专利名称：安全元件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于保护贵重物品的安全元件，该安全元件具有从不同视角看呈现不 同颜色印记的光学可变层，本发明还涉及该光学元件、以及具有该光学元件的传递元件、证 券纸和贵重物品的制造方法。
背景技术：
出于保护的目的，贵重物品，如名牌物品和有价文件通常配置有安全元件，以验证 贵重物品的真实性，同时防止其被未经许可的复制。本发明中所指的贵重物品包括钞票、股 票、债券、证书、收据、支票、有价入场券和其它有被伪造风险的纸件，如护照和其他身份证 件，以及产品保护元件，如标签、封条、包装等。下文中的“贵重物品” 一词涵盖所有此类物 品、文件和产品保护措施。安全文件可以以多种形式产生，例如嵌入钞票中的安全线，外加安全条或自承式 传递元件，如在制造出后附加在有价文件上的补丁或标签。为了防止安全元件被最高级的彩色复印机复制，该安全元件通常都显示有光学可 变元件，观看者从不同视角看，会呈现出不同的图像印记并显示不同的颜色印记或不同的 图形图案。就此而言，利用具有多层薄膜元件的安全元件是已知的，在该安全元件中，观看者 看到的颜色印记随着视角变化，当安全元件被倾斜，颜色印记从绿色到蓝色，从蓝色到品红 色，或者从品红色到绿色变化。这种当安全元件被倾斜时的色彩变化在下文中被称为色移 效应。公开号为3，858，977的美国专利描述了这种与安全元件有关的具有色移效应的 光学干涉层。由层结构中层的类型和数量决定，可以产生两种或多种不同的依赖于视角的 色移效应。在公开号为EP1833034A1的欧洲专利中描述了一种证明元件，该证明元件在其油 墨层上连续设置有胆留型液晶光学可变层。然而，该油墨层显现的颜色印记并不稳定，并且 该证明元件的设计自由受到限制。在其它已知的安全元件中，油墨层通常颜色太暗。
发明内容
本发明的一个目的在于解决上述问题，尤其是改进上述类型的安全元件，使其中 由油墨层产生的颜色印记足够亮，且从不同视角看尽可能地保持稳定。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、以及 具有该光学元件的传递元件、证券纸和贵重物品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。本发明的用于保护贵重物品的安全元件包括-从不同视角看呈现不同颜色印记的光学可变层、和不变色层，-所述光学可变层和所述不变色层在覆盖区域重叠，而所述光学可变层和所述不变色层中的至多一个出现在所述覆盖区域之外，-从预定的视角观看时，所述覆盖区域内的所述重叠层的颜色印记和所述覆盖区 域外的层的颜色印记相互匹配，-所述不变色层包括油墨层和设于所述油墨层下的金属层。根据本发明的第一优选实施例，一种用于保护贵重物品的安全元件具有一光学可 变层。所述光学可变层从不同视角看呈现不同的颜色印记。此外，所述安全元件包括油墨 层，所述油墨层在覆盖区域中设于所述光学可变层上，当从预定的视角观看时，所述光学可 变层未被所述油墨层覆盖的区域的颜色印记与覆盖区域中的油墨层的颜色印记相匹配。所 述油墨层和所述光学可变层之间设有金属层。根据本发明的第二优选实施例，在所述覆盖区域，光学可变层设置在不变色层的 油墨层的上方。在本发明的安全元件的层顺序中，“上方”、“下方”、“上”、“下”分别参照该安全元 件设计好的观看方向。如附图所示，本发明的安全元件被设计为从上方观看。因此，当从上 方观看，较靠近观看者眼睛的一层位于另一层上方。为了看见较下方的层，观看者必须透过 较上方的层的间隙观看。此外，本发明的应用于证券纸、有价文件等的传递元件配置有这种安全元件。进一 步地，本发明的用于制造安全或有价文件，如钞票、支票、身份证、证书等的证券纸配置有这 种安全元件。进一步地，本发明的贵重物品，如名牌物品、有价文件等也配置有这种安全元 件。此外，本发明提供了一种用于保护贵重物品的安全元件的制造方法，其包括-所述光学可变层和所述不变色层在覆盖区域重叠，而所述光学可变层和所述不 变色层中的至多一个设置在所述覆盖区域之外，-从预定的视角观看时，所述覆盖区域内的所述重叠的层的颜色印记和所述覆盖 区域外的层的颜色印记相互匹配，-所述不变色层包括油墨层和设于所述油墨层下的金属层。