专利名称：安全元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于保护数据载体的安全元件、该安全元件的制造方法、适当地 配置的数据载体和该数据载体的制造方法。
背景技术：
出于保护的目的，数据载体(如有价或证明文件)和其它贵重物品(如名牌物品) 通常配置有安全特征，以验证数据载体的真实性，同时防止其被未经许可的复制。即使采用最现代的复印机也无法复制的安全元件在防伪方面起着特殊的作用。为 此，通常印刷包含光泽颜料或其它光学效应颜料的特殊印刷油墨，因为这种颜料特有的光 泽和色彩闪变是无法被复制的。除了安全方面，光泽颜料或效应颜料还被用于其它技术方面，比如汽车油漆、装饰 性涂料或化妆品配方。这里，黑色光泽颜料通常具有特别的吸引力，一方面，因为黑色油墨 和光泽效应的对比具有视觉吸引效果，而另一方面，深色外观可以为许多光学效应，比如干 涉层系统或液晶层的色移效应提供合适的背景。
发明内容
基于此，本发明的目的在于创建一种具有上述引人注意的视觉外观和高防伪性的 安全元件。上述目的通过具有独立权利要求中的特征的安全元件来实现。该安全元件的制造 方法、配置有该安全元件的数据载体和该数据载体的制造方法在对应的权利要求中指明。 本发明的改进是从属权利要求的对象。根据本发明，上述类型的安全元件包括三层薄膜元件，所述三层薄膜元件包括反 射层、吸收层和设于所述反射层和吸收层之间的介质间隔层，其中，所述反射层、吸收层和 介质间隔层以这样一种方式相互配合，从所述吸收层一侧以任何视角在整个可见光谱范围 内观看，所述薄膜元件具有极低的反射并呈黑色。从所述吸收层一侧以任何视角在整个可见光谱范围内观看，所述薄膜元件的反射 低于20%，优选低于15%，尤其优选低于10%。有益地，从所述吸收层一侧以任何视角在整个可见光谱范围内观看，在所述薄膜 元件中不存在最大反射。在一些实施例中，从所述吸收层一侧观看，所述薄膜元件在紫外线光谱范围内具 有反射最大值，其可以用作特有的验证标记并采用合适的光谱仪器检测。这里，紫外线光谱 范围内的反射最大值的准确位置由视角决定，这样，紫外线的反射最大值的变化也可以作 为真实性特征。所述介质间隔层的层厚度优选在约20nm 90nm之间。在一个较佳变形中，所述 间隔层大体由折射率η < 1.8的低指数介质，尤其是由二氧化硅和氟化镁组成的低指数介 质形成，所述间隔层的层厚度在50nm 90nm之间，尤其是约70nm。在其他的可选的较佳变形中，所述间隔层大体由折射率η > 1. 8的高指数介质，尤其是由二氧化钛或硫化锌组成的 高指数介质形成，所述间隔层的层厚度在20nm 50nm之间，尤其是约40nm。由于所述反射层、所述吸收层和介质间隔层的厚度和材料的配合，在可见光谱范 围内对于任何视角，本发明的所述薄膜元件具有极低的反射，进而向观看者呈黑色。当然， 通过有意识地改变所述吸收层、介质间隔层和反射层的厚度，尤其是通过改变所述介质间 隔层的厚度，可以获得这样一种薄膜元件，即，对观看者而言，在任何视角和/或不是在整 个可见光谱范围内，该薄膜元件局部地不呈黑色。例如，通过改变所述介质间隔层的厚度， 可以获得这样一种薄膜元件，通过所述反射层、吸收层和介质间隔层的创造性的配合，该薄 膜元件在第一区域具有极低的反射并在整个可见光谱范围内向观看者呈黑色，而在该薄膜 元件的第二区域，选择所述介质间隔层的厚度以使该薄膜元件的第二区域在反射光中向观 看者不像第一区域一样呈黑色，而是呈蓝色。当所述第二区域被倾斜，那么观看者将看到例 如从蓝色(俯视)到黑色(倾斜视角)的颜色变化。换句话说，所述薄膜元件的第一区域 在整个可见光谱范围内的任何视角向观看者呈黑色，而所述第二区域对观看者至少在一个 视角和/或在部分可见光谱范围内不呈黑色。此外，采用足够厚的介质层可以制造出反射最大值在红外线(略超过所述可见光 谱范围)的薄膜元件。因为在这种情况下，在可见光谱范围内通常也有足够强的最大反射， 所以所述薄膜元件对观看者呈与黑色不同的颜色。然而，如果所述薄膜元件设有合适的滤 色镜，尤其是比如吸收蓝光传播红光的箔，那么所述薄膜元件在反射光中对观看者呈黑色。 