DE102014018551A1

DE102014018551A1 - value document

Info

Publication number: DE102014018551A1
Application number: DE102014018551.6A
Authority: DE
Inventors: Hans Lochbihler
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2016-06-16
Also published as: WO2016096095A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wertdokument, wie eine Banknote, ein Scheck, eine Kredit- oder sonstige Zahlungskarte, eine Ausweiskarte oder dergleichen, das eine Vorder- (9) und eine Rückseite (10) hat, in Draufsicht zumindest von der Vorderseite eine mit dem unbewaffneten Auge erkennbare Darstellung (3) zeigt, in der Draufsicht bestimmte Abmessungen (B, H) hat und einen mehrlagigen Substratkörper (2) aufweist, welcher in der Draufsicht die bestimmten Abmessungen (B, H) hat und aus mindestens einer ersten und einer zweiten transparenten Folie (11, 12) aufgebaut ist, die jeweils in der Draufsicht ebenfalls die bestimmten Abmessungen (B, H) haben und die miteinander durch eine Zwischenschicht (13) verbunden sind, so dass Innenseiten der Folien (11, 12) zueinander und Außenseiten der Folien (11, 12) von der Zwischenschicht (13) weg weisen, wobei die Außenseite der ersten Folie (11) zur Vorderseite (9) und die Außenseite der zweiten Folie (12) zur Rückseite (10) hin weist, wobei, dass die von der Vorderseite (9) erkennbare Darstellung (3) durch eine erste, mindestens abschnittsweise metallisierte Prägestruktur (14) erzeugt ist, die an der Innenseite der ersten Folie (9) angeordnet ist, mindestens abschnittsweise als Subwellenlängenstruktur (17) ausgebildet ist, welche eine lateral, also quer zur Draufsichtrichtung, variierende Profilierung und/oder Periodizität hat, und dass die die Vorderseite (9) bildende Außenseite der ersten Folie (11) und eine zur ersten Folie (11) weisende Vorderseite der Zwischenschicht (13) frei von zur Darstellung (3) beitragenden Aufdrucken sind.The invention relates to a value document, such as a banknote, a check, a credit or other payment card, a badge or the like, which has a front (9) and a back (10), in plan view at least from the front one with the unarmed Eye-recognizable representation (3), in the plan view has certain dimensions (B, H) and a multi-layer substrate body (2), which has the particular dimensions (B, H) in the plan view and at least a first and a second transparent Film (11, 12) is constructed, each in the plan view also have the specific dimensions (B, H) and which are interconnected by an intermediate layer (13), so that inner sides of the films (11, 12) to each other and the outer sides of Have films (11, 12) away from the intermediate layer (13), wherein the outside of the first film (11) facing the front (9) and the outside of the second film (12) to the back (10), wherein that d The illustration (3) recognizable from the front side (9) is produced by a first, at least partially metallized embossed structure (14), which is arranged on the inside of the first film (9), is formed at least in sections as a sub-wavelength structure (17) has a laterally, ie transversely to the top view direction, varying profiling and / or periodicity, and that the front side (9) forming the outside of the first film (11) and a first film (11) facing front of the intermediate layer (13) free from the Representation (3) contributing imprints are.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wertdokument, wie eine Banknote, ein Scheck, eine Kredit- oder sonstige Zahlungskarte, eine Ausweiskarte oder dergleichen, das eine Vorder- und eine Rückseite hat, in Draufsicht zumindest von der Vorderseite eine mit dem unbewaffneten Auge erkennbare Darstellung zeigt, in der Draufsicht bestimmte Abmessungen hat und einen mehrlagigen Substratkörper aufweist, welcher in der Draufsicht die bestimmten Abmessungen hat und aus mindestens einer ersten und einer zweiten transparenten Folie aufgebaut ist, die jeweils in der Draufsicht ebenfalls die bestimmten Abmessungen haben und die miteinander durch eine Zwischenschicht verbunden sind, so dass Innenseiten der Folien zueinander und Außenseiten der Folien von der Zwischenschicht weg weisen, wobei die Außenseite der ersten Folie zur Vorderseite und die Außenseite der zweiten Folie zur Rückseite hin weist.The invention relates to a document of value, such as a banknote, a check, a credit or other payment card, an identity card or the like, which has a front and a back, in plan view at least from the front shows a recognizable with the unaided eye representation, in the plan view has certain dimensions and has a multi-layer substrate body, which has the specific dimensions in plan view and is composed of at least a first and a second transparent film, each also in plan view of the particular dimensions and which are interconnected by an intermediate layer in that inner sides of the foils facing each other and outer sides of the foils point away from the intermediate layer, the outer side of the first foil facing towards the front side and the outer side of the second foil toward the rear side.

Banknoten durchlaufen bei ihrer Herstellung relativ viele, unterschiedliche Produktionsschritte. Banknotenpapier wird durch aufwendige Druckverfahren mit Darstellungen versehen und dabei auch farbig gestaltet. Sicherheitsfäden werden als Halbfertigware auf Folie produziert und später bei der Herstellung des Banknotenpapiers eingebettet. In das Banknotenpapier sind Wasserzeichen eingearbeitet.Banknotes undergo relatively many, different production steps in their production. Banknote paper is provided by elaborate printing processes with representations and also designed in color. Security threads are produced on film as semi-finished goods and later embedded in the production of the banknote paper. Watermarks are incorporated in the banknote paper.

Weiterhin sind folienbasierte Sicherheitsmerkmale, z. B. Hologramme, optisch variable Elemente und/oder transparente Fenster in Banknoten integriert. Sie werden zunächst auf Folie produziert und später auf das Banknotenpapier appliziert. Folienelemente verleihen Banknoten eine zusätzliche Fälschungssicherheit. Ihre passergenaue Integration hinsichtlich des Druckbilds und dem Wasserzeichen ist jedoch technisch schwierig. Daher leidet das Banknotendesign vielfach hinsichtlich der mangelnden Passergenauigkeit dieser unterschiedlichen Banknotenelemente. Außerdem besteht das Risiko, dass sich Folienelemente beim Umlauf einer Banknote ablösen.Furthermore, film-based security features, eg. As holograms, optically variable elements and / or transparent windows integrated into banknotes. They are first produced on foil and later applied to the banknote paper. Foil elements give banknotes additional security against counterfeiting. However, their register-accurate integration with regard to the printed image and the watermark is technically difficult. Therefore, the banknote design often suffers from the lack of registration accuracy of these different banknote elements. There is also the risk that foil elements will come off when a banknote is being circulated.

Derzeit existieren Banknoten mit unterschiedlichen Substraten. Bekannt sind Papier, Polymer und Mischformen aus Papier und Polymer in Form sogenannter Hybrid-Banknoten. Für jeden Banknotentyp sind spezielle Prozessschritte erforderlich, um Sicherheitselemente auf dem Banknotenpapier zu applizieren bzw. beim Druck der Banknoten auf das Banknotenpapier zu erzeugen. Bei Polymerbanknoten ist die Farbhaltigkeit während des Umlaufes problematisch.Currently, there are banknotes with different substrates. Paper, polymer and mixed forms of paper and polymer in the form of so-called hybrid banknotes are known. For each type of banknote, special process steps are required to apply security elements to the banknote paper or to generate security notes when the banknotes are printed on the banknote paper. For polymer banknotes, color retention during circulation is problematic.

Die genannten Probleme und Anforderungen bestehen nicht nur hinsichtlich Banknoten, d. h. papier- oder folienbasierter Wertdokumente, sondern auch bei Karten des Zahlungsverkehrs oder Identifikationskarten. Der Begriff „Wertdokument” wird deshalb hier dahingehend verstanden, dass er blattartige Wertdokumente, wie beispielsweise Banknoten, Schecks, etc. genauso umfasst, wie vergleichsweise starre Wertdokumente, z. B. Sicherheits-, Ausweis- oder Zahlungskarten.The problems and requirements mentioned do not exist only with regard to bank notes, i. H. paper or foil-based documents of value, but also for payment cards or identification cards. The term "value document" is therefore understood here to include sheet-like value documents, such as banknotes, checks, etc., as well as relatively rigid value documents, eg. B. security, ID or payment cards.

