具有反射性面区域的防伪元件、数据载体和制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于为有价物品提供安全保障的防伪元件，其具有反射性面区域，其延伸定义x

【技术实现步骤摘要】
具有反射性面区域的防伪元件、数据载体和制造方法


[0001]本专利技术涉及一种用于为有价物品提供安全保障的防伪元件，所述防伪元件具有反射性面区域，所述反射性面区域的延伸定义x
‑
y平面并且所述反射性面区域在以反射光观察时产生多色的三维视图。本专利技术也涉及一种具有这种防伪元件的数据载体以及用于这种防伪元件的制造方法。

技术介绍

[0002]诸如有价文件或者证件文件之类的数据载体或者其它的有价物品如名牌商品通常配设有防伪元件以用于安全保障，防伪元件可以核实数据载体的真实性并且同时用作防止未经许可的复制的保护。具有与观察角相关的或者三维的外观的防伪元件在真实性保障中起到了特别的作用，因为即使用最新的复印设备也不能复制这种防伪元件。
[0003]在专利文献WO2014/060089A2中建议在防伪元件中借助微镜面产生三维拱曲效果。微镜面结构例如可以通过压印方法简单地由能手复制。压印的凸纹结构被金属涂层并且嵌入塑料中。然而，其外观在金属涂层的情况下通常只是单色的。
[0004]为了也产生有色的视图，代替简单的金属化部，可以为微镜面配设随角异色(farbkippend)的涂层，所述涂层根据观察角产生所述结构的颜色相关性。然而，以此方式不能实现图案的沿横向不同的有色设计。
[0005]在其它的方法中，使用金属纳米结构，所述金属纳米结构在反射或者透射中显示有色的外观。尤其可以使用亚波长光栅在最精细的位置分辨率中产生颜色效果。为此在专利文献DE102011101635A1中描述了一种压印结构，其具有二维周期性的纳米结构，所述纳米结构在反射和透射中显示颜色。在此，压印结构只需要用铝层蒸镀。用这种纳米结构不只可以整体着色，而且也可以在图案(Motiv，或者说视觉对象)中产生局部不同的颜色。
[0006]对于批量制造，所使用的纳米结构必须是能够以较高的结构稳定性和较低的缺陷率成型的。然而，迄今用于颜色效果的纳米结构通常具有大于1的宽高比和小于300nm的周期。用于无缺陷地大量制造这种结构的压印工艺在技术上要求非常高并且是耗费的。

