DIFFRAKTIVES SICHERHEITSELEMENT

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein diffraktives Sicherheitselement gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Solche diffraktive Sicherheitselemente werden zum Beglaubigen von Gegenständen, wie Banknoten, Ausweisen aller Art, und wertvollen Dokumenten, verwendet, um die Echtheit des Gegenstands ohne grossen Aufwand feststellen zu können. Das diffraktive Sicherheitselement wird bei der Ausgabe des Gegenstands in Form einer aus einem dünnen Schichtverbund geschnittenen Marke mit dem Gegenstand fest verbunden.

[0003] Diffraktive Sicherheitselemente der eingangs genannten Art sind aus der EP 0 105 099 A1 und der EP 0 375 833 A1 bekannt. Diese Sicherheitselemente umfassen ein Muster aus mosaikartig angeordneten Flächenelementen, die ein Beugungsgitter aufweisen. Die Beugungsgitter sind azimutal so vorbestimmt angeordnet, dass sich bei einer Drehung das durch gebeugtes Licht erzeugte, sichtbare Muster optisch verändert.

[0004] In der EP 0 360 969 A1 sind diffraktive Sicherheitselemente beschrieben, bei denen die Flächenelemente asymmetrische Beugungsgitter aufweisen. Jeweils in zwei Flächenelementen mit einer gemeinsamen Grenze sind die asymmetrischen Beugungsgitter paarweise und spiegelsymmetrisch angeordnet. Spezielle asymmetrische Beugungsgitter, die wie schief gestellte Spiegel wirken, sind in der WO 97/19821 beschrieben.

[0005] Die Beugungseigenschaften des Beugungsgitters können anhand einer Fourierraumdarstellung bildlich dargestellt werden. Die Fourierraumdarstellung zeigt in einem Kreis die Richtung der gebeugten Lichtstrahlen mittels eines Punktes an, wobei das Licht senkrecht auf das Beugungsgitter im Kreiszentrum einfällt. Das Kreiszentrum entspricht dem Beugungswinkel β = 0° und der Umfang dem Beugungswinkel β = 90°, während ein Radius einem im Kreis gelegenen Punkt den Beugungswinkel β der an den Beugungsgittern gebeugten Lichtstrahlen anzeigt. Polarwinkel verschiedener Punkte in der Fourierraumdarstellung reflektieren die azimutale Ausrichtung der Beugungsgitter.

[0006] Die diffraktiven Sicherheitselemente bestehen im allgemeinen aus einem Stück eines dünnen Schichtverbunds aus Kunststoff. Die Grenzschicht zwischen zwei der Schichten weist mikroskopisch feine Reliefs von lichtbeugenden Strukturen auf. Zur Erhöhung der Reflektivität ist die Grenzschicht zwischen den beiden Schichten mit einer Reflexionsschicht überzogen. Der Aufbau des dünnen Schichtverbunds und die dazu verwendbaren Materialien sind beispielsweise in der US 4,856,857 und der WO 99/47983 beschrieben. Aus der DE 33 08 831 A1 ist bekannt, den dünnen Schichtverbund mit Hilfe einer Trägerfolie auf den Gegenstand aufzubringen.

[0007] Der Nachteil dieser diffraktiven Sicherheitselemente ist im engen Raumwinkel und der extrem hohen Flächenhelligkeit begründet, unter denen ein mit einem Beugungsgitter belegtes Flächenelement für einen Beobachter sichtbar ist. Die hohe Flächenhelligkeit kann zudem die Erkennbarkeit der Form des Flächenelements erschweren.

[0008] Es ist auch aus der EP 0 712 012 A1 bekannt, bei einem sinusförmigen, submikroskopisch feinen Beugungsgitter das Verhältnis der Strukturtiefe zur Talbreite lokal zu variieren. In einer Ausführungsform bewirken nicht reproduzierbare, anisotrope Prozessschritte eine solche Veränderung des Beugungsgitters. In einer anderen Ausführungsform ist das Beugungsgitter mit einer Makro-Rauhigkeit zur Modulation der Strukturtiefe überlagert. Auf das Beugungsgitter einfallendes weisses Licht wird unter dem Winkel der Reflexion gebeugt und reflektiert, wobei eine von der Spatialfrequenz des Beugungsgitters abhängige Interferenzfarbe mit einer Farbsättigung auftritt, wobei der Anteil an reflektiertem Weisslicht im gebeugten Licht, durch die Strukturtiefe bestimmt ist.

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges, diffraktives Sicherheitselement zu schaffen, das im gebeugten Licht ein gut sichtbares, statisches Flächenmuster in einem grossen Winkelbereich zeigt.

[0010] Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

[0011] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

[0012] Es zeigen:

Figur 1

ein Sicherheitselement im Querschnitt,

Figur 2

das Sicherheitselement in Draufsicht,

Figur 3

eine Fourierraumdarstellung eines linearen Beugungsgitters,

Figur 4

die Fourierraumdarstellung einer isotropen Mattstruktur,

Figur 5

die Fourierraumdarstellung einer anisotropen Mattstruktur,

Figur 6

Ablenkcharakteristiken optisch wirksamer Strukturen,

Figur 7

eine Beugungsstruktur in einem Schichtverbund,

Figur 8

die Fourierraumdarstellung der Beugungsstruktur,

Figur 9

das Sicherheitselement mit einem Musterelement in Draufsicht,

Figur 10

das Sicherheitselement nach der Figur 9 um 180° gedreht,

Figur 11

eine zweite Ausführungsform des Musterelements,

Figur 12

eine dritte Ausführungsform des Musterelements,

Figur 13

die dritte Ausführungsform des Musterelements um 180° gedreht,

Figur 14

die Fourierraumdarstellung einer anderen Beugungsstruktur,

Figur 15

ein Flächenmuster als vierte Ausführungsform und

Figur 16

eine fünfte Ausführung des Musterelements.

[0013] In der Figur 1 bedeutet 1 ein Schichtverbund, 2 ein Sicherheitselement, 3 ein Substrat, 4 eine Deckschicht, 5 eine Abformschicht, 6 eine Schutzschicht, 7 eine Kleberschicht, 8 eine reflektierende Grenzschicht, 9 eine optisch wirksame Struktur und 10 eine transparente Stelle in der reflektierenden Grenzschicht 8. Der Schichtverbund 1 besteht aus mehreren Lagen von verschiedenen, nacheinander auf eine hier nicht gezeigte Trägerfolie aufgebrachten Kunststoffschichten und umfasst in der angegebenen Reihenfolge typisch die Deckschicht 4, die Abformschicht 5, die Schutzschicht 6 und die Kleberschicht 7. Die Trägerfolie ist in einer Ausführung die Deckschicht 4 selbst, in einer anderen Ausführung dient die Trägerfolie zum Applizieren des dünnen Schichtverbunds 1 auf das Substrat 3 und wird danach vom Schichtverbund 1 entfernt, wie dies in der eingangs erwähnten DE 33 08 831 A1 beschrieben ist.

