ES2716555T3 - Elemento de seguridad reflectante para papeles de seguridad, documentos de valor o similares - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Elemento de seguridad reflectante para papeles de seguridad, documentos de valor o similares

La invención se refiere a un elemento de seguridad para la fabricación de documentos de valor, como billetes de banco, cheques o similares, que presenta un lado superior, sobre el que está configurada la estructura de microcavidades, que presenta una pluralidad de microcavidades situadas unas junto a otras, configuradas como retrorreflectores, en donde sobre las microcavidades está configurada una estructura que provoca un efecto de color.

La invención se refiere además a un documento de valor con un elemento de seguridad semejante.

La invención se refiere a un procedimiento de fabricación para un elemento de seguridad para documentos de valor, como billetes de banco, cheques o similares, en donde se facilita un sustrato que presenta un lado superior, sobre el sobre el lado superior se configura una estructura de microcavidades, que presenta una pluralidad de microcavidades dispuestas unas junto a otras, configuradas como retrorreflectores y sobre las microcavidades se configura una estructura que provoca un efecto de color.

Para los elementos de seguridad se conoce prever retrorreflectores. Tales retrorreflectores tienen una gran tolerancia angular en la reflexión de la luz y las superficies dotadas con ellos parecen más claras para un observador que las superficies de espejo lisas. Estas reflejan la luz sólo con su ángulo de brillo y una muestra reflectante lisa parece clara cuando la fuente de exposición se refleja en el ojo del observador o la luz llega a través de la dispersión en el entorno al ojo del observador. Si esta condición no se satisface la superficie parece oscura. La impresión visual de una superficie semejante depende así muy fuertemente del tipo y la posición de la fuente de exposición y del ángulo entre la fuente de exposición y el observador.

Se conocen retrorreflectores que reconducen la luz incidente de forma muy eficiente en su dirección de incidencia. Se usan, por ejemplo, en postes de limitación de carreteras o letreros de calles. Las superficies estructuradas en forma de tetraedro determinadas muestran un elevado rendimiento luminoso en un rango angular relativamente grande, a modo de ejemplo, se remite al documento US3712706.

También se conoce configurar retrorreflectores mediante esferas esféricas, que están provistas de un revestimiento de interferencia, compárese el documento WO 2009/105142 A2. El revestimiento de estas esferas esféricas, que también se designan como microesferas, se puede diseñar de modo que se produce un efecto Colour-Shift en la radiación reflejada. De este modo el color de la luz reflejada se puede modificar respecto al color de la luz incidente, según se describe por ejemplo en el documento WO 2005/066667 A1.

También se han propuesto retrorreflectores en los que una parte de la luz incidente sufre en desplazamiento de fase, por lo que se modifica igualmente el color de la luz reflejada (véase el documento EP 0905530 A2).

Los retrorreflectores con elementos estructurales tridimensionales idénticos, que poseen caras laterales inclinadas 45° respecto a la superficie, están descritos en el documento EP 1434695 B1 para la implementación de características ópticas legibles a máquina.

Los retrorreflectores se aplican por vaporización con estructuras multicapa dieléctricas, que muestran la mezcla de color en la reflexión (compárese M. Kolle et al., “Mimicking the colourful wing scale structure of the Papilio blumei butterfly”, Nature Nanotechnology Letters, DOI: 10.1038/NNAN0.2010.10, 2010).

El documento EP 146325 A2 finalmente describe un elemento de seguridad del tipo mencionado al inicio, que presenta una estructura de retrorreflector, que está construida por tetraedros. Las superficies laterales de los tetraedros están provistas de una estructura fina, que provocan una modificación de color o polarización de la luz incidente durante la reflexión.

El documento WO 00/72275 A1 y el US 2007/098959 A1 dan a conocer elementos de seguridad con depresiones, en las que está dispuesta una capa con dispersión dependiente del ángulo de incidencia.

La invención tiene el objetivo de perfeccionar un elemento de seguridad con vistas a la seguridad frente a falsificación.

Este objetivo se consigue con un elemento de seguridad según la reivindicación 1. Las microcavidades están configuradas respectivamente de modo que presentan una primera zona, en la que se refleja una vez la radiación incidente sobre el lado superior, y una segunda zona, en la que se refleja varias veces la radiación incidente sobre el lado superior, en donde la estructura que provoca el efecto de color presenta una dispersión dependiente del ángulo de incidencia, de modo que la radiación reflejada una vez en la primera zona provoca, visto desde el lado superior, otro efecto de color que la radiación reflejada varias veces en la segunda zona.

