專利名稱：在膠體晶體陣列中成像的方法
技術領域：
本發明涉及在膠體晶體陣列中的成像，更特別地涉及在膠體晶體陣列中通過暴露 于光化輻射來生成圖像。
背景技術：
基于膠體晶體陣列的輻射衍射材料已經被使用于多種用途。膠體晶體陣列(CCA) 是單分散的膠體粒子的三維有序陣列。粒子這樣的膠態分散能夠形成具有可與紫外光、可見光或紅外光的輻射的波長比 較的晶格間距的晶體結構。這些晶體結構已經被用來從入射輻射的寬光譜中過濾所選擇波 長的窄頻帶，并允許透射鄰近波長的輻射。通過在液體介質中分散粒子，由此使粒子自對準 成為有序陣列，已經產生了現有器件。通過相互聚合或者通過引入使粒子膨脹并熔合在一 起的溶劑使粒子熔合在一起。在CCA的其它使用中，有序陣列被固定于基質中并且可以在所固定的陣列對可見 光譜內的輻射進行衍射時被用作著色劑。或者，CCA被制作來對輻射進行衍射以用作光濾 波器、光開關及光限幅器。當這些CCA使用恒定的粒子間距時，CCA可以在粒子間距響應于 刺激而變化時起著傳感器的作用。近年來，這樣的傳感器已經由包含聚合于水凝膠之內的CCA的水凝膠生產。包圍 CCA的水凝膠的聚合物響應于具體的外部刺激而改變構象。例如，水凝膠的體積能夠響應于 刺激而改變，包括化學成分(例如溶液中的金屬離子)和有機分子(例如葡萄糖)的存在， 使器件有用于化學分析。在CCA器件中，單分散的高度帶電的膠體粒子被分散于低離子強 度的液體介質中。粒子由于它們的靜電電荷而自組合為CCA。這些有序的結構根據布拉格 定律來對輻射進行衍射，其中滿足布拉格條件的輻射被反射而不滿足布拉格條件的鄰近光 譜區則透射過器件。
發明內容
本發明涉及產生圖像的方法，該方法包括提供包含容納于能固化的基質組合物 之內的元件陣列的成像構件；通過按圖像構形將激光輻射投射到成像構件的第一部分上來 固化在第一部分內的基質組合物，使得固化的第一部分顯出第一光學性質；改變成像構件 的另一部分；以及固化基質組合物的其它部分，使得固化的其它部分顯出與第一部分不同 的光學性質。本發明還包括產生圖像的方法，該方法包括提供容納于能固化的基質組合物 之內的粒子陣列；通過圖像的灰度正片或負片掩模來固化基質組合物的第一部分；以及固 化基質組合物的另一部分。本發明還包括在膠體晶體基質中產生多色圖像的方法，該方法包括提供多個成像 構件，每個成像構件包括容納于能固化的基質組合物之內的有序的粒子陣列；給每個成像 構件提供圖像掩模；通過圖像掩模中的一個將每個成像構件暴露于光化輻射以產生多個已 成像構件，每個已成像構件具有固化的圖像部分和未固化的背景部分；固化已成像構件的未固化部分使得固化的圖像部分和固化的背景部分衍射不同波長的輻射；以及堆疊已成像 構件使得來自固化的圖像部分的輻射的衍射產生多色圖像。
圖IA是根據本發明產生圖像方法的流程圖；圖IB是根據本發明的一個實施例在CCA中產生圖像的示意圖；圖2是根據本發明的方法產生圖像的另一實施例的流程圖；圖3A根據本發明用單個激光器來使CCA成像的示意圖；圖3B是根據本發明用多個激光器來在CCA中產生圖像的示意圖；圖4A是根據本發明的一個實施例的CCA圖像的平面圖；圖4B是包含根據本發明所產生的圖像的CCA(如圖4A所示)的透視圖；以及圖5是根據本發明的方法產生金色圖像的方法的流程圖。
