Захисний пристрій на основі фотонного кристала і спосіб формування такого пристрою

1. Спосіб формування оптично змінного захисного пристрою, який полягає в тому, що: забезпечують матеріал фотонного кристала і здійснюють над цим матеріалом процес, який викликає деформацію матеріалу таким чином, що формується перша зона, для якої падаюче світло, що приймається матеріалом кристала, вибірково відбивається або пропускається для створення першого оптично змінного ефекту, і друга зона, для якої падаюче світло, що приймається, створює оптичний ефект, що відрізняється від першого оптично змінного ефекту. 2. Спосіб за п. 1, в якому структура матеріалу в першій зоні має зворотну опалоподібну структуру. 3. Спосіб за п. 2, в якому оптичний ефект, що створюється другою зоною, є ефектом, не пов'язаним з опалесценцією. 4. Спосіб за п. 2, в якому друга зона має зворотну опалоподібну структуру, що відрізняється від структури першої зони. 5. Спосіб за будь-яким з пп. 2-4, в якому матеріал має зворотну опалоподібну структуру до здійснення процесу. 6. Спосіб за п. 1, в якому матеріал фотонного кристала містить деяку кількість об'єктів аналогічної геометрії, сформованих з першого матеріалу і розміщених всередині матриці другого матеріалу, що відрізняється від першого, при цьому згаданий процес полягає в тому, що: 2 (19) 1 3 16. Спосіб за будь-яким з пп. 6-15, в якому перший процес забезпечує прикладання деформації до фотонного кристала з використанням щонайменше одного зі способів, вибраних з екструзії, штампування, прокатки і каландрування. 17. Спосіб за п. 16, в якому, коли використовують процес екструзії, деформацією матеріалу керують шляхом вибіркового введення поліпшуючої ковзання добавки щонайменше в частину матеріалу фотонного кристала, або шляхом формування текстури на поверхнях екструзійної матриці. 18. Спосіб за будь-яким з пп. 6-17, в якому перший процес проводять при температурі, що перевищує температуру склування другого матеріалу. 19. Спосіб за будь-яким з пп. 6-18, в якому перший процес приводить до формування фотонного кристала у вигляді плівки. 20. Спосіб за п. 19, в якому плівка має товщину менше 100 мікрометрів. 21. Спосіб за будь-яким з пп. 6-20, в якому другий процес забезпечує прикладання деформації до фотонного кристала з використанням щонайменше одного зі способів, вибраних з екструзії, штампування, прокатки і каландрування. 22. Спосіб за п. 21, в якому, коли другий процес є процесом тиснення, це тиснення має місце під час процесу глибокого друкування і здійснюється з використанням формованої пластини глибокого друку. 23. Спосіб за будь-яким з пп. 6-22, в якому другий процес проводять при температурі, що перевищує температуру склування першого матеріалу. 24. Спосіб за будь-яким з пп. 6-23, що додатково передбачає видалення об'єктів, виконаних з першого матеріалу, з матеріалу фотонного кристала у разі компонування у вигляді опалоподібної структури для формування зворотної опалоподібної структури. 25. Спосіб за п. 24, в якому об'єкти видаляють шляхом нанесення розчинника на об'єкти. 26. Спосіб за п. 25, в якому розчинник наносять одним або більше процесами із занурення матеріалу у ванну розчинника або друкування розчинника на матеріалі фотонного кристала. 27. Спосіб за будь-яким з пп. 24-26, в якому до видалення об'єктів захищають зону матеріалу шляхом нанесення маски. 28. Спосіб за будь-яким з пп. 24-27, що додатково передбачає застосування додаткового процесу деформації до частини зворотної опалоподібної структури. 29. Спосіб за будь-яким з пп. 6-28, в якому одна або кожна з першої і другої зон має форму значків. 30. Спосіб за будь-яким з пп. 6-29, що додатково передбачає приклеювання матеріалу до захищеного документа або поміщення його в цьому документі. 31. Оптично змінний захисний пристрій, що містить щонайменше дві зони, кожна з яких містить матеріал фотонного кристала, який сконфігурований так, що в першій зоні падаюче світло, що приймається матеріалом кристала, вибірково відбивається або пропускається матеріалом кристала для створення першого оптично змінного ефекту, а у другій зоні падаюче світло, що приймається мате 95565 4 ріалом кристала, вибірково відбивається або пропускається кристалом для створення оптичного ефекту, що відрізняється від першого оптично змінного ефекту. 32. Оптично змінний захисний пристрій за п. 31, в якому матеріал фотонного кристала має повну або часткову заборонену зону, що не має осьової симетрії відносно нормалі до її поверхні. 33. Оптично змінний захисний пристрій за п. 31 або п. 32, в якому перший оптично змінний ефект спостерігається на першому наборі напрямків, а оптичний ефект спостерігається на другому наборі напрямків і є другим оптично змінним ефектом. 34. Оптично змінний захисний пристрій за п. 33, що містить фотонний кристал, в якому перший і другий оптично змінні ефекти залежать від орієнтації кристала відносно падаючого світла. 35. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-34, в якому кожний оптичний ефект є функцією кута зору відносно кристала. 36. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-35, розташований таким чином, що ефекти виявляються видимими для неозброєного ока людини-спостерігача. 37. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-36, в якому частина одного або більше оптичних ефектів знаходиться в інфрачервоній або ультрафіолетовій частині електромагнітного спектра. 38. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-37, в якому, коли пристрій освітлений за допомогою джерела білого світла, оптичні ефекти є колірними ефектами. 39. Оптично змінний захисний пристрій за п. 31 або п. 38, в якому перший оптично змінний ефект є першим колірним ефектом, що залежить від кута, а другий оптично змінний ефект є другим колірним ефектом, що залежить від кута і який відрізняється від першого. 40. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-39, в якому один або кожний з ефектів є ефектом відбиття. 41. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-40, в якому фотонний кристал містить квазікристал. 42. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-41, в якому світло являє собою одне або більше з ультрафіолетового, видимого або інфрачервоного світла. 43. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-42, в якому фотонний кристал сформований із сфер першого матеріалу і матриці другого матеріалу, причому кожний матеріал має відповідний показник заломлення, що відрізняється. 44. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-42, в якому перша і друга зони сформовані, по суті, з одного і того ж матеріалу, що має відповідні діаметри сфер, які відрізняються. 45. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-44, в якому структурні параметри фотонного кристала є різними в межах першої і другої зон кристала для одержання різних відповідних оптичних властивостей. 5 46. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-45, в якому фотонний кристал передбачений у вигляді незалежної плівки. 47. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-45, в якому фотонний кристал спирається на шар-основу або шар-носій. 48. Оптично змінний захисний пристрій за п. 47, в якому шар-основа або шар-носій є полімерним шаром. 49. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-48, в якому кожна з першої і другої зон має відповідний рівень упорядкування кристала, і при цьому рівень упорядкування другої зони більше або менше, ніж рівень упорядкування першої зони. 50. Оптично змінний захисний пристрій за п. 49, в якому друга зона демонструє ефект, не пов'язаний з опалесценцією. 51. Оптично змінний захисний пристрій за п. 50, в якому друга зона містить, по суті, невпорядковану структуру. 52. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-49, в якому перша зона або друга зона містить опалоподібну структуру. 53. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-49, в якому одна із зон - перша або друга - містить зворотну опалоподібну структуру. 54. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-49, в якому одна із зон - перша або друга - містить опалоподібну структуру, а інша із зон - перша або друга - містить зворотну опалоподібну структуру. 55. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-54, який забезпечений клейовим шаром на одній або кожній своїй поверхні. 56. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-55, що додатково містить розсіювальний шар. 57. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-55, що додатково містить оптично поглинальний матеріал, передбачений у вигляді одного або більше шарів, нанесених на пристрій. 58. Оптично змінний захисний пристрій за п. 57, в якому поглинальний матеріал є вибірково поглинаючим на довжинах хвиль світла. 59. Оптично змінний захисний пристрій за п. 57 або п. 58, в якому поглинальний матеріал являє собою чорнило або фарбу. 60. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-59, що додатково містить металізований шар. 61. Оптично змінний захисний пристрій за п. 59, в якому металізований шар вибірково деметалізований в деякій кількості місць. 62. Оптично змінний захисний пристрій за п. 60 або п. 61, що додатково містить шар резисту зверху металізованого шару. 63. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 60-62, в якому згаданий металізованийшар або шар резисту виконаний у вигляді значків. 64. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-63, який виконаний машиночитаним. 65. Оптично змінний захисний пристрій за п. 64, в якому щонайменше один шар пристрою або фо 95565 6 тонний кристал додатково містить машиночитаний матеріал. 66. Оптично змінний захисний пристрій за п. 65, що додатково містить окремий шар, що містить машиночитаний матеріал. 67. Оптично змінний захисний пристрій за п. 65 або п. 66, в якому машиночитаний матеріал є магнітним матеріалом. 68. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 64-67, в якому машиночитаний матеріал містить матеріал, який реагує на зовнішній стимулюючий вплив. 69. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 64-68, в якому машиночитаний матеріал є, по суті, прозорим. 70. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-69, що додатково містить оптично поглинальний матеріал, сформований всередині кристалічної структури. 71. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-69, що додатково містить наночастинки всередині кристалічної структури. 72. Оптично змінний захисний пристрій за п. 71, в якому фотонний кристал додатково містить наночастинки, розподілені, по суті, рівномірно по зоні кристала, так що кожна частина цієї зони кристала демонструє, по суті, один і той же оптичний ефект. 73. Оптично змінний захисний пристрій за п. 72, в якому фотонний кристал додатково містить наночастинки, розподілені по кристалу нерівномірно, так що перша і друга зони матеріалу фотонного кристала демонструють, по суті, різні оптичні ефекти. 74. Оптично змінний захисний пристрій за п. 73, в якому наночастинки розподілені відповідно до градієнта концентрації. 75. Оптично змінний захисний пристрій за п. 73, в якому наночастинки розподілені в деякій кількості зон, що мають різні концентрації. 76. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 71-75, в якому наночастинки є вуглецевими наночастинками. 77. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-76, сформований з деякої кількості різних шарів, і при цьому пристрій виконаний, по суті, планарним і виконаний з можливістю спостереження його з першої і другої протилежних сторін. 78. Оптично змінний захисний пристрій за п. 77, в якому щонайменше частина однієї або кожної з першої і другої зон матеріалу фотонного кристала є спостережуваною із згаданих першої і другої протилежних сторін. 79. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-78, в якому поверхня фотонного кристала є тисненою з виступаючими структурами. 80. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-79, в якому поверхня пристрою на основі фотонного кристала наддрукована. 81. Оптично змінний захисний пристрій за п. 80, виконаний з можливістю одержання прихованого зображення, вибірково розрізнюваного відповідно до кута зору. 82. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-81, що додатково містить голограму. 7 95565 8 83. Оптично змінний захисний пристрій за будьяким з пп. 31-82, в якому фотонний кристал передбачений у вигляді полімерної плівки. 84. Захищений документ, що містить захисний пристрій за будь-яким з пп. 31-83, в якому захисний пристрій приклеєний до захисного документа або, по суті, поміщений всередині нього. 85. Захищений документ за п. 84, в якому пристрій впроваджений всередину вікна документа із забезпеченням поверхонь кристала для приймання падаючого світла на кожній з протилежних поверхонь документа. 86. Захищений документ за п. 84 або п. 85, в якому захисний пристрій передбачений у формі, вибраній з групи, що містить в собі захисну нитку, захис не волокно, захисний шматок, захисну смужку, захисну смугу або захисну фольгу. 87. Захищений документ за п. 84 або п. 85, в якому пристрій накладений або нанесений на додатковий захисний конструктивний елемент або утворює його частину. 