[0014] Die Grenzschicht 8 bildet die gemeinsame Berührungsfläche zwischen der Abformschicht 5 und der Schutzschicht 6. In die Abformschicht 5 sind die optisch wirksamen Strukturen 9 eines optisch variablen Musters abgeformt. Da die Schutzschicht 6 die Täler der optisch wirksamen Strukturen 9 verfüllt, weist die Grenzschicht 8 die Form der optisch wirksamen Strukturen 9 auf. Um eine hohe Reflektivität der optisch wirksamen Strukturen 9 zu erhalten, ist an der Grenzschicht 8 ein Sprung im Brechungsindex erforderlich. Diesen Sprung im Brechungsindex erzeugt z.B. ein Metallbelag, vorzugsweise aus Aluminium, Silber, Gold, Kupfer, Chrom, Tantal, der als Grenzschicht 8 die Abformschicht 5 und die Schutzschicht 6 trennt. Infolge seiner elektrischen Leitfähigkeit bewirkt der Metallbelag ein hohes Reflexionsvermögen für sichtbares Licht an der Grenzschicht 8. Den Sprung im Brechungsindex kann anstelle eines Metallbelags auch ein Belag aus einem anorganischen, dielektrischen Material erzeugen mit dem Vorteil, dass der dielektrische Belag zusätzlich transparent ist. Geeignete dielektrische Materialien sind beispielsweise in den eingangs erwähnten Schriften US 4,856,857, Tabelle 1 und WO 99/47983 aufgeführt.

[0015] Der Schichtverbund 1 kann als Kunststofflaminat in Form einer langen Folienbahn mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Kopien des optisch variablen Musters hergestellt werden. Aus der Folienbahn werden die Sicherheitselemente 2 beispielsweise ausgeschnitten und mittels der Kleberschicht 7 mit einem Substrat 3 verbunden. Das Substrat 3, meist in Form eines Dokuments, einer Banknote, einer Bankkarte, eines Ausweises oder eines anderen wichtigen bzw. wertvollen Gegenstandes, wird mit dem Sicherheitselement 2 versehen, um die Echtheit des Gegenstandes zu beglaubigen.

[0016] Wenigstens die Deckschicht 4 und die Abformschicht 5 sind transparent für sichtbares, auf das Sicherheitselement 2 einfallendes Licht 11. An der Grenzschicht 8 wird das einfallende Licht 11 reflektiert und durch die optisch wirksame Struktur 9 vorbestimmt abgelenkt. Die optisch wirksamen Strukturen 9 sind z.B. diffraktive Strukturen, lichtstreuende Reliefstrukturen und ebene Spiegelflächen.

[0017] Die Figur 2 zeigt das auf das Substrat 3 aufgebrachte Sicherheitselement 2 in Draufsicht. Flächenelemente 12 bilden ein mosaikartiges Flächenmuster in der Ebene des Sicherheitselements 2. Jedes Flächenelement 12 ist mit einer der optisch wirksamen Struktur 9 (Fig. 1) belegt. In einer Ausführungsform des Sicherheitselements 2 sind transparente Stellen 10, an denen der reflektierende Metallbelag unterbrochen ist, in die Grenzschicht 8 (Fig. 1) eingelassen, damit unter dem Sicherheitselement 2 liegende, auf dem Substrat 3 befindliche Indicia 13 durch das Sicherheitselement 2 hindurch erkennbar sind. In einer anderen Ausführungsform des Sicherheitselements 2 weist die Grenzschicht 8 einen transparenten dielektrischen Belag auf, damit die Indicia 13 unter dem Sicherheitselement 2 sichtbar bleiben. Selbstverständlich sind bei diesen transparenten Ausführungen auch die Schutzschicht 6 (Fig. 1) und die Kleberschicht 7 (Fig. 1) transparent. Für besonders dünne Ausführungsformen des Schichtverbunds 1 (Fig. 1) ist die Schutzschicht 6 weggelassen. Die Kleberschicht 7 ist dann direkt auf die optisch wirksamen Strukturen 9 aufgebracht. Mit Vorteil ist der Kleber ein Heisskleber, der seine Haftfähigkeit erst bei einer Temperatur um 100°C entwickelt. In der eingangs erwähnten US 4,856,857 sind verschiedene Ausführungsformen des Schichtverbunds 1 gezeigt und die dazu verwendbaren Materialien aufgelistet.

[0018] Ein Beugunsgitter 24 (Fig. 1) ist durch seine Parameter Spatialfrequenz, Azimut, Profilform und Profilhöhe h (Fig. 1), bestimmt. Die in den nachstehend beschriebenen Beispielen erwähnten, linearen asymmetrischen Beugungsgitter 24 weisen eine Spatialfrequenz im Bereich von 50 Linien/mm bis 2'000 Linien/mm auf, wobei der Bereich von 100 Linien/mm bis etwa 1'500 Linien/mm bevorzugt ist. Die geometrische Profilhöhe h weist einen Wert aus dem Bereich 50 nm bis 5'000 nm auf, wobei Vorzugswerte zwischen 100 nm und 2'000 nm liegen. Da das Abformen der Beugungsgitter 24 in die Abformschicht 5 (Fig. 1) für geometrische Profilhöhen h die grösser als der Reziprokwert der Spatialfrequenz sind, technisch schwierig ist, sind grosse Werte für die geometrische Profilhöhe h nur bei tiefen Werten für die Spatialfrequenz sinnvoll.

[0019] In der Figur 3 ist die Beugungseigenschaft eines linearen Beugungsgitters 24 (Fig. 1) anhand der eingangs beschriebenen Fourierraumdarstellung mit ersten und zweiten Beugungsordnungen 14, 15 dargestellt, wobei ein Gittervektor 26 des Beugungsgitters 24 parallel zur Richtung x ist. Das Beugungsgitter 24 des im Kreiszentrum angeordneten Flächenelements 12 zerlegt das senkrecht auf die Zeichnungsebene einfallende Licht 11 (Fig. 1) in Spektralfarben. Strahlen des gebeugten Licht der verschiedenen Beugungsordnungen 14, 15 liegen in der gleichen, durch das einfallende Licht 11 und den Gittervektor 26 bestimmten, hier nicht darstellbaren Beugungsebene und sind daher stark gerichtet. Kurzwelligeres Licht mit der Wellenlänge λ = 380 nm (violett) weist in jeder der Beugungsordnungen 14, 15 einen kürzeren Abstand vom Kreismittelpunkt auf als langwelligeres Licht mit der Wellenlänge λ = 700 nm (rot). Die Anzahl der propagierenden Beugungsordnungen 14, 15 hängt von der Spatialfrequenz des Beugungsgitters 24 ab. Im Bereich unterhalb einer Spatialfrequenz von etwa 300 Linien/mm überlappen sich die höheren Beugungsordnungen, so dass dort das gebeugte Licht achromatisch ist. Nach einer Drehung des linearen Beugungsgitters 24 im Azimut um den Winkel θ von wenigen Winkelgraden wird für einen aus der Richtung der x - Koordinate auf das Beugungsgitter 24 blickenden Beobachter das mit dem Beugungsgitter 24 belegte Flächenelement 12 unsichtbar, da der Gittervektor 26 und damit die Beugungsebene mit den Strahlen des gebeugten Lichts nicht mehr in die Richtung der x - Koordinate weisen.