具體實施例方式本發明包括在成像構件(即，其中可以產生圖像以產生已成像構件的器件)中產 生圖像的方法。在一個實施例中，成像構件包括容納于能固化的基質組合物之內的元件陣 列。圖像通過將成像構件的一部分暴露于激光輻射并且改變成像構件的另一部分來產生， 使得第一部分和另一部分衍射不同波長的輻射，使圖像成為能檢測的。在這里所描述的所 有實施例中，第一部分可以對應于具有作為背景的第二或其它部分的圖像，反之亦然，其中 第一部分是在第二部分中產生的圖像的背景。例如，圖像可以是能檢測的，以鑒定或識別其 所應用的物品，或者圖像還可以是裝飾性的。圖像可通過將圖像暴露于輻射并且檢測由圖 像反射的輻射來檢測。暴露輻射和反射輻射中的每一種都可以處于可見光譜或不可見光譜 內。在一些實施例中，根據本發明所產生的圖像可以由肉眼來檢測。在其它的實施例中，圖 像可使用光學器件(例如分光光度計)來檢測以恢復或觀看圖像。在一個實施例中，元件陣列是容納于基質組合物中的有序的周期性粒子陣列(膠 體晶體陣列或CCA)。有序的周期性粒子陣列指的是對輻射進行衍射的粒子陣列。由周期 性的粒子陣列形成的平行層或平面根據布拉格定律與入射輻射相互作用。衍射光是隨角易 色的，即顏色取決于觀看角度。給定角度的光的衍射波長與由周期性粒子陣列形成的布拉 格平面之間的距離成正比，該距離與密集球體的粒子直徑成正比。衍射波長還取決于成像 構件的有效折射率。成像構件的有效折射率接近近似于成像構件的材料(包括粒子和包圍 粒子的基質材料)的折射率的體積平均值。衍射光的強度取決于成像構件之內的折射率變 化，該折射率變化由粒子和周圍基質的布局控制。由粒子陣列和基質所形成的層的數量以 及在交替層之間的折射率對比度同樣能夠影響衍射強度。更多的粒子層則產生更大的衍射 強度。交替層之間更高的折射率對比度同樣會產生更大的衍射強度。交替層之間更高的折 射率對比度能夠通過使用在它們各自的折射率方面具有相對大的差異的粒子和基質來獲 得。或者，使粒子和/或基質定向膨脹能夠改變層狀結構并且增加層間的折射率對比度。在一個實施例中，將粒子保持于其中的基質由能固化的基質組合物生產，該能固 化的基質組合物可以是有機聚合物，例如丙烯酸類聚合物、聚苯乙烯、聚氨酯、醇酸聚合物、 聚酯、含硅氧烷聚合物、聚硫化物、含環氧基聚合物、或由含環氧基聚合物衍生的聚合物。在基質材料固化時，粒子的相對位置可以被固定使得粒子間距可以被固定。在一個實施例中，粒子由不同于基質的材料組成。粒子的適合材料包括聚苯乙烯、 聚氨酯、丙烯酸類聚合物、醇酸聚合物、聚酯、含硅氧烷聚合物、聚硫化物、含環氧基聚合物、 及由含環氧基聚合物衍生的聚合物，以及無機材料，例如金屬氧化物(例如，氧化鋁、二氧 化硅或二氧化鈦)或半導體(例如，硒化鎘)或者這些材料的組合物。在一個實施例中，粒子具有一般性整體結構。或者，粒子可以具有其中核心由與外 殼組合物不同的組合物產生的核殼結構。粒子核心的適合組合物包括有機聚合物，例如聚 苯乙烯、聚氨酯、丙烯酸類聚合物、醇酸聚合物、聚酯、含硅氧烷聚合物、聚硫化物、含環氧基 聚合物、或由含環氧基聚合物衍生的聚合物；以及無機材料，例如金屬氧化物(例如，氧化 鋁、二氧化硅或二氧化鈦)或半導體(例如，硒化鎘)。外殼的適合組合物包括有機聚合物 (例如，聚苯乙烯、聚氨酯、丙烯酸類聚合物、醇酸聚合物、聚酯、含硅氧烷聚合物、聚硫化物、 含環氧基聚合物、或由含環氧基聚合物衍生的聚合物)，其中粒子外殼的組合物不同于核殼 粒子的特定陣列的基質材料。外殼材料可以是非成膜的，也就是外殼材料在沒有形成外殼 材料膜的情況下保持于包圍每個粒子核心的位置上，使得核殼粒子保持作為聚合基質之內 的離散粒子。照此，陣列包括至少三個一般區域；即，基質、粒子外殼和粒子核心。或者，外 殼材料可以是成膜的，使得外殼材料在核心周圍形成膜。核心材料和外殼材料具有不同的 折射率。另外，外殼的折射率可以作為外殼厚度的函數以穿過外殼厚度的折射率梯度的形 式變化。