88. Захищений документ за п. 84 або п. 85, в якому захисний пристрій спирається на прозорий шар. 89. Захищений документ за будь-яким з пп. 84-88, що являє собою банкноту, водійські права, паспорт, посвідчення особи, кредитну або дебітну платіжні картки, печатку для грошових документів, чек, поштовий штемпель, сертифікат автентичності, виріб із захистом бренда, облігацію або платіжний ваучер. Даний винахід стосується удосконалень захисних пристроїв, які можна використовувати при зміні форм і розмірів для різних застосувань, пов'язаних з аутентифікацією і захистом. Захищені документи, такі, як банкноти, в цей час часто несуть оптично змінні пристрої, які демонструють колірне відбиття, що залежить від кута. Це мотивувалося прогресом в галузях публікації і сканування за допомогою настільних засобів на основі комп'ютерів, які відтворюють звичайні технології захисного друку, такі, як глибокий друк і трафаретний друк, більш схильні до спроб відтворення або імітації. У даній галузі техніки добре відоме використання рідкокристалічних матеріалів або тонкоплівкових інтерференційних структур для створення колірного відбиття, що залежить від кута. Приклади захисних пристроїв на основі рідких кристалів описані в документах ЕР0435029, WO03061980 і EP1156934, а приклади захисних пристроїв, де використовуються тонкоплівкові інтерференційні структури, описані в документах US4186943 і US20050029800. Планарний характер тонкоплівкових інтерференційних структур приводить до того, що спостережуване колірне відбиття, яке залежить від кута, демонструє обмежену просторову зміну, наприклад, просту заміну червоного кольору на зелений при відхиленні захисного пристрою від нормального кута падіння. Фотонні кристали являють собою структуровані оптичні матеріали, в яких показник заломлення періодично змінюється в двох або - переважно трьох напрямках. Ці матеріали демонструють деякий діапазон оптичних ефектів, коли зазнають впливу електромагнітного випромінювання, довжина хвилі якого порівнянна з тією, при якій відбувається просторова модуляція показника заломлення. Брегівське відбиття може відбуватися в деякому діапазоні довжин хвиль, які залежать від напрямку і/або поширення і періодичності зміни показника заломлення. Це приводить до виникнення фотонних «заборонених енергетичних зон», які аналогічні електронним забороненим енергетичним зонам в напівпровідниках. Як правило, електромагнітні хвилі в межах певного діапазону частот не можуть розповсюджуватися в конкретних напрямках всередині кристала, і тому падаюче електромагнітне випромінювання на цих довжинах хвиль відбивається. Саме присутність таких часткових фотонних заборонених зон приводить до створення кольорів, що переливаються, які спостерігаються в коштовних каміннях. Загалом, існує складна залежність від довжини хвилі, напрямку поширення і поляризації, що диктує, які електромагнітні хвилі можуть розповсюджуватися всередині фотонного кристала, а які - в іншому випадку - відбиваються. Однак якщо модуляція в показнику заломлення виявляється досить сильною, поширення деяких частот може виявитися під забороною для деяких напрямків в кристалі, і виникає завершена фотонна заборонена зона. У цьому випадку світло не може розповсюджуватися всередині кристала ні в якому напрямку, а матеріал діє як ідеальний відбивач, так що все світло, довжина хвилі якого знаходиться в межах діапазону забороненої зони, повністю відбивається незалежно від напрямку падіння. Існують два документально засвідчених способи виготовлення структур з необхідною сильно впорядкованою зміною показника заломлення мікрообробка і самоскладання. Через складність мікрообробки, значні зусилля були затрачені на дослідження самоскладаних систем, що складаються з субмікронних тривимірних матриць діелектричних сфер. Такі фотонні кристали формують, забезпечуючи осадження колоїдної суспензії сфер ідентичного розміру під впливом сили тяжіння або прикладання зовнішньої сили, внаслідок чого сфери упорядковуються. Одним прикладом є виготовлення синтетичних оптичних структур, в яких однакового розміру субмікронні сфери діоксиду кремнію організуються за рахунок процесу седиментації в гранецентровану кубічну кристалічну структуру. Були розроблені подальші удосконалення для цього методу, внаслідок яких синтетичний опал діє як попередник або шаблон для подальшого виготовлення структури на замовлення. Показано, що можна використовувати такі системи як шаблони для реалізації матеріалів, відомих як зворотні або обернені опали. У цьому випадку, зони між сферами діоксиду кремнію спочатку заповнюють прийнятним матеріалом матриці, а потім розчиняють діоксид кремнію хімічними засобами, одержуючи 9 систему, яка складається з масиву сфер або пустот, оточених однорідною матрицею. Використання фотонних кристалів для створення колірного відбиття, що залежить від кута, описане в документах WO03062900 і US20050228072. Оптичні властивості фотонних кристалів можна розробляти і змінювати в більшій мірі, ніж оптичні властивості планарних рідких кристалів і тонкоплівкових інтерференційних структур. Передусім, можна простіше керувати залежністю відбивного світла від вузла зору і довжини хвилі шляхом зміни структури кристалічної решітки, регулюючи або розмір сфери, або проміжок між сферами. Так само, забезпечувані і не забезпечувані відбиття і/або пропускання, що вибираються, можна розробляти або поліпшувати шляхом введення структурних дефектів і решітки або введення наночастинок в структуру. Це принципово дає свободу зміни і розробки зонної структури, а значить і залежності довжини хвилі і об'ємних властивостей від відбивної здатності. Використання фотонних кристалів в захисних пристроях обмежене, і їх використанні в даній галузі техніки зводиться до простого колірного відбиття, що залежить від кута, коли особа, що проводить аутентифікацію, проводить спостереження, нахиляючи пристрій. У даній галузі техніки також немає відомостей про те, як впроваджувати такі пристрої в захищені документи таким чином, щоб для Підтвердження автентичності документа можна було одержувати додаткові оптичні ефекти від фотонних кристалів в порівнянні з іншими добре відомими дихроїчними матеріалами. Задача даного винаходу полягає в тому, щоб поліпшити захист пристроїв, описаних у відомих технічних рішеннях. Відповідно до першого аспекту даного винаходу, запропонований оптично змінний захисний пристрій, що містить щонайменше дві зони, причому кожна зона містить матеріал фотонного кристала, внаслідок чого в першій зоні падаюче світло, що приймається кристалом, вибірково відбивається або пропускається кристалом для створення оптично змінного ефекту, а у другій зоні падаюче світло, що приймається кристалом, вибірково відбивається або пропускається кристалом для створення оптичного ефекту, що відрізняється від першого оптично змінного ефекту. Оптичний ефект може давати оптично незмінний ефект, такий, як відбиття падаючого світла на всіх довжинах хвиль. Разом з тим, створюваний оптичний ефект також може бути другим оптично змінним ефектом, який відрізняється від першого. Відбивне світло в контексті даного винаходу включає в себе і дзеркально відбивне світло, і розсіяне світло. Для втілення даного винаходу можна використовувати кристали різних типів, і потрібно зазначити, що термін «фотонний кристал» потрібно вважати таким, що містить в собі квазікристали, які демонструють цей ефект, а також більш традиційні впорядковані фотонні «неквазі»-кристали. Оптичний ефект другої зони може бути створений за рахунок зміни матеріалів, використовуваних для сфер і/або матриці, в порівнянні з матеріалами, використовуваними для першої зони, або 95565 10 за рахунок використання таких же матеріалів, як в першій зоні, але з локальною зміною розміру сфер. Оптичний ефект другої зони може бути створений за рахунок створення зон невпорядкованості в решітці фотонного кристала, щоб тим самим утворити оптично змінні зони (опалесцентні), поділені не опалесцентними зонами. Погіршення впорядкованості кристала може бути досягнуте множиною способів, включаючи впровадження широкого розподілу розмірів сфер у фотонний кристал, впровадження додаткових матеріалів в матеріал фотонного кристала, які локально порушують впорядкованість, і/або створення матеріалу фотонного кристала з використанням неоптимальних параметрів процесу. Не опалесцентні зони можна також створювати шляхом прикладання тиску для локального порушення кристалічної структури, наприклад, тисненням або штампуванням. В альтернативному варіанті, решітка фотонного кристала може у своєму первинно наданому стані демонструвати «неоптимальне» упорядкування, яке приводить до формування другої зони захисного пристрою. Потім формують першу зону захисного пристрою шляхом створення зон поліпшеного упорядкування решітки фотонного кристала. Поліпшене упорядкування може мати місце під впливом прикладання тепла або тиску з досягненням достатнього рівня, на якому сфери можна піддавати течії зсуву всередині матриці, але самі сфери при цьому не деформуються. Світло може містити видиме і/або невидиме світло, внаслідок цього включаючи в себе, наприклад, ультрафіолетове й інфрачервоне світло. Можна використовувати широкі або вузькі смуги довжин хвиль. Аналогічним чином, можна виконати фотонний кристал з можливістю вибіркового відбиття світла в невидимій частині спектра (включаючи зони ультрафіолетового й інфрачервоного світла). Коли світло випромінюється джерелом білого світла (з широкою смугою довжин хвиль), перший оптично змінний ефект і другий оптичний ефект переважно є колірними ефектами. Хоча перший і другий ефекти переважно спостерігаються як ефекти відбиття, можна також передбачити ефекти пропускання. Фотонний кристал може бути виконаний у множині форм, наприклад, як незалежний шар. В альтернативному варіанті, він може спиратися на шар-основу або шар-носія, на який він встановлений безпосередньо або посередньо (за допомогою одного або більше додаткових шарів). Шар-основа або шар-носій може приймати форму полімерного шару. Захисний пристрій також може містити один або більше додаткових клейових шарів, наприклад, для приклеювання пристрою до додаткового пристрою і/або захищеного документа. Як правило, на верхній поверхні пристрою передбачений один або більше таких клейових шарів. Оптично змінний захисний пристрій може додатково містити оптично поглинальний матеріал, передбачений як один або більше шарів, нанесених на пристрій. 11 Такий шар може бути передбачений на фотонному кристалі або матеріал дійсно може бути сформований всередині самої кристалічної структури. Передбачається також комбінація цих варіантів. Включення такого поглинального матеріалу можна використовувати, щоб посилити оптичний ефект для спостерігача, або використовувати, щоб змінити оптичний ефект за рахунок застосування, наприклад, поглинальних матеріалів, які є вибірково поглинальними на довжинах хвиль використовуваного світла. У деяких прикладах з цією метою можна використовувати фарби або чорнило. Як доповнення або альтернативу, можна також здійснювати подальшу зміну або посилення оптичних властивостей за рахунок використання наночастинок, розташованих всередині кристалічної структури, переважно в - міжвузловинах. Наночастинки можуть бути, по суті, розподілені по кристалу таким чином, що кожна частина кристала демонструє, по суті, один і той же оптичний ефект. В альтернативному варіанті, наночастинки можна розподіляти нерівномірно по кристалу, внаслідок чого різні частини кристала демонструють оптичний ефект, що суттєво відрізняється. Таким чином, наночастинки можна розподіляти відповідно до градієнта концентрації. Наночастинки можна також розподіляти у множині зон, що мають різні концентрації. Оптично змінний захисний пристрій може додатково містити металізований шар. Такий шар переважно є вибірково деметалізованим в ряді місць. Крім того, пристрій може додатково містити шар резиста на металізованому шарі. Металізований шар і/або шар резиста переважно виконаний у вигляді значків. Такі шари зі значками і/або без них можуть бути видимими з тієї ж сторони фотонного кристала, яка приймає світло, або із зворотної сторони. Також передбачається можливість перегляду цих шарів на просвіт. Також переважно, щоб пристрій був виконаний машиночитаним. Цього можна досягнути рядом способів. Наприклад щонайменше один шар пристрою (за вибором - виконаний як окремий шар) або самого фотонного кристала може додатково містити машиночитаний матеріал. Машиночитаний матеріал переважно є магнітним матеріалом, таким, як магнетит. Машиночитаний матеріал може бути реагуючим на зовнішній стимулюючий вплив. Крім того, коли машиночитаний матеріал сформований в шар, а цей шар може бути прозорим. Оптично змінний захисний пристрій можна використовувати в багатьох різних застосуваннях, наприклад, за рахунок кріплення до цінних об'єктів. Захисні пристрої переважно приклеєні до захищеного документа або, по суті, містяться в ньому. Такі захищені документи включають в себе банкноти, чеки, паспорти, посвідчення особи, сертифікати автентичності, печатки для грошових документів й інші документи для гарантії цінності або розпізнання особистості. Тому захисний пристрій можна закріплювати до поверхні такого документа або можна впроваджувати в цей документ так, щоб забезпечити поверхню кристала для прийому падаючого світла на 95565 12 одній або кожній з протилежних поверхонь документа. Захисний пристрій може приймати численні форми, що відрізняються одна від одної для використання із захищеними документами, включаючи захисну нитку, захисне волокно, захисний шматок, захисну смужку, захисну смугу або захисну фольгу як необмежувальний приклад. Конкретно прийнятними для даного винаходу є матеріали фотонних кристалів на полімерній основі, які в типовому випадку можуть містити полімерні матеріали як для матриці, так і для сфер. Типові приклади полімерних фотонних кристалів для даного винаходу описані в документах US20040131799, US20050228072, US20040253443 і US6337131. Кристал може бути сформований із сфер першого матеріалу і матриці другого матеріалу, при цьому кожний матеріал має відповідний показник заломлення, що відрізняється. Матеріалами, прийнятними для формування сфер, переважно є матеріали монополімерів і співполімерів. Типові приклади включають в себе і полімери, і співполімери полімеризованих ненасичених мономерів, а також поліконденсати і співполіконденсати мономерів, що містять щонайменше дві реактивні групи, наприклад, такі, як складні аліфатичні, аліфатичні-ароматичні або повністю ароматичні поліефіри великої молекулярної маси, поліаміди, полікарбонати, полісечовини і поліуретани, а також амінополімери і фенолформальдегідні полімери, а прийнятними з них є, наприклад, такі, як меламінформальдегідні, сечовиноформальдегідні і фенолформальдегідні конденсати. Матеріали, прийнятні для формування матриці, містять в собі полімери поліприєднання і співполімери полімеризованих ненасичених мономерів, а також поліконденсатів і співполіконденсатів мономерів, що мають дві або більше реактивні групи, наприклад, такі, як складні аліфатичні, аліфатичні-ароматичні або повністю ароматичні поліефіри великої молекулярної маси і поліаміди, полікарбонати, полісечовини і поліуретани, а також амінополімерів і фенолформальдегідних полімерів, таких, як меламінформальдегідні, сечовиноформальдегідні і фенолформальдегідні конденсати. Фотонні кристали, яким можна легше придати форму плівок, в типовому випадку містять полімерні матеріали і для матриці, і для сфер. Полімери і для матриці, і для сфер можна вибирати із забезпеченням максимізації різниці показників заломлення. Різниця показників заломлення повинна становити щонайменше 0,001, переважніше більше 0,01, ще переважніше - більше 0,1. Можна також передбачити не полімерні матеріали для сфер і матриці, і вони можуть бути неорганічними або металевими, або являти собою гібридний