элемент защиты для защищенного документа и способ его изготовления

Формула изобретения

1. Элемент защиты (1, 1', 1'') с, по меньшей мере, одним, прозрачным, по меньшей мере, на отдельных участках, структурным слоем (1a, 1a'), с расположенной, по меньшей мере, на отдельных участках первой дифракционной рельефной структурой (10а) и с расположенной, по меньшей мере, на отдельных участках второй дифракционной рельефной структурой (10b), причем первая и вторая рельефные структуры (10а, 10b) отличаются, по меньшей мере, на отдельных участках и, если смотреть параллельно плоскости структурного слоя (1a, 1a'), расположены на разных уровнях элемента защиты (1, 1', 1''), причем первая рельефная структура (10а) граничит с первым отражающим слоем (11) по первому контуру, а вторая рельефная структура (10b) граничит со вторым отражающим слоем (12) по второму контуру, причем первый отражающий слой (11) и второй отражающий слой (12), если смотреть перпендикулярно плоскости структурного слоя (1a, 1a'), выполнены на отдельных участках и перекрываются, по меньшей мере, на отдельных участках, причем, по меньшей мере, отдельные области первого и второго контуров, если смотреть перпендикулярно плоскости структурного слоя (1a, 1a'), являются конгруэнтными друг другу и примыкают к, по меньшей мере, одной прозрачной области структурного слоя (1a, 1a'), и среднее расстояние между первым и вторым отражающим слоями составляет предпочтительно менее 15 мкм, причем, если к наблюдателю обращен первый отражающий слой (11), то вторая информация (51), генерируемая второй рельефной структурой (10b) в зоне перекрывания, по меньшей мере, частично скрыта, и если к наблюдателю обращен второй отражающий слой (11'), то скрыта, по меньшей мере, частично, первая информация (50), генерируемая первой рельефной структурой (10а) в зоне перекрывания.

2. Элемент защиты по п.1, отличающийся тем, что первая и вторая информация (50, 51) отличаются друг от друга, по меньшей мере, на отдельных участках.

3. Элемент защиты по п.1, отличающийся тем, что структурный слой (1а, 1а') на первой стороне имеет первую дифракционную рельефную структуру (10а), а на второй стороне вторую дифракционную рельефную структуру (10b), причем первая сторона граничит с первым отражающим слоем (11), а вторая сторона граничит со вторым отражающим слоем (12).

4. Элемент защиты по п.1, отличающийся тем, что первый и второй отражающие слои (11, 12), если смотреть перпендикулярно плоскости структурного слоя (1а, 1а'), выполнены преимущественно или полностью конгруэнтными друг другу.

5. Элемент защиты по п.1 или 4, отличающийся тем, что первый и второй отражающие слои (11, 12) различаются материалом и/или цветом.

6. Элемент защиты по п.1, отличающийся тем, что структурный слой (1а, 1а') имеет толщину в диапазоне от 0,2 до 15 мкм, в частности от 0,3 до 3 мкм.

7. Элемент защиты по п.1, отличающийся тем, что элемент защиты, если смотреть в проходящем свете, в области, по меньшей мере, одного из отражающих слоев (11, 12), содержит зоны с ощутимо разным пропусканием, которые показывают дополнительную информацию.

8. Защищенный документ, по меньшей мере, с одним элементом защиты (1, 1', 1'') по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один элемент защиты (1, 1', 1'') расположен в, по меньшей мере, одной прозрачной области защищенного документа (500, 500') или частично перекрывает ее.

9. Способ изготовления элемента защиты (1) по одному из пп.1-7, отличающийся следующими этапами:

а) подготовка первого прозрачного репликаторного слоя (1b);

b) образование дифракционной основной рельефной структуры (10) на первой поверхности первого репликаторного слоя (1b);

c) образование выполненного на отдельных участках первого отражающего слоя (11), кроме того, при необходимости, по меньшей мере, одного выполненного на отдельных участках первого непрозрачного вспомогательного слоя на первой поверхности;

d) образование структурного слоя (1а), прозрачного, по меньшей мере, на отдельных участках, посредством второго репликаторного слоя, который расположен на первом отражающем слое (11), и при необходимости на, по меньшей мере, одном первом непрозрачном вспомогательном слое, и свободных от него областях первой поверхности;

e) образование второй дифракционной рельефной структуры (10b) на второй стороне структурного слоя (1а); и

f) образование выполненного на отдельных участках второго отражающего слоя (12) на второй стороне структурного слоя (1а) толщиной, при которой вторая рельефная структура (10b) формируется на стороне второго отражающего слоя (12), противоположной структурному слою (1а), причем среднее расстояние между первым и вторым отражающим слоем составляет предпочтительно менее 15 мкм.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что первый и/или второй отражающий слой выполняют прозрачными, и если смотреть перпендикулярно плоскости структурного слоя то, по меньшей мере, один непрозрачный вспомогательный слой располагают конгруэнтно прозрачному отражающему слою (слоям).

11. Способ изготовления элемента защиты (1') по одному из пп.1-7, отличающийся следующими этапами:

g) подготовка прозрачного структурного слоя (1a, 1a');

h) образование первой дифракционной рельефной структуры (10а) на первой стороне и второй дифракционной рельефной структуры (10b) на второй стороне структурного слоя (1а, 1а');

i) образование выполненного, по меньшей мере, на отдельных участках первого отражающего слоя (11) и при необходимости, по меньшей мере, одного первого непрозрачного вспомогательного слоя на первой стороне структурного слоя (1a, 1a'); и

k) образование выполненного, по меньшей мере, на отдельных участках второго отражающего слоя (12) и при необходимости, по меньшей мере, одного второго непрозрачного вспомогательного слоя на второй стороне структурного слоя (1a, 1a'), причем среднее расстояние между первым и вторым отражающим слоем составляет предпочтительно менее 15 мкм.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один непрозрачный вспомогательный слой образуют тем, что структурный слой частично экспонируют, и содержащийся в структурном слое прозрачный краситель превращается в засвеченных зонах в непрозрачный цветной краситель.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что первую и вторую рельефные структуры (10а, 10b) образуют одновременно путем тиснения.

14. Способ по п.11, отличающийся тем, что на этапе с) или этапе i) первый отражающий слой (11) наносят по всей поверхности, на первый отражающий слой (11) по всей поверхности наносят первый фоторезистивный слой, первый фоторезистивный слой частично экспонируют и удаляют, причем экспонирование первого фотороезистивного слоя проводят сквозь первый отражающий слой (11), причем частичное экспонирование первого фоторезистивного слоя осуществляют в зависимости от формы и/или расположения первой рельефной структуры (10а), причем первый отражающий слой (11) удаляют травлением в областях, с которых был удален первый фоторезистивный слой, и при необходимости удаляют оставшиеся участки первого фоторезистивного слоя или используют их как первый непрозрачный вспомогательный слой.

15. Способ по п.11 или 14, отличающийся тем, что на этапе f) или этапе k) второй отражающий слой (12) наносят по всей поверхности, на второй отражающий слой (12) по всей поверхности наносят второй фоторезистивный слой, второй фоторезистивный слой частично экспонируют и удаляют, причем экспонирование первого фоторезистивного слоя проводят сквозь первый отражающий слой (11), причем частичное экспонирование первого фоторезистивного слоя осуществляют в зависимости от формы и/или расположения первой рельефной структуры (10а), причем второй отражающий слой (12) удаляют травлением в зонах, с которых был удален второй фоторезистивный слой, и при необходимости удаляют оставшиеся участки второго фоторезистивного слоя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к элементу защиты с, по меньшей мере, одним, по меньшей мере, на отдельных участках прозрачным, структурным слоем, с расположенной, по меньшей мере, на отдельных участках первой дифракционной рельефной структурой и с расположенной, по меньшей мере, на отдельных участках второй дифракционной рельефной структурой, причем первая и вторая рельефная структура отличаются, по меньшей мере, на отдельных участках и, если смотреть параллельно плоскости структурного слоя, расположены в разных плоскостях элемента защиты, причем первая рельефная структура граничит с первым отражающим слоем по первому контуру, а вторая рельефная структура граничит со вторым отражающим слоем по второму контуру. Кроме того, изобретение относится к разным способам изготовления такого элемента защиты и к защищенному документу с таким элементом защиты.