El objetivo se consigue además con el procedimiento de fabricación según la reivindicación 9. Las microcavidades se configuran respectivamente de modo que presentan una primera zona, en la que se refleja una vez la radiación incidente sobre el lado superior, y una segunda zona, en la que se refleja varias veces la radiación incidente sobre el lado superior, en donde la estructura que provoca el efecto de color se provee con una dispersión dependiente del ángulo de incidencia, de modo que la radiación reflejada una vez en la primera zona provoca, visto desde el lado superior, otro efecto de color que la radiación reflejada varias veces en la segunda zona.

El objetivo se consigue finalmente igualmente con un documento de valor, que presenta un elemento de seguridad según la invención.

La estructura de microcavidades presenta así retrorreflectores, que comprenden dos zonas, que retrorreflejan respectivamente en sí la radiación. A este respecto, la luz incidente se refleja una vez en la primera zona de cada microcavidad y varias veces, en general dos veces, en la segunda zona, que se forma en general por la zona restante de la microcavidad. Si, por ejemplo, las microcavidades se configuran como microcavidades esféricas, en el centro de la esfera se devuelve la luz incidente por una reflexión sencilla en la dirección de la fuente de radiación. La radiación que alcanza el borde de la esfera se desvía por el contrario hacia el borde opuesto y desde allí se refleja de vuelta hacia la fuente de radiación.

Bajo “retrorreflexión” aquí se entiende una devolución de la radiación incidente en la dirección de incidencia. Esta propiedad se da sobre un cierto rango de ángulos de incidencia, p. ej. ± 10° o más.

En las dos zonas la radiación alcanza de este modo la superficie de la microcavidad con diferente ángulo. En la primera zona, en la que sólo tiene lugar una reflexión, la radiación alcanza ampliamente perpendicularmente la superficie. En la segunda zona con un ángulo de incidencia de al menos 45°. Dado que la dispersión de la estructura que provoca el efecto de color depende del ángulo de incidencia, ahora en las dos zonas se ajusta un efecto de color diferente. Los revestimientos Colour-Shift habituales muestran diferentes colores con una variación del ángulo de observación, es decir, del ángulo de incidencia de la radiación sobre el revestimiento. Un revestimiento semejante muestra en el caso de un ángulo de incidencia perpendicular un color determinado, que se modifican con el ladeo de la superficie, es decir, con variación del ángulo de incidencia. Los revestimientos Colour-Shift conocidos presentan, por ejemplo, una capa metálica semitransparente, una capa de espejo metálica y en medio una capa espaciadora dieléctrica.

De este modo entre las dos zonas se produce un elevado contraste de color. En las primeras zonas, en las que tiene lugar una reflexión sencilla de la radiación, se ajusta un efecto de color, que se diferencia claramente del de las segundas zonas, en las que la radiación se refleja varias veces y por consiguiente alcanza la superficie con otros ángulos de incidencia.

La configuración de las zonas, en particular su geometría, que tienen al observarse la superficie, depende ahora esencialmente del tipo de la depresión de las microcavidades. La dimensión de las microcavidades en la vista en planta, como también su profundidad, es decir, su extensión perpendicularmente a la superficie, repercute en el tamaño de las zonas. Una variación de la profundidad modifica la relación de superficie de la primera y segunda zona.

Las superficies individuales de estas dos zonas están seleccionadas preferiblemente tan pequeñas que no se puedan distinguir por un observador. Entonces un observador percibe estas zonas dispuestas lateralmente unas junto a otras como color mixto. Gracias a la variación de la superficie de estas zonas situadas unas junto a otras se puede seleccionar por ello un color mixto casi sin escalones entre los dos colores básicos presentes en las zonas de reflexión sencilla y las zonas de la reflexión múltiple.

Si la anchura de estructura o la anchura de trama de las microcavidades individuales se configuran con un tamaño entre 2 pm y 300 pm, ya no se distingue una microcavidad individual ópticamente a simple vista, sino que parece como un píxel de color individual. Según la relación de superficies de la primera y segunda zona de un píxel se produce por consiguiente un color mixto diferente, que está mezclado para cada píxel a partir del color que se ajusta en la primera zona y el color que provoca la segunda zona. La variación de la profundidad de la depresión de cada microcavidad ajusta la fracción de superficie y por consiguiente el color mixto. Para el diseño de un elemento de seguridad es preferible prever formas diferentes de microcavidades y por consiguiente ajustar el color con el que se perciben las microcavidades individuales o píxeles. A este respecto, desde puntos de vista de la fabricación es destacable que el revestimiento de superficie para las microcavidades no se debe modificar. Puede ser idéntico y no obstante se consigue una impresión de color diferente para microcavidades con distintas depresiones.

