TW201922475A

TW201922475A - 提供雙色效應之光學結構

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Publication number: TW201922475A
Application number: TW107127147A
Authority: TW
Inventors: 羅傑溫斯頓菲利浦; 克里斯多夫查普曼瑞奇; 喬米凱爾彼得森
Original assignee: 美商偉福夫特科技公司
Priority date: 2017-10-05
Filing date: 2018-08-03
Publication date: 2019-06-16
Also published as: US20190107726A1; US10838218B2; RU2020105931A; US20210271094A1; CA3072286A1; BR112020003100A2; EP3648967A1; EP3648967A4; CN111093967A; EP3648967B1; US11675203B2; WO2019070335A1

Abstract

一種文件、產品或包裝(諸如紙幣、護照或類似者)包括具有在透射及反射兩者中隨著視角改變色彩之雙色效應之結構。此等結構可用作抵抗有效地使用偽造文件、產品、包裝等能力之安全特徵。

Description

提供雙色效應之光學結構

本發明大體上係關於用於在反射模式及透射模式兩者中產生色彩之薄干涉光學結構、膜、塗層及顏料。更明確言之，此等結構、膜、塗層及顏料展現大色彩偏移性質，其中反射及透射兩者可能隨著入射角或視角的改變而改變。

色彩偏移特徵可用作防止偽造之安全裝置(例如，在紙幣上)。藉由色彩偏移材料產生之色彩偏移效應可便於普通人觀察。然而，藉由色彩偏移特徵產生之色彩偏移效應對於使用藉由彩色影印機、印表機及/或攝影設備產生之偽造複製品重建可為不切實際的。彩色影印機、印刷機及/或攝影設備使用基於具有吸收性之染料之顏料且因而經印刷色彩可對視角變化不敏感。因此，可藉由傾斜文件以觀察是否存在一色彩偏移而偵測包括色彩偏移特徵之一真實文件與一偽文件之間的差異。可用之一些色彩偏移特徵係不透明的且針對反射模式展現一色彩偏移。此外，偽造者已開發出損及現有反射色彩偏移特徵作為防偽保護之有效性之複雜方法。因此，關於安全裝置，需要難以偽造且可易於併入至一物品(諸如紙幣)中之一新安全特徵。

本申請案揭示且考量包含一些至少部分透射之光學結構之廣泛多種結構。有利的是，此等至少部分透射之光學結構之變動可在反射模式及透射模式兩者中呈現相對於視角之一色彩偏移。又，此等至少部分透射之光學結構之變動可與文件(例如，紙幣)、包裝以及潛在其他物品整合以(例如)增強安全性及/或防止偽造。儘管本文中所描述之此等特徵可用於安全應用(諸如減少偽造之發生率)中，然替代性地或此外，此等特徵可用於提供美學效應或出於其他原因。

本申請案考量具有提供在反射及透射兩者中隨著觀察角度改變色彩之一光學效應之特徵(例如，安全特徵)之文件、產品及包裝。可藉由將至少部分透射之光學結構作為安全特徵併入於文件、產品、包裝等中而達成在反射及透射兩者中相對於視角之色彩偏移。該等至少部分透射之光學結構可為一雙色結構。該等至少部分透射之光學結構可呈一可撓性支撐件或基底層(諸如一片材、網狀物或載體)上之一薄膜塗層之形式。在一些實施例中，至少部分透射之光學結構包括顏料。在一些情況中，包括至少部分透射之光學結構之顆粒之一總成可包含於介質中且形成(例如)油墨。來自顆粒總成之光學效應可在反射及透射中提供一色彩偏移。透射中之色彩可為反射模式中感知之色彩之補色。在一些此類實施例中，各顆粒可包括相同結構或類似結構。

本文中所考量之至少部分透射之光學結構之一些實施方案可包括在其等之間夾置至少一透明層之至少兩個金屬層。夾置於該至少兩個金屬層之間的該至少一透明層可具有大於、小於或等於1.65之折射率。本文中所考量之該等至少部分透射之光學結構可進一步包括在該至少兩個金屬層之另一側上之透明層。該至少兩個金屬層之與面對該經夾置之至少一透明層之側相對之側上之該等透明層可具有大於或等於1.65之折射率。該至少兩個金屬層可包括具有小於1.0之其等實(n)折射率與虛(k)折射率之一比率之金屬。因此，至少兩個金屬層之金屬可具有比率n/k＜1。在不失一般性之情況下，實部n係折射率且指示相位速率，而虛部k被稱為消光係數且可與吸收性相關。至少兩個金屬層可包括銀、銀合金、鋁、金以及其他金屬或材料或其等之組合。

本申請案中所考量之各種光學結構可在反射模式及透射模式中觀看時提供依據視角而變化之色彩偏移。因此，此等結構可作為安全特徵併入以用於文件(諸如紙幣或其他文件)以驗證該等文件之真實性。本申請案中所考量之結構可經組態以用作安全線(security thread)、用作一層片、用作一熱壓印、用作窗貼或用作顏料。包括基板(例如，PET)、雙色薄膜及保護性UV固化樹脂之層片可使用一黏著劑作為一單元黏著至紙幣。本申請案中所考量之結構可經組態以用於一印刷油墨中。非偏移透明染料或顏料可與本申請案中所考量之光學結構合併以在反射模式及透射模式中觀看時獲得新色彩。進一步考量兩個或兩個以上至少部分透射之光學結構可安置於彼此上方(例如，印刷或層壓於彼此上方)以產生獨有色彩效應。本文中所考量之至少部分透射之光學結構可經組態或配置以形成、包含或以其他方式顯示隨著安全裝置之視角改變在反射或透射中出現及/或消失之文字、符號、數字或圖。在其他組態中，可在透射中以實質上所有角度觀看該等圖、影像、數字、圖片或符號。例如，若圖、影像、數字、圖片或符號以黑色印刷，則其等可在透射中以實質上所有角度觀看。在一些情況中，(例如)文字、數字、圖片或符號可使用現有印刷技術底印及/或套印在至少部分透射之光學結構下方及/或上方。

至少部分透射之光學結構可包含於膜、箔、塗層、顏料或油墨中或上或經組態為膜、箔、塗層、顏料或油墨。當經組態為顏料時，在一些實施方案中，該顏料可用保護層囊封。該保護層可包括SiO₂ 。該保護層可包括使用溶膠凝膠技術(諸如用於增大耐久性之酸或鹼催化之正矽酸四乙酯(TEOS)反應)製備之溶液。在一些情況中，保護層可進一步包括具有相同或不同大小之二氧化矽球。矽烷偶合劑可與包括二氧化矽(SiO₂ )之保護層接合。該矽烷偶合劑可接合至樹脂、油墨或塗料載色劑。該樹脂、油墨或塗料載色劑可包括材料，舉例而言，諸如丙烯酸三聚氰胺、氨基甲酸酯、聚酯、乙烯基樹脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、ABS樹脂、環氧樹脂、苯乙烯及基於醇酸樹脂之調配物及其等之組合或混合物。在一些實施方案中，至少部分透射之光學結構可(例如)用具有匹配或緊密匹配其施加至之物品之折射率之折射率之囊封層囊封。在某些實施方案中，該囊封層可包括一粗糙表面使得顆粒不會趨於黏附在一起或黏附至印刷輥上。囊封層可包括UV固化聚合物。

至少部分透射之光學結構之此等及其他態樣將自其等之隨附圖式及本說明書明白。

本文中所揭示之至少部分透射之光學結構可用於特定言之，作為紙幣中之安全線或作為一層壓條、或作為一貼片或作為窗口)包含於文件、產品、包裝等中之安全特徵。其他物品(諸如護照、ID卡、晶片卡、信用卡、股票證券或其他投資證券、抵用券、入場券以及保護有價值物品(諸如CD、醫學藥物、汽車及飛機零件等)之商業包裝)亦可使用本文中所描述之概念及實施例保護以免遭偽造。此外，本文中所揭示之至少部分透射之光學結構亦可用於非安全應用。

儘管本文中所論述之一些光學結構可提供隨視角之色彩偏移，然亦可預期並未隨視角變化展現色彩偏移或隨視角變化產生非常少色彩偏移之光學結構。

本文中所揭示之系統、方法及裝置各具有若干發明態樣，其等之單單一者不單獨作為本文中所揭示之所要屬性。下文提供各種實例性系統及方法。

實施例1：一種光學結構，其包括：第一透明介電層，其具有大於或等於1.65之折射率；第一金屬層，其安置於該第一透明介電層上方，該第一金屬層具有第一折射率，其中該第一折射率之實部(n)對該第一折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；第二透明介電層，其安置於該第一金屬層上方；第二金屬層，其安置於該第二透明介電層上方，該第二金屬層具有第二折射率，其中該第二折射率之實部(n)對該第二折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；及第三透明介電層，其安置於該第二金屬層上方，該第三透明介電層具有大於或等於1.65之折射率。

實施例2：如實施例1之光學結構，其中該第二透明介電層具有小於1.65之折射率。

實施例3：如實施例1至2中任一項之光學結構，其中該第二透明介電層具有大於或等於1.65之折射率。

實施例4：如實施例1至3中任一項之光學結構，其具有一透射峰值，該透射峰值包括：大於50%之一最大透射率；及一光譜頻寬，其藉由該最大透射率之50%處之該透射峰值之一全寬予以定義，其中該最大透射率係至少50%，且其中該透射峰值之該光譜頻寬係大於2 nm。

實施例5：如實施例4之光學結構，其中該透射峰值之該光譜頻寬係大於或等於約10 nm且小於或等於約200 nm。

實施例6：如實施例4至5中任一項之光學結構，其中該最大透射率係在介於約400 nm與約700 nm之間之一波長處。

實施例7：如實施例4至6中任一項之光學結構，其進一步包括反射峰值，該反射峰值包括：一最大反射率；及一光譜頻寬，其藉由該最大反射率之50%處之該反射峰值之一全寬予以定義，其中該最大反射率係至少50%，且其中該反射峰值之該光譜頻寬係大於2 nm。

實施例8：如實施例7之光學結構，其中該反射峰值之該光譜頻寬係大於或等於約10 nm且小於或等於約200 nm。

實施例9：如實施例7至8中任一項之光學結構，其中該最大反射率係在介於約400 nm與約700 nm之間之一波長處。

實施例10：如實施例7至9中任一項之光學結構，其中該最大透射率係在第一波長處，且其中該最大反射率係在不同於該第一波長之第二波長處。

實施例11：如實施例1至10中任一項之光學結構，其經組態以在反射模式中藉由一般人眼沿著法線於該光學結構之一表面之一方向觀看時顯示第一色彩且在透射模式中藉由一般人眼沿著法線於該光學結構之一表面之一方向觀看時顯示不同於該第一色彩之第二色彩。

實施例12：如實施例11之光學結構，其中在反射模式中藉由一般人眼沿著遠離該光學結構之該表面之法線成一角度之一方向觀看時該第一色彩偏移至第三色彩。

實施例13：如實施例11至12中任一項之光學結構，其中在透射模式中藉由一般人眼沿著遠離該光學結構之該表面之該法線成一角度之一方向觀看時該第二色彩偏移至第四色彩。

實施例14：如實施例1至13中任一項之光學結構，其中該第一金屬層或該第二金屬層具有大於或等於約5 nm且小於或等於約35 nm之厚度。

實施例15：如實施例1至14中任一項之光學結構，其中該第二透明介電層具有大於或等於約100 nm且小於或等於約700 nm之厚度。

實施例16：如實施例1至15中任一項之光學結構，其中該第一透明介電層或該第三透明介電層具有大於或等於約100 nm且小於或等於約500 nm之厚度。

實施例17：如實施例1至16中任一項之光學結構，其進一步包括包含二氧化矽之囊封層。

實施例18：如實施例17之光學結構，其中該二氧化矽接合至矽烷偶合劑。

實施例19：如實施例18之光學結構，其中該矽烷偶合劑經組態以黏結至油墨介質或塗料介質。

實施例20：如實施例1至19中任一項之光學結構，其中該第一金屬層或該第二金屬層包括鋁、銀、金、銀合金或金合金之至少一者。

實施例21：如實施例1至20中任一項之光學結構，其中該第二透明介電層包括具有小於1.65、大於1.65或等於1.65之折射率之材料。

實施例22：如實施例1至21中任一項之光學結構，其中該第二透明介電層包括SiO₂ 、MgF₂ 或聚合物之至少一者。

實施例23：如實施例1至22中任一項之光學結構，其中該第一透明介電層或該第三透明介電層包括氧化鋅(ZnO)、硫化鋅(ZnS)、二氧化鋯(ZrO₂ )、二氧化鈦(TiO₂ )、五氧化二鉭(Ta₂ O₅ )、二氧化鈰(CeO₂ )、氧化釔(Y₂ O₃ )、氧化銦(In₂ O₃ )、氧化錫(SnO₂ )、氧化銦錫(ITO)、三氧化鎢(WO₃ )或其等之組合之至少一者。

實施例24：如實施例1至23中任一項之光學結構，其中該第一金屬層或該第二金屬層具有大於或等於約5 nm或小於或等於約35 nm之厚度。

實施例25：如實施例1至24中任一項之光學結構，其中該第二透明介電層具有大於或等於約100 nm或小於或等於約700 nm之厚度。

實施例26：如實施例1至25中任一項之光學結構，其中該第一透明介電層或該第三透明介電層具有大於或等於約100 nm或小於或等於約500 nm之厚度。

實施例27：如實施例1至26中任一項之光學結構，其經組態為顏料、塗料或油墨。

實施例28：如實施例1至27中任一項之光學結構，其進一步包括經組態以支撐該第一介電層之基底層，其中該光學結構經組態為膜。

實施例29：如實施例28之光學結構，其中該基底層係可撓性的。

實施例30：如實施例28至29中任一項之光學結構，其中該基底層包括聚合物。

實施例31：如實施例28至30中任一項之光學結構，其中該膜由保護障壁包圍。

實施例32：如實施例31之光學結構，其中該保護障壁包括UV可固化樹脂。

實施例33：如實施例1至32中任一項之光學結構，其進一步包括囊封層，其中該光學結構經組態為顏料、塗料或油墨。

實施例34：如實施例33之光學結構，其中該囊封層包括二氧化矽(SiO₂ )。

實施例35：如實施例33至34中任一項之光學結構，其進一步包括嵌入於該囊封層中之複數個二氧化矽球。

實施例36：如實施例35之光學結構，其中該複數個二氧化矽球中之一些者之大小具有不同於該複數個二氧化矽球中之另一些者之大小。

實施例37：如實施例33至36中任一項之光學結構，其中該囊封層化學連接至矽烷偶合劑，該矽烷偶合劑包括經組態以與油墨介質或塗料介質化學接合之反應基團。

實施例38：如實施例37之光學結構，其中該油墨介質或該塗料介質包括選自由以下各者組成之群組之材料：丙烯酸三聚氰胺、氨基甲酸酯、聚酯、乙烯基樹脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、ABS樹脂、環氧樹脂、苯乙烯及基於醇酸樹脂之調配物及其等之混合物。

實施例39：如實施例37至38中任一項之光學結構，其中該油墨介質或該塗料介質包括樹脂或聚合物。

實施例40：一種紙幣或文件，其包括如實施例1至39中任一項之光學結構。

實施例41：如實施例40之紙幣或文件，其中該光學結構經組態為附接至該紙幣或該文件之層片。

實施例42：如實施例40之紙幣或文件，其中該光學結構經組態為插入於該紙幣或文件中之安全線。

實施例43：如實施例40之紙幣或文件，其中該光學結構經組態為附接至該紙幣或文件之標記。

實施例44：如實施例40之紙幣或文件，其進一步包括窗口，其中該光學結構併入於該窗口中。

實施例45：一種具有安全特徵之文件，其包括：該文件之主體；及一種光學結構，其包括：第一透明介電層，其具有大於或等於1.65之折射率；第一金屬層，其安置於該第一透明介電層上方，該第一金屬層具有第一折射率，其中該第一折射率之實部(n)對該第一折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；第二透明介電層，其安置於該第一金屬層上方；第二金屬層，其安置於該第二透明介電層上方，該第二金屬層具有第二折射率，其中該第二折射率之實部(n)對該第二折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；及第三透明介電層，其安置於該第二金屬層上方，具有大於或等於1.65之折射率，其中該光學結構經組態以在反射模式中顯示第一色彩且在透射模式中顯示不同於該第一色彩之第二色彩。

實施例46：如實施例45之安全文件，其進一步包括第二光學結構，該第二光學結構包括：第四透明介電層，其具有大於或等於1.65之折射率；第三金屬層，其安置於該第四透明介電層上方，該第三金屬層具有第三折射率，其中該第三折射率之實部(n)對該第三折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；第五透明介電層，其安置於該第三金屬層上方；第四金屬層，其安置於該第五透明介電層上方，該第四金屬層具有第四折射率，其中該第四折射率之實部(n)對該第四折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.005且小於或等於0.5；及第六透明介電層，其安置於該第四金屬層上方具有大於或等於1.65之折射率，其中該第二光學結構經組態以在反射模式中顯示不同於該第一色彩及該第二色彩之第三色彩且在透射模式中顯示不同於該第一色彩、該第二色彩及該第三色彩之第四色彩。

實施例47：如實施例46之安全文件，其中該光學結構或該第二光學結構經組態為附接至該文件之該主體之膜。

實施例48：如實施例46至47中任一項之安全文件，其中該光學結構或該第二光學結構經組態為插入至該文件之該主體中之一線。

實施例49：如實施例46至48中任一項之安全文件，其中該光學結構或該第二光學結構經組態為安置於該文件之該主體上方之一層片。

實施例50：如實施例46至49中任一項之安全文件，其中該光學結構或該第二光學結構經組態為接觸該文件之該主體之油墨、染料或塗料。

實施例51：如實施例46至50中任一項之安全文件，其進一步包括包含該光學結構之第一窗口及包含該第二光學結構之第二窗口。

實施例52：如實施例46至51中任一項之安全文件，其中該光學結構經組態為經組態以在第一視角產生第一色彩且在第二視角產生第二色彩之一雙色油墨、一雙色顏料或一雙色塗料。

