CN109154792A - 生产具有形成为转移部分的安全元件的体积全息膜的方法 - Google Patents

Abstract

描述了一种形成具有安全元件(1)的体积全息膜(1f)的方法，所述安全元件(1)形成为体积全息膜(1f)的转移部分，其中体积全息膜(1f)具有n个彼此叠置的体积全息图层(13)。以辊到辊方法进行体积全息膜(1f)的生产，所述辊到辊方法具有以下方法步骤：a)从供应辊(31)提供载体膜(11)；b)将第i个光聚合物层(12)施加到载体膜(11)上；c)在光聚合物层(12)中形成第i个体积全息图；d)通过使第i个光聚合物层(12)固化而形成第i个体积全息图层(13i)；e)重复方法步骤b)至e)n‑1次；f)将粘合剂层(16)施加到背景层(15)上；g)将体积全息膜(1f)卷绕到卷取辊(32)上。

Description

生产具有形成为转移部分的安全元件的体积全息膜的方法

本发明涉及一种根据权利要求1主题的用于生产体积全息膜的方法。

从现有技术中已知，生产一种形成有多个体积全息图层的安全元件，其中一个体积全息图层被设置在另一个体积全息图层之上，其被提供用于安全文件，通过涂覆和激光曝光分别产生多个体积全息图层，然后将这些层彼此层压。

US 2002/0174790 A1描述了一种用于生产安全元件的方法，该安全元件具有多个彼此叠置的体积全息图层，其中体积全息图层在中间产品中彼此相邻叠置地形成，从中间产品中分离然后被层压形成多层体。

该方法的缺点在于，在安全元件中相互叠置的体积全息图层的高水平套准精度仅在比较高的技术支出时才可能实现。

本发明的目的是开发一种用于生产体积全息膜的改进方法。

根据本发明，该目的是通过权利要求1的主题实现的。描述了一种形成具有安全元件的体积全息膜的方法，该安全元件形成为体积全息膜的转移部分，其中体积全息膜具有n个彼此叠置的体积全息图层，并且其中建议以辊到辊(roll-to-roll)方法进行体积全息膜的生产，该方法具有以下方法步骤：

a)从供应辊提供载体膜；

b)将第i个光聚合物层施加到载体膜上；

c)在光聚合物层中形成第i个体积全息图；

d)通过使第i个光聚合物层固化而形成第i个体积全息图层；

e)重复工艺步骤b)至d)n-1次。

方法步骤a)中提供的载体膜可以是厚度在5μm至200μm范围内、优选在10μm至30μm范围内的聚酯膜。

在方法步骤a)和方法步骤b)之间设置的任选的方法步骤中，可以将脱离层和保护层施加到载体膜上，所述脱离层使载体膜与成品安全元件的分离更容易，所述保护层形成成品安全元件的最上层，这将在下文中进一步描述。

可以在设置在供应辊后下游的第一制造工位中将脱离层施加到载体膜上。为此，形成脱离层的材料可以首先在涂覆装置中通过印刷、喷涂或浇注施加到载体膜上，通常涂覆在整个表面上。将施加的层在干燥和/或固化装置中干燥和/或固化，所述干燥和/或固化装置位于涂覆装置后下游的位置。

可以在位于第一制造工位后下游的第二制造工位中将保护层施加到脱离层上。为此，形成保护层的材料可以首先在涂覆装置中通过印刷、喷涂或浇注进行施加，通常涂覆在整个表面上。将施加的保护层在干燥和/或固化装置中干燥和/或固化，所述干燥和/或固化装置位于涂覆装置后下游的位置。

为了在方法步骤b)中形成光聚合物层，将光聚合物膜从供应辊上展开，与载体膜一起被引导在压力辊之间通过，并被压到载体膜的上侧，或者如果载体膜已经被涂覆，则压到位于载体膜上的层的上侧。光聚合物膜由光聚合物形成，该光聚合物尤其可以在激光辐射和/或UV光的作用下交联，并且在该过程中尤其可以改变其光学折射率。例如，体积全息图可以通过在区域中交联形成，这将在下文中进一步描述。光聚合物膜可具有在3μm至100μm范围内的厚度。光聚合物膜可以设计为由光聚合物材料制成的自支撑膜，也可以设计为具有施加在其上的不自支撑的光聚合物层的载体膜。为了形成光聚合物层，还可以通过印刷、喷涂或浇注将光聚合物材料施加到载体膜的上侧的整个表面或部分表面上，或者如果载体膜已经被涂覆，则将光聚合物材料施加到位于载体膜上的层的上侧的整个表面或部分表面上。

在方法步骤c)中，将涂覆的载体膜进料到设置在涂覆装置后下游的曝光装置。曝光装置可具有第一曝光工位，其具有第一激光器和第一调制器；任选的第二曝光工位，其具有第二激光器和第二调制器；以及任选的其它曝光工位，其具有其他的激光器和调制器；体积全息图母版(volume hologram master)，以及紫外光源。

为了记录体积全息图，可以用第一激光、任选的第二激光和任选的其他激光器的相干光使光聚合物层曝光，然后使用UV光源对其进行照射。在记录期间，涂覆的载体膜优选与设置在载体膜下方的体积全息图母版直接或间接接触。这里可以提供将体积全息图母版设计为平坦体积全息图母版，特别是在板上，或者设计为弯曲体积全息图母版，特别是在辊的侧表面上。设置在相应激光器和光聚合物层之间的光束路径中的激光器和调制器和/或确定曝光光束的入射角的偏转元件相应地被启动，结果是具有预定色值的相应图像区域被具有曝光波长的光和/或以一定角度照射的光曝光，由此记录具有预定色值和预定视角范围的体积全息图像区域。入射曝光光束与体积全息图母版反射的曝光光束叠加。通过曝光光束的这种干涉，在光聚合物层内的图像区域中形成所谓的布拉格(Bragg)平面。这些布拉格平面是光聚合物层内折射率的局部变化，它们是光学活性的，从而形成体积全息图。

此外，还可以在激光器和光聚合物层之间的光束路径中设置曝光掩模，其确定由相应激光器记录的图像区域的位置和形状。

在方法步骤d)中，曝光的光聚合物层被引导到UV光源下。以这种方式，光聚合物层转换为第一体积全息图层。

可以设定，彼此叠置的体积全息图层的数量n是两个或更多个。优选地，n选自2至10之间，更优选2至5之间。

在单独的工艺步骤中产生的单独存在的体积全息图层与由层压层形成的安全元件中的其他层(特别是光学活性层)实现套准精确地层压需要调整步骤，由于所提出的方法为辊到辊的方法，所以该调整步骤被省略。根据本发明，各个方法步骤在线进行。在线(inline)在此意味着不会中断工艺步骤，并且/或者没有彼此脱离的工艺步骤。

所提出的方法的另一个优点是从体积全息膜转移的所有安全元件具有相同的套准精度。因此可以实现始终如一的高品质标准。

对准或套准或者对准精度或套准精度表示两个或更多个元件和/或层相对于彼此的位置精度。这里的套准精度在预定的容差内变化并且尽可能大。同时，为了提高工艺稳定性，几个元件和/或层相对于彼此的套准精度是重要的特征。在本文中，位置精确的定位尤其可以通过传感装置，优选光学可检测的对准标记或套准标记来实现。这些对准标记或套准标记可表示特定的单独元件或区域或层，或者它们本身是待定位的元件或区域或层的一部分。

特别有利的是，连续生产多层体积全息膜，并由此通过从载体膜转移转移层或通过层压将安全元件施加到安全文件，在此过程中，可以使用不同的曝光方向和/或不同的曝光波长，并且由此可以实现从不同空间方向观察到体积全息图以及体积全息图的不同图案和/或设计和/或颜色。

此外，由此还可以产生另外的体积全息图和任选的其他层，其具有相对于先前或后续体积全息图的对准精度或套准精度，并且使它们彼此匹配并将它们彼此叠置。特别地，这里描述的在线生产没有插入体积全息膜的卷绕，使得各个层相对于彼此的特别精确的对齐成为可能。

或者，还可以通过在同一装置中的连续步骤“离线”施加不同体积全息图层，从而产生多层体积全息膜。这意味着在一次通过之后将体积全息膜卷起并相应地再次展开以在同一装置中进行另一次通过。这里各层也可以相对于彼此对准，但是精度低于上述有利的在线生产。

还可以在几次通过中将不同体积全息图层应用于安全文件。因此，例如可以在第一次通过中将半成品膜产品卷绕在供应辊上，从中可以在另一次通过或另外几次通过中生产不同的成品。

在方法步骤b)中，可以通过压制光聚合物膜来施加光聚合物层，其中光聚合物膜被设置在供应辊上。光聚合物膜与载体膜的粘附性可以通过例如在温度作用下压制来改善。

或者，在方法步骤b)中，可以通过印刷、喷涂或浇注将光聚合物层施加在整个表面或部分表面上。

在方法步骤c)中，可以通过激光曝光形成第i个体积全息图，如上面进一步详细描述的。

还可以在方法步骤c)和方法步骤d)之间将第i个光聚合物层预固化，并最终在方法步骤d)中固化。对于最终固化，将涂覆的载体膜进料到设置在曝光装置后下游的固化装置，以实现体积全息图层的完全硬化。固化装置具有UV灯。

在另一个有利的实施方式中，可以将背景层施加到第n个体积全息图层上。可以在设置在下游的制造工位中将背景层施加到第n个体积全息图层上。

还可以将粘合剂层施加到背景层上。

或者，可以将粘合剂层施加到第n个体积全息图层上。

在将与体积全息膜分离的安全元件施加到基材期间，粘合剂层形成作为多层体形成的安全元件的最下层。

在最后的方法步骤中，体积全息膜可以卷绕在卷取辊上。

体积全息膜可以形成为转移膜或层压膜。

为了将体积全息膜形成为转移膜，可以在方法步骤b)之前进行以下另外的方法步骤：

-施加分离层；

-施加保护层。

分离层使得安全元件更容易从载体膜上脱离。在安全元件脱离之后，保护层形成安全元件的最上层并保护其免受环境影响。

为了将体积全息膜形成为层压膜，可以在方法步骤b)之前进行以下另外的方法步骤：

-施加粘合促进层。

然后将光聚合物层施加到粘合促进层上。

还可以在方法步骤b)之后将中间层施加到光聚合物层上。术语“中间层”在这里和下文中用作一个或多个层的总称，其可以不同的方式形成并且可以形成不同的功能，如下所述。

中间层可以形成为阻挡层或粘合促进层。

中间层还可以形成为装饰层。

中间层还可以形成为部分反射层。

可以在方法步骤b)之前进行另外的方法步骤：

-将第一和第二中间层施加到载体膜上，其中，例如，第一中间层形成为保护层，第二中间层形成为复制层；

-将微结构模制到第二中间层中；

-将金属层施加到微结构上；

-施加第三中间层。

当脱离层和/或保护层或粘合促进层已经被施加到载体膜上时，将上述中间层施加到涂覆的载体膜的相应的最上层。

微结构可以形成为闪耀光栅，线性或交叉正弦光栅，或各向同性或各向异性的无光泽结构。交叉光栅、透镜结构或上述结构的组合结构也是可行的。

相关从属权利要求涉及背景层的形成。背景层可以形成为一层或由多层形成的多层体。背景层还可以在各区域中不同地形成。

背景层可以具有颜色恒定的颜料或着色剂的颜色层。因此，在施加的安全元件的情况下设置在彩色背景层上的体积全息图可以例如以改善的对比度出现，因为与浅色，特别是白色背景层相比，光反射减少。此外，体积全息图的颜色印象可受到设置在其下方的背景层的颜色的影响。

背景层还可以具有光学可变颜色层。光学可变颜色层，例如光学可变油墨(OVI)和/或薄膜层系统和/或液晶系统，在不同的观察角度下显示出不同的颜色。例如，该属性可用于形成生动的设计。

