JP2024521201A - 機能性要素、機能性要素の製造方法、および製品 - Google Patents
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本発明は、少なくとも１つの第１の領域２１内の少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３と、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３の少なくとも１つのサブ領域に配置された少なくとも１つの金属層１２と、任意に、観察者に面する金属層１２の側面の好ましくは高分子誘電体層とを備える機能性要素２に関する。少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３は、ｘ方向およびｙ方向に高さおよび窪みの周期的変化を有し、高さは、人間の目に見える光の波長よりも小さい格子周期Λで互いに連続し、窪みの極小値はベース表面を規定し、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３はレリーフ深さｔを有する。さらに、本発明は、表面を製造または修正するための方法、およびそのような機能性要素２を含む製品１に関する。
Description
本発明は、機能性要素、特にセキュリティ要素、装飾要素、製品表面、または色基準、機能性要素、特にセキュリティ要素、装飾要素、色基準の製造方法、または特に製品表面の変更方法、および製品、特にセキュリティ文書または装飾表面に関する。
製品製造者は、例えば光学的機能性などの機能性要素を用いた製品の魅力的なデザインやその表面を通して、潜在的なターゲットグループの注意を製品に引きつけるという課題に直面している。視覚に訴える外観は、ブランド認知度を高め、競合製品との差別化を図り、偽造や模倣の可能性を高める。さらなる課題は、例えばセンサ機能付きおよび／または直接構造化された表面など、機能的な表面を製品に装備、変更および／または装飾することである。
既知の機能性要素には、例えばホログラムやコンピュータで生成された回折格子がある。このような機能性要素は、通常、入射光を１次および／または１つ以上の高次回折次数に標的回折させることにより、光学的に可変な効果を発生させる。しかし、直接反射では、通常、多かれ少なかれ反射面としてのみ現れる。他の既知の機能性要素は干渉フィルタとして機能し、複数の導電層および／または誘電層の配列で形成され、誘電層は異なる屈折率を有する。干渉フィルタを通して、このタイプの機能性要素は直接反射で色効果を発生させる。
さらに、カラー印刷と金属ミラーおよび／または既知の、好ましくは金属化されたレリーフ構造との組み合わせによって光学的効果をもたらす機能性要素を提供することが知られている。しかしながら、ここで問題となるのは、カラー印刷と、その下にあるレリーフ構造および／またはミラー表面の境界との間に常に存在し、光学的に認識可能な見当公差である。したがって、この見当公差は、デザインの可能性および／または偽造に対する保護を制限する。さらに、カラー印刷の下に鏡面がある場合、そのような機能性要素は色の傾斜効果を持たない。
機能性要素は、その光学的デザインに加えて、セキュリティ面も満たすことができ、例えば、製品の認識や真正性を保証するものである。しかし、上記の機能性要素、特にセキュリティ素子や装飾素子の模造品や偽造品は、その製造業者にとってますます大きな課題となっており、とりわけセキュリティ上のリスクや産業上の多大な経済的損失をもたらす可能性がある。さらに、例えばドットマトリックスやキネマックス（Ｋｉｎｅｍａｘ）による既知の機能性要素の模造品や偽造品の品質や外観も増加していることが示されている。
したがって、補助具なしで視覚的に確認および／または認識することができる構造（第１線の特徴）に基づく光学的効果を有する新規な機能性要素であって、上記起点機械の製造可能性に基づく光学的効果とは明らかに外観が異なり、後者では再現することができず、新規な光学的効果によってターゲットグループの注意を自身に引きつける新規な機能性要素が必要とされている。
したがって、本発明の目的は、改良された機能性要素、ならびに改良された機能性要素を製造する方法、特に製品表面を改質する方法、および新規な機能性構造を特徴とする改良された機能性要素を含む製品を特定することである。
この目的は、機能性要素、特にセキュリティ素子、装飾素子、製品表面、または色標準によって達成され、好ましくは請求項１から５８の１つによるものであって、少なくとも１つの第１の領域における少なくとも１つの第１のレリーフ構造と、少なくとも１つの第１のレリーフ構造の少なくとも１つのサブ領域に配置された少なくとも１つの金属層と、任意に、観察者に面する金属層の側における好ましくは高分子誘電体層とを備える、ここで、少なくとも１つの第１のレリーフ構造は、ｘ方向およびｙ方向に周期的に変化する隆起および窪みを有し、隆起は、人間の目に見える光の波長よりも小さい格子周期Λで互いに連続し、窪みの極小値はベース表面を画定し、少なくとも１つの第１のレリーフ構造はレリーフ深さｔを有する。
この目的はさらに、機能性要素、特にセキュリティ素子、装飾素子または色標準を製造するための方法、または特に機能性要素を用いて製品表面を変更するための方法であって、好ましくは請求項５９から６４の１つに記載の方法により達成され、少なくとも１つの第１のレリーフ構造が機能性要素の少なくとも１つの第１の領域に配置され、金属層が少なくとも１つの第１のレリーフ構造の少なくとも１つのサブ領域に配置され、任意に、好ましくは高分子誘電体層が観察者に面する金属層の側に配置される、その結果、少なくとも１つの第１のレリーフ構造は、ｘ方向およびｙ方向に高さおよび窪みの周期的な変化を有し、高さは、人間の目に見える光の波長よりも小さい格子周期Λで互いに連続し、その結果、窪みの極小値はベース表面を画定し、少なくとも１つの第１のレリーフ構造はレリーフ深さｔを有する。
この目的は、好ましくは請求項６５に記載の製品、特にセキュリティ文書または装飾表面によってさらに達成され、この製品は、特に請求項１から５８の１つに記載の機能性要素を有し、少なくとも１つの第１のレリーフ構造が、機能性要素の少なくとも１つの第１の領域に配置され、少なくとも１つの金属層が、少なくとも１つの第１のレリーフ構造の少なくとも１つのサブ領域に配置されている。ここで、少なくとも１つの第１のレリーフ構造は、ｘ方向およびｙ方向に周期的に変化する高さおよび窪みを有し、高さは、人間の目に見える光の波長よりも小さい格子周期Λで互いに連続する、窪みの最小値がベース面を画定し、少なくとも１つの第１のレリーフ構造がレリーフ深さｔを有し、製品が特に紙幣、ＩＤ文書、製品セキュリティ用または装飾用のラベル、ＩＤカード、クレジットカード、キャッシュカード、市販製品のハングタグまたは証明書である、特に、ソフトウェア証明書、包装、静止および／またはモバイル機器用の構成部品、射出成形された構成部品、直接構造化されたアルミニウム構成部品、自動車、装飾トリム、カラーフィルタ、センサ、光学構成部品または光制御である。
機能性要素とは、好ましくは、機能を提供する要素を意味し、この機能は、例えば、セキュリティ、装飾および／または光学的機能であり得る。機能性要素は、例えば、製品に配置することができ、その結果、製品は要素の機能性から利益を得ることができる。
したがって、機能性要素は、例えばフィルムとして、特にラミネートフィルムやラベルフィルムや転写フィルムとして設計することができる。さらに、フィルム、特に多層フィルムとして設計された製品に機能性要素を配置することも可能であり、この場合、機能性要素は製品の１つ以上の層を形成する。
少なくとも１つの第１のレリーフ構造のプロファイル形状、格子周期Λおよび／またはレリーフ深さｔは、特に、少なくとも第１の入射角および／または出現角において、金属層が配置された少なくとも１つの第１の領域の少なくとも１つのサブ領域において、着色された、特に黄金色または銅色の、第１の色印象が直接反射で形成されるように選択される。ここで、少なくとも第１の入射角で入射し、レリーフ構造を有する少なくとも１つの金属層によって直接反射される光、または少なくとも１つの金属層を直接透過する光は、変化し、特に少なくとも１つの金属層のプラズモン共鳴によって変化する。
レリーフ深さｔは、ベース面に垂直な方向における、ベース面からの少なくとも１つの第１のレリーフ構造の高さの最大値の間隔によって決定される。格子周期Λは、２つの高さの最大値または２つの窪みの最小値の間のｘ方向またはｙ方向の間隔に対応し、これらの間隔は、１つの窪みまたは高さによってのみ隔てられている。
ここでいう領域とは、特に各場合において、層によって形成される平面に垂直に観察される場合に、特に少なくとも１つのレリーフ構造によって占有される、層またはフィルムまたは平面またはプライの規定された表面を意味する。したがって、例えば、機能性要素は、少なくとも第１の領域にレリーフ構造を有するが、さらなる領域を有することもできる。領域はさらに、サブ領域および／またはゾーンおよび／またはゾーン領域に分割することができる。領域の平面にまたがる空間方向をｘ方向およびｙ方向と呼ぶ。
層は、他の層の上および／または下に配置することができる。ここで、下および／または上という表現は、特に、観察者が観察方向から観察する場合における、他の層に対する層の配置を意味する。したがって、下および／または上の用語が参照枠を表すと好都合である。観察方向は、好ましくは、層によって広がる平面に対して垂直に層が観察されるように選択される。これからの偏差は、度単位で法線からの角度で示すのが好都合である。
半導体や金属における電荷キャリア密度の量子化された振動はプラズモンと呼ばれ、準粒子として量子力学的に扱われる。さらに、プラズモンという用語は、プラズマ振動量子の一般的な略称である。本発明による機能性要素におけるプラズモン共鳴は、プラズモンポラリトンの範疇に入る。
色または色度または単色または単色度とは、色空間における色の位置を意味する。色空間は、特にＣＩＥＬＡＢ色空間とすることができる。色空間はまた、ＲＧＢ色空間（Ｒ＝赤、Ｇ＝緑、Ｂ＝青）またはＣＭＹＫ色空間（Ｃ＝シアン、Ｍ＝マゼンタ、Ｙ＝イエロー、Ｋ＝ブラック）、あるいはＲＡＬ、ＨＫＳ、Ｐａｎｔｏｎｅ(登録商標)色空間などの色空間であることもある。
異なるまたは異なる色度とは、色空間における２つの色位置間の色差ｄＥを意味する。色空間は、特にＣＩＥＬＡＢ色空間とすることができる。人間の目にとって十分に知覚可能な異なる色度は、ＣＩＥＬＡＢ色空間において少なくとも２、好ましくは少なくとも３、特に好ましくは少なくとも５、さらに好ましくは少なくとも１０の色差ｄＥを有する。
色の位置、特にＣＩＥＬＡＢ色空間における色の位置は、通常、測色器、例えば「Ｄａｔａｃｏｌｏｒ ６５０」分光光度計を用いて決定される。
色位置（Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊）ｐと（Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊）ｖとの間のｄＥ（またはＤｅｌｔａ ＥまたはΔＥ）の値は、ユークリッド距離として計算される。
ここで、明度値Ｌ＊は色平面（ａ＊，ｂ＊）に垂直である。ａ座標は緑と赤の間の彩度と色の濃さを示し、ｂ座標は青と黄の間の彩度と色の濃さを示す。ａ、ｂの正の値が大きいほど、また負の値が小さいほど、色の濃淡が強くなる。ａ＝０、ｂ＝０の場合、明度軸上では無彩色の色合いとなる。通常、Ｌ＊は０から１００の間の値を採用することができ、ａとｂとは－１２８から＋１２７の間で変化することができる。ｄＥ、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊の値は単位なしである。
本発明により、銀のように輝くおよび／または虹色に輝く従来公知のホログラム効果とは明らかに対照的な光学的外観を有する機能性要素を提供することが可能になる。本発明による機能性要素の光学的外観は、その代わりに、直接反射および／または透過の通常の観察条件下で見られる、定義された主として単色の黄金色または銅色の第１の色印象によって特徴付けられる。ここで、特に金属化されたレリーフ構造は、好ましくは約１．４～１．６、特に１．４～１．６の範囲の屈折率を有する透明ポリマー層に埋め込まれ、および／またはそのようなポリマー層によって覆われている。
第１の色印象は、機能性要素によって広がる平面の法線に対して、特に少なくとも０°～３０°までの比較的広い傾斜角度範囲にわたって、直接反射で安定している。
より大きな角度の場合、例えば３０°～６０°の範囲の傾斜角度の場合のみ、マゼンタやライトグリーンなどの第２の色印象が直接反射で見えるようになる。したがって、αｉｎ＝αｅｘ（αｉｎは入射光の角度、αｅｘは反射光の角度）である。直接反射はゼロ回折次数とも呼ばれる。
仮想の傾斜軸を中心に傾斜させた場合の色の安定性に加えて、少なくとも１つの金属層によって広がる平面に対して垂直である仮想の回転軸を中心に機能性要素を回転させた場合にも、第１の色印象は安定したものとして、したがって不変のものとして人間の目に知覚される。機能性要素の回転の場合のこの色の安定性は、垂直な観察の場合だけでなく、αｉｎ＝αｅｘ＝０°の場合だけでなく、機能性要素を傾けて観察する場合、特に機能性要素によって広がる平面の法線に対して０°～３０°の傾斜角度範囲においても存在する。言い換えれば、人間の目によって知覚される最初の色印象は、回折格子構造の方位に依存しないか、ほとんど依存しない。
より大きな角度範囲にわたる傾きに対する第１の色印象のこの安定性により、１０°傾けた場合にすでに複数の虹色を発生することが多い、いわゆる１次以上の回折格子の虹色効果とは明らかに異なる。さらに、回折格子の虹色効果は、直接反射では現れず、回折方程式で計算可能な他の角度でのみ現れる。
傾斜角度が６０°以上の場合のみ、第１回折次数に対応する第３の色印象が点灯する。この第３の色印象の点灯は、例えば機能性要素に対して垂直な観察方向の場合には観察者には見えず、「潜像効果」とも呼ばれる。
有機染料または着色顔料における特定波長の光の吸収に基づく従来のカラー印象とは異なり、本明細書に記載のカラー印象は、好ましくは金属層における特定波長の光の吸収により形成される。金属層は特に、有機化合物よりも光による変化に強い。この結果、本発明によるカラー印象の場合、可視光線または紫外線放射部分を有する光の照射の結果として有機染料またはカラー顔料から知られる退色が起こらないという利点が生じる。カラー印象は特に耐光性である。比較的広い傾斜角範囲にわたる色の安定性とともに、機能性要素の回転の場合にも、金または銅色のカラー印象は、したがって、特に、デザインにおける耐光性の基準色として、または耐光性の色基準としても適している。
さらに、本発明は、干渉フィルタ、例えばファブリペローフィルタを有する公知の機能性要素と比較して、より費用効果の高い機能性要素を製造することも可能にする。有利なことに、本発明による機能性要素の場合に生じる色効果も、通常のホログラフィック技術によって偽造することができず、またドットマトリックスやキネマックス（Ｋｉｎｅｍａｘ）原版作成機によってコピーすることもできない。
本発明の色または色印象は、特に金属化された構造そのものによって形成されるため、金または銅で着色された領域が、例えば回折格子のような従来の機能性要素の銀の領域と、見当公差なしに、したがって互いに完全に見当を合わせて、デザインに統合される機能性要素が可能になる。
このような組み合わせにより、例えば黒色、赤色、銀色、金色および銅色のような、互いに隣接する表面の領域において、人目を引き、かつ模倣が困難な複数の色印象を有する機能性要素を生成することができ、この場合、対応する表面の領域、したがってそれらの色印象は、互いに完全な見当合わせで存在する。しかし、このような機能性要素、例えばセキュリティ要素、特に１つ以上の追加的な色の印刷によって異なる領域の組み合わせからなるものを模倣しようとする偽造者は、名称の完全な見当合わせを達成することができない。さらに、第１の色印象から第２の色印象への光学的に変化する色の傾斜効果、すなわち傾斜角度を変化させることによる表面のそれぞれの領域内の光学的効果の変化、および傾斜角度をさらに変化させた場合の潜像効果は、存在しないことになり、したがって、訓練されていない目でも、対応する機能性要素、例えばセキュリティ要素を偽造品として識別することが可能になる。
見当精度とは、２つ以上のレイヤーの相対的な位置精度を意味する。見当精度は、可能な限り小さくなるように予め定義された許容誤差の範囲内にある。同時に、複数の要素および／または層の互いに対する見当精度は、プロセスの信頼性および／または製品の品質および／または偽造に対する保護を高めるために重要な特徴である。位置的に正確な位置決めは、特に、センサ的に、好ましくは光学的に検出可能な登録マークまたは見当マークによって行うことができる。これらの登録マークまたは見当マークは、特定の別個の要素または領域または層を表すか、またはそれ自体が位置決めされるべき要素または領域または層の一部であるかのいずれかである。
本発明のさらに有利な設計は、従属請求項に記載されている。
本発明の好ましい実施形態例によれば、少なくとも１つの第１のレリーフ構造のプロファイル形状は、ｘ方向および／またはｙ方向において非対称に設計される。換言すれば、少なくとも１つの第１のレリーフ構造のプロファイル形状は、特に、ｘ方向および／またはｙ方向において対称でないように設計される。さらに、プロファイル形状が、特にレリーフ深さｔにわたって連続的または段階的に変化すると有利である。このことは、少なくとも１つの第１の好ましくは金属化されたレリーフ構造のプロファイル形状が、典型的な観察の場合に、例えば対称的なプロファイル形状よりも、人間の観察者にとってはるかに可視的で明確な色印象を生成するという利点を提供する。励起電界は、有利なことに、例えばレリーフ構造の狭い先端部などにおいて、非対称のプロファイル形状によってより強く局在化される。これにより、共鳴と吸収がより顕著になる。さらに、プラズモンの励起は、非対称プロファイル形状の２つの側面で異なり、その結果、入射光は、光がどちらの表面に放射されるかによって異なる効果を発生する。
対称的なプロファイル形状とは、例えば正弦波や矩形、二元形などである。言い換えれば、対称的なプロファイル形状は、ベース面を鏡面として使用した場合に鏡面対称性を持つ。ここで、プロファイル形状は、このミラーリングの場合でも同じままであり、レリーフ構造は、単に格子周期Λの半分だけシフトされる。本発明によれば、非対称プロファイル形状は、ベース面によって広がる平面においてミラー対称性を持たない。
さらに、少なくとも１つの第１のレリーフ構造の周期的変動が、ランダムおよび／または擬似ランダム変動によって少なくとも部分的に重ね合わされることも可能である。
さらに、少なくとも１つの第１のレリーフ構造の周期的変化を、微細構造、特にフレネルレンズおよび／またはフレネル自由曲面および／またはマイクロミラーおよび／またはブレーズド格子、特に格子周期が５μｍを超えるもの、および／またはコンピュータ生成ホログラム（ＣＧＨ）構造上に、少なくとも部分的に重畳させることも可能である。
これにより、安定した色彩印象、色傾斜効果および「潜像効果」のような少なくとも１つの第１のレリーフ構造の光学的効果に加えて、微細構造自体の光学的効果を同時に実現すること、または両構造の光学的効果を組み合わせることが可能になる。したがって、例えば、微細構造、例えばフレネル自由曲面に起因して、表面から実質的に突出した光学的膨出効果、または表面の背後にはね返った光学的膨出効果を有する領域は、無彩色で知覚されるのではなく、むしろこの種の金色または銅色の光学的膨出効果として知覚される。
特に格子周期が５μｍを超える、すなわち傾斜した巨視的表面を有するブレーズド格子構造を第１のレリーフ構造と重ね合わせる場合、ベース面に対する傾斜した巨視的表面の角度による第１のレリーフ構造の対応する傾斜が生じ、これにより、このように組み合わされたレリーフ構造は、より大きな観察角度範囲を有する色印象を生成する。フレネルレンズ構造または側面の角度が変化するフレネル自由曲面による第１のレリーフ構造の重ね合わせの場合にも、組み合わされたレリーフ構造の色勾配を実現することができる。
Λ＜３００ｎｍ、好ましくはΛ≦２８０ｎｍ、より好ましくはΛ≦２６０ｎｍが、ｘ方向および／またはｙ方向における少なくとも１つの第１のレリーフ構造の回折格子周期Λの値に適用されることが好ましい。ここで、＜、＞、≦および／または≧は、数学的表記において通常の記号に対応する。このような小さな格子周期Λを有する格子は、サブ波長格子とも呼ばれる。さらに好ましくは、ｘ方向および／またはｙ方向における少なくとも１つの第１のレリーフ構造の格子周期Λの値は、１５０ｎｍ～２６０ｎｍ、好ましくは１８０ｎｍ～２５０ｎｍの範囲から選択される。
さらに、ｔ＜０．７Λ、好ましくはｔ≦０．６Λが、ｘ方向および／またはｙ方向における少なくとも１つの第１のレリーフ構造のレリーフ深さｔの値に適用されることが有利である。格子周期Λの前の数値は、格子周期Λを乗じた係数として理解される。さらに深い回折格子が選択された場合、これはより強い吸収をもたらし、その結果、比較的に暗い色印象をもたらす。
ｔ＞０．２Λ、好ましくはｔ≧０．３Λが、ｘ方向および／またはｙ方向における少なくとも１つの第１のレリーフ構造のレリーフ深さｔの値に適用されることも有利である。レリーフ深さがより低いことが判明した場合、このことは、プラズモンの励起がより弱くなる効果を有し、その場合、形成される色の飽和は、弱く顕著であることが判明し、したがって、比較的明るい色印象、特にパステル調の色印象のみが達成される。
さらに、少なくとも１つの第１のレリーフ構造の好ましくは非対称なプロファイル形状は、ベース面からのｔ／２の距離に対する少なくとも１つの第１のレリーフ構造の高さおよび窪みの幅が、格子周期の少なくとも６０％、好ましくは格子周期の少なくとも７０％、および／または格子周期の多くとも４０％、好ましくは格子周期の多くとも３０％であるように選択することが可能である。ベース面からのｔ／２の距離は、半値全幅とも呼ばれる。このようにして、少なくとも１つの第１のレリーフ構造の隣接する側面間の距離は、レリーフ深さがｔ／２の場合に決定される。このような設計により、潜在的な人間の観察者に対して、特に強く明確な色印象が達成される。
特に、ベース面からのｔ／２の距離に対する少なくとも１つの第１のレリーフ構造の側面の急勾配が、６０°～９０°の範囲、好ましくは７０°～８５°の範囲の値を有することが可能である。
少なくとも１つの第１のレリーフ構造の側面の急勾配とは、ここでは、ベース面と、第１のレリーフ構造の側面において第１のレリーフ構造のベース面からｔ／２の距離に位置する、すなわち第１のレリーフ構造の高さの半分に位置する接線とによって囲まれる角度を意味する。ベース面からの距離は、ここではベース面に垂直な方向で決定される。
側面の急勾配の上記の値によって、少なくとも１つの第１の好ましくは金属化されたレリーフ構造によって生成される色印象の強度が、特に直接反射または直接透過において、さらに改善されるという利点が達成される。
ベース表面から出発してレリーフ深さの２５％とレリーフ深さの７５％との間の各距離に対する少なくとも１つの第１のレリーフ構造の側面の急勾配は、好ましくは、４０°～９０°、好ましくは５０°～８５°の範囲から選択される値を有するように選択される。
少なくとも１つの第１の、特に金属化されたレリーフ構造によって生成されるカラー印象の強度は、これによってさらに改善される。
さらに、少なくとも１つの第１のレリーフ構造の側面の急勾配の値を、レリーフ深さの０％～２５％の間、および／またはレリーフ深さの７５％～１００％の間の各距離に対して、それぞれの場合においてベース表面から出発して、０°～５０°の範囲、好ましくは０°～４０°の範囲から選択される値を有するように選択することが有利である。
少なくとも１つの好ましくは金属化されたレリーフ構造によって生成されるカラー印象の強度も、ここでさらに改善することができる。
