СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОГО ТЕЛА И МНОГОСЛОЙНОЕ ТЕЛО
METHOD OF PRODUCING MULTILAYER BODY AND MULTILAYER BODY

Изобретение относится к способу изготовления многослойного тела, содержащего по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой, точно совмещенный по меньшей мере с одним дополнительным частично сформированным слоем, и к многослойному телу, которое может быть получено согласно этому способу. Изобретение дополнительно относится, в частности, к защитному элементу для защищенных документов и ценных документов, имеющему такое многослойное тело.
Оптические защитные элементы часто используют для усложнения копирования и ненадлежащего использования документов или продуктов и по возможности для предотвращения такого копирования и ненадлежащего использования. Таким образом, оптические защитные элементы часто используют для защиты документов, банкнот, кредитных карт, денежных карт, удостоверений личности и пропусков, упаковок и т.п. Известно в этом отношении использование оптически переменных элементов, которые невозможно дублировать обычными способами копирования. Известно также создание защитных элементов со структурированным металлическим слоем в виде текста, логотипа или другого рисунка.
Изготовление структурированного металлического слоя из металлического слоя, нанесенного на участок, например, путем напыления, требует выполнения множества операций, в частности, в тех случаях, если должны быть получены мелкие структуры, обладающие высокой степенью защищенности от подделки. Это относится, например, к известному способу создания металлического слоя, который наносят на всю площадь поверхности, на части которой надлежит произвести деметаллизацию посредством травления по принципу «позитив/негатив» или посредством лазерной абляции, и который должен быть таким образом структурирован. В качестве альтернативы этому способу может служить способ, в котором металлические слои, подлежащие наложению, наносят на носитель в уже структурированном виде посредством использования шаблонов при нанесении металла в паровой фазе.
Чем больше количество стадий изготовления требуется выполнять для получения защитного элемента, тем соответственно большее значение имеет точность совмещения отдельных стадий процесса или степень точности позиционирования отдельных инструментов при формировании защитного элемента относительно признаков или структур, уже присутствующих в защитном элементе.
В GB 2136352A описан способ изготовления промежуточной пленки, снабженной голограммой в качестве защитного признака. В этом случае пластиковую пленку подвергают металлизации по всей ее площади поверхности после тиснения дифракционной рельефной структуры, а затем производят деметаллизацию на отдельных участках, обеспечивая точное взаимное совмещение с тисненой дифракционной рельефной структурой. Операция деметаллизации с обеспечением точного взаимного совмещения является дорогостоящей, а степень разрешения, достигаемая при этом, ограничена допусками регулировки и видом используемой операции.
В EP 0537439B2 описаны способы изготовления защитного элемента с филигранными рисунками. Рисунки сформированы из дифракционных структур, покрытых металлическим слоем, и окружены прозрачными участками, на которых удален металлический слой. Обеспечивают введение контура филигранного рисунка в виде углубления в покрытом металлом несущем материале; в этом случае одновременно на дно углублений помещают дифракционные структуры, а затем углубления заполняют защитным лаком. Избыток защитного лака должен быть удален с помощью лезвия скребка. После нанесения защитного лака металлический слой на незащищенных участках удаляют травлением.
Целью настоящего изобретения является создание многослойного тела, которое особенно сложно воспроизвести, и способа изготовления такого многослойного тела, в котором частично сформированный функциональный слой сформирован с обеспечением совершенно точного или почти совершенно точного совмещения с дополнительным частично сформированным слоем.
Данная цель достигается с помощью первого способа изготовления многослойного тела, содержащего по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой, точно совмещенный по меньшей мере с одним дополнительным частично сформированным слоем, где первую рельефную структуру формуют на первом участке репликационного слоя многослойного тела, где первый слой наносят на репликационный слой на первом участке и по меньшей мере на одном втором участке, где первая рельефная структура не сформирована в репликационном слое, и структурируют в согласовании с первой рельефной структурой, где первый слой удаляют на первом участке, но не удаляют по меньшей мере на одном втором участке, или удаляют по меньшей мере на одном втором участке, но не удаляют на первом участке, и где по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой формируют непосредственно и/или с использованием первого структурированного слоя в качестве слоя-шаблона после формирования по меньшей мере одного частично сформированного функционального слоя. Первый слой в этом случае наносят, в частности, по всей площади поверхности на репликационный слой, но процесс может также включать нанесение только на отдельные участки, например, в виде полос и т.п.
Таким способом можно изготавливать особенно защищенные от подделки многослойные тела.
Цель дополнительно достигают путем использования первого многослойного тела, которое можно получать, используя первый способ согласно изобретению, и которое содержит по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой, точно совмещенный по меньшей мере с одним дополнительным частично сформированным слоем, в котором первая рельефная структура сформирована на первом участке репликационного слоя многослойного тела, где по меньшей мере один функциональный слой нанесен на репликационный слой на первом участке или по меньшей мере на одном втором участке, где первая рельефная структуре не сформирована в репликационном слое, структурированном путем использования первой рельефной структуры.
Частично сформированные функциональные слои или дополнительные слои, создаваемые согласно изобретению, можно получать с очень высоким уровнем разрешения. Достигаемая степень точности совмещения и разрешения выше приблизительно в 100 раз, чем может быть достигнута известными способами. Так как ширина структурных элементов первой рельефной структуры может быть в диапазоне длин волн видимого света (от около 380 нм до 780 нм), а также и ниже, можно создавать очень тонкие контуры, рисунки или линии. Соответственно большие преимущества также достигаются в этом отношении в сравнении со способами, использовавшимися до настоящего времени, и можно, используя изобретение, изготавливать защитные элементы, обладающие значительно более высокой степенью защищенности от копирования и подделки, чем до настоящего времени.
Линии и/или пиксели или элементы изображения могут быть выполнены с высоким разрешением, например, с шириной или диаметром, составляющими менее 50 мкм, в частности, в диапазоне от 0,5 мкм до 10 мкм, а в крайнем случае даже меньше, приблизительно до 200 нм. Предпочтительно можно получать уровни разрешения в диапазоне от около 0,5 мкм до около 5 мкм, в частности, в диапазоне около 1 мкм. В сравнении с этим линии шириной менее 10 мкм могут быть получены только при очень значительном усложнении процесса и увеличении затрат при использовании способов, в которых обеспечена возможность регулирования инструментов для обеспечения высокой точности взаимного совмещения.
Цель достигают путем использования второго способа изготовления многослойного тела, содержащего по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой, точно совмещенный по меньшей мере с одним дополнительным частично сформированным слоем, в котором первый слой в виде первого лакового слоя фоторезиста формируют на несущем слое и частично экспонируют, в частности, путем использования средства для экспонирования в виде ленты-шаблона или подобного средства, где экспонированный первый слой проявляют и структурируют, а затем, используя первый структурированный слой в качестве слоя-шаблона, формируют по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой и/или по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой. Таким способом также можно изготавливать особенно защищенные от подделки многослойные тела.
Цель дополнительно достигают путем использования второго многослойного тела, которое можно получать вторым способом согласно изобретению, содержащего по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой, точно совмещенный по меньшей мере с одним дополнительным частично сформированным слоем, в котором первый слой в виде первого лакового слоя фоторезиста изготавливают в структурированном виде с рисунком на несущем слое и используют первый структурированный слой в качестве слоя-шаблона для формирования по меньшей мере одного частично сформированного функционального слоя и/или по меньшей мере одного дополнительного частично сформированного слоя.
Термин «функциональный слой» здесь используют для обозначения такого слоя, которым либо создается видимый цветной образ при данных длинах волн, либо его присутствие может быть электрическим, магнитным или химическим способом определено. Например, он может быть слоем, содержащим красящие вещества, например, цветные пигменты или красители, выглядящие цветными, в частности, многоцветными, при нормальном дневном свете. Однако он может также быть слоем, содержащим специальные красящие вещества, например, фотохромные или термохромные вещества, люминесцентные вещества, вещества, создающие оптически варьируемый эффект, например, интерференционные пигменты, жидкие кристаллы, металлические пигменты и т.д., химически активные красители, индикаторные красители, вступающие во взаимодействие с другими веществами с обратимым или необратимым изменением цвета, пигменты с варьируемой эмиссией света, которые при возбуждении посредством облучения волнами различной длины испускают свет различного цвета, магнитные вещества, электропроводящие вещества, цвет которых изменяется в электрическом или магнитном поле, которые называют e-ink и т.п.
Термин «репликационный слой» используют, в общем, для обозначения слоя, который может быть создан на поверхности с рельефной структурой. Он включает, например, органические слои, например, пластиковые или лаковые слои или неорганические слои, например, из неорганических пластиковых материалов (например, из силикона), стеклянные слои, полупроводниковые слои, металлические слои и т.д., а также их сочетания.
Рельефную структуру создают тиснением на поверхности репликационного слоя в виде пластикового или лакового слоя, в частности, сформированного из лака, который затвердевает под воздействием УФ-излучения, в частности, посредством инструмента, в частности, пуансона или вала. Формирование рельефной структуры на поверхности можно также выполнять литьем под давлением или путем использования способа фотолитографии. Рельефную структуру формируют, в частности, на поверхности репликационного слоя в виде стеклянного, полупроводникового или металлического слоя путем использования способа фотолитографии, согласно которому наносят светочувствительный слой, экспонируют его путем использования шаблона и проявляют. Участки светочувствительного слоя, остающиеся на репликационном слое, используют в качестве шаблона при травлении и получают рельефную структуру путем травления репликационного слоя. Затем светочувствительный слой предпочтительно удаляют. В зависимости от соответствующего используемого способа изготовления и конечной цели использования сформированного многослойного тела можно использовать прозрачные или непрозрачные репликационные слои, в частности, репликационные слои, прозрачные или непрозрачные для человеческого глаза.
Предпочтительно изготавливают по меньшей мере одну вторую рельефную структуру по меньшей мере на одном втором участке репликационного слоя, при этом по меньшей мере одна вторая рельефная структура обладает отношением глубины к ширине (h/d), отличающимся от соответствующего параметра первой рельефной структуры. Вторую рельефную структуру формируют, в частности, таким же образом, как и первую рельефную структуру. Кроме того, можно изготавливать по меньшей мере две различные вторые рельефные структуры по меньшей мере на одном втором участке.
Была установлена желательность того, чтобы первая рельефная структура была создана с большим отношением глубины к ширине, чем по меньшей мере одна вторая рельефная структура, и чтобы пропускание света и, в частности, светопроницаемость первого слоя на первом участке была больше, чем пропускание света и, в частности, светопроницаемость первого слоя по меньшей мере на одном втором участке.
Предпочтительно, чтобы первая и/или по меньшей мере одна вторая рельефная структура была в виде дифракционной рельефной структуры. В частности, предпочтительно, чтобы дифракционная рельефная структура с отношением глубины к ширине, относящимся к отдельным элементам структуры, большим 0,3, была изготовлена на первом участке в качестве первой рельефной структуры. Пространственную частоту для первой рельефной структуры выбирают, в частности, в диапазоне, большем 300 линий/мм, в частности, в диапазоне, большем 1000 линий/мм. Может быть дополнительно обеспечено, чтобы произведение пространственной частоты на глубину рельефа первой рельефной структуры было больше произведения пространственной частоты на глубину рельефа второй рельефной структуры. Этим способом можно обеспечить, чтобы пропускание света первого слоя, нанесенного на репликационный слой на первом участке, было больше в сравнении со слоем, нанесенным на втором участке, благодаря конфигурации рельефной структуры в репликационном слое на первом участке и на втором участке.
Первая рельефная структура и/или по меньшей мере одна вторая рельефная структура может быть выполнена в виде дифракционной и/или преломляющей, и/или рассеивающей, и/или фокусирующей свет микро- или наноструктуры, изотропной или анизотропной непрозрачной структуры, бинарной или постоянной дифракционной линзы, структуры из микропризм, дифракционной решетки с углом блеска, макроструктуры или их сочетаний.
Кроме того, также возможно, чтобы первая рельефная структура и/или по меньшей мере одна вторая рельефная структура были выполнены в виде линейной или синусной кроссрешетки. Пространственная частота синусной решетки в этом случае составляет в диапазоне, большем 300 линий/мм. Кроме того, возможно, чтобы синусная решетка также была основана на трансформированном линейном решетчатом растре, например, ориентированном на решетчатый растр волнообразной или круговой формы. В случае применения синусной кроссрешетки разница в азимутальных углах предпочтительно составляет 90°, но может также включать углы в диапазоне от 5° до 85°. В этом случае синусная решетка означает, что рельеф поверхности синусной структуры имеет синусоидальную форму. Помимо синусоидальных рельефов поверхностей можно также использовать рельефные структуры с различными видами форм рельефов поверхностей, например, бинарные (прямоугольные), треугольные и другие рельефные формы.
Рельефные структуры, вводимые в репликационный слой, могут быть также выбраны таким образом, чтобы они могли служить для ориентации жидких кристаллов (полимеров). Таким образом, репликационный слой и/или первый слой можно затем использовать в качестве ориентационного слоя для жидких кристаллов. В качестве примера структуры в форме канавки введены в такие ориентационные слои, при этом жидкие кристаллы ориентируют у таких структур до фиксирования их ориентации в данном положении посредством сшивания или каким-либо другим способом. Может быть предусмотрена возможность формирования из слоя сшитых жидких кристаллов по меньшей мере одного дополнительного частично сформированного слоя.
Ориентирующие слои могут содержать участки, в которых направление ориентации структуры постоянно изменяется. Если участок, созданный посредством такой дифракционной структуры, рассматривают сквозь поляризатор, например, с вращаемым направлением поляризации, то различные отчетливо ощутимые защитные признаки, например эффекты движения, могут быть генерированы на основании линейного изменения направления поляризации участка. Может быть также предусмотрена возможность того, чтобы ориентационный слой содержал дифракционные структуры для ориентации жидких кристаллов, которые локально по-разному ориентированы таким образом, что жидкие кристаллы при рассмотрении под поляризованным светом представляют блок информации, например, логотип.
Благодаря использованию дифракционных рельефных структур, при соответствующем выборе, касающемся толщины первого слоя, можно генерировать очень большие различия, которые уже могут быть восприняты человеческим глазом, в оптической плотности первого слоя на первом участке и на втором участке. Неожиданно, однако, было установлено, что такие большие различия в пропускании света на первом и втором участках необязательно необходимы для осуществления способа согласно изобретению. Структуры с небольшими различиями отношений глубины к ширине, с небольшой толщиной слоя обычно обладают относительно малыми различиями в пропускании света. Однако даже малые относительные различия могут быть усилены путем увеличения толщины первого слоя и, таким образом, увеличения средней оптической плотности. Таким образом, хорошие результаты могут быть достигнуты уже при совершенно небольших различиях в пропускании света первым слоем на первом и втором участках.
Безразмерное отношение глубины к ширине является характеризующим признаком увеличения площади поверхности, предпочтительно - периодических структур, например, синус-квадратной конфигурации. Здесь расстояние между самой высокой и самой низкой последовательными точками такой структуры называют «глубиной», т.е. это расстояние включает расстояние между «пиком» и «впадиной». Расстояние между двумя смежными наиболее высокими точками, т.е. между двумя «пиками», называют «шириной». Теперь, чем больше отношение глубины к ширине, тем соответственно круче склоны «пика» и соответственно тоньше первый слой, расположенный на склонах «пика». Эффект создания более высокого уровня пропускания света, в частности, светопроницаемости путем увеличения отношения глубины к ширине также рассматривался в отношении структур с вертикальными боковыми сторонами, например, прямоугольных решеток. Однако они могут также включать структуры, к которым эта модель не может быть применена. Например, они могут включать дискретно распределенные участки в форме линий, которые выполнены только в виде «впадины», где расстояние между двумя «впадинами» многократно больше глубины «впадин». При формальном применении приведенного выше определения отношения глубины к ширине, вычисленного таким образом, оно было бы приблизительно равно нулю и не отражало бы характеристического физического смысла. Таким образом, в случае дискретно сформированных структур, образованных по существу только из «впадины», глубину «впадины» следует относить к ширине «впадины».
