ЗАЩИТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ И СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЗАЩИТНОГО ЭЛЕМЕНТА Российский патент 2013 года по МПК G03H1/04 

Изобретение относится к защитному элементу в виде тела многослойной пленки, имеющего слой объемной голограммы, и к способу создания такого защитного элемента.

Голограммы используются в качестве защитных элементов для защиты ценных бумаг, например, банкнот, заменителей денег, кредитных карт, паспортов или удостоверений личности, а также для защиты изделий. В изделиях массового производства часто используются поверхностные голограммы, посредством которых можно получить интересные оптически переменные эффекты, например, эффекты движения, и которые отличаются высокой силой света.

Объемные голограммы, также именуемые голограммами белого света, в отличие от поверхностных голограмм, основаны на дифракции света на брэгговских плоскостях прозрачного слоя, имеющего локальные различия в показателе преломления.

Защитный элемент, содержащий объемную голограмму, и создание такого защитного элемента описаны, например, в DE 10 2006 016 139 A1. Для создания многослойного тела, содержащего объемную голограмму, поверхностный рельеф используется в качестве мастера. Передняя сторона мастера приводится в контакт со светочувствительным слоем многослойного тела непосредственно или через посредство прозрачного оптического носителя, в каковом светочувствительном слое подлежит записи объемная голограмма. После этого, мастер подвергают действию когерентного света, интерференционная картина формируется за счет суперпозиции света, излучаемого на мастер, и света, дифрагирующего на мастере, и эта интерференционная картина записывается в светочувствительный слой как объемная голограмма. Объемная голограмма, введенная таким образом в светочувствительный слой, затем фиксируется после отверждения светочувствительного слоя. Благодаря особой конфигурации мастера, два или более отдельных информационных элемента изображения может записываться в светочувствительном слое в этом случае.

Дополнительно, в EP 1187728 B1 описано наслоение двух слоев объемной голограммы друг на друга, в каковых слоях информационные элементы изображения записаны посредством разных методов голографической записи. При этом у наблюдателя создается общее впечатление, состоящее из информационных элементов изображения двух слоев объемной голограммы.

Таким образом, задачей изобретения является обеспечение усовершенствованного защитного элемента и способа создания защитного элемента.

Задача изобретения достигается за счет защитного элемента в виде тела многослойной пленки, верхняя сторона которого обращена к наблюдателю, причем защитный элемент имеет слой объемной голограммы, в котором записана объемная голограмма, которая обеспечивает первый оптически переменный информационный элемент, причем защитный элемент имеет слой дублирования, на поверхности которого сформована рельефная структура, обеспечивающая второй оптически переменный информационный элемент, и который размещен над слоем объемной голограммы, и в котором частичный металлический слой размещен между слоем объемной голограммы и слоем дублирования, причем металлический слой обеспечен в одной или множестве первых зон защитного элемента, и металлический слой не обеспечен в одной или множестве вторых зон защитного элемента. Кроме того, задача решается за счет способа создания защитного элемента в виде тела многослойной пленки, верхняя сторона которого обращена к наблюдателю, в котором обеспечивают многослойное тело, содержащее частичный металлический слой и слой дублирования, причем рельефная структура, обеспечивающая второй оптически переменный информационный элемент, сформована на поверхности слоя дублирования, и металлический слой обеспечен в одной или множестве первых зон защитного элемента, и металлический слой не обеспечен в одной или множестве вторых зон защитного элемента, причем слой объемной голограммы наносят на ту поверхность тела многослойной пленки, которая располагается ближе к металлическому слою, чем к слою дублирования, благодаря чему частичный металлический слой располагается между слоем объемной голограммы и слоем дублирования, и слой объемной голограммы экспонируют когерентным светом с той стороны многослойного тела, которая обращена от слоя объемной голограммы, через частичный металлический слой, для записи объемной голограммы в слое объемной голограммы.

Изобретение предусматривает защитный элемент, который можно подделать только с большим трудом и, тем не менее, можно изготавливать надлежащим образом. Благодаря конфигурации частичного металлического слоя между слоем объемной голограммы и слоем дублирования, в котором сформована рельефная структура, с одной стороны, оптический эффект доменов (областей) слоя объемной голограммы, который располагается под металлическим слоем в первых зонах, подавляется, и, с другой стороны, в этих зонах проявляется оптический эффект рельефной структуры. Таким образом, осуществляется плавный переход между разными оптическими эффектами, генерируемыми в первых и вторых зонах, без необходимости частичного наложения слоя объемной голограммы и рельефной структуры регистрируемым образом относительно друг друга. В результате, первый и второй информационные элементы генерируются без искажения и с высокой силой света в доменах, находящихся поблизости друг от друга, с регистрационной точностью, в результате чего, у наблюдателя возникает яркое и выразительное оптически переменное общее впечатление. Кроме того, это впечатление невозможно имитировать методом оптического копирования, поскольку оптически переменный эффект, порождаемый слоем объемной голограммы, с одной стороны, и оптически переменный эффект, порождаемый слоем дублирования, под котором находится металлический слой, с другой стороны, невозможно каждый раз имитировать посредством соответствующей другой технологии, и структуры, генерирующие первый и второй оптически переменные информационные элементы, таким образом, защищают друг друга от подделки. Кроме того, тесная связь структур, обеспечивающих первый и второй информационные элементы, достигается посредством последовательности слоев, в результате чего, попытка манипулировать одной структурой автоматически влияет на оптическое впечатление от другой структуры, что позволяет немедленно распознавать любую попытку манипуляции. Кроме того, согласно способу, отвечающему изобретению тесная связь слоев достигается благодаря тому, что объемная голограмма записывается в слое объемной голограммы через частичный металлический слой, и частичный металлический слой, таким образом, также обеспечивает функцию фотошаблона для записи объемной голограммы. Таким образом, во-первых, последующее разделение слоев оказывается более трудным, и, во-вторых, такая попытка манипуляции немедленно распознается, поскольку слой объемной голограммы имеет домены, где в слое не записано ни одной объемной голограммы.

Дополнительные преимущественные варианты осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Особо выгодно формовать рельефную структуру на нижней стороне слоя дублирования и размещать частичный металлический слой непосредственно между слоем дублирования и слоем объемной голограммы. В первых зонах, первая поверхность металлического слоя, таким образом, примыкает к слою дублирования, и вторая поверхность металлического слоя, находящаяся напротив первой поверхности, примыкает к слою объемной голограммы. Во вторых зонах, слой дублирования, кроме того, примыкает к слою объемной голограммы.

Таким образом, слой объемной голограммы непосредственно примыкает к металлическому слою в первых зонах и непосредственно примыкает к слою дублирования во вторых зонах, что затрудняет последующее разделение слоев объемной голограммы вследствие адгезивных перемычек, таким образом, сформированных во вторых зонах. Кроме того, попытку разъединения можно распознавать, вследствие различий в адгезионном поведении и силах слипания в первых и вторых зонах, непосредственно из результирующего поверхностного шаблона.

Особо выгодно в этом случае выбирать разность показателей преломления между материалом слоя дублирования и материалом, обеспеченным на верхней стороне слоя объемной голограммы, в частности, путем выбора материала, используемого для слоя дублирования, отличающегося показателем преломления менее чем на 0,2, предпочтительно, чтобы показатели преломления этих материалов были приблизительно одинаковыми. Благодаря этому, при нанесении слоя объемной голограммы, поверхностные структуры, сформованные на нижней стороне слоя дублирования во вторых зонах, заполняются прозрачным материалом, имеющим сходный показатель преломления, а именно, материалом слоя объемной голограммы, и оптический эффект этих структур, таким образом, нейтрализуется. Это дает преимущество, во-первых, в регистрации процессов, которые формуют рельефную структуру и слой дублирования, и процессов, которые не должны оказывать влияния на структуру металлического слоя. Кроме того, таким образом, гарантируется, что рельефные структуры, которые могут быть сформованы в слое дублирования в домене вторых зон, не приводят к искажениям или повреждениям результата записи, при записи объемной голограммы в слой объемной голограммы. Таким образом, можно, формовать поверхностный рельеф в слое дублирования по всей площади, и задавать оптически переменную информацию, которая возникает у наблюдателя, только на втором этапе, например, путем индивидуализации металлического слоя посредством лазера. Последующее изменение этой информации путем последующей обработки металлического слоя посредством лазера после записи объемной голограммы, в этом случае, можно сразу распознавать, поскольку, в случае объемной голограммы, записанной в соответствии со способом, отвечающим изобретению, эта объемная голограмма присутствует лишь в определенных доменах в слое объемной голограммы и, следовательно, такую попытку манипуляции можно сразу распознавать.

В зависимости от материалов, используемых для слоя дублирования и слоя объемной голограммы, примыкающих друг к другу, может быть выгодно, время от времени, размещать слой усиления слипания между слоем дублирования и слоем объемной голограммы, каковой слой усиления слипания предназначен для усиления слипания этих двух слоев друг с другом или для обеспечения слипания между слоем дублирования и слоем усиления слипания и между слоем объемной голограммы и слоем усиления слипания, которое сильнее, чем слипание непосредственно между слоем дублирования и слоем объемной голограммы. В этом случае, слой усиления слипания имеет показатель преломления, отличающийся менее чем на 0,2 от показателя преломления материала слоя дублирования и показателя преломления материала, обеспеченного на верхней стороне слоя объемной голограммы. В результате, слой усиления слипания не создает никакого нарушения, в частности оптического, эффектов, ни в ходе создания, ни в ходе дальнейшего использования защитного элемента.

Кроме того, индивидуализацию защитного элемента также можно производить путем вторичной печати или путем перфорирования множества слоев защитного элемента. Таким образом, можно, например, наносить на верхнюю сторону защитного элемента, каковая верхняя сторона обращена к наблюдателю, индивидуализирующий отпечаток, который, предпочтительно, проходит по границе между одной или множества первых зон и одной или множества вторых зон. В этом случае, особо выгодно осуществлять нанесение индивидуализирующей информации посредством глубокой печати поскольку, при этом, рельефная структура, сформованная в слое дублирования, а также слой объемной голограммы, деформируются под приложенным давлением и приобретают устойчивые изменения в отношении их оптических свойств. Создание микроперфораций, проходящих через, по меньшей мере, слой дублирования и слой объемной голограммы, также приводит к устойчивому и необратимому изменению слоев, порождающих оптические эффекты. В результате, последующее изменение индивидуализирующей информации становится невозможным, например, путем отсоединения или удаления вторичной печати, и попытки манипуляции можно сразу же распознавать.

В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения, одной или множества первых зон или одной или множества вторых зон придается вид шаблона для формирования третьего информационного элемента. Таким образом, в порядке примера, первые или вторые зоны образуют домены шаблона, представляющие, например, портрет, логотип, гильош или буквенно-цифровой информационный элемент напротив фонового домена, сформированного вторыми и/или первыми зонами. В этом случае, особо выгодно придавать первым и/или вторым зонам форму тонких линий, имеющих ширину линии <300 мкм, предпочтительно, <150 мкм, и, посредством таких линий, придавать форму, например, гильошу или какому-либо другому элементу информации, распознаваемому наблюдателем-человеком, например, портрету.

