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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese Offenbarung betrifft beschichtete bandförmige Substrate mit variablem optischen Reflexionsverhalten. Insbesondere betrifft sie Substrate mit Beschichtungen, die auftreffendes Licht nach dem Fabry-Perot-Prinzip reflektieren, wobei durch Ausgestaltung der Beschichtung von Substraten ein örtlich farbvariierendes Reflexionsverhalten erzielt wird. Zudem betrifft sie Beschichtungsanlagen, sowie deren Steuerungssoftware, für derartige Substrate.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Vorrichtungen zum kontinuierlichen Beschichten eines bandförmigen Substrates im Vakuum, insbesondere zum Herstellen von Beschichtungsmustern auf dem Substrat sind bekannt. Eine bekannte Ausführung betrifft eine Vorrichtung mit einer Druckwalze und einer Gegendruckwalze, zwischen denen das Substrat geführt wird, wobei in einer Arbeitsstellung die Druck- und die Gegendruckwalze miteinander in Wirkverbindung stehen, bei der ein Beschichtungs- oder ein Trennmittel über die Druckwalze auf das Substrat übertragen wird. Vorrichtungen dieser Art werden insbesondere in Bandbeschichtungsanlagen zum kontinuierlichen Bedampfen oder Besputtern von Folienbändern- und -bahnen im Vakuum angewendet. In speziellen Ausführungen dienen sie beispielsweise zur Herstellung von Beschichtungsmustern auf dem bandförmigen Substrat, die in Längsstreifen oder über die gesamte Beschichtungsbreite des zu beschichtenden Substrates ausgebildet werden. Diese Beschichtungsmuster, auch Pattern-Strukturen genannt, weisen partiell beschichtungsfreie Partien auf, die durch verschiedenartige Beschichtungsmasken realisiert werden können. Bei der Maskierung durch Pattern, einer speziellen Ölabdecktechnik, werden in Anwendung dieser Technik auf die Bandbeschichtungstechnik vor dem Aufbringen des Beschichtungsmaterials auf das Substrat die beschichtungsfreien Partien mittels eines Trennmittels, meist Öl, auf dem Substrat abgedeckt. Es ist aus dem Stand der Technik, wie z.B. aus der
DE 197 32 929 A1 , der
DE 43 10 085 A1 und der
DE 41 00 643 C1 bekannt, das bandförmige Substrat, z.B. eine Folienbahn, zwischen einer Druckwalze und einer Gegendruckwalze durchzuführen, wobei die Druckwalze hervorstehende Musterelemente aufweist, die mit einem Ölfilm benetzt sind, so dass beim Abrollen der Druckwalze ein Ölmuster auf dem bandförmigen Substrat aufgetragen wird. Das ölbemusterte Band wird anschließend besputtert oder beschichtet, wobei sich das z.B. metallische Beschichtungsmaterial auf den ölfreien Partien des Substrates als eine Metallschicht niederschlägt und die maskierten Bereiche gegen das kondensierende Metall geschützt sind, so dass sich im Ergebnis ein trennscharfes Metallisierungsmuster auf dem Substrat ergibt. In dieser Weise werden beispielsweise Kondensatorfolien hergestellt. Dabei wird grundsätzlich zwischen nach der Beschichtung metall- bzw. beschichtungsfreien und metallisierten Regionen unterschieden, das heißt das Verfahren arbeitet nach einem binären Prinzip mit den Zuständen „Region beschichtet“ und „Region unbeschichtet“, je nach dem Status der Region unmittelbar vor der Metallfilm-Beschichtung als „mit Öl beschichtet“ oder „nicht mit Öl beschichtet“.