当该带有滤色镜的薄膜元件倾斜，所述反射最大值移出所述红外线范围转到所述可见光谱 范围(红色)，使得倾斜的薄膜元件对观看者呈红色。相应地，这种具有滤色的薄膜元件向 观看者呈现从黑色(俯视)到红色(倾斜视角)的色移效应。可以理解的是，通过对所述 反射层、吸收层和介质间隔层的材料和厚度的合适选择，薄膜元件也可以显示比如从红色 (俯视)或蓝色(俯视)到黑色(倾斜视角)的色移效应，还可以将上述附加滤色镜结合到 各个薄膜元件中。在本发明的有利改进中，所述间隔层的介质材料采用可吸收的物质，例如可吸收 的金属离子补充。所述介质间隔层可以气相沉积或压印而成。在后一种情况中，炭黑等可 以作为可吸收的材料添加。如果本发明的特定实施例被制造为除了在整个可见光谱范围内观看者从任何视 角看呈黑色的区域以外，还具有彩色区域，具有彩色和/或非彩色区域要求的变化的厚度 的所述介质间隔层(如上所述)优选被压印而成。当然，原则上也可以想到通过气相沉积 所述薄膜元件的层以获得所述薄膜元件的向观察者呈黑色的区域，并仅显影对观看者不呈 黑色的作为彩色图像的区域，该彩色图像的周围在整个可见光谱范围内观看者从任何视角 看都呈黑色。这里，需要提到的是，本发明的用于保护数据载体的安全元件不仅可以通过由反 射层、吸收层和设于它们之间的介质间隔层组成的平面的三层薄膜元件形成，也可以通过 具有本发明的三层结构的薄膜颜料的平面施加形成。取决于各个薄膜颜料(薄膜薄片)的 尺寸，对观看者而言，具有薄膜颜料的安全元件的可见的颜色印记有时很难区别于具有平 面的三层薄膜元件的安全元件的可见印记。不过当前在整个可见光谱范围内观看者从任何 视角看呈黑色的薄膜颜料及由其形成的安全元件并非首选。
当从所述反射层一侧观看时，本发明的薄膜元件优选在整个可见光谱范围内对任 何视角呈高金属光泽。这种金属光泽尤其可以在从底部可见的安全元件中使用。一方面， 它便于视觉区分所述薄膜元件和传统的黑色印刷层，另一方面，它还可以作为另外的验证 特征的一部分，如下文所述该另外的验证特征基于偏振特征，其中所述金属反射层与相移 层协作。在本发明的一个改进中，所述薄膜元件具有图案、字符或代码形式的间隙，所述间 隙在所述薄膜元件中形成透明或半透明区域。所述间隙可以延伸穿过整个薄膜元件，也可 以仅在所述反射层中产生。根据本发明的一个特别优选的改进，所述安全元件具有由胆留型液晶材料组成的 色移层，所述色移层面向所述薄膜元件的吸收层一侧，这样，所述呈黑色的薄膜元件构成所 述色移层的深色背景。当然，所述色移层也可以与前述薄膜元件中的间隙相结合。如果所 述安全元件具有载体箔，那么所述薄膜元件和所述色移层可以设置在所述载体箔的同侧或 相反侧。进一步地，所述安全元件具有至少一另外的可用计算机处理的安全特征，尤其是 具有磁性的、导电的、磷光的、荧光的或其它发光物质的安全特征。如果所述安全元件具有 载体箔，所述薄膜元件和所述另外的安全特征可以设置在所述载体箔的同侧或相反侧。可 以理解的是，所述另外的安全特征可以与色移层和/或所述薄膜元件中的间隙相结合。当 然，原则上，也可以想到将本发明的薄膜元件设置在具有作为另外的安全特征的衍射图案 或不光滑图案的载体箔上，所述薄膜元件设置在所述衍射图案或不光滑图案的附近，或者 在所述衍射图案或不光滑图案上/下。在另一实施例中，可在紫外线光谱范围内被激发的 安全特征与本发明的安全元件相结合。例如，所述紫外线激发层可以设置在本发明的所述 黑色的薄膜元件上方(也就是面对所述吸收层一侧)，或者在所述薄膜元件面对所述反射 层的一侧。在适当的实施例中，所述安全元件设于层厚度在6μπι 23μπι之间的载体箔上， 尤其是PET箔上。当所述安全元件转移到数据载体上，所述载体箔可以动所述安全元件保 留的层结构上去除，或者作为所述安全元件的固定组成部分留在所述层结构中。根据本发明的一个优选实施例，所述安全元件具有由向列型液晶材料组成的相延 迟层，所述相延迟层面对所述薄膜元件的反射层一侧，使得所述相延迟层和所述反射层一 起形成可用偏振过滤器验证的偏振特征。