(57)【要約】  多層体の感光層（４６）が直接、または、透明な光学媒体（４４ｓ、４５）を介してマスター（４４）に接触し、異なる非対称表面構造またはキノフォーム構造を備えたインターレース領域が形成され、イメージ情報の少なくとも２つの異なるアイテムを体現する、イメージ情報の少なくとも２つの異なるアイテムを備えた体積ホログラムを有する多層体の製造プロセスが記述される。感光層（４６）およびマスターはコヒーレントな光ビーム（４７）により露光され、感光層（４６）に体積ホログラムが形成される。多層体の製造用のマスターおよび前記多層体を有するセキュリティエレメントも記述される。【選択図】図４ｆ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージ情報の少なくとも２つの異なるアイテムを備えた体積ホログラムを有する多層体の製造プロセスであって、
多層体の感光層（６、３６、４６、５６）が、直接、または、透明な光学媒体を介して、イメージ情報の少なくとも２つの異なるアイテムを含む少なくとも２つの異なる表面構造（３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ）を備えた成型インターレース領域が存在するマスターの前面側に接触し、表面構造の一つは、非対称レリーフ構造またはキノフォーム構造を有し、感光層（６、３６、４６、５６）およびマスターはコヒーレントな光ビーム（３７、４７、５７）で露光され、そのようにして感光層（６、３６、４６、５６）に導入された体積ホログラムは、感光層の硬化により定着される。
【請求項２】
少なくとも一つの他の表面構造が、非対称レリーフ構造または対称レリーフ構造または可変周期のレリーフ構造またはランダムレリーフ構造または擬似ランダムレリーフ構造を有すること、
を特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
イメージ情報を含まないマスターの表面構造が、モスアイ構造の形態、および／またはミラーの形態、および／またはつや消し構造の形態、および／または拡散格子の形態であること、
を特徴とする請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項４】
少なくとも二つの表面構造が、非対称表面構造であること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５】
少なくとも二つの非対称表面構造（３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ）は、異なるレリーフ構造が与えられ、および／または、異なるｋ−ベクトルを有すること、
を特徴とする請求項４に記載のプロセス。
【請求項６】
異なる波長の、および／または、異なる入射方向の、多数のコヒーレントな光ビームが使用されること、
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７】
コヒーレントな光ビーム（３７、４７、５７）が感光層（６、３６、４６、５６）を通過し、少なくともマスターの非対称表面構造および／またはキノフォーム構造で屈折し、感光層（６、３６、４６、５６）とマスターとの間に気層が備えられないこと、
を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８】
コヒーレントな光ビーム（３７、４７、５７）が感光層（６、３６、４６、５６）およびマスターを通過し、マスターの後面で屈折し、感光層（６、３６、４６、５６）とマスターとの間に気層が備えられていること、
を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９】
コヒーレントな光ビーム（３７、４７、５７）が、第一ビーム部と第二ビーム部とに分割され、第一ビーム部は、感光層（６、３６、４６、５６）を通過し、第二ビーム部は、マスターの後面側からマスターを通過すること、
を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０】
マスターの表面構造が、マスターに対向する感光層（６、３６、４６、５６）の表面に形成されていること、
を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１】
マスターが、露光された感光層（６ｅ、３６ｅ、４６ｅ、５６ｅ）に残ること、
を特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１２】
屈折率が感光層（６、３６、４６、５６）の屈折率に等しいまたはほぼ等しい透明な剥離層（３５、４５、５５）が、マスターの前面に適用され、感光層（６、３６、４６、５６）が剥離層（３５、４５、５５）に適用されること、
を特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１３】
マスターが、露光された感光層（６ｅ、３６ｅ、４６ｅ、５６ｅ）から剥離されること、
を特徴とする請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
感光層（６、３６、４６、５６）が、５μｍ〜２０μｍの厚さで用いられること、
を特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１５】
フォトポリマー層が、感光層（６、３６、４６、５６）として用いられること、
を特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６】
感光層（６、３６、４６、５６）とマスターが、異なる波長および／または異なる方向のコヒーレントな光ビーム（３７、４７、５７）により露光されること、
を特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７】
多層体が、感光層（６６）が周辺部表面にマスター（６１ｍ）が配置される複製シリンダー（６１）上を通過し、感光層（６６）がコヒーレントな光ビームにより照射される工程によるロール  トゥ  ロールプロセスで製造されること、
を特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１８】
コヒーレントな光ビームが、複製シリンダー（６１）の表面法線に対して鋭角をなすこと、
を特徴とする請求項１７に記載のプロセス。
【請求項１９】
コヒーレントな光ビームが、複製シリンダーの表面法線に対して１０°〜２０°の角度をなすこと、
を特徴とする請求項１８に記載のプロセス。
【請求項２０】
光学的接触プロセスにおける、イメージ情報の少なくとも２つの異なるアイテムを備えた体積ホログラムの製造用マスターであって、
イメージ情報の少なくとも２つの異なるアイテムを含む少なくとも２つの異なる表面構造（３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ）を有するインターレース領域がマスターの主層に形成され、表面構造の一つは非対称レリーフ構造またはキノフォーム構造を有する。
【請求項２１】
少なくとも一つの他の表面構造が、非対称レリーフ構造または対称レリーフ構造または可変周期のレリーフ構造またはランダムレリーフ構造または擬似ランダムレリーフ構造を有すること、
を特徴とする請求項２０に記載のマスター。
【請求項２２】
イメージ情報を含まないマスターの表面構造が、モスアイ構造の形態、および／またはミラーの形態、および／またはつや消し構造の形態、および／または拡散格子の形態であること、
を特徴とする請求項２０または２１に記載のマスター。
【請求項２３】
少なくとも二つの表面構造が、非対称表面構造であること、
を特徴とする請求項２０〜２２のいずれか１項に記載のマスター。
【請求項２４】
少なくとも二つの非対称表面構造（３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ）は、異なるレリーフ構造が与えられ、および／または、異なるｋ−ベクトルを有すること、
を特徴とする請求項２３に記載のマスター。
【請求項２５】
非対称表面構造（３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ）のｋ−ベクトルが、互いに１８０°の関係で調整されていること、
を特徴とする請求項２４に記載のマスター。
【請求項２６】
非対称表面構造（３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ）が、ブレーズ格子であること、
