光学可变的防伪元件的制作方法

文档序号:14199863阅读:198来源:国知局
光学可变的防伪元件的制作方法

本发明涉及一种用于为有价物品提供安全保障的光学可变的防伪元件。本发明还涉及一种用于制造这种防伪元件的方法和具有这种防伪元件的数据载体。

数据载体、例如有价文件或证明文件或其它有价物品、例如品牌商品通常为了安全保障而设置有防伪元件,所述防伪元件实现对数据载体的真实性的检查,而且所述防伪元件同时用作防止未授权复制的保护。具有与观察角度相关的效果的防伪元件在真实性保障中发挥特殊作用,因为即使用最先进的复制设备也不能复制所述防伪元件。防伪元件在此设计具有光学可变的元件,所述元件向处于不同观察角度的观察者传递不同的图像印象,并且例如根据观察角度的不同而显示出不同的颜色或亮度印象和/或不同的图案题材。

光学可变的防伪元件部分地连同有色镜面、即连同根据频率且由此有色地反射可见光波谱范围内的光的光学构件一起使用。例如已知具有多层式薄层元件的防伪元件,所述薄层元件的颜色印象针对不同观察角度的观察者来说是不同的。这种薄层元件的颜色倾斜效应基于通过在元件的不同子层中的多重反射造成的与观察角度相关的干涉效应。在不同层上反射的光的路径差异一方面取决于介电间隔层的光学厚度,其确定了半透明的吸收层与反射层之间的间距,并且另一方面随着相应的观察角度改变。这种薄层元件的介电间隔层通常具有在200nm至400nm之间的相对较大的厚度,并且因此在制造中耗费时间和成本。

还已知的是,有色镜面通过具有有色的半透明涂料的反射式金属表面的涂层构成。然而这种设计通常不能或只能较难地与配合精确且无色的阴文元件相结合,因为涂料层通常不能通过激光射束被加工或去除。而且涂料层的导致有色镜面的增强结构的额外厚度通常是不利的,并且尤其在用于钞票和其它有价文件的防伪元件中是不被期望的。

由此出发,本发明所要解决的技术问题在于,提供一种能够成本低廉地制造的光学可变的防伪元件,其具有高防伪安全性和尤其在反射中呈现的吸引人的有色视觉外观。

所述技术问题根据本发明通过独立权利要求的技术特征解决。本发明的改进方案是从属权利要求的主题。

根据本发明,对于按照本发明所述类型的防伪元件规定,

-凸纹结构和双层的有色镜面相叠地布置,并且在共同作用下在反射中形成光学可变且有色或者彩色的外观,其中,

-双层的有色镜面由反射式金属层和布置在该金属层上的超薄吸收层组成,所述超薄吸收层由硅、硅合金或者x<1的siox制成。

如之后进一步详细阐述的,通过合适的超薄吸收层能够通过改变吸收层厚度来调整金属层的反射颜色。例如可以通过施加层厚在几纳米与约35nm之间的硅吸收层将铝金属层的银色反射实际上无级地从纯金属层的银色反射颜色经过金色、黄色和红色反射颜色调整至蓝色反射颜色。在层厚为约40nm至80nm之间时重复该颜色顺序,对于80nm以上的更大层厚来说,反射光谱示出两个或更多个反射最小值,从而形成其它颜色顺序。

利用可简单产生的较小层厚的吸收层,能够特别成本低廉地制造金色和铜色的金属合金。通过金属层的不同层厚的区域或者未涂层的区域,能够以简单的方式和高空间分辨率将不同的金属反射颜色相互组合。

由硅制成的超薄吸收层已被证明是特别有利的,其中,可以使用晶体硅、多晶硅或非晶硅。此外,如sial,sife,sicu或siti和siox的硅合金也适用于超薄吸收层,其中x<1、优选x<0.5、并且特别优选x<0.2。

超薄吸收层有利地具有1nm至200nm之间、优选1nm至100nm之间、特别优选5nm至35nm之间的层厚。

双层有色镜面的金属层有利地是指铝、银、铜、锡、锌、铁、铬、镍或这些金属的合金。金属层的层厚有利地在10nm至100nm之间、优选在15nm至80nm之间。

在一个有利的实施方式中,双层有色镜面包含至少两个子区域,它们具有超薄吸收层的不同层厚,包括层厚为零。在此,有色镜面在所述至少两个子区域中具有不同的反射颜色,使得所述凸纹结构和所述双层有色镜面在共同作用下形成在反射中至少呈两种颜色的外观。