В соответствии с дополнительным предпочтительным иллюстративным вариантом осуществления изобретения, первые и вторые зоны обеспечены попеременно в первом домене защитного элемента, и, в этом случае, первые зоны, следующие одна за другой в, по меньшей мере, одном направлении, разнесены друг от друга менее чем на 300 мкм. Благодаря этому, в первом домене, первый и второй оптически переменные информационные элементы представляются наблюдателю-человеку в одном и том же домене, и оптически переменное впечатление, которое является особенно сжатым и очень трудно поддается подделке, возникает у наблюдателя-человека в первом домене. Таким образом, можно генерировать совершенно новые эффекты цвета и движения для наблюдателя-человека в первом домене в качестве защитного признака, каковые эффекты не может обеспечить ни объемная голограмма, ни поверхностная голограмма сама по себе.

Предпочтительно, отношение средней ширины первых зон к средней ширине вторых зон в первом домене составляет от 0,75:1 до 1:5. Таким образом, в порядке примера, предпочтительно выбирать ширину первых зон меньше 120 мкм и выбирать ширину вторых зон больше 120 мкм. Исследования показали, что при таком выборе ширины первых и вторых зон, оптически переменное впечатление, которое возникает у наблюдателя-человека в первом домене, отличается чистотой и высокой силой света.

Предпочтительно, первые и вторые зоны размещены в соответствии с регулярной одно- или двухмерной сеткой, например, линейной сеткой или двухмерной сеткой. В этом случае, форма первых и вторых зон также может дополнительно субструктурирована, например, иметь вид буквенно-цифровых чисел или символов, для обеспечения дополнительного защитного признака, распознаваемого только с помощью лупы. При выборе двухмерной сетки, первым зонам и/или вторым зонам предпочтительно придавать точкообразную форму или форму многоугольника. Кроме того, одно- или двухмерная сетка может быть геометрически преобразованной сеткой, например, одномерной сеткой, преобразованной в круговую или волнистую линию, в связи с чем, в порядке примера, первые зоны обеспечиваются в виде концентрических колец или в виде волнистых линий в первом домене.

В соответствии с дополнительным предпочтительным вариантом осуществления изобретения, первый домен имеет наименьший размер более 300 мкм, и ему придается вид шаблона в целях формирования четвертого информационного элемента. Вышеописанное оптически переменное впечатление, полученное наложением, которое возникает в первом домене, обеспечивается, таким образом, например, в крестообразном домене или в домене, образующем портрет, в результате чего можно получить более интересные и притягательные оптически переменные эффекты.

Рельефная структура, сформованная в слое дублирования, предпочтительно, является рельефной структурой размерами <50 мкм, например, дифракционной решеткой, имеющей пространственную частоту от 100 до 3500 линий/мм, голограммой, дифракционной структурой нулевого порядка, отражательной рельефно-фазовой дифракционной решеткой, Kinoform, предпочтительно, анизотропной матовой структурой или изотропной матовой структурой, преломляющей структурой, например, линзовой структурой, например, микролинзовой структурой, отражательной рельефно-фазовой дифракционной решеткой или призматической структурой, или комбинацией одной или нескольких вышеупомянутых рельефных структур. Кроме того, можно формовать рельефную структуру в слое дублирования по всей площади или только в частичных доменах слоя дублирования, предпочтительно формовать в слое дублирования только в домене первых зон.

Металлический слой предпочтительно состоит из алюминия, серебра, золота, меди, хрома, SiO_x или сплава этих материалов. Толщина слоя для металлического слоя предпочтительно составляет от 0.1 до 100 нм, причем толщину слоя для металлического слоя предпочтительно выбирать так, чтобы степень непрозрачности металлического слоя была больше 40%-50%, предпочтительно, свыше 80%.

В соответствии с одним предпочтительным иллюстративным вариантом осуществления изобретения, два или более информационных элементов из группы первого, второго, третьего и четвертого информационных элементов представляют взаимодополняющие информационные элементы. Таким образом, в порядке примера, частичные мотивы общего мотива соответственно формируются первым и вторым оптически переменными информационными элементами. В порядке примера, второй информационный элемент образует листья дерева, представленного первым информационным элементом. В результате, дополнительное преимущество состоит в том, что любая манипуляция одним из слоев защитного элемента, даже очень незначительная манипуляция, немедленно интуитивно распознается наблюдателем-человеком.

Кроме того, также можно обеспечить первый, второй, третий и четвертый информационные элементы так, чтобы они находились поблизости друг от друга или перекрывали друг друга в защитном элементе. Таким образом, например, первым зонам можно придавать форму изображения, например, рисунка цветка, в первом домене (третий информационный элемент), для размещения первых и вторых зон в соответствии с сеткой во втором домене в виде шаблона (четвертый информационный элемент) и придавать первым зонам форму тонкой линии, образующей графическое представление, предпочтительно, имеющей ширину линии менее 120 мкм, в третьем домене. Эти домены также могут частично накладываться друг на друга. Кроме того, также можно обеспечивать первые зоны, имеющие ширину линии менее 50 мкм, в дополнительных доменах, например, придавать первым зонам форму микротекста.

В соответствии с одним предпочтительным иллюстративным вариантом осуществления изобретения, мастер объемной голограммы размещен под слоем объемной голограммы, непосредственно контактируя со слоем объемной голограммы или будучи отделенным от слоя объемной голограммы оптическим носителем. В этом случае, используемый мастер объемной голограммы, предпочтительно, является мастером объемной голограммы, который имеет оптически переменный поверхностный рельеф и который снабжен отражающим слоем. Однако, в качестве мастера объемной голограммы, вместо поверхностного рельефа также можно использовать объемную голограмму, как в случае традиционной технологии записи для объемных голограмм, в которой мастер объемной голограммы используется для записи объемной голограммы. При записи объемной голограммы также можно использовать комбинацию мастера поверхностного рельефа и мастера объемной голограммы. Кроме того, мастер объемной голограммы также можно размещать на стороне, обращенной от слоя объемной голограммы, и когерентный свет, используемый для записи объемной голограммы, может проходить через размещенный таким образом мастер объемной голограммы или отражаться от размещенного таким образом мастера объемной голограммы до прохождения через слой дублирования и частичный металлический слой для экспонирования слоя объемной голограммы. В этом случае опорный пучок, предпочтительно, излучается с противоположной стороны, т.е. со стороны, обращенной к слою объемной голограммы, на слой объемной голограммы в целях формирования интерференционной картины.

Цвет объемной голограммы, записанной в слое объемной голограммы, предпочтительно, определяется длиной волны света, используемого для экспонирования, углом падения света, используемого для экспонирования, дифракционным поведением мастера объемной голограммы, в частности, поверхностным рельефом последнего, периодом или азимутальным углом дифракционной решетки и фотополимером, процессом отверждения фотополимера и дополнительной обработкой фотополимера для усадки или набухания слоя объемной голограммы.

Таким образом, в целях создания многоцветных объемных голограмм можно, например, обеспечивать усадку или набухание слоя объемной голограммы в определенных доменах посредством различных процессов отверждения или различных видов постобработки в определенных доменах, и, таким образом, генерировать домены, в которых объемная голограмма слоя объемной голограммы демонстрирует разные цвета.

В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения, выполняется следующий способ для создания многоцветных объемных голограмм:

Два или более лазеров используются для экспонирования слоя объемной голограммы. В этом случае, можно, во-первых, экспонировать слой объемной голограммы световыми пучками, генерируемыми соответствующими лазерами под разными углами падения, чтобы каждый из лазеров генерировал домен изображения объемной голограммы, имеющий отдельное значение цвета. Кроме того, лазеры также могут излучать свет, имеющий разные длины волны, и, таким образом, записывать домены изображения, имеющие разные значения цвета, в слое объемной голограммы посредством соответствующих лазеров. В этом случае, особо выгодно, если свет, генерируемый двумя или более лазерами, объединяется посредством соединителя в световом пучке, используемом для записи объемной голограммы в слое объемной голограммы. Вышеописанные способы также можно комбинировать друг с другом.

В целях генерации многоцветной объемной голограммы с доменами изображения, имеющими разные значения цвета, процедура, принятая в этом случае, предпочтительно такова.

Лазеры, модулятор, размещенный на траектории пучка между соответствующим лазером и слоем объемной голограммы и/или отклоняющим элементом, определяющим угол падения пучков экспонирования, соответственно, используются так, чтобы соответствующий домен изображения, который должен иметь заранее заданное значение цвета, экспонировался светом, имеющим длину волны экспонирования и/или светом, который падает под углом и который производит запись домена изображения объемной голограммы с заранее заданным значением цвета. Кроме того, на траектории пучка между двумя или более лазерами и слоем объемной голограммы в этом случае также можно размещать фотошаблоны, которые определяют позицию и форму доменов изображения, записываемых соответствующим лазером.

Предпочтительно, в этом случае, два или более лазеров, модуляторы и/или отклоняющие элементы в этом случае действуют под управлением блока управления, который определяет позицию мастера объемной голограммы относительно лазеров, например, посредством датчика позиции и управляет регистрационно-точным экспонированием мастера объемной голограммы посредством двух или более лазеров в целях генерации многоцветной объемной голограммы. Следовательно, разные домены мастера объемной голограммы, которые могут иметь разные дифракционные структуры (например, отличающиеся профилем структуры, азимутальным или линейным разнесением), можно экспонировать светом лазера, имеющим разные параметры (например, угол падения, длину волны или поляризацию).

Задача изобретения, кроме того, достигается за счет защитного элемента в виде тела многослойной пленки, верхняя сторона которого обращена к наблюдателю, и имеющего объемную голограмму, причем защитный элемент имеет слой дублирования, на поверхности которого сформована рельефная структура, которая имеет одну или множество первых областей, имеющих глубину рельефа рельефной структуры более 10 мкм, предпочтительно, свыше 15 мкм, и имеет одну или множество вторых областей, имеющих глубину рельефа рельефной структуры менее 2 мкм, в частности меньше 1 мкм, причем первые области слоя дублирования заполнены материалом объемной голограммы, в котором записана объемная голограмма, которая обеспечивает первый оптически переменный информационный элемент. Кроме того, задача решается за счет способа создания защитного элемента в виде тела многослойной пленки, верхняя сторона которого обращена к наблюдателю, в котором обеспечивают многослойное тело, содержащее слой дублирования, на поверхности которого сформована рельефная структура, которая имеет одну или множество первых областей, имеющих глубину рельефа рельефной структуры более 10 мкм и одну или множество вторых областей, имеющих глубину рельефа рельефной структуры менее 2 мкм, в частности меньше 1 мкм, причем первые области слоя дублирования заполняют материалом объемной голограммы, и материал объемной голограммы экспонируют в первых областях для записи объемной голограммы.

