WO1998010324A1 - Surface pattern with at least two different light-diffracting relief structures for optical security elements - Google Patents

Surface pattern with at least two different light-diffracting relief structures for optical security elements Download PDF

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WO1998010324A1
WO1998010324A1 PCT/EP1997/004608 EP9704608W WO9810324A1 WO 1998010324 A1 WO1998010324 A1 WO 1998010324A1 EP 9704608 W EP9704608 W EP 9704608W WO 9810324 A1 WO9810324 A1 WO 9810324A1
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partial
grating
partial surface
surface pattern
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Wayne Robert Tompkin
René Staub
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Electrowatt Technology Innovation Ag
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Definitions

  • the invention relates to a surface pattern of the type mentioned in the preamble of claim 1.
  • Such surface patterns have a microscopic relief structure and are suitable as optical security elements, for example to increase counterfeit security and / or the conspicuous identification of objects of all kinds, and can be used in particular for securities, ID cards, means of payment and similar objects to be secured.
  • the invention has for its object to propose further optical effects that increase the security of such surface patterns.
  • the invention is based on the knowledge that the diffraction capacity of a light-diffraction grating, with a suitable choice of its profile height and / or profile shape, depends on the polarization of the incident light.
  • a surface pattern with such a grating appears when viewed in non-polarized light, but through a polarizer held in front of the eyes, in a brightness and color that depends on the orientation (rotational position) of the polarizer.
  • two light diffraction gratings with different polarization properties allows the surface pattern to be equipped with information that is barely visible to the unarmed eye when viewed in non-polarized light, but that is clearly recognizable when viewed through a polarizer.
  • two grids are used which differ only in the profile height of their furrows, while the other grid parameters line spacing, azimuthal orientation and profile shape are identical.
  • the grids are preferably implemented as microscopic relief structures, which allows simple mass reproduction by embossing.
  • the embossing die is advantageously designed in such a way that the embossed relief structure achieves the desired profile shape as far as possible.
  • One method for producing such relief structures with dimensions in the submicron range is, for example, electron beam lithography.
  • FIG. 1 shows a surface pattern in cross section
  • FIG. 2 shows the surface pattern in plan view
  • FIG. 3 shows the relative spectral sensitivity of the human eye
  • FIG. 4 shows another cross-sectional area pattern
  • FIG. 5 shows the diffraction efficiency of the zeroth diffraction order for a first grating
  • FIG. 6 shows the diffraction efficiency of the zeroth diffraction order for a second grating
  • FIG. 7 multiplied the diffraction efficiency of the zeroth diffraction order for the two gratings when illuminated with unpolarized light
  • FIG. 8 multiplied by the spectral sensitivity of the human eye
  • FIG. 11 diffraction efficiencies multiplied by the spectral sensitivity of the human eye of the first diffraction order for the two gratings
  • FIG. 12 Illumination with TE-polarized light
  • FIG. 12 diffraction efficiencies of the first diffraction order multiplied by the spectral sensitivity of the human eye for the two gratings when illuminated with TM-poarized light
  • FIG. 13 shows a surface pattern with brightness adjustment
  • FIG. 15 shows the diffraction efficiency of the zeroth diffraction order for a second grating as a function of the angle of incidence
  • FIG. 16 shows the contrast of these gratings when illuminated with white light as a function of the
  • Angle of incidence. 1 shows in cross section a surface pattern 1 which is constructed as a layer composite 2.
  • An intermediate layer 4, a first lacquer layer 5, a reflective reflection layer 6, a second lacquer layer 7 and an adhesive layer 8 are applied to a carrier layer 3 in the order given.
  • the layers 3 to 8 form the layer composite 2.
  • microscopically fine relief structures 9, 10 are embedded, which diffract light 12 incident through the lacquer layer 5 and at least partially reflect it.
  • the profile height of the relief structures 9 and 10 is h
  • the refractive index of the lacquer layer 5 is designated n5.
  • the layer composite 2 is glued to a substrate 11 to be protected, for example a document, the adhesive layer 8 resting on the substrate 11. After the surface pattern 1 has been stuck onto the substrate 11, the carrier layer 3 is removed. The light 12 strikes the surface pattern 1 from the side of the first lacquer layer 5 at an angle ⁇ to the normal 13. An observer sees the light 14 diffracted and reflected on the relief structures 9 and 10.
  • the surface pattern 1 shows the surface pattern 1 in a top view.
  • the surface pattern 1 consists of two adjacent partial surfaces 15 and 16, which, as shown, preferably have common boundary lines and serve for mutual referencing.
  • a first grid G1 is present in the partial area 15 as a microscopically fine relief structure 9 (FIG. 1), and a second grid G2 is present in the partial area 16 as a microscopic fine relief structure 10.
  • the enlarged furrows 17 of the grids G l and G2 are parallel, i.e. they have the same azimuthal orientation.
  • the common boundary of the two partial surfaces 15 and 16 is chosen in the example so that information "V" is formed.
  • the information can also be a graphic representation, for example a logo, a coat of arms, a pattern, etc.
  • the grids Gl and G2 have the same line spacing of 1 ⁇ m and a sinusoidal profile shape.
  • the optically effective profile height h- * n5 (FIG. 1) of the first grating Gl is 70 nm
  • the optically effective profile height h 2 * n5 of the second grating G2 is 300 nm.
  • the reflection layer 6 consists of aluminum.
  • Geometric profile heights h and h 2 are of the same size, instead of the single lacquer layer 5, which covers both partial areas 15 and 16, the first partial area 15 is provided to cover a lacquer layer 5a with a first refractive index n5a and the second partial area 16 with a lacquer layer 5b with a second refractive index n5b.
  • the lacquer layers 5a and 5b can advantageously be applied with an ink jet printer. At the same time, this represents a simple way of providing the surface pattern 1 with individual information.
  • a dotted line 18 is used for TE-polarized light
  • a solid line 20 for unpolarized light.
  • the diffraction efficiency for unpolarized light corresponds to the arithmetic mean of the diffraction efficiencies of the TE and TM polarized light.
  • TE polarization means that the electric field of the light 12 (FIG. 1) oscillates parallel to the furrows 17 (FIG. 2), the magnetic field perpendicular to the furrows 17 of the grating Gl
  • TM polarization means that the magnetic field oscillates parallel to the furrows 17 and the electric field perpendicular to the furrows 17 of the grid G l.
  • FIG. 6 shows the diffraction efficiency of the second grating G2 as a function of the wavelength ⁇ for TE and TM polarized light and for unpolarized light 12 that falls perpendicularly on the grating G2 for the zero order of diffraction.
  • FIG. 7 shows the curves of FIGS. 5 and 6 multiplied by the spectral sensitivity of the human eye for unpolarized light. It can be seen from this that the human eye perceives the two gratings G1 and G2 as almost the same and therefore cannot recognize the information “V” (FIG. 2) present in the partial areas 15 and 16.
  • FIGS. 5 and 6 show the curves of FIGS. 5 and 6 multiplied by the spectral sensitivity of the human eye in the event that the grids Gl and G2 are illuminated with TE or TM polarized light or illuminated with unpolarized light, but by a polarizer that is transparent to TE or TM polarized light can be viewed through. It follows from this that in TE-polarized light the partial area 16 with the grating G2 appears approximately twice as bright as the partial area 15 with the grating Eq. In addition, the human eye perceives partial area 16 in blue-green, partial area 15 in light brown color. In TM-polarized light, the partial area 15 is brighter than the partial area 16, but both partial areas 15 and 16 appear in the same color.
  • the previous considerations apply to vertical incidence. If the light 12 (FIG. 1) falls obliquely onto the gratings G1 and G2, then the incident light always contains TE and TM polarized light, except in special cases.
  • the surface pattern 1 (FIG. 2) is therefore advantageously viewed through a polarizer that emits either the TE or the TM polarized light that is on the grating Gl or G2 has been bent and reflected, absorbed.
  • the brightness and the color of the partial surfaces 15 and 16 change with the rotational position of the polarizer.
  • the subject of the previous investigations has been the light diffracted and reflected in the zero diffraction order, i.e. the light reflected in specular reflection.
  • Neither the profile shape nor the line spacing of the grating Gl or G2 have any influence on the direction of the zeroth diffraction order.
  • Both the profile shape and the line spacing of the two gratings G 1 and G 2 can thus be optimized such that even when the light 12 is at an angle, it is ensured that the information “V” is only visible in at least partially polarized light or thanks to the use of a polarizer.
  • the diffraction efficiency of the gratings Gl and G2 also depends on its polarization for the light diffracted in the first diffraction order. 10-12 show the spectra of the first diffraction order for unpolarized light, TE-polarized or TM-polarized light that already take the spectral sensitivity of the human eye into account.
  • the first diffraction order thus shows
  • the partial areas 21 contain e.g. a diffusely scattering matt structure or, preferably, a grating structure consisting of two superimposed gratings, the furrows 17 (FIG. 2) of which are arranged perpendicular to one another, with a number of lines which is greater than approximately 1800 lines / mm, it being assumed that the refractive index n5 the lacquer layer 5 (FIG. 1) has the value 1.5.
