CN100491134C - 用于制造多层体的方法及多层体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制造多层体(100)的方法，所述多层体(100)具有部分成形的第一层(3m)。其中设定，在所述方法中，将具有各个结构元件的大的深度-宽度比尤其是深度-宽度比＞0.3的第一凸纹结构成形到多层体(100)的复制层(3)的第一区域(5)中，并将第一层(3m)以恒定的表面密度涂布到复制层(3)上第一区域(5)和第二区域(4，6)中，在第二区域中第一凸纹结构不成形到复制层(3)中，并且根据第一凸纹结构部分去除第一层(3m)，以便第一层(3m)在第一区域(5)中去除但在第二区域(4、6)不去除，或在第二区域(4、6)中部分去除但在第一区域(5)中不去除。

Description

用于制造多层体的方法及多层体
技术领域
本发明涉及用于制造具有部分成形的第一层的多层体的方法和具有复制层和部分设置在复制层上的第一层的多层体。
背景技术
这些元件适合于作为光学元件或者也作为电信领域中的透镜系统。
GB 2 136 352 A描述了一种用于制造密封膜的制造方法，所述密封膜设有全息图像作为安全特征。在那种情况下，在压印一衍射的凸纹结构之后，将塑料膜在整个面积上金属化，然后局部地与压印的衍射凸纹结构精确套准地去金属化。
精确套准地去金属化费用高，并且可以达到的分辨率由调节允差和所使用的过程限制。
EP 0 537 439 B2描述了用于制造带银丝网图案的安全元件的方法。图案由用金属层覆盖的衍射结构形成，并被其中去除金属层的透明区域包围。规定的是，将银丝网图案的轮廓以凹穴形式加到镀金属的载体材料中，在这种情况下，同时凹穴的底部设有衍射结构，然后用保护漆填充凹穴。过量的保护漆用刮刀片去除。
在涂布保护漆之后规定，通过蚀刻去除在未受保护的透明区域中的金属层。凹穴是在约1μm和5μm之间，而衍射结构可以具有高度差为大于1μm。当涉及更精细结构时，所述方法失效，因为在重复步骤中，上述方法需要调节步骤用于精确套准地定向。此外，表面积的相关联的金属化区域难以实现，因为对于刮去保护漆来说，缺乏“间隔垫片”。
发明内容
本发明的目的是，提供多层体和用于制造多层体的方法，其中可以用高精度的套准而价格便宜地涂布一层，所述层具有在其中不存在层的区域。
按照本发明，该目的通过用于制造具有部分成形的第一层的多层体的方法达到，其中在多层体的复制层的第一区域中成形一衍射第一凸纹结构，所述第一凸纹结构具有各结构元件的大的深度-宽度比，尤其是具有深度-宽度比为>0.3，和将第一层相对于由复制层所限定的平面以恒定的表面宽度涂布到复制层上第一区域和第二区域中，其中第一凸纹结构在复制层中不成形，，且将第一层用第一凸纹结构确定地部分地去除，以便第一层在第一区域中去除而在第二区域中不去除，或者在第二区域中去除而在第一区域中不去除。
此外，本发明的目的通过一种多层体达到，所述多层体具有复制层和至少一个部分设置在复制层上的第一层，其中设定，在复制层的第一区域中成形一衍射第一凸纹结构，所述第一凸纹结构具有大的各结构元件的深度-宽度比，尤其是具有深度-宽度比为>0.3，第一凸纹结构不在复制层中成形在复制层的第二区域中，并且第一层的部分设置由第一凸纹结构确定，以便将第一层在第一区域中去除而在第二区域中不去除，或者在第二区域中去除而在第一区域中不去除。
本发明基于下述认识，即在第一区域中的特殊衍射凸纹结构影响涂布到复制层上那个区域中第一层的物理性质如透射性能尤其是透明度或第一层的有效厚度，从而第一层的物理性质在第一和第二区域中不同。第一层现在用作一种掩膜层，用于部分去除其第一层或部分去除另一层。由此提供的优点是在用常规方法涂布的掩膜层上，所述掩膜层精确套准地定向，而无需额外的调节费用。第一层是在复制层中成形的结构的整体的组成部分。不会发生在第一凸纹结构和与第一层具有相同物理性质的各区域之间的侧向位移。第一层具有相同物理性质的各区域的设置与第一凸纹结构精确地套准。因此，只有凸纹结构的允差对第一层的位置的允差有影响。额外的允差不会产生。第一层是优选实现双重功能的层。一方面，它实施高精度的掩膜层，例如用于制造过程的高精度的曝光掩膜的功能，而另一方面(在制造过程的结束时)，它形成高精度定位的功能层，例如OVD层或印制导线，或者电气元件例如半导体元件的功能层。
另外，利用本发明能制造很高分辨率的结构化的层。可以达到的分辨率比用已知去金属化方法能达到的分辨度大约要好100倍。因为第一凸纹结构的结构元件的宽度可以在可见光的波长范围(约380和780nm之间)中而且也低于该波长区，所以能构成具有很精细外形的金属化图案区域。由此在这方面与此前所用的去金属化方法相比也得到很大的优点，并且用本发明能制造具有比此前防复制和防伪造安全性更高的安全元件。
能制造具有高分辨率的线和/或点，例如宽度或直径分别小于5μm尤其是达到约200nm。优选的是达到分辨率在约0.5μm和5μm之间范围内尤其是在约1μm范围内。与其相比，通过用套准调节的方法仅是在很高费用下才能实现小于10μm的线宽。
第一层可以是几nm数量级的很薄层。相对于由复制层所限定的平面以均匀表面密度涂布的第一层在具有大的深度-宽度比的区域中比在具有小的深度-宽度比的区域中要薄得多。
无量纲的深度-宽度比是用于放大优选的是周期性结构例如正弦二次幂曲线的表面的特有特征。此处深度是这种结构的最高和最低接连的点之间的间距，也就是说“峰”和“谷”之间的间距。两个相邻的最高点之间，也就是说两个“峰”之间的间距称之为宽度。现在，深度-宽度比越大，则相应地“峰侧”越陡，及相应地沉积在“峰侧”上的第一层设计成越薄。那种效应在具有垂直“峰”侧的矩形结构情况下也观察到。然而，这也可以包括不能应用这种模式的结构。例如，在此可以涉及以不连续分布的线形区域，所述区域仅构成为“谷”。其中两个“谷”之间的间距大于所述“谷”的高度的好几倍。在正式应用上述定义时，以这种方式计算的深度-宽度比近似为零，且不反映特有的物理特性。因此，在基本上只由“谷”形成的不连续设置的结构情况下，把“谷”的深度相对于“谷”的宽度成比例。
这些多层体适合于例如作为光学元件如透镜系统、曝光和投影掩膜，或者作为用于证件或身份证的安全元件，因为它们覆盖证件的关键区域如护照照片或物主签名或整个证件。它们也可以用作电信领域的部件或装饰元素。
多层体可以是薄膜元件或者刚性体。可以使用薄膜元件，以便使证件、钞票或类似物设有安全特征。在此也可以涉及用于织入纸中或加入卡片中的安全线，其可以用按照本发明所述的方法通过部分去金属化与OVD设计成完美套准地形成。
另外还证明有效的是，如果多层体作为安全特征设置在有价证券或类似物的窗口中。新的带尤其是宝石和银丝网外观的安全特征可以用按照本发明所述的方法制造。这样能例如通过形成第一层的光栅产生在透射照射下是半透明的图像。而且能使第一信息在这种窗口中可以在反射下见到，而使第二信息能在透明照射下见到。