Запись объемной голограммы осуществляется посредством мастера объемной голограммы. После этого, материал объемной голограммы отверждается и, таким образом, объемная голограмма фиксируется. В отношении этих этапов процесса, следует обратиться к вышеприведенным объяснениям, которые, соответственно, также применимы к этому иллюстративному варианту осуществления, и которые, предпочтительно, можно соответственно комбинировать с этим иллюстративным вариантом осуществления.

Вышеописанная процедура позволяет влиять на оптический внешний вид объемной голограммы так, чтобы последнюю нельзя было имитировать методом оптического копирования, и, таким образом, обеспечивается защитный элемент, который очень трудно подделать, и который отличается новыми оптически переменными эффектами. Благодаря тому, что в первых областях рельефная структура с глубиной рельефа более 10 мкм, предпочтительно, более 15 мкм, сформована в лаковом слое дублирования, в первых и вторых областях возникает совершенно разное оптическое впечатление, даже когда материал объемной голограммы наносится по всей площади в первых и во вторых областях и затем объемная голограмма записывается в слой объемной голограммы. В частности, при надлежащем выборе веса нанесения материала объемной голограммы (даже в случае нанесения по всей площади), объемная голограмма, после экспонирования и отверждения, генерируется только в первых областях, но не во вторых областях. Это можно использовать, например, для дополнительного модулирования яркости объемной голограммы, воспринимаемой наблюдателем, и, таким образом, для введения дополнительной информации шкалы серого в оптически переменный внешний вид, представляемый наблюдателю. Однако оптически переменные эффекты, которые генерируются объемной голограммой, и оптически переменные эффекты, которые осуществляются поверхностной рельефной структурой, также можно реализовать в режиме выравнивания с регистрационной точностью относительно друг друга в защитном элементе.

В этом случае под глубиной рельефа рельефной структуры подразумевается разность между толщиной слоя для слоя дублирования в его самом толстом месте и толщиной слоя для слоя дублирования в данном месте.

Предпочтительно, толщина слоя, при которой материал объемной голограммы обеспечен в первых областях, отличается от толщины слоя, при которой материал объемной голограммы обеспечен во вторых областях, по меньшей мере, на 8 мкм, более предпочтительно, по меньшей мере, на 15 мкм. Толщина слоя материала объемной голограммы во вторых доменах, предпочтительно, меньше 5 мкм, и толщина слоя материала объемной голограммы в первых доменах больше 10 мкм, предпочтительно, свыше 15 мкм.

Слой дублирования в этом случае также может состоять из несущей пленки или содержать множество слоев.

В соответствии с одним предпочтительным иллюстративным вариантом осуществления изобретения, жидкий материал объемной голограммы наносится на многослойное тело, содержащее слой дублирования, например, путем заливания, напыления или печати.

В этом случае материал объемной голограммы предпочтительно наносить, предпочтительно, в жидком виде, т.е. с динамической вязкостью от около 0,001 Н*с/м² до около 50 Н*с/м². Предпочтение отдается материалу объемной голограммы низкой вязкости, имеющему низкую вязкость, например, около 0,001 Н*с/м², что соответствует приблизительно водной консистенции, который хорошо заполняет рельефную структуру.

Предпочтительно, материал объемной голограммы, нанесенный в жидком виде, вытирается посредством скребка-лопатки, благодаря чему материал объемной голограммы полностью наполняет рельефную структуру в первых областях и материал объемной голограммы отсутствует, а если присутствует, то с малой толщиной слоя, предпочтительно, с толщиной слоя менее 5 мкм, во вторых областях. Можно обойтись и без использования скребка-лопатки, если материал объемной голограммы наносится на многослойное тело с соответственно низкой вязкостью, и вес нанесения выбран так, что толщина слоя для слоя объемной голограммы в первых областях и во вторых областях отличается, по меньшей мере, на 10 мкм. Однако материал объемной голограммы также может иметь высокую вязкость, т.е. демонстрировать вязкость, например, как у меда или пасты, что обуславливает необходимость обработки посредством скребка-лопатки, благодаря чему материал объемной голограммы полностью наполняет рельефную структуру в первых областях и материал объемной голограммы отсутствует, а если присутствует, то с малой толщиной слоя, предпочтительно, с толщиной слоя менее 5 мкм, во вторых областях.

В соответствии с одним предпочтительным иллюстративным вариантом осуществления изобретения, рельефная структура имеет, во вторых областях или в частичных областях вторых областей, структурные элементы, обеспечивающие второй оптически переменный информационный элемент. Таким образом, рельефная структура имеет тонкую структуру, имеющую глубину рельефа менее 1 мкм во вторых областях или в частичных областях вторых областей и бороздки грубой структуры, имеющие глубину рельефа более 10 мкм в первых областях, причем тонкие структуры определяют информационное наполнение второго оптически переменного информационного элемента, и грубые структуры задают домены, где, в конце концов, объемная голограмма демонстрирует оптический эффект. Поскольку тонкие структуры и грубые структуры формуются на одном этапе дублирования, домены, где можно генерировать первый и второй оптически переменные информационные элементы, размещены с абсолютной регистрационной точностью относительно друг друга, т.е. практически без отклонения от конфигурации или позиционирования доменов относительно друг друга на общем мастере объемной голограммы. Кроме того, достигается тесная связь структур, которые обеспечивают первый и второй информационные элементы, благодаря чему, как описано выше, попытка манипулировать одной структурой автоматически влияет на оптическое впечатление от другой структуры, что позволяет немедленно распознавать любую попытку манипуляции.

Структурные элементы, обеспеченные во вторых областях или частичных областях вторых областей, предпочтительно, образуют дифракционную структуру, например, голограмму или Kinegram®, матовую структуру, линейную или перекрещенную дифракционную решетку, изотропные или анизотропные матовые структуры, отражательные рельефно-фазовые дифракционные решетки, дифракционные решетки нулевого порядка или комбинации таких дифракционных структур, или преломляющую структуру, или макроструктуру, и, предпочтительно, формируются вышеописанным образом. Предпочтительно, вторые области или частичные области вторых областей, кроме того, обеспечены отражающим слоем, в частности, непрозрачным металлическим слоем, в связи с чем, например, защитный элемент имеет металлический слой, который обеспечен во вторых областях или в частичных областях вторых областей и не обеспечен в первых областях. Металлический слой во вторых областях можно обеспечить, либо по всей площади, либо частично. Металлический слой также можно обеспечить в виде регулярной или нерегулярной сетки, охватывающей часть или всю площадь. Предпочтительно размещать металлический слой частично и с регистрационной точностью относительно конструкции дифракционных структур во вторых областях.

Вместо металлического слоя также можно обеспечить неметаллический отражающий слой, например, слой непрозрачного лака, имеющий предпочтительно высокую разность показателей преломления относительно материала структурных элементов. Также можно обеспечить неметаллический, прозрачный отражающий слой, состоящий из материала HRI, имеющего высокий показатель преломления (HRI).

При надлежащем выборе оптических показателей преломления слоя дублирования и материала объемной голограммы (разность показателей преломления больше приблизительно 0,2, предпочтительно больше 0,5) и/или при надлежащем нанесении (по всей площади) отражающего слоя на многослойное тело после нанесения материала объемной голограммы, без отражающего слоя также можно обойтись.

В этом случае, считается особенно выгодным наносить отражающий слой посредством описанного ниже способа во вторых областях слоя дублирования.

Таким образом, можно, например, снабдить поверхность многослойного тела, имеющую рельефную структуру, тонким металлическим слоем до нанесения материала объемной голограммы и затем использовать рельефные структуры разной глубины рельефа в первых и вторых областях для регистрационно-точной деметаллизации металлического слоя в первых областях. Таким образом, можно, например, наносить резист травления путем печати, в каковом случае нанесение краски посредством валика печати происходит только в приподнятых вторых областях, но не в заметно углубленных первых областях. После этого, металлический слой удаляется в доменах, не покрытых слоем резиста травления, т.е. в углубленных первых областях, в процессе травления. Кроме того, травитель также можно вводить скребком-лопаткой в углубление, т.е. в первую зону, и осуществлять там удаление металлического слоя.

В соответствии с одним предпочтительным иллюстративным вариантом осуществления изобретения, пропорция площадей, образованных первыми областями на площади, по меньшей мере, одного первого домена защитного элемента, отличается от пропорции площадей, образованных первыми областями на площади, по меньшей мере, одного второго домена защитного элемента. Это приводит к тому, что сила света объемной голограммы отличается в первом домене и во втором домене. Таким образом, при надлежащем выборе пропорций площадей, образованных первой областью, можно устанавливать яркость пикселей объемной голограммы и дополнительно модулировать объемную голограмму "информацией шкалы серого".

Предпочтительно, первые области с этой целью имеют наименьший размер менее 400 мкм, предпочтительно, менее 200 мкм. Это приводит к тому, что наблюдатель-человек уже не в состоянии увидеть разделение на первые и вторые области, и, таким образом, возникает впечатление непрерывного изображения. Наименьшие размеры первых областей, предпочтительно, имеют наименьший размер более 20 мкм, чтобы гарантировать надежное заполнение первых областей материалом объемной голограммы.

Кроме того, можно обеспечивать значение яркости объемной голограммы путем изменения расстояния между первыми областями и/или путем изменения площади, занятой соответствующей первой областью. Первые области можно располагать в виде одно- или двухмерной сетки и выбирать ширину сетки и/или площадь, занятую соответствующими первыми областями, чтобы они соответственно различались в первых/вторых доменах. Первые и вторые области можно конфигурировать в соответствии с вышеописанными первыми и вторыми зонами.

Кроме того, можно придавать форму частичным областям вторых областей или вторым областям и формировать их в соответствии с вышеописанными первыми зонами, и домены, которые назначены вышеописанным вторым зонам, могут иметь первые и вторые области.

Изобретение проиллюстрировано ниже в порядке примера на основе множества иллюстративных вариантов осуществления с помощью прилагаемых чертежей.

Фиг.1a - фиг.1c - схемы, иллюстрирующие способ, отвечающий изобретению, для создания защитного элемента.

Фиг.2 - схематический вид в разрезе тела пленки, обеспеченной для осуществления способов согласно фиг.1a - фиг.1c.

Фиг.3 - схематический вид в разрезе многослойного тела, которое образуется как промежуточный продукт согласно способам, представленным на фиг.1a - фиг.1c.

Фиг.4 - схематический вид в разрезе многослойного тела, которое образует промежуточный продукт в дополнительном иллюстративном варианте осуществления изобретения.

Фиг.5 - схематический вид в разрезе многослойного тела, которое образуется как промежуточный продукт согласно способам, представленным на фиг.1a - фиг.1c.

Фиг.6 - схематический вид в разрезе многослойного тела, которое образуется как промежуточный продукт согласно способам, представленным на фиг.1a - фиг.1c.

Фиг.7 - схематический вид в разрезе тела многослойной пленки.

Фиг.8 - схематический, увеличенный вид сверху защитного элемента согласно фиг.7.

