金属化されたセキュリティエレメント
【課題】本発明は、多層フィルム体の形態のセキュリティエレメント（１１）、このようなセキュリティエレメントを有するセキュリティドキュメント、およびこのようなセキュリティエレメントを製造する方法に関する。
【解決手段】キャリアフィルム（１０）上のフィルム体は、剥離層（２０）と、保護ラッカー層（２１）と、レリーフ構造（２５、２６）を有する複製ラッカー層（２２）と、金属層（２３）と、接着層（２４）とを有する。第一レリーフ構造（２５）は、０．５より大きい深さ／幅比を有し、これにより、金属層（２３）は前記第一レリーフ構造（２５）の領域でより透明になる。第二レリーフ構造（２６）は、低い深さ／幅比を有し、これにより、金属層（２３）は第二レリーフ構造（２６）の領域でより少ない透明性を有するかあるいは不透明となる。
【解決手段】キャリアフィルム（１０）上のフィルム体は、剥離層（２０）と、保護ラッカー層（２１）と、レリーフ構造（２５、２６）を有する複製ラッカー層（２２）と、金属層（２３）と、接着層（２４）とを有する。第一レリーフ構造（２５）は、０．５より大きい深さ／幅比を有し、これにより、金属層（２３）は前記第一レリーフ構造（２５）の領域でより透明になる。第二レリーフ構造（２６）は、低い深さ／幅比を有し、これにより、金属層（２３）は第二レリーフ構造（２６）の領域でより少ない透明性を有するかあるいは不透明となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複製ラッカー層およびそこに配置された金属層を有し、レリーフ構造が複製ラッカー層に形成された多層フィルム体の形態のセキュリティエレメントに関する。本発明はさらに、そのようなセキュリティエレメントを有するセキュリティドキュメントおよびそのようなセキュリティエレメントの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学的なセキュリティエレメントは、ドキュメントや製品の複製や悪用を困難にするために、また可能な場合にはそのような複製や悪用を防ぐためにしばしば用いられる。このように、光学的なセキュリティエレメントは、ドキュメント、紙幣（ｂａｎｋｎｏｔｅ）、クレジットカード、キャッシュカードなどを保護するためにしばしば用いられる。この点において、従来の複製方法では複製されない光学可変エレメントを用いることが知られている。セキュリティエレメントが、テキスト、ロゴあるいは他のパターン形態に構造化された金属層を備えることもまた知られている。
【０００３】
例えばスパッタリングによって表面積にわたって適用された金属層から構造化された金属層を製造することは、特に偽造に対する高いレベルの保護を提供する細かい構造が生じる場合には、非常に多くの処理を必要とする。このように、例えば全表面積にわたって適用された金属層がポジ／ネガエッチングあるいはレーザーアブレーションによって部分的に非金属化され、構造化されることが知られている。その代わりとして、金属層が蒸着マスクの使用によって構造化された形状でキャリアにすでに適用されることが可能である。
【０００４】
セキュリティエレメントの製造のための製造段階が多ければ多いほど、個々の加工段階における記録精度がますます重要になる。
【０００５】
このように、例えばＧＢ２１３６３５２Ａは、安全特性としてホログラムを備えたシーリングフィルムの生産のための生産方法を記載している。この場合、プラスチックフィルムがそれに対する回折レリーフ構造のエンボス加工の後に全表面積にわたって金属化され、それから部分的にエンボス加工された回折レリーフ構造に正確に整合して非金属化される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、本発明の目的は、構造化された金属表面層を有する光学的なセキュリティエレメントの生産を改良することおよびそのような金属表面層を有する改良された光学セキュリティエレメントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、複製ラッカー層を有する多層フィルム体の形態のセキュリティエレメントによって達成される。ここで、座標軸ｘおよびｙによって画定された平面において第一のレリーフ構造がセキュリティエレメントの第一領域で複製ラッカー層内に形成され、座標軸ｘおよびｙで画定された平面に対して一定の表面密度の金属層がセキュリティエレメントの第一領域およびセキュリティエレメントの隣接する第二領域で複製ラッカー層に適用される。また、第一レリーフ構造は、０．５より大きい個々の構造エレメントの深さ／幅比を有する回折構造であり、金属層の透明性は第二領域の金属層の透明性に対して第一領域の第一レリーフ構造によって増加する。
【０００８】
本発明はさらに、多層フィルム体の形態のセキュリティエレメントの生産方法によって達成される。第一レリーフ構造はセキュリティエレメントの第一領域において多層フィルム体の複製ラッカー層内に形成され、複製ラッカー層によって画定される平面に対して一定の表面密度の金属層がセキュリティエレメントの第一領域およびセキュリティエレメントの隣接する第二領域において複製ラッカー層に適用される。この結果、第一レリーフ構造は０．５より大きい構造エレメントの深さ／幅比を有する回折構造の形状に形成され、金属層は複製ラッカー層によって画定された平面に対してある表面密度で適用される。金属層の透明性は、第二領域における金属層の透明性に対して第一領域における第一レリーフ構造によって増加する。
【０００９】
この点において、第一領域における透明性は特に人間の眼にとってさらに可視となるが、機械光学測定システムによってのみ検出されうるさらなる透明性があってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
セキュリティエレメントにおいて金属層が全表面積にわたってではなくパターン領域にのみ設けられ、本発明は、セキュリティエレメントの製造コストを削減する。より具体的には、本発明は、複製ラッカー層に金属層を形成するための全表面積にわたった金属の均一な沈着を提供する。第一領域における第一レリーフ構造によって金属層は非常に薄くなり、そこで透明となるかまたは無いように見える。これまでにレリーフ構造に適用された金属層を構造化するために必要であった手順は本発明による方法で除かれる。本発明により、コストが大きく且つ環境的に損害を与える処理段階、例えば印刷、エッチングおよびストリッピング処理がこのようなセキュリティエレメントの製造において省かれ、整合精度のレベルが著しく高められる。
【００１１】
非常に高いレベルの解像度が本発明の方法によって可能となる。達成され得る解像度は、他の方法によって達成され得る解像度の１０００倍優れている。第一レリーフ構造の構造エレメントの幅が可視光の波長領域およびそれ以下になり得るので、非常に細かい輪郭を有する金属化されたパターン領域を生じさせることが可能となる。したがって、これまで用いられてきた方法に対する主な利点はこの点において達成され、本発明によってこれまでよりも複製や偽造に対してより高度に保護するセキュリティエレメントを生じさせることが可能である。
【００１２】
本発明は、非常に細かい構造エレメントに分解することによる構造の表面積を著しい増加における発見的解決法を採用する。その表面にわたって適用された金属層をマーキングする領域において非常に薄く透明あるいはより透明にみえる。この場合、表面は高い深さ／幅比を有する多くの構造エレメントによって形成される。この点において、深さ／幅比という用語は、二つの隣接する構造エレメントの平均高さｈあるいは平均断面深さと二つの隣接する構造エレメントの間隔ｄあるいは周期間隔との間の比を表す。この場合、金属層は複製ラッカー層によって画定された平面上に垂直に厚さｔで沈着される。領域の有効表面積が大きくなるほど、つまり金属が沈着された領域のレリーフ構造の深さ／幅比がより大きくなるほど、複製ラッカー層の表面の金属層の有効な厚さが減少する。このような薄い金属層は透明あるいは半透明に見え、この点において効果が発見的に説明され得る。
【００１３】
構造深さが関数ｚ＝ｆ（ｘ、ｙ）によって決定される領域Ｒにおける有効表面積は、次式のように記述される。
【式１】
【００１４】
【００１５】
ｘ方向に周期ｄｘ、ｙ方向に周期ｄｙを有し、断面深さｈの交差格子は、例えば次の関数によって記述され得る。ここでｘおよびｙは直交軸である。
【式２】
【００１６】
【００１７】
周期ｘおよびｙが等しい場合、つまりｄｘ＝ｄｙ＝ｄの場合、これは次の偏微分係数を与える。
【式３】
【００１８】
【００１９】
このように有効表面積は次式によって定義される。
【式４】
【００２０】
【００２１】
この式は簡単な方法で解析的に解くことができない。しかしながら、驚くべきことに、この式の数値解によって、公称厚さｔ０に交差格子に適用され局所的に厚さｔで形成された金属層の場合、交差格子のレリーフ構造の深さ／幅比ｈ／ｄが１より大きいときに厚さ比ε＝ｔ０／ｔが著しく増加するということが確立された。より具体的には、レリーフ構造により金属層の厚さｔは公称厚さｔ０（“フラット”領域における厚さ）に比して著しく減少する。例えば、ｈ＝２ｄで、つまり断面深さｈが格子周期ｄの２倍のとき、厚さ比ε＝３．５となる。したがって、深さ／幅比ｈ／ｄ＝２を有するレリーフ構造によって、金属層の厚さｔは０．３ｔ０ほどであり、つまり金属層の領域はフラット領域の三分の一の厚さでしかない。
【００２２】
周期ｄで断面深さｈの線形格子は次式によって記述することが出来る。
【式５】
【００２３】
これは、次の偏微分係数を提供する。
【式６】
【００２４】
【００２５】
このように有効表面積は次式で記述することができる。
【式７】
【００２６】
【００２７】
この場合、Ｅ（α）は全楕円二重積分を表す。
【００２８】
この場合も、驚くべきことに、この式の数値解は、深さ／幅比ｈ／ｄ＞１のときに厚さ比εが著しく増加するということが明らかになった。
【００２９】
驚くべきことに、同じ深さ／幅比での線形格子の厚さ比εの増加は、上述した交差格子よりも大きいことが分かった。
【００３０】
したがって、レリーフ構造が交差格子あるいは線形格子の形状となる、つまりレリーフ構造が周期構造、例えば正弦二次構造を有する数学的な関数を含むことが可能となる。
【００３１】
しかしながら、レリーフ構造が確率的な周期構造で生じることもまた可能である。このような構造はｘ方向もしくはｙ方向、またはｘ方向およびｙ方向において生じてもよい。
【００３２】
金属層の透明性が、異なる高さの突起部および凹部を有する複雑な表面形状を有するレリーフ構造によって達成されることも可能である。この点において、このような表面形状は確率的な表面形状を含んでもよい。この場合、隣接する構造エレメントの平均間隔がレリーフ構造の平均断面深さよりも小さく、隣接する構造エレメントが互いに２００μｍより小さい間隔を置いているときに、透明性は一般に達成される。この点において、隣接する突起部の平均間隔は、レリーフ構造が特有の回折レリーフ構造であるように３０μｍ以下になるように選択されるのが好ましい。
【００３３】
本発明の有利な構造は付随する請求項に記載される。
【００３４】
金属層の公称厚さｔ０は、一方で金属層の十分な透明性が高い深さ／幅比を有する領域に確実に生じ、他方で公称厚さｔ０で特徴づけられた金属層は不透明あるいは主に不透明に見えるようになっていることが有利である。観察者は通常は、入射光の８５％が反射されるときには、すでにある領域を不透明あるいは完全に反射する領域として認識し、また、入射光の２０％以下が反射され６０％以上が透過するときには、すでにある領域を透明であると認識する。この値は基板や照明などに依存して変化し得る。この点において重要な部分は、金属層における光の吸収によって果たされる。例えば、ある状況下ではクロムはもっとも少なく反射する。
【００３５】
この点において、構造エレメントに生じる厚さｔは、厚さｔの平均値がレリーフ構造の表面の水平に対する傾斜角度に依存して形成されるように解釈されるべきである。この傾斜角度はレリーフ構造の関数の第一微分係数によって数学的に記述することが可能である。
【００３６】
レリーフ構造の局所的な傾斜角度がゼロに等しいとき、つまりレリーフ構造が平面領域の形状にあるとき、その伸びる方向は金属層の適用方向に対して垂直になるように、金属層は公称厚さｔ０で沈着される。レリーフ構造の局所的な傾斜角度の大きさがゼロより大きいとき、金属層は公称厚さｔ０より小さい厚さｔで沈着される。
【００３７】
透明領域の生成において、その依存性に関する個々のパラメータを知ることおよびそれらを適切に選択することが重要である。特に、回折挙動の正確な計算がこの目的のために役に立ち、これは分光を含むべきである。
【００３８】
達成可能な最大反射度８５％〜９５％でゼロに等しい深さ／幅比で、金属層が、金属層のフラットな表面への適用に相応する表面密度で複製ラッカー層に適用されることもまた好ましい。この点において、達成可能な最大反射度は金属の性質に依存している。銀および金の金属層は非常に高い最大反射度を有するが、銅もまた十分に適する。
【００３９】
すでに見たように、レリーフ構造の深さ／幅比は別として、特に金属層の透明度は入射光の偏光に依存している。この効果が二次的な安全特性として用いられることもまた可能である。
【００４０】
金属層の透明度および／または反射度が波長依存性であるということもさらに分かっている。このように、多色光、例えば日光で照射されるとき色効果が観察され得る。これらの色効果は、付加的な第二安全特性として用いられることが可能である。
【００４１】
第二回折レリーフ構造が複製ラッカー層の第二領域に形成され、第二レリーフ構造が０．２より小さい深さ／幅比で形成され且つこれにより実質的に不透明となるということが可能である。
【００４２】
第二レリーフ構造は１より小さい深さ／幅比を有することも可能である。このように、第一および第二レリーフ構造は、０〜１００％の透明度が生じうる光学的に結合された領域を形成することが可能である。このような領域は、例えばその領域に配置された構造に対していわゆるフェードイン効果と呼ばれる効果を生じさせるために設けられてもよい。このように、例えばセキュリティドキュメントのパスポート写真は輪郭のないエッジで生じ得る。このような効果は付加的な安全特性となり得る。
