DE102012203350A1

DE102012203350A1 - Security label and a method for its production

Info

Publication number: DE102012203350A1
Application number: DE102012203350A
Authority: DE
Inventors: Stefan Borgsmüller; Kay Schulte-Wieking; Steffen Noehte; Bernd Terhalle
Original assignee: Tesa Scribos GmbH
Current assignee: Scribos GmbH
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2013-09-05
Also published as: CN104144796A; CN104144796B; EP2819851B1; EP2819851A1; WO2013127650A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen fälschungssicheren Träger (1) mit mindestens einer metallisierten Schicht (2), in die wenigstens ein optisch variables Element (6) eingebracht ist, und das wenigstens eine optisch variable Element (6) weist eine nicht-individuelle Prägestruktur (A) auf, wobei das wenigstens eine optisch variable Element (6) eine individuelle laserlithographische Struktur (B) mit einer Auflösung von unter 20 µm aufweist.The invention relates to a tamper-proof carrier (1) having at least one metallized layer (2), in which at least one optically variable element (6) is introduced, and the at least one optically variable element (6) has a non-individual embossed structure (A). wherein the at least one optically variable element (6) has an individual laser lithographic structure (B) with a resolution of less than 20 μm.

Description

Die Erfindung betrifft einen fälschungssicheren Träger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines fälschungssicheren Trägers. The invention relates to a tamper-proof carrier according to the preamble of claim 1, and to a method for producing a tamper-proof carrier.

Als Fälschungsschutz für Produkte, Dokumente und Ausweise werden optisch variable Elemente eingesetzt. Optisch variable Elemente enthalten Strukturen sehr hoher Auflösung, die spezielle optische Effekte erzeugen. Solche Strukturen sind schwer zu kopieren und können meist mit normaler Drucktechnik nicht dargestellt werden. Optisch variable Elemente können Strukturen enthalten, die für das bloße Auge sichtbar und verifizierbar sind sowie Strukturen, die entweder mit einfachen oder mit speziellen Lesegeräten überprüfbar sind. Optisch variable Elemente sind weithin bekannt und werden vielfältig eingesetzt. Zu den optisch variablen Elementen zählen z.B. Hologramme, Kinegramme und Lithogramme. Die Strukturen, die in optisch variablen Elementen enthalten sind, können Hologramme sein, speziell Regenbogenhologramme, Transmissionshologramme, Reflektionshologramme, 2D-Hologramme, 3D-Hologramme, Fourierhologramme, Fresnelhologramme, Volumenhologramme und Kinoforms. Solche Hologramme können entweder direkt optisch erzeugt werden oder im Computer berechnet werden. Weiterhin können diffraktive Strukturen enthalten sein, insbesondere Beugungsgitter. Es können refraktive Strukturen enthalten sein, wie Fresnellinsen oder geblazte Gitter. Es können streuende Elemente enthalten sein, wie Diffusoren. In der Literatur sind noch zahlreiche weitere Strukturen beschrieben, die in optisch variablen Elementen enthalten sein können. Die verschiedenen Strukturen können teilweise überlagert werden, um in der gleichen Region des optisch variablen Elements zwei oder mehr Effekte unterbringen zu können. Die verschiedenen Strukturen können verwendet werden, um graphische Elemente zu gestalten, wie Guillochen, Logos, Bilder, Linien, Flächen usw. Weiterhin können textuelle Elemente gestaltet werden, wie Schriftzüge, numerische oder alphanumerische Seriennummern, Mikroschriften. Weiterhin können funktionale Elemente gestaltet werden, wie Barcodes oder andere maschinenlesbare Strukturen. Die verschiedenen Strukturen und Elemente werden auf geschickte Weise zu einem Gesamtdesign für das variable optische Element verbunden, welches nach Möglichkeit alle Anforderungen bezüglich Sicherheit, Funktionalität und ästhetischem Eindruck des variablen optischen Elements erfüllt.As counterfeit protection for products, documents and passes optically variable elements are used. Optically variable elements contain structures of very high resolution which produce special optical effects. Such structures are difficult to copy and usually can not be displayed with normal printing technology. Optically variable elements may include structures that are visible and verifiable to the naked eye as well as structures that are verifiable with either simple or special readers. Optically variable elements are widely known and are widely used. The optically variable elements include e.g. Holograms, kinegrams and lithographs. The structures contained in optically variable elements may be holograms, specifically rainbow holograms, transmission holograms, reflection holograms, 2D holograms, 3D holograms, Fourier holograms, Fresnel holograms, volume holograms, and kinoforms. Such holograms can either be generated optically directly or calculated in the computer. Furthermore, diffractive structures may be included, in particular diffraction gratings. Refractive structures such as Fresnel lenses or blazed gratings may be included. It may contain scattering elements, such as diffusers. Numerous other structures are described in the literature which may be contained in optically variable elements. The various structures may be partially superimposed to accommodate two or more effects in the same region of the optically variable element. The various structures can be used to design graphical elements such as guilloches, logos, images, lines, areas, etc. Furthermore, textual elements can be designed, such as lettering, numeric or alphanumeric serial numbers, micro-typefaces. Furthermore, functional elements can be designed, such as barcodes or other machine-readable structures. The various structures and elements are skillfully combined into an overall design for the variable optical element which, if possible, meets all the requirements for safety, functionality and aesthetics of the variable optical element.

Optisch variable Elemente können in einem Replikationsprozess hergestellt werden. Hierzu wird auf aufwändige Art und Weise ein Master-Prägestempel mit einem speziellen Gesamtdesign erstellt. Solche Master-Prägestempel können in einem Elektronenstrahllithographie-Verfahren oder in einem Dotmatrix-Verfahren hergestellt werden, wobei hohe Auflösungen erreicht werden können. Im Fall der Elektronenstrahllithographie können Auflösungen von bis hinunter zu wenigen Nanometern erreicht werden. Im Fall des Dotmatrix-Verfahrens oder anderer Interferenzverfahren können Beugungsgitter mit einer Gitterkonstante von bis hinunter zu wenigen 100 Nanometern erzeugt werden. Von dem Master-Prägestempel können wiederum Tochterprägestempel erzeugt werden und von diesen weitere Tochterprägestempel. Die Prägestempel dienen dann in einem Prägeprozess der Prägung einer größeren Menge von optisch variablen Elementen. Bei einem solchen Prägeprozess sind die erzeugten optisch variablen Elemente im Wesentlichen alle gleich.Optically variable elements can be produced in a replication process. For this purpose, a master stamp with a special overall design is created in a complex manner. Such master embossing dies can be produced in an electron beam lithography method or in a dot matrix method, wherein high resolutions can be achieved. In the case of electron beam lithography, resolutions of down to a few nanometers can be achieved. In the case of the dot matrix method or other interference methods, diffraction gratings with a lattice constant of down to a few 100 nanometers can be produced. From the master stamp can in turn daughter stamping be generated and of these more daughter stamping. The embossing dies are then used in an embossing process to emboss a larger amount of optically variable elements. In such an embossing process, the generated optically variable elements are substantially all the same.

Die als nächstkommender Stand der Technik angesehene EP 0420 261 B1 offenbart ein Verfahren, indem durch Änderungen an verschiedenen Stellen des Prägeprozesses Individualisierungsmaßnahmen eingebracht werden, um optisch variable Elemente, die in einem Prägeprozess hergestellt werden, noch sicherer zu machen und um zusätzliche Daten in die optisch variablen Elemente einzubringen. Dadurch lassen sich dem optisch variablen Element Batchinformationen oder Seriennummerninformationen hinzufügen. Die beschriebenen Individualisierungsmaßnahmen sind jedoch beschränkt und beziehen sich auf Zerstörung, Überdrucken oder Nichtbenutzung bestimmter Bereiche im ursprünglichen Design, da das ursprüngliche Design durch die genannten Maßnahmen nicht umgestaltet werden kann. Durch die beschriebenen Individualisierungsmaßnahmen lassen sich insbesondere keine holographischen, diffraktiven oder anderweitig optisch variablen individuellen Strukturen erzeugen.Considered as the closest prior art EP 0420 261 B1 discloses a method in which individualization measures are introduced by changes at different points of the embossing process in order to make optically variable elements which are produced in an embossing process even safer and to introduce additional data into the optically variable elements. This allows batch information or serial number information to be added to the optically variable element. However, the customization measures described are limited and relate to destruction, overprinting or non-use of certain areas in the original design, since the original design can not be redesigned by the measures mentioned. In particular, no holographic, diffractive or otherwise optically variable individual structures can be produced by the individualization measures described.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Träger noch fälschungssicherer zu machen sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung zur Verfügung zu stellenThe invention has for its object to make carriers even more tamper-proof and to provide a method for their preparation

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Erzeugnisses durch einen fälschungssicheren Träger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfüllt. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Erzeugnisansprüche.The object is fulfilled with regard to the product by a tamper-proof carrier with the features of claim 1. Preferred developments are the subject of the dependent product claims.