を特徴とする請求項２４に記載のマスター。
【請求項２７】
ブレーズ格子が、１００ライン／ｍｍ〜１５０ライン／ｍｍの空間周波数を有すること、
を特徴とする請求項２６に記載のマスター。
【請求項２８】
ブレーズ格子が、１〜２μｍの格子深さであること、
を特徴とする請求項２６または２７に記載のマスター。
【請求項２９】
イメージ情報の少なくとも２つのアイテムを備えた領域が、２０μｍ〜５０μｍの格子幅のラスター格子に配置されていること、
を特徴とする請求項２０〜２８に記載のマスター。
【請求項３０】
ラスター格子が、線状ラスター格子であること、
を特徴とする請求項２９に記載のマスター。
【請求項３１】
マスター層が、透明複製層から形成されること、
を特徴とする請求項２０〜３０のいずれか１項に記載のマスター。
【請求項３２】
反射層が、マスターの前側に形成されること、
を特徴とする請求項３１に記載のマスター。
【請求項３３】
反射層が、マスターの後側に形成されること、
を特徴とする請求項３１に記載のマスター。
【請求項３４】
反射層が、金属層（３４ｍ、４４ｍ、５４ｍ）の形態であること、
を特徴とする請求項３２または３３に記載のマスター。
【請求項３５】
反射層が、光学的剥離層の形態であること、
を特徴とする請求項３２または３３に記載のマスター。
【請求項３６】
反射層が、ＨＲＩ層の形態であること、
を特徴とする請求項３２または３３に記載のマスター。
【請求項３７】
不均一な屈折率を備えた透明層を有するセキュリティエレメントであって、体積ホログラムのブラッグ面のノードが屈折率の変化により形成され、体積ホログラムは、イメージ  情報の少なくとも２つの異なるアイテムを、少なくとも二つの異なるインターレース表面構造のホログラフイメージとして含み、表面構造の一つは非対称レリーフ構造またはキノフォーム構造を有する。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体積ホログラムを有する多層体の製造プロセス、体積ホログラムの製造用マスター、および多層体を有するセキュリティエレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラムは、紙幣、身分証明書またはパスポート、セキュリティカードまたは高いレベルの偽造耐性を達成するもの等の、秘匿書類を保護するためのセキュリティエレメントとして用いられる。大量生産品に対しては、一方では最適な映像の印象は生じず、他方では表面のレリーフ形状の複製により複製され得る表面ホログラムがよく用いられる。
【０００３】
白色光ホログラムまたは反射ホログラムとも呼ばれる体積ホログラムは、屈折率が局所的に異なり、鮮明な映像の印象を生じる、透明層のブラッグ面と呼ばれる部分での光の回折に基づく。それ等は、表面のレリーフ形状の複製により複製され得ない。
【０００４】
しかしながら、２つの異なる映像情報のアイテムの体積ホログラムへの同時書き込みは、情報の２つのアイテムが重なり合う関係にある領域において減光および／または不鮮明を生じる、ということに留意すべきであろう。これは、２つの別々のホログラムが重なって配置されることで回避され得る。しかしながら、これに関する短所は、一つには、厚みの増加である。体積ホログラムは、ホログラムを生じるのに使われる複数の光の波長の厚みがあり、体積ホログラム層の位置精度に関して高い要求がある。
【０００５】
特許文献１は、透過ホログラムおよび反射ホログラムがそれぞれホログラム層に記録され、２つのホログラム層が互いにラミネートされるプロセスを述べている。
【０００６】
特許文献２は、感光層を備えた表面レリーフホログラムのコーティングプロセスと、接触法手段による体積ホログラムの製造を開示している。
【０００７】
特許文献３は、表面レリーフがホログラムである表面レリーフを備えたマスターからの光学的コピー操作により体積ホログラムが製造されるプロセスを述べている。
【０００８】
そのような体積ホログラムは、明らかにマスターホログラムに比べてより耐偽造性を有しているが、表面ホログラムに比べて、光学的に高い品質ではない。
【特許文献１】EP 1 187 728 B1
【特許文献２】EP 1 217 469 A2
【特許文献３】EP 1 511 636 A1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、大量生産に適した体積ホログラムの製造方法のプロセスを提供するものであり、体積ホログラムの製造用のマスターと同様に、イメージ情報の２つまたはそれ以上のアイテムの鮮明な複製を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は、イメージ情報の少なくとも２つの異なるアイテムを備えた体積ホログラムを有する多層体の製造プロセスにより達成され、多層体の感光層が、直接、または、透明な光学媒体を介して、イメージ情報の少なくとも２つの異なるアイテムを含む少なくとも２つの異なる表面構造を備えた成型インターレース領域が存在するマスターの前面側に接触し、表面構造の一つは、非対称レリーフ構造またはキノフォーム構造を有し、感光層およびマスターはコヒーレントな光ビームで露光され、そのようにして感光層に導入された体積ホログラムは、感光層の硬化により定着される。
【００１１】
本発明の目的は、さらに、光学的接触プロセスにおける、イメージ情報の少なくとも２つの異なるアイテムを備えた体積ホログラムの製造用マスターにより達成され、イメージ情報の少なくとも２つの異なるアイテムを含む少なくとも２つの異なる表面構造を有するインターレース領域がマスターの主層に形成され、表面構造の一つは非対称レリーフ構造またはキノフォーム構造を有する。
【００１２】
本発明の目的は、さらに、不均一な屈折率を備えた透明層により達成され、体積ホログラムのブラッグ面のノードが屈折率の変化により形成され、体積ホログラムは、イメージ情報の少なくとも２つの異なるアイテムを、少なくとも異なる二つのインターレース表面構造のホログラフイメージとして含み、表面構造の一つは、非対称レリーフ構造またはキノフォーム構造を有している。
【００１３】
本発明に従うプロセスは、体積ホログラムが、イメージ情報の異なるアイテムを含む異なる非対称レリーフ構造またはキノフォーム構造を備えるインターレース領域が形成されたマスターの光学的接触コピーにより形成される点で優れている。
【００１４】
その領域は、異なる方法でインターレースが行われ得る。それ等は、例えば、組み合わせラスター格子、例えばライン格子を含み得る。その場合、ある領域は、例えばテキスト情報を、他の領域は、イメージ情報を復元し得る。しかしながら、一方の領域は情報を提供し、他方の領域は、情報が顕著になる背景環境をも形成し得る。情報は、例えば、ある観察位置では暗い背景に対して明るく見え、他の観察位置では明るい背景に対して暗く見えるロゴであり得る。従って、体積ホログラムを傾けまたは動かした場合に、陽（positive）表現から陰（negative）表現への変化およびその逆が生じ得る。さらに、領域は、ある領域が他の領域のエッジを形成し得る。従って、ある領域は、例えば、英数字の輪郭を復元し、他の領域は、英数字自体を復元し得る。
【００１５】
非対称表面構造は、好ましくは、入射光を所望の方向へ屈折または回折する周期構造である。それにより、鮮明な復元が作り出される。同様に、表面構造は、ゾーンレンズまたはフレネルゾーンプレートとして知られるキノフォームとよばれる形態でもあり得る。これ等は、ゾーンが透明性および／または光路長において異なる環状構造を含んでいる。前者の場合、光は環状空隙で回折し、焦点位置での構造的干渉により増強される。後者の場合、光は環での異なる位相シフトにより、所望の方向へ屈折する。特に波長に対するキノフォーム構造は、非常に効率よく、コヒーレント光を、正確に規定された角度領域に回折し得る。従って、キノフォーム構造は、屈折光を所望の方向へ集中させる構造であり、それにより、鮮明な復元が作り出される。
【００１６】
