Металлизированный элемент защиты

Металлизированный элемент защиты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к элементу защиты в форме тела из многослойной пленки, который имеет репликационный лаковый слой и металлический слой, расположенный на нем, и в котором в репликационном лаковом слое сформирована рельефная структура. Изобретение, кроме того, относится к защищенному документу с таким элементом защиты и способу производства такого элемента защиты.

Оптические элементы защиты часто используют для затруднения копирования и ненадлежащего использования документов или продуктов и, если возможно, предотвращения такого копирования и ненадлежащего использования. Таким образом, оптические элементы защиты часто используют для защищенных документов, банкнот, кредитных карт, банковских карт и т.п. Для этого известно использование элементов с переменными оптическими свойствами, которые нельзя копировать, используя обычные процессы копирования. Также известны элементы защиты, снабженные структурированным слоем металла, выполненным в форме текста, логотипа или другого узора.

Изготовление структурированного слоя металла из слоя металла, который нанесен на область поверхности, например, путем напыления покрытия, требует использования большого количества процессов, в частности, если необходимо получить тонкие структуры, которые обеспечивают высокий уровень защиты от подделки. Таким образом, известно, например, что слой металла, нанесенный на всю площадь поверхности подвергается частичному удалению слоя металла путем позитивного/негативного вытравливания или лазерного выжигания, чтобы таким образом сформировать структуру. В качестве альтернативы слои металла можно наносить на носитель в уже структурированной форме, используя маски для осаждения из паровой фазы.

Чем больше количество этапов производства, используемых для изготовления элементов защиты, тем большую важность приобретает точность совмещения на отдельных этапах обработки.

Например, в GB 2136352 A описан способ производства, предназначенный для изготовления пленки для опечатывания, на которой предусмотрена голограмма в качестве признака защиты. В этом случае пластиковую пленку металлизируют по всей ее площади поверхности, после тиснения на ней дифракционной рельефной структуры, и после этого в отдельных областях удаляют металл с точным совмещением с тисненной дифракционной рельефной структурой.

Цель настоящего изобретения состоит в улучшении производства оптического элемента защиты, который имеет структурированный металлический поверхностный слой, и в обеспечении улучшенного оптического элемента защиты, имеющего такой металлический поверхностный слой.

Цель настоящего изобретения достигается при помощи элемента защиты в форме тела из многослойной пленки с репликационным лаковым слоем, в котором в плоскости, определенной осями x и y координат, сформирована первая рельефная структура в репликационном лаковом слое, в первой области элемента защиты, и слой металла с постоянной поверхностной плотностью относительно плоскости, образованной осями x и y координат, нанесен на репликационный лаковый слой в первой области элемента защиты и в соседней второй области элемента защиты, в котором рельефная первая структура представляет собой дифракционную структуру с соотношением глубины к ширине отдельных элементов структуры > 0,5, слой металла представляет собой слой металла с номинальной толщиной t₀, и при этом прозрачность слоя металла повышена с помощью первой рельефной структуры в первой области относительно прозрачности слоя металла во второй области.

Изобретение, кроме того, реализуется в способе производства элемента защиты в форме тела из многослойной пленки, в котором первую рельефную структуру формируют в репликационном лаковом слое тела из многослойной пленки, в первой области элемента защиты, и слой металла с постоянной поверхностной плотностью относительно плоскости, образованной репликационным лаковым слоем, наносят на репликационный лаковый слой в первой области элемента защиты и в соседней второй области элемента защиты, при этом первая рельефная структура выполнена в форме дифракционной структуры с отношением глубины к ширине отдельных элементов структуры > 0,5, и слой металла наносят с поверхностной плотностью относительно плоскости, образованной репликационным лаковым слоем и формируют с номинальной толщиной t₀, таким образом, что прозрачность слоя металла повышена с помощью первой рельефной структуры в первой области относительно прозрачности слоя металла во второй области.

В этом отношении прозрачность в первой области обеспечивает улучшенную видимость, в частности, для глаза человека, но улучшенная прозрачность также может быть детектирована только с использованием механических оптических измерительных систем.