【００４３】
第一領域は、高い深さ／幅比で、ロゴあるいはテキストの形態にその領域に配置された背景領域が可視となる透明パターン領域を形成することが可能である。しかしながら、第二領域が、領域が背景領域に対して不透明あるいは金属光沢を有するように低い深さ／幅比で、ロゴあるいはテキストの形態にパターン領域を形成することもまた可能である。
【００４４】
第二領域が細かい線形パターンの形状、例えば組みひも飾りパターンに広がることがさらに可能である。この点において、本発明を用いることの特に有利な点は、この細かい線形パターンが特にフィリグリーであり、且つ全ての回折安全特性と整合して配置され得るということである。例えば高い深さ／幅比を有するレリーフ構造は第一領域に設けられ、低い深さ／幅比を有するレリーフ構造は第二領域に設けられ、組みひも飾りパターンのフィリグリーラインを形成する。
【００４５】
本発明の利用は、第一レリーフ構造および／または第二レリーフ構造の深さ／幅比が、ｘ方向および／またはｙ方向に離散的あるいは連続的に変化されることを可能にする。
【００４６】
有利なことは、異なる透明性あるいは不透明性を含むラスタエレメントはこのように生じることが可能であるということである。如何なる画像表示も、このようなラスタエレメントによって生じさせることが可能であり、その大きさは人間の眼によって分解可能な大きさよりも小さいという点が有利である。
【００４７】
２種類のラスタエレメント、すなわち透明ラスタエレメントおよび不透明ラスタエレメントのみが生成されてもよい。線形画像の性質における白黒画像は、このように生じ得る。
【００４８】
しかしながら、ピクセルがラスタエレメントによって生じ、そのグレイ値は透明および不透明ラスタエレメントとの間の表面積比によって決定される、ということも可能である。黒−白画像はこのようにピクセルから生じることが可能である。
【００４９】
ラスタエレメントのグレイ値を決定するレリーフ構造の深さ／幅比によって、グレイスケールにおいて段階に区切られたラスタエレメントが生じてもよい。このように、例えば、８ビットの解像度で白黒コンピュータグレイスケール画像を生じることが可能となる。
【００５０】
本発明の方法によってこのような画像を生じさせることの特に有利な点は、高い要求を満たす特に細かいラスタリングを生じさせることを可能にすること、および画像が全ての回折安全特性と整合することが可能であることである。この点において、ラスタ間隔は人間の眼の解像レベルより小さくなり得る。この場合、個々のラスタ領域の大きさは３００μｍより小さいことが好ましく、およそ５０μｍであることが好ましい。
【００５１】
第一および／または第二レリーフ構造が膜構造と高い深さ／幅比の回折構造との重ね合わせから形成されることもまた可能である。この点において、膜構造は光学回折効果を有する構造であり、特にホログラムを生じるレリーフ構造であるということが可能である。しかしながら、膜構造はマクロ構造あるいはマット構造であることもまた可能である。このように、結果として生じた普通のレリーフ構造によって形成された第一および／または第二レリーフ構造によって覆われた領域のための付加的な技術的複雑さと浪費とをを有することなく、高いレベルの整合精度は達成される。これまでレリーフ構造に適用された金属層を構造化するために必要であった手順は本発明による方法で除かれる。
【００５２】
本発明によるセキュリティエレメントの多層フィルム体は、転写フィルム、特にホットスタンピングフィルムの形態であってもよいということは有利である。このように、セキュリティドキュメント、特に通帳（ｂａｎｋｎｏｔｅ）あるいはパスポートは本発明によるセキュリティエレメントをよく知られた方法において、つまり存在する機械および装置で提供されることが可能である。
【００５３】
金属層はスパッタリングによって本発明のセキュリティエレメントの複製ラッカー層に適用されるということは有利である。このように、十分に試された金属層の製造方法を用いることが可能である。金属層を形成するための金属は複製ラッカー層によって画定された平面に沈着されるのが好ましい。このような表面密度は、ゼロに等しい深さ／幅比で且つ金属の光学的に不透明な金属層の最大反射度の８５％〜９５％の金属層の反射度で、沈着方向に垂直に配置されたフラット表面への金属層の適用に相応する。この点において、金属層は単一の金属からのみ、あるいは金属合金から形成されることも可能である。
【００５４】
レリーフ構造はＵＶ複製によって複製ラッカー層に形成されることが可能であることは有利である。この方法において、高い深さ／幅比を有するレリーフ構造は特に容易に安価に生じ得る。
【００５５】
金属層の正確な整合関係での適用あるいはその除去は非常に高い技術を要求するので、本発明の方法で生じた安全特性は、従来の方法では非常に大きな困難を伴ってのみ、回折構造を設けられた複製層において模倣され得る。
【００５６】
これらの変形あるいはこれらの変形の組み合わせは、本発明の基礎的な思想に基づく複雑で光学的に人目を引くセキュリティエレメントを実施することを可能にする。
【実施例】
【００５７】
本発明は、付随する図を参照して例としての多くの実施形態によって記述される。
図１はキャリアフィルム１０、剥離層２０、保護ラッカー層２１、レリーフ構造２５および２６を有する複製ラッカー層２２、レリーフ構造２５および２６に配置された外部金属層２３および接着層２４を有する多層フィルム体の形態のセキュリティエレメント１１を示す。レリーフ構造２６は平面レリーフ構造の形態となっている。
【００５８】
セキュリティエレメント１１はスタンピングフィルム、特にホットスタンピングフィルムである。しかしながら、セキュリティエレメント１１がラミネートフィルムまたはスティッカーフィルムの形態であることもまた可能である。
【００５９】
キャリア層１０は例えば層厚さが１０〜５０μｍの、好ましくは厚さ１９〜２３μｍのＰＥＴまたはＰＯＰＰフィルムを含む。次いで、剥離層２０および保護ラッカー層２１は、凹版スクリーンローラによってキャリアフィルムへ施される。この点において剥離および保護ラッカー層２０および２１は０．２〜１．２μｍの厚さであることが好ましい。これらの層なしで済まされることも可能である。
【００６０】
次いで複製ラッカー層２２が施される。
【００６１】
複製ラッカー層２２は放射線架橋性複製ラッカーを備えている。好ましくはＵＶ複製加工がレリーフ構造２５および２６を複製ラッカー層２２に形成するために用いられる。この状況ではＵＶ硬化性ラッカーが複製ラッカーとして用いられる。この手順においてレリーフ構造２５および２６がＵＶ架橋性複製ラッカー層に、例えばそれがまだ柔らかいまたは液体状の間にラッカー層にレリーフ構造を形成するときにＵＶ照射することによって、あるいはＵＶ架橋性ラッカー層を部分的に照射して硬化することによって生じる。この点において、ＵＶ架橋性ラッカーの代わりに他の放射線架橋性ラッカーを用いることもまた可能である。
【００６２】
さらに、複製ラッカー層２２が透明の熱可塑性材料を含むこともまた可能である。次いで、１つのレリーフ構造または複数のレリーフ構造、例えばレリーフ構造２５および２６が複製ラッカー層２２にエンボス加工ツールによってエンボス加工される。
【００６３】
複製ラッカー層２２として選択されるべき厚さは、レリーフ構造２５および２６のために選択される断面深さによって決定される。複製ラッカー層２２がレリーフ構造２５および２６の形成を可能とするのに十分な厚さからなることを確実にすることが必要である。この点において、複製ラッカー層２２が０．３〜１．２μｍの厚さであることが好ましい。
【００６４】
例として、複製ラッカー層２２は線状ラスタ凹版ローラによって乾燥前に２．２ｇ／ｍ２の適用重量で全表面積にわたって保護ラッカー層２１に施される。この場合、次の組成のラッカーが複製ラッカーとして選択される。
成分 重量比
高分子ＰＭＭＡ樹脂 ２０００
オイルフリーシリコンアルキド ３００
非イオン性湿潤剤 ５０
低粘度ニトロセルロース １２０００
トルエン ２０００
ジアセトンアルコール ２５００
【００６５】
次いで、複製ラッカー層２２は１００〜１２０℃の温度で乾燥通路において乾燥される。
【００６６】
次いで、レリーフ構造２５および２６は、例えばニッケルを含むダイによって１３０℃で複製ラッカー層２２にスタンプされる。レリーフ構造２５および２６を複製ラッカー層にスタンプするために、ダイは電気的に熱せられるのが好ましい。スタンピング処理の後に複製ラッカー層２２からダイが取り外される前に、この場合ダイは再び冷却されることが可能である。レリーフ構造２５および２６が複製ラッカー層にスタンプされた後に、複製ラッカー層２２の複製ラッカーは架橋することによってまたはいくつかの他の方法によって硬化される。
【００６７】
さらに、レリーフ構造２５および２６が複製ラッカー層２２にアブレーション処理によって導入されることもまた可能である。特に、レーザー除去処理がこの目的に適している。
【００６８】
複製ラッカー層２２はＨＲＩ（高反射指数）材料、例えばＺｎＳまたはＴｉＯ２で覆われることもまた可能である。このように、場合によってはより大きな透明性が与えられたレリーフ構造の深さをともなって形成されることが可能である。
【００６９】
この点においてレリーフ構造２５および２６は、レリーフ構造２５および２６の金属層２３の表面密度が一定となるように普通のコーティング処理、例えばスパッタリングにおいて金属層２３で覆われたレリーフ構造を含む。このように、深さ／幅比の低いレリーフ構造２５の金属層２３は不透明であり、深さ／幅比の高いレリーフ構造２５の金属層２３は透明である。例として、レリーフ構造２６は深さ／幅比ｈ／ｄ＝０で形成される。
【００７０】
次いで、接着層２４は金属層２３に施される。接着層２４は熱的に活性化可能な接着剤を有する層であることが好ましい。しかしながら、セキュリティエレメント１１の態様によっては接着層２４なしで済ませることもまた可能である。
【００７１】
レリーフ構造２５は、レリーフ構造の構造エレメントに関する限りにおいて高い深さ／幅比を有する構造であり、光学効果を生じさせるためにセキュリティエレメントに形成された従来のレリーフ構造よりも数倍の有効表面積を有する。この点において、深さはピークと谷との間の平均間隔として解釈されるべきであり、幅はレリーフ構造の隣接する二つの構造エレメントの間隔として解釈されるべきである。公称厚さｔ０でレリーフ構造に適用され、局所的には厚さｔで形成される金属層の場合、レリーフ構造の深さ／幅比ｈ／ｄが１より大きいとき、厚さ比ε＝ｔ０／ｔは著しく増大する。より具体的には、金属層の厚さｔはレリーフ構造によって公称厚さｔ０（“フラット”な領域における厚さ）に関して著しく減少する。このように金属層は透明であることも可能である。
【００７２】
ここで、図２は、図１に示されたレリーフ構造２５の一実施形態の拡大概略図を示し、この実施形態は、レリーフ構造に配置された金属層２３に関して透明性を与えるように構成されている。
【００７３】
この例において、図２に示されるように、レリーフ構造２５は周期関数ｆ（ｘ、ｙ）であり、矢印２５ｘおよび２５ｙは特定された座標軸ｘおよびｙを表す。関数ｆ（ｘ、ｙ）はレリーフ構造２５の深さ２５ｚを周期的に変化させ、図に示される場合ではｘおよびｙ方向にも正弦二次関数型である。これにより、図２に示されるｘ方向において関数ｆ（ｘ、ｙ）の周期長が２５ｐおよびｙ方向において周期長２５ｑでそれぞれ互いに間隔をおき、構造深さが２５ｔである構造エレメント２５ａ、２５ｂ、２５ｃおよび２５ｄを有するレリーフ形状を与える。この場合、周期長２５ｐおよび２５ｑが選択され、構造深さ２５ｔに等しいかそれ以下となる。
【００７４】
図２に示されたレリーフ構造２は、例えば３３０ｎｍの周期長２５ｐおよび２５ｑ且つ５００ｎｍ以上の構造深さ２５ｔを必要とする。
【００７５】
この点において、周期長２５ｐおよび２５ｑと断面深さ２５ｔとのいずれの形状も図２に示される図と異なってもよい。この点において不可欠なことは、周期長２５ｐおよび２５ｑのうち少なくとも１つが構造深さｔに等しいかより小さいことである。周期長２５ｐおよび２５ｑのうち少なくとも１つが可視光の波長の限界よりも小さいとき、特に良好な結果が達成される。
【００７６】
図３は構造要素２５ｅおよび２５ｆを１つの座標軸方向にのみ有するレリーフ構造を示す。それ以外は図２において選択されたように参照され、図２の実施形態に対して異なる点に対してはここで参照される。構造エレメント２５ｅおよび２５ｆは、ｙ座標２５ｙの方向に一定の構造深さ２５ｔで伸びる。図３に概略的に示されるレリーフ構造もまた透明に見える。
【００７７】
ここで図４および５は、図２および３に示されたレリーフ構造に関連して、金属層２３の厚さ比ε＝ｔ０／ｔとレリーフ構造２５の深さ／幅比ｈ／ｄとの間の関係を示す。
【００７８】
驚くべきことに、厚さ比εにおける増大は、同じ深さ／幅比のとき前述した交差格子（図２参照）よりも線形格子（図３参照）の方が大きいということが分かっている。
【００７９】
例として、同じ深さ／幅比ｈ／ｄ＝２で、線形格子の厚さ比はε＝４．２であり、これは前述した交差格子の厚さ比より大きい。
【００８０】
図６はここで、透明性を与える原因となる金属層２３に対する厚さ変化効果を詳細に示す。
【００８１】
図６は、高い深さ／幅比のレリーフ構造６２５およびゼロに等しい深さ／幅比のレリーフ構造６２６を有する複製ラッカー層６２２の概略断面図を示す。例えばスパッタリングによって施された金属層６２３が複製ラッカー層６２２に配置されている。矢印６０は金属層６２３の適用方向を示す。金属層６２３はレリーフ構造６２６の領域では公称厚さｔ０となり、レリーフ構造６２５の領域では公称厚さｔ０より小さい厚さｔとなっている。この点において厚さｔは水平に対するレリーフ構造の表面の傾斜角度に依存して形成されるので、厚さｔは平均値として解釈されるべきである。この傾斜角度は、レリーフ構造の関数の第一導関数によって数学的に記述されることが可能である。
【００８２】
したがって、傾斜角度がゼロに等しいときは金属層６２３は公称厚さｔ０で沈着し、傾斜角度の値がゼロより大きいときは金属層６２３は厚さｔ、つまり公称厚さｔ０より小さい厚さで沈着する。