在该方法的有利变型中，所述不变色层的油墨层在所述覆盖区域中位于所述光学 可变层的上方，当从预定视角观看时，所述光学可变层未被所述油墨层覆盖的区域的颜色 印记与所述覆盖区域中的油墨层的颜色印记相匹配，所述不变色层的金属层设于所述油墨 层和所述光学可变层之间。根据该方法的另一有利变型，在所述覆盖区域，所述光学可变层设于所述不变色 层的油墨层上。本发明的第一变型的在所述覆盖区域设置在所述光学可变层上的油墨层，或本发 明第二变型的在未被所述光学可变层覆盖的区域的可视油墨层均构成不变色区域。当从不 同视角观看时，所述油墨层的颜色印记不变或者仅发生微小变化。另一方面，在相邻区域中 的所述光学可变层的颜色印记随观看者的视角而变化。这里，所述光学可变层被配置为在 不同视角至少可以创建两种不同的颜色印记。当从预定视角观看所述安全元件时，所述光学可变层的颜色印记和所述油墨层的 颜色印记相匹配。特别地，在这个视角的光学可变层的颜色印记与所述油墨层的颜色印记 以这样一种方式匹配对观看者而言，两种颜色印记相同。这里，层的顺序为油墨层-不变色层的金属层，便于从所述油墨层一侧观看所述安全元件，也就是从上方观看。所述光学可变层和具有视觉吸引效应的所述油墨层的结合对于使用者而言是不 解自明的，并且具有高的防伪安全性。相邻近的所述变色区域和不变色区域增强了视觉感 知力，进而吸引了观看者对所述安全元件的注意。这里，所述不变色层同时形成视觉上稳定 作用并在验证真实性时作为所述变色区域的对比点。所述两种相邻的颜色效应的结合阻 碍了所述安全元件的复制，因为可以随意获得的具有色移效应的油墨或箔不再能被直接使 用。如果所述油墨层设置在所述光学可变层上，所述油墨层反射的光不再像现有的安全元 件一样先穿过所述光学可变层，因此，所述油墨层的颜色印记在不同观看条件下可以保持 尚度稳定。通过在所述油墨层下设置金属层，可以防止光损失。由于油墨层的照度，光没有被 反射，而穿过所述油墨层的部分被所述金属层反射，进而对观看者而言，可以增强所述油墨 层的颜色印记的亮度。这样，通过所述金属层的布置可以最小化光损失。尤其是当油墨层 作为半透明油墨层被显影时应用该布置。通过本发明中的金属层，可以防止观看者看到的 油墨层过暗，因此，从预定视角观看时，所述油墨层的颜色印记和所述光学可变层的颜色印 记的匹配得到了改善。如前所述，在本发明的一个实施例中，所述油墨层可以为本透明的油墨层。与不透 明的油墨层相比，半透明油墨层的使用导致所述光学可变层的颜色印记和在预定视角的覆 盖区域的适应性显著增强。特别地，可以在生产过程中检测所述光学可变层中不可避免的 颜色波动，并且所述覆盖区域的典型光学可变层的亮度和光泽适应于较高值。在一个优选 实施例中，所述半透明的油墨层的透明度为60 % 95 %，尤其优选为80 % 95 %。所述半 透明的油墨层优选使用可溶性染料或充分分散的颜料形成。所述半透明的油墨层可以采用不同方式施加，优选采用例如丝网印刷方法印制在 所述金属层或一塑料基底上。所述半透明的油墨层可以作为丝网油墨层。这种丝网油墨层 可以具有负光栅、正光栅或线条光栅。为了在所述安全元件的优选实施例中加入附加特征，所述半透明的油墨层以字 符、图案或代码的形式出现。所述半透明的油墨层也可以具有字符、图案或代码形式的间 隙。如果所述光学可变层和所述油墨层以这样一种方式相互配合，即当垂直观看所述 安全元件时，所述光学可变层的颜色印记与所述油墨层的颜色印记大体相对应，就可以获 得一种特别吸引人的效果。这里，在本发明的第一变形中，所述光学可变层的颜色印记在所 述覆盖区域外显示，所述油墨层的颜色印记在所述覆盖区域的上方显示，而在本发明的第 二变形中，所述光学可变层的颜色印记在所述覆盖区域的上方显示，而所述油墨层的颜色 印记在所述覆盖区域外显示。通常当安全元件应用于贵重物品上时，首先从垂直方向观看， 当垂直观看时，所述变色区域和不变色区域首先呈现出大体相同的颜色印记。当所述安全 元件被倾斜，所述变色层的颜色印记变化，而所述不变色覆盖区域的颜色印记保持不变。