Die erfindungsgemäßen fälschungssicheren Träger können vielfältige Gestalt annehmen. Sie können insbesondere als selbstklebendes Etikett oder als Heißsiegelmaterial ausgelegt sein. Die Etikettenform bzw. die Form des Heißsiegelstempels kann beliebig sein, z.B. kreisförmig, oval, polygonal, polygonal mit abgerundeten Ecken usw. Im Falle des Heißsiegelmaterials kann das Gesamtdesign auch als langer Streifen ausgelegt sein, der auf das Substrat in gesamter Länge gesiegelt wird. Solche Streifen sind von Eintrittskarten, Fahrkarten oder Banknoten her bekannt. Überraschend hat sich gezeigt, dass die Fälschungssicherheit von Trägern von optisch variabler Elemente erhöht werden kann, wenn die optisch variablen Elemente eine nicht-individuelle Prägestruktur aufweisen und das wenigstens eine optisch variable Element zusätzlich eine individuelle laserlithographische Struktur mit einer Auflösung von unter 20 µm aufweist. Der erfindungsgemäße fälschungssichere Träger weist mindestens eine metallisierte Schicht auf, wobei vorzugsweise die nicht-individuelle Prägestruktur wie auch die individuelle laserlithographische Struktur in dieselbe metallisierte Schicht eingebracht sind. Durch das kombinierte Zusammenfügen von nicht-individueller Prägestruktur und individueller laserlithographischer Struktur in demselben optisch variablen Element wird dessen Nachbau erheblich erschwert. The counterfeit-proof carrier according to the invention can take many forms. In particular, they can be designed as a self-adhesive label or as a heat-sealable material. The label shape of the heat seal stamp may be arbitrary, eg, circular, oval, polygonal, polygonal with rounded corners, etc. In the case of the heat seal material, the overall design may also be designed as a long strip which is sealed to the substrate in its entire length. Such stripes are from tickets, or tickets Banknotes ago known. Surprisingly, it has been found that the security against forgery of carriers of optically variable elements can be increased if the optically variable elements have a non-individual embossed structure and the at least one optically variable element additionally has an individual laser lithographic structure with a resolution of less than 20 μm. The inventive counterfeit-proof carrier has at least one metallized layer, wherein preferably the non-individual embossed structure as well as the individual laser lithographic structure are incorporated in the same metallized layer. The combined joining of non-individual embossing structure and individual laser lithographic structure in the same optically variable element significantly complicates its replication.

Die lithographische Struktur weist dafür eine Auflösung von unter 20 µm, vorzugsweise unter 5 µm auf. Dabei bedeutet Auflösung unter 20 µm bzw. 5 µm, dass die strukturbedingenden Verkörperungen Ausdehnungen von unter 20 µm bzw. 5 µm und Abstände voneinander von unter 20 µm bzw. 5 µm aufweisen. Diese Ausdehnungen und Abstände werden vorzugsweise an jeder der Verkörperungen, zumindest jedoch von einer Mehrzahl der Verkörperungen eingehalten. Bei durch einen Laser in die metallisierte Schicht eingebrachten Pixeln bedeutet diese Auflösung, dass der einzelne Pixel einen Durchmesser von unter 20 µm bzw. 5 µm und der Abstand der Pixel voneinander unter 20 µm bzw. 5 µm liegen soll. For this purpose, the lithographic structure has a resolution of less than 20 μm, preferably less than 5 μm. In this case, resolution below 20 microns or 5 microns means that the structural incarnations have expansions of less than 20 microns or 5 microns and distances from each other of less than 20 microns or 5 microns. These expansions and distances are preferably maintained at each of the embodiments, but at least of a plurality of the embodiments. In the case of pixels introduced by a laser into the metallized layer, this resolution means that the individual pixel should have a diameter of less than 20 μm or 5 μm and the distance between the pixels should be less than 20 μm or 5 μm.

Der Begriff des Trägers ist hier sehr allgemein zu verstehen, es kann sich dabei um verformbaren Streifen, insbesondere eine streifenartige mehrschichtige Folie, ein Klebeband, aber auch um einen steifen Streifen handeln. The term of the carrier is to be understood very generally here, it can be deformable strips, in particular a strip-like multilayer film, an adhesive tape, but also a stiff strip.

Entlang des Trägers sind ein variables optisches Element oder auch mehrere variable optische Elemente, vorzugsweise entlang des Trägers angeordnet. Vorzugsweise ist der Träger zwischen den optisch variablen Elementen trennbar, so dass jedes einzelne optisch variable Element als klebbares oder heißsiegelbares Etikett, Holospot o.Ä. weiterverwendbar ist.Along the carrier are a variable optical element or a plurality of variable optical elements, preferably arranged along the carrier. Preferably, the carrier is separable between the optically variable elements so that each individual optically variable element can be used as a stickable or heat sealable label, Holospot or the like. is reusable.

Als Substratmaterial für den Träger werden unter anderem metallisierte Folien oder metallisierte Lacke verwendet. Hierbei kann erst geprägt und dann metallisiert werden oder umgekehrt. Das Relief der Prägung kann dabei in die Metallschicht eingeprägt sein. Die Metallschicht wird durch die Prägung nicht zerstört und dient als Reflexionsschicht, um das von der geprägten Struktur gebeugte Licht wieder in den Raum zurück zu spiegeln. Metallic films or metallized paints are used as the substrate material for the support. This can be first embossed and then metallized or vice versa. The relief of the embossing can be embossed into the metal layer. The metal layer is not destroyed by the embossing and serves as a reflection layer to reflect back the light diffracted by the embossed structure back into the room.

In manchen Anwendungen, z.B. um die Sicherheit zu erhöhen, kann es wünschenswert sein, dass die Metallschicht teilweise demetallisiert wird. Dies wird im Falle der geprägten optisch variablen Elemente in der Regel in einem zweiten, von der Prägung unabhängigen Prozess bewerkstelligt. In some applications, e.g. In order to increase safety, it may be desirable for the metal layer to be partially demetallised. In the case of the embossed optically variable elements, this is usually accomplished in a second, independent of the embossing process.

DE 34 30 111 C1 beschreibt einen solchen Prozess. Es kann vor der Metallisierung eine Release-Schicht partiell aufgebracht werden, die nach der Metallisierung mitsamt der Metallschicht ausgewaschen wird. An den Stellen, an denen keine Release-Schicht aufgebracht wurde, bleibt das Metall erhalten. Hier besteht die Schwierigkeit, die Prägung passgenau zur partiell demetallisierten Metallschicht auszurichten. Weiterhin ist eine Individualisierung solcher Demetallisierungen nicht beschrieben. Da in solchen Verfahren Druckprozesse verwendet werden, um die Release Schicht aufzubringen, ist die Auflösung in diesen Verfahren begrenzt. Typischerweise werden minimal 20 Mikrometer erreicht. DE 34 30 111 C1 describes such a process. It may be partially applied prior to metallization, a release layer, which is washed out after the metallization together with the metal layer. In areas where no release layer has been applied, the metal is retained. Here, there is the difficulty of aligning the embossing precisely to the partially demetallized metal layer. Furthermore, an individualization of such demetallizations is not described. Because printing processes are used to apply the release layer in such processes, the resolution in these processes is limited. Typically, a minimum of 20 microns is achieved.

Eine Möglichkeit der individuellen Demetallisierung beschreibt DE 41 31 964 A1 . Hier wird ein Laserbeschriftungsverfahren verwendet, um die Metallschicht eines Hologramms individuell zu demetallisieren. Allerdings lassen sich in diesem Verfahren durch den Laserstrahl keine holographischen, diffraktiven oder anderweitig optisch variablen individuellen Strukturen erzeugen. Weiterhin ist die Auflösung in der Demetallisierung eines solchen Laserbeschriftungsverfahrens begrenzt. Typischerweise werden minimal 20 Mikrometer erreicht.A way of individual demetallization describes DE 41 31 964 A1 , Here, a laser marking method is used to demetallize the metal layer of a hologram individually. However, in this method, the laser beam can not generate holographic, diffractive or otherwise optically variable individual structures. Furthermore, the resolution in the demetallization of such a laser marking process is limited. Typically, a minimum of 20 microns is achieved.

