Захисний оптичний компонент з ефектом пропускання, виготовлення такого компонента і захищений документ, забезпечений таким компонентом

Номер патенту: 110968

Опубліковано: 10.03.2016

Автори: Нуазе Александр, Петітон Валері, Соваж-Венсен Жан, Журлен Ів

Є ще 13 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Захисний оптичний компонент з плазмонним ефектом, призначений для спостереження при пропусканні, що містить:

- два шари (101, 103) з прозорого діелектричного матеріалу,

- металевий шар (102), розташований між згаданими шарами з прозорого діелектричного матеріалу з утворенням двох діелектричних меж розділення діелектрик-метал (105, 106) і структурований для утворення щонайменше на частині його поверхні хвилеподібних елементів (104), виконаних з можливістю зв'язування поверхневих плазмонних мод, що підтримуються згаданими межами розділення діелектрик-метал, з падаючою світловою хвилею, при цьому хвилеподібні елементи виконані в першій зоні зв'язування в першому головному напрямку і щонайменше у другій зоні зв'язування, відмінній від згаданої першої зони зв'язування, у другому головному напрямку, по суті перпендикулярному до першого головного напрямку, при цьому згаданий металевий шар є суцільним в кожній із згаданих зон зв'язування.

2. Захисний оптичний компонент за п. 1, в якому дві згадані зони зв'язування утворюють взаємодоповнюючі малюнки (71, 72).

3. Захисний оптичний компонент за п. 1, в якому щонайменше частина хвилеподібних елементів розташована концентрично.

4. Захисний оптичний компонент за п. 1, в якому щонайменше частина хвилеподібних елементів розташована радіально.

5. Захисний оптичний компонент за одним з попередніх пунктів, в якому згаданий металевий шар додатково містить неструктуровану зону.

6. Захисний оптичний компонент за будь-яким з попередніх пунктів, в якому згадані хвилеподібні елементи мають крок, що становить від 100 нм до 600 нм, і глибину, що становить від 10 до 30 % кроку.

7. Захисний оптичний компонент за будь-яким з попередніх пунктів, в якому різниця показників заломлення згаданих прозорих діелектричних матеріалів, що утворюють кожний із згаданих шарів, менша 0,1.

8. Захисний оптичний компонент за будь-яким з попередніх пунктів, в якому щонайменше частина металевого шару виконана зі срібла, і її товщина по суті становить від 20 до 60 нм.

9. Захисний оптичний компонент за будь-яким з попередніх пунктів, в якому щонайменше частина металевого шару виконана з алюмінію, і її товщина по суті становить від 10 до 30 нм.

10. Захисний оптичний компонент за будь-яким з попередніх пунктів, в якому металевий шар виконаний з одного металу.

11. Захисний оптичний компонент за будь-яким з пп. 1-9, в якому металевий шар містить щонайменше дві частини, кожна з яких виконана з різного металу.

12. Захисний оптичний елемент, який призначений для захисту документа і який містить щонайменше один захисний оптичний компонент за одним з попередніх пунктів.

13. Захисний оптичний елемент за п. 12, що додатково містить плівку-підкладку, що несе один із згаданих шарів з прозорого діелектричного матеріалу.

14. Захисний оптичний елемент за будь-яким з пп. 12 або 13, що додатково містить адгезивну плівку, розташовану на одному із згаданих шарів з прозорого діелектричного матеріалу.

15. Захищений документ (1), що містить підкладку (112) і захисний оптичний компонент за будь-яким з пп. 1-11 або захисний оптичний елемент за будь-яким з пп. 12-14, закріплений на згаданій підкладці, при цьому згадана підкладка містить прозору зону (113), на рівні якої розташований згаданий захисний оптичний компонент.

16. Захищений документ (1), що містить підкладку (112) і захисний оптичний компонент за будь-яким з пп. 1-11 або захисний оптичний елемент за будь-яким з пп. 12-14, інкапсульований в згадану підкладку, при цьому згадана підкладка містить прозорі зони (123, 124) з двох сторін від згаданого захисного оптичного компонента.

17. Спосіб виготовлення захисного оптичного компонента з плазмонним ефектом, що включає:

- нанесення металевого шару на перший шар (103) з прозорого діелектричного матеріалу,

- інкапсуляцію згаданого металевого шару другим шаром (101) діелектричного матеріалу для формування двох меж розділення діелектрик-метал (105, 106),

при цьому спосіб відрізняється тим, що згаданий металевий шар структурують для формування щонайменше на частині його поверхні хвилеподібних елементів (104), виконаних з можливістю зв'язування поверхневих плазмонних мод, що підтримуються згаданими межами розділення діелектрик-метал, з падаючою світловою хвилею, при цьому хвилеподібні елементи виконані в першій зоні зв'язування в першому головному напрямку і щонайменше у другій зоні зв'язування, відмінній від згаданої першої зони зв'язування, у другому головному напрямку, по суті перпендикулярному до першого головного напрямку, при цьому згаданий металевий шар є суцільним в кожній із згаданих зон зв'язування.

18. Спосіб за п. 17, в якому згаданий перший шар з діелектричного матеріалу структурують для формування згаданих хвилеподібних елементів, і металевий шар наносять по суті з постійною товщиною на згаданий структурований таким чином перший шар.

19. Спосіб за п. 18, в якому нанесення металевого шару включає в себе нанесення першого шару (108), що містить перший метал, на першу частину поверхні згаданого першого шару (103) з діелектричного матеріалу і нанесення щонайменше другого шару (109), що містить другий метал, на другу частину поверхні згаданого першого шару (103) з діелектричного матеріалу.

20. Спосіб за пп. 17-19, в якому нанесення металевого шару проводять селективно, що дозволяє одержати макроскопічні малюнки, видимі неозброєним оком при просвічуванні.