少なくとも１つの第１のレリーフ構造は、好ましくは２次元格子として、好ましくは十字格子としておよび／または六角格子として、またはより複雑な２次元格子として形成される。より複雑な２次元格子とは、例えば、格子周期の好ましくは僅かな確率的変動を有する２次元格子を意味する。さらに、局所的に存在する格子周期の少なくとも４倍の長さにわたって周期的に配列され、同時に１００μｍを超える長さにわたってランダムに配列された２次元格子も意味する。２次元格子は、ｘ方向とｙ方向に一連の窪みと高さを持つ。十字格子や六角格子の場合、両方向に対する高低の並びの格子周期Λは、好ましくは上記範囲に選択される。ここで、格子周期は、特に、ｘ方向およびｙ方向において同じである。しかしながら、格子周期は、２つの空間方向において異なることも可能である。
研究により、少なくとも１つの第１のレリーフ構造を線格子、つまり１次元格子として形成することは不適当であることがさらに示されている。なぜなら、このような格子の場合、求める色印象が弱いものしか生成されないか、全く生成されないからである。線格子は、一方向にのみ周期的な昇降を繰り返す。その代わりに、線格子は直線または曲線、特に蛇行した線から構成される。十字格子および／または六角格子の製造は、互いに一致したより多くの工程を必要とし、それによって偽造者にとってより大きな障害となるため、２Ｄ格子の必要性によって、偽造に対する保護は有利にさらに高まる。
本発明による機能性要素の好ましい実施形態によれば、第１の好ましくは金属化されたレリーフ構造の格子周期Λおよび／またはプロファイル形状および／またはレリーフ深さｔは、０°～３０°の入射角または観察角に対して、少なくとも１つの第１の領域が、４００ｎｍ～５００ｎｍの波長範囲の少なくとも７５％における照射光の直接反射率が、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の少なくとも７５％における直接反射率と比較して少なくとも１０％低くなるように設計される。
第１の好ましくは金属化されたレリーフ構造の格子周期Λおよび／またはプロファイル形状および／またはレリーフ深さｔが、少なくとも１つの第１の領域が、４００ｎｍ～５００ｎｍの波長範囲の少なくとも７０％において、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の少なくとも７０％における反射率と比較して少なくとも１５％低い照射光の反射率を有するように設計されていると好ましい、さらに好ましくは、少なくとも１つの第１の領域は、４００ｎｍ～５００ｎｍの波長範囲の少なくとも９０％における照射光の反射率が、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の少なくとも９０％における反射率と比較して少なくとも１５％低い、さらに、少なくとも１つの第１の領域が、４００ｎｍ～５００ｎｍの波長範囲の少なくとも９０％における照射光の反射率が、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の少なくとも９０％における反射率に比べて少なくとも２０％低いことがさらに好ましい。
格子周期Λおよび／または第１の好ましくは金属化されたレリーフ構造のプロファイル形状および／またはレリーフ深さｔの好ましい設計に加えて、第１の色印象が暗すぎるように見えないようにするために、少なくとも１つの第１の領域が、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の少なくとも９０％において、３０％より大きい、好ましくは４０％より大きい、さらに好ましくは５０％より大きい照射光の直接反射率を有することが好ましい。
４００ｎｍ～５００ｎｍの波長範囲は、特に紫色光および青色光の波長範囲に対応し、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲は、特に緑色光、黄色光、橙色光および赤色光の波長範囲に対応する。少なくとも１つの第１の領域の上述の設計は、特に回折格子周期Λおよび／またはプロファイル形状および／またはレリーフ深さｔに関して、したがって、青色および／またはシアン色の反射光の割合が、人間の目に見える波長範囲、好ましくは４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の残りの反射光の割合よりも小さいという結果を有する。それにより、第１の色印象は、観察者にとって直接反射で黄金色または銅色の色合いで現れる。
直接反射率の上記指定値は、特に４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の反射スペクトルからの測定値である。
特に、垂直照明と観察の場合の反射スペクトルは、Ａｖａｎｔｅｓ社のＡｖａＳｐｅｃ－２０４８分光計で測定するのが好ましい。照明には、オーシャンオプティクス社の色温度３１００°Ｋの白色光源ＬＳ－１を光ファイバーで使用する。反射率測定の場合、正確に定義された指向性光ビームが特に表面に対して垂直に照射され、垂直に反射して戻ってきた光が光ファイバーで検出される。この光ファイバーは光を分光計に導き、分光計はどの波長の光がどれだけ反射されたかを測定する。反射率は、有利なことに標準によって１００％に校正される。ここでのダークリファレンスはマットブラックの表面に対して測定され、分光計のホワイトバランスはアルミミラーに対して行われる。したがって、反射率１００％はアルミニウムミラーの反射率に対応し、０％はマットブラック表面の反射率に対応する。したがって、測定された反射率は、好ましくは０％～１００％の範囲の値である。
少なくとも１つの金属層は、好ましくは、アルミニウムおよび／または銀および／またはパラジウムおよび／または白金および／またはそれらの合金で形成される。特に、金属層は、アルミニウムまたはアルミニウムの重量比率が７０％以上、好ましくは９０％以上の合金で形成される。
少なくとも１つの金属層は、好ましくは、少なくとも１つの第１のサブ領域において真空中で蒸着および／またはスパッタリングされる。あるいは、少なくとも１つの金属層は、最初に表面全体に塗布し、その後、金属を有しない領域で再び除去することもできる。これは、例えばエッチング法および／または洗浄法および／または露光法などの公知の構造化法または脱金属法を用いて行うことができる。特に、少なくとも１つの金属層は、残りの金属領域が、構造に基づく効果が発生する領域と完全に一致して存在するような領域で除去することができる。
本発明による構造を金属層および／または金属フィルムおよび／または金属体の表面に刻印すること、および／または本発明による構造をレーザー（例えばフェムト秒レーザー）によって表面に刻み込むことも可能である。
本発明の好ましい実施形態例によれば、少なくとも１つの金属層の層厚は、０．９～３．０、好ましくは１．１～２．５、さらに好ましくは１．６～１．９の範囲から選択される光学密度（ＯＤ）を有するように選択される。特に機能性要素の透過観察には、少なくとも１つの金属層が１．６～１．９の範囲から選択される光学密度（ＯＤ）を有すると有利である。
これにより、特に機能性要素の透過観察に十分な光強度が、本発明による構造を有する領域を通過することが達成される。同時に、特に本発明による構造を有しない領域、または金属層を透過する光がはるかに少ない本発明による構造は、人間の目に知覚しやすいコントラストを生成するために、十分に暗く見える。
さらに、これにより、正反射時の彩度に優れたレリーフ構造を有する機能性要素を提供することが可能となる。さらに、反射光観察の場合には第１の光学的可変効果を示し、透過光観察の場合には第４の光学的効果を示す機能性要素を提供することが可能となる。さらに、観察方向の透過光観察の場合、既存の技術では非常に困難な模倣または偽造しかできない対応する光学効果が見えるようになるという大きな利点が得られる。
ここでいう光学密度（ＯＤ）とは、構造化されていない、したがって平滑な金属表面に対する金属層の、特に４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲における電磁波の透過率（Ｔ）、したがって透過性に関連する。透過率（Ｔ）と光学密度（ＯＤ）の関数関係は以下のように定式化される。ＯＤ＝１ｇ（１００／Ｔ［％］）である。光学密度は単位なしである。
上記式によれば、透過率が高ければ光学密度は低くなり、逆に透過率が低ければ光学密度は低くなる。したがって、金属層に対する理論的に可能な最大の透過率値である１００％は、光学密度が０になる。例えば、透過率は金属層の層厚の増加とともに低下し、光学密度は増加する。
少なくとも１つの第１のレリーフ構造の少なくとも１つの第１の領域において透過率が増加する理由は、おそらく、レリーフ構造によって可能となる、入射光によるプラズモン励起の増加である。したがって、反射光観察および透過光観察の場合にそれぞれ少なくとも１つの光学的可変効果を示す本発明による機能性要素を提供することが可能である。さらに、反射光観察における光学的効果が、対応するデザインの場合に透過光観察における光学的効果と異なることが可能である。さらに、対応設計の場合、機能性要素の一方の側から観察される反射光観察において検出される光学効果が、他方の側から観察される光学効果と異なることが可能である。換言すれば、それぞれの場合において、反射において前方から観察する場合と後方から観察する場合とで、光学的な、好ましくは異なる効果が観察者によってそれぞれ検出され得る。
その結果、層が広がる平面に垂直な角度で観察される直接透過の場合、対応する光学効果が目に見えるという大きな利点が得られ、既存の技術では非常に困難な場合にしか偽造できない機能性要素が提供される。さらに、１次以上の透過型回折構造を使用した場合には、同等の効果は得られない。
本発明による機能性要素は、好ましくは、転写フィルムとして、またはラミネートフィルムとして、またはセキュリティスレッドとして形成され、すでに多数のデザインの可能性を有する。さらに、機能性要素、特に少なくとも１つの第１の領域は、好ましくは、複製層、誘電体層、染料からなる層、発光物質からなる層、艶出しカラー層、マスク層、ポリマー層、金属層、保護ワニス層、接着剤層、剥離層、プライマー層、バリア層、多孔質層、コントラスト層、シール層、接着促進剤層、キャリア層、装飾層からなる群から選択される別の１つ以上のさらなる層を有することができる。
上述の層は、それぞれの場合において、機能性要素、特に少なくとも１つの領域において、少なくとも１つの第１のレリーフ構造の上および／または下に、個別に、または互いに任意の所望の組み合わせで配置することもできる。層は、全面に適用することもできるし、部分的に、すなわち領域内にのみ適用することもできる。例えば、１つ以上の層をパターン化して配置することができる。また、複数のパターン化された層を互いに見当を合わせて配置することもできる。ここで、機能性要素のデザインの多様性は、有利にはさらに増大する。
機能性要素は、好ましくは、少なくとも１つの金属層の上および／または下に配置される可能性のある機能性要素の１つまたは複数の層、および／または少なくとも１つの金属層の下に設けられる可能性のある機能性要素の１つまたは複数の層が、透明または半透明に形成され、特に、少なくとも１つの第１の領域の少なくとも１つのサブ領域において、４００ｎｍから７００ｎｍの波長範囲において、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２５％、さらに好ましくは少なくとも７５％、さらに好ましくは少なくとも９０％の透過率を有するように設計される。
少なくとも１つの金属層および少なくとも１つの第１のレリーフ構造によって生成された光学効果が、上側からの反射光観察、下側からの反射光観察および／または透過光観察において視認可能であることが、ここに保証される。光学効果の色印象は、反射光観察において上側から観察する場合と下側から観察する場合のそれぞれで同じにすることができる。光学効果の色印象は、例えば、第１のレリーフ構造のプロファイル形状のため、および／または、少なくとも１つの金属層の上または下にあるそれぞれの材料の屈折率の違いのため、異なることもできる。例えば上側から観察される金色と下側から観察される赤色との異なる色印象は、例えば染料を使用しないホイルブランケットや、例えば人工衛星などの場合の放射および／または熱管理などの異なるタイプの機能性要素に使用することができる。
本発明による機能性要素は、例えば、キャリアフィルム、好ましくはＰＥＴ、ＰＣ、ＰＥ、ＢＯＰＰからなる厚さ１０μｍ～５００μｍの透明プラスチックフィルム、好ましくは熱可塑性またはＵＶ硬化性複製ワニスからなる透明複製層、接着剤層、好ましくは冷接着剤層、熱接着剤層またはＵＶ硬化性接着剤層、およびポリマー層、好ましくは屈折率が１．４５～１．５５の範囲にある公知のワニス系からなるポリマー層を有する。
さらに、本発明による機能性要素は、好ましくは、特に少なくとも１つの金属層の上および／または下に配置される高屈折率材料からなる追加の薄層を有さない。高屈折率材料からなる層は、例えばＺｎＳまたはＴｉＯ２で形成することができる。しかし、特に高屈折率ナノ粒子で充填された高屈折率複製ワニス層、例えばポリマーワニス層とすることもできる。一方では、高屈折率材料を配置する、例えば蒸着する、といった方法ステップが省略されるため、これは製造方法の簡略化につながる。また、このような特殊で高コストの材料も省くことができる。したがって、本発明による機能性要素は、既知の製品構造に特にコスト効率よく組み込むことができ、したがってコスト効率よく製造することができる。
具体的な実施形態では、機能性要素、特に観察者に面する側から見て、金属層上に少なくとも部分的に存在する薄い高屈折率層、例えばＺｎＳ層を有することができる。この少なくとも部分的な高屈折率層は、プラズモン共鳴が変化するため、層の厚さによって色印象が変化し、例えば金や銅色から赤色に変化する。高屈折率層は、文字、数字、記号、模様、幾何学図形などのモチーフの形で存在することができ、それによって、これらのモチーフは、高屈折率層のない金色または銅色の領域と比較して異なる色に見える。高屈折率層の厚さは、好ましくは５ｎｍ～１５０ｎｍの範囲から選択され、さらに好ましくは１０ｎｍ～５０ｎｍである。
さらに、例えばＭｇＦ２のような低屈折率材料からなる誘電体層、または低屈折率ポリマー層が、少なくとも１つの金属層の上および／または下に配置されていると有利である。誘電体層は、好ましくは、少なくとも１つの金属層の表面全体または表面上の領域に配置されるように印刷または蒸着される。誘電体層、特に低屈折率層は、特に最大１．４５の屈折率を有する。誘電体、特に低屈折率層の厚さは、好ましくは５ｎｍ～２０００ｎｍ、さらに好ましくは１０ｎｍ～５００ｎｍの範囲から選択される。
好ましくは金属化されたレリーフ構造が、例えば１μｍ以上の距離を有する別個のカラーフィルタを適用することによって、公知の方法でカラーフィルタによって重ね合わされる場合、光学的効果、特に好ましくは金属化されたレリーフ構造の色印象とカラーフィルタの機能との重ね合わせによる混色が、観察者にとって認識されることになる。こうして、好ましくは金属化されたレリーフ構造の光学効果は、実際にはカラーフィルタによってカラーフィルタの色調に染められる。
本発明の好ましい実施形態例によれば、機能性要素は、少なくとも１つの色素および／または１つの発光物質を有し、この色素および／または発光物質は、特に層状に、第１の領域または少なくとも１つの第１の領域に配置される。染料および／または発光物質は、好ましくは１μｍ未満、さらに好ましくは７５０ｎｍ未満、さらに好ましくは５００ｎｍ未満、さらに好ましくは３００ｎｍ未満、少なくとも１つの金属層の表面の１つから離れて配置される。色素および／または発光物質は、好ましくは誘電体層またはポリマー層中に配置される。
染料および／または発光物質は、例えば印刷プロセスまたは真空中、例えば熱蒸着によって塗布することができる。
第１のレリーフ構造を有する少なくとも１つの金属層の表面上における色素および／または発光物質のこのような密接な配置は、有利には吸収および／または蛍光の大幅な増大をもたらす。この増強メカニズムは、プラズモン増強吸収およびプラズモン結合発光と呼ばれる。このことは、特に、この増強効果が生じない鏡面や「通常の」回折構造とは、第１のレリーフ構造を実質的に区別する。
染料および／または発光物質は、例えば、文字、数字、記号、パターン、幾何学図形など、人間の目に認識可能なモチーフの形で、表面全体または領域に塗布または配置することができる。染料および／または発光物質は、好ましくは、少なくとも１つの金属層上の領域にのみ配置される。さらに、染料および／または発光物質は、少なくとも１つの金属層が少なくとも１つの第１のレリーフ構造と隣接し、上述の効果を発生するところにのみ設けられる。
発光物質という用語は、特に蛍光物質または燐光物質を示す。典型的な蛍光物質は、３９５ｎｍおよび／または３６５ｎｍおよび／または３１３ｎｍおよび／または２５４ｎｍの領域の紫外線によって励起される。蛍光物質は、励起により１つの波長領域でのみ発光するもの、または複数の波長領域で発光し、可視領域の照射波長に応じて同一色または類似色または異なる色の発光を伴うものが知られている。
染料および／または発光物質は、印刷法または真空中で塗布することができる。
真空適用染料の例としては、Ｍｅｒｃｋ社のＰａｔｉｎａｌ Ｂｌａｃｋ ＡまたはＢｒｏｗｎ Ａ、ならびに可視スペクトル範囲、好ましくは４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の光を吸収する金属、例えば金、銅またはクロムが挙げられる。このような金属を染料層として使用する場合、金属層と染料層との間には、好ましくは、非常に薄い誘電体層、例えば、アルミニウム蒸着層の数ナノメートルの薄さの自然酸化物層が存在する。例えば、この誘電体層の厚さは２ｎｍ～１０ｎｍの間である。これにより、特に、強く吸収する金属からなる染料層の吸収特性が、金属層への電気的接続によって不利に変化しないことが保証される。
印刷法を使用する場合、真空塗布の場合とは別の染料および／または発光物質が好ましく使用される。染料および／または発光物質は、好ましくは可溶性の染料または発光物質、あるいは不溶性のナノ粒子または顔料である。染料としては、以下の物質群からの染料が好ましく使用される。物質群は、金属錯体染料、特にＣｒ３＋またはＣｏ２＋を中心原子とするものである。発光性物質としては、以下の物質群から単独または組み合わせて選択されるものが好ましく使用される。物質群は、クマリン、ローダミン、シアニンである。
染料および／または発光物質は、外部からの影響に反応して可変吸収挙動を有し得る。この可変吸収挙動は、可逆的であっても不可逆的であってもよく、好ましくは色変化をもたらす。
本発明による機能性要素は、センサ層を有することができる。センサ層とは、特に、外部からの影響に可変的に反応する吸収挙動を有する染料および／または発光物質を含む、好ましくは高分子層を意味する。
外部影響に反応する可変染料および／または発光物質の例としては、発色材料があり、温度（サーモクロミック材料）、光入射（フォトクロミック材料）、電圧および／または電流、および圧力によって色または透明度が変化する。
特に、サーモクロミック染料および／または発光物質の場合は、所定の温度変化が色の変化の引き金となり、特に、フォトクロミック染料の場合は、所定の放射線強度が引き金となる。
本発明による機能性要素は、特に好ましくは高分子センサ層からなるセンサ素子として設計することができる。特に、好ましくはサーモクロミック色素および／または発光物質を含む本発明による機能性要素は、例えば食品産業において、時間－温度インジケータ（ＴＴＩとも呼ばれる）に使用することができる。このようなセンサは、例えばコールドチェーンの断絶を示すことができる。サーモクロミック色素は通常、色の変化を伴う構造相転移を有する物質である。サーモクロミック色素の１例は、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｃ， ２０１３， １， ２８１１－２８１６に記載されたような、アントシアニジン色素の塩化シアニジン、ドデシルガレート、ヘキサデカン酸の混合物からなる。
フォトクロミック色素の１例はバクテリオロドプシンである。フォトクロミック色素、特にバクテリオロドプシンを含む機能性要素は、十分に高い強度で照射されると色が変化するセキュリティ素子として使用できる。あるいは、機能性要素は、光強度センサの光強度センサ素子とすることもできる。
外部影響に反応する可変染料および／または発光物質のさらなる例としては、ｐＨに応じて水溶液中で異なる色を示すｐＨ感受性染料および／または発光物質がある。
例えば、メチルオレンジ、ブロモチモールブルー、フェノールフタレインなどが適している。これらは水溶液中でｐＨによって異なる色を示す。例えばフェノールフタレインは、ｐＨ値が８より小さい場合は透明で、ｐＨ値が９からマゼンタ色になる。ｐＨ値がゼロよりかなり低い場合、指示薬は赤橙色に変色する。
ｐＨに感応する色素および／または発光物質を含むセンサ層は、例えばｐＨセンサとして使用できる。
外部影響に反応する可変染料および／または発光物質のさらなる例は，物質，例えば気体または液体物質と反応する物質であり，反応生成物は染料および／または発光物質とは異なる複素屈折率、吸収係数および／または色印象を有する。例えば、ペリレンはガス状のＮＯ２と反応し、その結果、十分な濃度がある場合には色の変化によって検出することができる。
色素レベルおよび／または色素および／または発光物質の体積による割合は，特に色素が真空塗布される場合，色素および／または発光物質を含む層において１００％までとすることができる。色素レベルおよび／または色素および／または発光物質の体積割合は、好ましくは５０％以上、さらに好ましくは７５％以上、さらに好ましくは９０％以上である。染料および／または発光物質のこのような高い着色レベルおよび／または体積比の場合、染料層は極めて薄く設計することができ、それによって染料および／または発光物質は金属層に最大限近接して存在する。
特に印刷法で適用される、染料および／または発光物質を含有する層の、色素レベルおよび／または染料および／または発光物質の体積比率は、好ましくは１５％未満、好ましくは１０％未満、さらに好ましくは５％未満であり、特に、染料および／または発光物質が、安定化マトリックス、例えばポリマー製でなければ、金属層への十分な接着性を有さず、および／または金属層との化学反応をもたらすであろう染料および／または発光物質が使用される場合、好ましくは１５％未満、好ましくは１０％未満、さらに好ましくは５％未満である。
異なる顔料や染料、発光物質の混合物を使用することもできる。
染料および／または発光物質を含む層は、好ましくは透明であり、および／または、特に４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲において、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２５％、さらに好ましくは少なくとも７５％、さらに好ましくは少なくとも９０％の透過率を有する。染料が、本発明によるレリーフ構造および／または金属層が配置されていない部分領域にも適用される場合、下層の実質的な染色が認識されないことが、ここで特に保証される。
色素および／または発光物質の配置によって，生成された第１の色印象を、特に直接反射において、目標とする方法で変化させることができる。例えば、染料および／または発光物質が、波長５５０ｎｍの場合に吸収極大を有することが可能であり、その吸収は、２５ｎｍ～１００ｎｍ、好ましくは４０ｎｍ～６０ｎｍの範囲から選択される幅を有するガウス分布を有する。これは、５５０ｎｍにおける反射率の深いスランプにつながるため、このような色素および／または発光物質を配置すると、赤みがかった第１の色印象になる。例えば、直径約２０ｎｍの金ナノ粒子は、約５２０ｎｍに吸収極大を有する。
染料および／または発光物質は、表面全体にわたって、または表面の個々の領域に部分的にのみ供給することができる。表面の領域における部分的な塗布によって、染料および／または発光物質を有する表面の領域においてのみ第１の色印象が観察され、染料および／または発光物質が塗布されていないこれらの近傍には第１の色印象が存在しないことが達成される。これによって、第１の色印象と他の光学的効果とのコントラストを生じさせるデザインを生成することができる。例えばフォトクロミック染料および／または発光物質が使用される場合、例えば照射の場合に色変化を有するサブエリアの他に、第１の色印象を基準色とする色安定性のサブエリアもまた、このようにして実現することができる。発色色素および／または発光物質を含有するサブエリアにおいて、好ましくは、色変化前の第１の色印象は、発色色素を含有しないサブエリアの色印象と実質的に同一または異なる。さらに、色変化後、発色色素および／または発光物質を含有する部分領域の最初の色印象は、好ましくは、色素および／または発光物質を含有しない部分領域の色印象と異なる。