A este respecto, la geometría de las depresiones no está limitada en ningún caso a formas simétricas en rotación o formas que tienen un contorno circular en vista en planta. Se pueden usar aesferas o superficies de forma libre, según se conocen p. ej. de reflectores de lámparas. En particular también se pueden usar depresiones acanaladas, que tienen por ejemplo la forma de un semicilindro, que sólo está curvado en un plano de corte, no obstante, en el otro se extiende longitudinalmente. Tales microcavidades configuradas de forma asimétrica tienen al mismo tiempo un efecto de polarización para la radiación reflejada varias veces en la segunda zona. La luz polarizada TM muestra en el caso de un ángulo de incidencia oblicuo en general una reflexión menor que la radiación polarizada TE. Esto se puede usar para un efecto de color, dado que la estructura muestra un color diferente, cuando la luz reflejada se observa a través de un polarizador. El color se modifica cuando el polarizador se gira.

Si en la estructura de microcavidades se usan microcavidades que sólo ocasionan un desvío del rayo retrorreflectante en un plano espacial, se obtiene una pluralidad de posibilidades ópticas de diseño. Por ejemplo, es posible un patrón de dos colores, que en el caso de un giro del patrón en el plano de imagen en 90° permute sus colores. Para ello el patrón y su trasfondo se debe diferenciar con vistas a la dirección principal, a lo largo de la que se extienden las microcavidades no simétricas en rotación. El patrón y su trasfondo forman por consiguiente dos regiones. Con una primera orientación el patrón aparece en un primer color y el trasfondo en uno segundo, por ejemplo, el patrón en azul y el trasfondo en amarillo. Si ahora se gira el elemento de seguridad en el plano de la imagen, es decir, se rota alrededor del eje óptico de la observación, se permutan los colores y el patrón aparece en el segundo color, el trasfondo por el contrario en el primero.

Tales efectos ya se conocen por otras estructuras, no obstante, que requieren revestimientos de alta refracción de rejillas de sublongitud de onda y por consiguiente un gran coste de fabricación. La estructura de un efecto semejante mediante una estructura de microcavidades, que implementa una pluralidad de retrorreflectores, se puede fabricar por el contrario de forma mucho más sencilla y además también todavía de mayor contraste. Debido al efecto focalizador de la luz de los retrorreflectores, la intensidad de color del cambio es claramente mayor y se puede percibir por consiguiente por un observador de forma más sencilla. La consecuencia es una seguridad frente a falsificación más elevada para un elemento de seguridad con la fabricación simultáneamente más sencilla.

Las estructuras retrorreflectante sólo en una dirección también se pueden configurar naturalmente como píxel, es decir, su extensión no sobrepasa en ninguna dirección 300 pm. La orientación y/o geometría de las estructuras puede ser diferente individualmente entonces para cada píxel.

En la selección de un revestimiento semitransparente o también puramente dieléctrico para la estructura que provoca el efecto de color también se puede usar la translucidez como efecto óptico, a fin de caracterizar el elemento de seguridad. Se aplica un patrón semejante sobre una superficie impresa anteriormente, la superficie de impresión se puede reconocer adecuadamente con los ángulos en los que no tiene lugar una retrorreflexión hacia el observador. Al observar el patrón en el rango de ángulos de retrorreflexión domina por el contrario el patrón del retrorreflector y la superficie de impresión situada por detrás no se ve o sólo difícilmente.

El cambio de color mencionado arriba entre motivo y trasfondo está configurado de forma especialmente intensa, cuando los ejes principales de las microcavidades no simétricas en rotación están perpendicularmente entre sí. No obstante, las diferentes orientaciones de microcavidades no simétricas en rotación no están limitadas a ello. Mediante una variación continuación de la orientación de la dirección principal de las microcavidades no simétricas en rotación se pueden implementar efectos de bombeo y marcha. Tales patrones de movimientos atraen especialmente la atención de un observador y por ello son apropiados especialmente como características fácilmente reconocibles para la autentificación de un elemento de seguridad. Durante el ladeo de un patrón se producen modificaciones de color móviles lateralmente en las estructuras formadas por las microcavidades.

Además, mediante microcavidades no simétricas en rotación con diferente orientación también se pueden implementar efectos que percibe un observador como objetos tridimensionales. Para ello la información de altura o la distancia del objeto a reproducir respecto al observador se puede codificar mediante el ángulo de orientación de microcavidades semejantes. En este caso el observador percibe un paralelaje diferente lateralmente en la superficie plana, estructurada con microcavidades. La impresión espacial se puede ampliar en tanto que durante la fabricación del retrorreflector se varía adicionalmente la profundidad de estructura de las microcavidades como función de la altura o de las propiedades de reflexión del objeto. Una impresión espacial se puede obtener igualmente cuando el perfil de intensidad del objeto se aplica por píxeles en microcavidades semejantes con ángulo de orientación codificado.

