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WO 2006/090026 1 PCT/FR2005/050485
Article comportant une structure interférentielle multicouche semi-
réfléchissante
La présente invention concerne notamment l'authentification d'articles tels
que
par exemple des supports de données ou emballages.
Une grande diversité de moyens d'authentification a déjà été proposée, mettant
en oeuvre les propriétés magnétiques, électriques ou optiques de certains
matériaux. Il a
notamment été proposé d'utiliser des pigments présentant des propriétés
thermochromiques ou goniochromatiques dans des billets de banque, par exemple.
Le
brevet US 6 473 165 décrit ainsi un exemple de dispositif de vérification de
l'authenticité
d'un document par analyse de la lumière réfléchie.
L'invention vise notamment à proposer un nouveau moyen permettant
d'authentifier un article, qui puisse apporter également un effet esthétique
plaisant, le cas
échéant.
L'invention a ainsi pour objet, selon l'un de ses aspects, un article
comportant :
- une structure multicouche interférentielle semi-réfléchissante,
- une zone de préférence au moins partiellement transparente dans laquelle
s'étend au moins partiellement la structure multicouche interférentielle,
cette dernière étant
configurée de telle sorte qu'un observateur puisse percevoir une première
couleur en
réflexion et une deuxième couleur, différente de la première, en transmission.
La structure multicouche peut servir notamment de moyen d'authentification,
un observateur et/ou un appareil de détection adapté pouvant aisément
constater le
changement de couleur en réflexion ou en transmission. L'appareil de détection
peut même
analyser l'un au moins des spectres de transmission et de réflexion le cas
échéant, afin de
déterminer si ceux-ci présentent une signature spectrale prédéfmie.
Par ailleurs, la structure multicouche permet de réaliser des couleurs
relativement saturées, si on le souhaite, ce qui peut contribuer à
l'esthétique de l'article.
En outre, le changement de couleur procure un certain effet ludique, lequel
peut rendre l'article plus attrayant.
La flexibilité de la structure multicouche permet d'en munir une grande
diversité d'articles, qu'ils soient souples ou rigides.
L'article peut par exemple être un dispositif de conditionnement, par exemple
un récipient ou une boîte ou un support de données, par exemple un document de
valeur ou
de sécurité, notamment un billet de banque, une étiquette, un fil de sécurité,
un foil ou un
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disque optique, cette liste n'étant pas limitative. Le document peut notamment
contenir des
fibres papetières.
Dans le cas où le dispositif de conditionnement contient un produit fluide, la
couleur observée en réflexion ou en transmission peut dépendre du degré de
remplissage
avec ledit fluide, ce qui peut procurer un effet esthétique supplémentaire.
La structure multicouche peut être portée par un film transparent ou en
variante
par une paroi de l'article lui-même, notamment si cette paroi est réalisée
dans une matière
plastique translucide ou transparente, ce qui peut être le cas par exemple
dans le cas d'un
disque optique ou d'un récipient contenant un produit.
L'article peut comporter plusieurs structures multicouche interférentielles
semi-réfléchissantes juxtaposées, configurées pour présenter des couleurs
différentes
lorsqu'observées simultanément en réflexion ou en transmission.
Les différentes structures multicouche peuvent par exemple être juxtaposées
sur une même face de l'article de manière à créer des motifs, par exemple en
damier ou
autre.
Deux structures multicouche juxtaposées peuvent comporter si on le souhaite,
une ou plusieurs couches communes.
En variante, les structures multicouche sont dépourvues de couche commune.
La structure multicouche est de préférence réalisée par une technique de dépôt
sous vide et peut comporter, quelle que soit la technique utilisée, par
exemple une couche
d'un métal et au moins une couche d'un oxyde métallique, notamment plusieurs
couches
de différents oxydes métalliques, lesquelles peuvent présenter des épaisseurs
différentes.
La structure multicouche peut comporter plus de trois, voire plus de cinq
couches, par exemple huit couches. Le cas échéant, la structure multicouche
peut
comporter au moins deux couches de métaux ou oxydes métalliques différents.