在本发明的一个实施例的一个变形中，所述覆盖区域的所述金属层与所述油墨层 相邻。进而所述油墨层直接设于所述金属层上。这样，透过所述油墨层的光可以被高效地 反射回所述油墨层。此外，当所述覆盖区域中的所述金属层与所述光学可变层直接相邻，也 就是说，在所述覆盖区域，所述金属层直接设于所述光学可变层上方十分有利。这样所述覆盖区域和相邻的未被所述油墨层覆盖的区域的光学可变层的过渡可以尽可能在视觉上被 感到。有利地，所述光学可变层未被所述油墨层覆盖的区域也没有被所述金属层覆盖。在本发明的两个变形中，所述光学可变层可以是单层。在这种情况下，所述光学可 变层优选为液晶材料，尤其是胆留型液晶材料。在一个实施例中，所述光学可变层完全由液 晶材料组成。所述液晶材料优选为液晶聚合材料或以嵌入在结合混合料中的颜料的形式。本领域技术人员可以从例如欧洲专利EP 1833034 Al中获知所述胆甾型液晶的作 用方式。在其中描述的胆留型液晶层的一个实施例中，所述液晶层具有多个重叠的层，每层 的所述液晶对齐。所述液晶的方向一层一层逐步变化，从而形成一个三维的螺旋状整体结 构。其用垂直周期长度P标记，在该周期长度中，液晶的方向旋转360度。具有预定旋转方 向和平均波长为λ S的圆偏振光在光满足等式λ S = ηχΡ时，被所述液晶层反射，其中η为 所述液晶层的折射率。相比之下，线偏振光经所述液晶层船舶。所述有效周期长度P随视 角的变化而变化。所述反射光的平均波长λ S也随之变化。这样，胆留型液晶层在垂直观 看时呈红色，而在视角变化时，颜色印记变化为橙色、黄色、绿色、蓝绿色和绿色。在本发明的另一变形中，所述光学可变层包括多个子层。在该变形中，所述光学可 变层由具有色移效应的薄膜元件形成。这里，所述薄膜元件优选包括反射层、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。在这种薄膜元件中，色移效应是基于依赖于 视角的干涉效应的，该干涉效应由所述元件的不同子层的多次反射造成。在不同层反射的 光的程差一方面取决于所述介质间隔层的光学厚度，其决定了所述吸收层和所述反射层之 间的距离，另一方面随不同的视角而变化。因为程差与可见光的波长相似，由于相消性干扰和一定波长的增强，所以观看者 会看到依赖于角度的颜色印记。通过适当选择材料和介质间隔层的厚度，可以产生多种不 同的色移效应，例如倾斜效应，随着视角的变化，所述颜色印记从绿色变为蓝色，从蓝色变 为品红色或从品红色变为绿色。所述薄膜元件的反射层优选由不透明或半透明的金属层形成。至少在一些区域中 具有磁性的层可以作为反射层使用，这样可以在不在层结构中添加新的层的情况下结合另 一真实性特征。所述反射层可以具有以图案、字符或代码形式的间隙，这些间隙在所述薄膜元件 中形成透明或半透明区域。在所述透明或半透明间隙区域中，观看者可以看到与周围的色 移效应的明显对比。特别地，当所述薄膜元件施加在透明基底上时，所述图案、字符或代码 可以被透射光照亮。所述介质间隔层可以显影从而部分被吸收，优选地，由印制层或超薄箔形成，尤其 是拉伸的聚酯纤维箔。可选地，除了所述反射层中的间隙，所述吸收层和/或所述间隔层中也可以设有 图案、符号或代码形式的间隙。在所述吸收层或间隔层的间隙区域中不发生色移效应。在本发明的较佳实施例中，所述薄膜元件包括至少两个吸收层和至少两个介质间 隔层，所述吸收层和介质间隔层交替重叠。在进一步变形中，所述薄膜元件包括多个介质间 隔层，相邻的介质间隔层具有不同的折射率，并且它们的折射率相差至少0. 03。在另一变形中，所述光学可变层由这样一层构成，该层中包括颜料形式的具有色 移效应的薄膜元件。所述光学可变层优选为印制而成，所述层包括透明粘合剂中的颜料。
