втіленні еластичну фотоннокристалічну плівку одержують в процесі екструзії, а наночастинки додають в ємність з полімером перед екструзією. У цьому випадку латерально рознесені зони наночастинок можуть бути одержані при забезпеченні комплекту роздільників в ємності з полімером, так що домішки подаються через екструдер при відповідних латеральних положеннях. Частинки можуть бути зроблені з матеріалу, який є орієнтованим в електричному, магнітному або електромагнітному полі. Таким чином на розташування частинок може впливати вибіркове накладення цього вказаного поля на еластичну фотоннокристалічну плівку перед кінцевою стадією поперечного зшивання при одержанні плівки. Для створення нової фотолюмінісцентної захисної ознаки (елемента захисту) можуть бути додані нано-фотолюмінесцентні частинки, як наприклад, квантові точки. Наприклад, для одержання люмінесцентних плівок можуть додаватися наночастинки PbS. У науковій літературі (Nature Materials Volume 5 March 2006 Page 179) показано, що впровадження квантових точок у фотонний кристал призводить до заглушення люмінесценції, якщо частота емісії знаходиться в забороненій зоні фотонного кристала. Якщо положення фотонної забороненої зони змінюється відповідно до напрямку падаючого світла відносно орієнтації кристала, так що воно перекриває або проходить крізь фотолюмінесцентний пік закладеного джерела випромінювання, то заглушення/посилення емісії і динамічна модифікація тривалості люмінесценції може відбуватися при створенні інтерактивного захисного пристрою, де флуоресценція або фосфоресценція виникають або зникають за рахунок простого повороту пристрою відносно падаючого випромінювання. Захисні пристрої, які містять фотоннокристалічні матеріали в своїй основі машинозчитувані внаслідок вибірковості довжини хвилі фотоннокристалічних матеріалів. У додаткових прикладах машинозчитуваний аспект даного винаходу може бути додатково розширений при впровадженні в фотонний кристал матеріалів, що виявляються, або при впровадженні окремих машинозчитуваних шарів. Матеріали, що виявляються, які реагують 94474 18 на зовнішню дію, включають флуоресцентні, фосфоресцентні, поглинаючі інфрачервоне випромінювання, термохромні, фотохромні, магнітні, електрохромні, провідні і п'єзохромні матеріали, але не обмежені ними. При одному переважному втіленні пігмент в окремих поглинаючих шарах є машинозчитуваним, наприклад, сажа для одержання машинозчитуваного, провідного або ІЧ поглинаючого шару. Як альтернатива для одержання машинозчитуваного магнітного шару може служити магнітний матеріал, такий як магнетит. Далі фахівцям в рівні техніки буде зрозуміло, що захисний пристрій за даним винаходом може бути використаний в поєднанні з існуючими підходами до виготовлення захисних ниток. Приклади підходящих способів і конструкцій, які можуть бути використані, включають вказані в WO03061980, ЕР0516790, WO9825236 та WO9928852, але не обмежені ними. Фіг. 6а пояснює, як даний винахід може поєднуватися з деметалізованими розпізнавальними знаками для застосування як захисної нитки, вичленованої через вікно. У способі потрібна металізована плівка, яка містить, по суті, чисту полімерну плівку з ПЕТ або йому подібного матеріалу, на першому боці якої є непрозорий шар металу. Підходяща заздалегідь металізована плівка являє собою металізовану плівку MELINEX S від DuPont, переважно, 19 мкм товщиною. Шар металу задрукований з резистом, який містить чорний або темний барвник або пігмент. Підходящі резисти включають барвник BASE Neozapon X51 або пігмент (добре диспергований) «Carbon Black 7», домішені до матеріалу як з хорошим зчепленням з металом, так і з хорошим опором руйнуванню. Задруковану металізовану плівку потім частково деметалізують відповідно до відомого способу деметалізації при використанні вилуговування, яке призводить до видалення металу на ділянках, не задрукованих з резистом. Інші ділянки, покриті резистом, мають чорний шар, який видимий, коли деметалізована плівка при огляді її з першого боку (по осі Y) виявляється засіяною чистими ділянками. Блискучий метал інших частин металевого шару видимий тільки з протилежного боку деметалізованої плівки (по осі X). Резист може бути задрукований у вигляді знаків (позначень), таких як слова, цифри, малюнки тощо, у випадку чого знаки, що одержуються в результаті, будуть, позитивно, металізовані металом покритим, однак, темним або чорним резистом. Як альтернатива резист може бути задрукований так, щоб здійснювати формування знаків, негативно у випадку чого знаки, що одержуються в результаті, будуть утворені деметалізованими ділянками. Однак, сформовані знаки чітко видимі з обох боків, особливо в режимі пропускання світла, через контраст між ділянками металу, які видалені, і непрозорими ділянками, що залишаються. Потім наносять фотоннокристалічний шар, переважно використовуючи процес перенесення, як з посиланням на фіг. 5. Захисний пристрій, проілюстрований на фіг. 6а, виявляє дві візуально відмінні характеристики захисту. Пристрій включає в себе впливаючі один 19 на один оптичні ефекти еластичного фотоннокристалічного шару, як описано у попередніх прикладах, коли оброблена підкладка спостерігається у відбитому світлі від першого боку (по осі Y), і металеве блискуче часткове покриття, коли підкладка спостерігається з іншого боку (по осі X). Крім того, чисто позитивно або негативно сформовані знаки, обмежені чорним резистом, можуть бути видимі при пропусканні світла з будь-якого боку. Цей приклад є особливо переважним при використанні в пристрої, який видно з обох боків документа, в який він включений. Наприклад, пристрій може бути вміщений в документ, що захищається, при використанні способів, описаних в ЕР1141480 або WO03054297. Фіг. 6b ілюструє машинозчитувану версію пристрою, показаного на фіг. 6а. Пристрій містить металізований шар ПЕТ основи, який деметалізований з одержанням підходящого малюнка, включаючи пари тонких смужок металу вздовж кожного краю елемента. Як описано з посиланням на фіг. 6а при проведенні процесу деметалізації використовують чорний резист. Захисний шар може бути нанесений на вказані пари тонких смужок металу (на фігурі не показано) для запобігання корозії металу від нанесеного наступним магнітного шару. Підходящий захисний шар являє собою VHL31534, що поставляється Sun Chemical і нане2 сений з ваговою масою покриття 2 г/см . Захисний шар може бути при бажанні забарвлений. Магнітний матеріал наноситься тільки поверх пар паралельних тонких смужок металу, так щоб не затуляти деметалізовані знаки. Потім наноситься фотоннокристалічний шар, переважно, з використанням процесу перенесення, як з посиланням на фіг. 5. Для поліпшення прилипання до документа, що захищається, на зовнішні поверхні пристрою може бути нанесений шар адгезиву. Коли магнітний матеріал включений в пристрій