Как было показано, в этом отношении не важно, что первый слой имеет прозрачную природу на участках с высоким отношением глубины к ширине. Он может содержать структуры, которые, например, образуют оптически активные участки голограммы или защитного элемента Kinegram. Единственно важным соображением является то, что эти участки ограничены относительно других участков их свойствами пропускания света меньшей или большей оптической плотности.
Первая и вторая рельефные структуры содержат различные рельефные структуры, например, структуры Kinegram, в которых один или большее число параметров рельефа, например, ориентацию, тонину или форму профиля варьируют для обеспечения желательных дифракционных свойств. Таким образом, задача при использовании таких структур заключается не только в изменении свойства пропускания света первого слоя на участке, на котором сформирована рельефная структура в репликационном слое, но дополнительно также в функционировании в качестве оптически переменного элемента рисунка после покрытия отражающим слоем или оптическим разделяющим слоем. Если, помимо такой первой рельефной структуры, такую вторую рельефную структуру также формуют в репликационном лаковом слое, то первая и вторая рельефные структуры предпочтительно отличаются по одному или большему числу параметров от свойств пропускания света первого слоя и, таким образом, отличаются, например, по глубине рельефа или по отношению глубины к ширине. Таким образом, можно, например, формовать два защитных элемента Kinegram с филигранными линейными рисунками с частичным взаимным перекрытием в репликационном слое. Первый элемент Kinegram составляет первую рельефную структуру, а второй элемент Kinegram составляет вторую рельефную структуру. Рельефные структуры двух элементов отличаются типичным отношением глубины к ширине, тогда как другие структурные параметры являются одинаковыми. Таким образом, существует три «группы» структур, а именно: структуры группы I в первом элементе Kinegram, структуры группы II во втором элементе Kinegram и структуры группы III или отсутствие структур в фоне. На первой стадии оставляют первый слой, например, металлический слой, нанесенный в паровой фазе, например, слой меди, на участке с элементом Kinegram с первым рисунком, остальное удаляют. Затем наносят, например, окрашенный функциональный слой по всей площади поверхности и удаляют его на фоновых участках, используя соответствующие процессы обработки. Таким образом получают два точно взаимно совмещенных рисунка.
Эксперименты показали, что различие в свойствах пропускания света первого слоя, которые могут быть достигнуты путем использования различных конфигураций рельефных структур на первом и втором участках, особенно выражены в диапазоне УФ-излучения. Таким образом, особенно хорошие результаты могут быть достигнуты при использовании УФ-излучения для операции экспонирования.
Первый слой может быть очень тонким с толщиной слоя порядка нескольких нанометров. Первый слой получается значительно более тонким на участках с большим значением отношения глубины к ширине благодаря большей площади поверхности, чем на участках с меньшим значением отношения глубины к ширине, при нанесении первого слоя с постоянной поверхностной плотностью относительно плоскости, определяемой репликационным слоем. Предпочтительным является формирование первого слоя в виде слоя металла или слоя из сплава металлов. Такие слои можно наносить испытанными и проверенными способами, например, напылением, и они уже обеспечивают адекватную оптическую плотность при малой толщине слоев. Однако первый слой может также быть слоем, содержащим материал функционального слоя, или неметаллический слой, который, например, может быть окрашенным, в частности, ярко окрашенным, который может быть легирован или может быть смешан с наночастицами или наносферами для увеличения его оптической плотности. Была также доказана желательность того, чтобы первый слой был сформирован из вещества, содержащего материал для образования жидких кристаллов.
Была также установлена желательность при применении первого способа, того, чтобы первый слой наносили с постоянной поверхностной плотностью на плоскость, определенную репликационным слоем, и чтобы первый слой подвергали воздействию травителя, в частности, воздействию кислоты или щелока, в процессе травления как на первом участке, так и по меньшей мере на одном втором участке до тех пор, пока первый слой ни будет удален на первом участке или по меньшей мере до тех пор, пока пропускание света и, в частности, светопроницаемость первого слоя не будет увеличена на первом участке относительно пропускания света и, в частности, светопроницаемости первого слоя по меньшей мере на одном втором участке или наоборот.
Например, щелоки или кислоты можно использовать в качестве травителя для первого слоя. Может быть дополнительно предусмотрена возможность только частичного удаления первого слоя и прерывания операции травления при достижении предварительно заданной светопроницаемости. Таким образом можно, например, создавать защитные признаки, основанные на локально различной светопроницаемости. Если, например, алюминий используют в качестве первого слоя, то, таким образом, можно использовать щелоки, например, NaOH или KOH в качестве изотропно-действующих травителей. Также можно использовать кислотную среду, например PAN (смесь ортофосфорной кислоты, азотной кислоты и воды).
Скорость взаимодействия обычно увеличивается с повышением концентрации щелока и температуры. Выбор параметров процесса зависит от воспроизводимости процесса и стойкости многослойного тела. Факторами, оказывающими влияние на процесс травления при использовании щелока, обычно являются химический состав травильной ванны, в частности, концентрация травителя, температура травильной ванны и условия притока материала слоя, подлежащего травлению, в травильную ванну. Типичные параметры концентрации травителя в травильной ванне находятся в диапазоне от 0,1 до 10%, а температура должна быть в диапазоне от 20 до 80°C.
Операцию травления первого слоя можно поддерживать электрохимическим способом. Операцию травления усиливают путем наложения электрического напряжения. Процесс обычно является изотропным, в результате чего увеличение площади поверхности, зависящее от структуры, ведет дополнительно к повышению эффективности травления. Для поддержания процесса травления, например, для удаления слоев окислов, можно использовать типичные электрохимические добавки, например, смачиватели, буферные вещества, ингибиторы, активирующие вещества, катализаторы и т.п.
Во время процесса травления может происходить ослабление среды травителя или насыщение продуктами травления, соответственно, на границе раздела ванны с первым слоем, в результате чего скорость травления уменьшается. Усиленным тщательным перемешиванием травильной среды, возможно, путем создания соответствующего потока или путем ультразвукового возбуждения, можно улучшить характеристики процесса травления.
Процесс травления можно дополнительно регулировать путем регулирования температуры во времени для оптимизации результатов процесса травления. Таким образом, можно производить травление в холодном состоянии в начале процесса и повышать температуру с увеличением периода времени обработки. В травильной ванне, в которой предпочтительно поддерживают трехмерный температурный градиент, многослойное тело проводят через продолговатую травильную ванну с различными температурными зонами.
Последние нанометры первого слоя могут быть при проведении процесса травления относительно неподатливыми и стойкими к действию травильной ванны. Для удаления остатков первого слоя при выполнении процесса травления, таким образом, предпочтительно создавать небольшую механическую поддержку. Неподатливость основана на возможном небольшом отличии химического состава первого слоя, предположительно в силу действия межповерхностного слоя на границе раздела при формировании первого слоя на репликационном слое. В этом случае последние нанометры первого слоя предпочтительно удаляют путем протирки при пропуске многослойного тела над валом, покрытым тонкой тканью. Тканью стирают остатки первого слоя без повреждения многослойного тела.
Процесс травления не должен включать стадию обработки, выполняемую с использованием жидкостей. Процесс травления может быть также «сухим процессом», например, плазменным травлением.
Может быть, однако, также предусмотрена возможность неполного (частичного) удаления первого слоя, а только уменьшения его толщины. Такой вариант осуществления может быть особенно предпочтительным, если надлежит формировать участки со слоями, нанесенными друг на друга, например, для варьирования оптических и/или электрических свойств или для создания декоративных эффектов.
Была также доказана желательность при применении первого способа нанесения первого слоя с постоянной поверхностной плотностью на плоскость, определенную репликационным слоем, и использования первого слоя в качестве поглощающего слоя для частичного удаления самого первого слоя путем воздействия на первый слой лазерным лучом на первый участок, а также на второй участок.
В случае использования структур с большим значением отношения глубины к ширине и, в частности, рельефных структур, в которых типичное расстояние между двумя смежными возвышенными частями меньше длины волны падающего света, называемых структурами нулевого порядка, большая часть падающего света может быть поглощена, даже если степень отражения отражающего слоя является высокой на участке, обладающем зеркальным отражающим эффектом. Первый слой в виде отражающего слоя облучают сфокусированным лазерным лучом, и в этом случае лазерное излучение поглощается в увеличенной степени, и температура отражающего слоя соответственно повышается на участках с большим поглощением, которые содержат вышеупомянутые рельефные структуры с большим значением отношения глубины к ширине. При высоких уровнях подвода энергии отражающий слой может локально отслаиваться, и в этом случае происходит удаление или абляция первого слоя в виде отражающего слоя или коагуляция материала отражающего слоя, или первого слоя. Если подвод энергии от лазера имеет место только в течение короткого периода времени и если нагрев, таким образом, является небольшим, то абляция или коагуляция происходит только на участках, предопределенных рельефной структурой.
Факторами, оказывающими влияние на лазерную абляцию, являются: конфигурация рельефной структуры (периодичность, глубина, ориентация и профиль), длина волны, поляризация и угол падения лазерного луча, продолжительность воздействия (мощность, зависящая от времени) и локальная доза лазерного облучения; свойства и характеристики поглощения первого слоя, и то, имеются ли, возможно, дополнительные слои, нанесенные сверху и подложенные снизу под первый слой, например, структурированный светочувствительный слой или смываемый лаковый слой.
Помимо прочего, было установлено, что для лазерной обработки пригодны лазеры на иттрий-алюминиевом гранате с ниодимом (Nd:YAG). Они излучают свет с длиной волны около 1064 нм и предпочтительно также являются импульсными. Также можно использовать диодные лазеры. Длину волны лазерного излучения можно изменять посредством изменения частоты, например, производить удвоение частоты.
Лазерный луч проводят сверху многослойного тела с помощью средства, называемого сканирующим устройством, например, с помощью зеркал гальванометра и фокусирующих свет линз. Импульсы продолжительностью в диапазоне от наносекунд до микросекунд эмитируют во время сканирования и производят вышеописанную абляцию или коагуляцию первого слоя, предварительно определенного структурой. Продолжительность импульсов обычно меньше миллисекунды, предпочтительно - в диапазоне величиной в несколько микросекунд или меньше. Конечно, можно также использовать импульсы продолжительностью в диапазоне от наносекунд до фемтосекунд. Точное позиционирование лазерного луча не требуется, так как процесс является самостоятельно выполняемым, постольку-поскольку светочувствительный слой или смываемый лаковый слой, который присутствует в структурированной форме частично, предотвращает доступ лазерного излучения к первому слою. Процесс предпочтительно дополнительно оптимизируют путем соответствующего выбора профиля лазерного луча и перекрыванием примыкающих импульсов.
Однако можно также осуществлять управление перемещением лазерного луча над многослойным телом с обеспечением точного совмещения с рельефными структурами, сформированными в репликационном слое, или с отверстиями в светочувствительном слое или смываемом лаковом слое таким образом, чтобы подвергались облучению только участки с одинаковой рельефной структурой или с отверстиями в светочувствительном слое, или без отверстий в светочувствительном слое, или в смываемом лаковом слое. Например, для такого управления можно использовать системы камер.
Вместо лазера, сфокусированного на точке или линии, можно также использовать устройства, которыми облучают определенную площадь, эмитирующие короткие управляемые импульсы, например, импульсные лампы.
Преимущество процесса лазерной абляции заключается, помимо прочего, в том, что частичное удаление первого слоя с обеспечением точного совмещения с рельефной структурой, можно также осуществлять, если она покрыта с обеих сторон одним или большим числом дополнительных слоев, прозрачных для лазерного излучения, и, таким образом, непосредственно недоступных для среды для травления. Первый слой только взламывают лазером. Материал первого слоя снова располагается в виде маленьких конгломератов или маленьких шариков, оптически не видимых наблюдателю и только несущественно влияющих на светопроницаемость облученного участка.
Остатки первого слоя, все еще остающиеся на репликационном слое после лазерной обработки, на первом участке могут, возможно, быть удалены посредством последующей промывки или способом травления, если первый слой непосредственно доступен для этого. После травления первого слоя остальные остатки шаблона для травления могут быть удалены.
Особенно предпочтительно при использовании первого способа, чтобы первый слой наносили с постоянной поверхностной плотностью относительно плоскости, определенной репликационным слоем, и чтобы первый слой уже был сформирован с такой толщиной слоя, чтобы пропускание света и, в частности, светопроницаемость первого слоя на первом участке было больше пропускания света и, в частности, светопроницаемости первого слоя по меньшей мере на одном втором участке и наоборот.
Особенно предпочтительно при использовании первого способа, чтобы первый слой наносили с постоянной поверхностной плотностью относительно плоскости, определенной репликационным слоем, и чтобы первый светочувствительный лаковый слой наносили на первый слой или репликационный слой формировали из первого светочувствительного смываемого лакового слоя, где первый светочувствительный лаковый слой или первый смываемый лаковый слой экспонировали бы сквозь первый слой таким образом, чтобы первый светочувствительный лаковый слой или первый смываемый лаковый слой были экспонированы в различной степени благодаря действию первой рельефной структуры на первом и по меньшей мере на одном втором участке, где производили бы структурирование экспонированного первого светочувствительного лакового слоя или первого смываемого лакового слоя, и либо одновременно, либо впоследствии использовали бы первый структурированный светочувствительный лаковый слой или смываемый лаковый слой в качестве первого слоя-шаблона; удаляли бы первый слой и, таким образом, производили бы структурирование на первом участке, но по меньшей мере не на одном втором участке или по меньшей мере на одном втором участке, но не на первом участке.
Способ может, кроме того, быть таким, что светочувствительный материал, обладающий бинарной характеристикой, наносят в качестве светочувствительного слоя или светочувствительного смываемого лакового слоя, и светочувствительный слой или светочувствительный смываемый лаковый слой экспонируют сквозь первый слой с такой силой экспозиции и в течение такого времени экспозиции, что светочувствительный слой или светочувствительный смываемый лаковый слой активизируется на первом участке, на котором пропускание света первого слоя увеличилось благодаря первой рельефной структуре, но не активизируется на втором участке. Способ согласно изобретению можно также применять, если оптические плотности первого и второго участков только немного отличаются друг от друга, и в этом случае, как уже было упомянуто выше, неожиданно оказывается возможным предположение, что оптическая плотность получается от высокой до средней.
Светочувствительный слой или смываемый лаковый слой может быть фоторезистом, который может быть в виде позитивного фоторезиста или негативного фоторезиста. Таким образом, с помощью имеющегося репликационного слоя, который в ином случае имеет ту же природу, можно удалить различные участки первого слоя.
Может быть, кроме того, предусмотрена возможность использования светочувствительного слоя в виде фотополимера.
В зависимости от того, является ли светочувствительный слой или смываемый лаковый слой позитивным или негативным фоторезистом, он затвердевает на первых участках или становится растворимым в проявителе. В этом отношении слои позитивного и негативного фоторезиста могут быть также нанесены непосредственно рядом друг с другом и экспонированы в одно и то же время. В этом случае первый слой служит в качестве шаблона, и его предпочтительно располагают в непосредственном контакте с фоторезистом таким образом, чтобы можно было произвести точное экспонирование. При проявлении фоторезиста в конце процесса незатвердевшие участки смывают или поврежденные участки удаляют. В зависимости от того, какой используют фоторезист, проявленный фоторезист теперь либо присутствует точно на участках, где первый слой является либо прозрачным, либо непрозрачным для УФ-излучения. Для увеличения стойкости слоя фоторезиста, который остался и который был структурирован в соответствии с первым слоем, оставшиеся участки предпочтительно затем отверждают после операции проявления.
Первый слой используют, в частности, в качестве слоя-шаблона для частичного удаления самого первого слоя, постольку-поскольку светочувствительный слой или смываемый лаковый слой, примыкающий к первому слою, экспонируют сквозь первый слой. Этим достигают преимущества в сравнении со слоями-шаблонами, применяемыми в обычных способах, так как, применяя слой-шаблон, обеспечивают точное взаимное совмещение без осложнений и повышения затрат, связанных с регулированием при приводке. Только допуски рельефной структуры оказывают влияние на допуски расположения участков первого слоя с различным пропусканием света. Боковое смещение между первой рельефной структурой и этими участками первого слоя не происходит. Расположение участков первого слоя с одинаковыми физическими свойствами, таким образом, точно взаимно совмещено с первой рельефной структурой.
