用于防伪纸、有价文件或类似物的防伪元件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于生产比如钞票、支票等的有价文件的防伪元件(10)，具有提供尤其用于透镜放大组件的多个微图像(9)的上侧，其中，每个微图像(9)由微空腔结构(1)形成，微空腔结构包括并排布置的多个微空腔(3)，每个微空腔(3)在平行于上侧的空间方向上具有0.5至3μm的尺寸，微空腔结构(1)的表面是光学反射的或高度折射的，使得在表面的至少一部分上发生反射。每个微图像(9)包括至少第一类型和第二类型的微空腔(3)，所述类型在微空腔(3)的纵横比方面不同，因此，每个微图像(9)由至少两种不同类型的微空腔(3)构成。
【专利说明】用于防伪纸、有价文件或类似物的防伪元件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制造比如钞票、支票等的有价文件的防伪元件，具有提供若干微图像的上侧。
[0002]本发明还涉及一种具有这种防伪元件的有价文件。
[0003]本发明还涉及一种用于比如钞票、支票等的有价文件的防伪元件的制造方法，其中，提供具有上侧的基底，在上侧上产生若干微图像。
【背景技术】
[0004]特别地，莫尔放大布置(moir6 magnificat1n arrangement)需要这种微图像。在莫尔放大布置中，透镜布置(lens arrangement)形成在微图像上方，以放大微图像，每个微图像分配有一个透镜。微图像通过设置在上方格栅中的显微透镜成像，使得观看者感知到被莫尔图形放大的微图像。适用于例如钞票的防伪元件的莫尔布置不能增加基底厚度，即钞票纸的可感知性。这导致最大透镜尺寸受限，这又限制设置在透镜下方的微图像的尺寸。每个微图像的可用面积位于20X20 μ m2和30X30 μ m2之间。透镜直径和微图像尺寸的下限由光的波动性设定，因为光散射随着透镜和微图像的结构尺寸的减小而增加，成像特性变差。而且，如果微图像不损失细节的精度，则制造付出随着微图像尺寸的减小而增加。
[0005]然而，微图像还用于尽可能不引人注意地识别有价文件，在这种情况下，当然没有一体的放大布置。
[0006]用于莫尔放大布置的微图像的构造已在本领域中在许多方面得到讨论。
[0007]ΕΡ1434695Β1描述了一种周期小于光波长的吸收结构。该结构设定为具有正弦轮廓的十字光栅。
[0008]W02005/106601A2涉及具有由抗反区域和部分反射区域构成的微图像的莫尔放大布置。该抗反区域由周期小于700nm且深度位于150和350nm之间的纳米结构形成。
[0009]EP1979768A1说明了具有显微透镜布置的多层体，其中，微图像通过微孔或具有不同不透明度的区域产生。
[0010]在EP1182054B1中，回射器分配给显微透镜，以使莫尔布置的成像误差最小。
[0011]在W02011/029602A2中，设置弯曲的微图像，以避免显微透镜布置中的成像误差。微图像的结构化经由衍射凹凸结构进行，比如衍射光栅或全息图、零级衍射结构、消光结构或蛾眼结构。
[0012]W02002/101669A2描述了由细点或穿孔形成的微图像。
[0013]EP1476317A1和US7468842B2描述了作为凹凸表面(填充有油墨)的凹表面和/或凸表面成像元件以及由亚波长结构形成的光阱图形，以产生用于莫尔放大布置的微图像。
[0014]在W02010/048015A1中，最后描述了一种制造用于莫尔放大布置的微图像的方法，其中，辐射敏感的供体层被部分地移除或转移，以实现层的横向结构化。
[0015]从DE102008046128A1中已知一种用于防伪元件的消光结构，其仅具有横向尺寸低于50 μ m的大量微元件，其中，微元件的至少一个几何形状参数随机变化，以产生消光效果。几何形状参数可以是微元件的深度。
【发明内容】
[0016]本发明之目的是构造特别用于(放大)透镜布置的已知微图像，使得在不增加经由复杂印刷方法等的制造付出的情况下使微图像的细节更加丰富来提高防伪。
