TWI245978B - Diffractive safety element - Google Patents

Description

1245978 玖、發明說明 本發明關於申請專利範圍第1項引文的一種繞射式安 全元件。 這種繞射式安全元件用於證實物品的真實性，例如鈔 票、所有種類的證明、有價證券等，俾能不花太大功夫確 認該物品之真實無訛。該繞射式安全元件在該物品作此目 的時，呈一種由一薄的層複合物切出的標記的形式與該物 品牢牢接合。 在歐洲專利EP 0 105 099 A1與EP 0 375 833 A1發表了 上述種類的繞射式安全元件。這些安全元件包含一種圖案 ，由排列成馬賽克狀的平面元件構成，這些平面元件具有 一折射格。這些折射格的方位角依預定設置成使得在轉動 時，由折射之光線產生之可看見的圖案會做一連串預定的 運動過程。 在歐洲專利EP 0 360 969 A1提到繞射式安全元件，其 中該平面元件具有一對稱的折射格。該不對稱之折射格成 對且鏡像對稱地設置在各二個具有一共同界限的平面元件 中，在國際專利97/19821中提到特殊的不對稱折射格，它 們的作用一如斜放的鏡子。 折射格的折射性質可利用一種傅立葉空間描述用影像 方式表示。這種傅立葉空間描述在一個圓形中利用一個點 顯示該折射的光束，其中該光線垂直地入射到圓心中的折 射格上。圓心對應於折射角度/5 =0° ，而圓周對應於折射 角度/3 = 90° ，而一半徑對應於一個放在該圓形中的點， 1245978 它顯示在折射格折射的光束的折射角度Θ。在該傅立葉空 間描述中的各不同點的極坐標角度反映出該折射格的方位 角朝向。 此繞射式安全元件大體上由一片塑膠製的薄層複合物 構成。在二個層間的界限層具有將光線折射的構造的微視 型細浮雕。爲了提高反射性，故二個層之間的界限層用一 反射層施覆。這種薄層狀物的構建及可用於此的材料，舉 例而言，在US 4,856,857與W0 99/47983中提到。在德專 利DE 33 08 831 A1提到將該薄層複合物利用一載體膜施到 物品上。 這些繞射式安全元件的缺點係它們要在很窄的空間角 度範圍以及用極高的單位面積亮度觀看，對觀看者而言須 在這種角度及亮度條件才能看到覆以折射格的平面元件上 的記號。此外，單位面積亮度高，則平面元件的形狀就變 得較難辨識。 在歐洲專利EP 0 712 012 A1提到將一種微視細微的隨 機式（stochastisch )的粗糙度疊加到一正弦波形之次微視 式（submikroskopisch)的細折射格上，使得該折射格呈隨 機的方式調變。該微視細微的猜測式粗糙度並未進一步說 明，且係在製造主矩陣（Mastermatriz)時，利用不可重現 的各向異性（anisotrop)的程序步驟產生者。僅僅該次微視 方式的細微折射格在定向光線的場合只能在該反射角度才 能看見。這種加到折射格上的粗糙構造的作用，係使在該 次微視細微的折射格上折射的光線散射到折射格上方的半 1245978 空間中。 本發明的目的在提供一種廉價的繞射式安全元件，它 在折射光中顯示一種容易看到的靜態平面圖案，在很大的 角度範圍內都能看到。 上述目的依本發明，係利用申請專利範圍第1項的特 徵點達成。本發明有利的進一步特色見於申請專利範圍附 屬項中。 本發明的實施例在圖式中顯示並在以下詳細說明。 【實施方式】 第1圖中，（1)表示一個層複合物（Schichtverbund，英 :layer composite)，⑵表示一安全元件，（3)爲一基質， (4)爲一個蓋層，（5)爲一模造層，（6)爲一護層，（7)爲粘著劑 層，（8)爲一反射性的界限層，（9)爲一光學效果構造，（1〇) 爲該反射作用的界限層（8)中的一透明位置。