[发明专利]安全元件以及安全元件的制造方法

说明书

本发明涉及具有借助激光蚀刻而引入的光学安全特征的安全元件(10)，其包括透明的聚合物膜(11)和直接或间接施涂于所述聚合物膜的色料层(14)，其特征在于所述色料层包含金属颜料(12)。

技术领域

本发明涉及具有借助于激光蚀刻引入的光学安全特征的安全元件，其包括透明的聚合物膜和直接或间接施涂于所述聚合物膜的色料层。

背景技术

具有透明膜作为载体材料的安全元件是众所周知的。它们常以具有模压全息图、动态图像(kinegrams)、或其它光学可变元件的粘合剂标签的形式用于防伪安全或防伪保护。

在很多情况中，针对该目的，借助于精细结构的模压工具为膜提供浮凸结构(浮雕结构)，或为薄薄施涂于膜的色料提供浮凸结构。借助于之后向其进行的金属化步骤，该结构可以在反射中作为相位调制结构观察到。也可以先将膜、或具有适宜漆层的膜金属化，然后模压。由此也产生可在反射中观察到的相位调制结构。

在很多情况中，金属化步骤通过真空沉积或通过溅射工序进行。因此所得金属化是全表面的。但是，也可以如下进行部分金属化：例如，首先在膜上进行部分脱模层压印。在随后对其进行气相沉积之后，可以部分移除脱模层，因此可部分移除金属化。

除了用于产生光学安全元件、和/或光学可变元件的压印法之外，激光蚀刻法也是已知的。借助于聚焦的脉冲激光束，在此情况中，加工配有金属化的膜，使得在金属化层中聚焦的激光辐射产生局部的、显微的脱金属化。以预先计算的分布排列，很多这样的脱金属点得到所需的光学可变结构。

例如，这些脱金属点可以在正交网格上在X和Y方向排列。得自蚀刻步骤的脱金属点的直径在此情况下基本上取决于激光在聚焦区域中的强度分布和激光脉冲的引入能量，但是也取决于金属化的层厚度。期望脱金属点的直径与正交网格的网格间距的大小一致。

Tobias Kresse在“Realisierung einesVolumendaten-speichers[Implementation of a cylindrical volume data store]”，dissertation，University of Heidelberg，2005中描述的实验表明金属化的层厚度和从该处产生的可见光范围内光的光学吸收的依存关系。随着层厚度增加，吸收也增加，其然后在所谓渗点穿过最大值，然后再次随着层厚度增加下降。因此，对于例如铝，达到约20％至25％的最大吸收值。在蚀刻法过程中使用的这种吸收在激光脉冲过程中短暂地加热金属层。因此出现“脱金属点”。如果选择具有最大吸收的层厚度，很可能出现具有所需均匀大直径的脱金属点的稳定的蚀刻过程，因为金属化层厚度的变化仅产生较小的吸收变化。其也导致，可以使用低的、以及因此高效的激光功率产生结构，因为提供了高的吸收。但是，已经证明不利的是，具有最大吸收的层厚度导致反射仅有约50％。这样的气相沉积通常不反光，而是微带灰色并降低、引入的安全特征的清晰度。

EP 2 005 425B1公开了全息存储材料，其具有：聚合物膜；聚合物膜上施涂的第一金属层，其具有相对低的层厚度，且在最大吸收范围内以实现高吸收；然后是第二非金属层；然后是第三金属层，其层厚度大于第一层。因此产生一种结构，该结构既表现出高吸收(由第一层产生)，也表现出高反射和光学密度(由第三层产生)。对于该三层结构的性质具有决定性的是，两个金属层通过第二层彼此电学隔开。第一层和第三层的电导率性质基本上决定了其各自的光学性质。以这种方式可以制备可蚀刻暴露的材料，其具有的吸收相对于层厚度变化稳定并且也较高，因此能够使蚀刻工艺稳定有效，此外还具有高反射，这使得引入的结构在之后使用时清晰可见。在该方法中，通过气相沉积和喷溅来制造三个薄层的复杂且因此昂贵的方法是不利的。

发明内容

本发明基于以下目的：提供一种安全元件，其具有高吸收、高反射、高工艺稳定性、和简单制造可能性的组合。