Текст

Реферат: Об'єктом винаходу є захисний оптичний компонент з плазмонним ефектом, призначений для спостереження при пропусканні, що містить два шари (101, 103) з прозорого діелектричного матеріалу, металевий шар (102), розташований між згаданими шарами з діелектричного матеріалу з утворенням двох діелектричних меж розділення діелектрик-метал (105, 106) і структурований для утворення щонайменше на частині його поверхні хвилеподібних елементів (104), виконаних з можливістю зв'язування поверхневих плазмонних мод, що підтримуються згаданими межами розділення діелектрик-метал, з падаючою світловою хвилею. Хвилеподібні елементи виконані в першій зоні зв'язування в першому головному напрямку і щонайменше у другій зоні зв'язування, відмінній від згаданої першої зони зв'язування, у другому головному напрямку, по суті перпендикулярному до першого головного напрямку, при цьому згаданий металевий шар є суцільним в кожній із згаданих зон зв'язування. UA 110968 C2 (12) UA 110968 C2 UA 110968 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Галузь техніки Даний винахід стосується галузі захисного маркування. Зокрема, він стосується захисного оптичного компонента з ефектом пропускання для перевірки автентичності документа, способу виготовлення такого компонента і захищеного документа, забезпеченого таким компонентом. Рівень техніки Відомі найрізноманітніші технології аутентифікації документів або товарів, зокрема, для захисту документів, таких як цінні документи типу банкнот, паспортів або інших ідентифікаційних документів. Ці технології передбачають виконання захисних оптичних компонентів, оптичні ефекти яких залежно від параметрів спостереження (розташування відносно осі спостереження, положення і розміри джерела світла і т. д.) приймають виключно характеристичні і конфігурації, що перевіряються. Основною метою цих оптичних компонентів є створення нових і диференційованих ефектів на основі важко відтворюваних фізичних конфігурацій. Серед цих компонентів можна указати DOVID від "Diffractive Optical Variable Image Device", тобто оптичні компоненти, що дають дифракційні і змінювані зображення, які звичайно називаються голограмами. Як правило, ці компоненти спостерігаються при відбиванні. У даній заявці мова йде про захисні оптичні компоненти, які можна контролювати при пропусканні. Серед таких компонентів в патенті US 6428051 описаний цінний документ типу банкноти, що містить отвір, який утворює вікно, покрите захисною плівкою, при цьому захисна плівка закріплена за допомогою адгезиву на контурі вікна, виконаного в документі, і містить певне число аутентифікаційних знаків. У статті I. Aubrecht et al. ["Polarization-sensitive multilayer diffractive structures for document security", Proceedings of SPIE Vol. 7358, 2009] описана багатошарова структура, що має ефекти резонансного пропускання, заснованого на збудженні плазмонних мод на межах розділення між структурованим металевим шаром і двома діелектричними шарами, що інкапсулюють металевий шар. У цій статті показана поляризаційна залежність ефекту і запропонована система контролю аутентичності виконаного таким чином компонента, заснована на аналізі поляризації пропускної хвилі. У патентній заявці US2010/0307705 загалом представлений захищений документ із зоною, що містить нанометричні металеві малюнки для збудження об'ємних або поверхневих плазмонів і створення резонансних ефектів. Хоча описані у вищевказаних документах структури і мають примітні ефекти при пропусканні або при відбиванні, разом з тим, їх важко аутентифікувати неозброєним оком користувачеві, який не має відповідного досвіду, зокрема, при аутентификації при пропусканні. Даним винаходом запропонований захисний оптичний компонент з плазмонним ефектом, який можна легко і безпечно контролювати при пропусканні неозброєним оком, який забезпечує недосвідченому користувачеві максимум комфорту і високу надійність при аутентификації. Суть винаходу Першим об'єктом винаходу є захисний оптичний компонент з плазмонним ефектом, призначений для спостереження при пропусканні, при цьому згаданий оптичний компонент містить два шари з прозорого діелектричного матеріалу і металевий шар, розташований між згаданими шарами з діелектричного матеріалу з утворенням двох діелектричних меж розділення діелектрик-метал і структурований для утворення щонайменше на частині його поверхні хвилеподібних елементів, виконаних з можливістю зв'язування поверхневих плазмонних мод, що підтримуються згаданими межами розділення діелектрик-метал, з падаючою світловою хвилею. Хвилеподібні елементи виконані в першій зоні зв'язування в першому головному напрямку і щонайменше у другій зоні зв'язування, відмінній від згаданої першої зони зв'язування, у другому головному напрямку, по суті перпендикулярному до першого головного напрямку, при цьому згаданий металевий шар є суцільним в кожній із згаданих зон зв'язування. Такий компонент має винятковий ефект пропускання в спектральній смузі, центрованій по так званій центрованій довжині хвилі, що визначається характеристиками хвилеподібних елементів зон зв'язування і, для спостерігача, - ефектами зміни кольору при куті спостереження змінюваного компонента, залежно від зон зв'язування, що дозволяє легко і надійно проводити аутентификацію захисного компонента. Зокрема, оскільки щонайменше дві із згаданих зон зв'язування містять хвилеподібні елементи в двох по суті перпендикулярних головних напрямках, компонент забезпечує при спостереженні при пропусканні чітко виражений візуальний контраст між першою зоною зі стабільним кольором з кутом спостереження компонента і сильно змінюваною другою зоною. 1 UA 110968 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Згідно з варіантом, ці зони зв'язування утворюють взаємодоповнюючі малюнки, що ще більше полегшують аутентификацію користувачем, оскільки малюнки дозволяють користувачеві здійснювати більш інтуїтивні рухи, що приводять до ефекту сильної зміни кольору. Згідно з варіантом щонайменше частина хвилеподібних елементів розташована концентрично або радіально, що надає компоненту осьову симетрію. Таким чином, спостереження не залежить від азимута. Згідно з варіантом, металевий шар додатково містить не структуровану зону. Ця зона, що має високу оптичну густину, дозволяє ще краще виділити зони зв'язування, що мають в даному спектральному діапазоні виняткове пропускання, пов'язане з плазмонним ефектом. Переважно хвилеподібні елементи в зонах зв'язування мають крок, що становить від 100 нм до 600 нм, і глибину, що становить від 10 % до 30 % кроку. Крок в різних зонах зв'язування може бути однаковим, щоб представляти схожі кольори спостерігачеві, або, навпаки, різні залежно від шуканого візуального ефекту. У спектральній смузі, яка розглядається, переважно у видимій зоні, різниця показників заломлення згаданих прозорих діелектричних матеріалів, утворюючих кожний із згаданих шарів, менша 0,1, що забезпечує оптимальний ефект пропускання на згаданій центрувальній довжині хвилі. Згідно з варіантом щонайменше частина металевого шару виконана зі срібла, і її товщина по суті становить від 20 до 60 нм. Згідно з варіантом щонайменше частина металевого шару виконана з алюмінію, і її товщина по суті становить від 10 до 30 нм. Згідно з прикладом виконання, металевий шар може бути виконаний з одного металу. У цьому випадку шар має по суті постійну товщину. Згідно з іншим прикладом виконання, металевий шар містить щонайменше дві частини, кожна з яких виконана з різного металу. Це може забезпечувати різні візуальні ефекти як при відбиванні, так і при пропусканні в спектральній смузі плазмонного ефекту. Другим об'єктом винаходу є захисний оптичний елемент, призначений для захисту документа і, який містить щонайменше один захисний оптичний компонент, що є першим об'єктом винаходу. Захисний елемент може містити інші захисні компоненти, наприклад, голографічні компоненти. Згідно з варіантом, захисний елемент містить інші шари залежно від потреб кінцевого