Изобретение уменьшает стоимость производства элементов защиты, в которых слой металла должен быть предусмотрен не на всей площади поверхности, а только в области определенного узора. Более конкретно, в изобретении предусматривается однородное нанесение металла по полной площади поверхности, на которой формируется слой металла на репликационном лаковом слое, в котором в результате наличия рельефной структуры в первой области слой металла получается настолько тонким, что он является здесь прозрачным или кажется, что он отсутствует. Производители, которые до настоящего времени должны были формировать структуру слоя металла, нанесенного на рельефную структуру, могут исключить этот процесс в соответствии с настоящим изобретением. Изобретение предусматривает возможность исключения дорогостоящих и наносящих вред окружающей среде производственных этапов, например печати, вытравливания и удаления слоев при производстве таких элементов защиты, и при этом существенно повышается точность совмещения.

Очень высокие уровни разрешающей способности можно обеспечить, используя способ в соответствии с настоящим изобретением. Достигаемая разрешающая способность может быть в 1000 лучше, чем значение разрешающей способности, достигаемой с использованием других способов. Поскольку ширина структурных элементов первой рельефной структуры может составлять значения порядка длины волны видимого света, но также может быть меньше нее, возможно формировать области с металлизированным узором, имеющие очень тонкие контуры. В соответствии с этим, основные преимущества по сравнению с используемыми до настоящего времени процессами также достигаются в этом отношении, при этом возможно благодаря использованию изобретения формировать элементы защиты с более высокой степенью защиты от копирования и подделки, чем до настоящего времени.

В изобретении используется эвристический подход для значительного увеличения площади поверхности структуры путем разложения ее на очень тонкие структурные элементы, и в этой области слой металла, нанесенного на поверхность, получается настолько тонким, что он кажется прозрачным или почти прозрачным. В этом случае поверхность формируют с большим количеством структурных элементов, с большим значением отношения глубины к ширине. Термин отношение глубины к ширине здесь используется для обозначения отношения между средним значением h высоты двух соседних структурных элементов или средней глубины профиля и промежутком d между двумя соседними структурными элементами или периодическими промежутками. В этом случае слой металла наносят перпендикулярно на плоскость, образованную репликационным лаковым слоем с толщиной t, в котором чем в большей степени будет уменьшена эффективная толщина слоя металла на поверхности репликационного лакового слоя, тем большей становится эффективной площадь поверхности в этой области, т.е. больше становится отношение глубины к ширине рельефной структуры области, на которую нанесен металл. Тонкий слой металла такого рода может выглядеть прозрачным или полупрозрачным, и этот эффект может быть пояснен эвристически.

Эффективная площадь поверхности в области R, глубина структуры которой определяется функцией z = f(x, y), может быть описана следующим уравнением:

Прямоугольная сетка с периодом d_x в направлении x и d_y в направлении y, где x и y представляют собой ортогональные оси, и с глубиной профиля h может быть описана, например, следующей функцией:

Если периоды по x и по y являются идентичными, т.е. d_x = d_y = d, тогда можно вывести следующее отношение частных производных:

Эффективная площадь поверхности, таким образом, определяется следующим уравнением:

Для этого уравнения невозможно найти простое аналитическое решение. При численном решении этого уравнения неожиданно было установлено, что в случае слоя металла, который нанесен на прямоугольную сетку с номинальной толщиной t₀ и который локально сформирован с толщиной t, отношение толщины ε = t₀/t существенно увеличивается, если отношение глубины к ширине h/d рельефной структуры прямоугольной сетки больше, чем 1. Более конкретно, рельефная структура обеспечивает то, что толщина t слоя металла заметно уменьшается относительно номинальной толщины t₀ (толщины в "плоских" областях). Например, при h = 2d, т.е. если глубина профиля h в два раза больше периода решетки d, отношение толщины ε = 3,5. При рельефной структуре с отношением глубины к ширине h/d = 2, толщина t слоя металла поэтому составляет только 0,3 t₀, т.е. в этой области слой металла имеет только одну треть толщины слоя в плоской области.