此層複合物（1) 由數層不同的塑膠層構成（該塑膠層先後施到一個圖中未 示的載體膜上）以典型方式包含以下順序的層：蓋層（4)、 模造層（5)、護層（6)、與粘著劑層（7)。在一實施例，載體膜 爲蓋層（4)本身，在另一實施例中，載體膜用於將該薄的層 複合物（1)施到基質（3)上，然後從該層複合物（1)分離，如上 述DE 33 08 831 A1中所述。 界限層（8)構成模造層（5)與護層（6)之間的共同接觸面。 一個可呈光學變化的圖案的光學效果構造（9)形成到該模造 層（5)中。由於護層（6)塡滿了該光學效果構造（9)的凹谷，故 界限層（8)具有光學效果構造（9)的形狀。爲了光學效果構造 1245978 (9)有高反射性，故在界限層（8)上折射指數須急遽變化。這 種折射指數的驟變，舉例而言，係利用一金屬覆層（且宜 由鋁、銀、金、銅、鉻、鉬等構成）產生，它做爲界限層 (8)將模造層（5)與護層（6)隔開。由於它有導電性，故金屬覆 層對界限層（8)上的可見光有高反射能力。如不用一金屬覆 層，這種折射指數的驟變也可用一種無機介電材料的覆層 產生，其優點爲該介電覆層還可是透明的。適當的介電材 料的例子在上述文獻US 4,856,857的表1及W0 99/47983中 提到。 層複合物（1)可做成塑膠層狀物的形式，它呈一種長膜 疋形狀，具有許多個該可光學變化的圖案的謄本，互相比 鄰設置，由該膜疋將該安全元件（2)分離（例如切出來）， 並利用粘著劑層（7)與一基質（3)接合。基質（3)大多呈一文件 、鈔票、金融卡、證件或其他重要或有價的物品形式，該 基質設有安全元件（2)，以證明該物品真實無訛。 至少該蓋層（4)與模造層（5)對於入射到安全元件（2)上的 光（11)係透明者，入射光（8)在該界限層（8)上反射，並被該 光學效果構造（9)依預定方式作偏轉。該光學效果構造（9)係 爲繞射式構造、使散射的浮雕構造、平坦的鏡面等。 第2圖顯示施到基質（3)上的安全元件（2)的上視圖。平 面元件（12)在安全元件（2)的平面中構成一馬賽克式的平面 圖案。各平面元件（12)覆有一個光學效果構造（9)(第1圖 )。在安全元件（2)的一實施例中，某些透明位置（10)(該 反射作用的金屬覆層在這些位置中段）係開口到界限層（8) 1245978 (第1圖）中’俾使位在安全元件（2)下方在基質（3)上的指 標（13)可透過安全元件（2)看穿過去而辨識。在該安全元件 (2)另一實施例中，該界限層⑻有一透明介電覆層，俾使指 標記（13)保持可看得到。當然，在此透明的實施例類型中， 該護層（6)(第1圖）與粘著劑層（7)(第1圖）也都是透明 者。該層複合物（1)(第1圖）的特別薄的實施例係將護層 (6)省却。如此，粘著劑層⑺就直接施到該光學效果構造⑴ 上。該粘著劑宜爲熱熔膠，其粘著性在l〇(rc左右的溫度才 產生出來。在上述US 4,856,857中顯示各種層複合物（1)實 施例，並列舉可用於此的材料。 一折射格（24)(第1圖）係由其參數：空間頻率、方位 角、廓形之形狀、廓形之高度h (第1圖）等等決定。在以 下所說明的實例中所提到的線性不對稱折射格（24)的空間頻 率在50條線/每mm〜約1500條線/mm。幾何廓形高度h 的値在50nm〜5000nm範圍，其中較佳値在l〇〇nm〜2000nm 間。由於要將折射格（24)成形到該模造層（5)(第1圖）中 時，對於幾何廓形高度h大於空間頻率的倒數的情形，在 技術上有困難，因此該幾何廓形高度h的較大的値只對於 在空間頻率較小的値的場合有意義。 在第3圖中，一種線性折射格（24)(第1圖）的折射性 質利用上述的傅立葉空間描述用第一折射階（14)及第二折射 階（15)表示，其中該折射格（24)的一個格向量（26)平行於方 向X。設在圓心的平面元件（12)的折射格（24)將垂直入射到 圖面上的光（11)(第1圖）色散成光譜的各色光顏色。