[0017]该目的通过一开始提到的类型的防伪元件来实现，其中，每个微图像由具有并排设置的大量微空腔的微空腔结构形成，其中，微空腔在平行于上侧的空间方向上相应地具有0.5 μ m至3 μ m的延伸范围，微空腔结构可选地在其表面上是反射的或高度折射的，使得在表面上发生至少部分反射，对于每个微图像，图像信息经由对微空腔的纵横比的调制来形成。
[0018]该目的进一步通过一开始提到的类型的制造方法来实现，其中，每个微图像由具有并排设置的大量微空腔的微空腔结构形成，其中，微空腔在平行于上侧设置的空间方向上相应地具有0.5μπι至3μπι的延伸范围，微空腔结构构造成在其表面上可选地是反射的或高度折射的，使得在表面上发生至少部分反射，对于每个微图像，图像信息经由对微空腔的纵横比的调制而形成。
[0019]该目的最终还通过具有根据本发明的防伪元件的有价文件来实现。
[0020]根据本发明，每个微图像由具有并排设置的大量微空腔的微空腔结构形成，大量微空腔在它们表面上可选地是光学反射的。微图像的图像信息通过微空腔的形状、尤其通过微空腔的纵横比来编码。纵横比对每个微空腔反射光的亮度有影响。
[0021]对于制造微图像，重要的是，防伪元件提供第一和第二类型的微空腔，第一和第二类型的微空腔的差别在于纵横比。微图像借助这些类型的微空腔而结构化。微空腔的纵横比由此以预定分布布置并且可确定地布置，以产生微图像。
[0022]还可在不放大透镜布置的情况下使用微图像，因为它们显示出大的细节丰富度或高分辨率。
[0023]微空腔的光学属性可由几何光学来描述，微空腔的孔宽度处于几微米和更大范围内，从而比入射光的波长大几个数量级。这种微空腔在某些几何形状情况下可具有回射属性。然而，当孔宽度位于光波长数量级内时，空腔上的光衍射明显，而几何光学的定律仅作为近似值有效(参见H.1chikawa, "Numerical analysis ofmicroretroreflectors: transit1n from reflect1n to diffract1n^, J.0pt.A, PureApp1.0pt.6，p.121，2004)。如本发明所使用的，孔宽度处于微米范围内的微空腔的衍射行为整体上仍未能科学地检查。特别地，这适用于由多层覆盖的微空腔。
[0024]防伪元件中使用的微空腔很大，使得光衍射不(再)明显，另一方面，又很小，使得几何光学反射(仍)不明显。该中间范围已证明对于防伪元件的可生产性和防伪是有利的。此外，由于微图像尺寸受到最大可容许透镜尺寸的限制，如上所述，所以当通过透镜布置观看，在至少一个空间方向(平行于上侧观看)上不能分辨微空腔时，可得到微图像的有利的细节丰富度。低于2-3 μ m的尺寸，在波长数量级的结构上，光衍射逐渐发生，由此，反射光的散射或衍射比例增加。相比之下，超过该限度，镜像反射光的比例增加。那么，微空腔的轮廓形状变得更重要，这又增加了生产要求。因此，微空腔的横向孔宽度不大于3μπι或低于2μπι是有利的。低于0.5 μ m，光衍射明显，这会显著地妨碍简单成像。因此，总体上，微空腔在至少一个空间方向上的横向尺寸介于0.5 μ m和3 μ m之间，特别优选地大于/等于
0.7 μ m和/或小于2 μ m。
[0025]选择的尺寸范围实现微空腔的良好光学效果，与孔宽度大于10 μ m或更大的回射空腔相比，这尤其可与显微透镜有效地组合，使制造相对简单。
[0026]令人惊讶地，较大空腔会增加制造付出，因为精确轮廓形状是相关联的。特别地，根据本发明的微空腔不是回射器。
[0027]因为每个微空腔可同时理解为像素形式的图像元素，所以选择的尺寸范围额外地在常用微图像尺寸中产生良好的像素密度。
[0028]通过改变微空腔的纵横比，独立微空腔散射回光的密度被调制，从而产生图像结构。纵横比是最大深度与最小横向延伸长度之间的比率，并根据防伪元件中的期望图像结构而变化。因此，不再需要提供小且仍精细结构化的微图像的复杂印刷方法。替代地，可采用简单的复制方法来生产微空腔。当采用两种类型的纵横比时，图像信息可通过黑白图像两种类型的微空腔的相应分布来表示。纵横比的较大量或纵横比的连续变化当然是可能的，并导致灰度图像。
[0029]从制造透视图中，值得注意的是，用于微空腔的表面涂层不再需要沿横向变化，以产生不同亮度。其可以相同，且对于具有不同纵横比的微空腔，可以获得不同亮度的印记。
