CN105189133B - 安全元件和安全文件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特别是多层柔性膜体的形式的安全元件(2)，该安全元件具有面对观察者的顶面和背对观察者的背面，本发明还涉及一种用于生产该安全元件的方法。安全元件(2)具有布置在该安全元件的第一区域(30)中的一个或多个发光元件，该一个或多个发光元件在被激活时辐射光并且在每一情形中特别由自发光的电操作的显示元件形成。安全元件(2)在第一区域(30)中具有一个或多个透射性衍射结构。该一个或多个透射性衍射结构被布置成使得由被激活的一个或多个发光元件辐射的光的至少一部分透过透射性衍射结构的至少一个部分区域。

Description

安全元件和安全文件

本发明涉及安全元件以及具有安全元件的安全文件。

使纸币装备有水印或安全线是已知的。这些安全元件提供可在透射光中识别的安全特征。为了检查这些安全特征，将纸币布置在光源(例如，人造光源(诸如氖管或白炽灯泡)或自然光源(诸如举例而言阳光))与观察者之间，并且在此类透射光观察中检查纸币的外观。通过这种方式的观察，由于安全文件在覆盖有水印或安全线的区域中的透射率的改变，因而透过纸币的光在纸币的不同区域中不同地变弱，从而相应的对比作为安全特征变得对于人类观察者而言是可识别的。

现在，本发明的目的是提供一种具有增加的防伪级别和/或更容易的可验证性的安全元件或安全文件。

该目的通过特别是多层柔性膜体的形式的安全元件来达成，该安全元件具有布置在该安全元件的第一区域中的一个或多个发光元件，该一个或多个发光元件在被激活时辐射光并且在每一情形中特别地由自发光电操作的显示元件形成，其中该安全元件具有一个或多个透射性衍射结构，其中该一个或多个透射性衍射结构被布置成使得由被激活的一个或多个发光元件辐射的光的至少一部分透过该透射性衍射结构的至少一个部分区域。该目的进一步通过用于生产安全元件、特别是价值文件(诸如纸币、ID文件或卡)的方法来达成，在该方法中，提供具有一个或多个发光元件的第一部分元件，该一个或多个发光元件在被激活时辐射光并且在每一情形中特别地由自发光电操作的显示元件形成；在该方法中，提供具有一个或多个透射性衍射结构的第二部分元件；并且在该方法中，第一部分元件和第二部分元件相对于彼此布置成使得由被激活的一个或多个发光元件所辐射的光的至少一部分透过该透射性衍射结构的至少一个部分区域。

此类安全元件是通过高级别的防伪、对安全特征的简单和快速的可识别性、以及引人注目的光学外观来表征的。

安全元件优选具有在至少诸区域中透明的基板，并且在该基板中形成一个或多个透射性衍射结构。基板优选布置在一个或多个发光元件上方。

在此，透明基板指的是单层或多层体，该单层或多层体在第一区域中(至少在诸区域中)对于由一个或多个发光元件辐射的光而言是透明的，并且特别是至少在一个倾角下对于来自从460nm到660nm的波长范围的至少一个波长而言具有超过20％、特别是超过50％的透射率。至少在一个倾角下，透射率在从460nm到660nm的波长范围内优选大于50％、并且进一步在从460nm到660nm的波长范围的至少一半中优选大于80％。该一个或多个发光元件在被激活时优选辐射一种色彩的光、多种色彩的光或者白光。在此，这些发光元件可被分成实现真彩图像的两个或更多个发光元件群。具体地，这些发光元件群可被设计为有源矩阵(AM)或无源矩阵(PM)显示器。因此，可以假设：一个发光元件群在被激活时发射红光，另一发光元件群在被激活时发射绿光，并且另一发光元件群在被激活时发射蓝光，以及通过由不同群的发光元件发射的光的加色混合来生成相应真彩图像的相应真彩。具体地，在发光元件的这种设计中，有利地是，透明基板在所使用的发光元件的整个波长范围上具有超过20％、特别是超过50％的透射率，并且因此例如在从460nm到660nm的整个波长范围上具有以上提及的透明度。如果该一个或多个发光元件仅发射有限波长范围的光，则透明基板仅在此波长范围内、特别是在单色的波长范围内具有以上提及的透射率是可能的。

透射性衍射结构优选被设计成在安全元件被倾斜和/或旋转时改变一个或多个发光元件的有色外观、光谱组成、亮度对比、辐射角度的分布和/或光束成形。例如，零阶透射光效果还可以与一阶或更高阶透射光效果相组合。

一个或多个透射性衍射结构因此例如被设计成在一个或多个发光元件被激活时，第一区域的覆盖有该一个或多个透射性衍射结构的、与发光元件之一交叠地布置的部分区域在安全元件被倾斜和/或转动时显示人类观察者可识别的色彩变化效果作为光学安全特征。

在此，透过一个或多个透明衍射结构的部分区域指的是光透过覆盖有一个或多个透射性衍射结构的区域的至少一部分，并且由此透过透射性衍射结构的至少一部分，以及在透射期间特别是相应地受到该透射性衍射结构的至少一部分的影响。

安全元件优选具有在此部分区域中垂直地观察时具有中性色彩和/或中性对比度的行为，并且在倾斜和/或转动时显示上述效果中的一个或多个效果。替换地，通过一个或多个透射性衍射结构来生成相反的效果，即，使安全元件在倾斜或转动的观察中是中性色彩和/或中性对比度的并且在垂直观察中显示上述效果中的一个或多个效果也是可能的。

另一实施例提供透射性衍射结构始终显示上述效果中的一个或多个效果，但是倾斜观察或转动观察中的效果不同于垂直观察中的效果。

透射性衍射结构优选选自以下类别的透射性衍射结构中的一个或多个：

第一类透射性衍射结构具有作为衍射结构的起伏结构，该起伏结构优选是由参数起伏形状、起伏深度、光栅周期和方位角定义的光栅，其中该起伏结构的起伏深度大于200nm、特别地大于300nm并且进一步优选大于400nm，和/或该起伏结构的起伏深度小于1700nm、特别地小于1200nm、优选小于1000nm。此外，起伏结构优选具有500nm与1500nm之间、特别是600nm与1400nm之间的光栅周期。

起伏结构优选是在相应起伏结构的区域中关于参数起伏形状、起伏深度、光栅周期和方位角为恒定的衍射光栅。然而，在其中提供起伏结构的区域内改变这些参数中的一个或多个参数也是可能的。

起伏结构的结构元件可以具有正弦形、三角形、矩形、对称的或不对称的起伏形状。

在此，起伏结构优选被选择成在从460nm到660nm的波长范围内或者至少在由一个或多个发光元件被激活时辐射的光的波长范围内以零阶透过起伏结构的光在很大程度上不改变其色谱，并且在起伏结构的区域中以零阶透过布置在一个或多个发光元件上方的安全元件的各个层的光的透射率大于30％、特别地大于50％。

在此，起伏结构优选被模制到透明基板的表面中，特别地被模制到安全元件的顶面的表面中。

此外，替换地，将透射性衍射结构形成为模制在安全元件的两个透明层之间的起伏结构也是可能的。在此，这些层的折射率优选相差至少0.1，并且特别优选相差至少0.2。

此外，有利的是，这两个透明层中的一个透明层是聚合物层、特别是复制漆层，并且这两个透明层中的另一个透明层是多孔层，其中多孔层的孔特别地填充有空气。多孔层可以是开孔或闭孔层。在此，该层的微孔性模制使得向该层提供小于1.3并且特别地与空气的折射率接近的折射率成为可能。

在此，多孔层的层厚优选在2μm与50μm之间、优选在2μm与20μm之间。

根据另一优选实施例，这两个透明层是选自以下各层的两个不同层：聚合物层、特别是复制漆层；特别是具有50nm与300nm之间、特别是75nm与150nm之间、并且优选75nm与125nm之间的层厚的HRI(HRI＝高折射率)或LRI(LRI＝低折射率)层；特别是具有范围从2nm到20nm的层厚的金属层。由透明的高度折射材料(诸如TiO₂、ZnS、ZrO₂或Si₃N₄)构成的层优选被用作HRI层。MgF₂或SiO₂被优选用作LRI层的低折射透明材料。

如果起伏结构被模制到安全元件的顶面的表面中或者模制到透明层与上述多孔层之间的边界表面中，则起伏深度优选在900nm与1500nm之间、进一步优选在900nm与1200nm之间。在其他情形中，起伏深度优选在300nm与700nm之间、进一步优选在400nm与700nm之间。

复制漆层优选由热塑性或UV可固化的漆层构成。

如下形成第二类透射性衍射结构的透射性衍射结构：该透射性衍射结构是由多个元件形成的，其中这些元件在每一情形中具有基本上平行于底平面地布置的至少一个元件，这些元件关于平行于底平面延伸的至少一个第一方向相对于彼此偏移地布置，并且相邻元件的元件表面在垂直于底平面的方向上根据取决于该至少一个第一方向的变分函数间隔开第一距离或者第一距离的倍数。该变分函数优选是周期性函数。此外，在该变分函数的每一周期中，在该至少一个第一方向上彼此相继布置的至少两个元件的元件表面优选彼此间隔开第一距离。在此，周期优选被选择成小于3μm、特别地小于2μm，并且大于750nm、特别地大于1μm。每一周期优选包括3到10个、特别是3到6个相继的元件。第一距离优选在50nm与500nm之间、特别在100nm与300nm之间。

已表明，借助此类结构，可以达成透过透射性衍射结构的光的色谱的特别显著的变化。在此，通过周期和变分函数来设置由透射性衍射结构引起色谱变化的倾角范围。通过参数第一距离和周期来确定由透射性衍射结构引起一个或多个发光元件所辐射的光的色谱变化的光谱范围。

在此，安全元件可以具有透明层，这些元件被嵌入到该透明层中。在此，这些元件本身是由不同于透明层的材料、特别是在折射率方面相差大于0.1的材料形成的。此外，使这些元件由安全元件的透明层的部分区域形成并且使元件表面形成该层的表面的至少一个部分区域以及由此定义在该层中形成的表面起伏也是可能的。

例如描述阶梯形金字塔序列的对称的阶跃函数优选被用作变分函数。然而，进一步有利地，将在周期内不对称的函数用作变分函数。

第三类透射性衍射结构由特定的零阶衍射光栅形成，该零阶衍射光栅由参数起伏形状、起伏深度、光栅周期和方位角定义。这些零阶衍射光栅的特征在于，它们首先是改变直接透射，即，零阶透射。具体地，它们在安全元件被倾斜和/或转动时改变直接透射光的色谱。这些衍射光栅特别是具有100nm与500nm之间、优选300nm与500nm之间的起伏深度、以及250nm与700nm之间、优选300nm与600nm之间的光栅周期。在此，衍射光栅的起伏结构优选模制在透明层与透明波导层、特别是HRI层(HRI＝高折射率)之间。在此，HRI层的厚度通常在50nm与250nm之间、优选在80nm与250nm之间、特别是在100nm与220nm之间。此HRI层要比通常用于反射中的衍射光栅的HRI厚度厚得多。厚度差大致为两倍或三倍。HRI层充当在其中衍射光栅使光输入耦合并且再次输出耦合的波导。衍射光栅的参数、HRI层的厚度、各种材料的折射率以及照明和方位角确定零阶衍射光栅的谐振条件，并且由此确定所透射的色谱。零阶衍射光栅有时也被称作谐振光栅或引导模式谐振滤波器。

第四类透射性衍射结构是由衍射光束成形结构形成的。这些透射性衍射结构优选由体积全息图、闪耀结构、衍射透镜或衍射透镜阵列、特别是菲涅耳透镜结构或菲涅耳透镜结构阵列、或者具有类似透镜的光束成形性质的衍射结构或衍射结构阵列形成。在此，结构阵列指的是根据一维或二维网格布置的多个结构。

在此，安全元件优选特别是通过如上所述的透射性衍射结构的相应设计来设计，从而生成以下效果：如果一个或多个发光元件未被激活，则没有基调图案是可识别的。如果一个或多个发光元件或者一些发光元件被激活，则由它们发射的光在垂直观察中对于人类观察者而言是可见的，其中覆盖有这一个或多个透射性衍射结构的区域能够可任选地具有比周围区域略低的亮度。如果安全元件从垂直观察方向倾斜特定的预定角度，则基调图案变得可见，例如，相对于不那么明亮地发光的红色背景的明亮地发光的“OK”。当安全元件在该安全元件所横跨的平面中旋转时，对比度可能也进一步改变，例如，背景可以看上去比基调图案更亮。

