EP4701863A1 - Composants optiques de sécurité, fabrication de tels composants et objets sécurisés équipés de tels composants - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un composant optique de sécurité (101) comprenant une première couche (113), au moins une première structure diffractive (S) gravée sur ladite première couche, une deuxième couche (114) réflective recouvrant au moins en partie ladite première structure diffractive. Ladite première structure diffractive est constituée d'un ensemble d'éléments optiques (OE_i) adjacents les uns aux autres. Chaque élément optique présente une dimension maximale inférieure à environ 300 μm et comprend une microstructure (M_i) modulée par un réseau de diffraction sub longueur d'onde (G_i). Chaque microstructure est configurée pour dévier un faisceau lumineux incident et est sensiblement invariante par rotation azimutale d'angle inférieur à 90° autour d'un premier axe. Le réseau de diffraction est sensiblement invariant par rotation azimutale d'angle inférieur à 90° autour d'un deuxième axe sensiblement confondu avec le premier axe et est configuré pour produire, après dépôt de la deuxième couche, un effet coloré.

Description

Composants optiques de sécurité, fabrication de tels composants et objets sécurisés équipés de tels composants

Domaine technique de l'invention

La présente description concerne le domaine du marquage de sécurité. Plus particulièrement, elle se rapporte à des composants optiques de sécurité pour vérifier l’authenticité d’un objet, par exemple un produit ou un document de valeur, par exemple un document d’identité ou un billet de banque, à un procédé de fabrication d’un tel composant et à un objet sécurisé équipé d’un tel document. Notamment, la présente description se rapporte à des composants optiques de sécurité pour vérifier l’authenticité d’un objet à l’œil nu ou au moyen d’un dispositif optique d’imagerie.

État de la technique

On connaît de nombreuses technologies pour l’authentification de documents ou de produits, et notamment pour la sécurisation de documents tels que des documents de valeur, des documents de type billets de banque, passeports ou autres documents d’identification. Ces technologies visent à la production de composants optiques de sécurité dont les effets optiques en fonction des paramètres d’observation (orientation du composant par rapport à l’axe d’observation, position et dimensions de la source lumineuse, etc.) prennent des configurations très caractéristiques et vérifiables. Le but général de ces composants optiques est de fournir des effets optiques nouveaux et différenciés, à partir de configurations physiques difficilement reproductibles. Parmi ces composants, on appelle DOVID pour "Diffractive Optical Variable Image Device", les composants optiques produisant des images diffractives et variables que l'on appelle communément les hologrammes.

On s’intéresse dans la présente description à des composants optiques de sécurité présentant des effets optiques colorés remarquables en réflexion ainsi qu’à des composants optiques de sécurité présentant des effets optiques colorés remarquables à la fois en réflexion et en transmission.

Le contrôle en transmission est notamment utilisé dans les documents de valeur, par exemple les billets de banque présentant à cette fin une zone évidée et/ou partiellement transparente ou les passeports dont une page des données relatives au porteur est pourvue d’une fenêtre transparente. Le composant optique de sécurité peut se présenter par exemple sous forme d’un fil de sécurité, d’une piste de sécurité, ou d’un « patch », destiné à être en vue de dessus, au moins partiellement superposé sur la zone de transparence, et pouvant se positionner en surface ou dans l’épaisseur du document.

On connaît par exemple des composants optiques de sécurité observables en réflexion et en transmission, qui mettent enjeu des mécanismes de résonance dans une couche en matériau diélectrique. De tels composants optiques de sécurité sont décrits par exemple dans la demande de brevet EP 2264491 [Réf. 1] ou dans l’article de M.T. Gale et al. [Réf. 2] et sont connus sous le nom de filtres diffractifs à l’ordre zéro (ZOF) ou filtres résonants de modes guidés. Le mécanisme physique est basé sur une réflexion résonante d’un mode guidé dans la couche diélectrique, par exemple une couche de haut indice. Des effets colorés remarquables sont visibles en réflexion et en transmission. En particulier, lorsqu’ils sont éclairés par exemple avec une lumière polychromatique non polarisée, les filtres diffractifs à l’ordre zéro (ZOF) peuvent présenter des effets de couleur caractéristiques et différenciés lorsqu’ils subissent une rotation azimutale et sont donc clairement identifiables.

On connaît également des composants optiques de sécurité à résonance plasmonique qui présentent, en réflexion ou en transmission, des effets optiques colorés remarquables. La demande de brevet publiée W02013060817 [Réf. 3] décrit par exemple un composant optique de sécurité destiné à être observé dans le visible, en réflexion directe. Le composant optique de sécurité décrit dans [Réf. 3] comprend une couche métallique continue formant avec une couche en matériau diélectrique une interface métal - diélectrique, la couche métallique présentant une épaisseur suffisante pour permettre la réflexion de la lumière incidente sur l’interface. La couche métallique est structurée au niveau de l’interface pour former, dans une première zone de couplage, deux ensembles d’ondulations qui s’étendent selon deux directions et forment un réseau de couplage à deux dimensions, de périodes sublongueur d’onde selon chacune des directions. Dans un tel composant optique de sécurité, on observe des effets de variation de couleur originaux et contrastés, notamment par rotation azimutale du composant. Ces effets remarquables peuvent s’expliquer par des effets de résonance plasmonique à l’interface métal-diélectrique, qui permettent la réalisation d’un filtre en réflexion coupe bande, variable en fonction des conditions d’observation.

La demande de brevet publiée WO2020229415 [réf. 4] décrit également un composant optique de sécurité destiné à être observé dans le visible, en réflexion directe. Dans cet exemple, une première couche en matériau diélectrique, une deuxième couche en matériau diélectrique et une couche métallique forment une double interface diélectrique-diélectrique- métal, comprenant une interface diélectrique-diélectrique et une interface diélectri que-métal, et structurée pour former un réseau de couplage à deux dimensions avec des périodes sublongueurs d’onde. Il en résulte une résonance plasmonique dans une première bande spectrale de résonance et une résonance plasmonique hybride, dans une deuxième bande spectrale de résonance différente de ladite première bande spectrale.

Les composants optiques de sécurité décrits dans les références précitées, mettant en œuvre des effets de résonance de modes guidés ou des effets de résonance plasmonique, sont des filtres colorés à l’ordre zéro c’est-à-dire qu’ils s’observent en réflexion directe.

A noter qu’il est connu également des composants optiques de sécurité à résonance plasmonique qui agissent comme des filtres colorés et présentent, en transmission, des effets optiques colorés remarquables. De tels composants sont décrits par exemple dans la demande de brevet US2010/0307705 [Réf. 5] ou dans la demande de brevet publiée WO2012136777 [Réf. 6],

Il est connu de générer à partir des filtres colorés ainsi décrits des effets visuels plus complexes, notamment des effets visuels dynamiques, afin de générer un contrôle d’authentification supplémentaire.

Ainsi, à titre d’exemple, la demande de brevet publiée WO2015154943 [Réf. 7] décrit un composant optique de sécurité comprenant une structure diffractive gravée sur une couche en matériau diélectrique. La structure présente un premier motif comprenant un bas-relief avec un premier ensemble de facettes dont les formes sont déterminées pour simuler une série d’éléments optiques cylindriques concaves ou convexes, visibles en réflexion. Le premier motif est modulé par un deuxième motif formant un réseau sub longueur d'onde et configuré pour générer, après dépôt d’une couche en matériau diélectrique et encapsulation de la structure, un filtre résonant de modes guidés (ZOF). Un tel composant optique de sécurité présente un effet visuel dynamique de bandes lumineuses de couleurs différentes et défilantes dans des directions opposées lorsqu’il subit une rotation en tilt autour d’un axe parallèle à l’une des directions principales des éléments cylindriques. Par ailleurs, des changements de couleur peuvent être observés lors d’une rotation azimutale du composant.

Ainsi, les mécanismes de résonance dans les composants optiques de sécurité, dont certains sont décrits à titre d’exemples dans les références précitées, sont connus pour les effets optiques remarquables qu’ils produisent. Ajouté au fait que de tels composants optiques de sécurité comprennent des structures difficilement reproductibles, il en résulte qu’ils constituent d’excellents candidats dans le domaine du marquage de sécurité.

La présente demande décrit un composant optique de sécurité qui met en œuvre également de tels mécanismes de résonance et dont la structure originale permet d’obtenir des effets visuels originaux par rapport à ceux connus de l’état de l’art, permettant une authentification encore plus sûre. Résumé de l’invention

Dans la présente description, le terme « comprendre » signifie la même chose que « inclure », « contenir », et est inclusif ou ouvert et n’exclut pas d’autres éléments non décrits ou représentés. En outre, dans la présente description, le terme « environ » ou « sensiblement » signifie la même chose que « présentant une marge inférieure et/ou supérieure à 10%, par exemple 5% », de la valeur respective.

Selon un premier aspect, l’invention concerne un composant optique de sécurité pour la sécurisation d’un objet, par exemple un document de valeur, par exemple un document d’identité ou un billet de banque.

Le composant optique de sécurité selon le premier aspect comprend: une première couche en matériau diélectrique, transparente dans le visible, présentant un premier indice de réfraction; au moins une première structure diffractive gravée sur ladite première couche ; et une deuxième couche, recouvrant au moins en partie ladite première structure diffractive, et présentant une bande spectrale de réflexion dans le visible ; et dans lequel : ladite première structure diffractive est constituée d’un ensemble d’éléments optiques adjacents les uns aux autres, chaque élément optique présentant une dimension maximale inférieure à environ 300 pm et comprenant une microstructure modulée par un réseau de diffraction sub longueur d’onde avec un ou plusieurs pas compris entre environ 150 nm et environ 500 nm, tels que : ladite microstructure est configurée pour dévier un faisceau lumineux incident et est sensiblement invariante par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un premier axe sensiblement perpendiculaire à un plan du composant; ledit-réseau de diffraction sub longueur d’onde est sensiblement invariant par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un deuxième axe sensiblement confondu avec ledit premier axe et est configuré pour produire, après dépôt de la deuxième couche, un effet coloré.