在本发明的另一实施例的第一变形中，所述光学可变层和所述金属层之间设有保 护层。所述保护层可以由透明漆形成。这样，所述光学可变层可以有效防止机械影响。在 这种情况下，在所述覆盖区域，所述金属层不直接与所述光学可变层相连，而是这两层通过 所述保护层分隔开。在本发明的又一实施例中，所述光学可变层上压印有衍射的压花图案。所述衍射 的压花图案优选为凸纹全息图，进而可能获得所谓的色移全息图，其将所述光学可变层的 色移效应与全息效应相结合。所述衍射的压花图案优选压印在所述光学可变层的面对所述金属层的表面。较佳 地，所述衍射的压花图案延伸到达所述安全元件的整个表面，进而到达所述覆盖区域和所 述光学可变层未被所述金属层或油墨层覆盖的区域。通过在所述光学可变层面对所述金属 层的表面压印所述衍射的压花图案，使得所述压花图案的形貌穿过所述金属层，如果合适， 还穿过其上的油墨层，在所述金属层中产生与所述压印图案相应的凸纹。这样，所述压花图 案对入射光的衍射效应受到金属层中产生的凸纹的影响。在较佳实施例中，所述衍射的压 花图案形成用于描绘真色图像的光栅图像，所述真色图像具有多个真色区域，当所述光栅 图像被照亮时，所述真色区域的期望的真色变亮。在本发明的再一实施例中，所述安全元件具有承载所述光学可变层的基底。所述 基底由承载箔形成，该承载箔由塑料例如透明的聚酯箔构成。在本发明的又一实施例中，所述基底和所述光学可变层之间设有具有吸收效果的 另一油墨层。可选地，这种可吸收的油墨层可以设置在所述基底背对所述光学可变层的表 面。在这种情况下，所述光学可变层优选直接设置在所述基底上。在本发明的又一较佳实施例中，所述基底和覆盖所述光学可变层的油墨层设置在 所述光学可变层的同一侧。优选地，所述基底以覆盖所述油墨层的方式设置。这样，所述基 底可以直接施加在所述油墨层上。在本发明的另一实施例中，在所述光学可变层上的另一覆盖区域中设有金属层， 所述金属层未被所述油墨层覆盖，而尤其是被透明的抗蚀刻层覆盖的金属层。这样可以获 得一种有趣的设计变化，其中所述安全元件具有三种不同的颜色区域，即由所述油墨层表 征的区域、由所述光学层表征的区域和由所述金属层表征的区域。根据有趣的制造变化，所 述金属层首先施加在所述光学可变层上。然后，所述油墨层再施加在所述第一覆盖区域，而 所述透明的抗蚀刻层施加在另一覆盖区域。随后，对表面进行蚀刻去金属化，从而使得既未 被所述油墨层覆盖也未被所述透明抗蚀刻层覆盖的区域中的所述金属层被去除。最终产生 具有前述三种颜色区域的安全元件。在本发明的第二变形中，所述光学可变层和所述不变色层优选设置在所述透明或 半透明基底的相反侧。所述油墨层可以为彩色印制层或彩色抗蚀刻层。在本发明的两个变形中，可以在所述光学可变层上施加一有图案的透明层，该层 可以改变所述光学可变层反射的光的现有角度。所述有图案的层尤其包括一系列平行的线 性微棱镜或由正方棱、四面体或角锥结构构成的格栅阵列，各个元件的尺寸或间隔的范围 为 1 μ m 150 μ m。这里，所述微棱镜、正方棱、四面体或角锥结构在所述有图案的层中产生多个小平 面。在没有所述有图案的层的情况下，由于光的入射角为平角，所以光在所述光学可变层内部反射，所述有图案的层使得光找到所述有图案的层的一个表面上，从而可以离开所述安 全元件。这样，所述光学可变层的反射颜色的区域被扩大，下文中有详细描述。关于所述有 图案的层的功能原理和实施例可以在公开号为W02009/066048 Al的国际专利申请中找到， 本申请包含该专利公开的内容以作为参考。在本发明的两个变形中，所述安全元件优选为适用于证券纸、有价元件或类似物 的安全线、安全带、安全条、块或标签。在本发明的方法的优选实施例中，所述油墨层被显影成为抗蚀刻涂层。根据该实 施例，所述金属层先通过所述光学可变层的连续金属化被显影，然后所述油墨层至少在所 述覆盖区域施加在所述金属层上。随后，未被所述油墨层覆盖的所述金属层通过蚀刻去金 属化去除。由于所述油墨层显影后成为抗蚀刻涂层，所以所述油墨层可以在蚀刻步骤中保 护覆盖区域中的金属化后的产物，这样所述油墨层和所述光学可变层之间的金属层被保留 下来。在本发明的另一实施例中，在将所述油墨层设置在所述覆盖区域中的所述光学可 变层上之前，在所述覆盖区域外的所述光学可变层上设置可洗掉的油墨。然后，其上设置有 所述可洗掉的油墨的光学可变层被连续地金属化以显影所述金属层，所述油墨层被连续涂 在所述金属层上。接着，用渗透所述油墨层的清洗液将所述可洗掉的油墨洗掉，这样，所述 可洗掉的油墨的区域中的所述油墨层和所述金属层一起被去除。