композиційний матеріал. Обидві контрастуючі зони шару фотонного кристала можна створювати шляхом зміни характеристик решітки фотонного кристала. Наявність повної або часткової фотонної забороненої зони, що приводить до виключення певних довжин хвиль для конкретних напрямків падіння і/або поширення, витікає з відмінності в показнику заломлення між матрицею і сферами, що створює фо 13 тонний кристал. Збільшення відмінності в показнику заломлення між сферами і матрицею збільшує інтенсивність кольорів і колірних зсувів, що спостерігаються, а також збільшує кількість напрямків поширення падаючого світла, вздовж яких виключається конкретна довжина хвилі. Дві контрастуючі зони колірного зсуву можна втілити за рахунок використання різних матеріалів для сфер і/або матриці для обох зон шару фотонного кристала, а значить - і зміни відмінності в показнику заломлення і оптично змінному ефекті, що спостерігається. Оптичні властивості шару фотонного кристала також можна змінювати шляхом зміни структури кристала, проміжків між вузлами решітки кристала або розміру сфер в локалізованих зонах захисного пристрою. Конкретний приклад полімерних матеріалів, які можна використовувати для одержання пружного матеріалу фотонного кристала, прийнятного для використання в даному винаході, складається з сфер зшитого полістиролу (полістиролу з міжмолекулярними зв'язками) в матриці поліетилакрилату. Між сферами і матрицею присутній проміжний шар поліметилакрилату для гарантії сумісності. Одержаний таким чином пружний матеріал фотонного кристала демонструє гранецентровану кубічну кристалічну структуру з даністю (111), паралельною поверхні плівки. Для конкретного прикладу, розглянутого вище, в статті Ruhl й ін. в журналі Polymer, №44 (2003), стор. 7625-7634, показали, що для одержання різних кольорів, видимих при нормальному куті падіння без прикладання зовнішнього стимулюючого впливу, можна змінювати діаметр сфери з полістиролу між 150 і 300 нм. Наприклад, при розгляді під нормальним кутом падіння, колірні зміни, що одержуються за допомогою розміру сфер, є наступними. Розмір сфер (нм) 207 249 259 281 Колір, що спостерігається при нормальному куті падіння Синій Зелений Жовтий Червоний Як загальну інструкцію зазначимо, що незалежно від типу полімеру, розмір частинок сфери переважно знаходиться в діапазоні 50-500 нм, а ще переважніше - в діапазоні 100-500 нм, щоб кристал міг відбивати світло у видимій зоні електромагнітного спектра. Дві контрастуючі оптично видимі зони можна втілювати шляхом формування різних зон шару фотонного кристала з використанням різних розмірів сфер. В альтернативному варіанті, в одній зоні розмір сфер може бути досить великим, щоб порушити упорядкування кристала, так що в цій зоні матеріал виявляється не опалесцентним, тобто оптично незмінним. Матеріал фотонного кристала для використання в даному винаході переважно представлений у формі плівки. Способи виготовлення, призначені для формування полімерних плівок матеріалів фотонних кристалів відомі в даній галузі техніки. Наприклад, плівки можуть бути виготов 95565 14 лені з використанням стандартних методів безперервної обробки полімерів, таких, як прокатка, каландрування, видування плівок і екструзія плівок в плоскій матриці, як детально описано в документах US20050228072 і US20070178307. У ході цього процесу відбувається вирівнювання сфер під впливом механічної сили зсуву, що прикладається при здійсненні цього процесу формування плівки. Як тільки плівка сформована, матрицю охолоджують і/або зшивають (тобто формують в ній міжмолекулярні зв'язки), в залежності від полімерної системи, щоб зафіксувати орієнтацію сфер. Під час процесу формування плівки можна створювати різні зони матеріалу фотонного кристала. Створення обох зон переважно має місце під час безперервного процесу. В одному переважному варіанті здійснення, полімерну плівку фотонного кристала одержують за допомогою процесу екструзії. У цьому випадку, подовжні, розташовані на деякій відстані збоку одна від одної смужки полімерних смол, що містять різні комбінації сфер і/або матриць, можна втілювати, забезпечуючи резервуар полімеру набором перегородок, внаслідок чого через екструдер у відповідних поперечних положеннях подаються різні полімерні смоли. В альтернативному варіанті, можна втілювати поперечні, розташовані на деякій відстані збоку одна від одної смуги, змінюючи смолу в ході процесу. В одному варіанті здійснення, розмір сфер в полімерній смолі можна змінювати поступово вздовж плівки для одержання поступової зміни в оптичних властивостях або зміна розміру сфер може бути ступінчастою для одержання різкого переходу в оптичних властивостях. Добре відомо, що при екструзії полімерних плівок звичайно може виникати деякий ступінь волочіння або налипання, і в даному винаході цим волочінням можна керувати для формування однієї із зон пристрою. Один спосіб збільшення волочіння полягає в створенні текстурованих зон на екструзійній матриці, що приводить до створення оптичного ефекту, що відрізняється - який або є, або не є ефектом опалесценції, - в порівнянні з зонами плівки, що не знаходяться в контакті з текстурованими зонами. Текстурований малюнок вирівнюється в напрямку екструзії. Масштаб текстури не обмежений і може бути дифракційним за своєю природою (структури з розмірами менше 10 мкм) або не дифракційним за природою (структури з розмірами зверху 100 мкм). Одним прикладом не дифракційних структур є мікрооптичні структури, які містять в собі геометричні форми на основі призм, куполів, напівсфер, шестигранників, квадратних призм, конусів, ступінчастих структур, кубів або їх комбінацій. В альтернативному варіанті, не дифракційні структури можуть містити зображення, сформовані з грубих лінійчатих структур з розмірами, що переважно знаходяться в діапазоні 100-1000 мкм. В альтернативному варіанті, ступінь волочіння через екструзійну матрицю можна змінювати шляхом використання поліпшуючих ковзання добавок, таких, як віск. Такі поліпшуючі ковзання добавки можна вносити в резервуар полімеру перед екструзією. Поліпшуючі ковзання добавки можна нано 15 сити у вигляді шматка за рахунок забезпечення набору перегородок в резервуарі полімеру таким чином, що поліпшуючі ковзання добавки подаються через екструдери у відповідних поперечних положеннях, і тому можна досягнути різних оптичних ефектів в одержуваній полімерній плівці завдяки різному ковзанню через матрицю. Якщо матеріал фотонного кристала представлений у формі полімерної плівки, одержаній в ході безперервного або напівбезперервного процесу, такого, як один з процесів екструзії, видування плівки, одновісного стиснення, прокатки або каландрування або їх комбінації, то структуру фотонного кристала, що формується можна змінювати шляхом зміни умов процесу під час технологічного переходу. Полімерний фотонний кристал формують за допомогою прикладання механічної сили зсуву до серцевинних і/або оболонкових частинок. Наприклад, рівень сили можна змінювати керованим чином в ході процесу виготовлення, так що структура фотонного кристала при цьому змінюється для одержання різних оптичних ефектів. В одному варіанті здійснення, цю силу задають відповідною оптимальному рівню за допомогою експерименту таким чином, що спостерігається сильний оптично змінний ефект у формі інтенсивної колірної зміни, що залежить від кута. У керовані моменти в процесі, рівень сили змінюють з досягненням неоптимального рівня, внаслідок чого в кристалічну структуру вноситься деякий ступінь невпорядкованості. У зонах, що зазнають впливу сили неоптимального рівня, фотонний кристал буде або більше не опалесцентним і тому не буде демонструвати колірне відбиття, що залежить від кута, або буде лише слабко опалесцентним. Таким чином, можна створювати плівку фотонного кристала з оптично змінними зонами, розділеними, по суті, не опалесцентними зонами. Крім рівня сили, можна також змінювати, відходячи від оптимальних умов, температуру полімерної смоли під час прикладання сили і швидкість охолоджування відразу ж після формування плівки, щоб одержати всередині плівки зони з різними оптичними ефектами. Відповідно до другого аспекту даного винаходу, запропонований спосіб формування оптично змінного захисного пристрою, який полягає в тому, що забезпечують матеріал фотонного кристала і здійснюють над цим матеріалом процес, який викликає деформацію матеріалу таким чином, що формується перша зона, для якої падаюче світло, що приймається матеріалом кристала, вибірково відбивається або пропускається для створення першого оптично змінного ефекту, і друга зона, для якої падаюче світло, що приймається створює оптичний ефект, який відрізняється від першого оптично змінного ефекту. Перша зона переважно може містити опалоподібну структуру або зворотну опалоподібну структуру. Опалоподібну структуру можна охарактеризувати як таку, що складається з, по суті, правильних сфер, по суті, однакового розміру, які розташовані в щільно упакованому (наприклад, гранецентрованому кубічному) компонуванні. По 95565 16 казник заломлення сфер відрізняється від оточуючого твердого тіла, рідини або газу, а розміри сфер мають порядок довжини хвилі світла. Коли зворотна опалоподібна структура присутня в першій зоні, оптичний ефект, що створюється другою зоною, може бути ефектом, не пов'язаним з опалесценцією. У деяких випадках, друга зона також може мати зворотну опалесцентну структуру, яка відрізняється від структури першої зони. Хоча фотонний матеріал може мати опалоподібну форму перед прикладанням процесу деформації, в деяких випадках зворотна опалоподібна форма може бути використана до здійснення процесу. її можна сформувати за допомогою процесу седиментації (шаблона) і можна передбачити у формі плівки для подальшого прикладання процесу деформації. У багатьох випадках, матеріал фотонного кристала містить деяку кількість об'єктів аналогічної геометрії, сформованих з першого матеріалу і розміщених всередині матриці другого матеріалу, який відрізняється від першого. Як правило, процес в цьому випадку полягає в тому, що здійснюють над матеріалом перший процес, в ході якого матеріал піддають деформації для формування однієї з першої і другої зон матеріалу, і здійснюють над матеріалом другий процес для формування іншої з першої і другої зон матеріалу, при цьому перша зона матеріалу спричиняє вибіркове відбиття або пропускання падаючого світла, що приймається матеріалом кристала, для створення першого оптично змінного ефекту, а друга зона створює другий оптичний ефект, який відрізняється від першого оптично змінного ефекту. Конкретна перевага полягає в тому, що комбінація двох процесів щонайменше один з яких включає в себе деформацію, забезпечує деформацію першої і другої зон щонайменше перша з яких, демонструє оптично змінний ефект. Хоч для втілення винаходу, в принципі, можливе використання ряду різних матеріалів і форм об'єктів, для другого аспекту переважно, щоб об'єкти були сферами, сформованими з першого полімеру, а матриця містила другий полімер, який відрізняється від першого полімеру. Зазначимо тут також, що посилання на перший і другий процеси в цьому випадку необов'язково означають тимчасову послідовність, пов'язану з цими процесами, оскільки другий з них може бути здійснений перед першим в деяких випадках. Способи згідно з другим аспектом винаходу, звичайно ж, можна використовувати при формуванні пристроїв відповідно до першого аспекту винаходу. У винаході передбачається, що опалоподібна структура (або, насправді, зворотна опалоподібна структура, де це доречно) не може бути довершеною, і тому може передбачати лише ближній порядок (атомів). А якщо так, то він може бути неоптимальним. Ступінь або протяжність упорядкування керує силою фотонних ефектів, а значить - і будь-якого оптично змінного ефекту. Таким чином, упорядкування є щонайменше приблизним, коли воно достатнє, щоб викликати оптичним змінний відклик, який виявляється або ма 17 шиночитаними засобами, або людським оком. Перша зона матеріалу в типовому випадку має щонайменше приблизно опалоподібну структуру. Перша зона може бути сформована в результаті першого процесу. Наприклад, першого процесу може вистачати для того, щоб спричинити переміщування об'єктів один відносно одного в межах матриці, внаслідок чого формується щонайменше частково впорядкована структура. Однак в деяких ситуаціях може бути так, що перший процес деформації недостатній для створення ефекту опалесценції, і тому перший процес дає результат у другій зоні. Як частина другого процесу, може бути потрібне надання додаткової інформації для одержання оптично змінного ефекту першої зони в цьому випадку. У такому прикладі, плівку фотонного кристала можна формувати за допомогою процесу екструзії даної плівки, так що упорядкування фотонного кристала виявляється неоптимальним і спостерігається ефект, не пов'язаний з опалесценцією. Потім плівку фотонного кристала піддають впливу додаткової механічної сили, представленої у формі сили зсуву, в локалізованих зонах при підвищених температурах для посилення упорядкування і створення опалесцентних зон. Таким чином, можна створювати плівку фотонного кристала з оптично змінними зонами, розділеними не опалесцентними зонами. В інших випадках, перший процес може приводити до достатнього упорядкування структури таким чином, що, формується щонайменше опалоподібна структура. У цьому випадку, другий процес може приводити до додаткового збільшення упорядкування. Також можлива ситуація, в якій може виникнути деякий ступінь невпорядкованості, який все ж приводить до появи опалоподібної структури в кожній зоні. Одну або кожну з цих зон можна додатково обробляти, щоб створити зворотну структуру, якщо знадобиться, за допомогою методів, що описуються нижче, наприклад, за допомогою процесу розчинення. Тому буде ясно, що в багатьох втіленнях оптичний ефект другої зони є другим оптично змінним ефектом. Другий процес можна використовувати для збільшення ступеня невпорядкованості в частині матеріалу. Так, другий процес може бути процесом деформації, який спричиняє зміщення об'єктів з другої зони для створення невпорядкованості матеріалу у другій зоні, другий процес в альтернативному варіанті може бути процесом деформації, який викликає залишкову деформацію об'єктів для внесення невпорядкованості в матеріал у другій зоні. Як правило, один або кожний з першого і другого процесів включає в себе термічну обробку. Перший процес можна здійснювати при температурі, що перевищує температуру склування другого матеріалу, щоб