Dans la présente description, une couche transparente dans le visible est définie comme une couche présentant une transmission d’au moins 70%, de préférence au moins 80% pour une longueur d’onde comprise dans le visible, c’est-à-dire une longueur d’onde comprise entre environ 400 nm et environ 800 nm. Une couche ainsi transparente rend possible une observation à l’œil nu des couches situées sous la couche transparente.

Dans la présente description, ladite microstructure est sensiblement invariante par rotation azimutale d’angle donné inférieur à 90° autour d’un premier axe sensiblement perpendiculaire à un plan du composant ; cela signifie qu’une rotation de ladite microstructure autour dudit premier axe avec ledit angle génère une microstructure qui se superpose sensiblement à la microstructure avant rotation azimutale. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ledit angle est inférieur à environ 60°, avantageusement inférieur à environ 45°. Dans des exemples de réalisation, ladite microstructure est sensiblement à symétrie de révolution autour dudit premier axe, qui constitue un axe de symétrie.

De façon connue, dans le cas où un objet ou un système physique est invariant par toute rotation arbitraire d'un angle quelconque autour d'un axe, on parle de symétrie continue. Dans ce cas on dit simplement que le système admet un axe de symétrie, sans autre précision. Il existe aussi des objets ou des systèmes dans lequel il n'y a symétrie autour de l'axe que pour certaines valeurs de l'angle de rotation. Ce type de symétrie par rotation est dite discrète par opposition au cas précédent. Plus précisément, un axe de symétrie d'ordre n est tel que le système est invariant par toute rotation d'un angle 27t/n, avec n entier positif. Bien entendu, lorsqu’un objet ou structure physique est invariant par une rotation d'un angle 27t/n, il est invariant par rotation de tout angle multiple de 27t/n. Ainsi, dans la présente description, on pourra décrire de façon générale la microstructure comme une microstructure symétrique d’ordre n autour dudit premier axe, avec n supérieur ou égal à 4. Quand n est très grand, la microstructure se rapproche d’une microstructure à symétrie de révolution.

Dans la présente description, ledit réseau de diffraction est sensiblement invariant par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un deuxième axe sensiblement confondu avec ledit premier axe ; cela signifie qu’une rotation azimutale d’une projection dans le plan du composant dudit réseau de diffraction autour dudit deuxième axe, avec ledit angle, génère un réseau de diffraction qui se superpose sensiblement au réseau de diffraction avant rotation azimutale. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ledit angle est inférieur à environ 60°, avantageusement inférieur à environ 45°. Dans des exemples de réalisation, ledit réseau de diffraction est sensiblement à symétrie de révolution autour dudit deuxième axe.

Ainsi, comme expliqué précédemment, le réseau de diffraction peut être invariant par toute rotation arbitraire d'un angle quelconque autour dudit deuxième axe et le réseau est à symétrie de révolution autour dudit deuxième axe. Dans la présente description, on pourra décrire de façon générale le réseau de diffraction comme un réseau de diffraction symétrique d’ordre n autour dudit deuxième axe, avec n supérieur ou égal à 4, c’est-à-dire qu’une rotation azimutale d’une projection dans le plan du composant dudit réseau de diffraction autour dudit deuxième axe, avec un angle égal à 27t/n ou tout multiple de cet angle, génère un réseau de diffraction qui se superpose sensiblement au réseau de diffraction avant rotation azimutale. Le composant optique selon le premier aspect est remarquable notamment en ce qu’il permet de générer une texture (les éléments optiques sont chacun invisibles à l’œil nu) qui présente un effet optique coloré original, à savoir un effet coloré, par exemple un effet coloré variable avec un ou plusieurs mouvements de tilt, cet effet coloré étant conservé sous l’effet d’une rotation azimutale.

Pour une authentification à l’œil nu, on pourra ainsi observer une première couleur stable ou variable lors d’un mouvement de basculement (ou tilt) droite/gauche et/ou haut/bas et/ou une deuxième couleur stable ou variable lors d’un mouvement de basculement (ou tilt) droite/gauche et/ou haut/bas, mais quel que soit l’effet coloré observé lors d’un mouvement de basculement (ou tilt) droite/gauche et/ou haut/bas, ce même effet coloré sera observé après rotation azimutale. Cette conservation de l’effet coloré par rotation azimutale permet de faciliter encore le contrôle. En pratique, la conservation de l’effet coloré sera obtenue pour au moins un angle de rotation azimutale compris entre environ 30° et environ 150°, avantageusement entre environ 60° et environ 120°.

Dans la présente description, on appelle rotation azimutale du composant optique de sécurité, un mouvement de rotation du composant autour d’un axe sensiblement perpendiculaire à un plan du composant.

On appelle basculement, ou tilt, un mouvement de rotation du composant autour d’un axe compris dans un plan du composant. Du point de vue d’un utilisateur, on peut définir un plan d’incidence de la lumière qui comprend un axe d’éclairage du composant et un axe d’observation. Un basculement (ou tilt) droite/gauche est un mouvement de rotation autour d’un axe compris dans le plan du composant et dans le plan d’incidence et un basculement (ou tilt) haut/bas est un mouvement de rotation autour d’un axe compris dans le plan du composant et perpendiculaire au plan d’incidence.

Cet effet technique résulte de la structure originale du composant optique de sécurité dans lequel un réseau sub longueur d’onde, invariant par rotation, est centré sur chacune des microstructures, également invariante par rotation et modulée par ledit réseau.

Contrairement aux composants optiques de sécurité de l’état de l’art mettant en œuvre des effets résonnants qui produisent des effets colorés qui peuvent seulement être observés en réflexion directe, on peut par ailleurs obtenir, dans des exemples de réalisation de composants optiques de sécurité selon le premier aspect, une stabilité de couleur en tilt dans de larges plages angulaires.

Par ailleurs, comme le composant optique de sécurité forme une texture avec des microstructures invisibles à l’œil nu, il est possible de générer n’importe quel motif macroscopique visible à l’œil nu et facilement reconnaissable simplement en donnant un contour correspondant à la première structure diffractive.

Ainsi, selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ladite première structure diffractive présente un contour configuré pour générer un motif macroscopique reconnaissable à l’œil nu par un observateur.

Ledit motif macroscopique présente une dimension minimale supérieure à 500 pm, de préférence supérieure à 1 mm, de préférence supérieure à 2 mm, de préférence supérieure à 5 mm. Une telle dimension minimale permet de générer un motif reconnaissable à l’œil nu. Le composant optique selon le premier aspect présente également de nombreux avantages pour une authentification machine, c’est-à-dire au moyen d’un dispositif optique d’imagerie, fixe ou portable, par rapport aux composants de l’état de l’art. D’une part, on pourra simplement constater la conservation par rotation azimutale d’un effet coloré variable en tilt. D’autre part, la conservation par rotation azimutale de l’effet coloré variable, permet de limiter l’imprécision de positionnement lors d’un contrôle d’authentification de l’effet coloré. Les conditions du contrôle d’authentification sont ainsi facilitées.

Dans un composant optique de sécurité selon la présente description, ladite première structure diffractive est constituée d’un ensemble d’éléments optiques adjacents les uns aux autres, chaque élément optique comprenant une microstructure modulée par un réseau de diffraction. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, un nombre d’éléments optiques de ladite première structure diffractive est compris entre environ 300 et environ 40 000. Ce nombre est par exemple approprié pour des éléments optiques de dimension maximale comprise entre environ 50 pm et environ 200 pm, par exemple entre environ 70 pm et environ 150 pm, pour faire une structure diffractive dont la surface est comprise entre environ 200 mm² et environ 800 mm², ce qui correspond par exemple à des surfaces de fils de sécurité, de pistes ou de patchs.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, chaque élément optique présente un contour de forme donnée choisir parmi : une forme circulaire, une forme rectangulaire, par exemple une forme carrée, une forme hexagonale. De telles formes peuvent permettre un agencement des éléments optiques qui optimise le nombre d’éléments optiques sur une surface donnée.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, les éléments optiques sont agencés selon un arrangement régulier présentant une maille hexagonale, ce qui permet de rendre maximal le nombre d’éléments optiques sur une surface donnée. D’autres mailles sont possibles, par exemple une maille rectangulaire ou une maille carrée.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, les éléments optiques de ladite première structure diffractive sont identiques. Dans d’autres exemples de réalisation, ils pourront être différents. Par exemple, ils pourront comprendre des microstructures modulées par des réseaux de diffraction différents. Dans des exemples de réalisation, ils pourront comprendre des microstructures différentes.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, les microstructures comprennent des microlentilles, par exemple des microlentilles sphériques ou asphériques.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, les microstructures comprennent des sous- ensembles de facettes comprenant chacun une pluralité de facettes.

Dans des exemples de réalisation, les facettes sont sensiblement à symétrie de révolution et sont agencées de façon concentrique ou pseudo-concentriques (par exemple en forme de spirale) autour dudit premier axe. Dans d’autres exemples de réalisation, les facettes sont assimilables à des segments de droite dont la quantité et les dimensions sont liées à l’angle d’invariance par rotation azimutale de la microstructure ; par exemple en vue de dessus les facettes pourraient présenter une forme polygonale régulière, par exemple une forme hexagonale ou octogonale.

La pluralité de facettes est configurée pour former une microstructure permettant de dévier un faisceau incident. Chaque facette comprend une hauteur et une largeur données.

Dans la présente description, on appelle « hauteur » d’une facette une distance entre un niveau le plus bas de la facette et un niveau le plus haut, la distance étant mesurée selon un axe perpendiculaire à un plan parallèle au plan du composant.

On appelle « largeur » d’une facette, une largeur de la couronne résultant de la projection de la facette dans un plan parallèle au plan du composant.