[0030]提供图像信息的微空腔可额外地通过亚波长结构(例如蛾眼结构形式)来补充，其可提供图像元素或微图像图案的一部分，尤其是背景。为此，还可使用从DE102008046128A1中已知的消光结构。
[0031 ] 在不同的优选实施例中，提供图像信息的微空腔还可额外地通过具有基本平滑或非结构化表面的区域来补充，其可提供图像元素或微图像图案的一部分，尤其是背景。
[0032]为了增加细节丰富度，优选地将这种微空腔构造成设置在图案元素的不对称的对比度变化(亮暗边界)区域中，以便使得设置在图案暗侧的微空腔区域在几何形状上构造成与设置在图案亮侧的那些区域不同。这在实现十分精细的图案方面是特别重要的，以避免通过微空腔的像素化。
[0033]微空腔的孔可基本上具有任何期望形状，例如方孔。然而，还可将微空腔构造成它们的边缘形成微图像的图像元素或图案的边界区域。因此，微图像内的图像区域可以彼此严格地定界开，因为图像元件的边缘十分清楚可见。
[0034]若干微图像通常布置成例如匹配设置在其上方的透镜布置的图形。优选地，微空腔形成微图像的图案及图案背景，其中，差别通过微空腔的纵横比变化来实现，根据待生产的微图像，微空腔的纵横比变化清楚地预先确定。另外，在简单的实施例中，仅微图像由不同类型的微空腔形成，而图案背景由具有平滑表面的区域形成。
[0035]具有微空腔的防伪元件还可用于生产以不成比例方式表示的布置的微图像，其具有难以模仿的光学效应，即使不利用莫尔效应。存在这样的布置，其中，具有设置在其上方的透镜布置的至少两个不同图像以不成比例方式表示出，从而不放大也不减小尺寸。在该情况下，微图像相应地对应于待表示的图像的不成比例细节。这在下文中称为“不成比例表示”。在本发明的实施例中，假设微空腔设置在分配给相应图像的微图像内的至少两个不同高度上。第一类型的微空腔布置在与第二类型的微空腔不同的平面中。如此，例如，可以生产可清楚识别的交替图像、运动图像、泵图像(pump image)、形态图像(morph image)或立体图像。
[0036]微空腔的几何形状决不受限于旋转对称形状或在平面图中具有圆形外形的形状，因此关于它们的孔也是这样。可同样地使用非球形或自由形式区域，比如从灯光反射器中已知的。对于微空腔，另外，非旋转对称孔是可能的，尤其是通道状孔。那么，两种类型可关于非旋转对称微空腔延伸方向不同。特别地，还可采用通道状凹陷，具有例如半圆柱形状，其仅在一个方向上弯曲，而在另一方向上沿纵向延伸。
[0037]此外，通过具有不同取向的非旋转对称微空腔也可实现这种效应，所述微空腔给观看者传递三维物体印记。为此，待复制物体的高度信息或到观看者的距离可由这种微空腔的取向角度编码。在这种情况下，观看者感知到结构化了微空腔的平坦表面在横向方向上不同的视差。可根据微空腔生产中的物体的高度或反射属性额外地改变微空腔的结构深度来增强三维印记。当在具有编码的取向角度的这种微空腔中逐像素地实施图案的强度轮廓时，还可获得三维印记。
[0038]最后，通道状微空腔的横截面也不受限于对称几何形状。非对称几何形状可经由“闪耀”效应使光聚集在观看者的方向上。因此，由观看者感知到的光输出可以增加。
[0039]微空腔可选地涂覆有薄膜涂层，以产生彩色印记。如果选择在倾斜防伪元件时不改变颜色的所谓颜色固定涂层，则在具有不同纵横比的微空腔区域中获得观看角度、显著亮/暗对比度的变化。由覆盖有颜色固定涂层的较浅微空腔填充的区域显示出强烈的饱和色调，而深微空腔区域看上去明显较暗。作为涂层，层序列1nm Cr、210nm Zns和作为镜像层设置在下方的60nm Al是合适的。然而,还可选择半透明层结构,例如15nm招、75nm ZnS和15nm铝。
[0040]如果采用根据观看角度而产生彩色印记(颜色偏移)的所谓颜色偏移涂层或干扰层结构，颜色印记也取决于纵横比。如果将当倾斜时在平滑表面上显示出颜色变化的这种干扰层结构施加到微空腔，浅微空腔的色调看上去与平滑表面的垂直反射光的色调大致相同。相比之下，在倾斜状态下，深微空腔(纵横比>0.4)呈现大致平滑表面的色调。在如此涂覆的微空腔中，因此不仅可改变亮度，而且还可通过选择纵横比改变色调。