有利的是，一些刚性体如证件、传感器元件的底板或移动电话的外壳部分也可以设有按照本发明所述必要时部分去金属化的层，所述去金属化的层与功能结构或与衍射的设计元件成套准关系。它可以设定，复制层直接用注塑工具或者借助印章在UV(紫外线)漆中成形加入并且结构化。
本发明的有利构造在从属权利要求中陈述。
按照本发明的优选实施例，第一区域与第二区域相互交替，在上述第一区域中设置具有大的深度-宽度比的衍射凸纹结构，而在上述第二区域中设置具有普通较小的深度-宽度比的旋光式衍射结构。例如，第一区域中的第一凸纹结构分别是深度为5μm和宽度为2.5μm，也就是说，大的深度-宽度比为2，而在第二区域中，它是深度为0.15μm和宽度为2.5μm，也就是说低的深度-宽度比为0.06。
由此能使第一层和/或一个或多个另外层的构造以非常小的允差精确套准地对准由第二区域中衍射结构所产生的光学效应。在那方面，代替衍射结构，也能在第二区域中设置另一种旋光式的微观结构或宏观结构例如微形透镜光栅。具有较高的防复制和防伪安全性的安全元件可以通过借助本发明的对部分成形的安全元件层与安全元件的旋光式凸纹结构十分精确的定向来制造。
以这种方式，可以制造例如银丝网图案如扭索纹图案，上述图案可以相对于衍射结构精确定向，所述衍射结构对应于全息图案或
Figure C200680006666D00111
的构造图形。
第一层优选的是通过溅射、汽相沉积或喷涂涂布到复制层上。在溅射操作中，在溅射时存在根据过程定向的材料涂布，从而当以相对于复制层所限定的平面恒定的表面密度将第一层材料溅射到具有凸纹结构的复制层上时，材料局部沉积不同的厚度。在第一层的汽相沉积和喷涂时在方法工艺上优选的是也产生至少部分对准的材料涂布。
按照本发明的优选实施例，第一层用时间控制蚀刻法部分地去除。出发点在于这样的事实，即：具有大深度-宽度比的凸纹结构包括一比平的表面或具有小的深度-宽度比的凸纹结构的表面显著更大的表面积。当第一层在具有大深度-宽度比的区域中第一层完全去除或至少层厚度减小时，蚀刻法终止。当第一层在第一区域中已经完全去除时，由于在第一和第二区域(较小的有效厚度)中第一层的由第一区域中特殊的凸纹结构决定的不同物理性质，第一层仍覆盖第二层。例如，可以提供碱液或酸作为蚀刻剂。然而，也可以设定仅部分去除第一层，并且一达到预定的透射度或透明度就立即中断蚀刻操作。以这种方式，能例如制造基于局部不同的透射度或透明度的安全特征。
如果具有例如汽相沉积反射层作为第一层的多层体置于主要是各向同性的蚀刻介质下，则反射层在具有大深度-宽度比的区域中已完全去除，而在具有低的深度-宽度比的区域中仍有残留层存在。如果例如用铝作为反射层，则可以用碱液如NaOH或KOH作为各向同性起作用的蚀刻剂。也可以使用酸性介质如PAN(磷酸、硝酸和水的混合物)。
反应速度通常随碱液浓度和温度增加而增加。方法参数的选择取决于过程的可重复性和多层体耐蚀性。
如果第一层在蚀刻之后在第二区域中是不透明的，则优选的是选择光密度>1.5。为了补偿在具有低的深度-宽度比的第二区域中各向同性的蚀刻时也发生第一层的去除，因此必须从相应较高的光密度开始。根据深度-宽度比的各个差异，补偿可以是瞄准的光密度的几倍。如果例如汽相沉积一铝层作为第一层，其在一平的第二区域中是不透明的或者其光密度为6并且在那里构成一金属镜面，而如果铝层相应地蚀刻，则在第二区域中蚀刻之后能达到一不透明层，其具有始终是镜面反射的性质，并具有光密度为2，而在相邻的第一区域中铝层已完全蚀刻掉，所述第一区域设有一具有大的深度-宽度比的凸纹结构。
当用碱液蚀刻时，影响因素通常是蚀刻液的组成、尤其是蚀刻剂的浓度、蚀刻液的温度及待蚀刻的层在蚀刻液中的流入流动条件。蚀刻剂在蚀刻液中浓度的典型参数范围是在0.1％和10％之间范围内，而温度范围是在20℃和80℃之间范围内。
第一层的蚀刻操作可以用电化学方法帮助。蚀刻过程通过加电压增强。作用通常是各向同性的，因此与结构有关的表面积增加额外地增强蚀刻效果。用于去除例如氧化物层的典型的电化学添加剂如润湿剂、缓冲物质、抑制剂、活化剂、催化剂及为了可以促进蚀刻过程。
在蚀刻操作期间，在与第一层相关的界面层中可能发生蚀刻介质消耗和蚀刻产物增加，因而蚀刻速度变慢。可以通过产生合适的流动或超声激发强力地混合蚀刻介质改善蚀刻特性。
蚀刻操作另外可以包括温度随时间变化的分布图，以便优化蚀刻结果。这样，在开始时蚀刻可以在冷态下实施，而随着操作时间周期增加可在较热状态下实施。在蚀刻液中这优选通过三维温度梯度实现，其中将多层体拉动穿过具有不同温度区的细长形的蚀刻池。
第一层的最后几纳米可以证明在蚀刻操作中是难对付的，且抗蚀刻的。因此，蚀刻过程的细微机械帮助对去除第一层的残留物是有利的。难对付性基于当在复制层上形成第一层时可能由于界面层现象而在第一层中可能有稍微不同的组成。在那种情况下，第一层的最后几纳米优选通过使多层体导引经过覆盖有细的织物的辊的擦拭过程去除。织物擦去第一层残留物而不损坏多层体。
应该理解，按照本发明的方法可以很容易与已知的形成结构的方法或蚀刻法结合，并且通常用掩膜工作，所述掩膜的形式为抗结构化蚀刻的掩模或冲洗掩模。
除了湿化学蚀刻法之外，利用干蚀刻法如等离子蚀刻法对于部分完全或局部地以这种方式去除第一层也是有利的。
此外，激光烧蚀用于去除第一层证明是有效的。例如构成为金属反射层的第一层在那种情况下是通过用合适的激光直接照射而局部地去除，因为利用不同凸纹结构在多层体的不同区域中的吸收特性。
在具有大的深度-宽度比的结构和尤其是凸纹结构的情况下，在上述凸纹结构中两个相邻的突起部分之间的典型间距小于入射光的波长，即所谓的零级结构，即使在包括镜面反射的区域中反射层的反射度高，大部分入射光也可被吸收。反射层用聚焦的激光束照射，在这种情况下在强吸收区域中激光辐射被加大地吸收到一增加的范围，且相应地加热反射层，所述吸收区域具有上述具有大的深度-宽度比的结构。在高的输入能的情况下，反射层可以局部剥离，在这种情况下发生去除或烧蚀反射层或者反射层材料的凝结。如果输入的能量仅在一短时间内通过激光实施并因此热传导效应仅是微小的，则只在由凸纹结构预定的区域中发生烧蚀或凝结。
在激光烧蚀中的影响因素是凸纹结构的结构(周期、深度、定向、外形)、波长、偏振作用及入射激光束的入射角、激光辐射的作用持续时间(与时间有关的功率)和局部的剂量、第一层的性能和吸收特征、及用另一层在第一层的上方或下方覆盖第一层。
尤其是，Nd：YAG激光器业已证明适合于激光处理。它们在约1064mm下发射，并且优选的是还以脉冲方式工作。另外可以用二极管激光器。激光辐射的波长可以通过改变频率例如倍频变动。
激光束利用所谓的扫描装置，例如电流计镜和聚焦透镜在多层体上导向。在扫描操作期间发射纳秒-微秒范围内持续时间的脉冲，并导致上述第一层的由结构所预定的烧蚀作用和凝结。脉冲持续时间通常低于毫秒，有利的是在几微秒或更小的范围内。因此，它肯定也能利用纳秒-飞秒范围内的脉冲持续时间。因为操作是自动定位，所以激光束的精确定位不需要。过程优选的是通过合适的选择激光束外形和毗邻脉冲的叠加进一步优化。
然而，同样地能控制激光在多层体上与设置在复制层中的凸纹结构套准的路线，以便只照射具有相同凸纹结构的区域。例如，摄像机系统可用于这种控制。