[0020] Die Mattstrukturen besitzen im mikroskopischen Massstab feine Reliefstrukturelemente, die das Streuvermögen bestimmen und nur mit statistischen Kenngrössen beschrieben werden können, wie z.B. Mittenrauhwert R_a und Korrelationslänge I_c, wobei die Werte für den Mittenrauhwert R_a im Bereich 20 nm bis 2'000 nm liegen mit Vorzugswerten von 50 nm bis 500 nm, während die Korrelationslänge l_c in wenigstens einer Richtung Werte im Bereich von 200 nm bis 50'000 nm, vorzugsweise zwischen 500 nm bis 10'000 nm, aufweisen.

[0021] Die Figur 4 zeigt die Fourierraumdarstellung für das mit einer isotropen Mattstruktur belegte Flächenelement 12 (Fig. 3) bei senkrecht einfallendem Licht 11 (Fig. 1). Die mikroskopisch feinen Reliefstrukturelemente der isotropen Mattstruktur weisen keine azimutale Vorzugsrichtung auf, weshalb das gestreute Licht mit einer Intensität grösser als ein vorbestimmter Grenzwert, z.B. durch die visuelle Erkennbarkeit vorgegeben, in einem durch das Streuvermögen der Mattstruktur vorbestimmten Raumwinkel 16 in allen azimutalen Richtungen gleichmässig verteilt ist und das Flächenelement 12 im Tageslicht weiss bis grau erscheint. In allen anderen Richtungen ist das Flächenelement 12 dunkel. Stark streuende Mattstrukturen verteilen das gestreute Licht in einen grösseren Raumwinkel 16 als eine schwach streuende Mattstruktur.

[0022] In der Figur 5 weisen die Reliefelemente der Mattstruktur eine bevorzugte Richtung der mikroskopisch feinen Reliefstrukturelemente parallel zur Koordinate x auf. Das gestreute Licht weist daher eine anisotrope Verteilung auf. In der Darstellung der Figur 5 ist der durch das Streuvermögen der Mattstruktur vorbestimmte Raumwinkel 16 ellipsenförmig in Richtung der Koordinate y auseinander gezogen.

[0023] In der Figur 6 ist dieser Sachverhalt im Querschnitt dargestellt. Das Sicherheitselement 2 weist das Muster der Flächenelemente 12 auf, die mit den optisch wirksamen Strukturen 9 (Fig. 1) belegt sind. Eine ebene Spiegelfläche wirft das unter einem Einfallswinkel α zur Flächennormalen 17 einfallende Licht 11 als reflektierter Strahl 18 unter dem Reflexionswinkel α' zurück, wobei α = α'. Die Richtung des einfallenden Lichts 11, die Flächennormale 17 und der reflektierte Strahl 18 spannen zusammen eine Beugungsebene 19 auf, die in der Figur 6 parallel zur Zeichnungsebene angeordnet ist. Die optisch wirksame Struktur 9 weist die Form des linearen Beugungsgitters 24 (Fig. 1) auf, dessen Gittervektor 26 (Fig. 3) parallel zur Koordinate x ausgerichtet ist. Das einfallende Licht 11 wird entsprechend seiner Wellenlänge λ unter den Beugungswinkeln β₁, β₂ als gebeugte Strahlen 20, 21 in jeder der Beugungsordnungen 14 (Fig. 3), 15 (Fig. 3) aus der Richtung des reflektierten Strahls 18 abgelenkt. Ist die optisch wirksame Struktur 9 eine der Mattstrukturen, bilden die Endpunkte von Intensitätsvektoren des rückgestreuten Lichts keulenförmige Oberflächen. Die keulenförmigen Oberflächen schneiden die Beugungsebene 19 beispielsweise in Schnittkurven 22, 23. Weisen die Reliefstrukturelemente der Mattstruktur keine Vorzugsrichtung auf, werden die Lichtstrahlen fast konzentrisch um die Richtung des reflektierten Strahls 18 gestreut. Die Mattstruktur mit der Schnittkurve 22 streut das einfallende Licht 11 stärker und in einen grösseren Raumwinkel 16 (Fig. 4) wie eine Mattstruktur mit der Schnittkurve 23. Wegen der stärkeren Streuung ist die Intensität des in die Richtung des reflektierten Strahls 18 gestreuten Lichts schwächer, wie dies die Schnittkurve 22 im Vergleich zur Schnittkurve 23 anzeigt. Sind die Reliefstrukturelemente im wesentlichen zu einer bevorzugten Richtung, hier senkrecht zur Beugungsebene 19, ausgerichtet, so befinden sich die Orte gleicher Intensität auf abgeflachten, keulenförmigen Oberflächen, die in einer hier nicht gezeigten, zum reflektierten Strahl 18 senkrechten Schnittebene einen ellipsenförmigen Querschnitt aufweisen, wobei auf der Schnittebene der Flächenschwerpunkt des Querschnittes mit dem Durchstosspunkt des reflektierten Strahls 18 zusammenfällt und die Längsachse des ellipsenförmigen Querschnitts senkrecht zur Beugungsebene 19 ausgerichtet ist. Die Verteilung des gestreuten Lichts ist daher anisotrop. Im Gegensatz zu Beugungsstrukturen vermögen die Mattstrukturen das einfallende Licht 11 nicht in die Spektralfarben aufzuspalten.