折射率梯度可以由在外殼材料的組合物中穿過外殼厚度的梯度引起。圖像可以使用如下文所描述的光化輻射在具有CCA的成像構件中產生。參考圖IA 的流程圖，在一個實施例中，粒子陣列容納于能固化的基質之內(步驟10)以提供成像構 件。成像構件可以通過將帶電粒子相似地預布置于基板上的周期性陣列內并且以能固化的 基質組合物涂覆粒子陣列來產生。周期性粒子陣列可以通過用噴涂、刷涂、滾涂、凹印涂、簾 幕涂、流涂、槽模涂或噴墨涂將能固化的基質組合物施加于陣列上(如在此通過援引的方 式并入本文的美國專利No. 6，894，086所描述的)或者通過將粒子陣列嵌入基板上的涂層 組合物內來涂覆。在步驟12中，成像構件的第一部分暴露于光化輻射以固化成像構件的暴露部分 內的基質組合物。成像構件中沒有暴露于光化輻射的陣列的剩余部分被處理以改變陣列的 剩余部分中的粒子的粒子間距(在步驟14中)。在陣列中的粒子的粒子間距已經改變后， 在步驟16中，成像構件被暴露于光化輻射以固化成像構件的剩余部分。成像構件的第一暴 露部分對波長頻帶與成像構件的剩余部分不同的輻射進行衍射。例如，可以通過使用掩模 或者通過聚焦的激光輻射使成像構件的第一部分暴露于光化輻射。在一個實施例中，當基 質組合物可用紫外(UV)輻射固化時，例如基于丙烯酸酯的組合物，用來固化基質組合物的 光化輻射包括UV輻射。在另一個實施例中，成像構件的第一部分被暴露于光化輻射以固化成像構件的暴 露部分內的能固化基質。成像構件的剩余未暴露部分以打亂陣列并防止剩余部分對輻射進 行衍射的方式來改變。有序的周期性粒子陣列可以通過各種技術來打亂，包括，例如，通過 將至少部分溶解粒子的溶劑施加于陣列，過度加熱未暴露部分以破壞粒子或者通過機械地 破壞粒子。參考圖1B，具有按圖像的期望構形的開口 22的掩模20覆蓋于成像構件24之上，成像構件24具有提供于能固化的基質組合物中的粒子陣列。將成像構件暴露于穿過掩模 20內的開口 22的光化輻射(如在26a處)下以固化暴露部分28。在剩余部分30內的粒 子之間的粒子間距被改變并且成像構件24被暴露于光化輻射26b下以固化所有剩余部分 30。掩模中的開口可以對應于圖像使得第一固化部分顯出圖像。或者，開口可以對應于圖 像的負片，使得已成像構件的第一固化部分構成圖像的背景。在任一種情況下，已成像構件 由于在第一固化部分和另一固化部分之間的衍射波長的差異都顯出了圖像。第一固化部分 內的粒子的粒子間距不同于其它固化部分的粒子間距，由此促使第一及其它部分衍射不同 波長的輻射。就不同波長來說，意思是在由成像構件的這兩部分衍射的波長或波長頻帶中 存在可辨別的差異。衍射波長的差異可以是人眼可見的或者可以是可由光學器件(例如分 光光度計等)檢測的。在一個實施例中，通過使用載有灰度負片圖像的透明物使高度詳細的圖像產生于 包含CCA的成像構件中。可以通過將全色圖像轉換成灰度負片圖像來產生灰度負片圖像， 該灰度負片圖像然后被復制到透明物上。使用中，透明物起著掩模的作用，如圖IB中所示 的那樣。光化輻射穿過其上沒有圖像負片的透明物，由此固化按圖像構形的基質組合物的 第一部分。基質組合物的未固化部分的區域可以構成圖像的背景。在未固化部分的CCA中 的粒子間距被改變使得未固化部分的CCA的粒子間距不同于第一固化部分的粒子間距，然 后其它部分被固化。在CCA中的粒子的粒子間距的改變可以通過增加粒子的尺寸使得粒子的中心進 一步相互分隔開或通過使基質組合物膨脹以促使粒子相互遠離來獲得。粒子尺寸可以通過 允許存在于成像構件的未固化部分中的單體或其它材料(例如，溶劑)擴散至粒子內來增 加，使得粒子膨脹，由此增加粒子間距。