  • a crossed lattice structure acts like a black surface for visible light, since the visible light is neither diffracted nor reflected, but is absorbed (see e.g. G.H. Derrick et al “Applied Physics, Vol. 18, pp. 39-52 (1979)). Thanks to the partial areas 21, the brightness of the partial area 15 is reduced to the brightness of the partial area 16.
  • some of the partial surfaces 21 can be designed as a reflecting surface and others of the partial surfaces 21 as a lattice structure with crossed gratings.
  • the reflectivity of a mirror is usually greater than the diffraction power of a grating.
  • the brightness of the sub-area 15 can thus be increased for an observer who sub-area 15 in the zeroth Diffraction order, ie in mirror reflection to the light source, considered.
  • partial surfaces 21, which are designed as a crossed lattice structure with a high number of lines the brightness of the partial surface 15 can be reduced for all diffraction orders.
  • the grids Gl and G2 of the partial areas 15 and 16 have the same profile shape and the same optically effective profile height h
  • the polarizing properties of the surface pattern 1 can also be verified mechanically with an appropriately equipped reading device.
  • the line spacing is 0.4 ⁇ m.
  • the reflection layer 6 (Fig. 1) consists of aluminum. 14 and 15 show the diffraction efficiency for the light diffracted to the zeroth order on the gratings G1 and G2, respectively, as a function of the angle of incidence ⁇ of the light 12 (FIG. 1), the wavelength of which is 550 nm. Roughly speaking, three angular ranges can be distinguished.
  • the light on both gratings Gl and G2 is diffracted with comparable intensity and hardly polarized, so that the surface pattern 1 (FIG. 2) appears to a viewer as a reflecting surface.
  • the grating G 1 polarizes the incident light comparatively strongly, while the grating G2 polarizes the incident light only slightly.
  • the diffraction efficiency for unpolarized light is approximately the same for both gratings G 1 and G2.
  • the surface pattern 1 In normal lighting with unpolarized light and viewing without polarizing aids, the surface pattern 1 still appears to a viewer as a reflecting surface: the information "V” is not recognizable. When viewed through a polarizer, however, the information “V” is visible in the surface pattern 1. At angles of incidence ⁇ above approximately 60 ° The two gratings Gl and G2 polarize the incident light differently, but the diffraction efficiency for unpolarized light is now different for both gratings Gl and G2, so that the two gratings Gl and G2 appear differently bright at large angles of incidence ⁇ from approximately 80 °. This makes the information "V" recognizable even in unpolarized light.
  • FIG. 16 shows the contrast as a function of the angle of incidence ⁇ when illuminated with white, unpolarized light.
  • the contrast is low for angles of incidence ⁇ that are smaller than approximately 75-80 ° and increases significantly for angles of incidence ⁇ above approximately 80 °.
  • the surface pattern 1 shown in FIG. 2 has the two partial surfaces 15 and 16.
  • the partial surfaces 15 and 16 can of course be shaped as desired and, for example, also represent a thin line.
  • all parameters that influence the diffraction efficiency of the relief structure can be varied. These are primarily the profile shape of the grids G1 and G2, but also the materials of the reflective layer 6 (FIG. 1) and the lacquer layer 5. It is e.g. possible that the reflection layer 6 for the partial surface 15 made of a first metal, e.g. Gold, and the reflection layer 6 for the partial surface 16 made of a second metal, e.g. Tellurium exists.
  • a first metal e.g. Gold
  • a second metal e.g. Tellurium

Abstract

The invention concerns a surface pattern (1) with at least two part areas (15; 16) comprising microscopically fine light-diffracting relief structures. The edging around the two part areas (15; 16) forms information ('V') which, when illuminated with unpolarized light and viewed without polarizing devices cannot be recognized or can only be recognized with difficulty, and which, when illuminated in a predetermined direction with unpolarized light and viewed with polarizing devices from a viewing direction dependent on the illumination direction can be recognized comparatively clearly. The relief structures in the two part areas (15; 16) are grids with different profile heights and/or profile shapes having an optical effect. Surface patterns of this type are suitable as optical security features for protecting identity cards or objects of all kinds.

Description

FLÄCHENMUSTER MIT WENIGSTENS ZWEI VERSCHIEDENEN LICHTBEUGENDEN RELIEFSTRUKTUREN FÜR OPTISCHE SICHERHEITSELEMENTE SURFACE PATTERN WITH AT LEAST TWO DIFFERENT LIGHT-BREAKING RELIEF STRUCTURES FOR OPTICAL SECURITY ELEMENTS
Die Erfindung betrifft ein Flächenmuster der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.The invention relates to a surface pattern of the type mentioned in the preamble of claim 1.
Solche Flächenmuster weisen eine mikroskopisch feine Reliefstruktur auf und eignen sich als optische Sicherheitselemente beispielsweise zur Erhöhung der Fälschungssicherheit und/oder der auffälligen Kennzeichnung von Gegenständen aller Art und sind insbesondere bei Wertpapieren, Ausweisen, Zahlungsmitteln und ähnlichen, zu sichernden Gegenständen verwendbar.Such surface patterns have a microscopic relief structure and are suitable as optical security elements, for example to increase counterfeit security and / or the conspicuous identification of objects of all kinds, and can be used in particular for securities, ID cards, means of payment and similar objects to be secured.
Flächenmuster mit mikroskopisch feinen, lichtbeugenden Reliefstrukturen sind aus diversen Patenten bekannt, z.B. aus dem europäischen Patent EP 105 099.Surface patterns with microscopic, light-diffractive relief structures are known from various patents, e.g. from European patent EP 105 099.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, weitere optische Effekte vorzuschlagen, die die Sicherheit solcher Flächenmuster erhöhen.The invention has for its object to propose further optical effects that increase the security of such surface patterns.
Die Erfindung besteht in den in den Ansprüchen 1 , 7 und 9 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The invention consists in the features specified in claims 1, 7 and 9. Advantageous configurations result from the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das Beugungsvermögen eines lichtbeugenden Gitters bei geeigneter Wahl seiner Profilhöhe und/oder Profilform abhängig von der Polarisation des auftreffenden Lichtes ist. Ein Flächenmuster mit einem solchen Gitter erscheint bei Betrachtung in nicht polarisiertem Licht, jedoch durch einen vor die Augen gehaltenen Polarisator hindurch, in einer Helligkeit und Farbe, die von der Orientierung (Drehlage) des Polarisators abhängt.The invention is based on the knowledge that the diffraction capacity of a light-diffraction grating, with a suitable choice of its profile height and / or profile shape, depends on the polarization of the incident light. A surface pattern with such a grating appears when viewed in non-polarized light, but through a polarizer held in front of the eyes, in a brightness and color that depends on the orientation (rotational position) of the polarizer.
Die Verwendung von zwei lichtbeugenden Gittern mit unterschiedlichen Polarisationseigenschaften erlaubt die Ausstattung des Flächenmusters mit Informationen, die bei Betrachtung in nicht polarisiertem Licht vom unbewaffneten Auge kaum erkennbar sind, die jedoch bei Betrachtung durch einen Polarisator hindurch deutlich erkennbar sind. In einer bevorzugten Ausfuhrung werden zwei Gitter verwendet, die sich nur in der Profilhöhe ihrer Furchen unterscheiden, während die übrigen Gitterparameter Linienabstand, azimutale Orientierung und Profilform identisch sind.The use of two light diffraction gratings with different polarization properties allows the surface pattern to be equipped with information that is barely visible to the unarmed eye when viewed in non-polarized light, but that is clearly recognizable when viewed through a polarizer. In a preferred embodiment, two grids are used which differ only in the profile height of their furrows, while the other grid parameters line spacing, azimuthal orientation and profile shape are identical.
Die Gitter sind bevorzugt als mikroskopisch feine Reliefstrukturen realisiert, was eine einfache Massen- Vervielfältigung durch Prägen erlaubt. Um bei der Herstellung entstehende Abweichungen von der gewünschten Profilform zu kompensieren, ist die Prägematrize mit Vorteil so gestaltet, dass die geprägte Reliefstruktur die gewünschte Profilform möglichst erreicht.The grids are preferably implemented as microscopic relief structures, which allows simple mass reproduction by embossing. In order to compensate for deviations from the desired profile shape that arise during manufacture, the embossing die is advantageously designed in such a way that the embossed relief structure achieves the desired profile shape as far as possible.
Obwohl sich die Polarisationseigenschaften der Gitter an sich berechnen lassen, kann der Rechenaufwand zur Optimierung eines Gitters sehr gross sein. Es ist deshalb oft nötig, die dem optischen Effekt angepasste Profilhöhe experimentell zu optimieren. Stellvertretend für mathematische Methoden, Algorythmen und numerische Computerprogramme zur Berechnung der Beugungseigenschaften metallischer Gitter seien erwähnt: Das Buch "Electromagnetic Theory of Grätings" von R. Petit, Springer Verlag, der Artikel "Rigorous coupled-wave analysis of metallic surface-relief gratings" von M.Although the polarization properties of the grids can be calculated per se, the computational effort to optimize a grid can be very large. It is therefore often necessary to experimentally optimize the profile height that is adapted to the optical effect. Representative of mathematical methods, algorithms and numerical computer programs for the calculation of the diffraction properties of metallic gratings are mentioned: The book "Electromagnetic Theory of Grätings" by R. Petit, Springer Verlag, the article "Rigorous coupled-wave analysis of metallic surface-relief gratings" by M.
