DE102020006902A1 - Optically variable security element and method for producing an optically variable security element - Google Patents
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Abstract
Es ist ein optisch variables Sicherheitselement, das von einer Oberseite aus gesehen eine Schichtenfolge aufweist, offenbart. Die Schichtenfolge enthält eine ein von der Oberseite sichtbares Motiv bereitstellende Mikrostruktur (2), die eine Periode von 2 µm bis 50 µm hat und achromatisch ist. Weiter weist die Schichtenfolge eine auf der Mikrostruktur (2) angeordnete Reflexionsschicht (4), die einfallendes Licht reflektiert, und eine blickwinkelabhängige Schicht (6; 14) auf, wobei die Reflexionsschicht (4) oder die blickwinkelabhängige Schicht (6; 14) mindestens eine Aussparung (15) aufweist und die andere der beiden unstrukturiert ist, wobei diejenige Schicht, die die Aussparung (15) aufweist, von der Oberseite aus gesehen über der anderen Schicht liegt, die unstrukturiert ist.An optically variable security element is disclosed which has a layer sequence seen from an upper side. The layer sequence contains a microstructure (2) which provides a motif which is visible from the top and which has a period of 2 μm to 50 μm and is achromatic. The layer sequence also has a reflection layer (4) arranged on the microstructure (2) and reflecting incident light, and a viewing angle-dependent layer (6; 14), the reflection layer (4) or the viewing angle-dependent layer (6; 14) having at least one Recess (15) and the other of the two is unstructured, with that layer having the recess (15) seen from the top overlying the other layer which is unstructured.
Description
Die Erfindung betrifft ein optisch variables Sicherheitselement, das eine ein von der Oberseite sichtbares Motiv bereitstellende Mikrostruktur, eine Reflexionsschicht sowie eine blickwinkelabhängige Schicht aufweist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Erzeugen eines entsprechenden optisch variablen Sicherheitselements.The invention relates to an optically variable security element that has a microstructure that provides a motif that is visible from the top, a reflection layer, and a layer that is dependent on the viewing angle. The invention further relates to a method for producing a corresponding optically variable security element.
Aus der
Aus der
Auch aus der
Es soll ein optisch variables Sicherheitselement und ein Verfahren zum Erzeugen des optisch variablen Sicherheitselements, das bei einer Betrachtung von einer Oberseite aus eine Schichtenfolge und eine Mikrostruktur aufweist, bereitgestellt werden.An optically variable security element and a method for producing the optically variable security element, which has a layer sequence and a microstructure when viewed from an upper side, are to be provided.
Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen definiert. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die bevorzugten Weiterbildungen gelten für das optisch variable Sicherheitselement und das Verfahren zur Herstellung des optisch variablen Sicherheitselements.The invention is defined in the independent claims. Advantageous developments are specified in the dependent claims. The preferred developments apply to the optically variable security element and the method for producing the optically variable security element.
Es wird ein optisch variables Sicherheitselement, das eine Schichtenfolge und eine Mikrostruktur aufweist, bereitgestellt. Die Mikrostruktur präsentiert an der Oberseite des optisch variablen Sicherheitselements mindestens ein Motiv. Sie ist beispielsweise in einen Prägelack auf einem Trägersubstrat eingeprägt. Die Mikrostruktur hat Strukturelemente, die in regelmäßigen Abständen, also periodisch, mit einer Periode von 2 µm bis 50 µm angeordnet sind. Die einzelnen Strukturelemente selbst sind individuell, sie müssen nicht alle gleich sein. Die Bezeichnung „periodisch“ bezieht sich lediglich auf die Anordnung der Strukturelemente in regelmäßigen Abständen.An optically variable security element, which has a layer sequence and a microstructure, is provided. The microstructure presents at least one motif on the upper side of the optically variable security element. It is embossed, for example, in an embossing lacquer on a carrier substrate. The microstructure has structural elements that are arranged at regular intervals, i.e. periodically, with a period of 2 μm to 50 μm. The individual structural elements themselves are individual, they do not all have to be the same. The term "periodic" only refers to the arrangement of the structural elements at regular intervals.