Une largeur des facettes est avantageusement supérieure ou égale à environ 4 fois, avantageusement supérieure ou égale à environ 8 fois un pas du réseau de diffraction. La dimension minimale pourra donc être choisie en fonction de la période du réseau. Par exemple, une dimension minimale de la largeur des facettes est égale à environ 2 pm.

Selon un ou plusieurs exemples, les facettes présentent une largeur comprise entre environ 2 pm et environ 100 pm, avantageusement entre environ 2 pm et environ 80 pm, avantageusement environ 4 pm et environ 40 pm.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, l’ensemble des facettes ont une hauteur sensiblement identique. La hauteur des facettes est par exemple inférieure à environ 2 microns, avantageusement inférieure à environ 1 micron. Selon un ou plusieurs exemples, les facettes de l’ensemble des facettes présentent des hauteurs différentes. Dans ce cas cependant, les facettes présentent une hauteur maximale. Ladite hauteur maximale est par exemple inférieure à environ 2 microns, avantageusement inférieure à environ 1 micron.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, l’ensemble des facettes présentent un niveau bas situé dans un même plan. Dans d’autres exemples de réalisation, les niveaux bas des facettes ne se trouvent pas dans le même plan. Dans le cas de facettes de hauteurs différentes, des points médians des facettes situés entre le niveau bas et le niveau haut peuvent par exemple se trouver dans un même plan.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ladite valeur angulaire minimale de la pente d’une facette (en valeur absolue) est égale à environ 1°. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ladite valeur angulaire maximale de la pente d’une facette (en valeur absolue) est égale à environ 45°. Selon un ou plusieurs exemples, la valeur angulaire de la pente d’une facette (en valeur absolue) est comprise entre environ 1° et environ 30°, avantageusement entre environ 2° et environ 15°.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, chaque sous-ensemble de facettes comprend une pluralité de facettes, par exemple entre 2 facettes et environ 150 facettes, avantageusement entre 2 facettes et environ 50 facettes, avantageusement entre 3 et environ 50 facettes, par exemple entre 3 et 10 facettes.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, chaque sous-ensemble de facettes comprend une pluralité de facettes agencées de façon concentrique et l’agencement des facettes dans au moins une partie des sous-ensemble de facettes est tel que les facettes sont agencées avec des pentes variables et dont la variation est croissante en valeur absolue du centre du sous- ensemble de facettes vers le bord du sous-ensemble de facettes, alternativement décroissante en valeur absolue du centre du sous-ensemble de facettes vers le bord du sous-ensemble de facettes, le sous-ensemble de facettes formant une structure de type « lentille de Fresnel ». Chaque lentille de Fresnel présente un diamètre inférieur à 300 pm de telle sorte qu’elle n’est pas visible à l’œil nu.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, chaque sous-ensemble de facettes comprend une pluralité de facettes agencées avec des pentes alternativement positives et négatives, variables, et dont la variation est croissante en valeur absolue du centre du sous-ensemble de facettes vers le bord dus sous-ensemble de facettes, alternativement décroissante en valeur absolue du centre du sous-ensemble de facettes vers le bord dus sous-ensemble de facettes, le sous-ensemble de facettes formant une structure que l’on appelle « axicon » dans la présente description. Chaque axicon présente un diamètre inférieur à 300 pm de telle sorte qu’il n’est pas visible à l’œil nu.

Bien entendu, d’autres agencements sont possibles pour les facettes des sous-ensembles de facettes configurés pour produire des microstructures permettant de dévier la lumière. Un avantage de telles microstructures par rapport à des microstructures de type microlentilles par exemple, est la hauteur limitée d’une telle microstructure, typiquement une hauteur inférieure à environ 2 pm.

Dans un composant optique de sécurité selon le premier aspect, le réseau de diffraction qui module chaque microstructure est sub longueur d’onde. En pratique, ledit réseau de diffraction comprend un ou plusieurs pas compris entre environ 150 nm et environ 400 nm, avantageusement compris entre environ 200 nm et environ 400 nm.

Dans un composant optique de sécurité selon le premier aspect, une projection, dans le plan du composant, du réseau de diffraction qui module chaque microstructure est sensiblement invariant par rotation azimutale d’angle donné autour d’un deuxième axe sensiblement confondu avec le premier axe de ladite microstructure. Un tel réseau de diffraction peut être un réseau concentrique ou pseudo concentrique (par exemple en forme de spirale), un réseau radial ou pseudo-radial, un réseau à deux dimensions avec une dimension concentrique ou pseudo concentrique et une dimension radiale ou pseudo-radiale.

Dans la présente description, on appelle réseau de diffraction concentrique, un réseau de diffraction comprenant des lignes de réseau concentriques, centrées sur ledit deuxième axe. Un tel réseau de diffraction peut présenter un pas constant, une pluralité de pas ou un pas variable.

Dans la présente description, on appelle réseau de diffraction pseudo-concentrique, un réseau de diffraction en forme de spirale ; par exemple un réseau de diffraction pseudo-concentrique comprend une ligne de rayon sensiblement croissant de sorte à décrire une spirale dont l’origine est le centre du réseau défini par l’intersection du plan du composant avec ledit deuxième axe, et qui est centrée sur ledit centre du réseau. Un tel réseau de diffraction peut présenter un pas constant (par exemple une spirale de type spirale d’Archimède), une pluralité de pas ou un pas variable (par exemple une spirale de type spirale de Fermat).

On appelle réseau de diffraction radial, un réseau de diffraction comprenant des lignes de réseau radiales qui s’étendent depuis le centre du réseau défini par l’intersection du plan du composant avec ledit deuxième axe. Dans un réseau de diffraction radial, le pas est par exemple un pas moyen, défini par exemple à une distance du centre égale à la moitié d’un rayon.

On appelle réseau de diffraction pseudo-radial, un réseau de diffraction comprenant des lignes de réseau radiales qui s’étendent depuis le centre du réseau défini par l’intersection du plan du composant avec ledit deuxième axe et des lignes de réseau pseudo-radiales, parallèles aux lignes de réseau s’étendant radial ement depuis le centre du réseau. Un réseau pseudo-radial permet de définir des secteurs angulaires à l’intérieur desquels les lignes de réseau sont parallèles, ce qui permet d’avoir un pas sensiblement constant.

Les secteurs angulaires ont un angle au sommet compris par exemple entre environ 2° et environ 60°, par exemple entre environ 10° et environ 60°.

Plus généralement, dans des exemples de réalisation, le réseau de diffraction peut comprendre des secteurs angulaires à l’intérieur desquels les lignes de réseau sont parallèles, ce qui permet d’avoir un pas sensiblement constant au sein de chaque secteur angulaire. On parle de réseau de diffraction « angulairement sectorisé » dans la présente description. Les secteurs angulaires ont un angle au sommet compris par exemple entre environ 2° et environ 60°, par exemple entre environ 10° et environ 60°. Un tel réseau de diffraction angulairement sectorisé est invariant par rotation azimutale d’un secteur à l’autre. L’invariance azimutale est discrète pour un écart angulaire égal à 360° divisé par le nombre de secteurs angulaires. Si le nombre de secteurs angulaires est important, l’effet d’invariance obtenu est sensiblement continu. On appelle réseau de diffraction à deux dimensions, un réseau de diffraction comprenant à la fois des lignes de réseau concentriques ou pseudo-concentriques et des lignes de réseau radiales ou pseudo-radiales.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, dans le cas d’un réseau de diffraction à deux dimensions, au moins un paramètre du réseau de diffraction est différent entre les lignes de réseau concentriques ou pseudo-concentriques et les lignes de réseau radiales ou pseudoradiales (profondeur et/ou période et/ou profil) pour obtenir une différence de couleur entre un basculement haut/bas et un basculement droite/gauche.

Dans un composant optique de sécurité selon le premier aspect, le réseau de diffraction sub longueur d’onde qui module chaque microstructure est configuré pour produire, après dépôt de la deuxième couche, un effet coloré. De façon générale, un effet coloré résulte d’une résonance optique permettant de générer des filtres coupe bande ou passe bande.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le réseau de diffraction sub longueur d’onde est configuré pour produire une résonance optique de mode guidé tel que décrit dans [Réf. 1] ou [réf. 2],

Dans ces exemples de réalisation, la deuxième couche est une couche mince en matériau diélectrique transparente présentant un deuxième indice de réfraction et encapsulée entre ladite première couche en matériau électrique et une troisième couche en matériau diélectrique présentant un troisième indice de réfraction. Le deuxième indice de réfaction présente une différence avec le premier indice de réfraction d’une part, et avec le troisième indice de réfraction d’autre part, supérieure ou égale à environ 0,3, avantageusement supérieure ou égale à environ 0,5 en valeur absolue.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, ladite couche mince en matériau diélectrique est une couche en matériau dit « haut indice » de réfraction (ou « HRI » pour « High Refractive Index »), présentant un indice de réfraction compris par exemple entre 1,8 et 2,9, avantageusement entre 2,0 et 2,4, et les couches avoisinantes (première et troisième couches) sont des couches dites « bas indice » de réfraction, présentant des indices de réfraction compris par exemple entre 1,3 et 1,8, avantageusement entre 1,4 et 1,7. Par exemple ladite deuxième couche comprend un matériau choisi parmi : sulfure de zinc (ZnS), dioxyde de titane (TiCL) nitrure de silicium (SisN^.

Une couche mince au sens de la présente description est une couche d’épaisseur comprise entre environ 5 nm et environ 250 nm, de préférence entre environ 10 nm et environ 150 nm. La couche mince en matériau diélectrique transparente a une épaisseur comprise par exemple entre environ 20 nm et environ 200 nm et préférentiellement entre environ 60 nm et environ 150 nm.

