CH680170A5 - Diffraction structure identification label - has pattern formed in semiconductor reflective material in laminated component - Google Patents

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CH680170A5
CH680170A5 CH1339/91A CH133991A CH680170A5 CH 680170 A5 CH680170 A5 CH 680170A5 CH 1339/91 A CH1339/91 A CH 1339/91A CH 133991 A CH133991 A CH 133991A CH 680170 A5 CH680170 A5 CH 680170A5
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Gregor Antes
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Abstract

The laminated unit has a transparent stabilisation layer (1) to which an intermediate sheet (2), a lacquer layer (3), reflection layer (4), second lacquer layer (5) and an adhesive layer (6) are bonded. Between the internal layers a diffraction structure (8) is formed to create a specific pattern. The unit is bonded to a document and the diffraction structure pattern is read for identification. The reflective layer is of semiconductor material and his a high reflective index. The thickness is in the range 40 to 150 nm and the layer is transparent for infra red light. USE/ADVANTAGE - Document identification, e.g. passport photographic. High refractive index. High reflectivity and transparency in visible and/or i.r. light spectrum. High chemical resistance.

Description


  
 



   Die Erfindung bezieht sich auf einen Schichtverbund der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art. The invention relates to a laminate of the type mentioned in the preamble of claim 1. 



   Ein solcher Schichtverbund wird vorteilhaft zur Erhöhung der Fälschungssicherheit von Dokumenten aller Art verwendet, wobei der Schichtverbund mit seinen auffälligen optisch variablen Mustern auf das zu schützende Dokument geklebt wird. Such a composite layer is advantageously used to increase the security against forgery of documents of all kinds, wherein the layer composite is bonded with its distinctive optically-variable patterns onto the document to be protected. 



   Ein Schichtverbund mit Beugungsstrukturen ist aus der EP-A 0 401 466 bekannt. A laminate with diffraction structures is known from EP-A 0,401,466.  Diese Schichtverbunde enthalten eine Reflexionsschicht, die aus einem Metall, beispielsweise Aluminium, oder aus einem Dielektrikum besteht. This layer composites include a reflection layer consisting of a metal, such as aluminum, or a dielectric. 



   Verschiedene Prägeverfahren zum kostengünstigen Vervielfältigen von optischen Beugungsstrukturen in thermoplastische Oberflächen sind beispielsweise in den CH-PS 661 683, CH-PS 595 664 und CH-PS 594 936 beschrieben. Various embossing method for inexpensively duplication of optical diffraction structures in the thermoplastic surfaces are described for example in CH-PS 661 683, CH-PS 595 664 and CH-PS 594 936. 



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schichtverbund der eingangs genannten Art zu schaffen, der sowohl eine relativ hohe Reflektivität als auch eine hohe Transparenz im Bereich des sichtbaren und/oder infraroten Lichts bei gleichzeitig hoher chemischer Beständigkeit aufweist. The invention has for its object to provide a laminate of the type mentioned, both having a relatively high reflectivity and a high transparency in the visible and / or infrared light with high chemical resistance.  Gleichzeitig soll auch der Brechungsindex gross sein. At the same time, the refractive index should be as large. 



   Die genannte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. The above object is solved by the features of claim 1.  Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Advantageous embodiments result from the dependent claims. 



   Durch eine relativ hohe Reflektivität von 20 bis 30% bei gleichzeitig infolge geringer Absorption hoher Transparenz wird erreicht, dass sowohl die Beugungsstruktur als auch der Hintergrund gut sichtbar sind, wie dies beispielsweise beim Schutz von in Pässen eingeklebten Passfotos mittels Beugungsstrukturen angestrebt wird. By a relatively high reflectivity of 20 to 30% at the same time due to low absorption high transparency both the diffraction structure are clearly visible and the background, as is for example aimed at the protection of glued in passports passport photos by diffraction structures is achieved. 



   Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. An exemplary embodiment of the invention will be explained in detail with reference to the drawing.  Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch einen Schichtverbund. The single figure shows a cross section of a layer composite. 



