Многослойное тело и способ изготовления многослойного тела
Иллюстрации
Показать всеОписаны способ изготовления многослойного тела (100), представляющего собой защитный элемент, с частично отформованным первым слоем (3m) и многослойное тело, изготовленное таким способом. Предусмотрено, что в первой области репликационного слоя (3) многослойного тела формуют дифракционную первую рельефную структуру (4), что первый слой (3m) наносят на репликационный слой (3) в первой области и во второй области, в которой рельефная структура в репликационном слое (3) не отформована, что на первый слой (3m) наносят фоточувствительный слой или фоточувствительную смывочную маску в качестве репликационного слоя, что фоточувствительный слой или смывочную маску экспонируют через первый слой (3m), так что фоточувствительный слой или смывочная маска вследствие первой рельефной структуры экспонируются по-разному в первой и во второй областях и что первый слой (3m) удаляют с использованием экспонированного фоточувствительного слоя или смывочной маски в качестве маскирующего слоя в первой области, но не во второй области, либо во второй области, но не в первой области. Технический результат: повышение точности совмещения слоев многослойного тела. 3 н. и 40 з.п. ф-лы, 17 ил.
Реферат
Изобретение относится к многослойному телу с репликационным слоем и по меньшей мере одним частично отформованным первым слоем, расположенным на нем с совмещением с первой рельефной структурой, и к способу его изготовления.
Такие компоненты пригодны в качестве оптических компонентов или также в качестве систем линз в области телекоммуникаций.
GB 2136352 А описывает способ изготовления для изготовления снабженной голограммой в качестве защитного признака припечатываемой пленки. В таком случае после тиснения дифракционной рельефной структуры пластмассовая пленка металлизируется по всей площади, а затем деметаллизируется по областям с точным совмещением с тисненой дифракционной рельефной структурой.
Деметаллизация с точным совмещением является дорогостоящей, а достигаемое разрешение ограничено допусками на точность настройки и применяемой процедурой.
ЕР 0537439 В2 описывает способы изготовления элемента защиты с филигранными узорами. Узоры формируются из покрытых металлическим слоем дифракционных структур, окруженных прозрачными областями, в которых этот металлический слой удален. Предусмотрено, что контур филигранного узора привносится в виде углубления в покрытом металлом несущем материале, при этом дно углублений одновременно снабжается дифракционными структурами, а затем углубления заполняются защитным лаком. Избыточный защитный лак должен удаляться ножом скребка. После нанесения защитного лака предусмотрено, что металлический слой удаляется травлением на незащищенных прозрачных областях. Углубления составляют примерно от 1 до 5 мкм, тогда как дифракционные структуры могут иметь различия высоты более чем в 1 мкм. При более тонких структурах такой способ, который при повторных этапах требует этапов настройки для ориентации с точным совмещением, не работает. В дополнение к этому связанные друг с другом плоские металлические области трудны для реализации, так как отсутствуют «разделители» для выскребания защитного лака.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить многослойное тело и способ изготовления многослойного тела, в которых слой, который имеет области, в которых этот слой не присутствует, может наноситься с совмещением с высоким уровнем точности и недорого.
В соответствии с изобретением эта задача решается посредством способа изготовления многослойного тела с частично отформованным первым слоем, при этом предусмотрено, что в первой области репликационного слоя многослойного тела формуют дифракционную первую рельефную структуру, что первый слой наносят на репликационный слой в первой области и во второй области, в которой первая рельефная структура в репликационном слое не отформована, с постоянной поверхностной плотностью по отношению к заданной репликационным слоем плоскости, тем, что на первый слой наносят фоточувствительный слой или в качестве репликационного слоя наносят фоточувствительную смывочную маску, что фоточувствительный слой или смывочную маску экспонируют через первый слой, так что фоточувствительный слой или смывочная маска вследствие первой рельефной структуры экспонируются по-разному в первой и во второй областях, и что первый слой удаляют с использованием экспонированного фоточувствительного слоя или смывочной маски в качестве маскирующего слоя в первой области, но не во второй области, либо во второй области, но не в первой области.