Es ist bekannt, dass farbige Bilder bzw. Motive in Reflektion oder Transmission durch Subwellenlängenstrukturen erzeugt werden können. Darunter versteht man periodische Strukturen, deren Periode im Bereich von 150 nm bis 500 nm liegt, oder aperiodische Strukturen, deren Strukturweite ebenfalls in dieser Größenordnung liegt. Verschiedene Ansätze für damit erzeugte Farbeffekte finden sich beispielsweise in der Veröffentlichung Y. Yu, L. Wen, S. Song, and Q. Chen, ”Transmissive/Reflective Structural Color Filters: Theory and Applications,” Journal of Nanomaterials, vol. 2014, Article ID 212637, 17 pages, 2014. doi:10.1155/2014/212637 . Aus der DE 102011115589A1 , der WO 2012/156049 A1 sowie der Veröffentlichung H. Lochbihler, ”Colored images generated by metallic subwavelength gratings,” Opt. Express 17, 12189–12196 (2009) sind eindimensional bzw. zweidimensional periodische Subwellenlängenstrukturen in Gitterform bekannt, die durch ein Prägeverfahren von einem Original auf Folien vervielfältigt werden können. Mittels einer Metallisierung solcher Strukturen werden Farbeffekte mit hohem Kontrast erzeugt. Die metallisierten Strukturen sind in ein transparentes Dielektrikum eingebettet, wobei der Brechungsindex der Prägestruktur mit dem Brechungsindex des dielektrischen Substrats annähernd identisch ist. Auf diese Weise ist die Subwellenlängenstruktur gegenüber Umwelteinflüssen geschützt.It is known that colored images or motifs can be generated in reflection or transmission by sub-wavelength structures. This refers to periodic structures whose period is in the range of 150 nm to 500 nm, or aperiodic structures whose structural size is also in this order of magnitude. Different approaches for color effects generated with it can be found for example in the publication Y. Yu, L. Wen, S. Song, and Q. Chen, "Transmissive / Reflective Structural Color Filters: Theory and Applications," Journal of Nanomaterials, vol. 2014, Article ID 212637, 17 pages, 2014. doi: 10.1155 / 2014/212637 , From the DE 102011115589A1 , of the WO 2012/156049 A1 as well as the publication H. Lochbihler, Colored images generated by metallic subwavelength gratings, Opt. Express 17, 12189-12196 (2009) For example, one-dimensional and two-dimensional periodic subwavelength structures in lattice form are known, which can be multiplied by an embossing process from an original to films. Metallization of such structures produces color effects with high contrast. The metallized structures are embedded in a transparent dielectric, wherein the refractive index of the embossed structure is approximately identical to the refractive index of the dielectric substrate. In this way, the sub-wavelength structure is protected against environmental influences.

Der Einsatz solcher Subwellenlängenstrukturen für Sicherheitselemente von Wertdokumenten ist aus der WO 2014/023415 A1 und der DE 102009012300 A1 bekannt.The use of such subwavelength structures for security elements of value documents is known from the WO 2014/023415 A1 and the DE 102009012300 A1 known.

Mit Prägestrukturen kann einfallende Strahlung absorbiert werden, um einen Hintergrund für ein Bild bereitzustellen. Die EP 1434695 B1 beschreibt eine absorbierende Struktur mit einer Periode kleiner als die Lichtwellenlänge. Die Struktur ist als Kreuzgitter mit sinusförmigem Profil aufgebaut. Die WO 2005/106601 A2 betrifft Moiré-Vergrößerungsanordnungen mit Mikrobildern, welche aus antireflektierenden Bereichen und teilweise reflektierenden Bereichen bestehen. Die antireflektierende Fläche wird durch Nanostrukturen mit einer Periode kleiner als 700 nm und einer Tiefe zwischen 150 nm und 350 nm gebildet. Die EP 1476317 A1 sowie die US 7468842 B2 beschreiben konkave bzw. konvexe Oberflächen, Bildelemente als Reliefoberflächen, welche mit Farbe gefüllt werden, und „light trap patterns”, gebildet durch Sub-Wellenlängenstrukturen, zur Erzeugung von Mikrobildern für Moiré-Vergrößerungsanordnungen. Aus der DE 102008046128 A1 ist eine Mattstruktur für ein Sicherheitselement bekannt, die eine Vielzahl von Mikroelementen mit jeweils einer lateralen Abmessung unter 50 μm aufweist, wobei mindestens ein Geometrieparameter der Mikroelemente zufällig variiert, um den Matteffekt zu erzeugen. Der Geometrieparameter kann die Tiefe der Mikroelemente sein.With embossed structures, incident radiation can be absorbed to provide a background for an image. The EP 1434695 B1 describes an absorbent structure having a period less than the wavelength of light. The structure is constructed as a cross lattice with a sinusoidal profile. The WO 2005/106601 A2 relates to moiré magnification arrangements with microimages consisting of antireflecting areas and partially reflecting areas. The antireflecting surface is formed by nanostructures with a period smaller than 700 nm and a depth between 150 nm and 350 nm. The EP 1476317 A1 as well as the US 7468842 B2 describe concave or convex surfaces, picture elements as relief surfaces which are filled with color, and "light trap patterns" formed by sub-wavelength structures, for generating microimages for moire. Magnification arrangements. From the DE 102008046128 A1 For example, a matte structure for a security element is known which has a multiplicity of microelements each having a lateral dimension of less than 50 μm, wherein at least one geometry parameter of the microelements varies randomly in order to produce the matte effect. The geometry parameter can be the depth of the microelements.

Die WO 2005/095119 A1 beschreibt ein Sicherheitselement in Form eines mehrschichtigen Folienkörpers, der einen blickwinkelabhängigen Farbverschiebungseffekt mittels Interferenz zeigt. In einer Replizierlackschicht ist dabei eine Reliefstruktur abgeformt, die hinsichtlich ihrer Geometrie so ausgestaltet ist, dass der Farbverschiebungseffekt nur in einzelnen Abschnitten erzeugt wird. Dazu wird das Aspektverhältnis der Reliefstruktur variiert.The WO 2005/095119 A1 describes a security element in the form of a multi-layered film body, which shows an angle-dependent color shift effect by means of interference. In this case, a relief structure is formed in a replication lacquer layer, which is designed with regard to its geometry in such a way that the color shift effect is produced only in individual sections. For this purpose, the aspect ratio of the relief structure is varied.

Die DE 102006050047 A1 beschreibt ein Durchsichtsicherheitselement mit Mikrostrukturen, die als Mikrokavitäten ausgebildet sind, welche einen Abstand von 1 μm voneinander haben.The DE 102006050047 A1 describes a see-through security element with microstructures formed as microcavities spaced 1 μm apart.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wertdokument zu schaffen, bei dem folienbasierte Sicherheitselemente einfach mit Sicherheitselementen, die durch Darstellung von Bildern etc. erzeugt werden, kombiniert werden können, insbesondere ohne die eingangs genannten Passerprobleme. Eine weitere, der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, ein Wertdokument zu schaffen, dass im Umlauf besonders langlebig ist.The invention has for its object to provide a document of value, in which film-based security elements can be easily combined with security elements that are generated by displaying images, etc., in particular without the above-mentioned Passerprobleme. Another object of the invention is to provide a document of value that is particularly durable while in circulation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Wertdokument, wie eine Banknote, ein Scheck, eine Kredit- oder sonstige Zahlungskarte, eine Ausweiskarte oder dergleichen, das eine Vorder- und eine Rückseite hat, in Draufsicht zumindest von der Vorderseite eine mit dem unbewaffneten Auge erkennbare Darstellung zeigt, in der Draufsicht bestimmte Abmessungen hat und einen mehrlagigen Substratkörper aufweist, welcher in der Draufsicht die bestimmten Abmessungen hat und aus mindestens einer ersten und einer zweiten transparenten Folie aufgebaut ist, die jeweils in der Draufsicht ebenfalls die bestimmten Abmessungen haben und die miteinander durch eine Zwischenschicht verbunden sind, so dass Innenseiten der Folien zueinander und Außenseiten der Folien von der Zwischenschicht weg weisen, wobei die Außenseite der ersten Folie zur Vorderseite und die Außenseite der zweiten Folie zur Rückseite hin weist, wobei, dass die von der Vorderseite erkennbare Darstellung durch eine erste, mindestens abschnittsweise metallisierte Prägestruktur erzeugt ist, die an der Innenseite der ersten Folie angeordnet ist, mindestens abschnittsweise als Subwellenlängenstruktur ausgebildet ist, welche eine lateral, also quer zur Draufsichtrichtung, variierende Profilierung und/oder Periodizität hat, und dass die die Vorderseite bildende Außenseite der ersten Folie und eine zur ersten Folie weisende Vorderseite der Zwischenschicht frei von zur Darstellung beitragenden Aufdrucken sind.This object is achieved by a value document, such as a banknote, a check, a credit or other payment card, a badge or the like, which has a front and a back, in top view at least from the front recognizable with the unaided eye representation shows, in the plan view of certain dimensions and has a multi-layer substrate body, which has the certain dimensions in plan view and is composed of at least a first and a second transparent film, which also in the plan view also have the particular dimensions and which by a Intermediate layer are connected so that inner sides of the films facing each other and outer sides of the films away from the intermediate layer, wherein the outside of the first film to the front and the outer side of the second film to the back, wherein the recognizable from the front view by a first, mi At least partially metallized embossed structure is formed, which is arranged on the inside of the first film is at least partially formed as a sub-wavelength structure having a laterally, ie transversely to the top direction, varying profiling and / or periodicity, and that the front side forming the outside of the first Foil and facing the first film front of the intermediate layer are free from contributing to the presentation imprints.