可以使核殼粒子(其中外殼可容許材料在其中擴 散)或者整體結構的粒子膨脹。增加粒子尺寸的粒子膨脹可以通過加熱未固化部分來提 高，以增加材料從其它能固化的基質組合物到粒子內的擴散率。對于包含單體的能固化基 質組合物(包括聚合物的前體組分)，單體(和/或聚合物的前體組分)可以擴散到未固化 部分的粒子內。或者，可擴散的組合物(例如溶劑)可以應用于成像構件以擴散至粒子內。 可擴散組合物的應用可以被用來代替基質材料到粒子內的擴散或增加基質材料到粒子內 的擴散，例如用于增加擴散到粒子內的材料的濃度。在另一個實施例中，可以通過添加單體 或溶劑(水或有機溶劑)使基質膨脹以使基質組合物膨脹(同時粒子膨脹或者沒有膨脹) 并且增加粒子間距。粒子間距由于材料到粒子內的擴散和/或基質的膨脹的改變還可以影 響粒子和基質之間的折射率對比度、交替層之間的折射率對比度、和/或成像構件的有效 折射率。在粒子間距、折射率對比度、和/或有效折射率改變之后，基質組合物被固化。基 質組合物的固化固定了粒子的相對位置，使得成像構件的背景部分中的粒子的粒子間距不 同于成像構件先前固化的圖像部分。在此所描述的實施例可以包括具有顯出圖像(或圖像背景)的固化部分以及與圖 像(或該圖像)背景的第二固化部分對應的已成像構件。但是，參考圖2，根據本發明的另 一個實施例粒子間距可以在多于一個部分的成像構件中改變。粒子陣列作為成像構件容納 于能固化的基質之內(步驟50)。在步驟52中，成像構件的第一部分被暴露于光化輻射，隨 后為步驟54，在步驟54中使剩余的未固化部分的粒子間距改變以在成像構件中生成與成像構件的第一部分不同地對輻射進行衍射的第二部分。在步驟56中將未固化基質的一部 分暴露于光化輻射，以及在步驟58中進一步改變在剩余的未固化基質部分內的粒子間距。 如步驟60所指示的，將未固化基質的一部分暴露于輻射以及改變剩余部分內的粒子間距 的這種過程可以在固化的基質組合物的任意剩余的未固化部分的最終步驟62之前多次重 復。隨著每次后續的粒子間距改變(步驟56和58)，所改變的部分在固化后衍射波長與成 像構件的其它部分不同的輻射。以這種方式，多種波長的輻射可以由CCA中的圖像所衍射。或者，一個或更多個激光器可以提供光化輻射以在包含CCA的成像構件中產生圖 像。參考圖3A，可以將單個激光器70聚焦于在能固化的基質組合物72中所提供的粒子陣 列的成像構件之上。激光器橫跨成像構件的移動(如箭頭A所示的)創建了遵循激光器70 移動的圖形的與圖像部分74對應的固化的基質組合物的路徑。或者，如圖3B所示，可以將 多個較低強度的激光器80在共同的位置84聚焦到在能固化的基質組合物82內所提供的 粒子陣列中以在位置84給基質組合物的固化提供足夠的光化輻射。可以將多個激光器80 以與激光器70相似的方式移動橫跨能固化基質的陣列。或者，激光打標系統可以被用來對橫跨容納于聚合基質內的周期性粒子陣列的激 光器設置光柵(raster)以在成像構件中產生圖像。激光打標系統的使用使成像構件之間 的圖像能夠快速變化，例如在生產環境中。一系列的成像構件可以按獨特定制的圖像來成 像。或者，掩蔽光化輻射的液晶顯示器(LCD)同樣可以被用來在圖像的構形中阻擋輻射以 根據本發明將圖像固化到成像構件內。可以控制LCD以在產生于產品系列中的每個成像構 件內定制圖像。類似地，提供光化輻射的數字光投射器可以被用來在成像構件中生成定制 的圖像。在成像構件中的圖像的大量定制的這些實例并不意味著是限制性的。