Изобретение относится к оптически изменяющемуся элементу, в частности оптически изменяющемуся элементу для защиты банкнот, кредитных карт и т.п., причем оптически изменяющийся элемент содержит последовательность тонкопленочных слоев, по меньшей мере, с одним промежуточным слоем для создания посредством интерференции искажений цвета. Изобретение относится далее к защищаемому объекту с таким оптически изменяющимся элементом, пленке, в частности пленке для тиснения или ламинирования, с таким оптически изменяющимся элементом и к способу изготовления такого оптически изменяющегося элемента.
Оптически изменяющиеся элементы нередко используются для того, чтобы затруднить и, по возможности, предотвратить подделку или копирование документов. Оптически изменяющиеся элементы нередко находят, таким образом, применение для защиты банкнот, удостоверений личности кредитных карт, денежных карт и т.п. Кроме того, можно наносить их на предметы и использовать для обнаружения подлинности товаров.
Для того чтобы затруднить копирование оптически изменяющихся элементов, известно снабжение оптически изменяющегося элемента последовательностью тонкопленочных слоев, которая создает посредством интерференции зависимое от угла наблюдения искажение цвета.
Так, в WO 01/03945 А1 описан защищенный объект, содержащий прозрачную подложку, на одну сторону которой нанесена тонкая пленка, создающая в зависимости от изменения угла наблюдения воспринимаемое искажение цвета. Тонкая пленка состоит из поглощающего слоя, нанесенного на прозрачную подложку. Далее тонкая пленка состоит из диэлектрического слоя, нанесенного на поглощающий слой. Поглощающий слой содержит материал, состоящий из одного из следующих веществ или сплава следующих веществ: хром, никель, палладий, титан, кобальт, железо, вольфрам, молибден, оксид железа или углерод. Диэлектрический слой состоит из одного из следующих веществ или комбинации следующих веществ: оксид кремния, оксид алюминия, фторид магния, фторид алюминия, фторид бария, фторид кальция или фторид лития. Для дальнейшего повышения защиты от копирования в упомянутой публикации предложено далее вытиснить на противоположной тонкопленочному слою стороне прозрачной подложки дифракционный узор.
В ЕР 0660262 В1 предложено выполнение последовательности тонкопленочных слоев из нескольких следующих друг за другом слоев с разными показателями преломления. Эти слои представляют собой слои из керамического материала, последовательно напыляемые на несущую подложку. Так, на полиэфирную пленку толщиной 12 мкм сначала наносят отделяемый слой, состоящий из термопластичной акриловой смолы с добавлением силиконового масла. Затем попеременно напыляют слой фторида магния, имеющий низкий показатель преломления, и слой сульфида цинка, имеющий высокий показатель преломления. Всего последовательно напыляют пять таких слоев. Общая толщина образованной последовательности тонкопленочных слоев составляет при этом 1 мкм. На последовательность тонкопленочных слоев наносят затем клеевой слой.
Далее в ЕР 0660262 В1 предложено выгравировать в отделяемом слое узор. Этим достигается то, что при переносе последовательности тонкопленочных слоев на предмет или документ последовательность тонкопленочных слоев отделяется от материала-основы только в той зоне, где имеется отделяемый слой. Тонкопленочный слой остается в остальных зонах приклеенным к материалу-основе и отрывается. Этим достигается то, что к предмету или документу приклеиваются лишь части тонкопленочного слоя. Тот же эффект достигается также за счет того, что клеевой слой наносят в виде узора.
Этим достигается то, что в первой зоне имеется иное число тонкопленочных слоев, чем во второй зоне, и, тем самым, общая толщина последовательности тонкопленочных слоев колеблется между 1 мкм (5 тонкопленочных слоев) и 0 (никаких тонкопленочных слоев). За счет этого «позонного нанесения» тонкопленочных слоев на предмет на нем можно создать узор, который можно регистрировать и обрабатывать электронным путем посредством устройства обработки.
В WO 02/00445 А1 описан оптически изменяющийся элемент, состоящий из нескольких, расположенных друг на друге без разрывов слоев. Оптически изменяющийся элемент содержит, во-первых, последовательность тонкопленочных слоев. Эта последовательность тонкопленочных слоев создает посредством интерференции эффект зависимого от угла рассмотрения изменения цвета. Далее оптически изменяющийся элемент содержит реплицируемый слой, в котором вытиснены дифракционные рельефные структуры. Посредством этих дифракционных рельефных структур можно достичь дифракционных эффектов, с помощью которых можно изображать голограммы и т.п.
Технологически при этом на реплицируемый слой наносят последовательность тонкопленочных слоев, а затем тиснят рельефную структуру.
В WO 02/00445 А1 предложено выполнить последовательность тонкопленочных слоев из поглощающего и промежуточного слоев. Далее предложено покрыть предварительно изготовленную последовательность тонкопленочных слоев выполненным с возможностью тиснения лаком и вытиснить затем в этом лаке рельефные структуры. В качестве альтернативы этому указано склеивание предварительно изготовленной последовательности тонкопленочных слоев с предварительно изготовленными микроструктурами.
В основе изобретения лежит задача создания оптически изменяющегося элемента, который было бы трудно подделать и копировать и посредством которого можно было бы повысить защиту от подделки защищенных объектов.
Эта задача решается посредством оптически изменяющегося элемента, в частности оптически изменяющегося элемента защиты банкнот, кредитных карт и т.п., который содержит последовательность тонкопленочных слоев, по меньшей мере, с одним промежуточным слоем для создания посредством интерференции искажения цвета, и у которого на первом участке последовательности тонкопленочных слоев промежуточный слой имеет иную толщину, чем на втором участке последовательности тонкопленочных слоев, причем толщины промежуточного слоя на первом и втором участках выбраны с возможностью создания на первом участке последовательности тонкопленочных слоев посредством интерференции первого искажения цвета, а на втором участке последовательности тонкопленочных слоев - второго искажения цвета, отличающегося от первого искажения цвета. Эта задача решается далее посредством защищенного объекта и пленки, в частности пленки для тиснения или ламинирования, которые снабжены подобным оптически изменяющимся элементом. Эта задача решается далее посредством способа изготовления оптически изменяющегося элемента, при котором на подложку наносят последовательность тонкопленочных слоев, по меньшей мере, с одним промежуточным слоем для создания посредством интерференции искажений цвета, и на первом участке последовательности тонкопленочных слоев промежуточный слой выполняют иной толщины, чем на втором участке последовательности тонкопленочных слоев, причем толщины промежуточного слоя на первом и втором участках выбирают с возможностью создания на первом участке последовательности тонкопленочных слоев посредством интерференции первого искажения цвета, а на втором участке последовательности тонкопленочных слоев - второго искажения цвета, отличающегося от первого искажения цвета.