Элементы защиты с такой структурой известны из документа DE 102005017169 A1. Их наносят на защищенный документ с помощью переводной пленки. При этом имеется тонкий, не самонесущий структурный слой толщиной <10 мкм. Первая рельефная структура после нанесения элемента защиты на защищенный документ находится на поверхности защищенного документа и может нести оптическую и/или техническую функцию или же обнаруживаться на ощупь. Рассматривание элемента защиты на защищенном документе может проводиться только с одной стороны или, альтернативно, с обеих сторон.

Документ WO 97/19820 A1 описывает элемент защиты в форме носителя информации с самонесущим структурным слоем толщиной >20 мкм, который нанесен на защищенный документ, например чек. Рассматривание элемента защиты предусматривается только с его стороны, обращенной от защищенного документа.

У известных элементов защиты, если смотреть, по меньшей мере, с одной стороны элемента защиты, видны первый отражающий слой и одновременно, по меньшей мере, некоторые области второго отражающего слоя, причем оптические эффекты первой рельефной структуры и второй рельефной структуры видны в комбинации.

Таким образом, задачей изобретения является дополнительно повысить защищенность от подделок элемента защиты и снабженного им защищенного документа, а также указать способы образования такого элемента защиты.

Эта задача для элемента защиты с, по меньшей мере, одним прозрачным, по меньшей мере, на отдельных участках структурным слоем, с расположенной, по меньшей мере, на отдельных участках первой дифракционной рельефной структурой и расположенной, по меньшей мере, на отдельных участках второй дифракционной рельефной структурой, причем первая и вторая рельефные структуры отличаются, по меньшей мере, на отдельных участках и, если смотреть параллельно плоскости структурного слоя, расположены в разных плоскостях элемента защиты, причем первая рельефная структура примыкает к первому отражающему слою по первому контуру, а вторая рельефная структура примыкает ко второму отражающему слою по второму контуру, решена тем, что первый отражающий слой и второй отражающий слой, если смотреть перпендикулярно плоскости структурного слоя, выполнены на отдельных участках и перекрываются, по меньшей мере, на отдельных участках, причем, по меньшей мере, отдельные области первого и второго контура, если смотреть перпендикулярно плоскости структурного слоя, конгруэнтны друг другу и граничат с, по меньшей мере, одной прозрачной областью структурного слоя, причем если первый отражающий слой обращен к наблюдателю, вторая информация, генерируемая второй рельефной структурой в зоне перекрывания, по меньшей мере, частично скрыта, а если к наблюдателю обращен второй отражающий слой, то, по меньшей мере, частично скрыта первая информация, генерируемая первой рельефной структурой в зоне перекрывания.

Образованный элемент защиты труден для копирования и одновременно является оптически особенно привлекательным и легко запоминающимся, так что он исключительно защищен от подделок. Элемент защиты на отдельных участках выполнен прозрачным. В частности, наблюдателю он кажется преимущественно прозрачным, причем прозрачные участки составляют предпочтительно более 50% поверхности элемента защиты. Поэтому он особенно подходит как элемент окошка или же как защитные нити для защищенных документов.

Оказалось оправданным, если первая и вторая информация, по меньшей мере, на отдельных участках отличаются друг от друга. Так можно достичь объемного эффекта на элементе защиты.

Среднее расстояние между первым и вторым отражающим слоем составляет предпочтительно менее 15 мкм.

Предпочтительно, первый отражающий слой выполнен непрозрачным и, по меньшей мере, на отдельных участках скрывает обращенную к наблюдателю вторую информацию и, при необходимости, дополнительную информацию, генерируемую второй рельефной структурой. Альтернативно первый отражающий слой выполнен прозрачным, и, по меньшей мере, один первый непрозрачный вспомогательный слой скрывает, по меньшей мере, на отдельных участках, вторую информацию и при необходимости также дополнительную информацию, генерируемую второй рельефной структурой.

Второй отражающий слой также предпочтительно выполнен непрозрачным и, будучи обращенным к наблюдателю, по меньшей мере, на отдельных участках скрывает первую информацию и при необходимости дополнительную информацию, генерируемую первой рельефной структурой. Альтернативно второй отражающий слой выполнен прозрачным, а, по меньшей мере, один второй непрозрачный вспомогательный слой, по меньшей мере, на отдельных участках скрывает первую информацию и при необходимости также дополнительную, генерируемую первой рельефной структурой информацию.

При этом первый и второй вспомогательные слои могут также быть выполнены как единственный слой, который предназначен для обоих отражающих слоев. Например, непрозрачная область структурного слоя может образовывать единственный вспомогательный слой, который перекрывает как выполненный на отдельных участках первый, так и выполненный на отдельных участках второй отражающие слои.

При этом непрозрачный отражающий слой предпочтительно выполнен непрозрачным, если смотреть в отраженном свете и в проходящем свете. Однако возможно также, чтобы отражающий слой казался непрозрачным человеческому глазу, только если смотреть в отраженном свете соответственно в отражении. Такой отражающий слой может, если смотреть в проходящем свете, локально иметь ощутимо разное пропускание, так что через области отражающего слоя, если смотреть в проходящем свете, проходит различимо больше видимого света, чем через другие области этого отражающего слоя. Это предпочтительно достигается областями слоя разной толщины или мельчайшими отверстиями в отражающем слое или слоях.

При этом человек, рассматривающий область отражающего слоя в проходящем свете, посчитает ее непрозрачной, если пропускание видимого света будет составлять меньше 5%, в частности меньше 1%. Просвечивающими воспримет наблюдатель в проходящем свете области с пропусканием видимого света более 10%, в частности более 20%. При этом области, воспринимаемые наблюдателем в проходящем свете как просвечивающие, в отраженном свете могут казаться непрозрачными областями слоя. Если, например, используется металлический отражающий слой, то области, воспринимаемые в проходящем свете непрозрачными и просвечивающими, при рассмотрении в отраженном свете отражают с отличием максимум на коэффициент 0,2. Разница в пропускании в два раза вполне распознается человеческим глазом, тогда как разница отражения до примерно 20% едва ли ощутима.

Информация, генерируемая дифракционными рельефными структурами, обнаруживает, в частности, оптически переменные эффекты, такие, как зависимое от угла зрения изменение цвета, кинематические эффекты, голограммы, эффекты блеска и эффекты рассеяния и т.п.

Для образования первой и/или второй дифракционной рельефной структуры или их частей предпочтительно используются симметричные или асимметричные рельефные структуры. При этом рельефные структуры могут выполняться периодическими или непериодическими.

Здесь понятие симметрии используется не в строгом математическом смысле, а для разграничения с несимметричными рельефными структурами, которые будут описаны далее. Симметричными называются также рельефные структуры, которые при сгибе по линии симметрии могут перекрываться не полностью, но профили которых в отношении их крутизны настолько мало отличаются друг от друга, что зависимого от угла рассмотрения оптического эффекта не возникает.

Под асимметричной рельефной структурой понимается, например, структура зубьев пилы. При этом крутизна боковых сторон зубьев пилы предпочтительно существенно отличается. В частности, одна боковая сторона имеет конечную крутизну, а другая боковая сторона имеет бесконечную крутизну. Если используется асимметричная рельефная структура с непостоянной длиной периода/пространственной частотой, то можно предусмотреть, чтобы первая и/или вторая дифракционная рельефная структура были рельефной структурой, которая от исходной точки выполнена, по меньшей мере, в двух направлениях с разной пространственной частотой или глубиной. При изменяющейся пространственной частоте изменяется также крутизна профиля асимметричной рельефной структуры, т.е угол профиля между боковой поверхностью, образованный между профилем и главной плоскостью, параллельной одной из поверхностей рельефной структуры, увеличивается с повышающейся крутизной профиля, соответственно крутизной боковой поверхности. Можно предусмотреть, чтобы пространственная частота повышалась, начиная с исходной точки, предпочтительно непрерывно. Таким образом, крутизна профиля растет к краю рельефной структуры. При этом наклонные боковые стороны могут также быть участками постоянной кривизны. Таким образом, речь идет об оптически активной дифракционной структуре с рельефной структурой, которая предпочтительно непрерывно меняется по зонам поверхности в отношении пространственной частоты и при необходимости других параметров решетки, причем рельефная структура выполнена так, что одна сторона каждого из штрихов дифракционной решетки параллельны друг другу и почти параллельны нормали к главной плоскости рельефной структуры, а угол другой стороны каждого из штрихов решетки к главной плоскости, по существу, непрерывно изменялся по областям поверхности, причем глубина штрихов решетки составляет самое большее 10 мкм.