可以使用其 它系統來曝光容納著有序粒子陣列的能固化的基質組合物，其中光化輻射的構形是可容易 改變的。在本發明的另一個實施例中，掩模可以被用來生成只有在從相對成像構件的一定 角度觀看時才能適當檢測到的圖像。參考圖4A和4B，當從成像構件92的正面觀看時圖像 90可能是變形的，但是在從相對成像構件的一定角度觀看時，如同在圖4B中那樣，圖像90 是可適當檢測的。這種角度成像還可以通過使用引導入陣列內部的聚焦的激光來完成以類 似地產生在正面呈現的變形圖像，然而該變形圖像在相對成像構件的一定角度上顯出清晰 的圖像。本發明還可以被用來在成像元件中產生多色圖像。例如，如圖5所示，產生與紅 色、藍色及綠色通道圖像對應成像的分離的成像構件。要產生的圖像的全色圖像被提供 (步驟100)并且被分離到紅色通道、藍色通道及綠色通道內，這在光刻和數字攝影中是常 規的(步驟102)。對于相應的紅色、藍色及綠色通道中的每一個通道，紅色負片圖像、藍色 負片圖像和綠色負片圖像在步驟104、106和108產生于透明物上。每個負片圖像透明物被 用作用于曝光在能固化基質內的周期性粒子陣列的掩模以在步驟110、112和114通過負片 圖像將基質組合物暴露于光化輻射。與圖IA中所概括的過程相似，光化輻射固化三個成像 構件中的每一個的一部分。在每個成像構件的每個未固化部分內的粒子間距都如同步驟 116那樣改變(如上，通過使粒子膨脹，使基質膨脹，或者使粒子和基質兩者都膨脹)。這三 個已成像構件的未固化背景在步驟118中被固化。在步驟120中，合成的三個已成像構件 被堆疊在一起。在暴露于光下時，全色圖像就恢復于已成像構件的多層堆組中。在此所描述的多色圖像并不限定于被重疊以產生全色圖像的紅色、藍色及綠色圖像。多色圖像可以 使用雙色(雙色調)圖像或者超過三色的圖像。類似地，圖像可以是圖像的正片也可以是 圖像的負片。本發明的已成像構件可以被提供于支撐膜上或者可以從支撐膜上去除并且被分 割成獨自成像的圓片(具有大約1 IOmm的平面尺寸的大薄片)或較小的薄片。或者，已 成像構件可以直接在物品上產生，其中物品的表面起著于其上產生已成像構件的基板的作用。根據本發明產生的已成像構件還可以通過多種技術應用于物品或其它物理結構， 例如使用粘合劑將載有已成像構件的薄膜粘附于物品(如貼花等)或者通過熱沖壓載有已 成像構件的膜或將已成像構件轉移至物品。用于將已成像構件傳遞至物品的適合的非限制 性技術包括在介質中提供已成像構件并且通過刷涂、噴涂、涂抹、浸涂、噴灑、電沉積、粉料 噴涂、氣溶膠噴涂、滾涂和打印(例如用噴注打印機)將包含已成像構件的介質應用于物 品。可以通過用包含已成像構件的介質(例如，溶劑或分散劑)浸泡物品將已成像構件合 并入物品內，其中已成像構件浸透入并且被合并入物品內。可以通過將載有已成像構件的 絲線編織成編織材料來將已成像構件合并入編織物品(例如通貨)內。或者，可以將已成 像構件混合入用于生產物品的材料(例如樹脂材料或漿狀型材料)中。物品可以被模制 (包括注射成型)或被擠壓(包括熱熔擠壓)，由此已成像構件與物品形成材料一起被共同 擠壓。本發明的已成像構件還可以被提供于纏繞在物品周圍的可熱收縮的套筒上或者被合 并入其中。根據本發明產生的具有圖像的已成像構件可以使用于打標裝置中，包括有價 單證、制造物品或者它們的包裝及憑證單證。有價單證的實例包括通貨、信用卡、合格 證書(compliance certificate)、收藏品及交易卡、契約、所有權或登記證(例如，汽車 的)、合格貼花、票證(例如，旅行、活動或停車)、印花稅票、硬幣、郵票、支票及匯票、文具 (stationary)、彩票、籌碼和/或代幣、管控品(例如，證據)、鑰匙卡、鑰匙、跟蹤和跟蹤品 以及作為條形碼的一部分。