Благодаря изобретению достигается то преимущество, что оптически изменяющийся элемент существенно труднее копировать, чем это возможно у известных из уровня техники оптически изменяющихся элементов. За счет этого значительно повышается защита от подделки защищенных объектов, снабженных выполненным, согласно изобретению, оптически изменяющимся элементом или оптически изменяющимся элементом, изготовленным способом согласно изобретению. Благодаря изобретению можно создавать узоры с хорошо обнаруживаемыми, расположенными непосредственно рядом друг с другом или входящими друг в друга участками с разными искажениями цвета. Нанесение промежуточного слоя разной толщины требует больших технологических затрат. Изготовленный таким образом элемент представляет собой далее по сравнению с предварительно изготовленной тонкослойной пленкой индивидуализированный элемент, так что, исходя из предварительно изготовленной тонкослойной пленки, подделать оптически изменяющийся элемент невозможно.
В результате этого возникают особые преимущества по сравнению с выполненными наподобие сэндвича поверхностными элементами. Так, например, описанный в WO 02/00445 А1 оптически изменяющийся элемент, как это описано в качестве возможности изготовления, можно подделать за счет того, что предварительно изготовленную тонкослойную пленку обрабатывают штампом для тиснения, с помощью которого в тонкослойной пленке тиснят дифракционную структуру.
Другие преимущества возникают за счет того, что увеличивается разнообразие форм, имеющееся в распоряжении для изготовления оптически изменяющегося элемента. Так, можно создавать, например, плавные переходы, у которых зависимые от угла наблюдения искажения цвета непрерывно изменяются.
Предпочтительные выполнения изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах.
Предпочтительно, если оптически изменяющийся элемент снабжен дифракционной структурой, в частности, для создания дифракционных эффектов. Эта дифракционная структура может быть вытиснена, например, в прозрачном слое, расположенном над последовательностью тонкопленочных слоев. Особенно предпочтительно при этом, если дифракционная структура покрывает не только первый, но и второй участки последовательности тонкопленочных слоев. Тем самым на созданный дифракционной структурой оптический эффект частично накладываются разные, зависимые от угла рассмотрения искажения цвета. Это, во-первых, повышает защиту от подделки оптически изменяющегося элемента, поскольку имеет место дополнительный защитный признак. Далее гарантировано, что созданный оптически изменяющимся элементом, согласно изобретению, оптический эффект не удастся имитировать посредством расположения рядом двух разных, предварительно изготовленных последовательностей тонкопленочных слоев. При тиснении дифракционной структуры в зоне перехода между обоими, предварительно изготовленными тонкопленочными слоями за счет их разного материального состава и, при определенных обстоятельствах, разной толщины, возникли бы дефекты в тисненой дифракционной структуре. Следовательно, такая подделка была бы хорошо различима наблюдателем.
С технологической точки зрения преимущества возникают в том случае, если на первом участке последовательности тонкопленочных слоев промежуточный слой состоит из двух или более нанесенных друг на друга частичных слоев, которые сообща образуют на этом участке промежуточный слой, а на втором участке последовательность тонкопленочных слоев содержит только один из двух или более частичных слоев, который образует промежуточный слой на этом участке последовательности тонкопленочных слоев. Частичные слои состоят преимущественно из одного материала. Возможно, однако, формование частичных слоев из разных материалов с одинаковыми оптическими свойствами (в частности, показателями преломления). Это предпочтительно тогда, когда различные частичные слои наносят разными способами, а применяемые материалы можно адаптировать к виду нанесения.
Интересные эффекты достигаются при этом за счет того, что два или более нанесенных друг на друга частичных слоя формованы в виде разных узоров. В зависимости от наложения этих узоров возникают, тем самым, разные, зависимые от угла рассмотрения искажения цвета на участках оптически изменяющегося элемента. За счет умелого выполнения этих узоров можно технологически простым образом реализовать с помощью оптически изменяющегося элемента множество различных, зависимых от угла рассмотрения искажений цвета.
Повышение защиты от подделки может быть вызвано далее тем, что, по меньшей мере, один из частичных слоев отформован в виде случайного узора. Таким образом, создают индивидуальный оптически изменяющийся элемент, являющийся единственным в своем роде. В качестве альтернативы этому можно также присвоить толщине промежуточного слоя, в целом, случайную функцию и, тем самым, также создать описанный выше эффект.
Промежуточный слой может быть далее отпечатан на подложке с помощью комплекта комбинированных валиков, в результате чего также возникает случайное распределение толщины слоя.
С технологической точки зрения преимущества возникают в том случае, если эти два или более нанесенных друг на друга частичных слоя наносят друг на друга посредством масок разных форм для напыления. Точно так же технологические преимущества возникают тогда, когда два или более нанесенных друг на друга частичных слоя наносят способом печати. Так, на нанесенные в первом процессе печати частичные слои могут быть напечатаны слои во втором процессе печати, в результате чего на этих участках толщины частичных слоев суммируются и, тем самым, на этом участке создается искажение цвета иного рода.
Другой, с технологической точки зрения, целесообразный вид нанесения промежуточного слоя состоит в том, что разные узоры печатают с разными толщинами с приводкой на подложке.
Другая возможность, которая дает преимущества как в отношении возможностей выполнения, так и повышения защиты, состоит в том, что толщина промежуточного слоя непрерывно изменяется между первым и вторым участками последовательности тонкопленочных слоев, так что на этом участке последовательности тонкопленочных слоев созданное ею искажение цвета непрерывно изменяется. Далее возможно также, чтобы толщина промежуточного слоя непрерывно и/или периодически изменялась между первым и вторым участками последовательности тонкопленочных слоев, так что на этом участке последовательности тонкопленочных слоев созданное ею искажение цвета изменяется соответственно непрерывно или периодически.