[0041]颜色效应根据微空腔的几何变化来区分微空腔。因此，不必要建造实现颜色效应的涂层。其优选地局部地施加到微空腔结构上方。对于黑白图像或灰度图像，微空腔优选地没有涂层，该涂层具有取决于入射角的扩散性，以产生颜色效应。
[0042]对于根据本发明的制造方法，特别地，讨论例如借助激光印字机的直接曝光技术。类似于显微透镜的已知制造方法，可进行所述制造。微空腔结构的原件(original)借助激光印字机经由直接曝光写入由光致抗蚀剂涂覆的基底，随后去除光致抗蚀剂的曝光部分。曝光的原件可以随后被电铸，从而产生压花模。最后，经由模压工艺例如在箔片的UV漆中或直接地(例如，热印进箔片表面中)复制所述结构。或者，可使用纳米压印。制造原件的更复杂方法(比如电子束或聚集离子束曝光方法)允许微空腔几何形状的更精细实施例。这些制造方法关于选择微空腔的几何形状而提供许多构造可能性。因此，在不付出额外努力的情况下，与上述激光直接曝光方法相比，还以更高精确度实现微空腔的非旋转对称和/或非球形几何形状。
[0043]随后，例如用反射层和/或实现颜色效应的结构(例如干扰层结构和/或颜色层)涂覆表面，例如，颜色固定涂层。为此，真空中的电子束气相沉积、溅射或热蒸发得以讨论。如果表面本身就是反射的，则可省略涂层。最终，优选地，用覆盖层层压所述结构，以进行保护。
[0044]在恒定孔宽度下，还可仅通过改变微空腔的深度来生产具有不同纵横比的微空腔，例如经由相应地改变激光印字机的曝光强度。这种过程提供了明显更简单的数据准备的优点。
[0045]特别地，防伪元件可构造为防伪线、撕裂线、防伪带、防伪条、补片、箔片元件或标签。特别地，防伪元件可桥跨透明区域或间隙和/或用于防伪卡或身份文件(例如，护照)。
[0046]特别地，防伪元件可以形成有价文件的尚未流通前体的一部分，除了根据本发明的防伪元件，有价文件例如还可具有其它真实性特征(比如设置在体积中的发光物质)。一方面，有价文件在此应理解为具有防伪元件的文件。另一方面，有价文件还可以是其它文件和物体，其可配备有根据本发明的防伪特征以使有价文件具有不可复制的真实特征，从而能够检查真实性，同时防止不需要的复制。如银行卡或信用卡的芯片卡或防伪卡是有价文件的其它示例。
[0047]根据本发明的制造方法可以构造成生产防伪元件的所述优选构造和实施例。
[0048]明显的是，上面提到的特征和下文中说明的特征不仅以所述组合使用，而且还以其它组合或单独地使用，而不会超出本发明的范围。特别地，在目前为止总体说明且在下面详细说明的所述实施例中，穿孔特征可以省略。
【专利附图】
【附图说明】
[0049]下文中，参考附图更详细地举例说明本发明，附图也公开了本发明的重要特征。附图中:
[0050]图1是防伪元件的一部分的示意图，即微空腔结构和布置在其上方的透镜；
[0051]图2至6是对于图1的微空腔结构可行的不同几何形状的示意图；
[0052]图7和8是根据图1的实施例可生产的微图像的平面图；
[0053]图9是构造的变型例的另一平面图；
[0054]图10和11是具有微图像的图形的两个不同实施例；
[0055]图12是由亚波长结构补充的以生产暗背景的微空腔结构的类似于图1的示图；
[0056]图13和14是具有图12的结构的微图像的光栅电子记录；
[0057]图15是构造的变型例的类似于图7的平面图；以及
[0058]图16是类似于图1的示意图。
【具体实施方式】
[0059]在附图中，下文中将描述防伪元件10，防伪元件提供微图像，设置在微图像上方的相应透射(为了放大微图像)分配给微图像。该布置可以是从有价文件(例如钞票)的防伪元件领域中已知的莫尔放大布置。然而，微图像与放大透镜布置的组合是可选的，利用下文所述结构生产的微图像还可用在具有不成比例表示的透镜布置或不具有透镜布置的防伪元件10中。
[0060]在此所述的防伪元件的共同之处在于，微图像由微空腔结构提供。独立的微空腔的尺寸做成(尤其相对于它们的最小孔宽度)光衍射和镜面反射在反射入射辐射方面都不是主要机理，而是反向散射。图像信息不是由具有不同印刷油墨的印刷图像产生的，而是由在纵横比方面不同的微空腔产生的。据此，独立的微空腔反射具有不同强度的入射辐射，使得每个微图像的信息由微空腔的纵横比编码。
