CN102713693B - 具有滤色器的安全元件、具有该安全元件的有价文件及该安全元件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于安全纸、有价文件等的安全元件(1)，具有基材(3)，基材(3)的上侧的高度得到调制，并且具有起滤色器作用的多层结构(7)，所述结构形成在高度得到调制的上侧(6)上从而高度同样得到调制，并且包括第一层(8)、形成在其上的由介电材料形成的第二层(9)和形成在第二层(9)上的第三层(10)，其中第一层和第三层(8,10)各由折射率比第二层(9)的折射率高的介电材料形成，或者在各情况下由金属或半金属材料形成。

Description

具有滤色器的安全元件、具有该安全元件的有价文件及该安全元件的制造方法
技术领域
本发明涉及具有滤色器的安全元件、具有该安全元件的有价文件及该安全元件的制造方法。
背景技术
待保护的物体经常配备有安全元件，其允许物体得到真实性检查，同时用作对未授权复制的保护。
待保护的物体例如是安全纸、身份证件和有价文件(例如钞票、芯片卡、护照、身份证、身份卡、股票、债券、契约、收据、支票、入场券、信用卡、健康卡等等)以及例如标签、封条、包装件等用于产品保护的元件。
对于这种安全元件，已知有不同的结构，以实现影响颜色的效果。可以采用干涉滤光器、通过等离子共振效果具有选择性透射的薄半透明金属层、纳米颗粒、微孔金属箔和线栅、光子晶体、具有表面等离子体偏振子的激励的金属光栅、利用TE偏振中的共振的线栅以及以倾斜角度金属地气相沉积的子波长光栅即所谓的z光栅。
然而，精细构成的多色花纹的生成迄今只是已知于z光栅。为此，有必要在花纹区域内横向地改变至少一个结构参数，以便由此在目标位置处生成期望的颜色。通过z光栅的颜色的生成非常适合于透射。然而，在反射中，颜色对比度只是略微显著，并且只能显示较小区域的颜色空间。
发明内容
在这些基础上，本发明的目的是提供一种安全元件，其具有滤色器，由此能够尽可能覆盖大区域的颜色空间，并且均适合于反射和透射。
根据本发明，该目的通过以下这种安全元件实现，所述安全元件用于安全纸、有价文件等，具有上侧的高度得到调制的载体，并且具有起滤色器作用的多层结构，所述多层结构形成在高度得到调制的上侧上，从而高度也得到调制，并且所述多层结构包括第一层、形成在第一层上的由介电材料形成的第二层以及形成在第二层上的第三层，其中第一层和第三层分别由折射率高于第二层的折射率的介电材料形成，或者分别由金属或半金属材料形成。
通过这种安全元件，在反射和透射两者中，均能够获得良好的结果。特别地，能够覆盖比较大的颜色空间。
作为金属材料，可以采用比如铝、金、银、铜、钯、铬、镍和/或钨以及它们的合金之类的金属。作为介电材料，可以采用例如ZnS、SiO2、TiO2或MgF2。作为半金属，可以采用例如硅或者锗。载体可以具有放射线固化漆(例如UV漆)，其上侧的高度得到调制。漆可以存在于透明载体箔片(例如PET箔片)上。特别地，载体可以包括UV固化无机有机混合聚合物，其在“Ormocer”商标名下销售。
在根据本发明的安全元件中，所述上侧的以及多层结构的高度调制在第一方向上可以是周期性的。高度调制在第二方向上也可以是周期性的。例如，可以存在在两个尺寸中呈周期性的圆筒形凹部(类似于冲孔结构)。特别地，光栅周期小于为所述安全元件设计的电磁辐射的范围的最大波长。这里，周围材料的折射率被纳入考虑，其对于上述漆和箔片来说位于1.4到1.75之间。优选地，安全元件设计成用于可见光，使得光栅周期优选小于400nm。光栅周期可以是例如330nm。