背景层还可以具有薄膜元件。虽然薄膜元件在所有观察角度都被感知为有色，其中颜色根据观察角度和/或照射角度而变化，但体积全息图层的体积全息图仅在某些角度范围内可见。如果薄膜元件的颜色在一定的观察角度下与该观察角度下相应体积全息图的颜色不同，则通过与背景中薄膜元件的颜色叠加而改变了相应体积全息图的颜色印象。

该薄膜元件可以具有半透明的第一反射层、高反射的第二反射层和设置在第一反射层和第二反射层之间的透明间隔层。

间隔层可以形成为厚度在从100nm到1000nm的范围内。

背景层还可以具有掩模层。

掩模层可以形成为金属层，该金属层形成于整个表面上，或者形成在被中间层覆盖的区域中。在将安全元件施加于安全文件之后，金属层可以设置在体积全息图层之下，并且具有如下效果：首先，安全文件的表面被覆盖，从而位于顶部的体积全息图不被安全文件上的任何印刷物的颜色和形状叠加。此外，在特定的观察情况和/或照射情况下，体积全息图的可见度可以增加，因为当安全文件倾斜超过镜面反射时，金属层变暗。

掩模层可以具有颜色层、第一中间层、金属层和任选的第二中间层，所述颜色层形成在区域中。在每种情况下，中间层可以形成为复制层和/或阻挡层和/或密封层和/或粘合促进层和/或作为装饰层和/或作为全表面反射层或部分反射层。

在上述掩模层的有利实施方式中，第一中间层形成为复制层，表面微结构被模制到第一中间层中，并且金属层被施加到表面微结构上。

金属层可以在整个表面上形成或仅在部分区域中形成。金属层可以由铝、铜、金、银、铬、锡或这些材料的合金形成。

形成的金属层的厚度可以在0.1nm至1000nm的范围内，优选地在5nm至100nm的范围内。

在另一个有利的实施方式中，背景层可以具有吸收层。吸收层可以在整个表面上形成，但也可以仅在部分区域中形成。吸收层可以例如形成为不可调谐的法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉件，其例如由半透明的金属镜面层(例如由铝或银制成)构成，然后是薄介电透明层和第二镜面层形成(多干涉滤波器)。要吸收的波长可以通过选择介电层的层厚度来设定。在将安全元件施加于安全文件之后，吸收层可以设置在体积全息图层之下，并且具有如下效果：首先，安全文件的表面被覆盖，从而至少在一些区域中位于顶部的体积全息图不被安全文件上的任何印刷物的颜色和形状叠加。此外，体积全息图的可见度可以增加，因为吸收层至少在特定波长范围内吸收入射光。

吸收层可以有利地形成为介电滤波器。介电滤波器可以具有例如四个过滤层。

背景层还可以具有荧光层。荧光层可以在整个表面上或在区域中形成。荧光层例如由溶解在噻吩-苯并唑(thiophene-benzoaxol)衍生物中的荧光有机和无机颜料制成的清漆形成。使用常规印刷方法，例如凹版印刷、丝网印刷、柔性版印刷、喷墨印刷或使用其它涂布方法，将荧光层施加在整个表面上或以装饰性印刷物部分地施加。干燥后，层厚度优选在0.1μm至6μm之间。在将安全元件应用于安全文件之后，荧光层可以设置在体积全息图层之下。虽然当用日光照射时荧光层呈现灰色阴影，但是以荧光颜料的固有颜色为条件，当用UV光(波长为例如365nm或254nm)照射时，荧光层的颜色被点亮。因此，位于顶部的体积全息图可以更容易看见，以及/或者体积全息图的颜色印象可以通过与荧光叠加而改变。

背景层还可以具有磷光层。磷光层可以在整个表面上或在区域中形成。使用常规印刷方法，例如凹版印刷、丝网印刷、柔性版印刷、喷墨印刷或使用其它涂布方法，将磷光层施加在整个表面上或以装饰性印刷物部分地施加。在将安全元件应用于安全文件之后，磷光层可以设置在体积全息图层之下。虽然当用日光照射时磷光层呈现灰色阴影，但是以磷光颜料的固有颜色为条件，当用UV光照射时，磷光层的颜色被点亮。因此，位于顶部的体积全息图可以更容易看见，以及/或者体积全息图的颜色印象可以通过与磷光叠加而改变。这是特别令人感兴趣的，因为与荧光颜料不同，磷光颜料在特定时间内发出余辉，因此在用UV光照射后，体积全息图的可见度更好，以及/或者体积全息图的改变的颜色印象被保持特定时间。

在另一个有利的实施方式中，背景层可以具有微结构层。

微结构层可以形成为复制层，其中表面微结构被模制到复制层中，金属层被施加到表面微结构上。

表面微结构可以形成为线性或交叉的正弦光栅，不对称的闪耀光栅，各向同性或各向异性的无光泽结构或表面全息图。交叉光栅、透镜结构或上述结构的组合结构也是可行的。金属层可以在整个表面上形成或仅在部分区域中形成。该金属层优选由铝、铜、金、银、铬或锡或这些材料的合金组成，并且具有0.1nm-1000nm、优选5nm-100nm的厚度。在将安全元件施加于安全文件之后，微结构层可以设置在体积全息图层之下，并且可以具有如下效果：首先，安全文件的表面被覆盖，从而位于顶部的体积全息图不被安全文件上的任何印刷图像的颜色和形状叠加。此外，体积全息图的可见度可以增加，因为当安全文件倾斜超过镜面反射时，金属层变暗。取决于所使用的全息图的设计，在体积全息图层中形成的体积全息图和在微结构层中形成的金属化表面全息图可以在相同的观察角度或不同的观察角度下可见。

表面微结构可以形成为正弦光栅，周期在0.2μm至10μm的范围内，优选在0.5μm至2.0μm的范围内，深度在30nm至5000nm的范围内，优选在100nm至300nm的范围内。

还可以将具有高折射率的HRI层施加到表面微结构上。可以代替金属层或除金属层之外施加HRI层。HRI层特别是具有高折射率(HRI)的透明层。安全文件的表面未被HRI层覆盖，特别位于HRI层上的体积全息图被安全文件上的任何印刷图像的颜色和形状(图案)叠加。取决于所使用的全息图的设计，在体积全息图层中形成的体积全息图和在表面微结构层中形成的具有HRI层的表面全息图可以在相同的观察角度和/或不同的观察角度下可见。

可以与上述体积全息膜脱离的安全元件可以被转移到安全文件，该安全文件可以是例如身份证、钞票、银行卡或其他卡片文件。

例如，在形成为钞票或身份证件的安全文件的情况下，第一条形安全元件可以设置在安全文件的上侧，第二安全元件可以设置在安全文件的窗口中。第一安全元件也可以形成为非条形的小块或者很大程度上覆盖安全文件的整个表面的覆盖物。

第一安全元件从上面进一步描述的体积全息膜转移到安全文件。如果体积全息膜形成为转移膜，则在将转移层施加到安全文件之后将载体膜与转移层脱离。另一方面，如果体积全息膜形成为层压膜，则在施加后载体膜保留在安全文件上作为安全元件的最上层。

窗口可以形成为例如聚合物钞票的透明区域或纸币中的冲孔。此外，窗口也可以是例如ID卡中的透明区域，例如，由聚碳酸酯等制成。安全文件的透明区域中的视觉特征可以不同方式形成，并可分为三组：

-在反射中可见并且当观察安全文件的正面时可见的特征；

-在反射中可见并且当观察安全文件的背面时可见的特征；

-在透射中可见的特征，即当安全文件被保持在光源前面时可见的特征。

特别地，反射中可见的特征与仅在透射中可见的特征的组合对观察者产生惊人的效果，因为透射特征的条件很少被满足，例如，当钞票保持逆光时。因此，这种透射特征几乎总是不可见的；仅在透射时，在逆着光源观察，是否出现一项信息(例如钞票的面额)。综合信息项是一种视觉上有趣的特征，同时对于防止伪造非常有把握。

下面，参考实施例更详细地说明本发明。其中：

图1.1-1.11：以示意性截面图表示的用于形成安全元件的第一实施例的本发明方法的实施例；

图2：以示意图表示的进行图1.1-1.11中所述的方法的装置的第一实施例

图3a：以示意图表示的图2中制造工位的第一实施例；

图3b：以示意图表示的图2中制造工位的第二实施例；

图4：安全元件的第二实施例；

图5：加色混合的原理；

图6：示出体积全息图可见的角度的第一示意图；

图7：观察体积全息图期间几何条件的第一示意图；

图8：示出体积全息图可见的角度的第二示意图；

图9：观察体积全息图期间几何条件的第二示意图；

图10：形成有安全元件的文件的第一实施例；

图11：形成有安全元件的文件的第二实施例；

图12：形成有安全元件的文件的第三实施例；

图13：安全元件的第三实施例；

图14：形成有安全元件的文件的第四实施例；

图15：形成有安全元件的文件的第五实施例；

图16：形成有安全元件的文件的第六实施例；

图17：安全元件的第四实施例；

图18：形成有安全元件的文件的第七实施例；

图19：形成有安全元件的文件的第八实施例；

图20：形成有安全元件的文件的第九实施例；

图21：安全元件的第五实施例；

图22：安全元件的第六实施例；

图23：安全元件的第七实施例；

图24：安全元件的第八实施例；

图25：安全元件的第九实施例；

图26：安全元件的第十实施例；

图27：安全元件的第十一实施例；

图28：安全元件的第十二实施例；

图29：安全元件的第十三实施例；

图30：安全元件的第十四实施例；

图31：安全元件的第十五实施例；

图32：形成有安全元件的文件的第十实施例；

图33：观察体积全息图期间几何条件的第三示意图；

图34：示出体积全息图可见的角度的第三示意图；

图35：示出体积全息图可见的角度的第四示意图；

图36：观察体积全息图期间几何条件的第四示意图；

图37：观察体积全息图期间几何条件的第五示意图；

图38：观察体积全息图期间几何条件的第六示意图；

图39：示出体积全息图可见的角度的第五示意图；

图40：透射光谱的示意图；

图41：观察体积全息图期间几何条件的第七示意图；

图42：以示意图表示的表面凹凸母版的实施例；

图43：体积全息图生产的原理；

图44：形成有安全元件的文件的第十一实施例；

图45：形成有安全元件的文件的第十二实施例；

图46：形成有安全元件的文件的第十三实施例；

图47：形成有安全元件的文件的第十四实施例；

图48：形成有安全元件的文件的第十五实施例；

图49：形成有安全元件的文件的第十六实施例；

图50：形成有安全元件的文件的第十七实施例；

图51：形成有安全元件的文件的第十八实施例；

图52：形成有安全元件的文件的第十九实施例；

图53：形成有安全元件的文件的第二十实施例；

图54：形成有安全元件的文件的第二十一实施例；

图55：形成有安全元件的文件的第二十二实施例；

图56：形成有安全元件的文件的第二十三实施例；

图57：形成有安全元件的文件的第二十四实施例；

图58：形成有安全元件的文件的第二十五实施例；

图59：形成有安全元件的文件的第二十六实施例；

图60：形成有安全元件的文件的第二十七实施例；

图61：形成有安全元件的文件的第二十八实施例；

图62：形成有安全元件的文件的第二十九实施例。

图1.1-1.11示出了在连续的方法步骤中生产体积全息膜1f的本发明方法的实施例，在该体积全息膜1f上随后设置安全元件1。在图1.1-1.11中，分别显示了安全元件1或形成体积全息膜1f的一部分的安全元件的中间步骤。