Die Strukturelemente sind individuell derart ausgebildet, z. B. gegenüber einer, durch die im Wesentlichen plane Ausgestaltung des Trägersubstrats festgelegte, Hauptebene individuell geneigt, dass sie zusammen mindestens ein Motiv präsentieren. Periodische Mikrostrukturen im Sinne der Anmeldung sind bei der Betrachtung der Mikrostruktur in der Schnittdarstellung beispielsweise auch eine Sägezahnstruktur mit individueller Zahnneigung, eine Wellenstruktur oder Ähnliches. Durch die Periode von 2 µm bis 50 µm beeinflussen Beugungserscheinungen die optischen Eigenschaften nur gering.The structural elements are individually designed such. B. compared to a fixed by the substantially planar configuration of the carrier substrate, individually inclined main plane that together they present at least one motif. Periodic microstructures within the meaning of the application are also, for example, a sawtooth structure with individual tooth inclination, a wave structure or the like when considering the microstructure in the sectional view. Due to the period of 2 µm to 50 µm, diffraction phenomena have only a slight influence on the optical properties.
Jedes Strukturelement wirkt z. B. als Pixel, das auf der Oberfläche des Trägersubstrats angeordnet ist. Die Pixel sind gemäß der Periode angeordnet. Jedes Pixel bildet z. B. eine optisch wirksame Facette und erzeugt durch deren Ausrichtung einen individuellen optischen Effekt, sodass kippwinkelabhängig mehrere Motive, bzw. Motivbewegungen oder Motiveffekte von der Mikrostruktur präsentiert werden.Each structural element acts z. B. as a pixel, which is arranged on the surface of the carrier substrate. The pixels are arranged according to the period. Each pixel forms z. B. an optically effective facet and generates an individual optical effect through its orientation, so that depending on the tilt angle several motifs or motif movements or motif effects are presented by the microstructure.
Die Mikrostruktur ist achromatisch. Achromatische Mikrostrukturen erzeugen keinen Farbeffekt. Sie erscheinen für den Betrachter farblos. So wird von der Mikrostruktur zwar ein von oben betrachtet sichtbares, insbesondere kippwinkelabhängiges Motiv bereitgestellt, aufgrund des fehlenden Farbeffekts, resultierend aus der achromatischen Eigenschaft der Mikrostruktur, ist das Motiv allerdings nicht mehrfarbig. Beispiele für achromatische Mikrostrukturen sind achromatische Blaze-Strukturen, symmetrische Mikrostrukturen (wie z. B. Sinusgitter) oder Mattstrukturen. Bevorzugt werden als achromatische Mikrostrukturen Blaze-Strukturen (wie beispielsweise Sägezahngitter), und achromatische symmetrische Mikrostrukturen (wie beispielsweise Sinusgitter) verwendet.The microstructure is achromatic. Achromatic microstructures do not produce a color effect. They appear colorless to the viewer. Although the microstructure provides a motif that is visible from above and is in particular dependent on the tilt angle, the motif is not multicolored due to the lack of a color effect resulting from the achromatic property of the microstructure. Examples of achromatic microstructures are achromatic blaze structures, symmetrical microstructures (such as sine gratings) or matt structures. Blaze structures (such as, for example, sawtooth gratings) and achromatic symmetrical microstructures (such as, for example, sinusoidal gratings) are preferably used as achromatic microstructures.
Im Verfahren zum Erzeugen des optisch variablen Sicherheitselements wird die beschriebene Mikrostruktur auf dem Trägersubstrat ausgebildet. Bevorzugt wird dies durch Prägen, z. B. in einen Prägelack, realisiert.In the method for producing the optically variable security element, the described microstructure is formed on the carrier substrate. This is preferably done by embossing, e.g. B. in an embossing lacquer realized.
Die Schichtenfolge des optisch variablen Sicherheitselements weist eine Reflexionsschicht und eine blickwinkelabhängige Schicht auf.The layer sequence of the optically variable security element has a reflection layer and a viewing-angle-dependent layer.
Die Reflexionsschicht kann mindestens eine der folgenden Schichten aufweisen: eine Metallschicht, eine Buntfarbenschicht, die einen mehrfarbigen visuellen Sinneseindruck erzeugt und einen farbigen/transparenten Ätzresist. The reflective layer may include at least one of the following layers: a metal layer, a chromatic paint layer that produces a multicolored visual sensation, and a colored/transparent etching resist.