Keine Einschränkungen bei der Individualisierung sind bei der direkten Herstellung von optisch variablen Elementen gegeben. Hierbei werden die optisch variablen Elemente nicht über einen Replikationsprozess erzeugt, sondern direkt in das Zielsubstrat oder in ein Zwischenprodukt eingebracht. Dies kann z.B. durch individuelles Belichten eines photoempfindlichen Films mit anschließender Entwicklung geschehen. Ein anderes Beispiel ist die hochauflösende Laserlithographie, bei der die gewünschten Strukturen mithilfe eines Laserstrahls direkt in eine lasersensible Schicht eingebracht werden. Hierbei gibt es Verfahren, die eine anschließende Entwicklung benötigen und solche, bei der das optisch variable Element nicht mehr entwickelt werden muss. Hierbei ist die hochaufgelöste Laserlithographie von der klassischen Laserbeschriftung abzugrenzen, da nur bei der hochaufgelösten Laserlithographie so kleine Strukturgrößen erreicht werden, dass eine Verwendung der belichteten Struktur als optisch variables Element möglich ist. Im Folgenden wird ausschließlich auf die hochaufgelöste Laserlithographie Bezug genommen, bei der die Basisauflösung und die Strukturgrößen kleiner als 20 µm sind, bevorzugt kleiner als 5 µm.No restrictions on the individualization are given in the direct production of optically variable elements. Here, the optically variable elements are not generated via a replication process, but introduced directly into the target substrate or in an intermediate product. This can e.g. by individually exposing a photosensitive film followed by development. Another example is high-resolution laser lithography, in which the desired structures are introduced directly into a laser-sensitive layer by means of a laser beam. There are processes that require subsequent development and those in which the optically variable element no longer needs to be developed. Here, the high-resolution laser lithography is to be distinguished from the classic laser marking, since only in the high-resolution laser lithography so small feature sizes are achieved that a use of the exposed structure as an optically variable element is possible. In the following, reference is exclusively made to high-resolution laser lithography, in which the base resolution and the feature sizes are smaller than 20 μm, preferably smaller than 5 μm.

Bei der Laserlithographie wird eine zu belichtende Struktur mittels eines Laserstrahls in ein Substrat übertragen. Die zu belichtende Struktur wird vorgegeben oder mittels eines Computers berechnet und liegt in Form von Bild- oder Vektordaten vor. Die Bild- oder Vektordaten werden von dem Laserlithographen zur Steuerung von Position des Laserstrahls relativ zum Substrat verwendet sowie zur Steuerung der Intensität und der Einwirkdauer des auf das Substrat auftreffenden Laserstrahls. In der Laserlithographie haben sich mehrere Verfahren etabliert. So kann ein Schreibstrahl fest im Raum stehen und das Substrat relativ zu diesem bewegt werden. Es kann auch das Substrat fest im Raum stehen und der Schreibstrahl relativ zu diesem bewegt werden. Weiterhin können sowohl Substrat als auch Laserstrahl bewegt werden. Es ist auch möglich, den Schreibstrahl mittels eines Flächenlichtmodulators zu modulieren und so eine größere Fläche des Substrats auf einmal zu belichten. Auch bei diesem Prinzip können Schreibstrahl und Substrat bewegt werden.In laser lithography, a structure to be exposed by means of a laser beam in a Transfer substrate. The structure to be exposed is specified or calculated by means of a computer and is available in the form of image or vector data. The image or vector data is used by the laser lithograph to control the position of the laser beam relative to the substrate and to control the intensity and duration of the laser beam impinging on the substrate. In laser lithography, several methods have been established. Thus, a writing beam can stand firmly in the room and the substrate can be moved relative to it. It can also be the substrate fixed in space and the writing beam are moved relative to this. Furthermore, both substrate and laser beam can be moved. It is also possible to modulate the writing beam by means of a surface light modulator and thus to expose a larger area of the substrate at once. Even with this principle, writing beam and substrate can be moved.

Bei der Laserlithographie ist die Auflösung durch die verwendete Wellenlänge und durch die verwendete Optik begrenzt. Um möglichst hochauflösende Strukturen erzeugen zu können, werden daher bevorzugt kleine Wellenlängen verwendet. Geeignete Wellenlängen sind im Bereich von 0.2 µm bis 10 µm, bevorzugt im Bereich von 0.2 µm bis 1 µm. Kleinere Wellenlängen sind ebenfalls möglich. Bei diesen Wellenlängen können Strukturen erzeugt werden, die im Bereich des sichtbaren Lichts (Wellenlänge ca. 0.4 µm bis 0.7 µm) wirksam sind. So können Beugungsgitter mit Gitterkonstanten in der Größenordnung des sichtbaren Lichts erzeugt werden, die große Beugungswinkel besitzen und deswegen besonders gut wahrgenommen werden können. Auch Hologramme haben entsprechend große Beugungswinkel. Optisch variable Elemente können nur mit hochaufgelöster Laserlithographie erzeugt werden, wobei die Basisauflösung kleiner als 20 µm sein muss, bevorzugt kleiner als 5 µm.In laser lithography, the resolution is limited by the wavelength used and the optics used. In order to be able to generate as high-resolution structures as possible, therefore, preferably small wavelengths are used. Suitable wavelengths are in the range of 0.2 .mu.m to 10 .mu.m, preferably in the range of 0.2 .mu.m to 1 .mu.m. Smaller wavelengths are also possible. At these wavelengths structures can be generated that are effective in the range of visible light (wavelength about 0.4 microns to 0.7 microns). Thus, diffraction gratings with lattice constants on the order of the visible light can be generated, which have large diffraction angles and therefore can be perceived particularly well. Holograms also have correspondingly large diffraction angles. Optically variable elements can be produced only with high-resolution laser lithography, wherein the base resolution must be less than 20 microns, preferably less than 5 microns.

Mit Laserlithographie hergestellte optische Elemente können herstellungsbedingt im Design voll individualisiert sein. Sämtliche Strukturen können individuell ausgeführt sein. Dies kann mithilfe von numerischen oder alphanumerischen Seriennummern geschehen oder durch individuelle graphische Elemente wie Bilder oder Guillochen.Due to the manufacturing process, optical elements produced by laser lithography can be fully customized in design. All structures can be designed individually. This can be done using numeric or alphanumeric serial numbers, or by individual graphic elements such as images or guilloches.

Als Substratmaterial für die Laserlithographie werden wie bei den geprägten optisch variablen Elementen unter anderem metallisierte Folien oder metallisierte Lacke verwendet. In diesem Fall lässt sich der Laserstrahl in Wellenlänge, Intensität, Pulsdauer, Form und Schreibenergie so einstellen, dass das Substratmaterial an bestimmten vordefinierten Stellen demetallisiert und dadurch transparent oder semitransparent wird. Dies geschieht entweder durch Ablation der Metallschicht, durch Verschiebung der Metallschicht zu den Rändern der belichteten Stelle hin oder durch Umwandlung der Metallschicht in eine transparente oder semitransparente Oxidschicht. Es kann auch eine Mischung der drei genannten Effekte stattfinden. Die Demetallisierung kann passgenau zu den anderen durch Laserlithographie erzeugbaren Strukturen ausgerichtet werden, da sie im selben Belichtungsvorgang eingebracht werden kann. Da die Demetallisierung bei der Laserlithographie prinzipiell mit der hohen Auflösung des laserlithographischen Prozesses erfolgt, können damit hochaufgelöste demetallisierte Strukturen erzeugt werden. Dazu zählen Mikroschriften, streuende Strukturen, Grauwerte oder Grauwertkeile. Solche Grauwerte können durch geeignete Rasterung in einem Halbtonverfahren erzeugt werden, wobei in einer Fläche nur ein gewisser Anteil der Fläche gerastert demetallisiert wird. Bei Grauwertkeilen nimmt der demetallisierte Flächenanteil durch Anpassung der Rasterung in der Fläche graduell zu.Metallic films or metallized coatings are used as the substrate material for the laser lithography, as in the embossed optically variable elements. In this case, the wavelength, intensity, pulse duration, shape and writing energy of the laser beam can be adjusted so that the substrate material is demetallised at certain predefined locations and thus becomes transparent or semitransparent. This is done either by ablation of the metal layer, by shifting the metal layer towards the edges of the exposed area or by converting the metal layer into a transparent or semi-transparent oxide layer. There may also be a mixture of the three mentioned effects. The demetallization can be aligned precisely with the other structures that can be generated by laser lithography, since it can be introduced in the same exposure process. Since the demetallization in laser lithography is principally carried out with the high resolution of the laser lithographic process, high-resolution demetallized structures can be produced with it. These include micro-typefaces, scattering structures, gray values or gray value wedges. Such gray values can be generated by suitable halftoning in a halftone process, wherein only a certain portion of the surface is demetallized in an area screened. In the case of gray value wedges, the demetallised surface area gradually increases due to the adaptation of the screening in the area.

Neben einer vollständigen Demetallisierung ist bei der Laserlithographie auch eine Reduzierung der Dicke der Metallschicht möglich durch exaktes Einstellen der eingebrachten Laserenergie während des Schreibprozesses. Durch die Reduzierung der Dicke der Metallschicht steigt die Lichtdurchlässigkeit der Metallschicht. Auch dadurch lassen sich Grauwerte und Graukeile erzeugen.In addition to complete demetallization, laser lithography also makes it possible to reduce the thickness of the metal layer by precisely adjusting the introduced laser energy during the writing process. By reducing the thickness of the metal layer, the light transmission of the metal layer increases. This also allows gray values and gray wedges to be generated.

