JP6168411B2 - 多層体 - Google Patents

Description

本発明は、特に、転写フィルム、積層フィルム、包装フィルム、加飾エレメント、または、セキュリティエレメントの形の多層体と、そのような多層体の製造プロセスとに関する。

回折性のセキュリティエレメントを備えたセキュリティドキュメントが、例えば特許文献１及び特許文献２で知られている。これらのセキュリティエレメントでは、回折格子が多層体の一の層に成形され、金属反射層で覆われている。これらの回折格子での入射光の回折が、回折格子の空間周波数とアジマス角とで設定される光学可変効果を生じる。従って、特許文献１に記載されたセキュリティエレメントでは、基板がその平面内で所与の回転方向及び所与の速度で回転された際に、所与の照明及び観察方向で生じるカラーパターンが、所定の経路で、局所的な所定の速度で動くように、形成されている。特許文献２では、最大寸法が0.3mm未満の、格子フィールドの様々なフィールドが、異なる回折格子で覆われ、その結果、セキュリティエレメントが観察される際に、セキュリティエレメントの異なる観察方向で、異なる表示が生じる。

光学可変効果を生じるさらなる可能性が、特許文献３に記載されている。ここでは、無彩色の表面構造が、薄膜と重ねられて組み合わされている。ここで、無彩色の構造は、回折現象が、光学特性に僅かに影響するオーダーの大きさを有し、従って、この構造は、基本的には傾斜ミラーのように作用する。ここで記載されるセキュリティエレメントは、異なる無彩色の構造、例えば、第一の部分的表面において、第二の部分的表面のアジマス角とは異なるアジマス角を有する鋸歯構造、で覆われる、部分的表面を有する。さらに、これらの異なる部分的表面は、薄膜層構造でさらに覆われ、その結果、異なるカラー及びコントラスト変化が部分的表面において生じ、回転または傾斜中に、設定された、略個別のカラー変化のインプレッションが、観察者に対して生じる。

本発明の目的は、上述した公知の光学可変効果とは異なり、従って、加飾及びセキュリティのアプリケーションに対して対応する利点を有する、光学可変効果を特徴とする、多層体と、その製造方法とを提供することである。

この目的は、第一の表面と、前記第一の表面とは反対側の第二の表面とを備える第一の層を有する多層体であって、前記第一の層の前記第一の表面が、x軸及びy軸の座標軸により広がる基準面を規定し、第一のエリアにおいて、前記第一の層の前記第二の表面に、多数のファセット面が成形され、前記ファセット面それぞれが、1μmより大きい最小寸法と、300μm未満の最大寸法とを有し、前記ファセット面それぞれが、パラメータ：前記ファセット面の形状F、前記ファセット面の面積サイズS、前記ファセット面の重心の前記基準面からの間隔H、x軸及びy軸により広がる座標系における前記ファセット面の重心の位置P、前記ファセット面の前記基準面に向かうx軸に関する傾斜角Ax、前記ファセット面の前記基準面に向かうy軸に関する傾斜角Ay、及び、前記基準面に垂直なz軸に関する前記ファセット面の回転角により規定される前記ファセット面のアジマス角Az、により設定され、前記第一のエリアに配置される前記ファセット面の前記パラメータF、S、H、P、Ax、Ay、及びAzの一つ以上が、前記第一のエリアにおいて、それぞれ前記第一のエリアに対する所定の変動範囲内で、擬似乱数的に変動し、少なくとも一つの反射性の第二の層が、前記ファセット面それぞれに適用される、多層体、により達成される。この目的は、さらに、多層体の製造プロセスであって、第一の表面と、前記第一の表面とは反対側の第二の表面とを備える第一の層が備えられ、前記第一の層の前記第一の表面が、x軸及びy軸の座標軸により広がる基準面を規定し、多数のファセット面が、前記第一の層の前記第二の表面に成形され、前記ファセット面それぞれが、1μmより大きい最小寸法と、300μm未満の最大寸法とを有し、前記ファセット面それぞれが、パラメータ：前記ファセット面の形状F、前記ファセット面の面積サイズS、前記ファセット面の重心の前記基準面からの間隔H、x軸及びy軸により広がる座標系における前記ファセット面の重心の位置P、前記ファセット面の前記基準面に向かうx軸に関する傾斜角Ax、前記ファセット面の前記基準面に向かうy軸に関する傾斜角Ay、及び、前記基準面に垂直なz軸に関する前記ファセット面の回転角により規定される前記ファセット面のアジマス角Az、により設定され、第一のエリアに配置される前記ファセット面の前記パラメータF、S、H、P、Ax、Ay、及びAzの一つ以上が、前記第一のエリアにおいて、それぞれ前記第一のエリアに対する所定の変動範囲内で、擬似乱数的に変動し、反射性の第二の層が、多数の前記ファセット面に適用される、プロセスによっても実現される。

ここで、擬似乱数的とは、変動パラメータF、S、H、P、Ax、Ay、及びAzが、それぞれ、あらゆる可能値を取ることができず、より狭い、所定の変動範囲からの値のみを取り得ることを意味する。ここで、擬似乱数的な変動は、より狭い、所定の変動範囲からのあらゆる値を、等しい確率で、考慮し得る。しかしながら、この変動範囲からの値の確率の検討に対して、数学的な関数を用いてもよい。そのような関数の例は、ガウス関数、及び逆ガウス関数である。

ここで、本発明は、多層体の一つの層に上述したようにファセット面を成形することで、観察者に対して、従来技術による上述したプロセスにより実現可能な光学可変効果とは異なる光学可変効果を生じることができる、という事実に基づいている。本発明による光学可変効果は、例えば、反射層の選択に応じて、特有の深度効果により、及び／または、特有のカラー及び／または輝き効果により、特徴付けされ得る。特に、光学可変効果は、破壊的な回折成分、例えば虹効果を有さず、またはほとんど有さないことを特徴とする。従って、光学可変効果は、主として無彩色である。これにより、公知の回折効果から最大限の差異が実現可能である。さらに、これは、非専門家の、明確な効果の識別を、より容易にする。さらに、また、ここで、本発明に因り、これらの光学可変効果が、大規模なプロセスを用いて、特にコスト効率よく、生産可能であり、また、再現可能であることが、特に有利である。また、本発明による多層体のファセット面により生じる光学可変効果は、異なる光学可変情報を提示する他のエレメントと正確に位置合わせされて、フィルム体に組み込み可能である。

本発明の有利な実施形態が、従属項に記載されている。

反射性の第二の層は、ファセット面の全表面と、ファセット面の間の表面とに亘って適用されてもよいが、ファセット面上のみに、または、ファセット面の一部にのみ存在し、表面の残りの部分には存在しなくてもよい。これは、例えば、いわゆる脱金属化プロセス、特に、公知のエッチングプロセスまたは洗浄プロセスによって、達成可能である。さらに、特に透明または半透明な、さらなる反射性の第二の層、例えば、ZnS、が、部分的に存在する反射性の第二の層、例えば、アルミニウム、に適用されてもよい。

本発明の好ましい実施形態によれば、反射性の第二の層が、第一のエリアにおいて、それぞれ、ファセット面のエリアに備えられ、ファセット面で覆われないエリアには備えられない。このために、反射性の第二の層は、例えば、少なくとも第一のエリアにおいて、第一の層の表面全体に亘って適用され、続いて、ファセット面で覆われない第一のエリアの部分的セクションにおいて、再度除去される。

本発明の好ましい実施形態によれば、反射性の第二の層は、第一のエリアにおいて、ファセット面のエリアにそれぞれ備えられ、第一のエリアの、ファセット面で覆われない第一の部分的セクションには備えられない。さらに、ファセット面で覆われず、反射性の第二の層が備えられる、第二の部分的セクションが、第一のエリアに備えられることが好ましい。ここで、多数のそのような第一及び／または第二の部分的セクションが、備えられてもよい。少なくとも一つの第一の部分的セクション、及び／または、少なくとも一つの第二の部分的セクションが、パターンで形成されることが好ましい。少なくとも一つの第一の部分的セクションが、背景エリアを形成し、少なくとも一つの第二の部分的セクションが、パターンエリアを形成すること、または、その逆が、好ましい。ここで、少なくとも一つの第一の部分的セクション、及び、少なくとも一つの第二の部分的セクションが、透過光で観察される場合に、観察者に対して、少なくとも一つの第一の部分的セクション、及び、少なくとも一つの第二の部分的セクションの形により設定される、光学的に認知可能な情報を生じるように、形成されることが好ましい。ここで、少なくとも一つの第一の部分的セクション、及び、少なくとも一つの第二の部分的セクションは、300μmより大きい横寸法を有することが好ましい。

この多層体は、第一の部分的セクションにおいて、透明で形成されることが好ましい。

ここで、第一の部分的セクション及び第二の部分的セクションにおけるファセット面の配置に関しては、基準面に垂直な観察方向が想定される。

この多層体の外観は、これらの手段により、さらに改善可能である。

本発明の好ましい実施形態によれば、ファセット面に覆われない、第一のエリアの部分的セクションにおいて、第一の層の第二の表面に、背景構造が成形される。ここで、背景構造は、ファセット面の光学効果とは異なる第二の光学効果を生じる、回折性、及び／または、屈折性のレリーフ構造により形成されることが好ましい。

背景構造で覆われる、第一のエリアの部分的セクションは、一つ以上、好ましくは全てのファセット面を囲む、背景エリアの形で形成されることが好ましい。

この背景エリアは、光学効果として、動き効果、及び／または、モーフィング効果を生じる、レリーフ構造、特に、回折性のレリーフ構造を含むことが好ましい。ここで、背景構造で覆われる部分的セクションは、回折性の回折格子でそれぞれ覆われる、多数のゾーンに分割されることが好ましく、隣り合うゾーンの格子パラメータの少なくとも一つが異なり、特に、隣り合うゾーンの回折構造の、空間周波数、及び／または、アジマス角が、異なることが好ましい。

さらに、背景構造が、屈折性のアナモルフィックレンズ、または、光学的に歪む自由効果、あるいは、三次元作用を備える他の効果と同様の、微視的な三次元性を生じる、回折性及び／または反射性の作用を備える、微視的なレリーフ構造を含むことが、好ましい。

背景エリア及びファセット面で覆われる、第一のエリアの部分的表面に対する、ファセット面で覆われる、第一のエリアの部分的表面によりカバーされる表面の比率は、基準面に垂直に観察される場合、好ましくは70%未満、さらに好ましくは、50%未満、さらに好ましくは30%未満である。

隣り合うファセット面の重心は、300μm未満、さらに好ましくは100μm未満、互いに離れていることが好ましい。隣り合うファセット面の重心は、2μmから300μmの間、さらに好ましくは5μmから100μmの間、さらに好ましくは5μmから50μmの間、互いに離れていることが好ましい。

ファセット面の外縁の一点と、隣り合うファセット面の外縁の一点との間の最小距離は、300μm未満、さらに好ましくは100μm未満、さらに好ましくは50μm未満、好ましくは0から300μmの間、さらに好ましくは0μmから100μmの間、さらに好ましくは1μmから50μmの間である。この寸法のルールは、第一のエリアにおける全てのファセット面に適用されることが好ましい。

ファセット面相互間のそのような配置は、特に背景構造の配置と共に、ファセット面及び背景構造により提供される光学情報の可視性及び重ね合わせに関して、有利となる。

これに関連して、0次回折構造を形成するレリーフ構造を、ファセット面に覆われない、第一のエリアの部分的セクションにおける、第一の層に成形することが、さらに、特に有利である。ここで、この構造は、隣り合う構造エレメント間で、可視光の波長より小さい間隔を有することが好ましい。さらに、0.5より大きく、さらに好ましくは1より大きい、深度対幅比率の構造が、この構造に対する構造エレメントとして用いられることが好ましい。