або всередині поглинаючого шару, або у вигляді окремого шару, то магнітний матеріал може бути нанесений в будь-якій конфігурації, але звичайні приклади включають використання пар магнітних тонких паралельних смужок або використання магнітних блоків для одержання зашифрованої структури. Підходящі магнітні матеріали включають пігменти оксиду заліза (Fe2O3 або Fe3O4), ферити барію або стронцію, залізо, нікель, кобальт або їх сплави. У контексті опису термін «сплав» включає матеріали, як наприклад, нікель:кобальт, залізо:алюміній:нікель:кобальт тощо. Можуть використовуватися матеріали у вигляді лускатого нікелю, крім того підходять матеріали у вигляді лускатого заліза. Звичайні лусочки (пластівці) нікелю мають розміри в довжину і ширину в інтервалі 5-50 мікрон, а товщину менше 2 мікрон. Звичайні лусочки заліза мають розміри в довжину і ширину в інтервалі 10-30 мікрон, а товщину менше 2 мікрон. При альтернативному машинозчитуваному втіленні прозорий магнітний шар може бути вміщений в будь-яку частину структури пристрою в будь-якому положенні. Підходящі прозорі магнітні шари, що містять розподіл частинок магнітного матеріалу за розміром і за концентрацією, при 94474 20 якому магнітний шар залишається прозорим, описані в WO-A-03091953 та WO-A-03091952. У додатковому прикладі захисний пристрій за даним винаходом може бути включений в документ, що захищається, так що даний пристрій вміщений в прозору ділянку документа. Документ, що захищається, може мати підкладку, сформовану з будь-якого звичайного матеріалу, включаючи папір і полімер. З рівня техніки відомі методики для формування прозорих ділянок в кожному з цих типів підкладок. Наприклад, WO08300659 описує полімерну банкноту, сформовану з прозорої підкладки, яка містить світлонепроникне покриття на обох її боках. Світлонепроникне покриття виключене (відсутнє) на локалізованих ділянках з обох боків підкладки для утворення прозорої ділянки. ЕР1141480 описує спосіб виконання прозорої ділянки в паперовій підкладці. Інші способи формування прозорих ділянок в паперових підкладках описані в ЕР0723501, ЕР0724519 та WO03054297. Фіг. 7 показує захисний пристрій за даним винаходом, включений в прозору ділянку документа, що захищається. Фіг. 8а показує вигляд в поперечному перерізі захисного пристрою всередині прозорої ділянки. Захисний пристрій містить прозорий несучий шар, який переважно утворює прозору ділянку підкладки. Поглинаючий матеріал нанесений на локалізовані ділянки прозорого шару для формування помітного малюнка або зображення, що ідентифікується. Шар, який містить еластичний фотоннокристалічний матеріал, що виявляє ті самі оптичні характеристики, що і еластичний фотоннокристалічний матеріал на фіг. 3 та 4, розташований над поглинаючим шаром. Коли пристрій на фіг. 7 спостерігається у відбитому світлі з боку А, то при нахилі пристрою в двох різних напрямках спостерігається висококонтрастний ефект різного зміщення зміни кольору від ділянок з фотоннокристалічним шаром, розміщеним над поглинаючим шаром. Наприклад, у напрямку спостереження 1 (фіг. 7) зміщення кольору може бути з червоного при спостереженні під гострим кутом падіння до площини підкладки на зелений при спостереженні під більш гострим кутом падіння до площини підкладки, У напрямку спостереження 2 буде виявлятися різне зміщення кольору в тому самому кутовому діапазоні, наприклад, із зеленого на блакитний. У зонах не над поглинаючим шаром переданий колір насичує відбитий колір. Передані і відбиті кольори взаємно доповнюють один одного, наприклад, зміна кольору у відбитому світлі з червоного на зелений при умові пропускання світла видима, як зміна кольору з бірюзового на пурпурний. Коли пристрій на фіг. 8а спостерігається при відбитому світлі або при пропусканні з боку В, темний поглинаючий шар буде видимий у вигляді зображення, що ідентифікується. Якщо темне зображення естетично неприйнятне, то для маскування темного захисного шару, так що він не видимий з боку В, може бути використаний більш естетично приємний матеріал/колір. Наприклад, темні поглинаючі зони можуть бути надруковані поверх на боці В прозорої ділянки по-різному розфарбованого непрозорою друкарською фарбою 21 або металевою друкарською фарбою. Як альтернатива прозора несуча підкладка може бути замінена на металізовану полімерну підкладку, як проілюстровано на фіг. 8b. Металізована підкладка задрукована темним резистом у вигляді зображення, що ідентифікується, як розглянуто з посиланням на фіг. 6. Потім задруковану металізовану плівку частково деметалізують, видаляючи метал на ділянках, не задрукованих резистом. При спостереженні з боку А фотоннокристалічна плівка видима на фоні поглинаючого темного резисту і з'являється так, як описано з посиланням на фіг. 8а, але при спостереженні з боку В металеве зображення з'являється у вигляді зображення, що ідентифікується, задрукованого темним резистом. Зображення може бути позитивним, тобто задається металевими ділянками, або негативним, тобто задається прозорими ділянками між металевими ділянками. В альтернативному машинозчитуваному виконанні для забезпечення машинозчитуваного шифру темний резист на фіг. 8b може бути сформований при використанні магнітного пігменту, наприклад, магнетиту. При подальшому втіленні тільки частина темного резисту передбачена з магнітним пігментом, а інша частина передбачена з немагнітним пігментом. Якщо як магнітні, так і немагнітні ділянки є, по суті, повністю поглинаючими, то на тих двох ділянках еластичної фотоннокристалічної плівки не буде ніякої візуальної різниці, і тому вид коду (шифру) не буде легко очевидний. Фіг. 9 ілюструє приклад, в якому захисний пристрій за даним винаходом вставлений у вікно (апертуру) паперової підкладки. Самонесуча фотоннокристалічна плівка включена в паперову підкладку так, як описано в ЕР141480. Один бік фотоннокристалічної плівки повністю відкритий (експонований) на передній поверхні паперової підкладки, в яку вона (плівка) частково закладена (фіг. 9а) і частково відкритий (експонований) в одному вікні задньої поверхні підкладки (фіг. 9b). У цьому прикладі наночастинки вуглецевого матеріалу вбудовані в фотоннокристалічну структуру. При спостереженні пристрою з переднього боку документа у відбитому світлі, проілюстрованому на фіг. 9а, вздовж напрямку спостереження 1, висококонтрастний ефект зміщення кольору спостерігається вздовж усього подовженого захисного пристрою. У цьому прикладі зміна кольору відбувається з червоного при огляді під одним кутом падіння до площини підкладки, наприклад, 70°, на зелений при огляді під більш гострим кутом падіння до площини підкладки, наприклад, 45°. При обертанні пристрою і огляді у напрямку спостереження 2 спостерігається інший колір в порівнянні з оглядом у напрямку спостереження 1 для даного кута падіння. Наприклад, при куті 70° до