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Bekannt sind ferner beschichtete Substrate, die nach dem bekannten Fabry-Perot-Prinzip einfallendes Licht reflektieren. Ein auf das fertig beschichtete Substrat einfallender Lichtstrahl wird dabei zu einem Teil an einer, weiter entfernt vom Substratträger gelegenen, teilweise lichtdurchlässigen Metallschicht reflektiert, während ein weiterer Teil an einer weitgehend vollreflektierenden zweiten Fläche gespiegelt wird, die näher am Substratträger gelegen ist. Zwischen den beiden reflektierenden bzw. Metall-Schichten befindet sich typischerweise eine transparente Zwischenschicht aus einem organischen Material, wie etwa einem transparenten Kunststoff. Dieses Prinzip ist seit langem bekannt und wird etwa zur Herstellung von monochromatischen Filterplatten verwendet (so genannte Fabry-Perot-Interferenzfilter). Das Grundprinzip eines Fabry-Perot-Interferenzfilters mit einem unter einem Einfallswinkel einfallenden Lichtstrahl sowie dem Strahlengang des transmittierten Lichts (T1, T2) und reflektiertem Licht (R1, R2) ist in 1 gezeigt, zusammen mit der mathematischen Grundlage des Wirkprinzips. In 2 ist zur weiteren Illustration des Prinzips ein beispielhaftes Fabry-Perot-Filter gezeigt, dessen Distanz zwischen den reflektierenden Platten mittels einer Kurbel verändert werden kann.
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Bekannt ist ferner ein Verfahren, bei welchem auf transparenten Kunststoff-Folien mehrere sich abwechselnde Schichten transparenter Materialien mit hohem und niedrigem Brechungsindex aufgedampft werden, z. B. abwechselnde Zinksulfid-Magnesiumfluorid-Schichten bzw. Schichten aus Titanoxid und Siliziumoxid. Damit kann ebenfalls ein Fabry-Perot-Interferenzfilter hergestellt werden.
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In der
DE4017220 A1 wird vorgeschlagen, unter Nutzung des Fabry-Perot-Effekts Folien mit einer mehrfarbig erscheinenden Beschichtung in einem kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Verfahren von Rolle zu Rolle herzustellen. Im Gegensatz zu dem oben erwähnten Fabry-Perot-Interferenz-Filter, bei welchem die transparente Zwischenschicht durch Aufdampfung eines transparenten organischen Materials hergestellt wird, wird gemäß dieser Schrift die transparente Zwischenschicht durch Aufbringen einer Lackschicht nach allgemein bekannten Methoden, wie z. B. dem Tiefdruckverfahren oder dem Offset-Druck nach der erfolgten ersten, vollreflektierenden Metallisierung kontinuierlich aufgebracht. Dabei sollen keine Sonderanlagen für die Aufbringung der transparenten Zwischenschicht notwendig sein. Dabei wird auch eine in ihrer Dicke örtlich möglichst stufenlos variierbare Dicke der transparenten Zwischenschicht beschrieben. Durch die Wahl entsprechender Gravurwalzen, welche örtlich verschiedene Dicken eines transparenten Lackes auftragen oder aufdrucken können, soll so die Aufbringung eines vielfarbig erscheinenden Bilds – das erst nach Aufbringen der zweiten Metallisierung durch den Fabry-Perot-Effekt erscheint – in einem Auftragsgang möglich sein. Damit soll die Herstellung von vielfarbigen Mustern auf transparentem Kunststoff möglich sein, etwa durch Wahl von speziellen Linienmustern mit sich sehr stark örtlich ändernden Auftragsdicken der transparenten Lackschicht. Dies wird zur Verwendung etwa als mehrfarbig reflektierende Kunststofffolie vorgeschlagen, welche sich als manipuliersichere Außenverpackung für Medikamente, Nahrungsmittel und andere vor Nachahmung zu schützende Produkte eigne. Die zweifache Metallisierung mit der dazwischen liegenden dünnen Lackschicht führe dabei auch zu einer Verbesserung der Gasdurchlässigkeitswerte von Verpackungsfolien.
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Als Beispiel wird in der oben genannten Schrift eine Kunststofffolie einer typischen Dicke von 8 bis 100 µm genannt, welche eine Polyesterfolie, eine Polypropylenfolie oder eine Polycarbonatfolie sein kann, die im Vakuum Rolle zu Rolle mit einer Metallschicht von 25 bis 75 Prozent Lichtdurchlässigkeit beschichtet wird. Danach wird diese Folie auf der metallisierten Seite mit einer transparenten Lackschicht auf einer Beschichtungsmaschine bedruckt. Durch Wahl entsprechender Gravurwalzen wird dabei die Lackdicke örtlich variiert. Es sollen damit beliebige Strukturen auftragbar sein. Die Lackdicke wird dabei so gewählt, dass die trockene Schicht im Bereich von 120 bis 2000 Nanometer liegt. Danach erfolgt eine Beschichtung der lackierten Seite im Vakuum mit einer weiteren Metallschicht mit einer Lichtdurchlässigkeit von weniger als 10 Prozent, die die obere Spiegelschicht der Fabry-Perot-Anordnung darstellt.