Finalmente la sección transversal de las microcavidades acanaladas no está limitada a las geometrías simétricas. Las geometrías asimétricas pueden generar mediante un efecto “blaze” una concentración de luz en la dirección de un observador. De este modo se puede elevar el rendimiento luminoso percibido por el observador.

Para el procedimiento de fabricación según la invención entran en consideración en particular técnicas de exposición directa, p. ej. con ayuda de un escritor láser. La fabricación se puede realizar análogamente al procedimiento de fabricación conocido para las microlentes. El original de la estructura de microcavidades se escribe a través de la exposición directa con ayuda de un escritor láser en un sustrato revestido con laca fotonsesible y a continuación se retira la fracción expuesta de la laca fotosensible. Un original expuesto se puede conformar a continuación galvánicamente y generarse por consiguiente un punzón de estampado. En último término se replica la estructura a través de un proceso de estampado, por ejemplo, en laca ultravioleta sobre una lámina. Alternativamente se puede usar un procedimiento de nanoimpresión. Este procedimiento de fabricación fotolitográfico ofrece muchas posibilidades de diseño en la selección de la geometría de las microcavidades. Así sin costes adicionales también se pueden implementar geometrías no simétricas en rotación o no esféricas de las microcavidades.

A continuación se realiza una aplicación por vaporización de la superficie con la estructura que provoca el efecto de color, por ejemplo, un revestimiento Colour-Shift. Para ello entran en consideración entre otros aplicaciones por vaporización por haz electrónico, pulverización o vaporización térmica en vacío. Para la terminación, la estructura se recubre para la protección preferentemente con una capa cobertora.

La profundidad de estructura se sitúa en el orden de magnitud de la mitad de la anchura de estructura. Dado que en muchas aplicaciones no se podría sobrepasar un espesor máximo del elemento de seguridad, las anchuras de estructura son menores de 30 pm preferiblemente para mantener los más bajo posible el espesor del elemento de seguridad. Un límite inferior para la anchura de estructura se sitúa en aproximadamente 2 pm, condicionado por el comportamiento de difracción de la luz en estructuras en el orden de magnitud de la longitud de onda. Pues para anchuras de estructura menores aumenta la fracción de dispersión o difracción de la luz reflejada, por lo que disminuye la fracción de la luz retrorreflejada de forma especular o de espejo. Además, la anchura de estructura de las microestructuras está seleccionada preferiblemente de modo que una cavidad individual ya no se puede distinguir por el observador y por consiguiente se origina un efecto de mezcla de color entre las zonas de color diferentes.

Las microcavidades según la invención pueden estar dispuestas de forma periódica o no periódica. En el caso de una disposición periódica de las microcavidades, la estructura actúa adicionalmente como rejilla de difracción y un observador percibe disposiciones de difracción en particular con una anchura de estructura o periodo de menos de 10 pm. Los dos efectos de la retrorreflexión y de la difracción de rejilla se pueden combinar ventajosamente en una característica de seguridad. Sin embargo, también es posible hacer desaparecer el efecto de la difracción de rejilla mediante el diseño correspondiente de la estructura. Para ello la posición de las microcavidades se debe disponer al azar, es decir, distribuidas al azar alrededor de su posición de consigna. Por consiguiente ya no se superponen constructivamente los rayos de luz reflejados individuales y la difracción de rejilla se suprime. Al contrario se eleva la fracción de la luz retrorreflejada.

El elemento de seguridad puede estar configurado en particular como hilo de seguridad, hilo de desgarro, banda de seguridad, parche o como etiqueta. En particular el elemento de seguridad puede cubrir zonas o extensiones transparentes.

El elemento de seguridad puede ser en particular parte de un escalón previo todavía no apto en un documento de valor, que puede presentar junto al elemento de seguridad según la invención, por ejemplo, también otras características de autenticidad (como p. ej. sustancias luminiscentes previstas en el volumen). Bajo documentos de valor se entienden aquí, por un lado, los documentos que presentan el elemento de seguridad. Por otro lado, los documentos de valor también pueden ser otros documentos y objetos que se pueden proveer del elemento de seguridad según la invención, para que los documentos de valor no presenten características de autenticidad copiables, por lo que es posible una verificación de la autenticidad y al mismo tiempo se impidan copias indeseadas. Las tarjetas con chip o de seguridad, como p. ej. tarjetas de banco o de crédito, son otros ejemplos de un documento de valor.