Фиг.9a и фиг.9b - схематические виды в разрезе тела пленки для дополнительного иллюстративного варианта осуществления изобретения.

Фиг.10a - фиг.10c - схематические виды в разрезе тела пленки для дополнительного иллюстративного варианта осуществления изобретения.

Фиг.10d - иллюстрация оптического информационного элемента, обеспеченного телом пленки согласно изобретению.

Фиг.11a и фиг.11b - схематические виды в разрезе тела пленки для дополнительного иллюстративного варианта осуществления изобретения.

Фиг.12a - иллюстрация оптического информационного элемента, обеспеченного телом пленки согласно изобретению.

Фиг.12b - схематический вид сверху мастера объемной голограммы.

Фиг.12c - схематический вид сверху мастера объемной голограммы с множеством доменов экспонирования.

На фиг.1a показана процедура изготовления защитного элемента согласно изобретению. На фиг.1a показана установка 38 покрытия, установка 40 экспонирования, установка 47 экспонирования и установка 39 покрытия. Тело 51 пленки поступает на установку 38 покрытия. Слой объемной голограммы наносится на тело 51 пленки установкой 38 покрытия, например, путем покрытия поверхности тела 51 пленки по всей площади или частично фотополимерным материалом 37, который образует слой объемной голограммы, методом печати, напыления или заливки. Затем полученное многослойное тело 52 поступает на установку 40 экспонирования, где, для записи объемной голограммы в слое объемной голограммы, оно подвергается действию когерентного света 45 лазера 44 и затем облучается источником УФ света 46. Полученное многослойное тело 53 поступает на установку 47 экспонирования для достижения полного отверждения слоя объемной голограммы. Полученное многослойное тело 54 поступает на установку 39 покрытия, которая наносит один или множество дополнительных слоев на многослойное тело 54. Таким образом, в порядке примера, адгезивный слой наносится на поверхность многослойного тела 54 по всей площади установкой 39 покрытия, в результате чего получается многослойное тело 55.

Подробная последовательность этапов способа, представленного на фиг.1a, пояснена ниже со ссылкой на следующие фигуры:

На фиг.2 показано многослойное тело 51. Многослойное тело 51 имеет прозрачную несущую пленку 10 и слой 11 дублирования. Несущая пленка 10, предпочтительно, является пленкой двуосно-ориентированного пластика, имеющий толщину слоя от 15 до 100 мкм, предпочтительно, от 16 до 30 мкм. В порядке примера, несущая пленка является пленкой PET, PEN или BOPP.

Слой 11 дублирования предпочтительно наносить на несущую пленку 10 с толщиной слоя от 0,1 до 25 мкм, предпочтительно, около 20 мкм. Слой 11 дублирования состоит из термопластичного, т.е. термически отверждаемого и/или термически высушиваемого, или УФ-отверждаемого лака дублирования или из лака дублирования, содержащего термопластичные и УФ-отверждаемые компоненты. Альтернативно, сама несущая пленка 10 может также выступать в роли слоя дублирования, т.е. рельефную структуру 20 можно формовать непосредственно на несущей пленке 10. В этом случае, отдельный слой дублирования, состоящий из лака дублирования, уже не нужен, что позволяет уменьшить толщину защитного элемента. Кроме того, слой дублирования также может состоять из несущей пленки 10 и лакового слоя дублирования, причем, в зависимости от глубины рельефа, рельефная структура проходит в слой дублирования или в несущий слой, т.е. лаковый слой дублирования подвергается сквозному тиснению в домене глубоких структур. Рельефная структура 20 формуется на нижней стороне слоя 11 дублирования по всей площади. Например, посредством нагретого инструмента тиснения, посредством которого рельефная структура 20 формуется посредством нагрева и давления в слое 11 дублирования, образованном термопластичным лаком дублирования. Кроме того, рельефную структуру 20 также можно формовать на нижней стороне слоя 11 дублирования посредством УФ дублирования, согласно процедуре, в которой слой 11 дублирования, после формования поверхностного рельефа с помощью обратной формы соответствующей формы, облучается УФ светом и отверждается. Кроме того, рельефную структуру 20 также можно обеспечивать на поверхности слоя 11 дублирования посредством лазера или какого-либо другого средства абляции.

Рельефная структура 20 является дифракционной, оптически переменной поверхностной структурой, например, голограммой, предпочтительно, синусоидальной дифракционной решеткой, асимметричной рельефной структурой, отражательной рельефно-фазовой дифракционной решеткой, предпочтительно, анизотропной или изотропной, голографически созданной матовой структурой, Kinegram®, компьютерно-генерируемой голограммой или комбинацией таких тонких рельефных структур, имеющих дифракционно-оптический эффект, размеры структуры которых находятся приблизительно в диапазоне размеров длин волны видимого света, т.е. приблизительно в диапазоне менее 1000 нм.

Предпочтительно, расстояние между соседними локальными максимумами в этом случае меньше 50 мкм, из-за чего более высокие дифракционные порядки подавляются, и отчетливо воспринимаемое оптически переменное впечатление обеспечивается рельефной структурой 20. Кроме того, рельефная структура также может быть образована дифракционной решеткой нулевого порядка, в которой расстояния между соседними структурными элементами находятся в диапазоне или меньше длины волны света, видимого наблюдателю-человека. Кроме того, рельефная структура 20 также моет быть образована макроскопическими структурами, обладающими свойствами преломления, например, структурами на основе микропризм или линз, или двоичными, прямоугольными структурами, локальное расстояние между которыми может составлять до нескольких мм, предпочтительно, до 500 мкм. Предпочтительно, размеры структуры составляют меньше 40 мкм. Рельефная структура 20 также может быть образована комбинацией, например, двухмерных доменов, размещенных поблизости друг от друга, состоящих из макроскопических структур, обладающих свойствами преломления, и микроскопических структур, обладающих дифракционными свойствами, или состоящих из суперпозиции макроскопических структур, обладающих свойствами преломления с микроскопическими структурами, обладающими дифракционными свойствами. Дифракционные и преломляющие структуры можно одновременно сформовать в слое 11 дублирования посредством одного и того же инструмента тиснения, что позволяет осуществлять в точности регистрационно-точное размещение обеих структур относительно друг друга. Таким образом, дифракционные и преломляющие структуры могут присутствовать поблизости друг от друга в раздельных доменах или же в общих доменах, например, с наложением друг на друга.

В этом случае расстояние между локальными максимумами рельефной структуры 20 или локальная периодичность рельефной структуры 20 выбирается независимо от периодичности сетки, образованной первыми и вторыми доменами и ширины первых или вторых доменов.

Частичный металлический слой 13, кроме того, наносится на слой 11 дублирования, причем металлический слой 13 обеспечен в первых зонах 31 многослойного тела 51 и не обеспечен во вторых зонах 32 многослойного тела 51, как показано в порядке примера на фиг.2. Металлический слой 13 предпочтительно состоит из алюминия, меди, золота, серебра, хрома или SiO_x или сплава этих материалов и, предпочтительно, имеет толщину от 0,1 до 100 нм.

Для создания частичного металлического слоя 13, в этом случае нижняя сторона слоя 11 дублирования покрывается металлическим слоем, предпочтительно, по всей площади и затем металлический слой снова удаляется в зонах 32, например, посредством позитивного/негативного травления или абляции. В этом случае, можно, в частности, удалять металлический слой посредством лазера в зонах 32, чтобы, таким образом, индивидуализировать создаваемый защитный элемент. Кроме того, металлический слой также можно наносить на слой 11 дублирования только в определенных доменах и, в определенных условиях, уже в виде шаблона, например, посредством масок осаждения из паровой фазы. Вышеописанные методы деметаллизации и абляции также можно комбинировать, например, для введения индивидуализируемого информационного элемента, например, порядкового номера, только в частичный домен.

Кроме того, многослойное тело 51 также может дополнительно иметь один или множество дополнительных слоев помимо слоев, показанных на фиг.2. Таким образом, многослойное тело 51 может, например, дополнительно иметь один или множество дополнительных слоев между несущим слоем 10 и слоем 11 дублирования, например, для обеспечения пленки переноса, например, пленки горячего тиснения, в качестве конечного продукта. В этом случае, тело 51 пленки, предпочтительно, дополнительно имеет удаляемый слой и защитный лаковый слой, которые обеспечены между несущим слоем 10 и слоем 11 дублирования. Кроме того, многослойное тело 51 также может дополнительно иметь один или множество дополнительных декоративных слоев, например, дополнительно иметь один или множество окрашенных лаковых слоев.

Полимер, который образует слой объемной голограммы, затем наносится на нижнюю сторону многослойного тела 51 на первом этапе. Это осуществляется посредством метода печати, например, предпочтительно, посредством методов размазывания. В этом случае, фотополимер наносится на нижнюю сторону многослойного тела 51, предпочтительно, с толщиной слоя от 5 до 100 мкм, более предпочтительно, с толщиной слоя около 20 мкм. В результате получается многослойное тело 52, показанное на фиг.3, кроме того, многослойное тело имеет слой 12 объемной голограммы помимо слоев 10, 11 и 13, уже объясненных со ссылкой на фиг.2.

В случае, когда слой 12 объемной голограммы нужно создавать лишь частично, тело 51 пленки может иметь макроскопический и/или микроскопический профиль поверхности, предпочтительно, имеющий глубину приблизительно от 10 до 50 мкм, особо предпочтительно, приблизительно от 15 до 20 мкм. После нанесения фотополимерного материала 31, предпочтительно, по всей площади, методом печати, напыления или заливки, фотополимерный материал 37, например, посредством скребка-лопатки, вдавливается в еще большей степени в глубокие структуры и, по меньшей мере, по существу, удаляется с поверхности тела 51 пленки вне углублений, таким образом, обеспечивая поверхностные области на теле 51 пленки, которые покрыты фотополимерным материалом 37 и граничат с поверхностными областями, которые в наибольшей возможной степени свободны от фотополимерного материала 37 или не покрыты им. Это будет более подробно объяснено ниже со ссылкой на фиг.9a-11b.

Фотополимер, используемый для слоя 12 объемной голограммы, представляет собой, например, фотополимер Omni DEX 706 от Dupont. Кроме того, также можно использовать фотополимеры, которые присутствуют в качестве жидкого вещества и полимеризуются, и, таким образом, отверждаются, например, под действием УФ света. Также можно принимать меры предосторожности для нанесения фотополимера в качестве слоя, разливая и предварительно отверждая его посредством слабого воздействия УФ светом или термической обработки.

В этом случае материал, используемый для слоя 11 дублирования, предпочтительно выбирать так, чтобы показатель преломления материала слоя 11 дублирования и показатель преломления еще не экспонированного слоя объемной голограммы были приблизительно одинаковыми или чтобы их разность составляла менее 0,2. Это гарантирует, что, при последующем экспонировании, домены поверхностной структуры 20, которые все еще присутствуют в зонах 32 - как показано на фиг.3 - заполняются материалом, имеющим приблизительно такой же показатель преломления, и, таким образом, не могут повредить запись объемной голограммы в слое 12 объемной голограммы.

