DE102014018890A1 - Security element, method for producing the same and equipped with the security element disk - Google Patents
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Abstract
Die Erfiketrifft ein optisch variables Sicherheitselement (12, 20, 40, 50) zur Absicherung von Wertgegenständen (10), mit einem transparenten Träger (42, 52) und einem auf dem Träger (42, 52) angeordneten Schichtaufbau (45, 56), der ausgehend vom Träger (42, 52) in der Reihenfolge die folgenden Schichten aufweist: eine transparente Prägelackschicht (44, 54) mit einer eingeprägten Reliefstruktur; eine farbkippende Schicht (451, 452, 453); einen dunklen Resistlack (454); und eine farbkippende Flüssigkristallschicht (455).The invention relates to an optically variable security element (12, 20, 40, 50) for securing valuables (10), comprising a transparent carrier (42, 52) and a layer structure (45, 56) arranged on the carrier (42, 52), which, starting from the carrier (42, 52), comprises in sequence the following layers: a transparent embossing lacquer layer (44, 54) having an embossed relief structure; a color-shifting layer (451, 452, 453); a dark resist (454); and a color-tilting liquid crystal layer (455).
Description
Die Erfindung betrifft ein optisch variables Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen, mit einem transparenten Träger und einem auf dem Träger angeordneten Schichtaufbau, der ausgehend vom Träger eine transparente Prägelackschicht mit einer eingeprägten Reliefstruktur, eine farbkippende Schicht, einen dunklen Resistlack und eine farbkippende Flüssigkristallschicht aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Sicherheitselements und einen Datenträger mit einem solchen Sicherheitselement.The invention relates to an optically variable security element for securing valuables, comprising a transparent support and a layer structure arranged on the support, which starting from the support has a transparent embossing lacquer layer with an embossed relief structure, a color-shifting layer, a dark resist lacquer and a color-tilting liquid crystal layer. The invention further relates to a method for producing such a security element and a data carrier with such a security element.
Datenträger, wie etwa Wert- oder Ausweisdokumente, oder andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit der Datenträger gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Eine besondere Rolle bei der Echtheitsabsicherung spielen Sicherheitselemente mit betrachtungswinkelabhängigen Effekten, da diese selbst mit modernsten Kopiergeräten nicht reproduziert werden können. Die Sicherheitselemente werden dabei mit optisch variablen Elementen ausgestattet, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck vermitteln und beispielsweise je nach Betrachtungswinkel einen anderen Farb- oder Helligkeitseindruck und/oder ein anderes graphisches Motiv zeigen.Data carriers, such as valuables or identity documents, or other valuables, such as branded articles, are often provided with security elements for the purpose of security, which permit verification of the authenticity of the data carriers and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction. Security elements with viewing-angle-dependent effects play a special role in the authentication of authenticity since they can not be reproduced even with the most modern copiers. The security elements are thereby equipped with optically variable elements that give the viewer a different image impression under different viewing angles and, for example, show a different color or brightness impression and / or another graphic motif depending on the viewing angle.
In diesem Zusammenhang ist bekannt, Sicherheitselemente mit mehrschichtigen Dünnschichtelementen einzusetzen, deren Farbeindruck sich für den Betrachter mit dem Betrachtungswinkel ändert (im Folgenden als Farbkippeffekt bezeichnet). Der Farbkippeffekt beruht bei solchen Dünnschichtelementen auf betrachtungswinkelabhängigen Interferenzeffekten durch Mehrfachreflexionen in den verschiedenen Teilschichten des Elements. Der Wegunterschied des an den verschiedenen Schichten reflektierten Lichts hängt einerseits von der optischen Dicke einer dielektrischen Abstandsschicht ab, die den Abstand zwischen einer semitransparenten Absorberschicht und einer Reflexionsschicht festlegt, und variiert andererseits mit dem jeweiligen Betrachtungswinkel. Da der Wegunterschied in der Größenordnung der Wellenlänge des sichtbaren Lichts liegt, ergibt sich aufgrund von Auslöschung und Verstärkung bestimmter Wellenlängen ein winkelabhängiger Farbeindruck für den Betrachter. Durch eine geeignete Wahl von Material und Dicke der dielektrischen Abstandsschicht können eine Vielzahl unterschiedlicher Farbkippeffekte gestaltet werden.In this context, it is known to use security elements with multilayer thin-film elements whose color impression changes with the viewing angle for the viewer (referred to below as the color-shift effect). The color shift effect in such thin-film elements is based on viewing angle-dependent interference effects due to multiple reflections in the different sub-layers of the element. The path difference of the light reflected at the different layers depends on the one hand on the optical thickness of a dielectric spacer layer, which determines the distance between a semi-transparent absorber layer and a reflective layer, and on the other hand varies with the respective viewing angle. Since the path difference is on the order of the wavelength of the visible light, the result is an angle-dependent color impression for the viewer due to the extinction and amplification of certain wavelengths. By a suitable choice of material and thickness of the dielectric spacer layer a variety of different color shift effects can be designed.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art mit hoher Fälschungssicherheit und attraktivem visuellen Erscheinungsbild anzugeben.Proceeding from this, the object of the invention is to provide a security element of the type mentioned above with high security against forgery and an attractive visual appearance.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is solved by the features of the independent claims. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
- 1. (Erster Aspekt der Erfindung) Optisch variables Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen, mit einem transparenten Träger und einem auf dem Träger angeordneten Schichtaufbau, der ausgehend vom Träger in der Reihenfolge die folgenden Schichten aufweist: – eine transparente Prägelackschicht mit einer eingeprägten Reliefstruktur; – eine farbkippende Schicht; – einen dunklen Resistlack; und – eine farbkippende Flüssigkristallschicht.1. (First aspect of the invention) An optically variable security element for securing valuables, comprising a transparent support and a layer structure arranged on the support, which, starting from the support, has the following layers in the following order: A transparent embossing lacquer layer with an embossed relief structure; A color-shifting layer; - a dark resist varnish; and - A color-tilting liquid crystal layer.