BESTÄΠGUNGSKOPIE G. Moharam und T. K. Gaylord, erschienen im Journal of the Optical Society of America A, Vol. 3( 1 1 ), pp. 1780-1787, 1986, sowie das Softwarepaket "GSOLVER V2.0" .CONFIRMATION COPY G. Moharam and TK Gaylord, published in the Journal of the Optical Society of America A, Vol. 3 (1 1), pp. 1780-1787, 1986, and the software package "GSOLVER V2.0".
Eine Methode zur Herstellung solcher Reliefstrukturen mit im Submikrometerbereich liegenden Abmessungen ist beispielsweise die Elektronenstrahllithografie.One method for producing such relief structures with dimensions in the submicron range is, for example, electron beam lithography.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing.
Es zeigen: Fig. 1 ein Flächenmuster im Querschnitt, Fig. 2 das Flächenmuster in der Draufsicht,1 shows a surface pattern in cross section, FIG. 2 shows the surface pattern in plan view,
Fig. 3 die relative spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges, Fig. 4 ein weiteres Flächenmuster im Querschnitt, Fig. 5 die Beugungseffizienz der nullten Beugungsordnung für ein erstes Gitter,3 shows the relative spectral sensitivity of the human eye, FIG. 4 shows another cross-sectional area pattern, FIG. 5 shows the diffraction efficiency of the zeroth diffraction order for a first grating,
Fig. 6 die Beugungseffizienz der nullten Beugungsordnung für ein zweites Gitter, Fig. 7 mit der spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges multiplizierte Beugungseffizienz der nullten Beugungsordnung für die beiden Gitter bei Beleuchtung mit unpolarisiertes Licht, Fig. 8 mit der spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges multiplizierte6 shows the diffraction efficiency of the zeroth diffraction order for a second grating, FIG. 7 multiplied the diffraction efficiency of the zeroth diffraction order for the two gratings when illuminated with unpolarized light, and FIG. 8 multiplied by the spectral sensitivity of the human eye
Beugungseffizienzen der nullten Beugungsordnung für die beiden Gitter fiir TE- polarisiertes Licht, Fig. 9 mit der spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges multiplizierteDiffraction efficiencies of the zeroth diffraction order for the two gratings for TE-polarized light, FIG. 9 multiplied by the spectral sensitivity of the human eye
Beugungseffizienzen der nullten Beugungsordnung für die beiden Gitter für TM- polarisiertes Licht,Diffraction efficiencies of the zeroth diffraction order for the two gratings for TM polarized light,
Fig. 10 mit der spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges multiplizierte Beugungseffizienzen der ersten Beugungsordnung für die beiden Gitter bei Beleuchtung mit unpolarisiertes Licht, Fig. 11 mit der spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges multiplizierte Beugungseffϊzienzen der ersten Beugungsordnung für die beiden Gitter bei10 diffraction efficiencies multiplied by the spectral sensitivity of the human eye of the first diffraction order for the two gratings when illuminated with unpolarized light, FIG. 11 diffraction efficiencies multiplied by the spectral sensitivity of the human eye of the first diffraction order for the two gratings
Beleuchtung mit TE-polarisiertem Licht, Fig. 12 mit der spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges multiplizierte Beugungseffizienzen der ersten Beugungsordnung für die beiden Gitter bei Beleuchtung mit TM-poarisiertem Licht, Fig. 13 ein Flächenmuster mit Helligkeitsabgleich,Illumination with TE-polarized light, FIG. 12 diffraction efficiencies of the first diffraction order multiplied by the spectral sensitivity of the human eye for the two gratings when illuminated with TM-poarized light, FIG. 13 shows a surface pattern with brightness adjustment,
Fig. 14 die Beugungseffizienz der nullten Beugungsordnung für ein erstes Gitter in14 shows the diffraction efficiency of the zeroth diffraction order for a first grating in
Funktion des Einfallswinkels, Fig. 15 die Beugungseffizienz der nullten Beugungsordnung für ein zweites Gitter in Funktion des Einfallswinkels, und Fig. 16 den Kontrast dieser Gitter bei Beleuchtung mit weissem Licht in Funktion des15 shows the diffraction efficiency of the zeroth diffraction order for a second grating as a function of the angle of incidence, and FIG. 16 shows the contrast of these gratings when illuminated with white light as a function of the
Einfallswinkels. Die Fig. 1 zeigt im Querschnitt ein Flächenmuster 1, das als Schichtverbund 2 aufgebaut ist. Auf eine Trägerschicht 3 sind in der angegebenen Reihenfolge eine Zwischenschicht 4, eine erste Lackschicht 5, eine reflektierende Reflexionsschicht 6, eine zweite Lackschicht 7 und eine Kleberschicht 8 aufgebracht. Die Schichten 3 bis 8 bilden den Schichtverbund 2. Zwischen den Lackschichten 5 und 7 sind mikro- skopisch feine Reliefstrukturen 9, 10 eingebettet, welche durch die Lackschicht 5 hindurch auftreffendes Licht 12 beugen und mindestens teilweise reflektieren. Die Profilhöhe der Reliefstrukturen 9 und 10 ist mit h| bzw. h2 bezeichnet, der Linienabstand mit d- bzw. d2. Der Brechungsindex der Lackschicht 5 ist mit n5 bezeichnet. Der Schichtverbund 2 wird auf ein zu schützendes Substrat 1 1, z.B. ein Dokument, aufgeklebt, wobei die Kleberschicht 8 auf dem Substrat 1 1 aufliegt. Nach dem Aufkleben des Flächen- musters 1 auf das Substrat 1 1 wird die Trägerschicht 3 abgezogen. Das Licht 12 trifft von der Seite der ersten Lackschicht 5 unter einem Winkel θ zur Normalen 13 auf das Flächenmuster 1 auf. Ein Beobachter sieht das an den Reliefstrukturen 9 und 10 gebeugte und reflektierte Licht 14.Angle of incidence. 1 shows in cross section a surface pattern 1 which is constructed as a layer composite 2. An intermediate layer 4, a first lacquer layer 5, a reflective reflection layer 6, a second lacquer layer 7 and an adhesive layer 8 are applied to a carrier layer 3 in the order given. The layers 3 to 8 form the layer composite 2. Between the lacquer layers 5 and 7, microscopically fine relief structures 9, 10 are embedded, which diffract light 12 incident through the lacquer layer 5 and at least partially reflect it. The profile height of the relief structures 9 and 10 is h | or h 2 , the line spacing with d- or d 2 . The refractive index of the lacquer layer 5 is designated n5. The layer composite 2 is glued to a substrate 11 to be protected, for example a document, the adhesive layer 8 resting on the substrate 11. After the surface pattern 1 has been stuck onto the substrate 11, the carrier layer 3 is removed. The light 12 strikes the surface pattern 1 from the side of the first lacquer layer 5 at an angle θ to the normal 13. An observer sees the light 14 diffracted and reflected on the relief structures 9 and 10.
Die Fig. 2 zeigt das Flächenmuster 1 in der Draufsicht. Das Flächenmuster 1 besteht aus zwei nebeneinander liegenden Teilflächen 15 und 16, die, wie dargestellt, vorzugsweise gemeinsame Begrenzungs- linien aufweisen und der gegenseitigen Referenzierung dienen. In der Teilfläche 15 ist als mikroskopisch feine Reliefstruktur 9 (Fig. 1 ) ein erstes Gitter Gl , in der Teilfläche 16 ist als mikroskopisch feine Reliefstruktur 10 ein zweites Gitter G2 vorhanden. Die vergrössert gezeichneten Furchen 17 der Gitter G l und G2 sind parallel, d.h. sie haben die gleiche azimutale Orientierung. Die gemeinsame Berandung der beiden Teilflächen 15 und 16 ist im Beispiel so gewählt, dass eine Information "V" gebildet ist. Die Information kann neben sinngebenden Zeichen auch eine bildliche Darstellung sein, beispielsweise ein Logo, ein Wappen, ein Muster, usw.2 shows the surface pattern 1 in a top view. The surface pattern 1 consists of two adjacent partial surfaces 15 and 16, which, as shown, preferably have common boundary lines and serve for mutual referencing. A first grid G1 is present in the partial area 15 as a microscopically fine relief structure 9 (FIG. 1), and a second grid G2 is present in the partial area 16 as a microscopic fine relief structure 10. The enlarged furrows 17 of the grids G l and G2 are parallel, i.e. they have the same azimuthal orientation. The common boundary of the two partial surfaces 15 and 16 is chosen in the example so that information "V" is formed. In addition to meaningful characters, the information can also be a graphic representation, for example a logo, a coat of arms, a pattern, etc.
Nachfolgend sind mehrere Beispiele beschrieben, wie die Gitter Gl und G2 auszugestalten sind, damit die durch die Form der Teilflächen 15 und 16 gebildete Information "V" bei Betrachtung in unpolarisiertem Licht kaum oder vergleichsweise schwach erkennbar, bei Betrachtung in polarisiertem Licht oder durch einen Polarisator hindurch deutlich erkennbar ist. Dazu ist in der Fig. 3 noch die relative spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges dargestellt, wie sie im Buch "Principles of Optics" von M. Born und E. Wolf angegeben ist.Several examples are described below as to how the grids G1 and G2 are to be designed so that the information “V” formed by the shape of the sub-areas 15 and 16 is barely or comparatively weakly recognizable when viewed in unpolarized light, when viewed in polarized light or by a polarizer through it is clearly recognizable. In addition, the relative spectral sensitivity of the human eye is shown in FIG. 3, as specified in the book "Principles of Optics" by M. Born and E. Wolf.