В отношении методики действий при использовании светочувствительного слоя, кроме того, также возможно, что если фотоактивируемый слой наносят в качестве светочувствительного слоя на первый слой, то фотоактивируемый слой экспонируют сквозь первый слой и репликационный слой и активизируют на первом участке; и активизированные участки фотоактивируемого слоя образуют средства для травления первого слоя таким образом, что первый слой удаляют на первом участке и, таким образом, структурируют.
Светочувствительный слой или смываемый лаковый слой можно дополнительно частично удалить, если экспонированные участки были структурно ослаблены так, чтобы можно удалить экспонированные участки соскабливанием, удалением щеткой, стиранием, ультразвуковой или лазерной обработкой и т.п. Если в результате экспонирования светочувствительного слоя или смываемого лакового слоя частично увеличилась хрупкость слоя, то репликационный слой, благодаря тому, что он является эластичным или гибким, можно пропустить поверх острого края или лезвия ножа и отделить хрупкие участки.
При использовании предпочтительной конфигурации предусмотрена возможность экспонирования УФ-излучением светочувствительного слоя или смываемого лакового слоя сквозь первый слой.
Соответственно первый слой можно структурировать или частично удалять различными способами сразу же или после выполнения дополнительных стадий способа. В этом отношении по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой формируют сразу же и/или впоследствии, используя первый структурированный слой в качестве слоя-шаблона.
В отношении первого способа и первого многослойного тела изобретение основано, с одной стороны, на реализации того, что, используя свойства первой рельефной структуры на первом участке репликационного слоя, оказывают влияние на физические свойства первого слоя, нанесенного на репликационный слой на этом участке, например, на эффективную толщину или оптическую плотность, таким образом, чтобы свойства пропускания света первого слоя были различными на первом и втором участках. Первый слой наносят на репликационный слой предпочтительно путем напыления, осаждения пара, в порошкообразном состоянии или в виде спрея. Благодаря используемой методике операция напыления влечет за собой направленное нанесение материала таким образом, что в ходе выполнения операции напыления материала первого слоя с постоянной поверхностной плотностью относительно плоскости, определенной репликационным слоем, материал осаждают с локально различной толщиной на репликационном слое, обеспеченный рельефной структурой. Что касается технологии осуществления способа, то следует сказать, что нанесение первого слоя в паровой фазе или в виде порошка, или в виде спрея предпочтительно также включает создание по меньшей мере частично направленного нанесения материала.
При выполнении первого способа посредством первого слоя предпочтительно непосредственно создают частично сформированный функциональный слой. Кроме того, также предпочтительно, чтобы посредством первого структурированного светочувствительного слоя или первого смываемого лакового слоя был непосредственно сформирован частично сформированный функциональный слой.
Наконец, была также доказана желательность при выполнении первого способа, если формируют по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой и/или дополнительный частично сформированный слой, используя процедуру, согласно которой затем наносят первый лаковый слой позитивного или негативного фоторезиста, то первый лаковый слой фоторезиста экспонируют сквозь первый структурированный слой и производят структурирование первого экспонированного лакового слоя фоторезиста.
Предпочтительно, если формируют соответствующий частично сформированный функциональный слой, обеспечивая точное взаимное совмещение с первой рельефной структурой и по меньшей мере с одной второй рельефной структурой, то в этом случае различные лаковые слои фоторезиста, в частности, по-разному окрашенные лаковые слои фоторезиста используют для формирования частично сформированного функционального слоя. Можно использовать лаковые слои фоторезиста, обладающие существенно различными свойствами, например, спектральной чувствительностью, химическим составом, позитивной или негативной характеристикой и т.д. Однако возможно также использование одинаковых лаковых слоев фоторезиста, которые, однако, экспонируют различными способами. Различия двух лаковых слоев фоторезиста могут быть выявлены, в частности, путем использования свойств, обеспечиваемых посредством операции экспонирования, например, длины волны, угла падения, поляризации и т.д.
Благодаря природе первой рельефной структуры и, возможно, также природе первого слоя или дополнительных слоев, на адгезионное свойство и/или диффузионное сопротивление, и/или поверхностную реакционную способность репликационного слоя или дополнительных слоев можно оказывать локально влияние таким образом, чтобы материал для формирования первого слоя или дополнительных слоев приклеивался, диффундировал или вступал во взаимодействие с репликационным слоем или дополнительными слоями локально различными путями. При диффундировании материала в репликационный слой часть репликационного слоя, включая материал, диффундировавший в него, становится первым слоем.
В качестве альтернативы репликационный слой частично создают путем диффундирования самого красящего средства в него, частично в виде частично сформированного функционального слоя, и в этом случае дополнительный слой, частично сформированный на репликационном слое, например, структурированный светочувствительный металлический слой или слой органического диэлектрика функционирует локально в качестве диффузионного барьера. Светочувствительный слой может быть удален после частичного окрашивания репликационного слоя или до нанесения дополнительного слоя.
Была дополнительно доказана желательность при использовании первого способа, того, что, если первый слой сформируют путем нанесения порошка или жидкой среды, то затем первый слой структурируют, возможно, после физической или химической обработки порошка или жидкой среды и либо формируют непосредственно по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой, и/или, используя первый структурированный слой в качестве слоя-шаблона, затем формируют по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой.
Порошок наносят, в частности, напылением или рассеянием, тогда как жидкую среду наносят, в частности, отливкой, печатанием или распылением. Механическое воздействие на рельефную структуру может быть затем выполнено, например, встряхивание, втирание щеткой или подобное действие. Затем производят частичное удаление первого слоя на участках, на которых адгезия меньше или диффузионное сопротивление повышено путем механического его съема, в частности, посредством соскабливания скребком, воздушным скребком или соскабливающим лезвием, химическим растворением, промывкой или сочетанием этих операций. Структурирование первого слоя предпочтительно выполняют соскабливающим лезвием или скребком, который перемещают по репликационному слою, где удаляют участки первого слоя, не проникшие в углубления рельефной структуры. Затем может быть выполнен регулируемый по времени процесс травления для удаления остатков первого слоя или цветных вуалей на плоских участках. Процесс травления можно также локально использовать для оказания влияния на толщину первого слоя в рельефной структуре, для доведения различных уровней насыщения цвета или для регулирования радужности первого слоя с обеспечением эффекта интерференции в зависимости от угла рассмотрения.
Однако процесс промывки может также быть пригодным для структурирования первого слоя, в частности, если капиллярные силы в рельефной структуре достаточны для закрепления материала, который попадает туда из первого слоя при промывке. Здесь в определенных рельефных структурах, содержащих макроскопические углубления, а также в дополнительных углублениях микроструктура может быть предпочтительной.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления рельефную структуру формируют, создавая по меньшей мере две бороздки различной глубины, или обеспечивают на дне по меньшей мере двух бороздок различную глубину, где каждая из бороздок, в частности, имеет глубину в диапазоне от 1 мкм до 10 мкм и ширину в диапазоне от 5 мкм до 100 мкм. Если бороздки заполняют, например, окрашенным фоторезистом и репликационный слой освобождают от фоторезиста на участках без бороздок, то получаются различные уровни насыщения цвета в зависимости от глубины бороздок и, возможно, дополнительные оптические эффекты.
В этом случае также дополнительно возможно, чтобы конфигурация первой рельефной структуры, возможно, также конфигурация первого слоя или дополнительных слоев локально влияла на адгезионное свойство и/или диффузионное сопротивление, и/или поверхностную реакционную способность репликационного слоя или дополнительных слоев таким образом, чтобы порошок или жидкая среда сцеплялись локально различным образом с репликационным слоем или дополнительными слоями, диффундируя в него (в них) или вступая во взаимодействие с ним (с ними).
Затем в предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой или по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой формируют посредством операции, в которой наносят первый лаковый слой позитивного или негативного фоторезиста, где первый лаковый слой фоторезиста экспонируют сквозь первый структурированный слой и выполняют структурирование экспонированного первого лакового слоя фоторезиста.
Кроме того, как вариант, репликационный слой также формируют частично путем диффузии в него красящего вещества в виде частично сформированного функционального слоя, и в этом случае репликационный слой сам или слой, частично сформированный на нем, локально используют в качестве диффузионного барьера.
В отношении первого способа репликационный слой является по меньшей мере частично плоским, в частности по меньшей мере на одном втором участке. Этим способствуют, например, очищению поверхности соскабливающим скребком или соскабливающим лезвием, так как плоские участки служат оптимальным образом в качестве опоры благодаря этому. Кроме того, плоские участки могут быть покрыты металлическим отражающим слоем таким образом, чтобы создавался оптический эффект зеркальных поверхностей.
Наконец, что касается первого способа, то для формирования относительно толстых частично сформированных слоев была установлена желательность сгребания материала в экспонированные участки репликационного слоя, содержащие первую рельефную структуру или по меньшей мере одну вторую рельефную структуру, которые при рассмотрении в направлении, перпендикулярном плоскости репликационного слоя, окружены частично сформированным функциональным слоем или дополнительным слоем, и формирования по меньшей мере одного дополнительного частично сформированного функционального слоя или дополнительного частично сформированного слоя.
Что касается второго способа, то была установлена желательность того, что если по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой или по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой формируют посредством операции, в которой наносят второй лаковый слой позитивного или негативного фоторезиста, смешенный с красящим веществом, то второй лаковый слой фоторезиста экспонируют сквозь первый структурированный слой и выполняют структурирование экспонированного второго лакового слоя фоторезиста. В этом отношении предпочтительно, если первый или второй лаковый слой фоторезиста составляет по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой. Впоследствии, как вариант, несущий слой формируют частично путем диффузии красящего вещества, в виде частично сформированного функционального слоя или дополнительного слоя, где по меньшей мере первый и/или второй структурированный лаковый слой фоторезиста служит в качестве диффузионного барьера.
Как вариант, материал сгребают в открытые участки несущего слоя, которые при рассмотрении в направлении, перпендикулярном плоскости несущего слоя, окружены частично сформированным функциональным слоем или дополнительным частично сформированным слоем, и формируют по меньшей мере один дополнительный частично сформированный функциональный слой или дополнительный частично сформированный слой.
Конфигурация слоев фоторезиста и, как вариант, также конфигурация дополнительных слоев, возможно, также локально влияет на адгезионное свойство и/или на диффузионное сопротивление, и/или на поверхностную реакционную способность несущего слоя или дополнительных слоев таким образом, что материал для формирования частично сформированного функционального слоя или дополнительных слоев сцепляется с несущим слоем или дополнительными слоями локально различным образом, диффундирует в него или вступает во взаимодействие с ним. Во время выполнения операции диффундирования материала в несущий слой часть несущего слоя, включающая материал, диффундировавший в него, становится частично сформированным функциональным слоем или дополнительным частично сформированным слоем.
Кроме того, была установлена желательность того, чтобы при использовании полиэфира в качестве репликационного слоя или несущего слоя и использовании металлического слоя в качестве первого слоя, участки, оставленные при этом, экспонировали бы, воздействуя электростатическим полем, и порошок выборочно осаждали на оставленных участках благодаря различным характеристикам поля, аналогичным образом, как и красящий порошок. Термическое скрепление порошка затем выполняют для формирования замкнутого, прочно сцепленного, частично сформированного функционального слоя или дополнительного слоя.
Первый слой является, таким образом, обычно слоем, который может выполнять две функции. С одной стороны, он может выполнять функцию высокоточного фотошаблона для выполнения операции, связанной с частично сформированным функциональным слоем и/или дополнительными слоями, тогда как, с другой стороны, в конце процесса изготовления он сам составляет частично сформированный слой, который очень точно позиционирован, например, частично сформированный функциональный слой или дополнительный слой, возможно, в виде OVD слоя (OVD - оптический видеодиск), в виде проводящей дорожки или функционального слоя электрического компонента, например, органического полупроводникового компонента, декоративного слоя, например, яркого многоцветного слоя и т.п.
Предпочтительно, если по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой выполнен в виде лакового слоя или полимерного слоя. Материалы для вышеупомянутого предпочтительного функционального слоя, например, пигменты или красители, могут быть совершенно легко включены в состав такого слоя.
В частности по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой создают с добавлением одного или большего числа, в частности, неметаллических материалов функционального слоя.
Особенно предпочтительно с точки зрения придания декоративного эффекта частично сформированному функциональному слою, если по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой изготавливают с добавлением одного или большего числа цветных, в частности, ярких многоцветных материалов функционального слоя.
2
По меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой формируют, в частности, посредством использования первого слоя и/или по меньшей мере одного окрашенного лакового слоя из позитивного или негативного фоторезиста, и/или посредством использования по меньшей мере одного оптически варьируемого слоя с оптическим эффектом, который изменяется в зависимости от угла рассмотрения, и/или посредством использования по меньшей мере одного металлического отражающего слоя, и/или посредством использования по меньшей мере одного диэлектрического отражающего слоя. Может быть предусмотрена возможность в качестве диэлектрика использовать, например, TiO или ZnS. По меньшей мере один частично сформированный функциональный слой и по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой может быть сформирован с различными показателями преломления таким образом, чтобы можно было посредством этого обеспечить оптические эффекты.
Первый слой и/или второй слой может также быть выполнен из полимера таким образом, что, например, один слой может быть электропроводящим, а другой слой может быть электроизолятором, и в этом случае оба слоя могут быть выполнены в виде прозрачных слоев.
Оптически варьируемый слой является предпочтительно таким, что он содержит по меньшей мере одно вещество с оптическим эффектом, который изменяется в зависимости от угла рассмотрения, и/или его формируют посредством использования по меньшей мере одного слоя жидких кристаллов, обладающего оптическим эффектом, который изменяется в зависимости от угла рассмотрения, и/или посредством использования сформированного из отражающего слоя из комплекта слоев тонкой пленки, обладающего интерференционным цветовым эффектом, зависящим от угла рассмотрения.
Кроме того, была установлена желательность того, чтобы первый структурированный слой был по меньшей мере частично удален и заменен по меньшей мере одним частично сформированным функциональным слоем и/или по меньшей мере одним дополнительным частично сформированным слоем. Можно также выполнять полное удаление первого структурированного слоя.
В равной степени гидрофильная или гидрофобная среда с функциональными компонентами (например, красителями, пигментами) может быть частично нанесена поверх гидрофобного или гидрофильного нанесенного слоя, который частично формуют путем выполнения следующей стадии процесса, например, печатания, окунания или распыления.
В предпочтительной конфигурации первый дополнительный частично сформированный слой можно наносить на участки, на которых первый слой был удален. Может быть дополнительно предусмотрена возможность того, чтобы остатки первого слоя были заменены после полного удаления вторым дополнительным частично сформированным слоем. Многослойное тело может теперь содержать только «цветную печать» высокого разрешения из фоторезиста для наблюдателя, но в ином случае она может быть прозрачной. В этом случае фоторезист служит в качестве шаблона для травления для первого слоя.
Способ согласно изобретению, таким образом, не ограничен частичным удалением слоя, но может включать дополнительные стадии, в которых обеспечивают замену слоев или повторение стадий при использовании различий по оптической плотности для формирования или дифференцирования участков.
Предпочтительно можно таким образом формировать элементы дисплея с высокой разрешающей способностью. Можно, не отступая от объема изобретения, наносить элементы различных цветов дисплея с обеспечением точного взаимного совмещения и располагать их, например, в пиксельной растровой решетке. Так как различные многослойные тела могут быть изготовлены с первоначальной конфигурацией первого слоя, с помощью процедуры, в которой, например, различные процессы экспонирования и травления выполняют одновременно или последовательно, позиционирование с обеспечением точного взаимного совмещения последовательно наносимых слоев возможно при использовании способа согласно изобретению, несмотря на увеличение стадий выполнения способа.