每个发光元件优选被指派给这些透射性衍射结构之一，该透射性衍射结构修改相应发光元件的辐射特性。在发光元件形成像素化的发光表面和这些像素中的每个像素可被视为Lambertian辐射器的情况下，这是特别有利的。在此情形中，可以借助所指派的在空间上与像素相关的透射性衍射结构来修改个体像素的辐射特性。

第一区域因此优选具有优选根据一维或二维网格布置的一个或区划，其中发光元件之一布置在这些区划中的每一个区划中，并且至少一个透射性衍射结构布置在这些区划中的每一个区划中。透射性衍射结构因此可以在由多个发光元件形成的显示器的表面上分布在一网格中，其中该网格与显示器的像素网格相关。该显示器可以是例如有源矩阵(AM)或无源矩阵(PM)显示器。

安全元件优选进一步具有控制一个或多个发光元件的控制器件。该一个或多个发光元件可以因此形成例如单色或多色显示器，例如可以形成RGB显示器。在此，控制器件被优选设计成控制一个或多个发光元件生成一个或多个不同的基调图案，例如在每一情形中控制该一个或多个发光元件中的若干发光元件例如生成黄色的星形、绿色的正方形或者红色的圆形。在此，控制器件可以控制一个或多个发光元件，以使得这些基调图案同时出现或者彼此相继地出现。由于根据其布置发光元件的网格或者显示器的像素网格与诸区划、特别是在每一情形中布置在区划中的透射性衍射结构的相关性(如上所述)，可以为这一个或多个发光元件中不同的发光元件提供上述光可变效果中不同的光可变效果。

在此，透射性衍射结构优选由简单的直线光栅形成。取决于直线光栅的光栅线的对准，辐射角在至少一个方向/平面中被改变。取决于衍射区域的分布光栅的位置和角度，可以实现辐射的不同的角度分布。在此，可以通过改变光栅线的对准来产生类似透镜的效果。

布置在这些区划中的一个或多个透射性衍射结构因此优选包括具有基本上彼此平行地布置的多条光栅线的起伏结构，其中这些光栅线被设置在相应区划的中心区域中、优选被设置在指派给该区划的发光元件的辐射区域中，而不是设置在该区划的边缘区域中、尤其不是设置在其中所指派的发光元件不辐射光的区划的区域中，或者反过来。

在此，光栅线在这些区划的部分区域中的取向优选被选择成是不同的和/或被选择成随区划而异。

通过透射性衍射结构的这种设计和布置生成了例如不能由“普通的”透镜模仿的有趣的类似透镜的光束成形效果，由此可以提供附加的安全特征和/或可以进一步改进由安全元件提供的安全特征的可识别性。此外，光束成形透射性衍射结构的深度要比具有折射动作的“普通”透镜或者具有折射动作的微透镜小得多，这是因为这些衍射结构能够被容易地集成到安全文件中的原因。

根据另一优选实施例示例，布置在这些区划中的一个或多个透射性衍射结构被模制为衍射透镜、特别是菲涅耳透镜的起伏结构、或者圆形光栅。由此，改变发光元件的辐射特性并且特别是为布置在这些透射性衍射结构上面的其他透射性衍射结构优化该辐射特性是可能的。

根据一优选实施例示例，透射性衍射结构不仅彼此紧邻地布置，而且还关于与安全元件的背面所横跨的平面垂直的方向依次堆叠。在此特别有利的是，光束成形衍射结构(特别是上述第四类衍射结构的透射性衍射结构)、以及生成效果的透射性衍射结构(特别是第一、第二和/或第三类衍射结构)被布置成关于与安全元件的背面所横跨的平面垂直的方向依次堆叠。

在上述实施例中，特别达成显著地提高安全元件的防伪级别的优点。因此例如使发光元件的间距和布置与一个或多个衍射结构的光学特性和布置对应于彼此地匹配是必需的，以便达成期望的光学效果。在此，甚至在小偏差的情形中，对于人类观察者而言也可以出现显著偏离的观察印象，从而伪造尝试变得立即可识别。

根据本发明的一优选实施例示例，形成一个或多个基调图案的一个或多个图案区域特别地覆盖在具有一个或多个透射性衍射结构的整个表面上。此外，优选围绕一个或多个图案区域的背景区域不覆盖有一个或多个透射性衍射结构。一个或多个发光元件被设置在背景区域和图案区域两者中。透射性衍射结构因此优选仅覆盖由一个或多个发光元件照明的区域的以一个或多个基调图案的形式模制的一个图案化部分区域。在第一观察情况下，仅这些被照明表面的表面模制和/或着色对于观察者而言作为安全特征是可见的。如果观察者倾斜或者转动安全元件，则背景区域与图案区域之间的对比变得可见。

一个或多个透射性衍射结构优选被设计成在一个或多个发光元件被停用时不产生此效果，并且特别地产生逆效果，即，例如图案区域并且由此一个或多个基调图案在垂直观察时是可识别的，以及图案区域并且由此一个或多个基调图案在倾斜或转动时不再可见。

根据本发明的另一优选实施例示例，在第一区域中布置两个或更多个不同的透射性衍射结构。

在此，这些不同的透射性衍射结构优选被设计成在安全元件被倾斜和/或转动时显示不同的色彩变化和/或亮度变化效果，特别地关于生成色彩的倾角或者关于在特定倾角下生成的色彩值方面是不同的。在此，提供能够被用于生成不同图像的若干发光元件也是特别有利的。因此，例如使用在被激活时辐射不同基色的光的发光元件来提供发射红光、绿光和蓝光的元件是可能的。例如，由此可以生成三个不同图像在三个不同角度下可见的效果，以及类似的效果。

通过与一个或多个发光元件在整个表面上或者在诸区域中的交叠布置相组合地使用两个或更多个不同的透射性衍射结构，可以达成多个显著的且令人惊讶的安全特征，如以下还要描述的。

根据本发明的优选实施例示例，第一区域具有覆盖有第一透射性衍射结构的一个或多个第一区划以及覆盖有第二透射性衍射结构的一个或多个第二区划。在此，第一透射性衍射结构不同于第二透射性衍射结构。在此，在每一情形中优选在整个表面上使(诸)第一区划覆盖有第一衍射结构。在此，在每一情形中优选在整个表面上使(诸)第二区划覆盖有第二透射性衍射结构。

此外，除了一个或多个第一和第二区划之外，使第一区域还具有覆盖有这一个或多个透射性衍射结构中不同于第一和第二衍射结构的其他衍射结构的其他区划也是可能的。因此，第一区域优选还具有一个或多个第三区划和/或一个或多个第四区划，其中第三区划覆盖有这一个或多个透射性衍射结构中的第三透射性衍射结构或者第四区划覆盖有这一个或多个透射性衍射结构中的第四透射性衍射结构。在此，第一、第二、第三和可任选的第四透射性衍射结构在每一情形中彼此互不相同。

第一和第二透射性衍射结构优选在其结构参数中的一个或多个结构参数方面和/或在其构成方面彼此不同。在此已证明值得的是，第一和第二衍射结构例如在其起伏形状、其方位角和/或其光栅周期方面彼此不同。在此，起伏形状指的是形成透射性衍射结构的结构元件的形状。在此，第一和第二透射性衍射结构可以具有例如不同的对称的起伏形状，例如，第一衍射结构可以具有正弦形的起伏形状，而第二透射性衍射结构可以具有矩形的起伏形状。此外，使第一衍射结构具有不对称的起伏形状并且使第二衍射结构具有对称的起伏形状或者反过来、或者使第一或第二衍射结构关于起伏形状的不对称性是不同的也是可能的。

此外，从不同类型的透射性衍射结构形成第一和第二透射性衍射结构是有利的。在此，不同类型的透射性衍射结构指的是具有不同的层构成和/或从以上描述的不同类别的透射性衍射结构中选择的衍射结构，例如以上描述的第一类透射性衍射结构和以上描述的第二、第三、或第四类透射性衍射结构的组合。

此外，第一和第二透射性衍射结构就在一个或多个发光元件被激活时对于人类观察者而言可识别的效果方面不同，并且特别是在以下参数中的一个或多个参数方面不同是有利的：不倾斜状态中透射光的色谱变化、倾斜状态中透射光的色谱变化、改变色谱的倾角或倾角范围、不倾斜状态中的透射率、倾斜状态中的透射率、倾斜轴的对准以达成这些效果。由此，生成有趣的光可变效果是可能的：因此，例如，首先向观察者呈现与被激活的发光元件的布置相关的图像。此外，在不同观察角度下出现明亮的且可任选地移动的图像，这些图像在观察角度或观察条件被改变时进一步变化。

在此，在安全元件的第一区域中，一个或多个第一区划和一个或多个第二区划可被布置成彼此分开或者彼此紧邻。

关于第一区域、第一区域的部分区域、以及各区划的布置，在此将在俯视中对安全元件的观察取作起始点。

已证明使相邻的第一和第二区划彼此分开小于10μm、优选小于1μm是值得的。

根据本发明的优选实施例示例，第一和第二区划在每一情形中具有大于300μm的横向尺寸。第一和第二区划优选在每一情形中具有大于500μm、优选大于2000μm的宽度和长度。在此实施例中，第一和第二区划因此优选具有人类观察者以正常的观察距离能够辨别第一和第二区划的形状的横向尺寸。

在此，横向尺寸指的是对安全元件的俯视中的尺寸，即，由安全元件的顶面或底面横跨的平面中的尺寸。横向尺寸因此特别是指区划的宽度和长度。

该一个或多个第一区划优选被模制成形成第一基调图案，并且该一个或多个第二区划形成第二基调图案。在此，基调图案尤其是指字母和数字、字母和数字序列、标志、图形表示(例如，人的肖像、符号或类似物)。

由此，通过这种设计，例如提供在一个或多个发光元件被激活时在第一倾角范围中显示第一基调图案并且在一个或多个发光元件被激活时在不同于第一倾角范围的第二倾角范围中显示第二基调图案或者以不同的色彩显示第一和第二基调图案是可能的。

此外，一个或多个第一和第二区划被模制成形成一个共同基调图案是有利的，其中第一区划形成该基调图案的前景区域并且第二区划形成该基调图案的背景区域。在此，至少一个或多个第一区划优选被第二区划之一完全包围。通过这种设计，例如可以提供其中基调图案仅在特别地与一个或多个发光元件在整个表面上或在诸区域中的交叠布置相组合地在特定的倾角范围内出现的安全特征，这是因为前景区域和背景区域的对比色或者前景区域或背景区域的色彩取决于倾角而变化。此外，还可以相应地导致对比度的改变。因此，例如，在一个或多个观察角度下出现明亮的图像，并且该图像的亮度随观察角度的变化而变化。

根据本发明的另一优选实施例示例，在第一区域中提供多个第二区划，其中第一和第二区划在每一情形中具有小于300μm、尤其小于150μm、并且优选小于80μm的至少一个横向尺寸。在此，第一和第二区划可例如以网格或像素的形式、例如以具有小于300μm的宽度和长度尺寸的正方形、八边形、多边形(特别是梯形)等的形状来形成，或者也可以具有小于300μm的宽度和大于300μm的长度的条纹的形式来形成。在此，第一和第二区划在每一情形中优选具有大于5μm、特别是10μm、进一步优选大于20μm的宽度。

如以上已提及的，除了第一和第二区划之外，在第一区域中还可以提供其他区划，这些区划覆盖有与第一和第二透射性衍射结构不同的透射性衍射结构。因此，第一区域优选具有覆盖有第三或者第四透射性衍射结构的第三和/或第四区划，其中第三和第四区划在每一情形中还具有小于300μm、特别是小于150μm、优选小于80μm的至少一个横向尺寸。

此类第一、第二、第三和/或第四区划的使用和布置使得生成明显地改善安全元件的防伪级别的众多光学安全特征成为可能。

根据本发明的一优选实施例示例，借助此类区划、特别是与一个或多个发光元件在整个表面上或者在诸区域中的交叠布置相组合地，尤其生成能够在倾斜时改变其色彩及其可见性的真彩图像。