Die Herstellung optisch variabler Elemente mit hochauflösender Laserlithographie ist gewissen Limitierungen unterworfen. So ist die Basisauflösung durch die verwendete Wellenlänge des Schreiblasers und durch die verwendete Optik begrenzt. Da bei einer Massenproduktion hohe Schreibgeschwindigkeiten und somit ein hoher Durchsatz erzielt werden sollen, ist es erstrebenswert, die Auflösung weiter zu reduzieren, da dann größere Flächen in kürzerer Zeit belichtet werden können. Typische verwendete Basisauflösungen sind hier 0.5 µm bis 5 µm. Es ist also bei der Laserlithographie von einer begrenzten Auflösung auszugehen. Bei der Herstellung von beugenden Strukturen, wie z.B. Gitter oder Hologramme können durch die begrenzte Auflösung nicht alle Beugungswinkel erreicht werden. Weiterhin ist die mit Laserlithographie zu erreichende Phasen- oder Amplitudenmodulation im Material nicht ideal, so dass nicht die theoretisch maximal mögliche Beugungseffizienz der beugenden Strukturen erzielt wird.The production of optically variable elements with high-resolution laser lithography is subject to certain limitations. Thus, the basic resolution is limited by the wavelength of the write laser used and by the optics used. Since high write speeds and thus high throughput are to be achieved in a mass production, it is desirable to further reduce the resolution, since then larger areas can be exposed in a shorter time. Typical base resolutions used here are 0.5 μm to 5 μm. So it is to be assumed in the laser lithography of a limited resolution. In the production of diffractive structures, e.g. Grids or holograms can not be reached by the limited resolution of all diffraction angles. Furthermore, the phase or amplitude modulation to be achieved with laser lithography is not ideal in the material, so that the theoretically maximum possible diffraction efficiency of the diffractive structures is not achieved.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Einschränkungen, denen die geprägten optisch variablen Elemente unterliegen und die Einschränkungen, denen die laserlithographisch erzeugten optisch variablen Elementen unterliegen, teilweise komplementär sind. So können geprägte optisch variable Elemente nicht auf einfache Weise voll individualisiert werden, während dies bei laserlithographisch erzeugten optisch variablen Elementen der Fall ist. Geprägte optisch variable Elemente können nur in einem zweiten Prozessschritt demetallisiert werden, während laserlithographisch erzeugte optisch variable Elemente in einem Prozess passgenau belichtet und demetallisiert werden können. Die Demetallisierung der geprägten optisch variablen Elemente erfolgt mit niedriger Auflösung, während die Demetallisierung im laserlithographischen Prozess mit voller Auflösung des Prozesses vorgenommen werden kann. Laserlithographisch erzeugte optisch variable Elemente unterliegen meist der Einschränkung einer begrenzten Auflösung, während eine solche Begrenzung bei den geprägten optisch variablen Elementen nicht besteht. Weiterhin unterliegen sie meist der Einschränkung einer begrenzten Beugungseffizienz, während mit optisch variable Elementen sehr hohe Beugungseffizienzen erzielt werden können.According to the invention, it has been recognized that the limitations imposed on the embossed optically variable elements and the limitations imposed on the laser-lithographically generated optically variable elements are in part complementary. Thus, embossed optically variable elements can not be fully customized in a simple manner, while this is the case with laser-lithographically produced optically variable elements. Embossed optically variable elements can only be used in demetallisiert a second process step, while laser lithographically generated optically variable elements can be accurately exposed in a process and demetallisiert. The demetallization of the embossed optically variable elements is done with low resolution, while the demetallization in the laser lithographic process can be done with full resolution of the process. Laser-lithographically generated optically variable elements are usually limited in limiting a limited resolution, while such a limitation does not exist in the embossed optically variable elements. Furthermore, they are usually subject to the limitation of a limited diffraction efficiency, while with optically variable elements very high diffraction efficiencies can be achieved.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es Substratmaterial gibt, welches sowohl für geprägte optisch variable Elemente geeignet ist als auch für laserlithographisch erzeugte optisch variable Elemente geeignet ist. Bei solchen Materialien handelt es sich um metallisierte Folien oder Lacke in einem Schichtverbund. Um eine effiziente laserlithographische Belichtung zu ermöglichen, sollte die optische Dichte (OD) möglichst gering sein. Andererseits wird der Verspiegelungsgrad der metallisierten Schicht um so geringer, je geringer die OD ist. Als geeigneter Bereich für die OD hat sich der Bereich von 0.1 bis 10 herausgestellt, bevorzugt 0.8 bis 3.According to the invention, it has been recognized that substrate material exists which is suitable both for embossed optically variable elements and is suitable for optically variable elements produced by laser lithography. Such materials are metallized films or paints in a composite layer. In order to enable an efficient laser lithographic exposure, the optical density (OD) should be as low as possible. On the other hand, the smaller the OD, the lower the degree of the degree of metallization of the metallized layer. As a suitable range for the OD, the range of 0.1 to 10 has been found, preferably 0.8 to 3.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.With regard to the method, the object is achieved by a method having the features of claim 11. Preferred developments are the subject of the dependent subclaims.

Erfindungsgemäß wird eine nicht-individuelle Prägestruktur in die Metallschicht eines Trägers geprägt und zusätzlich eine laserlithographische Struktur in die metallisierte Schicht mittels eines Lasers belichtet. Dabei wird die lithographische Struktur mit einer Auflösung von unter 20 µm erzeugt vorzugsweise unter 5 µm belichtet, und die Prägestruktur und die lithographische Struktur bilden gemeinsam wenigstens ein optisch variables Element aus. Es sind aber auch höhere Auflösungen von 1 µm oder weniger denkbar.According to the invention, a non-individual embossed structure is embossed into the metal layer of a carrier and, in addition, a laser-lithographic structure is exposed in the metallized layer by means of a laser. In this case, the lithographic structure is produced with a resolution of less than 20 microns preferably exposed below 5 microns, and the embossed structure and the lithographic structure together form at least one optically variable element. However, higher resolutions of 1 μm or less are also conceivable.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die optisch variablen Elemente in einem ersten Prozessschritt geprägt und in einem zweiten Prozessschritt laserlithographisch belichtet. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die optisch variablen Elemente in einem ersten Prozessschritt laserlithographisch belichtet und in einem zweiten Prozessschritt geprägt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die optisch variablen Elemente zunächst geprägt, anschließend auf einen Gegenstand aufgebracht, bevorzugt aufgeklebt oder aufgesiegelt und in einem weiteren Prozessschritt anschießend laserlithographisch belichtet. In diesem Falle kann der Gegenstand z.B. ein Produkt, eine Produktverpackung, ein Ausweis, eine Banknote, ein Dokument, eine Plastikkarte, eine Folie oder ein Etikett sein.In a preferred embodiment of the invention, the optically variable elements are embossed in a first process step and exposed in a second process step laser lithography. In a further embodiment of the invention, the optically variable elements are exposed in a first process step laser lithography and embossed in a second process step. In a further embodiment of the invention, the optically variable elements are first embossed, then applied to an article, preferably glued or sealed and subsequently exposed in a further process step by laser lithography. In this case, the article may be e.g. a product, a product packaging, a passport, a banknote, a document, a plastic card, a foil or a label.

Als Basismaterial für die die Erfindung betreffenden optisch variablen Elemente kommen Materialien in Frage, die sowohl geprägt als auch laserlithographisch belichtet werden können. Insbesondere sind dies metallisierte Lacke oder Folien, insbesondere Polymerfolien, z.B. PET, PMMA, PVC, BoPP. Bevorzugt befinden sich die metallisierten Lacke oder Folien in einem Schichtverbund, in dem auch weitere Schichten vorhanden sind, z.B. weitere Lackschichten oder Folien, insbesondere Polymerfolien oder Kleberschichten, z.B. Acrylatklebemasse oder Heißkleber. Bevorzugt handelt es sich bei dem Basismaterial um Etikettenmaterial mit mindestens einer Kleberschicht. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Basismaterial um Heißsiegelfolie, die eine metallisierte Schicht und eine Heißkleberschicht enthält. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Basismaterial um Kaltsiegelfolie, die eine metallisierte Schicht enthält. Die Metallisierung der Lacke oder Folien kann durch Bedampfung, Sputtering oder durch Bedruckung mit einer Metallpigmentfarbe erzeugt werden. Die Metallisierung kann an der Oberfläche des Basismaterials sein, oder sie kann innenliegend sein.Suitable base materials for the optically variable elements relating to the invention are materials which can be imprinted as well as exposed by laser-lithography. In particular, these are metallised paints or films, in particular polymer films, e.g. PET, PMMA, PVC, BoPP. Preferably, the metallized paints or films are in a layer composite, in which also other layers are present, e.g. further lacquer layers or foils, in particular polymer foils or adhesive layers, e.g. Acrylic adhesive or hot glue. The base material is preferably label material with at least one adhesive layer. In a further preferred embodiment, the base material is a heat-sealing film containing a metallized layer and a hot-melt adhesive layer. In a further preferred embodiment, the base material is cold seal film containing a metallized layer. The metallization of the paints or films can be produced by vapor deposition, sputtering or by printing with a metal pigment. The metallization may be on the surface of the base material, or it may be internal.