Эта задача также решается посредством многослойного тела с репликационным слоем и по меньшей мере одним частично отформованным первым слоем, расположенным на репликационном слое, при этом предусмотрено, что в первой области репликационного слоя отформована дифракционная первая рельефная структура, что во второй области репликационного слоя первая рельефная структура в репликационном слое не отформована и что первый слой частично удален заданным расположением первой рельефной структуры, так что первый слой удален с точным совмещением с первой рельефной структурой в первой области, но не во второй области, либо во второй области, но не в первой области.
Эта задача также решается посредством способа изготовления многослойного тела с частично отформованным вторым слоем, при этом предусмотрено, что в первой области репликационного слоя формуют дифракционную первую рельефную структуру, что первый слой наносят на репликационный слой в первой области и во второй области, в которой первая рельефная структура в репликационном слое не отформована, с постоянной поверхностной плотностью по отношению к заданной репликационным слоем плоскости, тем, что фоточувствительный слой или фоточувствительную смывочную маску экспонируют через первый слой, так что фоточувствительный слой или смывочная маска вследствие первой рельефной структуры экспонируются по-разному в первой и во второй областях и что второй слой удаляют с использованием экспонированного фоточувствительного слоя или смывочной маски в качестве маскирующего слоя в первой области, но не во второй области, либо во второй области, но не в первой области.
Идеальным является применение многослойного тела по изобретению в качестве маски экспонирования для изготовления дополнительного многослойного тела с частично отформованным дополнительным слоем. При этом предусмотрено, что маска экспонирования содержит репликационный слой, что дифракционная первая рельефная структура отформована в первой области репликационного слоя, что первая рельефная структура не отформована в репликационном слое во второй области репликационного слоя и что первый слой нанесен на репликационный слой в первой области и во второй области, в которой первая рельефная структура в репликационном слое не отформована, так что экспонированный(ая) через первый слой фоточувствительный слой или фоточувствительная смывочная маска экспонированы по-разному в первой и второй областях вследствие первой рельефной структуры.
Изобретение основано на понимании, что дифракционная рельефная структура в первой области оказывает влияние на физические свойства первого слоя, нанесенного на репликационный слой в этой области, например, эффективную толщину или оптическую плотность, так что свойства первого слоя на пропускание отличаются в первой и второй областях. Первый слой далее используется в процессе экспонирования в качестве «маскирующего слоя» для частичного удаления самого первого слоя, в силу чего прилегающий к первому слою фоточувствительный слой экспонируется через первый слой, то есть функциональный слой. Этим достигается то преимущество по сравнению с нанесенными традиционными способами маскирующими слоями, что маскирующий слой ориентируется с точным совмещением без сложности и издержек дополнительной настройки. Первый слой является неотъемлемой составляющей отформованной в репликационном слое структуры. Соответственно, только допустимые отклонения такой рельефной структуры оказывают влияние на допуски в положении первого слоя. Бокового смещения между первой рельефной структурой и областями первого слоя с одинаковыми физическими свойствами не происходит. Расположение областей первого слоя с одинаковыми физическими свойствами находится точно в совмещении с первой рельефной структурой. Дополнительные погрешности не возникают. Первый слой является слоем, который выполняет двойную функцию. С одной стороны, он реализует функцию высокоточной маски экспонирования для процесса изготовления, в то время как, с другой стороны, в конце процесса изготовления он образует позиционированный с высокой точностью функциональный слой, например, слой OVD или проводящую дорожку, либо функциональный слой электрического компонента, например, органического полупроводникового компонента.
Более того, посредством изобретения удается создавать структурированные слои очень высокого разрешения. Достигаемое совмещение и разрешение являются в примерно 100 раз лучшими, чем те, которые могут быть достигнуты известными способами деметаллизации. Так как ширина структурных элементов первой рельефной структуры может лежать в диапазоне длины волны видимого света (между примерно 380 и 780 нм) и даже ниже его, возможно создавать узорчатые области с очень тонкими контурами. Это означает, что при этом также достигаются большие преимущества по сравнению с применяемыми до настоящего времени способами деметаллизации, и с помощью изобретения возможно создавать защитные элементы с более высоким уровнем защиты от копирования и подделки, чем до настоящего времени.