代替聚焦到点或线上的激光器，也可以用面辐射装置，所述面辐射装置发射一短时间的受控制的脉冲，如闪光灯。
此外，属于激光烧蚀法的优点是，如果第一层在两侧面都覆盖有一个或多个另外的层并因此不能直接利用蚀刻介质，则也可以进行部分地与凸纹结构套准地部分去除第一层。第一层只被激光分裂。第一层的材料再以小凝结物或小球的形式分散，所述小凝结物或小球对于观察者光学上看不到，且只是不重要地影响照射区域的透明度。
如果第一层可直接接近，则在激光处理之后仍留在复制层上的第一层残留物可以必要时用随后的冲洗过程随意地去除。
按照本发明的另一优选实施例，第一层以一表面密度涂布到复制层上，所述表面密度如此选定，以便第一层在第一区域中的透明度通过第一凸纹结构比第一层在第二区域中的透明度增加。
以这种方式构成有透明区域的不透明的第一层，也可以通过其他的方法步骤改变，或者用作产生另一些层的掩膜。例如，可以设定在透明区域中去除第一层。那可以通过如上所述的蚀刻法或烧蚀法实施。这样例如在中间阶段中，蚀刻掩膜作为1∶1的复制件由第一层形成，同时覆盖第一层的待保护的各区域，以防止蚀刻剂的作用。
按照本发明所述的多层体可以有另一些区域，所述这些区域用常规法制造，例如以便产生装饰色效应，所述装饰色效应在各个区域上或整个多层体上延伸。
第一层的形成不与特殊的材料有关。然而，如果在时间上受控制的蚀刻法不设置用于一规定的透射度水平的调节，则第一层有利的是在透明区外部构成不透明的。
透明的材料可以着色以使它们不透明。然而，优选的是它可以设定用金属或金属合金形成第一层。在那种情况下金属层的不透明度可以通过每单位表面积的涂布量、通过金属的性质和通过第一区域中的凸纹结构进行调节。
金属的第一层可以通过例如电镀再增强，例如以便增加留下来的层的反射能力或电导率。以这种方式可以构成用于电子电路或电子元件的连接线路如高电气质量的天线或线圈。
可以设定，通过涂布相同金属增强第一层。然而，也可以设定，由第一金属或第一金属合金构成第一层和涂布第二种金属用于增强。因此，例如，能由不同的金属或金属合金产生层状形成的一层。其可以涉及例如小型化的二元金属元素。
然而，也可以设定，用具有不同金属或金属合金的分层层状地制成第一层，以便利用各个分层的不同物理和/或化学性质，用于实施各方法步骤和/或最终产品的性能。例如，第一层可以用铝或铬制成，在这种情况下，良好反射的铝可以改善最终产品的光学性能，而化学上更稳定的铬使蚀刻操作能有有利的性质。
第一层的层状构造不限于金属层。这也可以包括介电层或聚合物层。在此也可以涉及例如用不同材料和/或不同厚度制成的连续层，以便例如在若干薄层中产生已知的变色效应。
聚合物层可以是有机半导体层，所述有机半导体层可以是有机半导体元件或有机电路的组成部分。这种聚合物层可以在最广泛的意义上设计为流体形式，并且例如通过印刷法涂布。因为涂布聚合物层按照本发明所述的方法不必精确套准地实施，所以它可以用特别低的费用实施。
可以设定，复制层构成为光敏的冲洗掩膜，该冲洗掩膜穿过第一层曝光并活化，并去除冲洗掩膜的曝光区域及第一层设置在冲洗掩膜上的区域。
冲洗掩膜的特征在于环境友好的，因为例如它也能用水作为溶剂来去除冲洗掩膜的曝光的区域。然而，应该注意冲洗掩膜是足够耐久的，以便在它的使用寿命和可靠性方面不限制所形成的多层体具有冲洗掩膜。可能有利的是，通过去除冲洗掩膜的曝光的区域同时也去除在那里构成的具有大的深度-宽度比的表面结构。这在将第二层加到第一层冲洗掉的区域中方面那可能是有利的。
作为另一种方法，可以提供将光敏层涂布到第一层上。光敏层的厚度可以是在0.05μm和50μm之间的范围内，有利的是在0.1μm和10μm之间的范围内。在此可以涉及光刻胶，如从半导体工业已知的。光刻胶可以是可用涂装设备涂布的流体。可供选择地，也可以敷贴上干的薄的光聚合物层。
光刻胶可以设计为正性光刻胶或负性光刻胶。正性光刻胶是其中曝光的区域溶于显影剂中的光刻胶。相应地，负性光刻胶是其中未曝光的区域溶于显影剂的光刻胶。以这种方式能同第一层构成不同的多层体。
例如，当用负性光刻胶时，第一层可以设计为金属层，所述金属层在未曝光的区域中通过蚀刻法去除，然后用第二层代替。为此，首先在整个表面积上涂布第二层，然后在曝光的区域中与留下的光刻胶一起去除。第一层现在可以用电镀方法增强。以这种方式，可以把部分透明的第一层转变成不透明的第一层，所述不透明的第一层夹在透明的周围区域中。在这种情况下，以这种方式保持形成的各区域精确套准的配置。
合适光刻胶的选择可以取决于所用第一层的类型、光源的波长及所希望的分辨率。它可以有利地设定光源可以发射波长在300nm和400nm之间范围内的UV(紫外)光。
在光源选择方面，除了光刻胶的光谱灵敏度之外，还应考虑设置在光刻胶上的各层的透射度，尤其是第一层的透射度。
关于曝光的光敏层的显影，当使用正性光刻胶时，蚀刻特性可以有利的是具有阶跃曲线。术语蚀刻特性这里代表蚀刻速率，也就是说每单位时间去除的经过曝光的光敏层对能量密度的依赖关系，所述能量密度由于曝光效应而作用在光敏层上。
在光敏层显影之后，其可以用作第一层的蚀刻掩膜。随后可以通过蚀刻剂的作用，在通过显影去除光敏层的区域中将第一层去除。
代替光敏层，也能设置一可光活化的层。这一层可以通过这样曝光这样改变，以便它在曝光区域中形成蚀刻剂，且以这种方式可溶解掉第一层。
也可以设定，涂布一吸收层代替光敏层，上述吸收层例如吸收激光，并由此用激光照射的区域里被热破坏。用激光照射的吸收层现在形成用于去除第一层的透射激光的区域的蚀刻掩膜。然而，吸收层也可以涉及第一层本身。例如，较厚的相应的结构的铝层吸收90％以上的入射的激光，其中吸收可能与波长有关。只有几个衍射级用于激光束的结构，也就是说例如其中在相邻的谷之间的间距小于入射激光的波长，尤其适合用于激光烧蚀作用。可以设定，第二层涂布在去除第一层的区域中。在此可以涉及一彩色层或电致变色(elektrochrom)的层。以这种方式可以形成彩色图案或显示元件。
按本发明的优选实施例，紧随在第一层蚀刻之后，第二层可以涂布在整个表面积上。在去除蚀刻掩膜残留物时，其中同时去除在蚀刻掩膜覆盖第一层的那些区域中具有蚀刻掩膜的第二层。以这种方式将第二层精确套准地涂布到在其中去除第一层的、多层体的区域中。
彩色区域也可以按照上述方法制造。具有部分金属的第一层的多层体用按照本发明所述的方法制造，其中第一区域中的第一层是透过射线的，例如透过UV射线，并用作涂布到第一层上的彩色光敏层的掩膜。光敏层的着色在此可以用颜料或可溶的染料实施。
然后利用例如UV辐射穿过第一层使光刻胶曝光，并根据是正性还是负性光刻胶在第一区域中硬化或破坏。在那种情况下，正性和负性光刻胶层也可以以相互并排地涂布并同时曝光。在此，第一层用作掩膜，并优选的设置成与光刻胶直接接触，以便可以实施精确曝光。
最后，在对光刻胶显影时，将未硬化的区域洗去或者去除破坏的区域。根据所用的光刻胶，经由显影的彩色的光刻胶现在正好存在于第一层在其中对于UV射线是穿透的各区域中，或是不穿透的区域。为了增加留下并按照第一层结构的光刻胶的抗蚀性，留下的区域优选的是在显影操作之后进行后硬化。