Такие эффекты могут быть при этом реализованы за счет того, что промежуточный слой, с одной стороны, ограничен поглощающим слоем, нанесенным на макроструктурированный реплицируемый слой, а с другой стороны, в основном, плоским слоем, так что толщина промежуточного слоя определяется макроструктурированным реплицируемым слоем. Другая возможность состоит в том, чтобы нанести промежуточный слой печатным валиком, имеющим такую форму, что толщина промежуточного слоя непрерывно изменяется.
Другая возможность состоит в том, чтобы выполнить макроструктурированный промежуточный слой печатным валиком со структурированной поверхностью.
Промежуточный слой, таким образом, целесообразно макроструктурирован и, с одной стороны, ограничен поглощающим слоем, а с другой стороны, отражающим слоем.
Целесообразно, что последовательность тонкопленочных слоев содержит отражающий слой, преимущественно металлический слой. За счет этого металлического слоя достигается то, что созданное последовательностью тонкопленочных слоев, зависимое от угла наблюдения искажение цвета лучше различимо. Другие возможности выполнения открываются за счет того, что этот отражающий слой лишь частично закрывает участок поверхности последовательности тонкопленочных слоев.
Предпочтительно, если последовательность тонкопленочных слоев снабжена поглощающим слоем, действующим в качестве поглощающего и реплицируемого слоев. Далее можно предусмотреть поглощающий и реплицируемый слои, формованные из одного материала.
Интересные эффекты можно создать тогда, когда толщина промежуточного слоя на втором участке выбрана таким образом, что условие когерентности в области видимого света на втором участке не выполнено. Если условие когерентности не выполнено, то не возникает явления интерференции и второй участок действует как чисто отражающий элемент. Условие когерентности и, тем самым, выбираемая толщина слоя зависят от используемого источника света. Благодаря этим действиям можно технологически простым и рентабельным образом создать отражающие элементы.
Другие возможности выполнения для повышения защиты от подделки возникают далее за счет того, что промежуточный слой, при необходимости лишь частично, окрашивают.
Предпочтительно, если оптически изменяющийся элемент содержит сплошной прозрачный слой, в частности защитный лаковый слой.
Ниже изобретение поясняется на нескольких примерах выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображают:
- фиг.1а: разрез оптически изменяющегося элемента, согласно изобретению, в первом примере выполнения;
- фиг.1b: разрез оптически изменяющегося элемента, согласно изобретению, во втором примере выполнения;
- фиг.2: разрез оптически изменяющегося элемента, согласно изобретению, в третьем примере выполнения;
- фиг.3: разрез оптически изменяющегося элемента, согласно изобретению, в четвертом примере выполнения;
- фиг.4: разрез оптически изменяющегося элемента, согласно изобретению, в пятом примере выполнения;
- фиг.5: разрез оптически изменяющегося элемента, согласно изобретению, в шестом примере выполнения;
- фиг.6: разрез оптически изменяющегося элемента, согласно изобретению, в седьмом примере выполнения.
На фиг.1а изображен фрагмент оптически изменяющегося элемента 1, являющегося частью пленки, в частности пленки для тиснения. Этот оптически изменяющийся элемент 1 предназначен для нанесения на защищаемый объект, например на банкноту, кредитную карту, денежную карту или на документ. Далее существует возможность нанесения оптически изменяющегося элемента 1 в качестве маркировки защиты или подлинности на предмет, например, на CD или на упаковку.
Помимо оптически изменяющегося элемента 1 на фиг.1а изображена подложка 11. Подложка 11 состоит, например, из ПЭТ. Подложка 11 служит для технологического нанесения оптически изменяющегося элемента 1 на защищаемый объект. После или во время нанесения оптически изменяющегося элемента 1 на защищаемый объект подложку 11 удаляют. На фиг.1а оптически изменяющийся элемент 1 показан, следовательно, на том этапе, когда он является частью пленки, например пленки для тиснения или ламинирования.
Оптически изменяющийся элемент 1 содержит шесть слоев 12-19.
Слой 12 содержит защитный лаковый слой и/или отделяемый слой. Слой 13 представляет собой реплицируемый слой. Слой 14 является поглощающим слоем. Слой 15 - это промежуточный слой, образованный двумя частичными слоями 15а, 15b. Слой 16 представляет собой отражающий слой, образованный металлическим слоем или HRI-слоем (HRI = High Refractive Index, высокий коэффициент преломления). Слой 19 является клеевым слоем.
В случае если оптически изменяющийся элемент 1 является частью пленки для ламинирования, слой 12 содержит адгезионный слой.
Слои 14, 15 и 16 образуют последовательность тонкопленочных слоев, которая посредством интерференции создает зависимые от угла наблюдения искажения цвета. При этом существуют различные возможности создания посредством интерференции таких зависимых от угла наблюдения искажений цвета.
Во-первых, такая последовательность тонкопленочных слоев, как показана на фиг.1а, может быть образована поглощающим слоем (преимущественно с 30-65% пропусканием), прозрачным промежуточным слоем в качестве изменяющего цвет слоя (слой с λ¼ или λ½) и отражающим слоем (отражающий элемент) или оптическим разделительным слоем (пропускающий элемент). Если последовательность тонкопленочных слоев должна выполнять функцию отражающего элемента, то толщину промежуточного слоя следует выбирать так, чтобы было выполнено условие λ½. При этом значение λ выбирают так, чтобы оно лежало в области видимого для наблюдателя света.
Далее можно также выполнить последовательность тонкопленочных слоев, создающую посредством интерференции зависимое от угла рассмотрения искажение цвета, из последовательности слоев с высоким и низким показателями преломления. У подобной многослойной структуры можно отказаться от использования поглощающего слоя.
Слои с высоким и низким показателями преломления такой последовательности тонкопленочных слоев образуют соответственно промежуточный слой оптического действия, который должен соблюдать названные выше условия. Чем больше число слоев, тем четче можно настроить длину волны для эффекта изменения цвета.
Подобная последовательность тонкопленочных слоев может быть выполнена из множества слоев с высоким и низким показателями преломления. Особенно предпочтительно, однако, выполнить подобную последовательность тонкопленочных слоев из двух-десяти слоев (целочисленный вариант) или трех-девяти слоев (нецелочисленный вариант).