La couleur en réflexion et/ou en transmission de la structure multicouche peut
être choisie en fonction d'une information portée par l'article, par exemple
être choisie en
fonction de la couleur d'un signe distinctif utilisé comme marque par le
fabriquant de
l'article et présent éventuellement par ailleurs sur l'article.
Lorsque l'article est un document, celui-ci peut comporter par exemple au
moins une couche fibreuse, cette dernière comportant par exemple des fibres
papetières,
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notamment de cellulose. La structure multicouche peut être portée par un film
s'étendant
par exemple dans au moins une fenêtre du document.
Lorsque le document comporte plusieurs structures multicouche
interférentielles semi-réfléchissantes, celles-ci peuvent, le cas échéant,
créer plusieurs
couleurs au sein d'une même fenêtre du document, lorsque celui-ci est observé
en réflexion
et en transmission.
En variante, ces structures multicouche créent des couleurs différentes dans
des
fenêtres différentes du document, lorsque celui-ci est observé en réflexion et
en
transmission.
L'article peut encore comporter une couche adhésive, ce qui peut être
avantageux notamment lorsque l'article est un support de données tel qu'une
étiquette ou
un visa.
La structure multicouche peut être configurée de manière à être sensiblement
non-goniochromatique.
La structure multicouche interférentielle peut être rendue opaque en
transmission par endroits partiellement ou totalement ajourée.
L'article peut comporter un fond uni ou non, coloré ou non, s'étendant
derrière
la structure multicouche. Ce fond peut être agencé de manière à créer une
alternance
d'effets de couleur. L'article peut notamment comporter une impression
derrière la
structure multicouche, notamment une impression d'une encre magnétique ou
d'une encre
noire ou réfléchissante. Le cas échéant, l'encre est déposée sur la structure
multicouche
elle-même ou sur une face d'un document ou d'un dispositif de conditionnement
recouvert
avec la structure multicouche. La structure multicouche peut encore comporter
une
démétallisation partielle, par exemple afin de faire apparaître une écriture
négative.
L'impression peut comporter au moins un caractère alphanumérique.
L'invention a encore pour objet un procédé pour authentifier un article, dans
lequel on observe la couleur de la structure multicouche en réflexion et en
transmission et
l'on évalue l'authenticité de l'article en fonction d'au moins une information
liée au
changement de couleur observé.
L'invention a encore pour objet un procédé pour authentifier un article, dans
lequel l'un au moins du spectre de transmission et de réflexion de la
structure multicouche
est mesuré et comparé à un spectre de référence.
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L'invention a encore pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce
qui précède, une gamme de documents de valeur dans laquelle une couleur est
associée à
chaque document de la gamme, cette couleur étant obtenue par une structure
multicouche
interférentielle.
La structure multicouche peut être agencée sur le document de manière à être
visible en réflexion et/ou en transmission. La structure multicouche peut
notamment être
placée devant une zone opaque. La structure multicouche peut être déposée sur
une face
d'un substrat tel que par exemple un film de matière thermoplastique
transparente revêtu
sur la face opposée par un revêtement réfléchissant. La structure multicouche
peut encore
être opaque, l'opacité étant obtenue par exemple en augmentant l'épaisseur de
la couche de
la structure multicouche adjacente au substrat.
La structure multicouche peut encore être placée sur le document de manière à
recouvrir une portion au moins partiellement opaque de celui-ci, notamment une
portion
totalement opaque. La portion recouverte peut comporter une impression,
notamment une
impression porteuse d'information, par exemple une impression d'une encre
magnétique
et/ou une impression d'une encre noire ou colorée sur un fond blanc ou coloré.