这里，所述相延迟层优选以图案、字符或代码形式 出现，这样当通过合适的偏振过滤器观看时，形成的图像会很显眼。如果所述安全元件具有 载体箔，所述薄膜元件和所述相延迟层可以设置在所述载体箔的同侧或相反侧。在后面一 种情况中，优选使用本身不具有或具有较低偏振特性的载体箔。根据本发明的另一实施例，所述安全元件具有由合适的液晶材料构成的相延迟 层，所述相延迟层面对所述薄膜元件的吸收层一侧。例如，所述由向列型液晶材料构成的相 延迟层可以设置在由胆留型液晶材料构成的层上，所述由胆留型液晶材料构成的层与本发 明的薄膜元件一起显示色移效应。在该实施例中，观看者从所述吸收层侧可以看到所述胆 甾型液晶材料和所述薄膜元件相结合的色移效应，并可以借助合适的辅助手段验证由向列 型液晶材料构成的偏振特征的偏振效应。在本发明的又一优选实施例中，所述安全元件具有本发明的三层薄膜元件，该三层薄膜元件从所述吸收层侧观看，在整个可见光谱范围对任何视角都具有极低的反射，进 而向观看者呈现黑色。在第二区域，尤其是与所述第一区域直接相连的第二区域，所述安全 元件还具有这样的薄膜元件，例如通过改变所述介质间隔层的厚度，该薄膜元件在观看者 的任何视角和/或不是在整个可见光谱范围内不呈黑色。如果具有对观看者呈黑色的第一区域和对观看者在任何视角和/或不是在整个 光谱范围内不呈黑色的第二区域的这种安全元件，如上所述，设置有由合适的胆留型液晶 材料组成的色移层，所述色移层面对所述薄膜元件的吸收层一侧，那么所述呈黑色的薄膜 元件在所述第一区域为所述色移层形成了深色背景，而在第二区域，由于异于黑色的背景， 向观看者产生了与所述第一区域的颜色不同的颜色。换句话说，本发明的安全元件具有向 观看者显示第一色移效应的第一区域和与之不同的第二色移效应的第二区域。当然，这种特别的具有第一和第二色移区域的安全元件原则上可以按照前述仅具 有一个色移层的安全元件的方法研制。特别地，所述具有第一和第二区域的薄膜元件与色 移层可以设置在载体箔的相同侧或相反侧。同样，其与一另外的尤其是可计算机处理的安 全特征的结合、以及其与由向列型液晶材料组成的相延迟层的结合也是可以想到的。上述 安全元件的特点在于其极高的防伪性。可以理解的是，本发明的安全元件具有这样的区域，该区域在任何视角和整个可 见光谱范围内具有基本上相同的异于黑色的颜色。例如，如前所述，本发明的安全元件具有 由胆留型液晶材料构成的色移层，所述色移层面对所述薄膜元件的吸收层一侧，这样，所述 呈黑色的薄膜元件为所述色移层形成深色背景。该安全元件可以以这样的方式设置在合适 的载体箔上，所述色移薄膜结构直接与同样设置在所述载体箔上的一区域相邻，该区域在 任何视角和整个可见光谱范围内具有基本上相同的异于黑色的颜色。在这种安全元件中， 本发明的色移薄膜结构紧靠在任何视角和整个可见光谱范围内具有基本上相同的颜色的 区域，这种安全元件对所述观看者非常有吸引力，其特点是特别高的防伪性。当然，所述具有显示色移效应的区域和显示某一基本上不变的颜色的区域的安全 元件也可以与另外的安全特征结合，例如如前所述的由合适的液晶材料构成的相延迟层。所述安全元件优选为安全线、安全带、安全条、应用于安全纸的补丁或标签、有价 文件或其类似物。本发明还包括制造前述类型的安全元件的方法，其中，所述安全元件包括由反射 层、介质间隔层和吸收层重叠而成的三层薄膜元件，所述反射层、吸收层和介质间隔层以这 样一种方式相互配合，从所述吸收层一侧以任何视角在整个可见光谱范围内观看，所述薄 膜元件具有极低的反射并呈黑色。本发明进一步包括一种具有前述类型的安全元件的数据载体，尤其是有价文件， 比如钞票、身份证或其类似物。为了制造这种数据载体，前述类型的安全元件被施加在所 述数据载体基底上，例如施加在印制的或非印制的纸或塑料基底上，或者完全或部分嵌入 这种数据载体基底中。所述安全元件尤其还可以被设置在所述数据载体的窗口区域或通孔 中，这样，其可以从两侧被看见。