забезпечити рухомість об'єктів з першого матеріалу в межах матриці. Прикладання сили зсуву (деформації) повинно мати місце при температурі, яка гарантує, що сфери зазнають течії зсуву в межах матриці, а самі об'єкти, такі як сфери, при цьому деформуватися не будуть. Для полімерного матеріалу фотонного кристала ця температура переважно повинна бути щонаймен 95565 18 ше на 40° вище за температуру склування матриці полімеру, а переважніше - на 60° вище. Існують різні механізми, за допомогою яких перший процес може забезпечити прикладання деформації у формі сили зсуву, і вони в типовому випадку включають в себе щонайменше один з таких процесів, як екструзія, штампування, прокатка або каландрування. Передбачається і комбінація цих способів при використанні багатостадійного процесу. Коли використовується процес екструзії, деформацією матеріалу можна керувати шляхом вибіркового введення поліпшуючої ковзання добавки щонайменше в частину матеріалу фотонного кристала, або шляхом формування текстури на поверхнях екструзійної матриці. Перший процес переважно приводить до формування фотонного кристала у вигляді плівки. Типова товщина такої плівки менше 100 мікрометрів, а переважно - менше 50 мікрометрів. Другий процес також може забезпечити прикладання деформації до матеріалу фотонного кристала за допомогою щонайменше одного з процесів, вибраних з екструзії, штампування, прокатки або каландрування. Можна використовувати багатостадійний процес. Коли мета другого процесу полягає в тому, щоб викликати невпорядкованість, процес можна проводити при температурі, що перевищує температуру склування першого матеріалу (температура склування першого матеріалу в цьому випадку переважно вище ніж у другого матеріалу). Таку термічну обробку можна також проводити при температурі, що перевищує температуру плавлення першого матеріалу. Коли формують опалоподібну структуру відповідно до одного зі способів, описаних вище, цей спосіб може додатково включати в себе видалення об'єктів, виконаних з першого матеріалу, з матеріалу фотонного кристала, коли той матеріал розташований в опалоподібній структурі, щоб сформувати зворотну опалоподібну структуру. Цього можна досягнути за допомогою прийнятного розчинника для першого матеріалу, який не є розчинником для другого матеріалу. Для досягнення цього можна використовувати множину процесів, включаючи один або більше з занурення матеріалу у ванну розчинника або нанесення розчинника друкуванням на матеріал фотонного кристала. Також передбачається, що такий процес формування зворотної опалоподібної структури може виявитися бажаним лише для вибраної частини відповідної зони. Оскільки в деяких випадках, можна використовувати локалізовані методи для нанесення розчинника, а бажану зона матеріалу переважно захищають нанесенням маски. Після формування опалоподібної структури, або вибірково, або в межах всієї зони, можна передбачити в способі додатковий процес деформації для частини цієї опалоподібної структури. Прикладання деформації або збільшення сили, що прикладається до структури може мати місце або перед повним ствердженням або зшиванням плівки фотонного кристала, або після цього. Наприклад, плівку можна піддати операції гарячого штампування або тиснення. Вона може бути частиною безперервної операції, одночасною 19 з процесом формування плівки, або може здійснюватися автономно в окремому процесі. Сила деформації або посилення структури може бути прикладена після того, як захисний пристрій, що містить плівку фотонного кристала, нанесений на захищений документ, який він захищає. Сила, що прикладається переважно створює малюнок опалесцентних зон на не опалесцентному фоні. З вищевикладеного розгляду потрібно зрозуміти, що можна сформувати деяку кількість різних зон матеріалу фотонного кристала, що мають різні оптичні ефекти. У переважному варіанті, одна або більше цих областей мають форму значків. У переважному варіанті, крім формування прийнятного захисного пристрою з фотонного кристала, спосіб додатково включає в себе приклеювання матеріалу до захищеного документа або поміщення його всередину захищеного документа. Відповідно до першого аспекту передбачені й інші способи формування пристроїв. Наприклад, не опалесцентні зони матеріалу фотонного кристала можна також створювати за рахунок керованого введення добавок, які порушують структуру фотонного кристала, в полімерну суміш. Наприклад, при безперервному процесі екструзії добавку можна вводити в резервуар полімеру протягом деяких інтервалів часу для створення поперечних не опалесцентних накладок, або добавку можна вводити в локалізованих зонах за допомогою перегородок в резервуарі полімеру, створюючи тим самим подовжні не опалесцентні смуги в готовій плівці. Як альтернатива, плівку матеріалу фотонного кристала можна виготовляти шляхом нанесення композиції покриття, що містить сфери і матрицю, на плівку-носій, як описано в документі US6337131. Відразу ж після нанесення композиції покриття, видаляють будь-який диспергуючий або розріджувальний матеріал і орієнтують сфери за допомогою процесу осадження, а потім здійснюють зшивання матриці (утворення міжмолекулярних зв'язків в ній), щоб зафіксувати орієнтацію сфер. В одному варіанті здійснення даного винаходу, дві різних композиції покриття наносять друком з приведенням на плівку-носій для створення першої і другої зон різних матеріалів фотонного кристала, що демонструють різні оптично змінні і/або оптичні ефекти. В альтернативному варіанті, матеріал фотонного кристала можна використовувати у формі порошку або пігменту. Пігменти одержують шляхом формування плівки на шарі носія, відділення плівки і подрібнення плівки з одержанням пігменту або порошку. Як і в попередніх варіантах здійснення, різні матеріали фотонних кристалів, що демонструють різні оптичні ефекти, можна створювати, а потім наносити друком на плівку основи або плівку-носій. Перевага пігментної системи полягає в тому, що матеріал можна наносити на захищений документ, такий, як полімерна або паперова банкнота. Можливий захисний пристрій, виготовлений відповідно до другого аспекту винаходу, містить щонайменше дві зони, які відрізняються різними структурами фотонного кристала. Перша структу 95565 20 ра кристала має «опалову» структуру і утворена регулярним тривимірним масивом твердих субмікронних сфер, оточених матрицею матеріалу з іншим показником заломлення. Друга структура, що звичайно називається «зворотною опаловою» структурою, складається з регулярного масиву пустот, оточених матрицею суцільного матеріалу. Обидві структури демонструють явище, відоме як структурний колір, внаслідок чого їх зовнішній вигляд залежить від їх конфігурації, зокрема, розташування, розміру і коефіцієнта заломлення (відносно матриці) сфер або пустот. Захисний елемент (ознака), що складається двома такими структурами фотонного кристала, приведе до зон різного зовнішнього вигляду і/або різної оптичної змінності, що розрізнюються. Наприклад, це можуть бути різні кольори при відбиванні або пропусканні, різні колірні зсуви або різні норми колірного зсуву від базового кольору. Крім того, ці два типи структури будуть мати різні фізичні або механічні властивості. Завдяки «губкоподібному» характеру зворотного опалу, він може виявитися легше стискуваним. Стиснення такого матеріалу спотворює періодичність структури і внаслідок цього може привести до зміни зовнішнього вигляду. В результаті, зони, утворені зворотною структурою, продемонструють більшу змінність в залежності від стиснення в порівнянні з зонами, утвореними стандартною опалоподібною структурою. Цьому може сприяти використання матриці еластомірного матеріалу, що, природно, дає більш гнучку систему. Використання еластомеру як матриці для стандартних опалоподібних структур звичайно означає, що аналогічних змін в оптичних властивостях можна досягнути, розтягуючи систему. Тому в одному варіанті здійснення захисний пристрій містить дві зони, одну - стандартної опалоподібної структури і одну - зворотної опалоподібної структури, причому одна зона дає домінуючий оптичний ефект при стисненні, а інша дає домінуючий оптичний ефект при розтягненні. Однією додатковою перевагою, що забезпечується такою особливістю, є можливість одержувати одну зону (зворотного опалу) з іншої (опалу). Це спричинить подальшу обробку суцільної опалоподібної структури, наприклад, з використанням методів, розглянутих раніше, для перетворення вибраної зони в зворотну опалоподібну структуру. Іншими словами, захисний пристрій можна виготовити шляхом «формування малюнка» і перетворення зон стандартної опалоподібної структури, одержуючи, зрештою, кристалічні структури двох типів. На практиці, більшість зворотних опалоподібних структур втілюються за рахунок того, що спочатку виготовляють стандартний опал, а потім вибірково видаляють субмікронні сфери за допомогою процесу селективного травлення, який залишає матеріал матриці незайманим. Якщо захисний пристрій виконаний з системи прийнятних матеріалів, то з'являється можливість витравляти сфери у вибраних зонах, залишаючи інші зони незмінними. Одержувана особливість дозволяє мати матрицю суцільного матеріалу замість наяв 21 ності опалоподібної і зворотної опалоподібної зон, що розрізнюються. Прийнятні матеріали для зворотних опалових структур описані в документі WO2008098339. Плівку зворотної опалоподібної структури можна створювати за допомогою шаблона, а в одному прикладі шаблон формують шляхом використання методів самоскладання, щоб упорядкувати полістирольні сфери на скляній основі. Потім пустоти між полістирольними сферами заповнюють полімерним матеріалом. Приклади прийнятних полімерних матеріалів перелічені в документі WO2008098339 і включають в себе мономер або форполімер, вибраний з групи, що складається зі складних ефірів метакрилової кислоти, складних ефірів акрилової кислоти, поліізопрену, полібутадієну, попередників поліуретану, зшивних складних поліефірів і їх сумішей. Потім полістирол розчиняють прийнятним розчинником в локалізованих зонах плівки зворотної опалоподібної структури, що дає матеріал, який в першій зоні складається з повітряних сфер, розділених однорідною матрицею полімерного матеріалу, а у другій зоні складається з полістирольних сфер, оточених однорідною матрицею полімерного матеріалу. Більше інформації про вибір прийнятного розчинника для розчинення полімерних мікросфер можна знайти в книзі «Введення в полімерні колоїди» («An Introduction to Polymer Colloids»), 1-е видання, опублікованій видавництвом Springer в грудні 1989 p. Зокрема для других «опалових» зон важливо, щоб полімери і для матриці, і для сфер, вибиралися із забезпеченням максимізації різниці показника заломлення. Різниця показників заломлення повинна становити щонайменше 0,001, переважніше - бути більше 0,01, а ще переважніше бути більше 0,1. Додаткова перевага введення зон зворотної структури в зону стандартної опалоподібної структури полягає в тому, що додаткові пористі зони будуть чутливі до поглинання води й інших рідин. Це дає додатковий засіб аутентифікації, внаслідок чого на зміну кольору можна вплинути, піддаючи систему впливу прийнятної рідини. Захисний пристрій може бути розташований або повністю на поверхні документа, як у разі смуги або шматка, або може бути лише частково видимим на поверхні документа у вигляді пірнаючої захисної нитки. Матеріал фотонного кристала переважно впроваджений в структуру пристрою у формі плівки, але в альтернативному варіанті може бути введений у формі пігментованого покриття. Захисний пристрій може містити в собі інші додаткові захисні елементи (ознаки), або цей пристрій може бути накладений зверху додаткового захисного елемента, одним прикладом якого є вибірково деметалізований шар, розглянутий вище, щоб забезпечити поліпшений захист. Захисний пристрій також може спиратися на прозорий шар, наприклад, для того, щоб забезпечити приймання або пропускання світла поверхнею, що контактує з прозорим шаром. Сьогодні захисні нитки є в купюрах багатьох світових валют, а також, ваучерах, паспортах, до 95565 22 рожніх чеках й інших документах. У багатьох випадках нитка передбачена як частково впроваджена або що пірнає, при цьому нитка виглядає як вплетена в папір, входячи і виходячи з неї. Один спосіб виробництва паперу з так званими пірнаючими нитками можна знайти в документі ЕР0059056. У документах ЕР0860298 і WO03095188 описані різні підходи для впровадження більш широких, частково розкритих ниток в паперову основу. Широкі нитки, як правило, що мають ширину 2-6 мм, застосовуються, зокрема як додаткова розкрита зона, яка забезпечує краще використання оптично змінних пристроїв, таких, як в даному винаході. Цей пристрій може бути впроваджений в документ таким чином, що зони пристрою виявляться невидимими з обох сторін документа. У даній галузі техніки відомі методи формування прозорих зон, як в паперових, так і в полімерних основах. Наприклад, в документі WO 8300659 описана полімерна банкнота, виконана з полімерної основи, що містить заглушуване покриття на обох сторонах основи. Заглушуване покриття відсутнє в локалізованих зонах на обох сторонах основи для утворення прозорої зони. В одному варіанті здійснення, прозора основа полімерної банкноти також утворює основу-носій захисного пристрою. В альтернативному варіанті, захисний пристрій згідно з даним винаходом може бути впроваджений в полімерній банкноті таким чином, що виявляється видимим лише з одного боку основи. У цьому випадку, захисний пристрій нанесений на прозору полімерну основу, а заглушуване покриття відсутнє на одній стороні основи, гарантуючи при цьому видимість захисного пристрою на іншій стороні основи, причому заглушуване покриття нанесене зверху захисного пристрою, так що воно приховує захисний пристрій. Способи впровадження захисного пристрою таким чином, що він виявляється видимим з обох сторін паперового документа описані в документах EP1141480 і WO03054297. При здійсненні способу, описаного в документі EP1141480, одну сторону пристрою повністю розкривають на поверхні документа, в який він частково впроваджений, і частково розкривають у вікнах на іншій стороні основи. У разі смуги або шматка, плівку фотонного кристала переважно попередньо виготовляють на основі-носії і переносять на основу на подальшому етапі обробки. Плівку фотонного кристала можна наносити на документ з використанням клейового шару. Клейовий шар наносять або на плівку фотонного кристала, або на поверхню захищеного документа, на який належить нанести пристрій. Після