マスターにおける、異なる非対称表面構造またはキノフォーム構造を備えた入れ子領域によるイメージ情報の異なるアイテムの明瞭な分離と、光学的接触複写による体積ホログラムでのマスターのホログラフイメージは、復元工程では比較的低い要求がなされることを意味する。マスターの製造のために要求されるプロセスは、比較的低い要求レベルを課す。マスターは、例えば、非対称表面構造またはキノフォーム構造が形成される、熱可塑性またはＵＶ硬化マスター層を有するフィルム体の形態であり得る。従って、光学的接触複写のために１度だけ使用され得、例えばロール  トゥ  ロールプロセスで形成され得るマスターの複製を提供することが可能である。感光材料は、液体、粘性体、または固体のどれでもあり得る。感光材料の粘性は、ＵＶ光による初期露光により増進され得る。工程は温度依存性であることが実験で示された。従って、例えば、感光材料は、温度３０℃で処理され得る。レーザーによる露光に先行する選択的な初期ＵＶ露光ステップに続いて、ＵＶ光により事前処理された材料は、さらなるプロセスのために、最適な粘性となる。
【００１７】
本発明に従うセキュリティエレメントは、最適に形成された体積ホログラムにより際立ち、その厚さは、体積ホログラムの構造に関する光学的法則のみに従い、下方に制限される。従って、セキュリティエレメントは、例えば紙幣の場合など、使用時に屈曲負荷を受けるキャリアに挿入され得る。体積ホログラムは、透明材料に形成されるため、透明窓において非透明反射イメージを形成する予期せぬ光学的作用が特に著しい。
【００１８】
少なくとも一つの他の表面構造は、非対称レリーフ構造または対称レリーフ構造または可変周期のレリーフ構造またはランダムレリーフ構造または擬似ランダムレリーフ構造を有し得る。
【００１９】
さらに、イメージ情報を含まないマスターの表面構造は、モスアイ構造の形態、および／またはミラーの形態、および／またはつや消し構造の形態、および／または拡散格子の形態であり得る。
【００２０】
そのようにして、情報のアイテムは、背景に対して鮮明に強調される。
【００２１】
有利な構造は、少なくとも二つの表面構造が、非対称表面構造であることを条件とする。
【００２２】
少なくとも二つの非対称表面構造は異なるレリーフ構造が与えられ、および／または、異なるｋ−ベクトルを有している。非対称レリーフ構造は、一般的に、上昇エッジが表面の表面法線に対して鋭角を示し、下降エッジが表面法線に向かって伸びる、すなわち、垂直エッジを形成する、鋸歯形状構造であり得る。従って、レリーフ構造は、傾斜角度に関して異なり得る。さらに、２つの継続する上昇部分の間隔に関して異なり得る。表面構造は、ｋ−ベクトル、すなわち、回折光波の伝播方向において、互いに異なり得る。
【００２３】
さらに、異なる波長の、および／または、入射および／または偏光の方向の異なる、多数のコヒーレントな光ビームが使用され得る。
【００２４】
複数のビーム露光での体積ホログラムの回折効率は、１本の光ビーム露光での体積ホログラムの回折効率より低いことが、特に、コンポーネントの流動性の程度の高い液体状の感光材料に対して、実験で明確に証明されている。
【００２５】
さらに、コヒーレントな光ビームは感光層を通過し、少なくともマスターの非対称表面構造および／またはキノフォーム構造で屈折し、感光層とマスターとの間に気層は備えられない。これにより、感光層を通過するコヒーレントな光ビームは物体波を形成し、感光層から出るコヒーレントな光ビーム、およびマスターの非対象表面構造またはキノフォーム構造により感光層へ回折または反射するコヒーレントな光ビームは、感光層において物体波と干渉する物体波を形成し、その場合、干渉ノードにおいて、感光層の屈折率が変化する。
【００２６】
また、コヒーレントな光ビームは感光層およびマスターを通過し、マスターの後面で屈折し、感光層とマスターとの間に気層が備えられている。
【００２７】
コヒーレントな光ビームは、第一ビーム部と第二ビーム部とに分割され、第一ビーム部は、感光層を通過し、第二ビーム部は、マスターの後面側からマスターを通過する。この場合、マスターは、付加的な反射層なしに、透明なマスター層で形成され得る。
【００２８】
有利な構造では、マスターの表面構造は、マスターに対向する感光層の表面に形成され得る。これにより、偽造品では、表面構造と体積ホログラムの双方がコピーされなければならず、正確な配置関係の関連性が実行される必要があるため、付加的なセキュリティ特性を提供することが可能となる。
【００２９】
マスターは、定着した感光層に残り得る。
【００３０】
しかしながら、屈折率が感光層の屈折率に等しいまたはほぼ等しい透明な剥離層が、マスターの前面に適用され、感光層が剥離層に適用され得る。剥離層の光学的影響を低く維持するため、感光層と剥離層との間の屈折率の差は低く維持され、または完全に避けられる。
【００３１】
感光層の品質は、マスターへの剥離層の適用が不要であることが多い。しかしながら、剥離層は、選択的に提供され、露光された感光層からマスターを剥離する意図がある場合に、露光された感光層からのマスターの剥離を可能とする。
【００３２】
感光層は、５μｍ〜４０μｍの厚さで用いられ得る。感光層の最適な厚さは、とりわけ使用される材料に依存し、実験により確定され得る。
【００３３】
さらに、フォトポリマー層が、感光層として利用され得る。フォトポリマーは、エネルギーに富む光、特にＵＶ光の作用に起因して交差結合し、従って重合する樹脂である。体積ホログラムを形成するため、例えば、DuPont製OmniDex 706のような、強い露光に起因して屈折率が変化する特別なフォトポリマーが提供される。
【００３４】
感光層とマスターは、異なる波長および／または異なる方向のコヒーレントな光ビームにより露光され得る。これにより、体積ホログラムに記憶されたイメージ情報のアイテムは、異なる色に見え、および／または異なる観察角度で可視可能となる。
【００３５】
コヒーレントな光ビームは、レーザーにより提供され得る。
【００３６】
有利な構造では、多層体は、感光層が周辺部表面にマスターが配置される複製シリンダーを越え、感光層がコヒーレントな光ビームにより照射される工程によるロール  トゥ  ロールプロセスにより製造される。ロール  トゥ  ロールプロセスは、特に大量生産に有利である。実験により、複製シリンダーの周辺速度は、少なくとも５ｍ／ｍｉｎであり、少なくとも４０ｍ／ｍｉｎに増加し得ることが示されている。多層体は、マスターの表面に対しては静止しているので、マスターの回転に起因する品質の損失はない。感光層の硬化は、多層体が回転するマスターに接している際にもたらされ得る。少なくとも、硬化操作は、多層体が回転するマスターに接している際に開始され得る。
【００３７】
コヒーレントな光ビームは、複製シリンダーの表面法線に対して鋭角をなし得る。
【００３８】
有利な構造では、コヒーレントな光ビームは、複製シリンダーの表面法線に対して１０°〜２０°の角度をなし得る。１４°の角度が特に有利である。
【００３９】
本発明のさらに有利な構造は、マスターの設計に従う。
【００４０】
少なくとも一つの他の表面構造は、非対称レリーフ構造または対称レリーフ構造または可変周期のレリーフ構造またはランダムレリーフ構造または擬似ランダムレリーフ構造を有し得る。
【００４１】
イメージ情報を含まないマスターの表面構造は、モスアイ構造の形態、および／またはミラーの形態、および／またはつや消し構造の形態、および／または拡散格子の形態であり得る。
【００４２】
さらに有利な構造では、少なくとも二つの表面構造が、非対称表面構造である。
【００４３】
非対称表面構造のｋ−ベクトルは、互いに１８０°の関係で調整され得る。イメージ情報の異なるアイテムが、多層体を傾けるだけで見えるようになるので、表面構造のこのような配置は、特に有利である。他の位置関連性により、イメージ情報の全てのアイテムを可視可能とするためには、傾斜および回転動作を同時にまたは継続的に行う必要がある。例えば、人間の観察者を意図したイメージ情報の２つのアイテムに加えて、電子読込デバイスを意図した第三のアイテムが体積ホログラムに記録される場合、最も簡単な観察の観点では障害となるそのような効果は、しかしながら有利であり得る。そのような隠しイメージ情報は、例えば、UV光または赤外光の下だけで読取られ得る。
【００４４】
非対称表面構造は、ブレーズ格子であり得る。ブレーズ格子は、非対称構造により、可能な限り多くの光を、２つの対称屈折次数の一つ、好ましくは、２つの１次次数の一つに屈折するので、特に明るさで際立っている。従来の格子の場合は、光はより大きい空間角度に分配され、出力の中心コンポーネントは０次に留まり、従って利用されないため、これは有利である。
【００４５】