- 2. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Absatz 1, wobei die in die Prägelackschicht eingeprägte Reliefstruktur eine reflektierende Mikrostruktur in Form eines Mosaiks aus einer Vielzahl reflektierender Mosaikelemente ist, die durch die Parameter Größe, Umrissform, Reliefform, Reflexionsvermögen und räumliche Ausrichtung charakterisierbar sind und die ein vorbestimmtes Motiv bilden, indem verschiedene Gruppen von Mosaikelementen mit unterschiedlichen charakteristischen Parametern einfallendes Licht in unterschiedliche Raumbereiche reflektieren, wobei die Mosaikelemente eine laterale Abmessung l unterhalb der Auflösungsgrenze des Auges aufweisen.2. (Preferred embodiment) The security element according to paragraph 1, wherein the embossed lacquer embossed relief structure is a reflective microstructure in the form of a mosaic of a plurality of reflective mosaic elements, which are characterized by the parameters size, outline shape, relief shape, reflectivity and spatial orientation and the form a predetermined motif in that different groups of mosaic elements with different characteristic parameters reflect incident light into different spatial areas, the mosaic elements having a lateral dimension l below the resolution limit of the eye.
- 3. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Absatz 2, wobei bei Betrachtung des Sicherheitselements von der Seite des transparenten Trägers her, die dem auf dem transparenten Träger angeordneten Schichtaufbau gegenüberliegt, die Mosaikelemente als Reflexionsschicht die farbkippende Schicht aufweisen.3. (Preferred embodiment) A security element according to paragraph 2, wherein, when viewing the security element from the side of the transparent carrier which is opposite the layer structure arranged on the transparent support, the mosaic elements have the color-shifting layer as a reflection layer.
- 4. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach Absatz 3, wobei die farbkippende Schicht ein Dünnschichtsystem ist, aufweisend einen Absorber, ein Dielektrikum und einen Reflektor, die in der Reihenfolge auf der Prägelackschicht angeordnet sind.4. (Preferred Embodiment) A security element according to paragraph 3, wherein the color-shifting layer is a thin film system comprising an absorber, a dielectric and a reflector arranged in order on the embossing lacquer layer.
- 5. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach einem der Absätze 2 bis 4, wobei bei Betrachtung des Sicherheitselements von der dem auf dem transparenten Träger angeordneten Schichtaufbau zugewandten Seite her die Mosaikelemente als Reflexionsschicht die farbkippende Flüssigkristallschicht aufweisen.5. (Preferred Embodiment) A security element according to any one of paragraphs 2 to 4, wherein when the security element is viewed from the side facing the layered structure disposed on the transparent support, the mosaic elements have the color-tilting liquid crystal layer as a reflection layer.
- 6. (Bevorzugte Ausgestaltung) Sicherheitselement nach einem der Absätze 1 bis 5, wobei registergenau zueinander angeordnete Aussparungen in der farbkippenden Schicht und im dunklen Resistlack, und optional in der farbkippenden Flüssigkristallschicht, vorhanden sind.6. (Preferred embodiment) Security element according to one of the paragraphs 1 to 5, wherein exactly register to each other arranged recesses in the farbkippenden layer and in the dark Resist paint, and optionally in the Farbkippenden liquid crystal layer, are present.