площини підкладки підкладка виявляється зеленою в напрямку спостереження 2 в порівнянні з тим, що вона стає червоною в напрямку спостереження 1. При нахилі під більш гострим кутом падіння, наприклад, 45° колір пристрою змінюється із зеленого на блакитний в напрямку спостереження 2 в порівнянні із зміною з червоного на зелений в на 94474 22 прямку спостереження 1. Включення наночастинок дає єдиний шар, тобто неламіновану сильно забарвлену і, по суті, непрозору плівку. У цьому полягає перевага перед рідкокристалічними змінюючими колір плівками, де використання окремого чорного або темного поглинаючого шару необхідне для одержання яскраво забарвленої в основному непрозорої плівки. Якщо пристрій на основі рідкого кристала використовується в прикладі, показаному на фіг. 9а, то для того, щоб відбивний ефект зміни кольору був видимий з обох боків документа, були б потрібні дві рідкокристалічні плівки з поглинаючим шаром між ними. На противагу цьому для даного винаходу використання самонесучої фотоннокристалічної плівки з включеними в неї наночастинками вуглецевого матеріалу дає можливість відбивному ефекту зміни кольору бути видимим з обох боків документа при використанні тільки єдиного шару матеріалу, що змінює колір. При огляді пристрою з тильного боку документа у відбитому світлі, проілюстрованому на фіг. 9b, в зоні експонування фотоннокристалічної плівки у вікні виявляються ті самі залежні від обертання оптичні властивості, як і ті, які спостерігаються з переднього боку документа. При альтернативному втіленні того, що згадано на фіг. 9а та 9b, фотоннокристалічна плівка може бути підкріплена несучим шаром для полегшення її включення в паперовий документ. Фотоннокристалічний шар може бути сформований прямо на несучій підкладці у вигляді покритої шаром плівки або окремої плівки, а потім ламінований з несучою підкладкою. Несуча підкладка може містити додаткові ознаки захисту, включаючи деметалізовані малюнки, голографічні малюнки в поєднанні з високовідбивним шаром, так що металевий шар або тонкий прозорий шар матеріалу з високим показником заломлення (наприклад, ZnS), задруковані знаки, люмінесцентні або магнітні матеріали і грубе тиснення з малюнком захисту, який може або являти собою бленду, оброблену тисненням для одержання відчутної/видимої ознаки, або міг включати друкарські фарби для додаткового посилення видимості. Таким чином, на будь-якому боці захисного пристрою можна спостерігати різну ознаку захисту. При додатковому втіленні захисний пристрій за даним винаходом може бути сконструйований так, що різні ефекти зміни кольору спостерігаються на будь-якій поверхні захисного пристрою. Цього можна досягнути ламінуванням разом двох фотоннокристалічних плівок з різними оптичними характеристиками або зміною оптичних характеристик фотоннокристалічної плівки за товщиною цієї плівки. Наприклад, дві фотоннокристалічні плівки можуть бути виконані з одних і тих самих матеріалів, що використовуються для гранул (сфер) і матриці, але відрізнятися за оптичними властивостями через різницю в розмірі гранул. Фіг. 10 показує поперечний переріз захисного пристрою, який містить дві фотоннокристалічні плівки, зчеплені разом проміжним (міжшаровим) зв'язуючим матеріалом (адгезивом). Проміжний зв'язуючий матеріал містить темний барвник або пігмент, так що він також 23 поводить себе як поглинаючий шар. Пристрій може бути виконаний машинозчитуваним за рахунок включення магнітного пігменту в проміжний зв'язуючий матеріал або нанесенням додаткового магнітного шару на внутрішню поверхню однієї або обох фотоннокристалічних плівок. Шар адгезиву може бути нанесений на зовнішні поверхні пристрою для поліпшення прилипання до документа, що захищається. Захисний пристрій вміщений в документ так, що щонайменше на локалізованих ділянках він відкритий на обох поверхнях документа, що захищається. У цьому прикладі перша фотоннокристалічна плівка виявляє дві різних зміни кольору при огляді у напрямку спостереження, відповідно, 1 та 2 (на фіг. 10 не показано). Напрямок спостереження 1 паралельно короткому боку документа, а напрямок спостереження 2 паралельно довгому боку документа. При огляді у напрямку спостереження 1 пристрій виявляється червоним при огляді під кутом 70° до площини підкладки, і переходить в зелений при більш гострому куті падіння, наприклад, 45°. На противагу цьому при огляді у напрямку спостереження 2 пристрій виявляє зміну кольору з оранжевого на блакитний при нахилі його в тому самому кутовому діапазоні. Друга фотоннокристалічна плівка виявляється жовтою при огляді у відбитому світлі у напрямку спостереження 1 під кутом 70° до площини підкладки і переходить в колір індиго при більш гострому куті падіння, наприклад, 45°. На противагу цьому при огляді у напрямку спостереження 2 пристрій виявляє зміну кольору із зеленого на фіолетовий при нахилі його в тому самому кутовому діапазоні. Різні ефекти зміни кольору на будь-якій поверхні захисного пристрою можуть бути сформовані при використанні єдиного шару фотоннокристалічної плівки при локальній зміні оптичних характеристик фотоннокристалічної плівки за товщиною цієї плівки. Наприклад, розмір гранули може бути змінений через товщину плівки. Ця зміна може бути внесена регулюванням компонування гранул при формуванні фотоннокристалічної плівки. Як альтернатива, якщо плівка виготовлена екструзією полімеру, то два полімерних склади, які містять гранули і матрицю, можуть бути одержані з різними розмірами гранул. Потім ці два полімерних склади можуть бути співекструдовані в одинарну полімерну плівку з утворенням кристалічної структури, де має місце ступінчаста зміна розміру гранули на міжфазній межі в центрі плівки. Захисний пристрій за даним винаходом може бути додатково пригнаний, щоб ще більше ускладнити підробку і/або забезпечити інформацію, що ідентифікується. Процес пригонки може мати місце до або після вміщення пристрою в документ. В одному з прикладів пригонка захисного пристрою проводиться нанесенням друкарської інформації на фотоннокристалічну плівку. Фотоннокристалічна плівка може бути задрукована зображеннями при використанні будь-якого із звичайних способів друку, таких як глибокий друк, гравюра, струминний друк, офсетний друк, трафаретний друк, розпилення барвника і флексографський друк. Друк може бути застосований у вигляді обробки окре 94474 24 мим друком в одному кольорі або у вигляді обробки множинним друком з множиною кольорів. У переважному втіленні зображення надруковані частково на фотоннокристалічній плівці і частково на підкладці, в яку вміщений пристрій, в такому вигляді, що малюнок залишається нерозривним між двома поверхнями. При додатковому втіленні один з кольорів надрукованих зображень відповідає одному з кольорів фотоннокристалічної плівки, що змінюються. Наприклад, якщо при нахилі пристрою