【００８３】
金属層の透明性は、高さの異なる突起部および凹部で複雑な表面形状を有するレリーフ構造によって達成されることもまた可能である。この場合、このような表面形状は確率的な表面形状を含んでもよい。このような場合、隣接する構造エレメントの平均間隔がレリーフ構造の平均断面深さよりも小さく、隣接する構造エレメントが互いに２００μｍより小さい間隔をおいているとき、透明性は概略達成される。このとき、レリーフ構造が空間回折レリーフ構造であるように隣接する突起部の平均間隔が３０μｍより小さいことが好ましい。
【００８４】
透明領域を生じさせることに関して、個々のパラメータがそれらの依存性について既知であり適当に選択されることが重要である。観察者は、８５％の入射光が反射される場合にはある領域をすでに完全に反射されているように知覚し、２０％以下の入射光が反射され８０％以上が透過される場合には透明であるように知覚する。これらの値は基板や照明などに依存して変化し得る。ここで、金属層における光の吸収によって重要な役割が果たされる。例によれば、クロムおよび銅がある状況下ではあまり反射しない。これは、１％以下の透明度で５０％の入射光のみが反射されることを意味することもできる。
【００８５】
図７ａおよび７ｂはここで、波長λ＝５５０ｎｍの光を用いたレリーフ構造の照射において、金属層の厚さｎｍと反射度％との間の関係を示し、これは金属の種類に依存している。この場合、金属層は屈折率ｎ＝１．５を有する透明基板へ施される。例として、アルミニウム（Ａｌ、図７ａ参照）から形成される金属層については、反射領域が厚さｔ＞１７ｎｍで生じ、透明領域が厚さｔ＜３ｎｍで生じることが確認された。厚さ比εは結果としてε＝１７／３＝５．６７として選択される。
【００８６】
表１は、光の波長λ＝５５０ｎｍでの、プラスチックフィルム（屈折率ｎ＝１．５）の間に配置されたＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、ＲｈおよびＴｉの金属層の確認された反射度を示す。この場合、厚さ比εは最大値Ｒｍａｘの反射度Ｒ＝８０％として求められる金属層の厚さｔと最大値Ｒｍａｘの反射度Ｒ＝２０％
として求められる金属層の厚さとの商として形成される。
【表１】
【００８７】
発見的な検討から、銀および金（ＡｇおよびＡｕ）は後に見られるように高い最大反射度Ｒｍａｘを有し、比較的低い深さ／幅比が透明性を与えるのに必要とされる。アルミニウム（Ａｌ）もまた明らかに高い最大反射度ｍａｘを有するが、より高い深さ／幅比が必要とされる。したがって金属層は、銀あるいは金から形成されることが好ましいということになる。しかしながら、金属層は他の金属あるいは合金から形成されることもまた可能である。
【００８８】
図８ａ〜８ｄは、施された金属層の透明度が異なるレリーフ構造８２５ａ、８２５ｂ、８２６ａおよび８２６ｂの構成を説明する実施形態の概略断面図を示す。図示される例において、これらのレリーフ構造は二つの構造エレメントの間の間隔がｄ＝３５０ｎｍである構造エレメントを有する。この間隔ｄは図８ａ〜８ｄには示されていない。それぞれの場合、レリーフ構造は公称厚さｔ０＝４０ｎｍで形成された金属層８２３によって占められている。この層厚さでは金属層８２３は不透明または平坦な背景における反射性を表す。
【００８９】
図８ａは深さｈ＝８００ｎｍの透明レリーフ構造８２５ａを概略的に示す。金属層８２３の透明度のレベルの原因となる深さ／幅比は結果としてｈ／ｄ＝２．３となる。
【００９０】
図８ｂは深さｈ＝４００ｎｍの透明レリーフ構造８２５ｂを概略的に示す。金属層８２３の透明度のレベルの原因となる深さ／幅比は、結果としてｈ／ｄ＝１．１４となる。金属層８２３は図８ａの実施形態におけるよりも透明性がより小さく見える。
【００９１】
図８ｃは深さｈ＝１００ｎｍの不透明レリーフ構造８２６ａを概略的に示す。金属層８２３の透明度のレベルの原因となる深さ／幅比は、結果としてｈ／ｄ＝０．２９となる。金属層８２３の透明度はここで、非常にわずかなので金属層８２３は、図８ｄに示される実施形態と比較して透明成分を有するにもかかわらず不透明性を表す。
【００９２】
図８ｄは深さｄ＝０ｎｍのレリーフ構造８２６ｂを概略的に表す。透明度のレベルの原因となる深さ／幅比は結果としてｈ／ｄ＝０となる。金属層８２３は完全に不透明性を、例えば反射性を表す。
【００９３】
表２は、異なる深さ／幅比を有する、３５０ｎｍの回折間隔を有する線形の正弦関数格子の形状のレリーフ構造の厳密な回折計算から得られる計算結果を示す。レリーフ構造は公称厚さｔ０＝４０ｎｍを有する銀で覆われている。レリーフ構造へ入射する光は波長λ＝５５０ｎｍ（緑）であり、ＴＥ偏光またはＴＭ偏光である。
【表２】
【００９４】
すでに見たように、深さ／幅比は別として特に透明度は入射光の偏光に依存している。深さ／幅比ｄ／ｈ＝１．１のときのこの依存性が表２に示される。この効果は第二の安全特性として用いられることが可能である。
【００９５】
本発明によるレリーフ構造の透明度または反射度は、波長依存性を有することもまた分かっている。ここで、図９ａ〜９ｅはこの効果を説明する計算結果をグラフ表示で示す。
【００９６】
図９ａは、格子周期あるいは格子間隔ｄ＝３００ｎｍを有する第一正弦関数格子の格子深さｈｎｍに対してプロットされた反射度Ｒまたは透明度Ｔを示すグラフ表示である。格子深さは、ｈ＝０ｎｍから６００ｎｍまで変化し、これは深さ／幅比ｈ／ｄ＝０から２までの変化に相当する。格子は層厚さｔ０＝５０ｎｍで銀でコーティングされ、波長λ＝５５０ｎｍの偏光によって照射される。曲線は、ＴＭ偏光の反射度にはＯＲ ＴＭ、透明度にはＯＴ ＴＭで示され、同様にＴＥ偏光には、ＯＲ ＴＥおよびＯＴ ＴＥで示される。
【００９７】
図９ａから分かるように、本発明による効果はＴＥ偏光で特に著しく顕著となる。
【００９８】
図９ｂは今、図９ａにおいて用いられた格子の非偏光での透明度Ｔを、格子深さｈに対してプロットしたものを示す。
【００９９】
図９ｃは、図９ａと同様に、深さ／幅比ｈ／ｄ＝１に相当する格子深さ３００ｎｍで構成された第二の正弦関数格子の場合、透明度Ｔに対する光の波長の影響を示す。分かるように、光
の偏光と偏光の性質（ＯＴ ＴＭあるいはＯＴ ＴＥ）との両者が同時に、光の波長に依存する透明度Ｔに影響を与える。非偏光としてＯＴ ｕｎｐｏｌで示された曲線が、それぞれＴＭ偏光およびＴＥ偏光としてのＯＴ ＴＭとＯＴ ＴＥの２曲線の間に伸びている。
【０１００】
図９ｄおよび９ｅはここで、透明度Ｔに関して、深さ／幅比ｈ／ｄの減少がこれらの曲線形状に与える影響を示す。
【０１０１】
図９ｄは深さ／幅比ｈ／ｄ＝０．６７に相当する格子深さｈ＝２００ｎｍで構成された図９ｃに示された正弦関数格子についての透明度Ｔの表示を示す。特に非偏光の光で照射されたとき、この透明度Ｔは図９ｃに対して著しく低い。λ＝４５０ｎｍのＴＭ偏光での照射では、ゼロに近い透明度が観察される。
【０１０２】
図９ｅは、深さ／幅比ｈ／ｄ＝０．３３に相当する格子深さｈ＝１００ｎｍで構成されている図９ｃに示された正弦関数格子に関する透明度の図を示す。ここで、透明度Ｔは非常にわずかなので格子に施された銀の金属層は全ての波長で不透明に見える。
【０１０３】
図９ａ〜９ｅに示された計算結果が示すように、高い深さ／幅比を有する本発明によるレリーフ構造は、多色光、例えば日光で照射されて観測される色効果を生じる。これら色効果は付加的な二次的安全特性として用いられることも可能である。
【０１０４】
入射光の角度が法線の入射角度と異なる場合に透明度は減少する、つまり、光が垂直に入射しない場合に透明度は減少するということもさらに分かる。これは、本発明によるレリーフ構造の領域は光の入射の制限された円錐状にのみ透明であり得るということを意味する。したがって、この効果はさらなる安全特性として用いられ得る。傾いて観察されたときに金属層は半透明であるということが可能である。
【０１０５】
ここで、図１０ａ〜１０ｃは、層厚さｔ０＝５５ｎｍの銀でコーティングされた格子間隔ｄ＝３００ｎｍの第三の正弦関数格子の透明度Ｔあるいは反射度Ｒに対する光の入射角度の影響を示す。
【０１０６】
図１０ａは光が垂直に入射するときの初期状態を示すグラフである。透明度Ｔに関する曲線形状は質的に図９ｃに示されたものに対応する。後に見られるように、反射度Ｒは、透明度Ｔよりも波長依存性が小さい。これは、特に非偏光で格子を照射するときに当てはまる。
【０１０７】
ここで、図１０ｂは、格子線の側面と垂直の関係の方向にある垂線に対して角度θ＝２０°、および格子線の側面と平行の方向にある垂線に対して角度φ＝０°での照射として、透明度Ｔまたは反射度Ｒに関する曲線形状を示す。ここでまた、特に非偏光で照射されるとき、透明度Ｔおよび反射度Ｒは図１０ａと比較して広い範囲で波長依存性を有する。
【０１０８】
図１０ｃは角度θ＝０°およびφ＝２０°で照射したときの透明度Ｔおよび反射度Ｒに関する曲線形状を示す。したがって、ここで光は格子線の側面と平行関係に傾いて入射する。図１０ｂと比較して、波長依存性の形状は質的に著しく異なる。
【０１０９】
ここで、図１１は透明度の異なる領域を生じさせる実施形態を表す概略図を示す。この場合、領域９１〜９６は、透明度Ｔ＝０％を有する領域９１に始まり透明度Ｔ＝１００％を有する領域９６まで、２０％ごとに異なる透明度で生じる。図１１からはっきりと分かるように、この目的のために領域９１〜９６は、不透明ラスタエレメント９２ｏ〜９６ｏおよび透明ラスタエレメント９２ｔ〜９６ｔを有するラスタ構造となる。領域９１〜９６は、例えばことなる透明度Ｔのピクセルの形態でもよい。
【０１１０】
示された実施形態において、不透明ラスタエレメント９１ｏ〜９５ｏは図１１において黒で示され、透明ラスタエレメント９２ｔ〜９６ｔは白で示される。これは、ラスタエレメントとその領域の間の実際の大きさの関係を再現していない粗い概略図である。領域９１〜９６のそれぞれの透明度Ｔは不透明ラスタエレメント９１ｏ〜９５ｏの総表面積の透明ラスタエレメント９２ｔ〜９６ｔの総表面積に対する比によって記述される。ラスタエレメントは、人間の目ではもはや分解できない大きさで生じ得る。したがって、このようにラスタライズされた領域９１〜９６は、不透明および透明ラスタエレメントの等しい分布で、均一な透明度Ｔを有する領域として視覚的に現れることが好ましい。
【０１１１】
示された実施形態において、不透明ラスタエレメント９１ｏ〜９５ｏは透明度Ｔ＝０％の金属層に関して、深さ／幅比ｈ／ｄ＝０および公称厚さｔ０で生じる。透明ラスタエレメント９２ｔ〜９６ｔは高い深さ／幅比、つまり、好ましくはｈ／ｄ＞２で生じる。しかしながら、半透明ラスタエレメント９１ｏ〜９５ｏが低い深さ／幅比、例えばｈ／ｄ＝０．１で生じ、透明ラスタエレメント９２ｔ〜９６ｔがこれらと比較して相対的に高い深さ／幅比、例えばｈ／ｄ＝１で生じることもまた可能である。
【０１１２】
例えば不透明ラスタエレメントのみで生じる領域９１は透明度Ｔ＝０％を有するように、領域９１〜９６は１つのタイプのラスタエレメントのみを含む。領域９６は透明ラスタエレメント９２ｔのみから生じ、したがって透明度Ｔ＝１００％を有する。領域９２〜９５は不透明ラスタエレメント９２ｏ〜９５ｏおよび透明ラスタエレメント９２ｔ〜９５ｔの両者から生じ、したがって２０％〜８０％の間の透明度を有する。
【０１１３】
異なるグレイスケールの領域は、深さ／幅比が領域で異なることによって形成されるということもまた可能である。図１２は一つの例に関するグラフによって、透明度Ｔが深さ／幅比ｈ／ｄによってどのように調整され得るのかを示す。すでに上述したように、透明度Ｔと深さ／幅比ｈ／ｄとの関係は、多くのパラメータ、例えば、金属の種類およびレリーフ構造の性質に依存している。しかしながら、基本的には透明度Ｔは深さ／幅比ｈ／ｄの増加にともなって増加する。この例においては、深さ／幅比ｈ／ｄ＝５．３のとき透明度Ｔ＝１００％である。この比は発見的解決法に基づいている。質的に目立った減少なしに、図１１の符号９６によって示される完全な透明領域は、深さ／幅比ｈ／ｄ＝＞１．０で、例えば透明度Ｔ＝８０％であるようにｈ／ｄ＝２．２で生じることがすでに可能である。より低い深さ／幅比は、例えば技術的に有利になり得る。
【０１１４】
画像表示が、図１１および１２を参照して記述された方法において生じるということも可能である。この方法において可能な高い解像度により、高品質の画像を提供する画像がこのように、例えばロゴあるいは文字の形態に生じることが可能である。例えば線形画像あるいは黒−白ラスタ画像が黒−白ラスタリング処理で生じ得る。すでに述べたように（図１１参照）、この点においてピクセルの透明度は不透明ラスタエレメントおよび透明ラスタエレメントの間の比によって決定される。しかしながら、ピクセルは異なる深さ／幅比（図１２参照）を有する均一な領域の形態であることもまた可能である。このように、例えばコンピュータ画像がグレイスケールモードで画像表示の形態に生じることもまた可能である。この方法で可能な高解像度によって、高い質のグレイスケール画像がこの方法において生じることが可能となり、例えば高画質の写真画像がどのような背景に対しても再現することが可能となる。
【０１１５】
しかしながら、透明性を連続的に変化させながらマクロ領域を生じさせ、その領域に配置されたエレメントを光学的に“フェードイン”させることもまた可能である。このように、例えばパスポート写真をはっきりしたエッジの画定なしで再現することが可能である。
【０１１６】
図１１および１２において特徴づけられた解はともに組み合わされて、さらなる効果が達成され得るということもまた可能である。例えば人間の眼に対して可視であるラスタエレメントが構造エレメントとして、例えばジャーナルラスタの形態で用いられることも可能である。
【０１１７】
図１３はここでカード本体２８、カード本体２８に配置された画像エレメント２７を有するセキュリティドキュメント１２および図１に示されたセキュリティエレメント１１の概略図を示す。同様のエレメントは同様の符号によって示されている。
【０１１８】