Примеры обычных толщин отдельных слоев такой последовательности тонкопленочных слоев и примеры материалов, в принципе, применяемых для слоев такой последовательности тонкопленочных слоев, раскрыты, например, в WO 01/03945, стр.5, строка 30 до стр.8, строка 5.
На подложку 11 при изготовлении оптически изменяющегося элемента 1 сначала наносят защитный лаковый слой и/или отделяемый слой 12. Защитный лаковый слой может быть при этом также окрашен.
Затем наносят реплицируемый слой 13. Реплицируемый слой 13 состоит, например, из термопласта. В термопласте реплицируемого слоя 13 посредством инструмента для тиснения выполняют тиснением одну или несколько дифракционных структур.
От выполнения оптически изменяющегося элемента 1 с реплицируемым слоем 13 и/или от тиснения дифракционных структур можно также отказаться. Дифракционные структуры служат лишь для дальнейшего повышения защиты оптически изменяющегося элемента 1. Дифракционные структуры 17 представляют собой преимущественно дифракционные структуры, создающие посредством дифракционных эффектов голограммы и т.п. Однако можно также вместо дифракционных структур тиснить в слое 13 матовые структуры, макроструктуры, ахроматически-симметричные структуры, например синусоидальные решетки, ахроматически-асимметричные структуры, например блестящие решетки, или киноформы. Дифракционные структуры 17 могут при этом полностью покрывать поверхность оптически изменяющегося элемента 1. Возможно, однако, а для определенных применений весьма предпочтительно, чтобы дифракционные структуры 17 покрывали поверхность оптически изменяющегося элемента 1 лишь частично.
На реплицируемый слой 13 преимущественно по всей поверхности наносят поглощающий слой 14. Поглощающий слой 14 может быть при этом нанесен посредством напыления или печати.
Реплицируемый 13 и поглощающий 14 слои отличаются при этом своими показателями преломления. Преимущественно разность показателей преломления слоев 13 и 14 составляет, по меньшей мере, 0,2.
Можно также образовать поглощающий и реплицируемый слои единственным слоем.
На поглощающий слой 14 посредством напыления по всей поверхности наносят частичный слой 15а. Затем на частичный слой 15а на отдельных участках и в виде узора наносят частичный слой 15b промежуточного слоя 15.
Материалы, применяемые для частичных слоев 15а, 15b, представляют собой преимущественно одинаковые материалы. Возможно, однако, применение для частичных слоев 15а, 15b материалов с одинаковыми, в основном, оптическими свойствами (в частности, показатель преломления). Для нанесения частичного слоя 15b на отдельных участках имеется при этом несколько возможностей.
Во-первых, возможно напыление на отдельных участках частичного слоя 15b посредством масок для напыления, закрывающих участки поверхности оптически изменяющегося элемента 1.
Далее возможно напыление частичного слоя 15b на частичный слой 15а по всей поверхности, а затем снова удаление частичного слоя 15b на определенных участках. Это может быть реализовано, с одной стороны, за счет того, что на частичном слое 15b печатают травильный состав или травильную маску, а затем посредством позитивного или негативного травления и последующего процесса промывки снова удаляют частичный слой 15b на отдельных участках. Для подобных действий предпочтительно, если для частичных слоев 15а, 15b применяют материалы с разными химическими свойствами.
Далее можно удалить нанесенный по всей поверхности частичный слой 15b абляцией, например, посредством лазерной абляции, плазменной или ионной бомбардировки. Такими способами абляции можно при этом переносить записанные в цифровой форме изображения, тексты и коды.
Далее существует также возможность нанести на нанесенный по всей поверхности частичный слой 15b слой 16, а затем снова удалить как слой 16, так и слой 15b на отдельных участках одним из описанных выше способов (позитивное травление, негативное травление, абляция).
Другая возможность состоит также в том, чтобы выполнить промежуточный слой 15 не на отдельных участках из двух частичных слоев 15а, 15b, а нанести его по всей поверхности, а затем одним из описанных выше способов (позитивное травление, негативное травление, абляция) снова удалить на отдельных участках на толщину, соответствующую толщине частичного слоя 15b.
Благодаря описанным выше действиям достигается то, что на участках 19а, 19b последовательности тонкопленочных слоев промежуточный слой 15 образуют только частичным слоем 15а и, тем самым, на этом участке промежуточный слой 15 имеет толщину частичного слоя 15а. На участках 19с, 19d последовательности тонкопленочных слоев частичные слои 15а, 15b расположены друг на друге, и промежуточный слой 15 имеет, тем самым, толщину, складывающуюся из общей толщины частичных слоев 15а, 15b. Таким образом, на участках 19а, 19b последовательности тонкопленочных слоев посредством интерференции создается первое искажение цвета, зависимое от толщины частичного слоя 15а. На участках 19с, 19d последовательность тонкопленочных слоев создает посредством интерференции искажение цвета, отличное от этого искажения цвета и зависимое от общей толщины частичных слоев 15а, 15b. Толщины частичных слоев 15а, 15b следует выбирать в зависимости от выбранных для них материалов так, чтобы толщина слоя 15а выполняла условие λ¼ или λ½ для первого желаемого эффекта искажения цвета. Толщину слоя 15b следует выбирать так, чтобы общая толщина слоев 15а, 15b (при определенных обстоятельствах с учетом малых отличий в показателях преломления) выполняла условие λ¼ или λ½ для второго желаемого эффекта искажения цвета, отличающегося от первого эффекта искажения цвета. За счет созданной, как описано выше, структуры последовательности тонкопленочных слоев может быть, тем самым, реализован оптически изменяющийся элемент, у которого чередуются участки с двумя разными эффектами искажения цвета. Из структуры промежуточного слоя из двух частичных слоев вытекает при этом то преимущество, что толщина промежуточного слоя на различных участках весьма постоянна и, тем самым, создается постоянный, четко отграниченный от соседнего участка эффект искажения цвета. Это имеет, в частности, преимущества в тех случаях обеспечения защиты, когда для обнаружения подлинности требуются четко определенные и легко обнаруживаемые защитные признаки.
Далее можно выполнить промежуточный слой 15 не из двух частичных слоев 15а, 15b, а из трех и более. За счет этого возможно соответствующее увеличение числа различных эффектов искажения цвета, используемых внутри оптически изменяющегося элемента.