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Ferner wird in der
US 2006/285184A ein Mehrschicht-Dünnfilmfilter offenbart, der z.B. als Sicherheitsmerkmal in Geldscheinen und Dokumenten verwendbar sein soll. Dabei wird als Zwischenschicht in einer auf einem Substrat bzw Dokument aufgebrachten Fabry-Perot-Struktur eine dielektrische Zwischenschicht aus organischem Material genannt. Diese dielektrische Zwischenschicht hat eingravierte bzw. eingestanzte Bereiche variabler Dicke, wobei die Dicke innerhalb eines Bereichs jeweils weitgehend gleich sein soll. Wie oben beschrieben, erzeugen dabei Regionen verschiedener Dicken durch die Interferenz nach dem Fabry-Perot-Prinzip auch unterschiedliche Farben (bei gleichem Einfallswinkel von Licht gleicher Farbe bzw. Wellenlänge). Vorgeschlagen wird, dass in eine Fläche einheitlicher Dicke ein kleiner Bereich bzw sehr dünne Linienbereiche anderer Dicke eingebettet sind. Diese sind so klein bzw dünn, dass sie vom menschlichen Auge nicht erkannt werden können bzw. unter der Auflösungsgrenze des Auges liegen. Erst ab etwa einer zehnfachen Vergrößerung, etwa unter einem Mikroskop oder starken Lupe, seien diese Bereiche als andersfarbig zu erkennen. Dadurch würden sich die vorgeschlagenen Farbmarkierungen gut als Sicherheitsmerkmal für Dokumente, Geldscheine etc eignen.
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Die beschriebenen Verfahren zur Herstellung farbvariierender Fabry-Perot-Strukturen lassen Raum für Verbesserungen. So sind sowohl das Verfahren des mechanischen Lack-Gravierens als auch das Verfahren des Aufdruckens der transparenten Zwischenschicht in Bezug auf die erzielbare Genauigkeit der Schichtdicke, bzw. insbesondere der Uniformität der Dicke über größere Flächen verbesserungsfähig. Dies ist insbesondere deshalb relevant, da das menschliche Auge für Farbänderungen sehr sensibel ist, das heißt geringe Inhomogenitäten der Schichtdicke der transparenten Zwischenschicht, die durch den Fabry-Perot-Effekt in Wellenlängen- bzw. Farbveränderungen des reflektierten Lichts resultieren, werden vom Auge bereits ab kleinen Veränderungen erkannt. Wenn etwa der praktische Anwendungszweck der Fabry-Perot-Reflexionsschicht primär im gestalterischen oder Design-Bereich liegt, kann dies zu unerwünschten und inhomogenen, vom Betrachter bereits als fehlerhaft bzw. mangelbehaftet wahrgenommenen lokalen Farbveränderungen führen.
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Aus den genannten und anderen Gründen besteht daher Bedarf für die vorliegende Erfindung.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Im Hinblick auf das Vorgenannte wird eine Folie gemäß Anspruch 1, eine Beschichtungsanlage gemäß Anspruch 8, und ein computerlesbares Medium gemäß Anspruch 10 vorgeschlagen.
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Ein erster Aspekt betrifft eine beschichtete Folie mit einem reflektierenden Fabry-Perot-Schichtensystem, das eine erste Metallschicht, eine transparente dielektrische Zwischenschicht, und eine zweite Metallschicht umfasst, wobei die transparente dielektrische Zwischenschicht ein anorganisches Material umfasst, und mindestens zwei bei der Herstellung definierte Bereiche unterschiedlicher Dicke aufweist, deren Dicken sich um mehr als 5 Prozent unterscheiden.
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Ein zweiter Aspekt betrifft eine Beschichtungsanlage für ein Substrat, die umfasst: eine Führungswalze, eine Druckwalze, ein Steuergerät, eine Ölbeschichtungseinrichtung, die ausgelegt ist, das Substrat mit Öl in einem vorgebbaren geometrischen Muster zu beschichten, eine Beschichtungseinrichtung für die Beschichtung des Substrats mit einem dielektrischen Material, prozessabwärts von der Ölbeschichtungseinrichtung positioniert, wobei die Beschichtungsanlage ausgelegt ist, das Substrat mit dem dielektrischen Material in zwei verschiedenen Schichtdicken zu bedampfen.