Le réseau de diffraction sub longueur d’onde configuré pour produire une résonance optique de mode guidé est par exemple un réseau à une dimension, par exemple concentrique ou pseudo-concentrique, et comprend un ou plusieurs pas compris entre environ 150 nm et environ 400 nm, avantageusement compris entre environ 200 nm et environ 400 nm. Le réseau de diffraction sub longueur d’onde peut être également un réseau radial, pseudo-radial avec un pas fixe compris entre environ 150 nm et environ 400 nm, avantageusement compris entre environ 200 nm et environ 400 nm. Le réseau de diffraction sub longueur d’onde peut être également un réseau à deux dimensions, avec une dimension concentrique ou pseudoconcentrique de pas fixe ou variable et une dimension radiale ou pseudo-radiale de pas constant. La profondeur du réseau est par exemple comprise entre environ 30 nm et environ 250 nm. Le profil du réseau est par exemple sinusoïdal ou pseudo-sinusoïdal ou rectangulaire. En opération, un tel réseau de diffraction est configuré pour l’excitation de modes guidés au sein de ladite couche mince en matériau diélectrique transparente, formant un filtre résonant passe bande en réflexion, dont la bande spectrale de résonance est centrée sur une longueur d’onde déterminée de manière connue en fonction des caractéristiques du réseau et de la nature des couches.

Il en résulte un effet coloré qui dépend notamment du type du réseau de diffraction et du ou des pas du réseau de diffraction, ou de l’indice de réfraction des couches.

Dans un premier exemple de réalisation, avec un réseau de diffraction concentrique (une dimension), périodique de pas constant, un observateur pourra ainsi observer en réflexion un effet coloré stable dans un basculement haut/bas avec une première couleur et un changement de couleur lorsque le composant est tilté vers la gauche ou vers la droite pour faire apparaître une deuxième couleur. Un tel composant optique de sécurité présentera une conservation de l’effet coloré lors d’une rotation azimutale d’angle donné, par exemple un angle compris entre 30° et 150°, c’est-à-dire que les mêmes couleurs seront visibles lors des basculements haut/bas et/ou gauche/droite.

Dans un deuxième exemple de réalisation, avec un réseau de diffraction concentrique (une dimension), périodique de pas variable, un observateur pourra observer en réflexion un effet coloré variable lors d’un basculement haut/bas autour d’une première couleur, et ce du fait de la variation de la période, et pourra observer en réflexion un effet coloré variable différent lors d’un basculement gauche/droite. Un tel composant optique de sécurité présentera également une conservation de l’effet coloré lors d’une rotation azimutale.

Dans un troisième exemple de réalisation, avec un réseau de diffraction radial ou pseudoradiale (une dimension), de pas constant, un observateur pourra observer en réflexion un effet coloré stable dans un basculement gauche/droite avec une première couleur et un changement de couleur lorsque le composant est tilté vers le haut ou vers le bas pour faire apparaître une deuxième couleur. Un tel composant optique de sécurité présentera une conservation de l’effet coloré lors d’une rotation azimutale.

Dans un quatrième exemple de réalisation, avec un réseau de diffraction à deux dimensions (radial ou pseudo-radial et concentrique), périodique de pas constant dans chacune des dimensions, et dans lequel au moins un paramètre du réseau de diffraction diffère entre les lignes de réseau radiales ou pseudo-radiales et les lignes de réseau concentriques, un observateur pourra observer en réflexion un effet coloré stable dans un basculement gauche/droite avec une première couleur et un effet coloré stable dans un basculement gauche/droite mais avec une deuxième couleur différente de la première couleur. Un tel composant optique de sécurité présentera une conservation de l’effet coloré lors d’une rotation azimutale.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le réseau de diffraction sub longueur d’onde est configuré pour produire un effet de résonance plasmonique en réflexion tel que décrit par exemple dans [Réf. 3] ou [Réf.4],

Dans ces exemples, la deuxième couche est métallique et comprend une couche mince en matériau métallique, par exemple de l’argent, de l’aluminium, de l'or, du chrome, du cuivre, avantageusement d’épaisseur supérieure à environ 40 nm. Avantageusement, ladite couche métallique est suffisamment épaisse pour présenter une transmission maximale résiduelle en fonction de la longueur d’onde de 2%.

Comme dans les exemples précédents, le réseau de diffraction sub longueur d’onde peut comprendre un ou plusieurs pas compris entre environ 150 nm et environ 400 nm, avantageusement compris entre environ 200 nm et environ 400 nm ; le réseau de diffraction sub longueur d’onde est par exemple un réseau à une dimension, par exemple concentrique ou radial ou pseudo-radial, ou un réseau à deux dimensions, avec une dimension concentrique et une dimension radiale ou pseudo-radiale. La profondeur du réseau est par exemple comprise entre 30 nm et 200 nm. Le profil du réseau est par exemple sinusoïdal ou pseudo-sinusoïdal ou rectangulaire. Le réseau de diffraction peut être périodique avec un pas constant selon une direction, ou peut présenter une pluralité de pas ou un pas variable dans le cas d’un réseau concentrique.

En opération, un tel réseau de diffraction est configuré pour l’excitation de modes plasmoniques à l’interface métal-diélectrique, formant un filtre résonant coupe-bande en réflexion, dont la bande spectrale de résonance est centrée sur une longueur d’onde déterminée de manière connue en fonction des caractéristiques du réseau et des natures des couches.

Il en résulte un effet coloré qui dépend du type du réseau de diffraction et du ou des pas du réseau de diffraction et des indices de réfraction des couches.

Les effets colorés sont alors sensiblement identiques à ceux décrits ci-dessus, pour des réseaux de diffraction configurés pour l’excitation de modes guidés au sein d’une couche mince en matériau diélectrique transparente.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le réseau de diffraction sub longueur d’onde est configuré pour produire un effet de résonance plasmonique en transmission tel que décrit par exemple dans [Réf. 6],

Dans ces exemples, la deuxième couche comprend une couche mince en matériau métallique, par exemple de l’argent ou de l’aluminium, avantageusement d’épaisseur comprise en 10 nm et 50 nm

Le réseau de diffraction sub longueur d’onde comprend un ou plusieurs pas compris entre environ 150 nm et environ 400 nm, avantageusement compris entre environ 200 nm et environ 400 nm ; le réseau de diffraction sub longueur d’onde est par exemple un réseau à une dimension, par exemple concentrique ou radial ou pseudo-radial, ou un réseau à deux dimensions, avec une dimension concentrique et une dimension radiale ou pseudo-radiale. La profondeur du réseau est par exemple comprise entre 50 nm et 200 nm. Le profil du réseau est par exemple sinusoidal ou pseudo sinusoidal. Le réseau de diffraction peut être périodique avec un pas constant selon une direction, ou peut présenter une pluralité de pas ou un pas variable (cas des réseaux concentriques).

En opération, un tel réseau de diffraction est configuré pour l’excitation et le couplage de modes de plasmons de surface aux deux interfaces métal/diélectrique de part et d’autre de la couche métallique, permettant ainsi un effet de transmission résonante. L’effet résultant est un filtre résonant coupe-bande en transmission, dont la bande spectrale de résonance est centrée sur une longueur d’onde déterminée de manière connue en fonction des caractéristiques du réseau et des natures des couches.

Il en résulte un effet coloré qui dépend du type du réseau de diffraction et du ou des pas du réseau de diffraction et des indices de réfraction des couches.

Selon un premier exemple de réalisation, avec un réseau de diffraction concentrique ou pseudo-concentrique (une dimension), périodique de pas constant, un observateur pourra ainsi observer en transmission une couleur stable par exemple verte suivant l’axe de tilt haut/bas et bleu suivant l’axe de tilt droite/gauche.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le composant optique de sécurité selon le premier aspect comprend au moins une deuxième structure gravée sur ladite première couche, ladite deuxième couche recouvrant au moins en partie ladite deuxième structure. La deuxième structure est configurée pour former par exemple et de façon non limitative, une autre structure selon la présente description, une structure diffusante, une structure holographique, une structure diffractive, par exemple une structure permettant de réaliser un effet dit Alphagram® développée par la déposante.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le composant optique de sécurité selon le premier aspect comprend ladite au moins une première structure diffractive et au moins une deuxième structure diffractive, dans lequel ladite au moins une première structure diffractive et ladite au moins une deuxième structure diffractive présentent des contours configurés pour générer des motifs macroscopiques reconnaissables à l’œil nu par un observateur et sont constituées d’éléments optiques comprenant des microstructures identiques modulées par des réseaux de diffraction différents.

Il est ainsi possible de générer des scénarios colorés facilement reconnaissables par un observateur.

Dans des exemples de réalisation, le réseau de diffraction de ladite au moins une première structure diffractive est circulaire, pseudo-circulaire ou pseudo-radiale à pas constant et le réseau de diffraction de ladite au moins une deuxième structure diffractive est linéaire à pas constant, de pas identique à celui du réseau de diffraction de ladite au moins une première structure diffractive.

Dans des exemples de réalisation, le réseau de diffraction de ladite au moins une première structure diffractive est circulaire ou pseudo-circulaire à pas constant et le réseau de diffraction de ladite au moins une deuxième structure diffractive est pseudo radiale, de pas identique à celui du réseau de diffraction de ladite au moins une première structure diffractive. Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le composant optique de sécurité selon le premier aspect comprend une ou plusieurs couches additionnelles en fonction des besoins de l’application, ces couches additionnelles pouvant ou non contribuer à l’effet visuel recherché. Ainsi, selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le composant optique de sécurité est configuré pour la sécurisation d’un objet, par exemple un document ou un produit, et comprend en outre, sur la face opposée à la face d’observation, une couche adaptée pour le transfert du composant sur le document ou le produit, par exemple une couche adhésive ou une couche d’adhésif réactivable.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le composant optique de sécurité comprend en outre, du côté de la première face d’observation, un film support destiné à être détaché après transfert du composant sur le document ou le produit.

Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le composant optique de sécurité est configuré pour la fabrication d’une piste de sécurité pour la sécurisation des billets de banque, et comprend du côté de la première face d’observation et/ou sur la face opposée à la première face d’observation, une ou plusieurs couches de protection.

Selon un deuxième aspect, la présente description concerne un objet sécurisé, par exemple un document de valeur sécurisé, comprenant un substrat et un composant optique de sécurité selon le premier aspect, déposé sur ledit substrat ou sur une des couches dudit substrat dans le cas d’un substrat multicouches.