- 7. (Zweiter Aspekt der Erfindung) Verfahren zum Herstellen eines optisch variablen Sicherheitselements zur Absicherung von Wertgegenständen gemäß einem der Absätze 1 bis 6, umfassend a) das Bereitstellen eines transparenten Trägers, der eine transparente Prägelackschicht mit einer eingeprägten Reliefstruktur aufweist; b) das Aufbringen einer farbkippenden Schicht auf die Prägelackschicht; c) das Bedrucken der farbkippenden Schicht mit einem dunklen Resistlack; e) das Aufbringen einer farbkippenden Flüssigkristallschicht auf den dunklen Resistlack.7. (Second aspect of the invention) A method of manufacturing an optically variable security element for securing valuables according to any one of paragraphs 1 to 6, comprising a) providing a transparent support having a transparent embossing lacquer layer with an embossed relief structure; b) applying a color-shifting layer to the embossing lacquer layer; c) printing the color-shifting layer with a dark resist; e) applying a color-tilting liquid crystal layer to the dark resist.
- 8. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Absatz 7, wobei der dunkle Resistlack im Schritt c) bereichsweise auf die farbkippende Schicht aufgedruckt wird und zwischen den Schritten c) und e) der folgende Schritt d) durchgeführt wird: d) Entfernen der farbkippenden Schicht in den Bereichen, in denen die farbkippende Schicht nicht mit dunklem Resistlack versehen ist, durch Auswaschen mittels eines Ätzmittels, mittels eines Waschverfahrens oder mittels Laserstrahlung. Als Ätzmittel kann insbesondere ein Lösungsmittel eingesetzt werden. Insbesondere kann in dem Fall, dass die farbkippende Schicht ein Dünnschichtsystem ist, aufweisend einen Absorber, ein Dielektrikum und einen Reflektor, die in der Reihenfolge auf der Prägelackschicht angeordnet sind, im Schritt d) so vorgegangen werden, dass in den Bereichen, in denen die farbkippende Schicht nicht mit dunklem Resistlack versehen ist, jede der drei Schichten Absorber/Dielektrikum/Reflektor entfernt wird. Alternativ kann lediglich eine Schicht entfernt werden, z. B. lediglich die Absorber-Schicht. Das Entfernen der Absorber-Schicht kann z. B. mittels eines Waschverfahrens, mittels eines Ätzverfahrens oder mittels Laserstrahlung erfolgen.8. (Preferred embodiment) Method according to paragraph 7, wherein the dark resist in step c) is printed in regions on the color-shifting layer and between steps c) and e) the following step d) is carried out: d) removing the color-shifting layer in the areas in which the color-shifting layer is not provided with a dark resist, by washing with an etchant, by a washing process or by means of laser radiation. As etchant, in particular a solvent can be used. In particular, in the case that the color-shifting layer is a thin-film system comprising an absorber, a dielectric and a reflector, which are arranged in order on the embossing lacquer layer, in step d) it is possible to proceed in the areas in which the color-shifting layer is not provided with a dark resist, each of the three layers absorber / dielectric / reflector is removed. Alternatively, only one layer can be removed, e.g. B. only the absorber layer. The removal of the absorber layer may, for. Example by means of a washing process, by means of an etching process or by means of laser radiation.
- 9. (Dritter Aspekt der Erfindung) Datenträger mit einem Sicherheitselement nach einem der Absätze 1 bis 6.9. (Third aspect of the invention) Data carrier with a security element according to one of the paragraphs 1 to 6.
- 10. (Bevorzugte Ausgestaltung) Datenträger nach Absatz 9, wobei das Sicherheitselement in einem transparenten Fensterbereich des Datenträgers angeordnet ist.10. (Preferred embodiment) Data carrier according to paragraph 9, wherein the security element is arranged in a transparent window area of the data carrier.
- 11. (Bevorzugte Ausgestaltung) Datenträger nach Absatz 9 oder 10, wobei der Datenträger ein Wertdokument, wie etwa eine Banknote, insbesondere eine Papierbanknote, Polymerbanknote oder Folienverbundbanknote, oder Ausweiskarte oder Passdatenseite ist.11. (Preferred embodiment) Data carrier according to paragraph 9 or 10, wherein the data carrier is a value document, such as a banknote, in particular a paper banknote, polymer banknote or composite film banknote, or identification card or passport data page.
Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Gemäß der Erfindung enthält ein gattungsgemäßes optisch variables Sicherheitselement eine transparente Prägelackschicht mit einer eingeprägten Reliefstruktur. Es wird bevorzugt, dass die in die Prägelackschicht eingeprägte Reliefstruktur eine reflektierende Mikrostruktur in Form eines Mosaiks aus einer Vielzahl (insbesondere achromatisch) reflektierender Mosaikelemente ist, wobei die Mosaikelemente durch die Parameter Größe, Umrissform, Reliefform, Reflexionsvermögen und räumliche Ausrichtung charakterisiert sind. Optisch variable Sicherheitselemente mit einer solchen Mikrostruktur sind aus der
Anstelle der Formulierung „Mikrostruktur in Form eines Mosaiks aus einer Vielzahl (insbesondere achromatisch) reflektierender Mosaikelemente” wird nachstehend auch der Begriff „Mikrospiegel” verwendet.Instead of the phrase "microstructure in the form of a mosaic of a multiplicity (in particular achromatically) reflecting mosaic elements", the term "micromirror" is also used below.