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Ein weiterer Aspekt betrifft ein computerlesbares Medium mit darauf gespeicherten Instruktionen, die, wenn sie auf einem Prozessor einer Steueranlage einer Beschichtungsanlage ausgeführt werden, die Beschichtungsanlage dazu veranlassen, ein Substrat mit einem reflektierenden Fabry-Perot-Schichtensystem zu beschichten, das eine erste Metallschicht, eine transparente dielektrische Zwischenschicht, und eine zweite Metallschicht umfasst, wobei die transparente dielektrische Zwischenschicht ein anorganisches Material umfasst, und mindestens zwei bei der Herstellung definierte Bereiche unterschiedlicher Dicke aufweist, deren Dicken sich um mehr als 5 Prozent unterscheiden.
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Die in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden. Dabei können mehrere Ausführungsformen ausgewählt und miteinander kombiniert werden. Ebenso können alle Ausführungsformen unter Weglassen einzelner oder mehrerer spezifischer Merkmale derselben miteinander kombiniert werden.
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Weitere Merkmale, Aspekte und Details, die mit hier beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden können, werden in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Abbildungen offenbart.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Sie sind nicht als limitierend anzusehen. Die Elemente der Zeichnungen sind relativ zueinander und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechend ähnliche Teile.
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1 zeigt das Wirkungsprinzip eines Fabry-Perot-Interferenzfilters;
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2 zeigt ein illustratives Beispiel eines Fabry-Perot-Interferenzfilters;
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3 zeigt schematisch einen Querschnitt einer Folie gemäß Ausführungsbeispielen;
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4 zeigt schematisch einen Querschnitt einer Folie gemäß Ausführungsbeispielen;
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5 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine Beschichtungsanlage gemäß Ausführungsbeispielen;
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6 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Beschichtungsanlage gemäß Ausführungsbeispielen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ausführungsbeispiele betreffen generell eine Folie, die ein Kunststoff-Substrat, Metallsubstrat, oder Verbundsubstrat und ein darauf als Beschichtung aufgebrachtes reflektierendes Fabry-Perot-Schichtensystem umfasst. Das Schichtensystem umfasst eine erste Metallschicht, eine transparente dielektrische Zwischenschicht, und eine zweite Metallschicht. Die transparente dielektrische Zwischenschicht weist typischerweise ein anorganisches Material auf. Bei der Herstellung der Folie gemäß Ausführungsformen werden Bereiche unterschiedlicher Schichtdicke als geometrisches Muster definiert, deren Schichtdicken sich um mindestens 5 Prozent unterscheiden. Diese Bereiche treten bei Betrachtung der Folie durch einen Betrachter durch den Fabry-Perot-Effekt als unterschiedliche Farben hervor, was die Folie etwa für Zwecke des Produkt-Designs oder als schwer zu fälschendes Sicherheitsmerkmal geeignet macht.
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Im Folgenden wird nur beispielhaft hauptsächlich ein Kunststoff-Substrat verwendet und beschrieben, dies ist jedoch nicht einschränkend zu sehen.
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In Ausführungsbeispielen werden die Bereiche unterschiedlicher Schichtdicke durch Aufbringen eines entsprechend einem gewünschten Muster/einer Struktur ausgelegten Ölfilms vor der Beschichtung mit der transparenten dielektrischen Zwischenschicht erzielt – sobald mit der Beschichtung begonnen wird, beginnt der Ölfilm durch die auftreffenden Moleküle des dielektrischen Materials ebenfalls zu verdampfen, so dass nach einer gewissen Zeit auch an zuvor ölbenetzten Stellen des Substrats dielektrisches Material aufgebracht wird. Zu diesem Zeitpunkt sind die anfangs ölfreien Stellen des Substrats jedoch bereits mit einer bestimmten Schichtdicke beschichtet. Somit gibt es am Ende des Beschichtungsprozesses Bereiche mit einheitlich höherer Schichtdicke – nämlich die anfangs ölfreien Bereiche – und Bereiche mit einheitlich geringerer aufgedampfter Schichtdicke, und zwar in Bereichen, die anfangs mit Öl benetzt waren. Je nach Wahl der Prozessparameter, insbesondere der Dicke des Ölfilms und der Beschichtungsintensität und -dauer, kann das Verhältnis der beiden unterschiedlichen Schichtdicken in einem weiten Bereich modifiziert werden. Die Aufbringung des Ölfilms auf das Kunststoffsubstrat über die Druckwalze geschieht typischerweise nach einem Verfahren wie dem Offset-Druck.