[0024] Bei der Beugung des einfallenden Lichts 11 an dem in der Figur 1 gezeigten asymmetrischen linearen Beugungsgitter 24 sind die Intensität l^- des gebeugten Strahls 20 (Fig. 6) in der negativen Beugungsordnung 14 (Fig. 3), 15 (Fig. 3) und die Intensität I⁺ des gebeugten Strahls 21 (Fig. 6) in der positiven Beugungsordnung 14, 15 ungleich. Die Intensität I⁺ des gebeugten Strahls 21 übertrifft die Intensität l^- des gebeugten Strahls 20 wenigstens um einen Faktor p = 3, vorzugsweise p = 10 oder grösser, d.h. I⁺ = p•l^-. Der Faktor p hängt im wesentlichen von der Ausbildung des sägezahnförmigen Profils des Beugungsgitters 24, der Profilhöhe h und der Spatialfrequenz ab. Unterhalb einer Spatialfrequenz von etwa 300 Linien/mm wirkt das asymmetrische Beugungsgitter 24 wie ein geneigter Spiegel, d.h. die Intensität l⁺ des gebeugten Strahls 21 in den positiven Beugungsordnungen erreicht fast die Intensität des einfallenden Lichts 11, während die Intensität l^- des gebeugten Strahls 20 in den negativen Beugungsordnungen praktisch verschwindend klein ist. Der Faktor p erreicht Werte von 100 oder mehr. Eine Aufspaltung des einfallenden Lichts 11 in die Spektralfarben erfolgt nicht mehr, weshalb solche Beugungsgitter 24 durch den Zusatz "achromatisch" charakterisiert werden. Mehr dazu findet sich im eingangs erwähnten Dokument WO 97/19821.

[0025] Die Figur 7 zeigt in einer schematischen Darstellung die in die Abformschicht 5 und die Schutzschicht 6 eingebettete, optisch wirksame Struktur 9 (Fig. 1), die eine durch eine additive Überlagerung erzeugte Beugungsstruktur 25 aus dem linearen asymmetrischen Beugungsgitter 24 (Fig. 1) und der Mattstruktur ist. Die Mattstruktur ist aus darstellerischen Gründen mit einem im Vergleich zur Profilhöhe h kleinen Mittenrauhwert R_a und viel zu regelmässig gezeichnet. Das Profil des linearen asymmetrischen Beugungsgitter 24 weist als weitere Parameter Blazewinkel ε₁ und ε₂ auf, die beide Profilflächen des asymmetrischen Beugungsgitters 24 mit der Ebene des Sicherheitselements 2 (Fig. 6) einschliessen.

[0026] In der Figur 8 ist der Fourierraum der Beugungsstruktur 25 (Fig. 7) - dargestellt, wobei die Mattstruktur isotrop ist. Die mittels des Beugungsgitters 24 (Fig. 1) stark gerichteten gebeugten Strahlen 20 (Fig. 6), 21 (Fig. 6) sind durch die Mattstruktur aufgeweitet. Das ergibt den Vorteil, dass die gebeugten Strahlen 20, 21 in die grossen Raumwinkel 16 abgestrahlt werden und dass für den Beobachter das Flächenelement 12 mit der Beugungsstruktur 25 im ganzen Raumwinkel 16, wenn auch mit einer reduzierten Flächenhelligkeit, leicht erkennbar ist. Je stärker die Mattstruktur streut, desto grösser ist der Raumwinkel 16 unter dem das Flächenelement 12 erkennbar ist und desto geringer ist für den Beobachter die Flächenhelligkeit des Flächenelements 12. Zudem ist die Intensität I⁺ der in die plus erste Beugungsordnung 14 gebeugten Strahlen 20 um den Faktor p grösser als die Intensität l^- der in die minus erste Beugungsordnung 14' gebeugten Strahlen 21. Dies ist in der Zeichnung der Figur 7 durch unterschiedlich dichte Punktraster in den Raumwinkeln 16 dargestellt.

[0027] Für Spatialfrequenzen des Beugungsgitters 24 oberhalb etwa 300 Linien/mm ist das einfallende Licht 11 (Fig. 5) in Spektralfarben aufgespalten. Bei Tageslicht bewirkt die Mattstruktur eine Verschmierung der reinen Spektralfarben zu Pastelltönen bis hin zu praktisch weissem Streulicht unabhängig von der Spatialfrequenz des Beugungsgitters 24. Die Pastelltöne weisen mit abnehmender Spatialfrequenz des Beugungsgitters 24 einen immer höheren Weissanteil auf. Unterschreitet die Spatialfrequenz den Wert von etwa 300 Linien/mm, findet keine merkbare Aufspaltung des einfallenden Lichts 11 statt, d.h. das Flächenelement 12 ist in der Farbe des einfallenden Lichts 11 sichtbar.

[0028] Aus der Fourierraumdarstellung geht hervor, dass bei dem Flächenelement 12 sowohl beim Kippen um eine in der von den Koordinaten x und y aufgespannten Ebene liegende Achse also auch bei einer Drehung um die Flächennormale 17 (Fig. 6) das von der Beugungsstruktur 25 abgelenkte Licht über einen grossen Winkelbereich, z.B. aus dem Bereich ± 20° bis ± 60°, für den Beobachter sichtbar bleibt, im Gegensatz zu diffraktiven Gittern gemäss der eingangs erwähnten EP 0 105 099 A1, die nur in einem engen Winkelbereich von wenigen Winkelgraden sichtbar sind und daher beim Kippen und Drehen des Sicherheitselements 2 (Fig. 2) aufblinken. Das Flächenelement 12 mit der Beugungsstruktur 25 weist den Vorteil auf, dass das Flächenelement 12 im Flächenmuster des Sicherheitselements 2 ein quasi statisches Musterelement bildet.

[0029] Die Figur 9 zeigt ein einfaches Beispiel des aus zwei Flächenelementen 27, 28 gebildetes quasi statisches Musterelements im Sicherheitselement 2. Das erste Flächenelement 27 mit der ersten Beugungsstruktur 25 (Fig. 7) grenzt an das zweite Flächenelement 28 mit der zweiten Beugungsstruktur 25. Das erste Flächenelement 27 und das zweite Flächenelement 28 sind mit anderen optisch wirksamen Strukturen belegten Gebieten 29 in einem Flächenmuster auf dem Sicherheitselement 2 angeordnet. Die erste und die zweite Beugungsstruktur 25 unterscheiden sich nur durch die Richtung ihres Gittervektors 26 (Fig. 3) und weisen das in der Figur 8 dargestellte Beugungsverhalten auf. Die Gittervektoren 26 sind in der Figur 9 in den Flächenelementen 27, 28 im wesentlichen antiparallel, d.h. der Azimut der zweiten Beugungsstruktur 25 (Fig. 7) ist gleich der Summe aus dem Azimut der ersten Beugungsstruktur 25 und einem zusätzlichen Azimutwinkel θ (Fig. 3) aus dem Wertebereich 120° bis 240°, wobei der Wert für den Azimutwinkel θ = 180° zu bevorzugen ist. Der Gittervektor 26 der ersten Beugungsstruktur 25 ist parallel zur Koordinate x ausgerichtet. Die Mattstruktur erstreckt sich homogen über die ganze Fläche der beiden Flächenelemente 27, 28. Der Beobachter schaut in die Richtung der Koordinate x und erblickt das erste Flächenelement 27 mit einer geringen Flächenhelligkeit, hingegen das zweite Flächenelement 28 mit einer hohen Flächenhelligkeit, wie dies der in der Zeichnung der Figuren 9 und 10 verwendete Punktraster andeutet. Wird nun das Sicherheitselement 2 in seiner Ebene um 180° gedreht, wie in der Figur 10 gezeigt, wird das Sicherheitselement 2 entgegen der Richtung der Koordinate x betrachtet. Die Flächenhelligkeiten der beiden Flächenelemente 27, 28 sind dann vertauscht, d.h. der Kontrast zwischen den beiden Flächenelementen 27, 28 ist gegenüber der Darstellung in der Figur 9 umgekehrt.