[0061]光反向散射由微空腔的纵横比调节。辐射反向散射的亮度由此不仅仅由微空腔的孔调节。其中的纵横比是微空腔的最小孔宽度与最大深度之间的比率。
[0062]图1示意性地示出形成在基底2中的反射微空腔结构I的截面图。在所示情况下，所述基底2的上侧具有构造为球形凹陷的若干凹的微空腔3。所述凹陷具有例如经由合适涂层的反射表面。微空腔3对入射光具有反向散射效应。
[0063]透射6布置在微空腔结构I上方，透射使由微空腔结构I形成的微图像9 (放大)成像。其中，入射辐射4的一部分以所示立体角(辐射5)在微空腔结构I的微空腔3上散射，并在观看者的方向上被引导通过透射6。在莫尔放大布置的情况下，观看者经由大量周期布置的微图像9和透镜6的相互作用感知到放大的图像。在未示出的布置情况下，产生不成比例的图示以产生例如交替图像，观看者在从两个或更多个不同观看方向观看时会看到不同图像，所述不同图像由透镜形成，所述透镜从不同观看方向使分配给不同图像的不同微图像成像。
[0064]微图像9由微空腔结构I产生，微空腔结构包括并排设置的微空腔3，微空腔并非均具有相同的纵横比。在图1所示示意图中，三个区域7a、7b和7c是可识别的，其中，图1中具有相同孔的微空腔构造成具有不同深度。经由不同深度，反射辐射5的亮度变化，使得三个区域7a-7c呈现不同的亮度。该几何变化调制微图像9的图像内容。
[0065]图2至6示出不同可能的微空腔3的示例。在图1中，为了说明的目的，微空腔结构I示例性地表示为具有四个微空腔3。其表面分别由圆锥截面的几何形状形成。所述孔(即沿图1的光轴OA的平面图)在两个横向空间方向上(即在光轴OA的横向方向上)相等。然而，微空腔3的深度及由此的纵横比在横向方向上变化。由于光反向散射严格地取决于纵横比，所以图2的微空腔结构的全部右侧微空腔看上去比邻近左侧的微空腔暗。纵横比(横向延伸范围/深度)越小，即微空腔越浅，微空腔3越亮。
[0066]微空腔3的孔当然不限于旋转对称，并且对于所有微空腔，当然不限于均匀形状。图3示出微空腔3的方孔，每个微空腔在彼此垂直且在光轴上彼此交叉的截面中示出相同的深度轮廓。
[0067]另外，这样的凹陷是可能的，其仅在一个方向上弯曲，而在另一方向上不弯曲。图4示出这种微空腔结构I。
[0068]图2至4的微空腔结构I的共同之处在于，它们的孔(示例为方形或圆形)不具有明显大于3 μ m的孔宽度。然而，当仅在平行于表面的一个方向上符合该限制时，足以生产微图像9。图5示出对应的非旋转对称的通道状微空腔3。所示微空腔结构I的微空腔3沿方向8延伸,还可明显大于3 μ m。
[0069]微空腔3的整体凹曲度不限于半椭圆或半圆。例如，可采用非球面曲率或另外不对称形式，如图6所示。在此，尽管整体上仍是凹的，但是微空腔6具有不规则的弯曲表面，并还部分地具有凸形截面。
[0070]光散射在这种微空腔结构I的微空腔3上的光学效应仅取决于边缘的详细表面曲率，因为最小孔宽度介于0.5 μ m和3 μ m之间。因此,与入射光的相互作用不再由几何光学的定律强制地且单独地规定，但是电磁波的相互作用也会发生。因此，微空腔的曲率修改(处于波长范围或亚波长范围)对这种微空腔3的散射行为影响不明显。这样的优点是，在制造微空腔结构I时，意在呈现不同反射的微空腔3必须仅相对于一个参数而明显变化，SP纵横比(最小横向延伸范围与最大深度)。这明显便于制造，因为关于轮廓形状没有提出任何精度要求。
[0071]图7示出大小为23Χ23μπι2的具有数字图案“25”的微图像9。其由大小为IXlym2的微空腔3形成。每个微空腔3是像素11。微空腔3周期性地布置成稳定图形(图7)(其不必是笛卡尔网格)，或者非周期性地或准统计地布置(图8)。图7和8中表示的灰度值重现单独微空腔3的纵横比。数字图案内的微空腔3比背景的微空腔3深约40%。如果想要微图像的互补颜色的印记，则还可提供微空腔3的深度比，反之亦然。在该情况下，背景内的微空腔3比数字图案的微空腔深。
[0072]设置在图案边界区域中的微空腔3优选地在图案侧比在背景侧深。这样的优点是，尽管有比较大的像素化或少量像素，比较精细的图形仍可由空腔3重现。