Таким образом, в качестве слоя 11 дублирования используется, например, следующий слой.

Слой 11 дублирования

Метилэтилкетон 2100 г Толуол 750 г Циклогексанон 1000 г Ацетилтрибулилцетрат 30 г Нитроцеллюлоза (растворимая в эфире, стандарт 34 E) 1000 г Сополимер метилметакрилата и бутилакрилата (T_glass 80°C, T_soften ca. 120°C) 180 г

T_glass - температура стеклования;

T_soften - температура размягчения

Кроме того, также можно обеспечить, помимо слоя 13, слой HRI (высокий показатель преломления), имеющий высокий показатель преломления, например, состоящий из ZnS, который покрывает поверхностную структуру 20, предпочтительно, по всей площади. Этот дополнительный слой можно наносить на тело пленки до или после придания формы слою 13.

На фиг.4 показано многослойное тело 61, аналогично имеющее несущий слой 10, слой 11 дублирования и слой 12 объемной голограммы, которые сформированы так, как объяснено выше со ссылкой на фиг.2 и фиг.3. В отличие от многослойного тела 52, в случае многослойного тела 61, рельефная структура 21 сформованная в слое 11 дублирования только в зонах 31, а не по всей площади, сформована в слое 11 дублирования. Кроме того, можно также создавать домены, в которых рельефная структура 21 сформована в слое 11 дублирования и зонах 31, в которых обеспечен металлический слой 13, в отношении их размеров, так что, в случае отклонений регистра, которые происходят в методах регистрации, используемых в процессе изготовления между процессом деметаллизации и процессом дублирования, гарантируется, что рельефная структура 21 формуется в зонах 31. Например, благодаря заданию размеров доменов, обеспеченных рельефной структурой 21, увеличенных относительно зон 31 путем отклонения регистра или удвоения отклонения регистра. Кроме того, зоны 31 также можно обеспечивать рельефной структурой 21 только в определенных доменах, и, например, выбирать домены, в которых обеспечена рельефная структура 21, в виде шаблона, независимо от формы зон 31.

Многослойное тело 52, описанное на фиг.3, затем поступает на установку 40 экспонирования. Установка 40 экспонирования имеет мастер 41 объемной голограммы, присоединенный к поверхности экспозиционного валика. В этом случае, нижняя сторона многослойного тела 52 переносится на поверхности экспозиционного валика, в результате чего получается конфигурация, показанная на фиг.5: мастер 41 объемной голограммы с поверхностными структурами 43 и 42 напрямую контактирует со все еще мягким материалом слоя 12 объемной голограммы. Кроме того, также можно предусмотреть прозрачный прокладочный слой между мастером объемной голограммы и многослойным телом 52, чтобы, таким образом, например, увеличить срок службы мастера.

Кроме того, используемый мастер объемной голограммы также может являться не мастером, снабженным поверхностным рельефом, но объемной голограммой, и можно производить запись объемной голограммы в слое объемной голограммы посредством обычного голографического метода копирования для формирования пропускающей или отражающей голограммы в слое объемной голограммы.

Кроме того, мастер объемной голограммы также можно не присоединять к экспозиционному валику, как показано на фиг.3, и не осуществлять экспонирование в непрерывном процессе «от валика к валику», но осуществлять экспонирование посекционно в процессе "шаг и повтор".

Структуры, описанные в DE 10 2006 016 139, например, можно использовать в качестве рельефной структуры 42 и 43, причем структуры 43 являются, например, микрорельефными структурами. Что касается деталей способа экспонирования, ссылка аналогично делается на этот документ.

Если затем слой объемной голограммы облучать посредством лазера 44 когерентным светом 45 для записи объемной голограммы, заранее определенной структурами 42 и 43 в слое 12 объемной голограммы, возникает эффект, показанный на фиг.6: падающий свет 45 отражается металлическим слоем 13 в зонах 31 и не проникает в нижележащий слой 12 объемной голограммы. В этом случае предпочтительно излучать когерентный свет 45 под углом падения приблизительно 15 градусов относительно нормали к верхней стороне многослойного тела 52. В зонах 32 свет 45 проникает через слой 12 объемной голограммы и дифрагирует назад на нижележащем поверхностном рельефе мастера 41 объемной голограммы, в результате чего, в зонах 32 возникает интерференционная картина вследствие суперпозиции падающего и дифрагированного света в слое 12 объемной голограммы. Затем эта интерференционная картина записывается в слое 12 объемной голограммы.

Таким образом, объемная голограмма записывается в слой 12 объемной голограммы в зонах 32 и только в краевых доменах зон 31. Частичный металлический слой 13 препятствует записи объемной голограммы в сердцевинный домен зон 31.

В этом случае можно использовать два или более лазеров, предпочтительно, работающих в режиме сканирования, когерентный свет которых падает под разными углами падения в слое 12 объемной голограммы. Это показано, в порядке примера, на фиг.1b и 1c. В этом случае, углы падения лазеров могут лежать в плоскости, которая располагается приблизительно перпендикулярно к оси цилиндра цилиндрического мастера 41 объемной голограммы на фиг.1b и 1c, или, иначе, лежать в плоскости, которая располагается приблизительно параллельно оси цилиндра цилиндрического мастера 41 объемной голограммы на фиг.1b и 1c.

На фиг.1b представлен способ, в котором используются два лазера, размещенные так, что когерентный свет, излучаемый ими, падает под разными углами падения в слое 12 объемной голограммы. Способ согласно фиг.1b, таким образом, соответствует способу согласно фиг.1a, с тем отличием, что два лазера 44a и 44b обеспечены вместо лазера 44, причем когерентный свет 45a и 45b соответственно генерируемый лазерами 44a и 44b, падает под разными углами на слой 12 объемной голограммы. Кроме того, соответствующий модулятор 441 и 442 размещен на траектории пучка между лазерами 44a и 44b и слоем 12 объемной голограммы для управления когерентным светом 45a и 45b, соответственно, который падает на слой 12 объемной голограммы, что более подробно объяснено ниже. В этом случае, модулятор 441 и/или 442 является необязательным элементом. В отсутствие модулятора 441 и/или 442, лазер может освещать слой 12 объемной голограммы по всей площади, или лазер модифицируется с помощью масок (не показанных более подробно) или иначе регулируется внутри лазера.

Лазеры 44a и 44b могут излучать когерентный свет 45a и 45b, соответственно, имеющий одинаковые или разные длины волны. В результате, в слое 12 объемной голограммы может возникать многоцветное изображение, поскольку лазерный пучок падает на фотополимер под соответственно другим углом или проходит через фотополимер под соответственно другим углом и, таким образом, создает по разному проходящие брэгговские плоскости, которые отвечают за оптическое изображение. В зависимости от изменения угла падения и/или длины волны света лазера, возникают разные цвета оптического изображения или оптически воспринимаемого эффекта.

Исходя из заранее заданной конфигурации фотополимерного материала и мастера объемной голограммы с заранее заданными структурами и когерентного света, имеющего заранее заданный/ую цвет/длину волны, изменение длины волны цвета света оптически воспринимаемого эффекта возникает при изменении угла падения когерентного света относительно нормали к верхней стороне многослойного тела 52. Например, если угол падения увеличивается, т.е. если когерентный свет излучается со скользящим падением относительно верхней стороны многослойного тела 52, длина волны цвета света оптически воспринимаемого эффекта сдвигается в сторону более длинных волн, поскольку траектория пучка в слое материала фотополимера удлиняется в случае скользящего падения. В порядке примера, желтовато-зеленый цвет света (с большей длиной волны, чем у зеленого) оптически воспринимаемого эффекта можно получить, увеличивая угол падения зеленого когерентного света, или голубовато-зеленый (с меньшей длиной волны, чем у зеленого) цвет света оптически воспринимаемого эффекта можно получить, уменьшая угол падения зеленого когерентного света.

Имея заранее заданный мастер объемной голограммы и множество лазеров с когерентным светом разных цветов, изменяя угол падения когерентного света, также можно влиять, зависит ли оптически воспринимаемый эффект от угла зрения. Если когерентный свет разных цветов излучается под приблизительно одинаковыми углами падения, возникает многоцветный оптически воспринимаемый эффект, который, однако, зависит от угла зрения и демонстрирует только один из результирующих цветов в каждом случае, в зависимости от угла зрения. Если все генерируемые цвета должны быть видимы одновременно, т.е. под одним и тем же углом зрения, угол падения отдельных цветов когерентного света должен соответственно изменяться, в каковом случае справедливо утверждение, что чем больше длина волны падающего когерентного света, тем меньше необходимый угол падения относительно нормали к верхней стороне многослойного тела 52. В этом случае, также можно рассмотреть угол падения приблизительно 0 градусов в случае длинноволнового красного света, например, приблизительно 15 градусов в случае зеленого света (средний диапазон длины волны видимого спектра) и приблизительно 30 градусов в случае коротковолнового синего света. Тогда воспринимаемый оптический эффект, состоящий из красного, зеленого и синего участков, будет видим под общим углом зрения или, иначе, в общем диапазоне углов зрения.

Альтернативно, можно использовать два или более лазеров, предпочтительно, работающих в режиме сканирования, которые излучают когерентный свет, имеющий разные длины волны, и пучки которых объединяются друг с другом посредством соединителя, основанного на поляризации и отражении (например, две призмы, склеенные друг с другом своими основаниями), в результате чего, объединенные пучки всех лазеров падают под общим углом падения в слое 12 объемной голограммы.

Способ, согласно которому слой 12 объемной голограммы экспонируется посредством конфигурации экспонирования, размещенной таким образом, показан в порядке примера на фиг.1c. Способ, представленный на фиг.1c, соответствует способу, представленному на фиг.1a, с тем отличием, что, вместо экспонирования лазером 44, экспонирование слоя 12 объемной голограммы осуществляется с помощью конфигурации экспонирования, состоящей из двух лазеров 44a и 44c, двух модуляторов 443 и 444 и соединителя 445. Лазеры 44a и 44c генерируют когерентный свет, имеющий разные длины волны, который объединяется посредством соединителя 445 и излучается как свет 45 на слой 12 объемной голограммы. Экспонированием слоя 12 объемной голограммы посредством двух лазеров 44a и 44c можно просто и быстро управлять, регулируя соединитель 445.

Для формирования изображения с помощью этого объединенного или комбинированного светового пучка, предпочтительно модулировать интенсивность светового пучка, например, путем включения и выключения отдельных частичных пучков (двоичная модуляция). Особые лазеры (например, лазерные диоды) можно модулировать непосредственно. Другие лазеры можно модулировать с достаточно высокой скоростью посредством внешних модуляторов, например, модуляторов 443 и 444, например, посредством акустооптических или электрооптических модуляторов. Также можно создавать модуляцию посредством затвора или прерывателя или модулировать лазерные пучки по отдельности или совместно посредством масок или диафрагм.