[0030] In den folgenden Ausführungsbeispielen sind sowohl die Parameter der asymmetrischen Beugungsgitter 24 (Fig. 1) als auch die Parameter der verschiedenen Mattstrukturen in Abhängigkeit des Ortes innerhalb des Flächenelements 12, oder von einem Flächenelement 12, 27, 28 zum andern, unabhängig von einander oder miteinander gekoppelt gemäss der Tabelle 1 veränderbar, um leicht beobachtbare, unterschiedliche, auffällige optische Wirkungen der quasi statischen Musterelemente zu erzielen.

Tabelle 1: Beispiele (Übersicht)

Beispiel	Asymmetrisches Beugungsgitter 24 (Fig. 1)	Mattstruktur
1	homogen	homogen und isotrop
2	lokal variiert (Flächendeckungsgrad oder Profilform)	homogen und isotrop
3	homogen	lokal variiert
4	lokal variiert (Orientierung des Gittervektors 26)	lokal variiert
5	lokal variiert (Profiltiefe)	homogen und anisotrop

[0031] In einer zweiten Ausführungsform ist im quasi stationären Musterelement der Figur 11 eine Vielzahl der ersten Flächenelemente 27 auf dem zweiten Flächenelement 28 als Hintergrundfläche angeordnet, wobei die Gittervektoren 26 (Fig. 3) jedes asymmetrischen Beugungsgitters 24 (Fig. 1) in der Beugungsstruktur 25 (Fig. 7) der ersten Flächenelemente 27 einerseits und des zweiten Flächenelements 28 andererseits im wesentlichen antiparallel ausgerichtet sind. Bei einer Ausführungsform weisen die ersten Flächenelemente 27 in einer Vorzugsrichtung 30 einen von Flächenelement 27 zu Flächenelement 27 abnehmenden Flächendeckungsgrad der Beugungsstruktur 25 auf, was durch Einsetzen einer Vielzahl von Teilflächen 31 mit Abmessungen in wenigstens einer Dimension von weniger als 0,3 mm in die ersten Flächenelemente 27 erreicht werden kann. In den Teilflächen 31 ist die Beugungsstruktur 25 des zweiten Flächenelements 28 abgeformt. Die kleinen Teilflächen 31 sind von blossem Auge nicht wahrnehmbar, reduzieren jedoch wirksam die Flächenhelligkeit der ersten Flächenelemente 27. Ein ähnlicher Effekt wird in einer andern Ausführungsform durch Ändern der Asymmetrie der Profilform des Beugungsgitters 24 von Flächenelement 27 zu Flächenelement 27 in der Vorzugsrichtung 30 erreicht. Die Profilform des Beugungsgitters 24 ändert sich von einer ersten stark asymmetrischen Form über ein symmetrisches Profil wieder zu einer zur ersten asymmetrischen Form spiegelsymmetrischen Form. Die Flächenhelligkeit der ersten Flächenelemente 27 nimmt daher in der Vorzugsrichtung 30 ab. Die Mattstruktur hingegen erstreckt sich homogen über das ganze quasi stationären Musterelement. Beim Drehen um 180° des Musterelements in der von den Koordinaten x und y aufgespannten Ebene verändern sich für den Beobachter auffällig die Kontraste zwischen den ersten Flächenelementen 27 und dem zweiten Flächenelement 28.

[0032] Im dritten, in der Figur 12 gezeigten Beispiel des quasi stationären Musterelements ist innerhalb des ersten Flächenelements 27 wenigstens eine Teilfläche 31 angeordnet. Das erste Flächenelement 27 und die Teilflächen 31 unterscheiden sich nur durch die Streueigenschaft der zur Erzeugung der Beugungsstruktur 25 (Fig. 7) eingesetzten Mattstruktur. Beispielsweise ist im ersten Flächenelement 27 dem asymmetrischen Beugungsgitter 24 (Fig. 7) eine stark streuende Mattstruktur überlagert, während in der Teilfläche 31 dem asymmetrischen Beugungsgitter 24 eine schwach streuende Mattstruktur überlagert ist. Solange der Beobachter beim Kippen oder Drehen des Musterelements bzw. des Sicherheitselementes 2 (Fig. 9) innerhalb des kleineren der beiden Raumwinkel 16 (Fig. 4) bleibt, sind die Teilflächen 31 vor dem Hintergrund des ersten Flächenelements 27 wegen ihrer höheren Flächenhelligkeit klar erkennbar. Ausserhalb des kleineren Raumwinkels 16 (Fig. 4), jedoch noch innerhalb des grösseren Raumwinkels 16 der Beugungsstruktur 25 im ersten Flächenelement 27, ist der Kontrast zwischen den Teilflächen 31 und dem ersten Flächenelement 27 vertauscht, so dass die Teilflächen 31 dunkel vor dem hellen Hintergrund der Fläche des ersten Flächenelements 27 erkannt werden. Die Teilflächen 31 können einen Schriftzug oder Logo bilden und weisen zur guten Erkennbarkeit wenigstens eine Schrifthöhe von 1,5 mm auf; dies verlangt entsprechend grosse Flächenelemente 27, 28. Bei Spatialfrequenzen unter etwa 300 Linien/mm verschwindet der Kontrast zwischen dem ersten Flächenelement 27 und den Teilflächen 31 ausserhalb des grösseren Raumwinkels 16 der Beugungsstruktur 25 im ersten Flächenelement 27; für den Beobachter sind das erste Flächenelement 27 und die Teilflächen 31 gleichmässig dunkel, z.B. auch, wie in der Figur 13 dargestellt, nach der Drehung des Sicherheitselements 2 (Fig. 1) in den Bereich des Azimutwinkels θ von etwa 180°. Mit Vorteil wird wie im ersten Beispiel das erste Flächenelement 27 an das zweite Flächenelement 28 angrenzen, um noch einen zusätzlichen Kontrastwechsel zwischen dem ersten und dem zweiten Flächenelement 27, 28 zu erhalten, was dem Beobachter ein Auffinden der in den Teilflächen 31 enthaltenen Information erleichtert.