Beispiel 1example 1
Die Gitter Gl und G2 weisen den gleichen Linienabstand von 1 μm und eine sinusförmige Profilform auf. Die optisch wirksame Profilhöhe h-*n5 (Fig. 1 ) des ersten Gitters Gl beträgt 70 nm, die optisch wirksame Profilhöhe h2*n5 des zweiten Gitters G2 beträgt 300 nm. Die Reflexionsschicht 6 besteht aus Aluminium.The grids Gl and G2 have the same line spacing of 1 μm and a sinusoidal profile shape. The optically effective profile height h- * n5 (FIG. 1) of the first grating Gl is 70 nm, the optically effective profile height h 2 * n5 of the second grating G2 is 300 nm. The reflection layer 6 consists of aluminum.
Im Beispiel der Fig. 1 sind unterschiedliche optisch wirksame Profilhöhen h-"-*n5 und h2*n5 realisiert, indem die geometrischen Profilhöhen h- und h2 verschieden gross sind. Bei einer anderen, in der Fig. 4 gezeigten Lösung sind die geometrischen Profilhöhen h- und h2 gleich gross, dafür ist anstelle der einzigen Lackschicht 5, die beide Teilflächen 15 und 16 bedeckt, vorgesehen, die erste Teilfläche 15 mit einer Lackschicht 5a mit einem ersten Brechungsindex n5a und die zweite Teilfläche 16 mit einer Lackschicht 5b mit einem zweiten Brechungsindex n5b zu bedecken. Die Lackschichten 5a und 5b können vorteilhaft mit einem Ink-Jet Printer aufgebracht werden. Dies stellt gleichzeitig eine einfache Art dar, das Flächenmuster 1 mit individuellen Informationen zu versehen.1, different optically effective profile heights h - "- * n5 and h 2 * n5 are realized by the geometric profile heights h- and h 2 being of different sizes. In another solution shown in FIG Geometric profile heights h and h 2 are of the same size, instead of the single lacquer layer 5, which covers both partial areas 15 and 16, the first partial area 15 is provided to cover a lacquer layer 5a with a first refractive index n5a and the second partial area 16 with a lacquer layer 5b with a second refractive index n5b. The lacquer layers 5a and 5b can advantageously be applied with an ink jet printer. At the same time, this represents a simple way of providing the surface pattern 1 with individual information.
Die Fig. 5 zeigt die Beugungseffizienz des ersten Gitters Gl in Funktion der Wellenlänge λ für die nullte Beugungsordnung für TE- oder TM-polarisiertes Licht sowie für unpolarisiertes Licht, das unter dem Winkel θ = 0° (Fig. 1), d.h. senkrecht, auf das Gitter Gl fällt. In den Figuren der Zeichnung ist für TE- polarisiertes Licht eine punktierte Linie 18, für TM-polarisiertes Licht eine gestrichelte Linie 19 und für unpolarisiertes Licht eine ausgezogene Linie 20 verwendet. Die Beugungseffizienz für unpolarisiertes Licht entspricht dem arithmetischen Mittelwert der Beugungseffizienzen des TE- und des TM- polarisierten Lichtes. Die Bezeichnung TE-Polarisation bedeutet, dass das elektrische Feld des Lichtes 12 (Fig. 1) parallel zu den Furchen 17 (Fig. 2), das magnetische Feld senkrecht zu den Furchen 17 des Gitters Gl oszilliert, während TM-Polarisation bedeutet, dass das magnetische Feld parallel zu den Furchen 17 und das elektrische Feld senkrecht zu den Furchen 17 des Gitters G l schwingt. Im für das menschliche Auge gut sichtbaren Bereich, d.h. im Bereich der Wellenlängen λ von etwa 475 bis 650 nm, wird Licht mit TE-Polarisation und Licht mit TM-Polarisation mit annähernd gleicher Effizienz in die nullte Beugungsordnung gebeugt.Fig. 5 shows the diffraction efficiency of the first grating Gl as a function of the wavelength λ for the zeroth diffraction order for TE or TM polarized light as well as for unpolarized light which is at the angle θ = 0 ° (Fig. 1), i.e. perpendicular, falls on the grid Gl. In the figures of the drawing, a dotted line 18 is used for TE-polarized light, a dashed line 19 for TM-polarized light and a solid line 20 for unpolarized light. The diffraction efficiency for unpolarized light corresponds to the arithmetic mean of the diffraction efficiencies of the TE and TM polarized light. The term TE polarization means that the electric field of the light 12 (FIG. 1) oscillates parallel to the furrows 17 (FIG. 2), the magnetic field perpendicular to the furrows 17 of the grating Gl, while TM polarization means that the magnetic field oscillates parallel to the furrows 17 and the electric field perpendicular to the furrows 17 of the grid G l. In the area that is clearly visible to the human eye, i.e. In the range of the wavelengths λ of approximately 475 to 650 nm, light with TE polarization and light with TM polarization are diffracted into the zeroth diffraction order with approximately the same efficiency.
Die Fig. 6 zeigt die Beugungseffizienz des zweiten Gitters G2 in Funktion der Wellenlänge λ für TE und TM polarisiertes Licht sowie für unpolarisiertes Licht 12, das senkrecht auf das Gitter G2 fällt, für die nullte Beugungsordnung.FIG. 6 shows the diffraction efficiency of the second grating G2 as a function of the wavelength λ for TE and TM polarized light and for unpolarized light 12 that falls perpendicularly on the grating G2 for the zero order of diffraction.
In der Fig. 7 sind die mit der spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges multiplizierten Kurven der Fig. 5 und 6 für unpolarisiertes Licht dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass das menschliche Auge die beiden Gitter Gl und G2 als nahezu gleich wahrnimmt und daher die in den Teilflächen 15 und 16 vorhandene Information "V" (Fig. 2) nicht zu erkennen vermag.FIG. 7 shows the curves of FIGS. 5 and 6 multiplied by the spectral sensitivity of the human eye for unpolarized light. It can be seen from this that the human eye perceives the two gratings G1 and G2 as almost the same and therefore cannot recognize the information “V” (FIG. 2) present in the partial areas 15 and 16.
Die Fig. 8 und 9 zeigen die mit der spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges multiplizierten Kurven der Fig. 5 und 6 für den Fall, dass die Gitter Gl und G2 mit TE- oder TM-polarisiertem Licht beleuchtet oder mit unpolarisiertem Licht beleuchtet, aber durch einen für TE- oder TM-polarisiertes Licht durchlässigen Polarisator hindurch betrachtet werden. Daraus ergibt sich, dass in TE-polarisiertem Licht die Teilfläche 16 mit dem Gitter G2 etwa doppelt so hell erscheint wie die Teilfläche 15 mit dem Gitter Gl . Zudem nimmt das menschliche Auge die Teilfläche 16 in blaugrüner, die Teilfläche 15 in hellbrauner Farbe wahr. In TM-polarisiertem Licht ist die Teilfläche 15 heller als die Teilfläche 16, jedoch erscheinen beide Teilflächen 15 und 16 in gleicher Farbe.8 and 9 show the curves of FIGS. 5 and 6 multiplied by the spectral sensitivity of the human eye in the event that the grids Gl and G2 are illuminated with TE or TM polarized light or illuminated with unpolarized light, but by a polarizer that is transparent to TE or TM polarized light can be viewed through. It follows from this that in TE-polarized light the partial area 16 with the grating G2 appears approximately twice as bright as the partial area 15 with the grating Eq. In addition, the human eye perceives partial area 16 in blue-green, partial area 15 in light brown color. In TM-polarized light, the partial area 15 is brighter than the partial area 16, but both partial areas 15 and 16 appear in the same color.
Die bisherigen Betrachtungen gelten für senkrechten Einfall. Fällt das Licht 12 (Fig. 1) schräg auf die Gitter Gl und G2, dann enthält das einfallende Licht ausser in Spezialfällen immer TE- und TM- polarisiertes Licht. Das Flächenmuster 1 (Fig. 2) wird deshalb mit Vorteil durch einen Polarisator hindurch betrachtet, der entweder das TE- oder das TM-polarisierte Licht, das am Gitter Gl bzw. G2 gebeugt und reflektiert wurde, absorbiert. Bei einer Änderung des Einfallswinkels θ (Fig.l) ändern die in den Fig. 5 bis 9 dargestellten Spektren, was dazu führen kann, dass die durch die Berandung der Teilflächen 15 und 16 gebildete Information "V" aus gewissen Beobachtungsrichtungen wenigstens schwach sichtbar ist. Bei Betrachtung des Flächenmusters 1 durch den Polarisator hindurch ändern jedoch mit der Drehlage des Polarisators die Helligkeit und die Farbe der Teilflächen 15 und 16.The previous considerations apply to vertical incidence. If the light 12 (FIG. 1) falls obliquely onto the gratings G1 and G2, then the incident light always contains TE and TM polarized light, except in special cases. The surface pattern 1 (FIG. 2) is therefore advantageously viewed through a polarizer that emits either the TE or the TM polarized light that is on the grating Gl or G2 has been bent and reflected, absorbed. When the angle of incidence θ (FIG. 1) changes, the spectra shown in FIGS. 5 to 9 change, which can lead to the fact that the information “V” formed by the edges of the partial areas 15 and 16 is at least weakly visible from certain observation directions . When viewing the surface pattern 1 through the polarizer, however, the brightness and the color of the partial surfaces 15 and 16 change with the rotational position of the polarizer.