制造物品或制造物品的包裝可以包括飛機部件、汽車部件(例 如車輛識別碼)、醫藥產品和個人護理產品、記錄介質、衣服及鞋類、電子器件、電池、眼部器 件、酒、食品、打印墨水及打印消耗品、書寫工具、奢侈品(例如行李箱和手提包)、體育用 品、軟件及軟件包裝、竊啟密封(tamper seal)、藝術品(包括原創藝術作品)、建筑材料、軍 需品、玩具、燃料、工業設備、生物材料和生活用品、珠寶、書籍、古董、安全品(例如，滅火器 和過濾裝置)、地毯和其它家具、化學品、醫療器械、涂料和涂層以及窗口和透明物。可以載 有根據本發明產生的膠體晶體陣列的憑證的實例包括駕駛員執照、識別卡(政府、企業和 教育的)、護照、簽證、結婚證書、醫院手環和文憑。這些實例并不意味著是限制性的而只是 可以載有根據本發明的圖像的器件的采樣。成像的這些示例性用途并不意味著是限制性 的。當本發明在此結合在膠體晶體陣列中產生圖像來描述時，這并不意味著是限制性 的。其它組分可以使用光化輻射來成像。例如，在能固化的基質組合物中所提供的液晶(LC) 陣列可以通過將LC陣列暴露于輻射(如上文所描述的，例如，通過掩模或者用激光器)以 固化LC陣列的第一部分來成像。在LC陣列的剩余(未固化的)部分內的LC模塊的間距 被改變，例如通過對LC陣列加熱。然后固化剩余部分，由此固定所改變的LC模塊的間距。通過這種方式，已成像的LC陣列包括具有改變的LC模塊的部分，其中所改變的LC模塊顯 出了與沒有改變的LC模塊的光學性質不同的光學性質。另外，下列實例只是本發明的示例而并沒有規定為限制性的。實例實例1 :UV激光成像包含UV丙烯酸酯單體包裝的能固化的基質組合物(80%丙氧基化新戊二醇二 丙烯酸酯和大約20%丁烷二醇二丙烯酸酯，具有光引發劑)被布置于不透明圖(opacity chart) (byko-chart，美國BYK-Gardner公司)的黑色背景上。以乳膠粒子正面朝下的方式 將載有乳膠粒子的有序陣列的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜布置于丙烯酸酯組合物的上 面。丙烯酸酯被散布至不透明圖和陣列之間的薄膜，以便在陣列之內容納能固化的丙烯酸 組合物。將涂覆的陣列和圖表組件布置于為書寫圖像而移動的UV激光的路徑上，固化由UV 激光所照射的區域。對不透明圖和涂覆的陣列(由PET膜所支撐的)加熱以使粒子膨脹。 粒子的膨脹由涂覆陣列的未固化部分的反射率的增加以及其顏色的改變所證實。將整個涂 覆陣列暴露于UV燈下以固化丙烯酸組合物的任何未固化部分。PET膜被剝離，留下在不透 明圖上的固定于聚合的丙烯酸基質組合物中的膠體晶體陣列，具有激光書寫的圖像。當從 正面(垂直于圖表)觀看圖表時激光書寫的圖像呈現藍色而背景呈現綠色。當以掠射角觀 看圖表時，激光書寫的圖像呈現黑色而背景則呈現藍紫色。實例2:UV激光成像重復實例1，除了布置在PET膜上提供的陣列使其正面朝上以及將丙烯酸酯組合 物應用于陣列上以外。將PET蓋板布置于頂部。將該組件(PET/陣列/PET)布置于UV激 光路徑上以將按圖像構形固化基質的第一部分。加熱已成像陣列以使非成像部分內的粒子 膨脹，如同在實例1內。然后將整個涂覆陣列暴露于UV輻射以固化非成像部分。當從正面 觀看布置于黑色背景上面的膜時，激光書寫的圖像呈現藍色而背景呈現綠色。當以掠射角 觀看在黑色背景之上的膜時，激光書寫的圖像呈現黑色而背景呈現藍紫色。