Die Erfindung weicht vom Vorgehen des Standes der Technik, der grundsätzlich von einer druckbasierten Darstellung auf dem Werkdokument ausging und diese druckbasierte Darstellung mit folienbasierten Sicherheitselementen kombinierte, grundlegend ab und verwendet nun ausschließlich die Prägestruktur, um sowohl die Darstellung als auch weitere Sicherheitsmerkmale zu erzeugen. Vom herkömmlichen folienbasierten Banknoten oder Hybrid-Banknoten unterscheidet sich das erfindungsgemäße Wertdokument dadurch, dass die üblicherweise druckbasierte Darstellung nun durch die Prägestruktur erzeugt wird, weshalb die Außenseiten der Folien und auch die zwischen den Folien liegende Zwischenschicht frei von Aufdrucken ist, welche die Darstellung erzeugen würden.The invention deviates fundamentally from the prior art approach, which in principle was based on a print-based representation on the work document and combined this print-based representation with film-based security elements, and now uses exclusively the embossing structure to produce both the representation and further security features. The conventional document-based banknotes or hybrid banknotes differ from the document of value according to the invention in that the print-based representation is now generated by the embossing structure, which is why the outsides of the films and also the interlayer between the films are free of imprints which would produce the representation ,

Die Erfindung setzt nun überraschend die an und für sich bekannten Subwellenlängenstrukturen ein. Die Prägestruktur, welche als Subwellenlängenstruktur ausgebildet ist, erstreckt sich über die gesamten Abmessungen des Wertdokumentes und erzeugt die einem Druckbild ähnliche Darstellung. Dieses Vorgehen erreicht nicht nur besonders umlaufstabile Wertdokumente, sondern erzielt zugleich eine überragende Passergenauigkeit zwischen der Darstellung auf dem Sicherheitselement und weiteren Sicherheitselementen, die zwingend den Einsatz einer Folie voraussetzten, wie beispielsweise Hologrammen, fensterverwendenden Sicherheitsmerkmale etc. Diese Kombinationswirkung macht die Erfindung besonders wertvoll.The invention now surprisingly uses the well-known sub-wavelength structures. The embossed structure, which is designed as a sub-wavelength structure, extends over the entire dimensions of the document of value and generates the representation similar to a printed image. This approach not only achieves particularly stable circulation of valuable documents, but also achieves an outstanding registration accuracy between the representation on the security element and other security elements that imperatively require the use of a film, such as holograms, window-use security features, etc. This combination effect makes the invention particularly valuable.

Subwellenlängenstrukturen werden in der Literatur auch als Nanostrukturen bezeichnet, da man ihre Abmessungen auf der Nanometer-Skala angibt.Subwavelength structures are also referred to in the literature as nanostructures because their dimensions are reported on the nanometer scale.

Das Druckbild herkömmlicher Banknoten wird von einem Betrachter in Reflektion wahrgenommen. Dabei wird das Licht an Farbpigmenten des gedruckten Bildes diffus gestreut. Die erfindungsgemäßen Wertdokumente reflektieren das einfallende Licht in erster Linie im Glanzwinkel. Zusätzlich wird die Darstellung des Wertdokumentes, beispielsweise das Banknotenmotiv, in der ersten Beugungsordnung der Reflektion beobachtbar. Bei einer periodisch ausgebildeten Subwellenlängenstruktur sieht ein Betrachter ein Motiv in einer bestimmten Farbe im Glanzwinkel, welche in einem großen Winkelbereich wahrnehmbar ist. Die Subwellenlängenstruktur kann so ausgebildet sein, dass die Farbe für verschiedene Betrachtungswinkel konstant bleibt oder – als alternative Variante – sich ändert. Im Gegensatz zu Echtfarbenhologrammen werden ihre Farben nicht aus reinen Spektralanteilen gebildet, sondern aus relativ breitbandigen Resonanzpeaks im sichtbaren Lichtspektrum. Diese Farbcharakteristik kommt den Farbspektren von Pigmentfarben sehr nahe und leidet nicht wie Holgrammstrukturen unter wenig attraktiven „Regenbogeneffekten”. Das Druckbild von Banknoten durch solche Prägestrukturen zu ersetzen, die als Subwellenlängenstrukturen ausgebildet sind, erhöht die Fälschungssicherheit des Wertdokumentes erheblich. Denn die Periode der Subwellenlängengitter kann so gewählt sein, dass bei schräger Beleuchtung – gleichbedeutend mit einer starken Verkippung gegenüber der Lichtquelle – die erste Beugungsordnung propagieren kann. Die Reflektion der ersten Beugungsordnung kann jede Person schnell und ohne Hilfsmittel wahrnehmen. In dieser Konstellation ist dann das Banknotenbild in den Spektralfarben wahrnehmbar. Diese Beugungseigenschaften der Prägestrukturen können jedoch mit gängigen Hilfsmitteln wie Farbkopieren etc. nicht nachgeahmt oder dupliziert werden. Zudem ist die Auflösung von Bildern, welche durch Subwellenlängengitter erzeugt werden, höher als bei herkömmlichen Druckverfahren. Dies ermöglicht die Erhöhung der Informationsdichte durch die hier beschriebene Gestaltung von Banknotenoberflächen im Vergleich zu konventionellen Verfahren, was ebenfalls zu einer Erhöhung der Fälschungssicherheit führt.The printed image of conventional banknotes is perceived by a viewer in reflection. The light is diffusely scattered on the color pigments of the printed image. The value documents according to the invention reflect the incident light primarily in the glancing angle. In addition, the representation of the value document, for example the banknote motif, becomes observable in the first diffraction order of the reflection. In a periodically formed sub-wavelength structure, a viewer sees a subject in a certain color in the glancing angle, which is perceptible in a wide range of angles. The subwavelength structure can be designed such that the color remains constant for different viewing angles or-as an alternative variant-changes. In contrast to true color holograms, their colors are not formed from pure spectral components but from relative ones broadband resonance peaks in the visible light spectrum. This color characteristic comes very close to the color spectra of pigment inks and does not suffer like hologram structures with less attractive "rainbow effects". Replacing the printed image of bank notes with such embossed structures, which are designed as subwavelength structures, considerably increases the security against forgery of the document of value. Because the period of the sub-wavelength grating can be chosen so that at oblique illumination - synonymous with a strong tilting relative to the light source - can propagate the first diffraction order. The reflection of the first diffraction order can perceive each person quickly and without aids. In this constellation, the banknote image is then perceptible in the spectral colors. However, these diffraction properties of the embossed structures can not be mimicked or duplicated with conventional aids such as color copying, etc. In addition, the resolution of images produced by subwavelength gratings is higher than in conventional printing processes. This makes it possible to increase the information density by the design of banknote surfaces described here in comparison with conventional methods, which likewise leads to an increase in the security against counterfeiting.

Darüber hinaus erlaubt es die Prägestruktur, auf unterschiedliche Arten Durchsichtsfenster oder halbtransparente Bereiche im Wertdokument vorzusehen. Unterschiedlich transparente Bereiche können von einem Betrachter leicht im Durchlicht wahrgenommen werden und sind auch ebenfalls schwer nachzuahmen.In addition, the embossed structure allows to provide see-through windows or semi-transparent areas in the value document in different ways. Different transparent areas can be easily perceived by a viewer in transmitted light and are also difficult to imitate.

Die Erfindung verwendet vollflächig oberflächenstrukturierte Banknoten, die einem Betrachter einer Darstellung zeigen, welche durch Nanostrukturen, als die Subwellenlängenstrukturen erzeugt ist. Das herkömmliche Druckbild eines Wertdokumentes, beispielsweise einer Banknote, ist durch die Subwellenlängenstruktur mit der lateralen Variation von Profil/Periodizität nachgebildet. Die Subwellenlängenstrukturen bieten die Darstellung nicht nur in spiegelnder Reflektion, sondern in der ersten Beugungsordnung. Sie sind so gestaltet, dass die Darstellung über einen weiten Blickwinkelbereich, der dem eines herkömmlichen Druckbildes nahezu oder vollständig gleich ist, erkennbar ist.The invention utilizes surface structured banknotes over the entire area, which show a viewer a representation created by nanostructures as the subwavelength structures. The conventional printed image of a value document, for example a banknote, is modeled by the sub-wavelength structure with the lateral variation of profile / periodicity. The subwavelength structures offer the representation not only in specular reflection, but in the first diffraction order. They are designed so that the representation over a wide viewing angle range, which is almost or completely the same as a conventional print image, recognizable.

Dadurch dass das Druckbild des Wertdokumentes durch vollflächig geprägte und metallisierte Nanostrukturen wiedergegeben ist, ist der herkömmliche Druckprozess bei der Banknotenherstellung überflüssig. Die Prägestruktur liegt auf der Folieninnenseite und ist damit robust gegenüber Umwelteinflüssen. Zudem können alle gewünschten Sicherheitsmerkmale wie Hologramme, Mikrospiegel etc. mit der das Druckbild erzeugenden Subwellenlängenstruktur in einem einzigen Prägeschritt hergestellt werden. Ferner sind Aufsichts-/Durchsichtseffekte mit einfacher Weise in Fenstern realisierbar. Die Herstellung des Wertdokumentes ist damit signifikant vereinfacht. Die Erscheinung der ersten Beugungsordnung erhöht die Fälschungssicherheit gegenüber herkömmlichen Banknoten.The fact that the printed image of the value document is reproduced by full-surface embossed and metallized nanostructures, the conventional printing process in the banknote production is superfluous. The embossed structure lies on the inside of the film and is therefore robust against environmental influences. In addition, all desired security features such as holograms, micromirrors etc. can be produced with the sub-wavelength structure producing the print image in a single embossing step. Furthermore, supervisory / see-through effects are easily realized in windows. The production of the value document is thus significantly simplified. The appearance of the first diffraction order increases the security against counterfeiting over conventional banknotes.