   In der Figur bedeutet 1 eine transparente Stabilisationsschicht, auf der in der angegebenen Reihenfolge eine Zwischenschicht 2, eine erste Lackschicht 3, eine Reflexionsschicht 4, eine zweite Lackschicht 5 und eine Kleberschicht 6 aufgebracht sind. In the figure, 1 is a transparent stabilization layer, on the specified in the order, an intermediate layer 2, a first resist layer 3, a reflection layer 4, a second resist layer 5 and an adhesive layer means are applied. 6  Die Schichten 1 bis 6 bilden einen Schichtverbund 7. Zwischen den Lackschichten 3 und 5 sind optische Beugungsstrukturen 8 eingebettet. The layers 1 to 6 constitute a composite layer 7. Between the coating layers 3 and 5 optical diffraction structures 8 are embedded. 



   Die Beugungstrukturen 8 werden durch die Stabilisationsschicht 1, die Zwischenschicht 2 und die Lackschicht 3 hindurch beleuchtet. The diffraction structures 8 are illuminated by the stabilization layer 1, intermediate layer 2 and the lacquer layer 3 therethrough.  Das gebeugte und reflektierte Licht wird durch die Schichten 1 bis 3 hindurch zum Betrachter zurückgeworfen. The diffracted and reflected light is reflected back through the layers 1 to 3 to pass to the viewer.  Ein Teil des Lichts tritt auch durch die Reflexionsschicht 4 hindurch, so dass gegebenenfalls unter dem Schichtverbund 7 vorhandene Bilder oder andere Merkmale eines Dokuments, auf das der Schichtverbund 7 aufgeklebt wird, sichtbar sind. Part of the light also passes through the reflective layer 4 through it, optionally under the composite layer 7 existing images or other features of a document to which the laminate is glued 7, so that visible. 



   Die Stabilisationsschicht 1 besteht mit Vorteil aus einer warmfesten, klaren Folie von hoher optischer Qualität. The stabilizing layer 1 is advantageously made of a heat-resistant, clear film of high optical quality.  Sie kann farblos oder eingefärbt sein. It can be colorless or colored.  Beispielsweise können fluoreszierende oder phosphoreszierende Farbstoffe enthalten sein, um bessere Möglichkeiten zur maschinellen Verarbeitung der mit einem Sicherheitsmerkmal versehenen Dokumente, auf die ein solcher Schichtverbund 7 später aufgebracht wird, zu schaffen. For example, fluorescent or phosphorescent dyes can be included to better options for automatic processing of the documents provided with a security feature on such a laminate is applied later 7 to create.  Als Schichtmaterial ist beispielsweise Polyester sehr geeignet, der sich neben der hohen optischen Qualität durch eine hohe Zugfestigkeit und eine hohe Temperaturbeständigkeit auszeichnet. The layer material is polyester, for example, very suitable which is characterized in addition to high optical quality by a high tensile strength and high temperature resistance.  Vorteilhaft weist die Stabilisationsschicht 1 eine Dicke von 9 bis 50 Mikrometer auf, damit sie einerseits genügend fest ist und andererseits auf dem Dokument, auf das sie appliziert wird, nicht zu stark aufträgt. Advantageously, the stabilization layer 1 a thickness of 9 to 50 micrometers on, so that it is sufficiently strong on one hand and on the other hand, not applying too much on the document to which it will be applied.

   Derart dünne Schichten widerstehen sehr gut betrügerischen Ablöseversuchen, da sie an den Kanten nur eine geringe Angriffsfläche bieten. Such thin layers resist fraudulent release experiments very well because they offer at the edges only a small attack surface. 



   Als Zwischenschicht 2 ist ein Haftvermittler (Primer) ganzflächig auf der Stabilisationsschicht 1 aufgebracht. As the intermediate layer 2, an adhesion promoter (primer) is applied surface-wide on the stabilization layer. 1  Der Haftvermittler bewirkt ein hohes Haftvermögen zwischen der Stabilisationsschicht 1 und der nachfolgenden Lackschicht 3. Als Haftvermittler dient vorteilhaft ein Lack auf der Basis von Polyurethan, damit die Zwischenschicht 2 gegen Licht, vor allem gegen ultraviolettes Licht, und gegen Lösungsmittel beständig ist. The adhesion promoter causes a high adhesiveness between the stabilization layer 1 and the subsequent coating layer 3. As the coupling agent is a lacquer is advantageously used on the basis of polyurethane, so that the intermediate layer 2 to light, especially ultraviolet light, and to solvents is stable.  Die Zwischenschicht 2 weist eine Auftragsdicke im Mikrometerbereich auf, vorzugsweise 0,8 bis 2 Mikrometer. The intermediate layer 2 has a coating thickness in the micrometer range, preferably 0.8 to 2 micrometers.  Vorteilhaft sind für die Stabilisationsschicht 1 auch Folien verwendbar, die bereits beim Lieferanten mit der Zwischenschicht 2 überzogen wurden. Also films are advantageously used for the stabilization layer 1 which were already coated with the intermediate layer at the supplier. 2 