實施例53：如實施例46至52中任一項之安全文件，其中該文件係用該雙色油墨、該雙色顏料或該雙色塗料印刷。

實施例54：如實施例53之安全文件，其中該雙色油墨、該雙色顏料或該雙色塗料係安置於經組態以在該第一視角及該第二視角產生該第一色彩之一非雙色油墨、顏料或塗料上方、下方或與其混合。

實施例55：如實施例54之安全文件，其中該非雙色油墨、顏料或塗料形成一文字、一影像、一數字或一符號。

實施例56：如實施例55之安全文件，其中該文字、該影像、該數字或該符號在該第一視角不可見且在該第二視角可見。

實施例57：一種製造經組態以在反射模式中產生第一色彩且在透射模式中產生第二色彩之安全特徵之方法，該方法包括：提供基底層；及在該基底層上安置一種光學結構，該光學結構包括：第一透明介電層，其在該基底層上，該第一透明介電層具有大於或等於1.65之折射率；第一金屬層，其安置於該第一透明介電層上方，該第一金屬層具有第一折射率，其中該第一折射率之實部(n)對該第一折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；第二透明介電層，其安置於該第一金屬層上方；第二金屬層，其安置於該第二透明介電層上方，該第二金屬層具有第二折射率，其中該第二折射率之實部(n)對該第二折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；及第三透明介電層，其安置於該第二金屬層上方，該第三介電層具有大於或等於1.65之折射率。

實施例58：如實施例57之方法，其中在該基底層上安置該光學結構包括：在該基底層上塗佈該第一透明介電層；在該第一透明介電層上沈積該第一金屬層；在該第一金屬層上安置該第二透明介電層；在該第二透明介電層上沈積該第二金屬層；及在該第二金屬層上安置該第三透明介電層。

實施例59：如實施例57至58中任一項之方法，其進一步包括：切割具有該光學結構之該基底層之一條帶；及用UV可固化聚合物塗佈該條帶以獲得安全線。

實施例60：如實施例57至58中任一項之方法，其進一步包括：自該基底層移除該光學結構；將光學結構片段化成具有該光學結構之該厚度之五倍與約十倍之間的面積之薄片；將該等薄片囊封於包括複數個二氧化矽球之囊封層中；將矽烷偶合劑連接至該囊封層；及將該等薄片與油墨介質或塗料介質混合以獲得一雙色油墨或雙色塗料。

實施例61：如實施例57至60中任一項之方法，其中該基底層係可撓性的。

實施例62：如實施例57至61中任一項之方法，其中該基底層包括網狀物。

實施例63：一種光學結構，其包括：基板；第一光學結構，其在該基板上方；及第二光學結構，其在該基板上方，該第一光學結構及該第二光學結構至少部分重疊，其中該第一光學結構及該第二光學結構之各者包括：第一透明介電層，其具有大於或等於1.65之折射率；第一金屬層，其安置於該第一透明介電層上方，該第一金屬層具有第一折射率，其中該第一折射率之實部(n)對該第一折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；第二透明介電層，其安置於該第一金屬層上方；第二金屬層，其安置於該第二透明介電層上方，該第二金屬層具有第二折射率，其中該第二折射率之實部(n)對該第二折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；及第三透明介電層，其安置於該第二金屬層上方，該第三透明介電層具有大於或等於1.65之折射率，其中該第一光學結構之該等不同層之厚度經組態以反射第一色彩且透射不同於該第一色彩之第二色彩，且其中該第二光學結構之該等不同層之厚度經組態以反射不同於該第一色彩之第三色彩且透射不同於該第一色彩、該第二色彩或該第三色彩之第四色彩。

實施例64：如實施例63之光學結構，其中該第一光學結構與該第二光學結構完全重疊。

實施例65：如實施例63至64中任一項之光學結構，其中該第一光學結構及該第二光學結構經組態為膜。

實施例66：如實施例63至65中任一項之光學結構，其中該第一光學結構及該第二光學結構經組態為顏料。

實施例67：如實施例63至66中任一項之光學結構，其中該第一光學結構及該第二光學結構經組態為層片。

實施例68：如實施例63至67中任一項之光學結構，其中該第一光學結構及該第二光學結構經組態為安全線。

實施例69：一種具有安全特徵之文件，其包括：該文件之主體；及顏料，其安置於該主體上，該顏料包括：一種光學結構，其包括：第一金屬層，其安置於第一透明介電層上方，該第一金屬層具有第折射率，其中該第一折射率之實部(n)對該第一折射率之虛部(k)之一比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；一透明介電層，其安置於該第一金屬層上方；及第二金屬層，其安置於該透明介電層上方，該第二金屬層具有第二折射率，其中該第二折射率之實部(n)對該第二折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；及囊封層，其囊封該光學結構。

實施例70：如實施例69之文件，其中該囊封層包括二氧化矽。

實施例71：如實施例69至70中任一項之文件，其中該顏料在第一視角產生第一色彩且在第二視角產生不同於該第一色彩之第二色彩。

實施例72：如實施例69至71中任一項之文件，其中該顏料包括經組態以化學連接至該囊封層之樹脂。

實施例73：如實施例69至72中任一項之文件，其中該光學結構具有厚度，且其中該光學結構之一長度或一寬度係該厚度之至少5倍。

實施例74：一種光學結構，其包括：一介電區域，其具有圍封一介電材料之一體積之一外表面；及一部分光學透射之金屬層，其包圍該介電區域之該外表面，其中該光學結構之厚度具有介於約100 nm與約2微米之間的一值，其中該光學結構之一側向尺寸係介於約1微米與約20微米之間，且其中該光學結構經組態以在反射模式中顯示第一色彩且在透射模式中顯示不同於該第一色彩之第二色彩。

實施例75：如實施例74之光學結構，其進一步包括第二介電區域，該第二介電區域包括具有大於約1.65之折射率之一或多個介電材料，該第二介電區域包圍該部分光學透射之金屬層。

實施例76：如實施例74至75中任一項之光學結構，其中該部分光學透射之金屬層覆蓋該介電區域之該外表面之至少80%。

實施例77：如實施例74至76中任一項之光學結構，其中該部分光學透射之金屬層覆蓋該介電區域之該外表面之至少90%。

實施例78：如實施例74至77中任一項之光學結構，其中該部分光學透射之金屬層覆蓋該介電區域之該外表面之100%。

實施例79：如實施例74至78中任一項之光學結構，其中該介電區域係球形、橢圓形或圓形的。

實施例80：如實施例74至79中任一項之光學結構，其中該介電區域係一立方體或一矩形長方體。

實施例81：如實施例74至80中任一項之光學結構，其中該介電區域包括一顆粒。

實施例82：如實施例74至81中任一項之光學結構，其中該部分光學透射之金屬層包括銀。

實施例83：如實施例74至82中任一項之光學結構，其中該部分光學透射之金屬層具有介於約3 nm與約40 nm之間的厚度。

實施例84：如實施例74至83中任一項之光學結構，其中該介電區域包括二氧化矽或二氧化鈦。

實施例85：如實施例75至84中任一項之光學結構，其中該第二介電層包括具有大於約1.65之折射率之材料。

實施例86：如實施例75至85中任一項之光學結構，其中該第二介電層包括二氧化鈦。

實施例87：如實施例75至86中任一項之光學結構，其中該第二介電層覆蓋該部分光學透射之金屬層之該外表面之至少80%。

實施例88：如實施例75至87中任一項之光學結構，其中該第二介電層覆蓋該部分光學透射之金屬層之該外表面之至少90%。

實施例89：如實施例75至88中任一項之光學結構，其中該第二介電層覆蓋該部分光學透射之金屬層之該外表面之至少95%。

實施例90：如實施例75至89中任一項之光學結構，其中該第二介電層覆蓋該部分光學透射之金屬層之該外表面之100%。

實施例91：如實施例74至90中任一項之光學結構，其中該介電區域包括SiO₂ 。

實施例92：如實施例74至91中任一項之光學結構，其中該介電區域包括TiO₂ 。

實施例93：如實施例74至92中任一項之光學結構，其中該介電區域包括其上具有一高折射率金屬氧化物層之硼矽酸鹽。

實施例94：如實施例74至93中任一項之光學結構，其中該介電區域包括其上具有TiO₂ 之硼矽酸鹽。

實施例95：如實施例74至94中任一項之光學結構，其中該介電區域包括其上具有SiO₂ 之硼矽酸鹽。

實施例96：如實施例74至95中任一項之光學結構，其包含於安全線或安全油墨中。

實施例97：如實施例74至95中任一項之光學結構，其包含於膜、一線、一箔或一層片中。

實施例98：如實施例74至95中任一項之光學結構，其包含於具有一可撓性基底之一可撓性膜中。

實施例99：如實施例74至95中任一項之光學結構，其包含於顏料、塗料或油墨中。

實施例100：一種安全文件，其包括如實施例74至99中任一項之光學結構。

實施例101：一種安全文件，其包括如實施例74至100中任一項之光學結構，其中第一色彩與第二色彩係互補色。

實施例102：一種製造經組態以在反射模式中產生第一色彩且在透射模式中產生第二色彩之一雙色油墨或雙色塗料之方法，該方法包括：提供基底層；及在該基底層上安置一種光學結構，該光學結構包括：第一金屬層，其安置於該基底層上，該第一金屬層具有第一折射率，其中該第一折射率之實部(n)對該第一折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；第一透明介電層，其安置於該第一金屬層上方；及第二金屬層，其安置於該第一透明介電層上方，該第二金屬層具有第二折射率，其中該第二折射率之實部(n)對該第二折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5。

實施例103：如實施例102之方法，其進一步包括：自該基底層移除該光學結構；將光學結構片段化成具有該光學結構之厚度之五倍與約十倍之間的面積之薄片；及將該等薄片分散於油墨介質或塗料介質中以獲得雙色油墨或雙色塗料。

實施例104：如實施例103之方法，其進一步包括將一個別薄片囊封於包括複數個二氧化矽球之囊封層中。

實施例105：如實施例104之方法，其進一步包括將矽烷偶合劑連接至該囊封層。

實施例106：如實施例102至105中任一項之方法，其中該光學結構進一步包括：第二透明介電層，其介於該基底層與該第一金屬層之間，該第二透明介電層具有大於或等於1.65之折射率；及第三透明介電層，其安置於該第二金屬層上方，該第三介電層具有大於或等於1.65之折射率。

實施例107：一種經組態以在反射模式中產生第一色彩且在透射模式中產生第二色彩之雙色油墨或雙色塗料，該雙色油墨或雙色塗料包括：基底層；及一種光學結構，其在該基底層上，該光學結構包括：第一金屬層，其安置於該基底層上，該第一金屬層具有第一折射率，其中該第一折射率之實部(n)對該第一折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；第一透明介電層，其安置於該第一金屬層上方；及第二金屬層，其安置於該第一透明介電層上方，該第二金屬層具有第二折射率，其中該第二折射率之實部(n)對該第二折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5。

實施例108：如實施例107之雙色油墨或雙色塗料，其中該光學結構進一步包括：第二透明介電層，其介於該基底層與該第一金屬層之間，該第二透明介電層具有大於或等於1.65之折射率；及第三透明介電層，其安置於該第二金屬層上方，該第三介電層具有大於或等於1.65之折射率。

實施例109：如實施例107至108中任一項之雙色油墨或雙色塗料，其進一步包括包含該光學結構之油墨介質或塗料介質，其中該光學結構具有介於100 nm與2微米之間的厚度，且其中該光學結構之一側向尺寸係介於1微米與20微米之間。

實施例110：一種光學結構，其包括：介電區域，其具有圍封一介電材料之一體積之一外表面；及部分光學透射之金屬層，其包圍該介電區域之該外表面，其中該光學結構之厚度具有介於約100 nm與約2微米之間的值，其中該光學結構之一側向尺寸係介於約100 nm與約20微米之間，且其中該光學結構經組態以在反射模式中顯示第一色彩且在透射模式中顯示不同於該第一色彩之第二色彩。

實施例111：如實施例110之光學結構，其進一步包括第二介電區域，該第二介電區域包括具有大於約1.65之折射率之一或多個介電材料，該第二介電區域包圍該部分光學透射之金屬層。

實施例112：如實施例110至111中任一項之光學結構，其中該部分光學透射之金屬層覆蓋該介電區域之該外表面之至少80%。

實施例113：如實施例110至112中任一項之光學結構，其中該部分光學透射之金屬層覆蓋該介電區域之該外表面之至少90%。

實施例114：如實施例110至113中任一項之光學結構，其中該部分光學透射之金屬層覆蓋該介電區域之該外表面之100%。

實施例115：如實施例110至114中任一項之光學結構，其中該介電區域係球形、橢圓形或圓形的。

實施例116：如實施例110至115中任一項之光學結構，其中該介電區域係一立方體或一矩形長方體。

實施例117：如實施例110至116中任一項之光學結構，其中該介電區域包括一顆粒。

實施例118：如實施例110至117中任一項之光學結構，其中該部分光學透射之金屬層包括銀。

實施例119：如實施例110至118中任一項之光學結構，其中該部分光學透射之金屬層具有介於約3 nm與約40 nm之間的厚度。

實施例120：如實施例110至119中任一項之光學結構，其中該介電區域包括二氧化矽或二氧化鈦。

實施例121：如實施例111至120中任一項之光學結構，其中該第二介電層包括具有大於約1.65之折射率之材料。

實施例122：如實施例111至121中任一項之光學結構，其中該第二介電層包括二氧化鈦。

實施例123：如實施例111至122中任一項之光學結構，其中該第二介電層覆蓋該部分光學透射之金屬層之該外表面之至少80%。

實施例124：如實施例111至123中任一項之光學結構，其中該第二介電層覆蓋該部分光學透射之金屬層之該外表面之至少90%。

實施例125：如實施例111至124中任一項之光學結構，其中該第二介電層覆蓋該部分光學透射之金屬層之該外表面之至少95%。

實施例126：如實施例111至125中任一項之光學結構，其中該第二介電層覆蓋該部分光學透射之金屬層之該外表面之100%。

實施例127：如實施例110至126中任一項之光學結構，其中該介電區域包括SiO₂ 。

實施例128：如實施例110至127中任一項之光學結構，其中該介電區域包括TiO₂ 。

實施例129：如實施例110至128中任一項之光學結構，其中該介電區域包括其上具有一高折射率金屬氧化物層之硼矽酸鹽。

實施例130：如實施例110至129中任一項之光學結構，其中該介電區域包括其上具有TiO₂ 之硼矽酸鹽。

實施例131：如實施例110至130中任一項之光學結構，其中該介電區域包括其上具有SiO₂ 之硼矽酸鹽。

實施例132：如實施例110至131中任一項之光學結構，其包含於安全線或安全油墨中。

實施例133：如實施例110至132中任一項之光學結構，其包含於膜、線、箔或層片中。

實施例134：如實施例110至133中任一項之光學結構，其包含於具有一可撓性基底之一可撓性膜中。

實施例135：如實施例110至134中任一項之光學結構，其包含於顏料、塗料或油墨中。

實施例136：一種安全文件，其包括如實施例110至135中任一項之光學結構。

實施例137：一種安全文件，其包括如實施例110至136中任一項之光學結構，其中第一色彩與第二色彩係互補色。

實施例138：如實施例1至26中任一項之光學結構，其經組態為膜、箔、線或層片。

實施例139：如實施例110至112中任一項之光學結構，其中該部分光學透射之金屬層覆蓋該介電區域之該外表面之至少95%。

實施例140：如實施例74至76中任一項之光學結構，其中該部分光學透射之金屬層覆蓋該介電區域之該外表面之至少95%。

相關申請案之交叉參考本申請案主張於2017年10月05日申請之美國臨時申請案第62/568,711號之優先權利。該案之全部揭示內容以引用的方式明確併入本文中。

關於聯邦政府發起之研究及開發之陳述本發明係在政府支持下根據由美國版刻及印刷局授予之合同號TEPS 16-34769完成。美國政府對本發明享有一定權利。

為減少偽造，貨幣、文件(例如紙幣)以及其他物品(諸如產品及包裝)可具有可由公眾檢查以驗證真實性之安全特徵。在許多情況中，若安全特徵可在各種光條件下且無需特殊照明條件而容易地看到，則可為有利的。亦可期望安全特徵具有可由公眾在1至10秒時段內容易地識別之明顯特性。另外，若安全特徵不易藉由電子或攝影設備(諸如印表機、影印機、相機等)複製，則通常為有利的。

紙幣中所採用之安全特徵之一個實例係水印，其在公眾中具有相當高的認知度。水印之一個實例可為包括亮區及暗區之影像，該影像可容易地看到，藉由舉起紙幣以在光透射中看到該水印。然而，水印可易於被複製且因此不是非常安全。安全特徵之其他實例可使用在低光條件下(例如在燈光昏暗之酒吧、餐廳等)不容易看到、具有不良影像解析度及/或相對於紙幣移動具有緩慢光學移動之油墨及運動類型特徵。因此，一些現有安全特徵趨向於具有更複雜色彩改變效應之更複雜結構。然而，當複雜安全裝置應用於紙幣或貨幣時，此方法可能為不利的，因為此等複雜安全裝置可使正在尋找區分安全特徵之一般人困惑。

具有相對於背景高對比度之安全特徵可為有利的，該安全特徵可由公眾在包含低光之各種光條件下容易地識別。因此，所揭示之各種安全特徵可顯現在反射中具有一種色彩且在透射中具有另一種不同色彩。此等安全特徵可併入於紙幣中。消費者、商人或銀行出納員可對著光舉起此紙幣輕易地驗證該紙幣之真實性。此外，在一些實施中，安全特徵可經組態以在視角改變時展現可識別特徵之色彩偏移及/或移動以增強安全性。在本文中進一步詳細描述此等及其他特徵。

因此，本文中所考量之各種安全特徵可包括至少部分反射及至少部分透射之光學堆疊及/或結構。本文中所考量之安全特徵可經組態為塗層、線、層片、箔、膜、顏料及/或油墨且與紙幣或其他物品合併。本申請案中所描述之發明態樣亦包含製造至少部分反射及至少部分透射之光學結構及/或堆疊之系統及方法。在一些實施例中，此等光學結構可製造於支撐件或基底層或片材(諸如網狀物(例如，輥塗網狀物))上。本文中所描述之程序亦可包含自一支撐件或基底層(例如，輥或片材)移除經製造之光學結構及/或堆疊。本申請案中所描述之發明態樣進一步包含用於在顏料及油墨中包含至少部分反射及至少部分透射之光學結構及/或堆疊之方法及系統，該等光學結構及/或堆疊具有所要量之耐久性及機械強度以進一步用於紙幣及其他安全裝置/文件中或上或併入至紙幣及其他安全裝置/文件中。