Возможно создавать линии и/или точки с высоким разрешением, например, соответственно с шириной или диаметром меньше, чем 5 мкм, в частности - вплоть до примерно 200 нм. Предпочтительно, достигаются уровни разрешения в диапазоне примерно от 0,5 до 5 мкм, в частности, в диапазоне примерно 1 мкм. По сравнению с этим способы, которые предусматривают настройку с совмещением, дают возможность реализовывать ширину линий менее чем в 10 мкм только при очень высоком уровне сложности и издержек.
Первый слой предпочтительно наносится на репликационный слой посредством напыления, осаждения из паровой фазы или распыления. Вследствие привлеченной процедуры при напылении происходит направленное нанесение материала, так что при напылении материала первого слоя с постоянной поверхностной плотностью относительно заданной репликационным слоем плоскости на снабженный рельефной структурой репликационный слой этот материал осаждается локально при отличающихся толщинах. При осаждении первого слоя из паровой фазы и распылении технологически также предпочтительно производится по меньшей мере частично направленное нанесение материала.
Многослойное тело может быть пленочным элементом или жестким телом. Пленочные элементы применяют, например, чтобы снабжать документы, банкноты или тому подобное защитными признаками. Под ними могут пониматься защитные волокна для вплетения в бумагу или для внедрения в карточку, которые могут быть сформированы способом по изобретению с частичной деметаллизацией при превосходном совмещении (совпадении) с конструкцией OVD.
Преимущественно, жесткие тела, такие как удостоверение личности, несущая плата для элемента датчика или оболочка корпуса для мобильного телефона, также могут снабжаться частично деметаллизированными слоями по изобретению, которые находятся в совмещении с функциональными структурами или с дифракционным элементом конструкции. Может быть предусмотрено, что репликационный слой вводится и структурируется непосредственно с помощью пресс-формы для литья под давлением или посредством формовки штампом в УФ-лаке. Однако также может быть предусмотрено, что изложенным выше способом изготавливается маска экспонирования для изготовления дополнительного многослойного тела. Маска экспонирования по изобретению отличается особенно высоким разрешением, которое не может быть достигнуто другими способами массового производства защитных элементов или тому подобного.
Такие многослойные тела пригодны, например, в качестве оптических компонентов, таких как системы линз, маски экспонирования и проецирования, или в качестве защитных элементов для обеспечения защиты документов или удостоверений личности, при условии, что они покрывают критически важные области документа, такие как фотография в паспорте или подпись владельца, или весь документ в целом. Они также могут использоваться в качестве компонентов или элементов декорирования в области телекоммуникаций.
Кроме того, признано желательным, когда такое многослойное тело располагается в виде защитного признака в окне ценного документа или тому подобного. С помощью способа по изобретению удается создавать новые защитные признаки с особенно ярким и филигранным внешним видом. Таким образом, например, посредством растрирования первого слоя возможно создавать изображения, которые являются полупрозрачными в режиме просвечивания. Более того, является возможным, чтобы в режиме отражения в таком окне был видимым первый элемент информации, а в режиме просвечивания - второй элемент информации.
Преимущественные варианты реализации изобретения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Преимущественно, может быть предусмотрено, что первый слой наносится на репликационный слой по всей поверхности, предпочтительно, осаждением из паровой фазы. При неравномерном нанесении первого слоя могут появляться различия оптической плотности в областях, которые предусмотрены с постоянной оптической плотностью, и, таким путем, могут изготавливаться дефектные структуры.
Дополнительно может быть предусмотрено, что первый слой наносится на репликационный слой с толщиной, при которой первый слой по существу прозрачен и предпочтительно обладает оптической плотностью больше, чем 1,5.