   Die Lackschicht 3 kann auch direkt auf die Stabilisationsschicht 1 aufgetragen sein, falls das Haftvermögen der Lackschicht 3 auf der Stabilisationsschicht 1 genügt. The coating layer 3 may be applied directly to the stabilization layer 1, if the adhesiveness of the resist layer is sufficient on the stabilization layer 1. 3  Vorteilhaft kann das Haftvermögen mittels einer Vorbehandlung der Stabilisationsschicht 1, zB in einer Korona- oder Plasmaentladung, erhöht werden. Advantageously, the adhesiveness can by means of a pretreatment of the stabilization layer 1, are used in a corona or plasma discharge, for example, increases.  Eine Grenzschicht zwischen der Lackschicht 3 und der Stabilisationsschicht 1 bzw. eine durch die Vorbehandlung veränderte Oberflächenschicht der Stabilisationsschicht 1 übernimmt in diesen Beispielen die Funktion der Zwischenschicht 2. A boundary layer between the resist layer 3 and the stabilization layer 1 and an altered by pretreatment surface layer of the stabilization layer 1 takes in these examples, the function of the intermediate layer. 2 



   Die erste Lackschicht 3 ist vorteilhaft in mindestens einem Arbeitsgang aufgetragen und weist eine Schichtdicke zwischen 0,5 und 2,0 Mikrometer auf. The first lacquer layer 3 is advantageously applied in at least one operation and comprises a layer thickness between 0.5 and 2.0 micrometers. 



   Anschliessend wird die Reflexionsschicht 4 auf die Lackschicht 3 aufgebracht, wobei die Lackschicht 3 mit Vorteil mittels einer Koronaentladung vorbehandelt ist, um eine gute Haftung der Reflexionsschicht 4 auf der Lackschicht 3 zu bewirken. Subsequently, the reflection layer 4 is applied to the lacquer layer 3, wherein the lacquer layer is pre-treated 3 advantageously by means of a corona discharge to cause good adhesion of the reflective layer 4 onto the varnish layer. 3  Die Reflexionsschicht 4 besteht aus einem Halbleiter-Material. The reflection layer 4 is made of a semiconductor material.  Sie kann aus einer einzigen Schicht, aber auch aus mehreren Schichten bestehen. It can consist of a single layer, but also consist of several layers.  Als Halbleiter-Material kommen beispielsweise Silizium, Germanium, Cadmiumsulfid und Zinnsulfid (SnS, SnS2) in Frage. As a semiconductor material such as silicon, germanium, cadmium sulfide, and tin sulfide (SnS, SnS2) come into question.  Diese Halbleiter-Materialien zeichnen sich durch einen hohen Brechungsindex aus. These semiconductor materials are characterized by a high refractive index.  Durch den hohen Brechungsindex wird erreicht, dass sich die gewünschten Effekte mit einer geringen Anzahl von Schichten erreichen lassen, beispielsweise durch eine einzige Schicht. Due to the high refractive index is achieved that the desired effects can be achieved with a small number of layers, for example by a single layer.

   Vorteilhaft ist auch, dass die Halbleiter-Materialien beim Prägen der Beugungsstrukturen 8 nicht dazu neigen, am Prägewerkzeug zu haften. Advantageous is that the semiconductor materials in embossing the diffraction structures 8 does not tend to stick to the embossing tool.  Die Werkzeugverschmutzung ist also sehr gering, was gleichbedeutend mit hoher Werkzeug-Standzeit und geringeren Fertigungskosten ist. The tool pollution is therefore very low, with high tool life is equivalent and lower manufacturing costs.  Ausserdem zeichnen sich die Halbleiter-Materialien dadurch aus, dass sie bei den in Frage kommenden Schichtdicken für sichtbares und/oder infrarotes Licht gut transparent sind und dass mittels der Wahl der Dicke bestimmte Farbeffekte erreicht werden können. Furthermore, the semiconductor materials are characterized by the fact that they are well transparent at the layer thicknesses in question to visible and / or infrared light and that can be achieved by the choice of the thickness certain color effects.  Vorteilhaft hinsichtlich der Möglichkeiten zur Farbgestaltung ist für die Dicke der Reflexionsschicht 4 ein Bereich von 10 bis 40 Nanometer. Advantageous in terms of the possibilities for color design is an area of ​​10 to 40 nanometers for the thickness of the reflection layer. 4  Ansonsten sind Schichtdicken von 5 bis 150 Nanometer möglich. Otherwise, layer thicknesses possible from 5 to 150 nanometers. 