最后，用作掩膜的第一层可以用另外的蚀刻步骤去除达到这种程度，以便多层体对于观察者只有易分辨的光刻胶制成的“彩色印刷品”，但在其他地方是透明的。
有利的是，以这种方式可以构成高分辨率的显示元件。在不脱离本发明的范围的情况下，可能的是，精确套准地涂布不同颜色的显示元件，并且例如将它们设置在图像点光栅中。因为可以形成与第一层的初始布局不同的多层体，通过例如把不同的曝光和蚀刻法结合在一起或者按顺序实施，虽然增加方法步骤，但当用按照本发明所述的方法时，能精确套准地定位各依次涂布的层。
第一层的光栅也可达到这种效果，即在衬有反射层并可能具有不同衍射的衍射结构的光栅元件旁边，设置了若干的没有反射层的透明区域的光栅元件。在这方面可以选定调幅式或调面积式光栅作为光栅效应。有吸引力的光学效应可以通过将这些反射/衍射区域和无反射的透明体-在某些情况下也衍射-的区域结合达到目的。如果这些光栅图像设置在例如有价证件的窗口中，则透明的光栅图像可以用透射照明方式识别。在入射照明方式中，光栅图像只是在规定的角度范围内才可看到，在上述角度范围中没有光被反射表面衍射反射。另外这些元素不仅可用于透明窗口中，而且可用来涂布彩色印记。在规定的角度范围内，彩色印记可例如以光栅图像的形式看到，而在另外的角度范围内，上述彩色印记由于光被衍射结构或其它(显微)结构反射而看不到。另外也可能的是，通过相应选定的光栅效应构成用于多个出射的反射度降低的反射区。
由于通过改变第一层中的深度-宽度比可以产生阶梯式透明度的区域，所以也可以设定，用连续的步骤去除第一层，也就是说，首先使第一层的最薄的区域暴露，然后在那儿涂布第二层，此后去除第一层中下一个构成较厚的区域并在那儿涂去第三层，重复那些步骤，直至第一层具有大深度-宽度比的所有区域都涂布新层时为止。这可以涉及光学上可硬化的层，所述这些可硬化的层在硬化之后不通过蚀刻剂溶解。
以这种方式也可以将各区域精确套准地设置在非金属层中。这样，例如第一层可以用具有第一折光率的绝缘材料形成，而第二层可以用具有第二折光率的绝缘材料形成。以这种方式第二层可以在第一层中形成图案，或者反之亦然。由于两层不同的光折射作用，图案在入射光中可以察觉。这一图案比由金属层构成的图案在光学上较少地引人注目，因此可以优选用于护照或其它证件的安全特征。其对观察者来说例如作为在绿色或红色中透光的图案。
另外，可能的是，用本发明制造包括金属层和非金属层的区域，所述金属层或非金属层产生具有不同光学性能例如不同的与观察角度有关的色移效应的不同薄膜系统。薄膜系统原则上特征在于产生与观察角有关的色移的干涉层结构。它可以制成反射元件或透射元件，上述反射元件具有例如高反射的金属层，而上述透射元件具有与各个层有关的透明的光学分离层。薄膜系统的基本结构具有一吸收层(优选的是具有在30％和65％之间的透射度)、透明度间隔层及金属层，所述透明的间隔层设计为产生变色的层(例如λ/4或λ/2层)，所述金属层作为反射层或者光学分离层。另外可能的是，薄膜系统用高折射层和低折射层的排列制成。层数量越大，则相应地能调节用于变色的波长越容易。薄膜系统的各个层常规的层厚的示例和原则上可用于薄膜系统各层的材料的示例例如在WO 01/03945第5页30行-第8页5行中公开。
另外可以设定，载体层构成为复制层。
按照本发明所述的方法可以继续用于按精确套准关系涂布另一些层。例如，可以把第四层以一表面密度涂布到设置在复制层上的各层上，以便通过第一凸纹结构使第一区域中第四层的透明度比第二区域中第四层的透明度增加，及第四层用第一凸纹结构确定地穿孔，以使第四层分别在第一区域中穿孔而在第二区域中不穿孔，或者在第二区域中穿孔而在第一区域中不穿孔。由此第四层像第一层那样设计成掩膜层，因此上述方法步骤可以重复，以便构成具有第四层的多层体，上述第四层成精确套准地穿孔。结构化的第一层的透射度也可以用于第四层的套准的结构。以这种方式除了安全元件之外，可以产生有机元件和电路。
也可以设定，如此选定去除材料的顺序及与第一和第二区域中结构的配置，以便产生各区域，在所述各区域中不同的折射结构相互交错。这可以包括例如第一
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和第二，所述第一和第二
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具有不同的深度-宽度比，且设置在背景的前面。在那个例子中可以设定，仅在第一的区域中去除汽相沉积的铜层，然后通过汽相沉积将铝涂布在整个表面积上，然后通过合适的过程控制在背景区域中去除。以这种方式产生两种设计，所述两种设计成套准固定部分金属化，其在面向观察者的金属层中不同。为了得到这种效果，可以利用上述各区域的透射度差异，所述透射度差异由偏振效应和/或波长相关性和/或对光的入射角的相关性产生。
加入复制层中的凸纹结构也可如此选定，以便它们可用于液晶(聚合物)的定向。这样然后可以使用复制层和/或第一层作为液晶用的定向层。例如将槽形结构加到这些定向层中，其中在它们那个位置中通过交联或某种其它型式将液晶固定在它们方向上之前，使液晶在这些结构上定向。可以设定，使交联式液晶形成第二层。
定向层可以具有若干区域，在所述区域中结构的定向方向恒定不变。如果利用这种衍射结构所形成的区域通过具有例如偏振方向的偏光镜进行观察，则各种可清楚辨别的安全特征例如运动效应能够由于该区域线性改变的偏振方向而产生。还可以设定，定向层具有用于给液晶定向的衍射结构。所述衍射结构如此局部不同地定向，以便液晶当在偏振光下观察时表示一项信息如徽标(Logo)。
附图说明
下面将参照附图更详细说明本发明，其中：
图1示出按照本发明的所述的多层体的第一实施例示意剖视图，
图2示出图1的多层体第一制造阶段的示意剖视图，
图3a示出图1的多层体第二制造阶段的示意剖视图，
图3b示出图3a的一部分IIIb放大的局部的视图，
图4示出图1的多层体第三制造阶段的示意剖视图，
图5示出图1的多层体第四制造阶段的示意剖视图，
图5a示出图5的制造阶段修改的配置的示意剖视图，
图5b示出紧接在图5a制造阶段之后的制造阶段的示意剖视图，
图6示出图1的多层体第五制造阶段的示意剖视图，
图7示出图1的多层体第六制造阶段的示意剖视图，
图8示出图1的多层体第七制造阶段的示意剖视图，
图9示出图1的多层体的第二实施例第五制造阶段的示意剖视图，
图10示出图1的多层体的第二实施例第六制造阶段的示意剖视图，
图11示出图1的多层体的第二实施例第七制造阶段的示意剖视图，
图12示出图1的多层体的第二实施例第八制造阶段的示意剖视图，
图13示出按照本发明所述的多层体的第二实施例示意剖视图，
图14a-14d示出按照本发明所述的多层体的第三实施例各制造阶段的示意剖视图，
图15示出光敏层的蚀刻速率的示意曲线图，和
图16示出使用按照本发明所述的多层体的例子。
具体实施方式