优选地，所述油墨层印制 在所述金属层上。关于采用清洗液进行去金属化的具体实施例可参见EP 1023499 Bi。在本发明的另一实施例中，所述光学可变层由液晶材料形成，所述液晶材料中压 印有衍射的压花图案。所述液晶材料优选在压印之前预交联，在压印之后后交联。所述后 交联可以通过例如紫外线照射进行。可选地，可以在压印之前进行预交联，也可以采用用于 压印的压印模具，该压印模具具有所谓的具备对准能力的图案，所述具备对准能力的图案 重叠在所述压花图案上。这种具备对准能力的图案可以确保在压印过程中液晶的对准。特 别地，当所述压印模具经过适当的表面处理后，会使得所述液晶材料的预交联在所述压印 过程中进行。在本发明的另一实施例中，在所述液晶材料中的衍射的压花图案压印之前，在所 述基底上设置可吸收的油墨层。然后，所述可吸收的油墨层被预定型，并用所述液晶材料涂 覆。在将所述液晶应用到所述预定型的油墨层上时，所述液晶进行对准，从而产生液晶的预 交联。后交联步骤最好在所述衍射的压花图案压印之后进行。本发明中的所述预定型的可吸收的油墨层可以通过用材料摩擦所述油墨层和/ 或通过对所述油墨层适当的曝光产生。在本发明的再一实施例中，所述基底上涂覆有形成所述光学可变层的液晶材料。 此外，所述基底上背对所述涂层的侧面上印制有所述可吸收的油墨层。在涂层之后，所述衍 射的压花图案压印在所述液晶材料中。在本发明的另一优选实施例中，所述光学可变层在所述衍射的压印图案压印之前 转移到所述基底上，如载体箔。这样，确保了压印过程中所述光学可变层的三维稳定性，并 防止了所述光学可变层的撕裂。在另一实施例中，在所述光学可变层上设置所述金属层和所述油墨层之后，所述 光学可变层被施加到所述基底的所述油墨层的一侧。在这种情况下，应该从基底侧观看所述安全元件。在本实施例中，所述基底保护所述安全元件不被弄脏或损坏。本发明的安全元件的所有实施例和例子可以被剁碎，比如打碎并加工成颜料。所 述颜料还可以进一步被加工成印刷油墨。本发明的安全元件的上述实施例中限定的特征可以对应转移到本发明的制造方 法中，反之亦然。
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具有本发明的安全线和本发明的附加的传递元件的钞票的示意图；图2图1中本发明第一实施例安全线的的的子区域的俯视图；图3图2中的安全线沿III-III线的截面图；图4本发明第二实施例的安全线的截面图；图5本发明第三实施例的安全线的截面图；图6本发明第四实施例的安全线的截面图；图7本发明第五实施例的安全线的截面图；图8本发明第六实施例的安全线的制造说明图，其中图8a显示了安全线在制造中 的状态，而图8b显示了安全线的最终状态；图9本发明另一实施例的安全线的截面图；图10本发明又一实施例的安全线的截面图。
具体实施例方式在下述实施例中，具有类似功能和结构的元件采用相同或类似的标号。因此，可以 参照其它实施例的描述或本发明的总体描述来理解各个实施例的安全元件的特征。下面以钞票为例详细说明本发明。图1显示了一钞票10，其具有两个安全元件12 和16，每个安全元件都是按照本发明的实施例形成。第一安全元件构成了安全线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。 第二安全元件由附加的任意形状的传递元件16形成。下文中将描述本发明的不同实施例 的所述安全线12的结构。所述传递元件16的结构与这些实施例相似。参照图2和3来详细描述第一实施例的所述安全线12的结构。图2显示了所述 安全元件12的俯视图，而图3显示了图2中的安全线12沿线III-III的截面图。如图3所示，所述安全线12包括作为承载层的基底观，该基底观为透明的承载 箔，其可以被改进为聚酯(PET)箔。所述基底观涂覆有一可吸收的油墨层26.其上设有一 光学可变层，该光学可变层为胆留型的液晶层18。所述液晶层18被设计来产生色移效应， 所述色移效应是指从不同的视角看，所述液晶层18呈现出不同的颜色印记。关于胆留型的 液晶层的功能原理，可以参照欧洲专利EP1833034 Al和前述说明。