Die Reflexionsschicht sorgt im Zusammenwirken mit der Mikrostruktur dafür, dass die Intensität des einfallenden Lichts verändert und dadurch das von der Mikrostruktur bewirkte Motiv mit bloßem Auge gut sichtbar wird. Das Motiv ist damit in Bereichen des Sicherheitselementes sichtbar, in denen die Reflexionsschicht vorhanden ist. Eine hochbrechende Schicht ist eine Reflexionsschicht.In cooperation with the microstructure, the reflective layer ensures that the intensity of the incident light changes, making the motif created by the microstructure clearly visible to the naked eye. The motif is thus visible in areas of the security element in which the reflective layer is present. A high refractive index layer is a reflective layer.
Die blickwinkelabhängige Schicht erzeugt einen betrachtungswinkelabhängigen (sog. OVD-) Farbeindruck. Die Farbe des Bereichs des optisch variablen Sicherheitselements, in dem die blickwinkelabhängige Schicht sichtbar ist, verändert sich je nach Beleuchtungs- oder Betrachtungsrichtung.The viewing angle dependent layer creates a viewing angle dependent (so-called OVD) color impression. The color of the area of the optically variable security element in which the viewing-angle-dependent layer is visible changes depending on the direction of illumination or viewing.
Bevorzugt ist die blickwinkelabhängige Schicht als Colourshift-Schichtsystem mit einer Schichtenfolge aus einer teildurchlässigen Reflektorschicht, einer dielektrischen Abstandsschicht und einer Reflektorschicht ausgebildet. Bevorzugt kann die blickwinkelabhängige Schicht eine optisch variable Tinte aufweisen, die einen blickwinkelabhängigen Farbeeffekt erzeugt. Die optisch variable Tinte ist ein bevorzugt farbloser Stoff, der von optisch variablen Pigmenten durchsetzt ist. Die Pigmente weisen einen z. B. symmetrischen Dünnschichtaufbau auf, der durch Interferenzeffekte einen blickwinkelabhängigen Farbwechsel, wie beispielsweise von grün zu blau oder von magenta zu grün, erzielt. Die Pigmente liegen z. B. in Plättchenform vor und ihre lateralen Abmessungen liegen bevorzugt in einem Bereich von 1 µm bis 200 µm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 10 µm bis 50 µm. Die Dicken der Plättchen liegen bevorzugt in einem Bereich von 200 nm bis 10 µm, besonders bevorzugt in einem Bereich von 350 nm bis 1500 nm.The layer that is dependent on the viewing angle is preferably designed as a color shift layer system with a layer sequence made up of a partially transparent reflector layer, a dielectric spacer layer and a reflector layer. The viewing-angle-dependent layer can preferably have an optically variable ink that produces a viewing-angle-dependent color effect. The optically variable ink is a preferably colorless substance interspersed with optically variable pigments. The pigments have a z. B. symmetrical thin-film structure, which achieves a viewing angle-dependent color change, such as from green to blue or from magenta to green, through interference effects. The pigments are z. B. in platelet form and their lateral dimensions are preferably in a range from 1 micron to 200 microns, particularly preferably in a range from 10 microns to 50 microns. The thicknesses of the platelets are preferably in a range from 200 nm to 10 μm, particularly preferably in a range from 350 nm to 1500 nm.
Das optisch variable Sicherheitselement umfasst also die Mikrostruktur, welche auf/in dem Trägersubstrat ausgebildet ist, und die erläuterte Schichtenfolge mit der Reflexionsschicht und der blickwinkelabhängige Schicht. Die Reflexionsschicht und die blickwinkelabhängige Schicht können in zwei Varianten ausgebildet sein.The optically variable security element thus comprises the microstructure, which is formed on/in the carrier substrate, and the explained layer sequence with the reflection layer and the viewing-angle-dependent layer. The reflection layer and the viewing-angle-dependent layer can be designed in two variants.
In einer ersten Variante liegen beide Schichten über der Mikrostruktur und oben liegende Schicht, d. h. die Reflexionsschicht oder die blickwinkelabhängige Schicht, weist mindestens eine Aussparung auf. Die andere der beiden Schichten ist unstrukturiert. In der Schichtenfolge liegt diejenige Schicht, die die Aussparung aufweist, von der Oberseite aus gesehen über der anderen Schicht, die unstrukturiert ist. Umstrukturiert heißt, dass diese Schicht keine Aussparung hat. Sie kann aber durchaus geprägt sein, d. h. eine strukturierte Oberfläche haben.In a first variant, both layers overly the microstructure and top layer, i. H. the reflective layer or the viewing-angle-dependent layer has at least one gap. The other of the two layers is unstructured. In the layer sequence, that layer which has the cutout, seen from the top, lies above the other layer which is unstructured. Restructured means that this layer has no recess. But it can definitely be embossed, i. H. have a textured surface.