Может быть дополнительно предусмотрена возможность того, чтобы первый слой и/или по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой и/или по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой был гальванически усилен, если структура содержит электропроводящие слои или слои, пригодные для бестоковой гальваностегии.
Предпочтительно, если по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой, при рассмотрении в направлении, перпендикулярном плоскости репликационного слоя или несущего слоя, формируют с обеспечением точного взаимного совмещения с располагаемым сверху или снизу по меньшей мере одним дополнительным частично сформированным слоем.
В качестве альтернативы этому, однако, в равной степени желательно, если по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой при рассмотрении в направлении, перпендикулярном плоскости репликационного слоя или несущего слоя, формируют попеременно или с равномерным интервалом относительно по меньшей мере одного дополнительного частично сформированного слоя.
Особенно привлекательные оптические эффекты могут быть достигнуты, если по меньшей мере один первый прозрачный разделительный слой располагают по меньшей мере между одним частично сформированным функциональным слоем и по меньшей мере одним дополнительным частично сформированным слоем. В качестве альтернативы этому или в сочетании с этим по меньшей мере один второй прозрачный разделительный слой располагают по меньшей мере между двумя дополнительными частично сформированными слоями. Таким образом, могут быть получены различные цветовые эффекты и/или рисунки могут быть сделаны видимыми при различных углах рассмотрения или может быть получено впечатление трехмерности рисунка или оптической его глубины. Эффект может быть также усилен, если первый и/или второй разделительный слой сформирован локально по меньшей мере из двух слоев различной толщины. В сочетании с этим по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой и по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой может иметь (каждый) конфигурацию, сформированную из линий, и в этом случае, в частности, посредством постоянно варьируемой ширины линий можно создавать дополнительный оптический эффект.
Была установлена желательность того, чтобы первый и/или второй разделительные слои были сформированы локально с толщиной слоя в диапазоне, меньшем 100 мкм, в частности, в диапазоне от 2 мкм до 50 мкм.
Особенно предпочтительно, чтобы по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой и по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой имели такую конфигурацию, при которой имел бы место по меньшей мере один оптический эффект положения, который, возможно, становится видимым в зависимости от угла рассмотрения, в частности, муаровый эффект или эффект затенения.
Первый слой предпочтительно наносят по всей площади поверхности на репликационный слой или несущий слой толщиной, при которой первый слой является непрозрачным для человеческого глаза и, в частности, обладает оптической плотностью, большей 1,5, в частности, оптической плотностью в диапазоне от 2 до 7. Более конкретно, было неожиданно установлено, что отношение значений пропускания света участков с дифракционной рельефной структурой может быть увеличено путем увеличения непрозрачности первого слоя. Если, таким образом, экспонирование выполняют с соответствующей силой света сквозь слой, обычно называемый непрозрачным (например, обладающий оптической плотностью 5), который в силу его высокой оптической плотности обычно не используют в качестве слоя-шаблона, то могут быть получены особенно хорошие результаты.
Особенно предпочтительным вариантом осуществления является вариант, в котором по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой и по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой являются такими, что при рассмотрении в направлении, перпендикулярном плоскости репликационного слоя или несущего слоя, они дополняют друг друга, создавая декоративное и/или информативное геометрическое, алфавитно-цифровое, изобразительное, графическое или образное представление.
В этом отношении вариант осуществления, который, как было доказано, обладает особенно значительной защищенностью от подделки, является вариантом, в котором по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой и по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой обладают (каждый) по меньшей мере на отдельных участках конфигурацией, сформированной из линий, в которой линии смешаны друг с другом без смещения и, в частности, также смешаны друг с другом с обеспечением постоянной цветовой конфигурации, например, в форме радуги. Различные линии могут быть также альтернативно или дополнительно взаимно расположены рядом и могут образовывать рисунок из концентричных кругов.
В этом отношении была доказана особая предпочтительность использования тонких линий, в частности, если линии при рассмотрении в направлении, перпендикулярном плоскости репликационного слоя или несущего слоя, выполнены шириной в диапазоне, меньшем 50 мкм, в частности, в диапазоне от 0,5 мкм до 10 мкм.
При изготовлении многослойного тела согласно описанному способу, однако, может быть также предусмотрена возможность того, чтобы второй участок содержал два или большее количество подучастков, охваченных первым участком, где вторая дифракционная рельефная структура сформирована в репликационном слое на втором участке, а первый слой является отражающим слоем, который удаляют на первом участке и, таким образом, формируют с обеспечением точного взаимного совмещения со второй рельефной структурой. Такие многослойные тела можно с успехом изготавливать в качестве защищенных от подделки защитных элементов. Они особенно хорошо защищены от подделки, так как особенно тонкие линии могут быть созданы по способу согласно изобретению. Кроме того, благодаря их дифракционной структуре и их ориентации с точным взаимным совмещением с отражающим слоем, с помощью этих тонких линий можно создавать оптические эффекты, подделка которых крайне сложна.
Может быть также предусмотрена возможность того, чтобы первый участок содержал два или большее количество подучастков, охваченных вторым участком, или наоборот, а первый слой являлся отражающим слоем, который удаляют на втором участке, и, таким образом, их формируют с обеспечением точного взаимного совмещения с первой рельефной структурой. Предпочтительными конфигурациями являются такие, в которых подучастки второго участка или подучастки первого участка, соответственно, имеют ширину, составляющую менее 2 мм, предпочтительно - менее 1 мм.
По меньшей мере, один частично сформированный функциональный слой предпочтительно окрашивают по меньшей мере одним непрозрачным и/или по меньшей мере одним прозрачным красящим веществом, которое по меньшей мере в диапазоне длин волн электромагнитного спектра окрашено или создает цвет и, в частности, является ярким многоцветным или создающим яркий цвет. В частности, была установлена желательность того, чтобы красящее вещество было включено по меньшей мере в один частично сформированный функциональный слой, который может быть возбужден излучением, находящимся за пределами видимого спектра, например, УФ-излучением или инфракрасным (ИК) излучением, и может создавать визуально различимый окрашенный образ. Таким образом, может быть обеспечен по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой по меньшей мере с одним красителем или пигментом, возбуждаемым под воздействием облучения и флуоресцирующим красным, зеленым и/или синим цветом, и, таким образом, создающим добавочный цвет при облучении.
По меньшей мере одно красящее вещество предпочтительно выбирают из группы неорганических или органических красящих веществ, в частности, пигментов или красителей.
Помимо прочего, особенно предпочтительны красящие вещества, которые люминесцируют и, в частности, флуоресцируют при облучении или возбуждаются под воздействием УФ-излучения в видимом диапазоне длин волн. В этом отношении можно использовать люминесцирующие пигменты, красители или сополимеры, которые при отсутствии возбуждения являются окрашенными или бесцветными в видимом диапазоне длин волн. Кроме того, можно использовать смесь, содержащую по меньшей мере два или большее число люминесцентных красящих веществ одного и того же вида или различных видов.
Пигменты могут быть в виде нанопигментов размером от 1 нм до 100 нм. Особенно предпочтительны в этом отношении флуоресцирующие нанопигменты, являющиеся бесцветными в видимом диапазоне длин волн, которые флуоресцируют под воздействием УФ-излучения, в частности, при длине волн 254 нм, 313 нм или 365 нм. Нанопигменты могут быть диспергированы простым смешиванием с печатаной средой и могут быть легко введены в печатные краски для струйной печати, тогда как обычные пигменты требуется растирать с печатной средой с применением сложных и дорогостоящих операций для получения пригодной дисперсии. В отношении наночастиц и их использования следует обратить внимание на WO 03/052025 A1.
Особенно предпочтительно использование люминесцентного красящего вещества или сочетания по меньшей мере из двух люминесцентных красящих веществ, которые при возбуждении под воздействием различных длин волн испускают свет различных видимых цветов. При этом по меньшей мере одно люминесцентное свечение может происходить в диапазоне инфракрасного и/или видимого, и/или ультрафиолетового излучения. Таким образом, например, одно красящее вещество при возбуждении его УФ-излучением с длиной волны 365 нм может эмитировать окрашенное флуоресцирующее изображение в видимом диапазоне света, отличающееся от эмитируемого света при возбуждении его УФ-излучением с длиной волны 254 нм в видимом диапазоне света. Такой бифлуоресцирующий пигмент, который флуоресцирует в видимом диапазоне света красным цветом при возбуждении его УФ-излучением с длиной волны 254 нм и флуоресцирует в видимом диапазоне света сине-белым цветом при возбуждении УФ-излучением с длиной волны 365 нм, может быть получен, например, под обозначением BF11 от организации Specimen Document Security Division (Венгрия, г.Будапешт). Примеры, относящиеся к монолюминесцентным красящим веществам, которые испускают видимый свет различных цветов при возбуждении и которые могут быть использованы в сочетаниях, можно также найти в патенте США № 5005873.
Особенно предпочтительно сочетание люминесцентных красящих веществ, бесцветных в видимом диапазоне длин волн, но люминесцирующих цветным свечением под воздействием УФ-излучения в видимом диапазоне таким образом, что получается изображение в истинном цвете.

Органические люминесцентные красящие вещества, возбуждаемые УФ-излучением, могут быть получены, например, под обозначением UVITEX, которые, например, флуоресцируют под воздействием УФ-излучения и в видимом диапазоне света.
2
2
4
4
Могут быть получены среди других материалов неорганические, возбуждаемые люминесцентные красящие вещества, например: LaOS:Eu, ZnSiO:Mn или YVO:Nd и, например, под обозначением LUMILUX.
Люминесцентными сополимерами являются, например, сополиамиды, сополиэфиры или сополиэфирамиды, смешенные с флуоресцирующими компонентами.
Люминесцентные красящие вещества и их смеси можно для этого использовать отдельно или в сочетании с обычными нелюминесцентными красящими веществами.
Особенно привлекательной конфигурацией является конфигурация, содержащая по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой и по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой взаимно дополняющих цветов, например, красного и зеленого цвета по меньшей мере при рассмотрении под заданным углом или под воздействием заданного вида излучения.
Особенно замечательные и привлекательные эффекты получают при использовании первого многослойного тела, если по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой и/или по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой покрыт дифракционной рельефной структурой и создает голографический или кинеграфический оптически варьируемый эффект.
Предпочтительный первый вариант осуществления многослойного тела формируется, если по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой является, в частности, непрозрачным металлическим слоем, а по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой является окрашенным лаковым слоем или наоборот.
Предпочтительный второй вариант осуществления многослойного тела формируется, если по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой является слоем, содержащим жидкие кристаллы, а по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой является окрашенным лаковым слоем или наоборот.
Предпочтительный третий вариант осуществления многослойного тела формируется, если по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой сформирован из отражающего слоя из комплекта слоев тонкой пленки, обладающего интерференционным цветовым эффектом, зависящим от угла рассмотрения, и по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой является окрашенным лаковым слоем или наоборот.
Предпочтительный четвертый вариант осуществления многослойного тела формируется, если по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой является первым окрашенным лаковым слоем, а по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой является дополнительным по-другому окрашенным лаковым слоем.
Предпочтительный пятый вариант осуществления многослойного тела формируется, если по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой является первым окрашенным лаковым слоем, а по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой является диэлектрическим отражающим слоем или наоборот.
Предпочтительно в этом случае, чтобы лаковые слои были окрашенными по меньшей мере одним непрозрачным и/или по меньшей мере одним прозрачным веществом. В частности, была установлена желательность того, чтобы окрашенный лаковый слой был окрашен по меньшей мере одним красящим веществом желтого, пурпурного, голубого или черного цвета (модель CMYK) или красного, зеленого и синего цвета (модель RGB). Соответственно могут быть созданы различные цветовые впечатления как субтрактивным, так и аддитивным смешиванием цветов, которое, например, может быть выполнено путем применения вышеописанных пигментов или красителей, возбуждаемых облучением (например, УФ-излучением, ИР-излучением).
Вышеупомянутый пятый вариант осуществления, в котором многослойное тело содержит по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой в виде первого окрашенного лакового слоя и по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой в виде диэлектрического отражающего слоя, или наоборот, особенно пригоден для использования лаковых слоев, содержащих люминесцентные красящие вещества, возбуждаемые УФ-излучением. Более конкретно, было установлено, что различные прозрачные слои диэлектриков, например, слой из ZnS или многие пластиковые материалы не пропускают сквозь себя УФ-излучение и, таким образом, возбуждение окрашенных слоев, содержащих люминесцентные красящие вещества, возбуждаемые УФ-излучением, сформированных за этими материалами по ходу действия излучения, исключается или по меньшей мере затрудняется. По этой причине в пятом варианте осуществления лаковый слой может быть расположен попеременно относительно диэлектрического отражающего слоя таким образом, чтобы лаковый слой, который подлежит возбуждению УФ-излучением, предпочтительно должен быть расположен только на участках, на которых диэлектрический отражающий слой не находится между источником УФ-излучения и лаковым слоем, по ходу действия излучения.
Кроме того, была установлена желательность того, чтобы по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой и/или по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой составлял (составляли) по меньшей мере в виде отдельных участков, растровое изображение, образованное из пикселей, точек или линий изображения, которые невозможно отдельно различить человеческим глазом.
Растеризация первого слоя также возможна для эффекта, при котором, помимо растровых элементов, снабженных подложенным отражающим слоем и содержащих, - возможно, различные - дифракционные структуры, имеются растровые элементы, представляющие прозрачные участки без отражающего слоя. В этом отношении амплитудно-модулированный или поверхностно-модулированный растр может быть выбран в качестве растрового эффекта. Интересные оптические эффекты могут быть достигнуты путем сочетания таких отражающих/дифракционных участков и неотражающих, прозрачных (при некоторых условиях - также дифракционных) участков. Если такое растровое изображение размещено, например, в окне ценного документа, то прозрачное растровое изображение можно затем увидеть в режиме трансиллюминации. В падающем свете это изображение видно только при рассмотрении в заданном диапазоне углов, в котором свет не подвергается дифракции/отражению отражающими поверхностями. Кроме того, можно также использовать такие элементы не только в прозрачном окне, но также накладывать на окрашенный отпечаток. Окрашенный отпечаток виден, например, в форме растрового изображения в заданном диапазоне углов, тогда как в другом диапазоне углов он не виден из-за отражения света диффракционными структурами или другими (макро) структурами. Кроме того, можно также создать множество уходящих отражающих участков с уменьшающейся отражающей способностью посредством соответствующим образом выбранного растра.
Наконец, было доказано, что оптически привлекательно создание по меньшей мере двух дополнительных частично сформированных слоев.
Репликационный слой может быть расположен на несущем слое, например, если репликационный слой не является самонесущим или по меньшей мере является очень тонким слоем. Несущий слой приспособлен к тому, чтобы его можно было удалять или отделять, в частности, от сформированного многослойного тела.
Вариант осуществления многослойного тела в виде пленочного элемента, в частности, в виде пропускающей свет пленки, пленки, тисненой в горячем состоянии, или ламинированной пленки, является предпочтительным. В этом случае пленочный элемент предпочтительно содержит адгезионный слой по меньшей мере с одной его стороны.
Многослойное тело, однако, может быть не только пленочным элементом, но также и твердым телом. Пленочные элементы используют, например, для размещения их на документах, банкнотах и т.п., с защитными признаками. Они могут также содержать защитные нити для вплетения их в бумагу или введения в карту, которую можно изготавливать способом согласно изобретению с частично сформированным функциональным слоем, совершенно точно совмещенным с дополнительным частично сформированным слоем. Предпочтительно твердые тела, например, удостоверение личности, основание для сенсорного элемента, полупроводниковые чипы или поверхности электронных устройств, например, корпусные части сотового телефона, могут быть также обеспечены многослойным телом согласно изобретению.