На последовательность тонкопленочных слоев наносят слой 16, представляющий собой металлический слой. В качестве металла для этого слоя можно выбрать также окрашенный металл. В качестве материалов рассматриваются, в основном, хром, алюминий, медь, железо, никель, серебро или золото или сплав этих материалов.
Далее можно наносить в качестве слоя 16 слой, состоящий из зеркально-глянцевых или отражающих металлических пигментов.
Как уже сказано, при этом можно предусмотреть лишь один частичный слой 16. Слой 16 может быть нанесен, например, по всей поверхности и снова удален одним из описанных способов (позитивное, негативное травление, абляция). С другой стороны, возможно также лишь частичное напыление металлического слоя с использованием масок для напыления.
Вместо использования металлического слоя для слоя 16 можно также использовать слой 16 в качестве пропускающего слоя. В этом случае возможно также сплавление слоя 16 со слоем 19, если в качестве клеевого слоя применять материал, выполняющий условие пропускающего слоя.
В качестве пропускающего слоя рассматриваются, в частности, такие материалы, как оксиды, сульфиды или халкогениды. Решающим для выбора материалов является то, что по сравнению с применяемыми в промежуточном слое 15 материалами имеется отличие в показателе преломления. Это отличие должно быть преимущественно не менее 0,2. В зависимости от применяемых для промежуточного слоя 15 материалов для слоя 16 применяют HRI- или LRI-материал (HRI = High Refractive Index, высокий коэффициент преломления; LRI = Low Refractive Index, низкий коэффициент преломления).
Если последовательность тонкопленочных слоев, как сказано выше, выполняют из нескольких диэлектрических слоев попеременно с высоким и низким показателями преломления, то каждый из этих слоев следует выполнить, как слой 15. Таким образом, эти слои, как описано для слоя 15, последовательно наносят друг на друга посредством напыления по всей поверхности или на отдельных участках (или удаления) частичных слоев.
Можно также в областях 18, занимающих зоны между отформованным лишь на отдельных участках частичным слоем 15b, заполнить не металлическим слоем 16, а предусмотреть в этом слое пропускающий материал, заметно отличающийся от показателя преломления промежуточного слоя 15. Тем самым возможно выполнение металлического слоя 16 плоским. Это может быть реализовано, например, за счет того, что слой 16 ламинируют на последовательности тонкопленочных слоев, а необходимый для этого адгезионный слой выполняет описанное выше условие в отношении показателя преломления.
Для наблюдателя оптически изменяющегося элемента 1 различимы, таким образом, на поверхностных участках 19а-19d разные эффекты.
На поверхностном участке 19а возникает первый, зависимый от угла наблюдения эффект искажения цвета. На поверхностном участке 19b на этот эффект накладывается дифракционный эффект, например голограмма. На поверхностном участке 19d для наблюдателя возникает второй, зависимый от угла наблюдения эффект искажения цвета, отличающийся от первого эффекта искажения цвета. На поверхностном участке 19с на этот эффект искажения цвета накладывается дифракционный эффект, например голограмма.
На фиг.1b изображен оптически изменяющийся элемент 2, выполненный, в основном, так же, как и оптически изменяющийся элемент 1.
Оптически изменяющийся элемент 2 нанесен на подложку 21, выполненную, как и подложка 11. Оптически изменяющийся элемент 2 содержит пять слоев 22, 23, 24, 26 и 29, выполненных, как и слои 12-16. В слое 23 вытиснена дифракционная структура 27, выполненная, как и дифракционные структуры 17 на фиг.1а.
Как видно из фиг.1b, на последовательность тонкопленочных слоев, образованную поглощающим слоем 24 и промежуточным слоем 25 из частичных слоев 25а, 25b, напылен тонкий металлический слой 26, который повторяет контуры промежуточного слоя 25. Металлический слой 26 имеет при этом в любом месте приблизительно одинаковую толщину. Этот эффект возникает простым образом, если на изготовленную по фиг.1а последовательность тонкопленочных слоев напылять очень тонкий металлический слой. Отличия в толщине, возникающие за счет выполненного разной толщины промежуточного слоя, компенсируются у оптически изменяющегося элемента 2 клеевым слоем 29.
На фиг.2 изображена другая возможность изготовления оптически изменяющегося элемента, согласно изобретению, посредством масок для напыления.
На фиг.2 изображен оптически изменяющийся элемент 3, нанесенный на подложку 31. Подложка 31 выполнена при этом, как и подложка 11 на фиг.1а.
Оптически изменяющийся элемент 3 содержит шесть слоев 32-36 и 39, два частичных слоя 35а, 35b, дифракционные структуры 37 и несколько поверхностных участков 39а-39d.
Слой 32 представляет собой отделяемый и/или лаковый защитный слой. Слой 33 является реплицируемым слоем, в котором вытиснены дифракционные структуры 37. Слой 35 - это промежуточный слой, образованный частичными слоями 35а, 35b. Слой 36 является металлическим слоем. Слой 39 - это клеевой слой. Слои 32, 33, 34, 36 и 39, а также частичные слои 35а, 35b выполнены преимущественно, как и слои 12, 13, 14, 16, 19 и частичные слои 15а, 15b. Отличия состоят, однако, в том, как на поглощающий слой 34 наносят частичные слои 35а, 35b промежуточного слоя 35.
На поглощающий слой 34 на отдельных участках напылением наносят сначала частичный слой 35а. Это может быть реализовано, во-первых, за счет того, что с использованием масок для напыления частичный слой 35а наносят на поглощающий слой 34 лишь на отдельных участках. Далее это может быть реализовано за счет того, что частичный слой 35а напыляют на поглощающий слой 34 по всей поверхности, а затем удаляют на отдельных участках одним из описанных выше способов (позитивное травление, негативное травление, абляция).
По окончании описанного выше способа частичный слой 35а нанесен на поглощающий слой 34 лишь на поверхностных участках 39а,39d и отсутствует на поверхностных участках 39с, 39b.
Затем наносят частичный слой 35b. Частичный слой 35b наносят при этом на уже имеющиеся слои также лишь на отдельных участках. Так, частичный слой 35b наносят на поглощающий слой 34 или на частичный слой 35а лишь на участках 39с, 39d. Это нанесение на отдельных участках частичного слоя 35b может быть осуществлено способами, описанными для нанесения на отдельных участках частичного слоя 15b по фиг.1а.