Die Aussparung sorgt dafür, dass in der Aussparung der optische Effekt der unteren Schicht und außerhalb der Aussparung der optische Effekt der oberen Schicht sichtbar ist. Dadurch erzeugt die Aussparung ein zweites Motiv.The recess ensures that the optical effect of the lower layer is visible in the recess and the optical effect of the upper layer is visible outside of the recess. As a result, the recess creates a second motif.
Ist die obere Schicht die blickwinkelabhängige Schicht, wird das optisch variable Sicherheitselement von oben mit einer blickwinkelabhängigen Einfärbung wahrgenommen. In der Aussparung wirkt nur die in der Schichtenfolge unten liegende Reflexionsschicht, sodass von oben gesehen in der Aussparung das Motiv, das durch die Reflexionsschicht erzeugt wird, wahrgenommen wird, aber ohne den ansonsten vorhandenen blickwinkelabhängigen Farbeindruck. Das zweite Motiv ist somit die Aussparung, in welcher der OVD-Farbeindruck fehlt.If the upper layer is the viewing-angle-dependent layer, the optically variable security element is perceived from above with a viewing-angle-dependent coloring. Only the reflective layer at the bottom of the layer sequence is effective in the recess, so that the motif created by the reflective layer can be seen in the recess when viewed from above, but without the color impression otherwise present, which depends on the viewing angle. The second motif is therefore the recess in which the OVD color impression is missing.
Ist die obere Schicht die Reflexionsschicht, ist von oben gesehen das Motiv, sichtbar; aufgrund der Deckwirkung der Reflexionsschicht aber ohne OVD-Farbeindruck. In der Aussparung wirkt hingegen die tiefer angeordnete blickwinkelabhängige Schicht, sodass in der Aussparung ein blickwinkelabhängiger Farbeindruck wahrgenommen wird - allerdings wegen dort nicht vorhandener Reflexionsschicht kein Motiv. In diesem Fall tritt der blickwinkelabhängige Farbeffekt nur in der Aussparung auf.If the top layer is the reflective layer, the motif is visible when viewed from above; but without an OVD color impression due to the covering effect of the reflection layer. In the recess, on the other hand, the deeper layer that depends on the viewing angle has an effect, so that a color impression that depends on the viewing angle is perceived in the recess - but no motif because there is no reflective layer there. In this case, the viewing angle-dependent color effect only occurs in the recess.
Im Verfahren gemäß der ersten Variante zum Erzeugen des optischen Sicherheitselements wird die Reflexionsschicht auf die Mikrostruktur und die blickwinkelabhängige Schicht auf das Trägersubstrat oder die Reflexionsschicht aufgebracht, wobei in die Reflexionsschicht oder die blickwinkelabhängige Schicht die mindestens eine Aussparung eingebracht wird und die andere der beiden Schichten unstrukturiert belassen wird. Dabei wird diejenige Schicht, in die die Aussparung eingebracht wurde, von der Oberseite aus gesehen über der anderen Schicht angeordnet, die unstrukturiert ist. Dies erleichtert die Herstellung und begünstigt einen fälschungssicheren Effekt.In the method according to the first variant for producing the optical security element, the reflective layer is applied to the microstructure and the viewing angle-dependent layer to the carrier substrate or the reflective layer, with the at least one recess being introduced into the reflective layer or the viewing angle-dependent layer and the other of the two layers being unstructured will be left. In this case, that layer in which the cutout was introduced is arranged above the other layer, which is unstructured, as seen from the top. This simplifies production and promotes a forgery-proof effect.
Wird in der ersten Variante die Aussparung in der Reflexionsschicht oder der blickwinkelabhängigen Schicht vorgesehen, sollte bevorzugt eine Flächendeckung der Aussparung zwischen 10 % und 90 % liegen, besonders bevorzugt zwischen 30 % und 70 %.If the gap is provided in the reflection layer or the viewing-angle-dependent layer in the first variant, the area coverage of the gap should preferably be between 10% and 90%, particularly preferably between 30% and 70%.