图2、3a和3b示出了用于进行图1.1-1.11所述方法的装置2。

在图2所示的实施例中，装置2包括供应辊31、第一制造工位3a、第二制造工位3b、第三制造工位4a、第四制造工位4b、第五制造工位5、第六制造工位6和卷取辊32。

在第一制造工位3a中，如下面进一步描述的，将脱离层施加到载体膜11上。在第二制造工位3b中，将保护层施加到脱离层上。也可以省略脱离层。

在图3a所示的第一实施例中，第三制造工位4a和第四制造工位4b各自具有涂覆装置41、曝光装置42和固化装置43。

涂覆装置41具有用于接收光聚合物膜12f和压力辊41w的供应辊41v。光聚合物膜12f可以形成为由光聚合物材料12制成的自支撑膜，但也可以形成为具有施加到其上的非自支撑光聚合物层12的载体膜。将光聚合物膜12f压在压力辊41w之间的涂覆的载体膜11上。

曝光装置42包括优选具有下游第一光学器件和/或第一调制器42ma的第一激光器42la，优选具有下游第二光学器件和/或第二调制器42mb的任选的第二激光器42lb，体积全息图母版9和UV光源42u。在曝光装置42中用第一激光器42la和任选的第二激光器42lb的相干光使涂覆的载体膜11曝光，以将体积全息图记录到光聚合物层12中。光聚合物层12与体积全息图母版9直接或间接接触，所述体积全息图母版9形成为表面凹凸和/或体积全息图，并且在图3a所示的实施例中，设置在板状底层的表面上。

UV光源42u设置在第二激光器42lb后的下游，其中引导在UV光源42u下的光聚合物层12被显影以形成体积全息图层13。

体积全息图层13被引导在固化装置43中的另一UV光源下并完全硬化，该固化装置43设置在曝光装置42后的下游。

图3b示出了第三和第四制造工位的第二实施例。制造工位4a和4b各自具有第一涂覆装置41a、曝光装置42、第一固化装置43a、第二涂覆装置41b和第二固化装置43b。

形成为具有脱离层17t和保护层17s的多层体的载体膜11被供给到第一涂覆装置41a，并被光聚合物层12涂覆。任选地提供脱离层17t。为了形成光聚合物层12，通过印刷、喷涂或浇注将光聚合物材料沉积在载体膜11的保护层17s的整个表面或者部分表面上。

曝光装置42设置在第一涂覆装置41a后的下游。曝光装置42包括具有下游第一光学器件和第一调制器42ma的第一激光器42la，UV光源42u以及曝光辊42w，涂覆的载体膜11在该曝光辊42w上被引导。任选地，具有下游第二光学器件和第二调制器42mb的第二激光器42lb可以设置在第一激光器42la后的下游，如图3b所示。在曝光装置42中用第一激光器42la和第二激光器42lb的相干光使涂覆的载体膜11曝光，以将体积全息图记录到光聚合物层12中。光聚合物层12与体积全息图母版9直接或间接接触，所述体积全息图母版9在图3b中未示出，其形成为表面凹凸和/或体积全息图，并且设置在曝光辊42w的表面中或表面上。

UV光源42u设置在任选的第二激光器42lb后的下游，其中引导在UV光源42u下的光聚合物层12被显影以形成体积全息图层13。

体积全息图层13被引导在第一固化装置43a中的UV光源42u下并完全硬化，该第一固化装置43a设置在曝光装置42后的下游。

第二涂覆工位41b设置在固化装置43a后的下游。在第二涂覆工位中，将中间层施加到形成为多层体的载体膜11上。然后使用UV光源42u照射中间层，以实现中间层的完全硬化。或者，如果中间层使用热干燥清漆，也可以提供干燥器而不是UV光源42u。

图1.1示出了第一方法步骤，其中提供了设置在供应辊31(图2)上的载体膜11。载体膜11可以是厚度在5μm至200μm范围内、优选在10μm至30μm范围内的聚酯膜。

图1.2示出了第二方法步骤，其中，在设置在供应辊31后下游的第一制造工位3a中将脱离层17t施加到载体膜11上。为此，形成脱离层17t的材料首先在涂覆装置中通过印刷、喷涂或浇铸施加到载体膜11上，通常涂覆在整个表面上。将施加的层在干燥和/或固化装置中干燥和/或固化，所述干燥和/或固化装置位于涂覆装置后下游的位置。脱离层17t是任选的层。

图1.3示出了第三方法步骤，其中，在设置在第一制造工位3a后下游的第二制造工位3b中将保护层17s施加到脱离层17t上。为此，形成保护层17s的材料首先在涂覆装置中通过印刷、喷涂或浇注进行施加，通常涂覆在整个表面上。将施加的层在干燥和/或固化装置中干燥和/或固化，所述干燥和/或固化装置位于涂覆装置后下游的位置。

图1.4示出了第四方法步骤，其中，在设置在下游的第三制造工位4a(图2)中将光聚合物层12施加到经过涂覆的载体膜11上。为了形成光聚合物层12，将光聚合物膜12f从供应辊41v上展开，与载体膜11一起被引导在压力辊41w之间通过，并被压到经过涂覆的载体膜11的上侧(图3a)。光聚合物膜12f由光聚合物形成，该光聚合物尤其可以在激光辐射和/或UV光的作用下交联，并且在该过程中尤其可以改变其光学折射率。例如，体积全息图可以通过在区域中交联形成，这将在下文中进一步描述。光聚合物膜12f具有在3μm至100μm范围内的厚度。光聚合物膜可以设计为由光聚合物材料制成的自支撑膜，也可以设计为具有施加在其上的不自支撑的光聚合物层的载体膜。为了形成光聚合物层12，还可以通过印刷、喷涂或浇注将光聚合物材料施加到经过涂覆的载体膜11的整个表面或者部分表面上(图3b)。

图1.5和1.6显示第五方法步骤，其中，将经过涂覆的载体膜11进料到设置在涂覆装置41后下游的曝光装置42(图2)。曝光装置具有第一曝光工位42a，其具有第一激光器42la、优选第一光学器件和第一调制器42ma；任选的第二曝光工位42b，其具有第二激光器42lb、优选第二光学器件和第二调制器42mb；以及任选的其它曝光工位，其具有其他的激光器、光学器件和调制器；体积全息图母版9，以及紫外光源42u(图3a)。

为了记录体积全息图，可以用第一激光器42la、任选的第二激光器42lb和任选的其他激光器的相干光使光聚合物层12曝光，然后使用UV光源42u对其进行照射。在记录期间，经过涂覆的载体膜11优选与设置在载体膜11下方的体积全息图母版9直接或间接接触。可以将体积全息图母版9设计为平坦体积全息图母版9，特别是设置在板上，如图3a所示，或者设计为弯曲体积全息图母版，特别是设置在辊的侧表面中或侧表面上，如图3b所示。设置在相应激光器和光聚合物层12之间的光束路径中的激光器42la和42lb以及调制器42ma和42mb和/或确定曝光光束的入射角的偏转元件(图3a中未示出)相应地被启动，结果是具有预定色值的相应图像区域被具有曝光波长的光和/或以一定角度照射的光曝光，由此记录具有预定色值和预定视角范围的体积全息图像区域。入射曝光光束与体积全息图母版9反射的曝光光束叠加。通过曝光光束的这种干涉，在光聚合物层内的图像区域中形成所谓的布拉格(Bragg)平面。这些布拉格平面是光聚合物层12内折射率的局部变化，它们是光学活性的，从而形成体积全息图。

此外，还可以在激光器42la,42lb和光聚合物层12之间的光束路径中设置曝光掩模，其确定由相应激光器42la,42lb记录的图像区域的位置和形状。曝光的光聚合物层12被引导到UV光源42u下。以这种方式，光聚合物层12转换为第一体积全息图层13a。

涂覆有任选的脱离层17t和/或任选的保护层17s和第一体积全息图层13a的载体膜11被供给到设置在曝光装置42后下游的固化装置43，以实现体积全息图层13a的完全硬化(图2)。固化装置43具有UV灯42u(图3a)。

图1.7示出了第六方法步骤，其类似于上文在图1.4中进一步描述的第四方法步骤，不同之处在于在设置在第三制造工位4a后下游的第四制造工位4b(图2)中，将另外的光聚合物层12施加到第一体积全息图层13a上。

图1.8和1.9示出了第七方法步骤，其中，类似于上文在图1.5和1.6中进一步描述的第五方法步骤，形成第二体积全息图层13b，其设置在第一体积全息图层13a上。

为了形成另外的n个体积全息图层，第六和第七方法步骤可以重复n次。

图1.10示出了第八方法步骤，其中，在设置在第四制造工位4b后下游的第五制造工位5(图2)中将背景层15施加到第二体积全息图层13b上。背景层15可以形成为颜色层，其通过使用常规印刷方法，例如凹版印刷、丝网印刷、柔性版印刷、喷墨印刷或使用其它涂布方法，被施加在整个表面上或作为装饰性印刷物部分地施加。

图1.11示出了第九方法步骤，其中，在设置在第五制造工位5后下游的第六制造工位6(图2)中将粘合剂层16施加到背景层15上。

具有安全元件1的第一实施例的体积全息膜的制造过程就这样完成。在第九方法步骤之后，将体积全息膜1f供给到设置在第六制造工位6后下游的卷取辊32(图2)。在将安全元件1施加到基材期间，粘合剂层16形成作为多层体形成的安全元件1的最下层。

特别有利的是，连续生产多层体积全息膜1f，可以通过从载体膜转移转移层或通过层压将安全元件1施加到安全文件上，可以使用不同的曝光方向和/或不同的曝光波长，并且可以实现从不同空间方向观察到体积全息图以及/或者体积全息图的不同颜色。例如，由此可以使第一体积全息图层13a的体积全息图在体积全息膜1f的行进方向上以红色可见，而第二体积全息图层13b的体积全息图横向于体积全息膜1f的行进方向的方向上以绿色可见。

此外，由此还可以产生另外的体积全息图和任选的其他层，其具有相对于先前体积全息图的对准精度或套准精度，并且使它们彼此匹配并将它们彼此叠置。特别地，这里描述的在线生产没有插入体积全息膜1f的卷绕，使得各个层相对于彼此的特别精确的对齐(对准精度，套准精度)成为可能。

或者，还可以通过在同一装置中的连续步骤“离线”施加不同体积全息图层，从而产生多层体积全息膜1f。这意味着在一次通过之后将体积全息膜1f卷起并相应地再次展开以在同一装置中进行另一次通过。这里各层也可以相对于彼此对准，但是精度低于上述有利的在线生产。

图4示出了安全元件1的第二实施例，其形成类似于图1.11所示的安全元件的第一实施例，不同之处在于该安全元件1另外具有以下中间层：

-第一中间层17a设置在保护层17s上；

-第二中间层17b设置在第一体积全息图层13a上；

-第三中间层17c设置在第二体积全息图层13b上。

可以形成具有第一中间层17a和/或第二中间层17b和/或第三中间层17c的安全元件1。

中间层17a、17b、17c可以形成为例如功能层，例如阻挡层和/或粘合促进层和/或作为装饰层，诸如颜色层，以及/或者作为全表面反射层或部分反射层。

上述颜色层可以由例如颜色恒定的颜料和/或着色剂形成，以及/或者由光学可变的油墨(OVI)形成，以及/或者作为发光和/或磷光颜色层形成。

反射层可以在整个表面上形成或部分地形成为金属层和/或HRI层。

中间层17a、17b、17c可以形成为无限图案和/或单个图像。因此可以进一步形成互补图案、交织、重叠、多斑块。

当观察施加的安全元件1时，可能发生不同的光学效应。虽然在所有观察角度下感知背景层15为相同颜色，但是在体积全息图层13a和13b中形成的光学可变体积全息图仅在某些角度范围内可见。如果背景层15的颜色与体积全息图的颜色不同，则可以通过与背景层的颜色叠加来改变相应体积全息图的颜色印象。