Ein mikrospiegelbasiertes Sicherheitselement, das mit einer farbkippenden Schicht (wie z. B. einem sogenannten metallischen „ColourShift”-Aufbau) versehen ist, ermöglicht beim Kippen des mit dem Sicherheitselement ausgestatteten Wertdokuments eine dynamische Reflexion mit eindeutigem Farbwechsel. Das Sicherheitselement lässt sich zudem mit zusätzlichen Funktionalitäten ausstatten, wie z. B. mit demetallisierten Textelementen und/oder Bildelementen (wie z. B. die Bezeichnung der jeweiligen Denomination der Banknote) oder mit magnetischer Codierung.A micromirror-based security element provided with a color-shifting layer (such as a so-called metallic "ColorShift" structure) allows for dynamic reflection with a clear color change when tilting the value document provided with the security element. The security element can also be equipped with additional functionalities, such. With demetallized text elements and / or picture elements (such as the designation of the respective denomination of the banknote) or with magnetic coding.
Das erfindungsgemäße optisch variable Sicherheitselement bietet dem Betrachter sowohl in vorderseitiger Draufsicht, als auch in rückseitiger Draufsicht auf das Sicherheitselement beim Kippen des mit dem Sicherheitselement ausgestatteten Wertdokuments einen (insbesondere unterschiedlichen) Farbkippeffekt. Bei vorderseitiger Draufsicht auf das Sicherheitselement nimmt der Betrachter die auf dunklem Resistlack aufgebrachte farbkippende Flüssigkristallschicht wahr. Bei rückseitiger Draufsicht nimmt der Betrachter die unterhalb des dunklen Resistlacks vorliegende farbkippende Schicht wahr. Mit „Vorderseite” wird hierbei die durch die Prägelackschicht gebildete Seite des Sicherheitselement-Trägers gemeint. Mit „Rückseite” wird hierbei die durch die der Prägelackschicht gegenüberliegende Seite des Sicherheitselement-Trägers bezeichnet.The optically variable security element according to the invention provides the viewer with a (in particular different) color-shift effect both in front-side plan view and in rear-side view of the security element when tilting the value document equipped with the security element. When viewed from the front side of the security element, the viewer perceives the color-tilting liquid-crystal layer applied to the dark resist coating. When viewed from the back, the observer perceives the color-shifting layer present below the dark resist. By "front side" is meant here the side of the security element carrier formed by the embossing lacquer layer. In this case, the term "back side" refers to that side of the security element carrier which is opposite the side of the embossing lacquer layer.
Sowohl die farbkippende Flüssigkristallschicht, als auch die farbkippende Schicht dienen als Reflexionsschichten für die Mosaikelemente. Als die farbkippende Schicht kommen insbesondere Dünnschichtsysteme mit Farbkippeffekt oder Schichten aus flüssigkristallinem Material, insbesondere aus cholesterischem flüssigkristallinem Material, in Betracht.Both the color-shifting liquid crystal layer and the color-shifting layer serve as reflection layers for the mosaic elements. Thin-layer systems with a color-shift effect or layers of liquid-crystalline material, in particular of cholesteric liquid-crystalline material, are particularly suitable as the color-shifting layer.
Die farbkippende Schicht kann insbesondere als Dünnschichtsystem bzw. Dünnfilm-Interferenzbeschichtung ausgebildet sein. Dabei kann z. B. eine Schichtfolge Metallschicht – dielektrische Schicht – Metallschicht oder eine Schichtfolge aus mindestens drei dielektrischen Schichten, wobei die Brechzahl der mittleren Schicht geringer ist als die Brechzahl der beiden anderen Schichten, verwirklicht werden. Als dielektrisches Material kann z. B. ZnS, SiO2, TiO2, MgF2 oder Nitrocellulose verwendet werden. Die farbkippende Schicht kann auch als Interferenzfilter, dünne semitransparente Metallschicht mit selektiver Transmission durch Plasmaresonanzeffekte, Nanopartikel, etc. ausgebildet sein. Die farbkippende Schicht kann insbesondere auch als Flüssigkristallschicht, diffraktive Reliefstruktur oder Sub-Wellenlängengitter realisiert sein.The color-shifting layer can be used, in particular, as a thin-layer system or thin-film Be formed interference coating. It can be z. B. a layer sequence metal layer - dielectric layer - metal layer or a layer sequence of at least three dielectric layers, wherein the refractive index of the middle layer is less than the refractive index of the other two layers, realized. As a dielectric material may, for. As ZnS, SiO 2 , TiO 2 , MgF 2 or nitrocellulose can be used. The color-shifting layer may also be formed as an interference filter, thin semitransparent metal layer with selective transmission by plasma resonance effects, nanoparticles, etc. The color-shifting layer can in particular also be realized as a liquid-crystal layer, diffractive relief structure or sub-wavelength grating.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung liegt die farbkippende Schicht in Form eines Dünnschichtsystems mit einem Aufbau Absorber, Dielektrikum, Reflektor (in dieser Reihenfolge auf der Prägelackschicht ausgebildet) vor. Das Dünnschichtsystem kann z. B. die Schichtenfolge Cr (Absorber)/SiO2 (Dielektrikum)/Al (Reflektor) aufweisen.According to a preferred embodiment, the color-shifting layer is in the form of a thin-layer system with a structure absorber, dielectric, reflector (formed in this order on the embossing lacquer layer). The thin-layer system may, for. B. the layer sequence Cr (absorber) / SiO 2 (dielectric) / Al (reflector) have.