Линейная решетка с периодом d и глубиной профиля h может быть описана следующим уравнением:

Это позволяет вывести следующие отношения частных производных:

Эффективная площадь поверхности может быть, таким образом, описана следующим уравнением:

В этом случае E(α) представляет полный эллиптический интеграл второго порядка.

В этом случае также численные решения этого уравнения неожиданно показали, что отношение толщины ε значительно увеличивается, если отношение глубины к ширине h/d > 1.

Неожиданно было определено, что при одном и том же отношении глубины к ширине увеличение отношения толщины ε при использовании линейной решетки получается большим, чем при использовании описанной выше прямоугольной решетки.

Таким образом, можно сформировать рельефную структуру в форме прямоугольной решетки или линейной решетки, т.е. в которой рельефная структура описывается математической функцией с периодической конфигурацией, например с квадратичной синусной конфигурацией.

Однако также можно обеспечить производство рельефной структуры со стохастической периодической конфигурацией, при этом такая конфигурация может быть получена в направлении х или в направлении y, или в направлении х и в направлении y.

Также возможно обеспечить прозрачность слоя металла с помощью рельефных структур, которые имеют сложный профиль поверхности с выпуклыми участками или углублениями разной высоты. В этом отношении такие профили поверхности также могут включать в себя стохастические профили поверхности. При этом обычно достигается прозрачность, если средний промежуток между соседними структурными элементами меньше, чем средняя глубина профиля рельефной структуры, и соседние структурные элементы расположены через промежуток меньше 200 мкм друг от друга. Предпочтительно, в этом отношении, средний промежуток между соседними выпуклыми участками выбирают так, чтобы он был меньше, чем 30 мкм, в результате чего получают рельефную структуру в виде специальной дифракционной рельефной структуры.

Предпочтительные конфигурации изобретения описаны в приложенной формуле изобретения.

Предпочтительно, номинальное значение t₀ толщины слоя металла выбирают таким образом, чтобы, с одной стороны, обеспечивалась достаточная прозрачность слоя металла в областях с большим отношением глубины к ширине, и, с другой стороны, чтобы слой металла, характеризуемый его номинальной толщиной t₀, выглядел непрозрачным или по существу непрозрачным. Наблюдатель обычно воспринимает область как непрозрачную или как полностью отражающую, если отражается 85% падающего света, и наблюдатель воспринимает область как прозрачную, если отражается меньше, чем 20% падающего света, и пропускается больше, чем 60%. Эти значения могут изменяться в зависимости от подложки, освещения и т.п. В этом отношении важную роль играет поглощение света в слое металла. Например, в определенных обстоятельствах хром обладает гораздо меньшим отражением.

В этом отношении толщину t, получаемую на структурном элементе, следует интерпретировать так, что среднее значение толщины t сформировано в зависимости от угла наклона поверхности рельефной структуры относительно горизонтали. Этот угол наклона может быть описан математически первой производной функции рельефной структуры.

Если локальный угол наклона рельефной структуры равен нулю, т.е. если рельефная структура имеет форму плоской области, направление, в котором она продолжается, является перпендикулярным направлению нанесения слоя металла, слой металла наносят с номинальной толщиной t₀. Если величина локального угла наклона рельефной структуры больше, чем ноль, слой металла наносится с толщиной t, которая меньше, чем номинальная толщина t₀.

При изготовлении прозрачных областей важно знать индивидуальные параметры и их зависимости и выбирать их соответствующим образом. В частности, с этой целью следует использовать точные расчеты дифракционного поведения структур, которые должны включать в себя дисперсию.

Предпочтительно, следует обеспечить, чтобы слой металла был нанесен на репликационный лаковый слой с такой поверхностной плотностью, которая соответствует нанесению слоя металла на плоскую поверхность с отношением глубины к ширине, равным нулю, со степенью отражения слоя металла 85-95% от максимально достижимого уровня отражения. В этом отношении максимальный достижимый уровень отражения зависит от свойств металла. Слои металла из серебра и золота имеют очень высокую максимальную степень отражения, но медь также в значительной мере пригодна для использования.