本发明的实施方式和优点将结合附图进行详细说明，为了显示更清楚，省略了附图中的比例描述。图1具有嵌入式安全线的钞票的示意图；图2本发明的安全元件的层结构的截面示意图；图3从上方垂直观看时，图2中的薄膜元件的反射光谱的示意图；图4箔上厚的黑色印刷层的反射光谱的示意图；图5可用于制造图1所示安全线的安全箔；图6从上方垂直观看时，图5所示安全箔的非间隙区域的反射光谱示意图；图7，8本发明安全箔的另一较佳实施例；图9，10本发明安全箔的又一较佳实施例，其具有可用计算机处理的安全特征；图11-13本发明安全箔的再一较佳实施例，其薄膜元件与由折射材料组成的相延 迟层相结合。
具体实施例方式下面以钞票为例详细说明本发明。图1显示了配置了本发明安全元件12的钞票 10。所述安全元件包括构成了安全线12，该安全线12在钞票10表面的一定窗口区域显现， 而在窗口区域之间的区域嵌入钞票10内部。观看时，所述安全元件12显示出具有明亮色彩的色移效应，在本实施例中，其色 调从垂直观看时的绿色变为倾斜观看时的蓝色。此外，所述安全元件12显示凹字符16。在 该较佳实施例中，所述凹字符16以交替的字母和数字串“PL”和“10的形式产生。在反射 光下，由于缺乏颜色印记或色移效应，所述凹字符16是可辨识的。当在透射光下观看所述 钞票10时，所述凹字符16特别显眼，其和所述嵌入式安全线12的其它不透明背景相比变 得非常明亮。为了获得这样一种视觉印象，所述安全线12包括特别研发的薄膜元件，该薄膜元 件的顶面形成色移液晶层的完全为黑的背景，下文中将详细描述。参照图2，在最简单的情况下，本发明的安全元件包括三层薄膜元件20，该三层薄 膜元件20具有反射层22、吸收层沈和设于所述反射层22和所述吸收层沈之间的介质间 隔层24。在该实施例中，所述反射层22由30nm厚的铝层构成。然而，原则上其它金属，如 银、镍、铜、铁、铬、金或进一步的高反光金属也可以用作反光材料。所述反射层的层厚度典 型在IOnm 200nm之间，通常在约30nm IOOnm之间。一方面，折射率小于1. 8的低指数介质可以用于所述介质间隔层，如二氧化硅、氟 化镁、X氧化硅(Si0x，l<x<2)或氧化铝。另一方面，也可以使用折射率大于等于1.8的 高指数介质，如二氧化锆、硫化锌、二氧化钛或氧化钢锡(ITO)。在低指数介质中，所述间隔 层M的层厚度优选在约50nm 90nm之间，而高指数介质中，所述间隔层M的层厚度优选 在约20nm 50nm之间。在图2所示的较佳实施例中，所述介质间隔层M为80nm厚的二 氧化硅层。在本实施例中，所述吸收层沈由6nm厚的铬层形成。然而，原则上也可以由厚度 为2nm IOnm左右的其它材料，如铁、金、铝或钛形成吸收层。关于所述薄膜元件的结构、 尤其是关于所述反射层、介质间隔层和吸收层的可用材料以及所述反射层和吸收层的层厚度的进一步详细描述可以参见公开号为WO 01/03945 Al的国际专利申请，其公开的内容作 为本申请的参考。根据本发明，所述反射层22、吸收层沈和介质间隔层M以这样一种方式相互配 合，从所述吸收层沈一侧以任意视角观、观在λ = 400nm λ = 800nm的整个可见光谱 范围内观看，所述薄膜元件20具有非常低的反射并对观看者呈黑色。由于在所述元件的不同子层中的多次反射，具有前述结构的薄膜元件的可辨识的 颜色印记是基于依赖于视角的干涉效应的，尤其依赖于所述介质间隔层的光学厚度。在传 统的薄膜元件中，在不同子层中反射的光束的程差与可见光的波长相当，这样，由于相消干 扰和一定波长的放大，在可见光谱范围内会产生依赖于视角的颜色效果。在本发明的所述薄膜元件20中，所述介质间隔层M的厚度选择为足够小，以使 所有有害的最大干扰在紫外线光谱范围内，而所述薄膜元件在任意视角和可见光谱范围内 没有最大反射。这里，通过尤其是间隔层M的折射率和厚度的适当的配合，可以出人意料 地使得所述薄膜元件的反射率非常低，且在整个可见光谱范围内，即从λ = 400nm到λ = SOOnm在很大程度上相同，这样，当从所述吸收层一侧观看时，这种薄膜元件呈黑色。图3显示了图2所示薄膜元件20从垂直方向观观看时的反射光谱30。随着波长 的增大，反射在紫外线光谱范围内的最大反射32之后急剧减小，在本实施例中，所述反射 最大值32约为250nm，并随后在400nm 800nm的整个可见光谱范围内低于10%。