застосування; наприклад, захисний елемент може містити, крім активних шарів для плазмонного ефекту, плівку-підкладку, яка несе один із згаданих шарів з діелектричного матеріалу, і/або адгезивну плівку, розташовану на одному із згаданих шарів з прозорого діелектричного матеріалу. Ці плівки є нейтральними для плазмонного ефекту, оскільки вони не змінюють або не впливають на межу розділення діелектрик-метал. Вони полегшують приклеювання на захищеному документі, і/або промислове впровадження. Третім об'єктом винаходу є захищений документ, що містить підкладку і захисний оптичний елемент, який є другим об'єктом винаходу, при цьому захисний оптичний елемент закріплений на згаданій підкладці, при цьому згадана підкладка містить прозору зону, на рівні якої розташований згаданий захисний оптичний компонент з плазмонним ефектом. Завдяки захисному оптичному компоненту з плазмонним ефектом, можна легко контролювати при пропусканні захищений документ, наприклад, цінний документ типу банкноти або засвідчуючий документ типу посвідчення особи, і застосовувана технологія забезпечує його високу стійкість до підробки. Згідно з варіантом, захисний оптичний компонент, що є першим об'єктом винаходу, або захисний оптичний елемент, який є другим об'єктом винаходу, інкапсульований в підкладку захищеного документа. З двох сторін від захисного оптичного компонента передбачені прозорі зони, що дозволяє проводити контроль пропусканням. Четвертим об'єктом винаходу є спосіб виготовлення захисного оптичного компонента з плазмонним ефектом, що включає в себе: - нанесення металевого шару на перший шар з прозорого діелектричного матеріалу, - інкапсуляцію згаданого металевого шару другим шаром діелектричного матеріалу для формування двох меж розділення діелектрик-метал, при цьому металевий шар структурують для формування щонайменше на частині його поверхні хвилеподібних елементів, виконаних з можливістю зв'язування поверхневих плазмонних мод, що підтримуються згаданими межами розділення діелектрик-метал, з падаючою світловою хвилею, при цьому хвилеподібні елементи виконані в першій зоні зв'язування в першому головному напрямку і щонайменше у другій зоні зв'язування, відмінній від згаданої першої зони зв'язування, у другому головному напрямку, по 2 UA 110968 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 суті перпендикулярному до першого головного напрямку, при цьому згаданий металевий шар є суцільним в кожній із згаданих зон зв'язування. Згідно з варіантом, згаданий перший шар з діелектричного матеріалу структурують для формування згаданих хвилеподібних елементів, і металевий шар наносять по суті з постійною товщиною на згаданий структурований таким чином перший шар. Згідно з варіантом, нанесення металевого шару включає в себе нанесення першого шару, що містить перший метал, на першу частину поверхні згаданого першого шару з діелектричного матеріалу і нанесення щонайменше другого шару, що містить другий метал, на другу частину поверхні згаданого першого шару з діелектричного матеріалу. Згідно з варіантом, нанесення металевого шару проводять селективно, що дозволяє одержати макроскопічні малюнки, видимі неозброєним оком при просвічуванні. Ці малюнки відповідають деметалізованим зонам, які будуть мати прозорість у видимій зоні, які можна використовувати для посилення стійкості до підробки компонента і які факультативно дозволяють краще зчитувати дизайн особі, яка відповідає за контроль, обходячи, наприклад, кольорові зони. Короткий опис фігур Інші відмітні ознаки і переваги винаходу будуть більш очевидні з нижченаведеного опису з посиланнями на фігури, на яких: Фіг. 1А і 1В - частковий вигляд оптичного компонента відповідно до винаходу, відповідно в розрізі і зверху. Фіг. 2А і 2В - цифрові моделі, що показують зміну інтенсивності пропускної хвилі, залежно від довжини хвилі і від кута падіння в компоненті, показаному на фіг. 1А, відповідно в режимі ТМ і ТЕ з азимутом 0° і 90°. Фіг. 3А-3D ілюструють ефект, що одержується при спостереженні з пропусканням в різних конфігураціях. Фіг. 4 - приклад виконання компонента, що містить дві структуровані зони з ортогональними векторами решіток. Фіг. 5А і 5В - цифрові моделі, що показують зміну інтенсивності пропускної хвилі, залежно від довжини хвилі і від нахилу в двох зонах компонента, показаного на фіг. 4. Фіг. 6А і 6В - криві пропускання компонента, показаного на фіг. 4, залежно від довжини хвилі для двох кутів падіння. Фіг. 7А-7D - схеми, що ілюструють різні конфігурації прикладу захисного компонента відповідно до винаходу. Фіг. 8А-8С - інші приклади захисного компонента відповідно до винаходу. Фіг. 9А і 9В - інший приклад захисного компонента відповідно до винаходу. Фіг. 10 - вигляд в розрізі варіанта виконання захисного компонента відповідно до винаходу. Фіг. 11А-11С - приклад захищеного документа, що містить захисний компонент відповідно до винаходу, відповідно вигляд зверху, знизу і в розрізі. Фіг. 12А і 12В - вигляд в розрізі двох варіантів прикладу захищеного документа, що містить захисний компонент відповідно до винаходу. Докладний опис На фіг. 1А і 1В частково показаний захисний компонент 10 згідно з прикладом виконання винаходу, відповідно вигляд в розрізі і вигляд зверху. Захисний компонент відповідно до винаходу містить суцільний металевий шар 102 по суті постійної товщини t, як правило, від декількох десятків до 80 нанометрів, розташований між двома шарами 101, 103 з прозорого діелектричного матеріалу, утворюючи дві межі розділення діелектрик-метал 105, 106. Металом може бути будь-який метал, який може підтримувати плазмонний резонанс, і переважно срібло, алюміній, золото, хром, мідь. Діелектричним матеріалом може бути будь-який матеріал, що забезпечує "не деструктивне об'єднання" з металом, тобто не викликає фізико-хімічної реакції, наприклад, типу окиснення, яка могла б погіршити контрольований ефект. Діелектричні матеріали, що використовуються для шарів 101, 103, мають по суті ідентичні показники заломлення, як правило, близько 1,5, при цьому різниця показників переважно менша 0,1. Наприклад, шар 101 з діелектричного матеріалу і з показником заломлення n1 є шаром полімерного матеріалу, призначеним для тиснення, і шар 103 є інкапсуляційним шаром діелектричного матеріалу типу полімеру з показником заломлення n2, який по суті дорівнює n1. Шари 101, 103 є прозорими в зоні видимого спектра. Відомо, що на межі розділення між провідним матеріалом, наприклад, металом, і діелектричним матеріалом може поширюватися поверхнева електромагнітна хвиля, пов'язана з колективним коливанням електронів на поверхні, яка називається поверхневим плазмоном. Це явище описане, наприклад, в базовій праці H. Raeter ("Surface plasmons", Springer-Verlag, Berlin Heidelberg). 3 UA 110968 C2 5 10 15 20 25 30 Зв'язування падаючої світлової хвилі з плазмонною модою можна досягати різними способами, зокрема, за допомогою структурування межі розділення для утворення решітки зв'язування. Цей базовий принцип застосований в заявленому захисному компоненті для одержання яскраво виражених ефектів при пропусканні. У захисному компоненті 10 металевий шар 102 структурують таким чином, щоб одержати щонайменше дві різні зони зв'язування з падаючою світловою хвилею. Кожна зона зв'язування містить набір по суті прямолінійних і паралельних хвилеподібних елементів, при цьому хвилеподібні елементи різних зон мають не паралельні напрямки. У кожній зоні зв'язування металевий шар є суцільним і деформований таким чином, щоб утворити згадані хвилеподібні елементи. На фіг. 1А і 1В схематично показаний набір хвилеподібних елементів 104 однієї із зон зв'язування. Кожний набір хвилеподібних елементів характеризується своїм кроком А, амплітудою h хвилеподібного елемента (висота між піком і западиною) і товщиною t металевого шару на рівні зони зв'язування. Як правило, крок решітки становить від 100 нм до 600 нм, переважно від 200 нм до 500 нм, і висота становить від 10 % до 45 % кроку решітки, переважно від 10 % до 30 %. Під