Gegenstand der bisherigen Untersuchungen war das in die nullte Beugungsordnung gebeugte und reflektierte Licht, d.h. das in Spiegelreflexion reflektierte Licht. Auf die Richtung der nullten Beugungsordnung haben weder die Profilform noch der Linienabstand des Gitters Gl bzw. G2 einen Einfluss. Somit können sowohl die Profilform wie der Linienabstand der beiden Gitter G l und G2 dahingehend optimiert werden, dass auch bei schrägem Einfall des Lichtes 12 gewährleistet ist, dass die Information "V" nur in wenigstens teilweise polarisiertem Licht oder dank Verwendung eines Polarisators sichtbar ist.The subject of the previous investigations has been the light diffracted and reflected in the zero diffraction order, i.e. the light reflected in specular reflection. Neither the profile shape nor the line spacing of the grating Gl or G2 have any influence on the direction of the zeroth diffraction order. Both the profile shape and the line spacing of the two gratings G 1 and G 2 can thus be optimized such that even when the light 12 is at an angle, it is ensured that the information “V” is only visible in at least partially polarized light or thanks to the use of a polarizer.
Die Beugungseffizienz der Gitter Gl und G2 ist auch für das in die erste Beugungsordnung gebeugte Licht abhängig von seiner Polarisation. Die Fig. 10 - 12 zeigen die die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges bereits berücksichtigenden Spektren der ersten Beugungsordnung für unpolarisiertes Licht, TE-polarisiertes bzw. TM-polarisiertes Licht. Trotz der aus der Fig. 10 ersichtlichen Verschiebung des Maximums der Intensität des am Gitter Gl gebeugten Lichtes gegenüber der Intensität des am Gitter G2 gebeugten Lichtes von etwa 30 nm und der leicht unterschiedlichen maximalen Beugungseffizienz von 14 bzw 17 Prozent ist die durch die beiden Teilflächen 15 und 16 (Fig. 2) mit den Gittern Gl bzw. G2 gebildete Information "V" bei Betrachtung in unpolarisiertem Licht nicht oder nur sehr schwerlich erkennbar.The diffraction efficiency of the gratings Gl and G2 also depends on its polarization for the light diffracted in the first diffraction order. 10-12 show the spectra of the first diffraction order for unpolarized light, TE-polarized or TM-polarized light that already take the spectral sensitivity of the human eye into account. In spite of the shift of the maximum of the intensity of the light diffracted at the grating G 1 compared to the intensity of the light diffracted at the grating G 2 of approximately 30 nm and the slightly different maximum diffraction efficiency of 14 and 17 percent, respectively, that is due to the two partial surfaces 15 and 16 (FIG. 2) information "V" formed with the gratings G1 and G2, respectively, when viewed in unpolarized light, is difficult or impossible to recognize.
Den Fig. 1 1 und 12 ist entnehmbar, dass auch das in die erste Beugungsordnung gebeugte Licht am Gitter Gl vorwiegend TM-polarisiert bzw. am Gitter G2 vorwiegend TE-polarisiert wird. Bei Beleuchtung der beiden Teilflächen 15 und 16 unter normalen Beleuchtungsverhältnissen und Betrachtung der beiden Teilflächen 15 und 16 durch einen Polarisator hindurch erscheint somit die1 1 and 12 it can be seen that the light diffracted into the first diffraction order on the grating Gl is predominantly TM-polarized or on the grating G2 is predominantly TE-polarized. When the two partial areas 15 and 16 are illuminated under normal lighting conditions and the two partial areas 15 and 16 are viewed through a polarizer, the appears
Teilfläche 15 heller als die Teilfläche 16 oder umgekehrt, je nach der Orientierung des Polarisators: die Information "V" kann mittels des Polarisators sichtbar gemacht werden.Partial area 15 lighter than partial area 16 or vice versa, depending on the orientation of the polarizer: the information "V" can be made visible by means of the polarizer.
Beim gewählten Linienabstand von d-=d2-=lμm beträgt der Beugungswinkel, bezogen auf die Normale auf das Flächenmuster 1, bei senkrechtem Einfall des Lichtes 26.7° bei einer Wellenlänge von λ=450 nm und 40.5° bei einer Wellenlänge von λ=650 nm. Die erste Beugungsordnung zeigt somitWith the selected line spacing of d- = d 2 - = lμm, the diffraction angle, based on the normal to the surface pattern 1, is 26.7 ° with perpendicular incidence of the light at a wavelength of λ = 450 nm and 40.5 ° at a wavelength of λ = 650 nm. The first diffraction order thus shows
Dispersionseffekte, d.h. beim Kippen um eine zu den Furchen 17 (Fig. 2) der Gitter G l und G2 parallele Achse ändern die Farben und Helligkeiten der beiden Teilflächen 15 und 16.Dispersion effects, i.e. when tilted about an axis parallel to the furrows 17 (FIG. 2) of the grids G 1 and G 2, the colors and brightnesses of the two partial surfaces 15 and 16 change.
Beispiel 2Example 2
Die Gitter Gl und G2 sind gleich wie im ersten Beispiel mit Ausnahme der optischen Profilhöhe h2*n5 des zweiten Gitters G2, die h2*n5 = 312.5 nm beträgt. Bei dieser Profilhöhe h2 ist der Unterschied der Intensität des in die erste Beugungsordnung gebeugten Lichts zwischen TE- bzw. TM-Polarisation noch ausgeprägter.The grids Gl and G2 are the same as in the first example, with the exception of the optical profile height h 2 * n5 of the second grating G2, which is h 2 * n5 = 312.5 nm. At this profile height h 2 the difference is Intensity of the light diffracted into the first diffraction order between TE or TM polarization is even more pronounced.
Die starke Abhängigkeit des Unterschieds des Beugungsvermögens für TE- bzw. TM-polarisiertes Licht für das in die erste Beugungsordnung gebeugte Licht von der optisch wirksamen Profilhöhe ergibt eine hohe Sicherheit gegen Fälschungen, da die Einhaltung einer genauen Profilhöhe sehr hohe Anforderungen an die Qualität der Produktion stellt.The strong dependence of the difference in diffraction power for TE or TM polarized light for the light diffracted in the first diffraction order on the optically effective profile height results in a high level of security against counterfeiting, since maintaining an exact profile height places very high demands on the quality of the production poses.
Beispiel 3Example 3
Es kann sein, dass bei nach bestimmten Kriterien ausgewählten Profilhöhen h- und h für die beiden Gitter G l bzw. G2 auch bei Betrachtung in nicht polarisiertem Licht die beiden Teilflächen 15 und 16 (Fig. 2) in unterschiedlicher Helligkeit sichtbar sind und die Information "V" somit erkennbar ist. Zur Reduzierung der Helligkeit der helleren der beiden Teilflächen 15 und 16 kann deshalb ein Teil der von der helleren der beiden Teilflächen 15 und 16 belegten Fläche ausgeschieden und mit einer Reliefstruktur belegt sein, die möglichst wenig Licht reflektiert. Die Fig. 13 zeigt ein solches Flächenmuster l . Innerhalb der Teilfläche 15 sind inselartig Teilflächen 21 angeordnet, deren grösste Abmessung in einer beliebigen Richtung weniger als 0.3 mm beträgt, so dass die Teilflächen 21 von Auge aus einer normalen Sehdistanz von typisch 30 cm nicht erkennbar sind. Die Teilflächen 21 enthalten z.B. eine diffus streuende Mattstruktur oder, bevorzugt, eine Gitterstruktur aus zwei überlagerten Gittern, deren Furchen 17 (Fig. 2) senkrecht zueinander angeordnet sind, mit einer Linienzahl, die grösser als etwa 1800 Linien/mm ist, wobei angenommen ist, dass der Brechungsindex n5 der Lackschicht 5 (Fig. 1) den Wert 1.5 hat. Eine solche gekreuzte Gitterstruktur wirkt für sichtbares Licht wie eine schwarze Fläche, da das sichtbare Licht weder gebeugt noch reflektiert, sondern absorbiert wird (siehe z.B. G. H. Derrick et al„ Applied Physics, Vol. 18, pp. 39-52 (1979)). Dank der Teilflächen 21 ist die Helligkeit der Teilfläche 15 reduziert auf die Helligkeit der Teilfläche 16.It may be that with profile heights h- and h selected for certain criteria for the two gratings G1 and G2, even when viewed in non-polarized light, the two partial surfaces 15 and 16 (FIG. 2) are visible in different brightness and the information "V" is thus recognizable. To reduce the brightness of the lighter of the two sub-areas 15 and 16, part of the area occupied by the lighter of the two sub-areas 15 and 16 can therefore be eliminated and covered with a relief structure that reflects as little light as possible. 13 shows such a surface pattern 1. Within the partial area 15, partial areas 21 are arranged in an island-like manner, the largest dimension of which is less than 0.3 mm in any direction, so that the partial areas 21 cannot be seen by the eye from a normal visual distance of typically 30 cm. The partial areas 21 contain e.g. a diffusely scattering matt structure or, preferably, a grating structure consisting of two superimposed gratings, the furrows 17 (FIG. 2) of which are arranged perpendicular to one another, with a number of lines which is greater than approximately 1800 lines / mm, it being assumed that the refractive index n5 the lacquer layer 5 (FIG. 1) has the value 1.5. Such a crossed lattice structure acts like a black surface for visible light, since the visible light is neither diffracted nor reflected, but is absorbed (see e.g. G.H. Derrick et al “Applied Physics, Vol. 18, pp. 39-52 (1979)). Thanks to the partial areas 21, the brightness of the partial area 15 is reduced to the brightness of the partial area 16.