    Wenn die Dicke der Reflexionsschicht 4 im Bereich von 5 bis 40 Nanometer liegt, ist die Schicht für sichtbares und infrarotes Licht transparent. If the thickness of the reflection layer 4 is in the range of 5 to 40 nanometers, the layer of visible and infrared light is transparent.  Bei Dicken von 40 bis 150 Nanometer ist die Schicht nur für infrarotes Licht transparent, im Bereich zwischen 40 und 60 Nanometer besteht eine beschränkte Transparenz für sichtbares Licht. For thicknesses of 40 to 150 nanometers, the layer is transparent only to infrared light, in the range between 40 and 60 nanometers there is a limited visible light transparency.  Durch eine solche Wahl der Schichtdicke kann vorteilhaft erreicht werden, dass Merkmale des Dokuments visuell nicht mehr sichtbar, jedoch durch infrarotes Licht maschinenlesbar sind. By such a choice of the layer thickness can be advantageously achieved that features of the document visible, but are not visually more machine-readable by infrared light. 



   Das Halbleiter-Material kann vorteilhaft Silizium sein. The semiconductor material may be advantageous silicon.  Silizium zeichnet sich durch hohe chemische Beständigkeit aus. Silicon is characterized by high chemical resistance.  Vorteilhaft ist auch, dass Silizium eine sehr kleine Absorption für infrarote Strahlung aufweist. Advantageous is the fact that silicon has a very small absorption for infrared radiation.  Dadurch ist es möglich, unter einem Schichtverbund 7 verborgene Informationen eines Dokuments mittels eines mit infraroter oder Laser-Strahlung arbeitenden Lesegeräts maschinell zu lesen. Thereby, it is possible hidden under a layer composite 7 to read information of a document by means of a with infrared, or laser radiation working reader machine.  Bei Verwendung von Silizium können bei einer Dicke von etwa 10 Nanometer gelbliche bis goldene Farbtöne erreicht werden, während bei einer Dicke von etwa 40 Nanometer bräunliche bis rötliche Farbtöne erzielt werden können. When using silicon can yellowish to golden hues can be achieved at a thickness of about 10 nanometers, while brownish at a thickness of about 40 nanometers to reddish color shades can be achieved. 



   Zum Erzeugen der Reflexionsschicht 4 stehen erprobte Verfahren zur Verfügung, so beispielsweise das Vakuum-Aufdampfen, das sogenannte "Sputtern" und das Abscheiden aus flüssigen Phasen oder aus der Gasphase. To generate the reflection layer 4 are proven methods are available, such as the vacuum vapor deposition, the so-called "sputtering" and depositing from the liquid phase or the gas phase.  Die Erzeugung von Silizium-Schichten ist dabei grosstechnisch besonders gut beherrscht. The production of silicon layers is industrially particularly well controlled. 



   Mit einem der einleitend erwähnten bekannten Prägeverfahren ist das Reliefprofil wenigstens einer optischen Beugungsstruktur 8 mit einer geheizten Matrize durch die Reflexionsschicht 4 hindurch in die Lackschicht 3 eingeprägt. With one of the known embossing processes mentioned in the introduction, the relief profile is at least one optical diffraction structure 8 embossed with a heated die by the reflective layer 4 into the resist layer. 3 



   Das Relief der Beugungsstrukturen 8 weist eine typische Profilhöhe von etwa 0,5 Mikrometer auf. The relief of the diffraction structures 8 has a typical profile height of about 0.5 microns.  Ein Auftrag der zweiten Lackschicht 5 von etwa 0,15 bis 2,0 Mikrometer Dicke (zB 1 Mikrometer) ebnet das Relief völlig ein. An application of the second coating layer 5 of approximately 0.15 to 2.0 microns thick (eg, 1 micron) smoothes the relief of an entirely.  Das Mikrostrukturprofil ist somit für Fälschungen nicht zugänglich. The microstructure profile is therefore not accessible to counterfeit.  Mit Vorteil wird für beide Lackschichten 3 und 5 das gleiche thermoplastische Material verwendet, beispielsweise ein Acrylpolymerlack. Advantageously, the same thermoplastic material is used for both coating layers 3 and 5, for example an acrylic polymer paint. 