La couleur
de l'encre peut être liée à l'utilisation de pigments magnétiques. La couleur
observée
devant un fond noir peut être différente de la couleur observée devant un fond
blanc ou
coloré.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un support de
données numériques comportant :
- une structure multicouche interférentielle semi-réfléchissante,
- une zone au moins partiellement transparente dans laquelle s'étend au
moins partiellement la structure multicouche interférentielle, cette dernière
étant
configurée de telle sorte qu'un observateur puisse percevoir une première
couleur en
réflexion et une deuxième couleur, différente de la première, en transmission.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un récipient
comportant :
- une structure multicouche interférentielle semi-réfléchissante,
- une zone au moins partiellement transparente dans laquelle s'étend au
moins partiellement la structure multicouche interférentielle, cette dernière
étant
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configurée de telle sorte qu'un observateur puisse percevoir une première
couleur en
réflexion et une deuxième couleur, différente de la première, en transmission.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description
détaillée
qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, et à
l'examen du
dessin annexé, sur lequel :
- la figure 1 représente de manière schématique un exemple de film revêtu
d'une structure multicouche selon l'invention,
- la figure 2 représente un document de valeur comportant une fenêtre dans
laquelle la structure multicouche est visible,
- la figure 3 est une coupe, schématique et partielle, selon III-III de la
figure
2,
- la figure 4 représente de manière schématique une étiquette portant une
structure multicouche selon l'invention,
- la figure 5 est une coupe selon V-V de la figure 4,
- la figure 6 représente une structure multicouche portée de manière
détachable par une bande de support,
- la figure 7 représente un cédérom pourvu de structures multicouche
conformes à l'invention,
- la figure 8 représente un récipient présentant une structure multicouche
réalisée conformément à l'invention,
- la figure 9 illustre de manière schématique la possibilité d'opacifier la
structure multicouche par endroits,
- la figure 10 représente une gamme de documents de valeur associée à des
structures multicouche différentes,
- la figure 11 illustre la possibilité de réaliser une impression derrière la
structure multicouche, et
- la figure 12 illustre schématiquement une fenêtre d'un document présentant
deux couleurs.
Sur le dessin, les proportions relatives des différents éléments n'ont pas
toujours été respectées, dans un souci de clarté.
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WO 2006/090026 6 PCT/FR2005/050485
On a représenté à la figure 1, de manière schématique, une structure
multicouche 1, réalisée conformément à l'invention, portée par un film de
support 2 sous-
jacent, ce film 2 étant transparent dans l'exemple considéré.
La structure multicouche 1 est un filtre interférentiel semi-réfléchissant,
capable de présenter une première couleur lorsqu'observé en transmission, en
étant éclairé
par une lumière blanche et une deuxième couleur lorsqu'observé en réflexion,
par exemple
devant un fond sombre.
La structure multicouche est composée d'une alternance de couches de bas
indice de réfraction et de haut indice de réfraction, les couches de bas
indice étant par
exemple des couches d'un diélectrique et les couches de haut indice des
couches d'un
métal.
Les indices de réfraction des différentes couches ainsi que leurs épaisseurs
respectives sont choisis en appliquant la théorie bien connue des filtres
interférentiels, de
manière à ce que la réflectance spectrale de la structure multicouche présente
les propriétés
souhaitées. Les différentes couches peuvent par exemple être choisies de telle
sorte que
l'un au moins du spectre de réflectance et de transmission de la structure
corresponde
sensiblement à un spectre de référence, lequel peut ensuite servir de
signature de référence
dans un procédé d'authentification.
La structure multicouche peut par exemple présenter une couleur bleue en
transmission et une couleur orangée or en réflexion. D'autres couleurs peuvent
bien
entendu être choisies.
La structure multicouche peut comporter des couches réalisées dans des
matériaux choisis parmi la liste non limitative suivante : MgF2, CeF3, ZnS,
ZnSe, Si, Ge,
Te, Si02, Fe203, Pt, Va, A1203, MgO, Y203, S203, SiO, 1-002, Zr02, Ce02,
Nb2O5, Ta2O5,
Ti02, Ag, Al, Au, Cu, Rb, Ti, Ta, W, Zr, Zn et leurs oxydes et alliages.