El procedimiento de fabricación según la invención se puede configurar de modo que se fabriquen las configuraciones y formas de realización preferidas descritas del elemento de seguridad.

Se entiende que las características mencionadas anteriormente y todavía a explicar a continuación se pueden usar no sólo en las combinaciones indicadas, sino también en otras combinaciones o individualmente, sin abandonar el marco de la presente invención. En particular se puede prescindir de la característica de la perforación en todas las formas de realización explicadas hasta ahora en general y a continuación todavía en detalle.

A continuación la invención se explica todavía más en detalle a modo de ejemplo mediante los dibujos adjuntos, que también dan a conocer características esenciales de la invención. Muestran:

Fig. 1 una representación esquemática a través de una estructura de microcavidades, según se aplica en una primera forma de realización de un elemento de seguridad,

Fig. 2 una representación esquemática similar a la fig. 1, no obstante, para otra dirección de observación,

Fig. 3 un diagrama para la ilustración de la primera y segunda zona en las microcavidades de la estructura de microcavidades de la fig. 1 y fig. 2,

Fig. 4 una representación en sección esquemática de un elemento de seguridad que usa la estructura de microcavidades de la fig. 1,

Fig. 5 a 7 representaciones en sección esquemáticas de otros elementos de seguridad similares al de la fig. 4, Fig. 8 una vista en planta de la estructura de microcavidades del elemento de seguridad de la fig. 4,

Fig. 9 una representación en sección esquemática de otra forma de realización de un elemento de seguridad, Fig. 10 una vista en planta de la estructura de microcavidades del elemento de seguridad de la fig. 9,

Fig. 11 una vista en planta de una estructura de microcavidades de otra forma de realización de un elemento de seguridad,

Fig. 12 a 14 representaciones esquemáticas de otros elementos de seguridad, que contienen la estructura de microcavidades de la fig. 11, y

Fig. 15 una vista en planta de otra estructura de microcavidades para un elemento de seguridad.

La fig. 1 muestra esquemáticamente una representación en sección a través de una estructura de microcavidades 1 retrorreflectante, que está formada en un sustrato. Sobre su lado superior este sustrato presenta varias microcavidades 3, que en el caso mostrado están configuradas como depresiones esféricas. Las depresiones están realizadas de forma reflectante, por ejemplo, mediante una revestimiento apropiado (no representado). Las microcavidades 3 actúan como retrorreflectores, es decir, devuelven la radiación (p. ej. luz) en la dirección de incidencia. La fig. 1 muestra el caso para una incidencia de la radiación perpendicularmente sobre la superficie del sustrato 2, la fig. 2 la situación en el caso de una incidencia oblicua.

La radiación 4 incidente en el centro de cada microcavidad 3 se devuelve por reflexión sencilla hacia la fuente de radiación. Por el contrario la radiación 5, que incide en el borde de la microcavidad 3, se desvía dos veces en la microcavidad 3 y luego se refleja en la dirección de la fuente de radiación. Por consiguiente en la microcavidad 3 existen dos zonas 6, 7. La radiación incidente en una primera zona 6 se refleja directamente. En una segunda zona 7, que rodea en forma anular la primera zona 6 en vista en planta de la superficie, se desvía la radiación por el contrario dos veces.

No obstante, las zonas 6 y 7 se diferencian ante todo con vistas al ángulo de impacto, bajo el que la radiación alcanza la superficie de limitación de cada microcavidad 3. Esto está representado esquemáticamente en la fig. 3, que muestra una sección transversal a través de una microcavidad esférica 3. En el eje x está representada la coordenada radial. En el eje z la coordinada de altura. La curva 8 muestra la superficie de la microcavidad 3. En la zona 6 está superficie está simbolizada por una línea a trazos, en la zona 7 por una línea continua. Se puede reconocer adecuadamente que en el caso de coordenadas radiales, la primera zona 6 está presente entre -7 y 7 -la radiación incidente allí sólo se refleja así una vez. La radiación incidente en el caso de coordenadas radiales mayores se refleja por el contrario dos veces. La curva 9, para la que es válido el eje vertical derecho en el que está representado el ángulo a bajo el que la radiación incide sobre la superficie de la microcavidad 3, muestra el efecto del ángulo de impacto. Se puede ver claramente que la radiación reflejada dos veces, es decir, radiación incidente en la segunda zona 7, alcanza la superficie con un ángulo de aproximadamente 45° y mayores.

Por el buen orden se indica que la fig. 3 reproduce la situación para una incidencia perpendicular de la radiación. Para ángulos de incidencia oblicuos, las zonas correspondientes se desplazan algo del eje de simetría. No obstante, las regiones 7 con reflexión de radiación doble están presentes para un gran rango de ángulos de incidencia.