各不 11 1245978 同的折射階（14)(15)的折射光束係在圖未示的相同的折射平 面〔它由入射光（11)及格向量（26)決定〕，因此有很強的方 向性。波長λ = 380nm (紫）的較短波的光在各折射階 (14)(15)中距圓心的距離比較長波之波長λ二700nm (紅） 的光距圓心距離更短。傳播之折射階（14)(15)的數目依折射 格（24)的空間頻率而定。在約300條線/每mm的空間頻率 以下的範圍中較高階的折射階互相重疊，因此在該處，折 射光係加成變無色（白光）。將該線性折射格（24)之方位角 旋轉了少許幾度的角度0後，對於從X坐標方向往折射格 (24)看的觀看者而言，該覆以折射格（24)的平面元件（12)就 看不到，因爲格向量（26)以及折射面不再能將折射光之光束 朝向X坐標方向。 蓆構造具有微視比例的細浮雕構造元件，它們決定散 射能力，且只能用統計學上的特性値描述，例如平均粗糙 度R a、關聯長度1 c等，其中，平均粗糙度R a的値在 20nm〜2000nm之間，且宜在50nm〜500nm，而關聯長度Ic 在至少一方係的値在200nm〜50000nm範圍，且宜在500nm 〜lOOOOnm之間。 第4圖顯示該覆以一種各向同性的蓆構造的平面元件 (12)(第3圖）在垂直入射光（11)(第1圖）的場合的傅立 葉空間描述。該各向同性的蓆構造的微視細微的浮雕構造 元件並無方位角的優先方向，因此散射的光的強度以比一 預定界限値（例如利用視覺判斷而預設者）更大的強度以 一空間角（16)(此空間角由蓆構造的散射能力預定）均勻分 12 1245978 佈在所有方位角方向，且該平面元件（12)在白天的光線中呈 白色到灰色。在所有其他方向，該平面元件（12)是暗的。強 散射作用的蓆構造將此散射光分佈到比弱散射作用的蓆構 造更大的空間角度（16)。 第5圖中，該蓆構造的浮雕元件具有該微視細微浮雕 構造元件的一個優先方向，平行於坐標X。因此散射光呈各 向異性方式的分佈。在第5圖之圖示中，該空間角度（16)( 它由蓆構造的散射能力預定）呈橢圓形沿y軸方向拉開。 第6圖中顯示橫截面中的實際性質。安全元件（2)具有 平面元件（12)的圖案，這些平面元件覆有光學效果構造⑼ (弟1圖）把g亥通平面法線（17)呈入射角入射的光（11)以 反射角度α ’反射。呈反射光束（18)形式，其中α = α，。入 射光（11)、平面法線（17)與反射光束（18)的方向一齊夾成一 折射面（19)，它在第6圖中係平行於圖的平面。光學效果構 造（9)呈線性折射格（24)(第1圖）的形式，其格向量（26)( 第3圖）平行於坐標X朝向，入射光（11)依其波長λ而以折 射角Θ 19/3 2呈折射光束（20)(21)的形式在各折射階（14)(第 3圖）與（15)(第3圖）由反射光束（18)的方向偏轉。如果 該光學效果構造（9)爲蓆構造之一，則該回散射的光強度向 量的端點構成棍棒形的表面。此棍棒形表面，舉例而言， 與折射面（19)相交形成「相交曲線」（22)(23)。如果該蓆構 造的浮雕構造元件沒有優先方向，則光束幾乎呈同心繞著 該反射光束（18)的方向散射。具有「相交曲線」（22)的蓆構 造將入射光（11)比具相交曲線（23)的蓆構造作更較強力的散 13 1245978 射且以更大的空間角度（16)(第4圖）散射。由於散射較強 ，故沿反射光束（18)的方向散射的光的強度較弱，如相交曲 線（22)與相交曲線（23)的比較所顯示者。如果該浮雕構造元 件大致對一優先方向〔此處係垂直於折射面（19)〕朝向，則 相同強度的地點位在該扁平之棍棒形表面上，這些表面在 一個的地點位在該扁平之棍棒形表面上，這些表面在一個 圖未示的相交平面〔它垂直於反射光束（18)〕中有一橢圓形 的橫截面，其中，在此相交面上，橫截面之面積重心係與 反射光束（18)的穿過點重合，且該橢圓形橫截面的縱軸垂直 於折射平面（19)朝向。