不同层厚的子区域能够通过这些区域构成,在所述区域中超薄吸收层的层厚分别不等于零,然而各不相同。这种不同的厚度尤其可以通过在施加吸收层时的掩膜、通过借助光刻方法或激光加载实现的吸收层的选择性去除、或者通过凸纹结构的适当设计、结合在施加吸收层时适当选择的条件实现。

作为备选或补充,有色镜面可以包含仅存在于超薄吸收层中的开孔,所述开孔构成具有层厚为零的吸收层的有色镜面的子区域。在本说明书的范畴内,这样的子区域也被视作在吸收层中的开孔,在所述子区域中吸收层的光学性质发生改变,以至于吸收层丧失其吸收性质,也就是例如通过氧化或其它材料变化而变为透明的。

在仅存在于超薄吸收层内的开孔中,金属层有利地具有镜面反射。金属层尤其在所述开孔中具有的反射率为未涂层的同类型金属层的反射率的80%以上、尤其90%以上。

作为备选或补充,有色镜面可以包含开孔,所述开孔贯穿吸收层和金属层,并且因此构成在整个有色镜面中的开孔。在有色镜面的所述开孔中,可以看到底层或者形成防伪元件中的透视区域。

在有利的改进方式中,有色镜面与有色层相结合,所述有色层在有色镜面的开孔中是可见的。优选地,有色层在此存在于金属层的背离吸收层的一侧上。通过这种有色层,防伪元件可以将有色镜面的一个或多个金属反射颜色与开孔中的非金属颜色印象相结合。

防伪元件的凸纹结构有利地通过衍射结构、例如全息图、全息光栅图像或类似于全息图的衍射结构构成。消色差结构、例如无光泽结构、微镜装置、具有锯齿状沟纹轮廓的闪耀光栅或菲涅耳透镜装置、或者纳米结构、如亚波长结构也可以考虑作为凸纹结构。

在一种有利实施方式中,双层有色镜面构造为凸纹结构的涂层。在此,金属层和吸收层都可以朝向凸纹结构。然而,吸收层的颜色改变仅在从吸收层这侧观察时才可见,因此防伪元件必须根据期望的观察方向相应地设计。

在一种有利的实施方式中,凸纹结构可以被构造为,使得当施加吸收层时凸纹结构导致吸收层的局部不同的层厚并且进而导致不同的反射颜色。例如,凸纹结构可以包含具有不同倾斜度的微镜,并且吸收层可以通过定向的蒸发涂覆、尤其是倾斜蒸发涂覆而施加在微镜面上。如以下进一步详细阐述地,所施加的吸收层的层厚与微镜表面和蒸发涂覆方向的相对定向密切相关,因此通过微镜面的适当定向能够形成所期望的颜色效果。

在其它的实施方式中,凸纹结构是由多个微透镜组成的透镜光栅,所述透镜光栅与有色镜面间隔布置。有色镜面在此有利地包含一个或多个给定或者说预设图像,当通过透镜光栅观察有色镜面时能够从某些确定的观察方向识别到所述给定图像。所述给定图像尤其包括仅存在于吸收层中的开孔和/或贯穿整个有色镜面的开孔。当观察时,透镜光栅和有色镜面共同作用,以呈现一个或多个所述给定图像,并且由此形成在反射中光学可变且有色的外观。

在本说明书的范畴内被称为微透镜的是指透镜的大小在至少一个横向方向上低于肉眼分辨率极限的透镜。微透镜在此可以例如设计为球形或非球形,但是也可以考虑使用柱形透镜。球形或非球形的微透镜的直径优选在5μm和100μm之间、尤其是在10μm和50μm之间、特别优选在15μm和20μm之间。微柱形透镜的宽度优选在5μm和100μm之间、尤其是在10μm和50μm之间、特别优选在15μm和20μm之间。微柱形透镜的长度是任意的,微柱形透镜的长度例如可以在用于防伪线时相当于线的总宽度并且可以达到数毫米。