Die auf dunklem Resistlack aufgebrachte farbkippende Flüssigkristallschicht basiert insbesondere auf cholesterischem flüssigkristallinen Material. Farbkippende Flüssigkristallschichten sind z. B. aus der
Der dunkle Resistlack kann insbesondere einen Farbstoff oder ein Pigment enthalten. Ein schwarzer Resistlack wird bevorzugt. Unter dem Begriff „dunkler Resistlack” kann allgemein jede dunkle, insbesondere schwarze Farbe verstanden werden. Der dunkle Resistlack ist bevorzugt resistent gegenüber einem Ätzmittel, z. B. einer Ätzlösung.The dark resist can in particular contain a dye or a pigment. A black resist is preferred. The term "dark resist coating" can generally be understood to mean any dark, in particular black, color. The dark resist is preferably resistant to an etchant, e.g. B. an etching solution.
Die Mosaikelemente bilden ein vorbestimmtes Motiv, indem verschiedene Gruppen von Mosaikelementen mit unterschiedlichen charakteristischen Parametern einfallendes Licht in unterschiedliche Raumbereiche reflektieren. Darüber hinaus weisen die Mosaikelemente eine laterale Abmessung unterhalb der Auflösungsgrenze des Auges auf.The mosaic elements form a predetermined motif in that different groups of mosaic elements with different characteristic parameters reflect incident light into different spatial areas. In addition, the mosaic elements have a lateral dimension below the resolution limit of the eye.
Bevorzugt weisen die Mosaikelemente eine laterale Abmessung von weniger als 100 μm, insbesondere bevorzugt weniger als 30 μm auf. Derart kleine Mosaikelemente lassen sich aufgrund der mit der geringen Größe verbundenen geringen Profiltiefe einerseits in etablierter Folientechnologie herstellen, andererseits erschafft die geringe Elementgröße eine Vielzahl an möglichen Anordnungen für die Mosaikelemente, wie nachfolgend zusammen mit den jeweils verbundenen Vorteilen genauer geschildert.The mosaic elements preferably have a lateral dimension of less than 100 μm, particularly preferably less than 30 μm. Such small mosaic elements can be produced on the one hand in established film technology due to the small profile associated with low profile depth, on the other hand creates the small element size a variety of possible arrangements for the mosaic elements, as described in more detail below together with the associated benefits.
Die Mosaikelemente weisen vorteilhaft eine laterale Abmessung von mehr als 3 μm, vorzugsweise von mehr als 5 μm auf. Durch diese Abmessungen ist sichergestellt, dass wellenlängenabhängige Lichtbeugungseffekte zu vernachlässigen sind und dass das einfallende Licht von den Mosaikelementen ohne störende Farbeffekte achromatisch reflektiert wird.The mosaic elements advantageously have a lateral dimension of more than 3 μm, preferably more than 5 μm. These dimensions ensure that wavelength-dependent light diffraction effects are negligible and that the incident light is reflected achromatically by the mosaic elements without disturbing color effects.
Zweckmäßig weisen die Mosaikelemente eine quadratische, rechteckige, runde, ovale, wabenförmige oder polygonal begrenzte Umrissform auf. Die lateralen Abmessungen der Mosaikelemente betragen mit Vorteil in keiner Richtung mehr als das Fünffache der Abmessung in einer der anderen Richtungen.The mosaic elements expediently have a square, rectangular, round, oval, honeycomb-shaped or polygonal-limited outline shape. Advantageously, the lateral dimensions of the mosaic elements in no direction are more than five times the dimension in one of the other directions.
In einer vorteilhaften Erfindungsvariante weisen die Mosaikelemente eine einfache Reliefform mit genau einer gegen die Oberfläche des Sicherheitselements geneigten Reflexionsfläche auf. Der Neigungswinkel der Reflexionsfläche der Mosaikelemente beträgt dabei zweckmäßig weniger als 90°, bevorzugt weniger als etwa 45°. Die Reflexionsfläche der Mosaikelemente kann flach oder auch konkav oder konvex gewölbt sein.In an advantageous variant of the invention, the mosaic elements have a simple relief shape with exactly one reflection surface inclined towards the surface of the security element. The angle of inclination of the reflection surface of the mosaic elements is expediently less than 90 °, preferably less than approximately 45 °. The reflection surface of the mosaic elements may be flat or concave or convex.