Как было определено, в частности, уровень прозрачности слоя металла, помимо отношения глубины к ширине рельефной структуры, зависит от поляризации падающего света. Этот эффект можно использовать в качестве вторичных признаков защиты.

Кроме того, было определено, что степень прозрачности и/или степень отражения слоя металла зависит от длины волны. Таким образом, можно наблюдать цветные эффекты при облучении полихроматическим светом, например дневным светом. Эти цветные эффекты также можно использовать как дополнительный вторичный признак защиты.

Вторую дифракционную рельефную структуру можно сформировать во второй области репликационного лакового слоя, при этом вторая рельефная структура будет сформирована с отношением глубины к ширине < 0,2 и, таким образом, она будет, по существу, непрозрачной.

Также можно сформировать вторую рельефную структуру с отношением глубины к ширине < 1. Таким образом, первая и вторая рельефные структуры будут формировать оптически связанную область, в которой может быть получена степень прозрачности от 0 до 100%. Такая область может быть предусмотрена, например, для получения так называемого эффекта затенения структур, расположенных под этой областью. Таким образом может быть получена, например, фотография на паспорте или защищенном документе с кромкой, не содержащей контур. Такой эффект может представлять собой дополнительный признак защиты.

В первой области может быть сформирована область с прозрачной структурой в форме логотипа или текста и с отношением глубины к ширине, при котором становится видимой область фонового изображения, расположенная под этой областью. Однако также можно предусмотреть формирование во второй области структуры в форме логотипа или текста с малым отношением глубины к ширине, в результате чего эта область становится непрозрачной или обладающей металлическим блеском по сравнению с областью фонового изображения.

Также возможно выполнить вторую область в форме узора из тонких линий, например в виде гильотировки (узор из переплетающихся линий). Особое преимущество использования настоящего изобретения в этом отношении состоит в том, что такой узор из тонких линий может быть особенно филигранным и может быть расположен так, что он будет совмещен со всеми дифракционными признаками защиты. Например, рельефная структура с большим отношением глубины к ширине предусмотрена в первой области, и рельефная структура с малым отношением глубины к ширине предусмотрена во второй области, в результате чего формируются филигранные линии гильотировки.

Использование изобретения позволяет дискретно или непрерывно изменять отношение глубины к ширине первой рельефной структуры и/или второй рельефной структуры в направлении х и/или в направлении y.

Предпочтительно, таким образом можно формировать растровые элементы, обладающие разной степенью прозрачности или разной степенью непрозрачности. Любые представления изображения могут быть сформированы с помощью таких растровых элементов, размеры которых предпочтительно меньше, чем может различить глаз человека.

Могут быть сформированы только два вида растровых элементов, а именно прозрачные растровые элементы и непрозрачные растровые элементы. Таким образом, можно формировать монохромные изображения в виде изображения из линий.

Однако с растровыми элементами также можно сформировать пиксели, значение серого цвета которых будет определено отношением площади поверхности между прозрачными и непрозрачными растровыми элементами. Таким образом, могут быть сформированы черно-белые изображения из пикселей.

Также можно предусмотреть, чтобы растровые элементы, которые образуют шаговую шкалу серого цвета, были сформированы с использованием отношения глубины к ширине рельефной структуры, определяющего характеристику серого цвета растрового элемента. Таким образом возможно, например, сформировать монохромное компьютерное изображение серого цвета с разрешающей способностью 8 бит.

Особые преимущества формирования таких изображений в соответствии со способом настоящего изобретения, состоят в том, что становится возможным получать особо тонкие растры, которые удовлетворяют высоким требованиям, и что изображение может быть совмещено со всеми дифракционными признаками защиты. В этом отношении промежутки в растре могут быть меньше, чем уровень, различаемый глазом человека. В этом случае размер отдельных областей растра предпочтительно меньше, чем 300 мкм, предпочтительно составляет порядка 50 мкм.