光栅轮廓优选是矩形的。然而，光栅轮廓也可以脱离于矩形形式，即可以是类矩形的。例如，光栅轮廓可以呈梯形形式，或者呈具有圆角高台(plateau)的矩形或者呈正弦形式。
矩形形式的光栅轮廓特别容易制造。
高度得到调制的多层结构的调制深度可以横向地变化。因此能够设定(在反射和/或透射中的)不同颜色。此外，为了设定期望的颜色，光栅周期和/或光栅轮廓也可以横向地变化。
此外，可以向第二层中并入金属纳米颗粒，以获得期望的颜色效果。通过纳米颗粒分布的横向变化，滤色效果也能够横向地变化。
高度得到调制的多层结构的调制深度也可以横向地变化，以影响滤色效果。
此外，第二层的层厚也可以横向地变化，以根据预期目的改变颜色效果。
第一和第三层的层厚可以是相同的。然而，第一和第三层的层厚也可以是不同的。此外，对于第一和第三层，可以分别采用相同的材料或者不同的材料。
调制深度也可以变化，特别地，使第一层的一些部分和第三层的一些部分形成连续层。在该情况下，能够获得特别良好的滤色效果。特别地，尺寸可以选择成使得在可见波长范围中发生共振。
此外，已发现的是具有多层结构的本发明的安全元件具有依赖于偏振的滤色效果。因此多层结构可以构造成使得它具有依赖于偏振的滤色效果。这能够用于进一步的验证检查。因此，借助于偏振照明和/或在通过偏振器观察时，能够获得不同的滤色效果。
本发明的安全元件优选构造成使得多层结构在俯视时是连续的。这同样适用于安全元件的各层。因此，安全元件在截面中观察时可以具有第一部分和第二部分，这两部分分别由在高度方向上设置成彼此偏移的第一、第二和第三层构成。
本发明的安全元件可以具有多于三个的层。特别地，与三层式构造相比，层数为奇数并且通过第四和第五层乘以n可以被补充，其中n是大于零的整数。第四层是介电层，而第五层与第一和第三层一样是折射率高于第二和第四层的介电层，或者金属层或半金属层。五层构造是优选的，以其能够显示位于常规颜色三角外的那些颜色。
当然，安全元件也可以在某些部分中具有：具有三个层的第一多层结构和具有多于三个层(例如五个层)的第二多层结构，以便由此生成局部不同的颜色。因此，层数也可以横向地变化，以在反射和/或透射时生成期望的颜色。
本发明的安全元件可以构造成反射性和/或透射性滤色器。
此外，提供了具有本发明的安全元件的有价文件。
本发明的有价文件可以具有偏振器。这可以用于例如在不同有价文件时观察安全元件。此外，偏振器可以相对于安全元件集成到有价文件中，使得例如通过弯曲、屈曲或者折叠有价文件，能够在有价文件的安全元件前将偏振器定位成使得能够通过偏振器观察安全元件。
此外，提供了一种用于安全纸、有价文件等的安全元件的制造方法，由此使载体的上侧的高度得到调制，在高度得到调制的上侧依次施加作为多层结构的第一层、由介电材料形成的第二层以及第三层，多层结构的高度因此也得到调制，其中对于第一和第三层分别采用折射率高于第二层的折射率的介电材料，或者分别采用金属材料，或者分别采用半金属材料。
本发明的制造方法可以开发成特别使得本发明的安全元件以及本发明的安全元件的改进能够被制造。
为了生成载体的高度得到调制的上侧，可以使用用于微型结构化的已知方法，比如压印(embossing)方法。原始结构可以例如通过从半导体制造已知的方法(光刻、电子束光刻、激光光刻等)经由灰度级曝光和经由随后在涂覆有抗蚀材料的基材上进行的蚀刻工艺生成。由此，压印工具例如在ETFE中或者在无机-有机混合聚合物中通过流电成型(galvanic molding)或者通过纳米印压(nano-imprint)方法生成。然而，这种压印工具也可以通过激光消融或者超短激光脉冲直接写入基材中。