Die erfindungsgemäße Prägung des optisch variablen Elements erfolgt mit einem nicht-individuellen Gesamtdesign, welches massenhaft repliziert wird und welches unter anderem alle von geprägten optisch variablen Elementen bekannten Strukturen enthalten kann. Dieses nicht-individuelle Gesamtdesign wird Prägestruktur genannt.The embossing of the optically variable element according to the invention takes place with a non-individual overall design which is replicated in mass and which may, inter alia, contain all structures known from embossed optically variable elements. This non-individual overall design is called embossing structure.

Das Gesamtdesign der laserlithographischen Belichtung kann sowohl statische, sich wiederholende Strukturen als auch serielle, sich ändernde Strukturen, wie z.B. numerische oder alphanumerische Seriennummern, Hologramme von solchen Seriennummern oder individuelle Grafiken enthalten. Das Gesamtdesign der laserlithographischen Belichtung kann auch Bereiche enthalten, die demetallisiert werden oder die gerastert demetallisiert werden. Das Gesamtdesign der laserlithographischen Belichtung wird laserlithographische Struktur genannt.The overall laser-lithographic exposure design can include both static repeating structures and serial, varying structures, such as e.g. numeric or alphanumeric serial numbers, holograms of such serial numbers or individual graphics. The overall design of the laser lithographic exposure may also include areas that are demetallized or that are rasterized demetallized. The overall design of the laser lithographic exposure is called a laser lithographic structure.

Erfindungsgemäß bilden die nicht-individuelle Prägestruktur und die individuelle laserlithographische Struktur gemeinsam wenigstens ein optisch variables Element aus. Hierbei können die Prägestruktur und die laserlithographische Struktur oder einzelne Bereiche daraus räumlich getrennt voneinander angeordnet sein. Weiterhin können die Prägestruktur und die laserlithographische Struktur oder einzelne Bereiche daraus teilweise oder ganz überlappend angeordnet sein. Weiterhin können die Prägestruktur und die laserlithographische Struktur oder einzelne Bereiche daraus verkämmt oder verschachtelt zueinander angeordnet sein.According to the invention, the non-individual embossing structure and the individual laser lithographic structure jointly form at least one optically variable element. Here, the embossed structure and the laser lithographic structure or individual regions thereof may be arranged spatially separated from each other. Furthermore, the embossed structure and the laser lithographic structure or individual areas thereof may be arranged partially or completely overlapping. Furthermore, the embossed structure and the laser lithographic structure or individual regions thereof may be interlaced or interlaced.

Durch die Erfindung kann ein optisch variables Element hergestellt werden, welches sowohl Strukturen enthält, die ausschließlich durch Prägung hergestellt werden können als auch Strukturen, die ausschließlich durch Laserlithographie hergestellt werden können. Durch die Verknüpfung der Prägestruktur mit der laserlithographischen Struktur können die einzelnen Strukturen graphisch und logisch kombiniert werden. Die einzelnen Strukturen können sich gegenseitig ergänzen. Durch die Möglichkeit der Demetallisierung, die die Laserlithographie bietet, können einzelne Bereiche der Prägestruktur individuell zerstört werden. By means of the invention, an optically variable element can be produced, which contains structures which can be produced exclusively by embossing as well as structures which can be produced exclusively by laser lithography. By linking the embossed structure with the laser lithographic structure, the individual structures can be graphically and logically combined. The individual structures can complement each other. Due to the possibility of demetallization, which is offered by laser lithography, individual areas of the embossed structure can be individually destroyed.

Durch die Verknüpfung der Prägestruktur mit der laserlithographischen Struktur können neue Strukturen entstehen, die von herkömmlichen, nicht gemäß der Erfindung erzeugten optisch variablen Elementen nicht bekannt sind. Beispielsweise können durch die bei der Laserlithographie mögliche hochaufgelöste Demetallisierung Strukturen der Prägestruktur partiell oder ganz zerstört werden. Diese Zerstörung kann individuell erfolgen. Da die Demetallisierung hochaufgelöst ist, kann eine Rasterung bei der Demetallisierung verwendet werden, wobei die Prägestruktur an diesen Stellen graduell zerstört wird. Insbesondere kann durch die Rasterung ein Grauverlauf in der Demetallisierung und somit ein Grauverlauf der Prägestruktur erzeugt werden, der vom menschlichen Auge als gradueller Übergang aufgefasst wird. Solche Strukturen sind mit herkömmlichen Methoden nicht herstellbar. Anstelle der Rasterung kann ein Grauwert oder ein Grauverlauf in der Demetallisierung auch durch gezielte Modulation der verwendeten Laserleistung während der laserlithographischen Belichtung erzielt werden. Ein weiteres Bespiel für neue Strukturen sind feine diffraktive Strukturen, z.B. Linien oder Punkte, mit hoher Beugungseffizienz und beliebigen Beugungswinkeln, die individuell sein können. Hierbei wird eine vorgegebene diffraktive Fläche des geprägten Designs weitgehend demetallisiert, so dass nur feine Strukturen übrig bleiben. Diese übrig gebliebenen metallisierten feinen Strukturen können eine sehr hohe Beugungseffizienz und beliebige Beugungswinkel haben, da diese beiden Faktoren von der Prägung bestimmt werden, und sie können individuell und hochaufgelöst sein, da sie laserlithographisch erzeugt werden. Die Feinheit der Strukturen ist durch die hohe Auflösung der Laserlithographie gegeben, die wesentlich höher ist als die Auflösung anderer Methoden zur Demetallisierung. By combining the embossed structure with the laser lithographic structure, new structures can arise which are not known from conventional optically variable elements not produced according to the invention. For example, the high-resolution demetallization possible in laser lithography can partially or completely destroy structures of the embossed structure. This destruction can be done individually. Since the demetallization is high-resolution, demultivation screening can be used, gradually destroying the embossment structure at these locations. In particular, by the screening a gray course in the demetalization and thus a gray course of the embossed structure can be generated, which is perceived by the human eye as a gradual transition. Such structures can not be produced by conventional methods. Instead of halftoning, a gray value or a gray gradient in the demetallization can also be achieved by targeted modulation of the laser power used during the laser lithographic exposure. Another example of new structures are fine diffractive structures, e.g. Lines or points, with high diffraction efficiency and arbitrary diffraction angles, which can be individual. In this case, a predetermined diffractive surface of the embossed design is largely demetallized so that only fine structures remain. These leftover metallized fine structures can have a very high diffraction efficiency and arbitrary diffraction angles, since these two factors are determined by the embossment, and they can be individual and highly resolved since they are generated by laser lithography. The fineness of the structures is given by the high resolution of the laser lithography, which is much higher than the resolution of other demetallization methods.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die laserlithographische Belichtung passgenau zur Prägung erfolgen. Dies kann geschehen, wenn in der Herstellung des optisch variablen Elements zunächst die Prägung erfolgt und anschließend die Laserlithographie. Die Passgenauigkeit kann durch spezielle Maßnahmen bei der Laserlithographie gewährleistet werden, z.B. durch die Aufnahme von Merkmalen aus der vorgeprägten Struktur mittels Triggersensoren oder Kameras. Solche Merkmale können als Triggermarken eigens zur Erzielung der hohen Passgenauigkeit in das geprägte Design integriert werden. Da Laserlithographen in der Regel eine hohe Genauigkeit und Führungstreue beim Materialtransport haben, stellt die passgenaue Ausrichtung des laserlithographischen Designs zum geprägten Design keine außergewöhnlichen Anforderungen an den Laserlithographen. Eine Passgenauigkeit in der Größenordnung der Auflösung des Laserlithographen kann erzielt werden. In a preferred embodiment, the laser lithographic exposure can be made precisely to the embossing. This can be done if the embossing takes place first in the production of the optically variable element and then the laser lithography. The fitting accuracy can be ensured by special measures in laser lithography, e.g. by recording features from the pre-embossed structure by means of trigger sensors or cameras. Such features can be integrated as trigger marks specifically to achieve the high accuracy of fit in the embossed design. Since laser lithographs usually have a high accuracy and fidelity in the material transport, the precise alignment of the laser lithographic design to the embossed design does not make any extraordinary demands on the laser lithograph. A fitting accuracy on the order of the resolution of the laser lithograph can be achieved.