   Der Acrylpolymerlack der Lackschicht 3 kann so eingefärbt werden, dass sie wenigstens in einem vorbestimmten Teil des Lichtspektrums transparent ist. The acrylic polymer varnish of the varnish layer 3 may be dyed so that it is transparent at least in a predetermined portion of the light spectrum.  Dabei können auch fluoreszierende oder phosphoreszierende Farbstoffe Verwendung finden. Here can also be used fluorescent or phosphorescent dyes.  Die Beugungsstrukturen 8 bleiben in einer vorbestimmten Farbe maschinell oder visuell auslesbar. The diffraction structures 8 remain mechanically or visually readable in a predetermined color.  Ist beispielsweise der Farbstoff nur für infrarotes Licht durchlässig, sind die Beugungsstrukturen 8 dem unbewaffneten Auge verborgen und nur mittels eines hier nicht gezeigten Lesegerätes erkennbar, das die Anwesenheit der Beugungsstrukturen 8 festzustellen vermag. For example, if the dye is only permeable for infrared light, the diffraction structures are 8 to the naked eye hidden and only recognizable by means of a not shown reading device which is capable to detect the presence of the diffraction structures. 8 



    Die abschliessend aufgebrachte Kleberschicht 6 kann selbstklebend sein, kann aber auch aus einem durch Wärme oder durch UV-Bestrahlung aktivierbaren Kleber bestehen. The finally applied layer of adhesive 6 can be self-adhesive, but may also consist of a heat-activatable or by UV irradiation adhesive.  Schliesslich ist es auch möglich, den ganzen Schichtverbund 7 als Heissprägefolie auszubilden. Finally, it is also possible to design the whole laminate 7 as hot stamping foil.  In einem solchen Fall kann die Stabilisationsschicht 1 entfallen. In such a case, the stabilization layer 1 can be omitted.  Zusätzlich ist bei einer Heissprägefolie eine Trennschicht vorhanden. In addition, in a hot-stamping foil, a release layer is present. 



   Die vorbeschriebenen Schichtverbunde können auf Dokumente plaziert werden, um Verfälschungen des Hintergrunds wie zum Beispiel das Austauschen von Fotos in Pässen oder bei Identitätsausweisen, Führerscheinen etc. zu verhindern. The above-layer composites can be placed on documents to distortions of the background such as to prevent the exchange of photos in passports or identity cards driving licenses etc.. 

Claims (4)

1. Schichtverbund mit einer zwischen zwei Lackschichten (3; 5) eingebetteten Reflexionsschicht (4), mit durch Prägung erzeugten Beugungsstrukturen (8), die optisch variable Muster bilden, und mit einer Kleberschicht (6) zum Verbinden mit der Oberfläche eines zu schützenden Dokuments, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsschicht (4) aus einem Halbleiter-Material besteht. 1st layer composite with a between two varnish layers (3; 5) form embedded reflective layer (4), produced by embossing the diffraction structures (8), the optically variable pattern, and with an adhesive layer (6) for connecting with the surface of the protected document characterized in that the reflective layer (4) consists of a semiconductor material.
2. Schichtverbund nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiter-Material der Reflexionsschicht (4) Silizium ist. 2. Laminate according to claim 1, characterized in that the semiconductor material of the reflection layer (4) is silicon.
3. Schichtverbund nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Reflexionsschicht (4) 10 bis 40 Nanometer beträgt. 3. Laminate according to claim 2, characterized in that the thickness of the reflective layer is (4) 10 to 40 nanometers.
4. Schichtverbund nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Reflexionsschicht (4) 40 bis 150 Nanometer beträgt. 4. Laminate according to claim 2, characterized in that the thickness of the reflective layer is (4) 40 to 150 nanometers.
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