さらに、少なくとも１つのグレージングカラー層が、少なくとも１つの第１の領域および／またはさらなる領域上で、全面に、または部分的に少なくとも領域内に、または全面に配置されることが可能である。このグレージングカラー層は、金属層に直接隣接することも、誘電体中間層によって金属層から離間されることも可能である。ここで、少なくとも１つのグレージングカラー層は、カラーフィルタとして作用し、観察者にとってカラーフィルタの対応する着色において検出可能な色印象を生成する。カラーフィルタ効果に加えて、好ましくは１μｍ未満、さらに好ましくは７５０ｎｍ未満、さらに好ましくは５００ｎｍ未満、さらにさらに好ましくは３００ｎｍ未満という金属層からの対応する小さな距離において、グレージングカラー層はまた、上述のように、プラズモン増強吸収およびプラズモン結合発光による吸収および／または蛍光の大幅な増大を通じて、第１の色印象を変化させることができる。
グレージングカラー層の下の第１のレリーフ構造および／またはさらなるレリーフ構造および／または鏡面の、観察者にとって検出可能な色印象は、対応するレリーフ構造および／または鏡面の光学的効果とグレージングカラー層による染色の組み合わせとして決定することができる。特に、少なくとも１つのグレージングカラー層は透明であり、および／または、特に４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲において、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２５％、更に好ましくは少なくとも７５％、更に好ましくは少なくとも９０％の透過率を有する。
２つ以上のグレージングカラー層は、互いに隣り合って存在することができる。あるいは、２つ以上のグレージングカラー層は、少なくとも領域において重なり合って存在することもできる。２つ以上のグレージングカラー層の重なり合う領域では、２つ以上のカラー層の色と、特にその下にある少なくとも１つの第１の領域の色から混合色が形成される。
少なくとも１つの艶出しカラー層の厚さは、好ましくは１０μｍ未満、好ましくは５μｍ未満、さらに好ましくは２μｍ未満である。特に、グレージングカラー層の色素レベルおよび／または色素および／または発光物質の体積割合は、１５％未満、好ましくは１０％未満、さらに好ましくは５％未満である。グレージングカラー層の染料は、好ましくは可溶性染料である。
一実施形態では、少なくとも１つのグレージングカラー層は、少なくとも１つの金属層の一方の表面から５００ｎｍ未満、好ましくは２００ｎｍ未満、さらに好ましくは少なくとも１つの金属層の一方の表面と直接接触する距離に配置することができる。
さらに、少なくとも１つの第１の領域が、パターン形成されたサブ領域を有し、特にこのサブ領域を取り囲むサブ領域を有することも可能である。さらに、少なくとも１つの層、特に不透明に形成されるマスク層を周囲のサブエリアに配置することができ、その結果、少なくとも１つの金属層および少なくとも１つの第１のレリーフ構造によって生成される光学効果は、不透明層によって覆われていない少なくとも１つの第１のエリアのサブエリアでのみ視認される。興味深い光学的効果は、サブエリアの形成によって達成される。
少なくとも第１のレリーフ構造のプロファイル形状および／またはレリーフ深さおよび／または格子周期は、好ましくは、第１の入射角とは異なる第２の入射角の場合に、少なくとも１つの第１の領域で直接反射された光または少なくとも１つの金属層を直接透過した光の着色外観が異なって変化するように、さらに選択される。
特に、第１の色印象は、第１の入射角の場合に直接反射で現れ、第２の色印象は、第２の入射角の場合に直接反射で現れ、特に、レリーフ構造のベース面に垂直な法線から出発して、第１の入射角は、０°～３０°の範囲から選択され、特に、第２の入射角は、１０°～４５°の範囲から選択される値だけ第１の入射角よりも大きい。例えば、第２の入射角は、３０°～６０°の範囲から選択される値である。これにより、傾けたときの色の変化または色の傾き効果を定義することが可能になる。反射光観察の場合、および／または透過光観察の場合、第１の入射角または第２の入射角では、人間の観察者にとって、特に異なる安定した色印象が、こうして直接反射で現れる。
特に、第２の色印象は方位角に依存する。したがって、機能性要素は、少なくとも１５°、好ましくは３０°、さらに好ましくは４５°だけ異なるか回転した方位角を有する第１の領域を有するように設計することができる。例えば、方位角が０°または９０°の場合、例えば方位角が４５°の場合の第２の色印象とは異なる第２の色印象を生成することができる。カラーチルト効果は構造ベースであるため、他の構造ベースの効果と完全に一致する。特に、この効果のもう１つの利点は、同じプロファイル形状、レリーフ深さ、または格子周期の場合、選択された方位角とは無関係に、両方の第１の領域で同じ第１のカラー印刷が形成されることである。第１の観察角度が例えば１０°の場合、ここではすべての第１の領域が同じ色印象、例えば金色を有する。一方、例えば４０°の第２の観察角度の場合、各領域の色印象は、回折格子の方位に依存して、すなわち各領域の方位角に応じて異なり、隠された情報の項目は、この第２の観察角度においてのみ見えるようになる。このような色効果は、メタメリック色効果とも呼ばれる。
方位角とは、特に、ベース面によって広がる平面におけるレリーフ構造の方位を意味し、ｘ方向は０°に対応し、ｙ方向は９０°に対応する。レリーフ構造の方位角は、ｘ方向とｙ方向が連動するベース面に対して、さらにレリーフ構造に対して定義された角度だけ回転させることができる。
第１および第２の入射角度と異なる第３の入射角度の場合、好ましくは、少なくとも１つの第１の領域において第１の回折次数に回折された光に起因して、第１および第２の入射角度の光学的外観とは異なる光学的外観が現れる。この光学的外観は、潜在効果と呼ばれ、第１の回折次数のライトアップに対応する。
本発明の好ましい実施形態例によれば、機能性要素は少なくとも１つの第２の領域を有し、少なくとも１つの第２のレリーフ構造および／またはこの鏡面に成形されたレリーフ構造を有しない鏡面が、少なくとも１つの第２の領域に形成される。少なくとも１つの第２のレリーフ構造は、回折レリーフ構造、ホログラフィックレリーフ構造、特に２Ｄ、２Ｄ／３Ｄまたは３Ｄホログラム、マット構造、マイクロミラー表面、反射ファセット構造、屈折性、ほぼ無彩色の微細構造、好ましくは５μｍを超える格子周期を有するブレーズド格子、レンズ、マイクロレンズグリッド、２値ランダム構造、２値フレネル形状微細構造から、好ましくは個別に、または組み合わせて、および／または重畳して選択されるレリーフ構造である。特に、好ましくは、第１の領域の少なくとも１つのサブ領域の金属層の好ましい実施形態の少なくとも１つに類似して設計することができる金属層が、少なくとも１つの第２の領域のサブ領域に配置される。
このようにして、少なくとも１つの第２のレリーフ構造は、特に拡散照明下で、少なくとも１つの第２の領域が、好ましくは、銀色に、および／または、少なくとも１つの第２の領域に配置され、および／または、少なくとも１つの第２のレリーフ構造が刻印される金属の固有の色で見えるように設計される。
回折レリーフ構造とは、特に、２００本／ｍｍ～２０００本／ｍｍの範囲から選択される空間周波数を有し、特に、入射光の第１回折次数またはより高い回折次数への回折に起因して光学的に変化する効果を生成するレリーフ構造を意味する。これらの光学的可変効果は、例えば、虹のような色効果および／または移動効果および／またはポンピング効果および／または変換効果とすることができる。回折レリーフ構造の例は、例えば、ライン格子またはクロス格子からなる。さらに、回折レリーフ構造は、コンピュータ生成ホログラム、例えばキノホルムによっても形成することができる。
マット構造として、等方散乱または異方散乱マット構造を使用することができる。マット構造は、好ましくは確率的またはランダムな表面プロファイルを有する光散乱特性を有する構造を示す。マット構造は、好ましくは１００ｎｍ～５０００ｎｍ、好ましくは２００ｎｍ～２０００ｎｍの範囲のレリーフ深さｔを有する。さらに、マット構造は、好ましくは、５０ｎｍ～２０００ｎｍ、好ましくは１００ｎｍ～１０００ｎｍの範囲から選択される粗さ平均Ｒａを有する。マット効果は等方性でも異方性でもよい。
微細構造とは、空間周波数が２００本／ｍｍより小さいか、格子の周期が５μｍより大きく、実質的に屈折による光学効果を生み出す構造を意味する。したがって、その効果はほぼアクロマティックである。
レンズは、屈折作用レンズまたは屈折作用凹面鏡として、あるいは回折レンズまたは回折凹面鏡としても成形することができる。マイクロレンズグリッドは、好ましくは、マイクロレンズの１次元配列または２次元配列によって形成され、例えば、マイクロレンズの１次元配列ではシリンドリカルレンズによって、またはマイクロレンズの２次元配列では、それぞれの場合に球形またはほぼ球形または非球形の形状を有するマイクロレンズによって形成される。マイクロレンズグリッドのグリッド幅は、好ましくは５μｍ～３００μｍの範囲から選択された値を有し、さらに好ましくは５μｍ～５０μｍの範囲から選択された値を有する。
本発明の好ましい実施形態例によれば、機能性要素は少なくとも１つの第３の領域を有し、少なくとも１つの第３の領域には少なくとも１つの第３のレリーフ構造が形成されている。少なくとも１つの第３のレリーフ構造は、特に、５００ｎｍ未満３００ｎｍ以上の格子周期Λおよび１５０ｎｍ以上のレリーフ深さｔを有する格子からなるレリーフ構造である。少なくとも１つの第３の領域は、機能性要素によって広がる平面の法線に対して、特に少なくとも０°～３０°までの比較的広い傾斜角範囲にわたる直接反射において、好ましくは赤色または暗色印象、特に黒色印象を有するように設計される。特に、好ましくは、第１の領域の少なくとも１つのサブ領域の金属層の好ましい実施形態の少なくとも１つに類似して設計され得る金属層が、少なくとも１つの第３の領域のサブ領域に配置される。
異なる領域の色印象のような光学効果は、実質的に構造によって生成されるため、特に、少なくとも１つの第１の領域、少なくとも第２の領域、および少なくとも１つの第３の領域は、着色されたデザインのための追加のワニス層の配置を省くことができるように、互いに対して見当正確に配置することができる。
これにより、特に、例えば旗のような、完全なレジスタに配置された自己説明的なデザイン要素の色彩設計が可能になる。自己説明的なデザイン要素は、さらなる構造に基づく効果によって、簡便に補足または拡張することができる。
機能性要素が傾いた場合の色の安定性は、対応する異なる領域が互いに相対的に直接反射する際の色印象の完全な見当合わせと組み合わせて、「光学機械認証」や「光学電話認証」のような機械、特に自動化されたプロセスにおける機能性要素の検出および／または認識および／または検証に使用することができる。このために使用される読み取り装置は、固定式でも移動式でもよい。
例えば空港や国境での旅券検査に使用されるような定置式読取装置では、拡散照明の場合にセキュリティエレメントと共に旅券ページを撮像する可能性がしばしばある。ここで、本発明によるカラー印象を有するサブエリアは、画像取得において非常に高コントラストに表示され、これにより、銀色に表示されるサブエリアに対するカラー印象の見当精度を、適切な画像評価によって検証することができる。適切なソフトウェアを備えた例えばスマートフォンなどのモバイル読み取り装置の場合、画像取得を生成することもでき、この画像取得は、互いに異なる画像要素の見当精度の検証に使用することができる。好ましくは、ソフトウェアは、検証が最適に行えるように照明を最適化するようユーザーに指示する。
本発明の実施形態によれば、少なくとも１つの第１の領域、少なくとも１つの第２の領域、少なくとも１つの第３の領域、または第１、第２もしくは第３の領域のうちの少なくとも１つの領域は、パターン化された形状を有する。１つの領域は、例えば、文字、数字、記号、幾何学図形またはモチーフの形状に成形することができる。特に、少なくとも１つの第１の領域は、ミニテキストまたはマイクロテキストとしてデザインすることができる。
テキストとは、好ましくは２つ以上の文字、記号または数字の並びを意味し、ミニテキストは好ましくは０．５ｍｍ～２．５ｍｍの範囲の文字高を有し、マイクロテキストは好ましくは０．１２５ｍｍ～０．５ｍｍの範囲の文字高を有する。ナノテキストとは、文字の高さが０．１２５ｍｍより小さいテキストを意味する。
さらに、第１および／または第２および／または第３の領域を複数の画素として配置することも可能である。画素は、円形、正方形、六角形、モチーフ形状、または別のまとまった形状に設計することもできる。画素はさらに、細長い形状、特に線状の形状を有することもできる。空間方向の少なくとも１つの方向、好ましくはｘ方向およびｙ方向における画素の最大範囲は、好ましくは３００μｍより小さく、好ましくは１００μｍより小さく、さらに好ましくは１０μｍより小さく、さらに好ましくは５μｍより小さく、さらにさらに好ましくは３μｍより小さい。さらに、画素がｘ方向および／またはｙ方向に１μｍより大きく、好ましくは１．５μｍより大きく形成されていると有利である。ピクセルの上記の広がりは、表現される情報の高解像度の効果をもたらす。したがって、より強い光学効果、例えば、より大きな距離にわたる移動効果を実現することができる。さらに、画素の広がりは、本明細書における少なくとも１つの第１の領域の少なくとも１つのレリーフ構造が依然として十分な数の格子周期を有し、その結果、その光学的効果を依然として発生させることができるように、十分に大きい。
さらに、少なくとも１つの第１の領域および／または第２の領域および／または第３の領域および／またはさらなる領域の後方および／または下方に、少なくとも１つのグレージングカラー層を、特に全面に、または部分的に、観察者の視認方向、特に機能性要素によってスパンされる平面に対して垂直な方向において、少なくとも領域的に、または全面に配置することが可能である。
換言すれば、少なくとも１つのグレージングカラー層が、観察者の視認方向、特に機能性要素によってスパンされる平面に対して垂直に、少なくとも１つの第１のレリーフ構造、少なくとも１つの第２のレリーフ構造、少なくとも１つの第３のレリーフ構造および／または少なくとも１つの鏡面および／または金属層の下の少なくとも領域または全面に配置されることが可能である。少なくとも１つのグレージングカラー層が、観察者の視認方向、特に機能性要素によって広がる平面に対して垂直に、少なくとも１つの第１、第２および／または第３の領域と完全にまたは部分的に重なるように配置されることが可能である。また、少なくとも１つのグレージングカラー層が、少なくとも１つの第１、第２および／または第３の領域と重ならないようにすることも可能である。
少なくとも１つのグレージングカラー層は、金属層に直接隣接することも、誘電中間層によって金属層から離間することもできる。少なくとも１つのグレージングカラー層は、好ましくは着色された背景として、したがって光学的に対照的な領域として作用し、特に観察者に少なくとも１つのカラー層の対応する着色において検出可能な色印象を与える。
少なくとも１つのグレージングカラー層が、特にＣＩＥＬＡＢ色空間において、法線に対して好ましくは少なくとも０°～３０°までの傾斜角度範囲にわたって、および／または法線に対して好ましくは少なくとも３０°～６０°までの傾斜角度範囲にわたって、特に直接反射されると有利である。第１の領域から、および／または第２の領域から、および／または第３の領域から、５０～２７０、好ましくは１００～２７０、さらに好ましくは１３０～２７０の総インクホールドアウトｄＥを有し、特に金属層が配置されている少なくとも１つの第１、第２および／または第３の領域の少なくとも１つのサブ領域から、５０～２７０、好ましくは１００～２７０、さらに好ましくは１３０～２７０の総インクホールドアウトｄＥを有する。
また、特に、法線に対して好ましくは少なくとも０°～３０°までの傾斜角度範囲にわたって、および／または法線に対して好ましくは少なくとも３０°～６０°までの傾斜角度範囲にわたって、直接反射において、少なくとも１つのグレージングカラー層が暗い色を有すると有利である。少なくとも１つの第１および／または第２および／または第３の領域と比較して、特に明度値Ｌが低く、少なくとも１つの第１および／または第２および／または第３の領域は、少なくともグレージングカラー層と比較して、特に明度値Ｌが高く、明るい色を有する。
さらに、少なくとも１つのグレージングカラー層は、特に、法線に対して好ましくは少なくとも０°～３０°までの傾斜角度範囲にわたって、および／または法線に対して好ましくは少なくとも３０°～６０°までの傾斜角度範囲にわたって、直接反射において、明るい色を有することが有利である、少なくとも１つの第１および／または第２および／または第３の領域と比較して、特に明度値Ｌが高く、少なくとも１つの第１および／または第２および／または第３の領域は、少なくとも１つのグレージングカラー層と比較して、特に明度値Ｌが低く、暗い色を有する。
第１の色が第２の色と比較してより高い明度値Ｌを有する場合、第１の色は第２の色と比較してより明るいと理解されることが好ましい。同様に、第３の色が第４の色に比べて明度値Ｌが低い場合、第３の色は第４の色に比べて暗いと理解される。
第１の領域および／または第２の領域が、特にＣＩＥＬＡＢ色空間において、法線に対して好ましくは少なくとも０°～３０°までの傾斜角度範囲にわたって、および／または法線に対して好ましくは少なくとも３０°～６０°までの傾斜角度範囲にわたっての直接反射において、第３の領域から、５０～２７０、好ましくは１００～２７０、さらに好ましくは１３０～２７０の総インクホールドアウトｄＥを有する場合、有利である、および／または、第１の領域および／または第２の領域が、特に、法線に対して好ましくは少なくとも０°～３０°の傾斜角度範囲にわたって、および／または法線に対して好ましくは少なくとも３０°～６０°の傾斜角度範囲にわたっての直接反射において、好ましくは第３の領域と比較して、特に高い明度値Ｌを有する明るい色を有する場合、有利である、第３領域が、特に、法線に対して好ましくは少なくとも０°から３０°の傾斜角度範囲にわたって、および／または法線に対して好ましくは少なくとも３０°から６０°の傾斜角度範囲にわたっての直接反射において、好ましくは第１および／または第２の領域と比較して、特に明度値Ｌが低く、暗い色を有することが有利である。
あるいは、第１および／または第２および／または第３の領域を格子状に配置することも可能である。また、第１および／または第２および／または第３の領域を交互に配置することも可能である。すなわち、各場合において、第１および／または第２および／または第３の領域が、交互に、特に直接隣接して、互いに連続して配置される。第１および／または第２および／または第３の領域は、少なくとも１次元において３００μｍ未満、好ましくは１００μｍ未満の小さな距離および／またはサイズを有する。
さらに、少なくとも１つの第１の領域が、少なくとも２つ、好ましくは少なくとも３つ、より好ましくは少なくとも５つのゾーンに配置されるように設計されることが可能である。ゾーンは、好ましくは、少なくとも部分的に、ｘ方向および／またはｙ方向に互いに３００μｍ以上、好ましくは少なくとも１０００μｍ以上離れて配置されるように設計され、その結果、人間の目によって互いに離れていると知覚される。特に、ゾーンの１つ、好ましくは、それぞれは、少なくとも１つの空間方向において、２ｍｍより小さく、好ましくは１ｍｍより小さく、さらに好ましくは０．７ｍｍより小さく形成された少なくとも１つの第１のゾーン領域を有する。ここで、少なくとも１つの第１のゾーン領域が、個々のゾーンの表面積の少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％、さらに好ましくは５０％以上を占めることが有利であり得る。
これにより、偽造者が、例えば、光吸収格子構造を有しない偽造要素に黄色インクで部分的にオーバープリントすることによって金色印象を模倣することがより困難になるという有利な効果が得られる。したがって、完全な見当合わせは、例えばインクジェット印刷による見当合わせカラー印刷では十分に達成できない。
また、少なくとも１つのゾーンが、少なくとも１つの空間方向において、２ｍｍより大きい、好ましくは３ｍｍより大きい、更に好ましくは５ｍｍより大きい少なくとも１つの第２ゾーン区域を有することも可能であり、特に、全てのゾーンの第２ゾーン区域の表面積が、少なくとも合計で２０ｍｍ２より大きい、好ましくは３０ｍｍ２より大きい、更に好ましくは５０ｍｍ２より大きい。より広範なゾーン領域のこの最小表面積は、観察者が金色または銅色印象を確実に知覚することを容易にする。
さらに、１つの空間方向における少なくとも１つのゾーンの範囲を縮小し、好ましくは連続的または段階的に先細りにすることも可能である。それによって観察者の目は、より検出しやすい、より広い第２ゾーン領域によって、より狭い第１ゾーン領域も見るように誘導される。これらの領域では、機能性要素のさらなる領域、サブ領域またはゾーンに対する少なくとも１つの第１ゾーン領域の完全な見当合わせは、偽造者が模倣することがより困難になる。
さらに、少なくとも１つの第１の領域は、少なくとも１つの第３の領域によって、領域内のみで、または完全に囲むことさえでき、少なくとも１つの第３の領域は、３０μｍ～１ｍｍ、好ましくは５０μｍ～３００μｍ、さらに好ましくは５０μｍ～１５０μｍの範囲から選択される空間方向の１つにおける広がりを有する。このようにして、少なくとも１つの第３の領域は、輪郭状の枠または部分的な枠を形成し、この枠は、少なくとも１つの第１の領域を部分的または完全に枠で囲む。これにより、少なくとも１つの第１の領域の輪郭がさらに強調され、コントラストの増加により観察者にとっての認識性が向上する。第１の領域と第２の領域と第３の領域における光学的効果は、好ましくは、できるだけ異なる色度を有し、したがって、できるだけ良好な光学的コントラストを相対的に有する。例えば、第２の領域は、フレネル自由曲面を有することができ、この第２の領域は、黄金色印象を有する第１のレリーフ構造を有する第１の領域で囲まれている。
さらなる実施形態において、少なくとも１つの第１の領域は、少なくとも１つの第２の領域によって領域内に枠付けされるか、あるいは完全に囲まれることができ、ここで、少なくとも１つの第２の領域は、３０μｍ～１ｍｍ、好ましくは５０μｍ～３００μｍ、さらに好ましくは５０μｍ～１５０μｍの範囲から選択される空間方向の１つにおける広がりを有する。特に、少なくとも１つの第２の領域は、ここでは、少なくとも１つの第３の領域によって領域で枠付けされるか、あるいは完全に囲まれることができ、少なくとも１つの第３の領域は、前項と同様に設計されることができる。さらに、少なくとも１つの第２の領域は、マイクロテキストまたはナノテキストを有することができる。
このような設計により、少なくとも１つの第２の領域の光学的効果によって、観察者の注意が輪郭の周囲に引き寄せられ、その結果、直接反射で異なって見える領域または輪郭の間の完全な見当合わせが行われる。
本発明の１実施形態によれば、複数のマイクロレンズは、少なくとも１つの第１の領域の上に格子状に配置することができる。特に、「格子状に配置される」とは、格子状の配置を意味する。特に、マイクロレンズは、少なくとも１つの第１の領域が観察者によって拡大認識されるように配置される。言い換えれば、少なくとも１つの第１の領域は、マイクロレンズの焦点面に位置する。マイクロレンズは、それぞれの場合において、円筒形またはレンズ形、球形またはほぼ球形、非球形または他の形状を有することができる。