これらの構造の利用により、まず、ファセット面に覆われない、第一のエリアの部分的セクションの、脱金属化が、制御可能である。

また、反射層の部分的な除去後に、全表面に亘って、さらなる反射層を適用することが、特に有利であり、その結果、第二の層が、第一のエリアの異なる部分的セクションにおいて、異なる反射特性を有し、異なる層構造を有する。従って、金属層が、反射層として、第一の層に最初に適用され、ファセット面に覆われない、第一のエリアの部分的セクションにおける、この金属層の部分的な除去後に、誘電性の反射層、例えば、透明または半透明のHRI層、例えばZnS、が、全表面に亘って適用される場合、ファセット面で覆われる、第一のエリアの部分的セクション、及び、ファセット面で覆われない第一の層の部分的セクションにおいて、二つの異なる光学効果がもたらされる。ファセット面で覆われない部分的セクションでは、誘電性の反射層と0次回折構造との組み合わせにより、多層体が回転される場合に生じる、カラー傾斜効果が生じる。そして、この光学効果は、既に上述した、ファセット面によりもたらされる、光学効果と重畳される。

さらに、ここで、これらの二つの効果が、第一の観察角度からは同じ色を提示し、第二の観察角度からは異なる色を提示するように設定される場合が、特に有利である。これにより、確認が容易なセキュリティ特性が、提供可能となる。

本発明の好ましい実施形態によれば、第二の層は、特に可視波長範囲で、観察角度に応じて、カラーシフト効果を生じる、薄膜層系を有する。そのような薄膜層系は、特に、一つ以上のスペーサー層により、特徴付けされる。これらのスペーサー層の光学的に活性な層厚は、好ましくは所与の観察角度に対して、特に可視光範囲で、波長λに対するλ/2またはλ/4条件を満足する。ここで、この薄膜層系は、単一の層、一つ以上の誘電層と一つ以上の金属層とを備える層系、または、二つ以上の誘電層を備える積層から成る。

さらに、また、カラーシフト効果は、HRI層（HRI＝高屈折率）、特に、透明または半透明なHRI層と、ファセット面にさらに導入される、微視的構造、例えば、サブ波長格子、との組み合わせにより、生じてもよい。

ここで、薄膜層系に加えて、第二の層が、一つ以上のさらなる層を有してもよい。第二の層における薄膜層系の利用は、上述したパラメータの対応する変動で、高い深度効果とカラーの輝き効果とにより特徴付けされる、興味深いカラー変化効果をもたらす。

さらに、また、第二の層が、指向性の液晶層、特に、コレステリック液晶層、金属層、HRI層またはLRI層（HRI＝高屈折率、LRI＝低屈折率）、あるいは、ラッカー、磁性顔料、インクがドープされたポリマー、ナノ粒子、または、発光物質を含む層、を含むことも、有利である。第一の層は、透明な層、特に、透明な複製ラッカー層であることが好ましい。この複製ラッカーには、光学機能（回折性、屈折性、反射性）、及び／または、他の、非光学機能を満たす、表面構造が、型押しされる。そのような構造、例えば、特に500から5000 Lines/mmのパターンとして配置される、回折性の線格子、は、例えば、液晶の分子を、特にあるパターンで配列する働きをすることができ、これにより、その配向作用またはその配向特性を、特にあるパターンで設定する働きをすることができる。

本発明の好ましい実施形態によれば、多層体は、観察者が認識可能な、光学可変である第一の情報を生じ、この第一の情報を生じるために、第一のエリアにおけるファセット面の傾斜角Ax及びAyが、関数F(x, y)に従って、変動する。ここで、まず、第一のエリアにおけるパラメータF、S、H、P及びAzは、さらに、第一のエリアに対する所定の各変動範囲内で、擬似乱数的に変動してもよい。

しかしながら、特に興味深い光学可変インプレッションが、本発明の以下の好ましい実施形態により、さらに実現可能である。この実施形態では、第一のエリアにおけるファセット面の傾斜角Ax及びAyは、それぞれ、関数F(x, y)により設定される傾斜角Ax及びAyと、傾斜角Ax及び／または傾斜角Ayの第一のエリアに対する所定の各変動範囲内での擬似乱数的変動との、足し算的な、または、掛け算的な重畳に従って、設定される。ここで、関数F(x, y)は、傾斜角Ax及びAyを変動し、光学可変である第一の情報を生じるように、選択される。

ここで、傾斜角Ax及びAyの所定の変動範囲は、第一のエリアにおける関数F(x, y)の平均勾配より小さく選択され、特に、関数F(x, y)の平均勾配の0.1倍から1.9倍の間で選択されることが好ましい。これにより、光学可変である第一の情報が、その外観において、さらなる深度インプレッション、輝き及び質感効果等の、さらなる光学可変情報と、強過ぎずに重畳され、従って、第一の情報の認識度が、損なわれないことが、保証される。

様々な変動、例えば、ファセット面の傾斜角Ax及びAy、アジマス角Az、重畳される関数F(x, y)の適用、及び、擬似乱数的変動の算入、に対する異なるシーケンスが、異なる結果をもたらすことに留意されたい。

関数F(x, y)は、一つ以上の自由エレメントを備える、三次元自由曲面を描写することが好ましい。ここで、傾斜角Ax及びAyは、各ファセット面の重心における三次元自由曲面の各表面法線により、設定されることが好ましい。

この自由エレメントは、例えば、英数字、幾何学的図形、または他の物体の形または輪郭を有する。さらに、この自由エレメントの三次元形状は、レンズ様の拡大効果、縮小効果、または歪み効果を生じるように選択されることが好ましい。このために、この自由エレメントは、基準面に対して垂直な部分的平面において、レンズ様の形状、例えば、収束レンズ、拡散レンズ、または、アナモルフィックレンズを通る対応するセクションに一致する形状を有することが好ましい。この三次元自由曲面は、一つ以上の自由エレメントが隆起し、または降下する、共通の基準面を有することが好ましい。

本発明の好ましい実施形態によれば、関数F(x, y)は、従って、自由エレメントのエリアにおいて、レンズまたは英数字、幾何学的図形、または、他の物体を表すために変形されたレンズの形の自由曲面を描写する。

ここで、基準面に平行な部分的な平面における自由エレメントの輪郭は、第一の情報に相当することが好ましく、例えば、文字、シンボル、幾何学的図形、または、他の物体の形状を有する。

本発明のさらなる好ましい実施形態によれば、関数F(x, y)は、自由エレメントとして、三次元物体の表面の切断部を描写する。従って、自由エレメントの三次元形状は、例えば、彫刻、装飾、または、レリーフ、あるいは他の三次元物体、例えば、建造物、人体等の切断部に相当する。

自由エレメントの隣り合う最大値は、z軸方向において、基準面上への投影に対して、0.5mmより大きく、さらに好ましくは1mmより大きく、さらに好ましくは、3mmより大きく、互いに離間することが好ましい。さらに、自由エレメントの最小寸法は、基準面上への投影に対して、2mmより大きく、さらに好ましくは、4mmより大きい。

ここで、基準面上への投影に対する、自由エレメントの最小寸法とは、自由エレメントの幅、または、投影表面の重心を通る交線上にある、投影表面の対向する境界点の間の間隔を意味し、他の対向する点と比べて、最小間隔を有する。

ここで、基準面上における自由エレメントの投影表面の輪郭により設定される、自由エレメントの寸法（長さ、幅）は、2mmから50mm、さらに好ましくは、4mmから30mmの範囲であることが好ましい。

本発明の好ましい実施形態によれば、関数F(x, y)は、自由エレメントのエリアにおいて、一定で、微分可能であり、及び／または、関数F(x, y)は、自由エレメントのエリアにおいて、平らな及び湾曲する表面エリアから成り、表面の湾曲するエリアの曲率半径は、1mm以上、さらに好ましくは、3mm以上であることが、好ましい。

本発明の好ましい実施形態によれば、パラメータF、H、P、Ax、Ay及びAzの一つ以上の各所定の変動範囲内での擬似乱数的変動に対して、パラメータ変動値は、パラメータ変動値の所定の選択肢から擬似乱数的に選択される。この所定の選択肢は、3から30の間、特に、3から10の間のパラメータ変動値を含むことが好ましい。従って、擬似乱数的変動は、変動範囲内で全ての可能なパラメータを取り得る、本来遭遇すべき純粋な乱数プロセスの意味で生じるものではなく、所定の精度を有する。これにより、特に印象的な光学可変効果が出現することが、驚くべきことに判明している。また、僅か3つのパラメータ変動値で、非常に小さいファセット面で生じ得る回折効果が、概ね削除可能であることが判明している。こうして、無彩色の効果が、これらの小さいファセット面で実現可能である。そのような無彩色の効果は、回折効果と重畳される効果よりも、より明確である。従って、それらは識別が容易であり、美的観点からより魅力的である。

第一のエリアにおけるファセット面の傾斜角Ax及びAyは、特に輝き効果を実現するために、-45°から+45°、さらに好ましくは、-30°から+30°、特に好ましくは-15°から+15°の変動範囲で、擬似乱数的に変動することが好ましい。

さらに、第一のエリアにおけるファセット面のアジマス角Azを、-90°から+90°、さらに好ましくは、-45°から+45°、特に好ましくは、-15°から+15°の変動範囲で、擬似乱数的に変動することが有利である。

本発明のさらなる好ましい実施形態によれば、第一のエリアにおけるファセット面の重心と基準面との間の間隔Hは、擬似乱数的に変動する。ここで、ファセット面の間隔Hが擬似乱数敵に変動する、最大間隔H_maxと最小間隔H_minと間の差異により規定される変動範囲は、好ましくは、0.5μmから8μmの間、さらに好ましくは、0.5μmから2μmの間である。

本発明の好ましい実施形態によれば、ファセット面は、x軸及びy軸により広がる二次元格子に従って配置される。しかしながら、また、さらに、既に上述したように、ファセット面の位置Pは、擬似乱数的に変動してもよく、その結果、ファセット面は、もはや規則正しい格子に従っては、配置されない。

この場合、本発明の好ましい実施形態によれば、プロセスは、以下の通りである。第一のエリアにおけるファセット面それぞれの位置Pが、x及び／またはy方向における、各ファセット面の重心の各定位置からの擬似乱数的シフトにより、設定される。ここで、各ファセット面の重心の定位置は、x軸及びy軸により広がる二次元格子により、同様に設定されることが好ましく、これにより、基準面における各ファセット面の重心の定位置が、第一のエリアに配置されるファセット面に対して、規定される。

X及び／またはy方向における各定位置からの擬似乱数的変動の変動範囲の限界値は、x軸またはy軸の方項におけるファセット面の寸法の、0%から100%の間、好ましくは、0%から50%の間、特に好ましくは、0%から20%の間であることが好ましい。従って、x軸の方向におけるファセット面の寸法Dxにより、変動範囲の限界値は、+Dxから-Dxで、上述の係数が掛けられる。これは、y軸方向における寸法に対しても、対応して当てはまる。

x軸及び／またはy軸方向における格子の格子幅は、x軸またはy軸方向におけるファセット面の寸法の、1.2倍から2倍であることが好ましい。擬似乱数的シフトは、隣り合うファセット面の重なり合いをもたらし得る。これは、例えば、マスター構造におけるファセット面の配置の生成時に、適切なアルゴリズムにより、実現可能である。例えば、あるアルゴリズムが、ファセット面を次々に生成可能であり、新たに追加されるファセット面が、既に実際に存在するファセット面としての、多層体における同じ表面に、少なくとも部分的に重なり合う場合は、この新たに追加されるファセット面の横方向範囲を低減することができる。また、このアルゴリズムは、新たに追加されるファセット面を、例えば、横方向にシフトすることも可能である。