實例3 高度詳細的CCA成像使用AdobePhotoshop將全色圖像轉換成負片灰度圖像。用噴墨打印機將負片圖 像打印到透明物上以產生掩模。將包含環氧化三甲基丙烷三丙烯酸酯以及具有引發劑的丙 烷二醇三丙烯酸酯的UV能固化的組合物布置于PET膜上。將載有乳膠粒子陣列的PET膜 布置于丙烯酸酯混合物之上。通過掩模將組件暴露于UV輻射以固化圖像部分。去除掩模 并且加熱組件直到CCA的未固化部分在涂覆陣列的未固化區域內顯出增加的反射率以及 顏色的改變。然后將組件暴露于UV燈下以固化未固化的區域。與透明物掩模對應的圖像 在CCA內是可見的。通過從正對到掠射角地改變觀看取向而使背景顏色從紅色變化到亮綠 色。通過從正對到掠射角地改變觀看取向而使圖像顏色從橙色色調改變到深暗綠色色調。實例4 全色成像使用Adobe Photoshop創建全色圖像的紅色、綠色和藍色通道圖像。將每個通道 圖像轉換成負片灰度圖像，并且在噴墨打印機中將負片分別打印于透明物上。將UV能固化 的丙烯酸酯混合物應用于載有乳膠粒子的周期性陣列的PET膜。將涂覆的陣列布置于不透 明圖(丙烯酸酯側向下)的黑色部分上并且加熱直到獲得所期望的顏色(紅色)。然后將 紅色通道圖像掩模布置于PET層之上并且通過掩模來進行UV固化。去除掩模和PET層，并且用異丙醇來擦拭剩余的圖像以去除未固化的丙烯酸酯。以相同的方式將CCA中的綠色通道圖像設置于紅色圖像的上面。加熱UV能固化 的基質組合物內的陣列直到獲得綠顏色。綠色通道圖像負片被用來曝光綠色的涂覆陣列以 及固化所曝光的基質組合物。類似地將藍色的涂覆陣列設置并成像于紅色層和綠色層的上 面。用UV能固化的丙烯酸酯組合物來涂覆三種圖像(紅色、綠色和藍色)并且進行UV固 化。合成的圖像示出了高度詳細的全色圖像。在圖像中所看到的顏色范圍(palette)隨著 觀看取向從正對到掠射角的改變而改變。本領域技術人員應當容易地意識到在沒有脫離以上描述所公開的概念的情況下 可以對本發明進行修改。這樣的修改將被看作包括于下列權利要求之內，除非權利要求在 字面上另有明確聲明。因此，在此詳細描述的具體實施例只是說明性的而并沒有限制將由 所附權利要求以及其任何及所有等同物的全部廣度給出的本發明的范圍。本領域技術人員應當容易地意識到在沒有脫離以上描述所公開的概念的情況下 可以對本發明進行修改。這樣的修改將被看作包括于下列權利要求之內，除非權利要求在 字面上另有明確聲明。因此，在此詳細描述的具體實施例只是說明性的而并沒有限制將由 所附權利要求以及其任何及所有等同物的全部廣度給出的本發明的范圍。
權利要求
一種產生圖像的方法，包括以下步驟提供包含容納于能固化的基質組合物之內的元件陣列的成像構件；通過按圖像的構形將激光輻射投射到所述成像構件的第一部分上來固化在所述第一部分內的所述基質組合物，使得固化的所述第一部分顯出第一光學性質；改變所述成像構件的另一部分；以及固化所述基質組合物的其它部分，使得固化的所述其它部分顯出與所述第一部分不同的光學性質。
2.根據權利要求1的方法，其中所述元件陣列包括有序的粒子陣列，以及其中固化的 所述第一部分衍射第一波長的輻射，固化的所述其它部分衍射另一波長的輻射。
3.根據權利要求1的方法，還包括固化所述基質組合物的另一部分，其中每個固化部 分衍射波長與其它固化部分的衍射波長不同的輻射。
4.根據權利要求1的方法，還包括在固化所述其它部分之前改變所述其它部分的粒子 間距。
5.根據權利要求4的方法，其中改變所述粒子間距包括使在所述其它部分內的粒子膨 脹或使在所述其它部分內的所述基質組合物膨脹或者使兩者都膨脹。