对于大面积的制造，用于在热塑性箔片中或者在涂覆有辐射固化漆的箔片中压印的已知方法是特别适合的。
载体可以具有一个层或者数个层，所述数个层依次施加并且适当时被结构化，和/或可以由数个部分构成。
安全元件可以特别构造成安全线、撕裂线、安全带、安全条、补丁，或者构造成用于施加到安全纸、有价文件等上的标签。特别地，安全元件可以横跨透明区域或者凹部。
术语安全纸在这里应理解为特别是指还不适合流通的有价文件的前身，其除本发明的安全元件之外还可以具有例如其它真实性特征(比如设置在体积中的荧光物质)。一方面，有价文件在这里应理解为是指由安全纸生成的有价文件。另一方面，有价文件也可以是其它文件和物体，其可以设置有本发明的安全元件，以便该有价文件具有不可复制的真实性特征，从而能实现真实性检查，并且同时防止不希望的复制。
显然的是，上述以及下面即将说明的特征不但可以以指定的组合使用，而且还可以以其它组合或者独自地使用，而不背离本发明的范围。
附图说明
以下，参考附图通过示例更加详细地说明本发明，所述附图也公开了本发明的实质特征。
图1示出了具有本发明的安全元件的钞票的俯视图；
图2示出了沿图1中的线A-A的截面的一部分的放大部分；
图3-7示出了用于说明图2的安全元件1的制造的不同截面图；
图8a-8c示出了用于说明图2的安全元件1的反射性滤色效果的不同示意图；
图9a-9c示出了用于说明图2的安全元件的透射性滤色效果的不同示意图；
图10a-10c示出了用于说明另一安全元件的反射性滤色效果的不同示意图；
图11a-11c示出了用于说明所述另一安全元件的透射性滤色效果的不同示意图；
图12a-12c示出了用于说明再一实施例的安全元件的反射性滤色效果的不同示意图；
图13a-13c示出了用于说明所述再一实施例的安全元件的透射性滤色效果的不同示意图；
图14和15示出了具有不同调制深度的图2所示的安全元件；
图16示出了变型1的安全元件的反射光谱；
图17示出了变型1的安全元件的透射光谱；
图18示出了变型2的安全元件的反射光谱；
图19示出了变型2的安全元件的透射光谱；
图20示出了变型3的安全元件的反射光谱；
图21示出了变型3的安全元件的透射光谱；
图22示出了用于说明变型1的安全元件的反射时的颜色的角度依存性的示意图；
图23示出了变型2的安全元件的反射时的颜色角度依存性的示意图；
图24a-24c示出了用于说明变型3的安全元件对于不同入射角在反射时的滤色效果的示意图；
图25a-25c示出了变型3的安全元件的反射时的依赖于偏振的滤色效果的示意图；
图26a-26c示出了变型3的安全元件的透射时的依赖于偏振的滤色效果的示意图；
图27-30示出了具有不同调制深度的具有五层式多层结构的安全元件实施例的示意图；
图31a-31c示出了用于说明具有五层式多层结构的安全元件的反射特性的不同示意图，而
图32示出了具有五层纯介电多层结构的安全元件的反射性滤光效果的示意图。
具体实施方式
在图1所示实施例中，根据本发明的安全元件1集成在钞票2中，使得安全元件1从图1所示的钞票2的前侧可见，并且从钞票2的后侧也可见。
如从图2(其以放大方式示出了安全元件1的沿着图1的截面线A-A的部分)中的截面图可以推断出的，安全元件1包括载体3，在载体3的上侧6沿第一方向P1形成有周期性设置的沟槽(trench)4，沟槽4具有沟槽深度t。沟槽4分别彼此间隔一距离b(这里b=130nm)，使得在沟槽4之间分别存在有条带(bar)5。沟槽4和条带5沿第一方向P1的整个长度为d(这里d=330nm)。