На поверхностном участке 39а на поглощающий слой 34 нанесен, таким образом, только частичный слой 35а, так что толщина промежуточного слоя 35 на этом участке возникает из толщины частичного слоя 35а. На поверхностном участке 39b промежуточный слой 35 отсутствует, так что на этом участке не возникает зависимых от угла наблюдения искажений цвета. На поверхностном участке 39d оба частичных слоя 35а, 35b лежат друг на друге, так что промежуточный слой 35 имеет на этом участке общую толщину обоих частичных слоев 35а, 35b. На участке 39с имеется лишь частичный слой 35b.
Для нанесения частичного слоя 35b выбирают преимущественно структурированный печатный валик или способ напыления, при котором на нижележащие слои наносят материал толщиной, соответствующей заданной толщине промежуточного слоя. Таким образом, частичный слой 35b имеет на участке 39с толщину, соответствующую этой толщине промежуточного слоя и, тем самым, толщине поверхностной зоны 39d.
Для наблюдателя оптически изменяющегося элемента 3 возникают, таким образом, на поверхностном участке 39а первый, зависимый от угла рассмотрения эффект искажения цвета, а на поверхностных участках 39с, 39d - второй эффект искажения цвета, отличающийся от первого эффекта искажения цвета. На эти эффекты на поверхностном участке 39с накладываются оптические эффекты, создаваемые дифракционной структурой 37. На поверхностном участке 39b не возникает никаких зависимых от угла рассмотрения эффектов искажения цвета за счет последовательности тонкопленочных слоев. На этом поверхностном участке для наблюдателя различимы лишь дифракционно-оптические эффекты, созданные дифракционной структурой 37.
За счет поясненной с помощью фиг.2 возможности нанесения также первого частичного слоя только на отдельных участках возникают, таким образом, разнообразные другие возможности выполнения оптически изменяющегося элемента, согласно изобретению. Возможность нанесения первого частичного слоя только на отдельных участках можно использовать, конечно, и для промежуточного слоя, выполняемого более чем из двух частичных слоев.
С помощью фиг.3 показана возможность создания оптически изменяющегося элемента, согласно изобретению, посредством напечатанного промежуточного слоя.
На фиг.3 изображен оптически изменяющийся элемент 4, нанесенный на подложку 41. Подложка 41 выполнена, как и подложка 11 на фиг.1а.
Оптически изменяющийся элемент 4 содержит отделяемый и защитный лаковый слой 42, реплицируемый слой 43 с дифракционными структурами 47, поглощающий слой 44, промежуточный слой 45 из частичных слоев 45а, 45b, металлический слой 46, клеевой слой 49 и несколько поверхностных участков 49а-49g.
Слои 42, 43, 44, 46 и 49, а также дифракционные структуры 47 выполнены, как соответствующие слои 12, 13, 14, 16, 19 и дифракционные структуры 17 на фиг.1а.
Частичные слои 45а, 45b печатают способом печати на нижележащих слоях. Так, на поглощающем слое 44 печатают сначала частичный слой 45а. Эта печать происходит при этом частично. Частичный слой 45а печатают на поглощающем слое 44 на поверхностных участках 49а, 49b, 49g, но не на поверхностных участках 49c-49f. Такая частичная печать частичного слоя 45а может быть реализована здесь, например, за счет печати специально выполненным печатным валиком, который печатает частичный слой 45а только на указанных поверхностных участках.
Можно также напечатать частичный слой 45а на поглощающем слое 44 по всей поверхности, а затем частично удалить на отдельных участках одним из описанных выше способов (позитивное травление, негативное травление, абляция).
На следующем этапе на нижележащие слои также способом печати наносят частичный слой 45b. Как видно из фиг.3, при этом на поверхностном участке 49b частичного слоя 45а печатают частичный слой 45b, а на поверхностных участках 49с, 49d частичный слой 45b печатают непосредственно на поглощающем слое 44. Также этот второй слой печатают либо лишь частично, либо снова удаляют на отдельных участках одним из описанных выше способов (позитивное травление, негативное травление, абляция). Как показано на поверхностном участке 49с, при печати частичного слоя 45b в переходной зоне между печатью на частичном слое 45а и непосредственной печатью на поглощающем слое 44 происходит вертикальное повышение частичного слоя 45b, которое в этой зоне приводит к толщине промежуточного слоя 45, приблизительно соответствующей общей толщине частичных слоев 45а, 45b.
Для рассматривающего оптически изменяющийся элемент 4 на поверхностных участках 49а, 49d, 49g возникают первые эффекты зависимого от угла рассмотрения искажения цвета, на которые на поверхностных участках 49d, 49g накладываются дифракционно-оптические эффекты дифракционной структуры 47. На поверхностных участках 49b, 49c возникают вторые эффекты зависимого от угла рассмотрения искажения цвета, которые заметно отличаются от первых эффектов зависимого от угла рассмотрения искажения цвета. На поверхностном участке 49c на этот второй эффект зависимого от угла рассмотрения искажения цвета накладываются дифракционно-оптические эффекты, создаваемые дифракционной структурой 47. На поверхностном участке 49е промежуточный слой отсутствует, и наблюдатель обнаруживает лишь созданные дифракционной структурой 47 дифракционно-оптические эффекты. Поверхностный участок 49f представляет собой для наблюдателя чисто отражающий элемент.
С помощью описанного выше нанесения частичных слоев промежуточного слоя 45 способом печати можно реализовать множество интересных эффектов. Так, например, можно напечатать один или несколько частичных слоев промежуточного слоя 45 на отдельных участках посредством случайного процесса. Слои могут быть напечатаны с приводкой или со случайным смещением по отношению друг к другу. Возможно также использование комплекта комбинированных валиков, посредством которых могут быть целенаправленно созданы случайные узоры.
Другие преимущества возникают за счет того, что частичные слои могут быть образованы в виде повторяющегося узора. С помощью соответственно выполненного печатного инструмента можно напечатать на поглощающем слое 44 и/или на одном или нескольких уже напечатанных частичных слоях промежуточного слоя повторяющийся комплексный узор с высокой рабочей скоростью. Благодаря этому экономически весьма привлекательным образом можно создавать оптически изменяющиеся элементы, имеющие довольно комплексные узоры, образуемые двумя или более эффектами зависимого от угла наблюдения искажения цвета.