Das erfindungsgemäße Wertdokument erlaubt es, wie bereits erwähnt, mit der Prägestruktur nicht nur die Subwellenlängenstruktur, sondern auch andere Strukturen, die für folienbasierte Sicherheitsmerkmale benötigt werden, in demselben Herstellprozess zu erzeugen. Es ist deshalb bevorzugt, dass die Prägestruktur in den Abschnitten, in denen sie als Subwellenstruktur ausgebildet ist, eine Periodizität von 150 nm bis 500 nm hat, oder aperiodisch mit einer Strukturweite von 150 nm bis 500 nm ausgebildet ist. Das Profil der Prägestruktur kann ein Rechteckprofil oder Sinusgitter oder Zwischenformen dieser beiden Geometrien sein, wobei die Profilart zu Erzeugung der Darstellung lateral variiert. Es ist auch möglich, zumindest abschnittsweise die Prägestruktur als Mottenaugenstruktur auszubilden. Darunter versteht man eine einen schwarzen Hintergrund erzeugenden Struktur, wie eingangs zum Stand der Technik erläutert.As already mentioned, the value document according to the invention makes it possible with the embossing structure to produce not only the subwavelength structure but also other structures which are required for film-based security features in the same production process. It is therefore preferable that the embossed structure has a periodicity of 150 nm to 500 nm in the portions in which it is formed as a sub-wave structure, or aperiodic with a feature size of 150 nm to 500 nm. The profile of the embossed structure may be a rectangular profile or sine grid or intermediate forms of these two geometries, wherein the profile type varies laterally to produce the representation. It is also possible, at least in sections, to form the embossed structure as a moth-eye structure. This is understood to mean a structure producing a black background, as explained in the background of the prior art.

Ein Beispiel für ein folienbasiertes Sicherheitselement, das durch die Prägestruktur erzeugt wird, ist es, die Prägestruktur mindestens in einem Bereich als Mikrostruktur mit einer Periode von 500 nm bis 2 μm oder aperiodisch auszubilden, um ein Hologramm oder eine Mattstruktur darzustellen.An example of a film-based security element produced by the embossing pattern is to form the embossed pattern at least in a region as a microstructure having a period of 500 nm to 2 μm or aperiodic to represent a hologram or a matte structure.

Die Darstellung wird von der Prägestruktur erzeugt, die auf der in Betrachtungsrichtung oben liegenden Folie und dort auf der Innenseite angeordnet ist. Um eine Auswirkung durch die in Betrachtungsrichtung unten liegende Folie zu vermeiden, ist es zu bevorzugen, dass die Zwischenschicht mindestens abschnittsweise opak ist. In den mit opaker Zwischenschicht versehenen Abschnitten wird die Darstellung dann ausschließlich durch die Prägestruktur auf der in Betrachtungsrichtung oben liegenden Folie bewirkt. Natürlich ist es möglich, die Zwischenschicht hinsichtlich ihrer Opazität lateral zu strukturieren, beispielsweise um eine bewusste Wechselwirkung zwischen Aufsichts- und Durchsichtseffekten zu erzeugen.The representation is produced by the embossing structure, which is arranged on the film in the direction of viewing overhead and there on the inside. In order to avoid an effect by the film lying down in the viewing direction, it is preferable for the intermediate layer to be at least partially opaque. In the sections provided with an opaque interlayer, the representation is then effected exclusively by the embossing structure on the film lying overhead in the direction of viewing. Of course, it is possible to laterally structure the interlayer in terms of opacity, for example to create a deliberate interaction between supervisory and see-through effects.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind beide Folien an ihren Innseiten mit metallisierten Prägestrukturen versehen, d. h. das Wertdokument zeigt auch in Draufsicht von der Rückseite eine weitere, mit dem unbewaffneten Auge erkennbare Darstellung, die durch eine zweite, mindestens teilweise metallisierte Prägestruktur erzeugt ist, welche an der Innenseite der zweiten Folie angeordnet ist und welche mindestens abschnittsweise als Subwellenlängenstruktur mit lateral variierender Profilierung und/oder Periodizität ausgebildet ist. Die die Rückseite bildende Außenseite der zweiten Folie und die zur zweiten Seite weisende Rückseite der Zwischenschicht ist dann frei von zur weiten Darstellung beitragenden Aufdrucken. Ein derart ausgestaltetes Wertdokument erzeugt dann sowohl an der Vorderseite als auch an der Rückseite jeweils eine Darstellung ausschließlich durch die Prägestruktur. Auch ein derart gestaltetes Wertdokument bedarf bei der Herstellung keines Druckprozesses mehr.In a particularly preferred embodiment, both films are provided on their insides with metallized embossed structures, ie the value document shows in plan view from the back another recognizable with the unaided eye representation, which is produced by a second, at least partially metallized embossed structure, which the inside of the second film is arranged and which at least partially as Sub-wavelength structure is formed with laterally varying profiling and / or periodicity. The outer side of the second film forming the rear side and the rear side of the intermediate layer facing the second side are then free of imprints which contribute to the broader representation. A value document designed in this way then generates a representation exclusively on the front side and on the back side, exclusively by the embossed structure. Even a value document designed in this way no longer requires any printing process during the production.

In einer bevorzugten Ausführungsform bilden erste und zweite Prägestruktur in gegenüberliegenden Bereichen ein Fester aus. Für dieses Fenster ist die Metallisierung der Prägestrukturen relevant. Im Fensterbereich wird bevorzugt keine Metallisierung vorgesehen. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Metallisierung von Anfang an im Fensterbereich nicht aufgebracht wird oder das eine Metallisierung nachträglich im Fensterbereich wieder entfernt wird, beispielsweise durch Abtragen mit einem Laser oder die Verwendung einer sogenannten Waschfarbe. Beide Mittel sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt.In a preferred embodiment, the first and second embossing structures form a solid in opposite regions. For this window, the metallization of the embossed structures is relevant. In the window area preferably no metallization is provided. This can be achieved in that the metallization is not applied from the beginning in the window area or that a metallization is subsequently removed again in the window area, for example by ablation with a laser or the use of a so-called wash ink. Both means are known to those skilled in the art.

Es ist auch möglich, in dem Bereich des Fensters auf beiden Innenseiten der Folien metallisierte Prägestrukturen vorzusehen, die in Draufsicht von der Vorder- und der Rückseite jeweils ein Motiv zeigen und Teile des Fensters so freilassen, dass sich die Prägestrukturen in Durchsicht zu einem Motiv ergänzen.It is also possible to provide in the region of the window on both inner sides of the foils metallized embossed structures, which each show a motif in plan view from the front and the back and release parts of the window so that the embossed structures complement one another in a view to a motif ,

Weiter ist es bei der Verwendung eines Fensters möglich, ein asymmetrisches Profil für die metallisierte erste oder zweite Prägestruktur zu verwenden, das so gestaltet ist, dass die jeweilige Prägestruktur in Reflektion ein Motiv erzeugt, das in Durchsicht verschwindet. Eine derartige Gestaltung ist aus den genannten Literaturstellen für Nanostrukturen oder Subwellenlängenstrukturen bekannt. Sie ist hier besonders einfach anzuwenden, da sowohl das Ausbilden des Fensters als auch der entsprechenden Motive, die in Draufsicht bzw. Durchsicht erscheinen, mit ein und demselben Prägeprozess erfolgt, wobei dieser Prägeprozess auch die grundlegende Darstellung des Wertdokumentes herstellt. Eine Demetallisierung kann dann unter Umständen entfallen.Further, with the use of a window, it is possible to use an asymmetrical profile for the metallized first or second embossing pattern, which is designed such that the respective embossing pattern generates, in reflection, a motif that disappears in a transparent manner. Such a design is known from the cited references for nanostructures or subwavelength structures. It is particularly easy to apply here, since both the formation of the window and the corresponding motifs, which appear in plan view or Durchsicht, takes place with one and the same embossing process, this embossing process also provides the basic representation of the document of value. A demetallization can then be omitted under certain circumstances.

Die Zwischenschicht kann in einem einfachsten Fall aus einem Dielektrikum bestehen, mit dem die Innenseiten der Folien kaschiert sind. Es ist auch möglich, das Wertdokument als sogenanntes Hybrid-Wertdokument, beispielsweise als Hybrid-Banknote auszubilden, wenn die Zwischenschicht ein Banknotenpapier umfasst. Besonders bevorzugt ist hierbei ein Banknotenpapier, das ein Wasserzeichen aufweist, wobei die Prägestrukturen im Bereich über dem Wasserzeichen ein Fenster ausbilden. Dadurch ist das Wasserzeichen durch das Fenster sichtbar.In a simplest case, the intermediate layer can consist of a dielectric with which the inner sides of the films are laminated. It is also possible to design the value document as a so-called hybrid value document, for example as a hybrid banknote, if the intermediate layer comprises a banknote paper. Particularly preferred here is a banknote paper which has a watermark, wherein the embossed structures form a window in the region above the watermark. This will make the watermark visible through the window.