ここで、乱数的シフトの変動範囲を、+D/2から-D/2の間、ここで、Dは、x軸またはy軸方向におけるファセット面の寸法、で選択し、x軸及び／またはy軸方向における格子の格子幅を、x軸またはy軸方向におけるファセット面の寸法Dの3/2倍で設定することが、特に価値あることが判明している。

ファセット面の形状Fは、選択肢：正方形、矩形、正多角形、円形、円錐断面、及び、ランダム多角形、から選択されることが好ましい。ファセット面の形状Fが、第一のエリアにおいて擬似乱数的に選択される場合、上述した形状の一つを好ましくは有する、異なる形状のファセット面の選択肢からの選択が、擬似乱数的に存在する。幅a及び長さbの矩形で、a及びbが、それぞれ擬似乱数的に変動する矩形が、簡単な一例である。

既に上述したように、ファセット面それぞれは、1μmより大きい、好ましくは、3μmより大きい最小寸法と、300μm未満の最大寸法とを有する。さらに、ファセット面の最小寸法が、1μmから20μmの間、好ましくは、3μmから10μmの間であることが、価値あると判明している。ファセット面の最大寸法は、5μmから100μmの間、さらに好ましくは、5μmから50μmの間、特に好ましくは、5μmから30μmの間であることが、好ましい。

ファセット面の最小寸法とは、ここでは、幅を意味し、ファセット面の最大寸法とは、ここでは、ファセット面の長さを意味する。最小寸法は、ファセット面の重心を通る交線上にある、ファセット面の境界点の間の間隔によって与えられ、互いに隣り合ってそのように配置される他の境界点に比べて、互いの間で最小距離を有する。

最小寸法は、ファセット面の最大勾配の方向に存在することが好ましい。

本発明のさらなる好ましい実施形態によれば、ファセット面の高さH_f、すなわち、z方向におけるファセット面の範囲は、第一のエリアにおいて、擬似乱数的に変動する。ファセット面の高さH_fが擬似乱数的に変動する、最大高さと最小高さとの間の差異を、最大高さで割ることにより規定される変動範囲（Δh＝（h_max-h_min）/h_max）は、ここでは、好ましくは50%から100%の間、さらに好ましくは、70%から100%の間、特に好ましくは、85%から100%の間である。

本発明の好ましい実施形態によれば、ファセット面は、高さH_fが2μm未満、好ましくは1μm未満、特に好ましくは0.5μm未満であるようにデザインされている。そのような構造は、UV複製の利用のみならず、熱複製によっても形成可能である。熱複製においては、ファセット面は、熱及び圧力を利用する型押しツールにより、複製ラッカーに成形される。UV複製では、複製ラッカーは、UV硬化材料から成り、ファセット面は、型押しツール及び同時及び／または後続のUV放射により、複製ラッカー層の表面に成形される。有意な値の傾斜角Ax及びAy、例えば±20°、を実現するためには、最大勾配の方向におけるファセット面は、6μm未満、好ましくは3μm未満、特に好ましくは1.5μm未満である必要がある。同時に、ファセット面それぞれは、1μm未満の最小寸法を有する。そのようなファセット面の最大寸法は、最小寸法よりも十分に大きくてもよい。ここで、そのようなファセット面は、ファセット面のパラメータF、H、P、Ax、Ay及びAzの少なくとも一つが擬似乱数的に変動する場合、ほとんど回折性を持たないことが、予想外に判明している。例えば3つの値を含むパラメータ変動値の所定の選択肢は、回折効果の発生を、予め防ぎ、または、抑制する。これは、擬似乱数的変動が、回折効果に必要な規則性を破壊する、という事実に因る。

ファセット面の最大高さH_maxが、所与の限界値以下に維持されるべき全実施形態に対しては、ファセット面の配置の生成中に、最大高さH_maxを超えるファセット面を、二つ以上のより小さいファセット面に任意に分割することを考慮する必要がある。

例えば、製造上の理由で、例えば、熱複製またはUV複製中の制限により、この最大高さが2μmで、ファセット面が10μm×10μmの表面積Sを有する場合、sin^-1(2/10)≒11.5°より大きい傾斜角を有する少なくとも全ファセット面は、二つ以上のファセット面に分割される必要がある。これらのより小さいファセット面は、所望の傾斜角で、最大高さH_maxを超えないようにデザインされる。これは、例えば、適切なアルゴリズムによって、複製用のマスター構造の製造中に、実現可能である。

ファセット面の面積サイズSは、好ましくは5μm²から6000μm²の間、さらに好ましくは5μm²から300μm²の間である。ファセット面の面積サイズSが擬似乱数的に変動する場合、変動範囲は、ファセット面の平均面積サイズの10%から50%であることが好ましい。

本発明の好ましい実施形態によれば、ファセット面は、シンボル、文字、または、他の物体の輪郭形状を有する。このさらなる情報は、道具を利用せずに、人間の眼から隠蔽される。従って、道具、例えば拡大鏡を利用して可視化可能な、隠蔽された光学的な第二の情報が、提供される。

さらに、一つ以上のファセット面は、回折構造、0次回折構造、等方性または異方性のマット構造、あるいは、ナノ文字、ナノモチーフ、または、光学作用のない機能構造と、さらに重ね合わせられてもよい。ここで、ファセット面は、そのようなさらなる構造と、表面全体にわたって、または部分的に、重ね合わせられてもよい。これにより、さらなる興味深い光学可変効果または機能効果が、生じ得る。この例は、特許文献４及び特許文献５に記載される、ファセット面により修正される、いわゆる“共鳴格子”に基づく光学効果である。他の例は、液晶材料における分子の配列であり、ファセット面に適用され、液晶材料の偏光特性を設定する。

本発明の好ましい実施形態によれば、多層体は、第二のエリアを有し、そこでは、第二のエリアに配置されるファセット面それぞれのパラメータF、S、H、P、Ax、Ay及びAzの一つ以上が、それぞれ第二のエリアに対する所定の変動範囲内で、第二のエリアにおいて擬似算数的に変動する。ここで、第一及び第二のエリアにおいて擬似乱数的に変動するパラメータは、異なって選択されることが好ましく、及び／または、変動パラメータの少なくとも一つの変動範囲が、第一及び第二のエリアにおいて、異なって選択されることが好ましい。ここで、第一のエリアにおける少なくとも一つの変動範囲は、第二のエリアにおけるものと、少なくとも20%、さらに好ましくは50%異なることが好ましい。これにより、第一及び第二のエリアが、異なる光学可変インプレッションを伝えることが、実現される。

本発明の好ましい実施形態によれば、多層体は、第三のエリアを有し、そこでは、選択肢：回折レリーフ構造、0次回折構造、等方性または異方性マット構造、あるいは、特に、回折作用を備えるマクロ構造、から選択されるレリーフ構造が、第一の層の第二の表面に成形される。

従って、第一のエリア及び／または第二のエリアにおいて生じる光学可変効果とは異なる、さらなる光学可変効果が、多層体により、第三のエリアに配置されるレリーフ構造を通じて生じる。しかしながら、第三のエリアには、体積ホログラム層またはセキュリティプリントが存在してもよい。

ここで、第一、第二、及び／または、第三のエリアは、少なくとも部分的に、互いに隣接することが好ましく、その結果、多層体が観察される場合、異なる光学可変効果を提示する互いに隣接するエリア表面が、観察者に見える。ここで、本発明は、上述したようなファセット面により、第一及び／または第二のエリア表面において見える、光学可変情報の発生が、第三のエリアにおいてレリーフ構造により生じる光学効果に対して、この光学効果の正確な位置関係の配置を可能とする、という利点を実現する。

この多層体は、転写フィルムとして、積層フィルムとして、放送フィルムとして、セキュリティエレメントまたはセキュリティドキュメントとして、形成されることが好ましく、装飾目的のために、または、有価ドキュメント、IDドキュメントに対するセキュリティ用エレメントとして、または、製品保証のために、利用されることが好ましい。

この多層体は、ファセット面がセキュリティドキュメントの表面に直接成形されるセキュリティドキュメントの不可欠な構成要素であってもよい。この表面は、例えば、印刷または適用される、ラッカー層または樹脂層であってもよく、これらは、成形前に単独で適用され、または、セキュリティドキュメント、例えば、ポリカーボネートから作られるIDドキュメント、または、ポリマー基板を備える紙幣、の基板を構成する。

ここで、ファセット面が成形されるセキュリティドキュメントの表面は、他のさらなるセキュリティ特性を有してもよい。例えば、セキュリティドキュメントの表面は、ファセット面がさらに成形される、光学可変顔料を備えるラッカーにより、形成されてもよい。光学可変顔料が、表面においてモチーフを形成する場合、ファセット面を、これに対して正確な位置で、すなわち、このモチーフに対して位置的に正確に、成形することが有利である。

セキュリティエレメントの表面にファセット面を成形した後に、セキュリティドキュメントを物理的な、及び／または、化学的な影響から保護するために、密封保護ラッカーを適用することが有利である。

本発明は、例として、添付図面を用いて、複数の実施形態を参照して、以下に説明される。

セキュリティエレメントを備えるセキュリティドキュメントの概略平面図を示す。 図１によるセキュリティエレメントの切断部の概略平面図を示す。 図２ａによるセキュリティエレメントの切断部の概略断面図を示す。 セキュリティエレメントの切断部の概略平面図を示す。 図２ｃによるセキュリティエレメントの切断部の概略断面図を示す。 セキュリティエレメントの切断部の概略平面図を示す。 図２ｅによるセキュリティエレメントの切断部の概略断面図を示す。 セキュリティエレメントの平面図の異なる拡大レベルでの概略図を示す。 転写フィルムの切断部の概略断面図を示す。 転写フィルムの切断部の概略断面図を示す。 転写フィルムの切断部の概略断面図を示す。 転写フィルムの切断部の概略断面図を示す。 転写フィルムの切断部の概略断面図を示す。 成形されたファセット面を複数備える層の概略図を示す。 ファセット面のパラメータの変動を説明する概略図を示す。 ファセット面のパラメータの変動を説明する概略図を示す。 ファセット面のパラメータの変動を説明する概略図を示す。 ファセット面のパラメータの変動を説明する概略図を示す。 ファセット面のパラメータの変動を説明する概略図を示す。 ファセット面のパラメータの変動を説明する概略図を示す。 ファセット面のパラメータの変動を説明する概略図を示す。 ファセット面のパラメータの変動を説明する概略図を示す。 一つ以上のパラメータが擬似乱数的に変動する成形されたファセット面を複数備える層の概略図を示す。 一つ以上のパラメータが擬似乱数的に変動する成形されたファセット面を複数備える層の概略図を示す。 一つ以上のパラメータが擬似乱数的に変動する成形されたファセット面を複数備える層の概略図を示す。 一つ以上のパラメータが擬似乱数的に変動する成形されたファセット面を複数備える層の概略図を示す。 一つ以上のパラメータが擬似乱数的に変動する成形されたファセット面を複数備える層の概略図を示す。 自由曲面により描写される関数を説明する概略図を示す。 自由曲面により描写される関数を説明する概略図を示す。 自由曲面により描写される関数を説明する概略図を示す。 自由曲面により描写される関数を説明する概略図を示す。 三次元物体の切断部の形の自由曲面の概略平面図を示す。 傾斜角が光学情報を表す関数によっても設定される、成形されたファセット面を複数備える層の概略図を示す。 傾斜角が光学情報を表す関数によっても設定される、成形されたファセット面を複数備える層の概略図を示す。 傾斜角が光学情報を表す関数によっても設定される、成形されたファセット面を複数備える層の概略図を示す。 傾斜角が光学情報を表す関数によっても設定される、成形されたファセット面を複数備える層の概略図を示す。 多層体の光学可変インプレッションを説明する図を示す。 多層体の光学可変インプレッションを説明する図を示す。 多層体の光学可変インプレッションを説明する図を示す。 回折格子に覆われる複数のファセット面を備える多層体の切断部の概略図を示す。 回折格子に覆われる複数のファセット面を備える多層体の切断部の概略図を示す。 ナノ文字に覆われる複数のファセット面を備える多層体の切断部の概略図を示す。 ナノ文字に覆われる複数のファセット面を備える多層体の切断部の概略図を示す。 回折格子に覆われる複数のファセット面を備える多層体の切断部の概略平面図を示す。 回折格子に覆われる複数のファセット面を備える多層体の切断部の概略平面図を示す。