为此，第一区域优选具有被划分成多个像点区域的基调图案区域。在此，像点区域可以不仅具有正方形、菱形、或者八边形的形状，而且还可以具有矩形的形状。在此，在像点区域中的至少第一像点区域中布置从由第一和第二区划构成的组、由第一、第二和第三区划构成的组、或者由第一、第二、第三和第四区划构成的组中选择的至少两个不同区划。因此，例如，如果提供三个不同区划，则第一像点区域例如具有一个或多个第一和第二区划、一个或多个第二和第三区划、或者一个或多个第一、第二和第三区划。此外，这些区划被布置在第一像点区域中，以使得通过对在一个或多个发光元件被激活时在至少一个倾角下由不同区划中布置在此像点区域中的透射性衍射结构生成的色彩进行的加色混合来生成在一个或多个发光元件在该倾角下被激活时在第一像点区域中呈现的色彩。

在此，第一像点区域优选具有小于300μm的至少一个横向尺寸。

在此，在第一像点区域中的一个或多个发光元件的情形中由布置在那里的透射性衍射结构生成的色彩的亮度和色彩值是按照布置在第一像点区域中的第一、第二和可任选的第三和第四区划的表面面积的大小、以及在此倾角下由第一、第二和可任选的第三和第四透射性衍射结构生成的色彩来确定的。对第一像点区域中的第一、第二以及可任选的第三和第四区划的表面面积的大小以及布置在那里的发光元件的色彩的相应选择由此使得设置在一个或多个发光元件在第一像点区域中被激活时以该倾角生成的色彩成为可能。

所述像点区域的至少10％、优选至少50％被优选形成为第一像点区域。这些像点区域中的一个或多个被进一步优选形成为第二像点区域，其中在每一情形中仅提供一种类型的区划，由此例如仅提供一个或多个第一区划或者一个或多个第二区划。

根据本发明的另一优选实施例示例，在第一区域中提供以第一基调图案的形式模制的第一基调图案区域和以第二基调图案的形式模制的第二基调图案区域。在此，第一基调图案区域和第二基调图案区域至少在诸区域中交叠。此外，第一基调图案区域被划分成在每一情形中覆盖有一个或多个第一区划的多个部分区域，并且第二基调图案区域被划分成在每一情形中覆盖有一个或多个第二区划的多个部分区域。在此，这些部分区域优选具有小于300μm的至少一个横向尺寸。在第一或第二基调图案区域的交叠区域中，由此提供第一和第二区划、特别是彼此相邻地提供第一和第二区划，并且特别是彼此网格化地布置。此外，在此有利的是，在每一情形中根据一维或二维网格来布置第一和第二区划，并且特别是在交叠区域中，网格的指派给第一区划的区域、以及网格的指派给第二区划的区域交替。网格的网格宽度优选在至少一个方向上小于300μm。

此规程使得提供在一个或多个发光元件被激活时在第一倾角范围内显示第一基调图案并且在第二倾角范围内显示第二基调图案，以及可任选地在第三倾角范围内显示第一和第二基调图案的叠加表示成为可能。在此，第一区域优选不仅具有第一基调图案区域和第二基调图案区域，而且还具有在每一情形中覆盖有不同区划的多个基调图案区域。由此，可以在一个或多个发光元件被激活时生成有趣的光学效果，诸如举例而言模拟移动效果或者变换效果，其中例如第一基调图案经由一个或多个中间步骤转变成第二基调图案。

在此实施例示例中，如以上已描述的，第一区划和第二区划优选覆盖有不同类型的透射性衍射结构。例如，可以在一个或多个发光元件被激活时取决于偏振器的使用来改变基调图案之一的光学外观，从而例如在使用偏振器时第一基调图案而不是第二基调图案发生变化。

根据另一优选实施例示例，使一个或多个发光元件在被激活时辐射偏振光也是可能的。因此，例如将一个或多个发光元件形成为LCD显示元件是可能的。

根据本发明的另一优选实施例示例，在安全元件中提供一个或多个偏振元件也是可能的，这些偏振元件布置在一个或多个发光元件与一个或多个透射性衍射结构之间。

通过这种设计，可以提供较强的色彩效果、较强的对比度、以及仅借助辅助(偏振器)才变得可见的安全特征。

每个发光元件优选具有其中在发光元件被激活时在安全元件的顶面的方向上辐射光的辐射区域。在与安全元件的背面所横跨的平面垂直地观察时，一个或多个透射性衍射结构优选在整个表面上与一个或多个发光元件的辐射区域交叠。在此，有利的是，由透射性衍射结构覆盖的表面大于由一个或多个发光元件覆盖的表面。

此外，也有利的是，在与安全元件的背面所横跨的平面垂直地观察时，一个或多个透射性衍射结构仅在诸区域中并且在一图案中与一个或多个发光元件的辐射区域交叠。在此特别有利的是，由一个或多个透射性衍射结构覆盖的表面仅覆盖由一个或多个发光元件照明的表面的一部分，如以上所阐明的。

根据本发明的一优选实施例示例，通过一个或多个透射性衍射结构来提供第一光学信息项，尤其是在倾斜或转动时变得可见、移动或者改变其形状或色彩的基调图案的形式的第一光学信息项。此外，一个或多个发光元件的辐射区域具有图案化的形状并且以基调图案的形式来模制，该基调图案在发光元件被激活时作为第二光学信息项是可见的。替换地或者补充地，两个或更多个发光元件被布置成或者可控制成使得它们在被激活时基调图案作为第二光学信息项是可见的。第一光学信息项和第二光学信息项被布置成关于安全元件的背面所横跨的平面的垂线在诸区域中交叠或者完全交叠，或者还彼此紧邻。当一个或多个发光元件被激活时，第一和第二光学信息项可以由此变得可见或者被改变，由此可以提供复杂且显著的安全特征。

一个或多个发光元件优选选自：LED(LED＝发光二极管)、OLED(OLED＝有机发光二极管)、LEEC(LEEC＝发光电化学电池)、QLED(QLED＝量子点发光器件)、场致发光元件、背光LCD(LCD＝液晶显示器)、显示像素、分段显示器、自发光有源或无源矩阵显示器。

发光元件(包括任何载体基板)优选是柔性的且是较薄的，例如，薄于1mm、特别是薄于500μm、并且优选薄于100μm。

如以上已阐明的，一个或多个发光元件可以单个区域的形式、若干较大分段的形式、或者像素的形式来提供。在此，一个或多个发光元件可以在每一情形中在被激活时例如借助色彩混合来辐射单色、多色、或真彩。

有多种可能性用于向发光元件供电以使其发光。在一实施例中，用来自能量源的电能来激励发光元件以使其发光。作为用于发光层的优选能量源，可以特别提及压电和光伏功率源、电池、电容器、超级电容器等。能量还可以经由合适的天线(例如，RFID天线)取自电场。这些能量源优选集成到安全元件或安全文件中或者经由能量线连接至安全元件或安全文件。替换地，能量源还可以布置在安全元件/文件外部，例如，布置在外部读取器中。在电能源的情形中，可以选择传送电能的电容性或电感性模式。在外部能量源的情形中，可以将安全文件例如引入到相应的本地电场、磁场或电磁场中，以便由此使电容性和/或电感性、特别是无线的能量传输成为可能。

具体地，ID卡和护照往往已具有经由其来向电子芯片提供能量和读取电子芯片的RFID天线。这些RFID天线非常适于提供自发光显示器所需要的电压和功率。例如，所谓的NFC发射器(NFC＝近场通信)(例如，移动电话中的NFC天线)适合作为外部能量源。

根据一优选实施例示例，安全元件具有以下组件中的一个或多个：用于控制一个或多个发光元件的控制电路、逻辑电路、驱动器电路、接触元件、特别是用于供电或用于通信的天线、供电器件。

如果安全元件具有多个发光元件，则在发光元件之间的边界区域中布置挡光结构、特别是垂直的挡光结构是进一步有利的。发光元件的辐射性质可以由此甚至更佳地匹配透射性衍射结构。

所有发光元件在被激活时辐射相同色彩的光是可能的。此外，两个或更多个发光元件辐射不同色彩的光也是可能的。因此，例如，一个或多个第一发光元件在被激活时辐射红光、一个或多个第二发光元件在被激活时辐射绿光、和/或一个或多个第三发光元件在被激活时辐射蓝光是可能的。在此，发光元件可以在被激活时辐射具有较窄频谱、例如具有峰值在550nm的区域中并且半宽度为20nm的频谱的光，或者可以辐射宽频带光、例如白光。

根据本发明的另一优选实施例示例，基板在第一区域中具有在反射光中观察时显示一个或多个光学安全特征的一个或多个反射性衍射结构。

优选在第一区域中提供覆盖有一个或多个透射性衍射结构之一的多个第一部分区域以及覆盖有一个或多个反射性衍射结构之一的多个第二部分区域。

第一和第二部分区域在每一情形中优选具有小于300μm、特别是小于150μm、优选小于80μm的至少一个横向尺寸。此外，至少在诸区域中，第一和第二部分区域彼此紧邻地布置，从而在第一区域中，在反射光中观察时出现由第二部分区域确定的第二光学信息项，并且至少在诸区域中与第二光学信息项交叠地出现由第一部分区域确定的第一光学信息项。

安全元件优选由层压膜、转移膜的转移层、安全线或标签形成。然而，将安全元件形成为安全文件或价值文件(例如，护照或ID卡)也是可能的。

此外，为了生产根据本发明的安全元件，首先制造两个部分元件也是可能的，其中第一部分元件具有一个或多个透射性衍射结构并且第二部分元件具有一个或多个发光元件。例如，由此制造具有一个或多个透射性衍射结构的第一层压膜或转移膜，并且制造具有一个或多个发光元件和可任选的其他电组件(如上所述)的第二膜。第一和第二部分元件随后彼此连接(例如，层压在一起)以便生产根据本发明的安全元件或者根据本发明的安全文件。

安全元件优选由层厚在5μm与500μm之间、进一步优选在5μm与100μm之间的柔性膜体构成。

以下借助附图参照若干实施例示例藉由示例来解释本发明：

图1a示出安全文件的示意性俯视图。

图1b示出根据图1a的安全文件的示意性截面表示。

图1c示出安全元件的示意性截面表示。

图2示出安全元件的示意性截面表示。

图3a到图3c示出若干示图。

图4示出安全元件的示意性截面表示。

图5示出一示图。

图6a和6b示出不同观察情况下的安全元件的示意性截面表示。

图7a到7e示出若干示图。

图8a示出安全元件的示意性截面表示。

图8b示出根据图8a的安全元件的一部分的放大表示。

图8c示出一示图。

图9a示出安全元件的示意性截面表示。

图9b示出根据图9a的安全元件的一部分的放大表示。

图9c示出一示图。

图10a和图10b示出用于解说发光元件的辐射性质的示意性表示。

图11a和图11b示出安全元件的一部分的示意性截面表示。

图12a到图12c示出安全元件的部分区域的俯视图的示意性表示。

图12d示出根据图12c的安全元件的部分区域的示意性截面表示。

图13示出安全元件的部分区域的示意性截面表示。

图14示出安全元件的部分区域的示意性截面表示。

图15示出用于解说在不同观察情况下在安全元件的区域中出现的光学外观的示意性表示。

图16a到图16d示出用于解说在不同观察情况下出现的安全元件的光学外观的示意性表示。

图17a示出安全元件的示意性截面表示和在不同照明情况下出现的信息项的示意性表示。

图17b示出根据图17a的安全元件的图案区域的示意性俯视图。

图18a示出安全元件的区域的示意性俯视图。

图18b示出根据图18a的安全元件的图案区域的示意性俯视图。

图18c示出根据图18a的安全元件的两个交叠的基调图案区域的示意性俯视图。

图19示出安全元件的区域的示意性俯视图。

图20示出安全元件的示意性截面表示。

图1a和图1b示出具有载体基板10和应用于载体基板10的安全元件2的安全文件1。

安全文件1优选是纸币、ID文件(诸如举例而言护照)、卡(例如ID卡、银行卡、赊购卡、信用卡等)、股票凭证、用于产品保护的安全标签、或者软件证书。

载体基板10优选由纸基板、进一步优选由安全纸构成。然而，载体基板10由塑料材料构成或者载体基板10是包括一个或多个塑料层和/或纸层的多层基板也是可能的。此外，向载体基板10提供一个或多个印刷层(例如，安全印记)、或安全元件(例如，水印、安全线、或者由光可变印刷材料构成的印记)是可能的。

安全元件2被施加于载体基板10的一侧。安全元件2具有面对观察者的正面201和面对载体基板10的背面202。

安全元件2优选是转移膜的转移层、或者是借助粘合层应用于载体基板10的侧面的层压膜。在根据图1a和图1b的实施例示例中，安全元件2以条纹的形式成形并且在安全文件1的整个宽度上在载体基板10的两个相对边缘之间延伸。然而，使安全元件2具有另一形状(例如，斑纹形式的形状)也是可能的。