Защитный элемент для защищенных или ценных документов, обеспеченный многослойным телом согласно изобретению или сформированный по меньшей мере частично из многослойного тела, является особенно защищенным от подделки и обладает зрительно привлекательным видом. В частности, удостоверение личности или пропуск, паспорт, банковская карта, удостоверение личности, банкнота, защищенная ценная бумага, билет или защитная упаковка и т.п. рассматриваются как защищенный или ценный документ. Для защиты таких документов предпочтительно располагать по меньшей мере частично прозрачное многослойное тело в качестве защитного элемента, в частности, в важных областях документа, например, в области фотографии в паспорте или в области подписи персоны или по всему документу, или в окне документа. Кроме того, можно сделать так, чтобы первый блок информации можно было бы сделать видимым в таком окне в виде отражения, а второй блок информации можно было бы сделать видимым на просвет. Можно генерировать новые защитные элементы с особенно хорошим и филигранным внешним видом. Таким образом, можно, например, создавать изображения, являющиеся полупрозрачными при рассмотрении на просвет путем формирования растра по меньшей мере в одном частично формованном функциональном слое и/или дополнительном частично формованном слое.
Кроме многослойного тела защищенный документ может также содержать дополнительные защитные средства, например, отпечатанные слои, содержащие оптически варьируемые красящие вещества, магнитные слои, водяные знаки и т.д. В этом случае отпечатанные слои могут быть интегрированы в защитные элементы или сформированы непосредственно на подложке защищенного документа. Если отпечатанные слои сформированы на защищенном документе, содержащем люминесцентные красящие вещества, возбуждаемые посредством воздействия УФ-излучения, то была доказана желательность того, чтобы по причинам, уже названным ранее, они не были покрыты прозрачными слоями диэлектрика, например, слоем ZnS, которые действуют как фильтры УФ-излучения и предотвращают или затрудняют возбуждение флуоресцирующих красящих веществ.
Использование печатаных красок, имеющих цвет при нормальном освещении и дополнительно содержащих флуоресцентные красящие вещества, возбуждаемые под воздействием УФ-излучения означает, однако, то, что можно также создавать интересные оптические эффекты, если напечатанное изображение, полученное из них, частично покрыто прозрачным слоем диэлектрика не пропускающим УФ-излучение, а частично не покрыто. В случае воздействия УФ-излучением знакомый цвет после этого будет все еще испускаться на участках напечатанного изображения, где прозрачный слой диэлектрика служит в качестве фильтра УФ-излучения, тогда как флуоресцирующее изображение возникает на участках, где УФ-излучение падает непосредственно на печатаную краску напечатанного изображения. В зависимости от соответствующей конфигурации отверстий в прозрачном слое диэлектрика, таким образом, флуоресцирующие изображения возникают в форме рисунка или в виде алфавитно-цифровых знаков и т.д. независимо от формы напечатанного изображения.
Электронные компоненты могут быть, однако, также изготовлены с многослойным телом согласно изобретению. Например, по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой и/или по меньшей мере один дополнительный слой могут составлять электронный компонент, антенну, конденсатор, катушку или органический компонент полупроводника. По меньшей мере один частично сформированный функциональный слой и/или по меньшей мере один дополнительный частично сформированный слой может также содержать полимер таким образом, чтобы, например, один слой мог быть в виде электропроводника, а другой слой в виде электроизолятора, и в этом случае оба слоя могут быть в виде прозрачных слоев.
Как упомянуто ранее, можно обеспечить дополнительные слои, которые могут быть сформированы на многослойном теле с обеспечением точного взаимного совмещения посредством способа согласно изобретению. Многослойные тела согласно изобретению пригодны, например, в качестве оптических компонентов, например, систем линз, шаблонов для экспонирования и проецирования. Их можно также использовать в качестве компонентов или декоративных элементов в области телекоммуникаций.
Дополнительные оптические эффекты могут быть созданы, если по меньшей мере один частично сформированный функциональный слой и/или по меньшей мере один дополнительный слой сформирован или сформированы из множества субслоев, в частности, если субслои составляют систему из тонких слоев пленки.
Может быть предусмотрена возможность формирования субслоев из различных материалов. Такую конфигурацию можно обеспечить не только для вышеупомянутой системы из тонких слоев пленки. Таким образом, также можно, например, изготавливать функциональные элементы с использованием нанотехнологий, например, может быть изготовлен биметаллический выключатель с размерами в несколько нанометров из двух различных слоев металла.
Способы согласно изобретению охватывают множество различных возможных вариантов осуществления путем создания многослойных тел, и стадии способов не ограничены одним видом использования, например, все более сложного многослойного тела. Кроме того, слои многослойного тела могут быть химически, физически или электрически обработаны в любом месте осуществления способа, например, для изменения механической или химической стойкости или для оказания влияния на другое свойство соответствующего слоя.
Независимо от вышеописанного изобретение здесь также в общем виде предусматривает защитный элемент и способ его изготовления защитного элемента, содержащего прозрачный слой диэлектрика, являющийся непрозрачным для УФ-излучения, в частности, отражающий слой, снабженный отверстиями, где при рассмотрении в направлении, перпендикулярном плоскости слоя диэлектрика, сформирован лаковый слой, содержащий люминесцентные красящие вещества, возбуждаемые под действием УФ-излучения, со стороны слоя диэлектрика, отдаленной от наблюдателя по меньшей мере частично и по меньшей мере на участке отверстий в нем.
Изобретение описано посредством примера со ссылками на чертежи, на которых:
на фиг.1 - схематическое сечение первого варианта выполнения многослойного тела согласно изобретению;
на фиг.2 - схематическое сечение многослойного тела, представленного на фиг.1, полученного на первой стадии его изготовления;
на фиг.3 - схематическое сечение многослойного тела, представленного на фиг.1, полученного на второй стадии его изготовления;
на фиг.4 - схематическое сечение многослойного тела, представленного на фиг.1, полученного на третьей стадии его изготовления;
на фиг.5 - схематическое сечение многослойного тела, представленного на фиг.1, полученного на четвертой стадии его изготовления;
на фиг.5a - схематический вид в сечении, иллюстрирующий модифицированный вариант стадии изготовления, представленной на фиг.5;
на фиг.5b - схематический вид в сечении, иллюстрирующий стадию изготовления, выполняемую вслед за стадией, представленной на фиг.5a;
на фиг.6 - схематическое сечение многослойного тела, представленного на фиг.1, полученного на пятой стадии его изготовления;
на фиг.7 - схематическое сечение многослойного тела, представленного на фиг.1, полученного на шестой стадии его изготовления;
на фиг.8 - схематическое сечение еще одного многослойного тела;
на фиг.9 - схематическое сечение еще одного многослойного тела;
на фиг.10-13 - схематические сечения многослойного тела, получаемого на последующих стадиях изготовления, относящихся к первому способу;
на фиг.14 - схематический вид в сечении иллюстрирующий стадию изготовления, относящуюся к первому способу;
на фиг.15(А)-15(F) - дополнительные схематические сечения многослойного тела, относящиеся к первому способу;
на фиг.15 (G) - вид в плане многослойного тела, сформированного согласно способу, проиллюстрированному на фиг.15(А)-15(F);
на фиг.16(А)-16(C) - дополнительные схематические сечения многослойного тела, относящиеся к первому способу;
на фиг.17(А)-17(H) - дополнительные схематические сечения многослойного тела, относящиеся к первому способу;
на фиг.18(А)-18(H) - дополнительные схематические сечения многослойного тела, относящиеся к первому способу;
на фиг.18(K) - вид в плане первого многослойного тела, сформированного согласно способу, проиллюстрированному на фиг.18(А)-18(H);
на фиг.18(M) - вид в плане второго многослойного тела, сформированного согласно способу, представленному на фиг.18(А)-18(H);
на фиг.19 - схематическое сечение еще одного многослойного тела;
на фиг.20(А)-20(C) - дополнительные схематические сечения многослойного тела, относящиеся к первому способу;
на фиг.21 - сечение многослойного тела, сформированного согласно первому способу;
на фиг.22(А)-23(B) - схематические сечения различных защищенных документов, содержащих многослойные тела; и
на фиг.24(А)-(E) - схематические сечения, относящиеся ко второму способу.
На фиг.1 изображено многослойное тело 100, в котором на несущей пленке 1 расположены: функциональный слой 2; репликационный слой 3; первый структурированный слой 3m из алюминия и два по-разному окрашенных, прозрачных слоя 12a, 12b фоторезистов, взаимно точно совмещенных с первым слоем 3m. Функциональный слой 2 является слоем, который служит в основном для увеличения механической и химической стабильности многослойного тела, но который может также быть приспособлен известным способом к созданию оптического эффекта, для чего может быть также предусмотрена возможность формирования его в виде множества субслоев. Он может быть также выполнен в виде слоя, изготовленного из воска, или в виде разделительного слоя. Можно, однако, также обойтись без этого слоя и расположить репликационный слой 3 непосредственно на несущей пленке 1. Может быть также предусмотрена возможность того, чтобы сама несущая пленка 1 была выполнена в виде репликационного слоя.
Многослойное тело 100 может составлять часть пленки для термопереноса, например, пленки для горячего тиснения, которую накладывают на подложку с использованием адгезионного слоя (не показан на чертеже). Адгезионным слоем может служить расплав адгезива, расплавляемый под воздействием нагрева, которым постоянное сцепление многослойного тела с поверхностью подложки.
Несущая пленка 1 может быть выполнена в виде механически и термически стабильной пленки из полиэтилентерефталата (ПЭТФ).
В репликационном слое 3 могут быть сформированы известными способами участки с различными рельефными структурами. Проиллюстрированный вариант осуществления содержит первые участки 4 с дифракционными рельефными структурами и вторые участки 6, являющиеся плоскими участками.
Первый слой 3m на репликационном слое 3 содержит деметаллизированные участки 10d, расположенные в точном соответствии с первыми участками 4. Многослойное тело 100 выглядит прозрачным или частично прозрачным на участках 10d.
На фиг.2-8 показаны стадии изготовления многослойного тела 100. Элементы, аналогичные элементам, показанным на фиг.1, обозначены теми же номерами позиций.
На фиг.2 показано многослойное тело 100a, в котором функциональный слой 2 и репликационный слой 3 расположены на несущей пленке 1.
Репликационный слой 3 поверхностно структурирован известными способами. С этой целью, например, в качестве репликационного слоя 3 используют термопластичный репликационный лак, который наносят печатанием, напылением или лакированием, и в репликационном лаковом слое формуют рельефную структуру нагреваемым штампом или нагреваемым репликационным валом.
Репликационный слой 3 может быть также репликационным лаком, затвердевающим под воздействием ультрафиолетового (УФ) излучения, который структурируют, например, с помощью репликационного вала. Структурирование, однако, можно также осуществлять воздействием УФ-излучения сквозь фотошаблон. Таким способом формуют участки 4 и 6 в репликационном слое 3. Участок 4 может, например, представлять собой оптически активные участки голограммы или защитный элемент Kinegram.
,
На фиг.3 показано многослойное тело 100b, полученное из многослойного тела 100a, представленного на фиг.2посредством операции, согласно которой первый слой 3m наносят, например напылением на репликационный слой 3 с равномерной поверхностной плотностью относительно плоскости, определенной репликационным слоем 3. В этом варианте осуществления первый слой 3m представляет собой слой толщиной в несколько десятков нанометров. Толщина первого слоя 3m может быть предпочтительно выбрана таким образом, чтобы участки 4 и 6 имели низкую способность пропускания света, например, от 10% до 0,001%, т.е. они обладают оптической плотностью от 1 до 5, предпочтительно - от 1,5 до 3. Оптическая плотность первого слоя 3m, т.е. отрицательный десятичный логарифм пропускания света составляет на участках 4 и 6, соответственно, от 1 до 3. Предпочтительно может быть предусмотрена возможность того, чтобы первый слой 3m обладал оптической плотностью от 1,5 до 2,5. Участки 4 и 6 при этом представляются непрозрачными для глаза наблюдателя.
Особенно предпочтительно, чтобы при этом первый слой 3m был нанесен в виде слоя такой толщины, при которой первый слой 3m был бы по существу непрозрачным при нанесении на плоскую поверхность, т.е. как на участках 6, и обладал оптической плотностью, большей 2. Чем толще первый слой 3m, нанесенный на репликационный слой 3, тем соответственно больше эффект изменения, вызванного дифракционной рельефной структурой, созданной на участках 4, оказываемого эффективной толщиной оптического слоя на характеристики пропускания света первого слоя 3m. Исследования показали, что изменение эффективной оптической плотности первого слоя 3m, вызванное дифракционной рельефной структурой, приблизительно пропорционально толщине слоя, нанесенного в паровой фазе, и таким образом, приблизительно пропорционально оптической плотности. Так как оптическая плотность представляет собой отрицательный логарифм пропускания света, то различие в пропускании света между участками 4 и 6 сверхпропорционально увеличивается, таким образом, при увеличении поверхностной плотности нанесенного материала первого слоя 3m.
Следует отметить, что оптическая плотность первого слоя 3m отличается на участках 4 и 6, при этом она меньше на участках 4 в сравнении с участками 6. Причина этого заключается в том, что площадь поверхности на участках 4 увеличена из-за отношения глубины к ширине структурных элементов, отличающегося от нуля, а толщина первого слоя 3m в результате этого уменьшена. Безразмерное отношение глубины к ширине и пространственная частота являются характеризующими признаками в отношении увеличения площади поверхности предпочтительно периодических структур. Такая структура представляет собой периодическую последовательность «пиков» и «впадин». Здесь расстояние между «пиком» и «впадиной» называют «глубиной», тогда как расстояние между двумя «пиками» называют «шириной». Чем больше отношение глубины к ширине, тем соответственно круче «склоны пика» и соответственно тоньше первый слой 3m, нанесенный на «склоны пика». Этот эффект можно также наблюдать при дискретном распределении «впадин», которые могут быть расположены относительно друг друга на расстоянии, которое многократно больше глубины «впадин». В таком случае глубина «впадины» должна быть отнесена к ширине «впадины», чтобы правильно описать геометрию «впадины», определяющую отношение глубины к ширине.
При создании участков с уменьшенной оптической плотностью важно знать и соответствующим образом выбрать отдельные параметры в их взаимных зависимостях. Степень уменьшения оптической плотности можно варьировать в зависимости от фона, освещенности и т.д. Важную роль при этом играет поглощение света первым слоем. Например, хром и медь отражают свет в значительно меньшей степени при некоторых обстоятельствах.
max
max
В Таблице 1 показана установленная степень отражения первых слоев металла (Ag, Al, Au, Cr, Cu, Rh и Ti), расположенных между пластиковыми пленками (коэффициент преломления n=1,5), при длине волны света λ=550 нм. В этом случае показатель толщины ε определяли как долю толщины t металлического слоя, которая требуется для обеспечения степени отражения R=80% от максимального значения R, и толщины, которая требуется для обеспечения степени отражения R= 0% от максимального значения R.
Таблица 1
Металл
R<sub>max</sub>
t для 80% R<sub>max</sub>
t для 20% R<sub>max</sub>
ε
h/d
Ag
0,944
31 нм
9 нм
3,4
1,92
Al
0,886
12 нм
2,5 нм
4,8
2,82
Au
0,808
40 нм
12 нм
3,3
1,86
Rh
0,685
18 нм
4,5 нм
4,0
2,31
Cu
0,557
40 нм
12 нм
3,3
1,86
Cr
0,386
29 нм
8,5 нм
3,3
1,86
Ti
0,420
18 нм
5 нм
3,6
2,05
max
max
На основании наводящего рассуждения серебро и золото (Ag и Au), как можно увидеть, обладают высокой степенью максимального отражения R и требуют относительно малого значения отношения глубины к ширине рельефной структуры для уменьшения оптической плотности первого слоя, для обеспечения светопроницаемости в предшествующем примере. Алюминий (Al) также обладает высокой степенью максимального отражения R(что общеизвестно), но он требует более высокого отношения глубины к ширине рельефной структуры. Предпочтительно, таким образом, чтобы была предусмотрена возможность изготовления первого слоя из серебра или золота. Может быть, однако, предусмотрена также возможность изготовления первого слоя из других металлов, металлических сплавов или материалов функционального слоя.