図１は、セキュリティドキュメント１を示す。セキュリティドキュメント１は、紙幣等の、有価ドキュメントであることが好ましい。しかしながら、セキュリティドキュメント１は、IDドキュメント、クレジットカード等であってもよい。

有価ドキュメント１は、キャリア基板１１と、キャリア基板１１に適用される、または、キャリア基板１１に組み込まれる、多層体の形のセキュリティエレメント１０とを有する。セキュリティエレメント１０は、1mmから20mm、さらに好ましくは2mmから10mmの幅の帯状の形状を有することが好ましい。さらに、セキュリティエレメント１０は、例として図１に示すように、キャリア基板１１の全幅に亘って広がることが好ましい。

セキュリティエレメント１０は、一つ以上の光学的なセキュリティ特性を有し、その一つのセキュリティ特性１２が、図１に示されている。従って、セキュリティ特性１２に加えて、特に光学的に認識可能な、他の一つ以上のさらなるセキュリティ特性が、セキュリティエレメント１０上に備えられてもよい。ここで、セキュリティエレメント１０のエリアにおける有価ドキュメント１のキャリア基板１１は、一つ以上の透明なエリアまたは対応する窓様の凹部を有してもよく、そのエリアでは、セキュリティエレメント１０が、透過で見えるセキュリティ特性を提示する。従って、キャリア基板１１のそのような透明エリアまたはキャリア基板１１におけるそのような窓様の凹部が、セキュリティ特性１２のエリアに備えられてもよい。

キャリア基板１１は、紙基板から成ることが好ましい。しかしながら、キャリア基板１１は、プラスティック基板、または、選択肢：プラスティック層、金属層、繊維層、または、紙層、から選択される複数の層から成る、多層基板から成ってもよい。

さらに、セキュリティドキュメント１は、セキュリティエレメント１０に加えて、さらなるセキュリティエレメントを有してもよく、セキュリティエレメント１０は、一つ以上の層と、少なくとも部分的に重ね刷りされてもよく、例えば、セキュリティ印刷と少なくとも部分的に重ね刷りされてもよい。

さらに、セキュリティエレメント１０は、他の形状を有してもよく、例えば、パッチの形で形成されてもよく、また、セキュリティドキュメント１は、図１に示す形状とは異なる形状を有してもよく、例えば、カード、パスポート等の形で形成されてもよい。

図２ａ及び図２ｂは、セキュリティ特性１２のエリアにおけるセキュリティエレメント１０の切断部を用いて、セキュリティエレメント１０の基本構造を説明する。

セキュリティエレメント１０は、保護層２２、透明層２３、及び接着層２５を有する。層２４は、透明、半透明、または不透明な、反射層、または、透明、半透明、または不透明な、薄膜層系から成ることが好ましい。

保護層２２は、0.5μmから20μmの層厚の、保護ラッカー層から成ることが好ましい。

透明層２３は、1μmから50μm、さらに好ましくは2μmから20μmの層厚の、複製ラッカー層から成ることが好ましい。

接着層２５は、1μmから5μmの層厚の、熱的に活性化可能な接着剤の層であることが好ましい。さらに、接着層２５の接着材として、UV活性化可能な接着剤を用いることも有利である。

図２ａ及び図２ｂに示すように、座標軸ｘ及びｙに従って広がる基準面は、層２３の上部表面と、さらにこの基準面に垂直なz軸とにより、規定される。従って、図２ａ及び図２ｂは、層２３により規定される三次元座標系を、対応する空間方向６１、６２、及び６３を規定するx軸、y軸、及びz軸と共に、例として説明している。ここで、レリ−フ構造が、層２３の上部にある表面に形成されてもよく、従って、層２３の上部表面は、完全に平らでなくてもよい。この場合、基準面は、層２３の上部表面の平らなエリアにより設定される。

セキュリティ特性１２は、それぞれ異なる光学的外観を提示する、複数のエリア３１、３２、３３、３４及び３５から成る。エリア３１〜３５は、さらに、好ましくは光学的に変化可能な外観を示さないエリア３０によって囲まれる。このエリア３０は、特に、マット構造、または、非反射性構造を有してもよい。

エリア３１では、エリア３１においてレリーフ構造４１を形成する多数のファセット面が、層２３の下部表面に成形されている。これは、多数のファセット面が、層２３の下部表面に同様に成形される、エリア３２にも当てはまる。エリア３３、３４及び３５では、それぞれ異なる回折レリ−フ構造が、層２３の下部表面に成形され、ここで、エリア３３には回折レリーフ構造４２が成形され、エリア３５には、回折レリーフ構造４３が成形される。

好ましい実施形態によれば、背景構造が、ファセット面に覆われない、第一のエリアの部分的なセクションにおいて、第一の層に成形される。

図２ｃ及び図２ｄは、エリア３１が、それぞれファセット面５０で覆われる多数の部分的セクション３１１を有し、さらに、背景構造４４で覆われる部分的セクション３１２を有する、実施形態を、例として説明する。図２ｃに示すように、部分的セクション３１２は、ここでは、ファセット面５０に対する背景エリアとして形成されることが好ましい。

背景構造４４として、部分的セクション３１２における層２３に、第二の光学効果として動き効果及び／またはモーフィング効果を生じるレリーフ構造（例えばキネグラム（登録商標））が形成されることが好ましい。このような動き効果及び／またはモーフィング効果は、例えば特許文献６及び特許文献７に記載されており、背景構造４４の形成に関しては、これらの文献を参照されたい。

図２ｃに示すように、部分的セクション３１２は、多数のゾーン３２２に分割される。好ましくは、線回折格子が、ゾーン３２２のそれぞれに成形されており、隣り合うゾーン３２２の回折格子は、少なくとも一つの格子パラメータ、特にアジマス角または空間周波数が異なることが好ましい。各ゾーン３２２内では、格子パラメーは、変化しないことが好ましい。また、格子の配向または他の格子パラメータまたは隣り合うゾーン３２２の格子パラメータの組み合わせが、変化してもよい。

背景構造４４の第二の光学効果及びファセット面５０の第一の光学効果は、互いに補完的であってもよい。例えば、ファセット面５０により“回転バー”効果を生じ、背景構造４４により反対方向の動き効果を生じてもよい。ファセット面５０及びそれらの間に配置され背景構造により覆われる表面のエリアの構造サイズは、裸眼の解像能力以下にあるため、二つの光学効果は、二つの個別の効果の重畳から、複合光学効果をもたらす。これにより、特に特徴のある光学効果を生じることができる。

図２ｅ及び図２ｆは、ファセット面で覆われない、第一のエリアの部分的セクションにおいて、例えば特許文献８に記述されるような構造を備えるレリーフ構造が第一の層に備えられる、さらなる実施形態を説明する。

従って、それぞれ好ましくはファセット面５０が備えられるエリア３１１は、そのような背景構造４４が成形される背景エリア３１２により囲まれることが好ましい。背景構造は、いわゆる“表面レリーフ”効果を生じ、すなわち、回折性及び／または屈折性の作用を備え、レンズ様に作用する、微視的な表面構造が形成され、屈折アナモルフィックレンズまたは光学的に歪む自由曲面に類似する、微視的な三次元性をシミュレートする。従って、明確な三次元的作用構造、例えば、オーナメント、シンボル、英数シンボル、が、形成可能である。ファセット面５０により“表面レリーフ”効果を弱め過ぎないように、ファセット面での表面の覆いは、少なくする必要がる。通常、この表面の覆いは、70%未満、好ましくは50%未満、特に好ましくは30%未満である必要がある。

この可能性の第一のバリエーションでは、ファセット面５０は、“表面レリーフ”効果に対して、輝き効果を加える。ファセット面５０が、カラーまたはカラー効果発生構造を備える場合、そのようなファセット面は、“表面レリーフ”効果に対して、カラーまたはカラー変化輝き効果をさらに付加する。このバリエーションでは、ファセット面による表面の覆いは、さらに少なく、すなわち、20%未満、または、さらに10%未満である場合が有利である。

他のバリエーションは、“表面レリーフ”効果の関数F_SR(x,y)とファセット面５０の関数F(x,y)とを組み合わせる。“表面レリーフ”構造及びファセット面５０の効果は、互いに補完的であってもよい。例えば、“表面レリーフ”効果により、凸レンズ機能を生じ、ファセット面５０により、凹面作用による動き機能を生じることができる。

さらに、図２ｃから図２ｆにより設計されるセキュリティエレメント１０のエリア３１は、さらに、他のレリーフ構造で覆われるエリアと組み合わせ可能であり、従って、例えば、図２ａ及び図２ｂによるエリア３２から３５のデザインを維持したまま、図２ａ及び図２ｂによる実施形態におけるエリア３１を置き換えることができる。

ここで、レリーフ構造４１、４２及び４３、または、背景構造４４は、層２３内に成形され、この層は、これらのレリーフ構造の三次元反転成形または補完的成形が、好ましくは全く同一の製造プロセスにおいて、例えば型押しツールにより、提供される、表面を有する。従って、層２３は、例えば熱可塑性樹脂系複製ラッカー層で構成可能であり、上述したように形成される型押しツールが、複製ツールとして用いられる。ここで、熱及び圧力を用いて、レリーフ構造４１、４２及び４３、または、背景構造４４が、熱及び圧力を用いる同じ製造プロセスで、層２３の下部表面内に成形される。または、層２３は、UV硬化複製ラッカー層から成り、レリーフ構造４１、４２及び４３、または、背景構造４４は、複製ツールと、同時の及び／または後続するUV放射とによるUV複製により、複製ラッカー層の下部表面内に成形されてもよい。ここでも、レリーフ構造４１、４２及び４３、または、背景構造４４は、全く同一の複製ツールにより成形されることが好ましい。これにより、レリーフ構造４１、４２及び４３、または、背景構造４４が、正確な位置で、すなわち、互いに対して、x方向及び／またはy方向において位置的に正確に、層２３内に成形され、従って、位置ズレ、すなわち、異なる複製ツールと、連続する製造プロセスとによるレリーフ構造４１、４２及び４３、または、背景構造４４の導入に因り生じる、互いに関する位置の許容誤差が、回避されることが保証される。しかしながら、また、連続する各複製ステップで、エリア３１〜３５のレリーフ構造が、層２３へ導入されてもよい。

図３ａ及び図３ｂは、例として、セキュリティエレメント１０を製造するための実行可能な製造プロセスを説明する。

まず、剥離層２１と、続いて保護層２２とが、連続するステップで、キャリアフィルム２０に適用される。ここで、キャリアフィルム２０は、6μmから300μmの層厚のプラスティックフィルムであることが好ましい。ここで、樹脂フィルムは、PETまたはBOPPから成ることが好ましい。剥離層２１は、0.1μmから0.5μmの層厚を有することが好ましく、ワックス成分を有することが好ましい。しかしながら、剥離層２１は、省略してもよい。

続いて、既に上述したように、層２３が、保護層２２に適用され、同時に、また後続するステップで、関連するレリーフ構造、たとえばレリーフ構造４１、４２及び４３、または、背景構造４４が、エリア３１から３５における層２３の露光表面に成形される。エリア３０では、層２３の露光表面にはレリーフ構造が成形されないことが好ましい。