表1显示了一些可能性。例如，在体积全息图层13a或13b中形成的绿色体积全息图在紫色背景层15上呈现蓝绿色(blue-green)至青绿色(turquoise)。相反，在粉红色背景层15上，它看起来是赭色。

表1

图5示出了加色混合的原理，其适用于不同颜色的彼此叠置的体积全息图层，以及/或者适用于彼此相邻设置的不同颜色的网格化或像素化体积全息图区域的叠加。

在RGB颜色模型(RGB＝红色，绿色，蓝色)的情况下，RGB颜色空间的所有颜色由红色，绿色和蓝色这三种原色相加构成。因此，仅使用三种原色以通过混合它们来产生所有其他颜色。如果红色和绿色以相等的比例混合，则获得黄色；红色和蓝色产量品红色；蓝色和绿色产生青色。如果混合全部三种原色，则获得白色。红色、绿色和蓝色这三种原色也称为基色。通过混合基色形成的颜色也称为混合色。

由于混合色总是由几种基色的相加性叠加产生，因此混合色总是比原色更浅。实例：由于红色和绿色的叠加而形成黄色。因为黄色比红色或绿色浅，所以由于两个区域表面或层同时反射光的强度而形成黄色。

每当三种基色以几乎相等的强度叠加时，例如，30％红色、30％绿色和30％蓝色，形成近乎灰色的色调。在从0％到100％的灰度级上，0％对应于纯黑色，即RGB值在每种情况下为零，100％对应于亮白色，即RGB值在每种情况下都是最大的。在两者之间为灰度值，也称为非彩色。三种基色的强度越相当，得到的混合色就越非彩色，因为三种基色在该混合色中都没有特别突出。

当仅使用两种原色，例如仅使用红色和蓝色或仅使用红色和绿色时，所描述的颜色混合对于许多情况也令人满意地起作用。虽然这里没有产生非彩色混合色，但是所产生的光学效果可以在人眼上产生几乎非彩色的印象。

对于红色、绿色和蓝色这三种原色的波长范围的定义，文献中有各种方法。这方面的典型值是，例如：

红色：630nm-700nm的范围

绿色：490nm-560nm的范围

蓝色：450nm-490nm的范围，

已建立的国际定义是例如，红色的波长为700纳米，绿色为546纳米，蓝色为436纳米。

图6示出了在彼此叠置的两个不同颜色的体积全息图层的情况下，加色混合的原理。在图6所示的图中，x轴表示角度γ，在该角度处体积全息图可见，y轴表示体积全息图的颜色的强度。如果形成体积全息图使得第一体积全息图层中的第一体积全息图在角度γ₁下以颜色F1可见，同时位于第一体积全息图层之上或之下的第二体积全息图层中的第二体积全息图在相同或非常相似的角度下以颜色F2可见，则体积全息图的颜色F1和F2以这样的方式叠加，使得体积全息图在角度γ₁下以颜色F1和F2的混合色可见。

图7显示观察体积全息图期间几何条件的示意图。设置在文件18上的安全元件1具有带有第二体积全息图和颜色F2的第二体积全息图层13b，第二中间层17b，带有第一体积全息图和颜色F1的第一体积全息图层13a，第一中间层17a和保护层17s。安全元件1通过粘合剂层16被施加到文件18上，并被保护层17s覆盖。用理想地发射白光的光源7照射安全元件1。颜色F1和F2在观察者8的眼睛中叠加以形成混合色。例如，可以通过叠加红色和绿色体积全息图来产生黄色印象。然而，也可以通过例如叠加蓝色和黄色体积全息图来产生非彩色的白色或灰色体积全息图。表2示出了导致两个体积全息图层叠加的情况的一些可能性。

表2

这同样适用于彼此相邻设置的不同颜色的网格化或像素化体积全息图区域的叠加。例如，如果绿色和红色体积全息图区域彼此呈网格并且彼此相邻设置，则形成黄色印象。

图8示出了在彼此叠置的三个不同颜色的体积全息图层的情况下，颜色混合的原理。如果形成体积全息图使得第一体积全息图层中的第一体积全息图在角度γ₁下以颜色F1可见，同时第二体积全息图层中的第二体积全息图在相同或非常相似的角度下以颜色F2可见，并且同时第三体积全息图层中的第三体积全息图在相同或非常相似的角度下以颜色F3可见，则颜色F1-F3以这样的方式叠加，使得体积全息图在角度γ₁下以混合色可见。

图9显示观察如图8所示形成的安全元件期间几何条件的示意图。形成的安全元件1类似于图7中描述的安全元件，区别在于安全元件1具有带有第三体积全息图和颜色F3的第三体积全息图层13c以及第三中间层17c，该第三中间层17c设置在位于文件18上的第三体积全息图层13c和第二体积全息图层13b之间。颜色F1-F3在观察者8的眼睛中叠加以形成混合色，如图8所示。例如，可以通过叠加不同体积全息图层中的红色、绿色和蓝色体积全息图来产生白色印象。这同样适用于彼此相邻设置的不同颜色的网格化或像素化体积全息图区域的叠加。例如，如果红色、绿色和蓝色体积全息图区域彼此相邻地呈网格设置，则形成非彩色印象，特别是形成灰色或白色印象。

通过体积全息图层13a至13c的网格化设计，原则上可以生成网格化的真彩色图像，例如真彩色图案，诸如肖像。

下面的图10至12示出了形成有安全元件1的文件18的实施例。文件18具有纵轴a_l和横轴a_q，纵轴a_l与文件18的纵向范围对齐，横轴a_q与文件18的横向范围对齐。文件18可以是例如银行卡、信用卡、身份证或钞票。

将条形安全元件1设置在文件18的上侧。安全元件1的背景层15形成有颜色F1，其由阴影线表示。在图的下部，文件18显示为当在横向位置垂直观察时其出现。在这些图的上部，文件18以倾斜位置的透射图表示，文件18在围绕纵轴a_l倾斜之后采用该倾斜位置。倾斜由方向箭头表示。

图10示出了文件18的第一实施例，其形成有安全元件1，如图1.9和图4所示。

在垂直观察文件18的情况下，在第一位置可以看到形成在第一体积全息图层13a中的第一体积全息图，其具有第一图案14a(例如字母“A”)和颜色F2。如果文件18围绕纵轴a_l倾斜，则具有第二图案14b(例如字母“B”)和颜色F3的第二体积全息图在特定倾斜角度的第二位置变得可见。第二体积全息图可以形成在第一体积全息图层13a中或第二体积全息图层13b中。如果背景层15的颜色F1例如是浅黄色，则绿色第一体积全息图在该背景颜色前呈现柠檬黄色，而红色第二体积全息图呈现浅橙色。颜色F2和颜色F3也可以相同。

图11显示文件18的第二实施例。文件18形成为类似于图10中描述的文件，不同之处在于当文件18倾斜时，第一体积全息图改变其颜色，但保留图案。

在垂直观察的情况下，可以在第一体积全息图层13a或第二体积全息图层13b中形成的第一体积全息图以颜色F2可见，例如以红色可见。如果将文件18倾斜，则第一体积全息图在特定的倾斜角度下以颜色F3可见，例如以绿色可见。该颜色印象由背景层15的颜色F1改变。形成混合色，如上面在图5中进一步详细说明的。如果背景层15的颜色F1例如是浅黄色，则第一体积全息图在该背景颜色前呈现浅橙色。如果将文件18倾斜，则第一体积全息图呈柠檬黄色。

图12显示文件18的第三实施例。文件18形成为类似于图10中描述的文件，不同之处在于其在三个不同的倾斜角度处显示出不同的光学效果。

当垂直观察文件18时，在第一位置可以看到第一体积全息图层13a中形成的具有第一图案14a和颜色F2的第一体积全息图。如果文件18倾斜第一倾斜角度，则具有第二图案14b和颜色F3的第二体积全息图在第二位置可见。第二体积全息图可以形成在第一体积全息图层13a中或第二体积全息图层14b中。如果文件18倾斜第二倾斜角度且第二倾斜角度大于第一倾斜角度，则具有第三图案14c和颜色F4的第三体积全息图在第三位置可见。第三体积全息图可以形成在第一体积全息图层13a、第二体积全息图层13b或第三体积全息图层13c中。如果背景层15的颜色F1例如是浅黄色，则绿色第一体积全息图在该背景颜色F1前呈现柠檬黄色，而红色第二体积全息图呈现浅橙色，蓝色第三体积全息图呈现绿色。三个体积全息图的颜色F1至F3也可以是相同的，如图12中所示的实施例中那样。

图13显示安全元件1的第三实施例。安全元件1形成为类似于上面在图4中进一步描述的安全元件，不同之处在于背景层形成为光学可变颜色层15o并且第四中间层17d设置在光学可变颜色层15o和粘合剂层16之间。光学可变颜色层是根据观察角度改变颜色的特殊印刷颜色层。该层包含例如光学可变颜料，其在观察角度变化的情况下产生色移。例如，在垂直观察的情况下，光学可变颜色层15o呈现出颜色F1，例如深红色，而在倾斜观察的情况下，呈现出颜色F2，例如，橄榄绿色或棕色。

中间层17d可以像中间层17a、17b、17c一样形成，例如作为功能层，诸如阻挡层和/或粘合促进层，和/或作为装饰层，诸如颜色层，和/或作为全表面反射层或部分反射层。

虽然光学可变颜色层15o在所有观察角度都被察觉，其中颜色根据观察角度而变化，但体积全息图层13a和13b中形成的体积全息图仅在某些角度范围内可见。如果光学可变颜色层15o的颜色在一定的观察角度下与该观察角度下相应体积全息图的颜色不同，则通过与背景中的光学可变颜色层15o的颜色叠加改变了相应体积全息图的颜色印象。因为光学可变颜色层15o的颜色根据观察角度而变化，所以可以不同地改变不同体积全息图层的颜色印象。

图14至16示出了形成有图13所述的安全元件的文件18的实施例。

图14显示文件18的第四实施例。

在垂直观察的情况下，在第一位置可以看到第一体积全息图层13a中形成的具有第一图案14a和颜色F1的第一体积全息图。如果文件18围绕其纵轴倾斜，则具有第二图案14b和颜色F2的第二体积全息图在特定倾斜角度的第二位置可见。第二体积全息图可以形成在第一体积全息图层13a中或第二体积全息图层13b中。当文件18倾斜时，光学可变颜色层15o的颜色从颜色F3变为颜色F4。如果在垂直观察文件18时可察觉的光学可变颜色层15o的颜色F3是例如淡紫色，则绿色第一体积全息图呈现为青绿色。如果在文件18倾斜时可察觉的光学可变颜色层15o的颜色F4是例如绿色或橄榄绿色，则红色第二体积全息图呈现为橙色。两个体积全息图也可以具有相同的颜色F1，F2。

图15显示文件18的第五实施例。文件18形成为类似于图14中描述的文件，不同之处在于当文件18倾斜时，第一体积全息图改变其颜色。

在垂直观察的情况下，在第一体积全息图层13或第二体积全息图层14中形成的第一体积全息图呈现出颜色F1，例如绿色。如果文件18倾斜，则第一体积全息图在特定的倾斜角度下以颜色F2可见，例如以红色可见。如果在垂直观察的情况下光学可变颜色层15o的颜色F3是例如淡紫色，则在垂直观察的情况下为绿色的第一体积全息图呈现为青绿色。如果在倾斜状态下光学可变颜色层15o的颜色F4是绿色或橄榄绿色，则在倾斜状态下为红色的第一体积全息图呈现为橙色。