技术实现思路

[0007]由此出发，本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种本文开头所述类型的防伪元件，所述防伪元件也能够简单地并且成本低廉地在防伪领域中要求的较大技术规模上制造并且在此除了较高的防伪安全性之外具有吸引人的多色的三维外观。
[0008]该技术问题按本专利技术通过用于为有价物品提供安全保障的防伪元件、具有防伪元件的数据载体和用于防伪元件的制造方法解决。
[0009]按照本专利技术，在按本专利技术所述类型的防伪元件中规定，反射性面区域包括用于产生三维视图的粗结构和与所述粗结构叠加(
ü
berlagern)的细结构，所述细结构用于产生视图的多色外观。
[0010]在此，粗结构包括多个定向反射的分段镜(Facette)，所述分段镜这样定向，使得
反射性面区域能够被观察者感知为三维视图的形式，所述三维视图具有相对于其真实的空间形状突出和/或凹进的表面。
[0011]细结构由具有阶梯级(Treppenstufe)的阶梯状的布拉格干涉结构形成，在所述阶梯级上设计有反射或者增强反射的涂层，其中，所述阶梯级与粗结构的定向反射的分段镜叠加，并且所述阶梯级在观察时通过在相邻的阶梯级处的布拉格干涉产生颜色效果。在此，阶梯级的局部不同的高度在反射性面区域中产生三维视图的局部不同的颜色。
[0012]在有利的设计方案中，所述反射性面区域的粗结构和细结构嵌入透明层、尤其是透明的介电层之间。介电层有利地具有1.3至1.7之间、尤其是约为1.5的折射率。粗结构和细结构所嵌入的层的折射率有利地基本上相同并且例如约为1.5。
[0013]所述粗结构的分段镜优选在x
‑
y平面的至少一个空间方向上具有2μm至30μm之间、尤其是4μm至10μm之间的宽度。有利地，分段镜甚至在x
‑
y平面的两个空间方向上具有处于所述范围内的宽度，其中，在两个空间方向上的宽度不是必须相同。相邻的分段镜的距离通常相应于分段镜的宽度。在此，相邻的分段镜的距离可以是周期性的，然而特别有利的是，粗结构的分段镜非周期性地布置，以便避免不期望的光栅衍射效果。
[0014]与所述粗结构叠加的阶梯级在每个分段镜内有利地具有相同的高度，以便产生明亮的并且和明确定义的颜色效果。如以下详细阐述的那样，布拉格干涉结构的颜色效果基本上通过阶梯级的高度确定，因此具有不同颜色效果的子区域通常包含不同高度的阶梯级。
[0015]在有利的设计方案中，具有2至20个阶梯级、尤其是2至10个阶梯级的布拉格干涉结构在有色区域中与所述粗结构的分段镜叠加。
[0016]所述阶梯级的高度优选处于100nm至600nm之间，特别优选125nm至520nm之间并且尤其是150nm至425nm之间。
[0017]在有利的设计方案中规定，在斜度小于预设的阈值的较平的分段镜中，阶梯级的高度小于275nm，并且在斜度大于所述阈值的较陡的分段镜中，阶梯级的高度大于275nm。以此方式可以在较陡的分段镜中也将所需的阶梯级数量保持较小。分段镜斜度的预设的阈值在此主要取决于期望的颜色。
[0018]如以下详细阐述的那样，在适当的设计中，可以用较大的级高度(或者说阶梯级高度)通过更高阶的相长干涉产生与用较低的级高度通过一阶相长干涉相同的颜色效果。在此，专利技术人认识到，在嵌入的电介质具有n≈1.5的折射率的情况下，能够用小于275nm的级高度通过一阶相长干涉获得所有所需的颜色，而用大于275nm的级高度通过二阶或者更高阶的相长干涉能够获得相同的颜色。因此，相同的颜色效果可以在较平的分段镜中通过较小的级高度获得并且在较陡的分段镜中通过较大的级高度获得，因此在较平和较陡的分段镜中所需的级数量没有明显区别。
[0019]阶梯级与z轴有利地围成85
°
至120
°
之间的角α、尤其是不等于90
°
的角α。所述角α尤其可以有利地处于100
°
至110
°
之间。不等于90
°
的角α的选择提供了在调节颜色强度(或者说亮度)时的附加自由度。
[0020]反射或者增强反射的涂层可以特别有利地是例如汽化渗镀的金属化部。阶梯级的金属化部有利地由Al、Ag、Au、Ni、Cr或者这些金属的合金制成。金属化部的厚度适宜地处于8nm至150nm之间、尤其是15nm至60nm之间。
[0021]代替金属化部，所述阶梯级的反射或者增强反射的涂层也能够由具有较高折射率的材料的涂层形成。作为高折射性涂层材料尤其可以使用ZnS、ZnO、ZnSe、SiN
x
、SiO
x
、Cr2O3、Nb2O5、Ta2O5、Ti
x
O
x
或者ZrO2。在此特别有利的是，防伪元件配备了吸收性基质。当观察时，配备了高折射性涂层的结构就本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于为有价物品提供安全保障的防伪元件，具有反射性面区域，所述反射性面区域的延伸定义x
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y平面并且所述反射性面区域在以反射光观察时产生多色的三维视图，其特征在于，
‑
反射性面区域包括用于产生三维视图的粗结构和与所述粗结构叠加的细结构，所述细结构用于产生视图的多色外观，其中，
‑
粗结构包括多个定向反射的分段镜，所述分段镜这样定向，使得反射性面区域能够被观察者感知为三维视图的形式，所述三维视图具有相对于其真实的空间形状突出和/或凹进的表面，并且
‑
细结构由具有阶梯级的阶梯状的布拉格干涉结构形成，在所述阶梯级上设计有反射或者增强反射的涂层，其中，所述阶梯级与粗结构的定向反射的分段镜叠加，并且所述阶梯级在观察时通过在相邻的阶梯级处的布拉格干涉产生颜色效果，其中，阶梯级的局部不同的高度在反射性面区域中产生三维视图的局部不同的颜色。2.按权利要求1所述的防伪元件，其特征在于，所述反射性面区域的粗结构和细结构嵌入透明层、尤其是透明的介电层之间。3.按权利要求1或2所述的防伪元件，其特征在于，所述粗结构的分段镜在x
‑
y平面的至少一个空间方向上具有2μm至30μm之间、尤其是4μm至10μm之间的宽度。4.按权利要求1至3中至少一项所述的防伪元件，其特征在于，所述粗结构的分段镜非周期性地布置。5.按权利要求1至4中至少一项所述的防伪元件，其特征在于，与所述粗结构叠加的阶梯级在每个分段镜内具有相同的高度。6.按权利要求1至5中至少一项所述的防伪元件，其特征在于，具有2至20个阶梯级、尤其是2至10个阶梯级的布拉格干涉结构在有色区域中与所述粗结构的分段镜叠加。7.按权利要求1至6中至少一项所述的防伪元件，其特征在于，所述阶梯级的高度处于100nm至600nm之间，优选125nm至520nm之间并且尤其是150nm至425nm之间。8.按权利要求1至7中至少一项所述的防伪元件，其特征在于，在斜度小于预设的阈值的较平的分段镜中，阶梯级的高度小于275nm，并且在斜度大于所述阈值的较陡的分段镜中，阶梯级的高度大于275nm。9.按权利要求1至8中至少一项所述的防伪元件，其特征在于，金属化的阶梯级与z轴围成85
°
至120

【专利技术属性】
技术研发人员：H洛赫比勒，
申请(专利权)人：捷德货币技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：