фотоннокристалічна плівка змінює колір з червоного на зелений, то будь-яка надрукована червоним кольором інформація буде, в основному, невидима під визначеними кутами падіння, але стає видимою, як тільки зразок нахиляють, в той час як статичний червоний колір надрукованої інформації контрастує із зеленим кольором фотоннокристалічної плівки, що оптично змінюється. Таким чином може бути створена ознака захисту прихованого зображення. Фіг. 11 ілюструє інший приклад даного винаходу, де захисний пристрій включений в документ як накладка, накладена на поверхню. Червоне зображення, що ідентифікується, надруковане так, що частина його знаходиться на підкладці, а інша частина - на захисному пристрої. При огляді підкладки у напрямку спостереження 1 під кутом, приблизно, 70° до площини підкладки (фіг. 11а) захисний пристрій виявляється червоним і насичує за кольором друкарську інформацію на захисному пристрої, так що видима тільки надрукована на підкладці інформація. Надрукована інформація виявляється або при нахилі, або при обертанні підкладки. При нахилі підкладки до більш похилого кута падіння при огляді у напрямку спостереження 1 фотонний кристал змінюється з червоного на зелений. При обертанні підкладки і огляді у напрямку спостереження 2, а також - при збереженні того самого кута падіння фотонний кристал також змінюється з червоного на зелений. У обох випадках надрукована червоним інформація буде виявлятися на захисному пристрої, і повне зображення буде утворене надрукованою на підкладці інформацією (фіг. 11b). Якщо пристрій нахилений при огляді у напрямку спостереження 2 в тому самому кутовому діапазоні, як при огляді у напрямку спостереження 1, фотоннокристалічна плівка змінюється із зеленої на блакитну, і залишається видимим червоне зображення, що ідентифікується. Друге зелене зображення, що ідентифікується, може також бути надруковане на захисному пристрої. Зелене зображення буде видиме у напрямку спостереження 1, коли кут падіння становить, приблизно, 70° до площини підкладки, але воно зникне при нахилі пристрою, а фотонний кристал змінить колір з червоного на зелений (фіг. 11b). У порівнянні з цим зелене зображення буде, по суті, невидиме у напрямку спостереження 2, коли кут падіння становить, приблизно, 70° до площини підкладки, але воно з'являється, як тільки пристрій нахиляють до більш похилого кута, і фотонний кристал змінюється із зеленого на блакитний (фіг. 11с). Захисний пристрій в прикладі на фіг. 11а, 11b, 11с має ряд захисних аспектів; по-перше - різні 25 зміни кольору при нахилі з різними напрямками спостереження, і по-друге - наявність двох прихованих зображень, які, в іншому випадку, з'являються і зникають при нахилі в одному напрямку спостереження, але можуть обидва бути представлені в явному вигляді при нахилі у другому напрямку спостереження. Як альтернатива друкуванню звичайними кольоровими поліграфічними фарбами також можливе друкування друкарською фарбою (функціональні чорнила). Під друкарською фарбою мають на увазі фарбу, яка реагує на зовнішню дію. Фарби цього типу включають флуоресцентні, фосфоресцентні, ІЧ-поглинаючі, термохромні, фотохромні, магнітні, електромагнітні, провідні і п'єзохромні, але не обмежуються ними. Як і друкарськими фарбами (функціональними чорнилами), друкування на фотоннокристалічній плівці можливе і іншими фарбами з оптичним ефектом. Фарби з оптичним ефектом включають R R OVI та Oasis , що пропонуються Sicpa. Інші оптичні фарби включають фарби, які містять компонент, що переливається, іридин, фарби з перламутровим ефектом, рідкокристалічні пігменти і пігменти на основі металу. При додатковому втіленні пригонку захисного пристрою здійснюють тисненням фотоннокристалічної плівки лінійчатими структурами, що видаються або виступають. Втиснення лінійчатих структур, що видаються, у фотоннокристалічні плівки є особливо переважним, тому що фасети, утворені при втисненні, дають в результаті зміну кута падіння світла, що надходить, яке створює фасети різних кольорів через те, що колір фотоннокристалічної плівки залежить від кута огляду. Використання лінійчатої структури, що видається, з фотоннокристалічною плівкою має два аспекти захисту; по-перше, оптично змінювана властивість, вироблена лінійчатою структурою, по-друге, створення локалізованих ділянок, що виявляють різні зміни кольору на фоні плівки. Наприклад, якщо фотоннокристалічний пристрій виявляє зміну кольору із зеленого на блакитний при нахилі пристрою з положення з нормальним кутом падіння, то при огляді під нормальним кутом падіння оброблені і необроблені тисненням ділянки виявляться зеленими. При нахилі пристрою оброблені і необроблені тисненням ділянки будуть змінювати колір із зеленого на блакитний при різних кутах огляду по мірі нахилу пристрою. Додаткова перевага від використання тиснених лінійчатих структур, що видаються або виступають, полягає в тому, що структури мають виступаючу поверхню, яка може бути ідентифікована при дотику. Гладка поверхня фотоннокристалічної плівки додатково підвищує відчутність цих виступаючих структур. Оброблені тисненням лінійчаті структури можуть приймати будь-яку зручну форму, включаючи пряму (прямолінійну) або викривлену, як наприклад у вигляді повних або неповних дуг кола або частин синусоїдальної хвилі. Лінії можуть бути безперервними або перериваними, і вони можуть бути утворені, наприклад, рисками, точками або іншими формами. Під іншими формами ми маємо 94474 26 на увазі те, що точки або риски могли мати графічний вигляд. Товщина ліній, як правило, знаходиться в інтервалі 10-500 мікрон, переважно, 50300 мікрон. Краще, коли окремі лінії ледве видимі неозброєним оком, причому основне зорове враження викликане набором множинних ліній. Лінії можуть характеризувати будь-яку форму або контур, наприклад, квадрат, трикутник, шестикутник, зірку, квітку або знаки, таку як буква або цифра. Оброблені тисненням лінійчаті структури, переважно, утворені, накладенням штампу для тиснення на фотоннокристалічну плівку при нагріванні і тиску. Краще, коли процес тиснення має місце в процесі глибокого друку і проводиться з використанням друкарської форми для глибокого друку, що має растрові комірки, що визначають лінійчаті структури. Переважно, щоб тиснення на еластичній фотоннокристалічній плівці було нечітким і безбарвним, тобто щоб растрові комірки не були заповнені фарбою. Однак також можливе те, що деякі з растрових комірок, які задають оброблену тисненням структуру, можуть бути заповнені фарбою, а інші залишаються незаповненими. Подальший глибокий друк або безбарвне тиснення можуть бути проведені на ділянках підкладки, які межують із захисним пристроєм при використанні тієї самої друкарської форми для глибокого друку, так щоб одержати точну відповідність між різними ділянками. На фіг. 12 показаний приклад захисної