Неожиданно было обнаружено, что отношение коэффициентов проницаемости областей с дифракционной рельефной структурой удается увеличить посредством увеличения непрозрачности первого слоя. Таким образом, если экспонирование реализуется с соответствующей силой освещения через слой, обычно называемый непрозрачным (например, с оптической плотностью 5), который нормально не мог бы использоваться в качестве маскирующего слоя в силу его высокой оптической плотности, удается достигнуть особенно хороших результатов.
Особенное преимущество имеется в том случае, если первый слой наносится на репликационный слой по всей поверхности с толщиной, при которой первый слой обладает оптической плотностью между 2 и 7.
Преимущественно предусмотрено, что первый слой образован металлическим слоем или слоем из металлического сплава. Такие слои могут наноситься с помощью испытанных и проверенных способов, таких как напыление, и они обладают достаточной оптической плотностью уже при небольших толщинах слоев. Первый слой, однако, также может быть неметаллическим слоем, который, например, может быть окрашен или допирован, например, наночастицами или наносферами, для того чтобы увеличить его оптическую плотность.
Дополнительно может быть предусмотрено, что во второй области в репликационном слое отформована вторая рельефная структура, и что в качестве первой рельефной структуры в репликационном слое формуют дифракционную рельефную структуру, которая повышает пропускание первого слоя в первой области по отношению к пропусканию первого слоя во второй области. Для этой цели первая структура может изготавливаться с большей глубиной рельефа, чем вторая структура. Дополнительно может быть предусмотрено, что произведение пространственной частоты и глубины рельефа первой структуры является большим, чем произведение пространственной частоты и глубины рельефа второй структуры. В силу этого также возможно, что благодаря формированию рельефной структуры репликационного слоя в первой области и во второй области повышается пропускание слоя, нанесенного на репликационный слой в первой области, по отношению к слою, нанесенному во второй области. Вторая рельефная структура дополнительно может быть такой, что во второй области граница раздела между репликационным слоем и первым слоем является по существу плоской.
Для создания особенно больших различий оптической плотности первой и второй рельефных структур, в первой области в качестве первой рельефной структуры может быть отформована дифракционная рельефная структура с высоким отношением глубины к ширине отдельных элементов структуры, в частности, с отношением глубины к ширине>0,3, а вторая рельефная структура может быть выполнена в виде рельефной структуры с низким отношением глубины к ширине.
За счет использования подобного рода специальных дифракционных рельефных структур при надлежащем выборе толщины первого слоя возможно формировать очень большие, уже различимые глазом различия в оптической плотности первого слоя в первой области и во второй области. Однако неожиданно было обнаружено, что такие большие различия в пропускании в первой и второй областях не являются обязательно необходимыми для реализации способа по изобретению. Структуры с небольшими различиями в отношении глубины к ширине при осаждении тонким слоем из паровой фазы обычно также имеют относительно небольшие различия в пропускании. Однако даже небольшие относительные различия могут быть усилены повышением толщины первого слоя и, таким образом, средней оптической плотности. Таким образом, хороших результатов удается достигать уже при небольших различиях пропускания первого слоя в первой и второй областях. Первый слой может быть очень тонким слоем с толщиной по порядку величины в несколько нм. Первый слой, нанесенный с равномерной поверхностью плотностью по отношению к заданной репликационным слоем плоскости, является значительно более тонким в областях с высоким отношением глубины к ширине, чем в областях с низким отношением глубины к ширине.