当从倾斜角度28观看所述安全元件20时，由于物理条件，所述反射最大值32 移至较小的波长，也就是留在不可见的紫外线光谱范围内。从所述薄膜元件在SOOnm IOOOnm之间的反射的平坡34(图幻可以明显看出，反射光谱的蓝色偏移没有导致可见光谱 范围内的反射显著增加，尤其因为人眼对光谱范围的红色端不是特别敏感。同样，从倾斜角 度观，观看者会看到具有深黑色调的薄膜元件20。图4中显示了作为对比的箔上的厚的黑色印刷层的反射光谱40。从反射曲线30， 40的比较可以明显看出，在400nm 800nm的可见光谱范围内，本发明的薄膜元件20产生 了与黑色印刷层非常相似的黑色印记。如前所述，尤其是通过对于所述薄膜元件的介质间隔层的厚度的适当选择，可能 会创建出本发明安全元件的一个区域，该区域对于观看者而言，从任何视角和/或在整个 可见光谱范围内都不显示黑色。当从底部四，也就是从所述反射层22 —侧观看所述薄膜元件20时，所述薄膜元件 20在任何视角29J9和整个可见光谱范围内呈现出高金属光泽。所述元件20的薄膜结构 进而可以在即使没有辅助工具的情况下，轻易地与传统的黑色印刷层相区别。另外，所述紫 外线光谱范围内的反射最大值32的位置和它在所述薄膜元件20倾斜时的偏移可以用作特 有的验证标记，并可以借助合适的光谱仪器检测。所述反射层一侧的金属反射可以用于至少部分从底部可见的安全元件，例如设置 于钞票或有价文件的透明或窗口区域上的安全元件。在与一相移层相互作用下，所述金属 反射还可以用于产生偏振特征，如下文中详细描述。此外，所述金属反射层22的不透明性 可以与去金属化区域相配合以产生凹图案，如参照图1中的安全线的凹字符“PL”和“10的 描述。在一些实施例中，优选可以在所述间隔层的介质材料中设置可吸收材料。例如，二氧化硅可以配置可吸收金属离子，或者在一特别简单的变形中，碎玻璃可被脱水后用于所 述间隔层24。除了作为气相沉积层，所述介质间隔层M也可以作为具有容易被添加的可吸 收材料(如炭黑)的印刷层。图5所示优选实施例显示了安全箔50，该安全箔50比如可以用于制造图1所示安 全线12。所述安全箔50包括透明塑料箔形式的载体箔52，其上从下到上依次施加有铝反 射层M、70nm厚的由二氧化硅构成的间隔层56和4nm厚的由铬构成的吸收层58，从而形成 一个三层薄膜元件60，从所述吸收层58 —侧以任何视角观看时，该三层薄膜元件60呈黑 色。进一步地，所述薄膜元件60中引入了图案、字符或代码形式的间隙62，该间隙62 在所述薄膜元件60中形成透明或半透明区域。在本实施例中，为了产生所述间隙62，所述 载体箔52采用活性印刷油墨印制在期望产生间隔的区域中，然后所述薄膜元件60的层M， 56，58连续气相沉积在所述印制的载体箔上。随后，所述印刷油墨被活化而在某些区域中设 于其上的三层M，56，58层被去除。活性印刷油墨是适当的，例如，含有在加热条件下分裂为气体的泡沫添加剂的印 刷油墨由于其体积膨胀而减小其对所述载体箔的粘附力，这样，能较好地为随后的机械性 处理方法提供用于雕刻出凹图案的位置点。这种洗选法的更多细节可以在公开号为EP 0 516 790 Bl的欧洲专利中找到，其公开的内容作为本申请的参考。可以理解，也可以使用本 领域技术人员知道的其它用于产生间隙的方法产生凹图案，比如公开号为WO 99/13157的 国际专利申请中描述的基于具有多孔结构的可溶印刷油墨的压印洗选法、或者所有类型的 蚀刻方法。粘接或打底层64上方的色移胆留型液晶层66被进一步连续地施加在所述有图案 的薄膜元件60上。在所述非间隙区域68，呈黑色的薄膜元件60为所述液晶层66形成深色 背景并允许其色移效应以明亮的颜色显现。图6显示了从上方垂直观看，也就是从所述色移液晶层66 —侧观看时，图5所示 安全箔50的非间隙区域68的反射光谱70。所述反射光谱70显示了绿色光谱范围内波长 约为550nm处的一个清楚明显的反射最大值72。进而当垂直观看时，所述安全箔50显示出 明亮的绿色。由于物理条件，从锐角方向观看时，所述反射最大值72移至较短的波长，也就 是在蓝色光谱范围。