підкладки, яка містить захисний пристрій за даним винаходом, де фотоннокристалічні плівки пригнані тисненням плівки після нанесення її на основну підкладку. У цьому прикладі фотоннокристалічна плівка вміщена в паперову підкладку таким саме чином, як та, що згадується на фіг. 9а, 9b і описана в ЕР1141480. На фіг. 12 показана передня поверхня паперової підкладки, на якій пристрій повністю експонований (відкритий до дії). Елемент також експонований на задній поверхні на ділянці з вікном. У цьому прикладі фотоннокристалічна плівка виявляє зміну кольору з червоного на зелений при нахилі пристрою до гострого кута падіння і огляді у напрямку спостереження 1 і зміна кольору із зеленого на блакитний при нахилі пристрою до гострого кута падіння і огляді у напрямку спостереження 2. Оброблені тисненням лінійчаті структури, утворені відповідною групою (набором) паралельних виступаючих кривих, характеризують цифру «5». Оброблені тисненням ділянки забезпечують пристрою додатковий оптично змінюваний аспект в доповнення до залежних від кута і обертання змінам кольору, що виявляються необробленими тисненням структурами. При огляді підкладки у напрямку спостереження 1 під відносно великим кутом падіння, наприклад, 70° до площини підкладки (фіг. 11а) необроблені тисненням ділянки виявляються червоними, а оброблені тисненням ділянки виявляються зеленими через переважаюче відбите світло, що виходить від країв виступаючих ліній. Різниця в кольорі виникає, тому що ефективний кут падіння падаючого на крайові ділянки світла більше кута падіння падаючого на плоскі необроблені тисненням ділянки світла. При нахилі підкладки до більш похило 27 го (гострого) кута падіння необроблені тисненням ділянки змінюють колір з червоного на зелений, а оброблені тисненням ділянки змінюють колір із зеленого на блакитний. Якщо пристрій повернений обертанням на 90°, так що він видимий у напрямку спостереження 2, оброблені і необроблені тисненням ділянки виявляються, по суті, того самого кольору при даному куті зору, тому що від краю ліній відбивається дуже мало світла. При додатковому втіленні пригонка захисного пристрою відбувається при тисненні фотоннокристалічної плівки з недифракційною лінійчатою структурою. Недифракційна лінійчата структура є прикладом виступаючої лінійчатої структури, яка дає оптично змінюваний ефект при зміні кута падіння світла, але в якій цей ефект не викликаний інтерференцією або дифракцією. Захисні пристрої, основані на недифракційних лінійчатих структурах, відомі з попереднього рівня техніки, наприклад, WO9002658 описує захисний пристрій, в якому одне або більше проміжних зображень втиснені у відбивну поверхню. WO9820382 розкриває додатковий захисний пристрій, в якому група елементарних ділянок, в яких лінії протягаються одна від одної під різними кутами, утворює відповідні елементи зображення. US 1996539 розкриває декоративний елемент, на поверхні якого утворена рельєфна структура, і вона має кольоромінливий ефект. US2005080089 розкриває захисний пристрій, який має сегменти, задані лінійчатими структурами у відбивній частині підкладки, які спричиняють недифракційне відбиття падаючого світла по мірі того, як змінюється кут падіння. При альтернативному втіленні захисний пристрій додатково містить оптично змінюваний пристрій, як наприклад, голограму або дифракційну решітку. Ці пристрої звичайно сформовані як рельєфні структури в підкладці, яка, до того ж, передбачена з відбивним покриттям для сприяння повторному використанню пристрою. У даному винаході фотонний кристал може поводити себе як відбивне покриття, і рельєфна структура може бути вдрукована тисненням безпосередньо на фотоннокристалічній плівці або на лаку, нанесеному на фотоннокристалічну плівку. Як альтернатива локалізовані ділянки пристрою можуть бути передбачені з металізованим шаром, а згодом рельєфна структура може бути вдрукована тисненням на лаку для тиснення поверх металізованого шару. Таким чином пристрій містить дві латерально рознесені зони, причому одна виявляє властивості, пов'язані із зміною кольору фотоннокристалічної плівки, а інша виявляє оптично змінені властивості голографічного пристрою. Як альтернатива металеве відбивне покриття може бути замінене матеріалами, що посилюють прозоре відбиття, наприклад, тонким шаром матеріалу з високим показником заломлення, таким як ZnS. У цьому випадку як оптично змінювані властивості фотоннокристалічного матеріалу, так і оптично змінювані властивості голографічного пристрою видимі на всіх ділянках пристрою, хоча оптично змінювані властивості голографічного пристрою будуть видимі тільки при визначених кутах огляду. 94474 28 При додатковому втіленні винаходу захисний пристрій може бути пригнаний нанесенням шару розсіяння на фотоннокристалічну плівку. У переважному втіленні шар розсіяння приймає форму матового покриття або лаку. У цьому контексті матове покриття або лак є тим, що зменшує зовнішній блиск фотоннокристалічної плівки при розсіянні відбитого від нього світла. Одним з прикладів підходящого матового покриття є суспензія тонкодисперсних включень в органічній смолі. Поверхневі частинки (включення) розсіюють світло по мірі його проходження через покриття, що дає в результаті матовий зовнішній вигляд. Підходящим покриттям для даного винаходу є покриття з «HiSeal О 340», що пропонується Hi-Tech Coatings Ltd. В альтернативному рішенні тонкодисперсні включення можуть бути замінені органічним воском. Як додаткова альтернатива шар розсіяння може бути утворений тисненням матової структури в поверхні фотоннокристалічного шару. Підходящі оброблені тисненням матові структури описані в WO9719821. Шар розсіяння модифікує кольоромінливі властивості фотоннокристалічного шару. Шар розсіяння модифікує поверхню фотоннокристалічної плівки, так що тепер відбиття є більш дифузним, зменшуючи відблиск від фотоннокристалічної плівки і змінюючи кутовий діапазон, в якому відповідні кольори захисного пристрою добре видимі особою, яка встановлює справжність. Наприклад, якщо фотоннокристалічний матеріал показує зміну кольору з червоного на зелений при нахилі від нормального кута падіння, то зміна кольору з червоного на зелений відбувається при положенні ближче до нормального кута падіння для ділянки з шаром розсіяння в порівнянні з ділянкою без шару розсіяння. Додатковий спосіб пригонки захисного пристрою полягає у використанні двох або більше різних кольорових поглинаючих шарів. Приклад цього втілення пояснюється фіг. 13 та 14. На фіг. 13 показаний вигляд в поперечному перерізі конструкції захисного пристрою для застосування його як поверхневої смужки або накладки (вставки). Пристрій містить несучу підкладку, яка може бути покрита розділовим шаром, на який нанесена фотоннокристалічна плівка. Поверх фотоннокристалічної плівки у вигляді малюнка нанесений червоний частково