此外，使安全元件2不施加于载体基板10的侧面，而是嵌入在载体基板10中，例如嵌入在载体基板10的两个层之间也是可能的。

安全元件2优选由层厚在5μm与500μm之间、进一步优选在5μm与100μm之间的柔性多层膜元件构成。安全元件2具有区域30，在区域30中在安全元件2中提供一个或多个透射性衍射结构和一个或多个发光元件。

发光元件还可替换地嵌入或者包含在安全文件1中。在此情形中，不在安全元件2中提供发光元件。在此，安全元件2被施加于包含在安全文件1中的发光元件，从而安全元件2和安全文件1的包含发光元件的层形成或者安全文件1形成根据本发明的安全元件。

区域30因此具有优选在整个表面上覆盖有一个或多个发光元件的一个或多个部分区域，例如图1a中所示的部分区域31和32。此外，区域30具有优选在整个表面上覆盖有一个或多个透射性衍射结构的一个或多个部分区域，例如区划33和34。在此，使区域30在整个表面上覆盖有一个或多个发光元件和/或一个或多个透射性衍射结构也是可能的。

在此，如从图1a可见，区域30和部分区域31和32以及区划33和34可被理解为在俯视中观察安全元件2顶面201时、即在与安全元件2的背面202和/或正面201所横跨的平面垂直地观察时出现的区域或部分区域。

如图1a中所示，在与安全元件2的背面所横跨的平面垂直地观察时，部分区域31和32以及区划33和34至少在诸区域中交叠。一个或多个发光元件在被激活时辐射光并且优选由自发光电操作的显示元件形成，如以下阐明的。在安全元件30中关于一个或多个发光元件布置一个或多个透射性衍射结构，以使得由被激活的一个或多个发光元件辐射的光的至少一部分透过透射性衍射结构的至少一个部分区域。

发光元件优选是将电功率转换成光并且在被激活时(即，在被供电时)辐射来自从380nm到780nm、进一步优选从460nm到660nm的波长范围的光的元件。在此，发光元件可以辐射来自窄带波长范围(例如在550nm处具有峰值并且半宽度为20nm的窄带波长范围)的光、或者具有宽带波光谱，例如辐射白光。如果发光元件形成RGB显示器，则优选使用从辐射红光、辐射绿光和辐射蓝光的发光元件群中选择的多个发光元件。这些发光元件优选分别在波长460nm、550nm和630nm的区域中具有峰值，并且优选在围绕此中心波长的相对窄带波光谱中发光。

发光元件例如是LED、OLED、LEEC、QLED、背光LCD、场致发光元件、显示像素、分段显示器、有源或无源矩阵显示器。在此，在部分区域31和32中布置这些发光元件中不同的发光元件也是可能的。此外，优选在部分区域31和32中布置发光元件，以使得关于人眼的分辨率，在发光元件被激活时在整个部分区域31或32中在安全元件2的正面201的方向上辐射光。此外，在部分区域31和32中的每一个部分区域中提供分别具有部分区域31或32的模制的发光元件也是可能的。因此，例如在那里提供具有一个或多个电极的相应模制的相应场致发光元件。

发光元件可以在被激活时辐射相同色彩的光。此外，发光元件辐射不同色彩的光，并且由此例如在部分区域31中布置在那里的一个或多个发光元件在被激活时辐射第一色彩的光，而布置在部分区域32中的一个或多个发光元件辐射不同于第一色彩的第二色彩的光也是可能的。

在区划33和34中提供的透射性衍射结构(如以下进一步详细解释地)被设计成在安全元件2被倾斜和/或转动时改变由一个或多个发光元件辐射的光的有色外观、光谱组成、亮度对比、辐射角度的分布和/或光束成形。

在此，一个或多个透射性衍射结构被布置成在与安全元件的背面202所横跨的平面垂直地观察时在整个表面上或者仅在诸区域中且图案化地与一个或多个发光元件的辐射区域交叠，如图1a中关于部分区域31和32以及区划33和34所示出的。当发光元件被激活时，在安全元件被倾斜、转动和/或旋转时改变的显著的光学印象由此呈现为光学安全元件。

此外，通过一个或多个透射性衍射结构来提供第一光学信息项、特别是在倾斜或转动时变得可见、移动或者改变其形状或色彩的基调图案也是可能的，如以下进一步详细解释的。此外，提供第二光学信息项，其中一个或多个发光元件的辐射区域具有图案化的形状并且以在发光元件被激活时作为第二光学信息项变得可见的基调图案的形式来模制，和/或其中两个或更多个发光元件被布置且可控制成在它们被激活时基调图案作为第二光学信息项变得可见。由此，可以例如通过部分区域31和32的相应设计来提供第二光学信息项。第一和第二光学信息项由于如上所述的部分区域的布置而在诸区域中或者完全地交叠，或者关于与安全元件的背面所横跨的表面垂直的方向至少部分地彼此紧邻地布置。由此，可以在安全元件2的区域30中提供其他复杂的安全特征。

如以上已阐明的，安全元件2优选由层压膜或转移膜构成，并且具有包括带有透明衍射结构的基板的层21、可任选的布置在层21下面的带有一个或多个发光元件的层28、以及借助其将安全元件2固定到安全文件1的载体基板10的粘合层29。除了这些层之外，安全元件21仍可以包括其他装饰和/或功能层，例如附加的载体、粘合、分离层或者一个或多个其他装饰层。

在此，如例如图1a中所示，区域30可以仅在安全元件2的部分区域上延伸。然而，区域30在整个安全元件2上延伸也是可能的。

此外，安全元件2还优选具有至少一个区域40，其中提供在反射中起作用的一个或多个衍射结构41。

此外，如图1c中所示，使安全元件2由此已经形成例如ID文件、支付手段、用于产品保护的标签、安全标签或类似物也是可能的。因此，例如，图1c示出具有层21和28以及下和上覆盖层20的ID卡的截面表示。如果安全元件2被形成为PCI卡，则在这里可以在层21上方或下方提供具有透明衍射结构的粘合层(PCI＝聚碳酸酯嵌体)。

图2示出具有基板21的安全元件2。基板21具有一个或多个透明层22以及透射性衍射结构51。透射性衍射结构51由模制在基板21的表面中的起伏结构511形成。在此，起伏结构511特别地被模制到安全元件2的面对观察者的表面中。起伏结构511明显不同于被用于反射中的观察的衍射结构，如以下所描述的。

起伏结构511的起伏形状可以是对称或不对称的正弦形、矩形、三角形、或者甚至更复杂。衍射基于空气(n＝1)与透明层22的材料(即，如果选择聚合物材料，则大致n＝1.5)之间的折射率的差异。层22由此例如由热塑性或UV可固化的透明塑料材料构成，在该塑料材料的表面中，借助复制工具，在热塑性材料的情形中使用热和压力来模制起伏结构511，或者在UV可固化的塑料材料的情形中模制和UV固化起伏结构511。

在这里未示出的另一实施例中，由此形成的表面光栅还附加地涂敷有多孔的填充有空气的层。该层具有接近1.0的折射率。为了使该多孔层是透明的，孔和/或形成孔的聚集体必须小于可见光的波长。此类多孔层优选具有小于1.3并且特别是小于1.2的折射率。多孔层的层厚优选被选择成在从2μm到50μm的范围内、特别是在2μm与20μm之间。

通过此多孔层，达成了在不破坏该层的衍射性质的情况下保护起伏结构511的优点。

此外，用一个或多个其他聚合物层来涂敷该多孔层，以便由此达成例如表面的密封也是可能的。

此外，安全元件2具有一个或多个发光元件，图2中示出其中的一个发光元件71，该发光元件21在被激活时在辐射区域711中辐射光60。

当发光元件被激活时，由发光元件71辐射的光60透过透射性衍射结构51，在这里如下所述地改变，并且随后照射到位于安全元件2正面的观察者的眼睛。

零阶(T⁰；光61)和一阶(T^-1；光62)衍射效率非常显著地尤其取决于起伏结构511的起伏深度t。图3a示出因变于波长和起伏深度的-1阶衍射效率。衍射效率在45％(亮)与0％(暗)之间。在此示例中，起伏结构511是具有770nm的光栅周期和正弦形起伏形状的起伏结构。此外，图3a示出在TE和TM偏振上取平均的衍射效率。对于光60的光入射，照明角被选择成与安全元件2的背面所横跨的平面垂直，如图2中相应地表示的。图3b示出零阶衍射的相应示图。在此，衍射效率在100％(亮)与0％(暗)之间。

根据本发明的优选实施例，透射性衍射结构51现在被设计成除了尽可能强的一阶衍射效率之外，起伏结构511还具有尽可能均匀的(即，色彩中性的)零阶透射并且透射光的色谱在那里尽可能小地变化。在此，对于可见光谱范围，零阶透射优选被选择成大于30％、特别是大于50％。在此，460nm与660nm之间的范围优选被选择成可见光谱范围。

所执行的调查因此揭示：光栅深度被选择成大于200nm、特别是大于300nm并且进一步优选大于400nm。

为了达成上述效果，其中在与安全元件2的背面所横跨的平面垂直的光束方向上透过衍射结构51的光在该光束方向上以其色谱大部分不变的方式透过基板，起伏结构511的起伏深度优选在900nm与1700nm之间、进一步优选在900nm与1500nm之间、并且更进一步优选在900nm与1200nm之间。

起伏结构511的重要起伏参数为光栅周期。如反射光栅所已知的，经衍射的波长在光栅周期增大时朝较大的波长偏移。这也适用于透射性衍射结构。已表明，如果起伏深度位于先前定义的范围内，则较宽范围的光栅周期可被使用以由此设置作为光学安全特征出现的色彩变化效果的倾角范围。

在此，起伏结构511的光栅周期优选位于从500nm到1500nm的范围内、进一步优选在600nm与1400nm之间。

在此，图3c解说了例如对于波长480nm(蓝色)、550nm(绿色)和635nm(红色)而言此倾角范围或观察角α或θ与光栅周期之间的依赖关系。在此的示图是针对具有正弦形起伏剖面和根据图2的观察情况的起伏结构所确定的。

通过光栅周期的相应选择，由此可以设置在被倾斜时或者在观察角被改变时在区域30的覆盖有起伏结构511的部分区域中出现的色彩以及出现这种效果的倾角范围或观察角范围。

根据图3c的表示基于所谓的光栅方程：

mλ₀＝Λ(sinθ_inc±sinθ_diff)

在此，m表示衍射阶数。

尽管入射光的各种色彩部分在不同角度下衍射，但是角度范围并不那么大。在770nm的示例光栅周期的情形中，可见光谱范围上的差异约为15％。因为发光元件71对透射性衍射结构52的照明在垂直入射角下不完美地发生，但是由于发光元件71的锥形光束或者若干发光元件71在围绕垂线的角度范围内的布置而发生衍射，所以透射性衍射结构52在特定的衍射角下不仅仅衍射一个波长。在巧妙地选择发光元件和透射性衍射元件52的布置的情形中，在所有角度范围内强度基本相同地衍射整个可见光谱范围。以此方式，例如不仅在垂直观察中而且在一阶衍射的角度范围内看到由一个或多个发光元件71在被激活时生成的图像是可能的。此外，在此还考虑发光元件可以发射单色光或者宽波长光谱中的光，由此产生相应不同的角度范围。

图4示出安全元件2的另一实施例示例。安全元件2由在区域30中具有透射性衍射结构52的优选多层基板21构成。在区域30中，根据图4的实施例示例中的基板21为此具有三个透明层22、23和24，其中起伏结构521被模制为这些层中的两个层之间的透射性衍射结构52。此外，安全元件2具有一个或多个发光元件，图4中示出其中的一个发光元件71，该发光元件71布置在透射性衍射结构52下面。在此，发光元件71具有其中在发光元件71被激活时在安全元件2的顶面的方向上辐射光60的辐射区域711。