所述安全线12的截面形成多个覆盖区域20，在每个覆盖区域20中，一半透明的油 墨层17设置在所述液晶层18的上方。在所述液晶层18和所述半透明的油墨层17之间设 有金属层24。在与所述覆盖区域22相邻的未覆盖区域22中，所述液晶层18不受所述油墨层17和所述金属层M的约束。所述液晶层18和所述油墨层17，与设置在其下方的金属层M—起，按照以下方式 相互配合当从垂直方向看时，产生大体相同的颜色印记。在下文中将垂直方向看到的所述 液晶层18的颜色印记作为垂直倾斜色。当所述安全元件12被倾斜，所述未覆盖区域22中的液晶层18的颜色印记发生变 化，而所述覆盖区域20中的液晶层18的颜色印记保持不变。通过邻近的变色区域和不变色 区域的这种结合，色移效应的视觉冲突被显著放大，这是因为人眼对于产生的颜色不同的 反应比对颜色变化本身的反应要强烈。观看者的注意力进而被更多地吸引到安全特征上。 此外，所述安全元件的作用方式是容易理解的，这样，任何人不需要进一步地努力就可以简 单地检验其真实性。固定颜色元件和色移元件的结合通常在视觉上非常容易感知。对于可能的伪造者 而言，两种邻近的颜色效果意味着复制的重大危机，因为可以随意利用的具有色移效应的 油墨或箔将不再能被直接应用。通过在所述半透明的油墨层17下方设置金属层M，透过油墨层17的光可以再次 被反射到所述油墨层17。这样使得观看所述油墨层17时的光损失最小化，进而油墨层17 显得较亮。颜色印记的匹配，尤其是所述油墨层17的亮度与颜色印记或未覆盖区域22中 的液晶层18的亮度的的匹配进而得到了改善。制造如图2和3所示的安全线12时，在一个实施例中，首先在所述基底28上涂覆 一层可吸收的油墨层26。然后，将所述胆留型液晶层18连续传递到所述涂覆后的基底28 上。接着，所述胆留型液晶层18被连续地金属化。用期望的固定颜色17在金属化产物上 印制图像，该图案显影后形成抗蚀刻涂层。然后，进行蚀刻去金属化。这样，所述胆留型液晶层18在未被油墨层22覆盖的区 域中再次曝光。接下来，在没有特别要求的情况下，可以进行进一步加工，比如使用热封层、 磁化、反面金属化、发光油墨等。图4显示了本发明另一实施例的安全线12。本实施例与图2和3所示实施例不同 之处在于所述液晶层18的表面30 (即面向观看者或金属层M的表面)压印有例如衍射压 花图案32形式的微图案，从而产生全息图。所述衍射的压花图案32在液晶层18的表面30上形成凸纹图案。所述表面30的 凸纹图案导致所述金属层M的与所述油墨层17相邻的表面36产生对应的凸纹。这样，所 述衍射的压花图案32便于向观看者连续描述进一步的光学图案，比如前述的全息图。在所 述覆盖区域20中，所述金属层M的作用是作为这种全息图的反射器。在所述未覆盖区域 22中，所述液晶层18作为反射器。这样，在所述凸纹图案32的区域，所述液晶层18显示出 一定的排列，也就是说，所述液晶的方向显示为优选方向。所述排列可以在压印之前，通过所述液晶层18的预交联产生。根据本发明的可供 选择的制造方法，首先在所述基底观上涂覆一层可吸收的油墨层26，随后，所述可吸收的 油墨层沈是预定型的，而所述液晶层18被施加在预定型的所述可吸收的油墨层沈上。接 着，所述可吸收的油墨层26作为所述液晶层18的液晶的对准层。此外，可以与所述可吸收 的油墨层沈一起设置另一层，以确保所述液晶的对准。可以通过使用丝绒等材料或刷子摩 擦、或通过适当的曝光使所述可吸收的油墨层沈是预定型的。在所述液晶层18施加在所述基底观上后，所述液晶层18进行预交联、压印，如果需要，还可以进行后交联。所述后交联可以通过紫外线照射形成。图5显示了本发明又一实施例的安全线12。本实施例与图4所示实施例的不同之 处仅在于所述可吸收的油墨层沈是压印在所述基底的底面的，即所述基底观背向所述液 晶层18的一侧，而不是位于所述液晶层18和所述基底观之间。在图5所示的安全线12的制造过程中，首先在所述基底上预先形成图案以对准所 述液晶。然后，在其上涂覆液晶层18，经过预交联(如果适当)、压印和通过紫外线照射而 产生后交联。机械压印的过程和后续通过紫外线照射而产生的后交联或固化的过程也被称 为紫外线压印。