In anderen ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvarianten weisen die Mosaikelemente Reliefformen mit zwei oder mehr in verschiedene Richtungen gegen die Oberfläche des Sicherheitselements geneigten Reflexionsflächen auf. Insbesondere können die Mosaikelemente eine Dachstruktur oder eine mehrseitige pyramidale Struktur aufweisen. Auch bei dieser Variante beträgt der Neigungswinkel der Reflexionsflächen der Mosaikelemente zweckmäßig weniger als 90°, vorzugsweise weniger als etwa 45°, und die Reflexionsflächen der Mosaikelemente können sowohl flach als auch konkav oder konvex gewölbt sein.In other likewise advantageous variants of the invention, the mosaic elements have relief shapes with two or more reflection surfaces inclined in different directions against the surface of the security element. In particular, the mosaic elements may have a roof structure or a multi-sided pyramidal structure. Also in this variant, the angle of inclination of the reflection surfaces of the mosaic elements is expediently less than 90 °, preferably less than about 45 °, and the reflection surfaces of the mosaic elements can be both flat and concave or convex.
In einer weiteren vorteilhaften Erfindungsvariante weisen die Mosaikelemente bereichsweise eine einfache Reliefform mit einer mittleren, gegen die Oberfläche des Sicherheitselements geneigten Reflexionsfläche auf (die sogenannte mittlere Orientierung). Die Neigungswinkel der Reflexionsfläche der Mosaikelemente weisen eine im Wesentlichen zufällige Variation um bereichsweise vorgegebene unterschiedliche mittlere Orientierungen auf. Auf diese Weise ergibt sich ein Glitzereffekt, der dem Erscheinungsbild magnetisch ausgerichteter Pigmente optisch variabler Sicherheitsfarben praktisch gleicht. Hierzu wird die mittlere Orientierung der Reflexionsflächen (bzw. Facetten) unterschiedlicher Mosaikelemente (bzw. Pixel) analog zur mittleren Orientierung der Pigmente gewählt. Der Glitzereffekt solcher Farben beruht darauf, dass die einzelnen Pigmente nicht exakt in eine vorgegebene Richtung reflektieren, sondern dass eine gewisse zufällige Variation der Reflexionsrichtungen vorliegt. Optisch variable Sicherheitselemente mit einer solchen Mikrostruktur sind aus der
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Erfindungsvariante bilden Mosaikelemente Retroreflektoren, also mehrfach reflektierende Strukturen, die aus einem gewissen Winkelbereich einfallendes Licht in die Einfallsrichtung zurückreflektieren. Insbesondere weisen die Mosaikelemente dabei eine Würfeleckstruktur mit einer Reliefform aus drei im Wesentlichen aufeinander senkrecht stehenden und einander zugewandten Reflexionsflächen auf. Die drei Reflexionsflächen definieren eine optische Achse, die für eine Würfeleckstruktur durch die Raumdiagonale des zugehörigen Würfels gegeben ist. Die so definierte optische Achse zeigt vorzugsweise für jedes Mosaikelement in eine vorgewählte Richtung, so dass ein oder mehrere Bildmotive dargestellt werden können, wie weiter unten genauer beschrieben.According to a further advantageous variant of the invention, mosaic elements form retroreflectors, ie multi-reflective structures that reflect light incident from a certain angle range back into the direction of incidence. In particular, the mosaic elements in this case have a cube corner structure with a relief shape of three reflecting surfaces which are substantially perpendicular to one another and face each other. The three reflection surfaces define an optical axis, which is given for a cube corner structure by the spatial diagonal of the associated cube. The thus defined optical axis preferably points in a preselected direction for each mosaic element so that one or more image motifs can be displayed, as described in more detail below.
Das Mosaik selbst stellt bevorzugt ein Rasterbild aus einer Mehrzahl von Bildpunkten dar, wobei jeder Bildpunkt durch ein oder mehrere achromatisch reflektierende Mosaikelemente gebildet ist. Die Helligkeit der Bildpunkte des Rasterbilds kann dabei durch einen oder mehrere der Parameter Größe, Umrissform, Reliefform, Reflexionsvermögen und räumliche Ausrichtung der Mosaikelemente des jeweiligen Bildpunkts bestimmt sein, oder auch durch die Anzahl der Mosaikelemente mit bestimmten charakteristischen Parametern in dem jeweiligen Bildpunkt.The mosaic itself preferably represents a raster image of a plurality of pixels, each pixel being formed by one or more achromatically reflective mosaic elements. The brightness of the pixels of the raster image can be determined by one or more of the parameters size, contour shape, relief shape, reflectivity and spatial orientation of the mosaic elements of the respective pixel, or by the number of mosaic elements with certain characteristic parameters in the respective pixel.