Erfolgt im Herstellungsprozess zunächst die Laserlithographie und anschließend die Prägung, so kann die Prägung passgenau auf die durch Laserlithographie eingebrachten Strukturen gesetzt werden. Hierzu muss die Position der laserlithographischen Struktur zunächst mittels Triggersensoren oder Kameras aufgenommen werden und anschließend die Prägeposition an diese Position angepasst werden. Dies kann durch laterales oder zeitliches Versetzen des Prägeprozesses geschehen oder durch Dehnung des Substratmaterials.If the laser lithography and then the embossing are performed in the manufacturing process, then the embossing can be set precisely to the structures introduced by laser lithography. For this purpose, the position of the laser lithographic structure must first be recorded by means of trigger sensors or cameras, and then the embossing position must be adapted to this position. This can be done by lateral or temporal displacement of the embossing process or by stretching the substrate material.

Bei geschickter Wahl der vorgeprägten Struktur oder der laserlithographischen Struktur kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auf eine passgenaue Ausrichtung der beiden Strukturen verzichtet werden. Wenn z.B. eine der beiden Strukturen sich ständig wiederholende graphische Elemente enthält, wie z.B. Guillochen, Sinuslinien, Zickzacklinien, Streifen oder Punktmuster, ist aufgrund der Wiederholung der Strukturen keine Passgenauigkeit notwendig. Bevorzugt würde man Prägestrukturen verwenden, die keine Passgenauigkeit zur laserlithographischen Struktur erfordern.With a skillful choice of the pre-embossed structure or the laser lithographic structure can be dispensed with a tailor-made alignment of the two structures in a further embodiment of the invention. If e.g. one of the two structures contains repetitive graphical elements, e.g. Guilloches, sine lines, zigzag lines, stripes or dot patterns, due to the repetition of the structures no fit accuracy is necessary. Preference would be given to use embossed structures that require no accuracy of fit to the laser lithographic structure.

Der fälschungssichere Träger kann mit dem optisch variablen Element auf einen Gegenstand, z.B. ein Produkt, eine Produktverpackung, einen Ausweis, ein Dokument, eine Banknote, eine Plastikkarte usw. aufgesiegelt oder aufgeklebt werden. Es gibt auch die Möglichkeit, dass der Träger nach seiner Herstellung auf ein weiteres Etikett aufgesiegelt oder aufgeklebt wird, welches wiederum selbst auf einen Gegenstand aufgeklebt wird. In beiden Fällen hat man die Möglichkeit, das Design des Gegenstandes oder des weiteren Etiketts an das Design des optisch variablen Elements anzupassen. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn Teilbereiche des Trägers demetallisiert sind. Dann kann in den demetallisierten Teilbereichen auf das darunter liegende Design gesehen werden, welches sich auf dem Gegenstand oder auf dem weiteren Etikett befindet. Dies ist dadurch möglich, dass die demetallisierten Teilbereiche transparent oder semitransparent werden. Auf diese Weise hat man zur Gestaltung neben der Prägestruktur und der laserlithographischen Struktur noch das Basisdesign des Gegenstandes oder des weiteren Etiketts zur Verfügung. Dieses Basisdesign kann auf geschickte Weise mit den der Prägestruktur und der laserlithographischen Struktur zugeordneten Prägedesigns und lithographischen Designs verknüpft sein. Hierbei kann neben einer graphischen Verknüpfung auch eine logische Verknüpfung erfolgen. Das Basisdesign kann sowohl statische Elemente enthalten als auch individuelle Elemente, die z.B. mit einer individuellen Drucktechnik erzeugt werden können. Individuelle Elemente können numerische oder alphanumerische Seriennummern, Barcodes oder individuelle Graphiken sein. Die individuellen Anteile des Basisdesigns können logisch und graphisch mit den individuellen Anteilen des laserlithographischen Designs verknüpft werden. Beispielsweise kann das Basisdesign eine numerische oder alphanumerische Seriennummer enthalten, welche ganz oder teilweise in dem laserlithographischen Design wiederholt wird. Das Basisdesign und das laserlithographische Design können numerische oder alphanumerische Nummern enthalten, die über eine Datenbank oder über mathematische Operationen miteinander verknüpft sind. Es können aber auch statische Elemente des Basisdesigns mit individuellen Elementen des laserlithographischen Designs verknüpft sein. Es können z.B. im laserlithographischen Design individuell Teilbereiche demetallisiert werden, die es erlauben, auf gewisse Bereiche des Basisdesigns zu sehen. Auf diese Weise können z.B. Nummern oder Farbfelder des Basisdesigns individuell sichtbar gemacht werden.The tamper resistant carrier may be sealed or adhered to an object, eg a product, a product package, a pass, a document, a banknote, a plastic card, etc. with the optically variable element. There is also the possibility that the carrier is sealed or glued after production on another label, which in turn is itself glued to an object. In both cases it is possible to adapt the design of the article or of the further label to the design of the optically variable element. This is particularly useful if portions of the carrier are demetallized. Then in the demetallisierten portions are seen on the underlying design, which is located on the object or on the further label. This is possible because the demetallized portions become transparent or semitransparent. In this way, the basic design of the object or of the further label is still available for the design in addition to the embossed structure and the laser-lithographic structure. This basic design can be skilfully linked to the embossing patterns and lithographic designs associated with the embossing pattern and the laser lithographic structure. This can be done in addition to a graphical link and a logical link. The basic design can contain both static elements as well as individual elements that can be created eg with an individual printing technique. Individual elements can be numeric or alphanumeric serial numbers, barcodes or individual graphics. The individual parts of the basic design can be logically and graphically linked to the individual parts of the laser-lithographic design. For example, the basic design may include a numeric or alphanumeric serial number that is wholly or partially repeated in the laser lithographic design. The basic design and laser-lithographic design may include numeric or alphanumeric numbers linked together through a database or through mathematical operations. However, static elements of the basic design can also be linked to individual elements of the laser-lithographic design. For example, individual partial areas can be demetallised in the laser-lithographic design, which allow to see certain areas of the basic design. In this way, for example, numbers or color patches of the basic design can be made individually visible.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in elf Figuren beschrieben, dabei zeigen:The invention will be described with reference to exemplary embodiments in eleven figures, in which:

1 einen erfindungsgemäßen streifenförmigen Träger mit geprägtem und lithographischem Design ohne Passgenauigkeit, 1 a strip-shaped carrier according to the invention with an embossed and lithographic design without exact fit,

2 einen streifenförmigen Träger mit einem Prägedesign und einem lithographischen Design mit Passgenauigkeit, 2 a strip-shaped carrier with an embossed design and a lithographic design with a fit,

3 den Träger gemäß 1 mit Stanzlinien für einzelne Etiketten, 3 the carrier according to 1 with punched lines for individual labels,

4 den Träger gemäß 2 Stanzlinien für einzelne Etiketten, 4 the carrier according to 2 Stamping lines for individual labels,

5 fünf Einzelbeispiele für relative Anordnungen von Prägedesign und lithographischem Design und Stanzlinien, 5 five individual examples for relative arrangements of embossed design and lithographic design and stamped lines,

6 ein geprägtes Design, ein lithographisches und ein kombiniertes Graukeildesign, 6 an embossed design, a lithographic and a combined gray wedge design,

7 ein aus einem geprägten Design und aus einem lithographischen Design gefertigtes feinstrukturiges Design, 7 a fine-textured design made from an embossed design and lithographic design,

8 ein aus einem geprägten Design und einem laserlithographischen Design kombiniertes Design, 8th a design combined with an embossed design and a laser-lithographic design,

9 ein weiteres Beispiel für ein aus einem geprägten Design und einem laserlithographischen Design kombiniertes Design, 9 another example of a design combined with an embossed design and a laser-lithographic design,

10 ein aus einem geprägten Design, ein laserlithograhischen Design, ein kombiniertes design auf einem Etikett, eine Verpackungsoberfläche und das auf die Verpackungsoberfläche aufgebrachte Etikett, 10 an embossed design, a laser lithographic design, a combined design on a label, a packaging surface and the label applied to the packaging surface,

11 ein geprägtes Design, ein laserlithographisches Design, ein kombiniertes Design auf einem Etikett, eine Verpackungsoberfläche und auf die Verpackungsoberfläche aufgebrachtes Etikett. 11 an embossed design, a laser lithographic design, a combined design on a label, a packaging surface and label applied to the packaging surface.

1 zeigt einen Träger 1 mit einer metallisierten Schicht 2, der sowohl ein geprägtes Design A als auch ein laserlithographisches Design B aufweist. 1 shows a carrier 1 with a metallized layer 2 which has both an embossed design A and a laser lithographic design B.