图16显示文件18的第六实施例。文件18形成为类似于图14中描述的文件，不同之处在于其在三个不同的倾斜角度处显示出不同的光学效果。

在垂直观察的情况下，在第一位置可以看到第一体积全息图层13a中形成的具有第一图案14a和颜色F1的第一体积全息图。如果文件18围绕其纵轴倾斜，则具有第二图案14b和颜色F2的第二体积全息图在特定倾斜角度的第二位置可见。第二体积全息图可以形成在第一体积全息图层13a中或第二体积全息图层13b中。如果文件18进一步倾斜，则具有第三图案14c和颜色F3的第三体积全息图在更大的倾斜角度处的第三位置可见。第三体积全息图可以形成在第一体积全息图层13a、第二体积全息图层13b或第三体积全息图层中。体积全息图可以具有相同的颜色，如图16所示，但它们也可以具有不同的颜色。如果在垂直观察的情况下光学可变颜色层15o的颜色F4是例如淡紫色，则绿色第一体积全息图呈现为青绿色。在倾斜特定角度的情况下，光学可变颜色层15o呈现出颜色F5，例如棕色。例如，绿色第二体积全息图由此呈现为赭色。另一方面，如果大幅倾斜状态下的光学可变颜色层15o的颜色F6是绿色或橄榄绿色，则红色第三体积全息图呈现为橙色。

图17显示安全元件的第四实施例。安全元件1形成为类似于上面在图13中进一步描述的安全元件，不同之处在于背景层不是形成为光学可变颜色层，而是形成为薄膜元件15d。该薄膜元件15d具有半透明的第一反射层19ra、高反射的第二反射层19rb和设置在第一反射层19ra和第二反射层19rb之间的透明间隔层19a。间隔层19a的厚度在可见光波长的一半的范围内，因此在200至500nm的范围内。这种薄膜元件15d具有取决于观察和/或照射角度的颜色变化效果。

虽然光学可变薄膜元件15d在大部分观察角度和/或照射角度下都被察觉，其中颜色根据观察角度和/或照射角度而变化，但体积全息图层13a和13b的光学可变体积全息图仅在某些角度范围内可见。如果薄膜元件15d的颜色在一定的观察角度下与该观察角度下相应体积全息图的颜色不同，则通过与背景中薄膜元件15d的颜色叠加而改变了相应体积全息图的颜色印象。因为薄膜元件15d的颜色根据观察角度而变化，所以可以根据观察角度和/或照射角度得到体积全息图层13a,13b的不同的颜色印象。

图18至20示出了形成有上述安全元件的文件。

图18显示了形成有安全元件1的文件18的第七实施例。

当垂直观察文件18时，在第一位置可以看到第一体积全息图层13a中形成的具有第一图案14a和颜色F1的第一体积全息图。如果文件18围绕其纵轴倾斜，则具有第二图案14b和颜色F2的第二体积全息图在特定倾斜角度的第二位置可见。第二体积全息图可以设置在第一体积全息图层13a中或第二体积全息图层13b中。

如果在垂直观察的情况下薄膜元件15d呈现出颜色F3，例如淡紫色，则绿色第一体积全息图呈现为青绿色。另一方面，如果在倾斜状态的薄膜元件15d呈现出颜色F4，例如绿色或橄榄绿色，则红色第二体积全息图呈现为橙色。两个体积全息图也可以具有相同的颜色。

图19显示了形成有安全元件1的文件18的第八实施例。文件18形成为类似于图18中描述的文件，不同之处在于当文件18倾斜时，第一体积全息图改变其颜色。

在垂直观察文件18的情况下，在第一体积全息图层13a或第二体积全息图层13b中形成的第一体积全息图以颜色F1可见，例如以红色可见。如果文件18围绕其纵轴倾斜，则第一体积全息图在特定的倾斜角度下以颜色F2可见，例如以红色可见。如果在垂直观察的情况下薄膜元件15d的颜色F3是例如淡紫色，则在垂直观察的情况下为绿色的第一体积全息图呈现为青绿色。另一方面，如果在倾斜状态下薄膜元件15d的颜色F4是绿色或橄榄绿色，则在倾斜状态下为红色的第一体积全息图呈现为橙色。

图20显示了形成有安全元件1的文件18的第九实施例。文件18形成为类似于图18中描述的文件，不同之处在于其在三个不同的倾斜角度处显示出不同的光学效果。

当垂直观察文件18时，在第一位置可以看到第一体积全息图层13a中形成的具有第一图案14a和颜色F1的第一体积全息图。如果文件18倾斜，则具有第二图案14b和颜色F2的第二体积全息图在特定倾斜角度的第二位置可见。第二体积全息图可以形成在第一体积全息图层13a中或第二体积全息图层13b中。如果文件18进一步倾斜，则具有第三图案14c和颜色F3的第三体积全息图在更大的倾斜角度处的第三位置可见。第三体积全息图可以形成在第一体积全息图层13a、第二体积全息图层13b或第三体积全息图层13c中。三个体积全息图可以具有相同的颜色，如图20所示，但它们也可以具有不同的颜色。如果在垂直观察的情况下薄膜元件15d的颜色F4是例如淡紫色，则绿色第一体积全息图呈现为青绿色。在倾斜特定角度的情况下，薄膜元件15d呈现出颜色F5，例如棕色。例如，绿色第二体积全息图由此呈现为赭色。另一方面，如果大幅倾斜状态下的薄膜元件15d的颜色F6是绿色或橄榄绿色，则红色第三体积全息图呈现为橙色。

图21显示安全元件的第五实施例。安全元件1形成为类似于上面在图17中进一步描述的安全元件，不同之处在于背景层具有掩模层15m，该掩模层15m具有金属层20和位于其后的第四中间层17d。

金属层20可以在整个表面上形成，或者如图21所示，仅在部分区域中形成。金属层20优选由铝、铜、金、银、铬、锡或这些材料的合金组成，并且具有0.1nm-1000nm、优选5nm-100nm的厚度。

为了制造部分金属层20，任选的第三中间层17c或第二体积全息图层13b优选地在整个表面上涂覆有金属或金属合金，然后在区域中再次去除金属或金属合金，例如，通过正/负蚀刻或烧蚀去除。此外，还可以将金属层20施加到任选的第三中间层17c或第二体积全息图层13b上，例如通过气相沉积掩模来施加，仅施加在区域中并且在某些情况下图案化。

在将安全元件1施加于文件之后，将金属层20设置在体积全息图层13a和13b之下，并且可具有如下效果：首先，文件的表面被覆盖，从而位于顶部的体积全息图不被文件上的任何印刷物的颜色和形状叠加。而且，体积全息图的可见度可以增加，因为当安全文件倾斜超过镜面反射时，金属层20变暗。

图22显示安全元件的第六实施例。安全元件1形成为类似于图17中描述的安全元件，不同之处在于背景层形成为吸收层15a。吸收层15a形成为由图22中的四层制成的介电滤波器，其具有第一过滤层21a、第二过滤层21b、第三过滤层21c和第四过滤层21d。在图22所示的实施例中，第四中间层17d设置在粘合剂层16和吸收层15a之间。

吸收层15a可以在整个表面上形成，或者也可以仅在部分区域中形成。在传统意义上，这些层首先是不可调谐的法布里-珀罗干涉件，其例如由半透明的金属镜面层(例如由铝或银制成)构成，然后是薄介电透明层和第二镜面层(多干涉滤波器)。介电层的层厚度用于设定吸收的波长。另外，越来越精细的干涉滤波器由单独的电介质(非金属)层构成而没有反射层，即所谓的介电滤波器。通常，具有不同折射率的两种不同透明材料的层交替，其中层与层之间的厚度不同可能是必需的。还存在使用不止两种材料的情况。各层的厚度在约10nm和1000nm之间。根据滤波器的要求，层数可以在小几百(a few hundred)到大几百(several hundred)之间。例如，具有不同折射率的SiO₂、ZnS或TiO₂,用作材料。

为了制造部分吸收层，优选将吸收层15a施加在任选的第三中间层17c或第二体积全息图层13b的整个表面上，然后在区域中再次去除吸收层15a，例如，通过正/负蚀刻或烧蚀去除。此外，还可以将吸收层15a施加到任选的第三中间层17c或第二体积全息图层13b上，例如利用掩模来施加，仅施加在区域中并且在某些情况下图案化。

在将安全元件1施加于文件之后，将吸收层15a设置在体积全息图层13a和13b之下，并且可具有如下效果：首先，文件的表面被覆盖，从而至少在一些区域中位于顶部的体积全息图不被文件上的任何印刷物的颜色和形状叠加。而且，体积全息图的可见度可以增加，因为吸收层21至少在特定波长范围内吸收入射光。

图23显示安全元件的第七实施例。安全元件1形成为类似于图17中描述的安全元件，不同之处在于背景层形成为微结构层15s，其具有作为复制层形成的第三中间层17c和施加于中间层17c的表面结构上的金属层20。

形成为复制层的第三中间层17c可以由热塑性材料形成，在其上侧形成具有表面微结构的区域。表面微结构可以例如形成为线性或交叉的正弦光栅，不对称的闪耀光栅，各向同性或各向异性的无光泽结构，透镜结构或上述结构的组合，或形成为表面全息图。正弦光栅的周期在0.2μm至10μm的范围内，优选在0.5μm至2.0μm的范围内，深度在30nm至5000nm的范围内，优选在80nm至300nm的范围内。

金属层20可以在整个表面上形成，如图23所示，或者仅在部分区域中形成。金属层20优选由铝、铜、金、银、铬、锡或这些材料的合金组成，并且具有0.1nm-1000nm、优选5nm-100nm的厚度。为了制造部分金属层20，第三中间层17c优选地在整个表面上涂覆有金属或金属合金，然后在区域中再次去除金属或金属合金，例如，通过正/负蚀刻或烧蚀去除。此外，还可以将金属层20施加到第三中间层17c上，例如通过气相沉积掩模来施加，仅施加在区域中并且在某些情况下图案化。

在将安全元件1施加于文件之后，将微结构层15a设置在体积全息图层13a和13b之下，并且具有如下效果：首先，文件的表面被覆盖，从而至少在一些金属化区域中位于顶部的体积全息图不被文件上的任何印刷物的颜色和形状叠加。而且，体积全息图的可见度增加，因为当文件倾斜超过镜面反射时，金属层20变暗。

取决于所使用的全息图的设计，在体积全息图层13a和13b中形成的体积全息图和在微结构层15s中形成的金属化表面全息图可以在相同的观察角度或不同的观察角度下可见。通常呈现单色的体积全息图与呈现若干棱柱形颜色的金属化表面全息图的组合产生非常有趣的颜色效果，而且该效果很难伪造。

图24显示安全元件的第八实施例。安全元件1形成为类似于图23中描述的安全元件，不同之处在于没有提供金属层20，而是提供具有高折射率的HRI层22(HRI＝高折射率)。HRI层22可以由例如ZnS形成，并且覆盖第三中间层17c的表面结构，第三中间层17c作为复制层形成在整个表面上。HRI层22在500nm以上的可见光谱范围内几乎是透明的。

在将安全元件1施加于文件之后，由第三中间层17c和HRI层22形成的微结构层15s被设置在体积全息图层13a和13b的下方，并且具有以下效果：首先在第三中间层17c中形成的表面全息图在体积全息图下是可见的，并且文件上的任何印刷图像保持可见。

取决于所使用的全息图的设计，在体积全息图层13a和13b中形成的体积全息图和在微结构层15s中形成的表面全息图在相同的观察角度或不同的观察角度下是可见的。

图25显示安全元件的第九实施例。安全元件1形成为类似于上面在图21中进一步描述的安全元件，不同之处在于掩模层15m具有在区域中存在的颜色层15f，第四中间层17d，金属层20和任选的第五中间层17e。粘合剂层16设置在第五中间层17e上。

使用通常的印刷或涂覆方法将颜色层15f施加到任选存在的第三中间层17c上，或直接施加到第二体积全息图层13b上。然后，在整个表面上(如图25所示)或在区域中施加第四中间层17d和金属层20。