ここで、図３ａは、例として、レリーフ構造４１が層２３に成形されるエリア３１の切断部を示す。図３ａに示すように、ここでは、多数のファセット面が、層２３の露光表面２３２に成形されている。ここで、各ファセット面は、1μmより大きい最小寸法と、300μm未満の最大寸法とを有し、すなわち、1μmより大きい幅と、300μm未満の長さとを有する。ここで、ファセット面の最小寸法は、1μmから20μmの間、特に好ましくは1μmから10μmの間であることが好ましく、ファセット面の最大寸法は、5μmから100μmの間、好ましくは5μmから50μmの間、特に好ましくは5μmから30μmの間であることが好ましい。

図２ｃから図２ｇによる実施形態では、エリア３１は、それぞれ、例えば図２ｄ及び図２ｆで示されるように、背景構造４４により囲まれる、唯一つのファセット面５０を有する。図２ｃから図２ｇによる実施形態のファセット面５０は、図３ａから図１０ｃを参照して説明されるように形成及び配置されることが好ましく、その結果、ここでは、それらの実施形態を参照されたい。

図３ｃは、レリーフ構造４１´が層２３に成形される、さらなるバリエーションの切断部を示す。このレリーフ構造４１´は、2μmより小さい構造高H_fを備える複数のファセット面５０を有する。ここで、ファセット面の最大勾配の方向におけるファセット面の寸法は、擬似乱数的に変化し、パラメータ変動値は、僅かに三つのパラメータ変動値の擬似乱数的選択肢から選択される。

各ファセット面５０は、パラメータ：ファセット面の形状F、ファセット面の面積サイズS、基準面からのファセット面の重心の間隔H、x軸及びy軸により広がる座標系におけるファセット面の重心の位置P、ファセット面の基準面に向かうx軸に関する傾斜角Ax、ファセット面の基準面に向かうy軸に関する傾斜角Ay、及び、ファセット面のz軸に関する回転角によって定義されるファセット面のアジマス角Az、により設定される。さらに、エリア３１では、このエリアに配置されるファセット面５０のパラメータF、S、H、P、Ax、Ay及びAzの一つ以上が、エリア３１に対する所定の変動範囲内で、擬似乱数的に変動する。従って、上述したパラメータの一つ以上は、エリア３１に配置されるファセット面５０それぞれの場合において、擬似乱数的に変動する。

ここで、各ファセット面５０のパラメータF、S、H、P、Ax、Ay及びAzが、以下に説明するように設定される場合が、特に有利である。

まず、各ファセット面のパラメータが、所定の光学効果、例えば、所与の情報の光学可変インプレッションをもたらす、所定の関数に従って、設定される。続いて、この関数により事前に定義されるパラメータF、S、H、P、Ax、Ay及びAzの一つ以上が、各ファセット面５０に対する所定の変動範囲内で、擬似乱数的に変動し、これにより、例えば、関数によって設定される、観察角度範囲、効果のロバスト性、または、効果の深度の印象が、改善され、例えば、光沢効果及び輝き効果が付加される。従って、パラメータF、S、H、P、Ax、Ay、Azは、所定の関数により各ファセット面に対して事前に定義されるパラメータと、一つ以上のこれらのパラメータの、エリア３１における各パラメータに対する所定の変動範囲内での擬似乱数的な変動との、足し算的な、または掛け算的な重畳により、エリア３１における各ファセット面５０に対して設定される。

さらに、ここで、上述した寸法を持たず、及び／または、パラメータの一つが乱数的ではなく擬似乱数的に変動する、さらなるファセット面が、ファセット面５０に加えて、エリア３１に備えられてもよい。

エリア３２では、エリア３１に関して上述したものと同様に、多数のファセット面５０が、層２３の表面２３２に成形され、パラメータF、S、H、P、Ax、Ay、Azの一つ以上が、擬似乱数的に変動する。ここで、第二のエリアにおいても、パラメータF、S、H、P、Ax、Ay、Azが、所定の関数により、同様に事前に規定され、この所定のパラメータが、一つ以上のこれらのパラメータの擬似乱数的な変動と足し算的に重畳される場合が、特に有利である。ここで、エリア３１の所定の関数が、エリア３２の所定の関数と異なり、それによって、エリア３１またはエリア３２において、異なる光学可変効果がもたらされる場合が、有利である。さらに、一方ではエリア３１において、他方ではエリア３２において、擬似乱数的に変動するパラメータが、異なる場合が、特に有利である。それにより、エリア３１及び３２の興味深い異なる光学的外観も、達成可能である。例えば、エリア３１では、凸レンズの形の関数により、ファセット面が配置され、エリア３２では、平面関数または凹レンズの形の関数により、ファセット面が配置されてもよい。さらに、変動パラメータの変動範囲の少なくとも一つが、エリア３１及びエリア３２において異なって選択され、ここで、この異なる変動範囲が、特に少なくとも20%、さらに好ましくは50%異なる場合が、有利である。これにより、エリア３１及び３２の興味深い異なる光学的外観も、達成可能である。

エリア３３から３５では、それぞれ異なる光学可変効果を提示する、回折レリーフ構造または等方性あるいは異方性マット構造が、層２３の表面２３２に成形されることが好ましい。これらのエリアに成形されるレリーフ構造は、例えば、700 Lines/mmから5000 Lines/mmの空間周波数を備える回折格子、コンピュータホログラム、二次元または三次元ホログラム、またはキネグラム（登録商標）により、形成される。さらに、エリア３３から３５の一つにおけるレリーフ構造として、0次回折構造が成形されてもよい。

0次回折構造は、個々の構造エレメント間に、可視波長範囲における波長に対して、光の波長から、光の波長の半分までの範囲（略350nmから800nm）の間隔を備えたレリーフ構造であることが好ましく、セキュリティエレメントが傾けられ、及び／または、回転される場合に、観察角度に応じた典型的なカラー効果を生じるために、高屈折率誘電性反射層（HRI層）を備えることが好ましい。

セキュリティエレメント１０の偽造に対する保護は、このようにしてもたらされるエリア３１から３５の対照的な光学的外観により、著しく増強される。

レリーフ構造４１から４３を層２３の表面２３２に成形した後、層２４が表面２３２に適用される。

ここで、層２４は、図３ｂに示すように、薄膜層系を含むことが好ましい。従って、層２４は、例えば、半透明な吸収層２４１、スペーサー層２４２、及び金属反射層２４３を有する。吸収層２４１は、非常に薄く、従って半透明な金属層、例えば、層厚5nmのクロム層であることが好ましい。スペーサー層２４２は、透明な誘電性の層、例えば、MgF₂、SiO₂、またはポリマーである。ここで、スペーサー層２４２の層厚は、所定の観察角度に対して、可視光波長範囲におけるλに対してλ/2またはλ/4条件を満たすように選択されることが好ましく、すなわち、層２４２の光学的な厚みは、光の波長の二分の一から四分の一であり、従って、一方では吸収層２４１とスペーサー層２４２との間の境界面で、他方ではスペーサー層２４２と反射層２４３との間の境界面で反射される光の干渉により、観察角度に応じたカラーシフト効果が、人間の目に見える光の範囲で生じる。

層２４３は、概して不透明な金属層、例えば、層厚30nmのアルミニウム層であることが好ましい。

ファセット面５０を薄膜層系でコーティングすることにより、特に興味深い光学可変効果が達成されることが、研究で判明している。

しかしながら、反射金属層、例えばAl、またはHRI層（HRI＝高屈折率）、例えばZnSまたはTiO₂を、層２４として適用してもよい。さらに、反射層２４は、層２３の全ての表面２３２の表面全体に亘って適用されず、部分的に、及び／またはパターンで、表面２３２に適用されてもよい。従って、例えば、層２４を、エリア３１から３５のみに適用し、周囲エリア３０には適用しなくてもよい。

さらに、層２４は、例えば透過状態で見える情報をエンコードするために、エリア３１から３４において、表面全体に亘って適用されず、パターンで適用されてもよい。

図３ｄは、エリア３１において、例えばアルミニウムまたは銅の金属反射層が、ファセット面５０で覆われるエリア３１の部分的なセクションにおいてのみ、層２４として備えられ、ファセット面で覆われないエリア３１の部分的なセクションには備えられない例を示している。そのような層２４の部分的な形成は、図３ｂによる層２４の構造でも可能である。

本発明の好ましい実施形態によれば、さらに、異なる層２４が、エリア３１、３２、３３、３４及び／または３５において、層２３の表面２３２に適用されてもよく、従って、例えば、薄膜層系がエリア３１に適用され、金属反射層がエリア３２に適用され、HRI層が反射層としてエリア３３から３５に適用されてもよい。また、金属反射層、例えばアルミニウムを、エリア３３から３５に適用し、他の金属反射層、例えば銅を、エリア３１及び３２に適用することも考えられる。このことは、ファセット面の光学効果と、二つの金属反射層の異なるカラーインプレッションとの組み合わせを可能とする。

さらに、層２４は、エリア３１及び／またはエリア３２において、層２４が異なって構成される、または、異なる層または層の異なる組み合わせにより形成される、部分的セクションを有してもよい。

図３ｅは、金属反射層２４４、たとえばアルミニウムが、エリア３１及び３２において、ファセット面５０にのみ備えられる例を示している。さらに、さらなる付加的な、好ましくは透明または半透明な、例えばZnSまたはTiO₂等の例えばHRI材料の反射層２４５が、多層体の全表面に、すなわち、エリア３１、３２、３３、３４、及び３５において、特にファセット面５０と、ファセット面５０の隣とに適用されている。

さらに、エリア３１及び３２の部分的セクションにおいて異なって構成される反射層２４が、エリア３１及び３２の内部に適用されてもよく、または、ファセット面のみに、反射層２４が備えられ、ファセット面を囲む表面２３２のエリアには備えられなくてもよい。

続いて、図３ｂに示すように、接着層２５が、層２４に適用される。

キャリア基板１１へのセキュリティエレメント１０の適用に対して、図３ｂにより、転写フィルムがキャリア基板１１に適用され、接着層２５が例えば熱及び圧力により活性化され、続いてキャリアフィルム２０が除去され、その結果、図２ｂに示す層構造を備える多層体が、キャリア基板１１上に残る。

さらに、セキュリティエレメント１０は、図２ｂに示す層に加えて、一つ以上のさらなる層、例えば、他の一つ以上のさらなる加飾層、反射層、磁性材料の層等、を含むことも当然可能である。従って、セキュリティエレメント１０は、積層フィルムとして形成されてもよく、保護層２２に代わり、接着促進層を備える層２３に好ましくは付着されるキャリアフィルムが備えられてもよい。

さらなる実施形態が、図２ｇを参照して、以下に説明される。図２ｇに概略的に示すように、第一の光学効果、例えば、“回転バー”効果が、ファセット面５０により生じ、これが、ファセット面５０のない第一のエリアの部分的セクション３１２の表面のエリアにおける、特に金属の不透明な反射層の部分的除去のための、脱金属化（文字“50”の形）と組み合わされる。

従って、図２ｇに示すように、エリア３１は、ファセット面により覆われる表面によりそれぞれ形成され、反射層、好ましくは金属反射層により覆われる、多数の部分的セクション３１１を有する。さらに、部分的セクション３１１に対する背景エリアは、第一の部分的セクション３１３と、第二の部分的セクション３１２とに分割される。第一の部分的セクション３１３は、同様に、反射層により覆われ、特に、金属反射層により覆われる。第二の部分的セクション３１２は、反射層には覆われず、好ましくは脱金属化される。従って、“50”のエリアでは、部分的セクション３１１は、部分的セクション３１２により囲まれ、“50”の外側では、部分的セクション３１３により囲まれる。

従って、このような多層体は、反射での第一の光学効果３５１と、透過での第二の光学効果３５２とを有する。反射では、全ファセット面に反射層が備えられているため、第一の光学効果として、“回転バー”効果が、全エリアに亘り、最大強度で出現する。多層体が例えば窓に組み込まれる場合、部分的に除去された金属反射層がシャドーマスクとして機能するため、透過で観察される際に、文字“50”が、第二の光学効果３５２として、さらに示される。