Die Aussparung in der Reflexionsschicht oder der blickwinkelabhängigen Schicht können auf unterschiedliche Art und Weise erzeugt werden, welche im Folgenden erläutert werden. Selbstverständlich können auch mehrere Aussparungen erzeugt werden.The gap in the reflection layer or the viewing-angle-dependent layer can be produced in different ways, which are explained below. Of course, several recesses can also be created.
In einer Option wird vor dem Aufbringen der Schicht eine Waschfarbe auf die Mikrostruktur in den Bereichen, in denen die Aussparung in der Schicht erzeugt werden soll, aufgedruckt. Erst nach Aufbringen der Waschfarbe auf diese Bereiche wird die Schicht auf die Mikrostruktur aufgebracht. Anschließend wird die Waschfarbe von der Mikrostruktur entfernt, indem sie mit dem Medium in Kontakt gebracht wird, in dem sie löslich ist (z.B. Wasser), wodurch in den Bereichen, in denen die Mikrostruktur mit der Waschfarbe bedruckt wurde, auch die darüber liegende Schicht entfernt wird. Benachbarte Bereiche der Schicht, wo unter der Schicht keine Waschfarbe aufgebracht wurde, werden dabei nicht beeinträchtigt.In one option, a wash color is applied to the microstructure in the prior to application of the layer Printed areas in which the gap is to be created in the layer. The layer is only applied to the microstructure after the wash color has been applied to these areas. The wash ink is then removed from the microstructure by contacting it with the medium in which it is soluble (e.g. water), which also removes the overlying layer in the areas where the wash ink has been printed on the microstructure will. Adjacent areas of the layer where no wash color has been applied under the layer will not be affected.
In einer anderen Option wird zur Einbringung der Aussparungen in die Schicht nach Aufbringen der Schicht auf die Mikrostruktur bereichsweise (in den Bereichen, in denen keine Aussparungen entstehen sollen) ein Ätzresist aufgebracht. In einem darauf folgenden Ätzschritt werden nur die nicht mit dem Ätzresist bedeckten Bereiche geätzt und dadurch Aussparungen in der Schicht erzeugt.In another option, an etching resist is applied in regions (in the areas in which no recesses are intended) to introduce the recesses into the layer after the layer has been applied to the microstructure. In a subsequent etching step, only the areas not covered with the etch resist are etched, thereby creating gaps in the layer.
In einer weiteren Option werden die Aussparungen in der Schicht durch Laserablation erzeugt. Dabei werden kurze Lichtpulse mit hoher Intensität rasterartig auf der Oberfläche der Reflexionsschicht geführt, sodass an den belichteten Stellen die Reflexionsschicht abgetragen wird und so die Aussparungen in der Reflexionsschicht erzeugt werden. Dabei rastert ein kurzer Laserpuls mit hoher Intensität über die Bereiche, in denen die Aussparungen vorgesehen werden sollen. In den Bereichen, die von den Laserpulsen erfasst werden, wird die Schicht abgetragen und die darunter liegende Schicht wird bei der Betrachtung von der Oberseite aus sichtbar.In a further option, the gaps in the layer are produced by laser ablation. In this case, short light pulses with high intensity are guided in a raster-like manner on the surface of the reflective layer, so that the reflective layer is removed at the exposed points and the gaps in the reflective layer are thus produced. A short, high-intensity laser pulse scans the areas in which the recesses are to be provided. In the areas covered by the laser pulses, the layer is removed and the underlying layer becomes visible when viewed from the top.