Кроме того, рельефную структуру можно образовать как эшелетт. Под эшелеттом понимается отражательная дифракционная решетка. Между углом входа _ein и углом выхода _aus для эшелетта, в зависимости от постоянной решетки d, длины волны и порядка n интерференции, справедливо следующее соотношение:

sin _aus=sin _ein+n /d.

То есть полихроматический свет, например дневной свет, будет разлагаться дифракцией на эшелетте на основные цвета. Однако выбором постоянной решетки d эшелетт можно выполнить ахроматическим, у которого цветные частные лучи, по меньшей мере, первого порядка интерференции в области угла зрения снова сводятся вместе, и, таким образом, из эшелетта снова выходит полихроматический свет. Таким способом можно примерно 90% падающего света рассеять как сфокусированный луч, вследствие чего действие изображения осуществляется особенно контрастным. Отсюда и происходит название решетки (blazed grating - отражательная рельефно-фазовая дифракционная решетка).

Предпочтительно можно предусмотреть, чтобы эшелетт был ахроматическим эшелеттом с постоянной решеткой от 20 мкм до 3 мкм, предпочтительно 10 мкм с глубиной профиля от 0,3 мкм до 5 мкм, предпочтительно 1,5 мкм. В зависимости от глубины профиля более высокие порядки дифракции могут давать большую интенсивность, чем первый порядок дифракции.

Кроме того, можно предусмотреть, чтобы эшелетт был хроматическим с постоянной решеткой меньше 2 мкм, предпочтительно 1 мкм. В этом случае после освещения дневным светом эшелетт при поворачивании вспыхивает всеми цветами радуги.

Далее, можно предусмотреть, чтобы рельефная структура была образована как матовая структура. Под матовой структурой имеется в виду рельефная структура, диффузно рассеивающая свет, которая поэтому кажется матовой. Такая рельефная структура может типично иметь глубину 10 мкм. В качестве матовой структуры может действовать также Фурье-голограмма или голограмма, созданная на компьютере, так называемая киноформа, со скрытым признаком. Их задачей является проецировать скрытый признак в отражении или в пропускании.

Элемент защиты согласно изобретению, если смотреть в рефлексе, или в отраженном свете, на обеих сторонах показывает информацию или часть информации, которая генерируется только одной из дифракционных рельефных структур. Это осуществляется за счет того, что, по меньшей мере, часть рельефных структур оптически отделены друг от друга, так что особо требовательные и интересные оптические эффекты можно образовать независимо друг от друга на обеих сторонах элемента защиты.

Как уже упоминалось, особенно предпочтительно, если первая и вторая информация, по меньшей мере, на отдельных участках отличаются друг от друга. Различие рельефных структур может задаваться формой профиля, пространственной частотой и/или азимутальным углом, или также параметрами стохастических структур, как матовая структура, такими, например, как высота неровностей профиля, длина корреляции и т.д. Так, например, первой рельефной структурой в качестве первой информации может создаваться численное значение, тогда как после переворачивания элемента защиты становится виден портрет, образованный второй рельефной структурой в качестве второй информации.

Равным образом возможно, чтобы первой рельефной структурой в качестве первой информации создавалось численное значение, и чтобы после переворачивания элемента защиты численное значение, генерируемое второй рельефной структурой как вторая информация, становилось видимым при виде сбоку и/или при виде лежа (т.е. не вверх ногами), при этом первая и вторая информация одинаковы.

Кроме того, возможно также, чтобы первой рельефной структурой в качестве первой информации создавалось цветное численное значение на ахроматическом фоне, и чтобы после поворота элемента защиты по горизонтали или вертикали становилось видимым ахроматическое численное значение на цветном фоне, создаваемое второй рельефной структурой как вторая информация.

Особенно предпочтительно, если первый отражающий слой полностью скрывает вторую информацию и при необходимости дополнительную информацию, генерируемую второй рельефной структурой, и если второй отражающий слой полностью скрывает первую информацию, генерируемую первой рельефной структурой, и при необходимости дополнительную генерируемую информацию. Тем самым элемент защиты сообщает на обеих своих сторонах независимую друг от друга информацию, так как первая и вторая рельефная структура полностью оптически отделены друг от друга.

Оказалось оправданным, в частности, если структурный слой на первой стороне содержит первую дифракционную рельефную структуру, а на второй стороне вторую дифракционную рельефную структуру, причем первая сторона граничит с первым отражающим слоем, а вторая сторона граничит со вторым отражающим слоем.

Предпочтительно, первый и второй отражающие слои, если смотреть перпендикулярно плоскости структурного слоя, расположены преимущественно или полностью конгруэнтно. Благодаря соответствию площади поверхности и положения обоих отражающих слоев относительно друг друга, на структурном слое можно простым способом создавать особо привлекательные элементы защиты и реализовать оптическое разъединение первой рельефной структуры от второй рельефной структуры. При этом особенно предпочтительны отражающие слои, которые, если смотреть, по меньшей мере, в отраженном свете и, в частности, в отраженном свете и в проходящем свете, являются непрозрачными или за которыми лежит, по меньшей мере, один непрозрачный вспомогательный слой.

В идеале первый отражающий слой, будучи обращенным к наблюдателю, образует вид спереди, по меньшей мере, одного изобразительного мотива, причем вид спереди показывает первую информацию, генерируемую первой рельефной структурой, а второй отражающий слой, будучи обращенным к наблюдателю, образует вид сзади, по меньшей мере, одного изобразительного мотива, причем вид сзади показывает вторую информацию, генерируемую второй рельефной структурой. Изобразительный мотив может образовывать основной мотив элемента защиты, более всего бросающийся в глаза наблюдателю, или менее выделяющийся мотив заднего плана, который комбинируется со следующими, более выделяющимися изображениями. При этом эти изображения могут заметно различаться при виде спереди и при виде сзади.

Элемент защиты согласно изобретению в такой его форме осуществления показывает вид спереди изобразительного мотива, а после переворачивания элемента защиты - вид сзади этого изобразительного мотива. Благодаря идеальному соответствию, если смотреть перпендикулярно плоскости структурного слоя, площади поверхности и положения первого отражающего слоя относительно второго отражающего слоя, наблюдатель смотрит в области вида спереди только на первый отражающий слой, а в области вида сзади - только на второй отражающий слой. Комбинация первого и второго отражающего слоя не видна ни с одной стороны элемента защиты. Так, в частности, при использовании одинаковых материалов для образования первого и второго отражающих слоев наблюдателю не понять, что речь идет о двух раздельных, находящихся на разных уровнях элемента защиты отражающих слоях. Предпочтительно, изобразительный мотив, если смотреть в отраженном свете и, в частности, в отраженном свете и в проходящем свете, является непрозрачным, причем, разумеется, элемент защиты как целое для наблюдателя, если смотреть в проходящем свете, продолжает казаться прозрачным.

Вообще говоря, в прозрачных областях элемента защиты может иметься филигранная печать без существенного ухудшения его прозрачности.

Если в области изобразительного мотива применяются разные первая и вторая рельефная структуры, то из-за оптического разъединения рельефных структур посредством обоих отражающих слоев, при необходимости с помощью одного или нескольких непрозрачных вспомогательных слоев, при виде спереди может читаться другая информация, чем при виде сзади, так что у наблюдателя создается впечатление, что речь идет о трехмерном объекте, который встроен в элемент защиты и который дает изобразительный мотив.

Такой элемент защиты трудно скопировать, так как расположение первого и второго отражающих слоев в идеальной приводке относительно друг друга технически очень сложно. Так, человеческий глаз может распознать уже два раздельных отражающих слоя, если расстояние, смотря перпендикулярно плоскости структурного слоя, между контуром первого отражающего слоя и контуром второго отражающего слоя составляет >5 мкм, если отражающие слои различаются цветом и/или примыкающей рельефной структурой.