层22和24优选是透明的聚合物层，例如具有约1.5的折射率的透明层。层23是衍射加强层。衍射加强层的优选材料和参数为：

优选层厚在2nm到20nm的范围内的铝、铜、银或铬，即薄的透明金属层。

优选层厚在50nm到250nm的范围内的高度折射透明材料(HRI)，诸如TiO₂、ZnS、ZrO₂或Si₃N₄。

优选层厚在50nm到250nm的范围内的低折射透明材料(LRI)，诸如MgF₂或SiO₂。

起伏结构521具有例如对称或不对称的正弦形、矩形、三角形、或者甚至更复杂的起伏形状。

在此已表明，为了提供上述意义下的透射性衍射结构，不仅起伏参数起伏深度和光栅周期起作用，而且衍射加强层的层厚度和材料也起作用。在此，图5解说了已确定的、一阶(T¹)衍射效率与起伏深度之间因变于波长和起伏深度的依赖关系。此示例中的光栅周期为650nm并且起伏形状为正弦形。此示例中的衍射加强层由嵌入在聚合物中的ZnS构成，其中ZnS层的厚度为120nm。此外，示出了在TE和TM偏振上取平均的衍射效率。

在此基础上的调查已表明，为了提供上述意义下的透射性衍射结构，由此优选选择大于200nm并且特别优选大于400nm的光栅深度。同时，起伏深度被选择成小于700nm并且特别是小于600nm。

在针对绿色(500nm与550nm之间的衍射峰值)优化的起伏结构521中，起伏深度优选位于例如400nm与550nm之间的范围内。

为了达成尽可能光谱有限的有意义的衍射并且由此提高对比度，已进一步证明有利的是将层厚在50nm与300nm之间、优选在75nm与150nm之间的HRI层用作衍射加强层23。

在此，光谱有限指的是在此范围之外，衍射小于10％、但较佳地小于5％。

直接透射(即，零阶透射)在从0到300nm的衍射加强层23的层厚范围上在可见光谱范围内通常超过50％。已表明，从75nm到125nm的衍射加强层23的层厚范围内的零阶衍射效率特别均匀。在正常观察中，具有此层厚的透射加强层23的嵌入式透射性衍射结构由此几乎不改变由一个或多个发光元件71在被激活时辐射的光的传输，即，几乎不改变由这些发光元件给出的信息的外观。该外观因此呈现色彩中性。

此外，调查已表明，起伏结构521的光栅周期优选如下来选择：

对于朝绿色方向的色彩变化效果，光栅周期优选被选择成在从620nm到690nm的范围内，对于朝红色方向的色彩变化效果，光栅周期优选被选择成在从735nm到800nm的范围内，并且对于朝蓝色方向的色彩变化效果，光栅周期优选被选择成在从530nm到600nm的范围内。

在此，选择以下结构参数是特别有利的：朝红色方向的色彩变化效果：光栅周期＝770nm；层23作为具有120nm的层厚的ZnS层；光栅深度＝570nm。朝绿色方向的色彩变化效果：光栅周期＝650nm；层23作为具有120nm的层厚的ZnS层；光栅深度＝450nm。朝蓝色方向的色彩变化效果：光栅周期＝570nm；层23作为具有120nm的层厚的ZnS层；光栅深度＝400nm。

通过在上述值范围内相应地选择起伏结构521的起伏参数，由此可以在安全元件2被倾斜时达成区域30的覆盖有这些结构的部分区域的色彩的相应变化。此外，通过相应地组合根据以上指定的参数针对红色、绿色、蓝色优化的起伏结构，还可以借助加色混合过程来实现真彩图像，如以下更详细地解释的。

如果要使用辐射单色的发光元件，则优选优化衍射光栅以在所提供的观察角范围内达成非常高的对比度。

图6a和图6b示出安全元件2的另一实施例示例。

在区域30中，基板21具有透射性衍射结构53。为此，在区域30中，基板21具有透明层22和波导层25，其中起伏结构531模制在透明层22与波导层25之间。在根据图6a和图6b的实施例示例中，基板21因此在区域30中具有两个透明聚合物层22和26以及布置在这两个透明聚合物层之间、优选由HRI层形成的波导层25。TiO₂、ZnS、ZrO₂、Si₃N₄优选被用作HRI层的材料。HRI层的层厚优选在50nm与250nm之间。

起伏结构531具有对称或不对称的正弦形、矩形、三角形、或者甚至更复杂的起伏形状。起伏结构531是特定的零阶衍射结构(光栅周期通常小于目标波长，该目标波长优选是所指派的发光元件辐射的光的波长)。在此，起伏结构531的光栅周期优选被选择成在250nm与700nm之间、进一步优选在300nm与600nm之间、并且特别优选在350nm与600nm之间。

此外，安全元件2还具有一个或多个发光元件71，如图6a和图6中所示，该一个或多个发光元件71布置在透射性衍射结构53下面。在发光元件的辐射区域中激活发光元件71时辐射的光透过透射性衍射结构53并且作为光61照射到观察者的眼睛。在此，图6a解说了在与由安全元件2的背面横跨的平面垂直地观察安全元件2时的观察情况，并且图6b解说了相对于此平面倾斜地观察安全元件2。在倾斜的情形中，产生以下描述的光学效果，该光学效果基于借助倾斜的谐振条件的移动：

调查已表明，为了达成透射性衍射结构的效果，不仅要相应地选择起伏参数起伏深度和光栅周期，而且还不得不相应地选择高度折射波导层(HRI)的层厚，以达成期望的效果。高度折射波导层(HRI)的层厚通常在从50nm到250nm的范围内。

为此，图7a和图7b分别解说了衍射结构53在垂直(0°)时的透射和在倾斜(30°)照明或观察时的透射与波长和高度折射波导层的层厚的依赖关系，其中在此选择具有正弦形起伏形状、450nm的光栅周期和380nm的光栅深度的起伏结构。在此，图7a示出垂直观察中的透射并且图7b示出倾斜观察中的透射。例如，ZnS被选择为高度折射波导层的材料。例如，由此在使用辐射相同色彩的光的发光元件时导致上述对比效果。

从此类调查已揭示，在倾斜观察中，具有T<20％的透射最小值仅可以从厚度大于130nm的高度折射透明波导层达成。此透射最小值是重要的，以便产生对于人眼而言可清楚地感知的色彩印象。此外，这些调查已表明，对于最多达150nm厚度的高度折射透明波导层，垂直照明中的透射率也显著大于25％。这使得在此角度下的透射中产生在色彩方面不畸变(即，色彩中性)的外观成为可能。因此，调查已揭示，高度折射透明波导层的厚度优选被选择在从130nm到250nm的范围内、进一步优选在从150nm到220nm的范围内。

此外，调查已表明，衍射光栅53的色谱行为还决定性地受光栅深度的影响。因此，图7c示出了在光栅周期为475nm且起伏深度为365nm的情况下在倾角改变时衍射光栅53的透射的依赖关系，并且图7d示出了在光栅周期为550nm且起伏深度为430nm的情况下的这种依赖关系，其中起伏形状为正弦形剖面并且高度折射波导层具有180nm的层厚。

基于此的调查已表明，在倾斜观察中，具有T<20％的透射最小值仅可从大于300nm的起伏深度达成，其中垂直透射甚至在最多达550nm的光栅深度下也显著大于25％。起伏结构531的起伏深度由此优选被选择成在从300nm到550nm的范围内、进一步优选在从350nm到500nm的范围内。

通过选择这些参数，例如在选择365nm的起伏深度、透明波导层的180nm的层厚以及475nm的光栅周期的情况下，由此产生从垂直观察中的色彩中性到30°倾角下有色并且在60°倾角下返回到色彩中性的色彩效果。此外，例如，在选择430nm的起伏深度、550nm的光栅周期以及透明波导层的180nm的层厚的情况下，产生从垂直观察中的色彩中性至淡蓝色到约30°倾角下的红色并且在60°倾角下返回到几乎色彩中性至淡红色的色彩效果。

起伏结构531的光栅周期优选被选择成在从250nm到700nm的范围内、进一步优选在从350nm到600nm的范围内。通过周期的选择，可以特别地设置倾斜时呈现的色彩。在此，周期优选被选择成对应于所指派的发光元件的波长。

此外，调查已表明，不仅可以针对直线光栅，而且还可以针对两维光栅、六角形光栅或者起伏结构的甚至更复杂的光栅形状达成这些效果。在此，如上所述，对光栅深度的相应选择也是达成相应效果的决定性因素。

图2到图7d中解说的透射性衍射结构51到53也可被用于改变一个或多个发光元件的光谱辐射特性。例如，可以通过根据图7d设计的透射性衍射结构来改变发红光的发光元件(例如，在620nm处具有光发射的最大峰值的发红光的OLED)的光谱。在30°角处测量时，620nm以上的较长波范围被允许比短波范围更强地通过，如参照图7e所解说的，图7e解说了将根据图7d的透射性结构应用于在620nm处具有辐射光的最大峰值的发光元件的辐射特性。尽管这对于眼睛而言仅略微可识别，但是也可以良好地测量。

因此，优选地，信息在发光元件未被激活时不可见，并且在它们被激活时出现上述效果，特别是信息项变得可见。

图8a到图9c现在解说根据第三类透射性衍射结构的安全元件2的形成。

图8a示出具有基板21的安全元件2，该安全元件2在区域30中具有透射性衍射结构54。衍射结构54由多个元件542构成，该多个元件542在每一情形中具有基本上平行于底平面地布置的至少一个元件表面543。这也在图8b中示出，图8b示出了区域30的部分区域的放大表示。在此，底平面优选由基板21或安全元件2的背面形成。然而，使底平面具有相对于基板的底面所横跨的平面的斜面或者相对于此平面略微倾斜也是可能的。

元件542关于平行于底平面地延伸的至少一个方向549相对于彼此偏移地布置，并且相邻元件542的元件表面543在垂直于底平面的方向上根据取决于该至少一个第一方向549的变分函数间隔开距离545或者距离545的倍数。在此，变分函数是周期性函数并且在变分函数的每一周期544中提供在第一方向549上彼此相继布置的至少两个元件。

在根据图8a和图8b的实施例示例中，元件542形成基板21的层22的部分区域，即从而使得元件表面543确定层22的表面的至少一个部分区域的起伏结构。因此，为了产生衍射结构54，起伏结构541被模制到层22中，该起伏结构被形成为使得其具有相应的元件表面序列543。

此外，将起伏结构541引入到施加于层22的透明层(例如，透明复制层或透明HRI或LRI层)中，或者用多孔层来覆盖起伏结构541也是可能的。为此，在此方面引用根据图2的实施例。

周期544确定各种衍射阶数的角度。为了使零阶衍射在空间上与较高阶衍射充分分开，周期544优选被选择成小于3μm、特别是小于2μm。此外，周期应当被选择成不小于750nm、优选不小于1μm。距离545优选被选择成在从50nm到1500nm的范围内、进一步优选在200nm与1000nm之间。在周期544中提供的元件542的数目优选在从3个到10个的范围内、特别优选在3个与6个之间。

优选将如图8a到图9b中所示的描述阶梯状周期性的元件表面序列543的函数用作变分函数。然而，除了如图8a和9a中所示的在周期544内的非对称的阶梯布置之外，实现例如阶梯金字塔形状的对称的阶梯布置也是可能的。

通过衍射结构54和55，可以达成有趣的效果。在透射中在不同角度下出现的色彩受到距离545或555的选择的强烈影响，并且通过周期544或555来设置衍射结构54和55的影响色谱的性质发生变化的倾角。在此，在垂直观察中出现的色彩印象极大地由距离545或555确定。

通过距离545或555的相应选择，不仅在这里可以达成在垂直观察中衍射结构54和55生成有色印象并且元件在倾斜时变成色彩中性，而且还可以达成暗色或黑色外观。因此，例如在图8a和图9a所示的起伏结构54和55的形成中，如果总光栅深度被选择为1500nm(距离554＝300nm)并且周期被选择为2500nm，则产生其中从460到660的色谱范围在透射中在垂直观察时小于10％以及在从55度到65度的倾角下是适度透明的(t>30％)的色谱行为，并且因此该色谱行为在背光中是可识别的。

由透射性衍射结构54达成的可能效果为从极暗淡的发光元件到明亮地照明的发光元件的倾斜效果。作为示例，图8c示出了透射性衍射结构54的光谱行为，该透射性衍射结构54将由发光元件71在垂直观察中辐射的光几乎完全偏转到较高阶。在对于眼睛而言非常容易感知的从460nm到660nm的光谱范围(人眼的灵敏度大于5％)内，对于此倾角，零阶衍射中的透射小于10％，从而由发光元件71发射的光在很大程度上被阻挡并且观察者可见暗色或黑色外观。在此，图8c解说了在2500nm的周期、每周期5个元件和1500nm的总起伏深度的情况下在倾角从0°变化到70°时的透射。在相对平坦的观察或者从55°到65°的倾角下，此示例中的透射性衍射结构适度透明(大于30％)，并且因此由发光元件辐射的光是可识别的。