Un tel objet sécurisé est par exemple, et de façon non limitative : un billet de banque, un document d’identité ou de voyage, sur substrat papier ou polymère.

Selon un troisième aspect, la présente description concerne des procédés de fabrication de composants optiques de sécurité selon le premier aspect.

Ainsi, la présente description concerne un procédé de fabrication d’un composant optique de sécurité pour la sécurisation d’un objet, par exemple un document de valeur, par exemple un document d’identité ou un billet de banque, le procédé comprenant : le dépôt sur un film support d’une première couche en matériau diélectrique, transparente dans le visible; la formation sur ladite première couche d’au moins une première structure diffractive, le dépôt d’une deuxième couche recouvrant au moins partiellement ladite première structure diffractive, et présentant une bande spectrale de réflexion dans le visible , et dans lequel : ladite première structure diffractive est constituée d’un ensemble d’éléments optiques adjacents les uns aux autres, chaque élément optique présentant une dimension maximale inférieure à environ 300 pm et comprenant une microstructure modulée par un réseau de diffraction sub longueur d’onde avec un ou plusieurs pas compris entre environ 150 nm et environ 500 nm, tels que : ladite microstructure est configurée pour dévier un faisceau lumineux incident et est sensiblement invariante par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un premier axe sensiblement perpendiculaire à un plan du composant; ledit-réseau de diffraction sub longueur d’onde est sensiblement invariant par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un deuxième axe sensiblement confondu avec ledit premier axe et est configuré pour produire, après dépôt de la deuxième couche, un effet coloré.

Selon un quatrième aspect, la présente description concerne un procédé d’authentification à l’œil nu d’un objet sécurisé selon le deuxième aspect, le procédé d’authentification comprenant : l’observation du composant optique de sécurité dudit objet sécurisé selon un axe d’observation formant un angle d’observation donné avec l’axe d’éclairage ; un mouvement en tilt gauche/droit et/ou bas/gauche permettant d’observer un effet coloré variable donné ; un mouvement de rotation azimutale d’un angle prédéterminé permettant de constater la conservation dudit effet coloré variable.

L’angle de rotation azimutale est avantageusement compris entre environ 30° et environ 150°, par exemple entre environ 60° et environ 120°.

Pour une authentification à l’œil nu, ladite première structure diffractive pourra présenter un contour configuré pour générer un motif macroscopique reconnaissable avec une dimension minimale supérieure à environ 500 pm, de préférence supérieure à environ 1 mm, de préférence supérieure à environ 2 mm, de préférence supérieure à environ 5 mm.

Selon un cinquième aspect, la présente description concerne un procédé d’authentification d’un objet sécurisé selon le deuxième aspect au moyen d’un dispositif optique d’imagerie, ledit procédé d’authentification comprenant : la formation d’une image dudit composant optique de sécurité, au moyen du dispositif optique d’imagerie ; un mouvement en tilt gauche/droit et/ou bas/gauche permettant d’observer un effet coloré variable donné ; un mouvement de rotation azimutale d’un angle prédéterminé permettant de constater la conservation dudit effet coloré variable.

Pour une authentification au moyen d’un dispositif optique d’imagerie, ladite première structure diffractive pourra, dans des exemples de réalisation, être configurée pour générer un motif non figuratif, par exemple un QR code. Par ailleurs, du fait du grandissement éventuel du dispositif optique d’imagerie, les dimensions du motif ainsi généré peuvent présenter des dimensions inférieures aux dimensions requises pour une perception oculaire.

Brève description des figures

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures suivantes :

La FIG. 1 A illustre de façon schématique une vue en coupe (partielle) d’un exemple de réalisation d’un composant selon la présente description.

La FIG. IB illustre de façon schématique une vue en coupe (partielle) d’un autre exemple de réalisation d’un composant selon la présente description.

La FIG. 2A illustre de façon schématique une vue à trois dimensions (partielle) de microstructures dans un composant selon la présente description, chaque microstructure étant formée d’une microlentille, les microlentilles étant modulées chacune, dans cet exemple, par un réseau de diffraction concentrique.

La FIG. 2B illustre de façon schématique une vue à trois dimensions (partielle) de microstructures dans un composant selon la présente description, chaque microstructure étant formée d’un sous-ensemble de facettes.

La FIG. 2C illustre de façon schématique une vue en coupe (partielle) d’un sous-ensemble de facettes tel qu’illustré sur la FIG. 2B, modulé par un réseau de diffraction sub longueur d’onde.

La FIG. 3 A illustre un premier exemple d’un réseau de diffraction sub longueur d’onde dans un composant selon la présente description, le réseau de diffraction étant concentrique et de pas constant.

La FIG. 3B illustre un deuxième exemple d’un réseau de diffraction sub longueur d’onde dans un composant selon la présente description, le réseau de diffraction étant concentrique et de pas variable.

La FIG. 3C illustre un troisième exemple d’un réseau de diffraction sub longueur d’onde dans un composant selon la présente description, le réseau de diffraction étant pseudo-radial.

La FIG. 3D illustre un quatrième exemple d’un réseau de diffraction sub longueur d’onde dans un composant selon la présente description, le réseau de diffraction étant à deux dimensions, avec une composante concentrique et une composante pseudo-radiale, les pas dans chacune des dimensions étant constants et différents l’un de l’autre.

La FIG. 4A illustre un effet visuel coloré d’un premier exemple d’un composant optique de sécurité selon la présente description, observé par un observateur en réflexion spéculaire et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas.

La FIG. 4B illustre un effet visuel coloré du composant optique de sécurité illustré sur la FIG. 4A, observé par un observateur en réflexion spéculaire et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas, après rotation azimutale du composant de 90°.

La FIG. 5 illustre un effet visuel coloré d’un deuxième exemple d’un composant optique de sécurité selon la présente description, observé par un observateur en réflexion spéculaire et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas.

La FIG. 6A illustre un effet visuel coloré d’un troisième exemple d’un composant optique de sécurité selon la présente description, observé par un observateur en réflexion spéculaire et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas.

La FIG. 6B illustre un effet visuel coloré du composant optique de sécurité illustré sur la FIG. 6A, observé par un observateur en réflexion spéculaire et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas, après rotation azimutale du composant de 90°.

La FIG. 7A illustre un premier exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description, les éléments optiques présentant un contour de forme carrée.

La FIG. 7B illustre un deuxième exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description, les éléments optiques présentant un contour de forme hexagonale.

La FIG. 7C illustre un troisième exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description, les éléments optiques présentant un contour de forme rectangulaire.

La FIG. 8 illustre un exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description, avec des éléments optiques différents.

La FIG. 9 illustre un autre exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description, avec des éléments optiques différents.

Description détaillée

Sur les figures, les éléments ne sont pas représentés à l'échelle pour une meilleure visibilité. La FIG. 1 A et la FIG. IB représentent de façon schématique et selon des vues en coupe (partielles) deux exemples de composants optiques de sécurité selon la présente description. Le composant optique de sécurité 101 représenté sur la FIG. 1 A représente par exemple un composant optique de sécurité destiné à être transféré sous forme de piste ou de patch sur un document ou un produit en vue de sa sécurisation. Il comprend selon cet exemple un film support 111, par exemple un film en matériau polymère, par exemple un film en polyéthylène téréphtalate (PET) de quelques dizaines de micromètres, typiquement 10 à 100 pm, ainsi qu’une couche de détachement 112, par exemple en cire naturelle ou synthétique. La couche de détachement permet de retirer le film support en polymère 111 après transfert du composant optique sur le produit ou document à sécuriser. Le composant optique de sécurité 101 comprend par ailleurs une première couche 113 en matériau diélectrique, présentant un premier indice de réfraction ni et au moins une première structure diffractive S constituée d’éléments optiques OEi et estampée sur ladite première couche 113, et qui sera décrite plus en détails par la suite.

Dans l’exemple de la FIG. 1 A, le composant optique de sécurité 101 comprend également une deuxième couche 114, réfléchissante, recouvrant au moins en partie ladite première structure S, et présentant une bande spectrale de réflexion dans le visible. La deuxième couche 114 est par exemple une couche métallique ou une couche dite de variation d’indice de réfraction présentant un indice de réfraction n2 différent des couches avoisinantes, la différence d’indice de réfraction avec celui des couches avoisinantes présentant une valeur au moins égale à 0,3, avantageusement une valeur au moins égale à 0,5.

Comme cela sera décrit plus en détails dans la suite, la première structure diffractive S est constituée d’un ensemble d’éléments optiques, présentant une dimension maximale inférieure à environ 300 pm. Chaque élément optique comprend une microstructure Mi configurée pour dévier la lumière incidente, modulée par un réseau de diffraction sub longueur d’onde G, c’est-à-dire un réseau de diffraction comprenant un ou plusieurs pas compris entre environ 150 nm et environ 400 nm.

La microstructure Mi est sensiblement invariante par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un premier axe Ai sensiblement perpendiculaire à un plan du composant. La microstructure présente par exemple une symétrie de révolution. Comme illustré dans l’exemple de la Fig. 1 A, la microstructure est par exemple une microlentille.

Le réseau de diffraction sub longueur d’onde Gi est sensiblement invariant par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un deuxième axe sensiblement confondu avec ledit premier axe Ai. Le réseau de diffraction sub longueur d’onde Gi est configuré pour produire, après dépôt de la deuxième couche 114, un effet coloré. Des exemples de réseaux seront décrits plus en détails par la suite. L’effet coloré peut résulter d’une résonance de modes guidés, lorsque la deuxième couche 114 est en matériau diélectrique et présente une différence d’indice de réfraction au moins égale à 0,3 avec les couches avoisinantes, avantageusement au moins égal à environ 0,5. Dans des exemples de réalisation, la couche 114 en matériau diélectrique présente un indice de réfraction n2 supérieur aux indices de réfraction ni, ns, des couches avoisinantes et on parle de couche haut indice ou couche HRI (pour « High Refractive Index »). L’effet coloré peut également résulter d’une résonance plasmonique lorsque la deuxième couche 114 est métallique.