хвилеподібним елементом потрібно розуміти безперервно змінювану деформацію металевого шару, який залишається суцільним по всій зоні зв'язування. Переважно профіль хвилеподібних елементів є синусоїдальним або майже синусоїдальним, при цьому заявник встановив, що деформація синусоїдального профілю допустима з підтримуваним циклічним відношенням, від 40 % до 60 %. Товщина t металевого шару може бути достатньо малою, щоб робити можливим збудження і зв'язування поверхневих плазмонних мод з двома межами розділення метал/діелектрик, що забезпечує ефект резонансного пропускання, що буде описано детальніше нижче. Розглянемо поляризаційну падаючу хвилю ТМ (поперечна магнітна хвиля, тобто хвиля, при якій магнітне поле Н є перпендикулярним до площини падіння xz, яка є площиною фігури на фіг. 1А), яка падає на решітку з азимутом 0° відносно вектора решітки k g і з кутом падіння θ в шарі 103 відносно осі у, нормальної до площини решітки, утвореної хвилеподібними елементами 104. Вектор kg, показаний на фіг. 1В, є вектором з напрямком, перпендикулярним до ліній решітки, і з нормою, що визначається формулою k g=2π/Λ, де Λ є кроком решітки. Щоб відбулось зв'язування, тобто перехід енергії між падаючою хвилею в діелектричному середовищі, що має відносну проникність εd, і плазмонною модою, необхідно, щоб була додержана наступна рівність (див. вищезгаданий документ H.Raether): ksp=n1k0sinθ±kg 35 де: k0 є хвильовим числом, що визначається як k 0=2π/λ ksp визначається як ksp=nspk0, де nsp є реальним індексом плазмону, що визначається як nsp  md /(m  d) 40 (1) (2) у випадку металевого шару нескінченної товщини, де εm і εd означають проникність відповідно металу і діелектричного матеріалу. Таким чином, можна визначити центрувальну довжину хвилі λ0, тобто довжину хвилі, при якій зв'язування забезпечене при нормальному куті падіння (θ=0°). Центрувальну довжину хвилі визначають таким чином:  0   / nsp (3) 45 Таким чином, крок решітки вибирають залежно від шуканої центрувальної довжини хвилі. При фіксованому кроці решітки зміна довжини хвилі зв'язування λ при куті падіння, який не дорівнює нулю, і при нульовому азимуті відносно вектора решітки виражають рівнянням (1), яке можна розвернути у вигляді двох рівнянь: 50   (nsp  n1 sin )   (4)   (nsp  n1 sin )   (5) 4 UA 110968 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Таким чином, існують дві довжини хвилі, при яких можливе зв'язування падаючої хвилі з поверхневим плазмоном, що відповідає поширенню плазмону відповідно в режимі поширення в одному напрямку і в протилежних напрямках. Якщо металевий шар має кінцеву товщину і, крім того, його товщина приблизно відповідає величині глибини проникнення електромагнітного поля плазмонної моди в метал (яка 2 1/2 приблизно дорівнює 1/(k 0(nsp +Re(|εm|)) )), електромагнітне поле плазмонної моди на верхній межі розділення металевого шару "бачить" також нижню межу розділення і, отже, повинна також додержуватися умови на межах полів на цій нижній межі розділення. Звідси виходить, що існують дві плазмонні моди, які можуть поширюватися вздовж металевого шару, які мають, кожна, максимум поля на верхній і нижній межах розділення металевого шару: плазмонна мода, поперечне магнітне поле Н якої є парним (отже, подовжнє електричне поле, яке відповідає за подовжнє коливання електронів, є непарним з переходом через нуль в металевому шарі), яка називається плазмонною модою "long range", і плазмонна мода, поле Н якої є непарним і сильніше поглинається металом, яка називається плазмонною модою "short range". Їх реальні показники є близькими, якщо товщина металевого шару не є дуже малою (наприклад, перевищує 15 нм), і обидві ці моди зв'язані в присутності решітки, якщо падаюча хвиля виходить від джерела світла, яке мало когерентне в просторі і у часі, такого як освітлювальна лампа або природне сонячне світло. Таким чином, якщо умова зв'язування дотримана, поле двох зв'язаних (або "збуджених") плазмонних мод має максимум також на нижній межі розділення металевого шару і, отже, завдяки присутності решітки, може випромінювати в проникному середовищі (шар 103) і дозволяє світловій енергії пройти через суцільний металевий шар і проводити пік пропускання, звідки термін "резонансне пропускання". На фіг. 2А показане пропускання, обчислене в компоненті, показаному на фіг. 1А, у режимі ТМ з азимутом 0° щодо вектора решітки залежно від кута падіння θ і від довжини падаючої хвилі λ. Кут падіння θ є кутом падіння в середовищі шару 103, визначеним відносно нормалі до решітки. Для цих обчислень використовують програму обчислення поширення електромагнітних хвиль, наприклад, програму Gsolver© (розроблену компанією Grating Solver Development Company, див. за адресою http://www.gsolver.com/). Хвилеподібні елементи мають синусоїдальний профіль із кроком 300 нм і глибину 60 нм. Металевий шар виконаний зі срібла і має товщину 40 нм. Він охоплений двома шарами з діелектричного матеріалу типу полістиролу. Центрувальна довжина хвилі дорівнює 560 нм. У смузі спектра (як правило, 50-100 нм), центрованою по цій довжині хвилі, пропускання при нормальному куті падіння (θ=0°) є максимальним. Якщо кут падіння збільшується, спостерігається зміна довжини хвилі зв'язування, тобто довжини хвилі, при якій з'являється ефект резонансного пропускання компонентом. Відзначається осьова симетрія щодо осі у навколо кута падіння 0°. Таким чином, одержуваний візуальний ефект буде однаковим, якщо зразок повертати в одному чи в іншому напрямку. Таке ж обчислення в режимі ТЕ (електрична поперечна хвиля, тобто хвиля, при якій магнітне поле Е є перпендикулярним до площини падіння xz, що є площиною фіг. 1А) показує майже нульове пропускання компонента. Залежно від різних параметрів компонента були здійснені різні моделювання для виміру їхнього впливу. Зокрема, можна показати, що для максимального ефекту зв'язування переважно варто обмежувати глибину хвилеподібних елементів (параметр h на фіг. 1А) значенням від 10 % до 20 % кроку. Були також зроблені моделювання з різними типами металів і зі зміною товщини. Як правило, ці обчислення показують розширення смуги спектра зв'язування, коли товщина металевого шару зменшується, і зменшення амплітуди резонансного пропускання, коли товщина металевого шару збільшується, при цьому смуга спектра зв'язування звужується, але втрачає в інтенсивності. Таким чином, можна обчислити оптимальну товщину металевого шару для одержання значного візуального ефекту з достатньою спектральною смугою зв'язування. Наприклад, заявник показав, що кращим є металевий шар зі срібла при товщині від 35 нм до 50 нм. Були протестовані й інші метали. Наприклад, для одержання заявленого компонента з плазмонним ефектом можна також використовувати алюміній. Оскільки алюміній має дуже сильну властивість поглинання у видимій зоні, металевий шар повинний бути тоншим, ніж шар, виконаний зі срібла, як правило, від 16 до 25 нм. Проте, у порівнянні зі сріблом моделювання структури з металевим шаром з алюмінію має спектральну смугу зв'язування, зміщену убік коротших довжин хвилі, і меншу амплітуду резонансного пропускання через значніші джоулеві втрати плазмонних мод у цьому металі. Заявник розглянув також вплив деформації синусоїдального профілю хвилеподібних елементів на ефективність зв'язування. Відзначається, що зміна профілю синусоїди убік 5 UA 110968 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 профілю хвилястості з неврівноваженим циклічним відношенням приводить до різкого послаблення сигналу пропускання. Переважно циклічне відношення становить від 40 % до 60 %. На фіг. 2В показане моделювання пропускання компонента 10 в умовах, ідентичних з умовами обчислення, показаними на фіг. 2А, але в даному випадку зразок повернули по азимуту навколо осі х на 90 і вибрали поляризацію ТЕ. При нормальному куті падіння як і раніше спостерігається резонансне пропускання при центрувальній довжині хвилі λ 0. З іншого боку, на цій кривій відзначається стабільність довжини хвилі зв'язування