Bei einer Linienzahl von 1800 Linien/mm wird sichtbares Licht je nach seiner Wellenlänge in der ersten Beugungsordnung bei senkrechtem Einfall gegenüber der Normalen unter einem Winkel von 54°With a number of lines of 1800 lines / mm, visible light becomes, depending on its wavelength, in the first diffraction order with perpendicular incidence compared to the normal at an angle of 54 °
(λ=450 nm) bzw. 82° (λ=550 nm) gebeugt und reflektiert, währenddem die erste Beugungsordnung für Licht mit λ=650 nm bereits nicht mehr auftritt.(λ = 450 nm) or 82 ° (λ = 550 nm) diffracted and reflected, while the first diffraction order for light with λ = 650 nm no longer occurs.
Bei einer Linienzahl von 2250 Linien/mm tritt auch kein gebeugtes blaues Licht mehr auf. Wie gross die Linienzahl der Gitter der gekreuzten Gitterstruktur gewählt werden soll, hängt davon ab, ob es genügt, wenn das gebeugte und reflektierte Licht einen Beugungswinkel von beispielsweise 70° oder 80° oder mehr erreicht, so dass es von der Person auf der Strasse in der Regel nicht beachtet wird.With a number of lines of 2250 lines / mm, no more diffracted blue light occurs. How large the number of lines of the grating of the crossed grating structure should be chosen depends on whether it is sufficient if the diffracted and reflected light reaches a diffraction angle of, for example, 70 ° or 80 ° or more, so that it can be seen by the person on the street is usually ignored.
Es ist auch möglich, dass einzelne der Teilflächen 21 als spiegelnde Fläche und andere der Teilflächen 21 als Gitterstruktur mit gekreuzten Gittern ausgebildet sind. Das Reflexionsvermögen eines Spiegels ist meistens grösser als das Beugungsvermögen eines Gitters. Mit spiegelnden Teilflächen 21 lässt sich somit die Helligkeit der Teilfläche 15 erhöhen für einen Beobachter, der die Teilfläche 15 in der nullten Beugungsordnung, d.h. in Spiegclreflexion zur Lichtquelle, betrachtet. Mit Teilflächen 21, die als gekreuzte Gitterstruktur mit einer hohen Linienzahl ausgebildet sind, lässt sich hingegen die Helligkeit der Teilfläche 15 für alle Beugungsordnungen verringern. Die Verwendung dieser beiden Typen von Teilflächen 21 ermöglicht somit die Anpassung der Helligkeiten der Teilflächen 15 und 16 aneinander derart, dass die beiden Teilflächen 15 und 16 sowohl bei Betrachtung in der nullten wie in der ersten Beugungsordnung in nicht polarisiertem Licht in gleicher Helligkeit erscheinen.It is also possible for some of the partial surfaces 21 to be designed as a reflecting surface and others of the partial surfaces 21 as a lattice structure with crossed gratings. The reflectivity of a mirror is usually greater than the diffraction power of a grating. With reflecting sub-areas 21, the brightness of the sub-area 15 can thus be increased for an observer who sub-area 15 in the zeroth Diffraction order, ie in mirror reflection to the light source, considered. With partial surfaces 21, which are designed as a crossed lattice structure with a high number of lines, the brightness of the partial surface 15 can be reduced for all diffraction orders. The use of these two types of partial areas 21 thus enables the brightnesses of the partial areas 15 and 16 to be matched to one another in such a way that the two partial areas 15 and 16 appear in the same brightness both when viewed in the zero order and in the first order of diffraction in non-polarized light.
Beispiel 4Example 4
Die Gitter Gl und G2 der Teilflächen 15 bzw. 16 weisen die gleiche Profilform und die gleiche optisch wirksame Profilhöhe h|*n5*=h2*n5=300 nm auf, damit sie das in die nullte Beugungsordnung gebeugte Licht wenigstens teilweise polarisieren (siehe Fig. 8 und 9). Die Furchen 17 (Fig. 2) des Gitters G 1 sind gegenüber den Furchen 17 des Gitters G2 azimutal um einen vorbestimmten Winkel φ, z.B. φ = 90° verdreht. Bei Betrachtung des Flächenmusters 1 in polarisiertem Licht oder in nicht polarisiertem Licht, aber durch einen Polarisator hindurch, und in der nullten Beugungsordnung, d.h. in Spiegelreflexion, ist entweder die Teilfläche 15 markant heller als die Teilfläche 16 oder umgekehrt. Da die Parameter der beiden Gitter Gl und G2 mit Ausnahme ihrer azimutalen Orientierung identisch sind, findet eine Kontrastumkehr statt, wenn der Polarisator um den Winkel φ = 90° gedreht wird. Ist der Winkel φ kleiner als 90°, z.B. φ = 30°, dann ändern die relativen Helligkeiten der Teilflächen 15 und 16, wenn der Polarisator um den Winkel φ = 30° gedreht wird.The grids Gl and G2 of the partial areas 15 and 16 have the same profile shape and the same optically effective profile height h | * n5 * = h 2 * n5 = 300 nm, so that they at least partially polarize the light diffracted into the zeroth diffraction order (see 8 and 9). The furrows 17 (FIG. 2) of the grid G 1 are twisted azimuthally by a predetermined angle φ, for example φ = 90 °, relative to the furrows 17 of the grid G2. When viewing the surface pattern 1 in polarized light or in non-polarized light, but through a polarizer, and in the zero order of diffraction, ie in mirror reflection, either the partial surface 15 is markedly brighter than the partial surface 16 or vice versa. Since the parameters of the two gratings G1 and G2 are identical with the exception of their azimuthal orientation, a contrast reversal takes place when the polarizer is rotated through the angle φ = 90 °. If the angle φ is less than 90 °, for example φ = 30 °, then the relative brightnesses of the partial areas 15 and 16 change when the polarizer is rotated by the angle φ = 30 °.
Die polarisierenden Eigenschaften des Flächenmusters 1 können auch mit einem entsprechend ausgerüsteten Lesegerät maschinell verifiziert werden.The polarizing properties of the surface pattern 1 can also be verified mechanically with an appropriately equipped reading device.
Beispiel 5Example 5
Die Gitter G l und G2 der Teilflächen 15 bzw. 16 (Fig. 2) weisen eine sinusförmige Profilform mit einer optisch wirksamen Profilhöhe h-*n5 = 170 nm bzw. h2*n5 = 355 nm auf. Der Linienabstand beträgt 0.4 μm. Die Reflexionsschicht 6 (Fig. 1) besteht aus Aluminium. Die Fig. 14 und 15 zeigen die Beugungseffizienz für das an den Gittern Gl bzw. G2 in die nullte Ordnung gebeugte Licht in Funktion des Einfallswinkels θ des Lichtes 12 (Fig. 1), dessen Wellenlänge 550 nm beträgt. In grober Betrachtungsweise lassen sich drei Winkelbereiche unterscheiden. Bei kleinen Einfallswinkeln θ im Bereich von 0 bis etwa 25° wird das Licht an beiden Gittern Gl und G2 mit vergleichbarer Intensität gebeugt und kaum polarisiert, so dass das Flächenmuster 1 (Fig. 2) einem Betrachter als spiegelnde Fläche erscheint. Bei Einfallswinkeln θ im Bereich von etwa 25° bis etwa 60° polarisiert das Gitter G 1 das auftreffende Licht vergleichsweise stark, während das Gitter G2 das auftreffende Licht nur wenig polarisiert. Die Beugungseffizienz für unpolarisiertes Licht ist jedoch bei beiden Gittern G 1 und G2 annähernd gleich. Bei normaler Beleuchtung mit unpolarisiertem Licht und Betrachtung ohne polarisierende Hilfsmittel erscheint das Flächenmuster 1 einem Betrachter weiterhin als spiegelnde Fläche: die Information "V" ist nicht erkennbar. Bei Betrachtung durch einen Polarisator hindurch wird hingegen die Information "V" im Flächenmuster 1 sichtbar. Bei Einfallswinkeln θ oberhalb von etwa 60° polarisieren die beiden Gitter Gl und G2 das auftreffende Licht unterschiedlich, wobei die Beugungseffizienz für unpolarisiertes Licht nun aber für beide Gitter Gl und G2 verschieden ist, so dass bei grossen Einfallswinkeln θ ab etwa 80° die beiden Gitter Gl und G2 unterschiedlich hell erscheinen. Damit wird die Information "V" sogar in unpolarisiertem Licht erkennbar.The grids G 1 and G 2 of the partial surfaces 15 and 16 (FIG. 2) have a sinusoidal profile shape with an optically effective profile height h- * n5 = 170 nm and h 2 * n5 = 355 nm. The line spacing is 0.4 μm. The reflection layer 6 (Fig. 1) consists of aluminum. 14 and 15 show the diffraction efficiency for the light diffracted to the zeroth order on the gratings G1 and G2, respectively, as a function of the angle of incidence θ of the light 12 (FIG. 1), the wavelength of which is 550 nm. Roughly speaking, three angular ranges can be distinguished. At small angles of incidence θ in the range from 0 to approximately 25 °, the light on both gratings Gl and G2 is diffracted with comparable intensity and hardly polarized, so that the surface pattern 1 (FIG. 2) appears to a viewer as a reflecting surface. At angles of incidence θ in the range from approximately 25 ° to approximately 60 °, the grating G 1 polarizes the incident light comparatively strongly, while the grating G2 polarizes the incident light only slightly. However, the diffraction efficiency for unpolarized light is approximately the same for both gratings G 1 and G2. In normal lighting with unpolarized light and viewing without polarizing aids, the surface pattern 1 still appears to a viewer as a reflecting surface: the information "V" is not recognizable. When viewed through a polarizer, however, the information “V” is visible in the surface pattern 1. At angles of incidence θ above approximately 60 ° The two gratings Gl and G2 polarize the incident light differently, but the diffraction efficiency for unpolarized light is now different for both gratings Gl and G2, so that the two gratings Gl and G2 appear differently bright at large angles of incidence θ from approximately 80 °. This makes the information "V" recognizable even in unpolarized light.