圖1示意性地繪示包括可用作安全特徵之一層堆疊之一光學結構10。光學結構10包括至少兩個金屬層13及15。至少兩個金屬層13及15可包括具有小於1之折射率之實部(n)對折射率之虛部(k)之一比率之金屬。例如，至少兩個金屬層13及15可包括具有如下之一n/k值之金屬：介於約0.01與約0.6之間、介於約0.015與約0.6之間、介於約0.01與約0.5之間、介於約0.01與約0.2之間、介於約0.01與約0.1之間或在藉由此等值定義之一範圍或子範圍中之任何值。因此，至少兩個金屬層13及15可包括銀、銀合金、金、鋁或銅及其等各自合金。在一些實施方案中可使用鎳(Ni)及鈀(Pd)。然而，在一些情況中，至少兩個金屬層13及15並不包括鉻、鈦及/或鎢或具有大於0.6之一n/k比率之任何金屬。在一些情況中，金屬層13及15可具有大於或等於約3 nm且小於或等於約35 nm之厚度。例如，金屬層13及15之厚度可大於或等於約10 nm且小於或等於約30 nm、大於或等於約15 nm且小於或等於約27 nm、大於或等於約20 nm且小於或等於約25 nm或在藉由此等值定義之一範圍或子範圍中之任何值。金屬層13之厚度可等於金屬層15之厚度。替代地，金屬層13之厚度可大於或小於金屬層15之厚度。

一透明介電層14係夾置於至少兩個金屬層13與15之間。介電層14可具有大於、小於或等於1.65之折射率。出於本申請案之目的具有大於或等於1.65之折射率之材料可被視為高折射率材料且出於本申請案之目的具有小於1.65之折射率之材料可被視為低折射率材料。透明介電層14可包括無機材料，包含(但不限於)：二氧化矽(SiO₂ )、氧化鋁(Al₂ O₃ )、氟化鎂(MgF₂ )、氟化鈰(CeF₃ )、氟化鑭(LaF₃ )、氧化鋅(ZnO)、硫化鋅(ZnS)、二氧化鋯(ZrO₂ )、二氧化鈦(TiO₂ )、五氧化二鉭(Ta₂ O₅ )、二氧化鈰(CeO₂ )、氧化釔(Y₂ O₃ )、氧化銦(In₂ O₃ )、氧化錫(SnO₂ )、氧化銦錫(ITO)及三氧化鎢(WO₃ )或其等之組合。透明介電層14可包括聚合物，包含(但不限於)聚對二甲苯、丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。在不失一般性之情況下，透明介電層14可包括具有大於、小於或等於1.65之折射率及介於0與約0.5之間的一消光係數之材料使得其在可見光譜範圍中具有低光吸收性。

介電層14可具有大於或等於約75 nm且小於或等於約700 nm之厚度。例如，介電層14可具有如下之厚度：大於或等於約150 nm且小於或等於約650 nm、大於或等於約200 nm且小於或等於約600 nm、大於或等於約250 nm且小於或等於約550 nm、大於或等於約300 nm且小於或等於約500 nm、大於或等於約350 nm且小於或等於約450 nm或在藉由此等值定義之一範圍/子範圍中之任何值。

光學結構10進一步包括：一透明介電層12，其安置於金屬層13之與介電層14相對之一側上；及一透明介電層16，其安置於金屬層15之與介電層14相對之一側上。在一些情況中，層12及16可包括具有大於或等於1.65之折射率之材料。例如，層12及16可包括ZrO₂ 、TiO₂ 、ZnS、ITO (氧化銦錫)、CeO₂ 或Ta₂ O₃ 。介電層12及16可具有如下之厚度：大於或等於約100 nm且小於或等於約400 nm、大於或等於約150 nm且小於或等於約350 nm、大於或等於約200 nm且小於或等於約300 nm或在藉由此等值定義之一範圍/子範圍中之任何值。介電層12之厚度可等於介電層16之厚度。替代地，介電層12之厚度可大於或小於介電層16之厚度。光學結構10可具有小於或等於約2微米之厚度。

製造光學結構10可包含提供介電材料層12 (或介電材料層16)及在介電材料層12 (或介電材料層16)上方沈積金屬層13 (或金屬層15)。金屬層13 (或金屬層15)可沈積為一連續薄膜、小球、金屬叢集或島狀結構。隨後可在金屬層13 (或金屬層15)上方安置另一介電層14。初始介電材料層12 (或介電材料層16)可安置及/或形成於一支撐件上方。該支撐件在本文中亦被稱為基底層。支撐件可包括一載體。支撐件可包括一片材，諸如一網狀物。支撐件可包括基板。該基板可為一連續PET片材或其他聚合網狀物結構。支撐件可包括一非織造織物。非織造織物可為包括纖維之扁平、多孔片材。在一些實施方案中，非織造織物可經組態為藉由使纖維或細絲機械、熱或化學地纏結而接合在一起之一片材或一網狀物結構。在一些實施方案中，非織造織物可包括穿孔膜(例如，塑膠或熔融之塑膠膜)。在一些實施方案中，非織造織物可包括合成纖維，諸如聚丙烯或聚酯或玻璃纖維。

支撐件可用包括一離型劑之一離型層塗佈。該離型劑可溶於溶劑或水中。該離型層可為水溶性之聚乙烯醇或可溶於一溶劑中之丙烯酸酯。離型層可包括在沈積/形成光學結構之層之前藉由蒸鍍沈積之塗層，舉例而言，諸如鹽(NaCl)或冰晶石(Na₃ AlF₆ )。

在經組態為一非織造織物之支撐件之一些實施方案中，該非織造織物可用一離型層塗佈。可將此等實施方案浸漬或浸入於一溶劑或水中，該溶劑或水充當一離型劑以溶解或移除離型層。離型劑(例如，溶劑或水)經組態以自非織造織物之與其上安置光學結構之側相對之一側穿透以促進光學結構之釋離而非必須穿透光學結構。在溶解離型層之後自溶劑或水回收光學結構。在一些製造方法中，可接著將回收之光學結構處理成顏料。

在一種製造方法中，光學結構10可經製造(例如，沈積或形成)於一經塗佈網狀物、一經塗佈基底層、一經塗佈載體或一經塗佈基板上。網狀物、基底層、基板或載體上之塗層可經組態為一離型層以便於簡單移除光學結構10。

光學結構10可藉由安置於基板或具有(例如)大於或等於約10微米且小於或等於約25微米之厚度之其他支撐層上方而組態為膜或一箔。例如，基板或支撐層(諸如聚酯基板或支撐層)可具有大於或等於12微米且小於或等於22.5微米、大於或等於15微米且小於或等於約20微米之厚度。該基板或支撐層可包括材料，舉例而言，諸如聚酯、聚乙烯、聚丙烯或聚碳酸酯。該支撐件或支撐層自身可溶解。例如，支撐件或支撐層亦可包括可溶解(例如)於水中之聚乙烯醇。因此，支撐網狀物自身可包括可溶材料，來代替在一不可溶支撐網狀物上使用一離型層。因此，支撐件或支撐層可溶解以剩下光學塗層。經組態為膜或箔之光學結構10可用聚合物(舉例而言，諸如UV固化之聚合物)囊封。

光學結構10可包括額外層。例如，一薄保護層可安置於金屬層13與介電層12之間及/或金屬層15與介電層16之間。該保護層可包括材料，舉例而言，諸如NiCrO_x 、Si₃ N₄ 、CeSnO₄ 及ZnSnO₄ 。保護層可具有約3 nm至5 nm之間之厚度。保護層可有利地增加金屬層13及15之耐久性。

可自基板、網狀物、載體或支撐層而非膜移除光學結構10，光學結構10經製造在該基板、網狀、載體或支撐層上且分成具有適於顏料或印刷油墨之大小之薄片。在一些實施方案中，具有適於顏料或印刷油墨之大小之薄片可具有薄片之厚度之約5倍至10倍之一面積、長度及/或寬度。因此，薄片具有約1微米之厚度，及/或可具有介於約5微米與約50微米之間的一寬度及/或一長度。例如，該寬度及/或該長度可大於或等於約5微米且小於或等於約15微米、大於或等於約5微米且小於或等於約10微米、大於或等於約5微米且小於或等於約40微米、大於或等於約5微米且小於或等於約20微米或在藉由此等值定義之範圍/子範圍中之任何值。具有小於薄片之厚度之約5倍至10倍之一長度及/或寬度(舉例而言，諸如具有等於薄片之厚度之一長度及/或寬度)之薄片在印刷油墨或顏料中可沿著其等邊緣定向。此可為不利的，因為包括沿著其等邊緣定向之薄片之顏料或印刷油墨在反射模式及透射模式中可能不呈現所要色彩。此等範圍之外之尺寸(諸如厚度、長度及/或寬度)亦可行。

圖2A-1繪示一薄片20之一實例。光學結構10經片段化、切割、切塊或以其他方式分離以獲得單獨(例如，微米大小)之切片或薄片。所獲得之薄片可由囊封層21包圍。囊封層21可包括一防潮材料，舉例而言，諸如二氧化矽。囊封層21亦可包括二氧化矽球22及23。二氧化矽球22及23可具有相同大小或具有不同大小。囊封層21可有助於保護至少兩個金屬層13及15免受腐蝕。此外或替代性地，囊封層21可減少至少兩個金屬層13及15與光學結構10之其他層分層之發生。由囊封層21包圍且可能包括二氧化矽球22及23之光學結構10可經組態為適於顏料或印刷油墨之薄片20。囊封層21之二氧化矽球22及23可有助於防止薄片彼此黏著。在不具有該等球之情況下，薄片可能如兩個載玻片黏附在一起般黏附在一起。球22及23亦可防止薄片20黏附至印刷機中之印刷輥。

用囊封層21包圍光學結構10之一種方法可依靠使用正矽酸四乙酯(TEOS)之溶膠凝膠技術。在形成囊封層21之一種方法中，可將TEOS之一以酒精為主之溶液以少量(例如，一次一或多滴)添加至薄片在酒精或水中之分散液中。可將催化劑(諸如酸或氫氧化鈉溶液)以少量(例如一次一或多滴)添加至薄片在酒精或水中之分散液中。可將薄片在酒精或水中之分散液加熱至約50°C至70°C之一溫度，同時攪拌以將TEOS轉變為二氧化矽塗層。然而，可採用其他程序。

在一些實施例中，複數個薄片20可形成顏料。在一些情況中，此顏料可色彩偏移(例如，經反射及/或透射之色彩隨著視角或光之入射角而改變)。在一些實施例中，非色彩偏移顏料或染料可與該顏料混合。在一些實施例中，薄片20可包含其他材料以形成顏料。儘管本文中所論述之一些顏料可隨著視角或光之入射角變化而提供色彩偏移，但亦可考量並未隨視角或光之入射角變化而展現色彩偏移或隨視角或光之入射角變化產生非常少色彩偏移之顏料。

在一些實施例中，可將薄片20添加至一介質(諸如聚合物25 (例如，聚合樹脂))以形成雙色油墨、顏料或塗料，如圖2B-1中所展示。該等薄片可懸浮於該介質(例如，聚合物) 25中。該等薄片可在介質(例如，聚合物) 25中隨機地定向，如圖2B-1中所展示。在印刷程序期間，在一些情況中，個別薄片可平行於顏料、塗料或雙色油墨由於(例如)印刷作用、重力及/或該顏料、該塗料或該雙色油墨之正常乾燥程序之表面張力而所施加至之物件(例如，紙)之表面而定向，如圖2B-2中所展示。介質25可包括材料，包含(但不限於)丙烯酸三聚氰胺、氨基甲酸酯、聚酯、乙烯基樹脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、ABS樹脂、環氧樹脂、苯乙烯及基於醇酸樹脂之調配物及其等之混合物。在一些實施方案中，介質25 (例如，聚合物)可具有緊密匹配囊封二氧化矽層21及/或二氧化矽球之折射率之折射率使得該囊封層及/或該等二氧化矽球不會不利地影響介質中之顏料、塗料或雙色油墨之光學效能。

在一些實施方案中，如圖2A-2中所描繪之僅包括金屬層13及15以及透明介電層14而無高折射率介電層12及16之一光學結構可經組態為如上文所論述之薄片且如圖2B-2中所展示分散於介質25中以製造如上文所論述之一雙色印刷油墨、塗料或顏料。

矽烷偶合劑可接合至囊封層21以形成一官能化薄片30，如圖3中所展示。該矽烷偶合劑至囊封層之接合可透過一水解反應發生。矽烷偶合劑可黏結至印刷油墨或塗料介質之聚合物(例如，聚合樹脂)使得顏料及聚合物之異質混合物在印刷程序期間不分離且實質上以與一均質介質將起作用大致相同之方式起作用。印刷油墨或塗料介質可包括材料，包含(但不限於)丙烯酸三聚氰胺、氨基甲酸酯、聚酯、乙烯基樹脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、ABS樹脂、環氧樹脂、苯乙烯及基於醇酸樹脂之調配物及其等之混合物。所使用之矽烷偶合劑可類似於由Gelest公司(美國賓西法尼亞州，莫里斯敦)出售之矽烷偶合劑。在一些實施方案中，矽烷偶合劑可包括一可水解基團，舉例而言，諸如烷氧基、醯氧基、鹵素或胺類。在一水解反應(例如，水解作用)之後，形成可與其他矽烷醇基團(例如，與囊封層21之二氧化矽球或二氧化矽囊封層)縮合以形成矽氧烷鍵聯之反應性矽烷醇基團。矽烷偶合劑之另一端包括R基團31。R基團31可包括各種反應性化合物，包含(但不限於)具有雙鍵、異氰酸酯或氨基酸部分之化合物。雙鍵經由自由基化學之反應可與(若干)油墨聚合物(諸如基於丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或以聚酯為主之樹脂之油墨聚合物)形成鍵。例如，異氰酸酯官能性矽烷、鏈烷醇胺官能性矽烷及胺基取代矽烷可形成胺基甲酸酯鍵聯。

在不失一般性之情況下，光學結構10可被視為一干涉堆疊或腔。入射於光學結構10之表面上之環境光部分自光學結構10之各種層反射(如藉由圖4中之射線47及48所展示)且部分透射穿過光學結構10之各種層(如藉由圖4中之射線49所展示)。圖4繪示包括囊封於囊封層21中之高折射率介電層12及16、金屬層13及15以及一介電層14之一光學結構10之一實施例。自各種層反射之環境光之一些波長可相長干涉且自各種層反射之環境光之一些其他波長可相消干涉。類似地，透射穿過各種層之光之一些波長可相長干涉且透射穿過各種層之環境光之一些其他波長可相消干涉。因此，光學結構10在透射模式及反射模式中被觀看時呈現彩色。一般而言。藉由光學結構10反射及透射穿過光學結構10之光之色彩及強度可取決於光學結構10之各種層之厚度及材料。藉由改變各種層之材料及厚度，可改變藉由光學結構10反射及透射穿過光學結構10之光之色彩及強度。在不受關於光學結構10之操作之任何特定科學理論束縛之情況下，一般而言，各種層之材料及厚度可經組態使得藉由各種層反射之一些或全部環境光干涉使得場42中之一節點45出現於兩個金屬層13及15處。在不受任何特定科學理論束縛之情況下，應注意，在一些情況中，實質上等於間隔層之厚度之該等波長(例如，在間隔層之厚度之約±10%內之波長)將干涉使得場42中之一節點45出現於兩個金屬層13及15處。對於其他波長，一節點45可能不會出現。因此，在一些實施方案中，兩個金屬層13及15在反射模式中可能不可見。又，在不受一特定科學理論束縛之情況下，基於兩個金屬層13及15以及透明介電層14之厚度，入射光之一部分可由於「誘發透射率」或「誘發透射」之現象而透射穿過光學結構10。下文論述反射及透射光譜特性。

圖5A展示用於光學結構10之第一實例之透射(曲線501a)及反射(曲線503a)兩者之一光譜曲線圖。在下文表1中提供光學結構10之第一實例之各種層之材料及光學結構10之第一實例之各種層之厚度。如表1中所指示，光學結構10之第一實例包括包含銀之兩個金屬層。該兩個銀層對應於圖1中所展示之光學結構10之至少兩個金屬層13及15。兩個銀層皆具有25 nm之相同厚度。具有300 nm之厚度之一介電層係夾置於該兩個銀層之間。該介電層包括具有1.47011之折射率之SiO₂ 。包括SiO₂ 之介電層對應於具有一低折射率(即，小於1.65之折射率)之透明層14。一ZrO₂ 層安置於兩個銀層之各者之與面對SiO₂ 層之側相對之側上。包括ZrO₂ 之兩個層之各者具有150 nm之厚度。如自下文表1所示，ZrO₂ 具有2.27413之折射率。包括ZrO₂ 之兩個層對應於具有一高折射率(即，大於或等於1.65之折射率)之透明層12及16。光學結構10之第一實例係囊封於SiO₂ 基質中，如表1中所指示。SiO₂ 基質係用於模擬具有一類似折射率之印刷介質或油墨。

圖5A中展示以相對於光學結構10之第一實例之一法線成0度之一角度觀察之光之透射及反射。使用來自http://thinfilm.hansteen.net之一模擬軟體獲得在包含可見光譜範圍之介於約400 nm與約700 nm之間的光譜範圍中之反射光譜503a (指示為圖5A中之曲線#1)及透射光譜501a (指示為圖5A中之曲線#0)。參數曲線#0 曲線#1 表1：具有如圖5A中所展示之反射光譜及透射光譜之光學結構之第一實例之參數。

如圖5A中可見，透射曲線501a (曲線#0)具有擁有在約520 nm之一波長處出現之一最大值之一峰值且反射曲線503a具有擁有在420 nm之一波長處出現之第一最大值及在約650 nm之一波長處出現之第二最大值之兩個峰值。該等透射峰值及反射峰值之最大值大於0.5，此指示該等透射峰值及反射峰值具有高強度。此外，透射峰值及反射峰值具有如依大於約20 nm之峰值之最大值之50%量測之一頻寬。如依峰值之最大值之50%量測之頻寬被稱為半高全寬(FWHM)。自圖5A觀察到，透射峰值之FWHM係約75 nm。