在优选的实施方式中,所述有色镜面在非开孔区域中具有金色或红色、尤其是铜色的外观,而所述有色镜面在仅存在于所述吸收层中的开孔中具有优选呈银色的外观。如上所述,有色镜面还可以具有多种不同的金属反射颜色,这尤其通过吸收层存在于具有不同厚度的子区域中而实现。

本发明还包括具有所述类型的防伪元件的数据载体,其中,防伪元件以有利的造型布置在数据载体的窗口区域或通孔之中或上方。数据载体尤其可以是指有价文件、如钞票、尤其纸币、聚合物钞票或者薄膜复合钞票,是指股票、债券、证书、优惠券、支票、高品质门票,但也可以是指证件、例如信用卡、银行卡、现金卡、资格卡、身份证或者护照身份认证页面。

本发明还涉及一种用于制造上述类型的光学可变的防伪元件的方法,在所述方法中,

-凸纹结构和双层的有色镜面相叠地布置,其中,

-双层的有色镜面由反射式金属层和布置在该金属层上的超薄吸收层组成,所述超薄吸收层由硅、硅合金或者x<1的siox制成。

有色镜面有利地设置有仅存在于超薄吸收层中的开孔,并且形成有色镜面的具有层厚为零的吸收层的子区域。作为备选或补充,有色镜面可以设置有贯穿吸收层和金属层的开孔。

在此特别有利地通过激光辐射的作用在吸收层和/或整个有色镜面中开设开孔。尤其是超薄吸收层中的开孔通过具有激光波长的激光辐射的作用开设,在所述激光波长中有色镜面的吸收比金属层的吸收多50%以上、优选多100%以上、尤其多200%以上。以这种方式可以实现在吸收层中的高能量引入,所述高能量引入导致对吸收层的选择性的脱金属化,而不对金属层造成明显损伤。因此,金属层在吸收层的开孔中显示出与未被涂覆的金属层几乎相同的反射率。

在不愿与特定解释相关联的情况下,目前认为,激光能量向热量的转化主要发生在吸收层中。一旦吸收层脱金属、即被去除或转化为透明的改变情况,则激光辐射被金属层反射,并且因此不再被吸收或转化为热量。因此能够仅实现吸收层的选择性脱金属化的激光脉冲能量密度范围相对较大,这提高了工艺稳定性并且便于工业规模的生产。

在明显更高的激光脉冲能量下,包括金属层在内的整个有色镜面可以被脱金属化。也就是能够有利地实现的是,通过改变脉冲能量利用相同的激光源要么仅选择性地对吸收层要么对整个有色镜面进行脱金属化。

本发明的其它实施例和优点将在以下根据附图阐述,在所述附图的视图中为提高直观性而舍弃按比例尺和符合比例的显示。

在附图中:

图1示出具有根据本发明的光学可变的防伪元件的钞票的示意图,

图2示意性示出剖切图1的防伪元件得到的横剖面,

图3示出计算得出的由厚度为28nm的铝层和厚度为dsi的硅层组成的双层有色镜面的与波长相关的反射特性,

图4示出本发明的另一实施例,其中,光学可变的防伪元件的凸纹结构通过微镜面结构构成,

图5示出根据本发明的防伪元件,其中,在载体薄膜中压印有微镜面结构形式的凸纹结构并且敷设金属层,

图7示出如图2的实施例,然而其具有双层有色镜面的颠倒的层顺序,

图8示出厚度为28nm的铝层的反射光谱和在28nm厚的铝层上的厚度为16nm的硅层构成的金色的有色镜面的反射光谱,并且

图9示出根据本发明的防伪元件,其具有用于不按比例地示出两个预设的给定图像的透镜光栅图,所述给定图像能够从不同观察方向看到。

现在以用于钞票的防伪元件为例阐释本发明。为此,图1示出了具有根据本发明的光学可变的防伪元件12的钞票10的示意图。防伪元件12示出了双色金属光泽的全息图,其中,坐着的狐狸在该实施例中作为前景图案14银色闪光地出现在金色背景16的前面。

防伪元件12还包含呈序号“20”形式的阴文18,所述阴文不显示金属外观并且不参与全息图重建。阴文18显示钞票衬底的底层颜色,或者当防伪元件12布置在钞票10的窗口区域中时显示为透明的透视特征。