因此，該散射光爲各向異性（ anisotrop)者。與折射構造不同，蓆構造不能將入射光（11) 分散成各光譜的顏色。 當入射光（11)在第1圖中所示之不對稱線折射格（24)上 折射時，在該負値之折射階（14)(第3圖）、15 (第3圖） 中的折射光束（20)的強度I —與該正値的折射階（Η)(15)中的 折射光束（21)(第6圖）的強度1+係不相等者。折射光束 (21)的強度1+超出折射光束（20)的強度I-至少一個倍數p = 3，且宜p=10或者更大，換言之Ι+=ρ· I-。此倍數p主 要與折射格（24)的鋸齒形廊形設計、廓形高度h及空間頻率 有關。在空間頻率約300條線/mm以下時，該不對稱的折 射格（24)的作用一如傾斜的鏡子’換言之，在正折射階中的 折射光束的強度1+幾乎達到入射光（11)的強度，而在負折 射階中的折射光束（20)的強度I—實際上縮小了。倍數p可 達100或更大的値。入射光（11)不再會色散成光譜色，因此 14 1245978 這種折射格（24)由於各色光相加而呈「無色」特性。其進一 步細節可看前述的文獻W0 97/1981。 第7圖的示意圖顯示埋入到該模造層（5)及護層（6)中的 光學效果構造（9)(第1圖），它是一種由該線性不對稱折 射格（24)(第1圖）與蓆構造構成的折射構造（25)，此折射 構造係由一種加成性（additiv )重疊而產生者。爲了圖面 明瞭起見，所示之蓆構造，其中値粗糙度Ra比廓形高度小 ，且太過於規則而非如自然的無規則的分佈。線性不對稱 的折射格（24)的廓形的其他參數爲閃耀角度ε 1及ε 2，這些 角度是由該不對稱折射格（24)的二個廓形面與安全元件（2) 的平面（第6圖）所夾成者。 第8圖中顯示折射構造（25)(第7圖）的傅立葉空間， 其中該蓆構造係各向同性者。利用該折射構造（24)(第1圖 )作強力定向折射的光束（20)(第6圖）、及光束（21)(第 6圖）係經該蓆構造傳播。如此有一優點，即：折射的光束 (20)(21)射到該大的空間角度（16)中，且對觀看者而言，即 使單位面積亮度減弱，該具有折射構造（25)的平面元件在整 個空角（16)內都可很容易地辨視。蓆構造的散射越強，則在 平面元件（12)下方可辨識的空間角度越大，且對觀看者而言 ，平面元件（12)的單位面積亮度越小。此外，該折射到正第 一折射階（14)中的光束（20)的強度1+比該折射到負第一折射 階（14’）的光束（21)的強度r大了倍數P。第點在第11圖中 利用空間角度（16)中不同密度的表格表示。 對於在折射格（24)的約300條線/每mm以上的空間頻 15 1245978 率，入射光（第5圖）被色散成光譜色光。在白天的光線 的情形，這種蓆構造的作用係不受折射格（24)的空間頻率 影響地使該純光譜色混色成五彩色調（PastelltGne)直到變 成實際白色的散射光爲止。這些五彩色調隨著折射格（24) 的空間頻率變小，其白色比例越來越高。如果空間頻率低 於約300條線/每mm的値，則不會發生入射光（11)之可察 覺的色散情事，換言之，平面元件（12)呈入射光（11)的顏色 〇 由該傅立葉空間表示圖可看出，當繞著一條在坐標X 與y所夾的平面中的軸傾轉時，以及繞該平面之法線（17)( 第6圖）時，對觀看者而言，被折射構造（25)偏轉的光在很 大的角度範圍，例如在±20°〜60°的範圍中仍然可看到， 這和上述歐洲專利EP 0105099 A1的繞射格不同，該繞射格 只能在幾度的狹小角度範圍中看得到，因此在該安全元件 (2)(第2圖）傾轉及轉動時會閃爍。具有折射構造（25)的 平面元件（12)的優點爲：該安全元件（2)的平面圖案中的平 面元件（12)構成一個宛如靜態的圖案元件。 