поглинаючий шар, а поверх всього частково поглинаючого шару нанесений другий чорний поглинаючий шар. На чорний поглинаючий шар нанесений шар адгезиву. Потім пристрій переноситься на документ, що захищається, такий як наприклад, банкнота (фіг. 14). Після перенесення несуча смужка може бути видалена, після чого фотоннокристалічна плівка залишається відкритою, або, як альтернатива, несучий шар може бути залишений на місці для утворення зовнішнього захисного шару. При підборі відповідних кольорів для неповного поглинаючого шару малюнки, утворені цим шаром, можуть бути видимі тільки при визначених кутах зору і напрямках спостереження і невидимі при інших. У цьому прикладі фотоннокристалічна плівка при нормальному куті падіння пропускає всі довжини хвиль крім червоного кольору і виявляє два різних оптично змінюваних 29 ефекти в двох різних напрямках спостереження, як описано з посиланням на приклад на фіг. 2. Тоді при кутах падіння, при яких фотонний кристал виявляється червоним, малюнок, утворений частково поглинаючим шаром, є невидимим з пристроєм, що виявляє рівномірно-червоний колір, але при нахилі або обертанні пристрою спостерігається різна зміна кольору для ділянок фотонного кристала з частково поглинаючим шаром і без нього, і тому малюнки виявляються. Виявлення або поява малюнка має місце в доповнення до тих двох різних оптично змінюваних ефектів, що спостерігаються в двох різних напрямках спостереження. При ще одному втіленні даного винаходу фотоннокристалічна плівка може бути пригнана забезпеченням розривів (зазорів) в плівці, так що на локалізованих ділянках видно нижчележачий (підстилаючий) шар. Розриви можуть бути забезпечені перенесенням або нанесенням фотоннокристалічної плівки на несучу підкладку частково. Як альтернатива, розриви можуть бути створені на більш пізній стадії, наприклад, в процесі лазерної абляції повністю сформованої фотоннокристалічної плівки. Фіг. 15 ілюструє пристрій, який містить несучу підкладку, поверх якої нанесений червоний частково поглинаючий шар, на який перенесена фотоннокристалічна плівка. Лазер використаний для утворення в фотоннокристалічній плівці розривів у вигляді зображення, що ідентифікується. У цьому прикладі фотоннокристалічна плівка при нормальному куті падіння пропускає всі довжини хвиль крім довжини хвилі червоного кольору і виявляє два різних оптично змінюваних ефекти в двох різних напрямках, як описано з посиланням на приклад на фіг. 2. Тоді при кутах падіння, при яких фотонний кристал виявляється червоним, зображення, що ідентифікується, яке визначається червоним поглинаючим шаром, що експонується, в місцях розривів, не відрізняється від фону. При нахилі або обертанні пристрою фотоннокристалічна плівка змінюється з червоної на зелену, але розриви, які відкривають нижчележачий поглинаючий шар, все-таки виявляються червоними. Таким чином, поява зображення, що ідентифікується, викликана нахилом або деформацією пристрою. Розкриття (поява) зображення відбувається в доповнення до двох різних оптично змінюваних ефектів, що спостерігаються в двох різних напрямках спостереження. Фіг. 16 ілюструє додатковий приклад, де є розриви в фотоннокристалічній плівці. Пристрій на фіг. 16 містить фотоннокристалічну плівку, яка перенесена, по суті, на прозору несучу підкладку. Як альтернатива, самонесуча фотоннокристалічна плівка може бути використана без необхідності в несучій підкладці. Фотоннокристалічна плівка та сама, що і описана по відношенню до фіг. 9а, 9b, і в фотоннокристалічну структуру включені наночастинки вуглецевого матеріалу для одержання, по суті, прозорої плівки з яскраво-червоним кольором при огляді під нормальним кутом падіння. Для утворення в еластичній фотоннокристалічній плівці розривів у вигляді зображення, що ідентифікується, використовувався лазер. Зображення, що ідентифікується, чітко видно з обох боків, особли 94474 30 во в режимі пропускання світла через контраст між ділянками, по суті, непрозорої фотоннокристалічної плівки, яка видалена, і непрозорими ділянками, що залишаються. Захисний пристрій, проілюстрований на фіг. 16, виявляє дві візуально контрастні характеристики захисту; по-перше - оптичні ефекти фотоннокристалічного шару, а по-друге - зображення, що ідентифікується, чітко видиме при пропусканні з будь-якого боку пристрою. При ще одному втіленні даного винаходу фотоннокристалічні матеріали можуть бути підібрані так, що при визначених кутах зору і при заданих напрямках спостереження відбите світло знаходиться в ділянці невидимих довжин хвиль електромагнітного спектра. Використання фотонних кристалів, де тільки одна складова частина колірного зсуву знаходиться у видимій ділянці електромагнітного спектра, дає можливість включити зображення в пристрій, що стане видно тільки при визначених кутах зору при заданих напрямках спостереження. На фіг. 17 показаний вигляд в поперечному перерізі при додатковому втіленні захисного пристрою за даним винаходом. Пристрій призначений для використання як позначки захисту (позначки рівня безпеки), і він містить фотоннокристалічну плівку, на якій при використанні друкарських фарб або барвників надруковані знаки, що ідентифікуються. Для одержання явно непрозорої кольорової картини у фотоннокристалічну плівку додані наночастинки вуглецевого матеріалу. На один бік пристрою нанесений шар адгезиву, а поверх нього накладений несучий шар лакованого паперу. Шар лакованого паперу дозволяє легко видаляти позначку для повторного нанесення на документ або інший об'єкт, що вимагає захисту. На фіг. 18 показаний пристрій у вигляді позначки, накладений на підкладку. Шар лакованого паперу спочатку видаляють для оголення шару адгезиву. Потім пристрій у вигляді позначки наносять на підкладку; адгезив може являти собою матеріал, чутливий до тиску, або плавкий адгезив, і він може бути постійним або тимчасовим. Використання тимчасових адгезивів може бути корисне при необхідності видалення позначки і повторного нанесення її на інший виріб. Однак найбільш ймовірно те, що позначка повинна бути нанесена незмінюваним способом. Для запобігання видаленню і повторному нанесенню позначки, нанесеної незмінюваним способом, позначка також може бути забезпечена елементами захисту від розкриття, наприклад, крихкими шарами підкладки, профілями відбитків зображення тощо. У прикладі на фіг. 18 фотоннокристалічна плівка при огляді з першого напрямку спостереження, наприклад, паралельного короткому боку підкладки, виявляється блакитним при відносно великому куті падіння, наприклад, 70°, до площини підкладки. Знаки, що ідентифікуються, надруковані блакитним кольором так, що пристрій спостереження видимий при цьому відносно великому куті падіння на першому напрямку спостереження, знаки явним чином не виділяються на колірному фоні фотоннокристалічної плівки. При нахилі пристрою і спостереженні