перенесення, основу-носій можна видалити, залишаючи плівковий пристрій на основі фотонного кристала у вигляді розкритого шару, або - як альтернатива - шар носія можна залишати як частину структури, діючу як зовнішній захисний шар. Після нанесення пристрою на основі фотонного кристала, документ, такий, як банкнота, піддається впливу додаткових стандартних процесів друкування, включаючи один або більше з наступних: літографію з попереднім зволоженням і без нього, глибокий друк, високий друк, флексографічний друк, трафаретний друк і/або безстиковий 23 глибокий друк. У переважному прикладі, а також для підвищення ефективності захисного пристрою в боротьбі з підробками, малюнок захисного пристрою повинен бути пов'язаний з документом, який він захищає, вмістом і приведенням до малюнків, а також ідентифікацією інформації, передбаченої на документі. Крім того, пристрій на основі фотонного кристала може бути приведений у відповідність до вимог замовника за допомогою наддрукування або тиснення перед його впровадженням в захищений документ або після такого впровадження. Тиснення може містити в собі грубе не дифракційне тиснення або дифракційне тиснення. Пристрій може бути виконаний з можливістю створення прихованого (латентного) зображення, яке виявляється вибірковим видимим відповідно до кута зору. Поверхня фотонного кристала може бути тисненою безпосередньо, з одержанням підвищених структур, які можна використовувати для формування прихованого зображення. Крім того, пристрій може бути виконаний таким, що містить голограму, за вибором - з використанням тисненої структури на поверхні фотонного кристала або за рахунок забезпечення дифракційної структури в додатковому металевому шарі, який може бути, наприклад, частково накладений на кристал. Тепер, з посиланнями на креслення, які додаються, будуть описані декілька прикладів даного винаходу, при цьому: на Фіг.1 показаний перший приклад захищеного документа на вигляді в плані; на Фіг.2 показаний перший приклад захищеного документа в перерізі; на Фіг.3 другий приклад показаний у вигляді пірнаючої нитки; на Фіг.4 показаний другий приклад в перерізі; на Фіг.5 показаний третій приклад в перерізі; на Фіг.6а показаний четвертий приклад, що включає в себе деметалізовані символи; на фіг.6b показана машиночитана версія п'ятого прикладу; на Фіг.7 показаний шостий приклад, що передбачає наявність прозорої зони; на Фіг.8а показаний сьомий приклад в перерізі; на Фіг.8b показана машиночитана версія сьомого прикладу; на Фіг.9a-9d показаний восьмий приклад, що передбачає наявність отвору в паперовій основі, видимого під різними кутами; на Фіг.10а і 10b показаний дев'ятий приклад що передбачає використання зон, одержаних гарячим штампуванням і видимих під різними кутами; на Фіг.11 показаний десятий приклад, що передбачає тиснення; на Фіг.12 в перерізі показаний одинадцятий приклад, що передбачає зазори в плівці фотонного кристала; на Фіг.13 показана блок-схема послідовності операцій можливого способу виготовлення захисного пристрою, на Фіг.14 показаний можливий спосіб формування зворотної опалоподібної структури; і на Фіг.15 показаний додатковий альтернатив 95565 24 ний можливий спосіб, що передбачає використання зворотної опалоподібної структури. Короткий опис прикладів На Фіг.1 показаний захисний пристрій згідно з даним винаходом, впроваджений в підлягаючий захисту документ у вигляді шматка на поверхні. На Фіг.2 показаний переріз шматка на документі, показаного на Фіг.1. Пристрій містить незалежну плівку фотонного кристала, що містить дві зони А і В, на які нанесений темний поглинальний шар. На зовнішню поверхню пристрою на темному поглинальному шарі нанесений клейовий шар для приклеювання його до захищеного документа. Зони А і В демонструють різні колірні зміни, що залежать від кута, у відповідь на падаюче світло, і в цьому прикладі вони були створені під час формування плівки фотонного кристала. Наприклад, колірний зсув, що залежить від кута, в зоні А може бути від червоного кольору, видимого при відносно великому куті падіння, наприклад - 70°, на даність основи, до зеленого кольору, видимого при більш гострому куті падіння, наприклад - 45°, на даність основи. Одна із зон А і В або обидві вони переважно виконані у формі малюнка. У переважному варіанті, малюнки представлені у формі зображень, таких, як узори, знаки і буквено-цифрові символи і їх комбінації. Малюнки можуть бути обмежені узорами, що містять суцільні або переривисті зони, які можуть містити в собі, наприклад, лінійчаті узори, узори дрібних філігранних ліній, точкові структури і геометричні узори. Можливі символи містять в собі символи з неримських шрифтів, приклади яких включають в себе - але не в обмежувальному значенні - китайський, японський, санскрит і арабський. На Фіг.3 показаний можливий захисний пристрій згідно з даним винаходом, впроваджений в захищений документ як пірнаюча нитка, при цьому є вікна розкритої нитки і зони впровадженої нитки. Нитка містить подовжні смужки, що відповідають зонам А і В, які демонструють різні колірні зміни, що залежать від кута. Ці смужки сформовані в плівці фотонного кристала шляхом зміни розміру сфер полімерної системи під час процесу екструзії. На Фіг.4 показаний переріз згідно з одним прикладом даного винаходу, прийнятним для застосування як пірнаючої захисної нитки. Пристрій містить незалежну плівку фотонного кристала, що містить зони А і В, як показано на Фіг.2, на яку нанесений темний поглинальний шар. На зовнішню поверхню пристрою може бути нанесений клейовий шар, щоб підвищити адгезію до захищеного документа. У разі структури, альтернативній тій, яка показана на Фіг.4, і зображена на Фіг.5, захисний пристрій містить полімерну основу-носій, наприклад, з поліетилентерефталату (ПЕТФ) або двовісно орієнтованого поліпропілену (ДОПП), на яку нанесений темний поглинальний шар. Далі, на протилежну поверхню плівки-носія або - в альтернативному випадку - на темний поглинальний шар нанесений шар матеріалу фотонного кристала, що містить контрастуючі оптично змінні зони А і В. Шар фотонного кристала може бути нанесений безпосе 25 редньо на основу-носій у вигляді пориваючої плівки або сформований у вигляді окремої плівки, а потім ламінований на основу-носій. Окрему плівку можна сформувати як незалежний шар з використанням, наприклад, екструзії або шляхом нанесення покриття на тимчасовий шар-носій, який потім видаляють під час процесу ламінування. Це вигідно, зокрема коли основа-носій для захисної нитки містить додаткові захисні конструктивні елементи, такі, як магнітні шари і металізовані символи, що містять деметалізовані символи, які можуть виявитися неприйнятними для нанесення безпосередньо на шар фотонного кристала або які зменшують стійкість основи-носія, використовуваного як шар, на який можна безпосередньо наносити фотонний кристал. На зовнішню поверхню пристрою можна нанести клейовий шар, щоб підвищити адгезію до захищеного документа. Той факт, що захисний пристрій, показаний на Фіг.3, 4 і 5, виконаний у вигляді пірнаючої захисної нитки, призначений лише для ілюстрації, а фотонний кристал може з тим же успіхом застосовуватися у вигляді частини захисного конструктивного елемента, що наноситься на поверхню, такого, як шматок. Даний винахід, приклади якого наведені на Фіг.3-5, стосуються пристрою, видимого головним чином у відбивному світлі, і тому оптичні ефекти матеріалу фотонного кристала краще сього видні на темному фоні, не здатному до вибіркового поглинання. Цього можна досягнути, розміщуючи поглинальний шар під шаром фотонного кристала, або за рахунок введення поглинальних частинок в матеріали фотонних кристалів. Поглинальні частинки повинні мати розмір, значно більший, ніж розмір сфер решітки фотонного кристала, щоб вони не спричиняли зміну решітки, а отже - і небажані зміни в оптичних властивостях. Хоча використання чорного або дуже темного, по суті, повністю поглинального шару може привести до одержання найбільш сильних колірних зсувів, за рахунок використання частково поглинального шару інших кольорів або комбінації кольорів можна створювати інші ефекти, що дозволяють одержувати кольори, що очевидно розрізнюються при колірному зсуві. Поглинальний шар згідно з даним винаходом може містити пігментоване чорнило або пігментоване покриття, або в альтернативному варіанті можна використовувати не пігментовану поглинальну фарбу. У науковій літературі повідомлялося (див. Optics Express, т. 15, №15, стор. 9553-9561, 23 липня 2007 p.), що в матрицю фотонного кристала можна ввести наночастинки, щоб змінити або поліпшити кольори, колірні зсуви і допуск на кути освітлення, що спостерігаються. У переважному варіанті, розмір наночастинок вибирають так, що вони сідають в межах міжвузловий решітки кристала. Наночастинки посилюють явища резонансного розсіювання, які виникають всередині фотонного кристала, приводячи до одержання насичених структурних кольорів. Наприклад, впровадження вуглецевих наночастинок діаметром менше 50 нм в систему, що містить полістирольні сфери з розміром сфер 200 нм в 95565 26 матриці поліетилакрилату, приводить до посилення резонансного розсіювання фотонного кристала і різко змінює зовнішній вигляд плівки фотонного кристала від зовнішнього вигляду слабко забарвленої опалесцентної структури до зовнішнього вигляду інтенсивно забарвленої зеленої плівки. Отже, використання наночастинок забезпечує ключову перевагу, яка полягає в тому, що дуже інтенсивні кольори спостерігаються без потреби в окремому поглинальному шарі або впровадженні великих поглинальних частинок. Крім того, є збільшений допуск на кут освітлення, так що колір, який спостерігається більше не залежить від положення джерела світла. У другому прикладі, для створення машиночитаної колірозсувної плівки можна впроваджувати наночастинки магнетиту. Концентрація наночастинок може змінюватися упоперек пристрою. Наприклад, наночастинки можна впроваджувати в локалізовані зони або можна забезпечити градієнт кількості наночастинок упоперек пристрою. Це приведе до зміни інтенсивності кольору і пов'язаного з нею колірного зсуву упоперек пристрою. Полімерну плівку фотонного кристала переважно виготовляють за допомогою процесу екструзії а наночастинки додають в резервуар полімеру до екструзії. У цьому випадку, розташовані на деякій відстані збоку одна від одної смужки наночастинок можна втілити, передбачаючи набір перегородок в резервуарі полімеру, внаслідок чого добавки подаються через екструдер у відповідних латеральних положеннях. Частинки можуть бути виконані з матеріалу, який є орієнтованим в електричному, магнітному або електромагнітному полі. Таким чином, на вирівнювання частинок може впливати вибіркове прикладання цього заданого поля до пружної плівки фотонного кристала перед етапом завершального зшивання при виготовленні плівки. Для створення нового фотолюмінесцентного захисного елемента (ознаки) можна вводити нанофотолюмінесцентні частинки як квантові точки. Наприклад, для одержання люмінесцентних плівок можна вводити наночастинки PbS. У науковій літературі (Nature Materials, т. 5, березень 2006 р., стор. 179) показано, що впровадження квантових точок у фотонному кристалі приводить до придушення люмінесценції, якщо частота емісії опиняється в межах забороненої енергетичної зони фотонного кристала. Якщо положення фотонної забороненої енергетичної зони змінюється відповідно до напрямку падаючого світла відносно орієнтації кристала таким чином, що вона перекриває або проходить через пік фотолюмінесценції впровадженого емітера, то може відбуватися придушення або посилення емісії і динамічна зміна часу життя носіїв люмінесценції, що приводить до створення інтерактивного захисного пристрою, в якому флуоресценція або фосфоресценція вмикається або вимикається просто поворотом пристрою відносно падаючого випромінювання. Захисного пристрою, що містять матеріали фотонних кристалів, як правило, є машиночитаними завдяки вибірковості довжин хвиль матеріалів фотонних кристалів. У додаткових прикладах, ас 27 пект машиночитаності даного винаходу можна додатково розширити шляхом введення виявлюваних матеріалів в фотонний кристал або шляхом введення окремих машиночитаних шарів. Виявлювані матеріали, які реагують на зовнішній стимулюючий вплив, містять в собі - але не в обмежувальному значенні флуоресцентні, фосфоресцентні, що поглинають інфрачервоне випромінювання, фотохромні (світлозахисні), магнітні, електрохроматичні, електропровідні і п'єзохроматичні матеріали. В одному переважному варіанті здійснення, машиночитаним є пігмент в окремих поглинальних шарах, наприклад, сажа, що приводить до одержання машиночитаного шару, електропровідного або такого, що поглинає інфрачервоне випромінювання. В альтернативному варіанті, це може бути магнітний матеріал, такий, як магнетит, що приводить до одержання машиночитаного магнітного шару. Приклади захисного пристрою згідно з даним винаходом можна використовувати в поєднанні з існуючими підходами для виготовлення захисної нитки. Приклади прийнятних способів і конструкцій, які можна використовувати, включають в себе - але не в обмежувальному значенні - ті, які вказані в документах WO03061980, ЕР0516790, W09825236 і W09928852. На Фіг.6а показано, як даний винахід можна поєднувати з деметалізованими символами для нанесення як пірнаючої захисної нитки. Цей спосіб вимагає наявності металізованої плівки, що містить, по суті, прозору полімерну плівку з ПЕТФ або аналогічної речовини, яка має непрозорий шар металу на першій її стороні. Прийнятна попередньо металізована плівка являє собою металізовану плівку MELINEX S від фірми DuPont переважно, що має товщину 19 мкм. У шар металу удрукований резист, який містить чорну або темну фарбу або чорний або темний пігмент. Прийнятні резисти містять в собі фарбу BASE Neozapon Х51 або (добре диспергований) пігмент «Carbon Black 7», перемішувану або що домішується в матеріал, який має і хорошу адгезію до металу, і стійкість до роз'їдання. Потім друкарську металізовану плівку частково деметалізують відповідно до відомого процесу деметалізації, використовуючи промивальний розчин їдкого лугу, який видаляє метал в зонах, де не удрукований резист. Зони покриті резистом, що залишаються, забезпечують чорний шар, який бачимо, коли деметалізовану плівку розглядають з першої сторони (за стрілкою Y), перемежаються прозорими зонами. Блискучий метал частин металевого шару, що залишаються бачимо лише з протилежної сторони деметалізованої плівки (за стрілкою X). Результат може бути віддрукований у вигляді значків, таких, як слова, цифри, узори і т.