图2中以及以下各图中的示意图并非真实比例，而是为了更好地示意而相应地选出的。
载体3的上侧(由于交替设置的沟槽4和条带5)因此是高度得到调制的，并且在第一方向P1上，可以被称为具有光栅周期d的光栅，其中在所描述的实施例中，光栅构造成矩形光栅。
在载体3的高度得到调制的上侧6上，形成有起到滤色器作用的多层结构7，所述多层结构具有第一层8、第二层9以及第三层10，它们以该顺序彼此层叠。第一和第三层8、10分别构造为20nm厚的半透明银层(因此h1=h3=20nm)。居中的第二层形成为层厚h2=150nm且折射率n≈1.5的SiO2层。
由于高度得到调制的上侧6，多层结构7具有形成在沟槽4中的第一部分11以及形成在条带5上的第二部分12，这两个部分设置成在各情况下沿垂直于第一方向P1的调制方向P2彼此偏移一沟槽深度t，该沟槽深度t也可以称为调制深度。俯视时，多层结构作为整体是连续的。同理适用于多层结构7的各层8、9和10。
在多层结构7上，形成有透明保护层13。
安全元件1的制造在图3-7中示意性地示出。首先，通过压印加工使在这里作为辐射固化漆(例如UV漆)的载体3的上侧6的高度得到调制(图3、4)。漆层3可以设置在例如未示出的透明载体箔片(例如PET箔片)上。
然后，依次施加第一、第二和第三层(图5-7)以及透明保护层13(例如漆层)，以便获得图2的安全元件1。
由于所描述的结构，能够在反射和透射中均观察到高度得到调制的多层结构7的滤色效果。这里已发现调制深度t对过滤效果具有大的影响。通过选择调制深度t，能够确定滤色效果。为了说明之，在以下将针对图8a-8c(对于反射)和图9a-9c(对于透射)描述调制深度t在0-300nm之间的滤色效果的变化，在各情况下光的入射角均为30°。
在图8a和9a中，分别以CIE标准色度图画出了可被代表的颜色。图8a和9a中的黑点表示白色点位。图8b和9b示出了取决于调制深度t的Lab颜色空间的L值，而图8c和9c示出了取决于调制深度t的彩度(colorfulness)。彩度在这里定义为颜色值x、y距白色点位的距离。
如从图8a-8c和9a-9c能够推断出的，在反射和透射两者中均穿过颜色空间的大区域。这里，强度(Lab颜色空间中的L值)是这样的，使得即使在日光中也能充分感知到各颜色。
因此本发明的安全元件1起着只反射或者透射一部分入射白光的滤色器(在反射或者透射中)的作用。这里，光栅周期d<λ/n是优选的，其中λ是为安全元件1设计的预定波长范围的最大波长，而n表示周围介质的折射率。安全元件1特别设计成用于可见光(380-780nm的波长范围)，因此330nm的该光栅周期d对于最大波长来说小于值λ/n ≈520nm。多层结构7因此也可以称为子波长光栅。然而，对于该光栅，在蓝色中，也发生处于一阶的衍射。但是零阶的光衍射占优势。另外，蓝光的较高阶的衍射角非常陡，因此很难被观察者感觉到。
通过调制深度t的变化，能够在反射和/或透射中显示不同的颜色。通过调制深度的横向变化，能够显示出精细地构造成的多色花纹。只需局部地设定对应于该位置处的期望颜色的相应调制深度。如此显示出的花纹可以是字母、数字、文本、照片或者其它图形示意。通过本发明的安全元件，能够生成极其难以复制的非常精细地构造成的多色花纹。
在再一实施例中，其与图2的实施例的不同之处只在于第一和第三层8、10分别由层厚h1＝h3=10nm的铝形成而第二层由层厚h2=200nm的SiO2形成，在反射中能够覆盖颜色空间的略微较大的区域，如能够从图10a-10c推断出的。图10a-10c是对应于图8a-8c的示意图。