Также можно предусмотреть, чтобы первая и/или вторая рельефная структура была сформирована путем наложения огибающей структуры и дифракционной структуры с большим отношением глубины к ширине. При этом можно предусмотреть, чтобы огибающая структура представляла собой структуру, которая обладает эффектом оптической дифракции, и, в частности, чтобы рельефная структура образовывала голограмму. Однако также можно предусмотреть, чтобы огибающая структура представляла собой макроструктуру или матовую структуру. Таким образом, обеспечивается высокий уровень точности совмещения, без необходимости использования дополнительных технологически сложных процессов и затрат, при этом области, покрытые первой и/или второй рельефными структурами, сформированы с использованием полученной в результате общей рельефной структуры. Процедуры, требовавшиеся до настоящего времени для придания структуры слою металла, наносимому на рельефную структуру, устраняются способом в соответствии с настоящим изобретением.

Предпочтительно, многослойное пленочное тело элемента защиты в соответствии с изобретением может быть выполнено в форме прозрачной пленки, в частности пленки, полученной горячим тиснением. Таким образом, на защищенном документе, в частности на банкноте или на паспорте, может быть предусмотрен элемент защиты в соответствии с изобретением известным образом, т.е. с использованием существующих машин и/или устройств.

Предпочтительно, слой металла может быть нанесен путем напыления на репликационный лаковый слой элемента защиты в соответствии с изобретением. Таким образом, становится возможным использовать испытанные и проверенные способы производства слоя металла. Предпочтительно, предусматривается, чтобы металл для формирования слоя металла был нанесен в плоскости, определенной репликационным лаковым слоем с такой поверхностной плотностью, которая соответствует нанесению слоя металла на плоскую поверхность, расположенную перпендикулярно направлению нанесения, и с отношением глубины к ширине, равным нулю, и со степенью отражения слоя металла 85-95% от максимальной степени отражения оптически непрозрачного слоя металла из этого металла. При этом можно предусмотреть, чтобы слой металла был сформирован только из одного металла или, однако, из сплава металлов.

Предпочтительно, можно предусмотреть, чтобы рельефные структуры были сформированы в репликационном лаковом слое с использованием ультрафиолетовой репликации. Таким образом можно, в частности, просто и с незначительными затратами производить рельефные структуры с большим отношением глубины к ширине.

Признак защиты, получаемый с помощью способа в соответствии с изобретением, может быть имитирован при применении обычных способов только с очень большими трудностями на репликационном слое, снабженном дифракционной структурой, поскольку нанесение слоя металла с точным совмещением или удаление его предъявляет очень высокие технологические требования.

Эти варианты или комбинация этих вариантов позволяют выполнять сложные и оптически привлекательные элементы защиты на основе базовой идеи изобретения.

Изобретение описано далее на примере с использованием ряда вариантов выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на Фиг.1 схематично показан элемент защиты в соответствии с изобретением,

на Фиг.2 схематично показан вид в перспективе рельефной структуры прямоугольной решетки,

на Фиг.3 схематично показан вид в перспективе рельефной структуры линейной решетки,

на Фиг.4 показано графическое представление зависимости между отношением глубины к ширине h/d и отношением толщины ε рельефной структуры по Фиг.2,

на Фиг.5 показано графическое представление зависимости между отношением глубины к ширине h/d и отношением толщины ε для рельефной структуры по Фиг.3,

на Фиг.6 схематично показан вид в разрезе рельефной структуры в соответствии с изобретением,

на Фиг.7a и 7b показано графическое представление зависимости между толщиной t слоя металла и степенью отражения R для различных металлов,

на Фиг.8a-8d схематично показаны виды в разрезе рельефной структуры в соответствии с изобретением, с разными значениями отношения глубины к ширине,

на Фиг.9a показан график зависимости между степенью прозрачности T или степенью отражения R и глубиной h для первой металлизированной линейной решетки при освещении поляризованным светом,

на Фиг.9b показан график зависимости между степенью прозрачности T и глубиной h линейной решетки по Фиг.9a при освещении неполяризованным светом,

на Фиг.9c показан график зависимости между степенью прозрачности T и длиной волны λ света для второй металлизированной линейной решетки, с отношением глубины к ширине h/d = 1,