0
В Таблице 2 представлены результаты, полученные путем строгих вычислений дифракции рельефных структур в виде линейных синусоидальных решеток с шагом решетки 350 нм, с различными отношениями глубины к ширине. Рельефные структуры были покрыты слоем серебра номинальной толщиной t=40 нм. Свет, падавший на рельефные структуры, имел длину волны λ=550 нм (зеленый цвет) и был поляризованным с волной типа ТЕ и типа TM, соответственно.
Таблица 2
Отношение глубины к ширине
Шаг решетки, нм
Глубина, нм
Степень отражения (OR) TE
Степень светопроницаемости (OT) TE
Степень отражения (OR) TM
Степень светопроницаемости (OT) TM
0
350
0
84,5%
9,4%
84,5%
9,4%
0,3
350
100
78,4%
11,1%
50,0%
21,0%
0,4
350
150
42,0%
45,0%
31,0%
47,0%
1,1
400
2,3
2,3%
82,3%
1,6%
62,8%
2,3
350
800
1,2%
88,0%
0,2%
77,0%
Как было установлено, в частности, степень светопроницаемости или пропускания света, не говоря уже об отношении глубины к ширине, зависит от поляризации падающего света. Эта зависимость проиллюстрирована в Таблице 2 на отношении глубины к ширине (h/d), равном 1,1. Можно использовать этот эффект для выборочного создания дополнительных частично сформированных слоев.
Было также установлено, что степень светопроницаемости или отражения металлического слоя зависит от длины волны. Этот эффект особенно сильно выражен при действии поляризованного света с волной типа ТЕ.
Было также установлено, что степень светопроницаемости или пропускания света, снижается, если угол падения света отличается от прямого угла падения, т.е. степень светопроницаемости снижается, если свет падает неперпендикулярно. Это означает, что первый слой 3m может быть по своей природе прозрачным или менее непрозрачным, чем на отражающих участках 6, только в ограниченном конусе падения света. Таким образом, может быть предусмотрена возможность того, что первый слой 3m является непрозрачным при падении света под углом, и в этом отношении данный эффект также пригоден для выборочного создания дополнительных частично сформированных слоев.
Помимо отношения глубины к ширине рельефной структуры на изменение оптической плотности также влияет пространственная частота рельефной структуры. Таким образом, было дополнительно установлено, что изменение характеристик пропускания света первого слоя, нанесенного на рельефную структуру, может быть достигнуто, если произведение пространственной частоты на глубину рельефа на первом участке рельефной структуры больше произведения пространственной частоты на глубину рельефа на втором участке рельефной структуры.
Однако участки, обладающие различной светопроницаемостью или способностью пропускания света могут быть также созданы путем использования других эффектов, например:
- зависимости пропускания света от поляризации как следствия использования различным образом ориентированных структур;
- коэффициента формы рельефных структур; т.е. рельефные структуры прямоугольного, синусоидального, пилообразного или другого профиля могут обладать различной характеристикой пропускания света при том же произведении пространственной частоты на глубину рельефа; и
- направленного нанесения в паровой фазе первого слоя в сочетании со специальными рельефными структурами или сочетаниями, или расположениями рельефных структур.
Если первая рельефная структура является структурой со стохастическим профилем, например, непрозрачной структурой, то радиус корреляции, глубина микронеровностей и статистическое распределение профиля могут быть типичными параметрами, влияющими на пропускание света.
Таким образом, для создания участков, обладающих различной светопроницаемостью или способностью пропускания света, можно также использовать на первом участке и на втором участке рельефные структуры, отличающиеся одним или большим количеством вышеперечисленных параметров.
На фиг.4 показано многослойное тело 100c, полученное из многослойного тела 100b, представленного на фиг.3, и снабженное светочувствительным слоем 8. Это тело 100c может содержать органический слой, нанесенный классическими способами нанесения покрытий, например, способом глубокой печати в жидкой форме. Светочувствительный слой 8 может быть также нанесен в паровой фазе или наложен способом ламинирования в виде сухой пленки.
2
2
2
2
2
Светочувствительный слой 8 может быть, например, позитивным фоторезистом, например, AZ 1512 или AZ P4620 компании Clariant или S1822 компании Shipley, который наносят на первый слой 3m с поверхностной плотностью от 0,1 г/м до 50,0 г/м. Толщина слоя зависит от желательного разрешения и используемого способа. Таким образом, при использовании способа обратной литографии скорее желательно нанесение более толстых слоев с толщиной слоя более 1 мкм, соответствующих поверхностной плотности около 1 г/м. Предпочтительно поверхностная плотность составляет в диапазоне от 0,2 г/м до 10,0 г/м.
В данном случае нанесение произведено по всей площади поверхности. Однако можно также производить нанесение на отдельные участки, например, на участки, расположенные за пределами вышеупомянутых участков 4 и 6. Они могут включать участки, которые надлежит только относительно грубо совмещать с рисунком, например, с декоративными изобразительными элементами, например, с хаотическими рисунками или рисунками, составленными из повторяемых изображений или текстов.
На фиг.5 показано многослойное тело 100d, полученное путем экспонирования многослойного тела 100с, представленного на фиг.4, сквозь несущую пленку 1. Для экспонирования может быть использовано УФ-излучение 9. Так как теперь (как это описано ранее) участки 4 первого слоя 3m, обеспеченные дифракционными структурами, обладающими отношением глубины к ширине, большим нуля, имеют меньшую оптическую плотность, чем отражающие участки 6 первого слоя 3m, то посредством УФ-облучения создают участки 10, на которых светочувствительный слой 8 экспонируют в большей степени, и эти участки 10 отличаются по их химическим свойствам от участков 11, подвергшихся меньшей экспозиции.
В варианте осуществления, представленном на фиг.5, обеспечено однородное экспонирование, создаваемое на всех участках многослойного тела 100d с одинаковой интенсивностью. Однако также возможно обеспечение частичного экспонирования, например, для:
a) сохранения структуры с большим значением отношения глубины к ширине в качестве элементов рисунка и исключения их деметаллизации;
b) введения дополнительной единицы информации, например, сквозь шаблон в виде ленты, которую перемещают вместе с многослойным телом 100d во время процесса экспонирования; и
c) введения отдельной единицы информации, например, порядкового номера.
Для этого идентификация может быть произведена путем использования краткой экспозиции посредством программируемого трехмерного модулятора света или регулируемого лазера.
Длина волны и поляризация света и угол падения света являются параметрами освещения, посредством которых можно акцентировать воздействие и выборочно обрабатывать рельефные структуры целенаправленным образом.
С этой целью можно также использовать химические свойства. Участки 10 и 11 могут отличаться, например, их растворимостью в растворителях. Таким способом светочувствительный слой 8 может быть «проявлен» после экспонирования УФ-излучением, как это показано далее на фиг.6. При «проявлении» светочувствительного слоя 8 в светочувствительном слое 8 удаляют участки 10 или 11.
Хотя на участках 4 обычно обеспечивают отношение глубины к ширине, большее 0,3, для достижения светопроницаемости, видимой человеческим глазом, неожиданно было установлено, что отношение глубины к ширине, которое является существенным для проявления светочувствительного слоя 8, может быть существенно уменьшено. Нет также необходимости в том, чтобы первый слой 3m был таким тонким, что участки 4 выглядят прозрачными при визуальном обследовании. Несущая пленка, нанесенная в паровой фазе, может быть, таким образом, непрозрачной, так как уменьшенная светопроницаемость может быть компенсирована увеличенной дозой экспонирования светочувствительного слоя 8. Кроме того, установили, что, так как экспонирование светочувствительного слоя 8 обычно производят, используя излучение в диапазоне, близком к УФ-излучению, то впечатление, возникающее при визуальном наблюдении, не является решающим при оценке оптической плотности.
На фиг.5a и 5b представлен модифицированный вариант осуществления многослойного тела. Многослойное тело 100d', представленное на фиг.5a, не содержит светочувствительного слоя 8, показанного на фиг.5. Вместо этого имеется репликационный слой 3', являющийся светочувствительным смываемым слоем лака, окрашенным термохромным веществом. Многослойное тело 100d' экспонируют снизу сквозь первый слой 3m, в результате чего репликационный слой 3' изменяется на участках 10, подвергнутых большей экспозиции, в такой степени, что он может быть смыт.
На фиг.5b показано многослойное тело 100d", полученное из многослойного тела 100d' после процесса промывки. На участках 10 первый слой 3m был удален во время процесса промывки вместе с репликационным слоем 3'. Структурированный репликационный слой 3' составляет первый, частично сформированный термохромный функциональный слой, тогда как первый слой 3m составляет совершенно точно совмещенный с ним первый дополнительный частично сформированный слой из алюминия.
На фиг.6 показано «проявленное» многослойное тело 100e, полученное из многослойного тела 100d путем воздействия растворителя, нанесенного на поверхность экспонированного светочувствительного слоя 8. Этим обеспечивают формирование участков 10e, на которых удален светочувствительный слой 8. Участки 10e представляют собой участки 4, описанные со ссылкой на фиг.3, с отношением глубины к ширине, большим нуля, в области структурных элементов. Светочувствительный слой 8 создан на участках 11, так как он включает участки 6, описанные со ссылкой на фиг.3, где структурные элементы обладают отношением глубины к ширине, равным нулю. Если прозрачный позитивный фоторезист, окрашенный пигментом синего цвета, используют в качестве светочувствительного слоя 8, то таким образом получают частично сформированный прозрачный функциональный слой синего цвета, точно совмещенный с рельефной структурой.
В варианте осуществления, представленном на фиг.6, таким образом, светочувствительный слой 8 сформирован из позитивного фоторезиста. При использовании такого фоторезиста экспонированные участки растворимы в проявителе. В противоположность этому при использовании негативного фоторезиста неэкспонированные участки растворимы в проявителе, как это описано ниже в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.9-12.
Теперь, как это показано со ссылкой на многослойное тело 100f, представленное на фиг.7, первый слой 3m может быть удален на участках 10e, не защищенных проявленным светочувствительным слоем 8, служащим теперь в качестве шаблона при травлении, от разрушающего воздействия травителем. Травителем может быть, например, кислота или щелок. Таким способом создают участки 10d, также показанные на фиг.1. Структурированный светочувствительный слой 8 составляет первый, частично сформированный прозрачный функциональный слой синего цвета, тогда как первый слой 3m после операции травления представляет собой первый дополнительный частично сформированный слой из алюминия, идеально совмещенный со слоем 8.
Таким образом, первый слой 3m может быть структурирован с обеспечением точного взаимного совмещения без применения дополнительных технологических действий. Для этого не требуется принятие дорогостоящих мер предосторожности, например, при применении шаблона для травления при экспонировании сквозь шаблон или при печатании. В таком обычном процессе типичным является использование допусков, превышающих 0,2 мм. В противоположность этому при осуществлении способа согласно изобретению возможно применение допусков в диапазоне от микронов до нанометров, т.е. допусков, определяемых только начальным и репликационным процессами, выбранными для структурирования репликационного слоя.
Может быть предусмотрена возможность создания первого слоя 3m в виде последовательности различных металлов, и при этом можно использовать различия в физических и/или химических свойствах частей металлического слоя. Например, может быть предусмотрена возможность нанесения первой части металлического слоя из алюминия, обладающего высокой отражающей способностью, и это означало бы, что отражающие участки хорошо выделяются при рассмотрении многослойного тела со стороны носителя. Хром можно наносить в качестве второй части металлического слоя, обладающей высоким уровнем стойкости к химическому воздействию различных травителей. Процесс травления первого слоя 3m можно теперь выполнять в две стадии. Может быть предусмотрена возможность травления слоя хрома во время выполнения первой стадии, и в этом случае проявленный светочувствительный слой 8 использовали бы в качестве шаблона при травлении, а затем подвергали бы травлению слой алюминия во время выполнения второй стадии, и в этом случае слой хрома теперь служил бы в качестве шаблона при травлении.
Применение таких многослойных систем обеспечивает большую гибкость в выборе материалов, используемых для изготовления фоторезиста, веществ для травления и для создания первого слоя 3m.
На фиг.8 показан возможный вариант осуществления после стадии изготовления, проиллюстрированной на фиг.7, включающий соскабливание слоя 8a прозрачной печатной краски, содержащей люминесцентные пигменты на первых участках 10d. На фиг.8 показано многослойное тело 100g, сформированное из: несущей пленки 1; функционального слоя 2; репликационного слоя 3; первого структурированного слоя 3m из алюминия, служащего в качестве первого дополнительного частично сформированного слоя; структурированного прозрачного светочувствительного слоя 8 синего цвета, служащего в качестве первого частично сформированного функционального слоя; и частично сформированного дополнительного слоя 8a из прозрачной люминесцентной печатной краски, служащего в качестве второго частично сформированного функционального слоя.
На фиг.9 показан второй вариант осуществления многослойного тела 100e', в котором вместо светочувствительного слоя 8 из позитивного фоторезиста (как это показано на фиг.5, 6, 7 и 8) использован светочувствительный слой 8 из негативного фоторезиста. Многослойное тело 100e' согласно фиг.9 содержит участки 10e', на которых неэкспонированный светочувствительный слой 8 был удален во время проявления. Участки 10e' являются непрозрачными участками первого слоя 3m. Экспонированный светочувствительный слой 8 не удален на участках 11', и они являются пропускающими свет участками первого слоя 3m, т.е. участками с меньшей оптической плотностью, чем участки 10e'.
На фиг.10 показано многослойное тело 100f, полученное путем удаления первого слоя 3m травлением из многослойного тела 100e' (см. Фиг.9). С этой целью проявленный светочувствительный слой 8 используют в качестве шаблона при травлении, удаленный на участках 10e' (см. Фиг.9) таким образом, чтобы травлением можно было разрушить первый слой 3m. Таким образом создавали участки 10d', которые больше не содержат первый слой 3m. В этом случае частично сформированный слой 8 может быть в виде непрозрачного лакового слоя черного цвета и может составлять частично сформированный функциональный слой, тогда как частично сформированный первый слой 3m представляет собой дополнительный слой.
2
Как показано на фиг.11, многослойное тело 100f" получено из многослойного тела 100f' с помощью отражающего слоя 3p, содержащего диэлектрик, например TiO или ZnS, нанесенного по всей площади поверхности. Такой слой может быть нанесен, например, по всей площади поверхности путем осаждения в паровой фазе; и в этом случае может быть предусмотрена возможность формирования этого слоя из множества наложенных друг на друга тонких слоев, которые, например, могут отличаться их коэффициентом преломления и посредством которых, таким образом, можно создавать интерференционные цветовые эффекты в свете, отсвечивающем на них. Последовательность тонких слоев, посредством которых создают цветовые эффекты, может быть образована, например, из трех тонких слоев, обладающих последовательно большим, малым, большим коэффициентом преломления. Цветовой эффект выглядит менее резким в сравнении с эффектом, создаваемым металлическими отражающими слоями, что предпочтительно, например, в случае, если рисунки выполнены таким образом на паспортах или удостоверениях личности. Рисунки при их рассмотрении могут выглядеть, например, как прозрачные рисунки зеленого или красного цвета.
На фиг.12 показано многослойное тело 100f"', полученное из многослойного тела 100f" (см. Фиг.11) после удаления остального светочувствительного слоя 8. Для этого может быть использована обычная операция «обратной литографии». При этом в то же самое время, когда удаляют светочувствительный слой 8, снова удаляют слой диэлектрика 3p, нанесенный на него в предыдущей стадии. Этот процесс, таким образом, теперь включает формирование на многослойном теле 100f"' смежных участков со слоем диэлектрика 3p и первым слоем 3m из алюминия, которые отличаются друг от друга, например, их оптическим коэффициентом преломления и/или их электропроводностью.
Теперь может быть предусмотрена возможность усиления гальваническим способом первого слоя 3m и создания, таким образом, участков 11, например, в виде участков, обладающих особенно хорошей электропроводностью. Затем прозрачный, отверждающийся под воздействием УФ-излучения жидкий кристалл может быть нанесен на всю площадь поверхности в качестве квазинегативного фоторезиста и может быть проведено экспонирование сквозь несущий слой 1. Экспонированные в меньшей степени или неэкспонированные участки слоя фоторезиста располагаются поверх частично сформированного первого слоя 3m, и их удаляют. В результате получают многослойное тело (здесь отдельно не показано), содержащее первый, частично сформированный функциональный слой из прозрачного фоторезиста, первый дополнительный частично сформированный слой в виде слоя диэлектрика 3p и второй, частично сформированный дополнительный слой в виде первого слоя 3m.