Ein zusätzlicher Farbeffekt der Darstellung kann dadurch erreicht werden, dass sich auf der Folie oder den Folien eine Farbschicht befindet oder die Folie eingefärbt ist/sind. Alternativ oder zusätzlich kann man die Zwischenschicht einfärben.An additional color effect of the representation can be achieved in that there is a color layer on the film or films or the film is / are colored. Alternatively or additionally, it is possible to color the intermediate layer.

Banknoten sind Beispiele für Wertdokumente, die individualisiert sind. Sie haben eine Seriennummer. Diese Seriennummer kann beim erfindungsgemäßen Wertdokument mit gepulster Laserstrahlung individuell für jede Banknote in den dafür vorgesehenen metallisierten Bereich geschrieben werden, dadurch dass das Metall an den bestrahlten Stellen entfernt bzw. umgewandelt wird. Dieser Prozess erfolgt bevorzugt am Ende der Banknotenherstellung, also nach der Kaschierung der Vorder- und Rückseite der Banknoten.Banknotes are examples of value documents that are individualized. You have a serial number. This serial number can be individually written for each bill in the metallized area provided for this purpose in the value document according to the invention with pulsed laser radiation, in that the metal is removed or converted at the irradiated points. This process preferably takes place at the end of the banknote production, ie after the lamination of the front and back of the banknotes.

Unter Metallisierung ist im Sinne dieser Beschreibung eine Beschichtung zu verstehen, die aus Metall besteht oder die Metall enthält. Auch ist eine Schichtstruktur möglich, die aus einer Komposit-Schicht bestehen, die Metalleinlagerungen hat. Sie kann aber auch aus einem Mehrschichtaufbau bestehen, in dem eine oder mehrere Schichten metallisch sind.Within the meaning of this description, metallization is to be understood as meaning a coating which consists of metal or contains the metal. Also, a layer structure is possible, which consist of a composite layer, which has metal deposits. But it can also consist of a multi-layer structure in which one or more layers are metallic.

Für die Herstellung des Wertdokumentes mittels Prägeverfahren kommen zur Herstellung eines Musters insbesondere photolithographische Verfahren, z. B. Elektronstrahlverfahren, Laserdirektbelichtung, „Focussed Ion Beam”-Belichtungsverfahren etc. in Frage. Das Original der Prägestruktur wird in ein mit Photolack beschichtetes Substrat geschrieben und anschließend der belichtete Anteil des Photolacks entfernt. Das derart belichtete Original kann anschließend galvanisch oder in Photopolymer (z. B. Ormocer) abgeformt und somit ein Prägestempel als Master erzeugt werden, mit dem dann ein Prägezylinder für das Prägen einer Folienbahn hergestellt wird. Letztendlich wird die Struktur über einen Prägeprozess beispielsweise in UV-Lack auf Folie oder direkt (z. B. per Heißprägen in die Oberfläche der Folie) repliziert.For the production of the value document by means of embossing process, in particular photolithographic processes, for. As electron beam method, laser direct exposure, "Focussed Ion Beam" exposure method, etc. in question. The original embossed structure is written in a photoresist coated substrate and then the exposed portion of the photoresist is removed. The thus exposed original can then be formed by electroplating or in photopolymer (eg Ormocer) and thus an embossing stamp can be produced as a master with which an embossing cylinder for embossing a film web is produced. Finally, the structure is replicated by means of an embossing process, for example in UV varnish on film or directly (for example by hot stamping in the surface of the film).

Anschließend erfolgt die Metallisierung der geprägten Folienoberfläche, Z. B. mit einer einfachen Metallschicht und/oder mit einem Multilayer Struktur, z. B. einem Interferenzschichtaufbau, um den Farbeffekt zu verstärken. Hierzu kommen unter anderem Elektronenstrahlbedampfen, Sputtern oder thermisches Verdampfen unter Vakuum in Frage. Zum Abschluss werden die Folien, welche die Vorder- und die Rückseite der Banknote bilden, mit der Zwischenschicht zusammen kaschiert.Subsequently, the metallization of the embossed film surface, eg. With a simple metal layer and / or with a multilayer structure, z. B. an interference layer structure to enhance the color effect. Among others, electron beam vapor deposition, sputtering or thermal evaporation under vacuum are possible. Finally, the foils which form the front and the back of the banknote are laminated together with the intermediate layer.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the specified combinations but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielshalber anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert ist. Es zeigen:The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings, which also disclose features essential to the invention. Show it:

1 eine Draufsicht auf eine Banknote, 1 a top view of a banknote,

2–12 schematische Schnittdarstellungen durch einen Substratkörper der Banknote der 1, wobei die Schnittdarstellungen unterschiedliche Ausführungsformen betreffen. 2 - 12 schematic sectional views through a substrate body of the banknote of 1 wherein the sectional views relate to different embodiments.

1 zeigt schematisch eine vollflächig mit Nanostruktur oberflächenstrukturierte Banknote 1, die aus einem Substratkörper 2 aufgebaut ist, welcher eine Höhe H und eine Breite B hat. Der Substratkörper 2 ist an innenliegenden Flächen mit einer Prägestruktur versehen, die zumindest abschnittsweise eine Subwellenlängenstruktur bereitstellt. Dies wird nachfolgend anhand der Schnittdarstellungen der 2 bis 12, die verschiedene Ausführungsformen für die Prägestruktur zeigen, noch näher erläutert. 1 schematically shows a full surface with nanostructure surface-structured banknote 1 consisting of a substrate body 2 is constructed, which has a height H and a width B. The substrate body 2 is provided on inner surfaces with an embossed structure, which provides at least partially a sub-wavelength structure. This will be described below with reference to the sectional views of 2 to 12 , which show different embodiments of the embossed structure, explained in more detail.

Die Banknote 1, die ein Beispiel für ein Wertdokument ist, stellt einem Betrachter von der Vorderseite, die in 1 dargestellt ist, eine Darstellung 3 bereit, wie sie für Banknoten üblich ist. Die Darstellung 3 kann beispielsweise einen graphisch gestalteten Hintergrund 4, ein Bild 5, ein Hologramm 6, eine Wertangabe 7 und eine Seriennummer 8 umfassen. Auch ist es möglich, ein Fenster 19 vorzusehen, in dem die Banknote teilweise transparent ist. Im Fenster 19 können beispielsweise Durchsichteffekte vorliegen, d. h. ein an der Vorderseite sichtbares Motiv ergänzt sich mit einem an der Rückseite sichtbaren Motiv in Durchsicht zu einem weiteren Motiv.The banknote 1 , which is an example of a value document, presents to a viewer from the front who in 1 is shown, a representation 3 ready as it is customary for banknotes. The representation 3 can, for example, have a graphically designed background 4 , a picture 5 , a hologram 6 , an indication of value 7 and a serial number 8th include. Also it is possible to have a window 19 in which the banknote is partially transparent. In the window 19 For example, see-through effects may be present, ie, a motif visible on the front side is supplemented with a motif visible on the back in view of another motif.

Der Substratkörper 2 mit der Höhe H und der Breite B ist aus mindestens zwei Folien gleicher Abmessungen aufgebaut, wie die Schnittdarstellung der 2, die eine Ausführungsform für die Banknote 1 zeigt, näher erkennen lässt. In der Schnittdarstellung der 2 liegt eine Oberseite 9, die in 1 zu sehen ist, oben, und eine Rückseite 10 liegt unten. Der Substratkörper 2 umfasst eine erste Folie 11, deren nach außen weisende Fläche die Vorderseite 9 bildet, und eine zweite Folie 12, deren Außenseite die Rückseite 10 bildet. Zwischen der ersten Folie 11 und der zweiten Folie 12 befindet sich als Zwischenschicht ein Dielektrikum 13.The substrate body 2 with the height H and the width B is made up of at least two films of the same dimensions, as the sectional view of 2 which is an embodiment for the banknote 1 shows, shows in more detail. In the sectional view of 2 is a top 9 , in the 1 can be seen above, and a back 10 lies down. The substrate body 2 includes a first foil 11 whose outwardly facing surface is the front side 9 forms, and a second film 12 whose outside is the back 10 forms. Between the first slide 11 and the second film 12 is located as an intermediate layer, a dielectric 13 ,