Безразмерное отношение глубины к ширине является характерным признаком для увеличения поверхности предпочтительно периодических структур, например, синус-квадратичной конфигурации. Глубиной здесь является расстояние между наивысшей и самой глубокой последовательными точками такой структуры, то есть расстояние между «пиком» и «впадиной». Расстояние между двумя соседними наивысшими точками, то есть между двумя «пиками», называется шириной. Таким образом, чем выше отношение глубины к ширине, тем соответственно круче «склоны пика» и, соответственно, тем тоньше первый слой, который осажден на «склонах пика». Эффект образования высокого пропускания и, в частности, прозрачности, с увеличением отношения глубины к ширине также наблюдается в случае структур с вертикальными склонами, например, в случае пересекающихся решеток. Однако речь может также идти о структурах, к которым эта модель неприменима. В качестве примера речь может идти о дискретно распределенных линейчатых областях, которые выполнены только в виде «впадины», при этом расстояние между двумя «впадинами» является многократно большим, чем глубина «впадин». При формальном применении указанного выше определения рассчитанное таким образом отношение глубины к ширине могло бы быть приблизительно нулевым и могло бы не отражать характеристического физического условия. Поэтому в случае дискретно расположенных структур, которые сформированы по существу только в виде «впадины», глубина «впадины» должна быть зависимой от ширины «впадины».
Как было неожиданно обнаружено, в этом отношении не важно, чтобы области с высоким отношением глубины к ширине были выполнены прозрачными. При этом речь может идти о структурах, которые образуют, например, оптически активные области голограммы или защитного признака Kinegram®. Важным является только то, чтобы эти области были разграничены относительно других областей по их свойствам пропускания, точнее говоря, меньшей или большей оптической плотности.
Преимущественно может быть предусмотрено, что вторая рельефная структура выполнена в виде оптически активной, предпочтительно дифракционной структуры. Под структурами, которые действуют таким образом, следует понимать как отражающие, так и пропускающие светодифрагирующие, светопреломляющие или светорассеивающие микро- или наноструктуры. При этом речь может идти, например, о решетчатых структурах, таких как линейные решетки или пересекающиеся решетки, о формирующих изображение структурах, таких как голограммы или Kinegram®, изотропных или анизотропных матовых структурах, бинарных или непрерывных линзах Френеля, микропризмах, микролинзах, блестящих решетках (сетках), комбинированных структурах, микроструктурах и так далее. После удаления первого слоя в первой области такая оптически активная структура наносится в точном совмещении с первым слоем, так что за счет этого удается создавать защитные признаки с более высокой защищенностью от подделки.
Под первой и второй рельефными структурами в этом случае речь может идти о рельефных структурах, например, Kinegram®, в которых варьируются один или более параметров рельефа, например, ориентация, остроконечность или форма профиля, для того чтобы создавать требуемые дифракционные свойства. Назначение подобного рода структур состоит не только в том, чтобы достигать изменения свойств пропускания первого слоя в области, в которой в репликационном слое отформована рельефная структура, но и, дополнительно, выполнять функцию действия в качестве оптически изменяющегося элемента конструкции после покрытия отражающим слоем или оптическим разделительным слоем. Если кроме первой рельефной структуры такого рода в репликационном слое также отформована вторая рельефная структура такого рода, то первая и вторая рельефные структуры предпочтительно отличаются по одному или более параметрам, имеющим отношение к свойствам пропускания первого слоя, так, например, отличаются по глубине рельефа или по отношению глубины к ширине. Таким образом, возможно, например, сформовать в репликационном слое два защитных признака Kinegram® с филигранным линейчатым узором частично перекрывающимися. Первая Kinegram® образует первую рельефную структуру, а вторая Kinegram® образует вторую рельефную структуру. Рельефные структуры двух конструкций отличаются по типичному отношению глубины к ширине, в то время как другие параметры структур являются аналогичными. Таким образом, мы имеем три «группы» структур, а именно, структуры группы I в первой Kinegram®, структуры группы II во второй Kinegram® и структуры группы III на фоне. На первом этапе первый слой, например, осажденный из паровой фазы металлический слой, такой как медный слой, остается в области Kinegram® первой конструкции, тогда как остаток удаляется. Затем другой материал, например, алюминий, осаждается из паровой фазы по всей площади и удаляется путем проведения подходящего процесса в областях фона. При такой процедуре получаются две частично металлизированные с точным совмещением конструкции, которые, однако, отличаются обращенным к наблюдателю металлическим слоем (медным, алюминиевым).