п., і в цьому випадку значки, що одержуються будуть безумовно металізованими, при цьому метал залишається покритим темним або чорним резистом. В альтернативному варіанті, резист може бути удрукований так, що стане утворювати значки, і в цьому випадку значки, що одержуються будуть забезпечені деметалізованими зонами. 95565 28 Разом з тим, сформовані значки виявляються ясно видимими з обох сторін, особливо в світлі, що пропускається, завдяки контрасту між зонами металу, які видалені, і непрозорими зонами, що залишаються. Потім наносять шар фотонного кристала, переважно - з використанням процесу перенесення, наприклад, такого, як показаний на Фіг.5. Захисний пристрій, зображений на Фіг.6а, демонструє дві візуально контрастуючі захисні характеристики. Пристрій передбачає оптичні ефекти шару фотонного кристала, як описано для попередніх прикладів, коли готову основу розглядають у відбивному світлі, з першої сторони (за стрілкою Y), і металеве блискуче часткове покриття при розгляді з іншого боку (за стрілкою X). Крім того, при пропусканні світла з будь-якої сторони можна ясно побачити позитивні або негативні значки, обмежені чорним резистом. Цей приклад, зокрема вигідний при використанні в пристрої, який є видимим з обох сторін документа, в якому він впроваджений. Наприклад, пристрій може бути впроваджений в захищений документ з використанням способів, описаних в документі EP1141480 або WO03054297. На Фіг.6b показана машиночитана версія пристрою, зображеного на Фіг.6а. Пристрій містить шар основи з металізованого ПЕТФ, деметалізований з одержанням прийнятного малюнка, що включає в себе залишені оздоблювальні лінії металу вздовж кожного краю пристрою. Як описано з посиланнями на Фіг.6а, під час процесу деметалізації використовується чорний резист. На оздоблювальні лінії металу може бути нанесений захисний шар (не показаний на кресленні) для запобігання корозії металу, що обумовлюється магнітним шаром, який наносять за ним. Прийнятним матеріалом захисного шару є VHL31534, що поставляється фірмою Sun Chemical і який наноситься з досягненням погонної маси покриття, що 2 становить 2 г/м . За вибором, захисний шар може бути пігментованим. Магнітний матеріал наносять лише зверху оздоблювальних ліній металу, так що він не приховує деметалізовані значки. Потім наносять шар фотонного кристала, переважно - з використанням процесу перенесення, як вже згадувалося застосовно до Фіг.5. На зовнішню поверхню пристрою можна наносити клейовий шар для підвищення адгезії до захисного документа. Коли в пристрій впроваджують магнітний матеріал - або всередині поглинального шару, або як окремий шар, - магнітний матеріал можна наносити у вигляді будь-якого малюнка, але поширені приклади передбачають використання магнітних оздоблювальних ліній або використання магнітних блоків для формування кодованої структури. Прийнятні магнітні матеріали містять в собі оксид заліза (Fe2O3 або Fe3O4), барієвий або стронцієвий ферити, залізо, нікель, кобальт і їх сплави. У цьому контексті, термін «сплав» включає в себе такі матеріали, як нікель-кобальт, залізо-алюмінійнікель-кобальт і т.п. Можна використовувати матеріали на основі пелюсткового нікелю, крім того, прийнятними є матеріали на основі лусочок заліза. 29 Типові пелюстки нікелю мають поперечні розміри в діапазоні 5-50 мікрон і товщину менше 2 мікрон. Типові лусочки заліза мають поперечні розміри в діапазоні 10-30 мікрон і товщину менше 2 мікрон. В альтернативному варіанті здійснення машиночитаного пристрою, в будь-якому положенні всередині структури пристрою може бути впроваджений прозорий магнітний шар. Прийнятні прозорі магнітні шари, що містять розподілені деяким чином частинки магнітного матеріалу деякого розміру, причому розподіл їх відповідає концентрації, при якій магнітний шар залишається прозорим, а опис цих частинок наведений в документах WO03091953 і WO03091952. У додатковому прикладі, захисний пристрій згідно з даним винаходом може бути впроваджений в захищеному документі таким чином, що пристрій виявляється впровадженим в прозорій зоні документа. Захищений документ може мати основу, виконану з будь-якого звичайного матеріалу, включаючи папір і полімер. У даній галузі техніки відомі методи формування прозорих зон в основі кожного з цих типів. Наприклад, в документі W08300659 описана полімерна банкнота, сформована з прозорої основи, що містить заглушуване покриття на обох сторонах основи. У локалізованих зонах на обох сторонах основи заглушуване покриття відсутнє, що приводить до формування прозорої зони. У документі EP1141480 описаний спосіб створення прозорої зони в паперовій основі. Інші способи формування прозорих зон в паперових основах описані в документах ЕР0723501, ЕР0724519, ЕР1398174 і WO03054297. На Фіг.7 показаний захисний пристрій згідно з даним винаходом, впроваджений в прозору зону захисного документа. На Фіг.8а показаний переріз захисного пристрою в межах прозорої зони. Цей захисний пристрій містить прозорий шар-носій, який переважно утворює прозору зону основи. На прозорий шар в локалізованих зонах нанесений поглинальний матеріал для формування розпізнаваного узору або ідентифікаційного зображення. Зверху поглинального шару знаходиться шар, що містить матеріал фотонного кристала і що містить в собі зони А і В, які демонструють такі ж оптичні характеристики, як зони А і В, на Фіг.3 і 4. Коли пристрій, показаний на Фіг.7, розглядають у відбивному світлі зі сторони А при нахилі пристрою, із зон шару фотонного кристала, розташованого зверху поглинального шару, в зонах А і В спостерігаються різні сильно контрастуючі зони колірного зсуву. Наприклад, в зоні А колірний зсув може відбуватися від червоного кольору, видимого при відносно великому куті падіння на площину основи, до зеленого кольору, видимого при більш гострому куті падіння, на площину основи. У тому ж самому діапазоні кутів в зоні В буде відбуватися інший колірний зсув, наприклад, від зеленого кольору до синього. У зонах, які не лежать зверху поглинального шару, колір, що пропускається насичує колір, що відбивається. Кольори, що пропускаються що і відбиваються є такими, що доповнюють один одного, наприклад, колірний зсув від червоного кольору до зеленого при відбиванні 95565 30 виглядає як колірний зсув від блакитного кольору до пурпурного при пропусканні. Коли пристрій, показаний на Фіг.8а, розглядають при відбиванні або пропусканні зі сторони В, темний поглинальний шар виявиться видимим у формі ідентифікуючого зображення. Якщо темне зображення не сприймається як естетичне, то можна буде використовувати естетично більш приємний матеріал і/або колір, щоб замаскувати темний резист таким чином, що той стане невидимим зі сторони В. Наприклад, темні поглинальні зони можна наддрукувати на стороні В прозорої зони різнокольоровим непрозорим чорнилом або металевими друкарськими фарбами. В альтернативному варіанті, прозору основу-носій можна замінити металізованою полімерною основою, як показано на Фіг.8b. Металізована основа наддрукована темним резистом, як розглядалося вище застосовно до Фіг.6, у вигляді ідентифікуючого зображення. Потім друкарську металізовану плівку частково деметалізують, видаляючи метал в зонах, де не наддрукований резист. Якщо дивитися зі сторони А, то плівка фотонного кристала виявляється видимою у поглинального темного резиста і має такий зовнішній вигляд, як описаний застосовно до Фіг.8а, а якщо дивитися зі сторони В, то спостерігається металеве зображення згідно з ідентифікаційним зображенням, надрукованим темним резистом. Зображення може бути позитивним, тобто обмеженим металевими зонами, або негативним, тобто обмеженим прозорими зонами між металевими зонами. В альтернативній машиночитаній конструкції, темний резист, показаний на Фіг.8b, можна формувати з використанням магнітного пігменту для забезпечення машиночитаного коду. У додатковому варіанті здійснення, лише частина темного резиста забезпечується магнітним пігментом, а інша частина забезпечується немагнітним пігментом. Якщо і магнітний, і немагнітний пігменти, по суті, повністю поглинаються, то візуальної відмінності в плівці фотонного кристала за згаданими двома зонами не буде, і тому розрізнити формат коду буде нелегко. На Фіг.9 показаний приклад, в якому захисний пристрій згідно з даним винаходом впроваджений в апертуру паперової основи. У паперову основу впроваджена незалежна плівка фотонного кристала, як описано в документі EP1141480. Одна сторона плівки фотонного кристала повністю розкрита на передній поверхні паперової основи, в яку плівка частково впроваджена (Фіг.9а і 9с), і частково розкрита в отворі на задній поверхні основи (Фіг.9b і 9d). У цьому прикладі в структуру фотонного кристала впроваджені вуглецеві наночастинки. Плівка фотонного кристала містить дві зони А і В, які були створені під час формуванняплівки. Зона А має червоний колір, видимий при одному куті падіння на площину основи, і має зсув до зеленого кольору, видимого при більш гострому куті падіння на площину основи. Зона В є опалесцентною зоною завдяки зоні невпорядкованості в структурі фотонного кристала, і її зовнішній вигляд залишається незмінним при будь-якому куті зору. У цьому прикладі зона А утворює фон, а зона В 31 утворює ідентифікаційне зображення «DLR». Якщо дивитися на пристрій при одному куті падіння на площину основи, наприклад, що становить 70°, то зона А має червоний колір, і на червоному фоні виявляється видимим не опалесцентне ідентифікуюче зображення «DLR» (Фіг.9а і 9b). При нахилі до більш гострого кута, наприклад 45°, в зоні А відбувається зсув кольору від червоного до зеленого, а зовнішній вигляд зони В залишається таким же, як був, і тому ідентифікуюче зображення «DLR» виявляється видимим на зеленому фоні (Фіг.9с і 9d). Цей ефект бачимо з обох сторін захищеного документа. Впровадження наночастинок формує одиночний шар, тобто не ламінований, сильно забарвлену, по суті, не прозору плівку. Це є перевагою над рідкокристалічними колірозсувними плівками, де потрібне використання окремого чорного або темного поглинального шару для створення сильно забарвленої, по суті, непрозорої плівки. Якщо в прикладі, показаному на Фіг.9а, використовується пристрій на основі рідкого кристала, то для того, щоб зробити відбивний ефект колірного зсуву видимим з обох сторін документа, були б потрібні дві рідкокристалічні плівки з поглинальним шаром між ними. Як різниця, характерна для даного винаходу, використання незалежної плівки фотонного кристала, легована наночастинками, гарантує відбивний ефект колірного зсуву, видимий з обох сторін документа при використанні лише одного шару колірозсувного матеріалу. Якщо пристрій розглядають позаду документа у відбивному світлі, як показано на Фіг.9Ь, то такі ж оптичні властивості в зонах А і В, як у разі спостереження спереду документа, присутні там, де плівка фотонного кристала розкрита, тобто в отворі. У варіанті здійснення, що є альтернативою показаному на Фіг.9, плівка фотонного кристала може втримуватися шаром-носієм, щоб полегшити її впровадження в паперовий документ. Шар фотонного кристала можна формувати, наносячи його безпосередньо на основу-носій як покривну плівку або формуючи у вигляді окремої плівки, яку потім ламінують на основу-носій. Основа-носій може містити додаткові захисні елементи, включаючи деметалізовані малюнки, голографічні малюнки в поєднанні з високовідбивним шаром, таким, як металевий шар, або тонким прозорим шаром матеріалу з великим показником заломлення (наприклад, ZnS), друковані значки, люмінесцентні або магнітні матеріали і грубе тиснення із захисним малюнком, який може бути виконаний безбарвним тисненням для одержання відчутного і/або видимого конструктивного елемента, або може включати в себе креслила для друку з метою додаткового поліпшення видимості. Таким чином, з будь-якої сторони захисного пристрою можна спостерігати захисний конструктивний елемент, що відрізняється. У додатковому варіанті здійснення, захисний пристрій згідно з даним винаходом може бути виконаний таким чином, що на будь-якій з двох поверхонь захисного пристрою спостерігаються різні ефекти колірного зсуву. Цього можна досягнути шляхом ламінування одна на одну плівок фотон 95565 32 них кристалів з різними оптичними характеристиками, або шляхом зміни оптичних характеристик плівки фотонного кристала по товщині цієї плівки. Різні ефекти колірного зсуву на будь-яких з двох поверхонь захисного пристрою можна також створювати за допомогою одного шару плівки фотонного кристала шляхом локальної зміни оптичної характеристики плівки фотонного кристала по товщині цієї плівки. Наприклад, по товщині плівки можна змінювати розмір сфер. Цю зміну можна вносити шляхом керування збиранням сфер під час формування плівки фотонного кристала. В альтернативному варіанті, якщо плівку виготовляють шляхом екструзії полімеру, то можна готувати дві полімерні суміші, з яких одержать сфери і матрицю, роблячи при цьому розміри сфер різними. Обидві полімерні суміші можна потім піддати спільній екструзії з одержанням однієї полімерної плівки, що створює кристалічну структуру, де відбувається ступінчаста зміна розміру сфер на поверхні розділення в центрі плівки. Крім різних ефектів колірного зсуву по товщині плівки, можна створювати опалесцентні зони по товщині плівки, наприклад, шляхом зміни розміру сфер або керування параметрами процесу, такими, як температура або тиск під час прикладання механічної сили зсуву. Зони з різними оптичними характеристиками упоперек плівки корисні, зокрема при включенні їх в потовщені (понад 100 мкм) захисні пристрої, які можна було б застосовувати як шари в документах на основі карток, таких, як кредитні картки, посвідчення особи і водійські права. У цих потовщених структурах зміни в оптичних властивостях по товщині можна помітити, розглядаючи картки з краю неозброєним оком. Наприклад, полімерну плівку фотонного кристала формують за допомогою процесу екструзії в даній матриці таким чином, що упорядкування фотонного кристала виявляється неоптимальним і спостерігається ефект опалесценції. Потім одну або обидві поверхні плівки фотонного кристала піддають впливу додаткового механічного зусилля у формі сили зсуву при підвищених температурах для поліпшення упорядкування і створення ефекту опалесценції в товщині плівки поблизу поверхні (поверхонь), що піддається (що піддаються) впливу механічної сили. Таким чином, можна створювати плівку фотонного кристала, в якій