залежно від кута падіння. Інакше кажучи, у цій конфігурації компонент є мало чуттєвим до повороту зразка навколо осі у, що у даному випадку є паралельною вектору решітки. На фіг. 3А-3D у трьох конфігураціях спостереження захисного компонента 10, показаного на фіг. 1, показаний вплив азимута ϕ і кута падіння θ на візуальне сприйняття спостерігача. Для порівняння на фіг. 3А показане спостереження захисного компонента, металевий шар якого не піддавався структуруванню. На фіг. 3А компонент 10, що містить не структурований металевий шар 102, що знаходиться між двома діелектричними шарами 101, 103, освітлений світловим джерелом 30, наприклад, джерелом білого світла, спектр якого схематично представлений набором квітів, позначених різними лініями в рамці 301. Наприклад, мова йде про спектр, що охоплює усе світло видимої зони. Якщо спостерігач 20 дивиться на світло через цей компонент, він не бачить ніякої візуальної інформації. Дійсно, не відбувається ніякого зв'язування з плазмонною хвилею, і металевий шар поводиться як відбивач. Компонент не пропускає падаючий світловий потік. У конфігураціях, показаних на фіг. 3В-3D, розглянутий захисний компонент 10 з металевим шаром 102, структурованим таким чином, щоб одержати зону 104 зв'язування з хвилеподібними елементами, описану вище з посиланнями на фіг. 1А і 1В. У прикладі, показаному на фіг. 3В, спостереження роблять при азимуті 0° і при нормальному куті падіння. Хвилеподібні елементи 104 утворюють решітку зв'язування падаючої хвилі з поверхневими плазмонами на межах розділення метал - діелектрики 105 і 106, оптимізовану при нормальному куті падіння для даної довжини хвилі за допомогою рівняння (3). При цій довжині хвилі структура добре пропускає складову ТМ падаючої електромагнітної хвилі, і спостерігач 20 спостерігає колірну візуальну інформацію, що відповідає вузькій спектральній смузі навколо цієї довжини хвилі. На спектрі, схематично показаному в рамці 302 на фіг. 3В, спостерігач бачить тільки світлову складову 303, що відповідає цій смузі спектра. Якщо спостерігач продовжує спостерігати цей компонент з азимутом 0°, але змінюючи кут падіння, він спостерігає значну зміну кольору, як показано на фіг. 3С. Дійсно, як було зазначено вище, кут падіння θ (чи нахил), не дорівнює нулю навколо осі у, перпендикулярної до вектора решітки, приводить до сильної зміни довжини хвилі зв'язування одночасно убік більшої довжини хвилі й убік довжини хвилі, коротшої, ніж для хвилі зв'язування при нормальному куті падіння. Застосовуючи до компонента нахил, спостерігач бачить колір, який різко змінюється разом зі зміною кута нахилу. У прикладі, показаному на фіг. 3С, цифрами 304, 305 позначені смуги спектра 302, які бачить спостерігач. У прикладі, показаному на фіг. 3D, спостережуваний компонент, повертають не навколо осі у, перпендикулярної до вектора решітки, а навколо осі z, паралельної вектору решітки. У цьому випадку спостерігається невелика зміна довжини хвилі, показана спектральними смугами 304, 305 спектра, що пропускається. Дійсно, ця конфігурація еквівалентна конфігурації, представленої на фіг. 2В, на якій компонент повертають навколо осі, паралельної вектору решітки. Таким чином, установлено, що залежно від азимута і нахилу поводження пропускної решітки повністю змінюється, і саме цей ефект застосував заявник для одержання захисного компонента, контрольованого при пропусканні. Нарешті, відзначається, що спостерігач може спостерігати виконаний таким чином компонент з одного або з іншого боку, тобто, у прикладі, представленому на фіг. 3В-3D, направляючи до джерела світла 30 шар 101 або шар 103, і одержувати однакові ефекти. Дійсно, структура діелектрик - металу - діелектрик, що містить діелектричні матеріали з аналогічними або близькими показниками заломлення, є симетричною, і шари, які можна додавати з двох сторін з метою використання, є нейтральними, що буде описано нижче. На фіг. 4 показаний захисний оптичний компонент відповідно до прикладу виконання винаходу. Він показаний у розрізі на рівні металевого шару, при цьому показаний тільки один із шарів діелектричного матеріалу. На фіг. 5А, 5В, з одного боку, і на фіг. 6А, 6В, з іншого боку, показані криві, що відбивають обчислене пропускання компонента, показаного на фіг. 4, залежно від різних параметрів. 6 UA 110968 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Компонент 40 містить дві зони 41, 42 зв'язування, кожна з який містить набір хвилеподібних елементів 410, 420, представлених на фіг. 4 у видгляді смуг, заштрихованих пунктирними лініями. У цьому прикладі хвилеподібні елементи кожної зони зв'язування орієнтовані в головному напрямку, визначаючи для кожної зони зв'язування вектор решітки, відповідно kg 1 і kg2, що має напрямок, перпендикулярний до головного напрямку хвилеподібних елементів, і k  2 /  i норму, яка визначається як gi , де Λi є кроком хвилеподібних елементів у кожній із зон. У цьому прикладі вектори решітки кожної зони зв'язування є по суті ортогональними. В ортонормованій системі координат x, y, z, показаної на фіг. 4, хвилеподібні елементи 410 зони 41 зв'язування орієнтовані по осі z (вектор решітки по осі у), хвилеподібні елементи 420 зони 42 зв'язування орієнтовані по осі y (вектор решітки по осі z), при цьому вісь х є віссю, перпендикулярною до поверхні компонента, що є також площиною фігури. У цьому прикладі набори хвилеподібних елементів 410, 420 мають по суті ідентичні характеристики (зокрема, крок і природу металу), тому центрувальна довжина хвилі є по суті однаковою для обох зон зв'язування. В альтернативному варіанті один з параметрів можна змінити, наприклад, крок хвилеподібних елементів або природу металу і товщину шару, щоб одержати іншу центрувальну довжину хвилі і, отже, інший "колір" з нормальним кутом падіння для спостерігача. Фіг. 5А і 5В ілюструють обчислене пропускання відповідно в зонах 41 і 42 зв'язування залежно від кута падіння, виміряного навколо осі z, і від довжини хвилі, коли спостерігач спостерігає компонент 40 з азимутом 0° у білому світлі. Для цих обчислень використовують ту ж програму обчислення поширення електромагнітних хвиль, що й у попередньому випадку, і умови є ідентичними умовам, застосовуваним для моделювань, показаних на фіг. 2А і 2В. У зоні 41 зв'язування компонента кут падіння змінюють навколо осі, перпендикулярної до вектора решітки. При цьому спостерігають дуже велику зміну довжини хвилі зв'язування залежно від кута падіння (фіг. 5А). Моделювання здійснюють у режимі ТМ, вплив якого, як установив заявник, є домінуючим у порівнянні з впливом режиму ТЕ і, отже, відбиває те, що спостерігач побачить у не поляризованому світлі. Заявник показав, що зміна кута на 1° дає зсув на 7 нм при поляризації ТМ, тоді як зсув є майже нульовим у режимі ТЕ. Таким чином, при нормальному куті падіння спостерігач побачить при пропусканні зелений колір, що відповідає спектральній смузі, центрованої приблизно на 560 нм. Повертаючи компонент навколо осі z, він побачить, що зона 41 дуже швидко прийме відтінок, який в основному містить червоний колір і трохи синього, що відповідає двом довжинам хвилі зв'язування, зв'язаним з режимами поширення в одному напрямку й у протилежних напрямках. У зоні 42 зв'язування поворот компонента навколо осі z відповідає повороту навколо осі, паралельної вектору решітки. На фіг. 5В показана зміна пропускання залежно від кута падіння і від обчисленої довжини хвилі в режимі ТЕ, вплив якого в цій конфігурації є домінуючим у порівнянні з режимом ТМ. Зміна кольору, що спостерігається на фіг. 5В, є слабшою, і зона 42 залишиться для спостерігача в зелених відтінках. На фіг. 6А і 6В для кута падіння навколо осі z (фіг. 4), який відповідно дорівнює 0° (крива 602) і 15° (крива 601), показане пропускання залежно від довжини хвилі відповідно в зонах 42 (фіг. 6А) і 41 (фіг. 6В), обчислене при тих же параметрах, що й у попередньому випадку. Ці криві підтверджують слабку зміну пропускання залежно від довжини хвилі, що спостерігається в зоні 42, у