マイクロレンズ格子は、いくつかのマイクロレンズ部分格子を配置することができ、好ましくは、マイクロレンズ部分グリッド内で、マイクロレンズは、マイクロレンズの１次元配列でシリンドリカルレンズとして配置されるか、または、それぞれのケースで球形またはほぼ球形または非球形のマイクロレンズが、マイクロレンズの２次元配列で配置される。特に、マイクロレンズ格子内に、互いに異なる複数のマイクロレンズ部分格子を配置することができる。例えば、１つのマイクロレンズ格子内に、マイクロレンズが２次元配列された少なくとも１つのマイクロレンズ部分格子と、マイクロレンズが１次元配列された少なくとも１つのマイクロレンズ部分格子とを設けることができる。マイクロレンズ部分格子は、異なる外形、特に三角形、多角形、円形、楕円形、モチーフ形、パターン形、コーディングの形を有することができる。ここで、マイクロレンズの１次元配列または２次元配列を有するこれらのマイクロレンズ部分格子は、好ましくは、各場合において同じ格子幅および／または各場合において同じ焦点距離を有する。
特に、少なくとも１つの第１の領域は、ここでは、サブ領域が格子形態で配置された複数の微小画像またはモアレアイコンを明らかにするように、サブ領域に配置され、特に、これらの微小画像またはモアレアイコンは、格子形態で配置された複数のマイクロレンズと整列して配置される。マイクロ画像またはモアレアイコンの格子の格子幅は、好ましくは５μｍ～３００μｍの範囲から選択された値を有し、さらに好ましくは５μｍ～５０μｍの範囲から選択された値を有する。
マイクロ画像またはモアレアイコンの格子は、マイクロレンズ格子の格子幅と比較して、特に同一またはわずかに異なる、特に異なる格子幅を有する。マイクロ画像またはモアレアイコンの格子は、マイクロレンズ格子に対してわずかにねじれて、特にねじれて配置され得るか、または代替的に、マイクロレンズ格子とほぼ同一、特に同一の配置を有し、すなわち、マイクロレンズ格子に対して実質的にねじれていない。
マイクロ画像またはモアレアイコンの格子は、マイクロレンズ格子に対応して、複数の部分的な格子を有することができ、部分的な格子内では、マイクロ画像またはモアレアイコンは、マイクロ画像またはモアレアイコンの１次元配列で配置されるか、またはマイクロ画像またはモアレアイコンの２次元配列で配置される。特に、マイクロ画像またはモアレアイコンの格子内に、互いに異なる複数の部分格子を配置することができる。例えば、マイクロ画像またはモアレアイコンの２次元配置を有する少なくとも１つの部分格子と、マイクロ画像またはモアレアイコンの１次元配置を有する少なくとも１つの部分格子とを、マイクロ画像またはモアレアイコンの格子内に設けることができる。部分格子は、異なる外形、特に三角形、多角形、円形、楕円形、モチーフ形、パターン形、符号化の形態を有することができる。マイクロ画像またはモアレアイコンは、各部分格子に割り当てられた光学効果が形成されるように、部分格子内に形成することができる。したがって、複数の部分格子は、マイクロ画像またはモアレアイコンの格子において、一緒になって、組み合わされた光学効果を明らかにするか、または互いに隣接して存在する別々の光学効果を明らかにする、異なる光学効果を生成することができる。
これらの異なる光学効果のために、各部分格子に対して、マイクロ画像またはモアレアイコンは、特に、機能性要素によって広がる平面に対して垂直観察において、第１の領域および／または第２の領域および／または第３の領域および／またはグレージングカラー層が、第１の領域および／または第２の領域および／または第３の領域の前および／または後ろに、異なるように形成され得る。
さらに、これらの異なる光学効果のために、各部分格子について、マイクロ画像またはモアレアイコンは、特に、機能性要素によって広がる平面上への垂直観察において、第１の領域および／または第２の領域および／または第３の領域および／またはグレージングカラー層の前および／または後ろに、異なる数の第１の領域および／または第２の領域および／または第３の領域および／またはグレージングカラー層を有することができる。
微小画像とは、好ましくは、完全なモチーフ、および不完全なモチーフ、すなわちモチーフの断片を意味する。モチーフは特に、画像、シンボル、ロゴ、紋章、旗、肖像画、英数字から選択されるか、それらの組み合わせとすることができる。
サブ領域は好ましくは複数の画素から構成され、画素はすでに上述したように設計される。
さらに、サブ領域は、少なくとも１つの第２の領域および／または少なくとも１つの第３の領域が形成された複数の画素から構成され得る。サブ領域は、好ましくは、少なくとも１つの第１の領域を構成する画素および／または少なくとも１つの第２の領域を構成する画素および／または少なくとも第３の領域を構成する画素を有する。特に、異なる色度を有する微小画像、および／またはモチーフの前景と背景との間の無彩色的に高いコントラストを有する微小画像が、このようにして可能である。例えば、明るい白色または銀色の着色、暗い灰色または黒色の着色、および／または金色または銅色の着色を有する画素からなる微小画像がここに可能である。
サブ領域は、少なくとも１つの第１の領域を構成する画素の増加した配列から少なくとも１つの第２の領域を構成する画素の増加した配列への漸進的な移行が達成されるように、画素の配列を通じて設計することもできる。黄金色または銅色の外観から銀色の外観への認識可能な段階的移行が、ここに可能となる。画素はまた、細長い形状、特にライン形状を有することができる。
さらに、先の実施形態の変形例を組み合わせることによって、サブ領域の金色または銅色の色合いをより明るく、すなわち銀色の色合いに近づけることが可能である。これは、少なくとも１つの第３の領域を構成しない複数の画素を、少なくとも１つの第１の領域および少なくとも１つの第２の領域を構成する画素の混合物、好ましくは確率分布として配置することによって達成することができる。
代替的または付加的に、微小画像のモチーフまたはモアレアイコンからなるモチーフは、ある領域では銀色の反射外観を有する画素と濃い灰色から黒色の外観を有する画素とから構成され、モチーフの別の領域では金色または銅色の外観を有する画素と濃い灰色から黒色の外観を有する画素とから構成され得る。言い換えれば、微小画像のモチーフまたはモアレアイコンからなるモチーフの領域は、少なくとも１つの第２の領域を構成する画素と少なくとも１つの第３の領域を構成する画素とから構成することができ、モチーフの別の領域では、少なくとも１つの第１の領域を構成する画素と少なくとも１つの第３の領域を構成する画素とから構成することができる。機能性要素の多色デザインはここに可能であり、例えば、金色または銅色の移動効果と銀色の移動効果が、機能性要素において互いに空間的に分離して存在する。
本発明のさらなる実施形態によれば、少なくとも１つのグレージングカラー層は、特に、少なくとも１つの第１、第２および／または第３の領域の上に、複数のマイクロレンズの下に配置される。
本発明による機能性要素のさらなる実施形態の変形例によれば、モチーフは、少なくとも１つの第１の領域を構成する複数の画素と、少なくとも１つの第３の領域を構成する複数の画素とによって形成される。画素の範囲に関しては、上記の記述が参照される。このようにして、ピクセルの分布は、モチーフが、直接反射において、観察者によって、黄金色に染められたグレースケール画像として、特にハーフトーン画像として知覚されるように設計される。本発明による機能性要素は、ここに、グレースケール画像またはハーフトーン画像が、直接反射またはゼロ回折次数において色傾斜効果を有するという効果をさらに提供する。特に、機能性要素は、強い傾斜の場合、特に少なくとも第１の領域において、第１の回折次数における驚くべき潜在効果をさらに提供する。
特にハーフトーン画像として黄金色に染色されたグレースケール画像を生成するための代替的な変形は、高分解能脱金属法を用いて平面状の第１の領域に画素を提供することであり、この第１の領域において金属が除去される。これは、例えばエッチング法および／または洗浄法および／または露光法などの公知の構造化法または脱金属法を用いて行うことができる。金属層と脱金属された領域の両方が、少なくとも部分的に平面的なカラー層によって裏打ちされることにより、グレースケール画像を良好なコントラストで視認できるようにすることができる。混色効果もここでさらに可能である。
本発明の実施形態例によれば、少なくとも１つの第１の領域は、第１の電極層に配置することができる。特に、第１の電極層は、反射型ディスプレイに配置されるか、または反射型ディスプレイに使用することができる。第１の電極層は、例えば導電性接続部品および／または電磁シールドおよび／または熱シールドおよび／または光シールドおよび／または回路などのさらなる層または機能性要素を含むことができる。
第１の電極層は、少なくとも１つの第１の領域によって生成された光学的効果を有する。
さらに、例えばエレクトロクロミック層や液晶層やＰＤＬＣ（ポリマー分散型液晶）層などの切替可能層が第１の電極層の上に配置されていると有利である。この切替可能層は、電圧の印加によってその外観を変化させることができるという特徴がある。特に電圧が印加されない場合、例えばＰＤＬＣ層は観察者には曇って見え、電圧が印加される限り透明に見える。切替可能層の厚さは、典型的には２μｍ～２０μｍの範囲である。
さらに、第２の電極層を、第１の電極層および／またはスイッチング層の上に配置することができる。第２の電極層は、好ましくは、透明または半透明および／または透明に設計され、および／または、特に４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲において、少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７５％、さらに好ましくは少なくとも９０％の透過率を有する。このような透明な第２電極層の例としては、印刷されたポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）層、あるいはまた、構造化された、好ましくは微細に構造化された、人間の目には透明に見える金属層が挙げられる。例えば、このような微細構造の金属層は、金属メッシュおよび／または金属格子から構成することができ、この金属格子は、ｘ方向およびｙ方向に走る幅約５ｎｍ～１００ｎｍの金属トラックから構成され、これらの金属トラックは、例えば５０ｎｍ～１０００ｎｍの互いの距離を有する。メッシュの交点により、金属メッシュの全表面積は導電的に接続される。
第１の電極層は、第２の電極層の下に好都合に配置されている。言い換えれば、第１電極層は、観察者から背を向けた第２電極層の側に配置される。特に、スイッチング可能な層は、第１の電極層と第２の電極層との間に配置される。
少なくとも１つの第１の領域の特性は、ここに有利に反射型ディスプレイに統合され得る。特に、切替可能層の光学効果を下部電極層の色効果と組み合わせることができる。したがって、切替可能層、例えばＰＤＬＣ層を有する反射型ディスプレイの場合、特に、電圧の印加によって曇りから透明に切り替わるディスプレイのサブ領域では、第１の電極層の金色または銅色印象が見えるようになるか、または少なくとも見える程度が増加する。しかし、反射型ディスプレイに電圧が印加されない場合、少なくとも１つの第１の領域は実質的に見えないか、少なくとも弱くしか見えない。このようにして、対応する電圧が反射型ディスプレイに印加されている限り、観察者にとって実質的にのみ認識可能な反射型ディスプレイの機能性要素が得られる。
特に、切替可能層は染料を含むことができ、および／または染色することができ、それにより、光学的切替機能に加えて、カラーフィルタ機能も得ることができる。これにより、電圧印加時のスイッチング層の外観が、染料の色から、電圧印加時の下部電極層の金色または銅色に変化するという利点が得られる。こうして、デザインの可能性がさらに広がる。
色素沈着レベルおよび／または切替可能層の色素の体積割合は、好ましくは１５％未満、好ましくは１０％未満、さらに好ましくは５％未満である。切替可能層の染料は、好ましくは可溶性染料または不溶性ナノ粒子である。
本発明による機能性要素のさらなる実施形態変形例によれば、これは、例えば、圧力、温度、光入射、電気電圧および／または電流のような、検出すべき物質および／または変化する環境条件を検出するためのセンサ素子として形成される。このために、好ましくは高分子センサ層が、特に、観察者に面する金属層の側に配置される。センサ層は、既に上記で説明したように形成される。染料および／または発光物質はセンサ層中に配置され、ここで染料は好ましくは発色性であり、好ましくはサーモクロミック性および／またはフォトクロミック性および／またはｐＨ感受性である。
これは、センサ層が十分な量の検出対象物質と接触すると、センサ領域の屈折率および／または吸収係数が変化するという有利な効果をもたらす。これにより、人間の目で知覚できる色印象が変化する。第１のレリーフ構造を有する少なくとも１つの金属層の表面における染料の吸収が増大するため、この色印象の変化は、検出されるべき物質の濃度が比較的低い場合に既に認識可能である。この増強メカニズムは、プラズモン増強吸収と呼ばれる。人間の目に知覚される色印象の変化は、レリーフ構造を有しないセンサ層を有する金属層と比較して、ここでははるかに大きい。
さらに、好ましくは誘電性のコントラスト層が、観察者から見て、センサ層の上の領域に配置されることが可能であり、その結果、好ましくはセンサ層の少なくともサブ領域を覆い、検出されるべき物質との接触および／または環境条件の変化の影響を防止する。コントラスト層は、好ましくは、検出される物質を含む媒体の屈折率に近い屈折率を有する。造影層の屈折率は、好ましくは、被検出物質を含む媒体の屈折率と最大±１０％、さらに好ましくは最大±５％、さらに好ましくは最大±２％異なる。
少なくとも１つの第１のレリーフ構造、金属層およびセンサ層が配置され、コントラスト層が配置されない領域は、好ましくは、検出される物質を含む媒体と接触し、および／または環境条件の変化の影響に曝されるセンサ領域を形成する。
このコントラスト層の機能は、センサ層の覆われた部分領域を被検出物質との接触および／または環境条件の影響から保護し、これらの領域が被検出物質によって引き起こされる色印象の変化を示さないようにすることである。このようにして、コントラスト層は、色の変化を伴う領域と色の変化を伴わない領域との間のコントラストが、人間の目に特に容易に知覚されるという有利な効果をもたらす。
機能エレメントが、観察者から見てセンサ層の上に配置されるフィルタリング透明層、特に開孔層をさらに有することも可能である。フィルタリング層は特にセンサ領域に配置される。さらに、フィルタリング層は、特に、媒体中に存在する検出すべき物質に対して透過性であり、媒体中に存在する他の物質がセンサ層に到達するのを防ぐ。さらに、これにより、同様に媒体中に存在する他の物質とのセンサ層の望ましくない反応を低減または防止することが可能になる。任意選択で、別の、好ましくはポリマー性のシール層が設けられ、このシール層は、センサ素子の端部で媒体が逃げるのを防ぐ。このように、好ましくは高分子シール層は、媒体に対して透過性ではなく、好ましくは媒体に対して化学的に不活性である。
機能性要素が、好ましくはマイクロ流体システムの形で、垂直に走るチャネルを有することも可能である。この流路は、好ましくは高分子シール層によって形成され、任意にさらに好ましくは高分子シール層によって封止することができる。ポリマーシーリング層は好ましくは透明である。媒体はここに、流路内のセンサ領域を通過して導かれる。
機能性要素、特にセンサ素子の製造は、以下のようにして実現することができる。第１のレリーフ構造は、ガラス基板上にホログラフィック２ビーム露光または電子ビームリソグラフィなどの公知の方法により作成することができる。第１のレリーフ構造を有するニッケルシムは、ガルバニックコピー工程により、公知の技術水準にしたがってここから得ることができる。ニッケルシムを公知の方法にしたがって複製し、その後、第１のレリーフ構造を、例えば熱複製またはＵＶ複製などのロールツーロール法で、可撓性フィルム中に製造することができる。
とりわけ、機能性要素、好ましくはセンサ素子にとって、第１のレリーフ構造が剛性基板、例えばガラス基板や石英基板上に実現されていると有利である。これにより、例えば液体媒体の取り扱いが容易になる。このため、第１のレリーフ構造は、ＵＶ複写工程でニッケルシムから剛性基板、例えばガラス基板や石英基板上に直接複写することができる。このための既知のプロセスでは、例えばオルモセルのようないわゆるゾル－ゲル材料を使用し、液状でリジッド基板に塗布する。その後、ニッケルシムをリジッド基板、例えばガラス基板や石英基板上に置き、その結果、リジッド基板とニッケルシムの間にゾルゲル材料の薄膜が残る。この後、ガラス基板や石英基板などのリジッド基板を通して、紫外線照射によりゾルゲル材料を硬化させ、ニッケルシムを剥離する。その後、金属層を、第１のレリーフ構造を有する硬化ゾル－ゲル層の表面上に真空中で蒸着またはスパッタリングすることができる。その後、センサ層を金属層上に、例えばスピンコーティングによって、薄い層として塗布することができる。
代替的または付加的に、本発明による機能性要素の製造中に、機能性要素の部分領域、特に少なくとも１つの第１領域は、好ましくは、パターン形成されたスタンピングダイによって基板にスタンピングすることができる。さらに、非特異的なラミネートローラによって、機能性要素を全面に亘って基板に塗布することも可能である。ここで、機能性要素がスタンピングされる基材の表面が表面構造、例えば艶消し構造を有し、スタンピング中に第１のレリーフ構造のベース表面が表面構造にしたがって変形するようにスタンピング圧力が選択されると、さらに特に有利である。
さらに、表面構造が成形されたスタンピング面のブラインドスタンピングツールを用いて、機能性要素を１つの作業工程で加工することも可能である。この場合、スタンピング圧力は、ブラインドスタンピングツールを押す間に、ブラインドスタンピングツールの表面構造にしたがって第１のレリーフ構造のベース表面が変形するように選択される。この方法によって、後の作業工程で、少なくとも１つの第１のレリーフ構造のベース面の対応する変形によって、機能性要素を後から個性化することも可能であり、その結果、機能性要素または機能性要素を有する製品に、既に上述した追加の光学的効果を導入することができる。
製品、例えばセキュリティ文書や装飾面における機能性要素の使用は、特に優れていることが証明されている。このように、機能性要素は、例えば、上面視で観察されるように、デザインに応じて製品に配置することができるが、窓領域を介して観察することもでき、その結果、上面視と透過視で観察することができる。
上述の特徴は、もちろん、方法においても同等の方法で使用することができ、また、上述の方法の特徴を製品に使用することもできる。
以下では、添付図面を用いて、いくつかの実施形態例を参照しながら本発明を例示的に説明する。したがって、示された実施形態例は、限定的なものとして理解されるものではない。
図１には、機能性要素２からなる製品１の一例の断面図が示されている。図２は、図１の断面図にしたがった、例えば機能性要素２からなる製品１の実施形態例を示す。
図１または図２による機能性要素２を構成する製品１は、例えば銀行券である。しかしながら、製品１が、例えば、ＩＤ文書、製品セキュリティ用または装飾用のラベル、ＩＤカードまたはクレジットカード、キャッシュカード、市販製品の吊り下げタグまたは証明書、特にソフトウェア証明書、包装、据え置き型および／またはモバイル機器用の構成部品、射出成形構成部品、直接構造化アルミニウム構成部品、自動車、装飾トリム、カラーフィルタ、センサ、光学構成部品、光制御であることも可能である。したがって、以下の記載は、紙幣に限定されるものではなく、製品１のさらなる上述の実施形態にも同様に適用することができる。
ここでの製品１は、キャリア基材１０と、キャリア基材１０に塗布された機能性要素２を備えている。
キャリア基板１０は、好ましくは、例えば５０μｍ～５００μｍの範囲の層厚を有する紙基板である。しかし、キャリア基材１０がプラスチック基材、または１つ以上のプラスチック層および／または紙層からなるキャリア基材であることも可能である。さらに、機能性要素２に加えて、１つまたは複数のさらなる機能性要素をキャリア基板１０に適用したり、キャリア基板１０の層構造または層に一体化したりすることも可能である。したがって、キャリア基板１０は、さらなる機能性要素として、例えば、透かし、セキュリティプリント、セキュリティスレッド、アンテナ、チップ、ホログラフィック構造または光学的回折構造からなる少なくとも１つのセキュリティ機能を有するパッチまたはストリップのうちの１つまたは複数の要素を有することができる。
機能性要素２は、第１の領域２１に少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３を有するとともに、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３の少なくとも１つのサブ領域に配置された金属層１２と、任意に、観察者に面する金属層の側に設けられた好ましくは高分子誘電体層とを有する。
少なくとも１つの金属層１２は、好ましくは、アルミニウムおよび／または銀および／またはパラジウムおよび／または白金および／またはそれらの合金で形成されている。特に、少なくとも１つの金属層１２は、アルミニウムまたはアルミニウムの重量割合が７０％以上、好ましくは９０％以上の合金で形成される。少なくとも１つの金属層１２は、好ましくは、少なくとも１つの第１の領域２１の少なくとも１つの第１のサブ領域において真空中で蒸着および／またはスパッタリングされる。
あるいは、金属層１２は、最初に表面全体に塗布し、その後、金属を有しない領域において再び除去することもできる。これは、例えばエッチング法および／または洗浄法および／または露光法などの公知の構造化法または脱金属法を用いて行うことができる。
本発明による構造を金属層および／または金属箔および／または金属体の表面に刻印すること、および／または本発明による構造をレーザー（例えばフェムト秒レーザー）によって表面に刻み込むことも可能である。
本発明の好ましい実施形態例によれば、少なくとも１つの金属層１２の層厚ｄｍｅｔａｌは、０．９～３．０、好ましくは１．１～２．５、さらに好ましくは１．６～１．９の範囲から選択される光学密度（ＯＤ）を有するように選択される。特に機能性要素の透過観察には、金属層が１．６～１．９の範囲から選択される光学密度（ＯＤ）を有すると有利である。これにより、特に機能性要素の透過観察に十分な光強度が、本発明による構造を有する領域を通過することが達成される。同時に、特に構造のない領域、または金属層を通過する光がはるかに少ない構造は、人間の目に知覚しやすいコントラストを生成するために、十分に暗く見える。
機能性要素は、好ましくは、少なくとも１つの金属層１２の上および／または下に配置される可能性のある機能性要素２の１つまたは複数の層、および／または少なくとも１つの金属層１２の下に設けられる可能性のある機能性要素２の１つまたは複数の層が、透明または半透明に形成され、特に、少なくとも１つの第１の領域２１の少なくとも１つのサブ領域において、特に４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲において、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２５％、さらに好ましくは少なくとも７５％、さらに好ましくは少なくとも９０％の透過率を有するように設計される。
機能性要素２は、例えば、転写フィルム、ラベルフィルム、ラミネートフィルムまたはセキュリティスレッドである。さらに、機能性要素２、特に少なくとも１つの第１の領域２１は、好ましくは、複製層、誘電体層、染料からなる層、発光物質からなる層、艶出しカラー層、マスク層、ポリマー層、金属層、保護ワニス層、接着剤層、剥離層、プライマー層、バリア層、多孔質層、コントラスト層、シール層、接着促進剤層、キャリア層、装飾層の群から選択される別の１つ以上のさらなる層を有することができる。上述の層は、それぞれの場合において、機能性要素、特に少なくとも１つの第１の領域２１において、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３の上および／または下に、個別に、または互いに任意の所望の組み合わせで配置することができる。層は、ここで、表面全体にわたってだけでなく、部分的に、すなわち領域においてのみ適用することもできる。例えば、１つ以上の層をパターン化して配置することができる。また、複数のパターン化された層を互いに見当を合わせて配置することもできる。