图2示意性地示出了防伪元件12的横截面,以便阐释根据本发明的防伪元件的基本结构以及双色金属外观的出现。

防伪元件12包括载体薄膜20、例如透明的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜,所述载体薄膜设有呈压印全息图形式的凸纹结构22,所述全息图在观察时重建所期望的图案、在此为坐着的狐狸。在凸纹结构22上方设置双层有色镜面30,所述有色镜面在与全息凸纹结构22的共同作用下形成双色的光学可变的外观。

双层有色镜面30在此由反射式金属层32构成,在该实施例中由厚度为28nm的铝层构成。在金属层32上敷设超薄吸收层34,所述超薄吸收层在本实施例中由厚度为14nm的硅层构成。防伪元件12的两个不同的反射颜色由此形成,即有色镜面30在子区域38中包括处于吸收层34中的开孔,因此吸收层在该处的层厚为零,而吸收层在所述开孔之外的子区域36中具有14nm的标称层厚。

在吸收层34具有开孔的子区域38中,全息图22由此向观察者显示出铝金属层32的银色闪光颜色。而在硅层34的子区域36中,尽管硅层的层厚较小,也明显改变了颜色印象并且显示为金色。

双色的有色镜面30还包括既不具有金属层32也不具有吸收层34的开孔40,并且所述开孔在图1的实施例中构造为序号“20”的形式。在开孔40的区域中,压印全息图22由于缺乏金属化而实际上是不可见的,并且观察者透过防伪元件12看到钞票衬底的白色或者必要时印制过的底层。如果防伪元件12设置在钞票的窗口区域中,则开孔40显示为透明的透视特征。

金属层32的颜色改变只发生在由吸收层34这侧(观察方向42)观察防伪元件12时。而除镜像性之外都未改变的全息图案在从金属层32这侧(观察方向44)观察时显示出铝金属层32的单色的银色外观。在可从两侧观察的防伪元件12中,防伪元件可以将不同的颜色印象用作附加的真实性标志。

本发明的一个主要特点在于两层式有色镜面30的敷设在金属层32上的超薄硅吸收层34。利用这种超薄吸收层34能够通过改变吸收层厚使金属层32的反射颜色在较宽范围内改变,这能够产生多种视觉效果和外观。

为此,图3示出了计算得出的由反射式金属层(呈厚度为28nm的铝层形式)和超薄吸收层(呈厚度为dsi的硅层形式)组成的双层有色镜面的与波长相关的反射特性。如从所画出的相应于硅层厚度d=14nm的线条50可知,带有这种硅层的有色镜面在短波的可见光谱范围内具有极低的反射率,而在长波的可见光谱范围内则具有极高的反射率,从而整体上形成在图2中描述的金色的外观。

如图3进一步所示,有色镜面的反射率最小值随着硅层层厚的增加连续地从可见光谱的蓝色端向红色端移动,其中,反射率最小值基本上处于反射率直线52上。在硅层具有几纳米的极小层厚的情况下,铝层的银色颜色印象占主导地位,并且有色镜面显示为银色。如果硅层的层厚逐步提高到约30nm,则随着反射率最小值向红色的移动按顺序形成金色、黄色、红色和最后蓝色的颜色印象。从硅层的层厚约为35nm开始则重复该颜色顺序,因为随即出现了具有反射率最小值的更陡的第二反射率直线54,所述第二反射率直线确定视觉外观。由于第二反射率直线的较大斜率,具有层厚为35nm以上的硅层的有色镜面的反射颜色对于硅层的厚度波动不那么敏感。

图4示出本发明的另一种实施例,其中,光学可变的防伪元件60的凸纹结构62通过微镜面结构构成。防伪元件60在此本身以约为10μm的最大高度差极为平整地构造,然而仍旧能为观察者传递在两个空间方向中弯曲的图案80的明显的三维印象,所述图案为阐释而假设为球冠。光学可变的防伪元件60包括反射式面区域64,该面区域的延展规定了在此与防伪元件60的平面重合的x-y平面。z轴线垂直于x-y平面,因此由这三个轴线组成的坐标系构成了直角坐标系。