[0033] In der Figur 14 weisen die Reliefelemente der Mattstruktur in der Beugungsstruktur 25 (Fig. 7) eine auf den Gittervektor 26 mit dem Azimut θ ausgerichtete bevorzugte Richtung auf. Die mikroskopisch feinen Reliefstrukturelemente der Mattstruktur sind senkrecht zum Gittervektor 26 des asymmetrischen Beugungsgitters 24 (Fig. 1) ausgerichtet. Das gestreute einfallende Licht 11 (Fig. 6) weist daher eine anisotrope Verteilung auf. In der Fourierraumdarstellung der Figur 14 sind die durch das Streuvermögen der Mattstruktur vorbestimmten Raumwinkel 32 und 33 der beiden Beugungsordnungen 14 (Fig. 3) in Form einer Ellipse längs des Gittervektors 26 auseinander gezogen. Die Hauptachse der Ellipse der Raumwinkel 32 und 33 quer zum Gittervektor 26 ist sehr klein, damit das Flächenelement 12 (Fig. 2) im gestreuten Licht in einem grossen Winkelbereich beim Kippen um eine Achse quer zum Gittervektor 26 und nur in einem engen Bereich im Azimut sichtbar ist. Die Intensität l⁺ der in den Raumwinkel 32 der positiven Beugungsordnung 12 (Fig. 3) gebeugten Strahlen 21 (Fig. 6) ist um den Faktor p grösser als die Intensität l^- der in den Raumwinkel 33 der negativen Beugungsordnung 12 gebeugten Strahlen 20 (Fig. 6).

[0034] Eine Anwendung dieser Beugungsstruktur 25 ist in der Figur 15 gezeigt. Eine Vielzahl von ellipsenförmigen, in sich geschlossenen schmalen Bändern 34 bildet das Flächenmuster des Sicherheitselements 2. Die Bänder 34 sind gleichmässig im Azimut verteilt derart angeordnet, dass ihre Schwerpunkte 35 zusammenfallen. Jedes Band 34 weist einen durch den Hauptachsen - Azimutwinkel vorbestimmten Azimut des Gittervektors 26 auf, beispielsweise bilden die Bänder 34 mit den Hauptachsenazimutwinkeln 0°, 45°, 90° und 135° eine Gruppe und haben denselben Azimut des Gittervektors 26 (Fig. 14) mit θ = 0°. Die vier Bänder 34 mit dem gleichen Azimut des Gittervektors 26 sind aus derselben Richtung gleichzeitig sichtbar. Die Fläche jedes der Bänder 34 bildet das oben beschriebene Musterelement und ist eingeteilt in die beiden Flächenelemente 27 (Fig. 9), 28 (Fig. 9). Die Einteilung in die beiden mit den Beugungsstrukturen 25 (Fig. 7) belegten Flächenelemente 27, 28 erfolgt gemäss einem Umriss 36 in einer vorbestimmten Form, z.B. einem einfachen Logo, einem Buchstaben, einer Ziffer, wobei beispielsweise für den in der Figur 15 gezeigten Umriss 36 die Form eines Kreuzes gewählt ist. Ein ausserhalb des Kreuzes gelegener Teil des Bandes 34 ist beispielsweise als erstes Flächenelement 27 und der innerhalb des Kreuzes gelegene Teil des Bandes 34 als zweites Flächenelement 28 ausgebildet. Die Richtung der Gittervektoren 26 der Beugungsstrukturen 25 in den ersten Flächenelementen 27 und der Beugungsstrukturen 25 in den zweiten Flächenelementen 28 sind in jedem Band 34 im wesentlichen antiparallel. Die Reliefelemente der Mattstrukturen sind in jedem Band 34 quer zum Gittervektor 26 ausgerichtet. Beim Drehen des Sicherheitselements 2 blinken für den Beobachter jeweils diejenigen Gruppen der Bänder 34 kurz auf, deren Beugungsebene 17 (Fig. 6) mit der Beobachtungsrichtung des Beobachters zusammenfällt, d.h. bezogen auf die Beobachtungsrichtung des Beobachters weisen die Gittervektoren 26 der sichtbaren Bänder 34 den Azimut θ = 0° bzw. 180° auf. Die Helligkeit der innerhalb des Umrisses 36 liegenden Bandteile ist beispielsweise grösser als diejenige der Bandteile ausserhalb des Umrisses 36. Beim Kippen verändert sich der Kontrast nicht wohl aber die vom Beobachter wahrgenommene Mischfarbe, solange die Blickrichtung des Beobachters innerhalb des Raumwinkels 32 (Fig. 14) der positiven Beugungsordnung bleibt. Sobald die Blickrichtung des Beobachters mit Richtungen innerhalb des Raumwinkels 33 (Fig. 14) der negativen Beugungsordnung zusammenfällt, ist der Kontrast zwischen den innerhalb des Umrisses 36 liegenden Bandteilen und den ausserhalb des Umrisses 36 liegenden Bandteilen vertauscht, d.h. die Bandteile innerhalb des Umrisses 36 sind weniger hell als die ausserhalb liegenden Bandteile. Ausserhalb der Raumwinkel 32 und 33 sind die Flächen der Bänder 34 einheitlich dunkel bzw. nicht beobachtbar.