Le dépôt des différentes couches peut s'effectuer par des techniques connues
de dépôt sous vide, par exemple les techniques d'évaporation, de dépôt
ionique, de
pulvérisation (sputtering) par exemple de pulvérisation par radiofréquences,
faisceau
d'ions ou laser, de dépôt par vapeur chimique (PVD) éventuellement assisté par
plasma
(PCVD), par cluster ionisé (ICB), par épitaxie, notamment par jet moléculaire,
par
bombardement ionique, cette liste n'étant pas limitative.
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WO 2006/090026 7 PCT/FR2005/050485
Des exemples de techniques de dépôt sous vide sont décrits notamment dans le
brevet US 6 524 381.
Le film de support 2 peut être un film d'une matière thermoplastique
transparente, par exemple du polyester. La couche de la structure multicouche
en contact
avec le film du support 2 peut être une couche d'un oxyde métallique, par
exemple.
Divers articles peuvent être munis d'une structure multicouche conformément
à l'invention.
A titre d'exemple, on a représenté à la figure 2 un document de sécurité 3
comportant une fenêtre 4 dans laquelle s'étend la structure multicouche 1.
Cette fenêtre 4 peut par exemple être réalisée dans deux jets 3a et 3b de
papier,
le film 2 portant la structure multicouche 1 s'étendant par exemple d'un bord
5 du
document 3 au bord opposé 6, sous la forme d'une bande 7 prise en sandwich
entre les
deux jets 3a et 3b.
La structure multicouche 1 peut encore recouvrir un support de données 8 tel
qu'une étiquette, comme illustré sur les figures 4 et 5. Cette étiquette
comporte sur une
face le film 2 porteur de la structure multicouche 1 et sur la face opposée au
moins par
endroits une couche adhésive 9 permettant sa fixation sur un objet présentant
de préférence
au moins une zone transparente.
La structure multicouche peut encore servir à la réalisation d'un foil, comme
illustré à la figure 6, un tel foil comportant une bande de support 10, une
couche de
libération 11, un vernis de protection 12, la structure multicouche 1 et le
film 2 associé et
une couche d'un adhésif 13, par exemple un adhésif activable à chaud.
Le foil est appliqué sur l'article que l'on souhaite recouvrir au moins
partiellement par la structure multicouche. Le transfert peut avoir lieu par
application de
chaleur et de pression, l'ensemble constitué par le vernis 12, la structure
multicouche 1, le
film 2 et l'adhésif 13 se détachant de la bande de support 10 revêtue de la
couche de
libération 11.
On a représenté à la figure 7 un cédérom 14 comportant une partie centrale
transparente 15 sur laquelle on a déposé plusieurs structures multicouche 1
présentant des
propriétés optiques différentes, de façon à créer plusieurs couleurs lorsque
le cédérom est
observé en réflexion, et plusieurs couleurs également lorsque le cédérom est
observé en
transmission.
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WO 2006/090026 8 PCT/FR2005/050485
Les différentes structures multicouche 1 sont juxtaposées sous la forme de
cadrans dans l'exemple de la figure 7, mais bien entendu d'autres agencements
peuvent
être réalisés sans que l'on sorte du cadre de la présente invention.
Dans l'exemple du document 3, le film 2 peut recevoir plusieurs structures
multicouche 1 présentant des propriétés optiques différentes de façon à créer
à travers une
même fenêtre 4 plusieurs couleurs lorsque le document est observé en
réflexion, et
plusieurs couleurs également lorsque le document est observé en transmission,
comme
illustré sur la figure 12.
Dans l'exemple de la figure 8, la structure multicouche 1 est déposée sur une
face extérieure 17 de la paroi transparente 18 d'un récipient contenant un
produit fluide. Le
cas échéant, la paroi 18 ne comporte qu'une fenêtre transparente, étant par
exemple
recouverte par une impression ou une étiquette. Par ailleurs, la paroi 18 peut
être souple,
étant par exemple réalisée en une matière thermoplastique transparente. La
paroi 18 peut
encore être relativement rigide, le prélèvement du produit s'effectuant alors
par exemple
grâce à une pompe.