Способ дополнительно может быть реализован таким образом, что в качестве фоточувствительного слоя или в качестве фоточувствительной смывочной маски наносится фоточувствительный материал с бинарной характеристикой и что фоточувствительный слой или фоточувствительная смывочная маска экспонируется через первый слой при такой силе экспонирования и такой длительности экспонирования, что фоточувствительный слой или фоточувствительная смывочная маска активируется в первой области, в которой пропускание первого слоя повышено первой рельефной структурой, и не активируется во второй области. Способ по изобретению также может использоваться в том случае, если оптические плотности первой области и второй области лишь незначительно отличаются друг от друга, при этом, как уже пояснено выше, неожиданно оказалось возможным исходить из высокой средней оптической плотности.
В преимущественном варианте реализации предусматривается, что фоточувствительный слой или смывочная маска экспонируются через первый слой посредством УФ-излучения.
Эксперименты продемонстрировали, что достигаемые в силу отличающейся конфигурации рельефной структуры в первой и второй областях различия в свойствах пропускания первого слоя очень резко выражены в диапазоне УФ-излучения. При использовании УФ-излучения для экспонирования удается достигнуть особенно хороших результатов.
В качестве фоточувствительного слоя может быть предусмотрена фоточувствительная смывочная маска, при этом активированные экспонированием области фоточувствительной смывочной маски и расположенные там области первого слоя удаляют в процессе смывки.
Под фоточувствительным слоем, однако, также может пониматься слой, который проявляется после экспонирования, а затем образует маску травления для первого слоя.
В дополнение может быть предусмотрен фоточувствительный слой, который активируется экспонированием в первой области, в которой пропускание первого слоя повышено первой рельефной структурой, а затем образует травитель для первого слоя.
Фоточувствительный слой может быть фоторезистом, который может быть в виде позитивного или негативного фоторезиста. Таким образом, разные области первого слоя могут удаляться при в остальном одинаковом выполнении репликационного слоя.
Дополнительно может быть предусмотрено, что фоточувствительный слой выполнен из фотополимера.
В качестве травителя для первого слоя могут быть предусмотрены, например, щелочи или кислоты. Дополнительно может быть предусмотрено, что первый слой удаляется только частично, и травление прерывается, как только достигнута предопределенная прозрачность. Это дает возможность получать, например, защитные признаки, которые основаны на локально различающейся прозрачности.
Если, например, в качестве первого слоя используется алюминий, то в качестве изотропно действующего травителя могут использоваться щелочи, такие как NaOH или КОН. Также возможно использовать кислотную среду, такую как PAN (смесь ортофосфорной кислоты, азотной кислоты и воды).
Скорость реакции типично возрастает с концентрацией щелочи и температурой. Выбор параметров процесса зависит от воспроизводимости процесса и устойчивости многослойного тела.
Влияющими факторами при травлении щелочью типично являются состав травильной ванны, в частности, концентрация травителя, температура травильной ванны и условия обтекания подлежащего травлению слоя в травильной ванне. Типичные диапазоны параметров по концентрации травителя в травильной ванне находятся в диапазоне от 0,1 до 10%, а по температуре - в диапазоне от 20°С до 80°С.
Операции травления первого слоя можно способствовать электрохимически. Протекание травления усиливается при прикладывании электрического напряжения. Действие типично является изотропным, так что зависимое от структуры увеличение площади поверхности дополнительно усиливает эффект травления. Процессу травления могут содействовать типичные электрохимические добавки, такие как поверхностно-активные вещества, буферные вещества, ингибиторы, активаторы, катализаторы и тому подобное, для того чтобы удалять, например, оксидные слои.
Во время процесса травления в пограничном слое относительно первого слоя может возникать истощение травителя или обогащение продуктами травления, в силу чего снижается скорость травления. Усиленное перемешивание травителя, возможно, созданием подходящего потока ультразвукового возбуждения, улучшает характеристики травления.
Процесс травления дополнительно может иметь временной профиль температуры для того, чтобы оптимизировать результат травления. Таким образом, вначале травление может осуществляться в холодных условиях и в более теплых - с увеличением продолжительности воздействия. Это предпочтительно реализуется в травильной ванне за счет пространственного градиента температуры, при этом многослойное тело протягивается через удлиненную травильную ванну с разными температурными зонами.