基於透射峰值及反射峰值之位置以及透射峰值及反射峰值之頻寬，光學結構10可藉由一般人眼感知為在反射模式中具有第一色彩且在透射模式中具有第二色彩。在一些情況中，該第一色彩與該第二色彩可為互補色。在一些情況中，包括可見光譜範圍之一波長範圍之透射峰值及反射峰值可具有一高強度及大於2 nm之一FWHM (例如，大於或等於約10 nm之FWHM、大於或等於約20 nm之FWHM、大於或等於約30 nm之FWHM、大於或等於約40 nm之FWHM、大於或等於約50 nm之FWHM、大於或等於約60 nm之FWHM、大於或等於約70 nm之FWHM、大於或等於約100 nm之FWHM、大於或等於約200 nm之FWHM、小於或等於約300 nm之FWHM、小於或等於約250 nm之FWHM或在藉由此等值定義之一範圍/子範圍中之任何值)。

若在一可見波長範圍中之峰值之反射率或反射比大於或等於約50%且小於或等於約100%，則一或多個反射峰值可被視為具有一高強度。例如，若在一可見波長範圍中之反射光量或反射率或反射比大於或等於約55%且小於或等於約99%、大於或等於約60%且小於或等於約95%、大於或等於約70%且小於或等於約90%、大於或等於約75%且小於或等於約85%或在藉由此等值定義之一範圍/子範圍中之任何值，則一或多個反射峰值可被視為具有一高強度。

若在一可見波長範圍中之峰值之透射率或透射比大於或等於約50%且小於或等於約100%，則一或多個透射峰值可被視為具有一高強度。例如，若在一可見波長範圍中之透射光量或透射率或透射比大於或等於約55%且小於或等於約99%、大於或等於約60%且小於或等於約95%、大於或等於約70%且小於或等於約90%、大於或等於約75%且小於或等於約85%或在藉由此等值定義之一範圍/子範圍中之任何值，則一或多個透射峰值可被視為具有一高強度。

具有如表1中所描繪之一設計且具有如圖5A中所展示之反射光譜及一透射光譜之光學結構10之第一實例對於一般人眼而言在透射模式中呈現綠色且在反射模式中呈現洋紅色。在不失一般性之情況下，在各項實施方案中，反射光譜及透射光譜中之峰值如圖5A及圖5B中展示般非重疊使得可在可見光譜範圍之一區域中獲得具有一最高可能反射比或反射率之反射峰值且可在可見光譜範圍之一非重疊區域中獲得具有一最高可能透射比或透射率之一透射峰值可為有利的。因此，反射色彩及透射色彩可不同且可能彼此互補，舉例而言，諸如紅色與綠色、黃色與紫羅蘭色、藍色與橙色、綠色與洋紅色等。

可藉由改變光學結構10之各種層之材料及/或厚度而改變透射峰值及反射峰值之形狀、透射峰值及反射峰值之最大值之位置、透射峰值及反射峰值之FWHM等。此可自圖5B觀察到，圖5B描繪光學結構10之第二實例之反射光譜503b及透射光譜501b，光學結構10之第二實例具有與光學結構10之第一實例相同之材料組合物但各種層具有不同厚度。下文表2中提供光學結構10之第二實例之參數。如自表2所示，在光學結構10之第二實例中之包括SiO₂ 且具有1.47011之折射率之介電層之厚度係400 nm而非在光學結構10之第一實例中之300 nm。此外，安置於兩個銀層之各者之任一側上之兩個ZrO₂ 之厚度在光學結構10之第二實例中為225 nm而非在光學結構10之第一實例中之150 nm。參數曲線 #0 曲線#1 表2：具有如圖5B中所展示之反射光譜及透射光譜之光學結構之第二實例之參數。

由於包括SiO₂ 及ZrO₂ 之介電層之厚度在光學結構之第二實例與光學結構之第一實例之間變化，所以一般人眼將在沿著法線於光學結構之第二實例之表面之一方向觀看時感知光學結構之第二實例以在反射模式中呈現綠色且在透射模式中呈現洋紅色。

如藉由一般人眼在反射模式及透射模式中感知之光學結構10之第一實例及第二實例之色彩可在相對於光學結構10之第一實例及第二實例之表面之法線之不同視角自上文所描述之洋紅色及綠色偏移。例如，當以相對於光學結構10之第一實例之表面之法線成約35度之一角度觀看時，光學結構10之第一實例可在反射模式中呈現黃綠色且在透射模式中呈現藍色。作為另一實例，當以相對於光學結構10之第二實例之表面之法線成約35度之一角度觀看時，光學結構10之第二實例可在反射模式中呈現淡紫色且在透射模式中呈現淡黃色。在不失一般性之情況下，在相對於光學結構10之第一實例及第二實例之表面之法線之視角增加時，反射峰值及透射峰值可展現朝向較短波長之一藍色偏移。表3：當在存在一D65光源之情況下以不同視角觀看具有如表1中所描述之參數之光學結構之第一實例時之用於透射模式之CIELab值。表4：當在存在一D65光源之情況下以不同視角觀看具有如表1中所描述之參數之光學結構之第一實例時之用於反射模式之CIELab值。

上文表3及表4分別提供在存在一D65光源之情況下以不同視角觀看具有如表1中所描述之參數之光學結構之第一實例時用於透射模式及反射模式之CIELa*b*值。下文表5及表6分別提供在存在一D65光源之情況下以不同視角觀看具有如表2中所描述之參數之光學結構之第二實例時用於透射模式及反射模式之CIELa*b*值。CIELab色彩密切表示由一般人眼感知之色彩。CIELab色彩空間在數學上描述由一般人眼在明度之三個維度L中感知之各種色彩，a針對色彩分量綠色—紅色，且b針對來自藍色—黃色之色彩分量。a軸在一平面中自綠色(藉由-a表示)縱向延伸至紅色(藉由+a表示)。b軸在該平面中沿著垂直於a軸之一側向方向自藍色(藉由-b表示)延伸至黃色(藉由+b表示)。亮度係藉由垂直於a-b平面之L軸表示。亮度自藉由L=0表示之黑色增加至藉由L=100表示之白色。使用Essential Macleod薄膜軟體計算使用一D65發光物之針對不同視角之CIELab值。表5：當在存在一D65光源之情況下以不同視角觀看具有如表2中所描述之參數之光學結構之第二實例時之用於透射模式之CIELab值。表6：當在存在一D65光源之情況下以不同視角觀看具有如表2中所描述之參數之光學結構之第二實例時之用於反射模式之CIELab值。

分析具有表7及表8中提供之參數之光學結構之兩個額外實例之光學效能。光學結構之額外實例係使用Essential Macleod薄膜軟體設計。在表7中提供用於光學結構之第三實例之各種層之材料組合物及厚度且在表8中提供用於光學結構之第四實例之各種層之材料組合物及厚度。表7：光學結構之第三實例之各種層之材料組合物及厚度。表8：光學結構10之第四實例之各種層之材料組合物及厚度。

光學結構10之第三實例及第四實例之各種層之材料組合物與光學結構10之第一實例及第二實例之各種層之材料組合物相同。例如，類似於光學結構10之第一實例及第二實例，光學結構10之第三實例及第四實例包括藉由兩個銀層夾置之一SiO₂ 層與安置於該兩個銀層之與面對該SiO₂ 層之側相對之側上之ZrO₂ 層。然而，各種層之厚度對於光學結構10之第一實例、第二實例、第三實例及第四實例係不同的。

光學結構10之第三實例包括具有25 nm之厚度之兩個銀層，各銀層夾置具有174.44 nm之厚度且包括SiO₂ 之一介電層。光學結構10之第三實例包括在銀層之與面對SiO₂ 層之側相對之側上之一ZrO₂ 層。各ZrO₂ 層具有246.88 nm之厚度。光學結構10之第三實例之總厚度係718.21 nm。

光學結構10之第四實例包括具有25 nm之厚度之兩個銀層，各銀層夾置具有261.66 nm之厚度且包括SiO₂ 之一介電層。光學結構10之第四實例包括在銀層之與面對SiO₂ 層之側相對之側上之一ZrO₂ 層。各ZrO₂ 層具有123.44 nm之厚度。光學結構10之第四實例之總厚度係558.55 nm。

圖6A繪示在反射模式中針對相對於具有如表1中所描述之參數之光學結構10之第一實例之表面之法線成0度與45度之間的不同視角之在用於光學結構10之第一實例之CIELa*b*色彩空間中之a*b*值。自圖6A觀察到，在相對於光學結構10之第一實例之表面之法線成0度之一視角，光學結構10之第一實例在反射模式中對一般人眼呈現洋紅色。隨著視角增大，藉由光學結構10之第一實例反射之色彩沿著曲線601a在朝向黃色之箭頭之方向上偏移。

圖6B繪示在反射模式中針對相對於具有如表2中所描述之參數之光學結構10之第二實例之表面之法線成0度與45度之間的不同視角之在用於光學結構10之第二實例之CIELa*b*色彩空間中之a*b*值。自圖6B觀察到，在相對於光學結構10之第二實例之表面之法線成0度之一視角，光學結構10之第二實例在反射模式中對一般人眼呈現黃綠色。隨著視角增大，藉由光學結構10之第二實例反射之色彩沿著曲線601b在朝向洋紅色之箭頭之方向上偏移。

圖6C繪示在反射模式中針對相對於具有如表7中所描述之參數之光學結構10之第三實例之表面之法線成0度與45度之間的不同視角之在用於光學結構10之第三實例之CIELa*b*色彩空間中之a*b*值。自圖6C觀察到，在相對於光學結構10之第三實例之表面之法線成0度之一視角，光學結構10之第三實例在反射模式中對一般人眼呈現綠色。隨著視角增大，藉由光學結構10之第三實例反射之色彩沿著曲線601c在朝向藍色之箭頭之方向上以35°偏移。隨著視角增加至35°，透射色彩自紅色移動至橙色。應注意，各種反射及透射色彩曲線在圖6A至圖6D及圖7A至圖7D之各種a* b*曲線圖中逆時針移動。

圖6D繪示在反射模式中針對相對於具有如表8中所描述之參數之光學結構10之第四實例之表面之法線成0度與45度之間的不同視角之在用於光學結構10之第四實例之CIELa*b*色彩空間中之a*b*值。自圖6D觀察到，在相對於光學結構10之第四實例之表面之法線成0度之一視角，光學結構10之第四實例在反射模式中對一般人眼呈現黃色。隨著視角增大，藉由光學結構10之第四實例反射之色彩沿著曲線601d在朝向灰色之箭頭之方向上偏移。在透射中，在零度處所見之色彩係藍色以35°移動至洋紅色。此樣本經組態為在視角改變時具有一極小色彩偏移之一雙色膜/顏料。

圖7A繪示在透射模式中針對相對於具有如表1中所描述之參數之光學結構10之第一實例之表面之法線成0度與45度之間的不同視角之在用於光學結構10之第一實例之CIELa*b*色彩空間中之a*b*值。自圖7A觀察到，在相對於光學結構10之第一實例之表面之法線成0度之一視角，光學結構10之第一實例在透射模式中對一般人眼呈現綠色。隨著視角增大，藉由光學結構10之第一實例透射之色彩沿著曲線701a在朝向紫羅蘭色之箭頭之方向上偏移。

圖7B繪示在透射模式中針對相對於具有如表2中所描述之參數之光學結構10之第二實例之表面之法線成0度與45度之間的不同視角之在用於光學結構10之第二實例之CIELa*b*色彩空間中之a*b*值。自圖7B觀察到，在相對於光學結構10之第二實例之表面之法線成0度之一視角，光學結構10之第二實例在透射模式中對一般人眼呈現紫色。隨著視角增大，藉由光學結構10之第二實例透射之色彩沿著曲線701b在朝向綠色之箭頭之方向上偏移。

圖7C繪示在透射模式中針對相對於具有如表7中所描述之參數之光學結構10之第三實例之表面之法線成0度與45度之間的不同視角之在用於光學結構10之第三實例之CIELa*b*色彩空間中之a*b*值。自圖7C觀察到，在相對於光學結構10之第三實例之表面之法線成0度之一視角，光學結構10之第三實例在透射模式中對一般人眼呈現紅色。隨著視角增大，藉由光學結構10之第三實例透射之色彩沿著曲線701c在朝向橙色之箭頭之方向上偏移。

圖7D繪示在透射模式中針對相對於具有如表8中所描述之參數之光學結構10之第四實例之表面之法線成0度與45度之間的不同視角之在用於光學結構10之第四實例之CIELa*b*色彩空間中之a*b*值。自圖7D觀察到，在相對於光學結構10之第四實例之表面之法線成0度之一視角，光學結構10之第四實例在透射模式中對一般人眼呈現藍色。隨著視角增大，藉由光學結構10之第四實例透射之色彩沿著曲線701d在朝向洋紅色之箭頭之方向上偏移。

光學結構10被視為藉由D65照明予以照明以產生圖6A至圖6D及圖7A至圖7D之曲線。

圖8A及圖8B分別繪示用於具有如表7中所描述之參數之光學結構10之第三實例之透射光譜及反射光譜。如圖8A及圖8B所示，光學結構10之第三實例在約650 nm處具有一峰值透射率，而反射率在約400 nm與約600 nm之間之光譜區域中實質上均勻且在約650 nm處下降。

圖8C及圖8D分別繪示用於具有如表8中所描述之參數之光學結構10之第四實例之透射光譜及反射光譜。如圖8C及圖8D所示，光學結構10之第四實例在約470 nm與約480 nm之間具有一峰值透射率，而反射率在約520 nm與約700 nm之間之光譜區域中實質上均勻且在約470 nm處下降。

分析光學結構10之一額外第五實例之光學效能。光學結構10之第五實例包括一玻璃基板、在該基板上方之包括CeO₂ 之第一介電層、該第一介電層上方之包括鋁之第一金屬層、該第一金屬層上方之包括CeO₂ 之第二介電層、該第二介電層上方之包括鋁之第二金屬層，及該第二金屬層上方之包括CeO₂ 之第三介電層。各種金屬層及介電層之厚度可經組態以在透射中在相對於光學結構10之第五實例之表面之一法線成約0度與約40度之間之一視角呈現藍色/紫羅蘭色且在反射中在相對於光學結構10之第五實例之表面之一法線成約0度與約40度之間之一視角呈現黃色/綠色。

圖8E及圖8F分別繪示用於上文所論述之光學結構10之第五實例之透射光譜及反射光譜。圖8G繪示在透射模式中針對相對於光學結構10之第五實例之表面之法線成0度與40度之間的不同視角之在用於光學結構之第五實例之CIELa*b*色彩空間中之a*b*值。自圖8G觀察到，在相對於光學結構10之第五實例之表面之法線成0度之視角，光學結構10之第五實例在透射模式中對一般人眼呈現藍色。隨著視角增大，藉由光學結構10之第五實例透射之色彩沿著曲線751a在朝向紫羅蘭色之箭頭之方向上偏移。

圖8H繪示在反射模式中針對相對於光學結構10之第五實例之表面之法線成0度與40度之間的不同視角之在用於光學結構之第五實例之CIELa*b*色彩空間中之a*b*值。自圖8H觀察到，在相對於光學結構10之第五實例之表面之法線成0度之一視角，光學結構10之第五實例在反射模式中對一般人眼呈現黃色。隨著視角增大，藉由光學結構10之第五實例反射之色彩沿著曲線751b在朝向綠色之箭頭之方向上偏移。

可用作安全特徵之一光學結構之各項實施方案可包括藉由一部分光學透射或部分反射之金屬層(例如，部分反射及部分透射之金屬層)包圍之包括一或多個介電材料之一介電區域。例如，該光學結構可包括具有第一主表面及第二主表面(例如，頂部及底部)及介於其等之間的邊緣(或側)之一介電區域。除安置於該等第一及第二主表面(例如，頂部及底部)上之外，該部分反射及部分透射之金屬層亦可安置於邊緣(或側)上。在各項實施方案中，包括一或多個介電材料之介電區域係光學透射的且在一些組態中可為光學透明的。在某些實施方案中，包括一或多個介電材料之區域由一部分光學透射及部分反射之金屬層包圍。在各項實施方案中，一或多個介電材料可包括聚合物、玻璃、氧化物(例如，SiO₂ 、TiO₂ )或其他介電材料。在各項實施方案中，介電區域可包括用一或多種介電材料(例如層)塗佈之介電基板，該一或多種介電材料具有折射率等於、小於或大於該介電基板之折射率。在各項實施方案中，介電區域可包括由具有第二折射率之第二介電材料(例如，第二介電層)包圍之具有第一折射率之第一介電材料(例如，第一介電層)。該第二折射率可等於、小於或大於該第一折射率。

圖9A及圖9B繪示此等光學結構之不同實施例。圖9A示意性地繪示包括由一部分反射及部分透射之金屬層35a包圍之一介電區域30a之一光學結構70a之一實施例的一橫截面視圖。圖9A中所展示之光學結構70a具有一直線(例如，矩形)橫截面。圖9B示意性地繪示包括由一部分反射及部分透射之金屬層35b包圍之一介電區域30b之一光學結構70b之另一實施例的一橫截面視圖。圖9B中所展示之光學結構70b具有一圓形橫截面。

介電區域30a及/或30b可包括一或多個介電材料，舉例而言，諸如聚合物、氟化鎂、二氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氧化鈰、任何透明氧化物材料、任何透明氮化物材料、任何透明硫化物材料、玻璃、任何此等材料之組合或任何其他無機或有機材料。介電區域30a及/或30b中之一或多個介電材料之折射率可具有約1.35與約2.5之間的一值。例如，介電區域30a及/或30b中之一或多個介電材料之折射率可具有如下之一值：介於約1.38與1.48之間、介於約1.48與約1.58之間、介於約1.58與約1.78之間、介於約1.75與約2.0之間、介於約2.0與約2.25之間、介於約2.25與約2.5之間或在藉由此等值定義之任何範圍/子範圍中之任何值。在一些實施方案中，此等範圍之外之值亦可行。介電區域30a及/或30b可包括用一或多個介電材料塗佈之一介電基板，該一或多個介電材料具有等於、小於或大於該介電基板之折射率之折射率。在各項實施方案中，介電區域30a及/或30b可包括由具有第二折射率之第二介電材料包圍之具有第一折射率之第一介電材料。該第二折射率可等於、小於或大於該第一折射率。