Las zonas 6, 7, que se diferencian entonces con vistas al ángulo de impacto a, con el que la radiación retrorreflejada en el efecto final alcanza la superficie de la microcavidad 3, cooperan con una estructura de capas 13, que está aplicada sobre la superficie de las microcavidades 3. Esto se puede reconocer en la fig. 4, que muestra una representación en sección de un elemento de seguridad 10 en una primera forma de realización. El elemento de seguridad 10 está construido sobre un sustrato 11, sobre el que está aplicada una laca de estampado 12. En esta laca de estampado 12 está moldeada, según se ha explicado ya anteriormente en la parte general de la descripción, la estructura de microcavidades 1 que presenta una pluralidad de microcavidades 3 dispuestas unas junto a otras. Sobre las superficies de las microcavidades 3 está aplicada la estructura de capas 13, cuya característica esencial es una dispersión en función del ángulo de incidencia. La estructura de capas provoca de este modo un efecto de color a explicar todavía. Se puede realizar, por ejemplo, como el conocido revestimiento Colour Shift. Tales revestimientos se componen habitualmente de una capa metálica semitransparente, una capa de espejo metálica y una capa espaciadora dieléctrica, situada en medio. Reflejan la luz con un color que depende del ángulo de incidencia con el que la radiación choca sobre el revestimiento. Se conocen revestimientos Colour Shift semejantes para superficies planas, que muestran un efecto de color de tipo arco iris, cuando se ladean durante la observación.

Sobre la microcavidad 3 revestida de esta manera está aplicada una capa cobertora, que tanto con 14 rellena las microcavidades 3, como también mediante una sección 15 situada por encima recubre incluso la estructura de microcavidades 1.

Las figuras 5 y 6 ilustran cómo se puede seleccionar correspondientemente la profundidad de las microcavidades 3 de la estructura de microcavidades 1. La profundidad repercute en el tamaño de la primera zona 6, así como de la segunda zona 7 que la rodea. Una microcavidad 3 individual está seleccionada, en la vista en planta de la superficie del elemento de seguridad 10, es decir, en la vista en el plano del dibujo de las figuras 4 a 7, de modo que por un lado no se producen efectos de difracción, por otro lado, todavía no se puede distinguir una microcavidad 3 individual a simple vista. Un rango entre 2 pm y 300 pm satisface este requerimiento. Una microcavidad 3 individual actúa por consiguiente como píxel individual. El color, que tiene este píxel, depende por un lado de la estructura de capas 13, por otro lado, de la relación de tamaño entre la primera zona y la segunda zona. En la primera zona la estructura de capas 13 provoca un primer efecto de color debido al ángulo de incidencia que está presente en la primera zona 6. El paso doble a través de la estructura de capas 13 con otro ángulo de incidencia en la segunda zona 7 tiene como consecuencia un segundo efecto de color. Dado que las microcavidades 3 son tan pequeñas que no se pueden distinguir con el ojo, una microcavidad 3 le ofrece al observador como resultado una impresión de color que se produce por la mezcla del primer y del segundo efecto de color. La relación de mezcla está prevista por las relaciones de tamaño entre la primera zona 6 y la segunda zona 7 y por consiguiente como resultado por la geometría de la microcavidad 3.

El elemento de seguridad 10 no está limitado naturalmente a una estructura de microcavidades 1 con depresiones esféricas para las microcavidades 3. La fig. 7 muestra a modo de ejemplo una estructura de depresiones aesféricas para las microcavidades 3.

La fig. 8 muestra en una vista en planta las diferentes fracciones de superficie de las primeras zonas 6 (sombreado de izquierda abajo hacia derecha arriba) y de las segundas zonas 7 (sombreado de derecha abajo hacia izquierda arriba) de las microcavidades 3 en la estructura de microcavidades 1. Una pluralidad de microcavidades 3 con las primeras zonas 6 y segundas zonas 7 están unas junto a otras. Cada microcavidad 3 actúa como píxel con la mezcla de color ya mencionada.