图1示出多层体100，在所述多层体100中在载片1上设置一功能层2、一复制层3、一金属层3m和一胶粘剂层12。功能层2是主要用来增加多层体的机械和化学稳定性的一层，但它也可以用已知方式设计成产生光学效应。然而，也可以设定，省去上述功能层2并把复制层3直接设置在载片1上。还可以设定，载片1本身设计为复制层。
多层体100可以是转印膜例如热压印膜的一部分，上述转印膜通过胶粘剂层12施加到衬底上。胶粘剂层12可以是热熔型粘合剂，所述热熔型粘合剂在热的作用下熔化，并且多层体耐久地与衬底的表面连接。
载片1可以构成为由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制成的机械和热稳定的薄膜。
包括不同结构的区域可以用已知方法成形到复制层3中。在所示实施例中，在此涉及若干区域4、区域5、和区域6，上述各区域4具有衍射结构，也就是说具有较小的结构元件深度-宽度比，而上述区域5具有高的结构元件深度-宽度比。
在复制层3上设置的金属层3m具有若干去金属区域10d，所述去金属区域10d设置成与衍射结构5叠合。多层体100在各区域10d中显得透明或部分透明。
图2-8示出多层体的制造阶段。与图1相同的部件用相同的标号表示。
图2示出一多层体100a，其中功能层2和复制层3设置在载片1上。
复制层3在其表面上用已知方法如热压印法形成结构。复制层3可以是UV(紫外线)可硬化的复制漆，所述复制漆例如通过复制辊形成结构。然而，形成结构也可以通过UV辐射穿过曝光掩膜产生。以这种方式，各区域4，5，和6可以成形在复制层3中。区域4可以是例如全息图案的旋光区域或。
图3a示出一多层体100b，所述多层体100b由图2中的多层体100a通过下述操作手续形成，即例如通过溅射法把金属层3m以均匀的表面密度涂布到复制层3上。在这个实施例中，金属层3m具有一层厚度约10nm。金属层3m的层厚优选的是可以如此选定，以使区域4和6包括一低的透射度，例如在10％和0.001％之间，也就是说，光密度是在1和5之间，优选的是在1.5和3之间。因此在区域4和6中金属层3m的光密度，也就是说透射的负的以10为底的对数是在1和3之间。优选可以设定，形成具有在1.5和2.5之间的光密度的金属层3m。因此区域4和6让观察者的眼睛感觉是不透明的或者反射的。
相反，金属层3m在区域5中以减小的光密度构成。负责在于表面积增加，因为结构元件的深度-宽度比大，且由此使金属层的厚度减小。无量纲的深度-宽度比是优选是周期性结构表面积增加的特有特征。这种结构在周期性序列中形成“峰”和“谷”。这里把“峰”和“谷”之间的间距叫做深度，而把两个“峰”之间的间距叫做宽度。现在，深度-宽度比越高，则“峰侧”相应地越陡，且沉积在“峰侧”上的金属层3m越薄。当涉及离散分布的“谷”时，也观察到那种效应，上述各“谷”可以以一间距彼此相对设置，所述间距比“谷”的深度大好几倍。在这种情况下，使“谷”的深度与“谷”的宽度相比，以便通过深度-宽度的说明比来正确地描述“谷”的几何形状。
图3b详细示出关于金属层3m的厚度变化效应，所述厚度变化效应负责透明度的形成。
图3b是图3a中放大部分IIIb的示意剖视图。复制层3在区域5中具有一深度-宽度比大的凸纹结构5h而在区域6中有一深度-宽度比等于0的凸纹结构6n，。箭头3s表示金属层3m的涂布方向，如上所述的，金属层3m可以通过溅射而涂布。金属层3m在凸纹结构6n的区域中形成标准厚度t0，而在凸纹结构5h的区域中形成一厚度t，该厚度t小于标准厚度t0。在那方面，把厚度t理解为平均值，因为厚度t与凸纹结构5h的表面相对于水平面的倾斜角有关地形成。所述倾斜角可以通过凸纹结构5h函数的一阶导数用数学方法描述。
因此，如果倾斜角等于零，则沉积具有标准厚度t0的金属层3m，而如果倾斜角的幅度大于零，则沉积具有厚度为t的金属层3m，也就是说具有比标准厚度t0小的厚度。
也可能的是，通过凸纹结构也可以达到金属层的透明度，上述凸纹结构具有包括不同高度的突起部分和凹槽的复杂的表面轮廓。这种表面轮廓也可以是随机的表面轮廓。在那种情况下，如果各相邻结构元件之间的平均间距小于凸纹结构平均轮廓深度及相邻的结构元件彼此间隔开小于200μm依次去除，则透明度一般也达到。优选的是，在此，相邻突起部分之间的平均间距选定小于30μm，以便凸纹结构5h是特别的衍射凸纹结构。
在透明区域形成时，重要的是知道各单个参数它们的关系并合适选择。如果85％的入射光反射，则观察者已经感觉该区域完全反射，而如果不到20％的入射光反射，也就是说80％以上的入射光透射，则观察者已经感觉该区域是透明的。那些数值可以根据背景、照明等等而改变。在这种情况下，在金属层中吸收光起重要的作用。例如，铬和铜在某些情况下反射少得多。那可能意味着只有50％入射光被反射，在这种情况下透明度小于1％。
表1示出由Ag、Al、Au、Cr、Cu、Rh和Ti制成的金属层设置在塑料薄膜(折射率n＝1.5)之间在光波长λ＝550nm下确定的反射度。在这种情况下，厚度比ε形成为金属层的厚度t的份额，上述厚度是反射度R＝最大反射度Rmax的80％所要求的厚度和反射R＝最大反射度Rmax的20％所要求的厚度。
 
金属 R<sub>max</sub> 对于80％R<sub>max</sub>的t 对于20％R<sub>max</sub>的t ε h/d
Ag 0.944 31nm 9nm 3.4 1.92
Al 0.886 12nm 2.5nm 4.8 2.82
Au 0.808 40nm 12nm 3.3 1.86
Rh 0.685 18nm 4.5nm 4.0 2.31
Cu 0.557 40nm 12nm 3.3 1.86
Cr 0.420 18nm 5nm 3.6 2.05
Ti 0.386 29nm 8.5nm 3.3 1.86
表1
从直观考虑的观点看，如从表1可看到的，银和金(Ag和Au)具有高的最大反射度Rmax，并要求较小的深度-宽度比，以便产生透明度。铝(Al)公认有高的最大反射度Rmax，但它要求较高的深度-宽度比。因此，优选的是可以提供金属层由银或金形成。然而，也可以提供金属层用其它金属或用金属合金形成。
表2示出从对具有不同深度-宽度比的凸纹结构严格衍射计算所得到的计算结果，上述凸纹结构构成为具有栅线间距为350nm的线性、正弦光栅。凸纹结构涂装银，标准厚度为t0＝40nm。照射到凸纹结构上的光波长为λ＝550nm(绿色)和TE(热电)偏振光或TM(热磁)偏振光。
 
深度-宽度比 栅线间距(nm)     深度(nm) 反射度(或)TE         透明度(或)TE         反射度(或)TM         透明度(或)TM        
0 350 0 84.5％ 9.4％ 84.5％ 9.4％
0.3 350 100 78.4％ 11.1％ 50.0％ 21.0％
0.4 350 150 42.0％ 45.0％ 31.0％ 47.0％
1.1 350 400 2.3％ 82.3％ 1.6％ 62.8％
2.3 350 800 1.2％ 88.0％ 0.2％ 77.0％
表2