したがって、本発明による機能性要素２は、例えば、キャリアフィルム、好ましくはＰＥＴ、ＰＣ、ＰＥ、ＢＯＰＰからなる厚さ１０μｍ～５００μｍの透明プラスチックフィルム、好ましくは熱可塑性またはＵＶ硬化性複製ワニスからなる透明複製層、接着剤層、好ましくは低温接着剤層、高温接着剤層またはＵＶ硬化性接着剤層、およびポリマー層、好ましくは屈折率が１．４５～１．５５の範囲にある公知のワニス系からなるポリマー層を有する。
さらに、本発明による機能性要素２は、好ましくは、少なくとも１つの金属層１２の上および／または下に特に配置される、ＺｎＳまたはＴｉＯ２のような高屈折率材料からなる追加の薄層または特に高屈折率ナノ粒子を充填したポリマーワニス層を有さない。
さらに、例えばＭｇＦ２のような低屈折率材料からなる誘電体層および／または低屈折率ポリマー層が、少なくとも１つの金属層１２の上および／または下に配置されると有利である。誘電体層は、好ましくは、少なくとも１つの金属層１２の表面上に全面または部分的に配置されるように印刷または蒸着される。低屈折率層は、特に最大で１．４５の屈折率を有する。
本発明の好ましい実施形態例によれば、機能性要素２は、少なくとも１つの色素および／または１つの発光物質を有し、この色素および／または発光物質は、特に層状に、第１の領域２１または少なくとも１つの第１の領域２１に配置される。染料および／または発光物質は、好ましくは１μｍ未満、さらに好ましくは７５０ｎｍ未満、さらに好ましくは５００ｎｍ未満、さらにさらに好ましくは３００ｎｍ未満、少なくとも１つの金属層１２の表面の１つから離れて配置される。色素および／または発光物質は、好ましくは誘電体層またはポリマー層中に配置される。
染料は印刷法または真空中で塗布することができる。真空塗布染料の例としては、メルク社のＰａｔｉｎａｌ Ｂｌａｃｋ ＡまたはＢｒｏｗｎ Ａ、および可視スペクトル範囲、好ましくは４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の光を吸収する金属、例えば金、銅またはクロムが挙げられる。
染料および／または発光物質は、好ましくは、少なくとも１つの金属層１２上に部分的にのみ配置される。さらに、染料および／または発光物質は、少なくとも１つの金属層１２が少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３に隣接するところにのみ設けられ、その結果、上述の効果を発生させる。
印刷法を使用する場合、真空塗布の場合とは別の染料が好ましく使用される。染料および／または発光物質は、好ましくは可溶性の染料または発光物質、あるいは不溶性のナノ粒子または顔料である。染料としては、以下の物質群からの染料が好ましく使用される。物質群は、金属錯体染料、特にＣｒ３＋またはＣｏ２＋を中心原子とするものである。発光物質としては、以下の物質群から単独または組み合わせて選択されるものが好ましく使用される。物質群としては、クマリン、ローダミン、シアニンが挙げられる。
色素および／または発光物質の色素沈着度および／または体積比は、特に色素および／または発光物質が真空塗布される場合、色素および／または発光物質を含有する層において１００％までとすることができる。色素レベルおよび／または色素および／または発光物質の体積割合は、好ましくは５０％以上、さらに好ましくは７５％以上、特に好ましくは９０％以上である。染料および／または発光物質のこのような高い着色レベルおよび／または体積比の場合、染料層は極めて薄く設計することができ、それによって染料および／または発光物質は金属層に最大限近接して存在する。
顔料レベルおよび／または染料および／または発光物質を含有する、印刷法で適用される層の染料および／または発光物質の体積比率は、特に、安定化マトリックス、例えばポリマー製でなければ、金属層への十分な接着性を有さず、および／または金属層との化学反応をもたらす染料および／または発光物質が使用される場合、好ましくは１５％未満、より好ましくは１０％未満、さらに好ましくは５％未満である。異なる顔料および／または染料および／または発光物質の混合物を使用することもできる。
染料および／または発光物質を含む層は、好ましくは透明であり、および／または、特に４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲において、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２５％、更に好ましくは少なくとも７５％、更に好ましくは少なくとも９０％の透過率を有する。染料が、レリーフ構造および金属層が配置されていない部分領域にも適用される場合、下層の実質的な染色が認識されないことが、ここで特に保証される。
染料および／または発光物質の配置によって、生成された第１の色印象を、特に直接反射において、目標とする方法で変化させることができる。例えば、染料および／または発光物質が、波長５５０ｎｍの場合に吸収極大を有することが可能であり、この場合、吸収は、２５ｎｍ～１００ｎｍ、好ましくは４０ｎｍ～６０ｎｍの範囲から選択される幅を有するガウス分布を有する。これは、５５０ｎｍにおける反射率の深いスランプにつながるため、このような色素および／または発光物質を配置すると、赤みがかった第１の色印象となる。
染料および／または発光物質は、表面全体にわたって、または表面の個々の領域に部分的にのみ供給することもできる。表面の領域における部分的な塗布によって、染料および／または発光物質を有する表面の領域においてのみ第１の色印象が観察され、染料および／または発光物質が塗布されていないこれらの近傍には第１の色印象が存在しないことが達成される。これにより、第１の色印象と他の光学的効果とのコントラストを生成するデザインを生成することができる。
さらに、グレージングカラー層１４が、少なくとも１つの第１の領域２１またはさらなる領域上で、全面に、または部分的に少なくとも領域内に、または全面に配置されることが可能である。このグレージングカラー層１４は、金属層１２に直接隣接することも、誘電体中間層によって金属層１２から離間されることも可能である。少なくとも１つのグレージングカラー層１４は、ここではカラーフィルタとして作用し、観察者にとってカラーフィルタの対応する着色において検出可能な色印象を生成する。カラーフィルタ効果に加えて、好ましくは１μｍ未満、さらに好ましくは７５０ｎｍ未満、さらに好ましくは５００ｎｍ未満、さらにさらに好ましくは３００ｎｍ未満の金属層１２からの対応する小さな距離において、グレージングカラー層はまた、上述したように、プラズモン増強吸収ならびにプラズモン結合発光によって、大幅に増大した吸収および／または蛍光によって、第１の色印象を変化させることができる。
グレージングカラー層１４の下の第１のレリーフ構造および／または更なるレリーフ構造および／または鏡面の、観察者にとって検出可能な色印象は、対応するレリーフ構造および／または鏡面の光学的効果とグレージングカラー層１４による着色の組み合わせとして決定することができる。
特に、少なくとも１つのグレージングカラー層１４は透明であり、および／または、特に４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲において、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２５％、更に好ましくは少なくとも７５％、更に好ましくは少なくとも９０％の透過率を有する。
２つ以上のグレージングカラー層１４は互いに隣り合って存在することができる。あるいは、２つ以上のグレージングカラー層１４は、少なくとも領域において重なり合って存在することもできる。２つ以上のグレージングカラー層１４の重なり合う領域では、２つ以上の色層１４の色と、特にその下にある少なくとも１つの第１の領域２１の色とから混合色が形成される。
少なくとも１つのグレージングカラー層１４の厚さは、好ましくは１０μｍ未満、より好ましくは５μｍ未満、さらに好ましくは２μｍ未満である。特に、グレージングカラー層１４の色素レベルおよび／または色素および／または発光物質の体積割合は、１５％未満、好ましくは１０％未満、さらに好ましくは５％未満である。グレージングカラー層１４の染料は、好ましくは可溶性染料である。
１実施形態では、少なくとも１つのグレージングカラー層１４は、少なくとも１つの金属層１２の一方の表面から５００ｎｍ未満、好ましくは２００ｎｍ未満、さらに好ましくは少なくとも１つの金属層１２の一方の表面と直接接触する距離に配置することができる。
さらに、少なくとも１つの第１の領域２１が、パターン形成された部分領域を有し、特にこの部分領域を取り囲む部分領域を有することも可能である。さらに、少なくとも１つの層、特に不透明に形成されるマスク層１２を周囲のサブエリアに配置することができ、その結果、少なくとも１つの金属層１２および少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３によって生成される光学効果は、不透明層によって覆われていない少なくとも１つの第１のエリアのサブエリアでのみ視認される。
図１および図２による実施形態では、機能性要素２は、例えば製品１の少なくとも幅または長さにわたって延びている。
さらに、機能性要素２は、キャリア基板１０の窓領域１１を覆っており、キャリア基板１０は、開口部または貫通孔を有するか、または透明に形成されている。したがって、機能性要素２または少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３からなる少なくとも第１の領域２１は、製品１の前面から観察する場合および背面から観察する場合の両方において、この領域で見える。ここで特に、前面からと背面からとで異なる色印象の存在を確認することができる。例えば、窓の部分では、機能性要素２は、表から観察すると銅色に見え、裏から観察すると金色に見えることがある。異なる色印象は、非対称の回折格子プロファイル、および／または、金属層１２の両側の誘電体層の屈折率の違い、および／または、金属層１２の両側のうちの一方の誘電体層の染料層によって生成することができる。
代替的または付加的に、機能性要素２は、製品１の窓領域１２に配置されず、むしろ基板１０の不透明領域に完全に適用される第１の領域２１を有することができる。このような機能性要素２は、例えば、パッチまたはストリップとして形成することができる。
さらに、特に製品１がカード状製品１である場合、機能性要素２をキャリア基材１０の層に埋め込むことも可能である。この場合、機能性要素２は、カード状製品１の１つのプライ上にパッチまたはストリップとして設けられ、その後、カード状製品１のさらなるプライと積層され、その結果、カード状製品１内に埋め込まれる。
図３ａおよび図３ｂは、例えば図１または図２による、本発明による機能性要素２の詳細を示し、プロファイル形状の異なるパラメータを説明するためのものである。このように、機能性要素２は、少なくとも１つの第１の領域２１に第１のレリーフ構造１３を有する。層厚ｄｍｅｔａｌを有する金属層１２も、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３のサブエリアに配置され、任意選択で、好ましくは高分子誘電体層が、観察者に面する金属層１２の側に配置される。
少なくとも１つのレリーフ構造１３は、割り当てられた方位角によって決定される少なくとも１つの方向において、一連の隆起および窪みを有し、その隆起は、可視光の波長よりも小さい格子周期Λで互いに連続する。１つの第１のレリーフ構造１３は、レリーフ深さｔをさらに有する。
レリーフ構造１３の色印象または色効果は、直接反射、したがって鏡面反射、またはαｉｎ＝αｅｘの条件下で可視化される。ここで、αｉｎは入射光１００、２００の角度であり、αｅｘは反射光３００の角度であり、ベース表面の表面法線または法線４００に対する角度である。好ましくは、レリーフ深さｔおよびレリーフ構造１３のプロファイル形状の対応する選択により、入射角および出射角が、例えば０°～３０°の範囲（図３ａ参照）から、例えば３０°～６０°の範囲（図３ｂ参照）の入射角および出射角に同時に変更される場合、明確に認識可能な色変化もさらに生成される。本発明による機能性要素２は、このような第１の入射角度から第２の入射角度への変化の場合、第１の色の代わりに第２の色印象が知覚されるように設計されている。
少なくとも第１のレリーフ構造１３のプロファイル形状および／またはレリーフ深さおよび／または格子周期は、第１の入射角度と異なる第２の入射角度の場合に、第１のサブエリアで直接反射された光または少なくとも１つの金属層１２を直接透過した光の着色外観が異なって変化するように、さらに好ましくは選択される。
特に、第１の色印象は、第１の入射角の場合に直接反射で現れ、第２の色印象は、第２の入射角の場合に直接反射で現れ、特に、レリーフ構造１３のベース面に垂直な法線４００から出発して、第１の入射角は、０°～３０°の範囲から選択され、特に、第２の入射角は、１０°～４５°の範囲から選択される値だけ第１の入射角よりも大きい。これにより、傾斜させたときの定義された色の変化または色の傾斜効果が可能になる。反射光観察および／または透過光観察の場合、第１の入射角または第２の入射角において、特に、異なる、比較的安定した色印象が、こうして人間の観察者にとって直接反射で現れる。
図４ａおよび図４ｂは、本発明による機能性要素の例示的な実施形態を示しており、この機能性要素は、それぞれの場合にレリーフ構造１３およびレリーフ構造上に配置された金属層１２を有する２つの第１の領域２１１、２１２を有する。さらに、機能性要素は、任意に、好ましくは高分子誘電体層を有することができ、この誘電体層は、観察者に面する金属層の側に配置される。両方の第１の領域２１１、２１２において、レリーフ構造は、同じプロファイル形状、レリーフ深さ、および格子周期を有する。図４ａの機能性要素２が第１の入射角で観察される場合、このように両方の第１の領域２１１、２１２において観察者にとって同じ第１の色印象が認識可能であり、機能性要素２は単色に見える。図４ｂに模式的に表されるように、機能性要素２が第２の入射角度で観察される場合、両方の領域２１１、２１２について第２の色印象が知覚され得る。この第２の色印象は、第１の、金色または銅色印象とは異なり、両方の領域についてさらに異なる。こうして観察者は、例えば、マゼンタ色の背景を持つ第１の領域２１１の前に、第１の領域２１２の緑色の星を認識する。この第２の色印象は、特に、レリーフ構造１３の方位角に依存する。したがって、例えば、１つの第１の領域２１２は、０°～９０°の方位角度を有し、対照的に、さらなる第１の領域２１１は、少なくとも１５°、好ましくは３０°、さらに好ましくは４５°回転した、または異なる方位角度を有する。
例えば、これに関する図４ｃによる機能性要素２の実施形態例における説明のために、Ｋ字形状の第１の領域２１２は、４５°の方位角度を有するように設計され、一方、Ｋ字形状の区域を囲む領域２１１は、０°の方位角度を有するように設計される。２つの第１の領域２１１、２１２が同じプロファイル形状、レリーフ深さまたは格子周期を有するので、同じ第１のカラープリントが、第１の入射角および出射角において両方の第１の領域で直接反射して形成される。ここで有利なのは、この色傾斜効果が構造に基づくものであり、したがって他の構造に基づく効果と完全に一致することである。
第１および第２の入射角とは異なる第３の入射角の場合、好ましくは、法線４００に対して６０°以上の場合、図４ｄに例として表されているように、第１および第２の入射角の光学的外観とは異なる光学的外観が、好ましくは、少なくとも１つの第１の領域２１において第１の回折次数に回折された光に起因して現れる。
本発明による機能性要素の好ましい実施形態によれば、第１のレリーフ構造１３の回折格子周期Λおよび／またはプロファイル形状および／またはレリーフ深さｔは、０°～３０°の入射角または観察角に対して、少なくとも１つの第１の領域２１が、４００ｎｍ～５００ｎｍの波長範囲の少なくとも７５％における照射光の反射率が、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の少なくとも７５％における反射率と比較して少なくとも１０％低くなるように設計される。
第１のレリーフ構造１３のプロファイル形状および／またはレリーフ深さｔは、少なくとも１つの第１の領域２１が、４００ｎｍ～５００ｎｍの波長範囲の少なくとも７０％において、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の少なくとも７０％における反射率に比べて少なくとも１５％低い照射光の反射率を有するように設計されていることが好ましい、さらに好ましくは、少なくとも１つの第１の領域２１は、４００ｎｍ～５００ｎｍの波長範囲の少なくとも９０％における照射光の反射率が、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の少なくとも９０％における反射率と比較して少なくとも１５％低い、さらに好ましくは、少なくとも１つの第１の領域２１は、４００ｎｍ～５００ｎｍの波長範囲の少なくとも９０％における照射光の反射率が、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の少なくとも９０％における反射率と比較して少なくとも２０％低い。
第１のレリーフ構造のプロファイル形状および／またはレリーフ深さｔおよび／または格子周期Λの好ましい設計に加えて、少なくとも１つの第１の領域２１は、第１の色印象が暗すぎるように見えないようにするために、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の少なくとも９０％において、３０％より大きい、好ましくは４０％より大きい、好ましくは５０％より大きい照射光の直接反射率を有することが好ましい。
４００ｎｍ～５００ｎｍの波長範囲は、特に紫色光および青色光の波長範囲に対応し、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲は、特に緑色光、黄色光、橙色光および赤色光の波長範囲に対応する。少なくとも１つの第１の領域２１の、特にプロファイル形状および／またはレリーフ深さｔおよび／または格子周期Λに関する上述の設計は、したがって、青色および／またはシアン色の反射光の割合が、人間の目に見える波長範囲、好ましくは４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の残りの反射光の割合よりも小さいという結果を有する。それにより、第１の色印象は、観察者にとって直接反射で黄金色または銅色の色合いで現れる。
図５ａおよび図５ｂは、上記の記述を説明するために、本発明による機能性要素２の第１の領域２１のレリーフ構造（連続線）の反射スペクトルを示す。点線は、直接比較するために、特に暗色または黒色の着色を生成する例示的な第３の領域２３に対応する。図５ａでは、測定されたオリジナルデータによるスペクトルが描かれているが、図５ｂでは多項式５で描かれている。度数がフィットしたスペクトルが表されている。測定はいずれも４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲で行われ（ｘ軸）、０％～１００％の反射率で得られた値がｙ軸にプロットされている。
第１の領域２１の反射スペクトルは、第３の領域２３と比較して高い反射率を有することが明確に認識できる。さらに、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲における第１の領域２１の反射率は、４００ｎｍ～５００ｎｍの波長範囲における反射率よりも高い。パラメータΔＲは、波長範囲間の上記の好ましい差を表し、より良い方向づけのために、水平および垂直破線によって図示されている。
機能性要素２の好ましい実施形態例によれば、例えば図１または図２に示すように、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３のプロファイル形状は、ｘ方向および／またはｙ方向において非対称に設計されている。換言すれば、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３のプロファイル形状は、ｘ方向および／またはｙ方向において対称でないように設計される。さらに、プロファイル形状は、特にレリーフ深さｔにわたって連続的または段階的に変化すると有利である。
励起電界は、有利なことに、非対称プロファイル形状によって、例えばレリーフ構造１３の狭い先端部により強く局在化される。これにより、共振と吸収がより顕著になる。さらに、プラズモンの励起は、非対称プロファイル形状の２つの側で異なり、その結果、入射光は、光がどちらの表面に放射されるかに応じて異なる効果を生じる。
対称的なプロファイル形状とは、例えば正弦波や矩形、２値形などである。言い換えれば、対称的なプロファイル形状は、ベース面が鏡面として使用される場合、鏡面対称性を有する。ここで、プロファイル形状は、このミラーリングの場合、同じままであり、レリーフ構造は、格子周期Λの半分だけシフトされる。本発明によれば、非対称プロファイル形状は、ベース面によって広がる平面においてミラー対称性を持たない。
ｘ方向および／またはｙ方向における少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３の回折格子周期Λの値として、Λ＜３００ｎｍ、好ましくはΛ≦２８０ｎｍ、さらに好ましくはΛ≦２６０ｎｍが適用されることが好ましい。さらに好ましくは、ｘ方向および／またはｙ方向における少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３の回折格子周期Λの値は、１５０ｎｍ～２６０ｎｍ、好ましくは１８０ｎｍ～２５０ｎｍの範囲から選択される。
さらに、ｔ＜０．７Λ、好ましくはｔ≦０．６Λが、ｘ方向および／またはｙ方向における少なくとも１つの第１のレリーフ構造のレリーフ深さｔの値に適用されることが有利である。ｔ＞０．２Λ、好ましくはｔ≧０．３Λが、ｘ方向および／またはｙ方向における少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３のレリーフ深さｔの値に適用されることも有利である。
さらに、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３の好ましくは非対称なプロファイル形状は、ベース表面からのｔ／２の距離に対する少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３の高さおよび窪みの幅が、格子周期の少なくとも６０％、好ましくは格子周期の少なくとも７０％、および／または格子周期の多くとも４０％、好ましくは格子周期の多くとも３０％であるように選択することが可能である。
特に、ベース面からの距離ｔ／２に対する少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３の側面の急勾配は、６０°～９０°の範囲、好ましくは７０°～８５°の範囲の値を有することが可能である。
ベース表面から出発してレリーフ深さの２５％とレリーフ深さの７５％との間の各距離に対する少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３の側面の急勾配は、好ましくは、４０°～９０°、好ましくは５０°～８５°の範囲から選択される値を有するように選択される。
さらに、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３の側面の急勾配の値を、レリーフ深さの０％～２５％の間、および／またはレリーフ深さの７５％～１００％の間の各距離に対して、それぞれの場合においてベース表面から出発して、０°～５０°、好ましくは０°～４０°の範囲から選択される値を有するように選択することが有利である。
少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３は、好ましくは２Ｄ回折格子として、好ましくは十字回折格子としておよび／または六角回折格子として、またはより複雑な２Ｄ回折格子として形成される。より複雑な２Ｄ回折格子とは、例えば、回折格子周期の好ましくは僅かな確率的変動を有する２Ｄ回折格子を意味する。さらに、局所的に存在する回折格子周期の少なくとも４倍の長さにわたって周期的に配置され、同時に１００μｍを超える長さにわたってランダムに配置された２Ｄ回折格子も意味する。２Ｄ格子は、ｘ方向およびｙ方向に一連の隆起および窪みを有する。つまり、１つの第１のレリーフ構造１３は、好ましくはライン格子として設計されず、したがって１Ｄ格子として設計される。