Bei einer Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Sicherheitselements ist in der Anordnung der Mosaikelemente innerhalb eines Bildpunktes eine weitere Information codiert.In a further development of the security element according to the invention, a further information is encoded in the arrangement of the mosaic elements within a pixel.
Erfindungsgemäß kann das Mosaik des Sicherheitselements auch zwei oder mehr unterschiedliche Bildmotive in unterschiedliche Raumbereiche reflektieren, so dass für den Betrachter bei entsprechender Bewegung des Sicherheitselements ein Kipp- oder Bewegungsbild entsteht. In einer anderen Gestaltung kann das Mosaik auch eine sich vergrößernde oder verkleinernde Umrisslinie eines Bildmotivs in unterschiedliche Raumbereiche reflektieren, so dass für den Betrachter bei entsprechender Bewegung des Sicherheitselements ein Pumpbild entsteht. Reflektiert das Mosaik zumindest zwei Ansichten eines Bildmotivs in unterschiedliche Raumbereiche, so entsteht für den Betrachter in einem vorgewählten Betrachtungsabstand ein Stereobild des Bildmotivs.According to the invention, the mosaic of the security element can also reflect two or more different image motifs in different spatial areas, so that a tilt or movement image is created for the viewer with a corresponding movement of the security element. In another embodiment, the mosaic may also reflect an enlarging or reducing contour of an image motif in different spatial areas, so that a pump image is created for the viewer with a corresponding movement of the security element. If the mosaic reflects at least two views of an image motif in different spatial regions, a stereo image of the image motif is created for the viewer at a preselected viewing distance.
In allen beschriebenen Gestaltungen können die Parameter Größe, Umrissform, Reliefform, Reflexionsvermögen und räumliche Ausrichtung der Mosaikelemente so gewährt sein, dass eines oder alle der Motivbilder für den Betrachter bei ebener Ausrichtung des Sicherheitselements sichtbar sind. Diese Parameter können alternativ oder zusätzlich auch so gewählt sein, dass eines oder alle der Motivbilder für den Betrachter erst bei einer vorgewählten Verformung des Sicherheitselements erscheinen.In all of the described designs, the parameters size, outline shape, relief shape, reflectivity and spatial orientation of the mosaic elements may be granted such that one or all of the motif images are visible to the viewer when the security element is level. Alternatively or additionally, these parameters may also be selected such that one or all of the motif images appear to the viewer only when a preselected deformation of the security element occurs.
Neben den Ausführungsformen, bei denen der Betrachter das Sicherheitselement selbst betrachtet, kommen auch Gestaltungen infrage, bei denen die Parameter Größe, Umrissform, Reliefform, Reflexionsvermögen und räumliche Ausrichtung der Mosaikelemente so gewählt sind, dass das Sicherheitselement eines oder alle der Motivbilder bei vorgewählter Beleuchtung auf eine Auffangfläche vorgewählter Geometrie projiziert.In addition to the embodiments in which the viewer views the security element itself, configurations in which the parameters size, outline shape, relief shape, reflectivity and spatial orientation of the mosaic elements are selected so that the security element of one or all of the motif images with preselected lighting on projected a collection area of preselected geometry.
Die erfindungsgemäßen Sicherheitselemente können mit weiteren Sicherheitsmerkmalen kombiniert sein. Beispielsweise kann ein Sicherheitselement zusätzlich Informationen in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen aufweisen, die durch nichtreflektierende Bereiche innerhalb des Mosaiks gebildet sind. Auch können die achromatisch reflektierenden Mikrostrukturen mit holographischen oder hologrammähnlichen Beugungsstrukturen kombiniert, oder mit eingearbeiteten magnetischen Stoffen, mit eingearbeiteten phosphoreszierenden, fluoreszierenden oder sonstigen lumineszierenden Stoffen, mit gezielt eingestellter Leitfähigkeit, insbesondere durch eine gezielt eingestellte Dicke einer metallischen Reflexionsschicht, mit Farbkippeffekten oder gefärbtem Prägelack und dergleichen versehen sein.The security elements according to the invention can be combined with other security features. For example, a security element may additionally include information in the form of patterns, characters, or encodings formed by nonreflective areas within the mosaic. The achromatically reflecting microstructures can also be combined with holographic or hologram-like diffraction structures, or with incorporated magnetic materials, with incorporated phosphorescent, fluorescent or other luminescent substances, with specifically adjusted conductivity, in particular through a specifically set thickness of a metallic reflection layer, with color shift effects or colored embossing lacquer and be provided.