на Фиг.9d показан график зависимости между степенью прозрачности T и длиной волны λ света для металлизированной линейной решетки по Фиг.9c, с отношением глубины к ширине h/d = 0,67,

на Фиг.9e показан график зависимости между степенью прозрачности T и длиной волны λ света для металлизированной линейной решетки по Фиг.9c, с отношением глубины к ширине h/d = 0,33,

на Фиг. 10a-10c показаны графики зависимости между степенью прозрачности T или степенью отражения R и длиной волны λ для третьей металлизированной линейной решетки при освещении под разными углами,

на Фиг.11 схематично показана регулировка с изменением степени прозрачности при использовании растра поверхности,

на Фиг.12 показан график зависимости между степенью прозрачности T и отношением глубины к ширине для варианта выполнения слоя металла,

на Фиг.13 схематично показан вид защищенного документа с элементом защиты в соответствии с изобретением, как показано на Фиг.1,

на Фиг.14 схематично показан второй вариант выполнения элемента защиты в соответствии с изобретением,

на Фиг.15 схематично показан второй вариант выполнения элемента защиты в соответствии с изобретением, с элементом защиты в соответствии с изобретением, представленным на Фиг.13,

на Фиг.16 представлен вид в плане защищенного документа с элементом защиты в соответствии с изобретением, и

на Фиг.17 представлено изображение гильотировки элемента защиты, показанного на Фиг.15.

На Фиг.1 показан элемент 11 защиты в форме тела из многослойной пленки, с несущей пленкой 10, разделительным слоем 20, защитным лаковым слоем 21, репликационным лаковым слоем 22 с рельефными структурами 25 и 26, внешним слоем 23 металла, расположенным на рельефных структурах 25 и 26, и клеящим слоем 24. Рельефная структура 26 выполнена в форме плоскостной рельефной структуры.

Элемент 11 защиты представляет собой пленку для опечатывания, в частности пленку для горячего опечатывания. Однако также возможно использовать элемент 11 защиты в форме ламинирующейся пленки или клеящейся пленки.

Несущий слой 10 содержит, например, пленку PET (ПЭТ, полиэтилентерефталат) или POPP в виде слоя толщиной от 10 мкм до 50 мкм, предпочтительно толщиной от 19 мкм до 23 мкм. Разделительный слой 20 и защитный лаковый слой 21 затем наносят на пленку-носитель, используя растрированный валик для глубокой печати. При этом разделительный и защитный лаковые слои 20 и 21, предпочтительно, имеют толщину от 0,2 до 1,2 мкм. Также можно не использовать эти слои.

Затем наносят репликационный лаковый слой 22.

Репликационный лаковый слой 22, предпочтительно, содержит сшиваемый при облучении репликационный лак. Предпочтительно, процесс ультрафиолетовой репликации используют для формирования рельефных структур 25 и 26 в репликационном лаковом слое 22. В этой ситуации в качестве репликационного лака используют лак, затвердевающий при ультрафиолетовом облучении. При этой процедуре рельефные структуры 25 и 26 формируют в репликационном лаковом слое, сшиваемом ультрафиолетовым излучением, например, используя ультрафиолетовое излучение при формировании рельефной структуры в лаковом слое, в то время как он все еще остается мягким или жидким, или путем частичного облучения и отверждения лакового слоя, сшиваемого ультрафиолетовым облучением. При этом вместо лака, сшиваемого ультрафиолетовым облучением, также возможно использовать лак, сшиваемый под действием другого излучения.

Кроме того, также возможно, чтобы репликационный лаковый слой 22 содержал прозрачный, термопластичный материал. Рельефная структура или множество рельефных структур, например рельефных структур 25 и 26, затем формируют тиснением в репликационном лаковом слое 22 с помощью инструмента тиснения.

Толщина, которую следует выбирать для репликационного лакового слоя 22, определяется глубиной профиля, выбранной для рельефных структур 25 и 26. Требуется, чтобы репликационный лаковый слой 22 имел достаточную толщину, чтобы обеспечить возможность формирования рельефных структур 25 и 26. Предпочтительно, в этом отношении, репликационный лаковый слой 22 имеет толщину от 0,3 до 1,2 мкм.