在将安全元件1施加于文件之后，将颜色层15f和金属层20设置在体积全息图层13a和13b之下，并且可具有如下效果：首先，文件的表面被覆盖，从而位于顶部的体积全息图不被文件上的任何印刷物的颜色和形状叠加。而且，体积全息图的可见度可以增加，因为颜色层15f吸收光，特别是在深色的情况下，并且当文件倾斜超过镜面反射时，金属层20变暗。然而，颜色层15f的部分印刷相当于脱金属效果，因此不能在整个表面上看到金属化，特别是当使用深色时。

如果金属层20不是施加在整个表面上而是仅施加在区域中，则文件上的任何印刷图像可以在既没有颜色层15f也没有金属化20的区域中保持可见。

相反，在观察或照射情况下，颜色层15f和金属化20可以是特别可见的，其中位于顶部的体积全息图不可见或几乎不可见。

图26显示安全元件的第十实施例。安全元件1形成为类似于图25中描述的安全元件，不同之处在于第四中间层17d形成为复制层，其中模制有表面凹凸，如上文在图23中进一步描述的。施加于第四中间层17d的金属层20可以形成在整个表面上，或者如图26所示，形成在区域中。使用通常的印刷或涂覆方法(例如，凹版印刷、丝网印刷、柔性版印刷、喷墨印刷)将颜色层15f施加到任选存在的第三中间层17c上，或直接施加到第二体积全息图层13b上。

在将安全元件1施加到文件上之后，颜色层15f和金属化的第四中间层17d被设置在体积全息图层13a和13b的下方，并在体积全息图层13a和13b下形成三个不同的底涂层。

在存在颜色层15f的区域中，文件的表面被覆盖，特别是当使用深色时。因此，位于顶部的体积全息图不会被文件上的任何印刷物的颜色和形状叠加，体积全息图更容易看到。

在没有形成颜色层15f但在第四中间层17d上形成金属化20的区域中，文件的表面被覆盖，并且金属化表面全息图或金属化镜面在体积全息图下显现。

在没有形成颜色层15f并且第四中间层17d没有形成金属化的区域中，在文档上出现印刷的图像，或者在体积全息图下文件是可见的。

图27显示安全元件的第十一实施例。安全元件1形成为类似于图4中描述的安全元件，不同之处在于背景层形成为荧光层15fl。荧光层15fl可以在整个表面上或在区域中形成。

荧光层15fl由溶解在噻吩-苯并唑衍生物中的荧光有机和无机颜料制成的清漆形成。使用常规印刷方法，例如凹版印刷、丝网印刷、柔性版印刷、喷墨印刷或使用其它涂布方法，将荧光层15fl施加在整个表面上或者以装饰性印刷物部分地施加。干燥后，层厚度优选在0.1μm至6μm之间。

在将安全元件1施加于文件之后，荧光层15fl可以设置在体积全息图层13a和13b之下。虽然当用日光照射时荧光层15fl呈现灰色阴影，但是以荧光颜料的固有颜色为条件，当用UV光(波长为例如365nm或254nm)照射时，荧光层的颜色被点亮。因此，位于顶部的体积全息图可以更容易看见，以及/或者体积全息图通过叠加可以显现另一种色调。

图28显示安全元件的第十二实施例。安全元件1形成为类似于图27中描述的安全元件，不同之处在于，不提供荧光层，而是提供磷光层15p。磷光层15p可以在整个表面上或在区域中形成。

使用常规印刷方法，例如凹版印刷、丝网印刷、柔性版印刷、喷墨印刷或使用其它涂布方法，将磷光层15p施加在整个表面上或者以装饰性印刷物部分地施加。

在将安全元件1施加于文件之后，磷光层15p被设置在体积全息图层13a和13b之下。虽然当用日光照射时磷光层15p呈现灰色阴影，但是以磷光颜料的固有颜色为条件，当用UV光照射时，磷光层的颜色被点亮。因此，位于顶部的体积全息图可以更容易看见，以及/或者体积全息图通过叠加可以显现另一种色调。这是特别令人感兴趣的，因为与荧光颜料不同，磷光颜料在特定时间内发出余辉，因此在用UV光照射后，体积全息图的可见度更好，以及/或者体积全息图的改变的颜色色调被保持特定时间。

图29显示安全元件的第十三实施例。安全元件1具有以下层结构：

第一中间层17a和第二中间层17b设置在特别涂覆或未涂覆的载体膜11上。第二中间层17b形成为复制层，如上文在图23、24和26中进一步描述的。将金属层20施加到第二中间层17b上。第二中间层17b可以由热塑性材料形成，在其上侧形成区域，在该区域中模制了优选形成为闪耀光栅的凹凸结构。闪耀光栅的周期在0.2μm至15μm的范围内，优选在0.5μm至7.0μm的范围内，深度在50nm至5000nm的范围内，优选在100nm至1500nm的范围内。或者，也可以使用正弦光栅、无光泽结构、透镜结构等代替闪耀光栅。

如图29所示，金属层20可以仅在部分区域中形成。金属层20优选由铝、铜、金、银、铬、锡或这些材料的合金组成，并且具有0.1nm-1000nm、优选5nm-100nm的厚度。为了制造部分金属层20，第二中间层17b优选地在整个表面上涂覆有金属或金属合金，然后在区域中再次去除金属或金属合金，例如，通过正/负蚀刻或烧蚀去除。此外，还可以将金属层20施加到第二中间层17b上，例如通过气相沉积掩模来施加，仅施加在区域中并且在某些情况下图案化。

第三中间层17c设置在第二中间层17b上并且因此也设置在金属层20上。另外的层结构提供第一体积全息图层13a，第四中间层17d，第二体积全息图层13b，第五中间层17e，最后是粘合剂层16。

在将安全元件1施加于文件之后，体积全息图层13a和13b被设置在于区域中金属化的第二中间层17b的下方，并且在没有金属化的区域中可见。另一方面，在存在金属化的区域中，例如，仅可以看到形成在第二中间层17b中的金属化表面全息图或金属化镜面。

图30中示出了安全元件1的特别有利的实施方式。图30中的安全元件1形成为类似于图29中描述的安全元件，不同之处在于金属层20形成为网格状，优选地形成为线网格。例如，在将安全元件1施加于文件之后，金属化表面全息图和位于其下方的体积全息图因此可以在特定观察或照射情况下同时可见。

图31显示安全元件的第十五实施例。安全元件1形成为类似于上面在图29中进一步描述的安全元件，不同之处在于，代替金属层20或除金属层20之外，提供HRI层22，其覆盖第二中间层17b的表面结构，其覆盖整个表面或如图31所示在区域中覆盖。

HRI层22具有高折射率，并且例如由SiO₂、ZnS或TiO₂形成。HRI层在约500nm以上的光谱范围内几乎是透明的。

在将安全元件1施加于文件之后，体积全息图层13a和13b被设置在第二中间层17b的下方，并且透明HRI层22放置在其后。因此，取决于照射和观察角度，例如，可以看到形成在第二中间层17b中的表面全息图或体积全息图，或者可以同时看到表面全息图和体积全息图。

图32显示了形成有安全元件1的文件18的第十实施例。文件18例如是钞票或身份证件。在图32所示的实施例中，第一条形安全元件1设置在文件18的上侧，第二安全元件1'设置在文件18的窗口18f中。第一安全元件1也可以形成为非条形的小块，或者形成为很大程度上覆盖安全文件18的整个表面的覆盖物。

第一安全元件1从上面进一步描述的体积全息膜1f转移到安全文件18。如果体积全息膜1f形成为转移膜，则在将转移层施加到安全文件18之后将载体膜11与转移层脱离。另一方面，如果体积全息膜1f形成为层压膜，则在施加后载体膜11保留在安全文件18上作为安全元件1的最上层。

窗口18f形成为图32所示的实施例中的文件18的透明区域。窗口18可以形成为例如聚合物钞票的透明区域或纸币中的冲孔。此外，窗口也可以是例如ID卡中的透明区域，例如，由聚碳酸酯等制成。根据应用情况，可以形成体积全息膜1f，以作为转移膜或作为层压膜施加于窗口18f。文件18的透明区域中的视觉特征可以不同方式形成，并可分为三组：

-在反射中可见并且当观察文件18的正面时可见的特征；

-在反射中可见并且当观察文件18的背面时可见的特征；

-在透射中可见的特征，即当文件18被保持在光源前面时可见的特征。

特别地，反射中可见的特征与仅在透射中可见的特征的组合对观察者产生惊人的效果，因为透射特征的条件很少被满足，例如，当钞票保持逆光时。因此，这种透射特征几乎总是不可见的；仅在透射时，在逆着光源观察，是否出现一项信息(例如钞票的面额)。综合信息项是一种视觉上有趣的特征，同时对于防止伪造非常有把握。

图33显示了观察(反射)体积全息图时的一般几何条件。用光源7(太阳，灯)以相对于表面的入射角β照射设置在文件18上的安全元件1。形成在安全元件1中的体积全息图在相对于表面的出射角γ处是可见的。在一般情况下，观察者8(人或照相机)处于观察角α和相对于文件表面的距离d处。如图33所示，如果观察角α和反射角γ不同，则观察者8看不到体积全息图。

图34是示出可以看见体积全息图的观察角度的一个示例的示意图。图34中表示的图的x轴表示体积全息图可见的反射角γ。该图的y轴表示在反射角γ处出现的光的强度I。

在所示的情况下，体积全息图在三个不同的观察角度是可见的，其对应于三个反射角γ1，γ2和γ3。在不同观察角度的情况下，体积全息图以不同颜色显现。在反射角γ1处，体积全息图显示为第一颜色F1，例如绿色，在反射角γ2处，体积全息图显示为第二颜色F2，例如红色，并且在反射角γ3处，体积全息图显示为第三颜色F3，例如青绿色。颜色F1、F2和F3也可以相同或几乎相同。反射角γ具有公差范围Δγ，在该范围内体积全息图是可见的。在图34所示的实施例中，公差范围Δγ在反射角γ的平均值周围对称地形成。公差范围Δγ可以是反射角γ的平均值周围的例如±10°或仅±5°或仅±2°。

各个体积全息图的强度及相应的可见度在图34中通过颜色曲线的高度再现。在该实施例中，第一颜色F1是最清晰可见的，而第二颜色F2和第三颜色F3不太清晰可见。

体积全息图的各个反射角γ和颜色F以及强度I具体通过体积全息图母版的衍射行为来确定，特别是通过其表面凹凸和/或光栅周期和/或方位角和/或体积全息图层的结构深度和/或厚度和/或体积全息图材料的折射率和/或硬化过程和/或曝光参数来确定，尤其是通过激光辐射和/或UV辐射的曝光波长和/或曝光强度和/或通过曝光角度和/或通过偏振和/或体积全息图材料的任选处理来收缩或膨胀体积全息图层来确定。

为了生产多色体积全息图，例如，可以通过不同的硬化过程和/或不同的后处理使体积全息图层在区域中收缩或膨胀，从而产生体积全息图层的体积全息图显示不同颜色F的区域。

一个或多个激光器，优选两个激光器，用于体积全息图层的曝光。在此，首先可以通过各个激光器产生的光束以不同的入射角使体积全息图层曝光，结果每个激光器产生具有不同色值的体积全息图的图像区域。此外，激光器还可以发射具有不同波长的光，因此具有不同色值的图像区域记录在由相应的激光器产生的体积全息图层中。

例如，可以选择这些参数，使得体积全息图仅出现在单个角度γ₁附近的+/-10°的角度范围内，优选地在+/-5°内，并且具有单一颜色F1或者在狭窄有限的色谱中，但具有相对高的强度，如图35所示。