この目的のため、セキュリティエレメント１１はキャリアフィルム１０から剥がされ、カード本体２８に適用される。この点において剥離層２０（図１参照）はセキュリティエレメントのキャリアフィルム１０からの剥離を助ける。
【０１１９】
ここで、レリーフ構造２５の下に配置された画像エレメント２７の領域のみがセキュリティエレメント１１の適用によって依然として可視である。レリーフ構造２６の下に配置された画像エレメント２７はセキュリティドキュメントを観察する人にとって可視ではない。金属層２３のためにそれらは、特に図１５および１６からよく分かるように、組みひも飾りの形状に細かなパターンとなり得る反射領域として見える。上述した方法によって適用されるパターンは非常に細かいので、他の方法、例えば色複製方法で模倣されることができない。
【０１２０】
ここで図１４および１５はセキュリティエレメントおよびこのセキュリティエレメントが設けられたセキュリティドキュメントの第二の実施形態を示す。同様のエレメントは同様の符号によって示される。
【０１２１】
図１４はキャリアフィルム１０、剥離層２０、保護ラッカー層２１、レリーフ構造２５、２６およびさらにレリーフ構造１２５、１２６を有する複製ラッカー層２２、金属層２３および接着層２４を有する多層フィルム体に形態のセキュリティエレメント１１１を示す。レリーフ構造１２５および１２６は、示された概略的な例において正弦関数構造のレリーフ構造２５および２６との重ね合わせの形状となっている。重ね合わされた構造は例えばこのようにレリーフ構造１２５の領域で可視となりレリーフ構造１２６の領域で不可視となるホログラムを生じさせる構造を含むことが可能である。例として、この点においてレリーフ構造２６および１２６は従来の方法では再現できない組みひも飾りパターンを形成することが可能であり、つまりこれは安全特性の形態となる。
【０１２２】
図１３から類推して、図１５は、図１４に示されたセキュリティエレメント１１１が適用されたセキュリティドキュメントの概略図を示す。
【０１２３】
ここで図１６および１７は識別ドキュメント１１０の用途の一例を示す。この識別ドキュメント１１０は識別ドキュメントの所有者の写真１１０ｐ、文字１１０ｋ、個別の文字１１０ｖおよび組みひも飾りパターン１１０ｇを有する。
【０１２４】
示された実施形態において、写真１１０ｐ、文字１１０ｋおよび個別の文字１１０ｖはドキュメント１１０のカード本体に技術的状態に応じて適用される。図の一層の明確にするために図１７に詳細に示された組みひも飾りパターン１１０ｇは、カードの全表面にわたって配置される。示された実施形態において、組みひも飾りパターン１１０ｇの線は、高い深さ／幅比の透明領域に直接隣接する深さ／幅比＜０．２且つ５０μｍの幅の領域の形状となっている。これにより、組みひも飾りパターン１１０ｇは他の方法で適用されることは不可能なので、識別ドキュメントは特に簡単な方法において偽造を照明する性質となる。
【０１２５】
図１６に示された実施形態のようなセキュリティドキュメントは、偽造に対する一層のセキュリティレベルを有するという利点と、簡略的に且つより正確に製造されるという利点とを組み合わせる。より具体的には、透明および不透明領域が一つの処理段階で生じ得るので、正確な整合関係での記録印刷において生じる位置決めの問題がもはや起こらず、換言すると、透明領域、不透明領域および背景領域が、もはやこれまでのように高いレベルの正確さで互いに関係して配置されなくてもよい。本発明による方法により、透明および不透明領域は表面構造によって、より具体的には正確にそれらが意図されたところに生じる。この点において、多層薄膜システム、液晶システムなどが含まれ得る。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明によるセキュリティエレメントの概略図。
【図２】交差格子のレリーフ構造の概略斜視図。
【図３】線形格子のレリーフ構造の概略斜視図。
【図４】図２のレリーフ構造の深さ／幅比ｈ／ｄと厚さ比εとの関係のグラフ表示。
【図５】図３のレリーフ構造の深さ／幅比ｈ／ｄと厚さ比εとの関係のグラフ表示。
【図６】本発明によるレリーフ構造の概略断面図。
【図７ａ】様々な金属の金属層の厚さｔと反射度Ｒとの関係のグラフ表示。
【図７ｂ】様々な金属の金属層の厚さｔと反射度Ｒとの関係のグラフ表示。
【図８ａ】様々な深さ／幅比での本発明のレリーフ構造の概略断面図。
【図８ｂ】様々な深さ／幅比での本発明のレリーフ構造の概略断面図。
【図８ｃ】様々な深さ／幅比での本発明のレリーフ構造の概略断面図。
【図８ｄ】様々な深さ／幅比での本発明のレリーフ構造の概略断面図。
【図９ａ】偏光で照射されたときの第一の金属化線形格子の深さｈに依存する透明度Ｔあるいは反射度Ｒ間の関係のグラフ表示。
【図９ｂ】非偏光で照射されたときの図９ａにおける線形格子の深さｈに依存する透明度Ｔ間の関係のグラフ表示。
【図９ｃ】深さ／幅比ｈ／ｄ＝１での第二の金属化線形格子の光の波長λに依存する透明度Ｔ間の関係のグラフ表示。
【図９ｄ】深さ／幅比ｈ／ｄ＝０．６７での図９ｃの金属化線形格子の光の波長λに依存する透明度Ｔ間の関係のグラフ表示。
【図９ｅ】深さ／幅比ｈ／ｄ＝０．３３での図９ｃの金属化線形格子の光の波長λに依存する透明度Ｔ間の関係のグラフ表示。
【図１０ａ】異なる照明角度で照射したときの第三の金属化線形格子の波長λに依存する透明度Ｔあるいは反射度Ｒの間の関係のグラフ表示。
【図１０ｂ】異なる照明角度で照射したときの第三の金属化線形格子の波長λに依存する透明度Ｔあるいは反射度Ｒの間の関係のグラフ表示。
【図１０ｃ】異なる照明角度で照射したときの第三の金属化線形格子の波長λに依存する透明度Ｔあるいは反射度Ｒの間の関係のグラフ表示。
【図１１】表面ラスタリングによる透明性の変化の調整の概略図。
【図１２】金属層の実施形態の透明度Ｔと深さ／幅比との間の関係のグラフ表示。
【図１３】図１に示される本発明のセキュリティエレメントを有するセキュリティドキュメントの概略図。
【図１４】本発明によるセキュリティエレメントの第二の実施形態の概略図。
【図１５】図１３に示される本発明のセキュリティエレメントを有する本発明によるセキュリティエレメントの第二の実施形態の概略図。
【図１６】本発明によるセキュリティエレメントを有するセキュリティドキュメントに対する平面図の抽象的な表示。
【図１７】図１５に示されるセキュリティエレメントの組みひも飾りパターンの抽象的な表示。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複製ラッカー層およびそこに配置された金属層を有し、レリーフ構造が複製ラッカー層に形成された多層フィルム体の形態のセキュリティエレメントに関する。本発明はさらに、そのようなセキュリティエレメントを有するセキュリティドキュメントおよびそのようなセキュリティエレメントの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学的なセキュリティエレメントは、ドキュメントや製品の複製や悪用を困難にするために、また可能な場合にはそのような複製や悪用を防ぐためにしばしば用いられる。このように、光学的なセキュリティエレメントは、ドキュメント、紙幣（ｂａｎｋｎｏｔｅ）、クレジットカード、キャッシュカードなどを保護するためにしばしば用いられる。この点において、従来の複製方法では複製されない光学可変エレメントを用いることが知られている。セキュリティエレメントが、テキスト、ロゴあるいは他のパターン形態に構造化された金属層を備えることもまた知られている。
【０００３】
例えばスパッタリングによって表面積にわたって適用された金属層から構造化された金属層を製造することは、特に偽造に対する高いレベルの保護を提供する細かい構造が生じる場合には、非常に多くの処理を必要とする。このように、例えば全表面積にわたって適用された金属層がポジ／ネガエッチングあるいはレーザーアブレーションによって部分的に非金属化され、構造化されることが知られている。その代わりとして、金属層が蒸着マスクの使用によって構造化された形状でキャリアにすでに適用されることが可能である。
【０００４】
セキュリティエレメントの製造のための製造段階が多ければ多いほど、個々の加工段階における記録精度がますます重要になる。
【０００５】
このように、例えばＧＢ２１３６３５２Ａは、安全特性としてホログラムを備えたシーリングフィルムの生産のための生産方法を記載している。この場合、プラスチックフィルムがそれに対する回折レリーフ構造のエンボス加工の後に全表面積にわたって金属化され、それから部分的にエンボス加工された回折レリーフ構造に正確に整合して非金属化される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、本発明の目的は、構造化された金属表面層を有する光学的なセキュリティエレメントの生産を改良することおよびそのような金属表面層を有する改良された光学セキュリティエレメントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、複製ラッカー層を有する多層フィルム体の形態のセキュリティエレメントによって達成される。ここで、座標軸ｘおよびｙによって画定された平面において第一のレリーフ構造がセキュリティエレメントの第一領域で複製ラッカー層内に形成され、座標軸ｘおよびｙで画定された平面に対して一定の表面密度の金属層がセキュリティエレメントの第一領域およびセキュリティエレメントの隣接する第二領域で複製ラッカー層に適用される。また、第一レリーフ構造は、０．５より大きい個々の構造エレメントの深さ／幅比を有する回折構造であり、金属層の透明性は第二領域の金属層の透明性に対して第一領域の第一レリーフ構造によって増加する。
【０００８】
本発明はさらに、多層フィルム体の形態のセキュリティエレメントの生産方法によって達成される。第一レリーフ構造はセキュリティエレメントの第一領域において多層フィルム体の複製ラッカー層内に形成され、複製ラッカー層によって画定される平面に対して一定の表面密度の金属層がセキュリティエレメントの第一領域およびセキュリティエレメントの隣接する第二領域において複製ラッカー層に適用される。この結果、第一レリーフ構造は０．５より大きい構造エレメントの深さ／幅比を有する回折構造の形状に形成され、金属層は複製ラッカー層によって画定された平面に対してある表面密度で適用される。金属層の透明性は、第二領域における金属層の透明性に対して第一領域における第一レリーフ構造によって増加する。
【０００９】
この点において、第一領域における透明性は特に人間の眼にとってさらに可視となるが、機械光学測定システムによってのみ検出されうるさらなる透明性があってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
セキュリティエレメントにおいて金属層が全表面積にわたってではなくパターン領域にのみ設けられ、本発明は、セキュリティエレメントの製造コストを削減する。より具体的には、本発明は、複製ラッカー層に金属層を形成するための全表面積にわたった金属の均一な沈着を提供する。第一領域における第一レリーフ構造によって金属層は非常に薄くなり、そこで透明となるかまたは無いように見える。これまでにレリーフ構造に適用された金属層を構造化するために必要であった手順は本発明による方法で除かれる。本発明により、コストが大きく且つ環境的に損害を与える処理段階、例えば印刷、エッチングおよびストリッピング処理がこのようなセキュリティエレメントの製造において省かれ、整合精度のレベルが著しく高められる。
【００１１】
非常に高いレベルの解像度が本発明の方法によって可能となる。達成され得る解像度は、他の方法によって達成され得る解像度の１０００倍優れている。第一レリーフ構造の構造エレメントの幅が可視光の波長領域およびそれ以下になり得るので、非常に細かい輪郭を有する金属化されたパターン領域を生じさせることが可能となる。したがって、これまで用いられてきた方法に対する主な利点はこの点において達成され、本発明によってこれまでよりも複製や偽造に対してより高度に保護するセキュリティエレメントを生じさせることが可能である。
【００１２】
本発明は、非常に細かい構造エレメントに分解することによる構造の表面積を著しい増加における発見的解決法を採用する。その表面にわたって適用された金属層をマーキングする領域において非常に薄く透明あるいはより透明にみえる。この場合、表面は高い深さ／幅比を有する多くの構造エレメントによって形成される。この点において、深さ／幅比という用語は、二つの隣接する構造エレメントの平均高さｈあるいは平均断面深さと二つの隣接する構造エレメントの間隔ｄあるいは周期間隔との間の比を表す。この場合、金属層は複製ラッカー層によって画定された平面上に垂直に厚さｔで沈着される。領域の有効表面積が大きくなるほど、つまり金属が沈着された領域のレリーフ構造の深さ／幅比がより大きくなるほど、複製ラッカー層の表面の金属層の有効な厚さが減少する。このような薄い金属層は透明あるいは半透明に見え、この点において効果が発見的に説明され得る。
【００１３】
構造深さが関数ｚ＝ｆ（ｘ、ｙ）によって決定される領域Ｒにおける有効表面積は、次式のように記述される。
【式１】
【００１４】
【００１５】
ｘ方向に周期ｄｘ、ｙ方向に周期ｄｙを有し、断面深さｈの交差格子は、例えば次の関数によって記述され得る。ここでｘおよびｙは直交軸である。
【式２】
【００１６】
【００１７】
周期ｘおよびｙが等しい場合、つまりｄｘ＝ｄｙ＝ｄの場合、これは次の偏微分係数を与える。
【式３】
【００１８】
【００１９】
このように有効表面積は次式によって定義される。
【式４】
【００２０】
【００２１】
この式は簡単な方法で解析的に解くことができない。しかしながら、驚くべきことに、この式の数値解によって、公称厚さｔ０に交差格子に適用され局所的に厚さｔで形成された金属層の場合、交差格子のレリーフ構造の深さ／幅比ｈ／ｄが１より大きいときに厚さ比ε＝ｔ０／ｔが著しく増加するということが確立された。より具体的には、レリーフ構造により金属層の厚さｔは公称厚さｔ０（“フラット”領域における厚さ）に比して著しく減少する。例えば、ｈ＝２ｄで、つまり断面深さｈが格子周期ｄの２倍のとき、厚さ比ε＝３．５となる。したがって、深さ／幅比ｈ／ｄ＝２を有するレリーフ構造によって、金属層の厚さｔは０．３ｔ０ほどであり、つまり金属層の領域はフラット領域の三分の一の厚さでしかない。