товщина плівки «містить» опалесцентні зони поблизу поверхні й не опалесцентні зони в центрі плівки. Захисний пристрій згідно з даним винаходом може бути також приведений у відповідність до вимог замовника, щоб утруднити підробку і/або забезпечити ідентифікаційну інформацію. Процес приведення у відповідність до вимог замовника може мати місце до або після впровадження пристрою в документ. В одному варіанті здійснення, приведення захисного пристрою у відповідність до вимог замовника відбувається за допомогою нанесення друкарської інформації на плівку фотонного кристала. На плівку фотонного кристала можна друкувати зображення за допомогою будь-якого з традиційних процесів друкування, таких, як глибо 33 ке, глибоке безстикове, струменеве, офсетне, трафаретне, дифузією фарб, флексографічне. Відбиток можна наносити у вигляді одиночного відбитка, працюючого в одному кольорі, або як множинні відбитки, працюючі в багатьох кольорах. У переважному варіанті здійснення зображення друкуються частково на плівці фотонного кристала і частково на основі, а пристрій впроваджується таким чином, що залишається безперервним між двома поверхнями. У додатковому варіанті здійснення, один з кольорів друкованих зображень співпадає з одним з кольорів плівки фотонного кристала, що перемикаються. Наприклад, якщо одна із зон плівки фотонного кристала перемикається із зеленого кольору при нахилі пристрою в конкретному напрямку розглядання, то будь-яка друкована інформація червоного кольору зверху цієї зони буде невидимою при певному куті падіння, але стає видимою, коли зразок нахиляють і статичний червоний колір контрастує із зеленим кольором оптично змінної плівки фотонного кристала. Таким чином, можна створити захисний конструктивний елемент з прихованим зображенням. Як альтернатива друкуванню звичайним забарвленим чорнилом, можна також друкувати функціональним чорнилом. Під функціональним чорнилом мається на увазі чорнило, яке реагує на зовнішній стимулюючий вплив. Чорнило цього типу містить в собі - але не в обмежувальному значенні - флуоресцентне, фосфоресцентне, що поглинає інфрачервоне випромінювання, термохромне, фотохромне, магнітне, електрохромне, електропровідне і п'єзохромне. Як і функціональне чорнило, на плівку фотонного кристала також можна друкувати чорнило, що дає інші оптичні ефекти. Чорнило, що дає оптичні ефекти, містить в собі OVI® і Oasis®, що продаються фірмою Sicpa. Чорнило, що дає інші оптичні ефекти, містить в собі чорнило, що містить райдужні, на основі іріодину, перламутрові рідкі кристали і пігменти на металевій основі. У додатковому варіанті здійснення, не опалесцентні зони створюються механічною деформацією плівки фотонного кристала. Механічну деформацію переважно здійснюють за допомогою процесу тиснення або гарячого штампування. Процес тиснення переважно має місце під час процесу глибокого друкування і здійснюється за допомогою друкарської форми для глибокого друку. На Фіг.10 показаний приклад захисної основи, що містить захисний пристрій згідно з даним винаходом, де плівка фотонного кристала приведена у відповідність до вимог замовника за допомогою гарячого штампування плівки після нанесення на основу. У цьому прикладі пружна плівка фотонного кристала впроваджена в паперову основу так само, як говорилося застосовно до Фіг.9 і описано в документі EP1141480. На Фіг.10 показана передня поверхня паперової основи, на якій пристрій повністю, розкритий. Пристрій також розкритий на зворотній поверхні в зоні отвору. У цьому прикладі плівка фотонного кристала демонструє колірний зсув від червоного кольору до зеленого при нахилі при 95565 34 строю на гострий кут падіння. Зображення цифри «5» впроваджене гарячим штампуванням в плівку фотонного кристала таким чином, що упорядкування фотонного кристала спотворюється в проштампованій зоні. Невпорядкованість в кристалі приводить до того, що проштампована зона стає не опалесцентною при всіх кутах зору. При нахилі документа, цифра «5» залишається не опалесцентною, а зони, що не піддались штампуванню, змінюють свій колір від червоного (Фіг.10а) до зеленого (Фіг.10b). У додатковому варіанті здійснення, приведення захисного пристрою у відповідність до вимог замовника здійснюється за допомогою тиснення плівки фотонного кристала за допомогою підвищених (піднесених) лінійчатих структур. Тиснення підвищених лінійчатих структур в плівки фотонного кристала вигідне, зокрема, тому, що грані, створені шляхом тиснення, приводять до зміни кута падіння світла, яке надходить, що дає грані кольорів завдяки тому факту, що колір плівки фотонного кристала залежить від кута зору. Підвищена лінійчата структура з плівкою фотонного кристала має два захисні аспекти: по-перше, оптично змінний конструктивний елемент, утворений згаданою лінійчатою структурою, а по-друге, створення локалізованих зон, що демонструють різні колірні зсуви від фонової плівки. Наприклад, якщо пристрій на основі фотонного кристала демонструє колірний зсув від зеленого кольору до синього при нахилі пристрою від нормального кута падіння, то при розгляді під нормальним кутом падіння тисненні і нетисненні зони будуть видні як зелені. При нахилі пристрою, нетисненні і тисненні зони будуть змінювати свій колір від зеленого до синього при різних кутах зору, коли пристрій нахиляють. Додаткова перевага використання тиснених підвищених лінійчатих структур полягає в тому, що ці структури мають підвищену поверхню, яку можна ідентифікувати дотиком. Гладка поверхня плівки фотонного кристала додатково поліпшує відчутність цих підвищених структур. Тисненні лінійчаті структури можуть приймати будь-яку зручну форму, включаючи пряму (прямолінійну) або викривлену, таку, як повні і часткові дуги кола або ділянки синусоїдальної хвилі. Лінії можуть бути безперервними або переривистими і, наприклад, утвореними з рисок, точок або елементів іншої форми. Під іншими формами мається на увазі той факт, що точки або риски можуть мати графічну форму. Ширина ліній, як правило, знаходиться в діапазоні 10-500 мікрон, переважно в діапазоні 50-300 мікрон. Переважно, окремі лінії добре помітні неозброєним оком, при цьому основне візуальне враження створюється масивом численних ліній. Лінії можуть обмежувати будь-який профіль або форму, наприклад, квадрат, трикутник, шестикутник, зірку, квітку або значки, такі, як буква або цифра. Тисненні лінійчаті структури переважно сформовані шляхом накладення друкарської форми глибокого друку на плівку фотонного кристала при впливі тепла і тиску. Процес тиснення переважно має місце під час 35 процесу глибокого друкування і здійснюється з використанням друкарської форми глибокого друку, що має виїмки, які обмежують лінійчаті структури. Плівка фотонного кристала переважно одержана безбарвним тисненням, тобто виїмки не заповнені чорнилом. Однак можливий і варіант, в якому деякі з виїмок, що обмежують тисненну структуру, можуть бути заповнені чорнилом, а інші залишені не заповненими. Додатковий глибокий друк або безбарвне тиснення можна проводити на зонах основи, що прилягають до захисного пристрою, за допомогою тієї ж друкарської форми, що і для досягнення точного приведення між різними зонами. На Фіг.11 показаний приклад захисної основи, що містить захисний пристрій згідно з даним винаходом, де плівка фотонного кристала приведена у відповідність до вимог замовника шляхом тиснення плівки після її нанесення на основу. У цьому прикладі пружна плівка фотонного кристала впроваджена в паперову основу так само, як говорилося застосовно до Фіг.9 і описано в документі EP1141480. На Фіг.11 показана передня поверхня паперової основи, на якій пристрій повністю розкритий. Пристрій також розкритий на зворотній поверхні в зоні отвору. У цьому прикладі плівка фотонного кристала демонструє колірний зсув від червоного кольору до зеленого при нахилі пристрою на гострий кут падіння і розгляді вздовж напрямку 1 зору і колірний зсув від зеленого кольору до синього при нахилі пристрою на гострий кут падіння і розгляді вздовж напрямку 2 зору. Тисненні лінійчаті структури, утворені відповідним набором, по суті, паралельних підвищених ліній, обмежують цифру «5». При розгляді основи вздовж напрямку 1 зору при відносно великому куті падіння, наприклад 70°, на площину основи, нетисненні зони виглядають червоними, а тисненні зони виглядають зеленими через домінуюче відбивне світло, що йде від країв підвищених ліній. Різниця в кольорі виникає тому, що ефективний кут падіння на крайових зонах більше, ніж кут падіння для світла, падаючого на плоскі нетисненні зони. При нахилі основи на більш гострий кут падіння, нетисненні зони перемикаються з червоного кольору на зелений, а тисненні зони перемикаються із зеленого кольору на синій. Якщо пристрій повертають на 90°, так що його розгляд відбувається вздовж напрямку 2 зору, тисненні і нетисненні зони виглядають такими, що мають однаковий колір при заданому вузлі зору, тому що дуже мало світла відбивається краєм ліній. У додатковому варіанті здійснення, приведення захисного пристрою у відповідність до вимог замовника здійснюється шляхом тиснення плівки фотонного кристала з не дифракційною лінійчатою структурою. Не дифракційна лінійчата структура є прикладом припіднятої лінійчатої структури, яка дає оптично змінний ефект, коли кут падаючого світла змінюється і коли цей ефект не викликаний інтерференцією або дифракцією. Захисні пристрої на основі не дифракційних лінійчатих структур відомі в даній галузі техніки, наприклад, в документі WO9002658 описаний захисний пристрій, в 95565 36 якому одне або більше перехідних зображень тисненні у відбивну поверхню. У документі WO9870382 описаний інший захисний пристрій, в якому група елементарних зон, де лінії проходять під різними кутами один до одного, утворюють відповідні пікселі зображення. У документі US1996539 описаний декоративний пристрій, в якому рельєфна структура сформована в поверхні і має оптично змінний ефект. У документі WO2005080089 описаний захисний пристрій, який має сегменти, обмежені лінійчатими структурами у відбивній частині основи, які спричиняють не дифракційне відбиття падаючого світла, коли кут падіння змінюється. В альтернативному варіанті, захисний пристрій додатково містить оптично змінний пристрій, такий, як голограмну або дифракційну решітку. Ці пристрої звичайно формують як рельєфні структури в основі, яку потім забезпечують відбивним покриттям для посилення відклику пристрою. Фотонний кристал в даному винаході може діяти як відбивне покриття, а рельєфна структура може бути тисненою безпосередньо в плівку фотонного кристала або в лак для тиснення, нанесений на плівку фотонного кристала. В альтернативному варіанті, локалізовані зони пристрою можуть бути забезпечені металізованим шаром, а рельєфна структура може бути після цього тиснена в лак для тиснення на зверху металізованого шару. Таким чином, пристрій містить дві зони, розташовані на деякій відстані збоку одна від одної, одна з яких демонструє властивості колірного зсуву плівки фотонного кристала, а інша демонструє оптично змінні властивості голографічного пристрою. В альтернативному варіанті, металеве відбивне покриття може бути замінене прозорими, підсилювальними відбиття матеріалами, наприклад, тонким шаром такого матеріалу з великим показником заломлення, як ZnS. У цьому випадку і властивості колірного зсуву матеріалу фотонного кристала, і оптично змінні властивості голографічного пристрою виявляються видимими у всіх зонах пристрою, хоч оптично змінні властивості голографічного пристрою будуть видимими лише при деяких кутах зору. У додатковому варіанті здійснення винаходу, захисний пристрій може бути приведений у відповідність до вимог замовника шляхом нанесення розсіювального шару на плівку фотонного кристала. У переважному варіанті здійснення, розсіювальний шар приймає форму матуючого лака або матуючої політури. У цьому контексті, матуючий лак або матуюча політура являє собою речовину, яка скрадає глянець плівки фотонного кристала за рахунок розсіювання світла, що відбивається від нього. Одним прикладом прийнятного матуючого лака є суспензія дрібнодисперсних частинок в органічній смолі. Поверхневі частинки розсіюють світло, коли воно проходить крізь лак, що приводить до одержання опалесцентної поверхні. Прийнятним лаком для даного винаходу є «Ні-Seal O 340», що поставляється фірмою Hi-Tech Coatings Ltd. В альтернативному рішенні, дрібнодисперсні частинки можна замінити органічними восками. Як додаткова альтернатива, розсіювальний шар мо 37 жна створити шляхом тиснення матуючої структури в поверхню шару фотонного кристала. Прийнятними тисненими матуючими структурами є описані в документі W09719821. Розсіювальний шар модифікує властивості колірного зсуву шару фотонного кристала. Розсіювальний шар модифікує поверхню плівки фотонного кристала таким чином, що відбиття тепер виявляється більше таким, що скрадає глянець плівки фотонного кристала за рахунок дифузії і таким, змінює кутовий діапазон, в якому відповідні кольори захисного пристрою виявляються легко помітними для особи, що проводить аутентифікацію. Наприклад, якщо матеріал фотонного кристала демонструє колірний зсув від червоного кольору до зеленого при нахилі пристрою від нормального кута падіння, то перемикання з червоного кольору на зелений відбувається ближче до нормального кута падіння для зони з розсіювальним шаром в порівнянні з зоною без розсіювального шару. На Фіг.12 зображений додатковий приклад, де в плівці фотонного кристала присутні зазори. Пристрій, показаний на Фіг.12, містить плівку фотонного кристала, яка перенесена на, по суті, прозору основу-носій. В альтернативному варіанті можна використовувати незалежну плівку фотонного кристала без потреби в основі-носії. Плівка фотонного кристала є такою ж, як описана в зв'язку з Фіг.9, а в структуру фотонного кристала впроваджені вуглецеві наночастинки для одержання, по суті, непрозорої плівки з інтенсивним червоним кольором, при розгляді під нормальним кутом падіння. Для формування зазорів у формі ідентифікуючого зображення в плівці фотонного кристала використовується лазер. Ідентифікуюче зображення легко помітне з обох сторін, особливо в світлі, що пропускається, завдяки контрасту між зонами, по суті, непрозорої плівки фотонного кристала, які видалені, і непрозорими зонами, що залишаються. Захисний пристрій, зображений на Фіг.9, демонструє помітно контрастуючі захисні характеристики: поперше, оптичні ефекти шару фотонного кристала, а по-друге ідентифікуюче зображення, ясно помітне в