його в першому напрямку спостереження 31 фотоннокристалічна плівка змінює колір з блакитного на невидимий ультрафіолетовий, і плівка виявиться чорною через наявність наночастинок вуглецевого матеріалу. Як тільки пристрій нахиляють, то розкриваються (з'являються) блакитні друкарські знаки, що ідентифікуються, так як фон змінюється з блакитного на чорний. При обертанні захисного пристрою і спостереженні його при відносно великому куті падіння у другому напрямку спостереження, тобто паралельно довгому боку підкладки, то пристрій виявиться зеленим з блакитними знаками, що ідентифікуються, видимими на зеленому фоні. При нахилі пристрою і спостереженні його у другому напрямку спостереження фотоннокристалічна плівка змінюється із зеленої на блакитну. Як тільки пристрій нахилений і спостерігається у другому напрямку спостереження блакитні друкарські знаки, що ідентифікуються, зникають на блакитному фоні фотоннокристалічної плівки. Таким чином досягається ознака захисту, так що при огляді по одному боку документа зображення, що ідентифікується, з'являється при нахилі, але при обертанні і огляді по перпендикулярному йому боку видно, що те саме зображення при нахилі зникає. У модифікаціях до прикладів на фіг. 17 та 18, показаних на фіг. 19 та 20, фотоннокристалічна плівка містить фотонний кристал, який на одному напрямку спостереження тільки відбиває інфрачервоне світло при огляді під відносно великим кутом падіння, і він відбиває видиме світло тільки при нахилі до більш похилого кута падіння. Фіг. 19 являє собою поперечний переріз захисного пристрою і містить полімерну несучу підкладку, на яку вдрукований чорний поглинаючий шар. Потім фотоннокристалічна плівка переноситься на поглинаючий шар з друкуванням її з червоним зображенням, що ідентифікується, поверх цього шару. У цьому прикладі наночастинки вуглецевого матеріалу не включені в фотонний кристал, але наявність поглинаючого шару означає, що в кольорі видимі тільки відбиті довжини світлових хвиль. На один бік пристрою нанесений шар адгезиву, а поверх нього накладений несучий шар лакованого паперу. Фіг. 20 ілюструє вигляд пристрою зверху. У прикладі на фіг. 20 фотоннокристалічна плівка при огляді з напрямку спостереження 1 при відносно великому куті падіння, наприклад, 70°, до площини підкладки виявляється безбарвною і тому пристрій прийме чорний зовнішній вигляд нижчележачого поглинаючого шару. Знаки, що ідентифікуються, задруковані червоним кольором, так що коли пристрій оглядають при цьому відносно великому куті падіння в першому напрямку спостереження, знаки явно виражені на фоні чорного кольору поглинаючого шару (фіг. 20а). При нахилі пристрою і огляді його в першому напрямку спостереження фотоннокристалічна плівка змінює невидиме інфрачервоне світло на видиме червоне світло, а червоні знаки, що ідентифікуються, зникнуть на червоному фоні, утвореному фотоннокристалічною плівкою (фіг. 20b). При обертанні захисного пристрою і огляді його під відносно великим кутом падіння у напрямку спостереження 2 пристрій ви 94474 32 явиться червоним, так що червоні знаки, що ідентифікуються, по суті, не розрізняються на фоні червоної фотоннокристалічної плівки (фіг. 20b). При нахилі пристрою і огляді його в напрямку спостереження 2, фотоннокристалічна плівка змінюється з червоної на зелену, і червоні знаки, що ідентифікуються, стають явно вираженими на зеленому фоні (фіг. 20с). Таким чином одержана ознака захисту, так що при огляді по одному боку документа зображення, що ідентифікується, з'являється при нахилі, але при обертанні і при огляді по перпендикулярному боку видно, що те саме зображення, що ідентифікується, зникає при нахилі. Таким чином створена дуже інтерактивна ознака захисту, яка є як вражаючою, так і такою, що запам'ятовується, для особи, яка встановлює справжність. При додатковому втіленні даного винаходу фотоннокристалічний матеріал підібраний так, що коли пристрій підданий зовнішній дії, то спостерігається додатковий оптичний ефект. Оптичний ефект в кожному випадку може давати не оптично змінюваний ефект, як наприклад, відбиття падаючого світла при всіх довжинах хвиль. Зовнішня дія може мати ряд форм або сама по собі, або в поєднанні з іншими, причому ці форми включають механічну, термічну, хімічну, електричну, магнітну, електромагнітну або ультразвукову дії. Оптичний ефект може давати не оптично змінюваний ефект, як наприклад, відбиття падаючого світла при всіх довжинах хвиль. Однак, як правило, одержаний оптичний ефект є оптично змінюваним ефектом. Різниця між оптичним відкликом кристала в присутності або за відсутності зовнішньої дії, переважно, становить достатню величину, щоб бути такою, що візуально виявляється людиноюспостерігачем і/або машинозчитуваною. Дія спричиняє зміну в періодичному розміщенні одного або більше відбивних елементів всередині кристалічної структури. При одному втіленні зміна є прямим результатом деформації внаслідок прикладеного навантаження, але при альтернативних втіленнях немає ніякої безпосередньої механічної деформації, і зміна викликана опосередковано, наприклад, у випадку термічної, хімічної, електричної, магнітної, електромагнітної або ультразвукової дії. У деяких випадках дія викликає зміну показника заломлення одного або більше відбивних елементів всередині кристалічної структури. Наприклад, один або більше елементів всередині кристалічної структури можуть виявляти електрооптичний, магнітооптичний або хімічний ефекти, при яких зміна в кристалічній структурі насамперед стосується показника заломлення, а не розміщення різних елементів, з яких складена структура. У хімічних термінах це може бути результатом поглинання води. Однак також спостерігається поєднання цього з механічною зміною періодичного розміщення всередині кристала. Фотонний кристал може бути підібраний так, що вплив дії на кристал є зворотним при усуненні дії або при прикладенні протилежної дії. Тому період (інтервал) кристалічної решітки може бути 33 зворотно змінений, наприклад, стиснутий або розширений, в деяких випадках пружно, прикладенням зовнішньої дії. Одним переважним прикладом є зворотна зміна періоду фотоннокристалічної решітки за допомогою механічного вигину, розтягнення, тикання або стиснення матеріалу. У цьому значенні тикання відрізняється від стиснення через те, що ділянка, яка деформується, не підкріплена із зворотного боку (з тильного боку) при деформації. В результаті деформації характеристики повної або часткової фотонної забороненої зони, яка відбувається від періодичності фотоннокристалічної решітки, змінюються, і, отже, відбиваючі і проникні властивості можуть бути створені так, щоб давати відклик на механічну дію. У цьому випадку зовнішня дія, переважно, буде перенесена на захисний пристрій шляхом його стиснення особою, яка встановлює справжність. Підходящими фотонними