Предпочтительно, конфигурации согласно фиг.1b и фиг.1c имеют сенсорный элемент и блок управления. Сенсорный элемент обнаруживает позицию мастера объемной голограммы. С этой целью, он либо оптически воспринимает поверхность цилиндра 41, либо обнаруживает угловую позицию цилиндра 41 посредством вращающегося кодера. Блок управления использует позицию мастера объемной голограммы, непосредственно или опосредованно определенную сенсорным элементом, в качестве входного параметра для управления лазерами 44a, 44b, 44c и/или модуляторами 441 - 444. В этом случае, блок управления управляет этими компонентами на основании измеренных значений, определенных сенсорным элементом, и на основании заранее заданного распределения значений цвета многоцветной объемной голограммы, благодаря чему экспонирование мастера объемной голограммы осуществляется светом, имеющим разные длины волны, или светом, имеющим разные углы падения, в связи с чем, оно осуществляется в регистре с заранее заданными значениями цвета многоцветной объемной голограммы. С помощью сенсорного элемента также можно выявлять позицию многослойного тела 52 со слоем 12 объемной голограммы, например, посредством оптических регистрационных меток, нанесенных на многослойное тело 52, и, таким образом, управлять лазерами 44a, 44b, 44c и/или модуляторами 441-444, что позволяет осуществлять экспонирование мастера объемной голограммы с регистрационной точностью или в регистре с конструкционными элементами, уже присутствующими на многослойном теле 52.

На фиг.12a показано оптическое впечатление 80, которое возникает у наблюдателя - согласно одному возможному варианту осуществления многоцветной объемной голограммы, созданной в соответствии с фиг.1b или фиг.1c. Число "50" и символы "50 DOLLARS" выглядят красными. Линии, окружающие "50", демонстрируют оптический эффект видимого движения с преобразованием или монтажным переходом от зеленого прямоугольника к зеленой звезде, когда элемент наклоняется/перемещается в горизонтальном направлении. Символы "USA" выглядят синими.

На фиг.12b показан мастер 81 объемной голограммы, используемый для записи объемной голограммы. Фон образован черными зеркальными структурами или микрорельефными структурами (не генерирующими изображение) и конструкционные элементы образованы дифракционными структурами других типов. Преобразование от зеленого прямоугольника к зеленой звезде обеспечивается, например, одними и теми же структурами, имеющими переменный радиус. Красные и синие элементы "50", "50 DOLLARS" и "USA" могут иметь другую структуру, но, в целом, такую же, включая один и тот же азимут, например 0 градусов. Конструкционные элементы имеют расстояние 82, 83, которое должно превышать необходимый допуск в позиционировании лазерного пучка на мастере.

На фиг.12c показан мастер 81 объемной голограммы и области мастера 81 объемной голограммы, облучаемые лазерами разных цветов. Первый лазер, который излучает красный свет под первым углом падения, облучает области 84, создавая красные конструкционные элементы. Второй лазер, который излучает зеленый свет, облучает область 86, создавая зеленые конструкционные элементы. Третий лазер, который излучает синий свет, облучает области 85, создавая синие конструкционные элементы. Углы падения лазеров разных цветов, в каждом случае, могут быть одинаковыми или разными. В этом примере, вместо лазеров разных цветов, также можно использовать лазеры, имеющие один и тот же цвет, но с разными углами падения в областях 84, 85, 86 относительно поверхности мастера 81 объемной голограммы.

Таким образом, можно создавать многоцветные объемные голограммы. В случае мастера 81 объемной голограммы, имеющего, соответственно, структуру тонкой сетки с близко соседствующими доменами (пикселями) разных цветов (например, RGB), также можно, посредством аддитивного смешения цветов, для создания голограмм с реалистичным цветовоспроизведением на основе смешения цветов узловых сеток отдельных цветов. С этой целью, мастер 81 объемной голограммы может иметь однородную, единообразную структуру, которая облучается в каждом случае когерентным светом, имеющим разные цвета, и/или под разными углами падения. Однако, с этой целью, мастер 81 объемной голограммы также может иметь однородную, единообразную структуру только в определенных доменах. Кроме того, в установке 40 экспонирования, тело пленки 52, после записи объемной голограммы, дополнительно экспонируется УФ светом 46 со стороны верхней стороны многослойного тела 52 для, по меньшей мере, частичного отверждения фотополимера слоя объемной голограммы и фиксации брэгговских плоскостях слоя объемной голограммы. Это экспонирование предпочтительно осуществлять с использованием неколлимированного источника УФ света, чтобы наибольший возможный домен из доменов слоя 12 объемной голограммы, которые размещены под частичным металлическим слоем 13, отверждались за счет облучения. Возможно также экспонирование с использованием коллимированного УФ света.

Полученное многослойное тело 53 затем поступает на установку экспонирования 54, где многослойное тело 53 экспонируется УФ светом с нижней стороны, и оставшиеся, не полностью отвержденные домены слоя объемной голограммы, таким образом, также полностью отверждаются.

На фиг.7 показана конструкция защитного элемента 62, созданного вышеописанными способами. Защитный элемент 62 имеет несущий слой 10, слой 11 дублирования, частичный металлический слой 13, слой 12 объемной голограммы и адгезивный слой 14. В этом случае, адгезивный слой 14 также может быть окрашенным и, предпочтительно, имеет темный цвет. Предпочтительно, адгезивный слой 14 окрашен в черный цвет в этом случае, или между слоем 12 объемной голограммы и адгезивным слоем 14 обеспечен черный промежуточный слой. Помимо или вместо адгезивного слоя 14, также можно обеспечить один или множество дополнительных слоев, например, дополнительный металлический слой и/или декоративный слой. Таким образом, например, декоративный слой, например, цветной слой, которому придан вид шаблона, также можно наносить на слой объемной голограммы до нанесения адгезивного слоя 14. В этом случае, декоративный слой предпочтительно печатать методом печати, например, в виде логотипа или шаблона. Декоративный слой также можно наносить до нанесения защитного элемента 62 на подложку (не показанную более подробно), предпочтительно, печатать методом печати, например, офсетной печати, флексографской печати или трафаретной печати, например, в виде логотипа или шаблона. Защитный элемент 62 также можно наносить, в частности, с регистрационной точностью относительно декорации на подложку.

В этом случае декорация может состоять из традиционных печатных красок, но также из особых защитных красителей или защитных чернил, которые содержат, в частности, особые пигменты, которые порождают оптически переменные эффекты, например, пигменты эффекта Merck Iriodin.

Металлический слой 13 обеспечен в зонах 31 защитного элемента 62 и не обеспечен в зонах 32 защитного элемента 62. Согласно фиг.7, рельефная структура 21, кроме того, сформована в зонах 31. В доменах 32, рельефная структура устранена за счет покрытия материалом слоя объемной голограммы или фактически не сформована в слое 11 дублирования в первом месте, как было объяснено выше. В зонах 32, объемная голограмма записана в слое объемной голограммы, причем домены, где брэгговские плоскости объемной голограммы формируются в слое 12 объемной голограммы, соответственно указаны на фиг.7. В зонах 31, в этом случае обеспечены домены, где объемная голограмма не записана в слое 12 объемной голограммы, как уже было объяснено выше. Благодаря рельефной структуре 21, покрытой металлическим слоем 13, первый оптически переменный информационный элемент обеспечен в доменах 31. В доменах 32, вместо первого информационного элемента, второй оптически переменный информационный элемент, отличный от него, обеспечен объемной голограммой, записанной в слое 12 объемной голограммы в зонах 32. Таким образом, в зонах 31 и 32 генерируются разные оптические эффекты, которые генерируются без граничного домена непосредственно поблизости друг от друга, благодаря чему в граничных доменах не возникает явлений суперпозиции, которые нарушают или искажают эффекты. Кроме того, зоны 31 можно обеспечивать попеременно, и первые зоны, следующие друг за другом в, по меньшей мере, одном направлении могут быть разнесены друг от друга менее чем на 300 мкм. Такая конфигурация зон 31 и 32 проиллюстрирована в порядке примера на фиг.8.

На фиг.8 показан схематический, сильно увеличенный вид сверху домена защитного элемента 62. В домене 30 защитного элемента 62, зоны 31 и 32 размещены в соответствии с регулярной, одномерной периодической сеткой. Ширина зон 31 находится в диапазоне приблизительно 100 мкм, и расстояние между последовательными зонами 31 составляет около 240 мкм. Длина зон 31 выбрана здесь так, чтобы домен 30, имеющий эту конфигурацию зон 31 и 32 имел вид шаблона в форме креста. Благодаря такой конфигурации зон 31 и 32, оптически переменное впечатление, обусловленное суперпозицией первого и второго оптически переменных информационных элементов, например, металлического креста 31 и числа 32, возникает у наблюдателя-человека в домене 30.

Различные интересные оптические эффекты также можно получить посредством зон 31 и 32, не размещенных в соответствии с периодической сеткой. Предпочтительно, зоны 31 в этом случае имеют ширину менее 300 мкм, предпочтительно, ширину от 150 до 50 мкм, и форму тонких линий длиной >300 мкм. Эти линии, кроме того, имеют форму сложных рисунков, например, гильоша или могут образовывать графическое представление, например, портрет. Кроме того, первым зонам 31 также можно придавать форму повторяющегося рисунка, например, повторяющегося числа или повторяющегося логотипа.

В одном варианте осуществления слой дублирования имеет дифракционные структуры, размещенные поблизости друг от друга, предпочтительно, полностью или частично металлизированные (или частично покрытые другими отражающими слоями), как описано выше, и бороздки преломляющей макроскопической структуры, которые заполнены фотополимерным материалом 37 и, таким образом, образуют частичный слой 12 объемной голограммы. Если образованное таким образом многослойное тело 52 экспонируют в установке 40 экспонирования посредством лазера 44 когерентным светом 45 и мастер 41 объемной голограммы и затем отверждается, интерференционная картина объемной голограммы возникает только в доменах, где фотополимерный материал 37 присутствует в толщине слоя, достаточной для этой цели. В других доменах никакая объемная голограмма не создается. В результате, можно объединять домены, имеющие металлизированные отражающие голограммы, которые находятся поблизости друг от друга с регистрационной точностью с доменами, имеющими объемные голограммы, которые размещены рядом с ними. Аналогично, таким образом, частичные домены, которые заполнены фотополимерным материалом 37, можно размещать как точки в регулярной или нерегулярной сетке, причем сетка, предпочтительно, настолько тонка, что человеческий глаз ее не разрешает. В порядке примера, такая сетка имеет разрешение 300 dpi (точек на дюйм) или выше. Интерференционная картина объемной голограммы и, следовательно, оптически переменный эффект, создается только в этих точках объемной голограммы. Напротив, вне точек сетки, наблюдается другой оптический эффект или же не наблюдается никакого оптического эффекта. Следовательно, информацию изображения, содержащуюся в мастере 41 объемной голограммы можно воспроизводить лишь частично в слое 12 объемной голограммы или информацию изображения, содержащуюся в мастере 41 объемной голограммы можно накладывать на дополнительную информацию изображения в виде доменов формообразования, наполненных фотополимерным материалом 37.