Оказалось оправданным, в частности, если, по меньшей мере, один изобразительный мотив состоит из непрозрачного, если смотреть, по меньшей мере, в отраженном свете, элемента изображения и прозрачного элемента изображения, причем элементы изображения вида спереди, непрозрачные, по меньшей мере, в отраженном свете, образованы первым отражающим слоем и при необходимости, по меньшей мере, одним первым непрозрачным вспомогательным слоем, а элементы изображения вида сзади, непрозрачные, по меньшей мере, в отраженном свете, образованы вторым отражающим слоем и при необходимости, по меньшей мере, одним вторым непрозрачным вспомогательным слоем, причем прозрачные элементы изображения образованы прозрачными областями, по меньшей мере, одного структурного слоя, при необходимости в комбинации с, по меньшей мере, одним дополнительным прозрачным слоем.

Благодаря этому можно создавать особо высококачественные и эстетически привлекательные элементы защиты с интересными, трудно копируемыми изобразительными мотивами. При этом элементы изображения, непрозрачные, по меньшей мере, в отраженном свете, являются непрозрачными, если смотреть, в частности, в отраженном свете и в проходящем свете. При этом отдельные, непрозрачные при рассмотрении, по меньшей мере, в отраженном свете, элементы изображения предпочтительно имеют площадь поверхности в диапазоне от 1 мкм² до 400 мм², в частности в диапазоне от 1 мкм² до 2500 мкм². В частности, минимальная протяженность непрозрачного элемента изображения в одном направлении соответствует, по меньшей мере, среднему расстоянию между первым и вторым отражающими слоями.

Непрозрачные элементы изображения могут охватывать или ограничивать прозрачные элементы изображения, например, в форме рамки или решетки, и/или быть охватываемыми прозрачным элементом изображения, и/или располагаться в виде растра, например в виде линейного растра и/или точечного растра, благодаря чему можно создавать полутоновые изображения высокого разрешения.

Площадь поверхности отдельного непрозрачного элемента изображения можно выбирать настолько большой, чтобы она была видна человеческому глазу, или настолько маленькой, чтобы разрешающей способности человеческого глаза было недостаточно, чтобы распознать его, например, в виде растровых точек для образования полутоновых изображений. Предпочтительные параметры такого формирования растра будут более подробно изложены ниже.

Оказалось оправданным, если, по меньшей мере, один изобразительный мотив является узорным изображением, портретом, буквенно-цифровыми знаками, текстом, графическим рисунком, символом или логотипом. При этом под узорным изображением понимается изображение из области флоры, фауны, техники, архитектуры, спорта или подобного. Оправдала себя также комбинация различных изобразительных мотивов, например, портрета с текстом и т.д.

Отражающий слой, соответственно образованный из него элемент изображения в таком случае, будет называться непрозрачным в проходящем свете, если он в области видимых длин волн в проходящем свете имеет оптическую плотность >1.

Оказалось оправданным, если, по меньшей мере, один первый непрозрачный вспомогательный слой и/или, по меньшей мере, один второй непрозрачный вспомогательный слой образованы, по меньшей мере, одним металлическим слоем, и/или, по меньшей мере, одним слоем печатной краски, и/или, по меньшей мере, одним непрозрачным окрашенным слоем лака, который также может быть фоторезистивным слоем, и/или непрозрачными областями структурного слоя.

Первый и/или второй отражающие слои образованы, по меньшей мере, одним металлическим слоем и/или, по меньшей мере, одним диэлектрическим слоем.

Элемент защиты, помимо, по меньшей мере, на отдельных участках прозрачного структурного слоя, может иметь, по меньшей мере, один дополнительный прозрачный слой или последовательность слоев, которые при необходимости могут быть выполнены также цветными и прозрачными, которые могут располагаться на элементе защиты либо по всей поверхности, либо на отдельных участках. В качестве дополнительного прозрачного слоя(слоев) могут использоваться слои лака, слои или пленки синтетического материала, диэлектрические слои, металлические тонкие пленки с особо малой толщиной слоя, стопка тонкопленочных интерференционных слоев с зависящим от угла зрения интерференционным эффектом изменения цвета, или жидкокристаллические слои.

При расположении прозрачных слоев холестерических жидких кристаллов с эффектом изменения цвета или прозрачной стопки тонкопленочных интерференционных слоев с зависящим от угла зрения интерференционным эффектом изменения цвета, по меньшей мере, в прозрачных областях элемента защиты соответствующий эффект проявляется сильнее, если элемент защиты рассматривается на темном фоне.

В прозрачных областях элемента защиты могут иметься прозрачная голограмма или кинеграмма®, которая генерируется первой и/или второй рельефной структурой, и/или возникает зависящий от угла зрения эффект изменения цвета.

Оказалось оправданным, если имеющиеся при необходимости слои прозрачного лака, слои или пленки синтетического материала у элемента защиты, а также структурный слой элемента защиты содержат люминесцирующие или фотохромные вещества, которые при нормальном освещении являются бесцветными прозрачными, но при возбуждении, например, ИК- или УФ-излучением, показывают собственный цвет.

Оказалось оправданным, если первый и второй отражающие слои не отличаются друг от друга по материалу и/или цвету. При этом предпочтительно, чтобы первый и второй отражающие слои имели одинаковую толщину.

Так, первый и второй отражающие слои предпочтительно выполнены из одинакового металла/металлического сплава, в частности из алюминия, хрома, меди, золота или серебра или из одинакового диэлектрического материала, в частности прозрачного материала с высоким коэффициентом преломления, как ZnS, TiO ₂ и т.д.

Равным образом оказалось также выгодным, если первый и второй отражающие слои отличаются материалом и/или цветом. Так, первый отражающий слой предпочтительно образован из металла или металлического сплава. Тогда второй отражающий слой образован предпочтительно из металла/металлического сплава другого цвета или из диэлектрического слоя. Разного цветового эффекта на двух отражающих слоях из одинакового материала можно альтернативно достичь, покрывая один или оба отражающих слоя на их обращенной к наблюдателю стороне цветным прозрачным слоем.

Оказалось оправданным, если структурный слой имеет толщину в диапазоне 0,2-15 мкм, в частности от 0,3 до 3 мкм. При такой толщине структурного слоя человеческий глаз не распознает, что первый и второй отражающие слои находятся внутри элемента защиты на разных уровнях, так как разность глубины до 0,1 мм не может быть распознана невооруженным человеческим глазом. При этом обычно нужно следить, чтобы толщина структурного слоя была больше, чем сумма максимальных глубин первой и второй рельефной структуры, чтобы исключить взаимное влияние рельефных структур.

Предпочтительно, структурный слой выполнен в целом прозрачным, в частности, бесцветным и прозрачным.

Оказалось оправданным, если элемент защиты, если смотреть в проходящем свете, в области, по меньшей мере, одного из отражающих слоев имеет различимо разные пропускающие зоны, которые показывают дополнительную информацию, в частности, в форме узора, текста, картины, портрета, логотипа или подобного. Этого можно достичь тем, что один или несколько отражающих слоев выполнены с маленькими отверстиями, не распознаваемыми при рассмотрении человеческим глазом в отраженном свете, и/или выполнены с разной толщиной, так что, если смотреть в проходящем свете, в области отражающего слоя(слоев), видимый свет может проходить сквозь элемент защиты, по меньшей мере, на отдельных участках, в частности, так, чтобы была видна дополнительная информация. Если два или более отражающих слоя наложены друг на друга, то если смотреть в проходящем свете перпендикулярно плоскости структурного слоя, пропускание каждого отражающего слоя следует локально устанавливать соответствующим образом, чтобы на элементе защиты и при необходимости также в области наложенных друг на друга отражающих слоев еще можно было получить заметное пропускание.

Предпочтительно, если отражающий слой, кажущийся в отраженном свете непрозрачным, имеет прозрачные области и/или отверстия, размеры которых, по меньшей мере, в одном направлении меньше предела разрешения человеческого глаза, то есть составляют меньше примерно 0,3 мм. Особенно предпочтительны отверстия, размеры которых, по меньшей мере, в одном направлении лежат в диапазоне от 1 до 250 мкм, в частности от 2 до 100 мкм и, в частности, в диапазоне от 5 до 80 мкм. Такие прозрачные области или отверстия невидимы для человеческого глаза в отраженном свете, однако в проходящем свете из-за повышенного пропускания света распознаются без проблем.

Далее, оказалось оправданным, если отражающий слой, кажущийся непрозрачным в отраженном свете, имеет прозрачные области и/или отверстия, причем средняя поверхностная доля прозрачных областей или отверстий в непрозрачном слое составляет <10%. Такие прозрачные области или отверстия для человеческого глаза в отраженном свете, по существу, также невидимы, однако в проходящем свете из-за повышенного пропускание они могут быть распознаны без проблем.