Le composant optique de sécurité peut comprendre par ailleurs une ou plusieurs couches additionnelles, fonctionnelles ou non fonctionnelles optiquement, adaptées à l’application. Par exemple, dans l’exemple de la FIG. 1 A, le composant optique de sécurité comprend en outre une couche d’adhésif 117, par exemple une couche d’adhésif réactivable à chaud, pour le transfert du composant optique de sécurité sur le produit ou document.

En pratique, comme cela sera détaillé par la suite, le composant optique de sécurité peut être fabriqué en empilant les couches sur le film support 111, puis le composant est transféré sur un document/produit à sécuriser grâce à la couche d’adhésif 117. Optionnellement, le film support 111 peut alors être détaché, par exemple au moyen de la couche de détachement 112. La face principale d’observation 100 du composant optique de sécurité se trouve ainsi du côté de la première couche 113 opposé à la face structurée de la couche 113.

Le composant optique de sécurité 102 représenté sur la FIG. IB représente par exemple un composant optique de sécurité destiné à la sécurisation de billets de banque ; il s’agit par exemple d’une partie d’un fil de sécurité destiné à être intégré dans le papier pendant la fabrication du billet ou d’une piste laminée couvrant une fenêtre dans le papier. Dans cet exemple, le composant 102 comprend comme précédemment un film support 111 (12 à 50 pm) qui servira également de film de protection au fil de sécurité, et, comme dans l’exemple de la FIG. 1 A, une première couche 113 en matériau diélectrique présentant un premier indice de réfraction ni, au moins une première structure diffractive S constituée d’un ensemble d’éléments optiques OEi. Une deuxième couche 114 recouvre au moins en partie ladite première structure diffractive S, et présente une bande spectrale de réflexion dans le visible. Comme décrit en référence à la FIG. 1 A, chaque élément optique comprend une microstructure Mi modulée par un réseau de diffraction sub longueur d’onde G.

Comme illustré dans l’exemple de la Fig. IB, et comme cela sera décrit plus en détails par la suite, chaque élément optique OEi peut comprendre une microstructure Mi constituée d’un sous-ensemble de facettes. Le sous-ensemble de facettes comprend par exemple, mais non limitativement, une ou plusieurs facettes à symétrie de révolution agencées de façon concentrique autour dudit premier axe Ai. Un sous-ensemble de facettes peut présenter un effet optique similaire de déviation de la lumière à celui d’une microstructure telle qu’illustrée sur la FIG. 1 A. Un sous-ensemble de facettes est avantageux en ce qu’il comprend une hauteur A, définie par une distance entre un niveau le plus bas de la facette et un niveau le plus haut, et mesurée selon un axe perpendiculaire à un plan parallèle au plan du composant, inférieure à la hauteur d’une microstructure telle qu’illustrée sur la FIG. 1 A.

Le composant optique de sécurité 102 comprend par ailleurs, dans l’exemple de la FIG. IB, un ensemble des couches 115, 116, 118 optionnelles. La couche 115 (optionnelle) est par exemple une couche en matériau diélectrique, par exemple une couche transparente ou une couche colorée opaque qui permet d’augmenter le contraste ; la couche 116 (optionnelle) est par exemple une couche de sécurité, par exemple une couche discontinue avec un motif spécifique imprimé localement avec une encre UV pour réaliser un marquage complémentaire contrôlable à l’œil ou en machine ; et la couche 118 (optionnelle) est par exemple une couche de protection, par exemple un deuxième film polymère ou un vernis. Dans le cas d’une piste laminée, la couche 118 peut être une couche adhésive. Comme dans l’exemple précédent, la fabrication peut être réalisée par empilement des couches sur le film support 111. La couche diélectrique 115 et la couche de sécurité 116 peuvent ne former qu’une seule couche. La couche de protection (ou couche adhésive) 118 et la couche 115 peuvent également ne former qu’une seule et même couche.

Il apparaitra à l’homme du métier que d’autres couches fonctionnelles optiquement ou non peuvent être ajoutées en fonction des besoins de l’application dans chacun des exemples représentés sur les FIG. 1 A et FIG. IB et que les variantes de réalisation présentées sur les FIG. 1 A et FIG. IB peuvent être combinées.

A noter que si les couches additionnelles, par exemple la couche 117, ou les couches 115, 116, 118, sont transparentes, ainsi que le support de destination, le composant optique de sécurité pourra être observé des deux côtés pour son authentification.

La FIG. 2A illustre de façon schématique une vue à trois dimensions (partielle) d’un exemple de structure diffractive S constituée d’éléments optiques OEi. Dans cet exemple, chaque élément optique OEi comprend une microstructure Mi formée d’une microlentille, modulée par un réseau de diffraction G, dans cet exemple un réseau de diffraction concentrique à pas constant.

Dans cet exemple, les microlentilles Mi sont par exemple des microlentilles à symétrie de révolution, par exemple des microlentilles sphériques ou asphériques. Cependant, d’autres exemples sont possibles.

Par ailleurs, les microlentilles Mi peuvent être modulées par un réseau de diffraction pseudoconcentrique à pas constant, concentrique ou pseudo-concentrique à pas variable, un réseau de diffraction radial, un réseau de diffraction angulairement sectorisé, par exemple un réseau de diffraction pseudo-radial, ou un réseau de diffraction à deux dimensions. Des exemples seront décrits en référence aux FIG. 3 A à FIG. 3D.

La FIG. 2B illustre de façon schématique une vue à trois dimensions (partielle) de microstructures Mi dans un composant selon la présente description. Dans cet exemple, chaque microstructure comprend un sous-ensemble de facettes.

La FIG. 2C illustre de façon schématique et à titre d’exemple, une vue en coupe (partielle) d’un sous-ensemble de facettes tel qu’illustré sur la FIG. 2B, modulé par un réseau de diffraction sub longueur d’onde.

Là encore, les ensembles de facettes illustrées sur la FIG. 2B peuvent être modulés par un réseau de diffraction pseudo-concentrique à pas constant, concentrique ou pseudoconcentrique à pas variable, un réseau de diffraction radial, un réseau de diffraction angulairement sectorisé, par exemple un réseau de diffraction pseudo-radial, ou un réseau de diffraction à deux dimensions.

La FIG. 3 A illustre un premier exemple d’un réseau de diffraction sub longueur d’onde 310 dans un composant selon la présente description, le réseau de diffraction étant concentrique et de pas constant Ai. Un tel réseau concentrique comprend des lignes concentriques 311. Un tel réseau de diffraction permet d’observer un effet coloré stable dans un basculement haut/bas et un changement de couleur dans un basculement gauche/droite. Un même effet coloré sera observé avec un réseau pseudo-concentrique.

La FIG. 3B illustre un deuxième exemple d’un réseau de diffraction sub longueur d’onde 320 dans un composant selon la présente description, le réseau de diffraction étant concentrique et de pas variable. Un tel réseau de diffraction permettra d’observer un effet coloré variable dans un basculement haut/bas mais cet effet coloré variable sera conservé par rotation azimutale.

Là encore, un même effet coloré sera observé avec un réseau pseudo-concentrique à pas variable. La FIG. 3C illustre un troisième exemple d’un réseau de diffraction sub longueur d’onde 330 dans un composant selon la présente description, le réseau de diffraction étant pseudo-radial, de pas A2. Comme illustré sur la FIG.3C, le réseau de diffraction pseudo-radial 330 comprend des lignes de réseau radiales 331 qui s’étendent depuis le centre du réseau 335 défini par l’intersection du plan du composant avec ledit deuxième axe et des lignes de réseau pseudoradiales 332, parallèles aux lignes de réseau s’étendant radialement depuis le centre du réseau. Un réseau pseudo-radial permet de définir des secteurs angulaires 338 à l’intérieur desquels les lignes de réseau sont parallèles, ce qui permet d’avoir un pas A2 sensiblement constant. Les secteurs angulaires ont un angle au sommet compris par exemple entre 2° et 60°. Bien que non représentés, d’autres réseaux de diffraction angulairement sectorisés peuvent être envisagés.

La FIG. 3D illustre un quatrième exemple d’un réseau de diffraction sub longueur d’onde 340 dans un composant selon la présente description, le réseau de diffraction étant à deux dimensions, avec une composante concentrique et une composante pseudo-radiale, les pas dans chacune des dimensions étant constants mais différents l’un de l’autre. Un tel réseau de diffraction comprend des lignes concentriques 341 et des lignes radiales et pseudo-radiales 342. Un tel réseau de diffraction permettra d’observer un effet coloré stable dans un basculement haut/bas et une couleur différente lors d’un basculement gauche/droite. Cet effet coloré variable sera conservé par rotation azimutale. Là encore, un même effet coloré sera observé avec une composante pseudo-concentrique du réseau à la place de la composante concentrique.

La FIG. 4A illustre un effet visuel coloré d’un premier exemple d’un composant optique de sécurité selon la présente description, observé par un observateur en réflexion spéculaire et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas.

Dans cet exemple, la première structure diffractive du composant optique de sécurité présente un contour configuré pour générer un motif macroscopique 401 reconnaissable à l’œil nu par un observateur, à savoir une salamandre crachant du feu.

La première structure diffractive est par exemple constituée d’un ensemble d’éléments optiques comprenant des microstructures modulées chacune par un réseau de diffraction sub longueur d’onde à deux dimensions, avec un premier pas constant dans une dimension et un deuxième pas constant dans l’autre dimension mais différent du premier pas. Les microstructures sont par exemple des microlentilles. Le réseau de diffraction est concentrique ou pseudo-concentrique dans une dimension, avec un pas compris entre 280 nm et 320 nm et le réseau de diffraction est pseudo-radial dans l’autre dimension, avec un pas compris par exemple entre 230 nm et 270 nm. La deuxième couche réfléchissante est par exemple métallique, configurée pour générer une résonance plasmonique.