如在表2中显示出的，尤其是在不考虑深度-宽度比情况下，透明度与辐射光的偏振作用有关。表2中示出深度-宽度比d/h＝1.1的相关性。它可以设定，利用那种效果来选择性形成另一些层。
还发现，具有凸纹结构5h的金属层3m(见图3b)的透明度或反射度与波长有关。这种效果对于TE偏振光十分明显。
另外表明，如果光的入射角与法向入射角不同，则透明度减小。也就是说，如果光不是垂直入射，则透明度减少。那意味着只是在有限的入射光锥内，金属层3m在凸纹结构5h的区域中构成透明的。因此可以设定，当倾斜地观察时金属层3m是不透明的，其中可利用这种效果用于选择性形成另一些层。
图4示出一由图3a所示的多层体100b和光敏层8所形成的多层体100c。这可以是用常规涂装法如凹版印刷以流体形式涂布的有机层。也可以设定，光敏层汽相沉积或作为干的膜层叠。
涂布可以设定在整个表面积上。然而也可以设定在部分区域中亦即设置在区域4-6外部的区域中。这可以涉及必须设置只相对粗地与设计套准的区域，例如装饰性图形，如随机的图案或由重印图像或文本形成的图案。
图5示出一多层体100d，所述多层体100d通过将图4中的多层体100c穿过载片1曝光形成。UV光可以设置用于曝光。如上所述，由于现在具有大的深度-宽度比的区域5设计为透明的，所以UV照射在光敏层8中产生严重曝光的区域10，所述区域10在化学性能方面与较少曝光的区域11不同。区域10和11可以例如由于设置在那儿的光敏层在溶剂中的溶解度不同而不同。以这种方式在用UV光曝光之后，光敏层8可以“显影”，如图6中进一步示出的。
尽管在区域5中有利地设定深度-宽度比为>0.3，和金属层3m的厚度有利地如此选定，以使区域5至少部分透明地构成，但如果在具有大的深度-宽度比的区域和其它区域之间在光密度差方面设计为足够用于加工光敏层，则按照本发明所述的方法总是可以使用。因此金属层3m没必要形成如此之薄，以致光在目视观察时区域5感觉是透明的。汽相沉积的载片的较低总体透射性可以通过增加对光敏层8曝光剂量补偿。另外应该记住，光敏层的曝光通常设定在近UV范围内，以便对于评估透射度目视观察印象不是决定性的。
图5a和5b示出修改的实施例。图5所示的光敏层8不是设置在图5a的多层体100d′中。代替光敏层设置一复制层3′，所述复制层3′是光敏冲洗掩膜。多层体100d′是从下方曝光，因而，在严重曝光区域10中，复制层3′用这种方式改变，以便可以将它洗掉。
图5b示出多层体100d″，所述多层体100d″在功能上与后面图8中所示的多层体相对应。然而，应该注意，在区域10中不仅去除金属层3m，而且也去除复制层3′。由此透明度在该区域中与图8所示的多层体相比得到改善，并且需要较少的制造步骤。
图6示出多层体100e，所述多层体100e由多层体100d通过施加到曝光的光敏层8表面上的溶剂的作用形成。由此产生区域10e，在所述区域10e中将光敏层8去除。各区域10e是在图3说明的区域5，该具有大的结构元件深度-宽度比。光敏层8在区域11中保留，因为它们涉及在图3中所述的区域4和6，所述区域4和6没有大的深度-宽度比。
在图6所示的实施例中，光敏层8由正性光刻胶形成。在这种光刻胶上，曝光区域溶于显影剂中。相反，在负性光刻胶上，未曝光的区域溶于显影剂，如后面在图9-12所示的实施例中所说明的。
现在，如参照图7中多层体100f所示，金属层3m在各区域10e中去除，所述各区域10e不受用作蚀刻掩膜的显影的光敏层保护免予受蚀刻剂腐蚀。蚀刻剂可以是例如酸或碱液。以这种方式形成在图1中示出的去金属区域。
因此，以这种方式金属层3m可以精确套准地去金属化，而无需额外的工艺花费。为此，如当通过掩膜曝光或者压力施加蚀刻掩膜时，不必采取复杂的预防措施。在这种常规方法中，允差>0.2mm是常用的。相反，按照本发明的方法，允差在μm范围-nm范围是可行的，也就是说，允差选定仅由选择用于复制层结构化的复制方法和组织，也就是说由制造压印冲模确定。
可以设定，金属层3m构成为一系列不同金属的排列，并利用各金属分层物理性质和/或化学性质的差别。例如，可以设定，沉积铝作为第一金属分层，所述铝具有高的反射级，并因此当从载体本侧看多层体时使各区域反射变得很明显。可以沉积铬作为第二金属分层，所述铬对各种不同蚀刻剂有高级耐化学性。金属层3m的蚀刻操作现在可以分两步实施。可以设定，在第一步中蚀刻铬层，在这种情况下经过显影的光敏层8设定作为蚀刻掩膜，然后在第二步中蚀刻铝层，在这种情况下现在铬层设定作为蚀刻掩膜。这种多层系统在选择制造过程中使用的材料时对于光刻胶、光刻胶的蚀刻剂及金属层有更大的灵活性。
图8示出在图7所示的制造步骤之后去除光敏层的最佳可能性。图8示出多层体100g由载片1、功能层2、复制层3和形成结构的金属层3m形成。
多层体100g通过随后的涂布胶粘剂层12可以转变成图1所示的多层体100。
图9示出多层体100e的第二实施例，其中光敏层8由负性光刻胶形成。如从图9可以看到的，多层体100e′具有曝光的光敏层8通过显影去除的区域10e′。各区域10e′涉及不透明的金属层3m的区域(见图3a中的标号4和6)。曝光的光敏层8在区域11′中不去除，所述区域11′涉及金属层3m的透明区域(见图3a中标号5)。
图10示出一多层体100f′，所述多层体100f′由多层体100e′(图9)通过蚀刻法去除金属层3m形成。为此，经过显影的光敏层8设定作为蚀刻掩膜，所述蚀刻掩膜在各区域10e′(图9)中去除，以便蚀刻剂在那里使金属层3m断裂。以这种方式形成不再有金属层3m的区域10d′。
如图11所示，多层体100f″现在由多层体100f′形成，其具有第二层3p，所述第二层3p覆盖各区域10d′中暴露的复制层3。层3p可以是不导电的如TiO2或ZnS或聚合物。这一层可以例如汽相沉积在一表面上，其中它可以设定由多个相互重叠设置的薄层形成层，上述相互重叠设置的薄层可以例如在它们的折射率方面不同，并且以这种方式在光照射于其上时可以产生颜色效应。具有这种颜色效应的薄层可以例如由3个带有高-低-高折射率配置的薄层形成。颜色效应与金属反射层相比似乎不太明显，这例如是有利的，如果以这种方式在护照或身份证上产生图案。图案对于观察者可以感觉例如是透明的绿色或红色。
聚合物层可以例如构成为有机半导体。这样，一有机半导体元件可以通过与另一些组合形成。
图12示出一多层体100f′′′，所述多层体100f′′′由多层体100f″(图11)在去除其余光敏层之后形成。那可以包括众所周知的“提升(Lift-off)”过程。以这种方式在前一步所施加的第二层3p在这里也同时去除。因此，现在在多层体100f′′′相邻的区域上形成一些与层3p和3m，所述区域例如在光折射率和/或它们的电导率方面可以相互不同。然而，应该注意，设有金属层3m的区域11由于结构元件的大的深度--宽度比而似乎是部分透明的。如果各层3m和3p的化学特性以适当的方式相互不同，则金属层区域3m紧接着也可用化学方法去除。
现在可以提供用电镀法加厚金属层3m，并且以这种方式各区域11构成不透明的镀金属的区域。