因此，当从锐角方向观看时，所述安全箔50呈现深蓝色，这样，当所述 箔50被倾斜，可以观察到从绿色到蓝色的明显的色移效应。在所述间隙62的区域，所述液晶层66通常在亮背景下显示，比如用于部分嵌入或 附着的安全元件的纸背景。在这种亮背景下，所述液晶的色移效应在这种亮背景下是不可 见或者仅微弱可见的，这样，从上方看，所述间隙62呈现出没有色移效应的无色区域。当在 透射光中看时，间隙区域62在不透明薄膜元件60的背景的衬托下特别显眼。图7显示了本发明安全箔80的另一优选实施例。所述安全箔80的结构大部分与 图5所示安全箔50的结构基本上相同，不同之处在于仅所述薄膜元件60的反射层M中设 有间隙，而所述间隔层56和所述吸收层58是连续生成的。所述安全箔80的视觉外观与所 述安全箔50的外观相似，不过所述吸收层58在所述间隙区域62依然存在，一定程度上使 所述凹图案区域变暗。
如图8所示，根据本发明又一优选实施例90，所述薄膜元件60和所述液晶层66也 可以设置在所述载体箔52的不同侧。本发明中对于效应重要的仅仅是所述液晶层66面对 所述薄膜元件60的吸收层58 —侧。所述薄膜元件60的间隙可以延伸穿过整个元件或实 施例一样仅在所述反射层讨形成，如图8所示。本发明的安全元件的层结构也可以接收另外的尤其是可用计算机处理的安全特 征，如图9和图10中使用了磁性安全特征的较佳实施例100和110。这里，所述磁铁区域 102可以作为印刷区域被直接或通过打底层压印在所述薄膜元件60的所述黑色的吸收层 一侧上。所述磁铁区域102通常为黑色进而在所述薄膜元件60的黑色背景下不吸引或仅 略吸引注意力。所述磁铁区域102也可以印刷在所述载体箔52的相反侧。显示在图10中的该变 形具有以下优点，所述磁铁区域原则上不会在观看侧(所述薄膜元件的吸收层一侧)吸引 注意力。为此，在一些应用中，所述黑色磁铁区域必须被有效地光学覆盖，以与高反光的周 围相比不吸引注意力。这种覆盖可以比如通过具有金属效应颜料的涂层和/或锌钡白印刷
层产生。如图11和12所示，在本发明的再一实施例中，从一侧看为黑色而从另一侧看呈金 属光泽的所述薄膜元件也可以与由折射材料构成的相延迟层相结合。参照图11所示的安全元件120，薄膜元件60和位于粘接层上的色移液晶层66施 加在所述载体箔52的顶面，原则上如同已结合图5作出的描述。另外，一相延迟层122设 置在所述载体箔52的底面，所述相延迟层122以图像的形式施加，由折射材料构成，比如向 列型液晶材料。这里，在可见光下，所述相延迟层122的相位延迟通常在约λ/4 λ/2之 间，在所述较佳实施例中，为λ/4。当不使用辅助手段，在普通的非偏振光下从下方观看所述安全元件120时，具有 和不具有所述相延迟层122的子区域实际上不能互相区分，因为所述相延迟层在入射光的 所有偏振方向上起相同作用，而所述相延迟层122的光吸收极低。相比之下，当通过圆形偏光器1 观看所述安全元件120时，通过所述相延迟层 122和所述金属反光反射层M的结合，在具有和不具有所述相延迟层122的子区域之间产 生强烈的对比差，使得所述相延迟层122形成的图形清晰显示。这里，简言之，产生的对比差基于所述入射光的偏振和所述反射层M在具有或不 具有所述相延迟层122的区域的反射光的不同影响，使得所述反射光一部分可以穿过所述 圆形偏光器124，而另一部分则被锁住。所述相延迟层的的功能原理和优选实施例的详细描 述可以参见德国专DElO 2006 021 429 Al，其公开的内容作为本申请的参考。因为在图11所示的设计中，入射光必须在所述反射层M反射前后穿过所述载体 箔52，所以最好采用不具有或仅有极低偏振特性的载体箔52。可选地，所述相延迟层122可以直接设置在所述反射层M上，如同图12所示的安 全元件130。在这种情况下，所述载体箔的偏振特性对于所述偏振特征不起作用。在图11和图12所示的实施例中，所述相延迟层122的偏振特征与色移层66和所 述薄膜元件60中的间隙62相结合。当然，所述偏振特征也可以设置在没有间隙的安全元 件和/或没有色移层的安全元件中。