За счет печати случайного узора может быть создан далее так называемый "отпечаток пальца". Здесь оптическая толщина частичного слоя, выполненного в виде случайного узора, лежит преимущественно в диапазоне 0,05-2 мкм.
Конечно, можно также описанным с помощью фиг.3 способом изготовления промежуточного слоя 45 создавать последовательности тонкопленочных слоев, выполненных из нескольких диэлектрических слоев с разными показателями преломления. При этом следует действовать так, как это пояснялось в примере выполнения с помощью фиг.1а.
С помощью фиг.4 поясняется возможность выполнения промежуточного слоя оптически изменяющегося элемента, согласно изобретению, из частичных слоев, которые, во-первых, напыляют, а во-вторых, наносят способом печати.
На фиг.4 изображен оптически изменяющийся элемент 5, нанесенный на подложку 51. Подложка 51 выполнена, как подложка 11 на фиг.1а.
Оптически изменяющийся элемент 5 содержит отделяемый и защитный лаковый слой 52, реплицируемый слой 53, поглощающий слой 54, промежуточный слой 55 из двух частичных слоев 55а,55b, металлический слой 56, клеевой слой 59 и несколько поверхностных участков 59а-59f.
Слои 52, 53, 54, 56 и 59 выполнены, как соответствующие слои 12, 13, 14, 16 и 19 на фиг.1а. Далее в реплицируемом слое 53 вытиснены дифракционные структуры 57, которые могут быть выполнены, как дифракционные структуры 17 на фиг.1а.
На поглощающий слой 54 способом напыления напыляют частичный слой 55а. При этом рекомендуется наносить частичный слой 55а на поглощающий слой 54, как показано на фиг.4, лишь на отдельных участках и в виде узора. Это может быть достигнуто, во-первых, за счет того, что частичный слой 55а напыляют лишь на определенных поверхностных участках с использованием масок для напыления. Далее это возможно за счет того, что частичный слой 55а напыляют на поглощающий слой 54 по всей поверхности, а затем удаляют на отдельных участках одним из описанных выше способов (позитивное травление, негативное травление, абляция).
На напыленном, таким образом, частичном слое 55а печатают частичный слой 55b. При этом на поверхностных участках, например на поверхностных участках 59b и 59с, можно произвести печать на уже напыленном частичном слое 55а. На других поверхностных участках, например на поверхностных участках 59с и 59d, частичный слой 55b печатают прямо на поглощающем слое. Как видно из фиг.4, на поверхностном участке 59с, как уже описывалось с помощью фиг.3, происходит увеличение эффективной толщины частичного слоя 55b за счет печати за границей частичного слоя 55а.
За счет разного выбора толщин частичных слоев 55а, 55b можно создавать поверхностные участки с разной толщиной промежуточного слоя. На поверхностном участке 59b промежуточный слой 55 имеет толщину, соответствующую общей толщине частичных слоев 55а, 55b. На поверхностном участке 59d промежуточный слой 55 имеет толщину, соответствующую толщине частичного слоя 55b. На участке 59а за счет подходящего выбора отражающих и поглощающих материалов можно выполнить зеркальные слои или окрашенные поверхности. Точно так же на участке 59е можно выполнить поверхности с дифракционными эффектами. В зависимости от выбора толщин частичных слоев 55а, 55b промежуточный слой 55 может иметь, тем самым, на этих разных поверхностных участках три разные толщины.
Таким образом, описанным с помощью фиг.4 способом можно реализовать оптически изменяющийся элемент, имеющий поверхностные участки с тремя разными эффектами зависимого от угла наблюдения искажения цвета. За счет увеличения числа напыляемых или печатаемых частичных слоев можно соответственно увеличить число реализованных в оптически изменяющемся элементе 5 эффектов зависимого от угла наблюдения искажения цвета.
С помощью фиг.5 поясняется другая возможность выполнения промежуточного слоя посредством разных частичных слоев для оптически изменяющегося элемента, согласно изобретению.
На фиг.5 изображен оптически изменяющийся элемент 6, нанесенный на подложку 61. Подложка 61 выполнена, как подложка 11 на фиг.1а.
Оптически изменяющийся элемент 6 содержит отделяемый и защитный лаковый слой 62, реплицируемый слой 63, поглощающий слой 64, промежуточный слой 65 из двух частичных слоев 65а, 65b, металлический слой 66 и клеевой слой 69. Далее на фиг.5 показано несколько поверхностных участков 69а-69е.
Слои 62, 63, 64, 66 и 69 выполнены, как соответствующие слои 12, 13, 14, 16 и 19 на фиг.1а. В реплицируемом слое 63 вытиснена дифракционная структура 67, которая может быть выполнена, как дифракционная структура 17 на фиг.1а.
Частичный слой 65а наносят на поглощающий слой 64 способом печати. При этом предпочтительно, что частичный слой 65а печатают лишь на отдельных участках.
Как показано на фиг.5, частичный слой 65а печатают на поглощающем слое 64 лишь на поверхностных участках 69с и 69е. Эта частичная печать частичного слоя 65а может быть реализована посредством соответственно выполненных печатных валиков. Можно также печатать частичный слой 65а на поглощающем слое 64 по всей поверхности, а затем снова удалить его одним из описанных выше способов (позитивное травление, негативное травление, абляция).
На имеющуюся последовательность слоев по всей поверхности напыляют теперь частичный слой 65b. Таким образом, на поверхностных участках 69с и 69е напыляют на нижележащий напечатанный частичный слой 65а, а на поверхностных участках 69а, 69b, 69d, 69с частичный слой 65b напыляют на промежуточный слой 64. На поверхностном участке 69b происходит уже описанное выше увеличение эффективной толщины частичного слоя 65b.
Изображенный на фиг.5 пример выполнения представляет особый интерес с экономической точки зрения. Так, с помощью соответственно выполненного печатного инструмента можно частичный слой 65а простым образом быстро и рентабельно напечатать в виде узора на промежуточном слое 64. Далее напыление частичного слоя 65b по всей поверхности представляет собой стандартный процесс, который может быть реализован также рентабельно и быстро. Таким образом, изображенное на фиг.5 решение представляет собой особенно рентабельную реализацию оптически изменяющегося элемента, согласно изобретению, посредством которой можно реализовать на оптически изменяющемся элементе два разных эффекта зависимого от угла наблюдения искажения цвета.