ここで、金属反射層の除去のための脱金属化は、例えば前述した脱金属化構造を用いて、または、金属層の部分的除去のための既知のエッチングプロセスあるいは洗浄プロセスにより、実施可能である。

“回転バー”効果は、反射性円柱レンズと似た光学効果である。効果中に、円柱レンズの観察者の方向に光を反射するエリアは、他の方向に光を反射するエリアよりも明るく見える。従って、この機能は、多層体が観察角度の方向に傾けられた場合に、円柱レンズ上を移動するように見える、一種の“光帯”を生じる。

ファセット面５０のパラメータは、以下に説明するプロセスの一つに従って、エリア３１において設定されることが好ましい。

図４は、エリア３１における、上面２３１と、下面２３２に成形された多数のファセット面５０とを備える、層２３のモデルを示している。関連する空間方向６１、６２及び６３を規定する座標軸x、y及びzを備える座標系が、層２３の上面２３１により設定される。図４に示すように、ファセット面５０は、座標系のx軸及びy軸により広がる、規則正しい二次元格子に従って配置される。この格子は、ファセット面５０の各重心６６に対して、x軸及びy軸により広がる基準面における定位置６５を規定する。ここで、方向６１及び方向６２における格子の格子幅は、一定に選択されることが好ましい。さらに、格子の格子幅は、方向６１及び方向６２において、同じであることが好ましい。ファセット面のパラメータF、S、H、P、Ax、Ay及びAzを設定する関数は、図４において、それぞれ一定である。

各ファセット面は、幅６７及び長さ６８を有し、ここで、幅とは、ファセット面の向かい合う二つの境界点の最小寸法を通常意味し、長さとは、ファセット面の二つの境界点の最大寸法を通常意味する。ファセット面は、任意の形状、例えば、正方形、矩形、三角形、正多角形、ランダム多角形、円形または円錐断面の形状を取ることが可能である。ここで、円形または円錐断面の形状の形状Fのファセット面の利用が、特に有利であることが判明している。

さらに、隠しセキュリティ特性としてファセット面５０の形状を利用することが有利である。従って、文字またはシンボル、例えば、国、特徴的な山または湖の輪郭、あるいは、それらの組み合わせまたは重ね合わせの形のファセット面５０を、例えば選択することも可能である。

ファセット面５０の表面は、図４に示す実施形態では、平らに形成されることが好ましい。

図４に示す図では、ファセット面５０は、全て、同じ形状F及び同じ面積サイズSを有する。しかしながら、ファセット面５０の面積サイズS及び／または形状Fは、例えば面積サイズＳの変動により、特有の光学情報、例えば、グレースケールイメージを生じるために、エリア３１において変化してもよく、例えば、ランダムに変化してもよく、所定の関数に従いファセット面毎に異なってもよい。

同様のことが、x軸及びy軸により設定される基準面からのファセット面５０の重心６６の間隔６４にも当てはまる。これは、所与の光学情報を生じるための所定の関数により、事前に規定されてもよく、擬似乱数的に変化してもよく、または、パラメータの擬似乱数的変動による、所定の関数に従って提供される値のさらなるシフトにより、設定されてもよい。

ファセット面５０のパラメータのさらなる実現可能なバリエーションを、以下の図５ａから６ｄを参照して説明する。

図５ａから５ｄは、それぞれ重心６６のファセット面５０の空間配置を示している。図５ｂの図において、ファセット面５０は、図５ａに示す開始位置から、基準面に垂直なｚ軸に関して回転し、従って、ファセット面５０のアジマス角Azは変動している。図５ｃの図において、ファセット面５０は、図５ａに示す開始位置と比べて、ｙ軸に関して傾斜し、従って、ファセット面の基準面に向かうy軸に関する傾斜角Ayは、変動している。図５ｄの図において、ファセット面５０は、図５ａの開始位置と比べて、x軸とy軸の双方に関して傾斜し、従って、ファセット面の基準面に向かうx軸に関する傾斜角Ax、及び、ファセット面の基準面に向かうy軸に関する傾斜角Ayの双方が、変動している。

図６ａは、ファセット面５０の重心６６が格子により設定されるファセット面の定位置６５に適合する開始位置における、ファセット面５０を示している。図６ｂの図において、x軸及びy軸により広がる基準面におけるファセット面５０の位置は、重心が、定位置６５に比べて、x軸の方向においてシフトしている範囲で変動している。図６ｃは、ファセット面５０の重心が、定位置６５に比べて、y軸方向にシフトしている対応図を示している。図６ｄは、ファセット面５０の重心６６が、定位置６５からx軸方向及びy軸方向の双方にシフトしている図を示している。

図７ａは、図示エリアにおけるファセット面５０の傾斜角Ayが、-45°から+45°の変動範囲で擬似乱数的に変動する実施形態を示し、図７ｂによる図は、傾斜角Ax及び傾斜角Ay双方が、-45°から+45°の変動範囲で変動する実施形態を示している。艶消し光沢及び輝き効果が、この擬似乱数的変動により、特に生じ、これらの効果が見える観察角度の範囲は、図７ａによる実施形態よりも、図７ｂによる実施形態において、より大きい。

図７ｃは、x軸及びy軸により広がる座標系におけるファセット面５０の重心の位置Pが擬似乱数的に変動する実施形態を示している。ここで、図示エリアにおいて、各ファセット面５０の位置Pは、図６ｄを参照して既に上述したように、x軸の方向における擬似乱数的シフトと、y軸の方向における擬似乱数的シフトによって、各定位置６５から変動している。

例えば、格子の格子幅が、x方向における格子幅がx方向におけるファセット面５０の寸法の1.5倍に相当し、y方向における格子幅がy方向におけるファセット面５０の寸法の1.5倍に相当するように選択される場合、x方向における乱数的なシフトの変動幅は、-Dx/2から+Dx/2の間で選択され、y方向における乱数的なシフトの変動幅は、-Dy/2から+Dy/2の間で選択されることが好ましく、ここで、Dxは、x方向におけるファセット面５０の寸法６８であり、Dyは、y方向におけるファセット面の寸法６７である。

位置Pの擬似乱数的変動により、光学可変効果の光学輝度がさらに改善されることを、研究が示している。さらに、ゴースト画像の形成、意図しない、例えば回折性の、カラー現象等も、回避可能である。

図７ｄは、ファセット面５０のアジマス角Azが擬似乱数的に変動する実施形態を示している。ここで、アジマス角Azの変動範囲は、-45°から+45°の間で選択されることが好ましい。

図７ｅは、図示エリアにおいて、パラメータP、Ax、Ay及びAzが変動する実施形態を示している。

既に上述したように、ファセット面５０のパラメータは、達成されるべき光学可変効果を規定する所定の関数に従う、各パラメータに対する値と、一つ以上のパラメータの所定の変動範囲内での擬似乱数的変動との、足し算的な、または掛け算的な重畳により、設定されることが好ましい。このための手続きは、好ましくは以下の通りである。

まず、ファセット面５０の位置Pが確定され、すなわち、ファセット面の重心のx、y位置が設定される。続いて、この点x、yでの所定の関数の局所的法線が確定され、この点におけるファセット面５０の法線として設定され、従って、ファセット面の傾斜角Ax及びAyが設定される。続いて、この点x、yにおける関数の勾配が、ファセット面の配向、従って、この点x、yにおけるファセット面のアジマス角Azを設定するために用いられる。残るパラメータは、関数により、一定値に設定されることが好ましい。既に上述したように、グレースケールイメージを生じるためにパラメータSが変動することも、ここでは有利である。続いて、こうして設定されたこれらのファセット面５０のパラメータは、既に上述したように、ファセット面の一つ以上のパラメータの擬似乱数的変動と、足し算的に重畳される。従って、例えば、位置Pが、図７ｃに示すように、擬似乱数的に変動し、傾斜角Ax及びAyが、図７ｂに示すように、擬似乱数的に変動する。

従って、例えば、所定の光学情報、特に所定の光学可変情報を含む関数F(x, y)が、まず、事前に規定される。関数F(x, y)が一定であり、法線ベクトルが常にｚ軸に平行である、図４に従うx軸及びy軸によって広がる格子における各定位置に対して、各定位置に割り当てられたファセット面の少なくとも傾斜角Ax及びAyが、上述したように、エリア３１において計算される。傾斜角Ax及びAyに加えて、任意で、アジマス各Az、基準面からの重心の間隔H、及び、各ファセット面の面積サイズS、及び、また任意でファセット面の形状Fが、関数F(x, y)によりそれぞれ設定されてもよい。従って、間隔Hは、例えば、基準表面からの各点の間隔から設定可能であり（任意でモジュロ関数とのさらなる組み合わせも伴う）、面積サイズSは、各点に割り当てられる輝度値により設定可能である。続いて、各ファセット面の位置が、上述したように任意で擬似乱数的に変動され、続いて対応する計算が、次のファセット面５０に対して実施される。

図８ａから図８ｅは、例として、そのような所定の関数F(x, y)を幾つか示しており、ここで、そのような関数F(x, y)とは、図８ｄの例において示すように、円筒座標系に従って規定される関数を意味する。

図８ａを参照して説明される関数F(x, y)は、反射性の円筒レンズに似た、光学的な“回転バー”効果を生じる。この効果において、観察者の方向に光を反射する円筒レンズのエリアは、他の方向に光を反射するエリアよりも、明るく見える。従って、この関数は、多層体が観察角度の方向に傾けられた場合に、円筒レンズ上を移動するように見える、一種の“光帯”を生じる。図８ｂを参照して説明される関数F(x, y)は、反射性の球面レンズに似た、光学可変効果を生じる。図８ｃを参照して説明される関数F(x, y)は、凸面及び凹面の反射表面によりもたらされる歪み効果を生じる。図８ｄに記載され、円筒座標系を参照して説明される関数F(x, y)は、放射状の膨張移動効果を生じる。

従って、関数F(x, y)は、三次元自由曲面、例えば、図８ａから図８ｅに示される表面７０から７４の形を描写することが好ましい。ここで、既に上述したように、傾斜角Ax及び／またはAyは、各ファセット面の重心におけるこの三次元自由曲面の各表面法線により、設定される。

さらに、関数F(x, y)は、ロゴ、画像、英数字、幾何学的図形、または、他の物体に基づいてもよく、あるいは、関数F(x, y)は、三次元物体の表面の切断部を描写してもよい。これは、例えば、図８ｅに示される。従って、図８ｅは、所定の関数F (x, y)により、三次元的デザインの王冠の形で設定される、自由曲面の図を示している。

ここで、三次元自由曲面は、所与の二次元ロゴ、イメージまたは文字が開始点として採用され、自由曲面が、各重心に対して、そのような二次元物体の輪郭からレンズ様に隆起して、すなわち、連続的に湾曲する光学レンズの湾曲と同様に規定され、この自由曲面が、好ましくは、二次元開始物体の輪郭に従い、−レンズ形状の隆起により−レンズ様の拡大効果、縮小効果、または歪み効果を示すことで規定されることが好ましい。これは、例えば、レンズ関数を提供する三次元表面、例えば表面７１が、二次元の輪郭に従って、幾何学的に変形されることでも達成される。

ここで、図８ａから図８ｄに示すような自由曲面が、連続的で微分可能な関数により形成され、平らな及び湾曲する表面エリアを含む場合が、特に有利である。z軸方向における自由曲面の最大値は、基準面へのそれらの各投影に対して、好ましくは4mmから40mmの間、さらに好ましくは8mmから20mmの間、互いに離れる。

ここで、三次元表面は、例えば上述したように二次元物体または三次元物体の表面の切断部の走査からそれぞれ設定された、一つ以上の自由エレメントを含んでもよい。これらの各自由エレメントの最小寸法は、好ましくは2mmから40mmの間、さらに好ましくは4mmから20mmの間である。