十字格子や六角格子の場合、両方向に対する高低の配列の格子周期Λは、好ましくは上記の規定範囲から選択される。ここで、回折格子周期は、好ましくは、ｘ方向およびｙ方向において同じである。しかしながら、回折格子周期は、２つの空間方向において異なることも可能である。
さらに、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３の周期的な変動が、ランダムおよび／または擬似ランダムな変動によって少なくとも部分的に重畳されることも可能である。
さらに、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３の周期的変化を、微細構造、特にフレネルレンズおよび／またはフレネル自由曲面、および／またはマイクロミラーおよび／またはブレーズド格子、特に５μｍを超える周期、および／またはコンピュータ生成ホログラム（ＣＧＨ）構造に、少なくとも領域において重畳させることも可能である。
したがって、図６ａには、例として、高台および窪みからなる少なくとも１つのレリーフ構造１３を、ブレーズド格子のような微細構造に重ねることができることが示されている。ここでは例として、リンゴを表す機能性要素２が図６ｂに示されている。微細構造、たとえばフレネル自由曲面により、表面から実質的に突出したり、表面の裏側にはね返ったりする領域がはっきりと認識できる。ここに、安定した色彩印象、色傾斜効果および「潜像効果」のような、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３の光学的効果に加えて、微細構造自体の光学的効果を同時に実現すること、または両方の構造の光学的効果を組み合わせることが可能である。したがって、例えば、微細構造、例えばフレネル自由曲面に起因して、表面から実質的に突出した光学的膨出効果、または表面の背後にはね返った光学的膨出効果を有する領域は、無彩色で知覚されるのではなく、この種の金色または銅色の光学的膨出効果として知覚される。
特に５μｍを超える格子周期を有する、すなわち傾斜した巨視的表面を有するブレーズド格子構造を第１のレリーフ構造１３によって重ね合わせる場合、ベース表面に対する傾斜した巨視的表面の角度によって第１のレリーフ構造１３の対応する傾斜が生じ、それによって、このように組み合わされたこのレリーフ構造１３は、より大きな観察角度範囲を有する色印象を生成する。フレネルレンズ構造または側面の角度が変化するフレネル自由曲面による第１のレリーフ構造１３の重ね合わせの場合にも、組み合わされたレリーフ構造の色勾配を実現することができる。
本発明の好ましい実施形態例によれば、機能性要素２は少なくとも１つの第２の領域２２を有し、少なくとも１つの第２のレリーフ構造１５が少なくとも１つの第２の領域２２に形成されている。少なくとも１つの第２のレリーフ構造１５は、回折レリーフ構造、ホログラフィックレリーフ構造、特に２Ｄ、２Ｄ／３Ｄまたは３Ｄホログラム、マット構造、マイクロミラー表面、反射ファセット構造、屈折性、ほぼ無彩色の微細構造、好ましくは５μｍを超える格子周期を有するブレーズド格子、レンズ、マイクロレンズグリッド、２値ランダム構造、２値フレネル形状微細構造から、好ましくは個別に、または組み合わせて、および／または重ね合わせて選択されるレリーフ構造である。
このようにして、少なくとも１つの第２のレリーフ構造１５は、特に拡散照明下において、少なくとも１つの第２の領域２２が、好ましくは、銀色に、および／または、少なくとも１つの第２の領域に配置され、および／または、少なくとも１つの第２のレリーフ構造１５が刻印される金属の固有の色で見えるように設計される。
本発明の好ましい実施形態例によれば、機能性要素２は少なくとも１つの第３の領域２３を有し、少なくとも１つの第３の領域２３に少なくとも１つの第３のレリーフ構造１６が形成されている。少なくとも１つの第３のレリーフ構造１６は、特に、格子周期Λが３００ｎｍ以上であり、レリーフ深さｔが１５０ｎｍ以上である格子構造からなるレリーフ構造である。少なくとも１つの第３の領域２３は、好ましくは、高屈折率材料の層を有する。少なくとも１つの第３の領域２３は、好ましくは、直接反射または透過において赤色または暗い、本質的に黒色の第１の色印象を有するように設計される。
異なる領域の色印象のような光学効果は、実質的に構造によって生成されることから、特に、少なくとも１つの第１の領域２１、少なくとも第２の領域２２、および少なくとも１つの第３の領域２３は、着色されたデザインのための追加のニス層の配置を省くことができるように、互いに対して見当正確に配置することができる。
本発明の１実施形態によれば、少なくとも１つの第１の領域２１、少なくとも１つの第２の領域２２、少なくとも第３の領域２３、または第１、第２もしくは第３の領域２１、２２、２３の少なくとも１つは、パターン化された形状を有する。１つの領域は、例えば、文字、数字、記号、幾何学図形またはモチーフの形状に成形することができる。特に、少なくとも１つの第１の領域２１は、ミニテキストまたはマイクロテキストとしてデザインすることができる。
さらに、第１および／または第２および／または第３の領域２１、２２、２３を複数の画素として配置することも可能である。画素は、円形、正方形、六角形、モチーフ形状、または別のまとまった形状に設計することもできる。画素はさらに、細長い形状、特にライン形状を有することもできる。
空間方向の少なくとも１つの方向、好ましくはｘ方向（Ｐｘ）およびｙ方向（Ｐｙ）における画素の最大エクステントは、好ましくは３００μｍより小さく、好ましくは１００μｍより小さく、さらに好ましくは１０μｍより小さく、さらに好ましくは５μｍより小さく、さらにさらに好ましくは３μｍより小さい。さらに、画素が、ｘ方向および／またはｙ方向において、１μｍより大きい、好ましくは１．５μｍより大きい範囲（Ｐｘ，Ｐｙ）で形成されていると有利である。
さらに、図７ａおよび図７ｂに示すように、少なくとも１つの第１の領域２１を、少なくとも２つ、好ましくは少なくとも３つ、より好ましくは少なくとも５つのゾーンに配置されるように設計することが可能である。ゾーンは、好ましくは、ｘ方向および／またはｙ方向において互いに少なくとも３００μｍ、好ましくは少なくとも１０００μｍ離れて配置されるように設計され、その結果、人間の目によって互いに離れていると知覚される。特に、ゾーンの１つ、好ましくは、それぞれは、少なくとも１つの空間方向ｂ１において、２ｍｍより小さく、好ましくは１ｍｍより小さく、さらに好ましくは０．７ｍｍより小さく形成された少なくとも１つの第１ゾーン領域を有する。ここで、少なくとも１つの第１ゾーン領域は、個々のゾーンの表面積の少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％、さらに好ましくは５０％以上を占めることが有利であり得る。
また、少なくとも１つのゾーンが、少なくとも１つの空間方向ｂ２において、２ｍｍより大きく、好ましくは３ｍｍより大きく、さらに好ましくは５ｍｍより大きく形成されている少なくとも１つの第２ゾーン領域を有することも可能であり、特に、すべてのゾーンの第２ゾーン領域の表面積が、少なくとも合計で２０ｍｍ２より大きく、好ましくは３０ｍｍ２より大きく、さらに好ましくは５０ｍｍ２より大きい。さらに、１つの空間方向における少なくとも１つのゾーンの範囲を縮小することも可能であり、好ましくは連続的または段階的に先細にする。
図７ｂは、上記実施形態の一例を示しており、少なくとも１つの第１の領域２１の日だまりの形をした連続的な先細りゾーンが、少なくとも１つの第２の領域２２からなるデザインに統合されている。先細りゾーンは、テンプルとしてデザインされた第２の領域２２に至る。傾斜角度に依存する放射状の無彩色運動効果を発生させる第２の領域２２を構成するさらなる構造は、先細りゾーンの間に完全な見当を合わせて配置されている。さらに、機能性要素２は、テンプルの背景が第１の領域２１で形成されるようにも設計されている。このような第１の領域２１と第２の領域２２の慮行の組み合わせの設計により、無彩色の移動効果および金色または銅色に見える小領域は、人間の目によって非常に容易に検出される。
さらに、図８ｂによる設計例のように、少なくとも１つの第１の領域２１は、少なくとも１つの第３の領域２３によって領域で縁取られるか、あるいは完全に囲まれることさえでき、少なくとも１つの第３の領域２３は、３０μｍ～１ｍｍ、好ましくは５０μｍ～３００μｍ、さらに好ましくは５０μｍ～１５０μｍの範囲から選択される空間方向の１つにおいて範囲ｂ２３を有する。このようにして、少なくとも１つの第３の領域２３は、少なくとも１つの第１の領域２１を縁取る輪郭状の枠を形成する。これは、特に、図８ａに見られるように、ミニテキストまたはマイクロテキストの場合に有利である。第１および第２および第３の領域２１、２２、２３における光学効果は、好ましくは、できるだけ異なる色度を有し、したがって、できるだけ良好な光学コントラストを互いに有する。
図８ｃに表されているさらなる実施形態では、少なくとも１つの第１の領域２１は、少なくとも１つの第２の領域２２によって領域内に枠付けされるか、あるいは完全に囲まれることができ、ここで、少なくとも１つの第２の領域２２は、３０μｍ～１ｍｍ、好ましくは５０μｍ～３００μｍ、さらに好ましくは５０μｍ～１５０μｍの範囲から選択される空間方向の１つの範囲ｂ２２を有する。特に、少なくとも１つの第２の領域２２は、ここでは、少なくとも１つの第３の領域２３によって領域で縁取られるか、あるいは完全に囲まれることができ、少なくとも１つの第３の領域２３、特にその範囲ｂ２３、前項と同様に設計することができる。さらに、少なくとも１つの第２の領域２２は、マイクロテクスチャまたはナノテクスチャを有することができる。
異なる領域の光学的効果、例えば色印象は、実質的に構造によって生成され、追加の印刷色層によって生成されないので、特に、少なくとも１つの第１の領域２１、少なくとも第２の領域２２、および少なくとも１つの第３の領域２３は、互いに対して見当正確に配置することができる。
これにより、特に、例えば旗のような、完全なレジスタに配置された自己説明的なデザイン要素の色彩設計が可能になる。これらの自己説明的なデザイン要素は、さらなる構造に基づく効果によって容易に補うことができる。
図９に示す機能性要素２は、前述を説明するためのものである。少なくとも１つの第１の領域２１に少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３を有し、第１のレリーフ構造１３の少なくとも１つのサブ領域に配置された金属層１２も有する機能性要素２が示されている。オプションとして、機能性要素２は、観察者に面する金属層１２の側に、好ましくは高分子誘電体層を有する。さらに、機能性要素２は、さらに２つの第３の領域２３を備える。２つの第３の領域は、プロファイル形状、レリーフ深さ、および格子周期の点で、異なる第１の色印象を生成するように設計されている。この例では、２つの第３の領域２３と１つの第１の領域２１は旗の形に配置され、領域は黒、赤、金のそれぞれが現れるように設計されている。観察者はここで、ドイツ連邦共和国の国旗を直感的に認識することができる。
図１０は、さらなる実施形態例を示し、この実施形態では、少なくとも１つの第１のレリーフ構造は、さらに、少なくとも１つの第１の領域２１における透過光においても色印象を有する。これは、レリーフ構造によって可能となるプラズモン励起の結果として、レリーフ構造１３上に配置された金属層１２を通る透過率が増加するためである。本発明によるレリーフ構造１３は、このデザインでは、フクロウの目だけでなく月にも一体化されている。対照的に、表現されたフクロウの体は、反射して暗く見える第３の領域のレリーフ構造を有する。他の構造に基づく効果、例えばフレネル自由形状効果、あるいは回折格子構造も、好ましくはデザインの残りの部分に統合される。
図１０の左側には、反射光観察と拡散照明の場合のデザインが示されている。図１０の右側には、機能性要素２が垂直透過光観察の場合で示されており、他の構造ベースの効果を持つ領域は、フクロウと月の周りの暗い境界線としてのみ見ることができる。機能性要素２を傾けると、両方のレリーフ構造の透過光における色印象がマゼンタに変化する。
本発明による機能性要素２のさらなる実施形態によれば、少なくとも１つの第１の領域２１の上に、複数のマイクロレンズを格子状に配置することができる。特に、マイクロレンズは、少なくとも１つの第１の領域２１が観察者によって拡大されて知覚されるように配置される。言い換えれば、少なくとも１つの第１の領域２１はマイクロレンズの焦点面内にある。説明のために、図１または図２による本発明による機能性要素２の例示的な実施形態が図１１ａに示されており、別の複数のマイクロレンズが機能性要素２の上方に配置され、その結果、示された画像情報のドロップ状の項目が観察者に明らかにされる。
図１１ｂでは、特に、ここでは、少なくとも１つの第１の領域２１および例えば少なくとも１つの第３の領域２３が、サブ領域が格子状に配置された複数のマイクロ画像またはモアレアイコンを明らかにするように、サブ領域に配置されている様子が示されている。特に、ここでは、これらの微小画像またはモアレアイコンは、格子状に配置された複数のマイクロレンズと整列して配置されている。
さらに、図１１ｃに拡大して示されているように、サブエリアは特に複数の画素から構成されており、画素はその空間的広がりに関してすでに上述したように設計されている（ＰｘおよびＰｙ）。
所望の着色デザインに応じて、サブ領域は、少なくとも１つの第１の領域２１、少なくとも１つの第２の領域２２、および／または少なくとも１つの第３の領域２３に形成された複数の画素から構成される。例えば、図１１ｂに示すように、明るい白色または銀色の着色、暗い灰色または黒色の着色、および／または金色または銅色の着色を有する画素からなるマイクロ画像が、ここに可能である。
サブエリアは、少なくとも１つの第１の領域２１を構成する画素の増加した配列から、少なくとも１つの第２のエリア２２を構成する画素の増加した配列への漸進的な移行が実現されるように、画素の配列を通じて設計することもできる。黄金色または銅色の外観から銀色の外観への認識可能な段階的移行が、ここに可能となる。
さらに、先の実施形態の変形例の組み合わせによって、銀色の色合いに近い、より明るいサブエリアの金色または銅色印象を設計することが可能である。これは、少なくとも１つの第３の領域２３を構成しない複数の画素を、少なくとも１つの第１の領域２１および少なくとも１つの第２の領域２２を構成する画素の混合物、好ましくは確率分布として配置することによって達成することができる。
代替的または追加的に、微小画像のモチーフまたはモアレアイコンからなるモチーフは、あるゾーンでは銀色の反射外観を有する画素と濃い灰色から黒色の外観を有する画素とから構成することができ、モチーフの別のゾーンでは金色または銅色の外観を有する画素と濃い灰色から黒色の外観を有する画素とから構成することができる。言い換えれば、微小画像のモチーフまたはモアレアイコンからなるモチーフの領域は、少なくとも１つの第２の領域２２を構成する画素と少なくとも１つの第３の領域２３を構成する画素とから構成することができ、モチーフの別の領域では、少なくとも１つの第１の領域２１を構成する画素と少なくとも１つの第３の領域２３を構成する画素とから構成することができる。機能性要素２の多色デザインはここに可能であり、例えば金色または銅色の移動効果と銀色の移動効果が、セキュリティ素子２において互いに空間的に分離して存在する。
図１２は、図１１ａによる機能性要素２のさらなる実施形態例を示す。この機能性要素２は、数字「５」を表すように形成された第１、第２および／または第３の領域２１、２２、２３からなる複数の画素からなる既に上述したサブ領域を有する。さらに、複数のマイクロレンズも中央部に格子状に配置され、その結果、そこに配置されたサブエリアが拡大される。星形に形成された少なくとも１つのグレージングカラー層１４は、現在、特に、少なくとも１つの第１、第２および／または第３の領域２１、２２、２３の上および複数のマイクロレンズの下に追加的に配置されている。グレージングカラー層の実施形態および効果に関しては、上記の記載を参照されたい。
図１３は、例えば図１または図２による、本発明による機能性要素２のさらなる実施形態変形例を示す。この実施形態変形例によれば、少なくとも１つの第１の領域２１を構成する複数の画素と、少なくとも１つの第３の領域２３を構成する複数の画素とによってモチーフが形成される。言い換えれば、機能性要素２は、グレースケール画像、特にハーフトーン画像、または単色画像を表す。グレースケールは、画素の分布によるハーフトーンによって達成され、暗く見える領域は第３の領域２３を構成する画素で形成され、明るく見える領域は第１の領域２１を構成する画素で形成される。画素の範囲ＰｘまたはＰｙに関しては、上記の記述を参照されたい。
本発明による機能性要素２は、慣用のグレースケール画像と比較したその設計により、直接反射またはゼロ回折次数において第１の色効果を有するという効果をさらに提供する。特に、機能性要素２は、特に少なくとも第１の領域２１において、強い傾斜の場合にさらに驚くべき潜像効果を提供する。グレースケール画像はさらに、好ましくは完全に、さらなる構造に基づく効果を有する機能性要素１の領域によって縁取られることができる。例えば、グレースケール画像は、グレースケール画像の外側の輪郭で終わる細い線の移動効果によって囲むことができ、その結果、観察者の注意をこのグレースケール画像に向けることができる。
図１４は、例えば図１による、本発明による機能性要素２のさらなる実施形態を示している。ここでも、機能性要素２は、少なくとも１つの第１の領域２１に少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３を有する。さらに、金属層１２が第１のレリーフ構造１３の少なくとも１つのサブエリアに配置され、任意に、好ましくは高分子誘電体層が、観察者に面する金属層１２の側に配置される。
この実施形態例によれば、少なくとも１つの第１の領域２１は、第１の電極層に配置することができる。特に、第１の電極層は、反射型ディスプレイに配置されるか、または反射型ディスプレイに使用することができる。第１の電極層は、例えば導電性接続部品および／または電磁シールドおよび／または熱シールドおよび／または光シールドおよび／または回路などのさらなる層または機能性要素を含むことができる。
第１の電極層は、少なくとも１つの第１の領域２１によって生成された光学的効果を有する。
さらに、例えばエレクトロクロミック層または液晶層またはＰＤＬＣ（ポリマー分散液晶）層などの切替可能層３０が第１の電極層の上に配置されると有利である。切替可能層３０は、電圧の印加によってその外観を変化させることができることを特徴とする。特に、電圧が印加されていない場合、例えばＰＤＬＣ層の場合、観察者には曇って見えるか、電圧が印加されている限り透明に見える。
さらに、第２の電極層を、第１の電極層および／または切替可能層３０の上に配置することができる。第２の電極層は、好ましくは、透明または半透明および／または透明に設計され、および／または、特に４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲において、少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７５％、さらに好ましくは少なくとも９０％の透過率を有する。このような透明な第２電極層の例としては、印刷されたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ層や、構造化された、好ましくは微細に構造化された、人間の目には透明に見える金属層が挙げられる。
第１の電極層は、第２の電極層の下に好都合に配置されている。言い換えれば、第１電極層は、観察者から背を向けた第２電極層の側に配置される。特に、切替可能層３０は、第１電極層と第２電極層との間に配置される。
少なくとも１つの第１の領域２１の特性は、ここに有利に反射型ディスプレイに統合され得る。特に、切替可能層３０の光学効果は、下部電極層の色効果と組み合わせることができる。したがって、切替可能層３０、例えばＰＤＬＣ層を有する反射型ディスプレイの場合、特に、電圧の印加（図１４において「オン」と表示されている）によって曇りから透明に切り替わるディスプレイのサブ領域において、第１の電極層の金色または銅色印象が視認可能になるか、または少なくとも視認可能な程度が増大する。しかしながら、電圧が反射型ディスプレイに印加されない場合（図１４において「オフ」と表示）、少なくとも１つの第１の領域２１は実質的に見えないか、または少なくとも弱くしか見えない。
このようにして、反射型ディスプレイの機能性要素２が得られるが、この機能性要素２は、対応する電圧が反射型ディスプレイに印加されている限り、実質的に観察者にしか認識されない。
さらに、切替可能層３０は、染料を含むか、または染色することもでき、それにより、光学的切替機能に加えて、カラーフィルタ機能も得ることができる。これにより、電圧が印加された場合の切替可能層の外観が、染料の色から、電圧が印加された場合の下部電極層の金色または銅色になるというさらなる利点が得られる。
色素沈着レベルおよび／または切替可能層３０の色素の体積割合は、好ましくは１５％未満、好ましくは１０％未満、さらに好ましくは５％未満である。切替可能層３０の染料は、好ましくは可溶性染料または不溶性ナノ粒子である。
図１５ａ～図１５ｅは、本発明による機能性要素２のさらなる実施形態、例えば図１による実施形態を示している。この実施形態では、機能性要素２を好ましくはセンサ素子として説明する。機能性要素２またはセンサ素子は、例えば製品としてのセンサに使用することができる。機能性要素２の動作モードは、例えば特定の物質を検出することである。図１５ａ～図１５ｄは、本発明による機能性要素２の異なる可能な実施形態の概略断面図であり、図１５ｅは、検出される物質との接触前（左側）、接触中および／または接触後（右側）の機能性要素の概略上面図である。
ここでも、機能性要素２は、少なくとも１つの第１の領域２１に少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３を有する。少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３は、簡単のため図１５ａ～図１５ｄには表されていない。さらに、金属層１２が、第１のレリーフ構造１３の少なくとも１つのサブエリアに配置され、任意に、金属層１２の少なくとも１つのサブエリアに、好ましくは高分子センサ層１７が、観察者に面する金属層１２の側に配置される。特に、検出されるべき物質を有する媒体と接触させられる上記サブエリアの領域は、センサ領域を形成する。センサ層１７は、十分な量の被検出物質と接触すると、その屈折率および／または吸収係数を変化させる。これにより、人間の目で知覚できる色印象が変化する。第１のレリーフ構造１３を有する少なくとも１つの金属層１２の表面における染料の吸収が増大するため、検出すべき物質の濃度が比較的低い場合、この色印象の変化はすでに認識可能である。この増強メカニズムは、プラズモン増強吸収と呼ばれる。人間の目に知覚される色印象の変化は、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３を有しないセンサ層１７を有する金属層１２と比較して、ここでははるかに大きい。この可変吸収挙動は、可逆的であることも、不可逆的であることもある。
オプションとして、別の、好ましくは誘電性のコントラスト層１８を設けることができ、このコントラスト層１８は、観察者に面するセンサのサブエリアを覆い、その中に少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３、金属層１２およびセンサ層１７がすべて配置されている。このコントラスト層１８の機能は、センサ層１７の覆われた部分領域を、検出される物質との接触から保護することであり、これにより、これらの領域は、検出される物質によって引き起こされる色印象の変化を示さない。このため、これらの異なる領域間のコントラストは、人間の目にとって特に知覚しやすくなる。