світлі, що пропускається з будь-якої сторони пристрою. У ще одному додатковому варіанті здійснення даного винаходу, матеріали фотонних кристалів можуть бути вибрані таким чином, що при певних кутах зору щонайменше для однієї із зон відбивне світло знаходиться в діапазоні довжин хвиль невидимого світла електромагнітного спектра. У всіх прикладах, малюнки або ідентифікуючі зображення, створені будь-яким з шарів, наприклад, плівкою фотонного кристала, поглинальним шаром або шаром, що приводить у відповідність до вимог замовника, можуть приймати будь-яку форму. У переважному варіанті, малюнки представлені у формі зображень, таких, як узори, знаки і буквено-цифрові символи і їх комбінації. Малюнки можуть бути обмежені узорами, що містять суцільні або переривисті зони, які можуть включати в себе, наприклад, лінійчаті узори, узори дрібних філігранних ліній, точкові структури і геометричні узори. Можливі символи включають в себе симво 95565 38 ли з неримських шрифтів, приклади яких включають в себе - але не в обмежувальному значенні китайський, японський, санскрит і арабський. Потрібно також зрозуміти, що в кожному з прикладів, описаних вище, одна із зон А і В може демонструвати оптично змінний ефект, а інша зона може демонструвати оптичний ефект у формі або оптично змінного ефекту, або оптично незмінного ефекту. Тепер опишемо деякі приклади способів формування оптично змінного захисного пристрою. Звертаючись до блок-схеми послідовності операцій згідно з Фіг.13, зокрема до етапу 100, зазначаємо, що на етапі 100 забезпечують матеріал, прийнятний для формування фотонного кристала (матеріал фотонного кристала). Матеріал, про який йдеться, містить першу фазу полістирольних (ПС) сфер і матрицю поліетилакрилату (ПЕА), як описано раніше. Як повинно бути зрозуміло, вибір діаметра сфер, які утворюють впорядковану структуру в можливому фотонному кристалі, впливає на колір матеріалу, що освічується білим світлом. Як правило, діаметр сфер становить близько 250 нм. Щоб гарантувати сумісність між полістирольними сферами (першою фазою) і матрицею (другою фазою), сфери покривають дрібнодисперсним шаром поліметилметакрилату (ПМА) як проміжним шаром. У вихідному стані матеріалу на етапі 100, сфери диспергуються в довільному порядку в межах матриці і тому виявляються неврегульованими. На етапі 101 матеріал потім завантажують в екструдер і нагрівають до першої температури. Першу температуру вибирають більш високою, ніж температура склування матриці поліетилакрилату і більш низькою, ніж температура склування полістиролу. Сенс полягає в нагріванні матриці таким чином, що сфери виявляються здатними текти одна відносно одної в межах матриці, чому сприяє внутрішній тиск, при цьому самі сфери не зазнають істотного розм'якшення і тому підтримують свою форму при подальшому охолоджуванні. Відразу ж після всебічного нагрівання матеріалу до першої температури, потім - на етапі 102 - приводять в дію екструдер і змушують течію матеріалу через екструзійну матрицю. Матриця може приймати множину форм, маючи в типовому випадку конічний вхід, який веде до вузького каналу, по якому екструдують матеріал. Цей матеріал ударяється в конічні поверхні, а потім спрямовується до більш вузької щілини або більш вузького каналу, проходячи через неї або нього. Потрібно зазначити, що - за вибором - конічні поверхні або стінки каналу можуть бути забезпечені текстурою для надання впливу на локальний характер ковзання матеріалу, що проходить. У цьому прикладі вихід матриці має прямокутну геометрію, відповідно до якої більший розмір представляє бажану ширину екструдованого матеріалу, а менший розмір представляє його товщину. Типова товщина в цьому випадку становить близько 30 мкм. Як правило, під час процесу екструзії матриця нагрівається до температури, аналогічній температурі екструдованого матеріалу. Виходячи з матриці, матеріал приймає форму гнучкої незалежної плівки. Цю плівку 39 можна охолоджувати за рахунок подачі струменів повітря або електропровідного контакту з поверхнею. Потрібно зазначити, що хоча матеріал перед екструзійною матрицею має, по суті, довільне розташування сфер в межах матриці матеріалу, примусове проходження матеріалу через екструзійну матрицю викликає компонування самих сфер в ефективніше упаковане утворення, при тому найбільш ефективною, можливо, є щільноупакована структура. Ці сфери утворюють приблизно опалоподібну структуру, що втілює щільноупаковану структуру щонайменше з ближнім порядком. Ефективність упаковки залежить від ряду параметрів, включаючи температуру, профіль екструзійної матриці і ступінь подібності між реальними розмірами сфер. Потрібно визнати, що таке розташування сфер приводить до того, що матеріал запозичає опалоподібну структуру, яка - завдяки розмірам сфер і використовуваному матеріалу демонструє оптично змінний ефект. Це вказано на етапі 103. Потрібно зазначити, що, хоча на етапі 102 розглянута одна екструзійна матриця, можливе застосування декількох процесів екструзії або насправді - інших форм деформації, включаючи штампування, прокатку і каландрування, щоб сприяти запозичення структурою опалоподібної форми із попередньо визначеним рівнем ефективності упаковки. Незалежно від того, як формують плівку, опалоподібна форма в даному прикладі містить щонайменше першу зону оптично змінних властивостей. Таким чином, процес деформації у формі екструзії спричиняє одержання першої зони опалоподібної структури з відповідними оптично змінними властивостями. На етапі 104, плівку пропускають в агрегат гарячого штампування, який здійснює другий процес над матеріалом, і в цьому випадку другий процес також передбачає деформацію. Агрегат гарячого штампування забезпечує прикладання тиску до вибраних зон плівки, причому ці зони являють собою другу зону. У цьому випадку, процес проводиться при підвищеній температурі, яка більше температури склування полістиролу. Ця температура може бути навіть більше температури плавлення полістиролу. Для виконання цієї функції можна використовувати нагріту матрицю, штамп або ролик. Процес гарячого штампування спричиняє порушення опалоподібної структури у другій зоні за рахунок постійної пластичної деформації або плавлення сфер, обумовлюючи амальгамування і втрату ними відносно впорядкованої структури. Формування не опалесцентної другої зони здійснюється на етапі 105. Потрібно зазначити, що можна використовувати нагрітий штамп, матрицю або ролик з такою геометрією, що другі зони формуються відповідно до конкретних значків або, насправді, з негативними значками (внаслідок чого самі значки формуються від межі другої зони)., У цьому випадку, другу зону роблять перекриваною з першою зоною, і тому негативні значки можуть оточувати перші зони, які самі утворюють значки. Після формування першої і другої зон, плівку за вибором охолоджують, а на етапі 106 можна 95565 40 нанести клейовий шар. Після нанесення клею, на етапі 107 плівку фотонного кристала потім приклеюють до матеріалу основи, такої, як банкнота, кредитна картка, паспорт або інший цінний документ. На етапі 108 проводяться різні завершальні процеси, такі, як додатковий друк, ламінування, розрізання, і процеси для введення додаткових захисних конструктивних елементів. Таким чином, виготовляють захищений документ, що має матеріал фотонного кристала з першою зоною, яка демонструє оптично змінний ефект, і другу зону, в якій спостерігається другий оптичний ефект, який в цьому випадку є оптично змінним. У цьому випадку, друга зона може внаслідок цього виглядати такою, що має дифузійнонапівпрозорий зовнішній вигляд, який контрастує з оптично змінним зовнішнім виглядом першої зони. Однією з ключових переваг цього аспекту є те, що перша і друга зони укладені в межах однієї і тієї ж безперервної плівки, яку стає важче підробити. Однією конкретною альтернативою процесу гарячого штампування, розглянутому в зв'язку з етапом 104, є застосування модифікованого процесу, при здійсненні якого температура гарячого штампу/матриці/ролика є такою, що матеріал нагрівається до температури між температурою склування матриці і температурою склування самих сфер. Це дозволяє сферам залишатися, по суті, твердими, та ще й здатними переміщуватися в межах матриці матеріалу. Застосовуючи штамп належного профілю, наприклад, такий, який має дуже неглибоко нахилену поверхню, можна примусити сфери відділятися від частин матеріалу для утворення зони тільки матриці ПЕА, в якій сфер, по суті, немає. У цьому випадку, сфери не руйнуються, а переміщуються далі в зону навколо зони, про яку йдеться. Таким чином, по суті, зона, що не містить сфери і зона, в яку перемістилися сфери, можуть демонструвати індивідуальні й різні оптичні ефекти, що і в цьому випадку передбачає підвищений захист від підробок. У додатковому альтернативному прикладі, упорядкування сфер в щільноупаковану структуру, яке відбувається на етапі 102, виявляється таким, що у відбувається обмеженій мірі, так що в одержаній структурі на етапі 103 можна помітити відносно слабкий оптично змінний ефект. У цьому випадку, забезпечується можливість проведення подальшого термомеханічного процесу на етапі 104 при температурі між температурою склування матриці і температурою склування полістиролу, наприклад, при температурі, аналогічній температурі вихідної екструзії. Подальше прикладання тиску під час цього процесу спричиняє потім збільшення впорядкованості частково опалоподібної плівки для одержання більш впорядкованої структури. Таким чином, формується друга зона, що має більш сильний оптично змінний ефект, так що перша зона має відносно слабкий оптично змінний ефект, а друга зона має відносно сильний оптично змінний ефект. У кожному випадку оптичний ефект як функція кута виявляється одним і тим же, хоч інтенсивність колірних змін у другій зоні набагато більша, ніж в першій зоні. 41 В описаному тут прикладі, що передбачає використання процесів деформації, таких, як штампування і прокатка, при здійсненні яких плівка деформується між двома елементами, повинно бути зрозуміло, що ці елементи можуть мати симетричну форму і прикладати однакову деформацію на кожній стороні плівки. В інших випадках, перший з цих елементів може бути закріплений в потрібному положенні, інший може бути виконаний з можливістю переміщування до першого, а плівка при цьому опиняється між ними. Повертаючись тепер до Фіг.14, опишемо ще один альтернативний спосіб, що включає в себе етапи 100-103, аналогічні етапам згідно з Фіг.13. У цьому випадку, обробку проводять так, що забезпечується високий ступінь упорядкування, а на етапі 103 забезпечується опалоподібна плівка. У цьому прикладі, після етапу 103 плівку опускають у ванну з матеріалом розчинника, прийнятним для полістиролу. Прикладом прийнятного розчинника є тетрагідрофурфуриловий спирт. Зазначимо, що такий розчинник не є розчинником для поліетилакрилату (матриці). Опускання плівки у ванну розчинника відбувається на етапі 1031 і спричиняє розчинення сфер, а значить - і формування зворотної опалової структури, на етапі 1032. Після процесу промивання, робота може повернутися до етапу 104 згідно з Фіг.13, де вибрані зони зворотної опалової структури можуть бути піддані гарячому штампуванню або деформовані іншим чином. У цьому випадку, гаряче штампування приводить до видалення пустот всередині зворотної опалової структури з одержанням других зон, які є не опалесцентними, на етапі 105. Хоча всередину ванни занурена вся плівка, передбачається, що можна занурювати лише частину плівки, наприклад, половину, що приводить до появи зон, які виявляються опалесцентними, зворотними опалесцентними і не опалесцентними. Ще один можливий процес розглядається в зв'язку з Фіг.15. І знову, здійснюють формування опалоподібної плівки відповідно до етапів 100-103 згідно з Фіг.13. На етапі 1035 плівку піддають осадженню травильної маски. Її можна наносити за допомогою ряду процесів, включаючи фотолітографію або друкування. Як правило, маску наносять на вибрані зони плівки, залишаючи інші зони розкритими. На етапі 1036, на плівку наносять розчинник для полістиролу. Хоча цього можна досягнути так, 95565 42 як описано вище, за рахунок використання ванни розчинника, в цьому випадку розчинник наносять за рахунок використання процесу друкування, при цьому розчинник наносять, наприклад, з використанням валків або друкарських форм. Розчинник можна наносити і на розкриті, і на замасковані зони, а завдяки присутності маски це впливає тільки на розчинення полістирольних сфер в розкритих зонах, і тим самим маска захищає матеріал, що знаходиться під нею. Як альтернатива можна було б вибірково удруковувати розчинник на певних зонах плівки, тим самим потенційно запобігаючи потребі в масці. Крім того, маску в будь-якому випадку можна використовувати для гарантії відсутності забруднення в певних замаскованих зонах за допомогою розчинника. На етапі 1037 вибірково забезпечують зворотну опалову структуру в розкритих зонах, а маску можна потім видалити на подальшому етапі 1038. Отже, одержуваний матеріал має першу зону, що містить опалоподібну структуру, і другу зону, що має зворотну опалоподібну структуру, з якої видалені сфери. Завдяки різним показникам заломлення полістиролу і пустот, перший оптично змінний ефект помітний в зв'язку з першою зоною, а другий оптично змінний ефект, який відрізняється від першого ефекту, помітний у другій зоні, де присутні зворотні опалоподібні структури. Процес згідно з Фіг.15 потім повертається до етапів згідно з Фіг.13, внаслідок чого з'являється можливість виключити додаткові етапи 104 і 105, так що наступним етапом стає 106, на якому наносять клей, а інші етапи проводяться так, як описано в зв'язку з Фіг.13. Разом з тим, може виявитися бажаним проведення додаткового термомеханічного процесу відповідно до етапу 104 і етапу 105 або на опалесцентних, або на не опалесцентних зонах, щоб або повністю перетворити ці зони в не опалесцентну зону, або забезпечити третю зону, яка є не опалесцентною. Хоча вищевикладені приклади, пов'язані з Фіг.13-15, були описані застосовно до використання клею для зв'язування з цінним документом, потрібно зрозуміти, що плівку, одержану відповідно до цих процесів, можна було б впровадити в такий цінний документ, як банкнота, за допомогою процесу, аналогічного формуванню пірнаючої нитки за допомогою методів формування водяних знаків. 43 95565 44 45 95565 46 47 95565 48 49 95565 50 51 95565 52 53 95565 54 55 Комп’ютерна верстка А. Рябко 95565 Підписне 56 Тираж 23 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