在后一种情况中，所述偏振特征出现在所述薄膜元件 的金属反光侧，而其相反侧对观看者呈现出黑光泽。就其本身而言，黑光泽表面可例如作为设计元件或形成另一安全或设计元件的黑色背景。例如，可以在钞票上的第一区域设置所述光亮的黑色薄膜元件，而在另一区域的 透明窗口包含液晶层。如果所述液晶层通过折叠所述钞票而设于所述薄膜元件的黑色表 面，那么所述液晶层之前不可见或很难看到的色移效应就可以清楚显现。此外，参照图13，也可以在面对所述薄膜元件的吸收层一侧设置相延迟层，例如在 设于薄膜元件60上的由胆留型液晶材料66构成的层上设置。而在图13所示的安全元件 140中，层顺序与图11所示安全元件120的结构相对应，由所述载体箔52、薄膜元件60和胆 甾型液晶材料66构成，所述安全元件140的相延迟层142设置在所述色移液晶层66上。所 述相延迟层142可以由向列型液晶材料组成，并具有能获得所述相位延迟且产生约λ /4 λ/2的相位延迟的厚度。如图11所示，观看者可以通过圆形偏光器144验证所述偏振效 应。这里，所述胆留型液晶材料66和所述薄膜元件60 —起作为所述由向列型液晶材料142 构成的相延迟层的反射器。在所述安全元件140中，观看者可以从面对所述吸收层的一侧 观察到所述薄膜元件60上的由胆留型液晶材料66构成的层的色移效应并采用合适的偏振 滤波器144验证所述向列型液晶材料142的偏振效应。这里，所述安全元件140的偏振效应不会像图12所示的安全元件120的情况一 样，被所述箔52的偏振特性削弱。可以理解的是，由于选择的尤其是所述介质间隔层的厚度，参照图1-13描述的所 有实施例可以具有这样一个区域，在该区域中所述薄膜元件在整个可见光谱范围和/或不 是对所有视角不呈黑色，进而产生与参照图1-13描述的色移效应不同的色移效应。当然， 也可以想到将本发明的安全元件与对观看者而言在所述可见光谱范围内以任何视角具有 基本上相同颜色的区域相结合。需要进一步注意的是，本发明的安全元件的载体箔可以选择性地具有，部分地或 连续地，尤其是浮凸衍射图案和/或不光滑的图案，该图案设置在靠近或在所述薄膜元件 上/下并产生有趣的协同效应，尤其是进一步增强所述安全元件的防伪性的反射光/透射 光效应。
权利要求
1.一种用于保护数据载体的安全元件，包括三层薄膜元件，所述三层薄膜元件包括反 射层、吸收层和设于所述反射层和所述吸收层之间的介质间隔层，其中，所述反射层、吸收 层和介质间隔层以这样一种方式相互配合，从所述吸收层一侧以任何视角在整个可见光谱 范围内观看，所述薄膜元件具有极低的反射并呈黑色。
2.根据权利要求1所述的安全元件，其特征在于，从所述吸收层一侧以任何视角在 整个可见光谱范围内观看，所述薄膜元件的反射低于20 %，优选低于15 %，尤其优选低于 10%。
3.根据权利要求1或2所述的安全元件，其特征在于，从所述吸收层一侧以任何视角在 整个可见光谱范围内观看，所述薄膜元件没有最大反射。
4.根据权利要求1-3至少一项所述的安全元件，其特征在于，从所述吸收层一侧观看， 所述薄膜元件在紫外线光谱范围内具有最大反射。
5.根据权利要求1-4至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述介质间隔层的层厚 度在20nm 90nm之间。
6.根据权利要求5所述的安全元件，其特征在于，所述间隔层大体由折射率η< 1.8的 低指数介质，尤其是由二氧化硅和氟化镁组成的低指数介质形成，所述间隔层的层厚度在 50nm 90nm之间，尤其是约70nm。
7.根据权利要求5所述的安全元件，其特征在于，所述间隔层大体由折射率11> 1. 8的 高指数介质，尤其是由二氧化钛或硫化锌组成的高指数介质形成，所述间隔层的层厚度在 20nm 50nm之间，尤其是约40nm。
8.根据权利要求1-7至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述间隔层的介质材料 采用可吸收的物质补充，尤其是可吸收的金属离子。
9.根据权利要求1-8至少一项所述的安全元件，其特征在于，当从所述反射层侧以任 何视角在整个可见光谱范围内观看时，所述薄膜元件呈高金属光泽。