Альтернативно или последовательно может быть предусмотрена возможность создания прозрачных участков 11, и с этой целью первый слой 3m может быть удален травлением. Возможно применение травителя, не оказывающего разрушающего воздействия на слой диэлектрика 3p, нанесенного на другие участки. Может быть, однако, предусмотрена возможность действия травителя только до тех пор, пока первый слой 3m не станет больше различим с точки зрения создания визуального впечатления.
На фиг.13 показано многослойное тело 100', полученное из многослойного тела 100f"' (см. Фиг.12) путем добавления слоев 12a, 12b фоторезиста, представленных на фиг.1. Многослойное тело 100' изготовлено так же, как и многослойное тело 100, представленное на фиг.1, путем использования того же репликационного слоя 3. Таким образом, можно, используя способ согласно изобретению, начиная с единичной компоновки, изготавливать многослойные тела различных конфигураций.
Процесс изготовления согласно изобретению может быть дополнительно продолжен без снижения качества в направлении структурирования дополнительных слоев с обеспечением точного взаимного совмещения. С этой целью может быть предусмотрена возможность использования дополнительных оптических эффектов, например, полного отражения, поляризации и спектрального пропускания света ранее нанесенными слоями, для создания участков с отличающейся оптической плотностью для формирования фотошаблонов с обеспечением точного взаимного совмещения.
Может быть также предусмотрена возможность создания отличающегося уровня локальной способности к поглощению света с помощью наложенных друг на друга слоев и возможность формирования шаблонов для экспонирования или травления с использованием лазерной термической абляции.
На фиг.14 подробно проиллюстрирован процесс модификации по толщине первого слоя 3m, предназначенного для создания различной степени пропускания света, в частности, светопроницаемости.
0
0
На фиг.14 показано схематически в увеличенном масштабе сечение части многослойной структуры, представленной на фиг.3. Репликационный слой 3 на участке 5 содержит первую рельефную структуру 5h с большим отношением глубины к ширине (более 0,3), тогда как на участке 6 не содержится никакая рельефная структура или содержится плоский участок. Стрелками 3s обозначено направление нанесения первого слоя 3m, который здесь формируют напылением. Первый слой 3m формируют с номинальной толщиной t на плоском участке 6n, тогда как на участке первой рельефной структуры 5h формируют слой толщиной t, меньшей номинальной толщины t. В этом отношении толщину t следует рассматривать как среднюю величину, так как толщину t формируют в зависимости от угла наклона поверхности первой рельефной структуры 5h относительно горизонтали. Этот угол наклона может быть описан математически первой производной функции первой рельефной структуры 5h.
0
0
Если, таким образом, угол наклона равен нулю, то это означает, что первый слой 3m наносят номинальной толщиной t, если же величина угла наклона больше нуля, то это означает, что первый слой 3m наносят толщиной t, т.е. толщиной, меньшей номинальной толщины t.
На фиг.15 показаны в поперечном сечении: несущий слой 1 из ПЭТФ; по меньшей мере один функциональный слой 2 и репликационный слой 3. На первых участках C репликационного слоя 3 сформирована первая кинематическая рельефная структура. На вторых участках D не сформированы рельефные структуры. На репликационный слой 3 наносили по всей его площади первый слой 3m из серебра в паровой фазе, и в этом случае создавали в первом слое 3m участки, обладающие различной способностью к пропусканию света, обеспечивая точное взаимное совмещение участков C и D.
Как показано на фиг.15(В) слой 12 позитивного фоторезиста наносили на слоеный композит, представленный на фиг.15(А), по всей его площади поверхности, и экспонировали сквозь несущий слой 1. Участки C слоя 12 фоторезиста, экспонированные в большей степени или экспонированные обычным образом, удаляли, и нижележащий первый слой 3m раскрывали в области рельефной структуры.
Как показано на фиг.15(C) первый слой 3m теперь удаляли на участках C травлением, и при этом структурированный слой 12 фоторезиста служил в качестве шаблона при травлении. После операции травления только первый структурированный слой 3m оставался между слоем 12 фоторезиста и репликационным слоем 3.
Как показано на фиг.15(D), диэлектрический отражающий слой R из сульфида цинка (ZnS), обладающий высоким коэффициентом преломления, или из отражающего слоя из комплекта слоев тонкой пленки, обладающего интерференционным цветовым эффектом, зависящим от угла рассмотрения, теперь наносили в паровой фазе по всей площади поверхности. Слой 12 фоторезиста, возможно, можно было удалить ранее.
Комплект слоев, представленный на фиг.15(D), теперь покрывали по всей его площади поверхности слоем 12' негативного фоторезиста красного цвета и экспонировали сквозь несущий слой 1. На фиг.15(E) показан результат, полученный после удаления слоя 12' негативного фоторезиста на неэкспонированных участках D.
Наконец, слои, которые, возможно, уже больше не требуются, теперь удаляли на плоском втором участке D с помощью структурированного слоя 12 фоторезиста, подвергнутого растворению и удалению, и участки, расположенные поверх них, из диэлектрического отражающего слоя R также удаляли. Результат представлен на фиг.15(F). Теперь это представляет собой многослойное тело 100k, содержащее: несущий слой 1; функциональный слой 2; репликационный слой 3; на первом участке C частично сформированный функциональный слой в виде структурированного слоя 12' фоторезиста красного цвета и дополнительный частично сформированный слой в виде диэлектрического структурированного отражающего слоя R, точно совмещенного со слоем 12' фоторезиста, кроме отражающей поверхностью из серебра, сформированной из частично сформированного первого слоя 3m на плоских вторых участках D.
На фиг.15(G) показано на виде в плане многослойное тело 100k', полученное согласно способу, проиллюстрированному на Фиг. 15(А)-15(F). Элемент D кинематического рисунка, представляющий эффект нагнетания при наклоне, образованный из множества тонких линий с шириной линии 20 мкм в каждом случае. Сами линии соответствуют первым участкам C с рельефной структурой, тогда как участки между линиями соответствуют вторым участкам D, не обладающим рельефной структурой. Соответственно линиями создается кинематический эффект благодаря рельефной структуре и слою диэлектрика R, и линии также поддерживаются красным цветом благодаря слою 12' фоторезиста. Отражающие серебряные поверхности расположены рядом на участке D.
На фиг.16(А)-16(C) показан вид в сечении еще одного варианта осуществления первого способа. На фиг.16(А) показаны: несущий слой 1 из ПЭТФ; функциональный слой 2 и репликационный слой 3, в котором создана тиснением рельефная структура на первых участках C. На вторых участках D нет рельефной структуры, здесь репликационный слой 3 является плоским. Первый слой 3m из золота наносили на слой 3 напылением по всей площади поверхности в виде непрозрачного слоя, и в этом случае более высокий уровень пропускания света при УФ-облучении был обеспечен на первых участках C, чем на участках D.
Как показано на фиг.16(B), непрозрачный слой 12 негативного фоторезиста синего цвета наносили поверх слоя 3m по всей площади поверхности, и его экспонировали сквозь несущий слой 1. Неэкспонированные или экспонированные в меньшей степени участки слоя 12 фоторезиста удаляли, и при этом раскрывали первый слой 3m на участках D. Первый слой 3m можно было теперь удалить травлением с репликационного слоя 3 на участках D.
Полученное в результате тело представлено на фиг.16(C). Оно представляет собой многослойное тело 100m, содержащее: несущий слой 1; функциональный слой 2; репликационный слой 3; частично сформированный функциональный слой в виде слоя 12 фоторезиста синего цвета, совершенно точно совмещенного с дополнительным частично сформированным слоем в виде первого слоя 3m из золота. Если многослойное тело 100m рассматривать со стороны несущего слоя 1, то на первом участке C виден золотой линейный рисунок, на который наложена дифракционная рельефная структура, создающая оптически переменный эффект, в частности, голографический эффект. При рассматривании с другой стороны многослойное тело 100m выглядит совершенно иначе. Таким образом, наблюдатель при рассматривании тела 100m со стороны слоя 12 фоторезиста видит только непрозрачный филигранный линейный рисунок синего цвета на участках C. Золотой линейный рисунок, таким образом, совершенно скрыт и соответственно является невидимым. Многослойное тело 100m является прозрачным на участках D.
На фиг.17(А)-17(H) показаны виды в сечении, иллюстрирующие осуществление первого комплексного способа. На фиг.17(А) показаны: несущий слой 1; функциональный слой 2 и репликационный слой 3, в котором созданы тиснением три различные рельефные структуры. Первая рельефная структура сформирована на участках А, вторая рельефная структура сформирована на участках B и третья кинематическая рельефная структура сформирована на участках C, тогда как на участке D не сформирована рельефная структура. Первая и вторая рельефные структуры представляют собой решетчатые структуры высокой частоты, содержащие различные характеристические отношения.
Первый слой 3m из алюминия был затем напылен в виде непрозрачного слоя по всей площади поверхности на репликационный слой 3, как это представлено на фиг.17 (B), и в этом случае участки А обладали более высоким уровнем пропускания света при УФ-облучении, чем участки B; участки B обладали более высоким уровнем пропускания света при УФ-облучении, чем участки C, а участки C обладали более высоким уровнем пропускания света при УФ-облучении, чем участки D.
Слой 12 позитивного фоторезиста наносили на эту структуру по всей ее площади поверхности, как это показано на фиг.17(C), и экспонировали сквозь первый слой 3m, и в этом случае участки А с первой рельефной структурой подвергались экспонированию в значительно большей степени, и слой 12 на них можно было после этого удалить.
На фиг.17(D) показан слой 12 фоторезиста после его структурирования и после удаления первого слоя 3m на участках А травлением, где структурированный слой 12 фоторезиста служил в качестве шаблона при травлении. Первый слой 3m, таким образом, можно было еще обнаружить только на участках B, C и D.
Слой 12 позитивного фоторезиста теперь удаляли, а слой 12' негативного фоторезиста синего цвета наносили по всей площади поверхности и экспонировали сквозь несущий слой 1. На участках B, C и D, подвергшихся экспонированию в меньшей степени, можно было затем удалить слой 12' негативного фоторезиста, тогда как на участках А происходило его затвердевание. На Фиг. 17(E) показана слоеная структура на этой стадии после структурирования слоя 12' негативного фоторезиста.
Как показано на фиг.17(F), дополнительный слой 12" позитивного фоторезиста создавали по всей площади поверхности и экспонировали сквозь несущий слой 1.
Дополнительный слой 12" позитивного фоторезиста затем удаляли на участках B. Полученная в результате структура представлена на фиг.17(G).
Экспонированный первый слой 3m теперь удаляли травлением на участках B. Полученная в результате структура представлена на фиг.17(H). Она представляет собой многослойное тело 100n, содержащее: несущий слой 1; функциональный слой 2; репликационный слой 3; частично сформированный функциональный слой синего цвета в виде слоя 12' негативного фоторезиста; дополнительный частично сформированный слой в виде первого слоя 3m, который действует, с одной стороны, как зеркальная поверхность на участках D, и на который, с другой стороны, на участке C нанесен слой, где создан кинематический эффект.
Дополнительный слой 12" позитивного фоторезиста по выбору удаляли и включали адгезионный слой, который наносили по всей площади поверхности. Если использовали окрашенный слой 12" позитивного фоторезиста, то его, однако, также можно было оставлять на многослойном теле.
На фиг.18(А)-18(H) схематически показаны виды в сечении, иллюстрирующие первый дополнительный способ создания филигранного печатного рисунка, содержащего две различные печатные краски или два цвета, совершенно точно взаимно совмещенные друг с другом. На фиг.18(А) показаны: несущий слой 1; функциональный слой 2 и репликационный слой 3, в котором выполнены тиснением две различные рельефные структуры. Таким образом, первая рельефная структура сформирована на участках А; вторая рельефная структура сформирована на участках B, тогда как на участке D не сформирована рельефная структура. Первая и вторая рельефные структуры представляют собой решетчатые структуры высокой частоты, содержащие различные характеристические соотношения. Первый слой 3m из алюминия напыляли в виде непрозрачного слоя по всей площади поверхности на репликационный слой 3, и в этом случае участки А обладали более высоким уровнем пропускания света при УФ-облучении, чем участки B; участки B обладали более высоким уровнем пропускания света при УФ-облучении, чем участки D.
Как показано на фиг.18(B), слой 12 позитивного фоторезиста наносили на эту структуру по всей ее площади поверхности и экспонировали сквозь несущий слой 1 и первый слой 3m, и в этом случае участки А с первой рельефной структурой подвергались экспонированию в значительно большей степени, и слой 12 на них можно было после этого удалить специальным целенаправленным образом. Частично сформированный слой 12 позитивного фоторезиста теперь использовали в качестве шаблона при травлении, и экспонированные участки А первого слоя 3m удаляли травлением. Полученная в результате структура представлена на фиг.18(C).
Слой 12' негативного фоторезиста синего цвета теперь наносили по всей площади поверхности и экспонировали сквозь несущий слой; на участках А происходило затвердевание. Слой 12' негативного фоторезиста удаляли на участках B и D. Полученная в результате структура представлена на фиг.18(D).
Слой 12 позитивного фоторезиста теперь полностью удаляли и первый слой 3m также полностью удаляли травлением.
На полученную структуру наносили напылением дополнительный первый слой 3m' алюминия по всей площади поверхности и дополнительный слой 12" позитивного фоторезиста наносили по всей площади поверхности. Результат представлен на фиг.18(E). После этого экспонировали дополнительный слой 12" позитивного фоторезиста сквозь несущий слой 1, а затем удаляли дополнительный слой 12" позитивного фоторезиста на участках B, экспонированных в значительно большей степени. После заполнения слоем 12" позитивного фоторезиста первой рельефной структуры на участке А пропускание света сквозь дополнительный первый слой 3m' на участке А становилось эквивалентным этому параметру на участке D, и участок А, а также участок D слоя 12" позитивного фоторезиста сохраняли. Дополнительный первый слой 3m' раскрывали на участках B и удаляли травлением (см. Фиг.18(F)).
Теперь наносили дополнительный слой 12'" негативного фоторезиста красного цвета по всей площади поверхности и экспонировали сквозь несущий слой 1; на участках В происходило затвердевание. На других участках дополнительный слой 12'" негативного фоторезиста красного цвета удаляли. Результат представлен на фиг.18(G).
Наконец, дополнительный слой 12" позитивного фоторезиста удаляли и дополнительный первый металлический слой 3m' полностью растворяли и удаляли травлением. Результат представлен на фиг.18(H), где показано многослойное тело 100p, содержащее: несущий слой 1; функциональный слой 2; частично сформированный функциональный слой в виде слоя 12' негативного фоторезиста синего цвета и дополнительный частично сформированный слой в виде дополнительного слоя 12'" негативного фоторезиста красного цвета. Слои 12', 12'" красного и синего цветов совершенно точно совмещены друг с другом.
На фиг.18(K) показан вид в плане многослойного тела 100p', полученного по способу, описанному со ссылками на фиг.18(А)-18(H). На фигуре можно увидеть синие линии, образованные слоем 12' негативного фоторезиста, и красные линии, образованные дополнительным слоем 12'" фоторезиста, которые совместно образуют цветной филигранный защитный рисунчатый элемент на прозрачном фоне. На эллипсном участке, выделенном пунктирной линией, показана протяженность красных линий. Во всех местах, в которых виртуальная пунктирная линия пересекает цветные линии рисунчатого элемента, цвет изменяется с красного на синий, при этом линия проходит прямо без каких-либо отклонений. Рисунчатые элементы такого вида очень сложно подделать. Такое расположение различных цветов вдоль линии с обеспечением точного взаимного совмещения не удавалось достигнуть в настоящее время известными способами. Рисунчатые элементы, созданные способами согласно изобретению, однако, могут в равной степени содержать цветные линии, расположенные рядом друг с другом, или цветные линии, сопряженные друг с другом.