Die Erfindung enthält auch ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements der beschriebenen Art, bei dem das Oberflächenprofil der Mikrostruktur in eine Lackschicht geprägt wird, und die geprägte Lackschicht mit einer farbkippenden Schicht, einem dunklen Resistlack und einer farbkippenden Flüssigkristallschicht beschichtet wird. Das Oberflächenprofil wird dabei bevorzugt in eine UV-härtbare Lackschicht geprägt und die Lackschicht nach der Prägung ausgehärtet.The invention also includes a method for producing a security element of the type described, in which the surface profile of the microstructure is embossed into a lacquer layer, and the embossed lacquer layer is coated with a color-shifting layer, a dark resist and a color-tilting liquid-crystal layer. The surface profile is thereby preferably embossed in a UV-curable lacquer layer and the lacquer layer cured after embossing.
Das erfindungsgemäße Oberflächenprofil der Mikrostruktur kann grundsätzlich in alle bekannten Materialien eingebracht werden, die dem Prägeverfahren zugänglich sind. Neben den bereits erwähnten und bevorzugten UV-härtbaren Lacken können deshalb z. B. auch thermoplastische Prägelacke Verwendung finden. Als thermoplastische Prägelacke kommen z. B. thermoplastische Kunststoffmaterialien in Betracht, in die mittels eines geeigneten Prägewerkzeugs unter Einwirken von Wärme das erfindungsgemäße Oberflächenprofil eingeprägt wird. Sehr verbreitet sind z. B. thermoplastische Kunststoffe, die mittels einer Nickelmatrize als Prägewerkzeug bei einer Temperatur von Ca. 130°C mit der erfindungsgemäßen Mikrostruktur versehen werden.The surface profile of the microstructure according to the invention can in principle be incorporated into all known materials which are accessible to the embossing process. In addition to the already mentioned and preferred UV-curable coatings can therefore z. B. also be used thermoplastic embossing. As thermoplastic embossing z. As thermoplastic plastic materials into consideration, in which by means of a suitable embossing tool under the action of heat, the surface profile of the invention is impressed. Very common are z. B. thermoplastics, by means of a nickel die as an embossing tool a temperature of approx. 130 ° C are provided with the microstructure according to the invention.
Die Erfindung umfasst weiter einen Datenträger, insbesondere ein Wertdokument, wie eine Banknote, eine Ausweiskarte oder dergleichen, der mit einem Sicherheitselement der beschriebenen Art ausgestattet ist.The invention further comprises a data carrier, in particular a value document, such as a banknote, an identity card or the like, which is equipped with a security element of the type described.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.Further exemplary embodiments and advantages of the invention are explained below with reference to the figures, in the representation of which a representation true to scale and proportion has been dispensed with in order to increase the clarity.
Es zeigen:Show it:
Die Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote erläutert.
Das zweite Sicherheitselement ist durch ein in einem Fensterbereich der Banknote
Die Banknote
Die Banknote
Gemäß einer weiteren Alternative beruht die Banknote
Gemäß einer weiteren Alternative beruht die Banknote
Das Prinzip erfindungsgemäßer Sicherheitselemente wird nun mit Bezug auf die schematische Darstellung der
Beispielsweise weisen die Mikrospiegel
In ersten Bildpunkten liegen dabei Mikrospiegel
Wird das Sicherheitselement
Bei den gewählten Abmessungen der Mikrospiegel
Die Bildpunkte der Rasterbilder sind im einfachsten Fall mit jeweils gleichartigen Mikrospiegeln gefüllt. Beispielsweise können die Rasterpunkte jeweils eine Größe von 100 μm × 100 μm aufweisen und 100 Mikrospiegel mit einer Grundfläche von 10 μm × 10 μm enthalten. „Dunkle” Bildpunkte können auch durch eine zufällige Ausrichtung der einzelnen Mikrospiegel in diesem Bildpunkt erreicht werden, da dadurch weniger Licht in die von anderen Bildpunkten bevorzugten Raumrichtungen gelenkt wird.The pixels of the raster images are filled in the simplest case with similar micromirrors. For example, the grid points each have a size of 100 .mu.m.times.100 .mu.m and contain 100 micromirrors with a base area of 10 .mu.m.times.10 .mu.m. "Dark" pixels can also be achieved by a random orientation of the individual micromirrors in this pixel, as this less light is directed in the spatial directions preferred by other pixels.
Die Herstellung von Sicherheitselementen mit Oberflächenprofilen, die derartige Mikrospiegel enthalten, stellt hohe Anforderungen an den Produktionsprozess.
Zur Herstellung der Sicherheitsfolie
Die fertige Struktur wird dann über eine Klebeschicht
Wie aus
Das Ausführungsbeispiel der
Die Mikrospiegel können erfindungsgemäß in einer Vielzahl von Ausgestaltungen ausgebildet werden, um das einfallende Licht in unterschiedlichem Ausmaß in unterschiedliche Raumbereiche zu reflektieren (wie z. B. in der
In der
Bei Betrachtung der in der
Bei Betrachtung der in der
Bei Betrachtung der in der
Bei Betrachtung des in der
Gemäß der
Gemäß der
Gemäß der
Der in der
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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