【００２２】
周期ｄで断面深さｈの線形格子は次式によって記述することが出来る。
【式５】
【００２３】
これは、次の偏微分係数を提供する。
【式６】
【００２４】
【００２５】
このように有効表面積は次式で記述することができる。
【式７】
【００２６】
【００２７】
この場合、Ｅ（α）は全楕円二重積分を表す。
【００２８】
この場合も、驚くべきことに、この式の数値解は、深さ／幅比ｈ／ｄ＞１のときに厚さ比εが著しく増加するということが明らかになった。
【００２９】
驚くべきことに、同じ深さ／幅比での線形格子の厚さ比εの増加は、上述した交差格子よりも大きいことが分かった。
【００３０】
したがって、レリーフ構造が交差格子あるいは線形格子の形状となる、つまりレリーフ構造が周期構造、例えば正弦二次構造を有する数学的な関数を含むことが可能となる。
【００３１】
しかしながら、レリーフ構造が確率的な周期構造で生じることもまた可能である。このような構造はｘ方向もしくはｙ方向、またはｘ方向およびｙ方向において生じてもよい。
【００３２】
金属層の透明性が、異なる高さの突起部および凹部を有する複雑な表面形状を有するレリーフ構造によって達成されることも可能である。この点において、このような表面形状は確率的な表面形状を含んでもよい。この場合、隣接する構造エレメントの平均間隔がレリーフ構造の平均断面深さよりも小さく、隣接する構造エレメントが互いに２００μｍより小さい間隔を置いているときに、透明性は一般に達成される。この点において、隣接する突起部の平均間隔は、レリーフ構造が特有の回折レリーフ構造であるように３０μｍ以下になるように選択されるのが好ましい。
【００３３】
本発明の有利な構造は付随する請求項に記載される。
【００３４】
金属層の公称厚さｔ０は、一方で金属層の十分な透明性が高い深さ／幅比を有する領域に確実に生じ、他方で公称厚さｔ０で特徴づけられた金属層は不透明あるいは主に不透明に見えるようになっていることが有利である。観察者は通常は、入射光の８５％が反射されるときには、すでにある領域を不透明あるいは完全に反射する領域として認識し、また、入射光の２０％以下が反射され６０％以上が透過するときには、すでにある領域を透明であると認識する。この値は基板や照明などに依存して変化し得る。この点において重要な部分は、金属層における光の吸収によって果たされる。例えば、ある状況下ではクロムはもっとも少なく反射する。
【００３５】
この点において、構造エレメントに生じる厚さｔは、厚さｔの平均値がレリーフ構造の表面の水平に対する傾斜角度に依存して形成されるように解釈されるべきである。この傾斜角度はレリーフ構造の関数の第一微分係数によって数学的に記述することが可能である。
【００３６】
レリーフ構造の局所的な傾斜角度がゼロに等しいとき、つまりレリーフ構造が平面領域の形状にあるとき、その伸びる方向は金属層の適用方向に対して垂直になるように、金属層は公称厚さｔ０で沈着される。レリーフ構造の局所的な傾斜角度の大きさがゼロより大きいとき、金属層は公称厚さｔ０より小さい厚さｔで沈着される。
【００３７】
透明領域の生成において、その依存性に関する個々のパラメータを知ることおよびそれらを適切に選択することが重要である。特に、回折挙動の正確な計算がこの目的のために役に立ち、これは分光を含むべきである。
【００３８】
達成可能な最大反射度８５％〜９５％でゼロに等しい深さ／幅比で、金属層が、金属層のフラットな表面への適用に相応する表面密度で複製ラッカー層に適用されることもまた好ましい。この点において、達成可能な最大反射度は金属の性質に依存している。銀および金の金属層は非常に高い最大反射度を有するが、銅もまた十分に適する。
【００３９】
すでに見たように、レリーフ構造の深さ／幅比は別として、特に金属層の透明度は入射光の偏光に依存している。この効果が二次的な安全特性として用いられることもまた可能である。
【００４０】
金属層の透明度および／または反射度が波長依存性であるということもさらに分かっている。このように、多色光、例えば日光で照射されるとき色効果が観察され得る。これらの色効果は、付加的な第二安全特性として用いられることが可能である。
【００４１】
第二回折レリーフ構造が複製ラッカー層の第二領域に形成され、第二レリーフ構造が０．２より小さい深さ／幅比で形成され且つこれにより実質的に不透明となるということが可能である。
【００４２】
第二レリーフ構造は１より小さい深さ／幅比を有することも可能である。このように、第一および第二レリーフ構造は、０〜１００％の透明度が生じうる光学的に結合された領域を形成することが可能である。このような領域は、例えばその領域に配置された構造に対していわゆるフェードイン効果と呼ばれる効果を生じさせるために設けられてもよい。このように、例えばセキュリティドキュメントのパスポート写真は輪郭のないエッジで生じ得る。このような効果は付加的な安全特性となり得る。
【００４３】
第一領域は、高い深さ／幅比で、ロゴあるいはテキストの形態にその領域に配置された背景領域が可視となる透明パターン領域を形成することが可能である。しかしながら、第二領域が、領域が背景領域に対して不透明あるいは金属光沢を有するように低い深さ／幅比で、ロゴあるいはテキストの形態にパターン領域を形成することもまた可能である。
【００４４】
第二領域が細かい線形パターンの形状、例えば組みひも飾りパターンに広がることがさらに可能である。この点において、本発明を用いることの特に有利な点は、この細かい線形パターンが特にフィリグリーであり、且つ全ての回折安全特性と整合して配置され得るということである。例えば高い深さ／幅比を有するレリーフ構造は第一領域に設けられ、低い深さ／幅比を有するレリーフ構造は第二領域に設けられ、組みひも飾りパターンのフィリグリーラインを形成する。
【００４５】
本発明の利用は、第一レリーフ構造および／または第二レリーフ構造の深さ／幅比が、ｘ方向および／またはｙ方向に離散的あるいは連続的に変化されることを可能にする。
【００４６】
有利なことは、異なる透明性あるいは不透明性を含むラスタエレメントはこのように生じることが可能であるということである。如何なる画像表示も、このようなラスタエレメントによって生じさせることが可能であり、その大きさは人間の眼によって分解可能な大きさよりも小さいという点が有利である。
【００４７】
２種類のラスタエレメント、すなわち透明ラスタエレメントおよび不透明ラスタエレメントのみが生成されてもよい。線形画像の性質における白黒画像は、このように生じ得る。
【００４８】
しかしながら、ピクセルがラスタエレメントによって生じ、そのグレイ値は透明および不透明ラスタエレメントとの間の表面積比によって決定される、ということも可能である。黒−白画像はこのようにピクセルから生じることが可能である。
【００４９】
ラスタエレメントのグレイ値を決定するレリーフ構造の深さ／幅比によって、グレイスケールにおいて段階に区切られたラスタエレメントが生じてもよい。このように、例えば、８ビットの解像度で白黒コンピュータグレイスケール画像を生じることが可能となる。
【００５０】
本発明の方法によってこのような画像を生じさせることの特に有利な点は、高い要求を満たす特に細かいラスタリングを生じさせることを可能にすること、および画像が全ての回折安全特性と整合することが可能であることである。この点において、ラスタ間隔は人間の眼の解像レベルより小さくなり得る。この場合、個々のラスタ領域の大きさは３００μｍより小さいことが好ましく、およそ５０μｍであることが好ましい。
【００５１】
第一および／または第二レリーフ構造が膜構造と高い深さ／幅比の回折構造との重ね合わせから形成されることもまた可能である。この点において、膜構造は光学回折効果を有する構造であり、特にホログラムを生じるレリーフ構造であるということが可能である。しかしながら、膜構造はマクロ構造あるいはマット構造であることもまた可能である。このように、結果として生じた普通のレリーフ構造によって形成された第一および／または第二レリーフ構造によって覆われた領域のための付加的な技術的複雑さと浪費とをを有することなく、高いレベルの整合精度は達成される。これまでレリーフ構造に適用された金属層を構造化するために必要であった手順は本発明による方法で除かれる。
【００５２】
本発明によるセキュリティエレメントの多層フィルム体は、転写フィルム、特にホットスタンピングフィルムの形態であってもよいということは有利である。このように、セキュリティドキュメント、特に通帳（ｂａｎｋｎｏｔｅ）あるいはパスポートは本発明によるセキュリティエレメントをよく知られた方法において、つまり存在する機械および装置で提供されることが可能である。
【００５３】
金属層はスパッタリングによって本発明のセキュリティエレメントの複製ラッカー層に適用されるということは有利である。このように、十分に試された金属層の製造方法を用いることが可能である。金属層を形成するための金属は複製ラッカー層によって画定された平面に沈着されるのが好ましい。このような表面密度は、ゼロに等しい深さ／幅比で且つ金属の光学的に不透明な金属層の最大反射度の８５％〜９５％の金属層の反射度で、沈着方向に垂直に配置されたフラット表面への金属層の適用に相応する。この点において、金属層は単一の金属からのみ、あるいは金属合金から形成されることも可能である。
【００５４】
レリーフ構造はＵＶ複製によって複製ラッカー層に形成されることが可能であることは有利である。この方法において、高い深さ／幅比を有するレリーフ構造は特に容易に安価に生じ得る。
【００５５】
金属層の正確な整合関係での適用あるいはその除去は非常に高い技術を要求するので、本発明の方法で生じた安全特性は、従来の方法では非常に大きな困難を伴ってのみ、回折構造を設けられた複製層において模倣され得る。
【００５６】
これらの変形あるいはこれらの変形の組み合わせは、本発明の基礎的な思想に基づく複雑で光学的に人目を引くセキュリティエレメントを実施することを可能にする。
【実施例】
【００５７】
本発明は、付随する図を参照して例としての多くの実施形態によって記述される。
図１はキャリアフィルム１０、剥離層２０、保護ラッカー層２１、レリーフ構造２５および２６を有する複製ラッカー層２２、レリーフ構造２５および２６に配置された外部金属層２３および接着層２４を有する多層フィルム体の形態のセキュリティエレメント１１を示す。レリーフ構造２６は平面レリーフ構造の形態となっている。
【００５８】
セキュリティエレメント１１はスタンピングフィルム、特にホットスタンピングフィルムである。しかしながら、セキュリティエレメント１１がラミネートフィルムまたはスティッカーフィルムの形態であることもまた可能である。
【００５９】
キャリア層１０は例えば層厚さが１０〜５０μｍの、好ましくは厚さ１９〜２３μｍのＰＥＴまたはＰＯＰＰフィルムを含む。次いで、剥離層２０および保護ラッカー層２１は、凹版スクリーンローラによってキャリアフィルムへ施される。この点において剥離および保護ラッカー層２０および２１は０．２〜１．２μｍの厚さであることが好ましい。これらの層なしで済まされることも可能である。
【００６０】
次いで複製ラッカー層２２が施される。
【００６１】
複製ラッカー層２２は放射線架橋性複製ラッカーを備えている。好ましくはＵＶ複製加工がレリーフ構造２５および２６を複製ラッカー層２２に形成するために用いられる。この状況ではＵＶ硬化性ラッカーが複製ラッカーとして用いられる。この手順においてレリーフ構造２５および２６がＵＶ架橋性複製ラッカー層に、例えばそれがまだ柔らかいまたは液体状の間にラッカー層にレリーフ構造を形成するときにＵＶ照射することによって、あるいはＵＶ架橋性ラッカー層を部分的に照射して硬化することによって生じる。この点において、ＵＶ架橋性ラッカーの代わりに他の放射線架橋性ラッカーを用いることもまた可能である。
【００６２】
さらに、複製ラッカー層２２が透明の熱可塑性材料を含むこともまた可能である。次いで、１つのレリーフ構造または複数のレリーフ構造、例えばレリーフ構造２５および２６が複製ラッカー層２２にエンボス加工ツールによってエンボス加工される。
【００６３】
複製ラッカー層２２として選択されるべき厚さは、レリーフ構造２５および２６のために選択される断面深さによって決定される。複製ラッカー層２２がレリーフ構造２５および２６の形成を可能とするのに十分な厚さからなることを確実にすることが必要である。この点において、複製ラッカー層２２が０．３〜１．２μｍの厚さであることが好ましい。
【００６４】
例として、複製ラッカー層２２は線状ラスタ凹版ローラによって乾燥前に２．２ｇ／ｍ２の適用重量で全表面積にわたって保護ラッカー層２１に施される。この場合、次の組成のラッカーが複製ラッカーとして選択される。
成分 重量比
高分子ＰＭＭＡ樹脂 ２０００
オイルフリーシリコンアルキド ３００
非イオン性湿潤剤 ５０
低粘度ニトロセルロース １２０００
トルエン ２０００
ジアセトンアルコール ２５００
【００６５】
次いで、複製ラッカー層２２は１００〜１２０℃の温度で乾燥通路において乾燥される。
【００６６】
次いで、レリーフ構造２５および２６は、例えばニッケルを含むダイによって１３０℃で複製ラッカー層２２にスタンプされる。レリーフ構造２５および２６を複製ラッカー層にスタンプするために、ダイは電気的に熱せられるのが好ましい。スタンピング処理の後に複製ラッカー層２２からダイが取り外される前に、この場合ダイは再び冷却されることが可能である。レリーフ構造２５および２６が複製ラッカー層にスタンプされた後に、複製ラッカー層２２の複製ラッカーは架橋することによってまたはいくつかの他の方法によって硬化される。
【００６７】
さらに、レリーフ構造２５および２６が複製ラッカー層２２にアブレーション処理によって導入されることもまた可能である。特に、レーザー除去処理がこの目的に適している。
【００６８】
複製ラッカー層２２はＨＲＩ（高反射指数）材料、例えばＺｎＳまたはＴｉＯ２で覆われることもまた可能である。このように、場合によってはより大きな透明性が与えられたレリーフ構造の深さをともなって形成されることが可能である。