Die Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren zum einen das geprägte Design A bzw. das laserlithographische Design B, gleichzeitig aber auch die den Designs A, B zugrundeliegende Prägestruktur bzw. laserlithographische Struktur innerhalb der metallisierenden Schicht 2.The reference symbols in the figures on the one hand designate embossed design A or laser-lithographic design B, but at the same time also emboss structure or laser lithographic structure underlying the designs A, B within the metallizing layer 2 ,

Die durchgehenden Wellenlinien und die drei parallelen Linien stellen Platzhalter für statische Strukturen des geprägten Designs A dar. Die Seriennummern und die Ovale stellen Platzhalter für individuelle und statische Strukturen des laserlithographischen Designs B dar. Die Platzhalter sind symbolisch zu verstehen und stellen jegliche Strukturen dar, die mit Prägung bzw. mit Laserlithographie erzeugt werden können. Auch die Anordnung und die Anzahl der Symbole sind nur beispielhaft zu verstehen.The continuous wavy lines and the three parallel lines represent placeholders for static structures of the embossed design A. The serial numbers and the ovals represent placeholders for individual and static structures of the laser-lithographic design B. The placeholders are to be understood symbolically and represent any structures that can be produced with embossing or with laser lithography. The arrangement and the number of symbols are only to be understood as examples.

Die Prägung und die laserlithographische Belichtung sind nicht passgenau zueinander angeordnet. Dies erkennt man daran, dass die Seriennummer im Vergleich zur Wellenlinie wandert. Trotzdem sind die beiden Designs miteinander verknüpft, da die Seriennummer immer auf der Wellenlinie zu liegen kommt. Die Verknüpfung erfolgt durch eine feste vertikale Beziehung der beiden Designs.The embossing and the laser lithographic exposure are not arranged precisely to one another. This can be recognized by the fact that the serial number moves in comparison to the wavy line. Nevertheless, the two designs are linked, because the serial number always comes to lie on the wavy line. The linking is done by a fixed vertical relationship between the two designs.

2 zeigt einen Träger mit passgenau zueinander angeordnetem geprägtem Design A und laserlithographischem Design B. Die Prägung A und die laserlithographische Belichtung B sind passgenau zueinander angeordnet. Dies erkennt man daran, dass die Seriennummer im Vergleich zur Wellenlinie nicht wandert. Durch die Passgenauigkeit können beide Designs vollständig miteinander verknüpft werden. Die Verknüpfung erfolgt durch eine feste horizontale und vertikale Beziehung der beiden Designs A, B. 2 shows a carrier with precisely arranged to each other embossed design A and laser lithographic design B. The embossing A and the laser lithographic exposure B are arranged precisely to one another. This can be seen by the fact that the serial number does not migrate compared to the wavy line. Due to the fitting accuracy, both designs can be completely linked together. The linking is done by a fixed horizontal and vertical relationship of the two designs A, B.

3 zeigt den Träger 1 mit nicht zueinander passgenauem Prägedesign A und lithographischem Design B gemäß 1, wobei um die einzelnen optischen Elemente 6 Stanzlinien 7 eingezeichnet sind. Die gestrichelten Kreise stellen die Stanzlinien 7 für Etiketten bzw. Stempelformen für Heißsiegelanwendungen dar und somit die Begrenzung des optisch variablen Elements 6 auf dem Gegenstand, auf den es aufgebracht wird. Die Stanzlinie 7 muss nicht kreisförmig sein, sondern kann jede andere beliebige Form aufweisen, z.B. oval, polygonal, polygonal mit abgerundeten Ecken usw. 3 shows the wearer 1 with mismatched embossed design A and lithographic design B according to FIG 1 , being around the individual optical elements 6 punching lines 7 are drawn. The dashed circles represent the punched lines 7 for labels or stamps for heat sealing applications and thus the limitation of the optically variable element 6 on the object to which it is applied. The punching line 7 does not have to be circular, but may have any other shape, eg oval, polygonal, polygonal with rounded corners etc.

Die Prägung A und die laserlithographische Belichtung B sind nicht passgenau zueinander angeordnet. Die laserlithographische Belichtung B ist jedoch passgenau zu der Begrenzung des optisch variablen Elementes 6 und des Trägers 1 angeordnet, so dass jedes optisch variable Element 6 eine eindeutige Individualisierung trägt.The embossing A and the laser lithographic exposure B are not arranged precisely to one another. However, the laser lithographic exposure B is precisely matched to the boundary of the optically variable element 6 and the vehicle 1 arranged so that each optically variable element 6 carries a clear individualization.

4 zeigt einen Träger 1, bei dem die Prägung A und die laserlithographische Belichtung B passgenau zueinander sind und zur Begrenzung des optisch variablen Elements 6 und des Trägers 1 angeordnet sind. 4 shows a carrier 1 in which the embossing A and the laser lithographic exposure B are precisely matched to one another and for the limitation of the optically variable element 6 and the vehicle 1 are arranged.

In 5 zeigen die gestrichelten Kreise Stanzlinien 7 für Etiketten bzw. Stempelformen für Heißsiegelanwendungen und somit die Begrenzung des optisch variablen Elements 6 im Endprodukt. Es sind verschiedene mögliche Anordnungen der Strukturen A, B dargestellt. Der Bereich A stellt Strukturen des geprägten Designs dar, der Bereich B stellt Strukturen des laserlithographischen Designs dar. Die einzelnen Strukturen A, B können entweder getrennt voneinander auftreten, oder sie können sich teilweise oder ganz überlappen. In einem Design können auch Teilbereiche sich überlappen und andere Teilbereiche sich nicht überlappen. Neben den dargestellten Anordnungen sind auch verkämmte oder verschachtelte Anordnungen möglich.In 5 the dashed circles show punched lines 7 for labels or stamps for heat sealing applications and thus the limitation of the optically variable element 6 in the final product. Various possible arrangements of the structures A, B are shown. Area A represents structures of the embossed design, area B represents structures of the laser-lithographic design. The individual structures A, B can either occur separately from one another, or they can partially or completely overlap. In a design, subregions may overlap and other subareas may not overlap. In addition to the arrangements shown also combed or nested arrangements are possible.

Gemäß 6 besteht das geprägte Design aus einer Fläche A, welche geprägte Strukturen enthält. Das laserlithographische Design besteht aus einer Fläche B, die aus einem hochaufgelösten gerasterten Graukeil 8 besteht. Der Graukeil 8 geht in diesem Beispiel in einem graduellen Übergang von nicht demetallisiert bis zu demetallisiert. Dadurch wird die geprägte Fläche A im Bereich B in einem graduellen Übergang zerstört, so dass sich für den menschlichen Betrachter ein graduelles Auslaufen der geprägten Strukturen ergibt. Handelt es sich bei den geprägten Strukturen um beugende Gitter, die in Regenbogenfarben schillern, so würde das Schillern im Bereich B graduell auslaufen. Handelt es sich bei den geprägten Strukturen um ein Hologramm, so würde die Sichtbarkeit des Hologramms im Bereich B graduell auslaufen. Die Stanzline 7 begrenzt wiederum das optisch variable Element 6.According to 6 the embossed design consists of an area A, which contains embossed structures. The laser-lithographic design consists of a surface B consisting of a high-resolution screened gray wedge 8th consists. The gray wedge 8th In this example we are going through a gradual transition from non-demetallized to demetallized. As a result, the embossed surface A in the region B is destroyed in a gradual transition, resulting in a gradual leakage of the embossed structures for the human observer. If the embossed structures are diffracting gratings that shimmer in rainbow colors, the iridescence in region B would gradually drain. If the embossed structures are a hologram, the visibility of the hologram in area B would gradually fade. The punching line 7 in turn limits the optically variable element 6 ,

Auf diese Weise wird eine Struktur erzeugt, die weder durch Prägung allein noch durch Laserlithographie allein erzeugt werden könnte.In this way, a structure is generated which could not be produced by embossing alone or by laser lithography alone.

Gemäß 7 besteht das geprägte Design aus einer Fläche A, welche geprägte Strukturen enthält. Das laserlithographische Design besteht aus einer Fläche B, in der große Bereiche demetallisiert werden und feine hochaufgelöste Linien stehen gelassen werden. Dadurch bleiben von der geprägten Fläche A im Bereich B nur noch feine geprägte Linien übrig. Handelt es sich bei den geprägten Strukturen um beugende Gitter, die in Regenbogenfarben schillern, so würden auch die feinen Linien in Regenbogenfarben schillern. Diese Gitter könnten nun so ausgelegt sein, dass sie mit dem laserlithographischen Prozess nicht erzeugt werden könnten.According to 7 the embossed design consists of an area A, which contains embossed structures. The laser-lithographic design consists of a surface B in which large areas are demetalized and fine high-resolution lines are left standing. As a result of the embossed area A in area B only fine embossed lines remain. If the embossed structures are diffracting grids that shimmer in rainbow colors, the fine lines in rainbow colors would also be dazzling. These grids could now be designed so that they could not be generated by the laser lithographic process.