还可以设定，进一步增加各区域11的透明度，为此通过蚀刻去除金属层3m。也可以设定，一种不侵蚀其它区域中所加的层3p的蚀刻剂。然而，也可以设定，蚀刻剂仅如此长时间地起作用，直到去除金属层。
另外可以设定，然后第三层加到多层体100f′′′(图12)上，所述第三层可以由绝缘材料或聚合物形成，即还再次涂布一光敏层，所述光敏层在曝光和显影之后覆盖各区域11外部的多层体100f′′′。现在可以如上所述涂布第三层，然后去除其余光敏层，并因此同时去除那些区域中的第三层。以这种方式例如各有机半导体元件层可以特别精细地和精确套准地结构化。
图13示出多层体100′，所述多层体100′由多层体100f′′′(图12)通过加图1所示的胶粘剂层形成。多层体100′已经象图1所示的多层体100一样，通过用相同的复制层3制造。因此，用按照本发明所述的方法，能从一种布局开始制造不同配置的多层体。
按照本发明所述的方法可以在不影响质量的情况下进一步发展，以便精确套准地构造成另一些层。为此，可以设定，另一些光学效应如利用以前涂布的各层的总反射作用、偏振作用和光谱透明度来形成不同透明度的区域，以便产生精确套准的曝光掩膜。
还可以设定，不同的局部吸收能力通过相互重叠设置的各层形成，并且曝光或蚀刻掩膜用激光支持的热烧蚀制造。
图14a-14d以一实施例示出如何能从图12所示的多层体100f′′′中精确套准地去除设置在各区域11中的金属层3m，及如何能用非金属层3p′以精确套准的关系代替。层3p′可以是其光学折射率与层3p不同的介电层。
图14a示出多层体100g，其中金属层3m用电镀方法加厚，以便它不透明。层3m是金属层，所述金属层设置在一复制层3的具有大的深度-宽度比的区域中，并因此它在电镀增强之前设计为部分透明的金属层。
光敏层8覆盖在区域3p和3m上，所述区域3p和3m设置在复制层上(也见图12)。
图14b示出多层体100g′，所述多层体100g′通过将光敏层8曝光和显影得到，如上参照图5和6所述，覆盖有经过显影的光敏层的区域11形成蚀刻掩膜，以便可以在各区域10e中通过蚀刻去除金属层3m，在上述区域10e中光敏层是在显影操作之后去除。
图14c示出在另一加工步骤之后的多层体100g″，在所述多层体100g″上现在在整个表面积上涂布一层3p′，所述该层3p′可以设计为绝缘材料。层3p′也可以设计为薄层系统，所述薄层系统包括多个依次涂布的层，因而层3p′可以用已知方式产生颜色改变效应。然而，应该考虑，层3p′在具有大的深度-宽度比的区域中或多或少可以构成透明的，因此可以或多或少观察到颜色变化效应。
图14d示出在去除光敏层8的残留物及层3p′安装于其上的区域之后的多层体100g′′′；多层体100g′′′可以例如通过如上参照图13所示加胶粘剂层制成完整的多层体。
在复制层3上，多层体100g′′′有层3p覆盖的区域和层3p′覆盖的区域。
因为层3p和/或3p′可以是薄层系统，所以它们可产生颜色改变效应，如上所述。在此，它例如可以设定层3p，在图14d所示的实施例中，所述层3p覆盖在具有大深度-宽度比的复制层3上，层3p设定为薄层系统。以这种方式银丝网图案如扭索纹图案可以设计为安全特征，所述安全特征不引人注目地从它们周围显露，且仍然清楚地示出设置在其下方的图案。
参照图14a-14d所述的方法可以用来涂布另一些层。由于层3p和3p′是几μm或nm数量级的薄层，得到了加入到复制层3中的结构，因此例如能涂布另一金属层，所述另一金属层在复制层3的具有大深度-宽度比的区域中是透明的。由此可以用另一金属层作为掩膜层，所述掩膜层可以用上述方法步骤部分去除，或者可以设置作为临时中间层，以便精确套准地涂布一个或多个非金属层。
图15示意示出显色剂的两种蚀刻特性曲线图，上述显影剂确定用于从光敏层产生蚀刻掩膜。蚀刻特性代表蚀刻速率也就是说每单位时间去除的材料与用其曝光光敏层的能量密度的关系。第一蚀刻特性150l是线性的。如果显影是按照时间实施，则这种蚀刻特性可能是优选的。
然而，一般二元蚀刻特性150d可能是优选的，因为在能量密度上只要求微小的差别，以便产生显著不同的蚀刻速率，并且以这种方式用高可靠性实施完全去除在具有大的深度-宽度比的区域中的掩膜层。
可以利用具有一钟形曲线的第三蚀刻特性150g，其可通过选择光刻胶和过程控制进行调节，以便去除或得到选择性地与该区域透射能力有关的结构。
图16示出包括按照本发明所述多层体160的使用实施例。多层体160作为安全特征施加到身份证161上。它覆盖在身份证161前侧整个表面积上，在这个实施例中所述身份证161构成具有底层的塑料卡，其具有持卡者照片162p、字母数字符162a，所述字母数字符例如可以包括与持卡者有关的个人信息和/或ID编号及持卡者个人签名的复制件162u。在此还可以设置一底层162，所述底层162设计为多层体160的一层。
如图1所示，多层体160具有一金属层，所述金属层包括衍射结构164、反射结构166g和166s及其中去除金属层的透明区域。在图16所示的实施例中，衍射结构是例如表示公司徽标的全息图案。反射结构166g覆盖在底层162的各区域上，所述各区域防止伪造或造假，形式为扭索纹图案。反射结构也可以设计为装饰性元件，如图16中所示设计为星形元件166s。

Claims (45)

1.一种用于制造多层体(100，100′)的方法，所述多层体(100，100′)具有部分成形的第一层(3m)，
其特征在于，在该方法中，在多层体(100，100′)的复制层(3)的第一区域(5)中成形一衍射第一凸纹结构，所述第一凸纹结构的各个结构元件的深度-宽度比>0.3，并将第一层(3m)以相对于复制层(3)所限定的平面的恒定的表面密度涂布到复制层(3)上第一区域(5)和第二区域(4，6)中，在第二区域中第一凸纹结构不在复制层(3)中成形，且第一层(3m)通过第一凸纹结构确定地部分地去除，以便第一层(3m)在第一区域(5)中去除，而在第二区域(4，6)中不去除或者在第二区域(4，6)中去除而在第一区域(5)中不去除。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在蚀刻过程中不仅在第一区域而且在第二区域中，将第一层(3m)置于蚀刻剂中，并且蚀刻剂的作用时间如此选定，使得第一层(3m)在第一区域中去除而在第二区域中不去除。