[0073]微图像9中的图案设计不限于具有方孔或对称孔的空腔，如图9所示。在此，可以看出，微图像9具有作为图案12的星星。像素11(即微空腔3)的孔的边缘构造成它们与图案12的边缘13 —致。这使得所述边缘由在边界区域散射的图像十分清楚地重现，可特别良好地且清楚地识别图案12的边缘13。
[0074]通过微图像的图案设计不限于在用于微空腔结构的周期图形和非周期图形之间进行选择。由此，可根据预定功能沿至少一个方向连续地改变微空腔中心的距离及由此改变孔的宽度。图15示例性示出该实施例，其中，类似地，可以看见具有图案的微图像9。作为图7的实施例的变型，孔，即微空腔的宽度在一个方向上(仅示例性地在水平方向上)改变。当然，二维变化也是可能的。该实施例的背景是微空腔的严格周期布置可充当光栅和不同衍射级的衍射入射光。在倾斜的观看角度下，由于较高衍射级的光谱分裂，观看者从而感知到多彩的表面。通过改变微空腔中心的距离(即微空腔的孔)可防止衍射。因此，图15的图案包括具有方孔的不同深度的微空腔，孔宽度(S卩，相邻微空腔的中心之间的距离)在水平方向上连续地变化。其示例性地等于I和2μπι。在一维变化的情况下，但是特别地在二维变化的情况下有效地，可减少或甚至完全抑制光谱分裂。当这种微空腔结构(即，这种微图像9)与透镜6组合以实现莫尔放大布置时，放大的图像看上去比具有严格周期性布置的微空腔的变型例更均匀。距离的变化当然不必是连续的或线性的(如图15所示)，当微空腔结构的规律性被扰乱时便足够了。
[0075]对于示例性说明的莫尔放大布置，微图像9并排布置在匹配透镜6的图形的网格中。图10示出在此布置成六边形网格的大量微图像9的细节。像素11形成微图像9和设置在微图像9之间的背景。
[0076]微图像9的布置的这种实现不限于具有方孔的像素11或微空腔3，如上所说明的。图11示出通道状微空腔3的配置，如图5示意性表示的。然而，除了图5的示例性表示，现在单独微空腔3的方向8以及通道的长度也变化，以构造微图像9。这会给观看者传递图案12的三维印记，如说明书概述所说明的。
[0077]提及的微空腔结构I示出反向散射的光学效应。优选地，所述效应通过用金属或高度折射层覆盖微空腔结构I的表面而增强，使得在微空腔结构I的表面及微空腔3上发生至少部分反射。所述层优选地是气相沉积的。对于气相沉积方法，讨论常用材料，比如铝、银、金、铜、锌、铬和它们的合金。高度折射层可由硫化锌、二氧化钛或硅生产。这种涂层产生具有不同纵横比的微空腔3的特别良好的亮/暗对比。如已在说明书概述中所说明的，所述涂层还可实现为对于平坦表面已知的颜色固定涂层或颜色偏移涂层。
[0078]图12示出除了在基底2上形成微空腔结构I之外还形成亚波长结构14来增加亮/暗对比的另一可能性。图13和14示出具有作为图案12的星星的微图像9的REM记录形式的可能结构。星星和围绕星星顶端的环形区域由具有240nm(图13)或400nm(图14)周期的亚波长结构形成。中间区域的表面包含位于微空腔结构I中的微空腔3，其(即使未示出)通过纵横比调制图像信息。
[0079]在未示出的简单实施例中，除了微空腔结构1，基底2的表面包含平滑或非结构化区域。这种区域例如形成其自身的反射背景，而微图像9由微空腔结构I中的微空腔3(通过纵横比调制图像信息)形成。
[0080]如说明书概述所说明的，优选地在光刻工艺中通过直接激光曝光来制造微空腔结构I。尺寸高达0.5μπι最小直径的微空腔3可借助激光印字机直接写入光致抗蚀剂中。由于常用光致抗蚀剂的非线性灵敏度，所以如果恰当地选择曝光强度，结构可制成明显比激光的射束直径更精细。本文中，还可制造纵横比大于I (深度大于宽度)的结构。深度可以通过选择曝光强度而十分容易地改变。对于制造具有高精确度的莫尔空腔，可选地，还可讨论电子束或聚集离子束曝光方法。在曝光光致抗蚀剂之后，可在箔片的UV漆中经由模压工艺电铸或复制曝光的原件，或者将曝光的原件直接电铸或复制在箔片表面中。或者，还可使用纳米压印方法。在最后步骤中，例如通过气相沉积涂覆反射表面。可在真空中通过电子束气相沉积溅射或热气相沉积施加金属化表面或干扰层系统。随后，用覆盖层层压具有气相沉积物的一侧，以用于保护。
[0081]在气相沉积具有莫尔放大布置或不成比例表示的布置的防伪元件10时，优选地在箔片的施加有透镜6的相对侧实施对微空腔3的模压。