図１５ａは検出前のセンサ素子２を示し、図１５ｂは検出対象物質との接触中および／または接触後のセンサ素子２を示す。コントラスト層１８は、好ましくは、検出される物質を含む媒体の屈折率に近い屈折率を有する。造影層１８の屈折率は、好ましくは、被検出物質を含む媒体の屈折率と最大±１０％、さらに好ましくは最大±５％、さらに好ましくは最大±２％異なる。例えば、被検出物質が水（屈折率ｎＨ２Ｏ≒１．３３）に溶解して検出される場合、テフロン（登録商標）（屈折率ｎＴｅｆｌｏｎ≒１．３１）、ＰＶＤＦポリフッ化ビニリデン（屈折率ｎＰＶＤＦ≒１．４２）、またはフッ化マグネシウムＭｇＦ２（屈折率ｎＭｇＦ２≒１．３８）も造影層１８の材料として可能である。
図１５ｅは、センサ機能を概略上面図で示しており、ここでは、コントラスト層１８は、稲妻の形状のセンサ層１７の領域が覆われないように設計されている。図１５ｅの左側に表された機能性要素２は、機能性要素２が検出される物質と接触する前の状態を示している。稲妻は認識できないか、ほとんど認識できない。図１５ｅの右側に表された機能性要素２は、機能性要素２が被検出物質と接触している間の状態を示している。色印象が変化しているため、稲妻がはっきりと認識できる。
例えば、センサ層１７は、ポリマーマトリックスに埋め込まれた染料で構成することができる。メチルオレンジ、ブロモチモールブルーまたはフェノールフタレイン、例えばｐＨセンサの色素として適している。これらは水溶液中でｐＨに応じて異なる色を示す。例えばフェノールフタレインは、ｐＨ値が８より小さい場合は透明で、ｐＨ値が９からマゼンタ色になる。ｐＨ値がゼロよりかなり低い場合、指示薬は赤橙色に変色する。
センサ層１７またはセンサ層１７中の染料に応じて、気体または液体の異なる物質を検出することができる。例えば気体ＮＯ２、ペリレンと反応し、この物質の複素屈折率を変化させる。これにより、ガス濃度が十分な場合、機能性要素２の色印象が変化する。ペリレンは、例えばＰＥＣＶＤプロセスによって金属層１２に直接塗布することができる。
図１５ｃは、フィルタリング透明層、特に開孔層１９が少なくともセンサ領域に追加的に適用されたセンサ用機能性要素２の設計を示している。言い換えれば、観察者に面するセンサ層１７の側面の上に、フィルタリング透明層、特に開孔層１９が配置されている。このフィルタリング層１９は、媒体中に存在する検出対象物質に対して透過性を有し、媒体中に存在する他の物質がセンサ層１７に到達するのを防ぐ。これにより、同様に媒体中に存在する他の物質とのセンサ層１７の望ましくない反応を低減または防止することが可能となる。オプションとして、機能性要素２のエッジ部分に、媒体が機能性要素２のエッジ部分から漏れるのを防ぐ、別の、好ましくはポリマー製のシール層２０が設けられる。
図１５ｄはさらなる設計を示しており、この設計では、媒体は垂直に走る流路２４を通ってセンサ領域に運ばれる。流路２４はマイクロ流体システムとして形成することができる。流路２４は、任意に、さらに好ましくは高分子シール層２０で封止することができる。シール層２０は好ましくは透明に形成される。
機能性要素２、特にセンサ素子の製造は、以下のように実現することができる。少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３は、ガラス基板上にホログラフィック２ビーム露光または電子ビームリソグラフィなどの公知の方法により作成することができる。少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３を有するニッケルシムは、ガルバニックコピー工程によって、公知の技術状態に従ってここから得ることができる。ニッケルシムを公知の方法にしたがって複製し、その後、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３を、例えば熱複製またはＵＶ複製などのロールツーロール法で、可撓性フィルム中に製造することができる。
とりわけ、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３が剛性基板、例えばガラス基板または石英基板上に実現されると、機能性要素２、好ましくはセンサ素子にとって有利となり得る。これにより、例えば液体媒体の取り扱いが容易になる。このため、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３は、ＵＶ複写プロセスでニッケルシムから直接、ガラス基板や石英基板などの剛性基板上に複写することができる。このための既知のプロセスでは、例えばオルモセルのようないわゆるゾルゲル材料を使用し、これを液状で硬質基板に塗布する。その後、ニッケルシムをリジッド基板、例えばガラス基板や石英基板上に置き、その結果、リジッド基板とニッケルシムの間にゾルゲル材料の薄膜が残る。この後、例えばガラス基板や石英基板などのリジッド基板を通してＵＶ照射によりゾルゲル材料を硬化させ、ニッケルシムを剥離する。その後、金属層１２を、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３を有する硬化ゾルゲル層の表面上に真空中で蒸着またはスパッタリングすることができる。次に、センサ層１７を、例えばスピンコーティングによって、金属層１２上に薄層として塗布することができる。
機能性要素２のさらなる概略実施形態を図１６および図１７に示す。この実施形態では、機能性要素２として転写フィルムについて説明する。図１６および図１７による機能性要素２は、図１で説明したようなデザインを有することができる。図１７は、転写フィルムの概略断面図である。図１６は、転写フィルム上の概略上面図であり、キャリア層５０１は既に転写層から剥離されており、その結果、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３が、全面に亘って観察者に面する側を形成している。
転写フィルムは、キャリア層５０１と、キャリア層５０１から剥離可能な転写層とを有する。キャリア層５０１は分離層５０２を有することができる。キャリア層５０１上には、好ましくは以下の順序で、以下の層の１つ以上のさらなる層が配置され、これらは好ましくは転写層を形成する。順序は、剥離層５０３、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３からなる複製層５０４、金属層１２、プライマー層５０６および接着剤層５０７である。
キャリア層５０１は好ましくはポリエステル、さらに好ましくはＰＥＴからなり、分離層５０２は好ましくはワックスからなる。金属層１２は、好ましくはアルミニウムで形成され、好ましくは蒸着された。さらに、機能性要素２の少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３は、好ましくは、複製層５０４において全面に配置される。少なくとも１つの第１の領域２１は、転写層において、特に表面全体にわたって、観察方向において複製層５０４によって広がる平面に対して垂直に配置される。
転写層を転写する代表的な方法は、例えばホットスタンプ法やコールドスタンプ法である。
図１８は、機能性要素２からなる製品１の実施形態を示している。この実施形態では、例えばワインボトルのボトルラベルについて説明する。ボトルラベルは、ボトルに貼り付けるための紙製ラベルからなる。このラベルは、装飾層として、図１６および図１７で説明した転写フィルムからなる紙ラベルにホットスタンプされた装飾フレームを含んでいる。転写層の転写は、ホットスタンプ法またはコールドスタンプ法によって行われる。キャリア層５０１は、転写層の転写後に剥離することができる。図１８に示すボトルラベルには、さらに、ボトルラベルにスタンプされた装飾要素がある。「ＷＩＮＥ」の文字は、例えば当業界で慣用されている金箔を用いて紙ラベルにスタンプされ、「２０２１」の年は、例えば当業界で慣用されている「銀箔」を用いてスタンプされている。
銀箔とは、好ましくは、回折構造または屈折構造を持たないアルミナ化箔を意味する。このような箔はミラー箔とも呼ばれる。さらに、金箔とは、好ましくは、回折構造または屈折構造を有しないアルミナ化箔であって、観察方向においてアルミニウム層上に配置された付加的な、好ましくは黄色艶出し層を有するものを意味する。
さらに、例として、「ＩＤＬＡ」の文字は、回折マット構造を有するアルミナ化転写フィルムを用いて刻印されている。このような箔は、図１６および図１７に記載された箔と同様であり、ここでは、本発明によるレリーフ構造の代わりに、すでに上述したマット構造が使用されている。
スタンプ部分の隣、下、または上に配置できるプリントをラベルに追加することもできる。
本発明による機能性要素を構成する図１８に表した装飾フレームは、２つの機能を果たすことができる。一方では、見る角度によって色が変化する面白い装飾要素である。他方では、同時に偽造防止のためのセキュリティ要素としても機能する。
図１９は、ラベルフィルムおよび／またはラミネートフィルムとしての本発明による機能性要素の層構造を示す。ラベルフィルムおよび／またはラミネートフィルムは、好ましくは以下の順序で、以下の層のうちの１つ以上を有する。順序は、キャリア層５０１、プライマー層５０６、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３からなる複製層５０４、金属層１２、および接着剤層５０７である。
キャリア層５０１は好ましくはポリエステルからなり、さらに好ましくはＰＥＴからなり、接着剤層５０７は好ましくは低温接着剤層である。金属層１２は、好ましくはアルミニウムからなり、好ましくは蒸着されたものである。さらに、少なくとも１つの第１のレリーフ構造１３は、好ましくは、複製層５０４において全面に配置される。
機能性要素２を含む製品のさらなる実施形態例を図２０に示す。この実施形態は、例えば医薬品の包装に、図１９で説明したラベルフィルムおよび／またはラミネートフィルムに基づくラベルを貼付したものである。図２０に示すラベルは、包装の上部領域において、ヒンジ付き蓋と包装の下部領域を覆う領域に貼付されている。例えば、「ＳＥＣＵＲＥ」 の文字がラベルフィルムおよび／またはラミネートフィルム上にさらに印刷され、「ＥＴＲＯ－ＦＰ－」の文字が当業界で慣用されている銀箔を使用して包装上にさらに刻印される。
図２０の包装上に配置されたラベルは、セキュリティ要素と装飾要素の本質的な側面を満たすことができる。したがって、見る角度によって色が変化し、観察者の注意をそれ自体に向ける。これにより、包装がすでに開封されているかどうかを容易に認識することができる。さらに、ラベルは偽造からの保護も提供する。
もちろん、機能性要素２または製品１の上記の実施形態の変形は、所望に応じて互いに組み合わせることができ、特にその形状および組み合わせの点で限定を意味するものではない。
１ 製品
２ 機能性要素
１０ キャリア基板
１１ 窓エリア
１２ 金属層
１３ 第１のレリーフ構造
１４ グレージングワニス層
１５ 第２のレリーフ構造
１６ 第３のレリーフ構造
１７ センサ層
１８ コントラスト層
１９ フィルタ層
２０ シーリング層
２１、２１１、２１２ 第１の領域
２２ 第２の領域
２３ 第３の領域
２４ チャネル
３０ 切替可能層
１００ 光源
２００ 入射角
３００ 出射角
４００ ベース面の法線
５０１ キャリア層
５０２ 分離層
５０３ 剥離層
５０４ 複製層
５０６ プライマー層
５０７ 接着剤層
２ 機能性要素
１０ キャリア基板
１１ 窓エリア
１２ 金属層
１３ 第１のレリーフ構造
１４ グレージングワニス層
１５ 第２のレリーフ構造
１６ 第３のレリーフ構造
１７ センサ層
１８ コントラスト層
１９ フィルタ層
２０ シーリング層
２１、２１１、２１２ 第１の領域
２２ 第２の領域
２３ 第３の領域
２４ チャネル
３０ 切替可能層
１００ 光源
２００ 入射角
３００ 出射角
４００ ベース面の法線
５０１ キャリア層
５０２ 分離層
５０３ 剥離層
５０４ 複製層
５０６ プライマー層
５０７ 接着剤層
Claims (65)
- 少なくとも１つの第１の領域（２１）に少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）と、前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）の少なくとも１つのサブ領域に配置された少なくとも１つの金属層（１２）と、を備える機能性エレメント（２）であって、
好ましくは、高分子誘電体層は、観察者に面する前記金属層（１２）の側面に任意に配置され、
前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）は、ｘ方向およびｙ方向に周期的に変化する高さおよび窪みを有し、
前記高さは、人間の目に見える光の波長よりも小さい格子周期Λで互いに連続し、
前記窪みの最小値は、ベース面を規定し、
前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）は、レリーフ深さｔを有する、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１に記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１の領域（２１）において、第１の入射角の場合には、第１の色印象が形成され、第２の入射角の場合には、第２の色印象が形成され、
好ましくは、前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）に垂直な観察方向から始まり、前記第１の入射角は、０°～３０°の範囲から選択され、さらに好ましくは、前記第２の入射角は、１０°～４５°の範囲から選択される値だけ前記第１の入射角よりも大きい、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項２に記載の機能性要素（２）であって、
前記第２の色印象は、方位角に応じて生成され、特に、前記機能性要素（２）は、少なくとも１つの第１の領域（２１）を有し、前記方位角は、さらなる第１の領域（２１）の方位角に対して少なくとも１５°、好ましくは３０°、さらに好ましくは４５°回転している、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項２または３に記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１の領域（２１）に第３の入射角がある場合、前記第１および第２の色印象とは異なる光学効果が形成され、
前記第３の入射角は、６０°以上の値を有し、好ましくは、少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）に垂直な観察方向から始まる、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～４のいずれかの１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの金属層（１２）は、アルミニウムおよび／または銀および／またはパラジウムおよび／または白金および／またはそれらの合金で形成される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～５のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの金属層（１２）は、アルミニウムまたはアルミニウムの重量比率が７０％以上、好ましくは９０％以上の合金で形成されている、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～６のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの金属層（１２）は、０．９～３．０、好ましくは１．１～２．５、さらに好ましくは１．６～１．９の範囲から選択される光学密度を有する、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～７のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）の周期的変動は、ランダムおよび／または擬似ランダム変動によって少なくとも部分的に重ね合わされる、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～８のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）の周期的な変化は、特にフレネルレンズ、フレネル自由曲面、マイクロミラー、ブレーズド格子、またはコンピュータ生成ホログラム（ＣＧＨ）構造などの微細構造上に少なくとも部分的に重畳される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～９のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）は、十字格子および／または六角格子、あるいはより複雑な２次元格子として形成される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１に記載の機能性要素（２）であって、
Λ＜３００ｎｍ、好ましくはΛ≦２８０ｎｍ、好ましくはΛ≦２６０ｎｍは、前記ｘ方向および／またはｙ方向における前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）の回折格子周期Λの値に適用される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～１１のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記ｘ方向および／またはｙ方向における前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）の回折格子周期Λの値は、１５０ｎｍ～２６０ｎｍ、好ましくは１８０ｎｍ～２５０ｎｍの範囲から選択される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～１２のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
ｔ＜０．７Λ、好ましくはｔ≦０．６Λは、前記ｘ方向および／またはｙ方向における前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）のレリーフ深さｔの値に適用される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～１３のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
ｔ＞０．２Λ、好ましくはｔ≧０．３Λは、前記ｘ方向および／またはｙ方向における前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）のレリーフ深さｔの値に適用される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～１４のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）のプロファイル形状は、連続的または段階的に変化する、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～１５のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）のプロファイル形状は、前記ｘ方向および／またはｙ方向に非対称に設計されている、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～１６のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記ベース面からのｔ／２の距離に対する前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）の高さおよび窪みの幅は、前記格子周期の少なくとも６０％、好ましくは前記格子周期の少なくとも７０％、および／または前記格子周期の多くとも４０％、好ましくは前記格子周期の多くとも３０％である、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～１７のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
好ましくは１．４５～１．５５の範囲の屈折率を有するポリマーからなるポリマー層は、前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）の上および／または下に配置され、特に、前記ポリマー層は、前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）に全面にまたは部分的に適用される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～１８のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
特に、０°～３０°の範囲の入射角において、前記少なくとも１つの第１の領域（２１）は、４００ｎｍ～５００ｎｍの波長範囲の少なくとも７５％における照射光の反射率が、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の少なくとも７５％における反射率と比較して少なくとも１０％低く、
好ましくは、前記少なくとも１つの第１の領域（２１）は、４００ｎｍ～５００ｎｍの波長範囲の少なくとも７０％における照射光の反射率が、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の少なくとも７０％における反射率と比較して少なくとも１５％低く、
さらに好ましくは、前記少なくとも１つの第１の領域（２１）は、４００ｎｍ～５００ｎｍの波長範囲の少なくとも９０％における照射光の反射率が、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の少なくとも９０％における反射率と比較して少なくとも１５％低く、
さらに好ましくは、前記少なくとも１つの第１の領域（２１）は、４００ｎｍ～５００ｎｍの波長範囲の少なくとも９０％における照射光の反射率が、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の少なくとも９０％における反射率と比較して少なくとも２０％低い、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～１９のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１の領域（２１）は、５２５ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲の少なくとも９０％において、照射光の反射率が３０％より大きく、好ましくは４０％より大きく、より好ましくは５０％より大きい、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～２０のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