此外，使衍射结构54由嵌入在基板21的透明层中的元件形成也是可能的。该实施例在图9a和图9b中解说。现在，关于元件552、元件表面553、周期554和距离555的布置和形成，参照在此方面关于根据图8a到8c的元件542、元件表面543、周期544和距离545的说明。

在此，周期554优选被选择成小于3μm、优选小于2μm、并且进一步优选被选择成不小于750nm以及不小于1μm。

距离555优选位于从50nm到1500nm的范围内并且进一步优选在200nm与1000nm之间。

每个周期的元件552的数目优选被选择成在3个与10个之间，进一步优选在3个与6个之间。在此，每个周期的最大起伏深度优选小于2μm。

在根据图9a和图9b的实施例中，元件552的厚度557优选在10nm与600nm之间、进一步优选在50nm与400nm之间。在此，元件552优选由高度折射层(即，HRI层)形成，该HRI层可以由先前为此已描述的材料之一形成。围绕元件552的层22优选由具有约1.5的折射率的聚合透明塑料材料构成。

作为示例，图9c解说了在1500nm的光栅周期555、每周期555布置5个元件552、430nm的距离555和由300nm的厚度557的HRI材料(ZnS)形成元件552的情况下在倾角从0°变化到70°时透射性衍射结构55的透射行为。在垂直观察中，由发光元件71辐射的光几乎色彩中性地透射。另一方面，在35°的适度观察角下，在眼睛可非常容易感知的从460nm到660nm的光谱范围中的透射大大小于10％。安全元件在此35°的角度下呈现黑暗，这类似于所谓的“光学防火墙”情形。

发光元件71优选由柔性的表面发光二极管形成。表面发光二极管(例如，有机发光二极管(OLED))的特殊特征在于其散射特性或者并不非常定向的辐射特性。在极端情形中，此类表面发光二极管如同所谓的Lambertian辐射器那样表现，如参照图10a和图10b所解说的。在相对于与安全元件2的背面所横跨的平面垂直的表面呈角度Θ的情况下，并且在表面发光二极管的辐射区域的大小为A的情况下，辐射强度I(Θ)与A*cos(Θ)成比例。

根据本发明的一优选实施例示例，布置在区域30中的一个或多个透射性衍射结构现在被形成为光束成形衍射结构，该光束成形衍射结构特别地还改变发光元件的辐射特性。由此，可以生成相应的光可变效果，或者还可以优化发光元件、特别是如以上根据图10a和图10b所阐述的形成为表面发光二极管的发光元件的辐射特性。

具体地，体积全息图、闪耀结构、衍射透镜(例如，菲涅耳透镜结构)、或者具有类似透镜的光束成形性质的衍射结构被用作光束成形衍射结构。此外，例如在二维网格中彼此紧邻地布置这些透射性衍射结构中的一个或多个透射性衍射结构是有利的。因此，例如，每个发光元件可被指派给这些透射性衍射结构中修改相应发光元件的辐射特性的一个透射性衍射结构。具体地，如果像素化地形成发光表面，则每个发光元件可被视为Lambertian辐射器。在此情形中，可以用相应地指派的透射性衍射结构来修改个体像素的辐射特性。透射性衍射结构必须在空间上与显示器像素相关，由此与显示器的个体发光元件相关。

在一优选实施例中，第一区域30因此具有优选根据一维或二维网格布置的一个或多个区划，该一个或多个区划例如定义显示器的像素网格。发光元件71之一被布置在每个区划中，以及至少一个透射性衍射结构被指派给相应区划。

在此，衍射结构优选以简单的直线光栅的形式来形成。如以下所描述的，包含这些直线光栅的区域分布在安全元件的覆盖有发光元件的区域上。取决于光栅线的对准和位置，可以由此实现不同的辐射角分布。

因此，图11a解说了以此方式形成的具有透射性衍射结构56和发光元件71的安全元件的区划。透射性衍射结构56具有带有多条平行光栅线的起伏结构563和561以及在其中不提供光栅线的区域562。如图11a中所示，因此在该区划的边缘区域中、特别是在该区划的在其中所指派的发光元件71以对于期望的光学效果而言不利的角度辐射光的区域中提供起伏结构563和561的光栅线，并且不在该区划的中央区域中、特别是不在其中所指派的发光元件71朝期望方向辐射光的区域中提供起伏结构563和561的光栅线。此类安全元件优选例如与安全元件的平面垂直地辐射光。

图11b示出相反情形，其中衍射结构具有在该区划的中央部分区域中带有多条平行光栅线并且在每一情形中在该区划的边缘区域中不带有光栅线的起伏结构564，并且由此提供区域562。此类安全元件优选例如不与安全元件的平面垂直地辐射光。

由发光元件71辐射的光60由此如图11a和图11b中所示的那样通过衍射被透射性衍射元件56或57偏转，从而透过透射性衍射结构56或57的光63或64由此具有图11a和图11b中所示的光束形状。通过根据图11a或图11b的安全元件的区划的设计，可以由此生成类似透镜的效果，其中光栅参数(诸如光栅周期、深度、形状和材料)根据图2到图9的上述实施例示例来选择。

此外，将区划中的光栅线的对准选择成在诸区域中不同或者将它们选择成对于逐个区划而言不同也是可能的，以便由此改变每个平面中/查看方向上的辐射特性或者逐个区划地改变。通过巧妙地布置光束成形衍射结构，例如可以在具有(诸)发光元件的区域中产生图案(诸如标志、货币符号或类似物)，其中该图案的亮度对比随观察角而变化。两个或更多个图案之间的翻转也是可构想的，例如货币符号与面额之间的翻转。作为示例，这在以下参照图12a到图12d来示出。

作为示例，图12a到图12c在每一情形中示出被划分成若干部分区域331、例如被划分成9个部分区域331的区划的俯视图。在此，在根据图12a的实施例示例中，布置在右手和左手边缘区域中的部分区域331在每一情形中覆盖有带有平行光栅线的起伏结构565，其中这些平行光栅线水平地延伸，如图12a中所示的。在带条纹的中央区域中，部分区域311被不带有光栅线的区域562覆盖。在根据图12b的实施例中，位于中央区域上面和下面的部分区域311进一步覆盖有其中光栅线水平地延伸的起伏结构565。在根据图12c的实施例示例中，在该区划中附加地提供部分区域331，该部分区域311如图12c中所示的那样覆盖有其中光栅线与起伏结构565和566的光栅线呈45°角延伸的起伏结构567和568。作为示例，如图12d中所示，布置在部分区域331中的起伏结构565到568在每一情形中在与光栅线的取向垂直的方向上朝区划的中心方向衍射由发光元件71发射的光60，从而根据图12a到图12c的实施例在每一情形中导致相应的光束成形，其中所发射的光在一个或多个空间方向上朝相应区划的中心方向衍射，如图12d中针对透射光63所示出的。

在此，起伏结构561、563和565到568的结构元件的起伏形状优选具有不对称的形状，如图11a中所示出的。这些起伏结构的结构元件优选具有三角形的形状，其中陡峭的侧面在每一情形中被布置成朝相应区划的中心方向定向。

此外，使布置在区划中的一个或多个透射性衍射结构具有衍射透镜、特别是菲涅耳透镜或圆形光栅形式的起伏结构也是可能的。图13示出相应的安全元件的截面，其具有发光元件71到73和带有透射性衍射结构58的基板21，该透射性衍射结构58由以若干菲涅耳透镜的形式模制到基板21的表面中的起伏结构567构成。如图13中所示，由发光元件71到73辐射的光60在透过透射性衍射结构68期间被偏转并且作为光65来传送。

此外，在安全元件2中依次堆叠地布置一个或多个透射性衍射结构也是可能的。图14示出具有发光元件71到73、透射性衍射结构56和透射性衍射结构59的安全元件2的此类区域的相应结构。

透射性衍射结构56优选是具有光束成形性质的透射性衍射结构并且例如是根据图11a到图13来设计的。此外，还可以在安全元件2中彼此紧邻地布置多个此类透射性衍射结构。

透射性衍射结构59优选是例如根据图2到图9c或图15a到图19形成的产生效果的透射性衍射结构。此外，还可以在安全元件中彼此紧邻地布置多个此类透射性衍射结构。由发光元件71到73发射的光60现在首先在透过透射性衍射结构56期间被偏转并且随后作为光65照射到透射性衍射结构59，进而在透过此透射性衍射结构59期间被该透射性衍射结构59相应地偏转并且作为光66来辐射。

在此，透射性衍射结构56特别是被设计成改变发光元件71到73的辐射特性并且由此例如导致转换成平行光束。平行光束随后照射到透射性衍射结构59，该透射性衍射结构59在倾斜和/或旋转时导致所辐射光的亮度对比和/或色彩变化。

衍射结构59可被提供有其他信息项/图像，取决于倾角或旋转角这些信息项/图像在发光元件71到73被激活时被呈现给观察者。

例如，借助电子束光刻、掩膜光刻、激光光刻、离子束光刻、或者双光束干涉光刻来将上述透射性衍射结构的起伏结构引入到主体中。随后，可以在卷对卷工艺中使用已知方法来大量生产这些结构。用于此高生产量的个体步骤例如为：电铸压花工具、压花工具的步进且重复的重新组合以形成辊压花工具、热或UV复制、金属或HRI汽相沉积、印刷、和/或涂覆。

在具有与一个或多个发光元件相组合的前述透射性衍射结构的安全元件2中能够实现的一个效果是在用偏振器或者不用偏振器的情况下可见的色彩变化。这可以在整个区域30上的整个表面上出现或者仅部分地出现。对于第一种情形，覆盖有一个或多个发光元件的整个区域覆盖有一个或多个或前述的透射性衍射结构31到39。对于仅部分地出现的色彩变化，仅在覆盖有一个或多个发光元件的区域中部分地施加透射性衍射结构。因此，例如，形成一个或多个基调图案的一个或多个图案区域特别是在整个表面上覆盖有一个或多个透射性衍射结构、特别是衍射结构51到59，优选围绕该一个或多个图案区域的背景区域不覆盖有一个或多个透射性衍射结构，其中在背景区域和图案区域两者中均提供一个或多个发光元件。在倾斜时，例如，因此仅在图案区域中出现色彩变化或者在此描述的其他效果之一，从而在背景区域前面以对比的方式呈现图案区域。

此外，使一个或多个发光元件在被激活时辐射偏振光也是可能的，如以上已阐明的。此外，在发光元件与透射性衍射结构之间布置一个或多个使光偏振的元件也是可能的。一方面，可以由此改进色彩效果和对比度。还可以由此将仅借助辅助(偏振器)才可识别的其他安全特征引入到安全元件中。

图15a现在示出另一实施例，其中也在背景区域中提供一个或多个透射性衍射结构。

在区域30中，提供覆盖有在发光元件被激活时显示光学安全特征的不同透射性衍射结构的两个或更多个图案化的部分区域。

在区域30中提供形成共同基调图案的区划33和34，其中区划33形成该基调图案的背景区域并且区划34形成该基调图案的前景区域。在此，区划33和区划34分别覆盖有如同上述衍射结构51到55那样形成的不同的透射性衍射结构91和92。在此，透射性衍射结构91和92优选在其方位角方面是不同的，优选关于其方位角相对于彼此转动45度或90度地布置。如果透射性衍射结构91和92的参数以其他方式被选择成是相同的，则区划33和34在垂直地观察时在一个或多个发光元件被激活时显示相同的光学效果，从而由于缺少前景区域与背景区域之间的对比而使得基调图案是不可见的。当一个或多个发光元件被激活时，该基调图案随后在倾斜时变得可识别。

在形成为前景区域和背景区域时，覆盖有不同衍射结构的区划优选彼此相距小于3μm、优选小于1μm、并且进一步优选小于500nm。

在根据图15a的实施例示例中，作为示例，区划34由此以字母“OK”的形式形成并且覆盖有具有水平光栅线的透射性衍射结果，并且形成这些字母的背景的区划33覆盖有具有垂直光栅线的透射性衍射结构。当安全元件倾斜时，在具有不垂直地对准的光栅线的区域中出现从由发光元件发射的、几乎不可见或者色彩几乎不变的光的外观到此光的色彩变化的效果，从而例如在倾斜时出现作为有色区域的“OK”。在此，色彩中性指的是在从460nm到660nm的可见光谱范围内(眼睛的灵敏度>5％)的平均垂直透射的波动小于+/-15％、优选小于+/-10％、并且特别地优选小于+/-5％。