порівнянні з дуже сильною зміною довжини хвилі, що спостерігається в зоні 41. Так, центральна довжина хвилі спектральної смуги, що пропускається, переходить від 615 нм при нормальному куті падіння до 601 нм при куті 15° у зоні 42, тоді як вона переходить від 615 нм при нормальному куті падіння до 508 нм при куті 15° у зоні 41. З іншого боку, цей же спостерігач, якщо він поверне компонент навколо осі в (фіг. 4), побачить дуже сильну зміну кольору в зоні 42 зв'язування, аналогічну зміні, показаній на фіг. 5А, обчислену в режимі ТМ, і слабку зміну кольору в зоні 41 зв'язування, як на фіг. 5В, обчислену в режимі ТЕ. Таким чином, змінюючи кут падіння компонента щодо однієї або іншої з осей, спостерігач побачить дуже швидку зміну кольору в одній із зон, тоді як колір в іншій зоні залишиться достатньо стабільним. Переважно ортогональність решіток зв'язування, утворених наборами хвилеподібних елементів 410 і 420, додержується з допуском ±5°. Дійсно, заявник установив, що в цьому діапазоні зміни кута між двома наборами хвилеподібних елементів продовжує відзначатися стійка стабільність кольору зони зв'язування, вектор решітки якої є паралельним осі повороту компонента, і настільки ж ефективна зміна довжини хвилі зв'язування в зоні зв'язування, вектор решітки якої є перпендикулярним осі повороту компонента. Якщо ортогональність двох наборів хвилеподібних елементів відхиляється більше порогу ±5°, ефект стає усе менш відчутним, тому 7 UA 110968 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 що контраст між зоною зв'язування зі стабільним кольором і зоною зв'язування зі швидкою зміною кольору буде меншим. Переважно зонам 41, 42, показаним на фіг. 4, можна надати взаємно доповнюючі і характеристичні форми, як показано, наприклад, на фіг. 7А-7D. На фіг. 7А представлений вигляд в розрізі захисного компонента 70 на рівні металевого шару 102. Фіг. 7В-7D ілюструють спостереження компонента 70 при пропусканні в різних конфігураціях. Як показано на фіг. 7А, зона 72 зв'язування, що містить набір прямолінійних і паралельних хвилеподібних елементів, які утворюють решітку зв'язування з вектором решітки k g2, має форму серця. Зона 71 зв'язування містить по суті прямолінійні і паралельні хвилеподібні елементи, орієнтовані в напрямку, перпендикулярному до напрямку хвилеподібних елементів зони 72 зв'язування, утворюючи решітку зв'язування з вектором решітки k g1, і її форма взаємно доповнює форму зони 71 зв'язування. Так, в цьому прикладі зона 71 зв'язування має по суті прямокутну форму з перериванням хвилеподібних елементів в центральній зоні, відповідній зоні 72 зв'язування. Крім того, захисний компонент, показаний на фіг. 7А, містить зону 73, яка утворює рамку навколо зони 71 зв'язування і в якій металевий шар не структурований. Якщо спостерігач спостерігає при пропусканні захисний компонент 70 при нормальному куті падіння, він побачить зображення, показане на фіг. 7В, що тобто має однорідний колір на всьому компоненті (якщо параметри наборів хвилеподібних елементів є по суті ідентичними), за винятком не структурованої зони 73, яка має постійну оптичну густину, набагато вищу, ніж оптична густина структурованих зон 71, 72. Колір буде відповідати спектральній смузі, центрованої по довжині хвилі, при якій решітка, утворена хвилеподібними елементами, буде оптимізованою, наприклад, колір буде зеленим навколо 550 нм, як в попередньому прикладі. Якщо спостерігач застосує поворот навколо осі, перпендикулярних до вектора решітки k g1 (фіг. 7С), він буде спостерігати швидку зміну кольору зони 71 зв'язування, тоді як зона 72 зв'язування в формі серця залишиться стабільною за кольором. Якщо ж, навпаки, спостерігач застосує поворот навколо осі, перпендикулярної до вектора решітки k g2 (фіг. 7D), він буде спостерігати швидку зміну кольору зони 72 зв'язування в формі серця, тоді як зона 71 зв'язування залишиться стабільною за кольором. Таким чином, поворот навколо осі компонента приводить до швидкої зміни кольору в одній із зон, яка в цьому прикладі відповідає малюнку характеристичної форми, тоді як поворот навколо перпендикулярної осі приводить до швидкої зміни зони взаємно доповнюючої форми. Спостерігач може легко перевірити автентичність захищеного цінного документа, завдяки наявності такого компонента, причому при різних рівнях захисту. Йому достатньо спостерігати компонент при пропусканні в не поляризованому білому світлі. Змінюючи кут спостереження компонента з нахилом навколо однієї з осей малюнка, він буде спостерігати швидку зміну кольору в одній зоні. Ця зміна буде тим характернішою, чим менше змінюється колір в доповнюючій зоні. Крім того, присутність не структурованої і, отже, непрозорої контрольної зони (зона 73 в прикладі на фіг. 7) робить більш відчутною прозорість зон зв'язування. При другому рівніперевірки можна змінювати кут падіння компонента навколо осі, перпендикулярної до першої осі. У цьому випадку він буде спостерігати швидку зміну кольору в зоні, що доповнює першу зону. На фіг. 8 і 9 представлені два варіанти захисного компонента відповідно до винаходу із зонами зв'язування, вектори решітки яких є попарно перпендикулярними. На фіг. 8А і 8В показані захисні компоненти з концентричними хвилеподібними елементами 800. Хвилеподібні елементи 800 можуть мати багатокутну форму (фіг. 8А) або круглу форму (фіг. 8В). Можна утворити множину зон зв'язування, позначених 801-808, в кожній з яких ділянки хвилеподібних елементів є по суті прямолінійними і паралельними і утворюють решітку зв'язування, визначену вектором решітки k g1-kg8. Якщо спостерігач спостерігає захисний компонент типу описаного компонента 80 з пропусканням при нормальному куті падіння, він побачить пластинку 810 однорідного кольору (фіг. 8С), що визначається спектральною смугою навколо довжини хвилі, при якій решітки зв'язування є оптимізованими. Цей колір залежить від кроку і від глибини хвилеподібних елементів 800, а також від товщини металевого шару. Якщо спостерігач поверне компонент, тобто змінить кут падіння, відбудеться дуже швидка зміна кольору зон зв'язування 811, вектори решітки яких перпендикулярні до осі обертання компонента (зони зв'язування, симетричні відносно центра симетрії компонента), тоді як інша частина пластинки (812, фіг. 8С) залишиться стабільною за кольором. За рахунок осьової симетрії компонента навколо осі х на фіг. 1А, незалежно від напрямку компонента по азимуту, можна спостерігати зміну кольору двох симетричних зон компонента, повертаючи його навколо осі, що міститься в площині компонента (нахил). Крім того, при 8 UA 110968 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 даному азимуті, змінюючи вісь обертання компонента, можна спостерігати зміну кольору в інших зонах компонента, відповідних двом симетричним зонам, вектор решітки яких є по суті перпендикулярним до осі обертання, що ще більше полегшує аутентификацію захисного компонента. На фіг. 9А схематично показаний захисний компонент 90 також з осьовою симетрією, який має радіально розташовані хвилеподібні елементи (на фіг. 9А не показані), тому можна локально одержати зони зв'язування, в яких хвилеподібні елементи є по суті прямолінійними, визначаючи в кожній зоні вектор решітки kgi з напрямком, перпендикулярним до головного напрямку хвилеподібних елементів зони. У цьому випадку, як показано на фіг. 9В, спостерігач, що спостерігає зразок при пропусканні з нормальним кутом падіння, також побачить по суті однорідний колір, відповідний довжині хвилі зв'язування, визначеній кроком і глибиною хвилеподібних елементів. Застосовуючи до компонента нахил, він буде спостерігати швидку зміну кольору в двох симетричних зонах, вектори решітки яких перпендикулярні до осі обертання компонента. Як і у випадку компонента, представленого на фіг. 8, ефект не буде відчуватися при азимутальному положенні компонента внаслідок осьової симетрії, а поворот навколо іншої осі приведе до зміни кольору в іншій зоні компонента. Описані вище захисні компоненти можна виконувати