[0035] In der Figur 16 ist das fünfte Beispiel veranschaulicht. Eine Vielzahl der Flächenelemente 12 ist innerhalb des Flächenmusters der Sicherheitselements 2 vorbestimmt längs der Vorzugsrichtung 30 angeordnet, wobei benachbarte Flächenelemente 12 beabstandet oder unmittelbar anstossend ausgerichtet sind. In jedem Flächenelement 12 weist das für die Beugungsstruktur 25 (Fig. 7) verwendete Beugungsgitter 24 (Fig. 1) ein anderes Profil auf, wobei der Blazewinkel ε₂ (Fig. 7) der breiteren Profilflanke von einem Flächenelement 12 zum benachbarten Flächenelement 12 zwischen den Extremwerten ±ε_{2 Max}. sich in Stufen um eine der vorbestimmten Blazewinkelstufen Δε₂ ändert. Beispielsweise sind in der Zeichnung der Figur 16 im mittleren Flächenelement 12 die Blazewinkel ε₁ (Fig. 7) und ε₂ der Beugungsstruktur 25 gleich null, d.h. die Beugungsstruktur 25 im mittleren Flächenelement 12 ist ein ebener Spiegel überlagert mit der Mattstruktur. Die Beugungsstrukturen 25 der beiden äusseren Flächenelemente 12 weisen den Blazewinkel +ε_2Max. bzw. -ε_{2 Max}. auf. Die Mattstruktur ist homogen in allen Flächenelementen 12 und anisotrop wie sie anhand der Figur 5 beschieben ist. Die ellipsenförmigen Raumwinkel 16 (Fig. 5) jedes der Flächenelemente 12 sind in der Fourierraumdarstellung längs der Koordinate x (Fig. 5) entsprechend dem Blazewinkel ε₂ der Beugungsstruktur 25 verschoben nebeneinander angeordnet. Die Gittervektoren 26 (Fig. 3) sind im wesentlichen parallel bzw. antiparallel zur Vorzugsrichtung 30 ausgerichtet. Beim Kippen des Sicherheitselements 2 um eine quer zur Vorzugsrichtung 30 ausgerichtete Achse 37 leuchtet für den in der Vorzugsrichtung 30 blickenden Beobachter eines der Flächenelemente 12 nach dem andern hell auf, so dass der Beobachter einen hellen auf dem Sicherheitselement 2 in der Vorzugsrichtung 30 wandernden Streifen 38 erblickt. Beim Kippen um die Vorzugsachse 30 bleibt der Steifen 38 in einem grossen vom Raumwinkel 16 abhängigen Kippwinkel sichtbar.

[0036] Anstelle der in den obigen Beispielen verwendeten isotropen Mattstrukturen sind auch anisotrope Mattstrukturen verwendbar. Umgekehrt lassen sich in den obigen Beispielen verwendete anisotrope Mattstrukturen durch isotrope Mattstrukturen ersetzen.

Ansprüche

1. Diffraktives Sicherheitselement (2) aus einem Kunststofflaminat (1) mit einem mosaikartig aus Flächenelementen (12; 27; 28) zusammengesetzten Flächenmuster, wobei in den Flächenelementen (12; 27; 28) eine reflektierende Grenzschicht (8) zwischen einer Abformschicht (5) und einer Schutzschicht (6) des Kunststofflaminats (1) optisch wirksame Strukturen (9) bildet und auf das Kunststofflaminat (1) einfallendes, durch eine Deckschicht (4) des Kunststofflaminats (1) und durch die Abformschicht (5) hindurchtretendes Licht (11) mittels der optisch wirksamen Strukturen (9) vorbestimmt abgelenkt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die optisch wirksame Struktur (9) wenigstens eines der Flächenelemente (12; 27; 28) eine aus einer additiven Überlagerung eines linearen asymmetrischen Beugungsgitters (24) mit einer Mattstruktur erzeugte Beugungsstruktur (25) ist,
dass das lineare asymmetrische Beugungsgitter (24) eine Spatialfrequenz aus dem Wertebereich 50 Linien/mm bis 2'000 Linien/mm aufweist und
dass die Mattstruktur einen Mittenrauhwert aus dem Bereich 20 nm bis 2'000 nm und wenigstens in einer Richtung eine Korrelationslänge von 200 nm bis 50'000 nm besitzt.

2. Sicherheitselement (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Flächenelement (28) an ein erstes Flächenelement (27) angrenzt, dass in die Fläche des zweiten Flächenelements (28) die Beugungsstruktur (25) abgeformt ist und dass der Gittervektor (26) der linearen asymmetrischen Beugungsgitter (24) im ersten Flächenelement (27) im wesentlichen antiparallel zum Gittervektor (26) der linearen asymmetrischen Beugungsgitter (24) im zweiten Flächenelement (28) ausgerichtet ist.

3. Sicherheitselement (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Flächenelement (12, 27) Teilflächen (31) mit einer Beugungsstruktur (25) angeordnet sind, wobei sich die Beugungsstruktur (25) der Teilflächen (31) von der Beugungsstruktur (25) des Flächenelements (12, 27) nur durch das Streuvermögen der Mattstruktur unterscheidet.

4. Sicherheitselement (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilflächen (31) eine Information in Form eines Logos oder Schriftzugs bilden.

5. Sicherheitselement (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl der ersten Flächenelemente (27) auf der Fläche des zweiten Flächenelements (28) angeordnet ist, dass die ersten Flächenelemente (27) in einem Raster eine Vielzahl von Teilflächen (31) mit einer grössten Abmessung in wenigstens einer Dimension von weniger als 0,3 mm enthalten, dass in den Teilflächen (31) die Beugungsstruktur (25) des zweiten Flächenelements (28) abgeformt ist und dass längs einer Vorzugsrichtung (30) sich der Flächendeckungsgrad der Beugungsstruktur (25) des ersten Flächenelements (27) von Flächenelement (27) zu Flächenelement (27) ändert.

6. Sicherheitselement (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl der ersten Flächenelemente (27) auf der Fläche des zweiten Flächenelements (28) angeordnet ist und dass längs einer Vorzugsrichtung (30) sich die Asymmetrie der für die Beugungsstruktur (25) in den ersten Flächenelementen (12) eingesetzten Beugungsgitter (24) von Flächenelement (27) zu Flächenelement (27) ändert.

7. Sicherheitselement (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl der Flächenelemente (12) nebeneinander auf der Fläche des Flächenmusters angeordnet sind und dass längs einer Vorzugsrichtung (30) ein Blazewinkel (ε₂) des für die Beugungsstruktur (25) im Flächenelement (12) eingesetzten asymmetrischen Beugungsgitters (24) von einem Flächenelement (12) zum anderen Flächenelement (12) um eine der vorbestimmten Blazewinkelstufen (Δε) verändert ist.

8. Sicherheitselement (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mattstruktur isotrop ist.

9. Sicherheitselement (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mattstruktur anisotrop ist.

10. Sicherheitselement (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Beugungsgitter (24) achromatisch ist und eine Spatialfrequenz zwischen 50 Linien/mm und 300 Linien/mm aufweist.

11. Sicherheitselement (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzschicht (8) ein Belag aus einem Metall der Gruppe Aluminium, Silber, Gold, Chrom oder Tantal ist.

Claims

1. Diffractive security element (2) made of a plastic laminate (1) with a mosaic-type surface pattern composed of surface elements (12; 27; 28), wherein a reflective boundary layer (8) between a moulded layer (5) and a protective layer (6) of the plastic laminate (1) forms optically active structures (9) in the surface elements (12; 27; 28) and light (11), which is incident on the plastic laminate (1) and passes through a cover layer (4) of the plastic laminate (1) and through the moulded layer (5), is deflected using the optically active structures (9) in a predetermined manner, characterized
in that the optically active structure (9) of at least one of the surface elements (12; 27; 28) is a diffractive structure (25) produced from an additive superposition of a matt structure on a linear asymmetric diffraction grating (24),
in that the linear asymmetric diffraction grating (24) has a spatial frequency from the value range of 50 lines/mm to 2000 lines/mm and
in that the matt structure has an average roughness value from the range of 20 nm to 2000 nm and has at least in one direction a correlation length of 200 nm to 50,000 nm.