В качестве примера, репликационный лаковый слой 22 наносят на защитный лаковый слой 21 с помощью ролика для глубокой печати с линейным растром по всей площади поверхности, с плотностью нанесения 2,2 г/м² перед сушкой. В этом случае в качестве репликационного лака выбирают лак следующего состава:

Компонент	Пропорция по массе
Высокомолекулярная смола	2000
Не содержащий масло силикон-алкид	300
Неионный смачивающий агент	50
Нитроцеллюлоза с малой вязкостью	12000
Толуол	2000
Диацетоновый спирт	2500

Репликационный лаковый слой 22 затем высушивают в камере для сушки при температуре от 100 до 120°C.

Рельефные структуры 25 и 26 затем выполняют штамповкой в репликационном лаковом слое 22, например, с помощью штампа, содержащего никель, при температуре приблизительно 130°C. Для штамповки рельефных структур 25 и 26 в репликационном лаковом слое штамп, предпочтительно, электрически нагревают. Прежде чем штамп будет снят с репликационного лакового слоя 22 после операции штамповки, штамп в данном случае также снова может быть охлажден. После штамповки рельефных структур 25 и 26 в репликационном лаке репликационного лакового слоя 22 он затвердевает в результате сшивания или с использованием аналогичного способа.

Кроме того, также возможно вводить рельефные структуры 25 и 26 в репликационный лаковый слой 22 с использованием процесса абляции. В частности, с этой целью можно использовать процесс лазерного выжигания.

Также можно обеспечить покрытие репликационного лакового слоя 22 материалом HRI (HRI = высокий коэффициент отражения), например ZnS или TiО₂. Таким образом, в некоторых случаях можно сформировать более высокую степень прозрачности при заданной глубине рельефной структуры.

При этом рельефные структуры 25 и 26 включают в себя рельефные структуры, которые покрыты слоем 23 металла путем использования обычного процесса нанесения покрытия, например путем напыления, в результате чего обеспечивается постоянная поверхностная плотность слоя 23 металла на рельефных структурах 25 и 26. Таким образом, слой 23 металла на рельефной структуре 26, которая имеет малое отношение глубины к ширине, является непрозрачным, и слой 23 металла на рельефной структуре 25, который имеет большое значение отношения глубины к ширине, является прозрачным. Например, рельефная структура 26 сформирована с отношением глубины к ширине h/d = 0.

Затем на слой 23 металла наносят клеящий слой 24. Клеящий слой 24, предпочтительно, представляет собой слой, содержащий клей, активируемый теплом. В зависимости от соответствующего использования элемента 11 защиты также возможно не использовать клеящий слой 24.

Рельефная структура 25 представляет собой структуру с определенным отношением глубины к ширине у элементов рельефной структуры, и, таким образом, такая рельефная структура имеет эффективную площадь поверхности, которая во много раз больше, чем обычные рельефные структуры, сформированные в элементах защиты для получения оптических эффектов. При этом глубину следует интерпретировать как среднее значение расстояния между пиками и впадинами, и ширину следует интерпретировать как промежуток между двумя соседними структурными элементами рельефной структуры. Неожиданно было найдено, что в случае слоя металла, который нанесен на рельефную структуру с номинальной толщиной t₀ и который локально сформирован с толщиной t, отношение толщины ε = t₀/t существенно увеличивается, если отношение глубины к ширине h/d рельефной структуры больше 1. Более конкретно, толщина t слоя металла заметно уменьшается с помощью рельефной структуры по сравнению с номинальной толщиной t₀ (толщиной на "плоских" участках). Таким образом, слой металла может быть сделан прозрачным.

На Фиг.2 схематично показан вид с увеличением варианта выполнения рельефной структуры 25, представленной на Фиг.1, которая адаптирована для обеспечения прозрачности слоя металла 23, нанесенного на рельефную структуру.