在各項實施中，介電區域30a及/或30b可經組態為平板、片、球體、橢球體、橢圓體、圓盤，或圍封一體積之任何其他3維形狀。介電區域30a及/或30b可具有規則或不規則形狀。例如，如圖9A中所示，介電區域30a可經組態為具有兩個主表面31a及31b及安置於該兩個主表面31a及31b之間的一或多個邊緣表面之平板。在一些實施中，許多邊緣表面可安置於兩個主表面31a與31b之間。邊緣表面之數目可為例如一個、兩個、三個、四個、五個、六個、七個、八個、九個、十個、十二個、二十個、三十個、五十個等，或在任何此等值之間的任何範圍中。此等範圍外之值亦可行。主表面31a及31b可具有各種形狀。例如，在某些實施中，主表面31a及31b之一或兩者可具有直線或曲線形狀。在某些實施中，該形狀可為規則或不規則的。例如，主表面31a及31b之一或兩者可具有正方形形狀、矩形形狀、圓形形狀、卵形形狀、橢圓形形狀、五邊形形狀、六邊形形狀、八邊形形狀或任何多邊形形狀。在各項實施中，主表面31a及31b之一或兩者可具有鋸齒狀邊緣，使得主表面31a及31b之一或兩者之側向尺寸(例如長度或寬度)跨主表面31a及31b之一或兩者之區域改變。其他組態亦可行。此外，其他形狀亦可行。邊緣表面之一或多者可具有各種形狀(例如自側面觀看)，諸如正方形形狀、矩形形狀、卵形形狀、橢圓形形狀、五邊形形狀、六邊形形狀、八邊形形狀或任一多邊形形狀。

在某些實施中，邊緣表面之一或多者之形狀(例如自側面觀看)可呈直線或曲線。在某些實施中，該形狀可為規則或不規則的。類似地，平行於主表面31a及31b之一者之介電區域30a及/或30b之橫截面在某些實施中可呈直線或曲線且在某些實施中可為規則或不規則的。例如，該橫截面可具有正方形形狀、矩形形狀、圓形形狀、卵形形狀、橢圓形形狀、五邊形形狀、六邊形形狀、八邊形形狀或任一多邊形形狀。其他形狀亦可行。同樣地，垂直於表面31a及31b之一者之介電材料或區域30a及/或30b之橫截面在某些實施中可呈直線或曲線且在某些實施中可為規則或不規則的。例如，該橫截面可具有正方形形狀、矩形形狀、圓形形狀、卵形形狀、橢圓形形狀、五邊形形狀、六邊形形狀、八邊形形狀或任一多邊形形狀。其他形狀亦可行。在各項實施中，介電區域30a之主表面31a及31b之面積、長度及/或寬度可大於或等於介電區域30a厚度之約2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、8倍或10倍且小於或等於介電區域30a厚度之約50倍，或在任何此等值之間的範圍/子範圍中之任何值。因此，介電區域30a可具有大縱橫比。

在一些實施方案中，介電區域30a之厚度(T)可對應於兩個主表面31a及31b之間沿著一垂直方向之距離，如圖9A中所展示。作為另一實例，如圖9B中所展示，介電材料30b可經組態為一球體。經組態為一球體之介電材料30b之厚度可對應於該球體之直徑。在其他實施方案中，介電材料30a及/或30b可經組態為一立方體、一矩形長方體、一圓柱體、一橢圓體、一卵形體或任何其他三維形狀。在某些實施方案中，該形狀可呈曲線或直線。在某些實施方案中，該形狀可為規則或不規則的。因此，在一些實施方案中，介電區域30a及/或30b可經組態為圍封一或多個介電材料之一體積之一不規則形狀物件。

在各項實施方案中，光可透射穿過光學結構70a及70b且藉由光學結構70a或70b之表面反射。此外，在各項實施方案中，介電區域30a及/或30b可具有容許入射於金屬層35a及/或35b之一個側上之光相長干涉或相消干涉之厚度。例如，在各項實施方案中，介電區域30a及/或30b之厚度可為入射於其上之光(例如，可見光)之波長之近似四分之一或四分之一波長的整數倍。在各項實施方案中，介電區域30a及/或30b之厚度可為入射於介電材料30a或30b上之可見光之波長之(例如) 1/4、3/4、5/4、7/4、9/4、10/4等。因此，各種波長之入射光在其透射穿過光學結構70a或70b或藉由光學結構70a或70b反射時可相長干涉或相消干涉。因此，在一些組態中，當白光入射於光學結構上時，彩色光藉由光學結構反射及/或透射穿過光學結構。在一些實施方案中，當白光入射於光學結構上時，反射第一色彩且透射第二不同色彩。在一些情況中，該第一色彩與該第二色彩可為互補的。

在各項實施方案中，例如，為獲得入射可見光之相長干涉，介電區域30a及/或30b之厚度(或側向尺寸)可具有介於約90 nm與約2微米之間的一值。在各項實施方案中，介電區域30a及/或30b之厚度(或側向尺寸)可大於或等於約90 nm且小於或等於約1微米、大於或等於約100 nm且小於或等於約1.0微米、大於或等於約300 nm且小於或等於約1.0微米、大於或等於約400 nm且小於或等於約900 nm、大於或等於約500 nm且小於或等於約800 nm、大於或等於約600 nm且小於或等於約700 nm或在藉由此等值定義之任何範圍/子範圍中之任何厚度。在一些實施方案中，此等範圍之外之值亦可行。

介電材料30a及/或30b可自不同供應商(例如，Tyndall Institute、Glassflake, Ltd.、Sigma Technologies)購買或藉由在一實驗室或一製造工廠中合成而定製。在一些實施方案中，光學結構70a (或70b)及/或介電區域30a (或30b)可包括鱗片(例如，可自Glassflake有限公司http://www.glassflake.com/pages/home購得之玻璃鱗片)。在一些實施方案中，鱗片可包括玻璃，舉例而言，諸如可或可不用塗層(例如，高折射率金屬氧化物，諸如TiO₂ 及/或二氧化矽)塗佈之具有約90 nm與約2微米之間的一平均厚度(例如，約1.2微米之一平均厚度)之硼矽酸鹽鱗片。在各項實施方案中，鱗片之側向尺寸(例如，長度及一寬度)可介於約5微米與約20微米之間。在一些實施方案中，此等範圍之外之值亦可行。

如上文所論述，介電區域30a或30b可由一部分反射及一部分透射金屬層35a或35b包圍。在一些實施方案中，金屬層35a或35b可包括具有如上文所論述小於1之折射率之實部(n)對折射率之虛部(k)之一比率之一金屬。例如，金屬層35a或35b可包括具有如下之一n/k值之金屬：介於約0.01與約0.6之間、介於約0.015與約0.6之間、介於約0.01與約0.5之間、介於約0.01與約0.2之間、介於約0.01與約0.1之間或在藉由此等值定義之一範圍或子範圍中之任何值。在一些實施方案中，此等範圍之外之值亦可行。因此，金屬層35a或35b可包括銀、銀合金、金、鋁或銅及其等各自合金、鎳(Ni)及鈀(Pd)。

在各項實施方案中，金屬層35a或35b之厚度可經組態使得金屬層35a或35b對在約400 nm與約800 nm之間的可見光譜區域中之光至少部分透射及部分反射。例如，金屬層35之厚度可經組態使得金屬層35a或35b對在如下之一波長範圍中之光至少部分透射：介於約400 nm與約500 nm之間、介於約430 nm與約520 nm之間、介於約450 nm與約530 nm之間、介於約520 nm與約550 nm之間、介於約540 nm與約580 nm之間、介於約550 nm與約600 nm之間、介於約600 nm與約680 nm之間、介於約630 nm與約750 nm之間或在藉由任何此等值定義之一範圍/子範圍中之任何波長。在一些實施方案中，此等範圍之外之值亦可行。替代性地或此外，金屬層35a或35b之厚度可經組態使得金屬層35a或35b對在如下之一波長範圍中之光至少部分反射：介於約400 nm與約500 nm之間、介於約430 nm與約520 nm之間、介於約450 nm與約530 nm之間、介於約520 nm與約550 nm之間、介於約540 nm與約580 nm之間、介於約550 nm與約600 nm之間、介於約600 nm與約680 nm之間、介於約630 nm與約750 nm之間或在藉由任何此等值定義之一範圍/子範圍中之任何波長。在一些實施方案中，此等範圍之外之值亦可行。

金屬層35a或35b之厚度可取決於金屬之類型而改變。例如，在包括一金屬(例如，銀)層35a或35b之光學結構70a或70b之實施方案中，金屬(例如，銀)層35a或35b之厚度可大於或等於約10 nm且小於或等於約35 nm使得金屬(例如，銀)層35a或35b可對在可見光譜範圍中之光部分透射。在一些實施方案中，金屬層35a或35b之厚度可小於約10 nm或大於約35 nm，此可能取決於所使用之金屬之類型及其中期望透射率或透射比之波長範圍。因此，在各項實施方案中，金屬層35a或35b可具有大於或等於約3 nm且小於或等於約40 nm之厚度。在一些實施方案中，此等範圍之外之值亦可行。如上文所論述，參考圖4，金屬層35a或35b及介電區域30a或30b之厚度可經組態使得藉由金屬層35a或35b及介電區域30a或30b之一或多個層反射之部分或全部入射光之干涉可在金屬層35a或35b處或中產生一節點。因此，通過金屬層35a或35b之透射率可大於針對金屬層35a或35b之一特定厚度所預期之透射率。在不受任何特定科學理論束縛之情況下，此效應被稱為誘發透射率。由於誘發透射率或誘發透射，在一些實施方案中，光學結構70a或70b可經組態以在反射模式中展現第一色彩且在透射模式中展現第二色彩。

取決於介電區域30a或30b之形狀，介電區域30a或30b可具有一或多個外表面。金屬層35a或35b可覆蓋或實質上覆蓋介電區域30a或30b之所有外表面或其之一小部分。因此，在各項實施方案中，金屬層35a或35b可安置於介電區域30a或30b之一或多個外表面之至少50%上方。例如，金屬層35a或35b可安置於介電區域30a或30b之一或多個外表面之至少50%上方、至少60%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少99%、100%或任何此等值之間的任何範圍上方。在一些實施方案中，金屬層35a或35b可安置於介電區域30a或30b之一或多個外表面之整個區域(例如，100%)上方。在不受任何特定理論束縛之情況下，光學結構70a或70b之光學性質可基於藉由金屬層35a或35b覆蓋之介電區域30a或30b之外表面之量而改變。例如，光學結構70a或70b之反射率或反射比及/或透射率或透射比可基於藉由金屬層35a或35b覆蓋之介電區域30a或30b之外表面之量而改變。

在各項實施方案中，金屬層35a或35b之形狀可符合下伏介電材料30a或30b之形狀。例如，在圖9A中所展示之光學結構70a中，介電材料30a具有一矩形橫截面。因此，安置於主表面31a及31b及邊緣表面上方之金屬層35a亦具有一矩形橫截面。作為另一實例，在圖9B中所展示之光學結構70b中，介電材料30b具有一圓形橫截面。因此，安置於介電材料30b之圓周上方之金屬層35b亦具有一圓形橫截面。然而，在其他實施方案中，金屬層35a或35b之形狀可不同於下伏介電材料30a或30b之形狀。

在各項實施方案中，包括藉由一金屬層35a或35b包圍之一介電區域30a或30b之光學結構70a或70b可經組態為顆粒、平板、細絲、鱗片、珠(例如，球形珠)或如上文所論述之薄片。在一些實施方案中，包括藉由一金屬層35a或35b包圍之一介電區域30a或30b之光學結構70a或70b可具有與介電區域30a或30b之形狀相同之形狀。例如，如圖9A中所展示，當介電區域30a經組態為一立方體或一矩形長方體時，光學結構70a可經組態為一立方體或一矩形長方體。作為另一實例，如圖9B中所展示，當介電區域30b經組態為一球體時，光學結構70b可經組態為一球體。在一些情況中，經組態為一顆粒、一平板、一鱗片、一細絲或一薄片之光學結構70a或70b可適用於顏料或一印刷油墨。在一些實施方案中，經組態為一顆粒、一平板、一鱗片、一細絲或一薄片之光學結構70a或70b可具有經組態為一顆粒、一平板、一鱗片、一細絲或一薄片之光學結構70a或70b之厚度之約5倍至10倍或更大之一面積(或一側向尺寸)。因此，經組態為一顆粒、一平板、一鱗片、一細絲或一薄片之一光學結構70a或70b可具有約100 nm與約1微米之間的厚度。在一些此等實施方案中，面積(或一側向尺寸)可大於或等於約500 nm且小於或等於約1微米、大於或等於約1微米且小於或等於約5微米、大於或等於約5微米且小於或等於約10微米、大於或等於約5微米且小於或等於約40微米、大於或等於約5微米且小於或等於約20微米或在藉由此等值定義之範圍/子範圍中之任何值。在各項實施例中，經組態為一顆粒、一平板、一鱗片、一細絲或一薄片之光學結構70a或70b可經組態使得光學結構70a或70b之主表面之一面積、一長度及/或一寬度大於或等於光學結構70a或70b之厚度之約2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、8倍或10倍且小於或等於光學結構70a或70b之厚度之約50倍或在藉由任何此等值形成之任何範圍中之任何值。

在各項實施方案中，用金屬層35a或35b包圍介電區域30a或30b在一些實施方案中可有利地增加介電材料30a或30b在可見光譜範圍之一或多個波長下之反射率或反射比。在一些實施方案中，用金屬層35a或35b包圍介電材料30a或30b可有利地增強或改變介電材料30a或30b在反射模式及透射模式中在可見光譜範圍之一或多個波長下之色彩外觀。

在各項實施方案中，包括藉由金屬層35a或35b包圍之介電區域30a或30b之光學結構70a或70b可具有在可見光譜區域中具有一或多個反射峰值之反射光譜及在可見光譜區域中具有一或多個透射峰值之一透射光譜。在不失一般性之情況下，該一或多個反射峰值及該一或多個透射峰值彼此不重疊。因此，包括藉由金屬層35a或35b包圍之介電區域30a或30b之光學結構70a或70b可在反射模式中具有第一色彩且在透射模式中具有不同於該第一色彩之第二色彩。在某些實施方案中，該第一色彩與該第二色彩可為互補色，舉例而言，諸如紅色與綠色、黃色與紫羅蘭色、藍色與橙色、綠色與洋紅色等。

在各項實施方案中，針對介於相對於光學結構70a或70b之表面之一法線之第一角度與相對於光學結構70a或70b之表面之一法線之第二角度之間的任何視角，在反射模式中可幾乎不存在第一色彩之偏移。同樣地，在一些實施方案中，針對介於相對於光學結構70a或70b之表面之一法線之第一角度與相對於光學結構70a或70b之表面之一法線之第二角度之間的任何視角，在透射模式中可幾乎不存在第二色彩之偏移。在各項實施方案中，第一角度可具有介於0度與10度之間的一值(例如，0度、1度、2度、3度、4度、5度、6度、7度、8度、9度或10度)。在各項實施方案中，第二角度可具有介於20度與90度之間的一值(例如，20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度或90度)。因此，對於介於相對於光學結構70a或70b之表面之一法線之第一角度(例如，0度、1度、2度、3度、4度、5度、6度、7度、8度、9度或10度)與相對於光學結構70a或70b之表面之一法線之第二角度(例如，20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度或90度)之間的任何視角，光學結構70a或70b之色彩在反射模式及/或透射模式中可保持實質上相同。同樣地，在一些實施方案中，針對10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度或90度或在藉由任何此等值定義之一範圍/子範圍中之任何值之傾角，在反射模式及/或透射模式中可幾乎不存在光學結構70a或70b之色彩之偏移。

在一些實施方案中，在視角自相對於光學結構70a或70b之表面之一法線之第一角度改變至相對於光學結構70a或70b之表面之一法線之第二角度時，可期望在反射模式中具有第一色彩之一色彩偏移。類似地，在各項實施方案中，在視角自相對於光學結構70a或70b之表面之一法線之第一角度改變至相對於光學結構70a或70b之表面之一法線之第二角度時，可期望在透射模式中具有第二色彩之一色彩偏移。在各項實施方案中，第一角度可具有介於0度與10度之間的一值(例如，0度、1度、2度、3度、4度、5度、6度、7度、8度、9度或10度)。在各項實施方案中，取決於設計，第二角度可具有介於20度與90度之間的一值(例如，20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度或90度)。因此，在視角自相對於光學結構70a或70b之表面之一法線之第一角度(例如，0度、1度、2度、3度、4度、5度、6度、7度、8度、9度或10度)改變至相對於光學結構70a或70b之表面之一法線之第二角度(例如，20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度或90度)時，在反射模式及/或透射模式中光學結構70a或70b之色彩可改變(例如，深藍色至淺藍色、紫色至粉紅色、深綠色至淺綠色等)。同樣地，在一些實施方案中，針對10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度或90度或在藉由任何此等值定義之一範圍/子範圍中之任何值之傾角，在反射模式及/或透射模式中可存在光學結構70a或70b之色彩之一偏移。

在不受任何特定理論束縛之情況下，包括藉由金屬層35a或35b包圍之介電區域30a或30b之光學結構70a或70b之反射光譜之一或多個反射峰值可具有高反射率或反射比。例如，該一或多個反射峰值之反射率或反射比可大於或等於30%、大於或等於40%、大於或等於50%、大於或等於55%、大於或等於60%、大於或等於65%、大於或等於70%、大於或等於75%、大於或等於80%、大於或等於85%、大於或等於90%、大於或等於95%且小於或等於100%或在藉由此等值定義之任何範圍/子範圍中之一值。