Это будет объяснено ниже со ссылкой на фиг.9a-11b.

На фиг.9a показано тело 91 пленки, имеющее несущий слой 10 и слой 11 дублирования, которые сформированы вышеописанным образом со ссылкой на фиг.1a-8. В этом случае, рельефная структура 22 сформована в слое 11 дублирования, причем рельефная структура имеет глубину рельефа более 10 мкм, предпочтительно от 20 до 50 мкм, в первых областях 71 и имеет глубину рельефа менее 1 мкм, в этом иллюстративном варианте осуществления глубина рельефа 0, во вторых областях 72.

Затем фотополимер, присутствующий в жидком виде, наносится на нижнюю сторону тела 91 пленки как материал объемной голограммы - что описано выше, например, в иллюстративных вариантах осуществления согласно фиг.1a-8. Фотополимер, соответствующий вышеописанному фотополимеру 37, можно использовать в качестве материала объемной голограммы. Материал объемной голограммы предпочтительно вводить в углубления рельефной структуры посредством скребка-лопатки, в результате чего получается тело пленки, показанное на фиг.9b, где рельефная структура 22 заполнена материалом объемной голограммы в областях 71. Однако также можно обойтись без введения материала объемной голограммы скребком-лопаткой, если материал объемной голограммы выбран с соответственно низкой вязкостью, так что материал объемной голограммы, после нанесения, проникает, в частности, втекает, в углубления, по существу, независимо. Кроме того, материал объемной голограммы также может присутствовать не только в областях 71, но и в областях 72, причем здесь важно, чтобы толщина слоя для слоя объемной голограммы была, по меньшей мере, на 10 мкм больше в областях 71, чем в областях 72.

После этого, как описано выше со ссылкой на фиг.1a-8, объемная голограмма записывается в слой 12 объемной голограммы, частично присутствующий в областях 71, и материал объемной голограммы слоя 12 объемной голограммы затем отверждается и, таким образом, объемная голограмма фиксируется. В отношении деталей этой части способа, ссылка делается на пояснения, касающиеся фиг.1a-8, т.е. эта часть способа осуществляется в соответствии с тем, что описано со ссылкой на фиг.1a-8.

В областях 71 рельефная структура 22, предпочтительно, имеет глубину рельефа от 10 до 50 мкм, более предпочтительно, от 15 до 40 мкм. Ширина областей 71, т.е. их наименьший размер, предпочтительно, больше 20 мкм. Областям 71 можно придавать форму в соответствии с зонами 32 согласно фиг.2 - фиг.8. Кроме того, зоны 72 также можно выбирать так, чтобы их наименьший размер был меньше 400 мкм, предпочтительно, меньше 200 мкм, и чтобы пропорция площадей, образованных зонами 71 в домене объемной голограммы изменялась таким образом, чтобы яркость объемной голограммы, воспринимаемой наблюдателем, дополнительно изменялась. В этом случае, во-первых, области 71 можно, формировать, по существу, равномерно, например, чтобы они имели форму точки или многоугольника, и расстояние между областями 71 может изменяться локально, в результате чего в соседних доменах возникает разная занятость площади доменов областями 71. Кроме того, области 71 также можно размещать в регулярной сетке и области 71 могут изменяться в отношении их размера, т.е. площадь, занятая ими, может изменяться.

Кроме того, области 71 также можно формировать в виде тонких линий, имеющих ширину линии в диапазоне от 20 мкм до 400 мкм, предпочтительно, от 75 мкм до 200 мкм, особо предпочтительно, от 30 мкм до 60 мкм. Благодаря такой конфигурации областей 71, можно создавать защитный элемент, который очень трудно подделать. Такой защитный элемент невозможно скопировать посредством частичной записи объемной голограммы, и невозможно получить посредством методов печати и т.д., вследствие обычных свойств материала объемной голограммы, что позволяет обеспечить выразительный защитный признак, который очень трудно подделать. Предпочтительно, тонкие линии в этом случае представляют графическую информацию, например, портрет или числовой код. Кроме того, выгодно формировать линии в виде защитного рисунка, например, в виде гильоша или муарового рисунка.

На фиг.10a - фиг.10c показано изготовление дополнительного защитного элемента согласно изобретению.

На фиг.10a показано тело пленки 93, имеющее несущий слой 10 и слой 11 дублирования. Рельефная структура 23 сформована в слое 11 дублирования. Рельефная структура 23 отличается от рельефной структуры 22 согласно фиг.9a тем, что в областях 72 сформованы структурные элементы, имеющие глубину рельефа менее 2 мкм, в частности, меньше 1 мкм, которые пригодны для генерации оптически переменного эффекта. Рельефная структура в областях 72, таким образом, образует, например, рельефную структуру, сформированную наподобие рельефной структуры 20 и/или 21 согласно фиг.2 - фиг.8.

Затем та поверхность слоя 11 дублирования, которая обеспечена рельефной структурой 23, снабжается металлическим слоем, металлическим слоем 13, в части областей 72 или в частичных областях областей 72, и, таким образом, металлический слой присутствует в зонах 31 и не присутствует в зонах 32, как уже объяснено выше со ссылкой на фиг.2-8.

Для этого металлический слой 13 наносится посредством маски осаждения из паровой фазы только в областях 72, или поверхность рельефной структуры 23 обеспечивается металлическим слоем по всей площади, и затем металлический слой снова удаляется в областях 71 и в областях 72, где тонкая структура, сформированная структурными элементами, не обеспечена.

Это можно осуществлять, например, путем печати на травителе/резисте травления.

В результате получается тело 94 пленки, где металлический слой 13 не обеспечен в областях 71, и металлический слой 13 обеспечен во всех или в части областей 72 или в частичных областях из областей 72.

После этого материал объемной голограммы наносится на нижнюю сторону тела 94 пленки, т.е. ту сторону тела 94 пленки, которая обеспечена частичным металлическим слоем, что уже объяснено выше со ссылкой на фиг.9b, объемная голограмма записывается, и материал объемной голограммы поперечно сшивается, в результате чего получается тело пленки, показанное на фиг.10c. Это тело пленки демонстрирует тот же оптический внешний вид, что и, например, тело пленки согласно фиг.7a и фиг.8 с тем отличием, что в зонах 32 сила света объемной голограммы дополнительно изменяется за счет конфигурации областей 71, что объяснено выше.

Таким образом, на фиг.10d в порядке примера показан один возможный оптический внешний вид тела 95 пленки, в котором объемная голограмма с переменой силой света в форме портрета проявляется в зоне 32, покрытой фотополимером, и Kinegram® в форме цифр "100" с контуром проявляется в зоне 31, где нет фотополимера, каковая зона сформирована в виде щелей в зоне 32. Благодаря структурам для формирования зон 31 и 32, каковые структуры созданы с помощью одного и того же мастера объемной голограммы, Kinegram® в зоне 31 размещается с регистрационной точностью и, как показано на фиг.10d, в непосредственной близости и с однородным расстоянием относительно края зоны 32, которую трудно подделать и которая обеспечивает защитный элемент, который трудно подделать. В этом случае, как описано выше, зона 32 с объемной голограммой может состоять из сетки малых областей с фотополимером, т.е. фотополимером, нанесенным частично в форме сетки, причем локальная ширина сетки создает локальное значение яркости объемной голограммы. Зона 32 с объемной голограммой также может состоять из фотополимера, который нанесен по всей площади в зоне 32 и в которую экспонируется мотив.

Дополнительная возможность для создания тела пленки согласно изобретению пояснена ниже со ссылкой на фиг.11a и 11b.

На фиг.11a показано тело пленки 96, имеющее несущий слой 11 и слой дублирования 13. Тело пленки 96 построено наподобие тела 91 пленки согласно фиг.9a с тем отличием, что, вместо рельефной структуры 22, на нижней стороне слоя 11 дублирования сформована рельефная структура 24, и все области 72 покрыты металлическим слоем 13. Рельефная структура 24 сформирована аналогично рельефной структуре 23 согласно фиг.10a с тем отличием, что все области 72 заняты структурными элементами, которые генерируют оптически переменный информационный элемент. Однако это не обязательно. В этом случае, для создания частичного металлического слоя 13 предпочтительно использовать следующие методы: нижнюю сторону слоя дублирования 13 с рельефной структурой 24 покрывают металлическим слоем по всей площади, например, путем осаждения из паровой фазы и напыления. Затем наносят резист травления посредством валика печати. Вследствие относительно большого различия в глубине рельефа между областями 71 и 72, валик печати смачивает резистом травления только "приподнятые" области 72, из-за чего резист травления наносится на области 72 с регистрационной точностью без дополнительного измерения. Затем, в процессе травления, металлический слой удаляется в домене, не защищенном резистом травления. Кроме того, относительно большое различие в глубине рельефа в областях 71 и 72 также можно использовать в том смысле, что травитель наносится и вводится скребком-лопаткой в области 71, в результате чего металлический слой удаляются травителем в областях 71, но не в областях 72.

На фиг.10b, 10c и 11a, 11b представлены случаи, когда рельефная структура 23, 24 полностью покрыта металлическим слоем 13. Металлический слой 13 также может лишь частично покрывать рельефную структуру 23, 24, например, в виде двухмерной сетки или как частичный металлический слой 13 в регистре со сформованной конструкцией в рельефной структуре 23, 24.

После этого тело пленки 96, как объяснено выше в соответствии с фиг.9b, покрывают материалом объемной голограммы, записывают объемную голограмму в сформированный таким образом слой объемной голограммы, и затем отверждают материал объемной голограммы и, таким образом, фиксируют объемную голограмму. В результате получается тело пленки 97. Как уже отмечено выше, в этом случае слой 12 объемной голограммы не обязан присутствовать в областях 72. Как показано на фиг.11b, достаточно, если слой 12 объемной голограммы будет иметь толщину слоя, предпочтительно, меньше 5 мкм в областях 72.

Изобретение относится к способу создания защитного элемента и к защитному элементу в виде тела многослойной пленки. Первым оптически переменным информационным элементом защитного элемента является слой объемной голограммы. Вторым оптически переменным информационным элементом защитного элемента является слой дублирования, на поверхности которого сформована рельефная структура. Между слоем дублирования и слоем объемной голограммы размещен частичный металлический слой. Металлический слой обеспечен в одной или множестве первых зон защитного элемента и не обеспечен в одной или множестве вторых зон защитного элемента. Объемная голограмма записана в слое объемной голограммы через частичный металлический слой, функционирующий как фотошаблон. Технический результат - снижение искажения информационных элементов и повышение надежности защитного элемента. 4 н. и 36 з.п. ф-лы, 21 ил.