此外，取决于一个或多个发光元件的形成，出现以下优选应用情形：如果使用辐射相同色彩的光的一个或多个发光元件，则在倾斜时出现显著的对比度改变效果。如果使用辐射白光的一个或多个发光元件，则出现强烈的且显著的色彩改变效果。当使用辐射不同色彩的光、例如形成真彩(RGB)显示器的一个或多个发光元件时，出现显著的色彩效果和对比度效果。

区划33和34可以覆盖有一个或多个上述透射性衍射结构。当使用透射性衍射结构51或52时，例如，在倾斜时引起来自垂直观察中几乎不可见/色彩中性的上述效果以及色彩印象和/或亮度对比的生成，其中该色彩效果还受到一个或多个发光元件的照明光谱的影响。可在这里使用的透射性衍射结构51例如具有770nm的周期和800nm的光栅深度，可被用于此的透射性衍射结构52具有650nm的周期、450nm的光栅深度和所嵌入的ZnS层的120nm的层厚。当使用透射性衍射光栅53和54时，出现从垂直观察中不可见或色彩中性至微弱地有色到倾斜时有色的效果。因此，例如，如果透射性衍射光栅的起伏结构具有550nm的周期、430nm的光栅深度、180nm的波导层(ZnS)的层厚，则该区域在垂直观察中并且在由发光元件发射白光时向观察者呈现色彩中性到淡蓝色。在倾斜至约30°时，区划34变成红色，并且当进一步倾斜至60°时区划34呈现几乎色彩中性到淡红色。在通过一个或多个发光元件辐射有色光的情况下，该效果还被该一个或多个发光元件的照明光谱叠加。

作为示例，参照图16a到图16d来解说这种效果：

图图16a示出了具有区域30的安全元件2。区域30的部分区域31覆盖有一个或多个发光元件，从而区域31在发光元件被激活时变得光可识别，并且可任选地显示单色或多色外观。图16a由此例如示出在发光元件未被激活的情况下垂直观察中的区域30，并且图16b示出在此示例中4个发光元件被激活的情况下垂直观察中的区域30。当安全元件2倾斜30°时，基调图案“OK”变得可见，其中当安全元件2水平地对准时，区划34改变色彩，参见图16c，并且当安全元件2垂直地对准时，区域33以及由此背景改变色彩，参见图16d。

此外，在区域30中提供具有透射性衍射结构的多个区划也是可能的，这些透射性衍射结构例如在安全元件2倾斜/转动时产生移动效果(诸如变形移动或运动学上的移动)和/或多色图像。例如，在此，相邻区划的方位角可以在0.5°与10°之间变化。

图17a和图17b例如解说了其中以特定的倾角范围生成基调图案的有色表示的实施例示例，该有色表示是通过由透射性衍射结构生成的两种或更多种基色的色彩混合来提供的。

如图17a中所示，例如根据图4来构造安全元件2，并且在垂直观察中和在发光元件71被激活的情况下，安全元件2在外观102倾斜时显示通过发光元件的形成和布置所确定的外观101。

如图17b中所指示的，在安全元件2的区域30中提供在此例如以驼鹿的形式模制的基调图案区域35。该基调图案区域35被划分成多个像点区域36。在每一个像点区域36中，现在确定该像点区域将具有以形成基调图案(即，驼鹿)的色彩值和亮度。在像点区域36中，取决于这些值，现在提供区划361、362和363中的零个或一个、两个或三个不同的区划。在此，区划361覆盖有透射性衍射光栅以在所确定的倾角范围下生成红色，区划362覆盖有不同的透射性衍射光栅以在所确定的倾角范围下生成绿色，并且区划363覆盖有不同的透射性衍射光栅以在所确定的倾角范围下生成蓝色。在此，像点区域36的尺寸被选择成导致在每一情形中布置在那里的不同区划361到363的色彩混合。像点区域36优选在至少一个方向上具有小于300μm的横向尺寸。区划361到363同样在至少一个方向上具有小于300μm、优选小于150μm、进一步优选小于80μm的尺寸。此外，区划361到363的宽度和/或长度优选被选择成大于20μm、10μm或5μm。

按照区划361到363在相应像点区域36中的表面面积的大小的比值来将色彩值设置成相应的预定值，并且按照区划361到363在相应像点区域36中的表面面积的总大小来将相应像点的亮度设置成相应的预定值。

布置在区划361到363中的衍射光栅优选如同衍射光栅52那样地形成，其中在此优选使用以下关于相应衍射结构的结构参数：

区划361(红色)的衍射光栅：光栅周期＝770nm；HRI层的厚度＝120nm；光栅或起伏深度＝570nm。

区划362(绿色)的衍射光栅：光栅周期＝650nm；HRI层的厚度＝120nm；起伏深度＝450nm。

区划363(蓝色)的衍射光栅：光栅周期＝570nm；HRI层的厚度＝120nm；起伏深度＝400nm。

在此，衍射光栅的目标波长优选匹配指派给该衍射光栅的发光元件。

然而，区划361到363根据衍射光栅51、54或55之一来形成或者由衍射光栅51到55中不同的衍射光栅来形成也是可能的。这在例如以不同的倾角达成基调图案的不同的有色外观时是特别有利的。

因此，当垂直地观察安全元件2并且在发光元件被激活的情况下，向观察者呈现图17a中所示的外观101，其中透射性衍射结构不改变观察印象并且使得由一个或多个发光元件在被激活时生成的图像作为信息是可见的。在安全文件例如根据图17a倾斜时，在区域30中出现驼鹿的有色表示作为信息项。

图18a到图18c示出其中在安全元件2的区域30中提供覆盖有不同衍射结构的多个不同区划的实施例。

如图18a中所示，在区域30中提供以基调图案(例如，十字形)的形式模制的第一基调图案区域37以及以第二基调图案(例如，星形)的形式模制的第二基调图案区域38。如图所示，不按比例地，在图18b中例如参照图案区域37，每个基调图案区域37和38分别被划分成多个部分区域371和381，这些部分区域在每一情形中分别覆盖有一个或多个区划372和382。在此，区划372和382在每一情形中具有小于300μm、优选小于150μm、进一步优选小于80μm的至少一个横向尺寸。在此，区划372和382可以具有条纹形状，如图18b和图18c中所示，或者还可以具有像素形式的形状，例如圆盘或矩形形式的形状。

在基调图案区域37和38的交叠区域中，如图14c中所示，区划372和382彼此网格化地布置。因此，区划372和382优选根据常规的一维或二维网格来布置，其中交替地提供区划371的区域和区划382的区域。由相应基调图案区域覆盖的、被指派给此基调图案区域的区划的网格区域覆盖有相应的区划，如图18c中所指示的。

区划372和372在每一情形中覆盖有不同的透射性衍射结构，这些透射性衍射结构在每一情形中是根据衍射结构51到55之一来形成的。在此方面，因此参照先前的陈述。

当安全元件倾斜时，取决于倾角和/或旋转角，第一基调图案和第二基调图案由此在发光元件被激活时变得可见。当应用此功能原理时，还可以在区域30中实现多个基调图案，这多个基调图案在发光元件被激活时在不同的倾角和/或旋转角下变得可见，由此提供移动效果和/或变换效果作为进一步的安全特征。

图19示出具有以基调图案“OK”的形式模制的基调图案区域39的安全元件2的区域30。基调图案区域39具有多个部分区域391和部分区域392。部分区域391覆盖有根据衍射结构51到55形成的透射性衍射结构。部分区域392覆盖有通常的反射性衍射结构。部分区域391和392在每一情形中具有小于300μm、特别是小于150μm、优选小于80μm的至少一个横向尺寸。在此，部分区域391和392可以首先以条纹的形式(如图19中所示)形成，但是也可以像素的形式形成。此外，如图19中所示，部分区域391和392优选彼此紧邻地交替布置。在基调图案区域39中，当发光元件被激活时，由此生成光学安全特征，如参照先前附图图1到图18c已经解释的。在反射光中观察区域30时，附加地向观察者呈现在一个或多个发光元件被激活以及被停用时均可见的另一信息项，该信息项是由覆盖区域392的反射性衍射结构生成的。

此外，在发光元件之间的边界区域中提供挡光结构也是有利的。作为示例，这在图20中示出。图20示出具有多个发光元件71到75和基板21的安全元件2，该基板21具有透射性衍射结构52。透射性衍射结构52例如被引入到基板21中(如图4中所示)，并且由此例如由模制在透明层22与23之间的起伏结构521来提供。然而，使该透射性衍射结构是先前解说的透射性衍射结构中的另一透射性衍射结构(例如，是透射性衍射结构51或53到59)也是可能的。此外，在安全元件中提供挡光结构70，这些挡光结构70优选是垂直地布置的优选不透明地形成的元件，这些元件横向地限制相应发光元件71到75的辐射区域。挡光结构70确保发光元件的光仅在垂直观察中直接抵达观察者的眼睛。另一方面，在倾斜观察中，仅经衍射/弯曲的光才抵达观察者的眼睛。

Claims (49)

1.一种安全元件(2)，所述安全元件具有面对观察者的顶面(201)和背对所述观察者的背面(202)，其中所述安全元件(2)具有布置在所述安全元件的第一区域(30)中的一个或多个发光元件(71-75)，所述一个或多个发光元件在被激活时辐射光(60)并且在每一情形中由自发光的电操作的显示元件形成，其中所述安全元件(2)在所述第一区域(30)中具有一个或多个透射性衍射结构(51-59,91-96)，其中所述一个或多个透射性衍射结构(51-59,91-96)被布置成使得由被激活的一个或多个发光元件(71-75)辐射的所述光(60)的至少一部分透过所述透射性衍射结构(51-59,91-96)的至少一个部分区域，其中所述一个或多个透射性衍射结构中的一个或多个透射性衍射结构在每一情形中是由一起伏结构形成的，该起伏结构是由参数起伏形状、起伏深度、光栅周期和方位角定义的零阶衍射光栅，所述起伏结构的所述起伏深度在100nm与550nm之间，所述光栅周期在250nm与700nm之间。

2.如权利要求1所述的安全元件(2)，其特征在于，所述透射性衍射结构(51-59,91-96)被设计成在所述安全元件被倾斜和/或旋转时改变所述一个或多个发光元件(71-75)的有色外观、光谱组成、亮度对比、辐射角度的分布和/或光束成形。

3.如前述权利要求之一所述的安全元件(2)，其特征在于，所述透射性衍射结构(51-59,91-96)中的一个或多个透射性衍射结构被设计成使得所述第一区域(30)的覆盖有该一个或多个透射性衍射结构的、与所述发光元件(71-75)之一交叠地布置的部分区域在所述安全元件被倾斜和/或转动时、在所述发光元件(71-75)中的一个或多个发光元件被激活时显示人类观察者可识别的色彩变化效果。

4.如权利要求1所述的安全元件(2)，其特征在于，所述一个或多个透射性衍射结构(51-59,91-96)中的一个或多个透射性衍射结构在每一情形中是由模制在透明基板(21)的表面中的起伏结构形成的，其中所述起伏结构被模制到所述安全元件(2)的所述顶面(201)的表面中。

5.如权利要求4所述的安全元件(2)，其特征在于，所述透明基板(21)或者所述透明基板(21)的一个或多个透明层(22)是由聚合物材料和/或高度折射材料构成的。

6.如权利要求1所述的安全元件(2)，其特征在于，所述一个或多个透射性衍射结构中的一个或多个透射性衍射结构(52，53,55)在每一情形中是由模制在所述安全元件的两个透明层(22,23,25,26,27)之间的起伏结构形成的，其中这些层的折射率相差至少0.1。

7.如权利要求6所述的安全元件(2)，其特征在于，所述两个透明层中的一个透明层是聚合物层，并且所述两个透明层中的另一个透明层是多孔层，其中所述多孔层中的孔填充有空气并且所述多孔层的层厚在2μm与50μm之间。

8.如权利要求6所述的安全元件(2)，其特征在于，所述两个透明层(22,23,25,26,27)是选自以下的两个不同的层：聚合物层，具有在50nm与300nm之间的层厚的HRI或LRI层，以及具有在从2nm到20nm的范围内的层厚的金属层。