在不受任何特定理論束縛之情況下，包括藉由金屬層35a或35b包圍之介電區域30a或30b之光學結構70a或70b之透射光譜之一或多個透射峰值可具有高透射率或透射比。例如，該一或多個透射峰值之透射率或透射比可大於或等於30%、大於或等於40%、大於或等於50%、大於或等於55%、大於或等於60%、大於或等於65%、大於或等於70%、大於或等於75%、大於或等於80%、大於或等於85%、大於或等於90%、大於或等於95%且小於或等於100%或在藉由此等值定義之任何範圍/子範圍中之一值。

包括藉由金屬層35a或35b包圍之介電區域30a或30b之光學結構70a或70b可產生上文參考其中兩個金屬層13及15並未包圍介電層14之光學結構10 (例如，如圖1中所展示)所描述之許多或全部光學效應。

金屬層35a或35b可使用各種化學方法安置於介電材料30a或30b周圍。例如，包括銀之金屬層35a或35b可使用無電鍍銀安置於介電材料30a或30b周圍。無電鍍銀包括將介電材料30a或30b浸入包括銀之化學化合物(例如，硝酸銀、銀氨化合物、鈉銀氰化物等)及氨、水、氫氧化鉀或氫氧化鈉之至少一者之一鍍銀浴中。使用添加至該鍍銀浴之一還原劑將銀之化學化合物還原成金屬銀。該金屬銀黏著至介電材料30a或30b之經暴露表面。該還原劑可包括葡萄糖、蔗糖、轉化糖、氯化亞錫、聯氨、羅謝爾(Rochelle)鹽、甲醛或有機硼烷(例如，在各項實施方案中為二甲胺硼烷)。在某些實施方案中，鍍銀浴及還原劑可噴塗於介電材料30a或30b上。在一些實施方案中，可使用二氯化錫(SnCl₂ )活化介電材料30a或30b之外表面以準備金屬層之無電沈積。亦可使用在介電材料30a或30b之外表面上沈積金屬層35a或35b之其他方法。例如，金屬層35a或35b可使用 (舉例而言)諸如化學氣相沈積(CVD)、濺鍍或電鍍之方法安置於介電材料30a或30b周圍。在一些實施方案中，金屬層35a或35b可圖案化在介電區域30a或30b周圍。

在各項實施方案中，包括一或多個介電材料之第二介電區域40a或40b可安置於經金屬塗佈之介電區域30a或30b周圍。第二介電區域40a或40b可包括高折射率材料，諸如ZrO₂ 、TiO₂ 、ZnS、ITO (氧化銦錫)、CeO₂ 或Ta₂ O₃ 。在各項實施方案中，第二介電區域40a或40b可包括具有大於1.65且小於或等於2.5之折射率之介電材料。例如，第二介電區域40a或40b中之一或多個介電材料之折射率可大於或等於1.65且小於或等於1.75、大於或等於1.75且小於或等於1.85、大於或等於1.85且小於或等於1.95、大於或等於1.95且小於或等於2.05、大於或等於2.0且小於或等於2.2、大於或等於2.1且小於或等於2.3、大於或等於2.25且小於或等於2.5或在藉由此等值定義之任何範圍/子範圍中之任何值。在一些實施方案中，此等範圍之外之其他值亦可行。在各項實施方案中，第二介電區域40a或40b之一或多個材料之折射率可大於介電區域30a或30b之一或多個材料之折射率。第二介電區域40a或40b之厚度可介於75 nm與700 nm之間。例如，第二介電區域40a或40b之厚度可大於或等於75 nm且小於或等於100 nm、大於或等於100 nm且小於或等於150 nm、大於或等於150 nm且小於或等於200 nm、大於或等於200 nm且小於或等於250 nm、大於或等於300 nm且小於或等於350 nm、大於或等於400 nm且小於或等於450 nm、大於或等於450 nm且小於或等於500 nm、大於或等於約500 nm且小於或等於650 nm、大於或等於650 nm且小於或等於700 nm或在藉由此等值定義之任何範圍/子範圍中之任何值。第二介電區域40a或40b可經安置以覆蓋金屬層35a或35b之外表面之至少50%。例如，第二介電區域40a或40b可經安置以覆蓋金屬層35a或35b之外表面之至少80%、至少90%、至少95%或100%或在藉由此等值定義之一範圍/子範圍中之任何值。

包括包圍經金屬塗佈之介電區域30a或30b之第二介電區域40a或40b之光學結構70a或70b之經反射色彩及/或經透射色彩可不同於僅包括經金屬塗佈之介電區域30a或30b之光學結構70a或70b之經反射色彩及/或經透射色彩。例如，包括包圍經金屬塗佈之介電區域30a或30b之第二介電區域40a或40b之光學結構70a或70b之經反射色彩及/或經透射色彩可比包括經金屬塗佈之介電區域30a或30b而無具有合適厚度及/或具合適折射率之材料之第二介電區域40a或40b之光學結構70a或70b之經反射色彩及/或經透射色彩更鮮艷。包括包圍經金屬塗佈之介電區域30a或30b之第二介電區域40a或40b之光學結構70a或70b之透射峰值及/或反射峰值之形狀、透射峰值及/或反射峰值之最大值之位置及/或透射峰值及/或反射峰值之寬度(例如，半高全寬(FWHM))可不同於包括經金屬塗佈之介電區域30a或30b而無具有合適厚度及/或具合適折射率之材料之第二介電區域40a或40b之光學結構70a或70b之透射峰值及/或反射峰值之形狀、透射峰值及/或反射峰值之最大值之位置及/或透射峰值及/或反射峰值之寬度。例如，包括包圍經金屬塗佈之介電區域30a或30b之第二介電區域40a或40b之光學結構70a或70b之反射峰值之一或多者之寬度可寬於包括經金屬塗佈之介電區域30a或30b而無具有合適厚度及/或具合適折射率之材料之第二介電區域40a或40b之光學結構70a或70b之一對應反射峰值之寬度。作為另一實例，在一些實施方案中，包括包圍經金屬塗佈之介電區域30a或30b之第二介電區域40a或40b之光學結構70a或70b之反射峰值之一或多者之寬度(例如，FWHM)可大於或等於約50 nm且小於或等於約300 nm。

包括包圍經金屬塗佈之介電區域30a或30b之第二介電區域40a或40b之光學結構70a或70b之各項實施方案可具有一或多個反射峰之反射光譜，該一或多個反射峰具有大於或等於約10 nm、大於或等於約20 nm、大於或等於約30 n、大於或等於約40 nm、大於或等於約50 nm、大於或等於約60 nm、大於或等於約70 nm、大於或等於約100 nm、大於或等於約200 nm、小於或等於約300 nm、小於或等於約250 nm或在藉由此等值定義之一範圍/子範圍中之任何值之寬度(例如，FWHM)。如相較於包括經金屬塗佈之介電區域30a或30b而無具有合適厚度及/或具合適折射率之材料之第二介電區域40a或40b之光學結構70a或70b在可見光譜範圍中之一或多個波長下之反射率或反射比，包括包圍經金屬塗佈之介電區域30a或30b之第二介電區域40a或40b之光學結構70a或70b之各項實施方案在可見光譜範圍中之該一或多個波長處可具有較高反射率或反射比。

包括包圍經金屬塗佈之介電區域30a或30b之第二介電區域40a或40b之光學結構70a或70b之各項實施方案可具有擁有一或多個透射峰值之一透射光譜，該一或多個透射峰值具有大於或等於約10 nm、大於或等於約20 nm、大於或等於約30 nm、大於或等於約40 nm、大於或等於約50 nm、大於或等於約60 nm、大於或等於約70 nm、大於或等於約100 nm、大於或等於約200 nm、小於或等於約300 nm、小於或等於約250 nm或在藉由此等值定義之一範圍/子範圍中之任何值之一寬度(例如，FWHM)。

在不受任何特定理論束縛之情況下，包括包圍經金屬塗佈之介電區域30a或30b之第二介電區域40a或40b之光學結構70a或70b之反射光譜之一或多個反射峰值可具有高反射率或反射比。例如，該一或多個反射峰值之反射率或反射比可大於或等於30%、大於或等於40%、大於或等於50%、大於或等於55%、大於或等於60%、大於或等於65%、大於或等於70%、大於或等於75%、大於或等於80%、大於或等於85%、大於或等於90%、大於或等於95%且小於或等於100%或在藉由此等值定義之任何範圍/子範圍中之一值。

在不受任何特定理論束縛之情況下，包括包圍經金屬塗佈之介電區域30a或30b之第二介電區域40a或40b之光學結構70a或70b之透射光譜之一或多個透射峰值可具有高透射率或透射比。例如，該一或多個透射峰值之透射率或透射比可大於或等於30%、大於或等於40%、大於或等於50%、大於或等於55%、大於或等於60%、大於或等於65%、大於或等於70%、大於或等於75%、大於或等於80%、大於或等於85%、大於或等於90%、大於或等於95%且小於或等於100%或在藉由此等值定義之任何範圍/子範圍中之一值。

此外，當光學結構70a或70b經組態為顏料時，第二介電區域40a或40b可有利地使金屬層35a或35b與油墨清漆絕緣。

在一些實施方案中，第二介電區域40a或40b可使用一溶膠凝膠程序安置於經金屬塗佈之介電材料30a或30b周圍。例如，經金屬塗佈之介電材料30a或30b可使用涉及異丙醇鈦(IV)之水解之一溶膠凝膠程序用包括二氧化鈦(TiO₂ )之一介電材料塗佈。作為另一實例，藉由一系列水解及聚合反應轉變包括介電材料40a或40b之一前驅體以形成一膠體懸浮液(或「溶膠」)。在一些實施方案中，包括第二介電區域40a或40b之介電材料之膠體懸浮液可藉由塗佈、膠凝或沉澱而安置於經金屬塗佈之第一介電區域30a或30b上。可加熱或乾燥包含包括第二介電區域40a或40b之介電材料之膠體懸浮液之經金屬塗佈之第一介電區域30a或30b以獲得塗佈有第二介電區域40a或40b之經金屬塗佈之第一介電區域30a或30b。在一些實施方案中，第二介電區域40a或40b之一或多個材料可使用沈積方法(舉例而言，諸如化學氣相沈積方法、電子束、濺鍍)安置於經金屬塗佈之第一介電區域30a或30b周圍。在一些實施方案中，各種沈積方法可結合使經金屬塗佈之第一介電區域30a或30b振動。

如上文所論述，光學結構10、70a或70b之各項實施例經組態以部分反射光及部分透射光。在各項實施方案中，光學結構10、70a或70b在可見光譜範圍中之一或多個波長下之反射率或反射比可大於或等於10%、大於或等於20%、大於或等於30%、大於或等於40%、大於或等於50%、大於或等於60%、大於或等於70%、大於或等於80%、大於或等於90%、大於或等於95%及/或小於或等於100%或在藉由此等值定義之任何範圍/子範圍中之任何值。在各項實施方案中，光學結構10、70a或70b在可見光譜範圍中之一或多個波長下之透射率或透射比可大於或等於10%、大於或等於20%、大於或等於30%、大於或等於40%、大於或等於50%、大於或等於60%、大於或等於70%、大於或等於80%、大於或等於90%、大於或等於95%及/或小於或等於100%或在藉由此等值定義之任何範圍/子範圍中之任何值。在各項實施方案中，光學結構10、70a或70b在一或多個第一組波長下之反射率或反射比可近似等於光學結構10、70a或70b在不同於該第一組波長之一或多個第二組波長下之透射率或透射比。

光學結構10、70a或70b可具有大於或等於約1微米且小於或等於約50微米之大小(例如，主表面之側向尺寸、面積、長度或寬度等)。例如，光學結構10、70a或70b之大小可大於或等於約1微米且小於或等於10微米、大於或等於2微米且小於或等於12微米、大於或等於3微米且小於或等於15微米、大於或等於4微米且小於或等於18微米、大於或等於5微米且小於或等於20微米、大於或等於10微米且小於或等於20微米、大於或等於15微米且小於或等於25微米、大於或等於20微米且小於或等於約30微米、大於或等於25微米且小於或等於35微米、大於或等於30微米且小於或等於40微米、大於或等於35微米且小於或等於45微米、大於或等於40微米且小於或等於50微米或在藉由此等值定義之任何範圍/子範圍中之一值。

具有大於或等於約1微米且小於或等於約50微米之大小(例如，主表面之側向尺寸、面積、長度或寬度等)之光學結構10、70a或70b之厚度可介於0.2微米與2.0微米之間。例如，具有大小(例如主表面之側向尺寸、面積、長度或寬度等)之光學結構10、70a或70b之厚度大於或等於0.2微米且小於或等於0.5微米、大於或等於0.3微米且小於或等於0.6微米、大於或等於0.4微米且小於或等於0.7微米、大於或等於0.5微米且小於或等於0.8微米、大於或等於0.6微米且小於或等於0.9微米、大於或等於0.7微米且小於或等於1.0微米、大於或等於1.0微米且小於或等於1.2微米、大於或等於1.2微米且小於或等於1.5微米、大於或等於1.5微米且小於或等於2.0微米或在藉由此等值定義之任何範圍/子範圍中之一值。

上文所論述之光學結構10、70a或70b之一或多者可與一文件(例如，紙幣)、包裝、產品或其他物品合併或併入於一文件(例如，紙幣)、包裝、產品或其他物品中。包括上文所論述之光學結構10、70a或70b之一或多者之光學產品(諸如膜、線、層片、箔、顏料或油墨)可與文件(諸如紙幣或其他文件)合併或併入於該等文件中以驗證該等文件、包裝材料等之真實性。例如，光學結構70a或70b可經組態為安置於包括聚合物、塑膠、紙或織物之至少一者之基底上之油墨或顏料。在一些實施方案中，該基底可為可撓性的。可將包括包含光學結構70a或70b之油墨或顏料之基底切割或切塊以獲得一線或一箔。上文所論述之複數個光學結構10、70a或70b可併入於一特定光學產品(例如，油墨、顏料、線、細絲、紙、安全油墨、安全顏料、安全線、安全細絲、安全紙等)中。併入於一特定光學產品(例如，油墨、顏料、線、細絲、紙、安全油墨、安全顏料、安全線、安全細絲、安全紙等)中之上文所論述之複數個光學結構10、70a或70b之形狀、大小及/或縱橫比可改變。因此，一特定光學產品(例如，油墨、顏料、線、細絲、紙、安全油墨、安全顏料、安全線、安全細絲、安全紙等)可包括具有光學結構之形狀、大小及/或縱橫比之不同分佈之光學結構10、70a或70b。例如，一特定光學產品(例如，油墨、顏料、線、細絲、紙、安全油墨、安全顏料、安全線、安全細絲、安全紙等)可包括具有分佈於一或多個平均大小周圍之大小之光學結構10、70a或70b。作為另一實例，一特定光學產品(例如，油墨、顏料、線、細絲、紙、安全油墨、安全顏料、安全線、安全細絲、安全紙等)可包括具有分佈於一或多個縱橫比周圍之縱橫比之光學結構10、70a或70b。

圖10展示(例如)包括一層壓膜83之紙幣80。層壓膜83包括光學結構10、70a或70b。層壓膜83可藉由在基底或支撐層或基板(諸如聚合物基底層(例如，聚酯膜))上方安置光學結構10、70a或70b而製造。光學結構10、70a或70b可藉由各種方法(包含但不限於塗佈方法、在聚合物基底層之一表面上之真空沈積等)而安置於該聚合物基底層上方。光學結構10、70a或70b可安置於聚合物基底層(例如，聚酯膜)之表面之第一側上方。層壓膜83可(例如)藉由一透明及/或一光學清透黏著劑黏著至紙幣80之「紙」(例如，纖維素、棉/亞麻、聚合物或織物) 81上。在各種情況下，聚合物基底層之與基底層之第一表面相對之第二表面經安置更靠近構成紙幣之紙幣紙81且可與黏著劑接觸。在一些情況中，黏著劑可為一雙組分黏著劑，其中一個組分安置於紙幣紙上且另一組分安置於聚合物基底層之與基底層之其上安置光學結構10、70a或70b之第一表面相對之第二表面上。可將紙幣80及層壓膜83放在一起以用於接合。層壓膜83亦可使用一交聯熱固性黏著劑附接至紙幣80。一透明保護障壁塗層82 (例如，UV可固化交聯樹脂)可安置於層壓膜83上方。保護障壁塗層82可在層壓膜83之邊緣上方延伸至紙幣之紙(例如，織物) 81上。保護障壁塗層82可經組態以保護層壓膜83免受腐蝕、磨損及通常可與紙幣80接觸而不會犧牲藉由層壓膜83提供之光學效應之液體之影響。光學結構10可安置成面對保護障壁塗層82或層壓膜83與「紙」81之間的黏著層。

在一些實施例中，光學結構10、70a或70b可經組態為一線(例如，窗口化線)而非一層壓膜。窗口化線可藉由各種方法製造。例如，在造紙程序期間可將線上下織造於紙內及織造至紙之表面。作為另一實例，該窗口化線可安置於紙自身內使得該線之部分未到達紙幣之表面。作為又另一實例，可在包括線之紙之區域中提供紙內之開放空間。

可藉由切割光學結構10之一條帶(例如，其上形成包括光學結構10之層之網狀物、片材或基底層)且使該條帶通過UV可固化樹脂浴而製造線。可控制該條帶通過該UV可固化樹脂浴之速率以均勻地塗佈該條帶之側及邊緣。可固化塗佈有UV可固化樹脂之條帶以獲得線。可將包括光學結構10之該所獲得線插入(例如，織造)於紙幣中。在一些實施方案中，線之(歸因於熱壓印或來自任何切割操作之顫動之)任何邊緣(例如，線之鋸齒狀或參差不齊邊緣)可藉由在熱壓印貼片周圍印刷一不透明邊界而自一觀察者隱藏。將光學結構10、70a或70b附貼至紙幣之另一方式可包含模切光學結構之一部分(例如，其上形成包括光學結構10、70a或70b之層之網狀物、片材或基底層)及使用一黏著劑將該部分施加至紙幣。上文所描述之光學結構之實例之各項實施方案可經組態為一線、一熱壓印或一層片且與一文件(例如，紙幣)、包裝、產品或其他物品合併或併入於一文件(例如，紙幣)、包裝、產品或其他物品中。