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Als geometrisches Muster sind dabei alle Arten von Mustern und Formen bis hin zu Bildern möglich, von einfachen Linien und geometrischen Basisformen wie Kreisen und n-Ecken über Buchstaben, verschiedenste Schrifttypen, bis hin zu Bildern, die etwa nach dem etwa aus dem Zeitungsdruck bekannten Rasterprinzip aufgebaut sein können, wodurch eine Art Graustufeneffekt erzielbar ist, der jedoch durch die durch den Fabry-Perot-Effekt auftretenden Farben modifiziert ist.
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In Ausführungsbeispielen kann auf die oben beschriebene Art nicht die dielektrische Zwischenschicht des Fabry-Perot-Schichtstapels, sondern die erste reflektierende Metallschicht dickenmodifiziert werden, die näher zum Substrat gelegen ist. Die danach aufgebrachte transparente dielektrische Zwischenschicht wird dann so aufgebracht, dass sie auf der Folie einen Film einheitlicher Dicke ergibt, so dass eine glatte Oberfläche entsteht. Im Effekt ist die optisch wirksame Dicke des Fabry-Perot-Schichtstapels dann ebenfalls wieder variabel wie im eingangs geschilderten Beispiel, allerdings durch die Bereiche unterschiedlicher Schichtdicke der ersten reflektierenden Metallschicht. Der erzielte Farbeffekt ist somit sehr ähnlich bzw. gleich wie im obigen Fall.
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3 zeigt eine Folie 100 gemäß Ausführungsbeispielen. Die Folie 100 umfasst ein Substrat und ein darauf als Beschichtung aufgebrachtes reflektierendes Fabry-Perot-Schichtensystem. Letzteres umfasst eine erste Metallschicht 2, eine transparente dielektrische Zwischenschicht 3, und eine zweite Metallschicht 4. Die transparente dielektrische Zwischenschicht weist typischerweise ein anorganisches Material auf. Sie weist mindestens zwei, bei der Herstellung der Folie 100 definierte Bereiche 6, 7 mit unterschiedlicher Schichtdicke auf. Deren Schichtdicken unterscheiden sich um mindestens 5 Prozent, typischer um mehr als 10, noch typischer mehr als 20 Prozent. Der konkrete Unterschied definiert die von den Bereichen unterschiedlicher Dicke verstärkten bzw. gedämpften Wellenlängen nach dem Prinzip des Fabry-Perot-Interferenzfilters. Das heißt, die Schichtdicken legen fest, was für einen Farbunterschied ein Betrachter zwischen den bei der Herstellung definierten Bereichen unterschiedlicher Dicke wahrnimmt. Auf diese Weise können optisch anspruchsvolle bzw. reizvolle Gestaltungen ermöglicht werden.
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Je nach dem, aus welcher Betrachtungsrichtung die Folie im späteren Gebrauch betrachtet werden soll – der Blick fällt auf das Fabry-Perot-Interferenzfilter durch das Substrat (unter Voraussetzung, dass das Substrat transparent gewählt ist), oder fällt auf das Filter vor dem Substrat – kann das Fabry-Perot-Schichtsystem zur Reflexion in Richtung des Substrats, oder in Richtung weg vom Substrat ausgelegt sein. Dies hängt davon ab, ob die erste Metallschicht eine höhere oder niedrigere Reflektivität als die zweite Metallschicht hat. Diese Zusammenhänge sind dem Fachmann wohlbekannt. Zusätzlich zu den beiden Metallschichten und der dielektrischen Zwischenschicht können in Ausführungsbeispielen auch weitere Schichten oder Zwischenschichten vorgesehen sein.
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Die Bereiche 6, 7 unterschiedlicher Schichtdicke sind bei gewünschter bzw. so konfigurierter Darstellung geometrischer Objekte oder Muster 10 typischerweise in viele Einzelbereiche unterteilt. Sie stellen zusammen ein vor bzw. bei der Fertigung definiertes geometrisches Muster 10 dar bzw. bilden es.