El color de cada píxel se puede ajustar ahora mediante distintas geometrías de las microcavidades 3 en la estructura de microcavidades 1. Esto está representado esquemáticamente en las figuras 9 y 10. La fig. 9 muestra una representación en sección conforme a las figuras 4 a 7. Aquí las microcavidades están configuradas ahora con diferentes geometrías. A modo de ejemplo están dibujadas cuatro microcavidades 3a, 3b, 3c y 3d, cuya profundidad aumenta. Con profundidad creciente se modifica la fracción que tiene la primera zona en la superficie de la microcavidad a ver en la vista en planta. Por consiguiente se modifican las relaciones de superficie entre la primera zona y segunda zona. La fig. 10 muestra correspondientemente que la relación de superficie entre la primera zona 6a y segunda zona 7a es diferente en la microcavidad más plana 3a que en la microcavidad algo más profunda 3b, la microcavidad claramente más profunda 3c o la microcavidad más profunda 3d. Por consiguiente la relación de mezcla, que se ajusta entre el primer y segundo efecto de color, es diferente para las cuatro microcavidades 3a a 3d y cada microcavidad le ofrece a un observador una impresión de color diferente. Esto permite de manera sencilla diseñar motivos, dado que sólo se debe variar la geometría de las microcavidades 3 en el proceso de fabricación, p. ej. mediante diferentes intensidades de exposición en el proceso de fotolitografía. La estructura de capas 13 por el contrario no se debe variar, puede permanecer idéntica para todas las microcavidades 3 de la estructura de microcavidades 1, lo que es muy ventajoso desde el punto de vista de la fabricación.

No obstante, el uso de las estructuras de microcavidades 1, que actúan como retrorreflectores, no está limitado a las microcavidades simétricas en rotación. Estas tienen la propiedad de que el efecto óptico en dos direcciones espaciales es independiente de la dirección de observación, no obstante, el uso de retrorreflectores, que sólo en una dirección espacial son insensibles para las variaciones de la dirección de observación, también puede provocar un elemento de seguridad 10 muy seguro frente a falsificaciones.

La fig. 11 muestra la vista en planta de una estructura de microcavidades 1 correspondiente. Aquí las microcavidades 3 están configuradas ahora como acanaladuras oblongas, que se sitúan unas junto a otras. En la fig.

11 para una mayor claridad está dibujado un límite 16 entre dos microcavidades 3 adyacentes. La microcavidad 3 se corresponde en una sección, que discurre verticalmente en la representación de la fig. 4, con las vistas según se han mostrado en las figuras 4 a 7 y 9. En la dirección horizontal las microcavidades están configuradas como acanaladuras oblongas. En esta dirección son así tan largas que se pueden distinguir a simple vista. Pero esto no es obligatorio. La longitud al menos de algunas acanaladuras también se puede situar por debajo del límite de perceptibilidad.

Una estructura de microcavidades de este tipo permite ahora ajustar un color entre un motivo y un trasfondo. Un elemento de seguridad 10 semejante está representado a modo de ejemplo en la fig. 12. Comprende las zonas 17, en las que la dirección a lo largo de la que se extienden las microcavidades 3, discurre por ejemplo de forma horizontal. En las zonas 18 la dirección longitudinal de las microcavidades 3 acanaladas se sitúa por el contrario de forma vertical. Las cavidades del motivo están orientadas así con su dirección principal perpendicularmente a las cavidades del trasfondo. Cada microcavidad está revestida ahora de modo que el patrón aparece en dos colores al observarse oblicuamente. Ahora según la dirección de observación se implementa un efecto de color diferente, dado que sólo para una de las dos regiones 17 y 18 se produce la mezcla de color mencionada al inicio. Si se gira el elemento de seguridad en el plano de observación en 90°, aparece una permutación de color entre el patrón y trasfondo, es decir, entre la primera región 17 y segunda región o segundas regiones 18.

Las figuras 13 y 14 muestran que una orientación diferente de microcavidades 3 no simétricas en rotación no está limitada naturalmente a las disposiciones dispuestas unas junto a otras perpendicularmente. Mediante una variación continua de la dirección longitudinal de tales microcavidades 3 no simétricas en rotación también se pueden implementar efectos de bombeo y marcha. La fig. 13 muestra un elemento de seguridad 10, cuya estructura de microcavidades 1 está formada por microcavidades que discurren en forma de estrella. La fig. 14 sirve como comprobante de que las microcavidades también se puedan realizar de forma no rectilínea. En la figura son circulares a modo de ejemplo.

La fig. 15 muestra finalmente una vista en planta de una estructura de microcavidades 1 que comprende las zonas 17 a 26, en las que la dirección longitudinal de las microcavidades 3 acanaladas varía respectivamente en 10° respecto a la respectiva siguiente región. A este respecto, las líneas límite entre las regiones sólo están representadas para la clarificación en el dibujo.