Кроме того, выгодно, если отражающий слой, кажущийся непрозрачным в отраженном свете, имеет области с разной толщиной. Области слоя разной толщины могут казаться в отраженном свете, по существу, непрозрачными для человеческого глаза, однако области слоя с пониженной толщиной в проходящем свете из-за повышенного пропускания света без проблем различаются от областей с повышенной толщиной слоя.

В прозрачных областях, которые ощущаются эквивалентными сквозному отверстию в отражающем слое, кажущемся в отраженном свете непрозрачным, материал, использующийся для образования отражающего слоя, может находиться в слое такой малой толщины, что он не оказывает существенного или ощутимого влияния на характеристики пропускания элемента защиты.

Структурирование отражающего слоя, соответственно образование отверстий или прозрачных областей, может при этом осуществляться в соответствии со способом согласно документу DE 102004042136 A1. При этом толщину слоя устанавливают тем, что материал для образования слоя равномерно наносят на поверхность, снабженную дифракционными поверхностными структурами, причем в зависимости от отношения глубины к ширине поверхностных структур устанавливаются локально разные эффективные толщины слоя.

Отражающий слой в областях, кажущихся, по меньшей мере, на отдельных участках непрозрачными в отраженном свете, может иметь непрерывно изменяющуюся толщину слоя. Альтернативно или в комбинации с этим отражающий слой в областях, по меньшей мере, на отдельных участках кажущихся непрозрачными, в отраженном свете, имеет ступенчато меняющуюся толщину слоя. Образование разной толщины слоя создает разный, если смотреть в проходящем свете, коэффициент пропускания или оптическую плотность, и также может быть реализовано в соответствии со способом по документу DE 102004042136 A1.

Далее, оказалось предпочтительным, если отражающий слой, кажущийся непрозрачным в отраженном свете, имеет отверстия так что этот слой структурирован в форме мелкого точечного или линейного растра с шириной растра меньше 300 мкм. Особенно предпочтительно при этом, если слой структурирован в форме апериодического точечного или линейного растра. Оказалось оправданным, если для растрирования используются непрозрачные элементы изображения, размеры которых, по меньшей мере, в одном направлении ниже предела разрешения человеческого глаза, то есть составляют меньше примерно 0,3 мм. Особенно предпочтительны непрозрачные элементы изображения, размеры которых, по меньшей мере, в одном направлении лежат в диапазоне от 1 до 250 мкм, в частности, в диапазоне от 2 до 100 мкм и, в частности, от 5 до 80 мкм.

При этом под термином "точка" понимаются не только круглые точки изображения, но также другие геометрические формы, как треугольные, прямоугольные, эллиптические и т.д. точки изображения. Возможны также точки изображения в виде символов, графических изображений, буквенно-цифровые знаки или последовательность знаков. При этом точки или линии расположены на равном растровом расстоянии или на локально или постоянно изменяющемся растровом расстоянии. Альтернативно или в комбинации с этим, можно менять площадь поверхности точек или линий.

Предпочтительно, средняя степень покрытия поверхности элемента защиты непрозрачными областями с изображением составляет менее 50%, в частности, находится в диапазоне от 10 до 30%. Таким образом, элемент защиты кажется наблюдателю полупрозрачным также в отраженном свете и позволяет распознать на обеих сторонах разные дифракционные эффекты. Одновременно можно, чтобы пропускание элемента защиты было локально ощутимо разным, если смотреть в проходящем свете.

Задача для защищенного документа решается тем, что по меньшей один элемент защиты располагают в, по меньшей мере, одной прозрачной области защищенного документа или перекрываясь с ней. При этом прозрачная область может быть выполнена прозрачной на 100% или иметь непрозрачное покрытие или подобное, занимающее до 25% ее поверхности, например, в форме филигранного узорного отпечатка, который при необходимости продолжается в прилегающие области защищенного документа.

При этом элемент защиты предпочтительно образует так называемый окошечный элемент или выполнен в форме защитной нити. Элемент защиты, выполненный как окошечный элемент, может при этом использоваться как табличка, подтверждающая подлинность, чтобы, например, сделать видимой скрытую информацию, расположенную на защищенном документе. Для этого, например, на защищенном документе имеется переливающийся узор, который содержит скрытую информацию, становящуюся видимой только тогда, когда переливающийся узор перекрывается табличкой, подтверждающей подлинность. Для этого защищенный документ, например, складывают, чтобы табличку, подтверждающую подлинность, закрыть узором, или используют два защищенных документа для взаимного считывания скрытой информации.

Оказалось оправданным, если защищенный документ имеет просвечивающую или, если смотреть в отраженном свете и проходящем свете, непрозрачную подложку, и в, по меньшей мере, одной прозрачной области в подложке имеется окошко, чтобы, по меньшей мере, один элемент защиты мог быть расположен в окошке или перекрывая его. Таким образом, элемент защиты может быть распознан с обеих сторон защищенного документа.

Кроме того, оказалось оправданным, если защищенный документ имеет прозрачную подложку, в частности, из ПВХ, ПЭТ или ПК, и, по меньшей мере, один элемент защиты расположен на подложке или введен в подложку. Здесь можно дополнительно предусмотреть один или несколько непрозрачных красочных слоев или пленок, которые на отдельных участках покрывают подложку на одной или обеих сторонах, разумеется, оставляя свободной прозрачную область, по меньшей мере, с одним элементом защиты. Может также использоваться прозрачная на отдельных участках подложка, на прозрачных областях которой расположен или в которую введен, по меньшей мере, один элемент защиты.

Элемент защиты согласно изобретению в виде защитной нити также может вводиться в защищенный документ, как, например, банкноту, так, чтобы на одной стороне защищенного документа была участками видна передняя сторона защитной нити, а на противоположной стороне защищенного документа была участками видна задняя сторона защитной нити, причем в области этих участков на соответствующей противоположной стороне защищенного документа защитная нить не видна, по меньшей мере, если смотреть в отраженном свете. Таким образом, участки защитной нити, видные на одной стороне защищенного документа, на обороте покрыты подложкой защищенного документа, например, из бумаги.

Оказалось выгодным, если защищенный документ имеет по меньшей один прозрачный защитный слой, который защищает защищенный документ, включая, по меньшей мере, один элемент защиты, от механического повреждения и/или от прочих повреждений, например влагой. Предпочтительно, элемент защиты имеет два прозрачных защитных слоя, между которыми заключается, по меньшей мере, подложка и, по меньшей мере, один элемент защиты, а при необходимости также дополнительные слои защищенного документа.

В идеале защищенный документ является удостоверением, паспортом, сертификатом, банковской картой, кредитной картой, телефонной картой, банкнотой, водительскими правами, визой или подобным.

Задача для первого способа изготовления элемента защиты согласно изобретению решается следующими этапами:

a) подготовка первого прозрачного репликаторного слоя;

b) образование дифракционной основной рельефной структуры на первой поверхности первого репликаторного слоя;

c) образование выполненного на отдельных участках первого отражающего слоя, кроме того, при необходимости, по меньшей мере, одного выполненного на отдельных участках первого непрозрачного вспомогательного слоя на первой поверхности;

d) образование структурного слоя, прозрачного, по меньшей мере, на отдельных участках посредством второго репликаторного слоя, который расположен на первом отражающем слое и при необходимости на, по меньшей мере, одном первом непрозрачном вспомогательном слое и свободных от него областях первой поверхности;

e) образование второй дифракционной рельефной структуры на второй стороне структурного слоя; и

f) образование выполненного на отдельных участках второго отражающего слоя на второй стороне структурного слоя толщиной, при которой вторая рельефная структура формируется на стороне второго отражающего слоя, противоположной структурному слою.

Этот способ позволяет выполнить структурный слой особенно тонким и поэтому не самонесущим. Если первый репликаторный слой выполнен как отделяемый от структурного слоя или предоставляется на отделяемой несущей пленке, то получается структура, которая является обычной для переводных пленок. В соответствии с этим элемент защиты может быть интегрированным в переводную пленку и наноситься на защищенный документ тиснением. Однако первый репликаторный слой может также быть самонесущим или быть подготовленным на прозрачной несущей пленке, причем первый репликаторный слой и при необходимости несущая пленка образуют прочную постоянную связь с другими слоями элемента защиты, так что готовый элемент защиты получается в форме многослойной пленки.