第9圖顯示由二個平面元件（27)(28)構成之安全元件（2) 中宛如靜態（quasi statisch)之圖案元件的一簡單例子。具 有第一折射構件（25)(第7圖）的第一平面元件（27)鄰界到 具有第二折射構造（25)的第二平面元件（28)。第一平面元件 (27)及第二平面元件（28)係隨一平面圖形中的覆以另外的光 學效果構造的區域（29)設在該安全元件⑵上。第一與第二 折射構造（25)的不同處只在其格向量（26)(第3圖）的方向 16 1245978 以及第8圖中所示的折射性質。格向量（26)在第9圖中在平 面元件（27)(28)中係大致反向平行者·換言之，第二折射構 造（25)(第7圖）的方位角等於第一折射構造（25)的方位角與 値域120°〜240°的一附加方位角度0 (第3圖）的和，其 中該方位角度0的値宜爲(9 = 180° 。第一折射構造（25)的 格向量（26)平行於坐標X朝向。蓆構造均勻地延伸過二個平 面元件（27)(28)的整個面積範圍。觀看者沿坐標X的方向看 ，且看到具有低單位面積亮度的第一平面元件（27)，反之， 所見之第二平面元件（28)則具有高單位面積光度，如第9及 第10圖中用點網格所示者。如果此時將該安全元件（2)在其 平面中旋轉180° ，如第10圖所示，則該安全元件（2)係沿 坐標X的相反方向看。如此該二平面元件（27)(28)的單位面 積亮度就互換，換言之，該二個平面元件（27)(28)的明暗對 比就和第9圖所示者相反。 表1 :實例 實例 不對稱折射構造（24)(弟1圖） 蓆構造 1 均勻 均勻且各向同性 2 局部變化（面積覆蓋度或廓形形 均勻且各向同性 狀） 3 均勻 局部變化 4 局部變〔格向量（26)的朝向 局部變化 5 局部變（廓形深度） 均勻且各向異性 在一第二實施例中，在第11圖的一個彷彿位置固定（ stationSr)的圖案元件中，在第二平面兀件（28)(當作背景 17 1245978 面）上設有多數第一平面元件（27)，其中在第一平面元件 (27)與在第一平面元件的折射構造（25)(第7圖）中的各不 對稱折射格（24)(第1圖）的格向量（26)(第3圖）大致呈 反向平行的朝向。在此實施例中，該第一平面元件（27)在一 優先方向（30)，其折射構造（25)的面積函蓋度係從一平面元 件（27)到一平面元件遞減，這點可藉著將多數的部份面（31) 〔其尺寸在至少一方向少於〇.3mm〕嵌入該第一平面元件 (27)中而達成。第二平面元件（28)的折射構造（25)在部分面 (31)中形成。這種小小的部分面（31)用肉眼不能辨視，但會 有效地減少第一平面元件（27)的單位面積亮度。類似的效果 在另一實施例中藉著將各平面元件（7)在優先方向（30)的折 射格（29)廓形形狀不對稱性改變而達到。折射格（24)的廓形 形狀從第一種高度不對稱的形狀變化經過一種對稱的廓形 形狀再變到與第一種不對稱形狀呈鏡像對稱的形狀。因此 第一平面元件（27)的單位面積亮度沿該優先方向（30)遞減。 反之，蓆構造則均勻地延伸過該整個彷彿位置固定的圖案 元件的範圍。當將圖案元件在坐標X與y變成的平面中轉 了 180°時，對觀看者而言，第一平面元件（27)與第二平面 元件（28)之間的對比明顯地改變。 在第12圖中所示的彷彿位置固定的圖案元件第三實施 例中，在第一平面元件（27)內至少設有一個部分面（31)。第 一平面元件（27)與該部份面（31)不同處只在於該用於產生折 射構造（25)(第7圖）所用的散射性質。舉例而言，在第一 平面元件（27)中，有一強散射作用的蓆構造重疊到該不對稱 18 1245978 的折射格（24)(第7圖），而在部分面（31)中，有一弱散射 作用的蓆構造重疊到該不對稱的折射格（24)。