図９ａから図９ｄは、図８ａに従う放物線自由曲面を描写する所定の関数F(x, y)を参照して、ファセット面５０のパラメータを設定するステップの実施を説明し、これは、（反射／入射光での観察用に反射層を備える、自由曲面の対応デザインと共に）光学可変情報として“回転バー”効果を生じる。

最初のステップでは、図９ａに示すように、ファセット面５０が各定位置に配置され、各ファセット面の傾斜角Ax及びAyが、ファセット面５０の各重心における、関数F(x, y)により描写される三次元自由曲面の表面法線に応じて、設定される。

次のステップでは、図９ｂに示すように、傾斜角Ayが、傾斜角Ayの擬似乱数的な変動と重畳される。ここで、この擬似乱数的な変動の変動範囲は、関数F(x, y)の平均勾配の20%から80%の間で選択されることが好ましい。

続いて、図９ｃに示すように、ファセット面のアジマス角Azが、擬似乱数的に変動される。

続いて、図９ｄに示すように、ファセット面の位置Pが、各定位置からの擬似乱数的なシフトにより、擬似乱数的に変動される。

これにより、提示される線が、艶消し光沢効果、及び輝き効果を有し、光学可変効果がより幅広い観察角度で、従って、ロバストな、すなわち、多様な観察及び照明条件下で視認可能である、光学可変“回転バー”効果が、実現される。

図１０ａから図１０ｃは、異なる観察角度からの、図８ｂに従う球面レンズとしての関数F(x, y)を対応選択した、エリア３１の写真を示す。

上述した実施形態は、80%から50%の間の、エリア３１の全面積に対する、ファセット面に覆われるエリア３１の面積の比率である、充填係数を有する。従って、所与の観察エリアにおいて、光学可変インプレッションは、ファセット面に覆われないエリア３１のエリアにより形成される光学インプレッションと重畳される。ファセット面の高いオーバーレイ密度に達するために、ファセット面の配置を生じる際に、マスター構造に補正ステップを取り入れる必要がある。例えば、ファセット面の最初の配置の実施後、アルゴリズムが、ファセット面を有さないもののファセット面を保持するのに十分大きい、ランダムに形成された表面を探索する、探索ステップを提供してもよい。このアルゴリズムは、これらの表面に、さらなるファセット面を配置、特に適合することができる。

さらに、ファセット面に覆われないエリアが、残存するファセット面５０の配置よりも、全体の光学的インプレッションに対してより高い貢献をしないように、充填係数を選択することが有利である。

充填係数を増すためには、一例を挙げると、互いに関するファセット面の間隔が低減されてもよく、ファセット面の重ね合わせが行われてもよい。このために、格子の格子幅は、各方向におけるファセット面の寸法の0.8倍から1.5倍の間で選択されることが好ましい。

さらに、このために、傾斜角Ax及びAyのパラメータ変動値を低減することも有利である。

さらに、ファセット面の表面が、全表面に亘って、または、表面の一部に亘って、以下の構造の一つで覆われてもよい。

光の散乱及び観察角度の増大に貢献するマット構造。これらのマット構造は、光を等方的に、または、異方的に、散乱可能である。異方性マット構造は、全ファセット表面に完全に同じように配列可能であり、この場合、略同一の立体角度範囲で、光を散乱する。

回折構造、例えば、正弦格子、矩形格子、または鋸歯型格子。この格子は、直線状、交差状、または、六角状であってもよい。これらの回折構造は、200nmから2000nmの範囲の格子周期を有することが好ましい。さらに、構造深度は、20nmから2000nmの範囲であることが好ましい。図１１ａに示すように、これらの回折格子は、各ファセット面の全表面に亘って備えられてもよい。さらに、全ファセット面の格子線が、ファセット面の配向に関係なく、互いに平行に配列されてもよい。しかしながら、図１１ｂに示すように、回折格子のアジマス角が、各ファセット面５０のアジマス角の方向に配向されてもよい。また、回折構造、例えば、500から5000 Lines/mmで、特にパターンで配置される回折線形格子は、例えば、回折構造上の液晶層の分子を整列し、液晶材料の配向特性を設定する働きをすることもできる。

モスアイ構造は、ファセット面と周囲の媒体との間の境界表面での反射を低減する。この効果を生じる他の構造、例えば、好ましくは200nm未満の周期の線形サブ波長格子も、存在する。これらのタイプの構造全ては、ファセット構造を備えるエリアの輝度を設定するために、所望の方法で用いることもできる。また、エリア３１において、モスアイ構造を備えるファセット面を、構造を備えない、または、異なる構造を備えるファセット面と混ぜ、または、組み合わせることも考えられる。

例えば特許文献４及び特許文献５に記載されるような、0次回折構造。これらの構造は、通常、200nmから500nmの範囲の格子周期と、50nmから300nmの間の格子深度とを有する。格子形状は、矩形状または正弦状、あるいはより複雑に形成されてもよい。これらの構造は、HRI層、または、HRI及びLRI層の多層パケットでコーティングされることが好ましい。各HRI層の層厚は、通常、30nmから300nmの範囲である。0次回折構造が好ましい方向を有する、例えば、直線状または交差状である場合、回転時にカラーシフト効果を有する。このタイプの構造とファセット面との組み合わせは、例えば、顔料とともに、0次回折構造で生じるような光学効果の模倣を可能とする。本発明の利用は、そのような顔料を生産し、適用し、場合によっては配列する、高価で遠回りの手段を回避することを可能とする。

また、“回転バー”型の効果を、回転効果と組み合わせることができる。好ましい実施形態では、0次回折構造の直線状の格子線は、図８ａに示すように、“回転バー”の軸に垂直に、すなわち、ｘ方向に配列される。ここで、多層体がy軸に関して傾けられた場合、0次回折構造は、格子線に平行な観察で知られるように、僅かなカラー傾斜効果を提示する。これは、“回転バー”効果が支配的である、という結果を有する。その一方、多層体が90°回転された場合、0次回折構造のカラー回転効果が支配的である。対照的に、多層体がｘ軸に関して傾けられた場合、0次回折構造は、明白なカラー傾斜効果を提示する。

図１２ａ及び図１２ｂ示されるような、ナノ文字。ここでも、ナノ文字４６を参照して図１２ａに示されるようなナノ文字は、ファセット面５０の配向に関係なく配置されてもよく、図１２ｂに示すように、各ファセット面５０のアジマス角に対応して配置されてもよい。また、ナノ文字は、ロゴ、輪郭地図、シンボル、画像、コード、バーコード等のナノモチーフを含む。

このような構造は、図１３ａに示すように、所定のエリアにおいてのみ、ファセット面５０に重なってもよい。ここで、回折格子で覆われる線形構造４８は、部分的に、ファセット面５０に重なる。本発明の全実施形態において、上述したような構造が、ファセット面間に存在してもよい。これらの構造は、ファセット面間のみに、または、ファセット面上とファセット面間に、存在してもよい。

図１３ｂは、一つのエリアにおいて、ファセット面５０が0次回折構造４９により重ね合され、従って、これらの構造により生じる、例えば赤から緑へのカラー変化が、対応エリアにおいて、多層体の90°の回転で生じる、対応実施形態を示す。

EP 0 105 099 B1 EP 0 375 833 B1 WO 03/095657 A2 US 4,484,797 WO 03/059643 A1 EP 0 375 833 A1 EP 0 105 099 A1 EP 1 562 758 B1

Claims (15)