然而，即使在对于h1和h3所选层厚为10nm的情况下，透射也不再非常显著，如能够从对应于图9a-9c的图11a-11c推断出的。将厚度h1和h3减少至5nm将使透射增加大致因数4，但是透射中的颜色空间的覆盖范围也将减少。
第一和第三层8、10并非必须由金属材料形成，也可以由半金属材料形成，比如硅或者锗，或者由折射率高于第二层9的介电材料的折射率的介电材料形成。例如，与图2的实施例不同，第一和第三层8、10可以由ZnS形成，其中h1=100nm而h3=60nm。介电层是厚度h2=80nm的SiO2层。其余尺寸对应于图2的实施例中的尺寸。在安全元件1中，通过纯介电层结构，在反射时存在大的颜色覆盖范围(图12a-12c)。然而，在透射中，颜色属性只是微弱地显著，如可以从图13a-13c推断出的。因此，纯介电层结构优选对着黑色背景观察。
在图8-13的示意图中，调制深度t分别在0-300nm之间变化。这导致这样一个事实，即，除第一和第二部分11、12沿图2所示的调制方向P2偏移之外，偏移还可以大到使得第二部分12中的第一层8的底侧高出第一部分11中的第三层10的上侧，如图14所示。当在俯视图中观察时，多层结构7和各层8-10都仍然是连续的。
当调制深度t选择成使得它等于层厚h1和h2之和时，发生一种特殊情况。其结果是第二部分12的第一层8以及第一部分11的第三层10形成一个闭合薄膜14，并且低于闭合薄膜14的第一部分11中的第一层8以及高于闭合薄膜14的第二部分12中的第三层10分别形成线栅，如在图15中示出的。
当h1等于h3时，闭合薄膜14具有恒定的厚度。当h1不等于h3时，薄膜的厚度周期性地变化(周期为d)。
本发明的安全元件1的滤色性质可以由各种效果造成，比如伍德异常现象(Wood's anomaly)，其中可见光谱的一部分在一阶中衍射，因此在反射或者透射时在零衍射阶中遗失。该效果几乎独立于光的偏振。
此外，通过具有TM偏振的光，表面等离子体偏振子可以被激励，这在透射减少时导致选择性吸收。
等离子共振可能发生在非常薄的金属层8、10处，这导致选择性吸收并且透射增加。共振波长取决于金属，并且独立于偏振。
此外，可能在薄金属层8、10之间发生Fabry-Perot共振，其中共振波长取决于两个金属层8、10的距离h2。
还可能在光栅沟槽4中发生空腔共振(TM偏振时)，其中共振波长取决于沟槽深度t。
此外，可能在TE偏振中发生共振，其中共振波长取决于光栅沟槽4的宽度。
最后，在纯介电构造的多层结构7(三个介电层8-10)中，可能在低折射层9与高折射介电层8、10之间存在干涉。
所有这些效果都能够有助于所描述的多层结构7中的着色。但是主要贡献来自薄金属层之间的Fabry-Perot共振(第一和第三层8、10由金属或者半金属形成时)，或者来自第一和第三层8、10之间的干涉(这两个层形成为折射率高于介电性第二层9的介电层时)。
图16和17示出了对于多层结构7的反射和透射光谱，其中第一和第三层8、10构造成层厚h1=h3=20nm的银层，其中调制深度t为100、150、200和250nm。对于这些调制深度中的每一个，作为SiO2层的介电性第二层9的层厚h2在这里选择成使得h1+h2=t得到满足，因此存在根据图15的闭合金属膜14。b和d的值分别是130nm、330nm。具有这种多层结构7的安全元件1在以下也将称为根据变型1的安全元件。
从示出了30°光入射角的反射或者透射特性的图16和17的光谱可知，显然的是随着厚度h2的增加或者随着调制深度t的增加，共振偏移到长波范围中。