9.如权利要求4所述的安全元件(2)，其特征在于，所述起伏结构是由参数起伏形状、起伏深度、光栅周期和方位角定义的光栅，并且所述光栅周期在500nm与1500nm之间。

10.如权利要求4所述的安全元件(2)，其特征在于，所述起伏结构的结构元件具有不对称的起伏形状。

11.如权利要求4所述的安全元件(2)，其特征在于，在从460nm到660nm的波长范围内在零阶中透过所述起伏结构的光大部分不改变其色谱，以及在零阶中且基本上垂直地透过所述透明基板的光的透射率大于30％。

12.如权利要求1所述的安全元件(2)，其特征在于，所述起伏结构被模制在透明层(22,26)与HRI层(25)之间，所述HRI层(25)的厚度在50nm与250nm之间。

13.如权利要求1所述的安全元件(2)，其特征在于，所述一个或多个透射性衍射结构中的一个或多个透射性衍射结构(55，56)在每一情形中由多个元件(542，552)形成，其中所述元件(542,552)在每一情形中具有基本上平行于底平面地布置的至少一个元件表面(543,553)，所述元件(542,552)关于与所述底平面平行地延伸的至少一个第一方向(549)相对于彼此偏移地布置，与所述元件表面(543,553)相邻的元件在垂直于所述底平面的方向上根据取决于所述至少一个第一方向(549)的变分函数间隔开第一距离或者所述第一距离的倍数，其中所述变分函数是周期性函数，并且在所述变分函数的每个周期中，在所述至少一个第一方向(549)上彼此相继布置的至少两个元件的元件表面(543，553)彼此间隔开所述第一距离(545,555)。

14.如权利要求13所述的安全元件(2)，其特征在于，所述周期(544,554)小于3μm且所述周期(544,554)大于750nm，从而每个周期包括3到10个相继的元件(542,552)，和/或所述第一距离(545,555)在50nm与500nm之间。

15.如权利要求13或14所述的安全元件(2)，其特征在于，所述安全元件具有透明层(22)，所述元件(552)嵌入在所述透明层中，所述元件(552)由与所述透明层的材料不同的材料形成。

16.如权利要求13所述的安全元件(2)，其特征在于，所述元件(542)是由所述安全元件的透明层(22)的部分区域形成的，并且所述元件表面(543)形成所述透明层(22)的至少一个表面。

17.如权利要求1所述的安全元件(2)，其特征在于，所述一个或多个透射性衍射结构中的一个或多个透射性衍射结构(56-58)在每一情形中是光束成形衍射结构，并且由体积全息图、闪耀结构、衍射透镜或衍射透镜阵列、菲涅耳透镜结构或菲涅耳透镜结构阵列、或者具有类似透镜的光束成形性质的衍射结构形成。

18.如权利要求17所述的安全元件(2)，其特征在于，每个发光元件(71-73)被指派给所述透射性衍射结构(56)中修改相应发光元件(71-73)的辐射特性的一个透射性衍射结构。

19.如权利要求18所述的安全元件(2)，其特征在于，所述第一区域(30)具有根据一维或二维网格布置的一个或多个区划，其中所述发光元件(71-73)之一布置在所述区划中的每一个区划中，并且所述透射性衍射结构中的至少一个透射性衍射结构(56,57,58)布置在所述区划中的每一个区划中。

20.如权利要求19所述的安全元件(2)，其特征在于，所述透射性衍射结构中布置在所述一个或多个区划中的一个或多个透射性衍射结构(56,57)包括具有基本上彼此平行地布置的多条光栅线的起伏结构(561,563,564,565,566,567)，其中这些光栅线被提供在相应区划的中心部分区域中，而不是提供在所述区划的边缘区域中。

21.如权利要求19所述的安全元件(2)，其特征在于，所述透射性衍射结构中布置在所述一个或多个区划中的一个或多个透射性衍射结构(56,57)包括具有基本上彼此平行地布置的多条光栅线的起伏结构(561,563,564,565,566,567)，其中这些光栅线被提供相应区划的边缘区域中，而不是提供在所述区划的中心部分区域中。

22.如权利要求20所述的安全元件(2)，其特征在于，所述光栅线的取向被选择成在所述区划的部分区域中是不同的，或者被选择成随区划是不同的。

23.如权利要求20所述的安全元件(2)，其特征在于，所述透射性衍射结构(58)中布置在所述区划中的一个或多个透射性衍射结构是衍射透镜形式的起伏结构。

24.如权利要求1所述的安全元件(2)，其特征在于，形成基调图案的一个或多个图案区域覆盖有所述透射性衍射结构中的一个或多个透射性衍射结构，围绕所述一个或多个图案区域的背景区域不覆盖有一个或多个透射性衍射结构，其中在所述背景区域和所述图案区域两者中均提供所述一个或多个发光元件中的一个或多个发光元件。

25.如权利要求1所述的安全元件(2)，其特征在于，第一区域具有在每一情形中覆盖有所述透射性衍射结构中的第一透射性衍射结构(91,93,96)的一个或多个第一区划(31,361,372)以及覆盖有所述透射性衍射结构中的第二透射性衍射结构(92,94,97)的一个或多个第二区划(34,362,382)，其中所述第一透射性衍射结构(91,93,96)不同于所述第二透射性衍射结构(92，94,97)。

26.如权利要求25所述的安全元件(2)，其特征在于，所述第一和第二透射性衍射结构在其起伏形状、方位角和/或其光栅周期方面彼此不同。

27.如权利要求25或26所述的安全元件，其特征在于，所述第一和第二透射性衍射结构是由不同类型的透射性衍射结构形成的。

28.如权利要求25所述的安全元件(2)，其特征在于，相邻的第一和第二区划(33,34,361,362,372,382)彼此间隔小于1μm。

29.如权利要求25所述的安全元件(2)，其特征在于，所述第一和第二区划(33,34)在每一情形中具有大于300μm的横向尺寸。

30.如权利要求29所述的安全元件(2)，其特征在于，所述一个或多个第一和第二区划(32-34)被模制成形成基调图案，其中所述第一区划(33)形成所述基调图案的背景区域并且所述第二区划(34)形成所述基调图案的前景区域，或者所述一个或多个第一区划被模制成形成第一基调图案并且所述一个或多个第二区划被模制成形成第二基调图案。

31.如权利要求25所述的安全元件(2)，其特征在于，在所述第一区域中提供多个第一区划(361,372)和第二区划(362,382)，并且所述第一和第二区划(361,362,372,382)在每一情形中具有小于300μm的至少一个横向尺寸。

32.如权利要求31所述的安全元件(2)，其特征在于，在所述第一区域中提供覆盖有所述透射性衍射结构中的第三透射性衍射结构(95)的多个第三区划(363)和/或覆盖有所述透射性衍射结构中的第四透射性衍射结构的第四区划，其中所述第一、第二、第三和第四透射性衍射结构在每一情形中彼此互不相同，并且所述第三和第四区划(363)分别在每一情形中具有小于300μm的至少一个横向尺寸。

33.如权利要求32所述的安全元件(2)，其特征在于，所述第一区域具有被划分成多个像点区域(36)的基调图案区域(35)，并且其中在所述像点区域中的至少第一像点区域(36)中布置从由所述第一和第二区划(361,362)构成的组、由所述第一、第二和第三区划(361,362，363)构成的组、或者由所述第一、第二、第三和第四区划构成的组中选择的至少两个不同的区划，以及通过由布置在所述第一像点区域(36)中的透射性衍射结构在至少一个倾角下在不同区划中生成的色彩的加性色彩混合来生成在所述一个或多个发光元件被激活时在所述至少一个倾角下在所述第一像点区域(36)中出现的色彩。

34.如权利要求33所述的安全元件(2)，其特征在于，所述像点区域的至少10％被形成为第一像点区域。

35.如权利要求28所述的安全元件(2)，其特征在于，在所述第一区域(30)中提供以第一基调图案的形式模制的第一基调图案区域(37)和以第二基调图案的形式模制的第二基调图案区域(38)，所述第一基调图案区域(37)被划分成在每一情形中覆盖有一个或多个第一区划(372)的多个部分区域(371)，并且所述第二基调图案区域(38)被划分成在每一情形中覆盖有一个或多个第二区划(382)的多个部分区域(381)，所述第一基调图案区域(37)和所述第二基调图案区域(38)至少在诸区域中是交叠地提供的，并且所述第一和第二区划(372,382)在交叠区域中是彼此紧邻地提供的。

36.如权利要求35所述的安全元件(2)，其特征在于，所述第一和第二区划是根据一维或二维网格来布置的，并且所述第一和第二区划在所述交叠区域中彼此网格化。

37.如权利要求32所述的安全元件(2)，其特征在于，所述第一、第二、第三和/或第四区划在每一情形中相对于与所述安全元件的所述背面所横跨的平面垂直的方向与所述发光元件中的一个或多个发光元件交叠、或者与所述发光元件中的一个或多个发光元件的辐射区域交叠。

38.如权利要求32所述的安全元件(2)，其特征在于，所述透射性衍射结构中的一个或多个第五透射性衍射结构(56)和所述透射性衍射结构中的一个或多个第六透射性衍射结构(59)关于与所述安全元件的所述背面所横跨的平面垂直的方向依次堆叠地布置。

39.如权利要求38所述的安全元件(2)，其特征在于，所述第五衍射结构(56)是如权利要求17到23之一所述的光束成形衍射结构，并且所述第六衍射结构(39)是如权利要求9到16或24到36之一所述的产生效果的衍射结构。

40.如权利要求1所述的安全元件(2)，其特征在于，每个发光元件(71-75)具有辐射区域(711)，在所述辐射区域(711)中在所述发光元件被激活时朝所述安全元件的所述顶面(201)的方向发光。

41.如权利要求40所述的安全元件(2)，其特征在于，在与所述安全元件的所述背面所横跨的平面垂直地观察时，所述透射性衍射结构中的一个或多个透射性衍射结构在整个表面上或者仅在诸区域中并且在一图案中与所述发光元件中的一个或多个发光元件的辐射区域交叠。

42.如权利要求1所述的安全元件(2)，其特征在于，通过所述一个或多个透射性衍射结构来提供第一光学信息项，所述发光元件中的一个或多个发光元件的辐射区域具有图案化的形状并且以在所述发光元件被激活时作为第二光学信息项可见的基调图案的形式来模制，和/或所述发光元件中的两个或更多个发光元件被布置成或者可控制成在它们被激活时作为第二光学信息项的基调图案变得可见，以及所述第一光学信息项和所述第二光学信息项在诸区域中交叠或者完全交叠或者相对于与所述安全元件的所述背面所横跨的平面垂直的方向彼此紧邻地布置。

43.如权利要求1所述的安全元件(2)，其特征在于，所述一个或多个发光元件(71-75)选自：LED、OLED、LEEC、QLED、背光LCD、场致发光显示像素、分段显示器、有源或无源矩阵显示器。

44.如权利要求1所述的安全元件(2)，其特征在于，所述安全元件具有多个发光元件(71-75)，其中挡光结构(70)被布置在发光元件之间的边界区域中。

45.如权利要求1所述的安全元件(2)，其特征在于，所有发光元件在被激活时辐射相同色彩的光，或者所述发光元件中的两个或更多个发光元件辐射不同色彩的光。

46.如权利要求4所述的安全元件(2)，其特征在于，所述基板(21)在所述第一区域(30)中具有在反射光中观察时显示一个或多个光学安全特征的一个或多个反射性衍射结构。

47.如权利要求1所述的安全元件(2)，其特征在于，在所述第一区域(30)中提供覆盖有所述一个或多个透射性衍射结构中的一个透射性衍射结构的多个第一部分区域(391)并且提供覆盖有所述一个或多个透射性衍射结构中的一个透射性衍射结构的多个第二部分区域(392)，所述第一和第二部分区域(391,392)在每一情形中具有小于300μm的至少一个横向尺寸，其中至少在诸区域中所述第一和第二部分区域(391，392)彼此紧邻地布置，从而在所述第一区域(30)中在反射光中在所述发光元件中的一个或多个发光元件被激活时出现由所述第一部分区域(391)确定的第一光可变信息项，并且在所述第一区域(30)中在反射光中与所述第一光可变信息项交叠地出现由所述第二部分区域(392)确定的第二光可变信息项。

48.如权利要求1所述的安全元件(2)，其特征在于，所述安全元件是层压膜或转移膜的转移层，并且具有小于500μm的层厚。

49.如权利要求1所述的安全元件(2)，其特征在于，所述安全元件是安全文件。