Оказалось оправданным, если первый отражающий слой и/или второй отражающий слой выполнены непрозрачными. Альтернативно первый и/или второй отражающие слои могут быть выполнены прозрачными и, если смотреть перпендикулярно плоскости структурного слоя, по меньшей мере, первый и/или, по меньшей мере, второй непрозрачные вспомогательные слои расположены конгруэнтно с прозрачным отражающим слоем или слоями.

Кроме того, задача изобретения решена вторым способом изготовления элемента защиты согласно изобретению со следующими этапами:

g) подготовка прозрачного структурного слоя;

h) образование первой дифракционной рельефной структуры на первой стороне и второй дифракционной рельефной структуры на второй стороне структурного слоя;

i) образование выполненного, по меньшей мере, на отдельных участках первого отражающего слоя и при необходимости, по меньшей мере, одного первого непрозрачного вспомогательного слоя на первой стороне структурного слоя; и

k) образование выполненного, по меньшей мере, на отдельных участках второго отражающего слоя и при необходимости, по меньшей мере, одного второго непрозрачного вспомогательного слоя на второй стороне структурного слоя.

Этот способ подходит, в частности, для обработки самонесущих структурных слоев. При этом оказалось оправданным, если первая и вторая рельефная структура образуются одновременно тиснением. Это осуществляется, например, за счет того, что самонесущий структурный слой проводят между двумя валиками для тиснения, которые снабжены соответствующим рельефом поверхности, так что первая и вторая рельефные структуры образуются при подходящем нажиме валиков для тиснения и подходящем температурном режиме в структурном слое. При этом можно особенно просто гарантировать точное соблюдение приводки обеих рельефных структур. Готовый элемент защиты получается предпочтительно в форме многослойной пленки.

При этом оказалось оправданным, если, по меньшей мере, один первый и/или второй непрозрачные вспомогательные слои образуют за счет того, что структурный слой экспонируют на отдельных участках, и содержащийся в структурном слое прозрачный краситель превращается в непрозрачный краситель только в засвеченных областях.

Особенно предпочтительно, если рельефные структуры, то есть для первого способа основная рельефная структура и вторая рельефные структуры, а для второго способа первая и вторая рельефная структура, образованы тиснением, в частности термической репликацией или УФ-репликацией. При термической репликации нагретый инструмент для тиснения с поверхностным рельефом надавливает на термопластичный репликаторный слой или термопластичный структурный слой и формирует желаемую рельефную структуру. При УФ-репликации применяется УФ-отверждаемый лак, на который надавливает инструмент для тиснения и который одновременно подвергают действию УФ-излучения и отверждают, чтобы сформировать рельефную структуру.

Оказалось оправданным, если на этапе c) или этапе i) соответствующего способа первый отражающий слой наносят по всей поверхности на первый репликаторный слой или структурный слой и затем его частично удаляют. Для этого подходит, в частности, способы, какие уже были достаточно описаны в документе WO 2006/084685 A2. Другими подходящими способами создания выполненного на отдельных участках отражающего слоя является частичная печать травильной среды или частичная печать защитного лака с последующим травлением в травильной ванне.

Особенно предпочтительно, если на образованный по всей поверхности первый отражающий слой по всей поверхности наносят первый фоторезистивный слой, если первый фоторезистивный слой частично экспонируют и удаляют, если первый отражающий слой удаляют травлением в областях, с которых был удален первый фоторезистивный слой, и если при необходимости удаляют оставшиеся области первого фоторезистивного слоя или используют как непрозрачный вспомогательный слой.

При этом может проводиться обычное экспонирование с маской для экспонирования, или же применяться способ экспонирования фоторезиста, какой описан в документе WO 2006/084685 A2. Здесь экспонирование первого фоторезистивного слоя проводится сквозь первый отражающий слой, причем частичное засвечивание первого фоторезистивного слоя осуществляется в зависимости от формы и/или расположения первой рельефной структуры.

Далее, оказалось оправданным, если на этапе f) или этапе k) соответствующего способа второй отражающий слой наносят по всей поверхности и затем частично удаляют. Для этого подходят, в частности, также способы, какие уже были достаточно описаны в документе WO 2006/084685 A2.

Особенно предпочтительно, если на образованный по всей поверхности второй отражающий слой по всей поверхности наносится второй фоторезистивный слой, если второй фоторезистивный слой частично экспонируют и удаляют, если второй отражающий слой удаляют травлением в областях, с которых был удален второй фоторезистивный слой, и если при необходимости удаляют оставшиеся области второго фоторезистивного слоя. Если оставшиеся области фоторезистивного слоя являются цветными и прозрачными, то тем самым можно создать окрашивание второго отражающего слоя.

Здесь также может проводиться обычное экспонирование через маску для экспонирования, или же применяется способ экспонирования фоторезиста, похожий на способ, описанный в WO 2006/084685 A2. При этом экспонирование второго фоторезистивного слоя проводится сквозь первый и второй отражающие слои, причем частичное засвечивание второго фоторезистивного слоя осуществляется в зависимости от формы и/или расположения первой рельефной структуры и/или второй рельефной структуры.

При этом особенно поразительно, что целенаправленное частичное экспонирование второго фоторезистивного слоя может осуществляться не только через рельефную структуру и отражающий слой, как это предлагается в WO 2006/084685 A2, но что для целенаправленного частичного экспонирования фоторезистивного слоя можно также использовать засвечивание сквозь две рельефные структуры и два отражающих слоя, которые по траектории лучей идут друг за другом. При этом проницаемость для экспонирующего облучения получается по траектории лучей как сумма лучепроницаемости первого отражающего слоя и лучепроницаемости второго отражающего слоя.

Фиг. 1a-5b поясняют изобретение на примерах. Так, показано:

фиг. 1a - элемент защиты с изобразительным мотивом, который наряду с прочим показывает воздушный шар;

фиг. 1b - элемент защиты по фиг. 1a после поворачивания;

фиг. 2a-2i - способ изготовления элемента защиты согласно фиг. 1a, 1b в упрощенном представлении;

фиг. 3a - самонесущий структурный слой с дифракционной первой и второй рельефными структурами;

фиг. 3b - элемент защиты со структурным слоем согласно фиг. 3a;

фиг. 4a-4g - следующий способ изготовления элемента защиты с непрозрачным вспомогательным слоем (вид в разрезе);

фиг. 5a-5d - следующий способ изготовления элемента защиты с непрозрачным вспомогательным слоем (вид в разрезе); и

фиг. 6a и 6b - защищенные документы с элементом защиты.

Фиг. 1a показывает элемент защиты 1 с изобразительным мотивом 100, который показывает, наряду с прочим, воздушный шар и другие декоративные элементы. На прозрачном структурном слое 1a находится обращенный к наблюдателю первый отражающий слой 11 из непрозрачного, если смотреть в отраженном свете и в проходящем свете, алюминия, который образует вид спереди изобразительного мотива 100 с множеством непрозрачных элементов 100a изображения. Прозрачные элементы 100b изображения образованы структурным слоем 1a и другими прозрачными слоями 40, 41, 1b, 20 (см. фиг. 2i). Непрозрачные элементы 100a изображения показывают, кроме того, первую голографическую информацию 50 в форме числа "2005", которая генерируется первой дифракционной рельефной структурой 10a (см. фиг. 2d). При этом первая информация 50 в области тонких прозрачных линейных зон 100b (положение указано также пунктирными линиями) внутри шара не видна и, кроме того, в области непрозрачных элементов 100a изображения находится непрозрачной за первым отражающим слоем 11.

Фиг. 1b показывает элемент защиты 1 по фиг. 1a с другой стороны, причем виден вид сзади изобразительного мотива 100. На прозрачном структурном слое 1a находится обращенный к наблюдателю второй отражающий слой 12 из алюминия, который образует вид спереди изобразительного мотива 100 с множеством непрозрачных элементов 100c изображения. Прозрачные элементы 100b изображения образованы структурным слоем 1a и другими прозрачными слоями 1b, 20 (см. фиг. 2i). Непрозрачные элементы 100c изображения показывают вторую информацию 51 в виде голограммы, которая генерируется второй дифракционной рельефной структурой 10b (см. фиг. 2e). При этом вторая информация 51 в области тонких прозрачных линейных зон 100b внутри шара не видна, и кроме того, лежит непрозрачной в области непрозрачных элементов 100c изображения за вторым отражающим слоем 12.