An der Innenseite der ersten Folie 11 ist eine erste Prägestruktur 14 gebildet und an der Innenseite der zweiten Folie 12 eine zweite Prägestruktur 15. Die Prägestrukturen bilden das Druckbild der Darstellung 3 der Banknote 1 dadurch nach, dass sie eine Subwellenlängenstruktur mit lateral variierendem Profil und/oder lateral variierender Periodizität sind. Details für die Ausführung der Subwellenlängenstruktur finden sich in den bereits genannten Literaturstellen: DE 102011115589 A1 , WO 2012/156049 A1 , WO 2014/023415 A1 , DE 102009012300 A1 , Y. Yu, L. Wen, S. Song, and Q. Chen, ”Transmissive/Reflective Structural Color Filters: Theory and Applications,” Journal of Nanomaterials, vol. 2014, Article ID 212637, 17 pages, 2014. doi:10.1155/2014/212637 und H. Lochbihler, ”Colored images generated by metallic subwavelength gratings,” Opt. Express 17, 12189–12196 (2009) . Hinsichtlich des Aufbaus der Subwellenlängenstrukturen wird der Offenbarungsgehalt dieser Veröffentlichungen hier vollumfänglich eingebunden.On the inside of the first slide 11 is a first embossed structure 14 formed and on the inside of the second film 12 a second embossed structure 15 , The embossed structures form the printed image of the representation 3 the banknote 1 in that they are a sub-wavelength structure with laterally varying profile and / or laterally varying periodicity. Details for the execution of the sub-wavelength structure can be found in the already mentioned references: DE 102011115589 A1 . WO 2012/156049 A1 . WO 2014/023415 A1 . DE 102009012300 A1 . Y. Yu, L. Wen, S. Song, and Q. Chen, "Transmissive / Reflective Structural Color Filters: Theory and Applications," Journal of Nanomaterials, vol. 2014, Article ID 212637, 17 pages, 2014. doi: 10.1155 / 2014/212637 and H. Lochbihler, "Colored images generated by metallic subwavelength gratings," Opt. Express. 17, 12189-12196 (2009) , With regard to the construction of the subwavelength structures, the disclosure content of these publications is fully incorporated here.

Wie auch nach diesen Veröffentlichungen hervorgeht, ist es zur Erzeugung eines Bildes erforderlich, dass die Prägestrukturen metallisiert sind. Im Bereich des Fensters 19 ist diese Metallisierung nach Auftragung wieder entfernt worden oder von Anfang an nicht vorhanden. Die Entfernung kann z. B. mit Hilfe eines Lasers oder unter Verwendung einer Waschfarbe erfolgen. Gleiches gilt für eine Individualisierung der Banknote 1 durch die Seriennummer 8, die ebenfalls durch eine individuelle Entfernung der Metallisierung erzeugt wird.As can also be seen from these publications, to form an image it is necessary for the embossed structures to be metallised. In the area of the window 19 this metallization has been removed after application or not present from the beginning. The distance can z. B. by means of a laser or using a wash. The same applies to an individualization of the banknote 1 through the serial number 8th , which is also produced by an individual removal of the metallization.

Die erste Prägestruktur 14 an der Innenseite der ersten Folie 11 ist bei Betrachtung von der Vorderseite 9 sichtbar und bildet vollständig die Darstellung 3, also z. B. sowohl den Hintergrund 4, als auch das Bild 5 und die Wertangabe 7. Das Hologramm 6 wird durch einen Bereich der Prägestruktur erzeugt, welcher eine geeignete Periodizität hat, die über der der Nanostruktur liegt. Hologramme werden bekanntermaßen durch die Gitterbereiche mit Perioden von 0,6 μm bis 2 μm gebildet.The first embossing structure 14 on the inside of the first slide 11 is when looking from the front 9 visible and completely forms the presentation 3 , ie z. B. Both the background 4 , as well as the picture 5 and the value 7 , The hologram 6 is generated by a region of the embossed structure which has a suitable periodicity that is above that of the nanostructure. Holograms are known to be formed by the grating regions having periods of 0.6 μm to 2 μm.

Die erste und zweite Folie 11 und 12 sind transparent. Bevorzugt sind sie jeweils eine Kunststofffolie. Bei der Herstellung des Substratkörpers 2 werden die Folien 11 und 12 mit den Prägestrukturen 14 und 16 geprägt und anschließende mit der Metallisierung versehen, beispielsweise durch einen Aufdampfprozess. Anschließend werden die beiden Folien über die Zwischenschicht, die das Dielektrikum 13 bildet, miteinander verbunden, beispielsweise durch eine Kaschierung. Das Dielektrikum 13 kann bevorzugt ein Polymer sein.The first and second slide 11 and 12 are transparent. Preferably, they are each a plastic film. In the production of the substrate body 2 become the slides 11 and 12 with the embossed structures 14 and 16 embossed and subsequently provided with the metallization, for example by a vapor deposition process. Next, place the two slides over the interlayer containing the dielectric 13 forms, interconnected, for example by a lamination. The dielectric 13 may be preferably a polymer.

Um der Vorderseite 9 und der Rückseite 10 den für Folien üblichen Glanz zu nehmen, der durch die Metallisierung der Prägestrukturen noch verstärkt wird, ist es in einer Ausführungsform, die in 3 dargestellt ist, bevorzugt, die Außenflächen der Folien 11, 12 mit einer Mattierung 16 zu versehen, beispielsweise in Form einer Beschichtung, die eine leicht streuende Oberfläche erzeugt. Eine Lichtaufstreuung in einem Kegel mit Öffnungswinkel von etwa 5 Grad ist ausreichend, um den spiegelnden Glanz der Folien 11, 12 und der spiegelnden Reflektion an der nanostrukturierten Oberfläche der Prägestrukturen 14, 15 zu reduzieren und so die Wahrnehmung für einen Betrachter außerhalb des Glanzwinkels, insbesondere bei lokalisierten Lichtquellen, wie Sonnenbeleuchtung oder Lampenlicht, zu erhöhen.To the front 9 and the back 10 to take the usual gloss for films, which reinforced by the metallization of the embossed structures It is, in one embodiment, that in 3 is shown, preferably, the outer surfaces of the films 11 . 12 with a matting 16 to provide, for example in the form of a coating that creates a slightly scattering surface. A light scattering in a cone with an opening angle of about 5 degrees is sufficient to the specular gloss of the films 11 . 12 and the specular reflection on the nanostructured surface of the embossed structures 14 . 15 to reduce and thus increase the perception of a viewer outside the glancing angle, especially in localized light sources, such as sunlight or lamplight.

4 zeigt, dass die Prägestrukturen auch eine Hologrammstruktur 18 umfassen können. Dies ist exemplarisch in 4 anhand der ersten Prägestruktur 14 eingezeichnet. Diese Hologrammstruktur 18 erzeugt beispielsweise das Hologramm 6. 4 shows that the embossed structures also have a hologram structure 18 may include. This is exemplary in 4 based on the first embossed structure 14 located. This hologram structure 18 creates, for example, the hologram 6 ,

Die Prägestrukturen 14, 15 können auch in einem Bereich unstrukturiert und/oder nicht metallisiert sein. Dieser Bereich bildet dann ein Fenster 19 der Banknote, wie 5 zeigt.The embossed structures 14 . 15 may also be unstructured and / or non-metallized in one area. This area then forms a window 19 the banknote, like 5 shows.

Banknoten mit beidseitig strukturierten Innenflächen der Folien 11, 12 erlauben eine vielfältige Gestaltung von Durchsichtsfenstern. 6 zeigt eine Banknote, bei der die Prägestrukturen 14, 15 an den Innenflächen der Folien 11, 12 im Bereich des Fensters Teilmotive 20, 21 zeigen. Somit sind in Reflektion unterschiedliche Motive zu sehen. In Transmissionen ergänzen sich die Strukturen der Teilmotive 20, 21 zu einem weiteren Motiv. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Strukturen der Teilmotive 20, 21 vertikal asymmetrisches Profil haben. Aus der WO 2014/023415 A1 ist es bekannt, dass dadurch Motive in Reflektion erzeugt werden, die in Durchsicht, also bei Betrachtung durch das Fenster 19, komplett verschwinden.Banknotes with inside surfaces of the foils textured on both sides 11 . 12 allow a diverse design of see-through windows. 6 shows a banknote in which the embossed structures 14 . 15 on the inner surfaces of the films 11 . 12 in the area of the window partial motifs 20 . 21 demonstrate. Thus, different motifs can be seen in reflection. In transmissions, the structures of the sub-motives complement each other 20 . 21 to another motive. It is particularly advantageous if the structures of the sub-motives 20 . 21 vertical asymmetric profile. From the WO 2014/023415 A1 It is known that this creates motifs in reflection, that in view, so when viewing through the window 19 , completely disappear.