好ましくは、ブレーズ格子は、１００ライン／ｍｍ〜１５０ライン／ｍｍの空間周波数を有し得る。従って、推奨ブレーズ格子は、１０μｍ〜６．７μｍの格子ライン空隙を有している。しかしながら、特別な場合には、非常に大きい格子ライン空隙（＞１０μｍ）および非常に小さい格子ライン空隙（＜１μｍ）が推奨され得る。例えば、１０μｍを越える格子ライン空隙を備えた非対称アクロマート格子のような、非常に大きい格子ライン空隙を備えた格子は、全入射光を１次に反射し得る。同様に、特に、露光ビームの入射が非法線角の場合、ある次数、例えば１次が、回折界のほとんど全てのエネルギーを打ち消す点で、高い周波数の格子を形成することができる。この２つの状況は有利であり、多数の物体波の間での競争関係はない（競争力は、形成された体積ホログラムの回折効果を低減する）。
【００４６】
さらに、ブレーズ格子は、１〜２μｍの格子深さであり得る。
【００４７】
上述したサイズを含むブレーズ格子は、例えば加熱したエンボスローラーによる熱エンボス加工、または、ＵＶ硬化ラッカー露光により写真印刷的（photomechanically）に形成され得る。
【００４８】
イメージ情報の少なくとも２つのアイテムを備えた領域は、格子幅５０μｍ〜２０μｍのラスター格子に配置されている。特に有利な条件下で、すなわち、良好な照明でのコントラストの高いモチーフを考慮した場合に、人間の眼の解像能力の限界は２０μｍである。解像能力は、コントラストが低く、照明が貧弱な場合に、３〜５倍悪化し得る。従って、２０μｍ〜５０μｍの格子幅は、裸眼で解像できず、イメージ情報のラスタリングを認識することはできない。
【００４９】
さらに、ラスター格子は、線状ラスター格子であり得る。線状ラスター格子は、実施が非常に簡単である。しかしながら、特にイメージ情報の少なくとも２つ以上の異なるアイテムがインターレースする場合に、他のラスター格子を提供することができる。配置は、電子ビーム技術によりマスターが形成され得る、例えば画素ラスター格子を含んでも良い。ラスタリング効果は、体積ホログラムへのイメージ情報のアイテムの挿入に起因して、輝度および／または鮮明度の損失がないように、イメージ情報のアイテムも体積ホログラムにおいて互いに分離していることを保証する。
【００５０】
マスター層は、透明複製層から形成され得る。
【００５１】
前述したように、感光層に入射するコヒーレントな光ビームは、マスターの前側または後側で反射し得る。
【００５２】
従って、反射層は、マスターの前側に形成され、または、反射層は、マスターの後側に形成され得る。
【００５３】
さらに、反射層は、金属層の形態であり得る。金属層は、例えば、アルミニウム、銀、金等、または銅などの良好な反射器となる金属、または金属合金等から形成され得る。金属層は、数ナノメータの層厚で形成され得る。層厚は、入射光で反射し、伝達光で透明に見えるように選択され得る。推奨される層厚は、層圧に加えて透明性の実験により決定され得、とりわけ金属層の材料および表面構造のアスペクト比に依存する。
【００５４】
反射層が、マスターの前側に提供された場合、マスターは、例えば、良好な反射器となる反射金属から形成され得る。マスターは、例えば、回転マスターシリンダーの形態であり得る。
【００５５】
反射層は、光学的分離層であり得る。これは、例えばＺｎＳのような無機誘電体を含み得る。
【００５６】
さらに、反射層は、ＨＲＩ層であり得る。
【００５７】
反射層の代わりに、λを光の波長とした場合に、それぞれがλ／２またはλ／４の層厚である多数の高屈折誘電層が提供される。
【００５８】
さらに、空気または他の低屈折媒体に整合する表面での反射が利用され、透明マスターの場合に、特にマスターの後側に反射層をなくすことが可能となる。
【００５９】
金属層、および／または誘電層、および／または薄膜層システム、および／または液晶層、および／または印刷層は、感光層の全表面をカバーし、KINEGRAM(登録商標)に関する同じ方法により、体積ホログラムのイメージと正確な配置関係で適用され得、一般的な非金属化に関する同じ方法により、体積ホログラムのイメージと部分的に正確な配置関係で適用され得、または、体積ホログラムのイメージと正確な配置関係にないパターンの形態で部分的に適用され得る。特に、表面レリーフが金属またはＨＲＩ金属でコーティングされている場合、体積ホログラムを補う光学的機能を得ることができる。
【００６０】
さらに、体積ホログラムは、紙幣または身分証のウィンドウに配置され得る。
【００６１】
本発明は、以降、幾つかの実施形態の例により、図面を参照して記述される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６２】
図１ａは、体積ホログラムの製造のためのマスター１の拡大平面図である。マスター１は、線状形態であり互いに平行な関係に配置された表面領域３ａおよび３ｂから形成されたイメージ領域２ａおよび２ｂを頂上側に有する、少なくとも一つの複製層１ｒを備えた多層体の形態である。線状形態の表面領域３ａおよび３ｂはそれぞれ幅５０μｍであり、互いに間隔５０μｍで配置されており、線状形態の表面領域３ａの間のスペースは、線状形態の表面領域２ｂにより満たされ、逆もまた同様である。線状形態の表面領域２ａおよび２ｂは、人間の裸眼の解像能力以下のインターレースラインラスター格子を形成する。従って、イメージ領域２ａおよび２ｂは、観察者には閉領域に見え、図１ａに示す実施形態においては、イメージ領域２ａはロゴであり、イメージ領域２ｂは英数字である。
【００６３】
表面領域３ａおよび３ｂは、ブレーズ格子形態のレリーフ構造であり、反射層１ｍを備えている。図１ａに示す実施形態では、反射層１ｍは薄い金属層である。ブレーズ格子は、光学における特別な回折格子である。格子エレメントは、ブレーズ角と呼ばれる角度で傾斜している。それは、表面垂線に対して鋭角に傾斜する上昇する前エッジと、急降下する後エッジとを備えた階段状非対称表面レリーフ構造となる。図１ｂに示すように、表面領域３ａおよび３ｂのレリーフ構造は、互いに１８０°の関係で調整されて配置された（図１ｂでは０°アジマスと１８０°アジマス）同一のレリーフ構造を有している。
【００６４】
互いに１８０°の関係で調整された表面領域３ａおよび３ｂのレリーフ構造により、イメージ領域２ａおよび２ｂは、明るく照明された場合に、マスターを傾けると、明瞭に分離したイメージ領域として見える。
【００６５】
図２ａは、マスター１の光学的特性を有する体積ホログラムの製造のための、図１ａおよび１ｂのマスター１の利用を示す。
【００６６】
複製層１ｒに配置された反射層１ｍは、レリーフ層に適用されるフォトポリマー層６の分離を後に可能にする剥離層であり得る透明なカバー層５によりカバーされている。図に示す実施形態では、フォトポリマー層６は、屈折率ｎ＝１．６を有している。フォトポリマー層６は、最初は交差結合されず、またはわずかに交差結合されている。カバー層５は、カバー層５が光学的な作用を有しないように、フォトポリマー層６に対し、同一の、またはほぼ等しい屈折率を有している。
【００６７】
体積ホログラム書き込みのためにフォトポリマー層６へ衝突したレーザービーム７ｅは、最初にフォトポリマー層６で屈折し、複製層１ｒの格子構造での回折により、反射層１ｍで偏向する。図２ａにおいて、回折した１次ビームは７ｇで示し、図示したエッジで反射した０次ビームは７ａで示している。回折格子がブレーズ格子であるため、１次ビームは最大強度である。１次ビームは、入射ビーム７ｅにより体現される参照波と干渉し、その場合フォトポリマー層６において局所的重合を引き起こす物体波を体現する。重合の継続により、フォトポリマー層の屈折率は変化する。この屈折率の変化は、水晶のＸ線構造解析に関連して最初に述べたブラッグ面と呼ばれる面に限られる。
【００６８】
図２ｂは、図２ａの露光されたフォトポリマー層６であるフォトポリマー層６ｅを示す。フォトポリマー層６ｅは、位置依存屈折率ｎ´＝ｎ＋σを有し、３次元屈折率パターンが、複製層１ｒの表面構造により影響を受ける干渉パターンの復元が永久に記憶される体積ホログラムの形態で、フォトポリマー層６ｅに記憶される。
【００６９】
フォトポリマー層は、露光に起因して屈折率が局所的に変化する特定の特性を有する、DuPont製OmniDex706フォトポリマーであり得る。液体基質の形態であり、例えばＵＶ光の作用に起因して重合し、その結果硬化するフォトポリマーも知られている。また、フォトポリマーは、層として成形され、微弱なＵＶ光により予備的に硬化され、および／または、体積ホログラムの形成後に、ＵＶ光の作用または熱処理により硬化され得る。
【００７０】
図２ｂにおいて、格子イメージの復元のためにフォトポリマー層６ｅに衝突する光ビームを８ｅとし、フォトポリマー層６ｅから由来し、体積ホログラムで回折するビームを８ｇとする。フォトポリマー層６ｅから由来するビーム８ｇは、図２ａの回折ビーム７ｇと方向および光の強度が一致する。上述した事象を明確に図示するために、ブラッグ面の一つのノードが円で表現されている。