На фиг.18(M) показан вид в плане еще одного многослойного тела 100p", полученного по способу, описанному со ссылками на фиг.18(А)-(H). На фигуре можно увидеть линии синего цвета, образованные слоем 12' негативного фоторезиста, и красные линии, образованные дополнительным слоем 12'" фоторезиста, которые совместно образуют цветной круглый защитный рисунчатый элемент на прозрачном фоне. Протяженностью красных линий представлена крестовая форма. Во всех местах на периферии креста цвет изменяется непосредственно с красного на синий внутри конфигурации линии, при этом линия продолжается без какого-либо смещения. Такие рисунчатые элементы также очень сложно подделать. В качестве альтернативы этому такой защитный рисунчатый элемент вместо синих линий может быть снабжен отражающим металлическим слоем, вместо красных линий может быть снабжен люминесцентным слоем или слоем из жидких кристаллов и т.д., и т.п. В то же самое время можно создавать различные цветовые картины с передней и задней сторон многослойного тела такого защитного элемента.
На фиг.19 показан вид в сечении еще одного многослойного тела 100r, полученного согласно изобретению. Оно содержит несущий слой 1 и репликационный слой 3, в котором на первых участках А сформирована первая рельефная структура. В противоположность этому на вторых участках B не сформирована рельефная структура. Печатную краску зеленого цвета набивали в первую рельефную структуру, образуя первый структурированный слой 3m", показанный здесь в сильно увеличенном по толщине виде. После этого можно было далее вести обработку двумя путями.
1
Если надлежит создавать структуру, как на участке A, показанном на фиг.19, слева, то формируют прозрачный разделительный слой 2' и слой 12 позитивного фоторезиста красного цвета наносят на него по всей включенной в данном случае площади поверхности. Слой 12 фоторезиста экспонируют сквозь несущий слой 1 и первый слой 3m", служащий в качестве фотошаблона. Слой 12 фоторезиста затем удаляют на участках B. В результате этого получают частично сформированный функциональный слой в виде печатаной краски зеленого цвета, который точно покрыт дополнительным частично сформированным слоем в виде структурированного слоя 12 фоторезиста красного цвета. Кроме того, создают оптические эффекты положения, например, муаровые эффекты, наблюдаемые в зависимости от угла зрения, или эффекты локального затенения, возникающие благодаря разделительному слою 2'.
2
Если надлежит создать структуру, как на участке A, показанную на фиг.19, справа, то слой 12 позитивного фоторезиста красного цвета наносят по всей включенной в данном случае площади поверхности. Слой 12 фоторезиста экспонируют сквозь несущий слой 1 и первый слой 3m", служащий в качестве фотошаблона. Слой 12 фоторезиста затем удаляют на участках B. В результате этого получают частично сформированный функциональный слой в виде печатаной краски зеленого цвета, который точно покрыт дополнительным частично сформированным слоем в виде структурированного слоя 12 фоторезиста красного цвета.
Наконец, можно также нанести адгезионный слой 2".
На фиг.20(А)-20(C) схематически показаны виды в сечении, иллюстрирующие дополнительный первый способ. В этом случае (как это показано на фиг.20(А)) обеспечены: несущий слой 1; функциональный слой 2 и репликационный слой 3, в котором сформирована рельефная структура на первых участках А, тогда как вторые участки D оставлены плоскими. Первый слой 3m из алюминия затем наносили на эту структуру напылением по всей площади поверхности, при этом слой 3m был прозрачным на участках А и непрозрачным на участках D.
Затем на эту структуру наносили прозрачный слой 12 негативного фоторезиста желтого цвета по всей площади поверхности и экспонировали сквозь несущий слой 1. Неэкспонированные участки слоя 12 фоторезиста, т.е. расположенные на участках D, затем удалили и раскрывали в них первый слой 3m.
Затем наносили дополнительный слой 12' непрозрачного негативного фоторезиста синего цвета по всей площади поверхности и экспонировали сквозь несущий слой 1. Неэкспонированные участки дополнительного слоя 12' фоторезиста, т.е. расположенные на участках D, затем удаляли и раскрывали в них первый слой 3m. Результат представлен на фиг.20(B).
Затем первый слой 3m удаляли травлением на участках D, при этом два слоя 12, 12' фоторезиста использовали в качестве шаблона при травлении. Результат представлен на фиг.20(C). Многослойное тело 100s содержало: несущий слой 1; функциональный слой 2; репликационный слой 3; слой 12 фоторезиста желтого цвета, в качестве частично сформированного функционального слоя, совершенно точно совмещенного со слоем 12' фоторезиста синего цвета в качестве дополнительного частично сформированного слоя на прозрачном фоне. Наличие прозрачного первого слоя 3m, все еще присутствующего на участках А, позволяет распознавать рельефную структуру, хотя он сам не создает цветового эффекта при рассматривании многослойного тела 100s со стороны несущего слоя 1.
На фиг.21 показано еще одно многослойное тело согласно изобретению, полученное согласно первому способу, содержащее: несущий слой 1; репликационный слой 3; первый структурированный слой 3m из алюминия; прозрачный разделительный слой 2' и два по-разному окрашенных слоя 12, 12' фоторезиста. В этом случае ориентацию слоев 12, 12' фоторезиста производят в зависимости от первого слоя, расположенного непосредственно под первым слоем 3m или в смещенном относительно него положении, где может быть также произведено наклонное смещение специально целенаправленным образом (как это показано на слое 12' фоторезиста), благодаря экспонированию под наклоном сквозь первый слой 3m. В конце процесса изготовления наносят прозрачный адгезионный слой 2".
На фиг.22(А)-23(B) показаны виды в сечении защитных документов, изготовленных согласно первому способу.
.
На фиг.22(А) показано прозрачное удостоверение личности 1', к которому приклеено посредством адгезионного слоя 2" прозрачное многослойное тело 100t Оно содержит: функциональный слой 2, представленный в виде прозрачного защитного лакового слоя; репликационный слой 3 из прозрачного лака с первой рельефной структурой; частично сформированный первый слой 3m в виде непрозрачного алюминиевого слоя; дополнительный частично сформированный слой в виде прозрачного диэлектрического отражающего слоя из сульфида цинка (ZnS) и частично сформированный функциональный слой 12 в виде непрозрачной печатной краски зеленого цвета. Функциональный слой 12 сформирован с обеспечением совершенно точного взаимного совмещения с дополнительными частично сформированными слоями 3m, 3m' и первой рельефной структурой в репликационном слое 3. Соответственно голографическое представление в линейной форме представляется наблюдателю посредством функционального слоя 2; при этом голографическое представление, с одной стороны, покрыто тонким алюминиевыми линиями, а с другой стороны, прозрачным слоем ZnS и зеленым цветом. При рассмотрении удостоверения личности 1' на просвет с другой стороны наблюдатель видит только филигранное зеленое печатаное изображение, состоящее из тонких линий.
На фиг.22(B) показано прозрачное удостоверение личности 1', на котором приклеено посредством адгезионного слоя 2" прозрачное многослойное тело 100t'. Оно содержит: прозрачный защитный лаковый слой в виде функционального слоя 2; репликационный слой 3 из прозрачного лака с первой рельефной структурой; частично сформированный первый слой 3m в виде непрозрачного алюминиевого слоя; дополнительный частично сформированный слой в виде прозрачного диэлектрического отражающего слоя из ZnS и частично сформированный функциональный слой 12 в виде непрозрачной печатной краски зеленого цвета. Функциональный слой 12 сформирован с обеспечением совершенно точного совмещения с дополнительными частично сформированными слоями 3m, 3m' и с первой рельефной структурой в репликационном слое 3. Соответственно филигранное печатное изображение зеленого цвета, состоящее из тонких линий, представляется наблюдателю сквозь функциональный слой 2. При рассмотрении удостоверения личности 1' на просвет с другой стороны наблюдатель видит голографическое представление в линейной форме; при этом голографическое представление покрыто, с одной стороны, тонкими алюминиевыми линиями, а с другой стороны, - прозрачным слоем ZnS и зеленой краской.
На фиг.23(А) показано прозрачное удостоверение личности 1', на котором приклеено посредством прозрачного адгезионного слоя 2" прозрачное многослойное тело 100t". Оно содержит: прозрачный защитный лаковый слой в виде функционального слоя 2; репликационный слой 3 из прозрачного лака с первой рельефной структурой; частично сформированный первый слой 3m в виде непрозрачного алюминиевого слоя; адгезионный слой 2", который здесь служит в качестве разделительного слоя; дополнительный частично сформированный слой в виде прозрачного слоя 12 фоторезиста красного цвета и частично сформированный функциональный слой 12' в виде непрозрачной печатной краски зеленого цвета. Слой 12 фоторезиста красного цвета при рассмотрении в направлении, перпендикулярном плоскости удостоверения личности 1', расположен частично с совмещением с частично сформированным первым слоем 3m и частично со смещением относительно слоя 3m. Частично сформированный функциональный слой 12' сформирован со смещением относительно первого слоя 3m. Таким образом, филигранное декоративное изображение, содержащее тонкие линии зеленого и красного цвета и металлические линии, представляется наблюдателю сквозь функциональный слой 2, где металлические линии, благодаря первой рельефной структуре, создают голографический эффект. При рассмотрении удостоверения личности 1' на просвет с другой стороны наблюдатель видит филигранное декоративное изображение из тонких линий зеленого и красного цвета и металлических линий, где металлические линии, благодаря первой рельефной структуре, создают голографический эффект. Следует, однако, отметить, что на некоторые из металлических линий накладывается прозрачный слой 12 фоторезиста красного цвета. Если фальсификатор отделяет многослойное тело 100t" от удостоверения личности 1' для изменения данных, касающихся владельца удостоверения, то на поверхности удостоверения личности 1' остаются слои 12, 12' красного и зеленого цветов, тогда как другие слои 2", 3m, 3, 2 могут быть отделены. После изменения данных отделенный комплект слоев требуется снова вставить в удостоверение личности 1' таким образом, чтобы восстановить филигранное декоративное изображение. Однако из-за наличия тонких линий это является почти безнадежным делом, и отклонения от первоначального положения остаются заметными. Удостоверение личности 1' особенно эффективно защищено от попыток подделки многослойным телом 100t".
На фиг.23(B) показано прозрачное удостоверение личности 1', на котором приклеено посредством прозрачного адгезионного слоя 2" прозрачное многослойное тело 100t'". Оно содержит: прозрачный защитный лаковый слой в виде функционального слоя 2; репликационный слой 3 из прозрачного лака с первой рельефной структурой; частично сформированный первый слой 3m в качестве функционального слоя в виде прозрачного слоя 12 фоторезиста красного цвета; адгезионный слой 2", служащий в качестве разделительного слоя; и дополнительный частично сформированный слой в виде непрозрачного слоя 12' фоторезиста зеленого цвета. Слой 12 фоторезиста красного цвета при рассмотрении в направлении, перпендикулярном плоскости удостоверения личности 1', точно совмещен с первой рельефной структурой и отдельными участками точно совмещен с частично сформированным слоем 12' фоторезиста зеленого цвета. Таким образом, наблюдатель видит сквозь функциональный слой 2 филигранное декоративное изображение, состоящее из тонких прозрачных линий красного цвета и непрозрачных линий черного цвета. При рассмотрении с другой стороны наблюдатель видит сквозь удостоверение личности 1' филигранное декоративное изображение, состоящее из тонких непрозрачных линий зеленого цвета и прозрачных линий красного цвета. Если фальсификатор отделяет многослойное тело 100t'" от удостоверения личности 1' для изменения данных, касающихся владельца удостоверения, имеющихся на поверхности удостоверения личности 1', то слой 12' зеленого цвета остается на удостоверении личности 1', тогда как другие слои 2", 12, 3, 2 могут быть отделены. После изменения данных отделенный комплект слоев требуется снова вставить в удостоверение личности 1' таким образом, чтобы восстановить филигранное декоративное изображение. Однако из-за наличия тонких линий это является почти безнадежным делом, и отклонения от первоначального положения остаются заметными. Удостоверение личности 1' также особенно эффективно защищено многослойным телом 100t'" от попыток подделки.
На фиг.24(А)-24(E) схематически показаны виды в сечении, иллюстрирующие второй способ изготовления филигранного печатаного рисунка, содержащего два различных цвета, совершенно точно совмещенных друг с другом.
На фиг.24(А) показан прозрачный несущий слой 1 из ПЭТФ, с одной стороны которого нанесен по всей площади поверхности слой 12 негативного фоторезиста красного цвета. Затем слой 12 негативного фоторезиста экспонировали в соответствии с рисунком путем использования шаблона 200, содержавшего отверстия 200a для пропуска излучения (стрелками показано направление излучения). После удаления шаблона неэкспонированные участки слоя 12 фоторезиста удаляли, тогда как экспонированные участки оставались на несущем слое 1 и образовывали рисунок из красных линий. Результат представлен на фиг.24(B).
Теперь способ включает либо стадию нанесения слоя прозрачного лака в качестве разделительного слоя, а затем стадию нанесения слоя 12' позитивного фоторезиста зеленого цвета или, с другой стороны (как это представлено на фиг.24(C)), непосредственно - стадию нанесения слоя 12' позитивного фоторезиста зеленого цвета. Слой 12' позитивного фоторезиста экспонируют сквозь несущий слой 1 и частично сформированный слой 12 фоторезиста красного цвета, служащий в качестве слоя-шаблона (стрелками показано направление излучения).
Теперь экспонированные участки слоя 12' позитивного фоторезиста зеленого цвета удаляют, тогда как неэкспонированные участки остаются на частично формованном слое 12 фоторезиста красного цвета. В конце процесса изготовления наносят прозрачный адгезионный слой 2".
На фиг.24(D) показан защищенный документ, снабженный многослойным телом, изготовленным описанным выше способом, где полученное многослойное тело 100v показано приклеенным к прозрачному удостоверению личности 1'. Многослойное тело 100v содержит: прозрачный несущий слой 1; слой 12 фоторезиста красного цвета, служащий в качестве частично сформированного функционального слоя, совершенно точно совмещенного со слоем 12' фоторезиста зеленого цвета в виде дополнительного частично сформированного слоя; и прозрачный адгезионный слой 2". При рассмотрении защищенного документа со стороны несущего слоя 1 наблюдатель видит филигранный рисунок из красных линий, тогда как при рассмотрении его со стороны удостоверения личности 1' он видит филигранный рисунок из линий зеленого цвета.
На фиг.24(E) показан защищенный документ, снабженный многослойным телом, сформированным с включением разделительного слоя, где полученное многослойное тело 100v' показано приклеенным к прозрачному удостоверению личности 1'. Многослойное тело 100v' содержит: прозрачный несущий слой 1; слой 12 фоторезиста красного цвета, служащий в качестве частично сформированного функционального слоя; прозрачный разделительный слой 2' и слой 12' фоторезиста зеленого цвета в виде дополнительного частично сформированного слоя, совершенно точно совмещенного со слоем 12 фоторезиста красного цвета; и прозрачный адгезионный слой 2". При рассмотрении защищенного документа со стороны несущего слоя 1 наблюдатель видит филигранный рисунок из красных линий, тогда как при рассмотрении его со стороны удостоверения личности 1' он видит филигранный рисунок из линий зеленого цвета, где в зависимости от соответствующей толщины разделительного слоя 2', при наклоне защищенного документа появляется соответствующий другой цвет и/или оптические эффекты наложения.
Следует учитывать, что невозможно описать в полной мере всю возможную массу способов, многослойных тел и защищенных документов или компонентов, которые могут быть сформированы. Однако специалист в данной области, зная содержание настоящего изобретения, легко может модифицировать или скомбинировать стадии способа для достижения желаемых результатов. Таким образом, специалист в данной области также легко может скомбинировать первый способ согласно изобретению со вторым способом согласно изобретению для получения дополнительных вариантов осуществления, в частности, декоративных эффектов с использованием филигранных линейных рисунков, с обеспечением в то же время высокого уровня защиты от подделки.