相同特性在图18和19中示出，其与图16和17一样，示出了对多层结构7的30°光入射角的反射和透射光谱，其中第一和第三层8、10分别构造成厚度为30nm的铝层。第二层再次是SiO2层，其厚度为100、150、200、250nm。这里，同样，调制深度t分别选择成使得h1+h2=t适用，以便存在闭合薄膜14。b和d的值分别是130nm和330nm。具有这种多层结构7的安全元件1在以下也将称为根据变型2的安全元件。
同样，在多层结构7由三个介电层形成的情况下，可以观察到相同特性。如从图20和21可以推断出的，对于第一和第三层分别构造成厚度为70nm的ZnS层而第二层构造成SiO2层的多层结构7，将观察到共振随着第二层厚度的增加或者随着调制深度t的增加而偏移到长波范围中。同样，在图20和21中也与图16和17中一样，画出了对于第二层的厚度h2为100、150、200和250nm的反射和透射光谱，其中这里同样将调制深度t分别选择成使得h1+h2=t得到满足。b和d的值分别是130nm、330nm。具有这种多层结构7的安全元件1在以下也将称为根据变型3的安全元件。
在图22中，示出了对于0-45°的光入射角根据h2=200nm的变型1的多层结构在反射时的颜色的角度依存性。在图23中，示出了根据h2=200nm的变型2的多层结构的相同示意图。从这些示意图可以推断出，即使对于0°到45°的角度范围进行均匀照明时，也会在反射时发生滤色效果。也就是说，根据本发明的颜色效果并未通过扩散或者收敛照明而变平，而仍然是清楚可见的。
在图24a-24c中，示出了根据调制深度t处于0-300nm之间入射角为0°和60°的变型3的多层结构的反射。图24a-24c中的示意图基本对应于图8a-8c中的示意图。从根据图24c的图表，可以推断出对于广范围的调制深度t，生成了相同颜色。因此，能够选择适合的调制深度t，由此使得颜色在反射中显示极低的角度依赖性。在图24a-24c中，数字“344”和“364”分别表示入射角为30°或60°的结果。
此外，安全元件的偏振性质可以用于真实性检测。图16-21中示出的光谱中的共振对于TM和TE偏振，显著度不同。一部分共振只在TM偏振时发生，一不同部分只在TE偏振时发生。因此，在以偏振光照明时或者在以偏振器观察时，根据偏振方向感觉到不同的颜色。
在用于反射的图25a-25c中和在用于透射的图26a-26c中示出了根据变型3的多层结构7的具有偏振依赖性的颜色印象，在各情况下的光入射角均为30°。从这些示意图可以推断出，对于大致为80nm和大致为210nm的调制深度t，从TM变化至TE偏振时，颜色变化特别显著。在图25a-25c中，数字“344”表示没有偏振的状态，而数字“360”和“361”分别表示具有TM偏振或者TE偏振的状态。
当然，多层结构7可以包括多于三个的层。在图27中，示出了具有五个层的多层结构7，其也可以称为五层式(penta)结构7。与图2的实施例相比，附加的第四层15是介电层，在这里由与第二层9相同的材料形成。附加的第五层16是金属层，其在这里与第一和第三层8、10一样分别由银形成。层厚h1、h3和h5相等，并且为15nm。厚度h2、h4也相等，并且为100nm，其中ZnS被用作材料。b和d的值分别是130nm和330nm。
如从图28-30可以推断出的，取决于调制深度t，可以存在两个(图28)或者一个(图29)连续金属层。在图30中示出了一个实施例，其中调制深度t大于多层结构7的层厚(=h1+h2+h3+h4+h5)。