Lista de referencias

1 Estructura de microcavidades

2 Sustrato

3 Microcavidad

4 Rayo de luz

5 Rayo de luz

6 Primera zona

7 Segunda zona

8, 9 Curva

10 Elemento de seguridad

11 Sustrato

12 Laca de estampado

13 Estructura de capas

14, 15 Capa cobertora

16 Límite

17 a 26 Región

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Elemento de seguridad para la fabricación de documentos de valor, como billetes de banco, cheques o similares, que presenta un lado superior, sobre el que está configurada una estructura de microcavidades (1), que presenta una pluralidad de microcavidades (3) dispuestas unas junto a otras, en donde sobre las microcavidades (3) está configurada una estructura (13) que provoca un efecto de color, que presenta una dispersión dependiente del ángulo de incidencia, caracterizado porque las microcavidades (3) están configuradas como retrorreflectores respectivamente para un rango de ángulos de incidencia predeterminado de la radiación (5) incidente sobre el lado superior de ± 10° o más, los cuales presentan una primera zona (6), en la que reflejan una vez la radiación (4) incidente sobre el lado superior dentro del rango de ángulos de incidencia, y una segunda zona (7), en la que reflejan varias veces la radiación (5) incidente sobre el lado superior dentro del rango de ángulos de incidencia, de modo que debido a la dispersión dependiente del ángulo de incidencia de la estructura (13) que provoca el efecto de color, la radiación (4) reflejada una vez en la primera zona (6) dentro del rango de ángulos de incidencia muestra, visto desde el lado superior, otro efecto de color que la radiación (5) reflejada varias veces en la segunda zona (7).

2. Elemento de seguridad según la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura que provoca el efecto de color está configurada como revestimiento Colour-Shift (13).

3. Elemento de seguridad según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la estructura de microcavidades (1) presenta microcavidades (3) que están configuradas como depresiones esféricas, aesféricas o elípticas o en forma de una superficie de forma libre.

4. Elemento de seguridad según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la estructura de microcavidades (1) presenta microcavidades (3) que están configuradas como depresiones no simétricas en rotación.

5. Elemento de seguridad según la reivindicación 4, caracterizado porque las microcavidades (3) están configuradas como depresiones acanaladas.

6. Elemento de seguridad según la reivindicación 3, 4 o 5, caracterizado porque la estructura de microcavidades (1) presenta varias regiones (17 a 26), en las que están configuradas respectivamente microcavidades no simétricas en rotación, que se extienden todas a lo largo de una dirección principal, en donde se diferencian las direcciones principales de las regiones (17 a 26).

7. Elemento de seguridad según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las microcavidades tienen una extensión, que está entre 2 pm y 300 pm, al menos en una dirección que se sitúa en paralelo a la superficie.

8. Documento de valor con un elemento de seguridad (10) según una de las reivindicaciones 1 a 7.

9. Procedimiento de fabricación para un elemento de seguridad (10) para documentos de valor, como billetes de banco, cheques o similares, en donde se proporciona un sustrato (11, 12) que presenta un lado superior, sobre lado superior se configura una estructura de microcavidades (1), que presenta una pluralidad de microcavidades (3) dispuestas unas junto a otras, y sobre las microcavidades (3) se configura una estructura (13) que provoca un efecto de color, en donde la estructura (13) que provoca el efecto de color se provee de una dispersión dependiente del ángulo de incidencia, caracterizado porque las microcavidades (3) se configuran como retrorreflectores respectivamente para un rango de ángulos de incidencia predeterminado de la radiación (5) incidente sobre el lado superior de ± 10° o más, los cuales presentan una primera zona (6), en la que reflejan una vez la radiación (4) incidente sobre el lado superior dentro del rango de ángulos de incidencia, y una segunda zona (7), en la que reflejan varias veces la radiación (5) incidente sobre el lado superior dentro del rango de ángulos de incidencia, de modo que debido a la dispersión dependiente del ángulo de incidencia de la estructura (13) que provoca el efecto de color, la radiación (4) reflejada una vez en la primera zona (6) dentro del rango de ángulos de incidencia muestra, visto desde el lado superior, otro efecto de color que la radiación (5) reflejada varias veces en la segunda zona (7).

10. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 9, caracterizado porque la estructura que provoca el efecto de color se configura como revestimiento Colour-Shift (13).

11. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 9 o 10, caracterizado porque la estructura de microcavidades (1) se provee de microcavidades (3) que se configuran como depresiones esféricas, aesféricas o elípticas o en forma de una superficie de forma libre.

12. Procedimiento de fabricación según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque la estructura de microcavidades (1) se provee de microcavidades (3) que se configuran como depresiones no simétricas en rotación.

13. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 12, caracterizado porque las microcavidades (3) se configuran como depresiones acanaladas.

14. Procedimiento de fabricación según una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque en la estructura de microcavidades (1) se configuran varias regiones (17 a 26), en las que se configuran respectivamente microcavidades (3) no simétricas en rotación, que se extienden todas a lo largo de una dirección principal, en donde se diferencian las direcciones principales de las regiones (17 a 26).