[0082]采用的涂层提供不同深度或不同纵横比的微空腔3的亮/暗对比。
[0083]类似于图1，图16示出穿过反射微空腔结构I的截面图。在结构上或功能上对应于图1的元件由相同参考标号表示，关于这些元件的描述，参考对附图的前述描述。微空腔结构I具有三个区域7b至7d，其中，形成有深度不同的微空腔3。在区域7a中，没有形成微空腔，在此的表面是平滑的。微空腔3配备有涂层15，在此，涂层15示例性地构造为颜色偏移涂层。其因此包括本领域中对于这种涂层已知的金属反射面、介电间隔层和半透明金属层。还可省略显示颜色效应的涂层。
[0084]举例来说，为了说明，图16中示出两个不同光路。具有辐射4.1的第一光路以与光轴OA方向成角度Q1出射，第二光路以角度θ2出射。当观看者处于他的观看方向使辐射采取根据入射辐射4.1和出射辐射5.1，由此根据角度Θ i的辐射路径的位置时，他会感知到区域7b的图像信息。当他倾斜结构或使他的观看角度改变0「02角度差时，他会看见区域7c的图像信息，因为辐射采取根据4.2和5.2的路径。
[0085]图16的示意图示出在显微透镜6下方的区域中，只要存在不同类型的微空腔3，即具有不同纵横比的微空腔(在它们的反射行为方面不同)，通过防伪元件就可实现倾斜效应。为此，干扰层在微空腔上的配置是一种可能方式，因为干扰层的颜色效应随着微空腔3的纵横比而变化。对于观看者，区域7b至7d的微空腔3由此具有不同的颜色效应。提及的观看角度的变化由此导致颜色变化。结果，倾斜效应是颜色效应。类似地，当微空腔3因它们的不同纵横比而在反射方向不同时，灰度效应是可能的。
[0086]对于所述颜色效应或彩色微图像9，具有取决于角度的扩散的涂层是合适的，如上所说明的。这种干扰层结构通常由至少三层构成:半透明金属层、金属反射层和设置在其间的介电间隔层。位于60nm招上的7nm铬和340nm 二氧化娃的层系统在垂直观看和低于45°倾斜观看时具有不同颜色。额外地，这种结构优选地嵌入折射率η = 1.6的PET箔片中。其在两个观看角度下呈现黄色或蓝色。当设置在纵横比大于约0.35的微空腔上方时，在反射时，观看者看见这种涂层为绿色。因此，颜色印记取决于纵横比，从而使得对应的图案设计成为可能。
[0087]当除了反射中的一种观看可能性，想要在透射中观看图像时，半透明涂层(比如15nm铝/75nm ZnS/15nm铝的层系统)是特别合适的。这种实施例特别应用于钞票的看透(see-through)窗口中。
[0088]作为它们与透镜的配置的替代例，微图像还可证明有价文件上的隐藏信息，例如微脚本、序列号、符号等，它们不能被肉眼分辨。有利地，微图像的结构明显小于已知的激光雕版。
[0089]当然，上述微图像还可在没有图中所示微型透镜和放大布置的情况下使用。那么，微空腔的配置允许十分精细地结构化图像或图案，这利用常规印刷方法是不可能实现的。
[0090]参考标号:
[0091]I微空腔结构
[0092]2 基底
[0093]3微空腔
[0094]4, 4.1,4.2 辐射
[0095]5, 5.1, 5.2 辐射
[0096]6 透镜
[0097]7a, b, c, d 区域
[0098]8 方向
[0099]9微图像
[0100]10防伪元件
[0101]11 像素
[0102]12 图案
[0103]13 边缘
[0104]14亚波长结构
[0105]15 涂层
[0106]OA 光轴
[0107]角度
【权利要求】
1.一种用于制造诸如钞票、支票等的有价文件的防伪元件，具有提供若干微图像(9)的上侧，其特征在于， -每个微图像(9)由具有并排设置的大量微空腔(3)的微空腔结构(I)形成，其中， -所述微空腔(3)在平行于所述上侧设置的空间方向上相应地具有0.5μπι至3μπι的延伸范围； -所述微空腔结构(I)在其表面上可选地是反射的或高度折射的，使得在所述表面上发生至少部分反射；以及 -对于每个微图像(9)，存在至少第一和第二类型的微空腔(3)，至少第一和第二类型的微空腔在所述微空腔(3)的纵横比方面是不同的，由此，每个微图像(9)由至少两种不同类型的微空腔(3)构成。
2.如权利要求1所述的防伪元件，其特征在于，所述微空腔结构(I)中的微空腔(3)的纵横比根据限定出所述微图像(9)的预定图形变化。