При этом согласно фиг. 1a при рассматривании изобразительного мотива 100 на виде спереди виден только первый отражающий слой 11, тогда как при рассматривании изобразительного мотива 100 на виде сзади согласно фиг. 1b, виден только второй отражающий слой 12. Тем самым, дифракционные оптически переменные эффекты, включая первую информация 50 первой рельефной структуры 10a, можно увидеть только на виде спереди изобразительного мотива 100, а дифракционные оптически переменные эффекты, включая вторую информацию второй рельефной структуры 10b - только на виде сзади изобразительного мотива 100. Первая рельефная структура 10a оптически полностью разъединена от второй рельефной структуры 10b, так как первый и второй отражающие слои 11, 12, если смотреть перпендикулярно плоскости структурного слоя 1a, расположены конгруэнтно друг другу с одинаковой площадью поверхности. При рассматривании элемента защиты 1 у наблюдателя создается впечатление, что элемент защиты содержит трехмерное металлическое образование.

Фиг. 2a-2i показывают в упрощенном представлении способ изготовления элемента защиты 1 согласно фиг. 1a и 1b.

Согласно фиг. 2a на несущей пленке 40 расположен удаляемый слой 41, который позволяет снять образуемый на нем позднее элемент защиты 1. Несущая пленка обычно имеет толщину в диапазоне от 12 мкм до 100 мкм. На удаляемый слой 41, который обычно выполнен из воска или силикона, наносится прозрачный первый репликаторный слой 1b в форме слоя термопластика с вытисненной дифракционной основной рельефной структурой 10 за счет того, что непоказанным здесь профилированным инструментом для тиснения надавливают на репликаторный слой 1b под давлением и повышенной температуре.

Согласно фиг. 2b на первый репликаторный слой 1b по всей поверхности наносится первый отражающий слой 11 из алюминия и покрывается непоказанным здесь фоторезистивным слоем. В результате экспонирования фоторезистивного слоя по форме узора и его частичного удаления первый отражающий слой 11 частично обнажается и удаляется с первого репликаторного слоя 1b травлением. Альтернативно можно было бы также напечатать по форме узора устойчивый к травлению слой лака, который защищает первый отражающий слой 11 в дальнейшем процессе травления.

Результат показан на фиг. 2c. Первый репликаторный слой 1b теперь покрыт первым отражающим слоем 11 лишь частично.

Согласно фиг. 2d теперь прозрачный структурный слой 1a образован по всей поверхности на первом отражающем слое 11 и свободных от него областях первого репликаторного слоя 1b. При этом на обращенной к первому отражающему слою 11 стороне структурного слоя 1a образована первая дифракционная рельефная структура 10a.

Согласно фиг. 2e теперь структурный слой 1a на свой стороне, противоположной первому отражающему слою 11, тиснением снабжен второй дифракционной рельефной структурой 10b и по всей поверхности покрыт вторым отражающим слоем 12 из алюминия. Первая и вторая рельефные структуры 11, 12 отличаются по форме профиля, ориентации или пространственной частоте.

Введение второй рельефной структуры можно проводить независимо от первой рельефной структуры. Разумеется, подгонка или фиксация второй рельефной структуры относительно первой рельефной структуры проводится, по меньшей мере, в одном направлении, причем отклонение от желаемой приводки соответственно ошибка приводки должна составлять < 2 мм, в частности <1 мм.

Согласно фиг. 2f на второй отражающий слой 12 по всей поверхности наносится фоторезистивный слой 30 и засвечивается по форме узора, причем облучение производится в приводке к выполненному на отдельных участках первому отражающему слою 11. При этом первый отражающий слой 11 предпочтительно используется как маска для экспонирования фоторезистивного слоя 30.

Альтернативно можно также сформировать фоторезистивный слой 30 по форме узора на первом отражающем слое 11 или провести только частичное экспонирование, например, через маску с электронным управлением, или посредством лазерного сканирования, чтобы образовать индивидуальные метки, например, в форме областей, кажущихся полупрозрачными в проходящем свете.

Согласно фиг. 2g фоторезистивный слой 30 частично удален, и области фоторезистивного слоя 30 остаются только на втором отражающем слое 12, который, если смотреть перпендикулярно плоскости структурного слоя 1a, расположен конгруэнтно с первым отражающим слоем 11.

Теперь согласно фиг. 2h свободные области второго отражающего слоя 12 удаляются травлением со структурного слоя 1a.

Затем удаляются остатки фоторезистивного слоя 30 и по всей поверхности второго отражающего слоя 12 и свободных от него областей структурного слоя 1a наносится слой прозрачного клея 20. Теперь имеется переводная пленка 200 с несущей пленкой 40, удаляемым слоем 41 и элементом защиты 1, который может быть нанесен на защищенный документ тиснением и закреплен на нем с помощью клеевого слоя 20. Затем с элемента защиты 1 снимается несущая пленка 40 и удаляемый слой 41. Если речь идет о прозрачном удаляемом слое 41, его можно оставить на элементе защиты 1, так что удаляется только несущая пленка 40. Теперь на элементе защиты 1 в падающем свете наряду с непрозрачными элементами 100a, 100c изображения можно распознать прозрачные элементы 100b изображения.

Альтернативно можно также работать без отделяемого слоя 41, если несущую пленку 40 можно без проблем снять с первого репликаторного слоя 1b.

Если элемент защиты выполнен как многослойная пленка, то она из-за ее большой толщины очень устойчива и, кроме того, является самонесущей. Многослойные пленки подходят, в частности, для надежного и длительного покрытия, соответственно перекрывания окошек в защищенных документах. При этом для образования элемента защиты могут применяться несущие пленки толщиной до нескольких сотен микрон, и одновременно расстояние между первым и вторым отражающий слоем удерживается, соответственно, минимизируется до менее 15 мкм.

Фиг. 3a показывает самонесущий термопластичный прозрачный структурный слой 1a с вытисненной первой дифракционной рельефной структурой 10a и второй дифракционной рельефной структурой 10b, причем первая рельефная структура 10a и вторая рельефная структура 10b отличаются друг от друга.

Фиг. 3b показывает элемент защиты 1' со структурным слоем 1a согласно фиг. 3a. Первая рельефная структура 10a граничит с выполненным на отдельных участках первым отражающим слоем 11 из золота, а вторая рельефная структура 10b граничит со вторым отражающим слоем 12 из серебра, выполненным на отдельных участках и конгруэнтным с первым отражающим слоем 11. Если элемент защиты 1' рассматривать со стороны, на которой находится первый отражающий слой 11, то виден изобразительный мотив с отливающими золотым металлом непрозрачными элементами 100a изображения и прозрачными элементами 100b изображения. В области непрозрачных элементов 100a изображения сообщается первая информация, которая генерирована первой рельефной структурой 10a. Если рассматривать элемент защиты 1' со стороны, на которой находится второй отражающий слой 12, то виден изобразительный мотив на виде сзади с отливающими серебряным металлом непрозрачными элементами 100c изображения и прозрачные элементы 100b изображения. В области непрозрачных элементов 100c изображения сообщается вторая информация, которая генерируется второй рельефной структурой 10b.

При использовании одинаковых материалов, например алюминия, для создания первого и второго отражающих слоев, различные цветовые эффекты можно создавать также, покрывая один или оба отражающих слоя прозрачным цветным слоем. Если как первый, так и второй отражающие слои на их обращенной к наблюдателю стороне покрыты таким слоем, то оба этих слоя могут иметь одинаковую или разную окраску. Отдельный прозрачный цветной слой может быть окрашен на отдельных участках или по форме узора, при необходимости также разными цветами.

Фиг. 4a-4g показывают следующий способ изготовления элемента защиты с первым непрозрачным вспомогательным слоем в форме непрозрачного окрашенного фоторезистивного слоя 30 (в разрезе).

Согласно фиг. 4a имеется несущая пленка 40 из ПЭТ, которая может быть отделена от образуемого на ней элемента защиты 1" (см. фиг. 4g). На несущей пленке 40 расположены отделяемый слой 41 и прозрачный первый репликаторный слой 1b, у которого на его стороне, противоположной отделяемому слою 41, вытиснена первая дифракционная рельефная структура 10a.

