带有光学可变表面图案的安全元件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于安全纸、有价文件和另外的数据载体的安全元件，该安全元件带有在表面区域（74）内包含光学可变表面图案的基质，该表面图案在不同的照明和/或观察方向下显示不同的图示。根据本发明专利技术，所述光学可变表面图案（76）由基本上起到射线光学作用的反射元件（72-j，72-k）的至少局部周期的布置组成，并且其中，所述反射元件（72-j，72-k）按照其高度在表面区域（74）上非周期地相互错开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于在表面区域内包含光学可变表面图案的安全纸、有价文件和另外的数据载体的安全元件。本专利技术也涉及用于制造此类安全元件的方法和带有该安全元件的数据载体。
技术介绍
如有价文件或证明文件的数据载体以及例如标记物的另外的有价物经常被提供有安全元件以用于安全保护，所述安全元件允许检验数据载体的真实性并且同时用作防止不允许的复制的保护。带有取决于观察角度的效果的安全元件在真实性安全保护中起到特别的作用，因为这些安全元件即使以最现代的复制设备也无法复制。安全元件在此构造有光学可变元件，所述光学可变元件使得观察者在不同的观察角度下获得不同的图像印象，并且例如根据观察角度显示了另外的颜色或亮度印象和/或另外的图形主题。经常希望的是，使得光学可变安全元件显示尽可能无色的因此无颜色分离的形象。为此，通常使用周期性结构(衍射栅格)和/或结构的周期形布置，例如微镜的像素布置。已知的光学可变安全元件在此可粗略地划分为:a)基本上遵从几何光学定律的反射元件，和b)遵从衍射光学定律的衍射元件。在组b)的元件中，在此在大区域内存在很小的结构尺寸，其中周期性结构对于观察者明显地表现为是彩色的。为产生无色的印象，因此必须使用非周期性结构或将不同周期的栅格进行组合，使得单个的栅格的颜色在衍射图中补充为白色。在组a)的元件中，结构尺寸则总是很大，使得精确的周期不起到明显的作用。从文献EP0868313B1中已知基于衍射光学作用的锯齿栅格的光学可变表面图案。其周期在此选择为使得在可见光谱中在不同波长下的衍射反射尽可能紧靠，使其不再可被观察者分开。因此实际上所有颜色在通过锯齿元件的倾斜角所给出的方向上衍射，并且安全元件在通常的衍射条件下表现为无色。但在栅格周期很小时，栅格的衍射反射明显可见。因此，带有降低的栅格周期的此类安排总是彩色的。此外，此衍射效应也干扰安全元件的动态效果或由隆起的表面的反射行为所导致的隆起显现的图像的动态效果。然而，在许多情况中希望尽可能小的周期，因为薄的结构更容易制造并且可更容易地整合在钞票或另外的数据载体内。
技术实现思路
由此出发，本专利技术的任务在于，进一步改进本文开始部分提到类型的安全元件并且特别地完成简单并且可廉价制造的带有高防伪安全性并且吸引人的视觉形象的光学可变安全元件。理想地，安全元件显示出无色的形象，而无干扰的颜色分离或重叠的衍射图案。该任务通过独立权利要求的 特征解决。本专利技术的扩展是从属权利要求的对象。根据本专利技术，本文开始部分提到类型的安全元件包括由基本上起到射线光学作用的反射元件的至少局部周期的布置形成的光学可变表面图案，并且其中反射元件按照其高度在表面区域上非周期地相互错开。与在周期性错开的情况中不同，在反射元件的非周期性错开的情况中，在相邻的反射元件的高度之间不存在简单的、规则的关系。因此，可靠地防止了相邻的反射元件上所反射的光的构造性干涉和由此出现叠加的衍射图案。优选地，在表面区域上反射元件的高度根据伪随机数分布变化。伪随机数是虽然表现为随机但通过确定性算法计算的数列，并且因此在严格的意义上不是真正的随机数。但伪随机数被广泛地应用，因为伪随机数分布的统计特征，例如单个数的相等概率或相继的数字的统计无关性对于实际目的通常是足够的，并且与真正的随机数相比，伪随机数用计算机容易产生。