【００６９】
この点においてレリーフ構造２５および２６は、レリーフ構造２５および２６の金属層２３の表面密度が一定となるように普通のコーティング処理、例えばスパッタリングにおいて金属層２３で覆われたレリーフ構造を含む。このように、深さ／幅比の低いレリーフ構造２５の金属層２３は不透明であり、深さ／幅比の高いレリーフ構造２５の金属層２３は透明である。例として、レリーフ構造２６は深さ／幅比ｈ／ｄ＝０で形成される。
【００７０】
次いで、接着層２４は金属層２３に施される。接着層２４は熱的に活性化可能な接着剤を有する層であることが好ましい。しかしながら、セキュリティエレメント１１の態様によっては接着層２４なしで済ませることもまた可能である。
【００７１】
レリーフ構造２５は、レリーフ構造の構造エレメントに関する限りにおいて高い深さ／幅比を有する構造であり、光学効果を生じさせるためにセキュリティエレメントに形成された従来のレリーフ構造よりも数倍の有効表面積を有する。この点において、深さはピークと谷との間の平均間隔として解釈されるべきであり、幅はレリーフ構造の隣接する二つの構造エレメントの間隔として解釈されるべきである。公称厚さｔ０でレリーフ構造に適用され、局所的には厚さｔで形成される金属層の場合、レリーフ構造の深さ／幅比ｈ／ｄが１より大きいとき、厚さ比ε＝ｔ０／ｔは著しく増大する。より具体的には、金属層の厚さｔはレリーフ構造によって公称厚さｔ０（“フラット”な領域における厚さ）に関して著しく減少する。このように金属層は透明であることも可能である。
【００７２】
ここで、図２は、図１に示されたレリーフ構造２５の一実施形態の拡大概略図を示し、この実施形態は、レリーフ構造に配置された金属層２３に関して透明性を与えるように構成されている。
【００７３】
この例において、図２に示されるように、レリーフ構造２５は周期関数ｆ（ｘ、ｙ）であり、矢印２５ｘおよび２５ｙは特定された座標軸ｘおよびｙを表す。関数ｆ（ｘ、ｙ）はレリーフ構造２５の深さ２５ｚを周期的に変化させ、図に示される場合ではｘおよびｙ方向にも正弦二次関数型である。これにより、図２に示されるｘ方向において関数ｆ（ｘ、ｙ）の周期長が２５ｐおよびｙ方向において周期長２５ｑでそれぞれ互いに間隔をおき、構造深さが２５ｔである構造エレメント２５ａ、２５ｂ、２５ｃおよび２５ｄを有するレリーフ形状を与える。この場合、周期長２５ｐおよび２５ｑが選択され、構造深さ２５ｔに等しいかそれ以下となる。
【００７４】
図２に示されたレリーフ構造２は、例えば３３０ｎｍの周期長２５ｐおよび２５ｑ且つ５００ｎｍ以上の構造深さ２５ｔを必要とする。
【００７５】
この点において、周期長２５ｐおよび２５ｑと断面深さ２５ｔとのいずれの形状も図２に示される図と異なってもよい。この点において不可欠なことは、周期長２５ｐおよび２５ｑのうち少なくとも１つが構造深さｔに等しいかより小さいことである。周期長２５ｐおよび２５ｑのうち少なくとも１つが可視光の波長の限界よりも小さいとき、特に良好な結果が達成される。
【００７６】
図３は構造要素２５ｅおよび２５ｆを１つの座標軸方向にのみ有するレリーフ構造を示す。それ以外は図２において選択されたように参照され、図２の実施形態に対して異なる点に対してはここで参照される。構造エレメント２５ｅおよび２５ｆは、ｙ座標２５ｙの方向に一定の構造深さ２５ｔで伸びる。図３に概略的に示されるレリーフ構造もまた透明に見える。
【００７７】
ここで図４および５は、図２および３に示されたレリーフ構造に関連して、金属層２３の厚さ比ε＝ｔ０／ｔとレリーフ構造２５の深さ／幅比ｈ／ｄとの間の関係を示す。
【００７８】
驚くべきことに、厚さ比εにおける増大は、同じ深さ／幅比のとき前述した交差格子（図２参照）よりも線形格子（図３参照）の方が大きいということが分かっている。
【００７９】
例として、同じ深さ／幅比ｈ／ｄ＝２で、線形格子の厚さ比はε＝４．２であり、これは前述した交差格子の厚さ比より大きい。
【００８０】
図６はここで、透明性を与える原因となる金属層２３に対する厚さ変化効果を詳細に示す。
【００８１】
図６は、高い深さ／幅比のレリーフ構造６２５およびゼロに等しい深さ／幅比のレリーフ構造６２６を有する複製ラッカー層６２２の概略断面図を示す。例えばスパッタリングによって施された金属層６２３が複製ラッカー層６２２に配置されている。矢印６０は金属層６２３の適用方向を示す。金属層６２３はレリーフ構造６２６の領域では公称厚さｔ０となり、レリーフ構造６２５の領域では公称厚さｔ０より小さい厚さｔとなっている。この点において厚さｔは水平に対するレリーフ構造の表面の傾斜角度に依存して形成されるので、厚さｔは平均値として解釈されるべきである。この傾斜角度は、レリーフ構造の関数の第一導関数によって数学的に記述されることが可能である。
【００８２】
したがって、傾斜角度がゼロに等しいときは金属層６２３は公称厚さｔ０で沈着し、傾斜角度の値がゼロより大きいときは金属層６２３は厚さｔ、つまり公称厚さｔ０より小さい厚さで沈着する。
【００８３】
金属層の透明性は、高さの異なる突起部および凹部で複雑な表面形状を有するレリーフ構造によって達成されることもまた可能である。この場合、このような表面形状は確率的な表面形状を含んでもよい。このような場合、隣接する構造エレメントの平均間隔がレリーフ構造の平均断面深さよりも小さく、隣接する構造エレメントが互いに２００μｍより小さい間隔をおいているとき、透明性は概略達成される。このとき、レリーフ構造が空間回折レリーフ構造であるように隣接する突起部の平均間隔が３０μｍより小さいことが好ましい。
【００８４】
透明領域を生じさせることに関して、個々のパラメータがそれらの依存性について既知であり適当に選択されることが重要である。観察者は、８５％の入射光が反射される場合にはある領域をすでに完全に反射されているように知覚し、２０％以下の入射光が反射され８０％以上が透過される場合には透明であるように知覚する。これらの値は基板や照明などに依存して変化し得る。ここで、金属層における光の吸収によって重要な役割が果たされる。例によれば、クロムおよび銅がある状況下ではあまり反射しない。これは、１％以下の透明度で５０％の入射光のみが反射されることを意味することもできる。
【００８５】
図７ａおよび７ｂはここで、波長λ＝５５０ｎｍの光を用いたレリーフ構造の照射において、金属層の厚さｎｍと反射度％との間の関係を示し、これは金属の種類に依存している。この場合、金属層は屈折率ｎ＝１．５を有する透明基板へ施される。例として、アルミニウム（Ａｌ、図７ａ参照）から形成される金属層については、反射領域が厚さｔ＞１７ｎｍで生じ、透明領域が厚さｔ＜３ｎｍで生じることが確認された。厚さ比εは結果としてε＝１７／３＝５．６７として選択される。
【００８６】
表１は、光の波長λ＝５５０ｎｍでの、プラスチックフィルム（屈折率ｎ＝１．５）の間に配置されたＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｕ、ＲｈおよびＴｉの金属層の確認された反射度を示す。この場合、厚さ比εは最大値Ｒｍａｘの反射度Ｒ＝８０％として求められる金属層の厚さｔと最大値Ｒｍａｘの反射度Ｒ＝２０％
として求められる金属層の厚さとの商として形成される。
【表１】
【００８７】
発見的な検討から、銀および金（ＡｇおよびＡｕ）は後に見られるように高い最大反射度Ｒｍａｘを有し、比較的低い深さ／幅比が透明性を与えるのに必要とされる。アルミニウム（Ａｌ）もまた明らかに高い最大反射度ｍａｘを有するが、より高い深さ／幅比が必要とされる。したがって金属層は、銀あるいは金から形成されることが好ましいということになる。しかしながら、金属層は他の金属あるいは合金から形成されることもまた可能である。
【００８８】
図８ａ〜８ｄは、施された金属層の透明度が異なるレリーフ構造８２５ａ、８２５ｂ、８２６ａおよび８２６ｂの構成を説明する実施形態の概略断面図を示す。図示される例において、これらのレリーフ構造は二つの構造エレメントの間の間隔がｄ＝３５０ｎｍである構造エレメントを有する。この間隔ｄは図８ａ〜８ｄには示されていない。それぞれの場合、レリーフ構造は公称厚さｔ０＝４０ｎｍで形成された金属層８２３によって占められている。この層厚さでは金属層８２３は不透明または平坦な背景における反射性を表す。
【００８９】
図８ａは深さｈ＝８００ｎｍの透明レリーフ構造８２５ａを概略的に示す。金属層８２３の透明度のレベルの原因となる深さ／幅比は結果としてｈ／ｄ＝２．３となる。
【００９０】
図８ｂは深さｈ＝４００ｎｍの透明レリーフ構造８２５ｂを概略的に示す。金属層８２３の透明度のレベルの原因となる深さ／幅比は、結果としてｈ／ｄ＝１．１４となる。金属層８２３は図８ａの実施形態におけるよりも透明性がより小さく見える。
【００９１】
図８ｃは深さｈ＝１００ｎｍの不透明レリーフ構造８２６ａを概略的に示す。金属層８２３の透明度のレベルの原因となる深さ／幅比は、結果としてｈ／ｄ＝０．２９となる。金属層８２３の透明度はここで、非常にわずかなので金属層８２３は、図８ｄに示される実施形態と比較して透明成分を有するにもかかわらず不透明性を表す。
【００９２】
図８ｄは深さｄ＝０ｎｍのレリーフ構造８２６ｂを概略的に表す。透明度のレベルの原因となる深さ／幅比は結果としてｈ／ｄ＝０となる。金属層８２３は完全に不透明性を、例えば反射性を表す。
【００９３】
表２は、異なる深さ／幅比を有する、３５０ｎｍの回折間隔を有する線形の正弦関数格子の形状のレリーフ構造の厳密な回折計算から得られる計算結果を示す。レリーフ構造は公称厚さｔ０＝４０ｎｍを有する銀で覆われている。レリーフ構造へ入射する光は波長λ＝５５０ｎｍ（緑）であり、ＴＥ偏光またはＴＭ偏光である。
【表２】
【００９４】
すでに見たように、深さ／幅比は別として特に透明度は入射光の偏光に依存している。深さ／幅比ｄ／ｈ＝１．１のときのこの依存性が表２に示される。この効果は第二の安全特性として用いられることが可能である。
【００９５】
本発明によるレリーフ構造の透明度または反射度は、波長依存性を有することもまた分かっている。ここで、図９ａ〜９ｅはこの効果を説明する計算結果をグラフ表示で示す。
【００９６】
図９ａは、格子周期あるいは格子間隔ｄ＝３００ｎｍを有する第一正弦関数格子の格子深さｈｎｍに対してプロットされた反射度Ｒまたは透明度Ｔを示すグラフ表示である。格子深さは、ｈ＝０ｎｍから６００ｎｍまで変化し、これは深さ／幅比ｈ／ｄ＝０から２までの変化に相当する。格子は層厚さｔ０＝５０ｎｍで銀でコーティングされ、波長λ＝５５０ｎｍの偏光によって照射される。曲線は、ＴＭ偏光の反射度にはＯＲ ＴＭ、透明度にはＯＴ ＴＭで示され、同様にＴＥ偏光には、ＯＲ ＴＥおよびＯＴ ＴＥで示される。
【００９７】
図９ａから分かるように、本発明による効果はＴＥ偏光で特に著しく顕著となる。
【００９８】
図９ｂは今、図９ａにおいて用いられた格子の非偏光での透明度Ｔを、格子深さｈに対してプロットしたものを示す。
【００９９】
図９ｃは、図９ａと同様に、深さ／幅比ｈ／ｄ＝１に相当する格子深さ３００ｎｍで構成された第二の正弦関数格子の場合、透明度Ｔに対する光の波長の影響を示す。分かるように、光
の偏光と偏光の性質（ＯＴ ＴＭあるいはＯＴ ＴＥ）との両者が同時に、光の波長に依存する透明度Ｔに影響を与える。非偏光としてＯＴ ｕｎｐｏｌで示された曲線が、それぞれＴＭ偏光およびＴＥ偏光としてのＯＴ ＴＭとＯＴ ＴＥの２曲線の間に伸びている。
【０１００】
図９ｄおよび９ｅはここで、透明度Ｔに関して、深さ／幅比ｈ／ｄの減少がこれらの曲線形状に与える影響を示す。
【０１０１】
図９ｄは深さ／幅比ｈ／ｄ＝０．６７に相当する格子深さｈ＝２００ｎｍで構成された図９ｃに示された正弦関数格子についての透明度Ｔの表示を示す。特に非偏光の光で照射されたとき、この透明度Ｔは図９ｃに対して著しく低い。λ＝４５０ｎｍのＴＭ偏光での照射では、ゼロに近い透明度が観察される。
【０１０２】
図９ｅは、深さ／幅比ｈ／ｄ＝０．３３に相当する格子深さｈ＝１００ｎｍで構成されている図９ｃに示された正弦関数格子に関する透明度の図を示す。ここで、透明度Ｔは非常にわずかなので格子に施された銀の金属層は全ての波長で不透明に見える。
【０１０３】
図９ａ〜９ｅに示された計算結果が示すように、高い深さ／幅比を有する本発明によるレリーフ構造は、多色光、例えば日光で照射されて観測される色効果を生じる。これら色効果は付加的な二次的安全特性として用いられることも可能である。
【０１０４】
入射光の角度が法線の入射角度と異なる場合に透明度は減少する、つまり、光が垂直に入射しない場合に透明度は減少するということもさらに分かる。これは、本発明によるレリーフ構造の領域は光の入射の制限された円錐状にのみ透明であり得るということを意味する。したがって、この効果はさらなる安全特性として用いられ得る。傾いて観察されたときに金属層は半透明であるということが可能である。
【０１０５】
ここで、図１０ａ〜１０ｃは、層厚さｔ０＝５５ｎｍの銀でコーティングされた格子間隔ｄ＝３００ｎｍの第三の正弦関数格子の透明度Ｔあるいは反射度Ｒに対する光の入射角度の影響を示す。
【０１０６】
図１０ａは光が垂直に入射するときの初期状態を示すグラフである。透明度Ｔに関する曲線形状は質的に図９ｃに示されたものに対応する。後に見られるように、反射度Ｒは、透明度Ｔよりも波長依存性が小さい。これは、特に非偏光で格子を照射するときに当てはまる。
【０１０７】
ここで、図１０ｂは、格子線の側面と垂直の関係の方向にある垂線に対して角度θ＝２０°、および格子線の側面と平行の方向にある垂線に対して角度φ＝０°での照射として、透明度Ｔまたは反射度Ｒに関する曲線形状を示す。ここでまた、特に非偏光で照射されるとき、透明度Ｔおよび反射度Ｒは図１０ａと比較して広い範囲で波長依存性を有する。
【０１０８】
図１０ｃは角度θ＝０°およびφ＝２０°で照射したときの透明度Ｔおよび反射度Ｒに関する曲線形状を示す。したがって、ここで光は格子線の側面と平行関係に傾いて入射する。図１０ｂと比較して、波長依存性の形状は質的に著しく異なる。
【０１０９】