L’image 410 illustre une observation autour de la réflexion directe. La salamandre est visible avec une première couleur, par exemple une couleur violette. Les positions 411 et 412 correspondent à une observation du motif 401 lors d’un tilt haut/bas. On observe sensiblement la même première couleur, par exemple la couleur violette, dans les positions 411, 412, avec une stabilité en couleur lors du tilt haut/bas qui peut aller jusqu’à quelques dizaines de degrés, par exemple au moins dix degrés de part et d’autre de la position centrale.

Les positions 413 et 414 correspondent à une observation du motif lors d’un tilt gauche/ droite. La salamandre est alors visible avec une deuxième couleur, par exemple une couleur bleue. Ceci s’explique car les positions 413/414 et 411/412 ont localement un pas de réseau 2D qui diffère et donc une couleur différente.

La FIG. 4B illustre un effet visuel coloré du composant optique de sécurité illustré sur la FIG. 4A, observé par un observateur en réflexion spéculaire et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas, après rotation azimutale du composant de 90°.

De façon remarquable, on observe qu’après la variation azimutale, le même effet coloré est visible par un observateur. Ainsi, la salamandre apparaît avec la première couleur (violette) en réflexion spéculaire (position 420) et en tilt haut/bas (positions 421, 422) et apparaît avec une deuxième couleur (bleue) lorsque le composant subit un tilt vers la gauche ou vers la droite (positions 423, 424).

La FIG. 5 illustre un effet visuel coloré d’un deuxième exemple d’un composant optique de sécurité selon la présente description, observé par un observateur en réflexion spéculaire (510) et dans 4 positions de basculement gauche/droite (513/514), haut/bas (511/512).

Dans cet exemple, le composant optique de sécurité comprend des premières structures diffractives conformes à la présente description et des deuxièmes structures diffractives. Les premières structures diffractives du composant optique de sécurité forment un motif 501 macroscopique reconnaissable à l’œil nu par un observateur, à savoir une bande verticale interrompu avec des segments obliques 502.

Les premières structures diffractives sont constituées par exemple d’un ensemble d’éléments optiques, chaque élément optique comprenant une microstructure modulée par un réseau de diffraction sub longueur d’onde concentrique ou pseudo-concentrique, avec un premier pas constant, compris par exemple entre 260 nm et 320 nm. Par exemple, les microstructures sont des sous-ensembles de facettes, par exemple des axicons avec un nombre de facettes compris entre 4 et 12. Les deuxièmes structures diffractives du composant optique de sécurité génèrent lesdits segments obliques 502.

Les deuxièmes structures diffractives comprennent par exemple des éléments optiques avec des microstructures similaires à celles des premières structures diffractives mais modulées chacune par un réseau de diffraction sub longueur d’onde linéaire, avec un deuxième pas constant, différent du premier pas. Par exemple, le réseau de diffraction linéaire présente un vecteur réseau parallèle à la direction principale des bandes 501 et un pas compris entre 330 nm et 370 nm.

Dans cet exemple, la deuxième couche réfléchissante est par exemple une couche haut indice configurée pour l’observation de résonances de modes guidés.

La position 510 correspond à une observation du motif autour de la réflexion directe. Le fond 501 est visible avec une première couleur, par exemple une couleur violette tandis que les segments obliques sont visibles à une autre couleur, du fait de la différence de pas, par exemple une couleur rouge.

Les positions 511 et 512 correspondent à une observation du motif lors d’un tilt haut/bas. On observe une stabilité de la couleur de l’ensemble.

Les positions 513 et 514 correspondent à une observation du motif lors d’un tilt gauche/ droite. On observe une variation de la couleur seulement pour le fond 501 : lorsque le composant est basculé de gauche à droite, le fond 501 change de couleur et devient cyan tandis que les segments obliques 502 restent rouge.

Si l’on effectue une rotation azimutale de 90° du composant, l’effet coloré variable est conservé pour les premières structures diffractives (fond 501) mais les segments obliques deviennent verts.

Dans un exemple de réalisation tel qu’illustré sur la FIG. 5, il est par ailleurs possible de faire apparaitre un message lorsque dans une position déterminée, le réseau circulaire est de même période que le réseau linéaire. Ceci permet de créer des scénarios optiques présentant un métamérisme azimutal.

La FIG. 6A illustre un effet visuel coloré d’un troisième exemple d’un composant optique de sécurité selon la présente description, observé par un observateur en réflexion et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas.

Dans cet exemple, une première structure diffractive du composant optique de sécurité présente un contour configuré pour générer un motif macroscopique 601 reconnaissable à l’œil nu par un observateur, à savoir une salamandre crachant du feu, comme dans l’exemple de la FIG. 4 A, FIG. 4B. Une deuxième structure diffractive du composant optique de sécurité présente un contour configuré pour générer un motif macroscopique 602 reconnaissable à l’œil nu par un observateur, à savoir un coquillage.

La première structure diffractive est constituée d’un ensemble d’éléments optiques comprenant par exemple des microlentilles modulées par un réseau de diffraction pseudoradial, avec un premier pas constant, par exemple un pas compris entre environ 330 nm et environ 370 nm.

La deuxième structure diffractive est constituée d’un ensemble d’éléments optiques comprenant par exemple des microlentilles identiques à celles de la première structure diffractive, modulées par un réseau de diffraction sub longueur concentrique, avec un deuxième pas constant sensiblement identique au premier pas.

Dans cet exemple, la deuxième couche réfléchissante est par exemple une couche haut indice configurée pour l’observation de résonances de modes guidés.

L’image 610 illustre une observation autour de la réflexion directe. La salamandre est visible avec une première couleur, par exemple une couleur verte tandis que le coquillage est visible avec une deuxième couleur, par exemple une couleur rouge.

Les positions 611 et 612 correspondent à une observation du motif 601 lors d’un tilt haut/bas. On observe sensiblement la même première couleur, par exemple la couleur verte pour la salamandre et la couleur rouge pour le coquillage, dans les positions 611, 612, avec une stabilité en couleur lors du tilt haut/bas qui peut aller jusqu’à quelques dizaines de degrés. Les positions 613 et 614 correspondent à une observation du motif lors d’un tilt gauche/ droite. La salamandre est alors visible avec la deuxième couleur, par exemple une couleur rouge tandis que le coquillage est visible avec la première couleur, par exemple la couleur verte.

La FIG. 6B illustre un effet visuel coloré du composant optique de sécurité illustré sur la FIG. 6A, observé par un observateur en réflexion et dans 4 positions de basculement gauche/droite, haut/bas, après rotation azimutale du composant de 90°.

De façon remarquable, on observe qu’après la variation azimutale, le même effet coloré est visible par un observateur. Ainsi, la salamandre apparaît avec la première couleur (verte) en réflexion spéculaire (position 620) et en tilt haut/bas (positions 621, 622) et apparaît avec une deuxième couleur (rouge) lorsque le composant subit un tilt vers la gauche ou vers la droite (positions 623, 624). Le coquillage apparaît avec la deuxième couleur (rouge) en réflexion spéculaire (position 620) et en tilt haut/bas (positions 621, 622) et apparaît avec la première couleur (verte) lorsque le composant subit un tilt vers la gauche ou vers la droite (positions 623, 624).

Outre la stabilité azimutal des effets colorés de chacun des éléments optiques, cette configuration permet d’obtenir une permutation de couleur entre l’effet de tilt Haut/Bas et Droite/Gauche c’est-à-dire que les couleurs de la salamandre et du coquillage permutent entre les deux axes de tilt.

Dans les exemples décrits ci-dessus, l’authentification pourrait également être réalisée par un dispositif d’imagerie.

La FIG. 7A illustre un premier exemple d’un arrangement d’éléments optiques OEi dans un composant optique de sécurité selon la présente description. Dans cet exemple, les éléments optiques (OEi, OE2, etc.) sont identiques, et présentent un contour de forme carrée pour faciliter l’arrangement. Les éléments optiques comprennent chacun une microstructure, respectivement référencée Mi, M2, modulée par un réseau de diffraction sub longueur d’onde respectivement référencé Gi, G2. Dans cet exemple, chaque microstructure comprend un ensemble de facettes (en trait plein), seules quelques facettes étant représentées sur la Fig. 7A. L’ensemble de facettes est modulé par un réseau de diffraction concentrique, les lignes de réseau concentriques étant représentées en pointillés, seules quelques lignes de réseau étant représentées.

La FIG. 7B illustre un deuxième exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description. Dans cet exemple, les éléments optiques comprennent comme dans l’exemple précédent, une microstructure comprenant un ensemble de facettes concentriques modulé par un réseau de diffraction concentrique. Dans cet exemple cependant, les éléments optiques présentent un contour de forme hexagonale. Il est ainsi possible d’avoir un plus grand nombre d’éléments optiques par unité de surface par rapport à une maille carrée.

Bien entendu, d’autres formes de contour sont possibles pour les éléments optiques.

Ainsi, la FIG. 7C illustre un troisième exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description, les éléments optiques présentant un contour de forme rectangulaire. Un tel arrangement permet de rendre maximale la dynamique d’observation ou l’intensité de la couleur, par exemple dans un basculement haut/bas.

La FIG. 8 illustre un exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description, avec des éléments optiques OEi et OE2 différents. Les éléments optiques OEi sont par exemple identiques à ceux illustrés sur la FIG. 7B tandis que les éléments optiques OE2 comprennent une microstructure similaire (non représentée pour ne pas surcharger le dessin) mais avec un réseau de diffraction pseudoradiale. Un tel arrangement permet de créer des couleurs composées en mélangeant plusieurs éléments optiques.

La FIG. 9 illustre un autre exemple d’un arrangement d’éléments optiques dans un composant optique de sécurité selon la présente description, avec des éléments optiques OEi et OE2 similaires aux éléments optiques OEi et OE2 illustrées sur la FIG.8 mais avec un agencement particulier. Dans cet exemple, une évolution graduelle de la densité d’OEi et OE2 permet de créer un composant offrant une transition graduelle de couleurs.