【００７１】
従って、上述したプロセスに従い製造されたフォトポリマー層６ｅは、反射レリーフ構造を有するブレーズ格子が存在するという印象を喚起する光学的作用を有する。体積ホログラムは、レーザー光の正確な波長や正確な露光角度などの製造パラメータが体積ホログラムを復元するために必要であるため、複製に対する高いレベルの保護手段を有している。多色光による複製は最初から除外している。しかしながら、単色光による複製も、一連の原因に起因して、体積ホログラムを製造する際に用いられたオリジナル波長に対して、復元に用いられ得る波長のドリフトが存在するため、より困難な状態となる。原因の一つは、フォトポリマー層６ｅの硬化に際するブラッグ格子の収縮または動揺である。加えて、ドリフトは、体積ホログラム全体にわたり、均一に発生せず、製造中に変化する、という事実がある。そのような変化現象は、フォトポリマー層に熱溶解性接着剤を付けることでさらに引き起こされ得、または、例えば体積ホログラムに個人情報を与えるために、明確かつ意図的に取り入れられ得る。体積ホログラムの復元に用いられ得る、オリジナル波長に対する波長間のドリフトにおける上述した変化と、さらに、ドリフトの均一性の欠如により、本発明に従う体積ホログラムの偽造に対する保護手段のレベルは、非常に高い。
【００７２】
図３ａから３ｉは、本発明に従う多層体の第一の実施形態の製造のためのプロセスステップを示す。
【００７３】
図３ａは、熱可塑性材料から形成され得る複製層３４を示す断面図である。頂上側には、ブレーズ格子の形態の非対称レリーフ構造３０ａおよび３０ｂが形成された領域が備えられ、レリーフ構造は、１８０°に調整された配置を含み、同一構造である。図３ａから３ｉに示す実施形態におけるレリーフ構造３０ａおよび３０ｂは、１０μｍの格子幅を有し、すなわち、１００ライン／ｍｍの空間周波数であり、２ｍｍの格子深さを有し、複製層３４の総合的な厚さは２２μｍである。複製層３４の頂上側には、レリーフ構造３０ａおよび３０ｂを備えた領域の背景領域を形成するレリーフ構造３０ｈを備えた領域をさらに有している。レリーフ構造３０ｈは、レリーフ構造３０ａおよび３０ｂが有する高い深さー幅比、上述したパラメータを用いると、深さー幅比は２／１０＝０．２、に比べてかなり高い深さー幅比を有する。レリーフ構造３０ｈは、例えば、１〜５の深さー幅比を有し得る。レリーフ構造３０ｈは、ブレーズ格子ではないが、入射光を吸収し、従って観察者には暗く見えるモスアイ（motheye）構造である。それは、レリーフ構造３０ａおよび３０ｂにより生じるイメージに対して当たり障りのない背景を形成する。レリーフ構造３０ｈは、反射平面表面、つや消し構造、または入射光を回折する格子構造でもあり得る。
【００７４】
アスペクト比とも呼ばれる無次元の深さー幅比は、好ましくは周期的なレリーフ構造の２つの隣り合うピークの間隔に対する谷の深さの比として定義される。
【００７５】
図３ｂは、複製層の頂上側に適用された金属層３４ｍを備えた複製層３４を示す。金属層３４ｍは、例えばスパッタリングにより適用され得る。金属層３４ｍは、アルミニウム、銀、金等、の良好な反射器となる金属、または金属合金であり得る。
【００７６】
図３ｃは、金属層３４ｍが部分的に除去された複製層３４を示す。金属層は、レリーフ構造３０ｈを備えた領域で除去され、従って、非反射領域を形成する。しかしながら、つや消し構造は、非方向性拡散作用によりほとんどあるいは全く反射しないため、レリーフ構造３０ｈの金属除去の手間を省くことも可能であることに留意されたい。
【００７７】
図３ｄは、金属層３４ｍが部分的に除去され、剥離層３５が適用された複製層３４を示している。
【００７８】
図３ｅは、剥離層３５に対してフォトポリマー層３６を５〜２０μｍの厚さで適用した図３ｄの層を示す。フォトポリマー層３６は、フォトポリマー層３６と剥離層３５との間の境界面で光学的回折が生じないように、剥離層３５と同一の屈折率を有している。非交差結合フォトポリマー層の均一性に依存して、フォトポリマー層３６は、次のプロセスステップのために、適用後に硬化し、形状に関する適正な安定性を提供する。例えば、フォトポリマー層３６は、予備露光処置により、初期重合を受け得る。
【００７９】
図３ｆは、レーザー光３７によるフォトポリマー層３６の露光を示す。このようにして、放射レーザー光３７（参照波）と金属層３４ｍにより回折または反射したレーザー光（物体波）との干渉により、干渉パターンがフォトポリマー層３６に形成され、フォトポリマー層３６は重合し、または、干渉ノードにおいてさらに重合する。その結果、フォトポリマー層の屈折率は変化し、屈折率の局所的変化により、フォトポリマー層３６に体積ホログラムが形成される。図３ｆの実施形態では、レーザー光３７のビームは、フォトポリマー層３６に垂直に衝突する。しかしながら、レーザー光のビームは、フォトポリマー層３６に対して、ある傾き、例えば、表面法線に対して１４°の角度でも入射し得る。
【００８０】
図３ｇは、ＵＶ放射により露光され硬化し、接着層３８が適用されたフォトポリマー層３６ｅを備えた図３ｆの層構造を示す。フォトポリマー層３６ｅは、図３ｈに示すように、接着層３８により、基質３９に適用され得る。フォトポリマー層３６ｅの適用と、もはや不要の複製層３４の剥離層３５を伴う除去後、レリーフ構造３０ａ、３０ｂ、および３０ｈは保護されていない状態となり、従って、磨り減り、損傷し、または汚され得る。従って、図３ｉに示すように、フォトポリマー層３６ｅの全領域に渡ってフォトポリマー層３６ｅをカバーする保護層３６ｓが存在する。レリーフ構造３０ａ、３０ｂ、および３０ｈから離れた保護層３６ｓの側面は、滑らかな表面を形成する。
【００８１】
図４ａ〜４ｈは、本発明に従う多層体の第二の実施形態の製造のためのプロセスステップを示す。
【００８２】
図４ａは、熱可塑性材料から形成され得る複製層４４を示す断面図であり、頂上側には、ブレーズ格子の形態の非対称レリーフ構造４０ａおよび４０ｂが形成された領域が備えられ、レリーフ構造は、同一構造であり、１８０°に調整され配置される。図４ａ〜４ｈに示す実施形態におけるレリーフ構造４０ａおよび４０ｂは、図３ａ〜３ｉに示す実施形態におけるパラメータと同一のパラメータを有する（格子幅１０μｍ、格子深さ２μｍ、複製層４４の総合的な厚さ２２μｍ）。
【００８３】
図４ｂは、複製層の頂上側に適用された金属層４４ｍを備えた複製層４４を示す。金属層４４ｍは、例えばスパッタリングにより適用され得る。金属層４４ｍは、アルミニウム、銀、金等、または金属合金等の良好な反射器となる金属であり得る。
【００８４】
図４ｃは、複製層４４と、厚さ１μｍ〜３μｍであり、レリーフ構造４０ａおよび４０ｂを完全に充填する、金属層４４ｍに適用された保護ラッカー層４４ｓを備えた金属層４４ｍとを含む層複合物を示す。金属層４４ｍから離れた保護ラッカー層４４ｓの側面は、滑らかな表面を形成する。
【００８５】
図４ｄは、図４ｅにおいてフォトポリマー層４６が適用される剥離層４５が適用された保護ラッカー層４４ｓを示す。非交差結合フォトポリマー層の各均一性に依存して、フォトポリマー層４６は、次のプロセスステップのために、適用後に予備硬化し、形状に関する適正な安定性を提供する。例えば、フォトポリマー層４６は、予備露光により、初期重合を受け得る。
【００８６】
図４ｆは、レーザー光４７によるフォトポリマー層４６の露光を示す。このようにして、放射レーザー光４７（参照波）と金属層４４ｍにより回折または反射したレーザー光（物体波）との干渉により、干渉パターンがフォトポリマー層４６に形成され、フォトポリマー層４６は重合し、または、干渉ノードにおいてさらに重合する。その結果、フォトポリマー層の屈折率は変化する。
【００８７】
図４ｇにおいて、フォトポリマー層４６は、露光され硬化したフォトポリマー層４６ｅに変換され、接着層４８が備えられる。
【００８８】
図４ｈは、キャリア基質４９に適用され、接着層４８によりキャリア基質４９に固定された、硬化したフォトポリマー層４６ｅを示す。接着層４８は、熱溶解接着剤であり得る。接着処理により変形される体積ホログラムのブラッグ面は、せいぜい部分的に読み出され得るため、開発したフォトポリマー層３６ｅにおいては、接着処理に伴う収縮作用は、フォトポリマー層３６ｅに記憶された体積ホログラムの偽造に対する防護対策のレベルをより増加させる。
【００８９】
図５ａ〜５ｇは、本発明に従う多層体の第三の実施形態の製造のためのプロセスステップを示す。