伪随机数分布在本专利技术的意义上总是非周期的，因为在伪随机数分布中，不存在相继的值的固定的、恒定的距离(“周期”)。高度值的非周期变化当然不限制在伪随机数分布上，而是也可通过高度值另外的不规则分布来实现。优选地，反射元件相互间错开以高度错位，所述高度错位处在O和A^ax之间，其中Λ Hmax的值在50nm至2000nm之间，优选地在IOOnm至500nm之间。在此，Λ Hmax的值合适地选择为大于感兴趣的波长范围中的半波长。如果光学可变表面图案嵌入在折射率η>1的介质内，例如嵌入在透明的保护漆层内，则高度错位可降低为以上所给定的值的l/η。因此，例如在嵌入在n=l.5的保护漆内时，最大高度错位AHn=260nm，以便覆盖可见光谱范围内的所有波长，例如通过ΔΗη=(780ηπι/2)/η所得到。在有利的专利技术变体中，反射元件的布置形成至少局部的周期性一维栅格，或形成至少局部的周期性二维Bravais栅格。反射元件在此可全局地周期布置，或可仅局部地周期布置，其中局部的周期参数 仅缓慢地与周期性长度相关地改变。例如，局部周期参数可通过安全元件的延展而周期性地调制，其中调制周期优选地大于局部周期性长度的20倍，优选地大于其至少50倍，特别优选地大于其至少100倍。局部周期参数的此类缓慢改变不影响基本的局部特征，特别是栅格的衍射特征。由于周期参数的缓慢改变，此布置局部上可总是以足够的精度通过带有恒定的栅格参数的Bravais栅格描述。在本专利技术的范围内，周期性长度或局部周期性长度有利地至少为I μ m至40 μ m，优选地至少为2 μ m至30 μ m,并且特别地优选地至少为3 μ m至10 μ m。相应地,反射元件在周期性方向上的尺寸为I μ m至40 μ m，优选地为1.5 μ m至30 μ m，并且特别地为2 μ m至10μ m。特别地，反射元件的尺寸也可以小于周期性长度。光学可变表面图案特别地显示了无色的形象，而无颜色分离或重叠的衍射图。反射元件可以具有多种形式，并且优选地通过微平面镜、微凹面镜、微凸面镜或反射的棱锥机构形成。反射元件有利地通过提供以反射层的凹凸结构形成，特别地通过压印凹凸结构形成。反射层可在此例如通过反射的不透明金属层或通过薄的或栅格化的半透明金属层形成。反射层也可通过彩色的或反色的反射层形成，优选地通过带有反射层、吸收层和布置在反射层和吸收层之间的介电间隔层的薄层元件形成，或通过带有两个吸收层和布置在两个吸收层之间的介电间隔层的薄层元件形成。最后，反射层也可有利地通过高折射的介电层或胆固醇液晶层形成。在有利的扩展中，光学可变表面图案包括多个显示了不同的图示的子区域。光学可变表面图案也可与另外的安全特征组合，例如与全息图组合。安全元件的总厚度优选地小于50 μ m,优选地小于30 μ m,并且特别地优选地小于20 μ m。此类小的总厚度可根据本专利技术产生，因为通过非周期的高度错位，也可以使用带有相应的低结构高度的更小的栅格周期，而无干扰性颜色分离和重叠的衍射图。本专利技术也包括带有所描述类型的安全元件的数据载体，特别是安全纸或有价文件。数据载体可以特别是有价文件，例如钞票，特别是纸钞、聚合物钞票或薄膜复合物钞票，但也可以是证件，例如信用卡、银行卡、现金支付卡、资格卡、身份证或护照个人化页。本专利技术的另一个对象是一种用于产生在表面区域内包含光学可变表面图案的压印结构的带有优选的金属的主体的压印型模，所述光学可变表面图案在不同的照明和/或观察方向下显示不同的图示，其中光学可变表面图案由基本上起到射线光学作用的反射元件的至少局部周期的布置组成，并且其中反射元件在其高度上在表面区域内非周期地相互错开。压印型模通常是压印结构中希望的表面图案的负模。借助于该压印型模，将例如施加在薄膜上的热塑性或UV可硬化的漆层的目标基质进行压印压制，并且因此为其提供以希望的表面图案。相应的方法对于专业人员是已知的并且在现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C富斯，
申请(专利权)人：德国捷德有限公司，
类型：
国别省市：