染料および／または 発光物質は、前記少なくとも１つの第１の領域（２１）に、好ましくは領域内または全面に配置され、好ましくは、前記少なくとも１つの金属層の表面の１つから離れて、１μｍ未満、さらに好ましくは７５０ｎｍ未満、さらにさらに好ましくは５００ｎｍ未満、さらにさらに好ましくは３００ｎｍ未満に配置される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～２１のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記染料および／または発光物質は、好ましくは高分子誘電体層中に配置される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～２２のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記機能性要素（２）は、少なくとも１つの第２の領域（２１）を有し、少なくとも１つの第２のレリーフ構造（１５）は、前記少なくとも１つの第２の領域（２１）に形成されている、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項２３に記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第２のレリーフ構造（１５）は、回折レリーフ構造、ホログラフィックレリーフ構造、特に２Ｄ、２Ｄ／３Ｄまたは３Ｄホログラム、マット構造、マイクロミラー表面、反射ファセット構造、屈折性、ほぼ無彩色の微細構造として形成され、好ましくは、格子周期が５μｍを超えるブレーズド格子、レンズ、マイクロレンズグリッド、二値ランダム構造、二値フレネル形状マイクロ構造、またはこのようなレリーフ構造の組み合わせ、および／またはこのミラー表面に成形されたレリーフ構造を含まないミラー表面として形成される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～２４のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記機能性要素（２）は、少なくとも１つの第３の領域（２３）を有し、前記少なくとも１つの第３のレリーフ構造（１６）は、少なくとも１つの第３の領域（２３）に形成され、特に、前記少なくとも１つの第３のレリーフ構造（１６）は、５００ｎｍ未満３００ｎｍ以上の格子周期Λと、１５０ｎｍ以上のレリーフ深さｔとを有する、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項２３および／または２５に記載の機能性要素（２）であって、
少なくとも１つの第１の領域（２１）、少なくとも１つの第２の領域（２２）、および少なくとも１つの第３の領域（２３）は、互いに対して正確に見当合わせされて配置される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～２６のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１の領域（２１）は、少なくとも２つ、好ましくは少なくとも３つ、より好ましくは少なくとも５つのゾーンに配置されるように設計され、特にゾーンは、少なくとも部分的に、前記ｘ方向および／またはｙ方向に互いに３００μｍ以上、好ましくは少なくとも１０００μｍ以上離れて配置される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項２７に記載の機能性要素（２）であって、
前記ゾーンの１つ、好ましくはそれぞれは、少なくとも１つの空間方向において、２ｍｍより小さく、好ましくは１ｍｍより小さく、さらに好ましくは０．７ｍｍより小さく形成された少なくとも１つの第１のゾーン領域を有する、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項２７または２８に記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１ゾーン領域は、個々のゾーンの表面積の少なくとも２０％、好ましくは少なくとも３０％、より好ましくは５０％以上を占める、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項２７から２９のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つのゾーンは、前記少なくとも１つの空間方向において、２ｍｍより大きい、好ましくは３ｍｍより大きい、より好ましくは５ｍｍより大きい少なくとも１つの第２ゾーン領域を有し、特に、すべてのゾーンの第２ゾーン領域の表面積は、少なくとも合計で２０ｍｍ２より大きい、好ましくは３０ｍｍ２より大きい、さらに好ましくは５０ｍｍ２より大きい、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項２７から３０のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記１つの空間方向における少なくとも１つのゾーンの範囲は、縮小され、好ましくは連続的または段階的に先細りになる、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～３１のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１の領域（２１）、前記少なくとも１つの第２の領域（２２）、前記少なくとも１つの第３の領域（２３）、または前記第１、第２もしくは第３の領域（２１、２２、２３）の少なくとも１つは、パターン化された形状を有する、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～３２のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
ミニテキストは、０．５ｍｍ～２．５ｍｍの範囲の文字高さを有し、マイクロテキストは、０．１２５ｍｍ～０．５ｍｍの範囲から選択された文字高さを有する、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～３３のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記第１、第２または第３の領域（２１、２２、２３）は、複数の画素として配置され、前記画素は、円形、正方形、六角形、モチーフ形状または別のまとまった形状に設計され、および／または細長い形状、特に線形状を有する、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項３４に記載の機能性要素（２）であって、
前記空間方向、好ましくは前記ｘ方向およびｙ方向の少なくとも一方における画素の最大範囲は、３００μｍより小さく、好ましくは１００μｍより小さく、さらに好ましくは１０μｍより小さく、さらに好ましくは５μｍより小さく、さらにさらに好ましくは３μｍより小さく形成され、および／または画素は、前記ｘ方向および／またはｙ方向において、１μｍより大きく、好ましくは１．５μｍより大きく形成される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項３４または３５に記載の機能性要素（２）であって、
複数のマイクロレンズは、前記少なくとも１つの第１の領域（２１）の上に格子状に配置され、特に、前記グレージングカラー層（１４）は、少なくとも部分的に複数のマイクロレンズの下に配置される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項３６に記載の機能性要素（２）であって、
前記マイクロレンズのグリッドは、複数のマイクロレンズ部分グリッドを有し、好ましくは、前記マイクロレンズ部分グリッド内で、前記マイクロレンズは、前記マイクロレンズの１次元配列でシリンドリカルレンズとして配置されるか、または前記マイクロレンズの２次元配列で、それぞれのケースで球形またはほぼ球形または非球形の形状を有するマイクロレンズが配置される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～３７のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１の領域（２１）は、第１の電極層に配置され、特に、切替可能層（３０）、好ましくはエレクトロクロミック層または液晶層またはＰＤＬＣ層は、前記第１の電極層の上に配置され、第２の電極層は、前記第１の電極層および／または前記切替可能層（３０）の上に配置される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項３８に記載の機能性要素（２）であって、
前記切替可能層（３０）は、染料を含有し、および／または染色され、特に、前記切替可能層（３０）の色素形成レベルおよび／または染料の体積比率は、１５％未満、好ましくは１０％未満、さらに好ましくは５％未満である、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～３９のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１の領域（２１）は、前記少なくとも１つの第３の領域（２３）によって囲まれた領域または完全に囲まれた領域で縁取られ、前記１つの少なくとも１つの第３の領域（２３）は、３０μｍ～１ｍｍ、好ましくは５０μｍ～３００μｍ、さらに好ましくは５０μｍ～１５０μｍの範囲から選択される空間方向の１つにおける広がりを有する、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～４０のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１の領域（２１）は、前記少なくとも１つの第２の領域（２２）によって領域で囲まれるか、または完全に囲まれており、前記少なくとも１つの第２の領域（２２）は、３０μｍ～１ｍｍ、好ましくは５０μｍ～３００μｍ、より好ましくは５０μｍ～１５０μｍの範囲から選択される空間方向の１つにおける広がりを有し、特に、前記少なくとも１つの第１の領域（２１）および少なくとも１つの第２の領域（２２）は、前記少なくとも１つの第３の領域（２３）によって領域で囲まれるか、または完全に囲まれている、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～４１のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記色素および／または前記発光物質を含有する層中の前記色素および／または前記発光物質の色素化レベルおよび／または体積割合は、好ましくは５０％以上、さらに好ましくは７５％以上、さらに好ましくは９０％以上であり、
または、前記色素および／または前記発光物質を含有する層中の前記色素および／または前記発光物質の色素化レベルおよび／または体積割合は、１５％未満、好ましくは１０％未満、さらに好ましくは５％未満である、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～４２のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
好ましくは、高分子センサ層（１７）は、観察者に面する前記金属層（１２）の側面の金属層（１２）の少なくとも１つの部分領域に配置され、前記染料および／または発光物質は、前記センサ層（１７）に配置される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～４３のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
好ましくは、前記誘電体コントラスト層（１８）は、観察者から見て、好ましくは、前記ポリマーセンサ層（１７）の上に配置されている、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～４４のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記機能性要素（２）は、さらに、観察者から見て、好ましくは、前記ポリマーセンサ層（１７）の上に配置されるフィルタリング透明層、特に開孔層（１９）を有する、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～４５のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記染料および／または前記発光物質は発色性であり、好ましくは、サーモクロミックおよび／またはフォトクロミックおよび／またはｐＨ感受性である、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～４６のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１の領域（２１）および／または第２の領域（２２）および／または第３の領域（２３）の下に、前記少なくとも１つのグレージングカラー層が、特に全面に、または部分的に、観察者の視認方向において、特に、前記機能性要素（２）によって広がる平面に対して垂直に配置される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～４７のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つのグレージングカラー層は、前記金属層（１２）に直接隣接するか、誘電体中間層によって前記金属層（１２）から離間している、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～４８のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つのグレージングカラー層は、特にＣＩＥＬＡＢ色空間において、法線に対して好ましくは少なくとも０°～３０°の傾斜角度範囲にわたって、および／または法線に対して好ましくは少なくとも３０°～６０°の傾斜角度範囲にわたって、特に直接反射において、前記少なくとも１つの第１の領域から、および／または前記第２の領域から、および／または前記第３の領域から、５０～２７０、好ましくは１００～２７０、さらに好ましくは１３０～２７０の総インクホールドアウトｄＥを有する（２１、２２、２３）、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～４９のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つのグレージングカラー層は、特に、法線に対して好ましくは少なくとも０°～３０°の傾斜角度範囲および／または法線に対して好ましくは少なくとも３０°～６０°の傾斜角度範囲における直接反射において、より暗い色、特により低い明度値Ｌを有し、前記少なくとも１つの第１および／または第２および／または第３の領域（２１、２２、２３）は、より明るい色、特により高い明度値Ｌを有する、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～５０のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つのグレージングカラー層は、特に、法線に対して好ましくは少なくとも０°～３０°の傾斜角度範囲および／または法線に対して好ましくは少なくとも３０°～６０°の傾斜角度範囲における直接反射において、より明るい色、特により高い明度値Ｌを有し、前記少なくとも１つの第１および／または第２および／または第３の領域（２１、２２、２３）は、より暗い色、特により低い明度値Ｌを有する、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～５１のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１の領域（２１）および／または少なくとも１つの第２の領域（２２）は、特にＣＩＥＬＡＢ色空間において、法線に対して好ましくは少なくとも０°～３０°の傾斜角度範囲にわたって、および／または法線に対して好ましくは少なくとも３０°～６０°の傾斜角度範囲にわたって、特に直接反射において、少なくとも１つの第３の領域（２３）から、５０～２７０、好ましくは１００～２７０、さらに好ましくは１３０～２７０の総インクホールドアウトｄＥを有する、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～５２のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１の領域（２１）および／または少なくとも１つの第２の領域（２２）は、特に、法線に対して好ましくは少なくとも０°～３０°までの傾斜角度範囲にわたって、および／または法線に対して好ましくは少なくとも３０°～６０°までの傾斜角度範囲にわたって、直接反射において、好ましくは、前記少なくとも１つの第３の領域（２３）と比較して、明るい色、特に高い明度値Ｌを有する、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～５３のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記少なくとも１つの第１の領域（２１）は、格子状に配置された複数のマイクロ画像またはモアレアイコンを示すように小領域に配置され、特に、前記マイクロ画像またはモアレアイコンは、格子状に配置された複数のマイクロレンズに対応して配置される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～５４のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記マイクロ画像またはモアレアイコンの格子は、複数の部分格子を有し、前記部分格子内では、前記マイクロ画像またはモアレアイコンは、前記マイクロ画像またはモアレアイコンの１次元配列で配置されるか、または前記マイクロ画像またはモアレアイコンの２次元配列で配置される、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～５５のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記部分格子内のマイクロイメージまたはモアレアイコンは、前記部分格子ごとに、前記部分格子に割り当てられた光学効果が形成されるように形成され、好ましくは、前記複数の部分格子は、異なる光学効果を生成し、これらの光学効果は、前記マイクロイメージまたはモアレアイコンの格子において、一緒になって、組み合わされた光学効果を明らかにするか、または互いに隣接して存在する別々の光学効果を明らかにする、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～５６のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記各部分格子に対して異なる光学的効果を得るために、特に、前記マイクロ画像またはモアレアイコンは、前記少なくとも１つの第１の領域（２１）および／または少なくとも１つの第２の領域（２２）および／または少なくとも１つの第３の領域（２３）の前および／または後ろに、異なる少なくとも１つの第１の領域（２１）および／または少なくとも１つの第２の領域（２２）および／または少なくとも１つの第３の領域（２３）および／または少なくとも１つのグレージングカラー層が形成されている、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～５７のいずれか１つに記載の機能性要素（２）であって、
前記マイクロレンズの格子、前記マイクロ画像および／またはモアレアイコンおよび／またはそれらの部分格子は、異なる外形、特に三角形、多角形、円形、楕円形、モチーフ形、パターン形、符号化の形態を有する、ことを特徴とする機能性要素（２）。 - 請求項１～５８のいずれか１つに記載の機能性要素（２）を製造するための方法、または特に請求項１～５８のいずれか１つに記載の機能性要素（２）を用いて表面を改質するための方法であって、
前記機能性要素の少なくとも１つの第１の領域（２１）に前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）が配置され、
前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）の少なくとも１つのサブ領域に前記金属層（１２）が配置され、任意に、観察者に面する前記金属層（１２）の側面に好ましくは高分子誘電体層が配置され、
その結果、前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）は、前記ｘ方向およびｙ方向に周期的な高低の変化を有し、
前記高さは、人間の目に見える光の波長よりも小さい格子周期Λで互いに連続し、
その結果、前記窪みの最小値が前記ベース面を規定し、前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）がレリーフ深さｔを有する、ことを特徴とする機能性要素（２）を製造するための方法。 - 請求項５９に記載の方法であって、
前記少なくとも１つの金属層（１２）は、前記少なくとも１つの第１の領域（２１）の少なくとも１つのサブ領域において真空中で蒸着および／またはスパッタリングされる、ことを特徴とする機能性要素（２）を製造するための方法。 - 請求項５９～６０に記載の方法であって、
ポリマー層は、観察者に面する前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）の側面に配置され、特に、前記ポリマー層は、前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）に、表面全体にわたってまたは部分的に配置される、ことを特徴とする機能性要素（２）を製造するための方法。 - 請求項５９～６１のいずれか１つに記載の方法であって、
前記染料および／または発光物質は、前記少なくとも１つの第１の領域（２１）に、好ましくは領域内または表面全体に配置され、好ましくは、前記少なくとも１つの金属層（１２）の表面の１つから離れて、１μｍ未満、さらに好ましくは７５０ｎｍ未満、さらにさらに好ましくは５００ｎｍ未満、さらにさらに好ましくは３００ｎｍ未満に配置される、ことを特徴とする機能性要素（２）を製造するための方法。 - 請求項５９～６２のいずれか１つに記載の方法であって、
誘電体層は、前記少なくとも１つの金属層（１２）の上および／または下に印刷または蒸着され、特に前記染料および／または発光物質は、好ましくは高分子誘電体層に配置される、ことを特徴とする機能性要素（２）を製造するための方法。 - 請求項５９～６３のいずれか１つに記載の方法であって、
前記少なくとも１つのグレージングカラー層は、少なくとも領域内または全面に配置され、前記少なくとも１つのグレージングカラー層は、特に全面に、または部分的に、特に観察者の視認方向において、前記機能性要素によって広がる平面に対して垂直に、前記少なくとも１つの第１の領域および／または第２の領域および／または第３の領域の少なくとも１つのグレージングカラー層の下に配置される、ことを特徴とする機能性要素（２）を製造するための方法。 - 製品（１）であって、特にセキュリティ文書または装飾された表面であって、特に請求項１～５８のいずれか１つに記載の機能性要素（２）を備え、前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）は、前記機能性要素（２）の少なくとも１つの第１の領域（２１）に配置され、前記少なくとも１つの金属層（１２）は、前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）の少なくとも１つのサブ領域に配置され、任意に、好ましくは高分子誘電体層は、観察者に面する前記金属層（１２）の側面に配置され、
前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）は、前記ｘ方向およびｙ方向に周期的に変化する高さおよび窪みを有し、
前記高さは、人間の目に見える光の波長よりも小さい格子周期Λで互いに連続し、
前記窪みの最小値は、ベース表面を規定し、前記少なくとも１つの第１のレリーフ構造（１３）は、レリーフ深さｔを有し、
前記製品（１）は、特に、紙幣、ＩＤ文書、製品セキュリティ用または装飾用のラベル、ＩＤカード、クレジットカード、キャッシュカード、商用製品の吊り下げタグ、または証明書、特にソフトウェア証明書、包装、据え置き型および／またはモバイル機器用の構成部品、射出成形構成部品、直接構造化アルミニウム構成部品、自動車、装飾トリム、カラーフィルタ、センサ、光学構成部品、または光制御である、ことを特徴とする製品（１）。
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