只要觀看者在 該圖案兀件或安全元件（2)(第2圖）傾轉或轉動時保持在 該二個空間角度（丨6)(第4圖）較小的那個角度內，則該第 一平面兀件（27)的背景前方的部份面（31)由於單位面積亮度 較咼，故淸晰可見。如果在該第一平面元件（27)中的較小空 間角度（16)(第4圖）以外但仍在該折射元件（25)的較大的 空間角度（16)內，則該部分面（31)與第一平面元件（27)的對 比就互換’因此可看到在第一平面元件（27)的明亮背景面前 方的暗的部分面（31)。部分面可構成一字詞（Schriftzug) 、一詞藻（Logo)等，且至少具有ι·5ιηιη的劃寫高度，俾 可容易辨識；這點就需要大的平面元件（27)(28)。當空間頻 率在約300條線/mm以下時，在該第一平面元件（27)與部 分面（31)之間的對比就會變小；當安全元件（2)(第1圖轉 了約180°的方位對於觀看者而言，第一平面元件（27)與部 分面（31)都一樣暗，例如第13圖所示。如第一實例所示， 該第一平面兀件（27)有利地鄰界到第二平面元件（28)，俾能 在第一（27)及第二平面元件（28)之間造成額外的對比更換， 這點使觀看者較容易找到部分面（31)中所含的資訊。 第14圖中，該折射構造（25)(第7圖）的優先方向朝 向具方位角0的格向量。該蓆構造之微視細微構造垂直於 該不對稱之折射格（24)(第1圖）的格向量（26)朝向。因此 該散射入射的光（1丨）（第6圖）的分佈爲各向異性。在第 14圖的傅立葉空間表示中，該二折射階（14)之由蓆構造的 19 1245978 散射能力預定的空間角度（32)與（33)呈一橢圓形狀，沿格向 量（26)互相拉開。空間角度（32)及（33)的橢圓形的主軸的主 軸很小，俾使得該平面元件（12)(第2圖）在散射光中垂直 於格向量（26)繞一角傾轉時在很大的角度範圍以及只在方位 角一狹窄範圍中可看見。在該正折射階（12)(第3圖）的空 間角度（32)內折射的光束（21)(第6圖）的強1+比起該在負 折射階（12)的空間角度（33)中折射的光束（20)(第6圖）大 上P倍。 第15圖中顯示此折射構造（25)的一種應用例。多條橢 圓形閉鎖曲線狹帶（34)構成安全元件（2)的平面圖案。這些 狹帶（34)設成在方位角中均勻分佈，使其重心（35)重合。各 狹帶（34)之格向量（26)之方位角由該主軸-方位角度預定，舉 例而言，該狹帶(34)與主軸方位角度〇° 、45° 、90°與135° 構成一個組，且具有與0二0°之格向量（26)(第14圖）相 同的方位角。具有格向量（26)之相同方位角的四個狹帶（34) 可在相同方向同時看到。各狹帶（34)的面構成上述圖案元件 ’且分配到該二平面元件（27)(第9圖與（28)(第9圖）中 。要將之分配到該二個覆以折射構造（25)(第7圖）的平面 元件（27)(28)中，係依預定形狀的輪廓（36)〔例如一簡單的 子詞（Logo ) 、一^字母、一*數字等〕而達成’其中’舉例 而言，對於第15圖中所示的輪廓（36)，係選用一十字形。 舉例而言，該狹帶（34)之位在十字形外的部分設計成第一平 面元件（27)形式，而位在十字形內的狹帶（34)部分設計成平 面元件（28)形式。在第一平面元件（27)中的折射構造（25)的 20 1245978 格向量（26)的方向以及第二平面元件（28)中折射構造（25)的 格向量方向在各狹帶（34)中係大致反向平行者。蓆構造的浮 雕元件在各狹帶（30)中垂直於格向量（26)朝向，當安全元件 (2)轉動時，對觀看者而言，該狹帶（34)的一些組會短時閃 爍’這些組的折射平面（17)(第6圖）係與觀看者的觀看方 向重合，換言之，相對於觀看者的觀看方向，該可見狹帶 (34)的格向量（26)的方位角0=0°或180° 。