10.根据权利要求1-9至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述薄膜元件具有图 案、字符或代码形式的间隙，所述间隙在所述薄膜元件中形成透明或半透明区域。
11.根据权利要求10所述的安全元件，其特征在于，所述间隙仅位于所述薄膜元件的 反射层中。
12.根据权利要求1-11至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述安全元件具有由 胆甾型液晶材料组成的色移层，所述色移层面对所述薄膜元件的吸收层一侧，所述呈黑色 的薄膜元件为所述色移层形成深色背景。
13.根据权利要求1-12至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述安全元件具有至 少一另外的可用计算机处理的安全特征，尤其是具有磁性的、导电的、磷光的、荧光的或其 它发光物质的安全特征。
14.根据权利要求1-13至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述安全元件设于载 体箔上，尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯箔，所述载体箔的厚度在6 μ m 23 μ m之间。
15.根据权利要求1-14至少一项所述的安全元件，其特征在于，所述安全元件面对所 述薄膜元件的反射层的一侧具有由向列型液晶材料组成的相延迟层，所述相延迟层和所述 反射层一起形成用偏振过滤器可验证的偏振特征。
16.根据权利要求15所述的安全元件，其特征在于，所述相延迟层以图案、字符或代码的形式出现。
17.—种如权利要求1-16至少一项所述的安全元件的制造方法，其中，反射层、介质间 隔层和吸收层堆叠形成三层薄膜元件，所述反射层、吸收层和介质间隔层以这样一种方式 相互配合，从所述吸收层一侧以任何视角在整个可见光谱范围内观看，所述薄膜元件具有 极低的反射并呈黑色。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，大体上折射率η< 1. 8的低指数介质， 尤其是二氧化硅或氟化镁被施加为层厚度在50nm 90nm之间的介质间隔层。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，大体上折射率η> 1. 8的高指数介质， 尤其是二氧化钛或硫化锌被施加为层厚度在20nm 50nm之间的介质间隔层。
20.根据权利要求17-19至少一项所述的方法，其特征在于，所述介质间隔层是气相沉 积或压印而成。
21.根据权利要求17-20至少一项所述的方法，其特征在于，所述薄膜元件设有图案、 字符或代码形式的间隙。
22.根据权利要求17-21至少一项所述的方法，其特征在于，所述安全元件的面对所述 薄膜元件的吸收层侧的一侧设有由胆留型液晶材料组成的色移层，所述呈黑色的薄膜元件 为所述色移层形成深色背景。
23.一种具有如权利要求1-16任一项所述的安全元件的数据载体，尤其是有价文件， 如钞票、身份证或其类似物。
24.一种数据载体的制造方法，其中，如权利要求1-16任一项所述的安全元件被施加 在数据载体基底上、或者完全或部分地嵌入数据载体基底中。
全文摘要
本发明公开了一种用于保护数据载体的安全元件，其包括三层薄膜元件(20)，所述三层薄膜元件(20)由反射层(22)、吸收层(26)和位于所述反射层和吸收层之间的介质间隔层(24)组成。根据本发明，所述反射层(22)、吸收层(26)和介质间隔层(24)以这样一种方式相互配合，从所述吸收层(26)一侧以任何视角(28，28’)在整个可见光谱范围内观看，所述薄膜元件具有极低的反射并呈黑色。
文档编号B24D15/10GK102089123SQ200980126511
公开日2011年6月8日 申请日期2009年7月8日 优先权日2008年7月9日
发明者曼弗雷德·海姆 申请人:德国捷德有限公司