【００９０】
図５ａは、上述した実施形態と同様に、１８０°に調整された配置により実質的に相互に異なり、ブレーズ格子を含む、レリーフ構造５０ａおよび５０ｂを有する領域を備えるＰＥＴの複製層５４を示す。しかしながら、レリーフ構造５０ａおよび５０ｂは、異なる構造でもあり得、例えば、格子間隔および／または格子深さおよび／または格子側面の傾斜において異なり得る。図５ａの実施形態では、レリーフ構造５０ａおよび５０ｂの格子間隔は１０μｍ、格子深さは２μｍ、複製層５４の総合的な厚さは１２μｍ以下である。
【００９１】
レリーフ構造５０ａおよび５０ｂを有する複製層５４の頂上側に、上述した実施形態（図３ｂおよび４ｂ参照）における金属層と同様の金属層５４が適用される。
【００９２】
図５ｂにおいて、複製層５４の下側には、複製層５４と剥離層５５との間の境界面で光学的回折が生じないように、複製層５４の屈折率と同一またはほぼ同一の屈折率を有する、剥離層５５が適用される。
【００９３】
図５ｃにおいて、上述したフォトポリマー層３６（図３ｅ参照）および４６（図４ｅ参照）の特性を有するフォトポリマー層５６が、剥離層５５に適用される。
【００９４】
図５ｄは、レーザー光５７によるフォトポリマー層５６の露光を示し、図５ｅは、キャリア基質への転写に備え、図５ｄにおけるフォトポリマー層５６から形成された露光硬化フォトポリマー層５６ｅに接着層５８が適用された、多層体を示す。
【００９５】
図５ｆは、レリーフ構造５０ａおよび５０ｂおよび金属層５４ｍを除去することにより複製層５４から形成された複製層５４ｅを有する図５ｅのバリエーションを示す。
【００９６】
図５ｇは、接着層５８により永久的に適用された硬化フォトポリマー層５６ｅを備えた、秘匿書類であり得るキャリア基質５９を示す。
【００９７】
図６ａは、本発明に従う多層体の第四の実施形態の製造用の製造装置６０を示す。製造装置６０は、ロール  トゥ  ロールプロセスと呼ばれる製造装置である。複製シリンダー６１は、表面レリーフマスター６１ｍにより外側がコーティングされている。図６の実施形態では、複製シリンダー６１は、直径２００ｍｍであり、５ｍ／ｍｉｎの周辺速度で回転する。４０ｍ／ｍｉｎまでの最大周辺速度が与えられ得る。
【００９８】
図６ｂに示すように、表面レリーフマスター６１ｍは、格子周期１μｍ、格子深さ３００ｎｍの第一ブレーズ格子６３ａと、格子周期０．７８μｍ、格子深さ２８０ｎｍの第二ブレーズ格子６３ｂとを備えている。第一ブレーズ格子６３ａまたは第二ブレーズ格子６３ｂに占領されない表面レリーフマスター６１ｍの表面領域６３ｈは、入射光を拡散し、黒鏡（black mirror）の光学的印象を生じるつや消し構造の表面レリーフを有している。本実施形態では、表面レリーフマスター６１ｍは、ニッケルーコバルト合金から形成される。表面レリーフマスター６１ｍの表面は、例えば金などの高反射金属の薄い反射層６１ｒでコーティングされている。
【００９９】
透明キャリアフィルム６５は、供給ローラー６５ｖからほどかれ、複製シリンダー６１を越えて、巻き取りローラー６５ａに再度巻き取られる。図７ａの実施形態では、フォトポリマー層６６が印刷される前に、まず剥離層６５ｔがキャリアフィルム６５に適用される。剥離層６５ｔは、フォトポリマー層からキャリアフィルム６５を事後除去できるように提供され得る。
【０１００】
キャリアフィルム６５は、図６ａ、図７ａ、ｂに示す実施形態において、複製シリンダー６１の周囲に１８０°広がる。粘性のあるフォトポリマー層６６は、回転印刷シリンダー６４ａにより、表面レリーフマスター６１ｍと対面するキャリアフィルム６５の内側に、複製シリンダーの上流で、印刷により適用される。粘性の低いフォトポリマー層は、さらなるプロセスのための最適な粘性が設定されるように、印刷工程において予備硬化され、または、印刷工程の直後にＵＶ光により予備硬化される。
【０１０１】
フォトポリマー層６６の露光のために、レーザービーム６７ｓを発するレーザー６７が、１４°の角度で、表面レリーフマスター６１ｍに直接与えられる。その角度は、例えば実験により最適化され得る。とりわけ、ブレーズ格子６３ａおよび６３ｂの側面傾斜に依存する。ブレーズ格子６３ａおよび６３ｂ（図６ｂ参照）での反射および回折は、フォトポリマー層６６において、体積ホログラムの形となり、レーザー６７の下流に配置されたＵＶランプ６８のＵＶ光によるフォトポリマー層６６の硬化により定着される（図７ｂ参照）。
【０１０２】
レーザー６７と複製シリンダー６１との間に、レーザービーム６７ｓをフォーカスし、表面レリ−フマスター６１ｍの表面に方向付ける、シリンドリカルレンズ６７ｚが備えられる。しかしながら、その位置に、１次元スキャナーまたは２次元マスク、例えば液晶モジュレーターを備えることも可能である。従って、好ましくはホログラムのモチーフの位置関係において、レーザービームのオンオフを切り換えるシャッターまたはモジュレーターを含み得る。
【０１０３】
モジュレーターは、例えば、電気光学または音響光学モジュレーターの形態であり得る。レーザー６７は、単色レーザー、または、多数の波長を有するレーザー、または、多数の単色レーザーであり得る。例えば、マスターは、ある領域では赤色レーザービームにより照らされ、他の領域では緑色レーザービームにより照らされ得る。そのような使用状況では、光学システムおよびモジュレーターの観点での複雑さと経費は、単色レーザー使用に比べ、より高くなる。
【０１０４】
複製シリンダー６１の下流と巻き取りローラー６５ａの上流には、硬化フォトポリマー層６６のキャリアフィルム６５から離れた側に接着層６９を印刷する回転印刷シリンダー６４ｂが配置されている。
【０１０５】
キャリアフィルム６５、硬化フォトポリマー層６６、および接着層６９は、多層体７０を形成し、巻き取りローラー６５ａに巻き取られる。
【０１０６】
図７ｃは、さらなるプロセスのために仕上げられた、キャリアフィルム６５とフォトポリマー層６６との間に剥離層６５ｔが配置された点で前述した多層体７０とは異なる多層体７０´を示している。
【０１０７】
図７ｄは、キャリアフィルムが剥離され、接着層６９によりキャリア基質７２に適用されたフォトポリマー層６６を示す。キャリア基質７２は、例えば、紙幣、または身分証明書、すなわち、秘匿書類であり、偽造に対する保護対策レベルが、フォトポリマー層６６に形成された体積ホログラムにより顕著に改良されている。
【０１０８】
図８ａおよび８ｂは、拡大スケール（２：１スケール）での線状形態のセキュリティエレメント８０を、セキュリティエレメント８０を水平軸に対して傾斜させた状態の２つの図で示す。セキュリティエレメント８０は、次のセキュリティ特性を有する。
−テキストを復元する第一イメージ部分８１ｔと、十字の連続を復元する第二イメージ部分８１ｋとから形成される反転イメージ８１。２つのイメージ部分８１ｔおよび８１ｋは、線状形態であり、インターレースである（この点に関しては、前述した図１ａの実施形態も参照）。
−図８ａのロゴ８２は明るいロゴ８２ｈに見え、図８ｂでは相補的に暗いロゴ８２ｄに見える。明るいロゴ８２ｈおよび暗いロゴ８２ｄは、前述したように、線状形態であり、インターレースである。
【０１０９】
この効果を達成するため、第一の表面構造はロゴ８２を形成し、第二の表面構造はロゴの外側を形成する。図８ａに示す第一の観察位置では、本実施形態では、ロゴ８２は明るいロゴ８２ｈに見え、ロゴ８２の外部領域は暗く見える。図８ｂに示す第二の観察位置では、ロゴ８２は暗いロゴ８２ｄに見え、ロゴ８２の外部領域は明るく見える。従って、本実施形態では、ラスタリングは不要である。
−図８ａの値識別表示８３は、輪郭８３ｕに見え、図８ｂでは中身の詰まったイメージ８３ｖに見える。値識別表示８３の２つのイメージ部分８３ｕおよび８３ｖは、ラスタリングなしに形成され、輪郭８３ｕは、中身の詰まったイメージ８３ｖを囲む。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１ａ】体積ホログラムの製造のための本発明に従うマスターの平面図を示す。
【図１ｂ】図１ａの詳細図を示す。
【図２ａ】本発明に従うプロセスの原理を説明する図を示す。
【図２ｂ】図２ａに示すように形成された体積ホログラムの機能の原理を説明する図を示す。