在該輪廓（36) 內的狹帶部分的亮度，舉例而言，比輪廓（36)的狹帶部分亮 度更高。當傾轉時，只要觀看者的瞄視方向在正折射階的 空間角度（32)(第14圖）內，則對比不變，但觀看者看到 的混合色改變。如果該觀看者的瞄視角度與在負折視階的 空間角度（33)內的方向重合，則在輪廓（36)內的狹帶部分與 輪廓（36)外的狹帶部分的對比互換，換言之，在輪廓（36)內 的狹帶部分變得比輪廓外的狹帶部分不亮。在空間角度（32) 與（33)之外，狹帶（34)的面都呈一片黑暗或看不見。 第16圖中顯示第五實施例。多數的平面元件（12)在該 安全元件的平面圖案內依預定沿優先方向（30)設置，其中， 相鄰的平面元件（12)互相間隔地或直接地互相散開地朝向。 在各平面元件（12)中，該用於折射構造（25)(第7圖）的折 射格（24)(第1圖）具另一種廓形，其中該較寬的廓形側翼 的閃耀角度ε 2 (第7圖）從一平面元件（12)到相鄰之平面 元件（12)在極端値土 ε max之間分段式地每段隔一預定閃耀 角度分段Λε2而變化。舉例而言，在第16圖中，在中央 的平面元件（12)中，該折射構造（25)的閃耀角度ε 1 (第7圖 21 1245978 )與ε 2等於零，換言之在中央平面元件（12)中的折射構造 (25)係一平坦的鏡子與蓆構造重疊。二個外側的平面元件的 折射構造（25)的閃耀角度分爲爲+ ε max與-ε max。蓆構造 在所有平面元件（12)中都是均勻且爲各向異性者，如第5圖 之說明所述者。各平面元件（12)的橢圓形空間角度（16)(第 5圖）在傅立葉空間描述中，係沿著坐標x (第5圖）對應 於折射構造（25)的閃耀角度ε 2推移相鄰設置。格向量（26) (第3圖）大致與優先方向成平行或反向平行的朝向。當 安全元件（2)繞著一條垂直於此優先方向（30)朝向的軸（37)傾 轉時，對於沿此優先方向（30)看的觀看者而言，平面元件 (12) —個接一個地發亮過去，因此觀看者可看到在安全元件 (2)上沿優先方向（30)傾轉時，該亮條帶（38)可在與空間角度 (16)相關的大傾角看得到。 如不採用上述例子所用的各向同性的蓆構造，也可使 用各向異性的蓆構造，反之亦然，上述例子所用的各向異 性的蓆構造也可用各向同性的蓆構造取代。 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 第1圖係一安全元件的橫截面圖， 第2圖係該安全元件的上視圖， 第3圖係一種線性折射格的傅立葉空間描述， 第4圖係一種各向同性（1S〇tr〇p)的蓆構造的傅立葉 描述， 第5圖係一種各向異性的蓆構造的傅立葉空間描述， 22 1245978 第6圖係光學效果構造的偏轉特性， 第7圖係在一^個層複合物中的折射構造’ 第8圖係該折射構造的傅立葉空間描述， 第9圖係具有一圖案元件的安全元件的上視圖， 第10係第9圖之安全元件轉了 180°的情形， 第11圖係該圖案元件的第二實施例， 第12圖係該圖案元件的第三實施例， 第13圖係該圖案元件的第三實施例轉了 180°的情形 第14圖係另一種折射構造的傅立葉空間描述， 第15圖係第四實施例，顯示一傅立葉空間描述， 第16圖係該圖案元件的第五實施例。 (一）_元件代表符號 (1) 塑膠層狀物 (2) 安全元件 (3) 基質 (4) 蓋層 (5) 模造層 (6) 護層 (7) 粘著劑層 (8) 界限層 (9) 光學效果構造 (10) 透明位置 (11) 光線（入射光） 23 1245978 (12) 平面元件 (13) 指標 (14) (14’)折射階 (15) 折射階 (16) 空間角度 (17) 法線 (18) 反射光束 (19) 折射面 (20) 折射光束 (21) 折射光束 (22) 相交曲線 (23) 相交曲線 (24) 折射格 (25) 折射構造 (26) 格向量 (27) 平面元件 (28) 平面元件 (29) 折射格 (30) 優先方向 (31) 部分面 (32) 空間角度 (33) 空間角度 (34) 狹帶 (35) 重心 24 1245978 (36) 輪廓 (37) 軸 (38) 亮條帶