3.如权利要求1或2所述的防伪元件，其特征在于，所述第一和第二类型的微空腔(3)在它们的后向散射行为方面是不同的。
4.如权利要求3所述的防伪元件，其特征在于，若干第一类型的微空腔(3)布置成并排设置，以形成微图案(9)的第一图像区域。
5.如权利要求1至4任一项所述的防伪元件，其特征在于，透镜(6)的布置形成在所述微图像(9)上方，每个微图像(9)分配有一个透镜(6)。
6.如权利要求1至5任一项所述的防伪元件，其特征在于，对于所述微图像(9)，额外地提供亚波长结构(14)，所述亚波长结构提供图像元素，尤其是暗背景。
7.如权利要求1至6任一项所述的防伪元件，其特征在于，对于所述微图像(9)，额外地提供具有非结构化或准统计结构化表面的区域，所述区域提供图像元素，尤其是反射背旦-5^ O
8.如权利要求1至4任一项所述的防伪元件，其特征在于，限制所述微空腔⑶的边缘还形成所述微图像(9)的图案(12)的边缘。
9.如权利要求1至8任一项所述的防伪元件，其特征在于，所述微空腔(3)是非旋转对称的，尤其是通道状的，并相应地沿一方向(8)延伸，其中，两种类型在所述方向(8)方面是不同的。
10.如权利要求1至9任一项所述的防伪元件，其特征在于，所述微空腔(3)在平行于所述上侧的空间方向上的延伸长度沿所述空间方向变化，优选地根据预定功能变化。
11.如权利要求1至10任一项所述的防伪元件，其特征在于，所述微空腔(3)配备有实现颜色效应的结构(13)，尤其是干扰层结构。
12.—种具有根据权利要求1至11任一项所述的防伪元件(10)的有价文件。
13.一种用于诸如钞票、支票等的有价文件的防伪元件(10)的制造方法，其中，提供具有上侧的基底(2)，在所述上侧上生产若干微图像(9)， 其特征在于， -每个微图像(9)由具有并排设置的大量微空腔(3)的微空腔结构⑴形成，其中， -所述微空腔(3)在平行于所述上侧设置的空间方向上相应地具有0.5μπι至3μπι的延伸范围； -所述微空腔结构(I)构造成在其表面上可选地是反射的或高度折射的，使得在所述表面上发生至少部分反射；以及 -对于每个微图像(9)，提供至少第一和第二类型的微空腔(3)，至少第一和第二类型的微空腔在所述微空腔(3)的纵横比方面是不同的，由此，每个微图像(9)由至少两种不同类型的微空腔⑶构成。
14.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述微图像通过根据预定图形改变微空腔结构(I)中的微空腔(3)的纵横比来限定。
15.如权利要求13或14所述的制造方法，其特征在于，若干第一类型的微空腔(3)布置成并排地设置，以形成微图像(9)的第一图像区域。
16.如权利要求13至15任一项所述的制造方法，其特征在于，透镜(6)的布置形成在所述微图像(9)上方，以放大所述微图像，其中，每个微图像(9)分配有一个透镜(6)。
17.如权利要求13至16任一项所述的制造方法，其特征在于，对于所述微图像(9)，额外地形成亚波长结构(14)，所述亚波长结构提供图像元素，尤其是暗背景。
18.如权利要求13至17任一项所述的制造方法，其特征在于，对于所述微图像(9)，额外地形成具有非结构化表面的区域，所述区域提供图像元素，尤其是反射背景。
19.如权利要求13至18任一项所述的制造方法，其特征在于，限制所述微空腔(3)的边缘被构造为所述微图像(9)的图案(12)的边缘(13)。
20.如权利要求13至19任一项所述的制造方法，其特征在于，所述微空腔(3)构造成非旋转对称的，尤其是通道状的，并相应地沿一方向(8)延伸，其中，两种类型在所述方向方面是不同的。
21.如权利要求13至20任一项所述的制造方法，其特征在于，所述微空腔(3)配备有实现颜色效应的结构(13)，尤其是干扰层结构。
【文档编号】G02B5/08GK104136944SQ201280070155
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2012年12月19日 优先权日:2011年12月20日
【发明者】H.洛赫比勒 申请人:德国捷德有限公司