Последние нанометры первого слоя могут оказаться в процессе травления относительно стойкими и устойчивыми к травлению. Поэтому для удаления остатков первого слоя является полезным незначительное механическое содействие процессу травления. Стойкость основана на возможно незначительно различном составе первого слоя, предположительно, в силу появления пограничного слоя при образовании первого слоя на репликационном слое. В таком случае последние нанометры первого слоя предпочтительно удаляются способом протирания, при котором многослойное тело проводят по обтянутому тонкой тканью ролику. Ткань стирает остатки первого слоя, не повреждая многослойное тело.
При травлении не обязательно речь идет о технологической стадии, которая выполняется жидкостями. Речь также может идти о «сухом процессе», таком как, например, плазменное травление.
В дополнение, для удаления первого слоя оправдала себя лазерная абляция. В случае структур с высоким отношением глубины к ширине и, в частности, рельефных структур, у которых типичное расстояние между двумя соседними выступами является меньшим, чем длина волны падающего света, так называемых структур нулевого порядка, большая часть падающего света может поглощаться, даже если коэффициент отражения отражающего слоя в области зеркального отражения является высоким. Выполненный в качестве отражающего слоя первый слой облучается посредством сфокусированного лазерного луча, при этом в сильнопоглощающих областях, которые содержат вышеупомянутые структуры с высоким отношением глубины к ширине, лазерное излучение поглощается в повышенной мере и отражающий слой соответственно нагревается. При высоких подводах энергии отражающий слой может отслаиваться, при этом происходит удаление, а точнее говоря, абляция отражающего слоя или коагуляция материала отражающего слоя. Если подвод энергии лазером происходит лишь кратковременно и поэтому эффект теплопроводности является всего лишь незначительным, то абляция или коагуляция возникает только в тех областях, которые предопределены рельефной структурой.
Влияющими факторами при лазерной абляции являются конфигурация рельефной структуры (период, глубина, ориентация, профиль), длина волны, поляризация и угол падения падающего лазерного излучения, продолжительность действия (зависящая от времени мощность) и локальная доза лазерного излучения, свойства и абсорбционные характеристики первого слоя, а также возможное перекрывание или подслаивание первого слоя дополнительными слоями, такими как структурированный фоточувствительный или смывочный лаковый слой.
Пригодными для такой лазерной обработки оказались, среди прочих, лазеры Nd:YAG. Они излучают на примерно 1064 мм и предпочтительно приводятся в действие в импульсном режиме. Кроме того, можно использовать диодные лазеры. Длина волны лазерного излучения может изменяться посредством изменения частоты, например, удвоения частоты.
Лазерным лучом проводят по многослойному телу посредством так называемого сканирующего устройства, например, посредством гальванометрических зеркал и фокусирующих линз. Импульсы с длительностью в диапазоне от наносекунд до микросекунд испускаются во время операции сканирования и приводят к вышеописанной предопределенной структурой абляции или коагуляции первого слоя. Длительности импульсов типично составляют менее миллисекунд, преимущественно в диапазоне нескольких микросекунд или даже меньше. Таким образом, естественно, также можно использовать длительности импульсов от наносекунд до фемтосекунд. Точное позиционирование лазерного луча не является необходимым, так как процесс является саморегулирующимся, поскольку присутствующие в структурированном виде фоточувствительный слой или смывочная маска частично препятствуют проходу лазерного излучения к первому слою. Процесс предпочтительно дополнительно оптимизируют надлежащим выбором профиля лазерного луча и перекрытия соседних импульсов.
Однако также является возможным управлять траекторией лазера по многослойному телу с совмещением с расположенной в репликационном слое рельефной структурой или проемами в фоточувствительном слое или смывочной маске, так что облучаются только области с одинаковой рельефной структурой или с проемами/без проемов в фоточувствительном слое или смывочной маске. Например, системы камер могут использоваться для такого управления.