ここで、図１１は透明度の異なる領域を生じさせる実施形態を表す概略図を示す。この場合、領域９１〜９６は、透明度Ｔ＝０％を有する領域９１に始まり透明度Ｔ＝１００％を有する領域９６まで、２０％ごとに異なる透明度で生じる。図１１からはっきりと分かるように、この目的のために領域９１〜９６は、不透明ラスタエレメント９２ｏ〜９６ｏおよび透明ラスタエレメント９２ｔ〜９６ｔを有するラスタ構造となる。領域９１〜９６は、例えばことなる透明度Ｔのピクセルの形態でもよい。
【０１１０】
示された実施形態において、不透明ラスタエレメント９１ｏ〜９５ｏは図１１において黒で示され、透明ラスタエレメント９２ｔ〜９６ｔは白で示される。これは、ラスタエレメントとその領域の間の実際の大きさの関係を再現していない粗い概略図である。領域９１〜９６のそれぞれの透明度Ｔは不透明ラスタエレメント９１ｏ〜９５ｏの総表面積の透明ラスタエレメント９２ｔ〜９６ｔの総表面積に対する比によって記述される。ラスタエレメントは、人間の目ではもはや分解できない大きさで生じ得る。したがって、このようにラスタライズされた領域９１〜９６は、不透明および透明ラスタエレメントの等しい分布で、均一な透明度Ｔを有する領域として視覚的に現れることが好ましい。
【０１１１】
示された実施形態において、不透明ラスタエレメント９１ｏ〜９５ｏは透明度Ｔ＝０％の金属層に関して、深さ／幅比ｈ／ｄ＝０および公称厚さｔ０で生じる。透明ラスタエレメント９２ｔ〜９６ｔは高い深さ／幅比、つまり、好ましくはｈ／ｄ＞２で生じる。しかしながら、半透明ラスタエレメント９１ｏ〜９５ｏが低い深さ／幅比、例えばｈ／ｄ＝０．１で生じ、透明ラスタエレメント９２ｔ〜９６ｔがこれらと比較して相対的に高い深さ／幅比、例えばｈ／ｄ＝１で生じることもまた可能である。
【０１１２】
例えば不透明ラスタエレメントのみで生じる領域９１は透明度Ｔ＝０％を有するように、領域９１〜９６は１つのタイプのラスタエレメントのみを含む。領域９６は透明ラスタエレメント９２ｔのみから生じ、したがって透明度Ｔ＝１００％を有する。領域９２〜９５は不透明ラスタエレメント９２ｏ〜９５ｏおよび透明ラスタエレメント９２ｔ〜９５ｔの両者から生じ、したがって２０％〜８０％の間の透明度を有する。
【０１１３】
異なるグレイスケールの領域は、深さ／幅比が領域で異なることによって形成されるということもまた可能である。図１２は一つの例に関するグラフによって、透明度Ｔが深さ／幅比ｈ／ｄによってどのように調整され得るのかを示す。すでに上述したように、透明度Ｔと深さ／幅比ｈ／ｄとの関係は、多くのパラメータ、例えば、金属の種類およびレリーフ構造の性質に依存している。しかしながら、基本的には透明度Ｔは深さ／幅比ｈ／ｄの増加にともなって増加する。この例においては、深さ／幅比ｈ／ｄ＝５．３のとき透明度Ｔ＝１００％である。この比は発見的解決法に基づいている。質的に目立った減少なしに、図１１の符号９６によって示される完全な透明領域は、深さ／幅比ｈ／ｄ＝＞１．０で、例えば透明度Ｔ＝８０％であるようにｈ／ｄ＝２．２で生じることがすでに可能である。より低い深さ／幅比は、例えば技術的に有利になり得る。
【０１１４】
画像表示が、図１１および１２を参照して記述された方法において生じるということも可能である。この方法において可能な高い解像度により、高品質の画像を提供する画像がこのように、例えばロゴあるいは文字の形態に生じることが可能である。例えば線形画像あるいは黒−白ラスタ画像が黒−白ラスタリング処理で生じ得る。すでに述べたように（図１１参照）、この点においてピクセルの透明度は不透明ラスタエレメントおよび透明ラスタエレメントの間の比によって決定される。しかしながら、ピクセルは異なる深さ／幅比（図１２参照）を有する均一な領域の形態であることもまた可能である。このように、例えばコンピュータ画像がグレイスケールモードで画像表示の形態に生じることもまた可能である。この方法で可能な高解像度によって、高い質のグレイスケール画像がこの方法において生じることが可能となり、例えば高画質の写真画像がどのような背景に対しても再現することが可能となる。
【０１１５】
しかしながら、透明性を連続的に変化させながらマクロ領域を生じさせ、その領域に配置されたエレメントを光学的に“フェードイン”させることもまた可能である。このように、例えばパスポート写真をはっきりしたエッジの画定なしで再現することが可能である。
【０１１６】
図１１および１２において特徴づけられた解はともに組み合わされて、さらなる効果が達成され得るということもまた可能である。例えば人間の眼に対して可視であるラスタエレメントが構造エレメントとして、例えばジャーナルラスタの形態で用いられることも可能である。
【０１１７】
図１３はここでカード本体２８、カード本体２８に配置された画像エレメント２７を有するセキュリティドキュメント１２および図１に示されたセキュリティエレメント１１の概略図を示す。同様のエレメントは同様の符号によって示されている。
【０１１８】
この目的のため、セキュリティエレメント１１はキャリアフィルム１０から剥がされ、カード本体２８に適用される。この点において剥離層２０（図１参照）はセキュリティエレメントのキャリアフィルム１０からの剥離を助ける。
【０１１９】
ここで、レリーフ構造２５の下に配置された画像エレメント２７の領域のみがセキュリティエレメント１１の適用によって依然として可視である。レリーフ構造２６の下に配置された画像エレメント２７はセキュリティドキュメントを観察する人にとって可視ではない。金属層２３のためにそれらは、特に図１５および１６からよく分かるように、組みひも飾りの形状に細かなパターンとなり得る反射領域として見える。上述した方法によって適用されるパターンは非常に細かいので、他の方法、例えば色複製方法で模倣されることができない。
【０１２０】
ここで図１４および１５はセキュリティエレメントおよびこのセキュリティエレメントが設けられたセキュリティドキュメントの第二の実施形態を示す。同様のエレメントは同様の符号によって示される。
【０１２１】
図１４はキャリアフィルム１０、剥離層２０、保護ラッカー層２１、レリーフ構造２５、２６およびさらにレリーフ構造１２５、１２６を有する複製ラッカー層２２、金属層２３および接着層２４を有する多層フィルム体に形態のセキュリティエレメント１１１を示す。レリーフ構造１２５および１２６は、示された概略的な例において正弦関数構造のレリーフ構造２５および２６との重ね合わせの形状となっている。重ね合わされた構造は例えばこのようにレリーフ構造１２５の領域で可視となりレリーフ構造１２６の領域で不可視となるホログラムを生じさせる構造を含むことが可能である。例として、この点においてレリーフ構造２６および１２６は従来の方法では再現できない組みひも飾りパターンを形成することが可能であり、つまりこれは安全特性の形態となる。
【０１２２】
図１３から類推して、図１５は、図１４に示されたセキュリティエレメント１１１が適用されたセキュリティドキュメントの概略図を示す。
【０１２３】
ここで図１６および１７は識別ドキュメント１１０の用途の一例を示す。この識別ドキュメント１１０は識別ドキュメントの所有者の写真１１０ｐ、文字１１０ｋ、個別の文字１１０ｖおよび組みひも飾りパターン１１０ｇを有する。
【０１２４】
示された実施形態において、写真１１０ｐ、文字１１０ｋおよび個別の文字１１０ｖはドキュメント１１０のカード本体に技術的状態に応じて適用される。図の一層の明確にするために図１７に詳細に示された組みひも飾りパターン１１０ｇは、カードの全表面にわたって配置される。示された実施形態において、組みひも飾りパターン１１０ｇの線は、高い深さ／幅比の透明領域に直接隣接する深さ／幅比＜０．２且つ５０μｍの幅の領域の形状となっている。これにより、組みひも飾りパターン１１０ｇは他の方法で適用されることは不可能なので、識別ドキュメントは特に簡単な方法において偽造を照明する性質となる。
【０１２５】
図１６に示された実施形態のようなセキュリティドキュメントは、偽造に対する一層のセキュリティレベルを有するという利点と、簡略的に且つより正確に製造されるという利点とを組み合わせる。より具体的には、透明および不透明領域が一つの処理段階で生じ得るので、正確な整合関係での記録印刷において生じる位置決めの問題がもはや起こらず、換言すると、透明領域、不透明領域および背景領域が、もはやこれまでのように高いレベルの正確さで互いに関係して配置されなくてもよい。本発明による方法により、透明および不透明領域は表面構造によって、より具体的には正確にそれらが意図されたところに生じる。この点において、多層薄膜システム、液晶システムなどが含まれ得る。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明によるセキュリティエレメントの概略図。
【図２】交差格子のレリーフ構造の概略斜視図。
【図３】線形格子のレリーフ構造の概略斜視図。
【図４】図２のレリーフ構造の深さ／幅比ｈ／ｄと厚さ比εとの関係のグラフ表示。
【図５】図３のレリーフ構造の深さ／幅比ｈ／ｄと厚さ比εとの関係のグラフ表示。
【図６】本発明によるレリーフ構造の概略断面図。
【図７ａ】様々な金属の金属層の厚さｔと反射度Ｒとの関係のグラフ表示。
【図７ｂ】様々な金属の金属層の厚さｔと反射度Ｒとの関係のグラフ表示。
【図８ａ】様々な深さ／幅比での本発明のレリーフ構造の概略断面図。
【図８ｂ】様々な深さ／幅比での本発明のレリーフ構造の概略断面図。
【図８ｃ】様々な深さ／幅比での本発明のレリーフ構造の概略断面図。
【図８ｄ】様々な深さ／幅比での本発明のレリーフ構造の概略断面図。
【図９ａ】偏光で照射されたときの第一の金属化線形格子の深さｈに依存する透明度Ｔあるいは反射度Ｒ間の関係のグラフ表示。
【図９ｂ】非偏光で照射されたときの図９ａにおける線形格子の深さｈに依存する透明度Ｔ間の関係のグラフ表示。
【図９ｃ】深さ／幅比ｈ／ｄ＝１での第二の金属化線形格子の光の波長λに依存する透明度Ｔ間の関係のグラフ表示。
【図９ｄ】深さ／幅比ｈ／ｄ＝０．６７での図９ｃの金属化線形格子の光の波長λに依存する透明度Ｔ間の関係のグラフ表示。
【図９ｅ】深さ／幅比ｈ／ｄ＝０．３３での図９ｃの金属化線形格子の光の波長λに依存する透明度Ｔ間の関係のグラフ表示。
【図１０ａ】異なる照明角度で照射したときの第三の金属化線形格子の波長λに依存する透明度Ｔあるいは反射度Ｒの間の関係のグラフ表示。
【図１０ｂ】異なる照明角度で照射したときの第三の金属化線形格子の波長λに依存する透明度Ｔあるいは反射度Ｒの間の関係のグラフ表示。
【図１０ｃ】異なる照明角度で照射したときの第三の金属化線形格子の波長λに依存する透明度Ｔあるいは反射度Ｒの間の関係のグラフ表示。
【図１１】表面ラスタリングによる透明性の変化の調整の概略図。
【図１２】金属層の実施形態の透明度Ｔと深さ／幅比との間の関係のグラフ表示。
【図１３】図１に示される本発明のセキュリティエレメントを有するセキュリティドキュメントの概略図。
【図１４】本発明によるセキュリティエレメントの第二の実施形態の概略図。
【図１５】図１３に示される本発明のセキュリティエレメントを有する本発明によるセキュリティエレメントの第二の実施形態の概略図。
【図１６】本発明によるセキュリティエレメントを有するセキュリティドキュメントに対する平面図の抽象的な表示。
【図１７】図１５に示されるセキュリティエレメントの組みひも飾りパターンの抽象的な表示。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複製ラッカー層（２２）を有する多層フィルム体の形態のセキュリティエレメント（１１）であって、座標軸ｘおよびｙによって画定される平面には前記セキュリティエレメントの第一領域に第一レリーフ構造（２５）が前記複製ラッカー層（２２）に形成され、前記セキュリティエレメント（１１）の前記第一領域および前記セキュリティエレメント（１１）の隣接する第二領域に前記座標軸ｘおよびｙによって画定される前記平面に対して一定の表面密度の金属層（２３）が前記複製ラッカー層（２２）に適用され、
前記第一レリーフ構造（２５）は個々の構造エレメントの深さ／幅比が０．５より大きい回折構造であり、前記金属層（２３）の透明性が前記第二領域における前記金属層の透明性に対して前記第一領域の第一レリーフ構造（２５）によって増加することを特徴とするセキュリティエレメント。
【請求項２】
前記金属層（２３）は、最大反射度の８５％〜９５％の金属層の反射度でゼロに等しい深さ／幅比で前記金属層（２３）のフラット表面への適用に相応する表面密度で前記複製ラッカー層（２２）に適用されることを特徴とする請求項１に記載のセキュリティエレメント。
【請求項３】
前記レリーフ構造（２５）の深さは前記座標ｘおよび／またはｙの関数の形状であることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項４】
前記関数は確率関数であることを特徴とする請求項３に記載のセキュリティエレメント。
【請求項５】
前記関数はｓｉｎ２（ｘ、ｙ）の種類の関数であることを特徴とする請求項３に記載のセキュリティエレメント。
【請求項６】
第二回折レリーフ構造（２６）が前記隣接する第二領域で前記複製ラッカー層（２２）に形成され、前記第二レリーフ構造の前記個々の構造エレメントの前記深さ／幅比が、前記第一レリーフ構造の前記個々の構造エレメントの前記深さ／幅比よりも小さいことを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項７】
前記第二レリーフ構造（２６）は０．２より小さい深さ／幅比を有することを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項８】
前記第二レリーフ構造（２６）は０．５より小さい深さ／幅比を有することを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項９】
前記第二領域は、パターン領域、特に組みひも飾りパターンまたはロゴもしくはテキストの形態であり、前記第一領域は背景領域であることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項１０】