3.如权利要求1或2其中之一所述的方法，其特征在于，第一层(3m)以一表面密度涂布到复制层(3)上，使得第一层(3m)在第一区域中的透射度或透明度通过第一凸纹结构比第一层(3m)在第二区域中的透射度或透明度增加。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，复制层(3)构成为光敏的冲洗掩膜，该冲洗掩膜穿过第一层(3m)曝光，并在第一区域中活化，在上述第一区域中第一层的透射度或透明度通过第一凸纹结构增加，及在冲洗过程中将冲洗掩膜的各活化区域和第一层(3m)的在其上设置的各区域去除。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，光敏层涂布到第一层(3m)上，所述光敏层穿过第一层(3m)曝光，并在第一区域中活化，在所述第一区域中通过第一凸纹结构增加第一层(3m)的透射度或透明度，而活化的光敏层形成用于第一层(3m)的蚀刻剂。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，将光敏层(8)涂布到第一层(3m)上，光敏层(8)穿过第一层(3m)曝光，并在第一区域中活化，在所述第一区域中通过第一凸纹结构增加第一层(3m)的透射度或透明度，光敏层(8)如此显影，以使经过显影的光敏层(8)形成用于第一层(3m)的蚀刻掩膜，并且在蚀刻过程中，将第一层(3m)的未被蚀刻掩膜覆盖的各区域去除。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，光敏层(8)由光刻胶形成。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，光刻胶设计为正性光刻胶。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，光刻胶设计为负性光刻胶。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，光敏层设计为光聚合物。
11.如权利要求3所述的方法，其特征在于，将吸收层涂布到第一层(3m)上，吸收层用激光穿过第一层(3m)照射，并在第一层(3m)的第一区域(5)中热去除，在所述第一区域中通过第一凸纹结构增加第一层(3m)的透射度或透明度，并且部分去除的吸收层形成用于第一层(3m)的蚀刻掩膜。
12.如权利要求6-11其中定所述的方法，其特征在于，将蚀刻掩膜的残留物去除。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将第二层(3p)加到其中已去除第一层(3m)的区域中。
14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，将部分成形的第一层(3m)去除，并且通过部分成形的第三层(3p′)代替。
15.如权利要求1、13或14所述的方法，其特征在于，第一层(3m)和/或第二层(3p)和/或第三层(3p′)用电镀方法加厚。
16.如权利要求1、13或14所述的方法，其特征在于，将一第四层以相对于复制层(3)所限定的平面的一表面密度涂布到设置在复制层(3)上的各层上，在第四层第一区域中的透射度或透明度通过第一凸纹结构相对于第四层在第二区域中的透射度或透明度增加，及第四层通过第一凸纹结构确定地部分地去除，使得第四层在第一区域中去除而在第二区域中不去除，或者在第二区域中去除而在第一区域中不去除。
17.一种多层体，所述多层体具有一复制层(3)和至少一个部分设置在复制层(3)上的第一层(3m)，
其特征在于，
将衍射的第一凸纹结构在复制层(3)的第一区域(5)中成形，所述第一凸纹结构的各单个结构元件的深度-宽度比>0.3，在复制层(3)的第二区域(4、6)中，第一凸纹结构不在复制层(3)中成形，及第一层(3m)的部分设置由第一凸纹结构确定，以便第一层(3m)在第一区域(5)中去除而在第二区域(4，6)中不去除，或者在第二区域(4，6)中去除而在第一区域(5)中不去除。
18.如权利要求17所述的多层体，其特征在于，第二层(3p)设置在复制层(3)的各区域中，在所述区域中不存在第一层(3m)。
19.如权利要求17和18其中之一所述的多层体，其特征在于，第一层(3m，3p′)和/或第二层(3p)由金属或金属合金形成。
20.如权利要求17和18其中之一所述的多层体，其特征在于，第一层(3m)和/或第二层(3p)由绝缘材料构成。
21.如权利要求20所述的多层体，其特征在于，第一层(3m)和第二层(3p)构成有不同的折射率。
22.如权利要求17和18其中之一所述的多层体，其特征在于，第一层(3m)和/或第二层(3p)由聚合物构成。
23.如权利要求17和18其中之一所述的多层体，其特征在于，第一层(3m)和/或第二层(3p)由液晶材料制成。
24.如权利要求23所述的多层体，其特征在于，所述液晶材料是胆甾型液晶材料。
25.如权利要求17和18其中之一所述的多层体，其特征在于，第一层(3m)和/或第二层(3p)设计为彩色层。
26.如权利要求17和18其中之一所述的多层体，其特征在于，第一层(3m)和/或第二层(3p)由多个分层构成。
27.如权利要求26所述的多层体，其特征在于，各分层形成薄膜系统。
28.如权利要求26所述的多层体，其特征在于，各分层由不同材料形成。
29.如权利要求27所述的多层体，其特征在于，各分层由不同材料形成。
30.如权利要求28所述的多层体，其特征在于，各分层由不同金属和/或不同金属合金形成。
31.如权利要求26所述的多层体，其特征在于，将各分层的至少之一局部地去除。
32.如权利要求17和18其中之一所述的多层体，其特征在于，第一层(3m)和/或第二层(3p)形成光学图样。
33.如权利要求17和18其中之一所述的多层体，其特征在于，第一层(3m)和/或第二层(3p)形成曝光掩膜。
34.如权利要求17和18其中之一所述的多层体，其特征在于，第一层(3m)和/或第二层(3p)形成图像掩膜。
35.如权利要求17和18其中之一所述的多层体，其特征在于，其中第一层(3m)和/或第二层(3p)形成光栅图像。
36.如权利要求17和18其中之一所述的多层体，其特征在于，在第二区域中构成一具有较小深度-宽度比的凸纹结构。
37.如权利要求36所述的多层体，其特征在于，在第二区域中，一具有较小深度-宽度比的凸纹结构构成为衍射结构。
38.如权利要求37所述的多层体，其特征在于，所述衍射结构是全息图案、
Figure C200680006666C00051
或衍射光栅
39.如权利要求17和18其中之一所述的多层体，其特征在于，第一层(3m)和/或第二层(3p)形成电子元件。
40.如权利要求39所述的多层体，其特征在于，第一层(3m)和/或第二层(3p)形成天线、电容、线圈或有机半导体元件。
41.如权利要求17或18其中之一所述的多层体，其特征在于，第一层(3m)和/或第二层(3p)形成至少部分透明的、抗电磁辐射的屏蔽膜。
42.如权利要求17或18其中之一所述的多层体，其特征在于，第一层(3m)和/或第二层(3p)形成液体和/或气体分析芯片或其一部分。
43.如权利要求17或18其中之一所述的多层体，其特征在于，复制层(3)和/或第一层(3m)形成用于液晶定向的定向层，而第二层由一层液晶材料形成。
44.如权利要求43所述的多层体，其特征在于，定向层具有用于液晶定向的衍射结构，所述衍射结构局部不同地定向，以便在偏转光下观察时液晶表示一信息。
45.如权利要求20所述的多层体，其特征在于，所述绝缘材料是TiO2或ZnS。
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