图36示出了反射角γ小于90°的情况。在这种情况下，当文件18远离观察者8倾斜时以及当观察角α和反射角γ具有相同或相似的尺寸时，体积全息图对于观察者8是可见的。

图37示出了反射角γ大于90°的情况。在这种情况下，当文件18朝向观察者8倾斜时以及当观察角α和反射角γ具有相同或相似的尺寸时，体积全息图对于观察者8是可见的。

图38示出了通常的观察方式，其中观察者8垂直地观察文件18，因此观察角α和反射角γ必须位于90°的区域中，以便体积全息图可见。

根据本发明，如上文进一步描述的，施加于文件18的安全元件1具有数个彼此叠置的体积全息图层。任选地，存在另外的层作为中间层，其可以具有光学功能，例如在整个表面上或存在于区域中的颜色层和/或金属层和/或衍射结构或无光泽结构，以及/或者可以用作粘合剂层和/或阻挡层。

特别是在金属层作为反射层的情况下，体积全息图的固有颜色和/或发光的彩色光学可变效果可能导致本身银色的非彩色金属层(例如铝)看起来相应地着色并且由此产生特定的光学效果。

通过体积全息图母版的特定设计，例如通过改变结构周期和/或结构形状和/或结构的方位角，可以实现体积全息图的更宽的反射角。

图39示出了一个实施例，其中具有第一颜色F1的第一体积全息图具有非常大的公差范围Δγ₁，因此是体积全息图可见的角度范围。非常大的公差范围Δγ大于+/-45°，优选大于+/-60°。在图39所示的实施例中，公差范围Δγ₁具有大约160°的值。因此，对于在10°和170°之间的几乎所有观察角α，第一体积全息图是可见的。第一体积全息图形成在安全元件的第一体积全息图层中。

优选地，对应于所需的全息效应(例如移动效应)设计正弦衍射光栅的光栅周期、取向和深度，该正弦衍射光栅适合作为用于生产具有大公差范围Δγ的体积全息图的母版。光栅周期在0.3μm到3.0μm之间变化，优选在0.5μm到2.0μm之间变化。光栅深度在50nm至400nm的范围内，优选在100nm至200nm的范围内。

特别有趣的光学效应，例如非常大的深度或引人注目的移动效果，是由具有凹凸结构的母版产生的，该凹凸结构的母版具有类似于宏观凹面或凸面透镜或宏观凹面或凸面自由曲面的光学效应。这种母版可以由例如具有正弦曲线的光栅结构组成。或者，也可以使用不对称的光栅结构。在圆形透镜的情况下，光栅围绕中心圆形排列。光栅周期在透镜的中心处较大并且在透镜边缘处较小，并且在0.3μm至2500μm之间变化，优选在0.8μm至100μm之间变化。光栅深度在50nm至10μm的范围内，优选在100nm至5μm的范围内。

或者，代替光栅，各向同性或各向异性的无光泽结构也可用作母版。这些不规则形成的结构将光散射并同样产生在非常大的角度范围内可见的体积全息图。

相反，具有第二颜色F2的第二体积全息图仅具有小的公差范围Δγ₂，即公差范围Δγ₂小于+/-10°，优选地小于+/-5°。结果，第二体积全息图仅在相应小的观察角范围Δα中可见。第二体积全息图形成在安全元件的第二体积全息图层中。颜色F1和颜色F2也可以是相同的。

体积全息图的颜色优选地通过透射测量来确定。为此，通常使用紫外可见(UV-Vis)光谱仪。图40示出了典型的透射光谱。由此，峰值波长λ_P和光谱带宽B_s被确定为特征值。

光谱带宽B_s定义为透射率T_B情况下的带宽，其中T_B＝(T_参比+T_最小)/2。

红色体积全息图的峰值波长在600nm至680nm的范围内，通常在610nm至620nm，并且对于绿色体积全息图，峰值波长在520nm至560nm的范围内，通常在535nm至545nm。光谱带宽B_s为5nm至20nm，通常为10nm。

有利的是，体积全息图母版的表面结构是不对称的表面结构。这些表面结构是具有带有锯齿形表面的反射表面的闪耀光栅，例如具有100线/mm至2000线/mm的空间频率。闪耀光栅还可以具有0.1μm至2μm的光栅深度。具有上述尺寸的闪耀光栅可以通过热塑性变形产生，例如使用加热的压花辊，或者通过UV固化清漆的曝光进行光机械加工。通常，母版的光栅可以是大量不同光栅彼此相邻的马赛克状表示，例如，光栅周期为约500纳米到约1500nm、光栅深度在100nm和600nm之间且具有不同方位角取向的闪耀光栅，开诺全息照片(kinoforms)，不对称消色差光栅，无光泽结构，具有类似于宏观凹透镜或凸透镜或宏观凹或凸自由曲面等的光学效应的凹凸结构，以及这些的组合结构。

图41示出了根据图39的安全元件1的结构和操作模式，其具有第一体积全息图层13a和第二体积全息图层13b。在第一体积全息图层13a中产生第一颜色F1，例如绿色，并且仅在窄角度范围内可见。在第二体积全息图层13b中产生第二颜色F2，例如红色，并且仅在大角度范围内可见。

图42示出了在横截面中形成为表面凹凸母版的体积全息图母版。在图42所示的实施例中，体积全息图母版9具有第一闪耀光栅91ba和第二闪耀光栅91bb，所述第一闪耀光栅91ba的光栅周期为1μm，且光栅深度为300nm，所述第二闪耀光栅91bb的光栅周期为0.78μm，且光栅深度为280纳米。未被第一闪耀光栅91ba或第二闪耀光栅91bb覆盖的体积全息图母版9的表面区域具有表面凹凸，所述表面凹凸具有无光泽结构91m，其广泛地散射入射光并因此产生“黑镜”的光学印象。作为无光泽结构91m的补充或替代，也可以使用具有超过2000线/mm(特别如3000线/mm)和深宽比大于0.2的光吸收高频交叉光栅凹凸结构。在该实施例中，体积全息图母版9由镍钴合金形成，并且可以形成为平坦的，或平滑的或弯曲的。

制备体积全息图的原理如图43所示。体积全息图母版9与涂覆有脱离层17t、保护层17s、中间层17和光聚合物层12的载体膜11接触。体积全息图母版9和涂覆的载体膜11被引导沿着进给方向v。在层压膜的情况下，没有设置脱离层17t。光聚合物层12可以作为粘性光聚合物层施加。可以在印刷期间或之后不久通过UV光使可移动的光聚合物层预固化，结果设定用于进一步加工的最佳粘度。为了使光聚合物层12曝光，提供激光器，其发射引导到表面凹凸母版9上的激光束7。激光束7l撞击的角度可以通过测试来优化，并且可以是例如相对于垂直线的14°。

体积全息图母版9可以应用于圆柱体，因此可以以弯曲状态使用。

图44至62示出了形成有安全元件1的文件的另一些实施例。

图44显示了形成有安全元件1的文件18的第十一实施例。安全元件1具有第一体积全息图，其具有在安全元件1的整个表面区域上延伸的第一图案14a和在许多观察角度下可见的颜色F1，即具有在围绕文件18的纵轴倾斜的情况下和在围绕文件18的横轴枢转的情况下都是可见的颜色F1。优选地，对于第一体积全息图，采用类似于宏观凹面或凸面透镜或宏观凹面或凸面自由曲面的光学效应，例如，大的单独透镜结构或者小透镜结构的重复图案或这种自由曲面的其他光学效应，其在视觉上产生凹凸效应，因为这些结构几乎从所有观察方向观察都是可见的。

由于通常的透镜效应的旋转对称性，上述透镜效应可以覆盖观察角度(0-360°)的完全方位角范围(垂直于入射平面的角度范围)。此外，通常覆盖非常大的倾斜角度范围(入射平面中的角度范围)，因为在透镜的中心存在非常大的光栅周期(例如0.1mm至1mm)，而在透镜的边缘区域中存在极小的光栅周期(例如0.5μm至5μm)。另一方面，还有许多其他结构适合于从几乎所有观察方向都可见。这些结构是例如各向同性或各向异性无光泽结构或者线性或交叉光栅结构的网格(网格宽度低于人眼的分辨率极限)，其覆盖更大的方位角范围和更大的倾斜角度范围。因此，例如，可以使用像素尺寸为10μm×10μm的网格。因此，在尺寸为80μm×80μm的面板中，64个不同的光栅结构将彼此网格化，这允许覆盖宽的方位角/倾斜角度范围以用于特征的可见性，其中像素无法通过肉眼分辨。

形成具有第二图案14b和颜色F2的第二体积全息图，使得其仅在特定角度范围内或在几个离散角度范围内可见。在图44中描述了这样的情况，其中第二体积全息图在中心位置(即没有倾斜和枢转)是可见的。第二图案14b可以是单个图像或无限图案。在图39所示的实施例中，第二图案14b形成为单个图像。第一和第二体积全息图可以在同一个体积全息图层中形成，但是优选在两个不同的体积全息图层中形成。

图45示出了形成有安全元件1的文件18的第十二实施例，其形成类似于图39中描述的文件18，不同之处在于第二体积全息图形成为具有颜色F2的第二图案14b和具有颜色F3的第三图案14c的2折叠翻转物(2-fold flip)。第二图案14b，例如字母“A”，在向左枢转的情况下显现，第三图案，例如字母“B”，在向右枢转的情况下显现。第二图案14b和第三图案14c在每种情况下仅在特定的窄角度范围内可见。另一方面，在倾斜的情况下并且在中心位置，仅第一体积全息图14a是可见的。第一和第二体积全息图可以在同一个体积全息图层中形成，但是优选在两个不同的体积全息图层中形成。

图46示出了形成有安全元件1的文件18的第十三实施例，其形成类似于图45中描述的文件18，不同之处在于第二体积全息图中的第二图案14b和第三图案14c形成为使得第二图案14b，例如字母“A”，在文件18远离观察者倾斜的情况下显现，而第三图案14c，例如字母“B”，在向着观察者倾斜的情况下显现。另一方面，在倾斜的情况下并且在中心位置，仅第一图案14a是可见的。第一和第二体积全息图可以在同一个体积全息图层中形成，但是优选在两个不同的体积全息图层中形成。

图47示出了形成有安全元件1的文件18的第十四实施例，其形成类似于图45中描述的文件18，不同之处在于第二体积全息图形成为具有颜色F2的第二图案14b、颜色F3的第三图案14c和颜色F4的第四图案14d的3折叠翻转物(3-fold flip)。第二图案14b，例如字母“A”，在向左枢转的情况下显现，第三图案14c，例如字母“B”，在中心位置显现，而第四图案14d，例如字母“C”，在向右枢转的情况下显现。图案14b-14d在每种情况下仅在特定的窄角度范围内可见。在每种情况下，在远离观察者或朝向观察者倾斜的情况下，仅可见第一图案14a。第一和第二体积全息图可以在同一个体积全息图层中形成，但是优选在两个不同的体积全息图层中形成。

图48示出了形成有安全元件1的文件18的第十五实施例，其形成类似于图46中描述的文件18，不同之处在于第二图案14b，例如字母“A”，在文件18远离观察者倾斜的情况下显现，第三图案14c，例如字母“B”，在中心位置显现，而第四图案14d，例如字母“C”，在朝向观察者倾斜的情况下显现。图案14b-14d在每种情况下仅在特定的窄角度范围内可见。在每种情况下，在向左或向右枢转的情况下，仅第一图案14a是可见的。第一和第二体积全息图可以在同一个体积全息图层中形成，但是优选在两个不同的体积全息图层中形成。