2. Security element (2) according to Claim 1, characterized in that a second surface element (28) adjoins a first surface element (27), in that the diffractive structure (25) is moulded into the surface of the second surface element (28) and in that the grating vector (26) of the linear asymmetric diffraction gratings (24) in the first surface element (27) is orientated substantially antiparallel with respect to the grating vector (26) of the linear asymmetric diffraction gratings (24) in the second surface element (28).

3. Security element (2) according to Claim 1 or 2, characterized in that partial surfaces (31) with a diffraction structure (25) are arranged in the surface element (12, 27), wherein the diffraction structure (25) of the partial surfaces (31) differs from the diffraction structure (25) of the surface element (12, 27) only in terms of the scattering capability of the matt structure.

4. Security element (2) according to Claim 3, characterized in that the partial surfaces (31) form an item of information in the form of a logo or text.

5. Security element (2) according to Claim 2, characterized in that a large number of the first surface elements (27) are arranged on the surface of the second surface element (28), in that the first surface elements (27) in a grid contain a large number of partial surfaces (31) with a maximum dimension in at least one dimension of less than 0.3 mm, in that the diffraction structure (25) of the second surface element (28) is moulded in the partial surfaces (31) and in that the degree of surface coverage of the diffraction structure (25) of the first surface element (27) varies from surface element (27) to surface element (27) along a preferential direction (30).

6. Security element (2) according to Claim 2, characterized in that a large number of the first surface elements (27) are arranged on the surface of the second surface element (28) and in that the asymmetry of the diffraction gratings (24) used for the diffraction structure (25) in the first surface elements (12) varies from surface element (27) to surface element (27) along a preferential direction (30).

7. Security element (2) according to Claim 1 or 2, characterized in that a large number of surface elements (12) are arranged next to one another on the surface of the surface pattern and in that a blaze angle (ε₂) of the asymmetric diffraction grating (24) used for the diffraction structure (25) in the surface element (12) is varied from one surface element (12) to another surface element (12) by one of the predetermined blaze angle stages (Δε) along a preferential direction (30).

8. Security element (2) according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the matt structure is isotropic.

9. Security element (2) according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the matt structure is anisotropic.

10. Security element (2) according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the diffraction grating (24) is achromatic and has a spatial frequency of between 50 lines/mm and 300 lines/mm.

11. Security element (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the boundary layer (8) is a coating made of a metal from the group of aluminium, silver, gold, chromium or tantalum.

Revendications

1. Elément de sécurité (2) à diffraction en un stratifié synthétique (1) avec un modèle de surface composé comme une mosaïque d'éléments plans (12 ; 27 ; 28), dans lequel dans les éléments plans (12 ; 27 ; 28), une couche limite (8) réfléchissante forme des structures (9) actives optiquement entre une couche de moulage (5) et une couche de protection (6) du stratifié synthétique (1) et de la lumière (11) passant à travers une couche de recouvrement (4) du stratifié synthétique (1) et à travers la couche de moulage (5), incidente sur le stratifié synthétique (1) est déviée de manière prédéterminée au moyen des structures (9) actives optiquement,
caractérisé en ce
que la structure (9) active optiquement au moins de l'un des éléments plans (12 ; 27 ; 28) est une structure de diffraction (25) générée à partir d'une superposition additive d'un réseau de diffraction (24) asymétrique, linéaire avec une structure mate,
en ce que le réseau de diffraction (24) asymétrique, linéaire présente une fréquence spatiale de la plage de valeur comprise entre 50 et 2 000 lignes/mm et en ce que la structure mate possède un indice de rugosité moyenne arithmétique de la plage comprise entre 20 et 2 000 nm et au moins dans une direction une longueur de corrélation de 200 à 50 000 nm.

2. Elément de sécurité (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un second élément plan (28) jouxte un premier élément plan (27), en ce que la structure de diffraction (25) est moulée dans la surface du second élément plan (28) et en ce que le vecteur de réseau (26) du réseau de diffraction (24) asymétrique, linéaire dans le premier élément plan (27) est orienté essentiellement antiparallèlement au vecteur de réseau (26) du réseau de diffraction (24) asymétrique, linéaire dans le second élément plan (28).

3. Elément de sécurité (2) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des surfaces partielles (31) avec une structure de diffraction (25) sont disposées dans l'élément plan (12, 27), la structure de diffraction (25) des surfaces partielles (31) se distinguant de la structure de diffraction (25) de l'élément plan (12, 27) uniquement par le pouvoir de diffusion de la structure mate.

4. Elément de sécurité (2) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les surfaces partielles (31) forment une information en forme de logo ou de signature.

5. Elément de sécurité (2) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une pluralité de premiers éléments plans (27) est disposée sur la surface du second élément plan (28), en ce que les premiers éléments plans (27) contiennent dans une trame une pluralité de surfaces partielles (31) avec une taille supérieure dans au moins une dimension inférieure à 0,3 mm, en ce que la structure de diffraction (25) du second élément plan (28) est moulée dans les surfaces partielles (31) et en ce que le degré de couverture de surface de la structure de diffraction (25) du premier élément plan (27) se modifie le long d'un sens préférentiel (30) d'un élément plan (27) à l'autre.

6. Elément de sécurité (2) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une pluralité de premiers éléments plans (27) est disposée sur la surface du second élément plan (28) et en ce que le long d'un sens préférentiel (30), l'asymétrie du réseau de diffraction (24) utilisé pour la structure de diffraction (25) dans les premiers éléments plans (12) se modifie d'un élément plan (27) à l'autre.

7. Elément de sécurité (2) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une pluralité d'éléments plans (12) est disposée les uns à côté des autres sur la surface du modèle de surface et en ce que le long d'un sens préférentiel (30), un angle de blaze (ε₂) du réseau de diffraction (24) asymétrique, utilisé pour la structure de diffraction (25) dans l'élément plan (12) est modifié d'un élément plan (12) à l'autre autour d'un des niveaux d'angle de blaze (Δε) prédéterminés.

8. Elément de sécurité (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la structure mate est isotrope.

9. Elément de sécurité (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la structure mate est anisotrope.

10. Elément de sécurité (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le réseau de diffraction (24) est achromatique et présente une fréquence spatiale comprise entre 50 et 300 lignes/mm.

11. Elément de sécurité (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche limite (8) est un revêtement en un métal du groupe suivant : aluminium, argent, or, chrome ou tantale.

Zeichnung