Eine weitere mögliche Variante realisiert durch die Prägestrukturen einen winkelabhängigen Farbfilter, der zudem polarisierende Eigenschaften hat. Die Eigenschaften und Herstellung solcher Transmissionsfilter sind in der DE 12011115589 A1 näher erläutert. Diese Strukturen eignen sich ebenfalls für die Ausgestaltung des Fensters 19, beispielsweise für die Teilmotive 20 und 21.Another possible variant realized by the embossing structures an angle-dependent color filter, which also has polarizing properties. The properties and production of such transmission filters are in the DE 12011115589 A1 explained in more detail. These structures are also suitable for the design of the window 19 , for example, for the sub-motives 20 and 21 ,

Um zu verhindern, dass bei der Betrachtung von der Vorderseite die Prägestruktur 15 an der zweiten Folie durchscheint, ist es zu bevorzugen, die Zwischenschicht opak auszugestalten. Dies zeigt 7. Die Opazität des Materials zwischen den Prägestrukturen 14 und 15 sorgt dafür, dass bei Betrachtung der Vorderseite 9 ausschließlich die Prägestruktur 14 zur Darstellung beiträgt, bei der Betrachtung von der Rückseite 10 ausschließlich die Prägestruktur 15. Die Opazität kann beispielsweise durch eine opake Schicht 22, bevorzugt ein Deckweiß oder eine eingefärbte Klebeschicht oder Kaschierschicht, realisiert sein.To prevent, when viewed from the front, the embossed structure 15 on the second film, it is preferable to make the intermediate layer opaque. this shows 7 , The opacity of the material between the embossed structures 14 and 15 Ensures that when viewing the front 9 only the embossed structure 14 Contributes to the presentation, when viewed from the back 10 only the embossed structure 15 , The opacity can be achieved, for example, by an opaque layer 22 , preferably a opaque white or a colored adhesive layer or laminating layer, be realized.

Weist der Strukturkörper 2 der Banknote 1 am Fenster 19 auf, ist die opake Schicht 22 natürlich in diesem Bereich unterbrochen, wie 8 zeigt.Indicates the structural body 2 the banknote 1 at the window 19 on, is the opaque layer 22 course interrupted in this area, like 8th shows.

In einer weiten Ausführungsform, die in 9 dargestellt ist, ist die opake Schicht 22 mit einer lokal variierenden Opazität versehen. In der Ausführungsform der 9 ist dies durch unterschiedlich dicht angeordnete Löcher 23 realisiert. Natürlich ist auch eine andere Variation der Opazität möglich, beispielsweise durch eine lateral variierende Ausdünnung der opaken Schicht 22 oder durch eine variierende Einfärbung.In a wide embodiment, in 9 is the opaque layer 22 provided with a locally varying opacity. In the embodiment of the 9 this is due to differently densely arranged holes 23 realized. Of course, another variation of the opacity is possible, for example by a laterally varying thinning of the opaque layer 22 or by a varying coloring.

Diese Maßnahme erreicht es, dass die Prägestrukturen 14 und 15 innerhalb der von der Vorderseite 9 bzw. der Rückseite 10 zusehenden Darstellung in unterschiedlichem Grad miteinander Wechselwirken, d. h. es kann Bereiche geben, in denen bei der Betrachtung von der Vorderseite 9 nicht nur die Prägestruktur 14, sondern auch zu einem bestimmten Anteil auch die Prägestruktur 15 sichtbar ist. In anderen Bereichen, in denen die Opazität größer ist, ist dies dann beispielsweise nicht oder weniger der Fall.This measure achieves that the embossing structures 14 and 15 inside of the front 9 or the back 10 Interacting with each other in varying degrees, ie there may be areas where viewed from the front 9 not just the embossed structure 14 but also to a certain extent the embossed structure 15 is visible. For example, in other areas where the opacity is greater, this is not or less the case.

Ein Farbeffekt kann erzeugt werden, indem eine oder beide der Folien mit einer Farbschicht 24 versehen wird. Gleichermaßen ist es möglich, die Zwischenschicht einzufärben. 10 zeigt die Variante mit gefärbter Folie und 11 die Variante mit eingefärbter Zwischenschicht.A color effect can be produced by applying one or both of the films to a colored layer 24 is provided. Likewise, it is possible to color the intermediate layer. 10 shows the variant with colored foil and 11 the variant with colored intermediate layer.

12 zeigt den Querschnitt einer sogenannten Hybrid-Banknote, bei der zwischen der ersten und der zweiten Folie 11, 12 ein Banknotenpapier 25 angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform enthält dieses Banknotenpapier zusätzlich ein Wasserzeichen 26 über bzw. unter dem die Prägestrukturen 14, 15 das Fenster 19 ausbilden, so dass das Wasserzeichen bei Betrachtung von der Vorderseite 9 bzw. der Rückseite 10 sichtbar ist. Natürlich kann auch ein weiteres Fenster in dem Banknotenpapier 25 vorgesehen werden, um beispielsweise den Effekt der 5, 6 oder 8 zu realisieren. 12 shows the cross section of a so-called hybrid banknote, in which between the first and the second film 11 . 12 a banknote paper 25 is arranged. In the illustrated embodiment, this banknote paper additionally contains a watermark 26 above or below the embossed structures 14 . 15 the window 19 train, leaving the watermark when viewed from the front 9 or the back 10 is visible. Of course, there may be another window in the banknote paper 25 be provided, for example, the effect of 5 . 6 or 8th to realize.

Eine weite Ausführungsform weist unterschiedlich transparente Bereiche auf. Dabei sind die beschichteten Prägestrukturen 14, 15 bereichsweise halbtransparent und die dazwischenliegende opake Schicht ist teilweise unterbrochen. Man kann damit Bereiche kompletter Transparenz erzeugen, Bereiche mit einer Transparenz, die sich aus der Transmission der Prägestruktur 14 und 15 ergibt, völlig untransparente Bereiche oder Bereiche mit lateral variierender Opazität, wie in 9 dargestellt.A wide embodiment has different transparent areas. Here are the coated embossed structures 14 . 15 partially semi-transparent and the intervening opaque layer is partially interrupted. One can thereby create areas of complete transparency, areas with a transparency resulting from the transmission of the embossed structure 14 and 15 gives completely opaque areas or areas with laterally varying opacity, as in 9 shown.

Die Herstellung des Wertdokumentes umfasst die folgenden Schritte:
Zuerst wird die Reliefstruktur für ein Original mit den Abmessungen des Wertdokumentes erzeugt, beispielsweise mit der Höhe H und der Breite B der Banknote 1. Diese Reliefstruktur wird beispielsweise mittels photolithographischer Verfahren in einem Photolack erzeugt. Aus der originalen Struktur wird dann als Master ein Stempel hergestellt, beispielsweise durch Umkopieren der Reliefstruktur in eine Nickelform mittels galvanischer Abformung oder in ein Fotopolymer. Mit Hilfe dieses Stempels wird nun ein Prägezylinder erzeugt, der die Reliefstruktur des Originals auf der Fläche des Prägezylinders vervielfältigt. Übliche Schritte zum Herstellen eines Prägezylinders sind die galvanische Abformung eines Replikats in Nickel und Aufziehen der strukturierten Nickelfolie auf einen Prägezylinder. Anstelle eines Prägezylinders kann auch alternativ eine Folienbahn mit der Prägestruktur für den nachfolgenden Vervielfältigungsprozess verwendet werden. The production of the value document comprises the following steps:
First, the relief structure for an original having the dimensions of the document of value is produced, for example, the height H and the width B of the banknote 1 , This relief structure is produced for example by means of photolithographic processes in a photoresist. A stamp is then produced from the original structure as a master, for example by copying the relief structure into a nickel mold by means of galvanic molding or into a photopolymer. With the help of this stamp now an embossing cylinder is produced, which replicates the relief structure of the original on the surface of the embossing cylinder. Usual steps for producing a stamping cylinder are the galvanic impression of a replica in nickel and drawing the structured nickel foil on a stamping cylinder. Instead of a stamping cylinder, a film web with the embossed structure can alternatively also be used for the subsequent reproduction process.

Mit dem derart erzeugten Prägezylinder wird dann an einer Kunststofffolienbahn in einem kontinuierlichen Prozess die Originalstruktur vielfach nebeneinander in UV-Lack oder mittels eines Heißprägeprozesses in die Folie abgeformt. Die derart geprägte Folienbahn enthält quer zur Bahnrichtung Zeilen, in denen mehrere Bereiche der Breite B und der Höhe H nebeneinander liegen. Die Zeilen wiederholen sich längs der Folienbahn. Die derart geprägte Folienbahn wird dann mit einer dünnen Metallschicht überzogen, bevorzugt Aluminium, Silber, Chrom, Kupfer, Gold oder Legierungen daraus. Auch können Halbmetallschichten, beispielsweise Silizium, Germanium, Kohlenstoff und Siliziumoxid (bevorzugt mit einem Si:O-Verhältnis von kleiner Eins). Als Beschichtungsprozesse sind eine Hochvakuumbedampfung mittels Bedampfen oder Sputtern oder andere Beschichtungsprozesse geeignet.With the embossing cylinder produced in this way, the original structure is then molded on a plastic film web in a continuous process many times side by side in UV varnish or by means of a hot stamping process into the film. The so-embossed film web contains transversely to the web direction lines in which several areas of width B and height H are adjacent. The lines are repeated along the film web. The so-embossed film web is then coated with a thin metal layer, preferably aluminum, silver, chromium, copper, gold or alloys thereof. Also, semi-metal layers, for example, silicon, germanium, carbon and silicon oxide (preferably with a Si: O ratio of less than one). As coating processes, high-vacuum vapor deposition by means of vapor deposition or sputtering or other coating processes are suitable.