由于在紫外线压印的过程中，所述可吸收的油墨层沈还没有出现，这样可 以获得改良的紫外线照射结果。在此之后，所述可吸收的油墨层被印制在所述基底观的反 面，该油墨层通常为黑背景。图6显示了本发明再一实施例的安全线12。本实施例与图5所示实施例的不同之 处在于所述基底观位于观看所述安全线12的一侧。这里，所述基底观直接施加在油墨层 17上。所述可吸收的油墨层沈压印在所述液晶层18的底面。在图6所示的安全线12的制造过程中，首先将所述液晶层18涂在有对准功能的 载体箔(图6中未显示)上，其可以被制成与所述基底观相同。然后，在所述液晶层18中 压印如上文所述的衍射的压花图案32，接着，所述液晶层18连续金属化而所述油墨层17涂 在各个覆盖区域20。在此之后，执行蚀刻去金属化，所述层排列传递到所述基底观上。然后，从所述液晶层18上去除所述有对准功能的载体箔，所述可吸收的油墨层沈 从下面印制在所述液晶层18上。在图6所示的实施例中，避免了由于液晶层18和所述基 底洲的连接不够充分而可能产生的问题。在本发明安全元件的另一制造方法中，在所述压花图案32压印之前，所述液晶 层18未经过预交联。这样，用于压印的所述压印模具具有具备对准能力的图案32，该图案 32重叠在所述衍射的压花图案上，这样，在压印过程中，位于所述压花图案附近的液晶被对 准。另外，所述压印模具的适当的表面处理有利于液晶的对准。在这种情况下，所述液晶层 18的主交联在压印过程中发生。可以通过电子束固化或通过紫外光发生。如果固化在压印 模具的区域中发生，由于在压印时氧气通常会被排除，所以液晶的其它常见的惰性化变为 非必要的。图7显示了本发明再一实施例的安全线12。本实施例与图3所示实施例的不同之 处在于所述光学可变层由薄膜元件118形成，而不是液晶层18。所述薄膜元件118直接设 置在所述基底观上，也就是说，它们直接不设置可吸收的油墨层26。所述薄膜元件118的 上端通过简单的固化层密封，所述简单的固化层为透明漆38。在所述透明漆上的所述覆盖区域20中设置的金属层M和油墨层17的结合已经 从前述实施例中获知。与前述实施例中的液晶层18 —样，图7中的薄膜元件118也产生色 移效应。所述光学可变薄膜元件118包括由不透明铝层形成的反射层44、涂在所述反射层 44上的超薄的二氧化硅间隔层44、和由铬构成的半透明的吸收层42。如上所述，所述薄膜 元件118的色移效应基于在所述元件118的不同子层44、42和40中多次反射而产生的干 涉效应。图8b显示了本发明将薄膜元件118作为光学可变层的安全元件的一个变化体。图8b所示的安全线12与图7所示实施例不同的是，除了覆盖区域20，其还具有另一覆盖区域 48，在该覆盖区域48中，所述薄膜元件118不是被所述油墨层17覆盖，而是被无色抗蚀刻 涂层46覆盖。所述无色抗蚀刻涂层46和所述薄膜元件118之间设有金属层M。图展示了图8b所示安全元件的制造过程。在所述薄膜元件118的连续金属化 后，所述金属层M上部分印制有油墨层17，部分印制有所述无色抗蚀刻涂层46。在后续蚀 刻去金属化过程中，所述金属层M在所述覆盖区域48中被所述抗蚀刻涂层46保护，这样， 所述安全线12上产生了三种颜色区域。其包括所述覆盖区域20中的油墨层17的颜色、所 述未覆盖区域22中的光学可变层118的颜色和所述另一覆盖区域48中的金属层22的颜 色。可选地，对于上述蚀刻去金属化过程，所述未覆盖区域中的金属层M还可以通过 可洗掉的油墨来去除，按照欧洲专利EP10233499 Bl中描述的方法。在所述覆盖区域20的 光学可变层18或118上设置所述油墨层17之前，在所述未覆盖区域22内的光学可变层18 或118上设置可洗掉的油墨，然后，具有所述可洗掉的油墨设置在其上的所述光学可变层 18或118充分金属化，以显影所述金属层M，所述油墨层17被连续地屠刀所述金属层M 上。然后，通过渗透所述油墨层17的清洗液洗掉所述可洗掉的油墨，这样，在所述可 洗掉的油墨区域，所述油墨层17和所述金属层M—起被去除。在该应用中，所述油墨层17 应当被制成多孔的，以使大量清洗液可以大量涌入所述可洗掉的油墨。