кристалами для використання при дії у вигляді механічної деформації є ті, які мають гнучку еластомерну матрицю і відомі як еластичні фотонні кристали. Еластичні або пружні фотонні кристали, як правило, містять полімерні матеріали як для матриці, так і для гранул (сфер). Типові приклади пружних фотонних кристалів, підходящих для даного винаходу, описані в US20040131799, US20050228072, US20040253443 та US6337131. Кристал може бути сформований з гранул (сфер) першого матеріалу і матриці з другого матеріалу, в яких кожний матеріал має різний показник заломлення. Тому матриця може бути легко деформована, приймаючи форму еластомерного матеріалу. Матеріали, підходящі для утворення гранул, є, переважно, окремими полімерними або співполімерними матеріалами. Типові приклади включають як полімери, так і співполімери полімеризованих ненасичених мономерів, а також поліконденсати і співполіконденсати мономерів, які містять, як мінімум, дві реакційноздатні групи, такі як, наприклад, аліфатичні групи з високою молекулярною вагою, аліфатичні/ароматичні або повністю ароматичні складні поліефіри, поліаміди, полікарбонати, полісечовини і поліуретани, а також аміносмоли і фенольні смоли, такі як, наприклад, меламіноформальдегідні, сечовиноформальдегідні і фенолформальдегідні конденсати. Матеріали, підходящі для утворення еластомерної матриці, являють собою додаткові полімери, які мають низьку температуру склування. Приклади включають додаткові полімери і співполімери полімеризованих ненасичених мономерів, а також - поліконденсати і співполіконденсати мономерів, які мають, як мінімум, дві реакційноздатні групи, наприклад, аліфатичні групи з високою молекулярною вагою, аліфатичні/ароматичні або повністю ароматичні складні поліефіри і поліаміди, а також аміносмоли і фенольні смоли, такі як, наприклад, меламіноформальдегідні, сечовиноформальдегідні і фенолформальдегідні конденсати. Для гранул і матриці також передбачені неполімерні матеріали, і вони можуть являти собою 94474 34 неорганічний або металевий або гібридний композит. Фіг. 21 пояснює приклад, де в захисному пристрої даного винаходу використовується пружний або еластичний фотонний кристал. Самонесуча еластична фотоннокристалічна плівка вміщена в паперову підкладку, як описано в ЕР1141480. Один бік фотоннокристалічної плівки повністю відкритий на передній поверхні паперової підкладки, в яку плівка частково закладена (фіг. 21а) і частково відкритий в одному вікні (апертурі) на задній поверхні підкладки (фіг. 21b). У цьому прикладі в фотоннокристалічну структуру включені наночастинки вуглецевого матеріалу, так що плівка має яскраво-червоний колір при огляді під нормальним кутом падіння. При огляді пристрою з переднього боку документа у відбитому світлі, проілюстрованому на фіг. 21а, і при огляді у напрямку спостереження 1 по всьому відкритому і витягнутому захисному пристрою спостерігається висококонтрастний ефект зміщення (зміни) кольору. У цьому прикладі зміна кольору відбувається з червоного, при огляді під одним кутом падіння до площини підкладки, наприклад, при 70°, до зеленого при огляді під більш похилим кутом падіння до площини підкладки, наприклад, при 45°. При обертанні пристрою і огляді у напрямку спостереження 2 спостерігається інший колір в порівнянні з тим, який спостерігається при огляді у напрямку спостереження 1 для даного кута падіння. Наприклад, при куті 70° до площини підкладки підкладка виявляється зеленою в напрямку спостереження 2 в порівнянні з червоною в напрямку спостереження 1. При нахилі до більш похилого кута падіння, наприклад, 45° колір пристрою змінюється із зеленого на блакитний в напрямку спостереження 2 в порівнянні із зміною кольору червоного на зелений в напрямку спостереження 1. У цьому прикладі механічна зовнішня дія прикладена за допомогою згинання документа навколо його центральної подовжньої осі, як пояснюється на фіг. 21с. Деформація видозмінює структуру фотонної зони кристала, а отже і довжину хвилі і просторову залежність коефіцієнта відбиття, що спостерігається особою, яка встановлює справжність. У цьому прикладі деформація викликає стиснення кристалічної решітки перпендикулярно площині підкладки, що призводить до зміщення кольору, що спостерігається, у бік коротких довжин хвиль, наприклад, червоний колір переходить в зелений, а зелений колір переходить в блакитний. У даному прикладі вікно розташоване так, що воно «укладається» в центральну вісь документа, так що коли особа, яка встановлює справжність, згинає документ біля (по) центральної осі, то на віконній ділянці документа відбувається максимальна деформація і, отже, зміна кольору. Перевага даного винаходу полягає в тому, що при деформації пружного фотонного кристала спостерігається динамічна зміна кольору. У прикладі на фіг. 21а, 21b, 21с як тільки захисний пристрій зігнутий біля центрального вікна первинна зміна кольору з червоного на зелений при огляді у напрямку спостереження 1 відбува 35 ється на центральній ділянці вікна (апертури), де деформація максимальна, як тільки документ зігнутий додатково, деформація збільшується зовні в напрямку країв вікна, і спостерігається зміщення зеленої зони до краю вікна. Якщо документ зігнутий до досить великого радіуса кривизни центральна ділянка вікна змінить колір із зеленого на блакитний. Залежна від кута зміна кольору буде також спостерігатися, коли пристрій знаходиться у деформованому стані, наприклад, вона могла відбуватися із зеленого на блакитний при нахилі підкладки в її первинному деформованому стані і огляді у напрямку спостереження 1. При усуненні деформації фотоннокристалічний шар повернеться до свого первинного кольору, і тому процес встановлення справжності є зворотним. Зміна кольору при деформації дає додаткову інтерактивну складову частину захисного пристрою, яка є як 94474 36 такою, що запам'ятовується, для широкого кола осіб, так і складною для підробки. У всіх прикладах малюнки або зображення, що ідентифікуються, утворені будь-яким з шарів, наприклад, фотоннокристалічною плівкою, поглинаючими шарами або пригоняючими шарами, можуть приймати будь-який вигляд. Переважно, коли малюнки представлені у вигляді зображень, таких як візерунки, символи, літерно-цифрові позначення та їх поєднання. Малюнки можуть характеризуватися візерунками, які містять тверді або переривані ділянки, які можуть включати, наприклад, контурні малюнки, конфігурації тонких філігранних ліній, точкові структури і геометричні візерунки. Можливі позначення включають позначення з неримських шрифтів, приклади яких включають китайський, японський, санскритський та арабський, але не обмежені ними. 37 94474 38 39 94474 40 41 94474 42 43 94474 44 45 94474 46 47 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 94474 Підписне 48 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601