Как показано на Фиг.2, в данном примере рельефная структура 25 имеет периодическую функцию f(x, y), в которой стрелки 25x и 25y обозначают оси x и y координат. Функция f(x, y) характеризует периодически меняющуюся глубину 25z рельефной структуры 25, в представленном случае, в виде квадратичной синусной формы, как в направлении x, так и в направлении y. Это позволяет сформировать профиль рельефа, показанный на Фиг.2, со структурными элементами 25a, 25b, 25c и 25d, которые, соответственно, расположены друг от друга в направлении х с длиной 25p периода и в направлении y с длиной 25q периода функции f(x, y) и имеют глубину 25t структуры. В этом случае длины периодов 25p и 25q выбраны таким образом, чтобы они были меньше чем или равны глубине 25t структуры.

Рельефная структура 25, показанная на Фиг.2, таким образом, включает в себя пример длин 25p и 25q периода, равных 330 нм, и глубины 25t структуры, превышающей 500 нм.

В этом отношении также возможно использовать другие формы профиля, значения длин 25p и 25q периода и глубины 25t профиля, отличающиеся от показанных на Фиг.2. При этом существенно, чтобы, по меньшей мере, одно из значений длин 25p и 25q периода было меньше или равно глубине 25t структуры. В частности, хорошие результаты достигаются, если, по меньшей мере, одно из значений длины 25p и 25q периода меньше, чем предельная длина волны видимого света.

На Фиг.3 показана рельефная структура, которая имеет структурные элементы 25e и 25f только в одном направлении осей координат. В других отношениях здесь используются те же элементы, что и на Фиг.2, поэтому следует рассмотреть только отличия от варианта выполнения, представленного на Фиг.2. Структурные элементы 25e и 25f продолжаются с постоянной глубиной 25t структуры в направлении координаты y-25y. Рельефная структура, схематично показанная на Фиг.3, также выглядит прозрачной.

На Фиг. 4 и 5 для рельефных структур, представленных на Фиг. 2 и 3, показана зависимость между отношением толщины ε = t₀/t слоя 23 металла и отношением глубины к ширине h/d у рельефной структуры 25.

Неожиданно оказалось, что отношение толщины ε при использовании линейной решетки (см. Фиг.3) получается большим, чем у описанной выше прямоугольной решетки (см. Фиг.2), при одинаковом значении отношения глубины к ширине.

В качестве примера, при одинаковом отношении глубины к ширине h/d = 2 для линейной решетки получено отношение толщины ε = 4,2, что больше, чем отношение толщины у рассмотренной выше прямоугольной решетки.

На Фиг.6 подробно показан эффект изменения толщины слоя 23 металла, который определяет степень прозрачности.

На Фиг.6 схематично показан вид в разрезе репликационного лакового слоя 622 с рельефной структурой 625, имеющей большое отношение глубины к ширине, и рельефная структура 626, имеющая отношение глубины к ширине, равное нулю. Поверх репликационного лакового слоя 622 нанесен слой 623 металла, например, распылением. Стрелка 60 обозначает направление нанесения слоя 623 металла. Слой 623 металла имеет номинальную толщину t₀ в области рельефной структуры 626 и толщину t, которая меньше, чем номинальная толщина t₀, в области рельефной структуры 625. В этом отношении толщину t следует интерпретировать как среднее значение толщины t, сформованной в зависимости от угла наклона поверхности рельефной структуры относительно горизонтали. Этот угол наклона может быть описан математически как первая производная функции рельефной структуры.

Поэтому, если угол наклона равен нулю, слой 623 металла наносят с номинальной толщиной t₀, если же значение угла наклона больше, чем ноль, слой 623 металла наносят с толщиной t, т.е. с меньшей толщиной, чем номинальная толщина t₀.

Прозрачность слоя металла также возможно обеспечить с помощью рельефных структур, которые имеют сложный профиль поверхности с выпуклыми участками и углублениями разной высоты. В этом случае такие профили поверхности также могут включать в себя стохастические профили поверхности. При этом обычно достигается прозрачность, если средний промежуток между соседними структурными элементами меньше, чем средняя глубина профиля рельефно