图49显示了形成有安全元件1的文件18的第十六实施例。

具有第一图案14a的第一体积全息图形成为具有颜色F1和颜色F2的双色体积全息图。同样，第一体积全息图在几乎所有观察角度下都是可见的，即在倾斜的情况下、在枢转的情况下以及在中心位置的情况下都是可见的。具有第二图案14b的第二体积全息图同样形成为具有颜色F3和颜色F4的双色体积全息图。同样，第二体积全息图仅在特定角度范围内或几个离散角度范围内是可见的。在图49中描述了这样的情况，其中第二体积全息图仅在中心位置是可见的。第二图案14b可以是单个图像或无限图案。在图49所示的实施例中，第二图案14b形成为单个图像。第一和第二体积全息图可以在同一个体积全息图层中形成，但是优选在两个不同的体积全息图层中形成。

图50显示了形成有安全元件1的文件18的第十七实施例。

具有第一图案14a和颜色F1的第一体积全息图和具有第二图案14b和颜色F2的第二体积全息图在几乎所有观察角度下都是可见的，即在文件18倾斜的情况下、枢转的情况下以及中心位置都是可见的。优选地，对于第一和第二体积全息图，采用上述透镜效应，即大的单独透镜结构或者小透镜结构的重复图案或这种自由曲面的其他光学效应，其在视觉上产生凹凸效应，因为这些结构几乎从所有观察方向观察都是可见的。第一和第二体积全息图可以在同一个体积全息图层中形成，但是优选在两个不同的体积全息图层中形成。

图51显示了形成有安全元件1的文件的第十八实施例。

具有第一图案14a和颜色F1的第一体积全息图仅在文件18绕其横轴向左枢转时可见。第一图案14a形成为具有字母“K”的单个图像。具有第二图案14b和颜色F2的第二体积全息图仅在文件18向右枢转时可见。第二图案14b形成为具有数字“100”的无限设计。两个图案14a和14b在每种情况下仅在特定的窄角度范围内可见。颜色F1和F2可以不同或相同。第一和第二体积全息图可以在同一个体积全息图层中形成，但是优选在两个不同的体积全息图层中形成。

图52显示了形成有安全元件1的文件的第十九实施例。文件18形成为类似于图51中描述的文件，不同之处在于第一图案14a形成为具有字母“K”的无限设计。第一和第二体积全息图可以在同一个体积全息图层中形成，但是优选在两个不同的体积全息图层中形成。

图53显示了形成有安全元件1的文件的第二十实施例。文件18形成为类似于图51中描述的文件，不同之处在于第一图案14a和第二图案14b都形成为单个图像。第一和第二体积全息图可以在同一个体积全息图层中形成，但是优选在两个不同的体积全息图层中形成。

图54显示了形成有安全元件1的文件的第二十一实施例。文件18形成为类似于图51中描述的文件，不同之处在于当在中心位置观察文件18时，图案14a和14b同时可见。在此，体积全息图的颜色F1和F2优选为不同的颜色。第一和第二体积全息图可以在同一个体积全息图层中形成，但是优选在两个不同的体积全息图层中形成。

图55显示了形成有安全元件1的文件的第二十二实施例。文件18形成为类似于图54中描述的文件，不同之处在于第一图案14a不是作为单个图像而是作为无限设计形成。

图56显示了形成有安全元件1的文件的第二十三实施例。文件18形成为类似于图54中描述的文件，不同之处在于图案14a和14b均形成为单个图像。

图57显示了形成有安全元件1的文件的第二十四实施例。

文件18形成为类似于图51中所示的文件，区别在于当在横向位置垂直观察文件18时第一图案14a是可见的，并且当垂直观察文件18并且文件18旋转特定角度(例如图57中的旋转90°)到直立位置时第二图案14b是可见的。两个图案14a和14b在每种情况下仅在约20°的相对窄的旋转角度范围内可见，结果实现了图案的清晰分离。第一和第二图案可以在同一个体积全息图层中形成，但是优选在两个不同的体积全息图层中形成。

图58显示了形成有安全元件1的文件的第二十五实施例。

文件18形成为类似于图57中描述的文件，不同之处在于第一图案14a不是作为单个图像而是作为无限设计形成。

图59显示了形成有安全元件1的文件的第二十六实施例。

文件18形成为类似于图57中描述的文件，不同之处在于第一图案14a和第二图案14b都形成为单个图像。

图60显示了形成有安全元件1的文件的第二十七实施例。

文件18形成为类似于图57中所示的文件，区别在于当在第一横向位置垂直观察文件18时第一图案14a是可见的，并且在垂直观察且旋转180°到第二横向位置的情况下第二图案14b是可见的。两个图案14a和14b在每种情况下仅在约20°的相对窄的旋转角度范围内可见，结果实现了图案的清晰分离。第一和第二图案可以在同一个体积全息图层中形成，但是优选在两个不同的体积全息图层中形成。

图61显示了形成有安全元件1的文件的第二十八实施例。

文件18形成为类似于图60中描述的文件，不同之处在于第一图案14a不是作为单个图像而是作为无限设计形成。

图62显示了形成有安全元件1的文件的第二十九实施例。

文件18形成为类似于图61中描述的文件，不同之处在于第一图案14a和第二图案14b都形成为单个图像。

附图标记列表

________________

1,1‘ 安全元件

1f 体积全息膜

2 装置

3a 第一制造工位

3b 第二制造工位

4a 第三制造工位

4b 第四制造工位

5 第五制造工位

6 第六制造工位

7 光源

7l 激光束

8 观察者

9 体积全息图母版

11 载体膜

12 光聚合物层

12f 光聚合物膜

13a 第一体积全息图层

13b 第二体积全息图层

13c 第三体积全息图层

14a 第一图案

14b 第二图案

15 背景层

15a 吸收层

15d 薄膜元件

15f 颜色层

15fl 荧光层

15m 掩模层

15o 光学可变颜色层

15p 磷光层

15s 微结构层

16 粘合剂层

17 中间层

17a 第一中间层

17b 第二中间层

17c 第三中间层

17d 第四中间层

17s 保护层

17t 脱离层

18 文件

18f 窗口

19a 间隔层

19ra 第一反射层

19rb 第二反射层

20 金属层

21a 第一过滤层

21b 第二过滤层

21c 第三过滤层

21d 第四过滤层

22 HRI层

31 供应辊

32 卷取辊

41 涂覆装置

41a 第一涂覆装置

41b 第二涂覆装置

41v 供应辊

41w 压力辊

42 曝光装置

42a 第一曝光工位

42b 第二曝光工位

42la 第一激光器

42lb 第二激光器

42ma 第一光学器件和第一调制器

42mb 第二光学器件和第二调制器

42u 紫外光源

42w 曝光辊

43 固化装置

43a 第一固化装置

43b 第二固化装置

91ba 第一闪耀光栅

91bb 第二闪耀光栅

91m 无光泽结构

a_l 纵轴

a_q 横轴

A,B,C 体积全息图

Bs 光谱带宽

F1-Fn 颜色

I 强度

d 距离

v 进给方向

α 观察角

β 入射角

γ 反射角

Δγ 反射角公差范围

Λ 波长

λ1 第一波长

λ2 第二波长

λ3 第三波长

λP 峰值波长

Claims (39)

1.一种形成具有安全元件(1)的体积全息膜(1f)的方法，所述安全元件(1)形成为体积全息膜(1f)的转移部分，其中体积全息膜(1f)具有n个彼此叠置的体积全息图层(13)，其特征在于，以辊到辊方法进行体积全息膜(1f)的生产，所述辊到辊方法具有以下方法步骤：

a)从供应辊(31)提供载体膜(11)；

b)将第i个光聚合物层(12)施加到载体膜(11)上；

c)在光聚合物层(12)中形成第i个体积全息图；

d)通过使第i个光聚合物层(12)固化而形成第i个体积全息图层(13i)；

e)重复方法步骤b)至d)n-1次。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在方法步骤b)中，通过压制光聚合物膜(12f)来施加光聚合物层(12)，其中光聚合物膜(12f)被设置在供应辊(41v)上。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在方法步骤b)中，通过印刷、喷涂或浇注将光聚合物层(12)施加在整个表面或部分表面上。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在方法步骤c)中，通过激光曝光形成第i个体积全息图。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在方法步骤c)和方法步骤d)之间使第i个光聚合物层(12)预固化，并最终在方法步骤d)中固化。

6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将背景层(15)施加到第n个体积全息图层上。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，将粘合剂层(16)施加到背景层(15)上。

8.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，将粘合剂层(16)施加到第n个体积全息图层上。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将体积全息膜(1f)卷绕到卷取辊(32)上。

10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了将体积全息膜(1f)形成为转移膜，在方法步骤b)之前进行以下另外的方法步骤：

-施加分离层(17t)；

-施加保护层(17s)。

11.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，为了将体积全息膜(1f)形成为层压膜，在方法步骤b)之前进行以下另外的方法步骤：

-施加粘合促进层。

12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在方法步骤b)之后将中间层(17)施加到光聚合物层(12)上。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，中间层(17)形成为阻挡层或粘合促进层。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，中间层(17)形成为装饰层。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，中间层(17)形成为部分反射层。

16.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在方法步骤b)之前还包括以下方法步骤：

-将第一和第二中间层(17a,17b)施加到载体膜(11)上，其中第二中间层(17b)形成为复制层；

-将微结构模制到第二中间层(17b)中；

-将金属层(20)施加到微结构上；

-施加第三中间层(17c)。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，微结构形成为闪耀光栅，线性或交叉正弦光栅，或各向同性或各向异性的无光泽结构。

18.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，背景层(15)具有由颜色恒定的颜料或着色剂制备的颜色层(15f)。

19.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，背景层(15)具有光学可变颜色层(15o)。

20.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，背景层(15)具有薄膜元件(15d)。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，薄膜元件(15d)具有半透明的第一反射层(19ra)、高反射的第二反射层(19rb)和设置在第一反射层(19ra)和第二反射层(19rb)之间的透明间隔层(19a)。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，形成的间隔层(19a)的厚度在100nm到1000nm的范围内。

23.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，背景层(15)具有掩模层(15m)。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，掩模层(15m)形成为金属层(20)，所述金属层(20)形成在整个表面上，或者形成在被中间层(17d)覆盖的区域中。

25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，掩模层(15m)具有颜色层(15f)、第一中间层(17d)、金属层(20)和任选的第二中间层(17e)，所述颜色层(15f)形成在区域中。

26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，第一中间层(17d)形成为复制层，表面微结构被模制到第一中间层(17d)中，并且金属层(20)被施加到表面微结构上。

27.如权利要求25或26所述的方法，其特征在于，金属层(20)由铝、铜、金、银、铬、锡或这些材料的合金形成。

28.如权利要求24-27中任一项所述的方法，其特征在于，形成的金属层(20)的厚度在0.1nm至1000nm的范围内，优选在5nm至100nm的范围内。

29.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，背景层(15)具有吸收层(15a)。

30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，吸收层(15a)形成为介电过滤器。

31.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，背景层(15)具有荧光层(15fl)。

32.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，背景层(15)具有磷光层(15p)。

33.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，背景层(15)具有微结构层(15s)。

34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，微结构层(15s)形成为复制层，其中表面微结构被模制到复制层中，金属层(20)被施加到表面微结构上。

35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，将金属层(20)施加到区域中。

36.如权利要求34所述的方法，其特征在于，微结构层(15s)形成为复制层，其中表面微结构被模制到复制层中，具有高折射率的HRI层(22)被施加到表面微结构上。

37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，表面微结构形成为线性或交叉的正弦光栅，不对称的闪耀光栅，各向同性或各向异性的无光泽结构或表面全息图。

38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，表面微结构的周期在0.2μm至10μm的范围内，优选在0.5μm至2.0μm的范围内，深度在30nm至5000nm的范围内，优选在100nm至300nm的范围内。

39.安全文件(18)，其特征在于，所述安全文件(18)具有安全元件(1)，所述安全元件(1)从根据前述权利要求中任一项的体积全息膜(1f)转移到安全文件(18)。