1. 第一の表面（２３１）と、前記第一の表面（２３１）とは反対側の第二の表面（２３２）とを備える第一の層（２３）を備える多層体（１０）であって、前記第一の層（２３）の前記第一の表面（２３１）が、x軸及びy軸の座標軸により広がる基準面を規定し、第一のエリア（３１）において、前記第一の層（２３）の前記第二の表面（２３２）に、多数のファセット面（５０）がモールドされており、前記ファセット面（５０）それぞれが、1μmより大きい最小寸法（６７）と、300μm未満の最大寸法（６８）とを有し、前記ファセット面（５０）それぞれが、パラメータ：前記ファセット面の形状（正方形、矩形、三角形、正多角形、ランダム多角形、円形または円錐断面の形状）F、前記ファセット面の面積サイズS、前記ファセット面の重心（６６）の前記基準面からの間隔H、x軸及びy軸により広がる座標系における前記ファセット面の重心（６６）の位置P、前記ファセット面の前記基準面に向かうx軸に関する傾斜角Ax、前記ファセット面の前記基準面に向かうy軸に関する傾斜角Ay、及び、前記基準面に垂直なz軸に関する前記ファセット面の回転角により規定される前記ファセット面のアジマス角Az、により設定されるものであって、前記第一のエリア（３１）に配置される前記ファセット面（５０）の前記パラメータF、S、H、P及びAzの一つ以上が、それぞれ前記第一のエリア（３１）に対する所定の変動範囲内で、擬似乱数的に変動し、反射性の第二の層（２４）が、前記ファセット面それぞれに適用され、前記多層体（１０）が、光学的に変化する第一の情報を生じ、前記第一の情報を生じるために、前記第一のエリア（３１）における前記ファセット面（５０）の前記傾斜角Ax及びAyが、関数F(x, y)に従って変動すると共に、
   前記関数F(x, y)が、一つ以上の自由エレメント（７０、７１、７２、７３）を備える三次元自由曲面（７４）を描写し、前記関数F(x, y)により設定される前記傾斜角Ax及び／または前記傾斜角Ayが、前記各ファセット面（５０）の前記重心において、前記三次元自由平面の各表面法線により設定されると共に、
   前記関数F(x, y)が、各自由エレメントのエリアにおいて、連続的で微分可能であること、
   を特徴とする多層体。
2. 第一の表面（２３１）と、前記第一の表面（２３１）とは反対側の第二の表面（２３２）とを備える第一の層（２３）を備える多層体（１０）であって、前記第一の層（２３）の前記第一の表面（２３１）が、x軸及びy軸の座標軸により広がる基準面を規定し、第一のエリア（３１）において、前記第一の層（２３）の前記第二の表面（２３２）に、多数のファセット面（５０）がモールドされており、前記ファセット面（５０）それぞれが、1μmより大きい最小寸法（６７）と、300μm未満の最大寸法（６８）とを有し、前記ファセット面（５０）それぞれが、パラメータ：前記ファセット面の形状（正方形、矩形、三角形、正多角形、ランダム多角形、円形または円錐断面の形状）F、前記ファセット面の面積サイズS、前記ファセット面の重心（６６）の前記基準面からの間隔H、x軸及びy軸により広がる座標系における前記ファセット面の重心（６６）の位置P、前記ファセット面の前記基準面に向かうx軸に関する傾斜角Ax、前記ファセット面の前記基準面に向かうy軸に関する傾斜角Ay、及び、前記基準面に垂直なz軸に関する前記ファセット面の回転角により規定される前記ファセット面のアジマス角Az、により設定されるものであって、前記第一のエリア（３１）に配置される前記ファセット面（５０）の前記パラメータF、S、H、P、Ax、Ay、及びAzの一つ以上が、それぞれ前記第一のエリア（３１）に対する所定の変動範囲内で、擬似乱数的に変動し、反射性の第二の層（２４）が、前記ファセット面それぞれに適用され、
   前記第一のエリア（３１）における前記ファセット面（５０）の前記傾斜角Ax及びAyが、それぞれ、関数F(x, y)により設定される前記傾斜角Ax及びAyと、前記傾斜角Ax及び／または前記傾斜角Ayの、表面の前記第一のエリアに対するそれぞれ所定の変動範囲内での擬似乱数的変動との、付加的な重畳に従って設定され、前記関数F(x, y)が、光学的に変化する第一の情報（７５）を生じるために、前記傾斜角Ax及びAyを変えるように選択されるものであって、
   前記関数F(x, y)が、一つ以上の自由エレメント（７０、７１、７２、７３）を備える三次元自由曲面（７４）を描写し、前記関数F(x, y)により設定される前記傾斜角Ax及び／または前記傾斜角Ayが、前記各ファセット面（５０）の前記重心において、前記三次元自由平面の各表面法線により設定されると共に、
   前記関数F(x, y)が、各自由エレメントのエリアにおいて、連続的で微分可能であること、
   を特徴とする多層体（１０）。
3. 前記傾斜角Ax及び／または前記傾斜角Ayの前記所定の変動範囲が、前記第一のエリア（３１）における前記関数F(x, y)の平均勾配よりも小さく選択されること、
   を特徴とする請求項２に記載の多層体（１０）。
4. 前記パラメータF、S、H、P、Ax、Ay、及びAzの一つ以上の各所定の変動範囲内での擬似乱数的変動に対して、パラメータ変動値が、パラメータ変動値の所定の選択肢から擬似乱数的に選択され、前記選択肢が、3から30の間のパラメータ変動値を含むこと、
   を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の多層体（１０）。
5. 前記第一のエリア（３１）における前記ファセット面（５０）の前記傾斜角Ax及び／またはAyが、-45°から+45°の変動範囲で、擬似乱数的に変動し、輝き効果を達成し、
   及び／または、
   前記第一のエリア（３１）における前記ファセット面（５０）の前記アジマス角Azが、-90°から+90°の変動範囲で、擬似乱数的に変動し、
   及び／または、
   前記第一のエリアにおける前記ファセット面の前記間隔Hが、擬似乱数的に変動し、最大間隔と最小間隔との間の差異により規定され、前記第一のエリア（３１）における前記ファセット面（５０）の間の前記間隔Hが乱数的に変動する、変動範囲が、0.5μmから8μmの間であること、
   を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の多層体（１０）。
6. 前記ファセット面（５０）が、x軸及びy軸により広がる二次元格子に従って配置されること、
   を特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の多層体（１０）。
7. x軸及びy軸により広がる二次元格子により前記ファセット面（５０）の重心の定位置を設定し、
   X方向及び／またはy方向における前記各定位置からの前記擬似乱数的なシフトの変動範囲の限界値が、x軸またはy軸の方向における前記ファセット面の寸法の0%より大きく100%以下であり、
   及び／または、
   前記乱数的なシフトの前記変動範囲が、+D/2から-D/2であり、ここで、Dが、x軸またはy軸の方向における前記ファセット面の寸法であり、
   及び／または、
   x軸またはy軸の方向における前記格子の格子幅が、x軸またはy軸の方向における前記ファセット面の寸法の1.2倍から2倍の間であること、
   を特徴とする請求項６に記載の多層体（１０）。
8. 一つ以上の前記ファセット面（５０）が、回折構造（４４）、0次回折構造（４５）、または極小文字（４６、４７）で覆われ、
   及び／または、
   前記第二の層（２４）が、一つ以上のスペーサー層（２４２）を有する薄膜層系を有し、その層厚が、前記薄膜層系が、可視波長範囲で、入射光の干渉により、観察角度に応じたカラーシフト効果を生じるように選択され、
   及び／または、
   前記第二の層が、指向性の液晶層を含み、
   及び／または、
   前記第二の層が、金属層（２４３）及び／またはHRI層を含むこと、
   を特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の多層体（１０）。
9. 前記多層体（１０）が、第二のエリア（３２）を有し、前記第二のエリア（３２）に配置される前記ファセット面（５０）それぞれの前記パラメータF、S、H、P、Ax、Ay及びAzが、前記第二のエリア（３２）に対する各所定の変動範囲内で、前記第二のエリア（３２）において、擬似乱数的に変動し、前記第一のエリア及び前記第二のエリア（３１、３２）において擬似乱数的に変動するパラメータが異なり、及び／または、前記変動パラメータの少なくとも一つの変動範囲が、前記第一のエリア及び前記第二のエリア（３１、３２）において異なって選択され、前記第一のエリア（３１）における少なくとも一つの変動範囲が、前記第二のエリア（３２）におけるものと、少なくとも20%異なること、
   を特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の多層体（１０）。
10. 前記ファセット面（５０）により覆われていない前記第一のエリア（３１）の部分的セクション（３１２）において、背景構造（４４）が前記第一の層（２３）の前記第二の表面（２３２）にモールドされており、前記背景構造（４４）が、回折及び／または屈折レリーフ構造、を含むこと、
    を特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の多層体（１０）。
11. 前記第一のエリアの前記ファセット面（５０）により覆われる部分的セクション（３１１）の全表面と、前記第一のエリアの前記背景構造（４４）に覆われる部分的セクション（３１２）のエリアの全表面とに対する、前記多層体の前記ファセット面（５０）に覆われる部分的セクション（３１１）のエリアにより覆われる表面の比率が、前記多層体が前記基準面に垂直に観察される場合、70%未満であり、
    及び／または、
    隣り合うファセット面（５０）の前記重心が、2μmから300μmの間、互いに離間し、
    及び／または、
    前記ファセット面それぞれの外縁上の点と、それぞれ隣り合う前記ファセット面の外縁上の点との間の最小距離が、300μm未満であること、
    を特徴とする請求項１０に記載の多層体（１０）。
12. 前記反射性の第二の層（２４）が、前記第一のエリア（３１）において、前記ファセット面（５０）のエリアにそれぞれ備えられ、前記ファセット面（５０）で覆われない第一の部分的セクション（３１２）には備えられず、
    前記各第二の層（２４）が、前記第一のエリア（３１）において、前記ファセット面（５０）で覆われない第二の部分的セクション（３１３）に備えられ、
    前記第一及び／または第二の部分的セクション（３１２、３１３）が、パターンで形成され、前記第一の部分的セクション（３１２）が、パターンエリアを形成するとともに、前記第二の部分的セクション（３１３）が、前記第一の部分的セクション（３１２）に対する背景エリアを形成し、またはその逆であり、透過光で観察される場合に、前記多層体が、前気第一及び第二の部分的セクションの形状によって設定され、観察者に見える、情報を提供し、
    前記第一の部分的セクションが、前記ファセット面で覆われる前記第一のエリアの前記部分的セクションに対する背景エリアを形成し、多数のファセット面を囲むこと、
    を特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の多層体（１０）。
13. 多層体（１０）の製造プロセスであって、
    第一の表面（２３１）と、前記第一の表面（２３１）とは反対側の第二の表面（２３２）とを備える第一の層（２３）であり、前記第一の層（２３）の前記第一の表面（２３１）が、x軸及びy軸の座標軸により広がる基準面を規定する第一の層を提供するステップと、
    多数のファセット面（５０）を、型押しツールにより、前記第一の層（２３）の前記第二の表面（２３２）にモールドするステップであり、前記ファセット面（５０）それぞれが、3μmより大きい最小寸法（６７）と、300μm未満の最大寸法（６８）とを有し、前記ファセット面（５０）それぞれが、パラメータ：前記ファセット面の形状（正方形、矩形、三角形、正多角形、ランダム多角形、円形または円錐断面の形状）F、前記ファセット面の面積サイズS、前記ファセット面の重心（６６）の前記基準面からの間隔H、x軸及びy軸により広がる座標系における前記ファセット面の重心（６６）の位置P、前記ファセット面の前記基準面に向かうx軸に関する傾斜角Ax、前記ファセット面の前記基準面に向かうy軸に関する傾斜角Ay、及び、前記基準面に垂直なz軸に関する前記ファセット面の回転角により規定される前記ファセット面のアジマス角Az、により設定され、第一のエリアに配置される前記ファセット面（５０）の前記パラメータF、S、H、P、Ax、Ay、及びAzの一つ以上が、前記第一のエリア（３１）において、それぞれ前記第一のエリア（３１）に対する所定の変動範囲内で、擬似乱数的に変動する、ステップと、
    反射性の第二の層（２４）を、多数の前記ファセット面に適用するステップと、
    前記第一のエリア（３１）における前記ファセット面（５０）の前記傾斜角Ax及びAyを、関数F(x, y)により設定される前記傾斜角Ax及びAyと、前記傾斜角Ax及び／または前記傾斜角Ayの、前記第一のエリア（３１）に対するそれぞれ所定の変動範囲内での擬似乱数的変動との、付加的な重畳によって、設定するステップであり、前記関数F(x, y)が、光学的に変化する第一の情報（７５）を生じるために、前記傾斜角Ax及びAyを変えるように選択されるステップと、
    を含み、
    前記関数F(x, y)が、一つ以上の自由エレメント（７０、７１、７２、７３）を備える三次元自由曲面（７４）を描写し、前記関数F(x, y)により設定される前記傾斜角Ax及び／または前記傾斜角Ayが、前記各ファセット面（５０）の前記重心において、前記三次元自由平面の各表面法線により設定されると共に、
    前記関数F(x, y)が、各自由エレメントのエリアにおいて、連続的で微分可能であること、
    を特徴とするプロセス。
14. 多層体（１０）の製造プロセスであって、
    第一の表面（２３１）と、前記第一の表面（２３１）とは反対側の第二の表面（２３２）とを備える第一の層（２３）であり、前記第一の層（２３）の前記第一の表面（２３１）が、x軸及びy軸の座標軸により広がる基準面を規定する第一の層を提供するステップと、
    多数のファセット面（５０）を、型押しツールにより、前記第一の層（２３）の前記第二の表面（２３２）にモールドするステップであり、前記ファセット面（５０）それぞれが、3μmより大きい最小寸法（６７）と、300μm未満の最大寸法（６８）とを有し、前記ファセット面（５０）それぞれが、パラメータ：前記ファセット面の形状（正方形、矩形、三角形、正多角形、ランダム多角形、円形または円錐断面の形状）F、前記ファセット面の面積サイズS、前記ファセット面の重心（６６）の前記基準面からの間隔H、x軸及びy軸により広がる座標系における前記ファセット面の重心（６６）の位置P、前記ファセット面の前記基準面に向かうx軸に関する傾斜角Ax、前記ファセット面の前記基準面に向かうy軸に関する傾斜角Ay、及び、前記基準面に垂直なz軸に関する前記ファセット面の回転角により規定される前記ファセット面のアジマス角Az、により設定され、第一のエリアに配置される前記ファセット面（５０）の前記パラメータF、S、H、P及びAzの一つ以上が、前記第一のエリア（３１）において、それぞれ前記第一のエリア（３１）に対する所定の変動範囲内で、擬似乱数的に変動する、ステップと、
    反射性の第二の層（２４）を、多数の前記ファセット面に適用するステップと、
    を含み、
    前記多層体（１０）が、光学的に変化する第一の情報を生じ、前記第一の情報を生じるために、前記第一のエリア（３１）における前記ファセット面（５０）の前記傾斜角Ax及びAyが、関数F(x, y)に従って変動するものであって、
    前記関数F(x, y)が、一つ以上の自由エレメント（７０、７１、７２、７３）を備える三次元自由曲面（７４）を描写し、前記関数F(x, y)により設定される前記傾斜角Ax及び／または前記傾斜角Ayが、前記各ファセット面（５０）の前記重心において、前記三次元自由平面の各表面法線により設定されると共に、
    前記関数F(x, y)が、各自由エレメントのエリアにおいて、連続的で微分可能であること、
    を特徴とするプロセス。
15. 前記プロセスが、
    前記第一のエリア（３１）における前記ファセット面（５０）それぞれの前記位置Pを、前記各ファセット面（５０）の前記重心（６６）の、x及び／またはy方向における各定位置（６５）からの、擬似乱数的なシフトにより設定するステップであり、x軸及びy軸により広がる二次元格子が、前記第一のエリア（３１）に配置される前記ファセット面（５０）それぞれに対して、前記基準面における前記各ファセット面（５０）の前記重心（６６）の前記定位置（６５）を規定するステップを含むこと、
    を特徴とする請求項１３または１４に記載のプロセス。

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