Brevet FR2849708A1 — publié le 20040709

La présente invention concerne un dispositif de sécurité pouvant être apposé sur un objet ou incorporé à celui-ci afin d'assurer une sécurité de premier niveau ou de deuxième niveau contre la reproduction frauduleuse de l'objet considéré. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION On sait que pour éviter la reproduction frauduleuse d'objet, notamment des documents tels que des billets de banque, ou des cartes bancaires, il est néces10 saire que l'objet comporte au moins un dispositif de sécurité qui, pour être efficace, doit être difficile à reproduire tout en étant facilement identifiable. Le dispositif de sécurité peut être destiné à assurer une sécurité de premier niveau, c'est-à-dire être 15 identifiable visuellement sans utilisation d'un outil, ou une sécurité de deuxième niveau, c'est-à-dire en utilisant un outil d'identification tel qu'une lampe à ultraviolets ou un capteur infrarouge. On connaît différents dispositifs de sécurité 20 utilisant des propriétés de diffusion de la lumière. En particulier, on connaît des dispositifs de sécurité sous forme de timbres ou de rubans comportant des hologrammes. L'expérience a montré que les signes réalisés par des hologrammes sont généralement trop compliqués pour être mé25 morisés par le grand public d'autant plus que les différentes couleurs de l'hologramme ne sont visibles que si l'hologramme est exposé à une source de lumière ponctuelle, ce qui n'est généralement pas le cas dans les lieux publics o le contrôle de premier niveau est effec30 tué. En pratique, il suffit donc pour tromper un consommateur d'attention moyenne, que l'objet reproduit frauduleusement comporte un hologramme quelconque ou même simplement une partie brillante présentant des reflets variables, même si le signe réalisé est sensiblement diffé35 rent du signe utilisé sur le dispositif de sécurité au- thentique. En outre, les hologrammes sont coteux à réaliser et de structure fragile. OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer un élément 5 de sécurité pouvant être facilement mémorisé et analysé au moins lors d'un contrôle de premier niveau. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose, selon l'invention, un dispositif de sécurité comportant 10 une couche de matière transparente ayant un indice de réfraction et une épaisseur appropriés pour former un guide d'onde et contenant au moins un produit photoluminescent, une des faces de cette couche en guide d'onde comportant un motif d'extraction de lumière interrompant localement 15 l'effet de guide d'onde. Ainsi, quelle que soit la forme de la source de lumière, c'est-à-dire ponctuelle ou diffuse, la lumière qui pénètre dans la couche en guide d'onde excite le produit photoluminescent dont l'émission luminescente ne 20 peut s'échapper de la couche en guide d'onde que par le motif d'extraction de lumière et est donc perçu par un observateur selon le signe formé par le contour de ce motif. En particulier, en prévoyant un produit photoluminescent émettant dans le domaine du visible, il est pos25 sible d'assurer un contrôle de premier niveau en observant non seulement le contour du motif d'extraction de lumière, mais la couleur de ce motif. Il est également possible de réaliser un contrôle de deuxième niveau en prévoyant soit un produit photoluminescent excité par un 30 rayonnement ultraviolet au moyen d'une lampe appropriée, soit un produit photoluminescent émettant dans un domaine non visible tel que l'infrarouge, l'analyse étant alors effectuée avec le capteur correspondant, soit une combinaison de ces deux outils. Selon une version avantageuse de l'invention, le dispositif de sécurité comporte au moins une couche transparente en contact avec une face de la couche en guide d'onde et ayant un indice de réfraction inférieur à l'indice de réfraction de la couche en guide d'onde. Ain5 si, l'effet de guide d'onde est renforcé de sorte que l'on obtient une intensité plus forte de la lumière émise à travers le motif d'extraction de lumière, et on évite en outre une extraction de lumière par des salissures qui seraient appliquées sur la surface externe du dispositif 10 de sécurité lors de l'utilisation de l'objet portant ce dispositif de sécurité, ces salissures ayant généralement un indice de réfraction propre à effectuer une extraction de la lumière à l'endroit des salissures. Selon d'autres aspects avantageux de l'invention, 15 le motif d'extraction de lumière est réalisé soit sous forme d'un motif en relief soit sous forme d'un motif réalisé au moyen d'un produit transparent ayant un indice de réfraction supérieur à l'indice de réfraction de la couche en guide d'onde. Selon encore un autre aspect avantageux de l'invention, la couche en guide d'onde comporte au moins une zone comportant un premier produit photoluminescent et au moins une zone adjacente comportant un second produit photoluminescent formant une cascade lumineuse avec 25 le premier produit photoluminescent. On obtient ainsi au niveau du motif d'extraction de lumière une couleur qui ne correspond à aucune couleur naturelle de produit photoluminescent de sorte que l'on augmente la difficulté de reproduction du dispositif de sécurité. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de différents modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention, en relation avec les figu35 res ci-jointes parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue en perspective partielle d'un billet de banque équipé d'un dispositif de sécurité selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe très agrandie 5 d'un premier mode de réalisation du dispositif de sécurité selon l'invention avant son application sur un billet de banque, - la figure 3 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 2 d'un second mode de réalisation du 10 dispositif de sécurité selon l'invention, - la figure 4 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 2 d'un troisième mode de réalisation du dispositif de sécurité selon l'invention appliqué sur un billet de banque. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le dispositif de sécurité selon l'invention est illustré sous forme d'un timbre 1 fixé par collage sur un billet de banque 2. Le timbre 1 comporte un signe sécuritaire 3, ici en forme de symbole de l'euro. En référence à la figure 2, le dispositif de sécurité selon le premier mode de réalisation de l'invention comporte une couche de matière transparente 4, par exemple une matière synthétique flexible ayant un indice de réfraction de l'ordre de 1,5, dans laquelle est 25 incorporé un produit photoluminescent émettant dans le domaine visible, et ayant une épaisseur appropriée pour former un guide d'onde, par exemple une épaisseur d'environ 10 Mm. La couche en guide d'onde 4 est recouverte d'une couche de vernis transparent 5 ayant un in30 dice de réfraction inférieur à l'indice de réfraction de la couche en guide d'onde 4. La couche de vernis 5 est par exemple réalisée au moyen d'un vernis transparent chargé avec des particules ultrafines de silice (de l'ordre de quelques nanomètres) de sorte que le vernis a 35 un indice de réfraction voisin de 1. Sur sa face infé- rieure la couche en guide d'onde 4 est également en contact avec une couche de vernis 6 ayant également un indice de réfraction inférieur à l'indice de réfraction de la couche en guide d'onde 4, par exemple une couche de 5 vernis analogue à la couche de vernis 5. Les couches de vernis 5 et 6 ont essentiellement pour fonction de renforcer l'effet de guide d'onde de la couche en guide d'onde 4. Afin de ne pas augmenter de façon indue l'épaisseur totale du dispositif de sécurité, ces couches 10 ont une épaisseur très faible par exemple de l'ordre du micromètre. Dans ce premier mode de réalisation, le dispositif de sécurité comporte en outre une couche de matière de couleur blanche 7, par exemple une couche de vernis 15 ayant une épaisseur de l'ordre du micromètre chargé avec des particules de titane. Une couche d'adhésif 8 est en contact avec la couche de matière blanche 7. L'adhésif est de préférence un adhésif thermofusible qui permet la fixation à chaud du timbre 1 sur le billet de banque 2. 20 L'épaisseur de la couche d'adhésif est adaptée pour permettre la fixation du dispositif de sécurité sur l'objet auquel il est destiné. Dans le cas d'un billet de banque, l'épaisseur de cette couche est typiquement de l'ordre de 2 à 3 um. Dans le premier mode de réalisation illustré, la face inférieure de la couche en guide d'onde 4 comporte en outre un motif d'extraction de lumière formé par une série d'éléments 9 en forme de rainures curvilignes accolées les unes aux autres pour former un motif en relief 30 interrompant l'effet de guide d'onde et dont le contour forme le signe sécuritaire 3. Dans le mode de réalisation illustré, les rainures 9 sont en forme de V dont les côtés forment avec les faces de la couche en guide d'onde 4 un angle adapté pour renvoyer la lumière circulant dans 35 le guide d'onde vers la surface supérieure de la couche en guide d'onde 4 selon un angle permettant une extraction de la lumière contenue dans le guide d'onde. La couche de matière blanche renforce cette extraction et augmente le contraste du signe sécuritaire par rapport à la zone adjacente. En outre, le relief en dent de scie ainsi obtenu est un relief diffractif de sorte que les rayons lumineux en provenance de l'extérieur atteignant le motif en relief 10 ne restent pas emprisonnés dans la couche en 10 guide d'onde 4 mais sont renvoyés vers l'extérieur avec une longueur d'onde égale à la distance entre crêtes du motif en relief 10. Lorsque l'on souhaite éviter un effet visible de l'effet diffractif du motif en relief 10 par rapport à l'émission photoluminescente, il suffit donc de 15 réaliser les rainures 9 selon une largeur au moins égale à 1 gm, par exemple de l'ordre de 2 /im afin de ne pas trop modifier l'aspect de surface du dispositif de sécurité. l'effet diffractif obtenu est alors dans le domaine infrarouge et ne vient donc pas perturber le contrôle de 20 premier niveau. Il permet au contraire d'assurer un contrôle de deuxième niveau en vérifiant que le signe sécuritaire 3 est visible lorsque le dispositif de sécurité est analysé au moyen d'un capteur infrarouge. En pratique, le dispositif de sécurité selon ce 25 premier mode de réalisation est de préférence réalisé en déposant tout d'abord la couche de vernis 5 sur un film support convenablement enduit d'une matière permettant une séparation du dispositif de sécurité à partir du film support lors de la mise en place sur un billet de banque. 