在不失一般性之情況下，光學結構10、70a或70b或包括光學結構10、70a或70b之材料(例如，油墨、塗料或顏料、清漆)可安置於包括聚合物、塑膠、紙或織物之至少一者之基底上。可將包括光學結構10、70a或70b之基底或包括光學結構10、70a或70b之材料切割或切塊成具有各種形狀及/或大小之較小部分。該等較小部分可使用各種方法安置於基板(例如，紙幣、紙、包裝材料、織物等)上或插入至該基板中或插入至該基板上。例如，較小部分可經組態為可織造至該基板中之條帶或線。作為另一實例，較小部分可經組態為可熱壓印於基板上之箔。作為又另一實例，較小部分可使用黏著劑層壓至基板。

圖11A描繪紙幣90a，紙幣90a具有插入至該紙幣之紙(例如，織物)中或附接於該紙幣之紙(例如，織物)上之兩個透明窗口91a及92a。各窗口包括光學結構10、70a或70b。在一些實施方案中，窗口91a之光學結構10、70a或70b之反射光譜及/或透射光譜可經組態而不同於窗口92a之光學結構10、70a或70b之反射光譜及/或透射光譜。因此，觀看紙幣90a之一人將在沿著一觀看方向(例如，法線於紙幣90a之表面)觀看窗口91a時感知第一經反射色彩且在沿著該觀看方向觀看窗口92a時感知不用於該第一經反射色彩之第二經反射色彩。該人亦可在沿著觀看方向透過窗口91a觀看時感知不同於第一經反射色彩之第三經透射色彩。此外，該人可在沿著觀看方向透過窗口92a觀看時感知不同於第一色彩、第二色彩及第三色彩之第四經透射色彩。此外，在將紙幣90a折疊在其自身上使得兩個窗口91a及92a至少部分相對於彼此對準之後，該人將在沿著觀看方向觀看紙幣90a時在反射模式及透射模式中感知不同於該等第一、第二、第三及/或第四色彩之一不同色彩。例如，在將紙幣90a折疊在其自身上使得兩個窗口91a及92a至少部分相對於彼此對準之後，該人將感知一經反射色彩(其係兩個窗口91a及92a之反射率或反射光譜之效應之一組合)及一經透射色彩(其係兩個窗口91a及92a之透射光譜之效應之一組合)。此外，該人可在視角改變時感知在反射模式及透射模式中所見之各種色彩之色彩偏移。對於不同窗口以及兩個窗口之組合，色彩偏移之量可不同。

圖11B描繪安全裝置90b (例如，紙幣)之一實施方案，安全裝置90b包括插入至安全裝置90b之表面中或附接至安全裝置90b之表面之兩個窗口91b及92b (第一窗口及第二窗口)。兩個窗口91b及92b在重疊區域93b中至少部分重疊。兩個窗口91b及92b係透明的且包括光學結構10、70a或70b。各自窗口91b及92b中之光學結構10、70a或70b之組態(例如，厚度或其他設計參數)可使得窗口91b之光學結構10、70a或70b之反射光譜及/或透射光譜不同於窗口92b之光學結構10、70a或70b之反射光譜及/或透射光譜。

因此，沿著一觀看方向(例如，法線於安全裝置90b之表面)觀看安全裝置90b之一人將：(i)在觀看窗口91b之未與窗口92b重疊之部分時感知第一反射色彩；(ii)在觀看窗口92b之未與窗口91b重疊之部分時感知不同於第一色彩之第二反射色彩；及(iii)在觀看重疊區域93b時感知第三反射色彩，其係兩個窗口91b及92b之反射率或反射光譜之效應之組合。

沿著一觀看方向(例如，法線於安全裝置90b之表面)觀看安全裝置90b之一人將：(i)在透過窗口91b之未與窗口92b重疊之部分觀看時感知不同於第一色彩之第四經透射色彩；(ii)在透過窗口92b之未與窗口91b重疊之部分觀看時感知不同於第二色彩及第四色彩之第五經透射色彩；及(iii)在透過重疊區域93b觀看時感知第六經透射色彩，其係兩個窗口91b及92b之透射光譜之效應之一組合。

此外，在各項實施例中，觀看安全裝置90b之一人可在視角改變時感知在反射模式及透射模式中所見之各種色彩之色彩偏移。對於不同窗口，色彩偏移之量可不同。

儘管兩個窗口91b及92b在圖11B中展示為部分重疊，然兩個窗口91b及92b可完全重疊。安全裝置90b之各項實施方案可包括兩種或兩種以上不同顏料。該兩種或兩種以上不同顏料可包括光學結構10。該兩種或兩種以上不同顏料之一者之一各自光學結構可具有不同於該兩種或兩種以上不同顏料之另一者之各自光學結構之反射率及透射率特性。兩種或兩種以上不同顏料可彼此部分或完全重疊。如上文所論述，由觀看兩種或兩種以上不同顏料之一重疊區域之一人感知之色彩可取決於兩種或兩種以上不同顏料之不同光學結構之反射/透射光譜之效應之一組合。安全裝置90b之一些實施方案可包括包含不同光學結構之兩個或兩個以上至少部分重疊之箔、膜、線或層片。由觀看兩個或兩個以上至少部分重疊之箔、膜、線或層片之一重疊區域之一人感知之色彩可取決於該兩個或兩個以上箔、膜、線或層片之不同光學結構之反射/透射光譜之效應之一組合。

圖12繪示具有安全裝置之一物件100之一側視圖，物件100包括該物件之主體103及包括光學結構10、70a或70b之一層102。該物件可為紙幣。該主體可包括構成該紙幣之紙。層102可為層片、線或標記。當層102經組態為標記時，可將一黏著劑(例如，一清漆)施加至主體103且可使用聚合黏著劑將層102黏著至主體103之該黏著劑。替代性地，該黏著劑可在附貼至主體103之前施加至層102。當層102經組態為層片時，可使用聚合物將層102黏著至主體103。

層102可使用黏著劑(舉例而言，諸如光學清透黏著劑及/或一交聯熱固性黏著劑)黏著至主體103。安全裝置100進一步包括一層101，層101包括使用一文字、一符號、一數字或其等之任何組合組成之一訊息，層101安置於物件(例如，紙幣)之主體(例如，紙/織物) 103之與層102所處之側相對之側上，如圖12中展示。替代地，層101可安置於主體(例如，紙/織物) 103與層102之間或安置於層102上方。層101可包括(例如)具有與在沿著法線於層102之表面之一方向觀看時藉由光學結構10反射或透射之色彩相同之色彩特性之染料、顏料或一磷光材料。因此，當沿著法線於層102之表面之一方向觀看安全裝置100時，該訊息對一觀察者不可見(或隱藏)。然而，當安全裝置100傾斜使得視角改變時，藉由光學結構10反射及/或透射穿過光學結構10之色彩改變使得該訊息對該觀察者可見。在特定情況中，當藉由UV照明時，可使包括用一磷光材料印刷之一訊息之層101可見。磷光材料之所得色彩可為螢光與雙色色彩之組合色彩。

圖13展示將安全裝置100之透射中之視角自0度改變至約45度之效應。當視角係0度時，包括一數字、文字或一符號之一組合之訊息在透射模式中不可見，因為該文字之色彩與光學結構在透射模式中之色彩相同(例如，橙色)。然而，隨著視角增大，光學結構在透射模式中之色彩偏移。例如，隨著觀察角度增大，在光學結構在透射模式中之色彩自橙色偏移至黃色時，訊息203變得可見。訊息之色彩相對於光學結構10之經透射色彩具有足夠對比度以便對觀察者可見。

在其他實施例中，安全裝置100可經組態以與上文所描述者相反地操作使得(例如)訊息在法線入射時可見且在安全裝置傾斜時不可見。其他變動可行。

如上文所描述，光學結構10、70a或70b可以不同形式使用，諸如一層片、一箔、膜、一熱壓印、一線、顏料、油墨或塗料。在一些實施方案中，一層片、一箔、膜或一線可包括包含光學結構10、70a或70b之顏料、油墨或塗料。一層片可使用黏著劑黏著至一文件、產品或包裝。可使一線穿過或織造穿過(例如)文件中之一開口。一箔可熱壓印於文件、產品或包裝上。顏料、油墨或塗料可沈積於文件、產品或包裝或用於形成該文件、產品或包裝之材料(例如，紙、紙板或織物)上。例如，文件、產品或包裝可暴露至(例如，接觸)顏料、油墨或塗料以在類似於用於非色彩偏移顏料、染料、塗料及油墨之程序之程序中對該文件、產品或包裝著色。

諸如本文中所描述之收集在一起作為顏料(以及油墨及塗料)之複數個光學結構10、70a或70b可具有類似於經組態為膜/層片之光學結構10、70a或70b之光學特性。如上文所描述，集合在一起形成顏料之光學結構10、70a或70b可展現為具有與製成薄片之整體光學膜相同之光學特性之薄片或分離片之集合。經組態為顏料之光學結構10、70a或70b之一額外優點在於，可根據所要規格摻合色彩。光學結構10、70a或70b之色彩可藉由使用電腦軟體設計以計算提供所要反射及/或透射特性之光學結構10、70a或70b之各層之厚度。可提供特定色彩之光學結構10、70a或70b可使用電腦軟體設計且接著加以製造。此外，產生不同色彩之不同色彩偏移光學結構10、70a或70b可包含在一起及/或諸如本文中所描述之色彩偏移光學結構可與非色彩偏移顏料或染料組合以產生不同色彩。

光學結構10、70a或70b可使用各種方法(包含但不限於，真空沈積、塗佈方法等)製造。製造本文中所描述之光學結構10之一種方法使用採用分批塗佈或輥塗之一真空塗佈機。在製造光學結構10之一種方法中，將第一透明高折射率層(例如，圖1之層12或層16)沈積至載體或基底層(諸如一片材或網狀物或其他基板)上。該載體、網狀物、基底層或基板可包括(舉例而言)諸如聚酯或具有離型特性之聚酯之材料使得光學結構可易於與網狀物或基底層分離。可使用介於基底層與形成光學結構之複數個其他光學層之間的離型層以允許包含光學結構之光學層與基底層或網狀物分離。在第一透明高折射率層(例如，圖1之層12或層16)上方依序沈積第一金屬層(例如，層13或層15)、包括高或低折射率材料之一透明介電層(例如，層14)、第二金屬層(例如，層15或層13)及第二透明高折射率層(例如，層16或層12)。在一些實施例中，該等不同層可依序沈積。然而，在其他實施例中，一或多個中介層可安置於第一金屬層、包括高或低折射率材料之透明介電層、第二金屬層及第二透明高折射率層之任一者之間。作為實例，在一些情況中，透明高折射率層及介電層可使用電子槍沈積，而第一金屬層及第二金屬層可使用電子槍或濺鍍沈積。

一些材料(如ZnS或MgF₂ )可自一電阻源蒸鍍。在其中包括高或低折射率材料之透明介電層包括聚合物之例項中，可使用如US 5,877,895中所描述之稱為PML (聚合物多層)之一程序。US 5,877,895之全部揭示內容以引用的方式併入本文中。

本文中所闡述之本發明描述廣泛多種結構及方法，但不應被視為限於該等特定結構或方法。例如，儘管許多實例性光學結構10係對稱的，然不對稱結構亦可行。例如，具有不同特性(例如，厚度或材料)之介電層可用於結構之相對側上或替代性地可僅在金屬層對之一側上具有一介電層，而非具有夾置金屬層對之一對類似或相同介電層。類似地，金屬層不需要相同且可具有不同特性(諸如不同厚度或材料)。如上文所描述，亦可包含中介層。可包含一或多個此等中介層使得光學結構不對稱。例如，可在介電層12與金屬層13之間而非在金屬層15與介電層16之間包含一中介層或反之亦然。類似地，可在金屬層13與介電層14之間而非在介電層14與金屬層15之間包含一中介層或反之亦然。類似地，可在光學結構10之不同側上包含具有不同特性(例如，材料或厚度)之中介層。或，可在光學結構10之一個側上包含比光學結構之另一側上更多之中介層。例如，金屬層13及/或金屬層15可包括金屬子層。在一些實施方案中，金屬層13及/或金屬層15可包括面對高折射率透明層12或16之第一金屬(例如銀)及面對介電層14之第二金屬(例如金)。

同樣地，儘管本發明描述本文中所描述之結構及方法之應用以包含安全應用(例如，抵制偽造貨幣、文件及產品之成功使用)，然本發明不應被視為限於該等特定應用。替代性地或此外，此等特徵可(例如)用於提供一美學效應，在產品或包裝上針對營銷及廣告或其他原因而創造吸引人或有吸引力之特徵。

本文中所描述之各項實施例之尺寸(諸如厚度、長度、寬度)可在本發明中所提供之不同範圍之外。用於本文中所描述之各種材料之折射率之值可在本發明中所提供之不同範圍之外。不同結構之反射率及/或透射率之值可在本文中所提供之不同範圍之外。用於反射光譜及透射光譜之光譜寬度及峰值位置之值可在本文中所提供之不同範圍之外。

本文中已描述本發明之各項實施例。儘管已參考此等特定實施例描述本發明，但該等描述旨在闡釋本發明且並非旨在為限制性。在不脫離本發明之真實精神及範疇之情況下，熟習此項技術者可想起各種修改及應用。