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Im Beispiel der 3 und 4 weist dabei die erste, näher am Kunststoff-Substrat gelegene Metallschicht 2 im sichtbaren Spektrum typischerweise eine Lichtdurchlässigkeit von weniger als etwa 20 Prozent auf (d.h. hat eine hohe Reflektivität von mehr als etwa 80 Prozent), und die zweite Metallschicht 4 weist typischerweise eine Lichtdurchlässigkeit von etwa 25 bis etwa 75 Prozent auf, typischer zwischen etwa 40 und etwa 60 Prozent, z.B. 50 Prozent. Die erste und/oder die zweite Metallschicht umfassen typischerweise mindestens eines von Aluminium, Chrom, Kupfer, Zinn, Silber, Gold, ein anderes Metall, oder eine Legierung der vorgenannten.
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Die transparente dielektrische Zwischenschicht 3 weist typischerweise Al2O3, SiO2, TiO2, Nb2O5, MgO, oder ein anderes dielektrisches Material auf. Das Material ist typischerweise zumindest für einen Teil des sichtbaren Wellenlängenspektrums transparent. In anderen Fällen, etwa bei Sicherheitsanwendungen, wäre auch ein Material möglich, dass im sichtbaren Bereich intransparent, und nur im Infrarot und/oder Ultraviolett transparent ist. Auf diese Weise können etwa Sicherheitsmerkmale in Dokumente, Geldscheine, Ausweise, etc., integriert werden, die für das Auge bei normalem Tages- oder Kunstlicht unsichtbar sind. Bei Bestrahlung mit Ultraviolett oder IR wird dann jedoch das bei der Herstellung definierte geometrische Muster oder Bild sichtbar. Gemäß Ausführungsbeispielen ist das transparente dielektrische Material typischerweise ein anorganisches Material, es sind jedoch auch organische Materialien möglich.
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In Ausführungsbeispielen weist die transparente dielektrische Zwischenschicht 3 typischerweise Schichtdicken im Bereich von 120 bis 2000 Nanometer auf, es sind jedoch auch größere oder kleinere Schichtdicken möglich, insbesondere auch dann, wenn wie oben beschrieben das Muster nur bei IR- oder UV-Bestrahlung sichtbar sein soll. Das Substrat 1 der Folie, auf das das Fabry-Perot-Schichtsystem aufgebracht ist, umfasst typischerweise mindestens eines von PVC, Polyester, Polypropylen, Polyethylen, Nylon, Polyimid oder Polycarbonat, oder ein Metall, oder einen Verbundwerkstoff.
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5 zeigt eine Beschichtungsanlage 20, gemäß Ausführungsformen, für Substrate. Die Beschichtungsanlage 20 umfasst mindestens eine Druckwalze 12 und eine Gegendruckwalze 13, zwischen denen das Substrat 1 läuft. Ein Steuergerät 20 (nicht gezeigt) ist dazu ausgelegt, eine Ölbeschichtungseinrichtung 28 so anzusteuern, dass ein Kunststoff-Substrat 1 mit Öl mittels der Druckwalze 12 in einem vorgegebenen geometrischen Muster 10 beschichtet werden kann, wie bereits weiter oben detailliert beschrieben. Die Beschichtungseinrichtung 30 für die Beschichtung des Substrats mit einem dielektrischen Material ist prozessabwärts von der Ölbeschichtungseinrichtung 28 positioniert. Die Steuereinrichtung ist dabei so ausgelegt, dass die Beschichtungsanlage 30 im Zusammenspiel mit der Ölbeschichtungseinrichtung 28 benutzt werden kann, um das Substrat mit dem dielektrischen Material in zwei verschiedenen Schichtdicken zu beschichten, um Bereiche unterschiedlicher Dicke 6, 7 zu erhalten. Dabei wird ein aufgebrachter Ölfilm so dimensioniert, dass er nach Beschichtung mit dem dielektrischen Material für die dielektrische Zwischenschicht nach einer gewissen Zeit durch den Materialauftrag verdampft ist. Die vorher ölbedeckte Fläche ist dann frei, so dass auch dort Material aufgebracht wird, wobei die bereits zu anfangs unbedeckten Bereiche bereits eine gewisse Dicke haben, aber dann auch weiter mitbeschichtet werden. Folglich ergeben sich insgesamt Bereiche niedrigerer und größerer Dicke. Diese legen dann, wie bereits beschrieben, nach der Beschichtung mit der zweiten reflektierenden Metallschicht 4 die lokal unterschiedlichen optischen Reflexionseigenschaften des Fabry-Perot-Schichtstapels fest. Die zwei Bereiche verschiedener Schichtdicke werden somit durch Auslegung bzw Steuerung der Beschichtungsanlage so produziert, dass bei der Beschichtung auf nicht mit Öl beschichteten Stellen der Folie von Beginn des Beschichtungsvorgangs an dielektrisches Material aufgebracht wird, und mit einem Zeitversatz nach Verdampfen des Öls von den ölbeschichteten Stellen auch diese mit dielektrischem Material beschichtet werden, so dass zufolge dem geometrischen Muster 10 des zuvor aufgebrachten Öls Bereiche geringerer und höherer Schichtdicke entstehen.