наступним чином. Оптичні структури (хвилястість) різних зон записують за допомогою фотолітографії або літографії за допомогою електронного пучка на світлочутливому носії або "фоторезисті" згідно з англосаксонським терміном. Етап гальванопластики дозволяє потім перенести ці оптичні структури на міцний матеріал, наприклад, на основі нікелю для виконання матриці або "майстра". За допомогою матриці проводять тиснення для перенесення мікроструктури на плівку і для структурування шару 101 з діелектричного матеріалу (фіг. 1А), як правило, з формувальним лаку товщиною в декілька мікрон, нанесеного на плівку товщиною від 12 мкм до 50 мкм з полімерного матеріалу, наприклад, ПЕТ (поліетилентерефталат). Тиснення можна проводити за допомогою гарячого пресування діелектричного матеріалу ("hot embossing") або формування ("casting"). Показник заломлення шару, утвореного формувальним лаком, звичайно становить 1,5. Потім проводять металізацію тиснутого шару. Металізацію здійснюють у вакуумі з ідеальним контролем товщини, наприклад, за допомогою наступних металів: срібла, алюмінію, золота, хрому, міді і т. д. Потім наносять закриваючий шар з контрольованим показником заломлення, наприклад, за допомогою обмазування. У деяких варіантах, наприклад, при ламінуванні або гарячому маркуванні цей шар може бути адгезивним шаром. Закриваючий шар, утворюючий шар 103 (фіг. 1А), має по суті такий же показник заломлення, що і тиснутий шар, тобто близько 1,5 при товщині більше декількох мікрон. Залежно від кінцевого призначення продукту на закриваючий шар можна нанести адгезив. Згідно з варіантом, під час етапу металізації можна наносити декілька різних металів, наприклад, для одержання різних візуальних ефектів. Для цього при даному малюнку можна на тиснутий шар нанести розчинну фарбу. Під час металізації за допомогою першого металу його рівномірно наносять на шар, але він залишається тільки в зонах, що не містять фарби, коли фарбу видаляють. Потім проводять другу селективну металізацію, яка включає в себе попередній етап друкування розчинною фарбою, що дозволяє вибрати зони нанесення другого металу. Під час нанесення другого металу металеві шари можуть перекривати один одного локально, утворюючи зони підвищеної оптичної густини, або, навпаки, можна одержати не металізовані зони, які після нанесення закриваючого шару утворюють прозорі зони в компоненті. Згідно з варіантом, різні металеві зони можуть відповідати різним зонам зв'язування. Інакше кажучи, перший метал наносять на одну або декілька перших зон зв'язування, тоді як другий метал наносять на одну або декілька інших других зон зв'язування, що дозволяє одержувати різні колірні ефекти в різних зонах зв'язування. В альтернативному варіанті різні метали можна наносити в зонах, які не відповідають зонам зв'язування. Переважно можна використовувати менш прозорі зони, які вимагають щонайменше двох металізацій, або, навпаки, прозоріші зони, які можуть існувати вже після першої часткової металізації, для формування графічних елементів розділення між зонами, утвореними різними металами. Фахівець використовує ці елементи для посилення чіткості малюнка і, отже, для кращої зчитуваності особою, що відповідає за контроль. На фіг. 10 схематично в розрізі (частковому) показаний одержаний таким чином компонент. На цій фігурі показані тільки функціональні шари, призначені для одержання плазмонного ефекту. Можливі плівки-підкладки або адгезивні плівки не показані. Між шарами 101 і 103 з діелектричного матеріалу знаходяться шари металу 108, 109. Зона 107 є зоною, в якій шар 103 9 UA 110968 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 є тиснутим, а шари металу - структурованими, тобто зоною, в якій знаходяться хвилеподібні елементи (не показані). Згідно з варіантом, різні метали можуть відповідати різним зонам зв'язування. З урахуванням різної природи використовуваних металів такий компонент може виробляти різні колірні ефекти залежно від зон як при спостереженні світла, що відбивається матеріалом, так і при спостереженні при пропусканні плазмонних хвиль. Дійсно, "плазмонний" колір решіток залежить від решітки і від природи металевого шару. Крім того, за рахунок ускладнення виконання такий продукт має вищу стійкість до можливих підробок. Як випливає з описаного вище способу виготовлення, включення захисного оптичного компонента відповідно до винаходу в захищений документ повністю сумісне з присутністю в цьому ж документі структур на основі решіток, що звичайно використовуються для виготовлення голографічних компонентів. Зокрема, можна виконувати захисний оптичний елемент, що містить один або декілька описаних вище компонентів плазмонного типу і один або декілька захисних оптичних компонентів іншого типу, наприклад, голографічних. Для цього матрицю можна виконати за допомогою запису різних малюнків, відповідних різним захисним оптичним компонентам, на фоторезистивній підкладці, а потім зробити гальванопластику. Після цього за допомогою матриці можна здійснити тиснення для перенесення різних мікроструктур на плівку з полімерного матеріалу, призначеного для тиснення. Металізацію, товщину якої необхідно контролювати для компонентів з плазмонним ефектом, можна проводити на всій плівці, оскільки вона не буде заважати іншим компонентам типу DOVID, які працюють при відбиванні. На фіг. 11А-11С показаний захищений документ 1, наприклад, цінний документ типу банкноти, забезпечений захисним елементом 110, що містить захисний оптичний компонент 70 плазмонного типу й інші захисні оптичні компоненти 111, наприклад, голографічного типу. На фіг. 11А показаний вигляд зверху цього компонента, на фіг. 11В цей компонент показаний знизу, а на фіг. 11С - в розрізі. Захисний елемент 110 виконаний у вигляді смуги, як правило шириною 15 мм, яку кріплять на підкладці 112 документа 1. Захисний елемент 110 кріплять на підкладці 112 за допомогою відомих засобів. Наприклад, у випадку документа, що має тверду прозору зону, захисний елемент можна закріпити за допомогою гарячого пресування, що активує прозорий адгезивний шар, попередньо нанесений на закриваючий шар 101. У цьому випадку між формувальним лаком 103 і плівкою-підкладкою з ПЕТ (на фіг. 1А або 10 не показана) можна нанести відривний шар (наприклад, з воску). Захисний елемент переносять на документ шляхом гарячого пресування захисного елемента на документі, при цьому плазмонний компонент знаходиться навпроти прозорої зони. Під час цього перенесення адгезивна плівка приклеюється до підкладки 112 документа, і відривний шар, а також плівку-підкладку можна видалити. У підкладці 112 передбачене прозоре вікно 113 на рівні компонента 70 плазмонного типу. При спостереженні зверху на захищеному документі 1 видні всі захисні оптичні компоненти, які можна контролювати при відбиванні за допомогою різних відомих способів. При спостереженні знизу можна бачити тільки компонент або компоненти плазмонного типу; їх можна контролювати при пропусканні, як було описано вище. На фіг. 12А і 12В в розрізі показані два варіанти прикладу виконання захищеного документа 1, забезпеченого захисним елементом, що містить захисний оптичний компонент 120. У цих двох прикладах захисний оптичний компонент або захисний оптичний елемент, на якому знаходиться захисний оптичний компонент, інкапсульований в підкладку 122 захищеного документа. У прикладі, показаному на фіг. 12А, захищений документ 1 одержують, наприклад, за допомогою ламінування декількох шарів 125, 126, 127, при цьому захисний оптичний компонент включений в центральний шар 126, при цьому в зовнішніх шарах 123, 124 передбачені прозорі зони 123, 124 для спостереження захисного оптичного компонента 120. Згідно з варіантом, шари 125, 126, 127 можна об'єднати плавленням для одержання однорідної підкладки 122, в якій виявляється інкапсульованим захисний оптичний компонент. У прикладі, показаному на фіг. 12В, захисний оптичний компонент закріплений на першому шарі 122, який утворює підкладку, при цьому весь комплекс закритий шаром 