图4示出了反射式面区域64的小部分,其具有沿弯曲面80的等高线84设置的多个像素66。在防伪元件60的载体薄膜中,并不是由观察者感知的弯曲面80本身设计为凸纹结构62,而是多个反射式像素66,所述像素分别包含具有相同定向的三个反射式分面68。反射式分面68是小的微镜面,所述微镜面通过其定向模仿弯曲面80的反射特性。因此分面68的结构在本说明书的范畴内也称为微镜面结构。

反射像素66和反射分面68通过用双层有色镜面72涂层印花漆层70构成,所述双层有色镜面例如由60nm厚的铝层和敷设在该铝层上的18nm厚的硅层组成,并且所述双层有色镜面为反射的面区域64赋予在反射中有色的外观。

每个分面68的定向由所述分面相对x-y平面的倾斜度和方位角或者也通过其法向矢量的规定被确定。分面的方位角在此是法向矢量n在x-y平面中的投影与预设基准方向之间的角。为了模仿弯曲面80的反射特性,分面68分别定向为,使得其法向矢量n恰好相当于弯曲面80在像素66的延伸上求平均得到的局部法向矢量n。

在该实施例中,像素66设计具有正方形轮廓,但是所述像素一般也可以具有任何其它的轮廓形状。像素66的边长小于300μm,并且尤其是在20μm至100μm之间的范围内。分面68的长度和宽度都高于5μm,以避免由分面结构本身造成的色散。分面的高度仅在0至10μm之间、优选在0至5μm之间,因此整个反射面区域64具有至多10μm的高度差,所述高度差是肉眼不可见的。

由于针对定向光82的反射的几何上的反射条件“入射角等于出射角”仅取决于反射面80、64的法向矢量的局部定向,并且像素66还非常小并且由此本身不出现在外观中,因此反射式面区域64显示出与需要模仿的三维面80基本上相同的反射特性,如以图4最左边的像素为例说明的那样。因此,有色的反射式面区域64即使在其高度差较小的情况下也为观察者形成模拟表面80的明显的三维印象。

反射分面68总体上定向为,使得反射的面区域64与其实际的空间形状相比令观察者感知到突出的和/或回缩的表面80。反射面区域64的实际空间形状通过倾斜的分面的序列给出,在该实施例中例如通过分面68的规则的锯齿状布置给出。因为所描述的结构的普遍性,能够利用有色反射面区域64形成实际上任意的可三维感知的图案、如物品、动物或植物的肖像或图示,或者字母数字标志的立体图示。

如结合图3对于硅吸收层阐述的那样,双层有色镜面30的反射颜色与吸收层34的层厚密切相关。这种相关性可以用于在唯一的工序中为具有微镜面结构的防伪元件配设根据镜面定向而不同的反射颜色。图5示出了防伪元件90的图示,其中,呈微镜面结构94形式的凸纹结构被压制在载体薄膜92中并且涂覆有金属层96、例如60nm厚的铜层。作为吸收层98使硅层汽化渗镀,其中通过倾斜蒸发涂覆100根据镜面倾斜度实现吸收层98的不同层厚。

如果吸收层以标称层厚d0被汽化渗镀,则该标称层厚被实现为用于微镜面的最大层厚,所述微镜面的法向矢量n与蒸发涂覆方向100平行。法向矢量与所述蒸发涂覆方向100形成较小角度的微镜面、例如图5的微镜面102在蒸发涂覆时配设有较厚的、即使不再是最大厚度的吸收层,而法向矢量与蒸发涂覆方向100形成接近90°的较大角度的微镜面、例如微镜面104仅设有较薄的吸收层。更确切地说,在法向矢量与蒸发涂覆方向100围成角β的微镜面中,吸收层的层厚d对于标称层厚d0适用

d=d0cos(β)。

配备了具有层厚d的吸收层的微镜面的颜色印象例如可以借助如图3中的反射光谱来确定。

由于倾斜蒸发涂覆在生产中通常借助实现,所以超薄吸收层的较小层厚与传统的具有较厚电介质层的有色镜面涂层相比显示出很大的优势。因此,对于生产来说明显更短的蒸发涂覆时长是足够的,而且还实现了更少的材料损耗并且遮饰板被污染地更缓慢。