10‧‧‧光學結構

12‧‧‧透明介電層/層/介電層/介電材料層/高折射率介電層/透明層

13‧‧‧金屬層/層

14‧‧‧透明介電層/介電層/透明層/層

15‧‧‧金屬層/層

16‧‧‧透明介電層/層/介電層/介電材料層/高折射率介電層/透明層

20‧‧‧薄片

21‧‧‧囊封層/囊封二氧化矽層

22‧‧‧二氧化矽球

23‧‧‧二氧化矽球

25‧‧‧介質

30‧‧‧官能化薄片

30a‧‧‧介電區域/介電材料/第一介電區域

30b‧‧‧介電區域/介電材料/第一介電區域

31‧‧‧R基團

31a‧‧‧主要表面/表面

31b‧‧‧主要表面/表面

35a‧‧‧金屬層

35b‧‧‧金屬層

40a‧‧‧第二介電區域

40b‧‧‧第二介電區域

42‧‧‧場

45‧‧‧節點

47‧‧‧射線

48‧‧‧射線

49‧‧‧射線

70a‧‧‧光學結構

70b‧‧‧光學結構

80‧‧‧紙幣

81‧‧‧紙/紙幣紙

82‧‧‧透明保護障壁塗層/保護障壁塗層

83‧‧‧層壓膜

90a‧‧‧紙幣

90b‧‧‧安全裝置

91a‧‧‧透明窗口/窗口

91b‧‧‧窗口

92a‧‧‧透明窗口/窗口

92b‧‧‧窗口

93b‧‧‧重疊區域

100‧‧‧物件/安全裝置

101‧‧‧層

102‧‧‧層

103‧‧‧主體

203‧‧‧訊息

501a‧‧‧曲線/透射光譜/透射曲線

501b‧‧‧透射光譜

503a‧‧‧曲線/反射光譜/反射曲線

503b‧‧‧反射光譜

601a‧‧‧曲線

601b‧‧‧曲線

601c‧‧‧曲線

601d‧‧‧曲線

701a‧‧‧曲線

701b‧‧‧曲線

701c‧‧‧曲線

701d‧‧‧曲線

751a‧‧‧曲線

751b‧‧‧曲線

現將結合圖式描述實例性實施例。

圖1示意性地繪示經組態以用作安全特徵之一光學結構之一側視圖。

圖2A-1及圖2A-2示意性地繪示經組態以用作呈用囊封層囊封之一薄片之形式之安全特徵之光學結構之側視圖，該囊封層包括(例如)SiO₂ 層及二氧化矽球。

圖2B-1及圖2B-2繪示分散於可構成油墨介質或塗料介質之聚合物中之複數個薄片。

圖3繪示接合至一薄片之囊封層之一經暴露表面之矽烷偶合劑。該矽烷偶合劑之另一側亦可接合至一介質(諸如薄片分散於其中之聚合物)。

圖4係展示入射於光學結構上之傳播光及在金屬層處之場強度之所得節點的一示意性圖解。

圖5A及圖5B繪示光學結構之實例之透射光譜及反射光譜。

圖6A至圖6D及圖7A至圖7D係展示分別針對四個不同實例性光學結構之在反射及透射中之色程或色變之a* b*曲線圖。

圖8A及圖8B分別繪示光學結構之一個實例之透射光譜及反射光譜。

圖8C及圖8D分別繪示光學結構之一個實例之透射光譜及反射光譜。

圖8E及圖8F分別繪示光學結構之一個實例之透射光譜及反射光譜。

圖8G繪示在透射模式中針對相對於光學結構之一實例之表面之法線成0度與40度之間的不同視角之在用於光學結構之該實例之CIELa*b*色彩空間中之a*b*值。

圖8H繪示在反射模式中針對相對於光學結構之一實例之表面之法線成0度與40度之間的不同視角之在用於光學結構之該實例之CIELa*b*色彩空間中之a*b*值。

圖9A示意性地繪示經組態以用作安全特徵之一光學結構之一實施例之一橫截面視圖。圖9B示意性地繪示經組態以用作安全特徵之一光學結構之另一實施例之一橫截面視圖。

圖10係包括附貼至紙幣之一光學結構之一層片結構之一示意性圖解。

圖11A展示具有兩個窗口之紙幣，各窗口包含一不同光學結構。圖11B展示具有兩個至少部分重疊之窗口之安全裝置，各窗口包括一不同光學結構。

圖12及圖13繪示包括安置於一文字、符號或數字下方或上方之一光學結構之安全裝置之實例。該文字、符號或數字在視角改變時變得可見。

Claims

一種光學結構，其包括：第一透明介電層，其具有大於或等於1.65之折射率；第一金屬層，其安置於該第一透明介電層上方，該第一金屬層具有第一折射率，其中該第一折射率之實部(n)對該第一折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；第二透明介電層，其安置於該第一金屬層上方；第二金屬層，其安置於該第二透明介電層上方，該第二金屬層具有第二折射率，其中該第二折射率之實部(n)對該第二折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；及第三透明介電層，其安置於該第二金屬層上方，該第三透明介電層具有大於或等於1.65之折射率。
如請求項1之光學結構，其中該第二透明介電層具有小於1.65之折射率。
如請求項1之光學結構，其中該第二透明介電層具有大於或等於1.65之折射率。
如請求項1之光學結構，其具有透射峰，該透射峰包括：大於50%之最大透射率；及光譜頻寬，其藉由該最大透射率50%之透射峰之全寬定義，其中該最大透射率係至少50%，且其中該透射峰之光譜頻寬係大於2 nm。
如請求項4之光學結構，其中該透射峰之光譜頻寬係大於或等於約10 nm且小於或等於約200 nm。
如請求項4之光學結構，其中該最大透射率係在介於約400 nm與約700 nm之間之波長。
如請求項4之光學結構，其進一步包括反射峰，該反射峰包括：最大反射率；及光譜頻寬，其藉由該最大反射率50%之反射峰之全寬定義，其中該最大反射率係至少50%，且其中該反射峰之光譜頻寬係大於2 nm。
如請求項7之光學結構，其中該反射峰之光譜頻寬係大於或等於約10 nm且小於或等於約200 nm。
如請求項7之光學結構，其中該最大反射率係在介於約400 nm與約700 nm之間之波長。
如請求項7之光學結構，其中該最大透射率係在第一波長，且其中該最大反射率係在不同於該第一波長之第二波長。
如請求項1之光學結構，其經組態以在反射模式中藉由一般人眼沿著法線於該光學結構之一表面之方向觀看時顯示第一色彩且在透射模式中藉由一般人眼沿著法線於該光學結構之一表面之方向觀看時顯示不同於該第一色彩之第二色彩。
如請求項11之光學結構，其中在反射模式中藉由一般人眼沿著遠離該光學結構之表面之法線成一角度之方向觀看時該第一色彩偏移至第三色彩。
如請求項11之光學結構，其中在透射模式中藉由一般人眼沿著遠離該光學結構之表面之法線成一角度之方向觀看時該第二色彩偏移至第四色彩。
如請求項1之光學結構，其中該第一金屬層或該第二金屬層具有大於或等於約5 nm且小於或等於約35 nm之厚度。
如請求項1之光學結構，其中該第二透明介電層具有大於或等於約100 nm且小於或等於約700 nm之厚度。
如請求項1之光學結構，其中該第一透明介電層或該第三透明介電層具有大於或等於約100 nm且小於或等於約500 nm之厚度。
如請求項1之光學結構，其進一步包括包含二氧化矽之囊封層。
如請求項17之光學結構，其中該二氧化矽結合至矽烷偶合劑。
如請求項18之光學結構，其中該矽烷偶合劑經組態以黏結至油墨介質或塗料介質。
如請求項1之光學結構，其中該第一金屬層或該第二金屬層包括鋁、銀、金、銀合金或金合金之至少一者。
如請求項1之光學結構，其中該第二透明介電層包括具有小於1.65、大於1.65或等於1.65之折射率之材料。
如請求項1之光學結構，其中該第二透明介電層包括SiO₂ 、MgF₂ 或聚合物之至少一者。
如請求項1之光學結構，其中該第一透明介電層或該第三透明介電層包括氧化鋅(ZnO)、硫化鋅(ZnS)、二氧化鋯(ZrO₂ )、二氧化鈦(TiO₂ )、五氧化二鉭(Ta₂ O₅ )、二氧化鈰(CeO₂ )、氧化釔(Y₂ O₃ )、氧化銦(In₂ O₃ )、氧化錫(SnO₂ )、氧化銦錫(ITO)、三氧化鎢(WO₃ )或其組合之至少一者。
如請求項1之光學結構，其中該第一金屬層或該第二金屬層具有大於或等於約5 nm或小於或等於約35 nm之厚度。
如請求項1之光學結構，其中該第二透明介電層具有大於或等於約100 nm或小於或等於約700 nm之厚度。
如請求項1之光學結構，其中該第一透明介電層或該第三透明介電層具有大於或等於約100 nm或小於或等於約500 nm之厚度。
如請求項1之光學結構，其經組態為膜、顏料、塗料或油墨。
如請求項1之光學結構，其進一步包括經組態以支撐該第一介電層之基底層，其中該光學結構經組態為膜。
如請求項28之光學結構，其中該基底層係可撓性的。
如請求項28之光學結構，其中該基底層包括聚合物。
如請求項28之光學結構，其中該膜由保護障壁包圍。
如請求項31之光學結構，其中該保護障壁包括UV可固化樹脂。
如請求項1之光學結構，其進一步包括囊封層，其中該光學結構經組態為顏料、塗料或油墨。
如請求項33之光學結構，其中該囊封層包括二氧化矽(SiO₂ )。
如請求項33之光學結構，其進一步包括嵌入該囊封層中之複數個二氧化矽球。
如請求項35之光學結構，其中該複數個二氧化矽球中一些具有大小不同於該複數個二氧化矽球中另一些之大小。
如請求項33之光學結構，其中該囊封層以化學連接至矽烷偶合劑，該矽烷偶合劑包括經組態以與油墨介質或塗料介質化學結合之反應基團。
如請求項37之光學結構，其中該油墨介質或該塗料介質包括選自由以下組成之群之材料：丙烯酸三聚氰胺、氨基甲酸酯、聚酯、乙烯基樹脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、ABS樹脂、環氧樹脂、苯乙烯，及基於醇酸樹脂(alkyd resins)之調配物，及其混合物。
如請求項37之光學結構，其中該油墨介質或該塗料介質包括樹脂或聚合物。
一種紙幣或文件，其包括如請求項1之光學結構。
如請求項40之紙幣或文件，其中該光學結構經組態為附接至該紙幣或該文件之層片。
如請求項40之紙幣或文件，其中該光學結構經組態為插入該紙幣或該文件中之安全線。
如請求項40之紙幣或文件，其中該光學結構經組態為附接至該紙幣或該文件之標記。
如請求項40之紙幣或文件，其進一步包括窗口，其中該光學結構併入該窗口中。
一種具有安全特徵之文件，其包括：該文件之主體；及一種光學結構，其包括：第一透明介電層，其具有大於或等於1.65之折射率；第一金屬層，其安置於該第一透明介電層上方，該第一金屬層具有第一折射率，其中該第一折射率之實部(n)對該第一折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；第二透明介電層，其安置於該第一金屬層上方；第二金屬層，其安置於該第二透明介電層上方，該第二金屬層具有第二折射率，其中該第二折射率之實部(n)對該第二折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；及第三透明介電層，其安置於該第二金屬層上方，具有大於或等於1.65之折射率，其中該光學結構經組態以在反射模式中顯示第一色彩且在透射模式中顯示不同於該第一色彩之第二色彩。
如請求項45之安全文件，其進一步包括第二光學結構，該第二光學結構包括：第四透明介電層，其具有大於或等於1.65之折射率；第三金屬層，其安置於該第四透明介電層上方，該第三金屬層具有第三折射率，其中該第三折射率之實部(n)對該第三折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；第五透明介電層，其安置於該第三金屬層上方；第四金屬層，其安置於該第五透明介電層上方，該第四金屬層具有第四折射率，其中該第四折射率之實部(n)對該第四折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.005且小於或等於0.5；及第六透明介電層，其安置於該第四金屬層上方具有大於或等於1.65之折射率，其中該第二光學結構經組態以在反射模式中顯示不同於該第一色彩及該第二色彩之第三色彩且在透射模式中顯示不同於該第一色彩、該第二色彩及該第三色彩之第四色彩。
如請求項46之安全文件，其中該光學結構或該第二光學結構經組態為附接至該文件之主體之膜。
如請求項46之安全文件，其中該光學結構或該第二光學結構經組態為插入該文件之主體中之線。
如請求項46之安全文件，其中該光學結構或該第二光學結構經組態為安置於該文件之主體上方之層片。
如請求項46之安全文件，其中該光學結構或該第二光學結構經組態為接觸該文件之主體之油墨、染料或塗料。
如請求項46之安全文件，其進一步包括包含該光學結構之第一窗口及包含該第二光學結構之第二窗口。
如請求項45之安全文件，其中該光學結構經組態為雙色油墨、雙色顏料或雙色塗料，其經組態以在第一視角產生第一色彩且在第二視角產生第二色彩。
如請求項52之安全文件，其中該文件係用該雙色油墨、該雙色顏料或該雙色塗料印刷。
如請求項53之安全文件，其中該雙色油墨、該雙色顏料或該雙色塗料係安置於經組態以在該第一視角及該第二視角產生該第一色彩之非雙色油墨、顏料或塗料上方、下方或與其混合。
如請求項54之安全文件，其中該非雙色油墨、顏料或塗料形成文字、影像、數字或符號。
如請求項55之安全文件，其中該文字、該影像、該數字或該符號在該第一視角不可見且在該第二視角可見。
一種製造經組態以在反射模式中產生第一色彩且在透射模式中產生第二色彩之安全特徵之方法，該方法包括：提供基底層；及在該基底層上安置一種光學結構，該光學結構包括：第一透明介電層在該基底層上，該第一透明介電層具有大於或等於1.65之折射率；第一金屬層，其安置於該第一透明介電層上方，該第一金屬層具有第一折射率，其中該第一折射率之實部(n)對該第一折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；第二透明介電層，其安置於該第一金屬層上方；第二金屬層，其安置於該第二透明介電層上方，該第二金屬層具有第二折射率，其中該第二折射率之實部(n)對該第二折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；及第三透明介電層，其安置於該第二金屬層上方，該第三介電層具有大於或等於1.65之折射率。
如請求項57之方法，其中在該基底層上安置該光學結構包括：在該基底層上塗佈該第一透明介電層；在該第一透明介電層上沈積該第一金屬層；在該第一金屬層上安置該第二透明介電層；在該第二透明介電層上沈積該第二金屬層；及在該第二金屬層上安置該第三透明介電層。
如請求項57之方法，其進一步包括：切割具有該光學結構之基底層之條帶；及用UV可固化聚合物塗佈該條帶以獲得安全線。
如請求項57之方法，其進一步包括：自該基底層移除該光學結構；將光學結構片段化成具有該光學結構厚度五倍與約十倍之間面積之薄片；將該等薄片囊封於包括複數個二氧化矽球之囊封層中；將矽烷偶合劑連接至該囊封層；及將該等薄片與油墨介質或塗料介質混合以獲得雙色油墨或雙色塗料。
如請求項57之方法，其中該基底層係可撓性的。
如請求項57之方法，其中該基底層包括網狀物。
一種光學結構，其包括：基板；第一光學結構在該基板上方；及第二光學結構在該基板上方，該第一光學結構及該第二光學結構至少部分重疊，其中該第一光學結構及該第二光學結構各包括：第一透明介電層，其具有大於或等於1.65之折射率；第一金屬層，其安置於該第一透明介電層上方，該第一金屬層具有第一折射率，其中該第一折射率之實部(n)對該第一折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；第二透明介電層，其安置於該第一金屬層上方；第二金屬層，其安置於該第二透明介電層上方，該第二金屬層具有第二折射率，其中該第二折射率之實部(n)對該第二折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；及第三透明介電層，其安置於該第二金屬層上方，該第三透明介電層具有大於或等於1.65之折射率，其中該第一光學結構之各層之厚度經組態以反射第一色彩且透射不同於該第一色彩之第二色彩，且其中該第二光學結構之各層之厚度經組態以反射不同於該第一色彩之第三色彩且透射不同於該第一色彩、該第二色彩或該第三色彩之第四色彩。
如請求項63之光學結構，其中該第一光學結構與該第二光學結構完全重疊。
如請求項63之光學結構，其中該第一光學結構及該第二光學結構經組態為膜。
如請求項63之光學結構，其中該第一光學結構及該第二光學結構經組態為顏料。
如請求項63之光學結構，其中該第一光學結構及該第二光學結構經組態為層片。
如請求項63之光學結構，其中該第一光學結構及該第二光學結構經組態為安全線。
一種具有安全特徵之文件，其包括：該文件之主體；及顏料，其安置於該主體上，該顏料包括：一種光學結構，其包括：第一金屬層，其安置於第一透明介電層上方，該第一金屬層具有第一折射率，其中該第一折射率之實部(n)對該第一折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；透明介電層，其安置於該第一金屬層上方；及第二金屬層，其安置於該透明介電層上方，該第二金屬層具有第二折射率，其中該第二折射率之實部(n)對該第二折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；及囊封層，其囊封該光學結構。
如請求項69之文件，其中該囊封層包括二氧化矽。
如請求項69之文件，其中該顏料在第一視角產生第一色彩且在第二視角產生不同於該第一色彩之第二色彩。
如請求項69之文件，其中該顏料包括樹脂經組態以化學連接至該囊封層。
如請求項69之文件，其中該光學結構具有厚度，且其中該光學結構之長度或寬度係該厚度之至少5倍。
一種光學結構，其包括：介電區域，其具有外表面圍封一體積之介電材料；及部分光學透射之金屬層，其包圍該介電區域之外表面，其中該光學結構之厚度具有介於約100 nm與約2微米之間的值，其中該光學結構之側向尺寸(lateral dimension)係介於約1微米與約20微米之間，且其中該光學結構經組態以在反射模式中顯示第一色彩且在透射模式中顯示不同於該第一色彩之第二色彩。
如請求項74之光學結構，其進一步包括第二介電區域，該第二介電區域包括具有大於約1.65之折射率之一或多種介電材料，該第二介電區域包圍該部分光學透射之金屬層。
如請求項74至75中任一項之光學結構，其中該部分光學透射之金屬層覆蓋該介電區域之外表面之至少80%。
如請求項76之光學結構，其中該部分光學透射之金屬層覆蓋該介電區域之外表面之至少90%。
如請求項76之光學結構，其中該部分光學透射之金屬層覆蓋該介電區域之外表面之100%。
如請求項74之光學結構，其中該介電區域係球形、橢圓形或圓形。
如請求項74之光學結構，其中該介電區域係立方體或矩形長方體(rectangular cuboid)。
如請求項74之光學結構，其中該介電區域包括顆粒或薄片。
如請求項74之光學結構，其中該部分光學透射之金屬層包括銀。
如請求項74之光學結構，其中該部分光學透射之金屬層具有介於約3 nm與約40 nm之間的厚度。
如請求項74之光學結構，其中該介電區域包括二氧化矽或二氧化鈦。
如請求項75之光學結構，其中該第二介電層包括具有大於約1.65之折射率之材料。
如請求項75之光學結構，其中該第二介電層包括二氧化鈦。
如請求項75之光學結構，其中該第二介電層覆蓋該部分光學透射之金屬層之外表面之至少80%。
如請求項75之光學結構，其中該第二介電層覆蓋該部分光學透射之金屬層之外表面之至少90%。
如請求項75之光學結構，其中該第二介電層覆蓋該部分光學透射之金屬層之外表面之至少95%。
如請求項75之光學結構，其中該第二介電層覆蓋該部分光學透射之金屬層之外表面之100%。
如請求項74或75之光學結構，其中該介電區域包括SiO₂ 。
如請求項74或75之光學結構，其中該介電區域包括TiO₂ 。
如請求項74或75之光學結構，其中該介電區域包括其上具有高折射率金屬氧化物層之硼矽酸鹽。
如請求項74或75之光學結構，其中該介電區域包括其上具有TiO₂ 之硼矽酸鹽。
如請求項74或75之光學結構，其中該介電區域包括其上具有SiO₂ 之硼矽酸鹽。
如請求項74或75之光學結構，其包含於安全線或安全油墨中。
如請求項74或75之光學結構，其包含於膜中。
如請求項74或75之光學結構，其包含於具有可撓性基底之可撓性膜中。
如請求項74或75之光學結構，其包含於顏料、塗料或油墨中。
一種安全文件，其包括如請求項74至90中任一項之光學結構。
一種安全文件，其包括如請求項74至90中任一項之光學結構，其中第一色彩與第二色彩係互補色。
一種製造經組態以在反射模式中產生第一色彩且在透射模式中產生第二色彩之雙色油墨或雙色塗料之方法，該方法包括：提供基底層；及在該基底層上安置一種光學結構，該光學結構包括：第一金屬層，其安置於該基底層上，該第一金屬層具有第一折射率，其中該第一折射率之實部(n)對該第一折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；第一透明介電層，其安置於該第一金屬層上方；及第二金屬層，其安置於該第一透明介電層上方，該第二金屬層具有第二折射率，其中該第二折射率之實部(n)對該第二折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5。
如請求項102之方法，其進一步包括：自該基底層移除該光學結構；將光學結構片段化成具有該光學結構厚度五倍與約十倍之間面積之薄片；及將該等薄片分散於油墨介質或塗料介質中以獲得雙色油墨或雙色塗料。
如請求項103之方法，其進一步包括：將一個薄片囊封於包括複數個二氧化矽球之囊封層中。
如請求項104之方法，其進一步包括：將矽烷偶合劑連接至該囊封層。
如請求項102至104中任一項之方法，其中該光學結構進一步包括：第二透明介電層，其介於該基底層與該第一金屬層之間，該第二透明介電層具有大於或等於1.65之折射率；及第三透明介電層，其安置於該第二金屬層上方，該第三介電層具有大於或等於1.65之折射率。
一種經組態以在反射模式中產生第一色彩且在透射模式中產生第二色彩之雙色油墨或雙色塗料，該雙色油墨或雙色塗料包括：基底層；及一種光學結構在該基底層上，該光學結構包括：第一金屬層，其安置於該基底層上，該第一金屬層具有第一折射率，其中該第一折射率之實部(n)對該第一折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5；第一透明介電層，其安置於該第一金屬層上方；及第二金屬層，其安置於該第一透明介電層上方，該第二金屬層具有第二折射率，其中該第二折射率之實部(n)對該第二折射率之虛部(k)之比率大於或等於0.01且小於或等於0.5。
如請求項107之雙色油墨或雙色塗料，其中該光學結構進一步包括：第二透明介電層，其介於該基底層與該第一金屬層之間，該第二透明介電層具有大於或等於1.65之折射率；及第三透明介電層，其安置於該第二金屬層上方，該第三介電層具有大於或等於1.65之折射率。
如請求項107至108中任一項之雙色油墨或雙色塗料，其進一步包括包含該光學結構之油墨介質或塗料介質，其中該光學結構具有介於100 nm與2微米之間的厚度，且其中該光學結構之側向尺寸係介於1微米與20微米之間。