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Die Beschichtung mit den Metallschichten und der dielektrischen Zwischenschicht kann in Ausführungsbeispielen durch Elektronenstrahl-Verdampfung des jeweiligen Materials in einem Tiegel erfolgen, oder je nach Material auch durch bloßes thermisches Heizen des Tiegels, etwa durch Induktionsheizung. Prinzipiell können alle dem Fachmann bekannten Verfahren für die Aufbringung der drei Schichten verwendet werden, wobei das Verfahren für die Aufbringung der unterschiedlichen Schichtdicken mittels des Ölfilms mit dieser Technologie kombinierbar sein muss. Wenn das Material für die dielektrische Zwischenschicht Al2O3 ist, kann auch reiner Al-Dampf verwendet werden, der während der Beschichtung mit Sauerstoff zur Reaktion zu Al2O3 gebracht wird. Prinzipiell kann in Ausführungsbeispielen für das Aufbringen der drei Schichten jede jeweils geeignete Abscheidetechnik verwendet werden, etwa Aufdampfen (per Elektronenstrahl, Induktion, oder Bootverdampfung) oder etwa auch Sputtern oder PECVD. Die Wahl der Technik hängt dabei im Wesentlichen von den Materialien und den erreichbaren Abscheideraten ab. So kann z.B. für die relativ dicke dielektrische Zwischenschicht ein Elektronenstrahlprozess verwendet werden, der eine hohe Aufbringungsrate hat, während eine der Schichten, die im nicht-limitierenden Beispiel nur etwa 10–15 nm dick ist, im gleichen Durchlauf durch einen Sputterprozess abgeschieden wird. Beim Elektronenstrahlverdampfen kann dann entweder das Dielektrikum direkt verdampft werden, wie das z.B. beim SiO2 praktiziert werden kann. Alternativ kann reaktiv verdampft werden, z.B. bei Al2O3. Prinzipiell könnte auch Al2O3 direkt abgeschieden werden, wobei jedoch in der Regel nur kleinere Raten erzielbar sind.
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Die Beschichtungsanlage 20 wird von einem Steuergerät 23 angesteuert, das die verschiedenen Prozessschritte initiiert und kontrolliert, und Umgebungsparameter wie Temperatur überwacht, etc. Insbesondere weist dieses Steuergerät 23 einen Computer oder Mikrocontroller auf, der mittels Software in Form von Instruktionen gesteuert wird. Diese Software ist auch dazu ausgelegt, die Ölbeschichtungseinheit gemäß dem oben beschriebenen Verfahren zur Erzielung zweier verschiedener Schichtdicken zu steuern. Diese Software ist typischerweise auf einem computerlesbaren Medium bereitgestellt, mit darauf gespeicherten Instruktionen, die, wenn sie auf einem Prozessor einer Steueranlage einer Beschichtungsanlage ausgeführt werden, die Beschichtungsanlage dazu veranlassen, eine Folie gemäß den Verfahren gemäß Ausführungsbeispielen zu produzieren.
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Während das Vorangehende auf Ausführungsformen der Erfindung gerichtet ist, können andere und weitere Ausführungsformen der Erfindung durch Kombinationen der beschriebenen aufgestellt werden, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, der durch die nachfolgenden Ansprüche bestimmt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19732929 A1 [0002]
- DE 4310085 A1 [0002]
- DE 4100643 C1 [0002]
- DE 4017220 A1 [0005]
- US 2006/285184 A [0007]