6.根據權利要求1的方法，其中所述激光輻射由按所述圖像的所述構形橫跨所述成像 構件移動的激光器件產生。
7.根據權利要求6的方法，其中固化在所述第一部分內的所述基質組合物的所述步驟 包括橫跨所述陣列對所述激光輻射設置光柵。
8.根據權利要求1的方法，其中固化所述第一部分的所述步驟包括以相對所述成像構 件的一定角度將激光輻射導引至所述第一部分上以產生當從所述角度觀看所述陣列時是 能檢測的圖像。
9.根據權利要求1的方法，其中固化所述第一部分的所述步驟包括通過掩模將激光輻 射導引到所述成像構件上。
10.根據權利要求1的方法，其中所述基質組合物是能用紫外輻射固化的并且包括多 種固化引發劑，每種所述的固化引發劑對不同波長的紫外輻射起反應，以及，其中固化所述 基質組合物的第一部分的所述步驟包括將第一波長的激光輻射投射至所述基質組合物上 以促使第一引發劑引發所述第一部分的固化，并且固化所述基質組合物的第二部分的所述 步驟包括將第二波長的激光輻射投射至所述基質組合物上以促使第二引發劑引發所述第 二部分的固化。
11.一種載有根據權利要求1所產生的圖像的器件，其中所述器件包括有價單證、制造 物品、制造物品的包裝和/或憑證單證。
12.—種產生圖像的方法，包括以下步驟提供容納于能固化的基質組合物之內的元件陣列；通過圖像的灰度的正片或負片掩模固化所述基質組合物的第一部分；以及固化所述基質組合物的另一部分。
13.根據權利要求12的方法，其中所述掩膜被構形以在所述陣列中產生當從一定角度 觀看時的圖像以及當基本上從所述陣列的正面觀看時的所述圖像的變形版本。
14.根據權利要求12的方法，其中所述基質組合物由紫外輻射來固化。
15.根據權利要求14的方法，其中所述基質組合物包括丙烯酸類聚合物。
16.根據權利要求12的方法，其中所述圖像在暴露于可見光輻射時是能檢測的。
17.根據權利要求12的方法，其中所述圖像在暴露于不可見光輻射時是能檢測的。
18.一種載有根據權利要求12產生的在能固化構件中的圖像的器件，其中所述器件包 括有價單證、制造物品、制造物品的包裝和/或憑證單證。
19.根據權利要求18的器件，其中所述圖像是全色圖像。
20.一種在膠體晶體陣列中產生多色圖像的方法，包括以下步驟提供多個成像構件，每個成像構件包括容納于能固化的基質組合物之內的有序的粒子 陣列；給每個成像構件提供圖像掩模；通過所述圖像掩模中的一個將每個成像構件暴露于光化輻射以產生多個已成像構件， 每個已成像構件具有固化的圖像部分和未固化的背景部分；固化所述已成像構件的所述未固化部分使得所述固化的圖像部分和所述固化的背景 部分衍射不同波長的輻射；以及堆疊所述已成像構件使得來自所述固化的圖像部分的輻射的衍射產生全色圖像。
21.根據權利要求20的方法，還包括在固化所述未固化的背景部分之前改變其粒子間距。
22.—種顯出全色圖像的顯示構件，所述顯示構件根據權利要求20的方法來生產。
全文摘要
本發明公開一種在膠體晶體陣列中產生圖像的方法。該方法包括提供容納于能固化的基質組合物之內的有序的粒子陣列；固化基質組合物的第一部分，其中固化的第一部分衍射第一波長的輻射；固化基質組合物的另一部分，其中固化的另一部分衍射另一波長的輻射；以及將陣列暴露于輻射以顯出圖像。還公開一種在膠體晶體陣列的堆組中產生多色圖像的方法。
文檔編號G07D7/12GK101918622SQ200880125111
公開日2010年12月15日 申請日期2008年12月8日 優先權日2007年12月18日
發明者C·H·芒羅, E·L·德克爾, N·R·范尼爾, S·珀迪 申請人:Ppg工業俄亥俄公司