在图31a-31c中示出了取决于20°-40°范围的入射角对于不同调制深度t(0nm、15nm、40nm、115nm、130nm和230nm)的五层式结构7的反射特性。不同调制深度t因此在反射中显示不同颜色。在图31a-31c中，数字“375”、“378”、“379”、“380”、“381”和“382”分别表示调制深度0nm、15nm、40nm、115nm、130nm和230nm。
在图32中，以CIE标准色度图示出了五层式结构7的反射，其中金属层8、10和16分别由银形成且厚度为15nm，而介电层9、15分别由TiO2形成且厚度为70nm。调制深度t为100nm，而b和d的值分别为130nm和330nm。反射特性在图32中显示为根据20°到40°范围的光入射角变化。通过这种构造，能够生成位于颜色三角外的蓝色色调，所述颜色三角包括能够被常规屏幕显示的颜色。
因此多层结构作为五层式结构形成会在反射和透射中显示显著的颜色。比起多层结构7只由三个层构成的情况，通过某些几何结构，甚至能够获得具有较大饱和度(与白色点位的距离)的颜色。因此，例如，对于五层式多层结构7，其中作为金属层分别使用的是15nm厚的银层，而作为介电层分别使用的是32nm厚的ZnS层，能够显示出富金色。特别地，通过五层式结构7，能够生成位于颜色三角外的颜色。
在形成具有五个层的多层结构7时，可以实现纯介电层结构，其中折射率高低交变的介电层设置成彼此层叠。
然而，应该指出的是，对于三层式构造的多层结构7，通过改变调制深度t所覆盖的颜色空间往往大于五层式多层结构7的。当然，只有三个层的多层结构的制造也比五层的容易。
此外，对于多层结构7，能够形成不同材料的金属层或者高折射介电层8、10、16。例如，第一层8可以是11nm厚的铜层，介电层可以是380nm厚的SiO2层，而第三层10可以是60nm厚的铝层。以下层序也是可能的：
12nm Ag/190nm ZnS/60nm Al
7nm Cr/380nm SiO2/60nm Al；
11nm Cu/380nm SiO2/300nm Al
作为金属，优选可以使用铝、金、银、铜、钯、铬、镍和/或钨以及它们的合金。作为用于介电层的材料，可以使用例如ZnS、SiO2、TiO2、MgF2。
本发明的安全元件1例如可以与蛾眼结构或者任何其它黑色吸收结构组合，组合方式为使得它被该结构包围。这导致由安全元件1示出的花纹对黑色背景的特别良好的对比度。当然，也可以在这种黑色吸收结构上形成载体3，以使整个安全元件1对着黑色背景定位。由此，实现了反射时的非常良好的对比度。可以例如形成锥形纳米结构，以便实现期望的黑色吸收效果。
对于纯介电多层结构7，实现了这样的优点，即它们特别难以伪造，因为这种结构的轮廓仍然比金属结构的轮廓更难以确定。对于纯介电结构，很难以扫描电子显微镜生成截面图像。
此外，能够向介电层9和/或15中并入金属纳米颗粒(比如Ag纳米颗粒)。与构造相同但是没有纳米颗粒的多层结构7相比，这导致反射和透射时的颜色变化。纳米颗粒可以构造成例如如WO 2009/083151A1中所描述的。
当多层结构具有纯介电层结构时，比如具有ZnS-SiO2-ZnS的多层结构，纳米颗粒的效果特别大。
此外，对于二维周期光栅也存在滤色效果。这里，第二维方向的周期性也可以相对于第一维方向倾斜地延伸。
多层结构7可以以非常精细的方式横向地变化，以便颜色在微米内变化。因此该结构优选适合于微型凹状反射镜配置和/或微型透镜配置中的着色。特别地，通过微型凹状反射镜和/或微型透镜，能够实现放大配置，比如模数放大配置或者莫尔纹放大配置。这些配置在极其精细的分辨率中仍然能够以高达1000倍的放大率显示彩色的花纹或者图像。这种模数放大配置的基本原理在例如WO 2009/00528A1中有描述。莫尔纹放大配置的基本原理在例如WO 2006/087138A1中有描述。