Вместо фокусируемого в одну точку или линию лазера также можно использовать облучатели по площади, которые испускают короткий управляемый импульс, такие как, например, лампы-вспышки.
К преимуществам способа лазерной абляции относится, в числе прочего, то, что также может иметь место частичное и выполняемое с совмещением с рельефной структурой удаление первого слоя, когда он покрыт с обеих сторон одним или более прозрачными для лазерного излучения дополнительными слоями и тем самым не является непосредственно доступным для травителя. Первый слой просто разрушается лазером. Материал первого слоя вновь усаживается в виде небольших конгломератов или мелких шариков, которые оптически не видны наблюдателю и которые лишь несущественно влияют на прозрачность облучаемой области.
После лазерной обработки оставшиеся на репликационном слое остатки первого слоя могут необязательно удаляться посредством последующего процесса смывки, поскольку первый слой непосредственно доступен.
После травления первого слоя может быть предусмотрено, что остатки масок травления удаляют.
В дополнительном преимущественном варианте реализации в те области, в которых был удален первый слой, может вводиться второй слой. Дополнительно может быть предусмотрено, что первый слой удаляется и заменяется третьим слоем. Поэтому способ по изобретению не ограничивается также частичным удалением слоя, а может содержать дополнительные этапы способа, которые предусматривают замену слоев или повторение этапов способа при использовании различий оптической плотности для формирования или разграничения областей.
Кроме того, может быть предусмотрено, что первый слой, и/или второй слой, и/или третий слой гальванически усиливают, если при этом речь идет об электропроводящих слоях или слоях, которые пригодны для бестоковой гальванизации.
Для многослойного тела, изготовленного в соответствии с описанным способом, может быть предусмотрено, что вторая область состоит из двух или более участков, охваченных первой областью, что во второй области в репликационном слое отформована оптически активная вторая рельефная структура и что первый слой является отражающим слоем, который удален в первой области и поэтому расположен с точным совмещением со второй рельефной структурой. Такие многослойные тела преимущественно могут предусматриваться в качестве защищенных от подделки элементов защиты. Они являются особо защищенными от подделки уже по той причине, что с помощью способа по изобретению могут формироваться линии особо малой ширины.
Помимо этого, вследствие своей дифракционной структуры и своей ориентации с точным совмещением с отражающим слоем эти тонкие линии могут создавать оптические эффекты, которые являются чрезвычайно тяжело фальсифицируемыми. Под многослойным телом речь может идти, например, о переводной пленке, в частности, о пленке горячего тиснения или ламинирующей пленке.
Кроме того, может быть предусмотрено, что первая область состоит из двух или более участков, охваченных второй областью, или наоборот, и что первый слой является отражающим слоем, который удален во второй области и поэтому расположен с точным совмещением с первой рельефной структурой.
Преимущественные варианты реализации предусматривают, что участки второй области или участки первой области имеют ширину менее чем 2 мм, предпочтительно менее чем 1 мм.
Дополнительные варианты реализации предусматривают, что в многослойном теле по изобретению в тех областях репликационного слоя, в которых был удален первый слой, расположен второй слой.
Может быть предусмотрено, что первый слой и/или второй слой выполнен(ы) из диэлектрика, например, из TiO2 или ZnS, или полупроводника. При этом первый слой и второй слой могут быть выполнены с разными показателями преломления, так что в силу этого могут создаваться оптические эффекты.
Под первым слоем и/или вторым слоем также может идти речь о полимере, так что, например, один слой может быть выполнен в виде электрического проводника, а другой слой может быть выполнен в виде электрического изолятора, при этом оба слоя могут быть выполнены в виде прозрачных слоев.
В качестве примера, первый слой и/или второй слой могут образовывать электрический компонент, например, антенну, конденсатор, катушку или органический полупроводниковый компонент. Как пояснено ранее, возможно предусмотреть дополнительные слои, которые с помощью способа по изобретению могут располагаться с точным совмещением на многослойном теле.
Также мо