30 La couche de vernis 5 est déposée sur le film support par tout moyen d'impression approprié, par exemple par sérigraphie. La matière formant la couche en guide d'onde 4 est ensuite déposée sur la couche de vernis 5 selon une épaisseur constante. La couche de vernis transparent 6 35 est ensuite déposée sur la couche en guide d'onde 4, éga- lement selon une épaisseur constante, puis le motif en relief 10 est réalisé, par exemple par embossage. On notera à ce propos que le motif en relief 10 illustré sur la figure 2 comporte quatre rainures 9 seulement pour ne 5 pas charger la figure. Compte tenu de la très faible largeur des rainures 9, le motif réel comportera un grand nombre de rainures afin que le signe réalisé soit perceptible à l'oeil nu. Après embossage du motif en relief 10, la couche de vernis 6 est recouverte avec la couche de 10 vernis au titane 7 puis la couche d'adhésif 8. Le dispositif de sécurité selon l'invention est alors prêt à être fixé sur un objet à authentifier. En référence à la figure 3, le dispositif de sécurité comporte comme précédemment une couche en guide 15 d'onde généralement désignée en 4 encadrée par des couches de vernis 5 et 6 à faible indice de réfraction, la face inférieure du dispositif de sécurité étant comme précédemment pourvue d'une couche d'adhésif 8. Dans ce mode de réalisation, la couche en guide d'onde 4 comporte 20 différentes zones 4.1 et 4.2 adjacentes les unes aux autres et contenant des matière photoluminescentes différentes formant entre elles une cascade lumineuse. En outre, dans ce mode de réalisation le motif d'extraction de lumière il est réalisé au moyen d'une matière ayant un 25 indice de réfraction supérieur à l'indice de réfraction de la couche en guide d'onde 4. A titre d'exemple, le motif d'extraction de lumière 11 peut être réalisé au moyen d'un vernis contenant du sulfure de zinc de sorte que l'indice de réfraction du motif réalisé est voisin de 30 1,8. De même que dans le premier mode de réalisation le dispositif de sécurité selon ce mode de réalisation est de préférence réalisé en déposant les différentes couches sur un film support en commençant par la couche 35 de vernis 5. Les zones 4.1 et 4.2 sont réalisées par des dépôts successifs des matières les constituant. Le motif d'extraction de lumière 11 peut être réalisé par des techniques d'impression classiques, par dépôt sous vide ou par toute autre technique permettant l'application d'une couche selon un contour défini. En référence à la figure 4, le dispositif de sécurité comporte comme dans les modes de réalisation précédents, une couche en guide d'onde 4 recouverte sur sa face supérieure par une couche de vernis 5 ayant un in10 dice de réfraction inférieur à l'indice de réfraction de la couche en guide d'onde 4. Dans ce mode de réalisation, une couche réfléchissante 12 est appliquée sur la face de la couche en guide d'onde opposée à la couche de vernis 5. Cette couche réfléchissante 12 est par exemple obtenue 15 par dépôt sous vide d'une couche d'aluminium. Comme précédemment, le dispositif de sécurité est fixé sur le billet de banque 2 au moyen d'une couche d'adhésif 14 dans laquelle a été incorporé un pigment blanc. Dans ce mode de réalisation, le motif 20 d'extraction de lumière 13 ayant une structure identique au motif d'extraction de lumière 10 est cette fois réalisé sur la surface supérieure du dispositif de sécurité. Ce mode de réalisation est obtenu en réalisant tout d'abord un timbre ne comportant pas de motif 25 d'extraction de lumière. Le timbre est obtenu en déposant successivement sur un film support la couche de vernis 5 qui est recouverte avec la couche en guide d'onde 4 puis la couche réfléchissante 12 et enfin la couche d'adhésif blanc 14. Le timbre ainsi obtenu est transféré sur un do30 cument et c'est seulement après le transfert que le timbre est soumis à un embossage réalisant le motif d'extraction de lumière 13. Cet embossage est par exemple réalisé par calandrage à chaud entre des rouleaux dont l'un comporte un signe sécuritaire réalisé en taille 35 douce. Ce mode de réalisation permet de fabriquer à l'avance un grand nombre de dispositifs de sécurité, ce qui permet d'utiliser des moyens de production en série, puis de personnaliser le dispositif de sécurité en fonction de l'application. Dans le cas d'un billet de banque, 5 cela permet en particulier de réaliser un signe sécuritaire correspondant au numéro de série du billet de banque. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et on peut y apporter des 10 variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, on peut réaliser différentes combinaisons des couches décrites en relation avec chacun des modes de réalisation illustrés. A titre d'exemple, on 15 peut remplacer la couche de vernis 6 et la couche de matière blanche 7 du premier mode de réalisation par une réfléchissante analogue à la couche réfléchissante 12 du troisième mode de réalisation. On notera également que le motif d'extraction de 20 lumière, que celui-ci soit un motif en relief ou un motif réalisé au moyen d'une matière ayant un indice de réfraction supérieur à l'indice de réfraction de la couche en guide d'onde, peut être réalisé indifféremment adjacent à la surface supérieure ou à la surface inférieure de la 25 couche en guide d'onde. Le motif d'extraction de lumière réalisé en matière à indice de réfraction élevé peut, comme le motif en relief, être réalisé sous forme d'une série de lignes ou de points séparés pour éviter un effet de bord lorsque 30 le signe sécuritaire comprend des aplats. L'une ou plusieurs des couches transparentes peut contenir un colorant pour modifier la couleur de la lumière émise par le produit photoluminescent. On peut également réaliser différentes combinai35 sons de couleur utilisant des matières photoluminescentes de différentes couleurs dans différentes zones de la couche en guide d'onde, et associer aux différentes zones différents motifs d'extraction de lumière de sorte que ceux-ci apparaissent selon des couleurs différentes. On peut également combiner un contrôle de sécurité de premier niveau et un contrôle de sécurité de deuxième niveau en incorporant à la couche en guide d'onde des matières photoluminescentes différentes émettant à des longueurs d'ondes différentes pouvant être ex10 citées et/ou contrôlées séparément. Bien que dans le cas d'un motif d'extraction de lumière en relief, celuici ait été illustré par un motif en dent de scie, on peut prévoir un motif en relief ayant toute configuration appropriée pour réaliser une extrac15 tion de lumière, par exemple un motif en escalier ou un motif en toit d'usine, c'est-à-dire un motif formé de rainures dont les parois ont des inclinaisons différentes. Bien que le dispositif de sécurité selon 20 l'invention ait été décrit sous forme d'un timbre destiné à être apposé sur un document, ce dispositif peut également être réalisé sous forme d'un ruban ou d'un fil qui est fixé à l'objet à authentifier ou est incorporé à celui-ci, en particulier dans le cas d'un billet de banque 25 ou d'un document imprimé sur un support en papier. Le dispositif de sécurité peut également être réalisé directement sur l'objet à authentifier par dépôt successif de couches et, le cas échéant, embossage de la couche en guide d'onde. Dans ce cas il n'est pas nécessaire de pré30 voir une couche d'adhésif. il REVENDICATIONS 1. dispositif de sécurité, caractérisé en ce qu'il comporte une couche de matière transparente (4) 5 ayant un indice de réfraction et une épaisseur appropriés pour former un guide d'onde, et contenant au moins un produit photoluminescent, une des faces de cette couche (4) en guide d'onde comportant un motif d'extraction de lumière (10, 11, 13) interrompant localement l'effet de 10 guide d'onde. 2. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le motif d'extraction de lumière (11) est réalisé en une matière ayant un indice de réfraction supérieur à l'indice de réfraction de la couche 15 en guide d'onde (4). 3. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le motif d'extraction de lumière (10, 13) est un motif en relief. 4. Dispositif de sécurité selon la revendication 20 3, caractérisé en ce que le motif en relief est diffractif. 5. Dispositif de sécurité selon la revendication 4, caractérisé en ce que le motif en relief est formé d'éléments (9) ayant une largeur au moins égale à un mi25 cromètre. 6. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une couche de couleur blanche (7) s'étendant sur une face de la couche en guide d'onde (4) en regard du motif d'extraction de lumière 30 (10). 7. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une couche transparente (5, 6) en contact avec une face de la couche en guide d'onde (4) et ayant un indice de réfraction in35 férieur à l'indice de réfraction de la couche en guide d'onde (4). 8. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une couche réfléchissante (12) s'étendant sur un côté de la couche en guide d'onde (4). 9. Dispositif de sécurité selon les revendications 6 et 7 prises en combinaison, caractérisé en ce qu'il comporte une couche transparente (6) interposée entre la couche de matière blanche (7) et la couche en 10 guide d'onde (4>. 10. Dispositif de sécurité selon les revendications 6 et 8 prises en combinaison, caractérisé en ce la couche réfléchissante (12) est interposée entre la couche de matière blanche (14) et la couche en guide d'onde (4). 15 11. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche en guide d'onde (4) comporte au moins une zone (4.1) comportant un premier produit photoluminescent et au moins une zone adjacente (4.2) contenant un second produit photoluminescent for20 mant une cascade lumineuse avec le premier produit photoluminescent.