Auf diese Weise werden Folienbahnen für die erste Folie 11 und die zweite Folie 12 hergestellt. Diese werden dann an ihren Innenseiten, d. h. derjenigen Seiten welche die metallisierten Prägestrukturen enthalten, verbunden. Dabei kann auch ein innenliegendes Substrat, beispielsweise ein Banknotenpapier aufkaschiert werden. Anschließend werden die derart erzeugten Banknoten 1 durch Schneiden vereinzelt.In this way, film webs for the first film 11 and the second slide 12 produced. These are then connected to their insides, ie those sides which contain the metallized embossed structures. In this case, an internal substrate, such as a banknote paper can be laminated. Subsequently, the bank notes thus produced 1 isolated by cutting.

Die Erzeugung von demetallisierten Bereichen oder einem Fenster erfolgt vor dem Verbinden der beiden Folien. Beispielsweise ist es möglich die Folienbahnen an den entsprechenden Stellen, an denen später Fenster liegen sollen, mit einer Waschfarbe zu bedrucken, bevor die Metallisierung ausgeführt wird. Nach der Metallisierung werden das Material und die Farbe durch ein Waschverfahren entfernt, wie es dem Fachmann bekannt ist. Alternativ kann die Metallisierung durch Bestrahlung mit geeigneter Laserstrahlung entfernt werden. Auf diese Weise können auch die Seriennummern 8 in die Folie eingebacht werden. Bevorzugt wird das Material dabei einseitig in einem der Seriennummer 8 entsprechenden Muster abgetragen. Der Kontrast entsteht später durch die Sicht auf die Innenseite der rückseitigen Folie oder auf das innenliegende Substrat bzw. Dielektrikum.The production of demetallisierten areas or a window takes place before joining the two films. For example, it is possible to print the film webs with a wash ink at the corresponding locations where windows are to be located later, before the metallization is carried out. After metallization, the material and paint are removed by a washing process, as known to those skilled in the art. Alternatively, the metallization can be removed by irradiation with suitable laser radiation. That way, even the serial numbers can 8th be embedded in the film. The material is preferably one-sided in one of the serial numbers 8th corresponding pattern removed. The contrast arises later by the view of the inside of the backside film or on the inner substrate or dielectric.

Die Mattierung der Oberfläche kann auf die Folienbahn durch Aufkaschieren einer Streuschicht auf die Außenseite oder durch Plasmaschmelzen der Folienoberfläche erzeugt werden. Die Lichtaufstreuung kann dabei entweder durch die Rauigkeit der Folienoberfläche oder die Rauigkeit der aufgebrachten transparenten Schicht bewerkstelligt werden. Alternativ kann die aufkaschierte Schicht feine Streukörper wie Partikel, Luftblasen etc. enthalten, welche einen Kontrast im Brechungsindex zum Trägermedium bilden, um eine Mattierung zu erzielenThe matting of the surface can be produced on the film web by laminating a litter layer on the outside or by plasma melting of the film surface. The light scattering can be accomplished either by the roughness of the film surface or the roughness of the applied transparent layer. Alternatively, the laminated layer may contain fine scattering bodies such as particles, air bubbles, etc., which form a refractive index contrast to the support medium to achieve matting

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Banknotebill
22: Substratkörpersubstrate body
33: Darstellungpresentation
44: Hintergrundbackground
55: Bildimage
66: Hologrammhologram
77: Wertangabedeclaration of value
88th: Seriennummerserial number
99: Vorderseitefront
1010: Rückseiteback
1111: erste Foliefirst slide
1212: zweite Foliesecond foil
1313: Dielektrikumdielectric
1414: erste Prägestrukturfirst embossed structure
1515: Zweite PrägestrukturSecond embossing structure
tt: Strukturtiefestructure depth
1616: Mattierungmatting
1717: Subwellenlängenstruktursubwavelength
1818: Hologrammstrukturhologram structure
1919: Fensterwindow
2020: Teilmotivpart motive
2121: Teilmotivpart motive
2222: opake Schichtopaque layer
2323: Löcherholes
2424: Farbschichtcoat of paint
2525: BanknotenpapierBanknote paper
2626: Wasserzeichenwatermark
BB: Breitewidth
HH: Höheheight

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011115589 A1 [0006, 0040]
WO 2012/156049 A1 [0006, 0040]
WO 2014/023415 A1 [0007, 0040, 0047]
DE 102009012300 A1 [0007, 0040]
EP 1434695 B1 [0008]
WO 2005/106601 A2 [0008]
EP 1476317 A1 [0008]
US 7468842 B2 [0008]
DE 102008046128 A1 [0008]
WO 2005/095119 A1 [0009]
DE 102006050047 A1 [0010]
DE 12011115589 A1 [0048]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Y. Yu, L. Wen, S. Song, and Q. Chen, "Transmissive / Reflective Structural Color Filters: Theory and Applications," Journal of Nanomaterials, vol. 2014, Article ID 212637, 17 pages, 2014. doi: 10.1155 / 2014/212637 [0006]
"Colored images generated by metallic subwavelength gratings," Opt. Express. 17, 12189-12196 (2009) [0006]
Y. Yu, L. Wen, S. Song, and Q. Chen, "Transmissive / Reflective Structural Color Filters: Theory and Applications," Journal of Nanomaterials, vol. 2014, Article ID 212637, 17 pages, 2014. doi: 10.1155 / 2014/212637 [0040]
H. Lochbihler, "Colored images generated by metallic subwavelength gratings," Opt. Express. 17, 12189-12196 (2009) [0040]

Claims

Value document, such as a banknote, a check, a credit or other payment card, an identification card or the like, which has a front 9 ) and a back ( 10 ) has, in plan view, at least from the front side recognizable with the unaided eye representation ( 3 ), in plan view has certain dimensions (B, H) and a multilayer substrate body ( 2 ), which in plan view has the determined dimensions (B, H) and of at least a first and a second transparent film ( 11 . 12 ), each of which also has the particular dimensions (B, H) in plan view and which are interconnected by an intermediate layer ( 13 ), so that inner sides of the films ( 11 . 12 ) to each other and outsides of the films ( 11 . 12 ) from the intermediate layer ( 13 ), the outside of the first film ( 11 ) to the front ( 9 ) and the outside of the second film ( 12 ) to the back ( 10 ), characterized in that the from the front ( 9 ) recognizable representation ( 3 ) by a first, at least partially metallized embossed structure ( 14 ), which on the inside of the first film ( 9 ), at least in sections as a sub-wavelength structure ( 17 ) is formed, which has a laterally, ie transversely to the top view direction, varying profiling and / or periodicity, and that the front side ( 9 ) forming the outside of the first film ( 11 ) and one to the first slide ( 11 ) facing front of the intermediate layer ( 13 ) free of representation ( 3 ) are contributing imprints.

Value document according to claim 1, characterized in that the embossed structure ( 14 ) in the sections where they are used as a sub-wavelength structure ( 17 ), has a periodicity of 150 nm to 500 nm, or is aperiodic with a feature size of 150 nm to 500 nm.

Document of value according to one of claims 1 or 2, characterized in that the embossed structure ( 14 ) at least in a region as a microstructure ( 17 ) is formed with a period of 500 nm to 2 μm, which is a hologram.

Document of value according to one of claims 1 to 3, characterized in that the intermediate layer ( 13 ) at least partially opaque ( 22 ).

Value document according to claim 4, characterized in that the intermediate layer ( 13 ) has a laterally structured opacity.

Value document according to one of claims 1 to 5, characterized in that the value document ( 1 ) in plan view from the back ( 10 ) shows another representation recognizable to the unaided eye, that the one from the back ( 10 ) recognizable representation by a second, at least partially metallized embossed structure ( 15 ) formed on the inside of the second film ( 12 ), at least in sections as a sub-wavelength structure ( 17 ), which has a laterally varying profiling and / or periodicity, and in that the rear side (FIG. 10 ) forming the outside of the second film ( 12 ) and one to the second film ( 12 ) facing back ( 10 ) of the intermediate layer ( 13 ) are free of imprints for illustration.

Value document according to claim 6, characterized in that the first and second embossing structure ( 14 . 15 ) in opposite areas a window ( 19 ), in which the representation by the first embossing structure with the further representation by the second embossing structure is supplemented in a view to a motif.

Value document according to claim 7, characterized in that the first and second embossing structure ( 14 . 15 ) in the area of the window ( 19 ) have an asymmetric profile, and produce in reflection a motif that disappears in a transparent manner.

Value document according to one of claims 6 to 8, characterized in that the intermediate layer ( 13 ) a banknote paper ( 22 ), which has a watermark ( 23 ), the embossed structures ( 14 . 15 ) in the area above the watermark ( 23 ) a window ( 18 ) trains.

Value document according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the metallization in a pattern individualizing the value document, in particular a serial number ( 8th ) performing pattern, is removed.

Document of value according to one of claims 1 to 10, characterized in that the outside of the film ( 11 ) a matting ( 16 ) to cause light scattering in a cone of 3 ° to 30 °.

Document of value according to one of claims 1 to 11, characterized in that one of the film ( 11 ) a color layer ( 23 ), or that the intermediate layer ( 13 ) is colored.

Document of value according to one of claims 1 to 12, characterized in that the embossed structure ( 14 ) has a rectangular profile, a sine grid, an intermediate shape of rectangular profile and sine grid or a moth eye structure.