通过倾斜蒸发涂覆的颜色变化例如可以在所谓的滚动星设计中或者在倾斜成像(kippbildern)中有利地应用。为进行阐释,图6示出了根据本发明的防伪线110的局部,该局部在面区域中示出滚动星图案,其中在每个倾斜位置中可以看到小矩形112的两个相互平行的行。在防伪线110围绕防伪线横向轴线114倾斜时形成动态效果,其中两个矩形行112彼此相向或相离地运动。图6(a)示出处于具有较小的矩形行112距离的第一倾斜位置中的外观,而图6(b)示出处于具有较大的矩形行112距离的第二倾斜位置中的外观。处于不同的倾斜位置中的矩形行112的不同距离可以以图4所示方式通过不同定向的小分面或微镜面的适当布置而获得。

通过吸收层98的倾斜蒸发涂覆将动态效果与颜色效果相结合。由于构成具有较小或较大距离的矩形行112的微镜面具有不同的倾角,以在两个倾斜位置中形成不同的可见性,因此它们还在上述倾斜蒸发涂覆中配设有不同厚度的吸收层。以这种方式,矩形行112的颜色印象可以例如从具有小距离时的银色颜色印象(图6(a))变为具有大距离时的金色颜色印象(图6(b))。动态特征的明显性和可再次识别性可以由此以简单的方式进一步提高。

应该认识到,实际上矩形行112的间距变化和颜色变化通常是连续的,但在图6中只是为进行说明而限于两个离散值。

在具有倾斜图像的防伪元件中,微镜面可以例如定向为,使得在第一倾斜位置中可看到第一图案,并且在不同的第二倾斜位置中可看到第二图案。由于微镜面具有不同的倾斜角,以形成在所述两个倾斜位置中的不同可见性,所以微镜面还在上述倾斜蒸发涂覆中设有不同厚度的吸收层,从而显示例如具有银色颜色印象的第一图案和具有类似于铜的红色印象的第二图案。

在图2所示的设计方式中首先在凸纹结构22上施加金属层32并且随后施加超薄吸收层34,而图7的防伪元件120示出,还能实现相反的层顺序。由于金属层32通过吸收层34的颜色变化仅在从吸收层34这侧观察防伪元件12时是可见的,所以防伪元件120在从正面(沿观察方向122)观察时显示出金属层32的不变的反射颜色,例如银色。从背面(沿观察方向124)观察时,金属层32的颜色印象通过超薄吸收层34改变,从而形成例如金色或者铜色的颜色印象。

在子区域38中将吸收层34留空,从而使防伪元件120在该处也能从背面显示出银色的颜色印象。在开孔40中既不存在金属层32也不存在吸收层34,因此开孔40表现为透明的透视特征。

在另一种实施例中,防伪元件的凸纹结构通过二维的周期性亚波长光栅构成,如在专利文献102011101635a1中所述,该专利文献的公开内容就此方面也包含在本申请中。亚波长光栅涂覆有大约50nm厚的铝层和14nm厚的硅层,所述铝层和硅层共同构成双层式有色镜面。由于纳米结构化,铝层尽管厚度相对较大,但并不是不透明的,因此防伪元件形成透视防伪元件。所述防伪元件在从两侧透视时显示出相同的颜色,而在根据观察方向的反射中形成不同的颜色印象,因为通过硅层的颜色改变只有当在从硅层这侧的反射中观察时才显示在外观中。

为了仅在吸收层中或者在整个有色镜面中形成开孔,例如可以通过本身已知的方式印制可洗颜料并且在蒸发涂覆之后洗掉。

然而特别有利地,吸收层或整个有色镜面中的开孔通过激光加载形成、特别是通过脉冲激光辐射形成。在脉冲能量密度足够高的情况下,可以通过对整个有色镜面的激光辐射进行去金属化,从而形成开孔40,如图2和7所示。

此外还可以通过选择适当的激光波长有选择性地仅对吸收层去金属化,而不损伤金属层,因此在激光加载之后金属层仍然具有所期望的镜面反射特性。如上所述,术语去金属化除了烧蚀之外还包括吸收层向透明改性的转化、例如通过化学转化、如氧化实现。