1. Защитный элемент (62) в виде тела многослойной пленки, в частности пленки наслоения или пленки переноса, имеющего верхнюю сторону, обращенную к наблюдателю, причем защитный элемент (62) имеет слой (12) объемной голограммы, в котором записана объемная голограмма, которая обеспечивает первый оптически переменный информационный элемент, отличающийся тем, что защитный элемент (62) имеет слой (11) дублирования, в поверхности которого сформована рельефная структура (20, 21), обеспечивающая второй оптически переменный информационный элемент, и который размещен над слоем (12) объемной голограммы, и тем, что частичный металлический слой (13) размещен между слоем (12) объемной голограммы и слоем (11) дублирования, причем металлический слой (13) обеспечен в одной или множестве первых зон (31) защитного элемента, и металлический слой не обеспечен в одной или множестве вторых зон (32) защитного элемента, и объемная голограмма записана в слое объемной голограммы через частичный металлический слой, функционирующий как фотошаблон.

2. Защитный элемент (62) по п.1, отличающийся тем, что рельефная структура (20, 21) сформована на нижней стороне слоя (11) дублирования, тем, что в первых зонах (31) первая поверхность металлического слоя (13) примыкает к слою (11) дублирования, и вторая поверхность металлического слоя, находящаяся напротив первой поверхности, примыкает к слою (12) объемной голограммы, и тем, что во вторых зонах (32) слой (11) дублирования примыкает к слою (12) объемной голограммы.

3. Защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что разность показателей преломления между материалом слоя (11) дублирования и материалом, обеспеченным на верхней стороне слоя (12) объемной голограммы, меньше 0,2.

4. Защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что материал и толщина слоя для металлического слоя (13) выбраны так, что степень непрозрачности металлического слоя составляет больше 80%.

5. Защитный элемент по любому из предыдущих пп.1-4, отличающийся тем, что одну или множество первых или вторых зон (31, 32) формируют в виде шаблона для цели формирования третьего информационного элемента.

6. Защитный элемент (62) по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что первые и вторые зоны (31, 32) обеспечены попеременно в первом домене (30) защитного элемента, причем первые зоны (31), следующие одна за другой в, по меньшей мере, одном направлении, разнесены друг от друга менее чем на 300 мкм.

7. Защитный элемент по п.6, отличающийся тем, что отношение средней ширины первых зон к отношению средней ширины вторых зон в первом домене составляет между 0,75:1 и 1:5.

8. Защитный элемент по п.6, отличающийся тем, что первые и вторые зоны (31, 32) размещены в соответствии с регулярной одно- или двухмерной сеткой.

9. Защитный элемент (62) по п.6, отличающийся тем, что первый домен (30) имеет наименьший размер более чем 300 мкм и сформирован в виде шаблона в целях формирования четвертого информационного элемента.

10. Защитный элемент по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что два или более информационных элементов из группы из первого и второго информационных элементов представляют взаимодополняющие информационные элементы.

11. Защитный элемент по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что рельефная структура (21) сформована в слое (11) дублирования только в первых зонах (31), но не во вторых зонах (32).

12. Защитный элемент по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что объемная голограмма записана в слое объемной голограммы в первых зонах (31), но не во вторых зонах (32).

13. Защитный элемент по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что объемная голограмма не записана в слое объемной голограммы в, по меньшей мере, одном частичном домене каждой из вторых зон (32).

14. Защитный элемент по п.13, отличающийся тем, что объемная голограмма не записана в слое объемной голограммы, по меньшей мере, в 50%, в частности, по меньшей мере, в 90% площади вторых зон (32).

15. Защитный элемент (92, 95, 97) в виде тела многослойной пленки, в частности пленки наслоения или пленки переноса, имеющего верхнюю сторону, обращенную к наблюдателю, и имеющего объемную голограмму, которая обеспечивает первый оптически переменный информационный элемент, отличающийся тем, что защитный элемент (92, 95, 97) имеет слой (11) дублирования, в поверхности которого сформована рельефная структура (22, 23, 24), которая имеет глубину рельефа более чем 10 мкм в одной или множестве первых областей (71) и имеет глубину рельефа менее чем 2 мкм в одной или множестве вторых областей (72), и тем, что рельефная структура (22, 23, 24) заполнена материалом объемной голограммы в первых областях (71) слоя (11) дублирования, причем объемная голограмма записана в упомянутый материал объемной голограммы.

16. Защитный элемент (92, 95, 97) по п.15, отличающийся тем, что толщина слоя, в котором материал объемной голограммы обеспечен в первых областях (71), отличается от толщины слоя, с которой материал объемной голограммы обеспечен во вторых областях (72) на, по меньшей мере, 8 мкм, предпочтительно на, по меньшей мере, 15 мкм.

17. Защитный элемент (92, 95) по п.15, отличающийся тем, что во вторых областях (72) материал объемной голограммы, по существу, не обеспечен, в частности материал объемной голограммы не обеспечен.

18. Защитный элемент по п.15, отличающийся тем, что материал объемной голограммы, обеспеченный в первых областях (71), образует частичный слой (12) объемной голограммы, в котором записана объемная голограмма.

19. Защитный элемент по п.15, отличающийся тем, что первые области (71) имеют наименьший размер менее чем 400 мкм и/или более чем 20 мкм.

20. Защитный элемент по любому из пп.15-19, отличающийся тем, что пропорция площади, составленной первыми областями в площади, по меньшей мере, одного первого домена защитного элемента, отличается от пропорции площади, составленной первыми областями в площади, по меньшей мере, одного второго домена защитного элемента.

21. Защитный элемент по п.20, отличающийся тем, что первые и вторые домены приспособлены для изменения яркости пикселей объемной голограммы.

22. Защитный элемент по п.20, отличающийся тем, что первые области размещены в одно- или двухмерной сетке, и тем, что ширина сетки и/или площадь, занятая соответствующими первыми областями, отличается в, по меньшей мере, одном первом домене защитного элемента от ширины сетки и/или площади, занятой соответствующими первыми областями в, по меньшей мере, одном втором домене защитного элемента.

23. Защитный элемент (95, 97) по любому из пп.15-19, отличающийся тем, что рельефная структура (23, 24) имеет во вторых областях (72) или в частичных областях вторых областей структурные элементы, обеспечивающие второй оптически переменный информационный элемент.

24. Защитный элемент (95, 97) по п.23, отличающийся тем, что структурные элементы во второй области (72) или частичных областях вторых областей образуют дифракционную структуру, преломляющую структуру или матовую структуру.

25. Защитный элемент (95, 97) по любому из пп.15-19, отличающийся тем, что металлический слой (13) обеспечен во вторых областях (72) или в частичных областях вторых областей, и металлический слой (13) не обеспечен в первых областях (71).

26. Способ обеспечения защитного элемента (62) в виде тела многослойной пленки, в частности пленки наслоения или пленки переноса, имеющего верхнюю сторону, обращенную к наблюдателю, отличающийся тем, что обеспечивают многослойное тело (51), содержащее частичный металлический слой (13) и слой (11) дублирования, причем рельефная структура (20), обеспечивающая второй оптически переменный информационный элемент, сформована на поверхности слоя дублирования, и металлический слой (13) обеспечен в одной или множестве первых зон (31) защитного элемента, и металлический слой (13) не обеспечен в одной или множестве вторых зон (32) защитного элемента, тем, что слой (12) объемной голограммы наносят на ту поверхность тела (51) многослойной пленки, которая располагается ближе к металлическому слою, чем к слою дублирования, так, что частичный металлический слой (13) располагается между слоем (12) объемной голограммы и слоем (11) дублирования, и тем, что слой (12) объемной голограммы подвергают действию когерентного света (45) с той стороны многослойного тела, которая обращена от слоя объемной голограммы, через частичный металлический слой (13) для цели записи объемной голограммы в слое (12) объемной голограммы.

27. Способ по п.26, отличающийся тем, что мастер объемной голограммы размещают под слоем объемной голограммы в течение экспонирования.

28. Способ по п.27, отличающийся тем, что световые пучки (45а, 45b), генерируемые двумя или более лазерами, падают на слой объемной голограммы под разными углами падения.

29. Способ по п.27, отличающийся тем, что два или более лазеров (44a, 44c) генерируют свет, имеющий разные длины волны.

30. Способ по п.26, отличающийся тем, что в течение экспонирования многослойное тело направляется через валик, в боковой поверхности которого сформован поверхностный рельеф, образующий мастер объемной голограммы.

31. Способ по п.26, отличающийся тем, что экспонирование мастера объемной голограммы осуществляют посредством двух или более лазеров (44a, 44b, 44c), благодаря чему многоцветная объемная голограмма записывается как объемная голограмма в слое объемной голограммы.

32. Способ по п.31, отличающийся тем, что свет, генерируемый двумя или более лазерами (44a, 44c), соединяют посредством соединителя (445) в световой пучок (45), используемый для экспонирования слоя (12) объемной голограммы.

33. Способ по любому из пп.27-31, отличающийся тем, что каждому из двух или более лазеров (44a, 44b, 44c) назначают фотошаблон или модулятор (441, 442, 443, 444), который размещен на траектории пучка между соответствующим лазером (44a, 44b, 44c) и слоем (12) объемной голограммы.

34. Способ по любому из пп.27-31, отличающийся тем, что двумя или более лазерами и/или модуляторами управляют с помощью устройства управления, которое детектирует позицию мастера объемной голограммы посредством сенсорного элемента, и посредством определенной таким образом информации об относительной позиции мастера объемной голограммы относительно двух или более лазеров управляет лазерами и/или модуляторами для цели записи многоцветной объемной голограммы.

35. Способ обеспечения защитного элемента (92, 95, 97) в виде тела многослойной пленки, в частности пленки наслоения или пленки переноса, имеющего верхнюю сторону, обращенную к наблюдателю, отличающийся тем, что обеспечивают многослойное тело (91, 94, 96), содержащее слой (11) дублирования, тем, что рельефную структуру (22, 23, 24) формуют в поверхности слоя дублирования, причем упомянутая рельефная структура имеет одну или множество первых областей (71), имеющих глубину рельефа рельефной структуры (22, 23, 24) более чем 10 мкм и одну или множество вторых областей (72), имеющих глубину рельефа рельефной структуры (22, 23, 24) менее чем 2 мкм, тем, что первые области (71) слоя (11) дублирования заполнены материалом объемной голограммы, и тем, что материал объемной голограммы экспонируют для цели записи объемной голограммы.

36. Способ по п.35, отличающийся тем, что материал объемной голограммы наносят в жидком виде на многослойное тело и материал объемной голограммы вводят скребком-лопаткой в рельефную структуру в первых областях (71).

37. Способ по п.36, отличающийся тем, что металлический слой (13) наносят на многослойное тело во вторых областях (72).

38. Способ по п.37, отличающийся тем, что металлический слой (13) наносят по всей площади во вторых областях (72).

39. Способ по п.37, отличающийся тем, что металлический слой (13) наносят частично во вторых областях (72).

40. Способ по п.37, отличающийся тем, что для цели нанесения металлического слоя (13) ту поверхность многослойного тела, которая имеет рельефную структуру, металлизируют, и металлизацию деметаллизируют в первых областях (71) путем печати резиста травления на вторые области (72) или внедрения травителя скребком-лопаткой в рельефную структуру в первых областях (71).