【図３ａ】本発明に従う製造プロセスの第一の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図３ｂ】本発明に従う製造プロセスの第一の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図３ｃ】本発明に従う製造プロセスの第一の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図３ｄ】本発明に従う製造プロセスの第一の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図３ｅ】本発明に従う製造プロセスの第一の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図３ｆ】本発明に従う製造プロセスの第一の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図３ｇ】本発明に従う製造プロセスの第一の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図３ｈ】本発明に従う製造プロセスの第一の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図３ｉ】本発明に従う製造プロセスの第一の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図４ａ】本発明に従う製造プロセスの第二の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図４ｂ】本発明に従う製造プロセスの第二の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図４ｃ】本発明に従う製造プロセスの第二の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図４ｄ】本発明に従う製造プロセスの第二の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図４ｅ】本発明に従う製造プロセスの第二の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図４ｆ】本発明に従う製造プロセスの第二の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図４ｇ】本発明に従う製造プロセスの第二の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図４ｈ】本発明に従う製造プロセスの第二の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図５ａ】本発明に従う製造プロセスの第三の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図５ｂ】本発明に従う製造プロセスの第三の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図５ｃ】本発明に従う製造プロセスの第三の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図５ｄ】本発明に従う製造プロセスの第三の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図５ｅ】本発明に従う製造プロセスの第三の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図５ｆ】本発明に従う製造プロセスの第三の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図５ｇ】本発明に従う製造プロセスの第三の実施形態の製造ステップの図を示す。
【図６ａ】本発明に従う製造プロセスの第四の実施形態を実行する製造装置の図を示す。
【図６ｂ】本発明に従う製造プロセスの第四の実施形態を実行する製造装置の図を示す。
【図７ａ】図６の発明に従う製造プロセスの第四の実施形態のための製造ステップの図を示す。
【図７ｂ】図６の発明に従う製造プロセスの第四の実施形態のための製造ステップの図を示す。
【図７ｃ】図６の発明に従う製造プロセスの第四の実施形態のための製造ステップの図を示す。
【図７ｄ】図６の発明に従う製造プロセスの第四の実施形態のための製造ステップの図を示す。
【図８ａ】線状形態のセキュリティエレメント形態の使用例を示す。
【図８ｂ】線状形態のセキュリティエレメント形態の使用例を示す。
【符号の説明】
【０１１１】
６、３６、３６、５６  フォトポリマー層（感光層）
６ｅ、３６ｅ、４６ｅ、５６ｅ  露光されたフォトポリマー層（感光層）
３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ  レリーフ構造（表面構造）
３７、４７、５７  レーザー光（光ビーム）
３４ｍ、４４ｍ、５４ｍ  金属層
３５、４５、５５  剥離層
６１  複製シリンダー
６１ｍ  マスター
【図１ａ】
2009532726.tif 000003
【図１ｂ】
2009532726.tif 000004
【図２ａ】
2009532726.tif 000005
【図２ｂ】
2009532726.tif 000006
【図３ａ】
2009532726.tif 000007
【図３ｂ】
2009532726.tif 000008
【図３ｃ】
2009532726.tif 000009
【図３ｄ】
2009532726.tif 000010
【図３ｅ】
2009532726.tif 000011
【図３ｆ】
2009532726.tif 000012
【図３ｇ】
2009532726.tif 000013
【図３ｈ】
2009532726.tif 000014
【図３ｉ】
2009532726.tif 000015
【図４ａ】
2009532726.tif 000016
【図４ｂ】
2009532726.tif 000017
【図４ｃ】
2009532726.tif 000018
【図４ｄ】
2009532726.tif 000019
【図４ｅ】
2009532726.tif 000020
【図４ｆ】
2009532726.tif 000021
【図４ｇ】
2009532726.tif 000022
【図４ｈ】
2009532726.tif 000023
【図５ａ】
2009532726.tif 000024
【図５ｂ】
2009532726.tif 000025
【図５ｃ】
2009532726.tif 000026
【図５ｄ】
2009532726.tif 000027
【図５ｅ】
2009532726.tif 000028
【図５ｆ】
2009532726.tif 000029
【図５ｇ】
2009532726.tif 000030
【図６ａ】
2009532726.tif 000031
【図６ｂ】
2009532726.tif 000032
【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年2月6日(2008.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージ情報の少なくとも２つの異なるアイテムを備えた体積ホログラムを有する多層体の製造プロセスであって、
多層体の感光層（６、３６、４６、５６）が、直接、または、透明な光学媒体を介して、イメージ情報の少なくとも２つの異なるアイテムを含む少なくとも２つの異なる表面構造（３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ）を備えた成型インターレース領域が存在するマスターの前面側に接触し、表面構造の一つは、非対称レリーフ構造またはキノフォーム構造を有し、イメージ情報を含まないマスターの表面構造が、モスアイ構造の形態、および／またはミラーの形態、および／またはつや消し構造の形態、および／または拡散格子の形態であり、感光層（６、３６、４６、５６）およびマスターはコヒーレントな光ビーム（３７、４７、５７）で露光され、そのようにして感光層（６、３６、４６、５６）に導入された体積ホログラムは、感光層の硬化により定着される。
【請求項２】
少なくとも一つの他の表面構造が、非対称レリーフ構造または対称レリーフ構造または可変周期のレリーフ構造またはランダムレリーフ構造または擬似ランダムレリーフ構造を有すること、
を特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
少なくとも二つの表面構造が、非対称表面構造であること、
を特徴とする請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項４】