吸收层34的选择性吸收基于这样的观察,即,双层式有色镜面30总体上具有与金属层32本身不同的吸收特性。为进行说明,图8示出28nn厚的铝层的反射光谱130和金色的有色镜面30的反射光谱132,所述有色镜面由在28nm厚的铝层上的16nm厚的硅层组成。如图8所示,有色镜面30在约650nm的波长以下显示出与单纯的铝层32相比明显降低的反射,该反射向人眼展示金色外观。由于铝层32和有色镜面30的透射低到可以忽略不计,所以未反射的辐射能量被分别吸收。通过选择使有色镜面30吸收强烈而铝层32几乎不发生吸收的激光波长,可以实现向吸收层的高热量引入,所述高热量引入导致对吸收层34的选择性去金属化,但不对铝层32造成明显损伤。

例如通过以波长为532nm的双倍频率的nd:yag激光器的激光辐射进行脉冲式激光加载,能够选择性地仅对金色的有色镜面30的16nm厚的硅层34去金属化。去金属化的子区域显示出铝层32的原始的银色外观和镜面反射,这表示铝层32的表面基本没有受损。在明显更高的脉冲能量下,连同铝层32在内的整个有色镜面30可以被去金属化。

在其它的设计方式中,光学可变的防伪元件的凸纹结构也可以由微透镜光栅构成,在其焦平面中布置双层式有色镜面。为进行说明,图9示出具有透镜光栅图像的防伪元件140,以不按比例地显示两个预定的给定图像,它们从不同的观察方向142、144可见。

防伪元件140具有呈透明的塑料薄膜、例如大约20μm厚的pet膜形式的载体150。所述载体150的上侧设置有多个平行的柱形透镜152形式的观察格栅,所述柱形透镜的宽度b在该实施例中为b=20μm。在载体150的下侧上设有图案层154,其中,载体150的厚度和微透镜的曲率相互协调,使得微透镜152的焦距基本上相当于载体150的厚度,由此使图案层154位于微透镜152的焦平面中。

图案层154在该实施例中通过有色的、例如蓝色的漆层156和布置在该漆层156上的具有金属层160和超薄吸收层162的双层式有色镜面158构成。例如金属层160指的是28nm厚的铝层,并且超薄吸收层162指的是14nm厚的硅层,因此有色镜面在其未开孔的区域中显示出金色的外观。

为了形成给定图像,在有色镜面158中通过激光辐射的作用设置多个微孔164、166。仅在超薄吸收层162中以上述方式从第一观察方向142产生第一微孔164。从第二观察方向144在更高的脉冲能量下产生第二微孔166,所述第二微孔贯穿整个有色镜面158。多个第一微孔164在此共同形成第一给定图像,并且多个第二微孔166形成第二给定图像。由于光路的可逆性确保了,借助激光加载在有色镜面158中设置的给定图像在之后分别从与给定图像被激光射束照射的方向相同的方向142、144观察时能被看到。

由于第一给定图像通过仅存在于超薄吸收层162中的微孔164形成,所以第一给定图像在未开孔的有色镜面区域的金色背景之前呈现银色。第二给定图像通过贯穿整个有色镜面158的微孔166形成,因此在那里可见蓝色漆层156,并且第二给定图像在未开孔的有色镜面区域的金色背景之前呈蓝色。

可以理解的是,附图中示出的防伪元件通常包含另外的层,例如保护层、覆盖层或其它功能层,然而这对于本发明不是重要的,因此不进一步描述。

附图标记清单

10钞票

12防伪元件

14前景图案

16背景

18阴文

20载体薄膜

22凸纹结构

30有色镜面

32金属层

34超薄的吸收层

36、38子区域

40开孔

42、44观察方向

50硅层厚度d=14nm的线条

52、54反射直线

60防伪元件

62凸纹结构

64反射面区域

66反射像素

68反射分面

70印花漆层

72有色镜面

80弯曲图案

82定向光

84等高线

90防伪元件

92载体薄膜

94微镜面装置

96金属层

98吸收层

100倾斜蒸发涂覆

102、104微镜面

110防伪线

112矩形

114线横向轴线

120防伪元件

122、124观察方向

130、132反射光谱

140防伪元件

142、144观察方向

150载体

152微透镜

154图案层

156有色漆层

158有色镜面

160金属层

162吸收层

164、166微孔

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1