Die Fig. 16 zeigt den Kontrast in Funktion des Einfallswinkels θ bei Beleuchtung mit weissem, unpolarisiertem Licht. Der Kontrast ist gering für Einfallswinkel θ, die kleiner als etwa 75 - 80° sind, und nimmt deutlich zu bei Einfallswinkeln θ oberhalb von etwa 80°.16 shows the contrast as a function of the angle of incidence θ when illuminated with white, unpolarized light. The contrast is low for angles of incidence θ that are smaller than approximately 75-80 ° and increases significantly for angles of incidence θ above approximately 80 °.
Das in der Fig. 2 dargestellte Flächenmuster 1 weist die beiden Teilflächen 15 und 16 auf. Die Teilflächen 15 und 16 können natürlich beliebig geformt sein und beispielsweise auch eine dünne Linie darstellen.The surface pattern 1 shown in FIG. 2 has the two partial surfaces 15 and 16. The partial surfaces 15 and 16 can of course be shaped as desired and, for example, also represent a thin line.
Zur Optimierung der Polarisationseffekte können alle Parameter variiert werden, die die Beugungseffizienz der Reliefstruktur beeinflussen. Dies sind vor allem die Profilform der Gitter Gl bzw. G2, aber auch die Materialien der Reflexionsschicht 6 (Fig. 1) und der Lackschicht 5. So ist es z.B. möglich, dass die Reflexionsschicht 6 für die Teilfläche 15 aus einem ersten Metall, z.B. Gold, und die Reflexions- schicht 6 für die Teilfläche 16 aus einem zweiten Metall, z.B. Tellur besteht. To optimize the polarization effects, all parameters that influence the diffraction efficiency of the relief structure can be varied. These are primarily the profile shape of the grids G1 and G2, but also the materials of the reflective layer 6 (FIG. 1) and the lacquer layer 5. It is e.g. possible that the reflection layer 6 for the partial surface 15 made of a first metal, e.g. Gold, and the reflection layer 6 for the partial surface 16 made of a second metal, e.g. Tellurium exists.

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Flächenmuster (1) mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Teilfläche (15; 16), die mikroskopisch feine, lichtbeugende Reliefstrukturen (9; 10) enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass die Berandung der beiden Teilflächen (15; 16) eine Information ("V") oder ein Muster bildet, dass die Information bei Beleuchtung mit unpolarisiertem Licht und Betrachtung ohne polarisierende Hilfsmittel nicht oder nur schwach erkennbar ist und dass die Information bei Beleuchtung in einer vorbestimmten Richtung mit unpolarisiertem Licht und bei Betrachtung aus einer von der Beleuchtungsrichtung abhängigen Beobachtungsrichtung mit polarisierenden Hilfsmitteln hindurch vergleichsweise deutlich erkennbar ist.1. surface pattern (1) with at least a first and a second partial surface (15; 16) which contain microscopic, light-diffractive relief structures (9; 10), characterized in that the edges of the two partial surfaces (15; 16) contain information ( "V") or a pattern forms that the information when illuminated with unpolarized light and viewed without polarizing aids is not or only weakly recognizable and that the information when illuminated in a predetermined direction with unpolarized light and when viewed from a direction dependent on the direction of illumination Direction of observation with polarizing aids is comparatively clearly recognizable.
2. Flächenmuster (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefstruktur (9) der ersten Teilfläche (15) ein Gitter Gl mit einer optisch wirksamen Profilhöhe ist, die so gewählt ist, dass die Beugungseffizienz des Gitters Gl für das in einer vorbestimmten Richtung auftreffende und in eine vorbestimmte Beugungsordnung gebeugte Licht kaum von der Polarisation des Lichtes abhängig ist und dass die Reliefstruktur (10) der zweiten Teilfläche (16) ein Gitter G2 mit einer optisch wirksamen Profilhöhe ist, die verschieden von der optisch wirksamen Profilhöhe des Gitters G l und so gewählt ist, dass die Beugungseffizienz des Gitters G2 für das in der vorbestimmten Richtung auftreffende und in die vorbestimmte Beugungsordnung gebeugte Licht vergleichsweise stark von der Polarisation des Lichtes abhängig ist.2. surface pattern (1) according to claim 1, characterized in that the relief structure (9) of the first partial surface (15) is a grating Gl with an optically effective profile height, which is chosen so that the diffraction efficiency of the grating Gl for the in a Light incident in a predetermined direction and diffracted in a predetermined diffraction order is hardly dependent on the polarization of the light and that the relief structure (10) of the second partial surface (16) is a grating G2 with an optically effective profile height that is different from the optically effective profile height of the grating G l and is selected such that the diffraction efficiency of the grating G2 for the light incident in the predetermined direction and diffracted in the predetermined diffraction order is comparatively strongly dependent on the polarization of the light.
3. Flächenmuster (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Beleuchtung mit unpolarisiertem Licht die erste Teilfläche ( 15) heller als die zweite Teilfläche ( 16) ist, wenn das polarisierende Hilfsmittel eine erste Orientierung aufweist und dass die zweite Teilfläche (16) heller als die erste Teilfläche (15) ist, wenn das polarisierende Hilfsmittel eine zweite Orientierung aufweist.3. surface pattern (1) according to claim 1 or 2, characterized in that when illuminated with unpolarized light, the first partial surface (15) is brighter than the second partial surface (16) when the polarizing aid has a first orientation and that the second partial surface (16) is lighter than the first partial surface (15) if the polarizing aid has a second orientation.
4. Flächenmuster ( 1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilfläche (15) und die zweite Teilfläche (16) in einer ersten bzw. zweiten Farbe sichtbar sind, wenn das polarisierende Hilfsmittel eine erste Orientierung aufweist, und dass die erste Teilfläche (15) und die zweite Teilfläche (16) in einer dritten bzw. vierten Farbe sichtbar sind, wenn das polarisierende Hilfsmittel eine zweite, andere Orientierung aufweist.4. surface pattern (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first partial surface (15) and the second partial surface (16) are visible in a first and second color when the polarizing aid has a first orientation, and that the first partial surface (15) and the second partial surface (16) are visible in a third and fourth color, respectively, if the polarizing aid has a second, different orientation.
5. Flächenmuster (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilfläche (15) dritte Teilflächen (21) zum Abgleich der relativen Helligkeit der ersten und zweiten Teilfläche (15; 16) aufweist.5. surface pattern (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first partial surface (15) has third partial surfaces (21) for comparing the relative brightness of the first and second partial surface (15; 16).
6. Flächenmuster ( 1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Teilflächen (21 ) eine Gitterstruktur aus zwei überlagerten Gittern aufweisen, und dass die Linienzahl der Gitter grösser als 1800 Linien/mm ist. 6. surface pattern (1) according to claim 5, characterized in that the third partial surfaces (21) have a grid structure of two superimposed grids, and that the number of lines of the grid is greater than 1800 lines / mm.
7. Flächenmuster ( 1 ) mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Teilfläche (1 1; 12), die mikroskopisch feine, lichtbeugende Reliefstrukturen (9; 10) enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass die Berandung der beiden Teilflächen (15;16) eine Information ("V") bildet, dass die beiden Teilflächen (15; 16) bei Betrachtung in polarisiertem Licht oder durch ein polarisierendes Hilfsmittel hindurch ihre Farbe und/oder ihren Kontrast ändern, wenn die Polarisation des Lichtes bzw. das polarisierende Hilfsmittel seine Orientierung ändert.7. surface pattern (1) with at least a first and a second partial surface (1 1; 12) containing microscopic, light diffractive relief structures (9; 10), characterized in that the edges of the two partial surfaces (15; 16) provide information ("V") forms that the two partial surfaces (15; 16) change their color and / or their contrast when viewed in polarized light or through a polarizing aid if the polarization of the light or the polarizing aid changes its orientation.