Lorsque le matériau constituant la paroi 18 le permet, la structure
multicouche
1 peut être déposée à même cette paroi, par l'une des techniques de dépôt
mentionnées plus
haut, ou en variante être déposée sur le film de support 2, lequel est ensuite
fixé sur la paroi
18 du récipient, par exemple grâce à un adhésif ou par thermosoudage.
Lorsque le récipient est plein, la structure multicouche 1 peut paraître en
réflexion d'une certaine couleur. Lorsque le récipient se vide
progressivement, la portion
de la structure multicouche 1 située sous le niveau du produit contenu dans le
récipient
peut continuer à paraître de la même couleur tandis que la portion située au-
dessus du
niveau du produit peut apparaître d'une autre couleur.
On a illustré sur la figure 9 la possibilité de disposer derrière la structure
multicouche 1 un fond au moins partiellement opaque 20, par exemple noir, ce
fond étant
par exemple interrompu par intervalles de manière à permettre l'observation de
la structure
multicouche 1 en lumière transmise dans ces intervalles 21.
On peut ainsi créer une alternance d'effets de couleurs, par exemple une
alternance des couleurs bleue et orange, la couleur bleue étant observée
devant le fond 20.
On a représenté à la figure 10 une gamme de documents de valeur 3, par
exemple différentes coupures de billets de banque. A chaque coupure ou gamme
de
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coupures, on peut associer une structure multicouche 1 spécifique, de telle
sorte que
l'utilisateur peut percevoir en réflexion une couleur donnée pour chaque
coupure. On peut
par exemple voir une couleur pour les basses coupures et une autre pour les
hautes
coupures.
La structure multicouche 1 peut par exemple être présente sur un fil de
sécurité
ou un patch et couvrir en tout ou partie une face du document 3.
La structure multicouche 1 peut recouvrir une zone du document opaque en
tout ou partie.
La zone recouverte par la structure multicouche 1 peut présenter une couleur
uniforme ou présenter au moins deux régions colorées différemment, par exemple
au
moins une région claire et au moins une région foncée de manière à ce que la
structure
multicouche apparaisse de couleur non uniforme.
Lorsque la structure multicouche 1 est placée devant un fond uni, celui-ci
peut
par exemple être un fond réfléchissant, par exemple formé par un dépôt
métallique, blanc
ou noir.
Le cas échéant, la structure multicouche 1 peut être réalisée de manière à
être
opaque, sa couleur ne pouvant ainsi être observée qu'en transmission, étant
indépendante
de la zone du document 3 recouverte par la structure multicouche.
La structure multicouche 1 peut éventuellement recouvrir une impression
comportant par exemple au moins un caractère alphanumérique 30, comme illustré
à la
figure 11. Cette impression peut par exemple être effectuée au moyen d'une
encre noire sur
un fond blanc, de telle sorte que la région de la structure multicouche 1 qui
recouvre le
caractère imprimé apparaisse d'une couleur différente de celle qui recouvre le
fond blanc.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être
décrits.
Dans tous les exemples, on peut adjoindre au document ou au dispositif de
conditionnement au moins un élément de sécurité conventionnel tel que par
exemple un
dispositif optiquement variable ou permettant de mettre en évidence une
tentative de
falsification.
La structure multicouche 1 peut être partiellement démétallisée, cette
démétallisation partielle permettant par exemple de faire apparaître des
caractères
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alphanumériques lorsque la structure multicouche 1 est observée en
transmission. Ce ou
ces caractères peuvent apparaître en écriture positive ou négative.
On peut combiner entre elles les caractéristiques des différents modes de
réalisation qui viennent d'être décrits.
En particulier, on peut réaliser plusieurs structures multicouche juxtaposées,
de
couleurs différentes, dans les exemples des figures 1 à 6 et 8 à 11, à
l'instar de ce qui a été
décrit en référence à la figure 7.
Dans toute la description, y compris les revendications, l'expression
comportant un doit être comprise comme étant synonyme de comportant au
moins
un , sauf si le contraire est spécifié.