С помощью фиг.6 поясняется возможность реализации оптически изменяющегося элемента, с изменяющейся толщиной промежуточного слоя без его выполнения из двух или более частичных слоев.
На фиг.6 изображен оптически изменяющийся элемент 7, нанесенный на подложку 71. Подложка 71 выполнена, как подложка 11 на фиг.1а.
Оптически изменяющийся элемент 7 содержит отделяемый и защитный лаковый слой 72, реплицируемый слой 73, поглощающий слой 74, промежуточный слой 75, металлический слой 76 и несколько поверхностных участков 79а-79i.
Слои 72, 74, 76 и 79 выполнены, как соответствующие слои 11, 12, 14, 16 и 19 на фиг.1а.
Реплицируемый слой 73 состоит из термопластичного материала. В этом термопластичном материале посредством инструмента для тиснения или посредством абляции выполняют макроструктуру, выполненную, как это показано на фиг.6. Затем на реплицируемый слой 73 напыляют поглощающий слой 74. На поглощающий слой 74 наносят промежуточный слой 75. Для промежуточного слоя 75 могут применяться при этом материалы промежуточного слоя 15, описанные в примере выполнения по фиг.1а.
Промежуточный слой 75 может быть при этом нанесен либо путем напыления, либо печати. Далее можно нанести на поглощающий слой лак, который обладает изложенными в примере выполнения по фиг.1а оптическими свойствами промежуточного слоя 15.
Промежуточный слой 75 обрабатывают теперь таким образом, чтобы его противоположная поглощающему слою 74 поверхность была, в основном, плоская. Это может быть реализовано, во-первых, за счет того, что промежуточный слой 75 в еще не совсем отвержденном состоянии приводят с помощью печатного инструмента в соответствующую форму. Далее возможно, чтобы промежуточный слой 75 приобрел эту соответствующую форму посредством процесса съема.
Далее можно наносить в качестве промежуточного слоя 75 УФ-отверждаемый лак. При нанесении лака он еще жидкий, в результате чего на противоположной поглощающему слою 74 поверхности образуется, в основном, плоская поверхность. Затем лак отверждают посредством УФ-излучения. Также может быть использован отверждающийся на воздухе лак. При этом следует обратить внимание на то, чтобы окончательный объем нанесенного лака после сушки был больше объема макроструктуры.
В качестве следующего этапа наносят затем металлический слой 76. В отношении металлического слоя 76 можно также реализовать изложенные в примере выполнения по фиг.1а альтернативы (частичный металлический слой, высокоотражающий слой, оптический разделительный слой).
В заключение наносят клеевой слой 79.
Как видно из фиг.6, на разных поверхностных участках оптически изменяющегося элемента 7 возникают соответственно разные эффекты зависимого от угла наблюдения искажения цвета.
Толщина промежуточного слоя 75 на поверхностных участках 79а, 79b, 79d, 79f, 79g, 79i разная. Тем самым на этих поверхностных участках возникают соответственно разные эффекты зависимого от угла рассмотрения искажения цвета. На поверхностных участках 79c, 79e, 79h толщина промежуточного слоя 75 изменяется соответственно непрерывно. Таким образом, для наблюдателя оптически изменяющегося элемента 7 на этих участках возникает постоянный непрерывный переход эффектов зависимого от угла наблюдения искажения цвета.
Можно также достичь изображенного на фиг.6 характера толщины промежуточного слоя 75 иным образом. Так, можно за счет печати промежуточного слоя на плоском поглощающем слое с использованием соответствующих печатных валиков достичь аналогичного характера толщины, что и изображенного на фиг.6. В этом случае, однако, поверхность промежуточного слоя, примыкающая к поглощающему слою, плоская, а поверхность промежуточного слоя, примыкающая к металлическому слою, структурирована в соответствии с фиг.6. На этот структурированно нанесенный способом печати промежуточный слой напыляют затем металлический слой и покрывают клеевым слоем, которые компенсируют отличия в промежутках, имеющиеся также у металлического слоя.
Также этот способ может применяться у последовательности тонкопленочных слоев, выполненной из нескольких диэлектрических слоев с разными показателями преломления.
Оптически изменяющийся элемент содержит последовательность тонкопленочных слоев, по меньшей мере, с одним промежуточным слоем (15) для создания посредством интерференции искажений цвета. На первом участке (19а, 19b) последовательности тонкопленочных слоев промежуточный слой имеет иную толщину, чем на втором участке (19с, 19d) последовательности тонкопленочных слоев. Толщины промежуточного слоя на первом и втором участках выбраны с возможностью создания на первом участке последовательности тонкопленочных слоев посредством интерференции первого искажения цвета, а на втором участке последовательности тонкопленочных слоев - второго искажения цвета, отличающегося от первого искажения цвета. Оптически изменяющийся элемент также содержит дифракционную структуру (17), закрывающую первый и/или второй участок последовательности тонкопленочных слоев. Достигается повышение защиты от подделки защищенных объектов. 4 н. и 24 з.п. ф-лы, 7 ил.
| СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОЗРАЧНОГО ЗАЩИТНОГО ЭЛЕМЕНТА (ВАРИАНТЫ) | 1996 |
|
RU2150392C1 |
| Перекатываемый затвор для водоемов | 1922 |
|
SU2001A1 |
| Печь-кухня, могущая работать, как самостоятельно, так и в комбинации с разного рода нагревательными приборами | 1921 |
|
SU10A1 |
| СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА ИЗ КОРПУСНОГО РЕАКТОРА ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ | 1997 |
|
RU2129739C1 |
| НОСИТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ, СОДЕРЖАЩИЙ ЭЛЕМЕНТ С ОПТИЧЕСКИ ПЕРЕМЕННЫМИ СВОЙСТВАМИ, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАКОГО НОСИТЕЛЯ ИНФОРМАЦИИ (ВАРИАНТЫ) И ЗАЩИТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ С ОПТИЧЕСКИ ПЕРЕМЕННЫМИ СВОЙСТВАМИ | 1996 |
|
RU2176190C2 |