8. Flächenmuster ( 1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefstruktur (9) der ersten Teilfläche (1 1 ) ein Gitter G l mit einer optisch wirksamen Profilhöhe ist, die so gewählt ist, dass die Beugungseffizienz des Gitters Gl für das in einer vorbestimmten Richtung auftreffende und in eine vorbestimmte Beugungsordnung gebeugte Licht von der Polarisation des Lichtes abhängig ist, und dass Reliefstruktur (10) der zweiten Teilfläche (1 1) dasselbe Gitter Gl ist, wobei jedoch das Gitter Gl in der ersten Teilfläche (15) gegenüber dem Gitter Gl in der zweiten Teilfläche (16) um einen vorbestimmten Winkel gedreht ist.8. surface pattern (1) according to claim 7, characterized in that the relief structure (9) of the first partial surface (1 1) is a grating G l with an optically effective profile height, which is chosen so that the diffraction efficiency of the grating Gl for the Light incident in a predetermined direction and diffracted in a predetermined diffraction order is dependent on the polarization of the light, and in that the relief structure (10) of the second partial surface (11) is the same grating Gl, however the grating Gl in the first partial surface (15) is rotated by a predetermined angle with respect to the grid Gl in the second partial surface (16).
9. Flächenmuster ( 1 ) mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Teilfläche (1 1 ; 12), die mikroskopisch feine, lichtbeugende Reliefstrukturen (9; 10) enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass die Berandung der beiden Teilflächen (15; 16) eine Information ("V") bildet, dass die Information ("V") bei Beleuchtung mit unpolarisiertem Licht (12), das gegenüber der Normalen (13) auf das Flächenmuster (1) unter einem Winkel θ auf das Flächenmuster ( 1 ) auftrifft, nicht erkennbar ist, sofern der Winkel θ kleiner als ein vorbestimmter Winkel ist, und dass die Information ("V") erkennbar ist, sofern der Winkel θ grösser als der vorbestimmte Winkel ist.9. surface pattern (1) with at least a first and a second partial surface (1 1; 12) containing microscopic, light-diffractive relief structures (9; 10), characterized in that the edges of the two partial surfaces (15; 16) provide information ("V") means that the information ("V") does not when illuminated with unpolarized light (12) which strikes the surface pattern (1) at an angle θ to the surface pattern (1) with respect to the normal (13) is recognizable if the angle θ is smaller than a predetermined angle and that the information ("V") is recognizable if the angle θ is greater than the predetermined angle.
10. Flächenmuster ( 1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefstrukturen (9; 10) der ersten Teilfläche (15) und der zweiten Teilfläche (16) Gitter mit verschiedenen optisch wirksamen Profilhöhen sind. 10. surface pattern (1) according to claim 9, characterized in that the relief structures (9; 10) of the first partial surface (15) and the second partial surface (16) are grids with different optically effective profile heights.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998037514A1 (en) * 1997-02-24 1998-08-27 The Secretary Of State For Defence Signature mark recognition systems
DE10054503A1 (en) * 2000-11-03 2002-06-06 Ovd Kinegram Ag Diffractive binary lattice structure
DE19924750C2 (en) * 1999-04-08 2002-11-14 Ovd Kinegram Ag Zug Reading arrangement for information strips with optically coded information
WO2003027952A1 (en) * 2001-09-21 2003-04-03 Ovd Kinegram Ag Label with a diffractive barcode and reading arrangement for such labels
DE102004017093A1 (en) * 2004-04-07 2005-11-03 Leonhard Kurz Gmbh & Co. Kg Embossing foil for the production of counterfeit-proof motor vehicle license plates and counterfeit-proof motor vehicle license plate with such a stamping foil
EP2085948A1 (en) * 2007-11-26 2009-08-05 Hueck Folien Ges.m.b.H. Security elements with integral matt structure
US7667570B1 (en) 2004-05-19 2010-02-23 Lockheed Martin Corporation Nanostructured combination key-lock
EP2192427A1 (en) * 2007-09-28 2010-06-02 Toppan Printing Co., Ltd. Indication body and labeled article
WO2019150317A1 (en) * 2018-02-01 2019-08-08 Amo Groningen B.V. Lenses with optical markings

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0002043A1 (en) * 1977-11-19 1979-05-30 Hoechst Aktiengesellschaft Process for the manufacture of an information carrier
EP0105099A1 (en) * 1982-10-04 1984-04-11 LGZ LANDIS & GYR ZUG AG Document with diffractive security pattern
US4892385A (en) * 1981-02-19 1990-01-09 General Electric Company Sheet-material authenticated item with reflective-diffractive authenticating device
EP0590826A2 (en) * 1992-09-29 1994-04-06 Nhk Spring Co.Ltd. System for identifying an object
US5403040A (en) * 1992-03-30 1995-04-04 The Standard Register Company Optically variable and machine-readable device for use on security documents

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0002043A1 (en) * 1977-11-19 1979-05-30 Hoechst Aktiengesellschaft Process for the manufacture of an information carrier
US4892385A (en) * 1981-02-19 1990-01-09 General Electric Company Sheet-material authenticated item with reflective-diffractive authenticating device
EP0105099A1 (en) * 1982-10-04 1984-04-11 LGZ LANDIS & GYR ZUG AG Document with diffractive security pattern
US5403040A (en) * 1992-03-30 1995-04-04 The Standard Register Company Optically variable and machine-readable device for use on security documents
EP0590826A2 (en) * 1992-09-29 1994-04-06 Nhk Spring Co.Ltd. System for identifying an object

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MOHARAM M G ET AL: "RIGOROUS COUPLED-WAVE ANALYSIS OF METALLIC SURFACE-RELIEF GRATINGS", JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA - A, vol. 3, no. 11, November 1986 (1986-11-01), pages 1780 - 1787, XP000616808 *

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2336927A (en) * 1997-02-24 1999-11-03 Secr Defence Signature mark recognition systems
GB2336927B (en) * 1997-02-24 2000-05-24 Secr Defence Signature mark recognition systems
US6522399B1 (en) * 1997-02-24 2003-02-18 Qinetiq Limited Signature mark recognition systems
WO1998037514A1 (en) * 1997-02-24 1998-08-27 The Secretary Of State For Defence Signature mark recognition systems
DE19924750C2 (en) * 1999-04-08 2002-11-14 Ovd Kinegram Ag Zug Reading arrangement for information strips with optically coded information
DE10054503A1 (en) * 2000-11-03 2002-06-06 Ovd Kinegram Ag Diffractive binary lattice structure
DE10054503B4 (en) * 2000-11-03 2005-02-03 Ovd Kinegram Ag Light diffractive binary lattice structure and security element with such a lattice structure
US6906861B2 (en) 2000-11-03 2005-06-14 Ovd Kinegram Ag Light-diffracting binary grating structure
CN1332352C (en) * 2001-09-21 2007-08-15 Ovd基尼格拉姆股份公司 Label with a diffractive barcode and reading arrangement for such labels
WO2003027952A1 (en) * 2001-09-21 2003-04-03 Ovd Kinegram Ag Label with a diffractive barcode and reading arrangement for such labels
US6927885B2 (en) * 2001-09-21 2005-08-09 Ovd Kinegram Ag Label with a diffractive bar code and reading arrangement for such labels
DE102004017093A1 (en) * 2004-04-07 2005-11-03 Leonhard Kurz Gmbh & Co. Kg Embossing foil for the production of counterfeit-proof motor vehicle license plates and counterfeit-proof motor vehicle license plate with such a stamping foil
DE102004017093B4 (en) * 2004-04-07 2007-09-20 Leonhard Kurz Gmbh & Co. Kg Embossing foil for the production of counterfeit-proof motor vehicle number plates and counterfeit-proof motor vehicle license plate with such embossing foil and use
US8158252B2 (en) 2004-04-07 2012-04-17 Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg Stamping film for producing tamper-proof motor vehicle license plates and tamper-proof motor vehicle license plate comprising such a stamping film
US7667570B1 (en) 2004-05-19 2010-02-23 Lockheed Martin Corporation Nanostructured combination key-lock
EP2192427A1 (en) * 2007-09-28 2010-06-02 Toppan Printing Co., Ltd. Indication body and labeled article
EP2192427A4 (en) * 2007-09-28 2010-10-27 Toppan Printing Co Ltd Indication body and labeled article
US8147945B2 (en) 2007-09-28 2012-04-03 Toppan Printing Co., Ltd. Display and labeled article
EP2085948A1 (en) * 2007-11-26 2009-08-05 Hueck Folien Ges.m.b.H. Security elements with integral matt structure
WO2019150317A1 (en) * 2018-02-01 2019-08-08 Amo Groningen B.V. Lenses with optical markings
US11622849B2 (en) 2018-02-01 2023-04-11 Amo Groningen B.V. Lenses with optical markings

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