少なくとも二つの非対称表面構造（３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ）は、異なるレリーフ構造が与えられ、および／または、異なるｋ−ベクトルを有すること、
を特徴とする請求項３に記載のプロセス。
【請求項５】
異なる波長の、および／または、異なる入射方向の、多数のコヒーレントな光ビームが使用されること、
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６】
コヒーレントな光ビーム（３７、４７、５７）が感光層（６、３６、４６、５６）を通過し、少なくともマスターの非対称表面構造および／またはキノフォーム構造で屈折し、感光層（６、３６、４６、５６）とマスターとの間に気層が備えられないこと、
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項７】
コヒーレントな光ビーム（３７、４７、５７）が感光層（６、３６、４６、５６）およびマスターを通過し、マスターの後面で屈折し、感光層（６、３６、４６、５６）とマスターとの間に気層が備えられていること、
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８】
コヒーレントな光ビーム（３７、４７、５７）が、第一ビーム部と第二ビーム部とに分割され、第一ビーム部は、感光層（６、３６、４６、５６）を通過し、第二ビーム部は、マスターの後面側からマスターを通過すること、
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９】
マスターの表面構造が、マスターに対向する感光層（６、３６、４６、５６）の表面に形成されていること、
を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０】
マスターが、露光された感光層（６ｅ、３６ｅ、４６ｅ、５６ｅ）に残ること、
を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１】
屈折率が感光層（６、３６、４６、５６）の屈折率に等しいまたはほぼ等しい透明な剥離層（３５、４５、５５）が、マスターの前面に適用され、感光層（６、３６、４６、５６）が剥離層（３５、４５、５５）に適用されること、
を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１２】
マスターが、露光された感光層（６ｅ、３６ｅ、４６ｅ、５６ｅ）から剥離されること、
を特徴とする請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
感光層（６、３６、４６、５６）が、５μｍ〜２０μｍの厚さで用いられること、
を特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１４】
フォトポリマー層が、感光層（６、３６、４６、５６）として用いられること、
を特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１５】
感光層（６、３６、４６、５６）とマスターが、異なる波長および／または異なる方向のコヒーレントな光ビーム（３７、４７、５７）により露光されること、
を特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１６】
多層体が、感光層（６６）が周辺部表面にマスター（６１ｍ）が配置される複製シリンダー（６１）上を通過し、感光層（６６）がコヒーレントな光ビームにより照射される工程によるroll-to-rollプロセスで製造されること、
を特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１７】
コヒーレントな光ビームが、複製シリンダー（６１）の表面法線に対して鋭角をなすこと、
を特徴とする請求項１６に記載のプロセス。
【請求項１８】
コヒーレントな光ビームが、複製シリンダーの表面法線に対して１０°〜２０°の角度をなすこと、
を特徴とする請求項１７に記載のプロセス。
【請求項１９】
光学的接触プロセスにおける、イメージ情報の少なくとも２つの異なるアイテムを備えた体積ホログラムの製造用マスターであって、
イメージ情報の少なくとも２つの異なるアイテムを含む少なくとも２つの異なる表面構造（３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ）を有するインターレース領域がマスターの主層に形成され、表面構造の一つは非対称レリーフ構造またはキノフォーム構造を有し、イメージ情報を含まないマスターの表面構造が、モスアイ構造の形態、および／またはミラーの形態、および／またはつや消し構造の形態、および／または拡散格子の形態である。
【請求項２０】
少なくとも一つの他の表面構造が、非対称レリーフ構造または対称レリーフ構造または可変周期のレリーフ構造またはランダムレリーフ構造または擬似ランダムレリーフ構造を有すること、
を特徴とする請求項１９に記載のマスター。
【請求項２１】
イメージ情報を含まないマスターの表面構造が、モスアイ構造の形態、および／またはミラーの形態、および／またはつや消し構造の形態、および／または拡散格子の形態であること、
を特徴とする請求項１９または２０に記載のマスター。
【請求項２２】
少なくとも二つの表面構造が、非対称表面構造であること、
を特徴とする請求項１９〜２１のいずれか１項に記載のマスター。
【請求項２３】
少なくとも二つの非対称表面構造（３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ）は、異なるレリーフ構造が与えられ、および／または、異なるｋ−ベクトルを有すること、
を特徴とする請求項２２に記載のマスター。
【請求項２４】
非対称表面構造（３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ）のｋ−ベクトルが、互いに１８０°の関係で調整されていること、
を特徴とする請求項２３に記載のマスター。
【請求項２５】
非対称表面構造（３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ）が、ブレーズ格子であること、
を特徴とする請求項２３に記載のマスター。
【請求項２６】
ブレーズ格子が、１００ライン／ｍｍ〜１５０ライン／ｍｍの空間周波数を有すること、
を特徴とする請求項２５に記載のマスター。
【請求項２７】
ブレーズ格子が、１〜２μｍの格子深さであること、
を特徴とする請求項２５または２６に記載のマスター。
【請求項２８】
イメージ情報の少なくとも２つのアイテムを備えた領域が、２０μｍ〜５０μｍの格子幅のラスター格子に配置されていること、
を特徴とする請求項１９〜２７に記載のマスター。
【請求項２９】
ラスター格子が、線状ラスター格子であること、
を特徴とする請求項２８に記載のマスター。
【請求項３０】
マスター層が、透明複製層から形成されること、
を特徴とする請求項１９〜２９のいずれか１項に記載のマスター。
【請求項３１】
反射層が、マスターの前側に形成されること、
を特徴とする請求項３０に記載のプロセス。
【請求項３２】
反射層が、マスターの後側に形成されること、
を特徴とする請求項３０に記載のマスター。
【請求項３３】
反射層が、金属層（３４ｍ、４４ｍ、５４ｍ）の形態であること、
を特徴とする請求項３１または３２に記載のマスター。
【請求項３４】
反射層が、光学的剥離層の形態であること、
を特徴とする請求項３１または３２に記載のマスター。
【請求項３５】
反射層が、ＨＲＩ層の形態であること、
を特徴とする請求項３１または３２に記載のマスター。
【請求項３６】
不均一な屈折率を備えた透明層を有するセキュリティエレメントであって、体積ホログラムのブラッグ面のノードが屈折率の変化により形成され、体積ホログラムは、イメージ  情報の少なくとも２つの異なるアイテムを、少なくとも二つの異なるインターレース表面構造のホログラフイメージとして含み、表面構造の一つは非対称レリーフ構造またはキノフォーム構造を有し、イメージ情報を含まないマスターの表面構造が、モスアイ構造の形態、および／またはミラーの形態、および／またはつや消し構造の形態、および／または拡散格子の形態である。
【国際調査報告】
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