124 з прозорого матеріалу. У шарі 122 підкладки передбачене прозоре вікно 123 для спостереження захисного оптичного компонента 120. Це прозоре вікно може бути виконане у вигляді порожнини або з локально прозорого матеріалу. Виконаний таким чином документ може бути захищеним документом, таким як посвідчення особи або банкнота, забезпечена захисною ниткою. Одержаний таким чином захищений документ може легко контролювати навіть не досвідчений спостерігач, причому з високим ступенем надійності. Як було указано вище, захисний оптичний компонент плазмонного типу відповідно до винаходу може бути виконаний у 10 UA 110968 C2 5 10 вигляді захисної плівки, характеристики якої можна контролювати на око у видимій зоні. Таким чином, можна проводити візуальну аутентификацію захищеного документа, в тому числі при природному освітленні. Ця аутентификація, основана на різних візуальних ефектах при пропусканні залежно від осі обертання компонента, є виключно легкою в здійсненні. На практиці, спостерігач може контролювати захищений документ, спостерігаючи при пропусканні компонент плазмонного типу перед джерелом білого світла. В альтернативному варіанті захисний компонент можна контролювати, вмістивши його на підсвічену підкладку. Незважаючи на опис у вигляді деякого числа прикладів виконання, захисний оптичний компонент відповідно до винаходу і спосіб виготовлення згаданого компонента можуть включати в себе різні версії, зміни і удосконалення, які будуть очевидними для фахівця, якщо вони не виходять за рамки об'єму захисту винаходу, визначені нижченаведеною формулою винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Захисний оптичний компонент з плазмонним ефектом, призначений для спостереження при пропусканні, що містить: - два шари (101, 103) з прозорого діелектричного матеріалу, - металевий шар (102), розташований між згаданими шарами з прозорого діелектричного матеріалу з утворенням двох діелектричних меж розділення діелектрик-метал (105, 106) і структурований для утворення щонайменше на частині його поверхні хвилеподібних елементів (104), виконаних з можливістю зв'язування поверхневих плазмонних мод, що підтримуються згаданими межами розділення діелектрик-метал, з падаючою світловою хвилею, при цьому хвилеподібні елементи виконані в першій зоні зв'язування в першому головному напрямку і щонайменше у другій зоні зв'язування, відмінній від згаданої першої зони зв'язування, у другому головному напрямку, по суті перпендикулярному до першого головного напрямку, при цьому згаданий металевий шар є суцільним в кожній із згаданих зон зв'язування. 2. Захисний оптичний компонент за п. 1, в якому дві згадані зони зв'язування утворюють взаємодоповнюючі малюнки (71, 72). 3. Захисний оптичний компонент за п. 1, в якому щонайменше частина хвилеподібних елементів розташована концентрично. 4. Захисний оптичний компонент за п. 1, в якому щонайменше частина хвилеподібних елементів розташована радіально. 5. Захисний оптичний компонент за одним з попередніх пунктів, в якому згаданий металевий шар додатково містить неструктуровану зону. 6. Захисний оптичний компонент за будь-яким з попередніх пунктів, в якому згадані хвилеподібні елементи мають крок, що становить від 100 до 600 нм, і глибину, що становить від 10 до 30 % кроку. 7. Захисний оптичний компонент за будь-яким з попередніх пунктів, в якому різниця показників заломлення згаданих прозорих діелектричних матеріалів, що утворюють кожний із згаданих шарів, менша 0,1. 8. Захисний оптичний компонент за будь-яким з попередніх пунктів, в якому щонайменше частина металевого шару виконана зі срібла, і її товщина по суті становить від 20 до 60 нм. 9. Захисний оптичний компонент за будь-яким з попередніх пунктів, в якому щонайменше частина металевого шару виконана з алюмінію, і її товщина по суті становить від 10 до 30 нм. 10. Захисний оптичний компонент за будь-яким з попередніх пунктів, в якому металевий шар виконаний з одного металу. 11. Захисний оптичний компонент за будь-яким з пп. 1-9, в якому металевий шар містить щонайменше дві частини, кожна з яких виконана з різного металу. 12. Захисний оптичний елемент, який призначений для захисту документа і який містить щонайменше один захисний оптичний компонент за одним з попередніх пунктів. 13. Захисний оптичний елемент за п. 12, що додатково містить плівку-підкладку, що несе один із згаданих шарів з прозорого діелектричного матеріалу. 14. Захисний оптичний елемент за будь-яким з пп. 12 або 13, що додатково містить адгезивну плівку, розташовану на одному із згаданих шарів з прозорого діелектричного матеріалу. 15. Захищений документ (1), що містить підкладку (112) і захисний оптичний компонент за будьяким з пп. 1-11 або захисний оптичний елемент за будь-яким з пп. 12-14, закріплений на згаданій підкладці, при цьому згадана підкладка містить прозору зону (113), на рівні якої розташований згаданий захисний оптичний компонент. 11 UA 110968 C2 5 10 15 20 25 16. Захищений документ (1), що містить підкладку (112) і захисний оптичний компонент за будьяким з пп. 1-11 або захисний оптичний елемент за будь-яким з пп. 12-14, інкапсульований в згадану підкладку, при цьому згадана підкладка містить прозорі зони (123, 124) з двох сторін від згаданого захисного оптичного компонента. 17. Спосіб виготовлення захисного оптичного компонента з плазмонним ефектом, що включає: - нанесення металевого шару на перший шар (103) з прозорого діелектричного матеріалу, - інкапсуляцію згаданого металевого шару другим шаром (101) діелектричного матеріалу для формування двох меж розділення діелектрик-метал (105, 106), при цьому спосіб відрізняється тим, що згаданий металевий шар структурують для формування щонайменше на частині його поверхні хвилеподібних елементів (104), виконаних з можливістю зв'язування поверхневих плазмонних мод, що підтримуються згаданими межами розділення діелектрик-метал, з падаючою світловою хвилею, при цьому хвилеподібні елементи виконані в першій зоні зв'язування в першому головному напрямку і щонайменше у другій зоні зв'язування, відмінній від згаданої першої зони зв'язування, у другому головному напрямку, по суті перпендикулярному до першого головного напрямку, при цьому згаданий металевий шар є суцільним в кожній із згаданих зон зв'язування. 18. Спосіб за п. 17, в якому згаданий перший шар з діелектричного матеріалу структурують для формування згаданих хвилеподібних елементів, і металевий шар наносять по суті з постійною товщиною на згаданий структурований таким чином перший шар. 19. Спосіб за п. 18, в якому нанесення металевого шару включає в себе нанесення першого шару (108), що містить перший метал, на першу частину поверхні згаданого першого шару (103) з діелектричного матеріалу і нанесення щонайменше другого шару (109), що містить другий метал, на другу частину поверхні згаданого першого шару (103) з діелектричного матеріалу. 20. Спосіб за пп. 17-19, в якому нанесення металевого шару проводять селективно, що дозволяє одержати макроскопічні малюнки, видимі неозброєним оком при просвічуванні. 12 UA 110968 C2 13 UA 110968 C2 14 UA 110968 C2 15 UA 110968 C2 16 UA 110968 C2 17 UA 110968 C2 18 UA 110968 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 19

Дивитися

Додаткова інформація

Автори російською

Petiton, Valery, Sauvage-Vincent, Jean, Noizet, Alexandre, Jourlin, Yves

МПК / Мітки

МПК: B24D 15/00, B24D 15/10, G07D 7/12, G02B 5/00, G02B 5/18, G07D 7/00

Мітки: компонент, оптичний, таким, захисний, забезпечений, такого, компонента, документ, компонентом, ефектом, пропускання, захищений, виготовлення

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/21-110968-zakhisnijj-optichnijj-komponent-z-efektom-propuskannya-vigotovlennya-takogo-komponenta-i-zakhishhenijj-dokument-zabezpechenijj-takim-komponentom.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Захисний оптичний компонент з ефектом пропускання, виготовлення такого компонента і захищений документ, забезпечений таким компонентом</a>

Подібні патенти