前記第一レリーフ構造（２５）および／または前記第二レリーフ構造（２６）の前記深さ／幅比は前記ｘ方向および／またはｙ方向で変化することを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項１１】
前記第一領域または第二領域はマクロ領域においてラスタされた構造であり、前記マクロ領域では、前記マクロ領域の大きさおよび／または前記ラスタ間隔が人間の眼によって分解され得る前記間隔であるかあるいはより小さいことを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項１２】
前記第二レリーフ構造は、パターン、マクロ構造あるいはマット構造を生じる光学回折効果を有する構造であることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項１３】
前記第一または第二レリーフ構造（１２５、１２６）は０．５より大きい前記個々の構造エレメントの深さ／幅比で膜構造と回折構造との重ね合わせから形成されることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項１４】
前記膜構造は光学回折効果、特にホログラムを生じるレリーフ構造を有する構造であることを特徴とする請求項１３に記載のセキュリティエレメント。。
【請求項１５】
前記膜構造は、マクロ構造であることを特徴とする請求項１３に記載のセキュリティエレメント。
【請求項１６】
前記膜構造は、マット構造であることを特徴とする請求項１３に記載のセキュリティエレメント。
【請求項１７】
前記多層フィルム体は転写フィルム、特にホットスタンピングフィルムであることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項１８】
セキュリティドキュメント、特に前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメントを有する通帳（ｂａｎｋｎｏｔｅ）またはパスポート。
【請求項１９】
多層フィルム体の形態のセキュリティエレメント（１１、１１１）の製造方法であって、前記方法において、前記セキュリティエレメント（１１、１１１）の第一領域で前記多層フィルム体の複製ラッカー層（２２）に第一レリーフ構造（２５）が形成され、前記セキュリティエレメント（１１）の前記第一領域および前記セキュリティエレメント（１１）の隣接する前記第二領域で前記複製ラッカー層によって画定される平面に対して一定の表面密度の金属層（２３）が前記複製ラッカー層（２２）に適用され、
前記第一レリーフ構造（２５）は０．５より大きい前記深さ／幅比を有する回折構造の形状で形成され、
前記金属層（２３）は前記複製ラッカー層（２２）で画定された前記平面に対してある表面密度で適用され、前記金属層（２３）の透明性が前記第二領域における前記金属層（２３）の透明性に関して前記第一領域における前記第一レリーフ構造（２５）によって増加することを特徴とする製造方法。
【請求項２０】
前記金属層（２３）は前記複製ラッカー層（２２）に蒸着によって、特にスパッタリング、電子ビーム蒸着、あるいは抵抗加熱による熱蒸着によって適用されることを特徴とする請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記金属層（２３）を形成する金属は、前記沈着方向に垂直に配置されたフラット表面への前記金属層（２３）の適用に相応する表面密度で、前記複製ラッカー層（２２）によって画定された平面に沈着され、前記金属層は前記金属からなる光学的に不透明な金属層の最大反射度８５％〜９５％でゼロに等しい深さ／幅比を有することを特徴とする請求項２０に記載の製造方法。
【請求項２２】
第四レリーフ構造と前記第一レリーフ構造（２５）および／または前記第二レリーフ構造（２６）と、膜曲線の重ね合わせの形状である第三レリーフ構造（１２５、１２６）が前記セキュリティエレメント（１１１）の第三領域に形成され、前記第一レリーフ構造（２５）で重ねられた前記第三領域の準領域において前記第四レリーフ構造によって具体化された情報が可視になり、前記第二レリーフ構造（２６）で重ねられた前記第三領域の準領域において前記第四レリーフ構造によって具体化された情報が可視でなくなることを特徴とする請求項１９〜２１のいずれか１つに記載の製造方法。
【請求項２３】
前記レリーフ構造は、ＵＶ複製によって前記複製ラッカー層（２２）に形成されることを特徴とする請求項１９〜２２のいずれか１つに記載の製造方法。
【請求項１】
複製ラッカー層（２２）を有する多層フィルム体の形態のセキュリティエレメント（１１）であって、座標軸ｘおよびｙによって画定される平面には前記セキュリティエレメントの第一領域に第一レリーフ構造（２５）が前記複製ラッカー層（２２）に形成され、前記セキュリティエレメント（１１）の前記第一領域および前記セキュリティエレメント（１１）の隣接する第二領域に前記座標軸ｘおよびｙによって画定される前記平面に対して一定の表面密度の金属層（２３）が前記複製ラッカー層（２２）に適用され、
前記第一レリーフ構造（２５）は個々の構造エレメントの深さ／幅比が０．５より大きい回折構造であり、前記金属層（２３）の透明性が前記第二領域における前記金属層の透明性に対して前記第一領域の第一レリーフ構造（２５）によって増加することを特徴とするセキュリティエレメント。
【請求項２】
前記金属層（２３）は、最大反射度の８５％〜９５％の金属層の反射度でゼロに等しい深さ／幅比で前記金属層（２３）のフラット表面への適用に相応する表面密度で前記複製ラッカー層（２２）に適用されることを特徴とする請求項１に記載のセキュリティエレメント。
【請求項３】
前記レリーフ構造（２５）の深さは前記座標ｘおよび／またはｙの関数の形状であることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項４】
前記関数は確率関数であることを特徴とする請求項３に記載のセキュリティエレメント。
【請求項５】
前記関数はｓｉｎ２（ｘ、ｙ）の種類の関数であることを特徴とする請求項３に記載のセキュリティエレメント。
【請求項６】
第二回折レリーフ構造（２６）が前記隣接する第二領域で前記複製ラッカー層（２２）に形成され、前記第二レリーフ構造の前記個々の構造エレメントの前記深さ／幅比が、前記第一レリーフ構造の前記個々の構造エレメントの前記深さ／幅比よりも小さいことを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項７】
前記第二レリーフ構造（２６）は０．２より小さい深さ／幅比を有することを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項８】
前記第二レリーフ構造（２６）は０．５より小さい深さ／幅比を有することを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項９】
前記第二領域は、パターン領域、特に組みひも飾りパターンまたはロゴもしくはテキストの形態であり、前記第一領域は背景領域であることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項１０】
前記第一レリーフ構造（２５）および／または前記第二レリーフ構造（２６）の前記深さ／幅比は前記ｘ方向および／またはｙ方向で変化することを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項１１】
前記第一領域または第二領域はマクロ領域においてラスタされた構造であり、前記マクロ領域では、前記マクロ領域の大きさおよび／または前記ラスタ間隔が人間の眼によって分解され得る前記間隔であるかあるいはより小さいことを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項１２】
前記第二レリーフ構造は、パターン、マクロ構造あるいはマット構造を生じる光学回折効果を有する構造であることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項１３】
前記第一または第二レリーフ構造（１２５、１２６）は０．５より大きい前記個々の構造エレメントの深さ／幅比で膜構造と回折構造との重ね合わせから形成されることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項１４】
前記膜構造は光学回折効果、特にホログラムを生じるレリーフ構造を有する構造であることを特徴とする請求項１３に記載のセキュリティエレメント。。
【請求項１５】
前記膜構造は、マクロ構造であることを特徴とする請求項１３に記載のセキュリティエレメント。
【請求項１６】
前記膜構造は、マット構造であることを特徴とする請求項１３に記載のセキュリティエレメント。
【請求項１７】
前記多層フィルム体は転写フィルム、特にホットスタンピングフィルムであることを特徴とする前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメント。
【請求項１８】
セキュリティドキュメント、特に前述の請求項のいずれか１つに記載のセキュリティエレメントを有する通帳（ｂａｎｋｎｏｔｅ）またはパスポート。
【請求項１９】
多層フィルム体の形態のセキュリティエレメント（１１、１１１）の製造方法であって、前記方法において、前記セキュリティエレメント（１１、１１１）の第一領域で前記多層フィルム体の複製ラッカー層（２２）に第一レリーフ構造（２５）が形成され、前記セキュリティエレメント（１１）の前記第一領域および前記セキュリティエレメント（１１）の隣接する前記第二領域で前記複製ラッカー層によって画定される平面に対して一定の表面密度の金属層（２３）が前記複製ラッカー層（２２）に適用され、
前記第一レリーフ構造（２５）は０．５より大きい前記深さ／幅比を有する回折構造の形状で形成され、
前記金属層（２３）は前記複製ラッカー層（２２）で画定された前記平面に対してある表面密度で適用され、前記金属層（２３）の透明性が前記第二領域における前記金属層（２３）の透明性に関して前記第一領域における前記第一レリーフ構造（２５）によって増加することを特徴とする製造方法。
【請求項２０】
前記金属層（２３）は前記複製ラッカー層（２２）に蒸着によって、特にスパッタリング、電子ビーム蒸着、あるいは抵抗加熱による熱蒸着によって適用されることを特徴とする請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記金属層（２３）を形成する金属は、前記沈着方向に垂直に配置されたフラット表面への前記金属層（２３）の適用に相応する表面密度で、前記複製ラッカー層（２２）によって画定された平面に沈着され、前記金属層は前記金属からなる光学的に不透明な金属層の最大反射度８５％〜９５％でゼロに等しい深さ／幅比を有することを特徴とする請求項２０に記載の製造方法。
【請求項２２】
第四レリーフ構造と前記第一レリーフ構造（２５）および／または前記第二レリーフ構造（２６）と、膜曲線の重ね合わせの形状である第三レリーフ構造（１２５、１２６）が前記セキュリティエレメント（１１１）の第三領域に形成され、前記第一レリーフ構造（２５）で重ねられた前記第三領域の準領域において前記第四レリーフ構造によって具体化された情報が可視になり、前記第二レリーフ構造（２６）で重ねられた前記第三領域の準領域において前記第四レリーフ構造によって具体化された情報が可視でなくなることを特徴とする請求項１９〜２１のいずれか１つに記載の製造方法。
【請求項２３】
前記レリーフ構造は、ＵＶ複製によって前記複製ラッカー層（２２）に形成されることを特徴とする請求項１９〜２２のいずれか１つに記載の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図８ｄ】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図９ｃ】
【図９ｄ】
【図９ｅ】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１０ｃ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図８ｄ】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図９ｃ】
【図９ｄ】
【図９ｅ】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１０ｃ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公表番号】特表２００８−５１１８４７（Ｐ２００８−５１１８４７Ａ）
【公表日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５２８７５８（Ｐ２００７−５２８７５８）
【出願日】平成１７年８月２９日（２００５．８．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００５／００９２８７
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０２４４７８
【国際公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【出願人】（５０６１５１６２６）オーファウデー キネグラム アーゲー (30)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２９日（２００５．８．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００５／００９２８７
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０２４４７８
【国際公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【出願人】（５０６１５１６２６）オーファウデー キネグラム アーゲー (30)
【Ｆターム（参考）】
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