On décrit maintenant des exemples de procédé de fabrication de composants optiques de sécurité selon la présente description.

Une première étape comprend la conception de ladite au moins une première structure diffractive selon les modalités décrites ci-dessus, et d’éventuelles autres structures. Vient ensuite une étape d’enregistrement d’un exemplaire original, aussi appelé master optique. Le master optique est par exemple un support optique sur lequel la ou les structure(s) sont formées.

Le master optique peut être formé par des méthodes de lithographie électronique ou optique connues de l’état de l’art.

Par exemple, selon un premier mode de réalisation, le master optique est réalisé par gravure d’une résine sensible au rayonnement électromagnétique en utilisant un faisceau d’électrons. Dans cet exemple de réalisation, la structure présentant le premier motif modulé par le second motif peut être gravée en une seule étape.

Selon un autre mode de réalisation, une technique de lithographie optique (ou photolithographie) peut être utilisée. Le master optique est dans cet exemple une plaque de résine photosensible et l’étape d’ origination est effectuée par une ou plusieurs insolations de la plaque par projections de masques, de type masque de phase et/ou de type masque d’amplitude, suivies d’un développement dans une solution chimique appropriée. Par exemple, une première insolation est réalisée par projection de masques d’amplitude dont les coefficients de transmission sont adaptés pour que soit formé, après développement, un relief correspondant aux microstructures, dans les régions dans lesquelles les microstructures sont prévues. Ensuite, une deuxième insolation est réalisée, par exemple selon des méthodes de lithographie optique connues de l’homme de l’art, par exemple une lithographie à deux photons, pour enregistrer le réseau de diffraction qui module chaque microstructure. Des étapes similaires peuvent être prévues pour générer d’autres reliefs, comme par exemple un deuxième réseau de diffraction dans d’autres régions. L’ordre de formation des microstructures et des réseaux de diffraction est quelconque et peut être modifié. Par la suite, l’étape de développement est menée. De cette manière, un master optique comprenant une première structure diffractive conforme à la présente description est obtenu après développement.

Il peut être alors procédé à l’étape de copie métallique du master optique par exemple par galvanoplastie, comme évoqué précédemment, afin d’obtenir la matrice de réplication ou « master » métallique. Selon une variante, une étape de duplication matricielle du master métallique peut être effectuée pour obtenir un outil de production de grande taille adapté pour répliquer la structure en quantité industrielle.

La fabrication du composant optique de sécurité comprend alors une étape de réplication. Par exemple la réplication peut être réalisée par estampage (par pressage à chaud du matériau diélectrique en anglais « hot embossing ») de la première couche 113 (FIGS. 1 A, IB) en matériau diélectrique d’indice de réfraction ni, par exemple une couche de bas indice, typiquement un vernis d’estampage de quelques microns d’épaisseur. La couche 113 est avantageusement portée par le film support 111, par exemple un film de 12 pm à 100 pm en matériau polymère, par exemple en PET (polyéthylène téréphtalate). La réplication peut également être faite par moulage de la couche de vernis d’estampage avant séchage puis réticulation UV (« UV casting »). La réplication par réticulation UV permet notamment de reproduire des structures présentant une grande amplitude de profondeur et permet d’obtenir une meilleure fidélité dans la réplication. De manière générale, toute autre méthode de réplication de haute résolution connue de l’art antérieur peut être utilisée dans l’étape de réplication.

Vient ensuite le dépôt sur la couche ainsi embossée de l’ensemble des autres couches, par exemple la couche réfléchissante 114, la couche en matériau diélectrique 115 (optionnelle), la couche de sécurité 116 (optionnelle) qui peut être déposée uniformément ou sélectivement pour figurer un nouveau motif et la couche de type colle ou vernis (117, 118) par un procédé d’enduction.

Des étapes optionnelles et connues de l’homme de l’art sont possibles, comme une démétallisation partielle de la couche reflective 114. Il est également possible d’introduire une couche opaque continue ou discontinue pour renforcer le contraste.

Bien que décrit à travers un certain nombre d’exemples de réalisation, le composant optique de sécurité selon l’invention et le procédé de fabrication dudit composant comprennent différentes variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l’homme de l’art, étant entendu que ces différentes variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l’invention telle que définie par les revendications qui suivent. Références

Réf. 1 : EP 2264491

Réf. 2: M.T. Gale, "Zero-Order Grating Microstructures" in R.L. van Renesse, Optical

Document Security, 2nd Ed., pp. 267 - 287 Réf. 3: WO2013060817

Réf. 4 : WO2020229415

Réf. 5: US2010/0307705

Réf. 6: WO2012136777

Réf. 7: WO2015154943

Claims

REVENDICATIONS

1. Composant optique de sécurité (101, 102) pour la sécurisation d’un objet, par exemple un document de valeur, par exemple un document d’identité ou un billet de banque, le composant comprenant : une première couche (113) en matériau diélectrique, transparente dans le visible, présentant un premier indice de réfraction (ni); au moins une première structure diffractive (S) gravée sur ladite première couche ; et une deuxième couche (114), recouvrant au moins en partie ladite première structure diffractive, et présentant une bande spectrale de réflexion dans le visible ; et dans lequel : ladite première structure diffractive est constituée d’un ensemble d’éléments optiques (OEi) adjacents les uns aux autres, chaque élément optique présentant une dimension maximale inférieure à environ 300 pm et comprenant une microstructure (Mi) modulée par un réseau de diffraction sub longueur d’onde (Gi) avec un ou plusieurs pas compris entre environ 150 nm et environ 400 nm, tels que : ladite microstructure (Mi) est configurée pour dévier un faisceau lumineux incident et est sensiblement invariante par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un premier axe sensiblement perpendiculaire à un plan du composant; ledit-réseau de diffraction sub longueur d’onde est sensiblement invariant par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un deuxième axe sensiblement confondu avec ledit premier axe et est configuré pour produire, après dépôt de la deuxième couche (114), un effet coloré.

2. Composant optique de sécurité selon la revendication 1, dans lequel ladite deuxième couche (114) est une couche en matériau diélectrique présentant un deuxième indice de réfraction (n2), encapsulée entre ladite première couche (113) en matériau électrique et une troisième couche en matériau diélectrique (117, 115) présentant un troisième indice de réfraction (ns), le deuxième indice de réfaction (n2) présentant une différence avec le premier indice de réfraction (ni) d’une part, et avec le troisième indice de réfraction (ns) d’autre part, supérieure ou égale à environ 0,3, avantageusement supérieure ou égale à environ 0,5 en valeur absolue.

3. Composant optique de sécurité selon la revendication 1, dans lequel la deuxième couche (114) comprend un matériau métallique.

4. Composant optique de sécurité selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit réseau de diffraction est choisi parmi : un réseau de diffraction concentrique (311) ou pseudo-concentrique, un réseau de diffraction angulairement sectorisé, par exemple un réseau de diffraction radial ou pseudo-radial (313), un réseau de diffraction à deux dimensions (314) avec une dimension concentrique ou pseudo concentrique et une dimension radiale ou pseudo-radiale.

5. Composant optique de sécurité selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit réseau de diffraction comprend un pas variable.

6. Composant optique de sécurité selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque microstructure (Mi) est constituée d’un sous-ensemble de facettes.

7. Composant optique de sécurité selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque élément optique (OEi) présente un contour de forme donnée choisie parmi : une forme circulaire, une forme rectangulaire, une forme hexagonale.

8. Composant optique de sécurité selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les éléments optiques (OEi) de ladite première structure diffractive sont identiques.

9. Composant optique de sécurité selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite première structure présente un contour configuré pour générer un motif macroscopique reconnaissable à l’œil nu par un observateur.

10. Composant optique de sécurité selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre au moins une deuxième structure gravée dans ladite première couche, ladite deuxième structure étant choisie par exemple parmi : une structure diffusante, une structure holographique, une structure diffractante de type Alphagram®.

11. Composant optique de sécurité selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant ladite au moins une première structure diffractive et au moins une deuxième structure diffractive, dans lequel ladite au moins une première structure diffractive et ladite au moins une deuxième structure diffractive présentent des contours configurés pour générer des motifs macroscopiques (501, 502) reconnaissables à l’œil nu par un observateur et sont constituées d’éléments optiques comprenant des microstructures identiques modulées par des réseaux de diffraction différents.

12. Objet sécurisé, par exemple document de valeur sécurisé, comprenant un substrat et un composant optique de sécurité selon l’une quelconque des revendications précédentes, déposé sur ledit substrat.

13. Procédé de fabrication d’un composant optique de sécurité pour la sécurisation d’un objet, par exemple un document de valeur, par exemple un document d’identité ou un billet de banque, le procédé comprenant : le dépôt sur un film support d’une première couche en matériau diélectrique (113), transparente dans le visible; la formation sur ladite première couche d’au moins une première structure diffractive (S), le dépôt d’une deuxième couche (114) recouvrant au moins partiellement ladite première structure diffractive, et présentant une bande spectrale de réflexion dans le visible , et dans lequel : ladite première structure diffractive est constituée d’un ensemble d’éléments optiques (OEi) adjacents les uns aux autres, chaque élément optique présentant une dimension maximale inférieure à environ 300 pm et comprenant une microstructure (Mi) modulée par un réseau de diffraction sub longueur d’onde (Gi) avec un ou plusieurs pas compris entre environ 150 nm et environ 400 nm, tels que : ladite microstructure (Mi) est configurée pour dévier un faisceau lumineux incident et est sensiblement invariante par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un premier axe sensiblement perpendiculaire à un plan du composant; ledit-réseau de diffraction sub longueur d’onde est sensiblement invariant par rotation azimutale d’angle inférieur à 90° autour d’un deuxième axe sensiblement confondu avec ledit premier axe et est configuré pour produire, après dépôt de la deuxième couche (114), un effet coloré.