Auf diese Weise wird eine Struktur erzeugt, die weder durch Prägung allein noch durch Laserlithographie allein erzeugt werden könnte. Auch hier begrenzt die Stanzlinie 7 das optisch variable Element 6.In this way, a structure is generated which could not be produced by embossing alone or by laser lithography alone. Again, the punch line limits 7 the optically variable element 6 ,

In 8 besteht das geprägte Design A aus einem Logo, aus feinen Guillochen und aus einem vollflächigen Bereich (schraffiert). Die drei Bereiche könnten aus verschiedenen Strukturen bestehen, beispielsweise könnte das Logo als Regenbogenhologramm ausgeführt sein, die Guillochen als 2D Hologramm und der vollflächige Bereich als refraktive oder diffraktive Struktur. Das laserlithographische Design B besteht aus einer quadratischen Struktur, aus zwei feinen Linien, aus einer ersten Seriennummer und aus einer zweiten, inversen Seriennummer. Die quadratische Struktur könnte ein computergeneriertes Fourierhologramm mit individuellem Inhalt sein, die beiden feinen Linien könnten aus Beugungsgittern bestehen, die obere Seriennummer könnte aus einem Fresnelhologramm bestehen. Bei der unteren, inversen Seriennummer wird der äußere Bereich der Seriennummer demetallisiert.In 8th the embossed design A consists of a logo, fine guilloches and a full-surface area (hatched). The three areas could consist of different structures, for example, the logo could be designed as a rainbow hologram, the guilloche as a 2D hologram and the full-area area as a refractive or diffractive structure. The laser lithographic design B consists of a square structure, two fine lines, a first serial number and a second, inverse serial number. The square structure could be a computer-generated Fourier hologram with individual content, the two fine lines could be diffraction gratings, the upper serial number could consist of a Fresnel hologram. The lower, inverse serial number demetallizes the outer portion of the serial number.

Werden die beiden Designs der Erfindung gemäß in die metallisierte Schicht 2 eingebracht, ergibt sich das kombinierte Design als das optisch variable Element 6. Dieses besteht zum einen aus getrennten Bereichen, die jeweils aus einem der beiden Designs kommen, wie das Logo oder das Fourierhologramm. Zum anderen besteht es aus teilweise überlagerten Strukturen, wie den Guillochen, den Linien und der ersten Seriennummer. Des Weiteren besteht es aus kombinierten Strukturen, wie der invers laserlithographierten zweiten Seriennummer, die nun in den Nummern die refraktive oder diffraktive Struktur aus dem Prägeprozess trägt. The two designs of the invention according to the metallized layer 2 introduced, the combined design results as the optically variable element 6 , This consists on the one hand of separate areas, each coming from one of the two designs, such as the logo or the Fourier hologram. On the other hand, it consists of partially superimposed structures, such as the guilloches, the lines and the first serial number. Furthermore, it consists of combined structures, such as the inverse laser-lithographed second serial number, which now carries in the numbers the refractive or diffractive structure from the embossing process.

8 zeigt eine logische Verknüpfung zwischen dem geprägten Design A und dem laserlithographischen Design B. Im geprägten Design A befinden sich die Nummern 1 bis 5. Entsprechend der Endziffer der Seriennummer des laserlithographischen Designs B wird individuell ein Feld stehen gelassen, welches die Endziffer der Seriennummer wiederholt. Das optisch variable Element 6 stellt die logische Verknüpfung dar. 8th shows a logical linkage between the embossed design A and the laser lithographic design B. In the embossed design A are the numbers 1 to 5. According to the final digit of the serial number of the laser lithographic design B is left individually a field that repeats the final number of the serial number. The optically variable element 6 represents the logical link.

10 zeigt zunächst das Prägedesign A, dann das lithographische Design B und in der dritten Abbildung der 10 die Kombination aus Prägedesign A und lithographischem Design B. Die dritte Abbildung stellt das optisch variable Element 6 in Form eines Etiketts dar. Die untere Zahlenfolge des laserlithographischen Designs B ist durchsichtig. Die vierte Abbildung zeigt die Oberfläche 11 eines Gegenstandes beispielsweise einer Verpackung mit einer hier wellenartig dargestellten Struktur. Durch Aufbringen des optisch variablen Elementes 6 auf die Oberfläche 11 des Gegenstandes kann die Struktur des Gegenstandes, die sich unter dem durchsichtigen Bereich 10 des optisch variablen Elementes 6 befindet, hindurch scheinen. 10 shows first the embossed design A, then the lithographic design B and in the third picture the 10 the combination of embossed design A and lithographic design B. The third figure represents the optically variable element 6 in the form of a label. The lower sequence of numbers of the laser lithographic design B is transparent. The fourth figure shows the surface 11 an article, for example, a packaging with a wavy structure shown here. By applying the optically variable element 6 on the surface 11 The object may be the structure of the object, which is under the transparent area 10 of the optically variable element 6 is shining through.

11 zeigt, ähnlich wie 10, eine logische Verknüpfung zwischen der Struktur der Oberfläche 11, die hier zusätzlich mit einer Seriennummer versehen ist. Entsprechend der Endziffer der Seriennummer wird individuell ein Feld 10 demetallisiert. Auf der Oberfläche 11 des Gegenstandes werden die Nummern 1 bis 5 statisch aufgedruckt; durch das demetallisierte Feld 10 kann dann die entsprechende Nummer auf der Oberfläche 11 gesehen werden. 11 shows, similar to 10 , a logical link between the structure of the surface 11 , which is additionally provided with a serial number here. According to the final digit of the serial number becomes individually a field 10 demetallized. On the surface 11 of the article, the numbers 1 to 5 are printed statically; through the demetallized field 10 can then get the corresponding number on the surface 11 be seen.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Träger carrier
22: metallisierte Schicht metallized layer
66: optisches Element optical element
77: Stanzlinien punching lines
88th: Graukeil wedge
1010: demetallisierter/durchsichtiger Bereich demetallised / transparent area
1111: Oberfläche surface
AA: geprägtes Design embossed design
BB: laserlithographisches Design laser lithographic design

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0420261 B1 [0004]
DE 3430111 C1 [0013]
DE 4131964 A1 [0014]

Claims

Counterfeit-proof carrier ( 1 ) with at least one metallized layer ( 2 ) into which at least one optically variable element ( 6 ), and the at least one optically variable element ( 6 ) has a non-individual embossed structure (A), characterized in that the at least one optically variable element (A) 6 ) has an individual laser lithographic structure (B) with a resolution of less than 20 μm.

Counterfeit-proof carrier ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the resolution is less than 5 microns.

Counterfeit-proof carrier ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the embossed structure (A) and the laser lithographic structure (B) in the same metallized layer ( 2 ) are introduced.

Counterfeit-proof carrier ( 1 ) according to claim 1, 2 or 3, characterized in that overlap the embossed structure (A) and the laser lithographic structure (B) at least in partial areas.

Counterfeit-proof carrier ( 1 ) according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the embossed structure (A) and the laser lithographic structure (B) are arranged precisely to one another.

Counterfeit-proof carrier ( 1 ) according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the laser lithographic structure (B) at least in a partial area ( 10 ) is at least partially demetallisiert.

Counterfeit-proof carrier ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the subregion ( 10 ) is completely demetallized.

Counterfeit-proof carrier ( 1 ) according to claim 6 or 7, characterized in that the subregion ( 10 ) is rasterized demetallisiert.

Counterfeit-proof carrier ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the screening of the demetallization in the subregion ( 10 ) gradually increases.

Counterfeit-proof carrier ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the optically variable element ( 6 ) in a subarea ( 10 ) is transparent.

Method for producing a counterfeit-proof carrier ( 1 ) with at least one metallized layer ( 2 ) by placing a non-individual embossed structure (A) in the metallized layer ( 2 ) and an individual laser lithographic structure (B) in the metallized layer ( 2 ) is lithographically exposed by means of a laser, the lithographic structure (B) is exposed with a resolution of less than 20 μm, together by the embossing structure (A) and the lithographic structure (B) at least one optically variable element ( 6 ) is formed.

Method according to claim 11, characterized in that along the support ( 1 ) first non-individual embossed structures (A) in the metallized layer ( 2 ) and then individual laser lithographic structures (B) in the metallized layer ( 2 ) are exposed.

Method according to claim 11, characterized in that along the support ( 1 ) first individual laser lithographic structures (B) in the metallized layer ( 2 ) and then non-individual embossed structures (A) in the metallized layer ( 2 ).

Method according to at least one of claims 11, 12 or 13, characterized in that the laser-lithographic structures (B) and the embossed structures (A) fit exactly into one another into the metallized layer ( 2 ) are introduced.

Method according to at least one of claims 11 to 14, characterized in that subregions ( 11 ) of the lithographic structure (B) are demetallized to transparency and subregions of the embossed structures (A) relative to the transparent portions ( 10 ) are arranged so that they pass through the transparent parts ( 10 ) shine through.

Method according to at least one of claims 11 to 15, characterized in that the carrier ( 1 ) between the optical variable elements ( 6 ) and the optically variable elements ( 6 ) are applied to objects, in particular packaging.

Method according to claim 16, characterized in that the optically variable element ( 6 ) with transparent parts ( 11 ) and a surface marking of the object through the transparent portion ( 10 ) shines through.