Claims (1)

1245978 拾、申請專利範圍

1 · 一種繞射式安全元件（2)，由一塑膠層狀物（1)構成 ，具有至少由平面元件（12)(27)(28)呈馬賽克狀組合成的平 面圖案，其中，在該平面元件（12)(27)(28)中在該塑膠層狀 物（1)的一模造層（5)及一護層（6)之間的一個反射作用的界限 層（8)形成一種光學效果構造（9)，且入射到該塑膠層狀物（1) 上穿過該塑膠層狀物⑴的一蓋層⑷及該模造層（5)的光線 (11)利用該光學效果構造⑼作預定的轉向，其特徵在有一 折射構造（25)形成到至少一平面元件（12)(27)(28)的面中，該 折射構造（25)由一種線性不對稱的折射格（24)與一蓆構造重 疊而產生，該線性不對稱的折射構造（24)的空間頻率的値在 50條線/每mm〜2000條線/每mm的範圍，且該蓆構造 的平均粗糙度値在20nm〜2000nm範圍，且至少在一方向具 有200nm〜50000nm的關聯長度。 2 ·如申請專利範圍第1項之安全元件，其中：

一第二平面元件（28)鄰界到一第一平面元件（27)，該折 射構造（25)形成到第二平面元件（28)的面中’且該第一平面 元件（27)中之線性不對稱折射格（24)的格向量（24)大致與第

3 ·如申請專利範圍第1或第2項之安全元件，其中 在該平面元件（12)(27)中設有具一種折射構造（25)的部 分面（31)，其中該部分面（31)的折射構造（25)與平面兀件 (12)(27)的折射構造（25)不同處只在蓆構造的散射能力。 26 1245978 4 ·如申請專利範圍第3項之安全元件，其中： 該部分面（31)構成一文字或詞藻形式的資訊。 5 ·如申請專利範圍第2項之安全元件，其中： 在第二平面元件（25)的面上設有多數第一平面元件（27) ，在一網格中該第一平面元件（27)有多數部分面（31)，其最 大尺寸在至少一方向係小於〇.3mm，在該部分面（31)中形成 該第二平面元件（28)的折射構造（25);且沿著一優先方向 (30)，該第一平面元件（27)的折射構造的面積函蓋度從一平 面元件（27)到下一平面元件（27)都有變化。 6 ·如申請專利範圍第2項之安全元件，其中； 在該第二平面元件（28)的面上設有多數第一平面元件 (27)，且沿著一優先方向（30)該用於第一平面元件（12)中作 折射構造（25)的折射格（24)的不對稱性從一個平面元件（27) 到下個平面元件（27)都有變化。 7 ·如申請專利範圍第1或第2項之安全元件，其中： 有多數平面元件（12)在該平面圖案的面上相鄰設置，且 沿一優先方向（30)該用於在平面元件（12)佔折射構造（25)的 不對稱折射格（24)的閃耀角度（ε2)從一平面元件（12)到下 一平面元件（12)以預定閃耀角度段差△ ε變化。 8 ·如申請專利範圍第1或第2項之安全元件，其中： 該蓆構造爲各向同性。 9 ·如申請專利範圍第1或第2項之安全元件，其中： 該蓆構造爲各向異性。 1 0 ·如申請專利範圍第1或第2項之安全元件，其 27 1245978 中： 該折射格（24)爲無色者，且空間頻率在50條線/每mm 到300條線/每mm之間。 1 1 ·如申請專利範圍第1或第2項之安全元件，其 中： 該界限層爲一金屬覆層，由鋁、銀、金、鉻、鉅選出。 拾壹、圖式 如次頁。

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