本发明的安全元件也可以构造成安全线17，如图1所示。安全线17集成在钞票2中优选使得能够至少在某些部分中从钞票的前侧和/或后侧观察到它。
附图标记列表
1：安全元件
2：钞票
3：载体
4：沟槽
5：条带
6：上侧
7：多层结构
8：第一层
9：第二层
10：第三层
11：第一部分
12：第二部分
13：薄膜
14：闭合薄膜
15：第四层
16：第五层
17：安全线
t：沟槽深度，调制深度
b：距离
P1：第一方向
P2：调制方向
d：光栅周期

Claims (14)

1.一种用于安全纸、有价文件的安全元件(1)，具有
上侧(6)的高度得到调制且调制深度(t)在0和300nm之间变化的载体(3)
并且具有起滤色器作用的多层结构(7)，所述多层结构形成在高度得到调制的上侧(6)上，从而高度也得到调制，并且所述多层结构包括第一层(8)、形成在第一层上的由介电材料形成的第二层(9)以及形成在第二层(9)上的第三层(10)，
其中，第一层和第三层(8、10)分别由折射率高于第二层(9)的折射率的介电材料形成，或者分别由金属或半金属材料形成，
从而所述上侧(6)的以及多层结构(7)的高度调制在平行于载体的上侧的第一方向上是周期性的，光栅周期小于400nm，使得安全元件具有设计成用于可见光的多色花纹。
2.如权利要求1所述的安全元件(1)，其中，所述上侧(6)的以及多层结构(7)的高度调制在垂直于第一方向的第二方向上也是周期性的。
3.如权利要求1或2所述的安全元件(1)，其中，光栅轮廓是矩形的或者类似矩形的。
4.如权利要求1或2所述的安全元件(1)，其中，光栅周期(d)横向地变化。
5.如权利要求1或2所述的安全元件(1)，其中，高度调制的光栅轮廓横向地变化。
6.如权利要求1或2所述的安全元件(1)，其中，向第二层(9)中并入有金属纳米颗粒。
7.如权利要求6所述的安全元件(1)，其中，纳米颗粒的分布横向地变化，以使所述多层结构(7)的滤色效果横向地变化。
8.如权利要求1或2所述的安全元件(1)，其中，高度得到调制的多层结构的调制深度横向地变化。
9.如权利要求1或2所述的安全元件(1)，其中，第二层(9)的层厚横向地变化。
10.如权利要求1或2所述的安全元件(1)，其中，所述多层结构(7)在俯视时是连续的。
11.如权利要求1或2所述的安全元件(1)，其中，所述多层结构(7)具有第四层和第五层(15、16)，其中第四层(15)形成在第三层(10)上并且由介电材料形成，而第五层(16)形成在第四层(15)上，并且与第一层和第三层(8、10)一样由介电材料或者金属或半金属材料形成。
12.一种有价文件，具有如权利要求1或2所述的安全元件。
13.一种用于安全纸、有价文件的安全元件的制造方法，其中
载体的上侧的高度得到调制且调制深度(t)在0和300nm之间变化，
在高度得到调制的上侧，依次施加有作为多层结构的第一层、由介电材料形成的第二层以及第三层，所述多层结构的高度因此也得到调制，
其中，对于第一层和第三层分别采用折射率高于第二层的折射率的介电材料，或者分别采用金属或半金属材料，从而所述上侧(6)的以及多层结构(7)的高度调制在平行于载体的上侧的第一方向上是周期性的，光栅周期小于400nm，使得安全元件具有设计成用于可见光的多色花纹。
14.如权利要求13所述的制造方法，其中安全元件是根据权利要求1至11中任一项所限定的。
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