Согласно фиг. 4b, на первый репликаторный слой 1b по всей поверхности наносят прозрачный первый отражающий слой 11 из ZnS, а на нем по всей поверхности образуют непрозрачный окрашенный зеленым фоторезистивный слой 30, который экспонируют по образцу и на отдельных участках удаляют. Цветной фоторезистивный слой 30 выполняют, в частности, настолько большой толщины, чтобы на его стороне, противоположной первому репликаторному слою 1b, не имелось больше никакой рельефной структуры. Затем идет процесс травления, при котором первый отражающий слой 11 удаляют в областях, которые не покрыты и не защищены узорным фоторезистивным слоем 30, образующим первый непрозрачный вспомогательный слой.

Результат этого технологического этапа показан на фиг. 4c. Первый отражающий слой 11 является теперь структурированным в виде узора и конгруэнтным узорчатому цветному фоторезистивному слою 30 или непрозрачному вспомогательному слою.

Альтернативно описанному применению фоторезистивного слоя непрозрачный вспомогательный слой можно также образовать, надпечатывая его по форме узора.

Согласно фиг. 4d теперь по всей поверхности образован прозрачный структурный слой 1a, который покрывает фоторезистивный слой 30 и свободные от него области первого репликаторного слоя 1b.

Как показано на фиг. 4e, в структурном слое 1a вытиснена вторая дифракционная рельефная структура 10b, которая отличается от первой рельефной структуры 10a.

Теперь на структурный слой 1a со второй рельефной структурой 10b по всей поверхности наносят прозрачный второй отражающий слой 12 из ZnS. Второй отражающий слой 12 на его стороне, противоположной структурному слою 1a, покрыт дополнительным фоторезистивным слоем, который экспонируется по форме узора, причем непрозрачный вспомогательный слой действует как маска для экспонирования. Дополнительный фоторезистивный слой на отдельных участках удаляют, что соответственно открывает второй отражающий слой 12, и открытые области позднее удаляют травлением. После удаления остатков дополнительного фоторезистивного слоя получается структура, показанная на фиг. 4f.

Согласно фиг. 4g теперь имеется переводная пленка 200', которая содержит элемент защиты 1" и отделяемую от нее несущую пленку 40. При необходимости можно на стороне элемента защиты 1, противоположной несущей пленке 40, расположить клеевой слой 20, чтобы приклеить элемент защиты 1" на защищенный документ посредством горячего тиснения.

Если образованный элемент защиты 1" рассматривать так, чтобы к наблюдателю был обращен первый отражающий слой 11, то видна первая информация, которая генерируется первой рельефной структурой 10a во взаимодействии с первым отражающим слоем 11, перед узорным непрозрачным фоторезистивным слоем 30, окрашенным зеленым, или первым непрозрачным вспомогательным слоем. Оптически меняющиеся эффекты, которые образуются второй рельефной структурой 10b во взаимодействии со вторым отражающим слоем 12, полностью скрыты первым непрозрачным вспомогательным слоем. Вспомогательный слой полностью закрыт. Если образованный элемент защиты 1 рассматривать так, чтобы к наблюдателю был обращен второй отражающий слой 12, то видна вторая информация, генерируемая второй рельефной структурой 10b во взаимодействии со вторым отражающим слоем 12, перед узорным непрозрачным фоторезистивным слоем 30, окрашенным зеленым, или первым непрозрачным вспомогательным слоем. Оптически переменные эффекты первой рельефной структуры 10a, которые образуются первой рельефной структурой 10a во взаимодействии с первым отражающим слоем 11, полностью скрыты первым непрозрачным вспомогательным слоем. Таким образом, при соответствующем позиционировании первого и второго отражающих слоев, по меньшей мере, одного непрозрачного вспомогательного слоя, а также первой и второй рельефной структуры относительно друг друга можно образовать особенно трудно поддающиеся копированию, высококачественные и привлекательные элементы защиты.

Фиг. 5a-5d показывают следующий способ изготовления элемента защиты с первым непрозрачным вспомогательным слоем в форме частично непрозрачного окрашенного структурного слоя (вид в разрезе).

Согласно фиг. 5a имеется самонесущий прозрачный структурный слой 1a', который содержит прозрачный краситель, становящийся при облучении непрозрачным цветным или черным. Структурный слой 1a' тиснением на первой стороне снабжен первой дифракционной рельефной структурой 10a, а на второй стороне - второй дифракционной рельефной структурой 10b.

На структурный слой 1a' с обеих сторон по всей поверхности нанесено по одному прозрачному отражающему слою 11, 12 из ZnS (см. фиг. 5b). На него с обеих сторон по форме узора наносится паста для травления, которая растворяет соответственно на отдельных участках удаляет лежащие под ней области соответствующего отражающего слоя 11, 12. Результат этого технологического этапа представлен на фиг. 5c. Первый отражающий слой 11 является теперь структурированным в виде узора и конгруэнтным структурированному в виде узора второму отражающему слою 12.

Прозрачный структурный слой 1a' теперь экспонируется по форме узора, например, через маску. Прозрачный краситель в структурном слое 1a' облучается в областях 100a, 100c и становится в результате этого цветным, так что структурный слой 1a' после облучения в областях 100a, 100c кажется непрозрачным и образует первый непрозрачный вспомогательный слой. Напротив, области 100b структурного слоя 1a' остаются прозрачными. Согласно фиг. 5d теперь имеется элемент защиты 1', который, например, может быть нанесен на защищенный документ с помощью слоя клея.

Если образованный элемент защиты 1' рассматривать так, чтобы к наблюдателю был обращен первый отражающий слой 11, то видна первая информация, которая генерируется первой рельефной структурой 10a во взаимодействии с первым прозрачным отражающим слоем 11, перед непрозрачными окрашенными областями структурного слоя 1a', соответственно, первого непрозрачного вспомогательного слоя. Оптически меняющиеся эффекты, которые образуются второй рельефной структурой 10b во взаимодействии со вторым отражающим слоем 12, полностью скрыты первым непрозрачным вспомогательным слоем. Если образованный элемент защиты 1' рассматривать так, чтобы к наблюдателю был обращен второй отражающий слой 12, то видна вторая информация, которая генерируется второй рельефной структурой 10b во взаимодействии со вторым прозрачным отражающим слоем 12, перед узорчатым непрозрачным окрашенным структурным слоем 1a' или первым непрозрачным вспомогательным слоем. Оптически меняющиеся эффекты первой рельефной структуры 10a, которые образуются первой рельефной структурой 10a во взаимодействии с первым отражающим слоем 11, полностью скрыты первым непрозрачным вспомогательным слоем.

Таким образом, при соответствующем позиционировании первого и второго отражающих слоев, по меньшей мере, одного непрозрачного вспомогательного слоя, а также первой и второй рельефных структур относительно друг друга можно образовать особенно трудно поддающиеся копированию, высококачественные и привлекательные элементы защиты.

Фиг. 6a показывает сечение защищенного документа 500 с элементом защиты 1 согласно изобретению. Защищенный документ 500 содержит подложку 501 из бумаги с окошком 502 в качестве прозрачной области. Здесь элемент защиты 1 перекрывает окошко 502 или альтернативно расположен в окошке, например, между двумя бумажными слоями подложки 501. Кроме того, защищенный документ 500 при необходимости содержит два бесцветных прозрачных защитных слоя 503, 504, которые заключают между собой подложку 501 и элемент защиты 1 и защищают от механической нагрузки и влаги. Тем самым элемент защиты 1 может рассматриваться с обеих сторон в прозрачной области защищенного документа 500.

Фиг. 6b показывает сечение следующего защищенного документа 500' с элементом защиты 1 согласно изобретению. Защищенный документ 500' содержит прозрачную подложку 501', например, из ПЭТ, ПВХ или ПК, а также непрозрачный слой печатной краски 505. Элемент защиты 1 наклеен на подложку 501' или альтернативно вложен в нее как слой, и окружен непрозрачным слоем печатной краски 505. При этом элемент защиты 1 можно было бы располагать также с частичным перекрытием непрозрачного слоя печатной краски 505. Элемент защиты 1 может быть образован в основном из того же материала, что и подложка 501'. Кроме того, защищенный документ 500' при необходимости содержит два бесцветных прозрачных защитных слоя 503, 504, которые заключают между собой подложку 501', слой печатной краски 505 и элемент защиты 1 и защищают от механической нагрузки и влаги. Тем самым, элемент защиты 1 может рассматриваться с обеих сторон в прозрачной области защищенного документа 500'.