在前述实施例中，所述不变色层设置在覆盖区域中的所述光学可变层上，这样，从 下到上，层次序为光学可变层-金属层-油墨层。这里是从上方观看，也就是从层次序中的 油墨层一侧观看。在本发明的其它实施例中，在覆盖区域中，所述光学可变层设置在所述不变色层 的油墨层上，这样，从下到上，层次序为金属层-油墨层-光学可变层。这里同样是从上方 观看，也就是从层次序中的光学可变层一侧观看。其它层可以位于前述层之间，所述光学可 变层和所述不变色层可以设置在透明或半透明基底的相反侧。图9显示了本发明安全元件50的一个实施例，该安全元件50具有透明的聚酯 (PET)基底52，其两侧分别设有不变色层M和光学可变层118。在本实施例中，所述光学可 变层有薄膜元件118形成，由关于图7的描述可知，该薄膜元件118包括由不透明铝层形成 的反射层44、涂在所述反射层44上的超薄的二氧化硅间隔层44、和由铬构成的半透明的吸 收层42。所述不变色层M由印制在所述基底52上的油墨层56和设于所述油墨层56下方 的铝层58形成，所述油墨层56可以使用可溶性染料或充分分散的颜料印制。所述油墨层 56和所述铝层58也可以在独立的载体上制造后转移到所述基底52上。在本实施例中，所述薄膜元件118和所述不变色层M均设置有间隙60或62，通过 该间隙，创建了三个具有不同视觉外观的区域。在属于覆盖区域的第一区域70中，所述薄膜元件118设于所述不变色层M上方。 在那里，当从上方观看时(如箭头76所示)，观看者仅能看到所述薄膜元件118的光学可变 外观。在区域72中，所述薄膜元件118形成间隙60，而所述不变色层M未形成间隙，从而形成未覆盖区域72，从箭头76所示方向观看，观看者可以看到作为不变色层的油墨层 56。从箭头76所示方向观看，位于所述油墨层56下方的所述金属层58反射透过所述 油墨层56的光，在这种情况下，增加了它的亮度和光彩。所述薄膜元件118和所述不变色 层M相互配合，从预定的视角，例如箭头76所示垂直观看，产生大体相同的颜色印记。通 过设于所述油墨层56下方的金属层58，不仅可以匹配色调，而且可以匹配所述不变色层M 的金属光泽和所述薄膜元件118的视觉印记。由于所述光学可变层反射的光不能穿过所述不变色层，所以它的颜色的稳定性很 高。同样的，所述光学可变层118和所述不变色层M的颜色印记可以获得特别好地适应。在区域74中，薄膜元件的间隙60和不变色层M的间隙62重叠，所述安全元件50 显示为透明区域。所述透明区域74可以形成图案、字符或微缩文本形式的代码。图10中安全元件80为一优选实施例，在所述覆盖区域70，从下到上依次为金属层 58-油墨层56-光学可变层18，所述金属层58和所述油墨层56共同形成不变色层M。不变色层讨和所述光学可变层18设置在透明的聚酯(PET)基底52两相反侧。所 述光学可变层优选为液晶层或薄膜元件。所述光学可变层中的间隙60限定了位于所述覆 盖区域外的区域72，在该区域中，观察者从箭头76所示方向看，可以看到不变色层M。在所述光学可变层18上涂有有图案的透明层82，所述透明层82可以改变所述光 学可变层反射的光的出射角，所述透明层82由一系列平行的线性的微棱镜组成，所述微棱 镜的尺寸约为30 μ m。这里，所述微棱镜在有图案的层82中产生多个小平面86，使得光不再因入射角为 平角而在所述光学可变层18内反射，而可以离开所述安全元件。在这种情况下，所述光学可变层的反射颜色的区域被扩大。例如，在具有色移效应 的光学可变层18中，所述色移效应为从垂直观看的红色变为倾斜观看时的绿色，蓝色光在 所述层18内垂直反射，这样，这种光在反射时就不会影响视觉印记。然而，涂在所述光学可 变层18上的所述图案层82使得蓝色光可以离开安全元件80。同时，较长波长的光转向曲 面法线。所述具有图案层82的安全元件80的色移效应为从垂直观看的红色变为半倾斜观 看时的绿色，又变为倾斜观看时的蓝色。所述图案层82的功能原理和实施例的细节可以在
发明者拉尔斯·霍夫曼, 斯特凡·比希尔迈尔, 曼弗雷德·海姆, 温弗里德·霍夫米勒, 马里乌斯·迪希特尔 申请人:德国捷德有限公司