In einer weiteren Option werden die Aussparungen in der Schicht durch einen Transfer erzeugt. Dabei wird die Oberfläche der Mikrostruktur vor dem Aufbringen der Schicht so behandelt oder beschichtet, dass die Haftung der Schicht verschlechtert wird. Anschließend wird eine Folie mit guten Haftungseigenschaften gemäß der Aussparungen, die entstehen sollen, strukturiert, indem der Bereich, in dem die Aussparung entstehen soll, die übrigen Bereiche axial überragt und die erhobenen Bereiche der Folie direkt gegen die Mikrostruktur mit der darauf befindlichen Schicht gedrückt werden. Anschließend wird die strukturierte Folie wieder entfernt und in den behandelten Bereichen löst sich die Schicht von der Mikrostruktur und bleibt an der strukturierten Folie in dem erhobenen Bereich haften, sodass die Aussparung entsteht. Der gleiche Effekt kann bevorzugt erzielt werden, wenn die Haftungseigenschaften umgekehrt sind. Das bedeutet, dass das Metall zunächst auf die strukturierte Folie (mit axial erhobenen und abgesenkten Oberflächenbereichen) aufgetragen und dann partiell auf die Mikrostruktur übertragen wird, indem die Mikrostruktur in Bereichen bessere Haftungseigenschaften aufweist als die strukturierte Folie. In einer weiteren Alternative des Transfers werden die Bereiche, in denen die Aussparungen vorgesehen werden sollen, als flache Bereiche ausgeführt, die die benachbarten strukturierten Bereiche axial überragen. Dann kann die Folie mit den besseren Haftungseigenschaften unstrukturiert ausgeführt werden, und das Metall wird nur von den erhöhten flachen Bereichen der Mikrostruktur entfernt. Im Fall einer Buntfarbe kann diese auch direkt mit der gewünschten Aussparung gedruckt werden.In a further option, the gaps in the layer are created by a transfer. In this case, the surface of the microstructure is treated or coated before the layer is applied in such a way that the adhesion of the layer is impaired. A film with good adhesion properties is then structured according to the recesses that are to be created, in that the area in which the recess is to be created projects axially beyond the other areas and the raised areas of the film are pressed directly against the microstructure with the layer on top . The structured foil is then removed again and the layer detaches from the microstructure in the treated areas and sticks to the structured foil in the raised area, resulting in the gap. The same effect can be preferably obtained when the adhesion properties are reversed. This means that the metal is first applied to the structured foil (with axially raised and lowered surface areas) and then partially transferred to the microstructure, in that the microstructure has better adhesion properties in areas than the structured foil. In a further alternative of the transfer, the areas in which the recesses are to be provided are designed as flat areas which protrude axially beyond the adjacent structured areas. Then the foil can be made unstructured with the better adhesion properties and the metal is only removed from the raised flat areas of the microstructure. In the case of a chromatic color, this can also be printed directly with the desired recess.
Wird die Aussparung in der blickwinkelabhängigen Schicht erzeugt, wird dies bevorzugt dadurch erreicht, dass die Mikrostruktur zunächst mit der Reflexionsschicht beschichtet wird und diese anschließend partiell mit der optisch variablen Tinte überdruckt wird. Man nimmt folglich bei der Betrachtung von der Oberseite aus in Bereichen die optisch variable Tinte und in der Aussparung die auf die Mikrostruktur aufgebrachte Reflexionsschicht wahr.If the gap is produced in the viewing-angle-dependent layer, this is preferably achieved in that the microstructure is first coated with the reflection layer and this is then partially overprinted with the optically variable ink. Consequently, when viewed from the top, one perceives the optically variable ink in areas and the reflection layer applied to the microstructure in the recess.
In Ausführungsformen kann die optisch variable Tinte auch mit niedriger Partikeldichte vollflächig aufgebracht werden. Dabei wird die Partikeldichte so gewählt, dass ein gewisser Prozentsatz der Fläche der Reflexionsschicht von Partikeln bedeckt wird und die restliche Fläche unbedeckt bleibt. Es wird über eine entsprechende Verdünnung der Tinte bzw. Konzentration von Pigmenten in einer Matrix eine Deckung der Oberfläche von 10-90 %, vorzugsweise 30 % - 70 %, realisiert. Auch dadurch wird der Effekt erzielt, dass bei Betrachtung von der Oberseite aus sowohl Bereiche der optisch variablen Tinte als auch Bereiche der Reflexionsschicht sichtbar sind.In embodiments, the optically variable ink can also be applied over the entire surface with a low particle density. The particle density is selected in such a way that a certain percentage of the area of the reflection layer is covered by particles and the remaining area remains uncovered. A surface coverage of 10-90%, preferably 30%-70%, is achieved by appropriate dilution of the ink or concentration of pigments in a matrix. This also achieves the effect that both areas of the optically variable ink and areas of the reflection layer are visible when viewed from the top.
Die Bereiche ohne Aussparung können in beliebigen Formen vorliegen, wobei bevorzugt ihre Abmessungen in mindestens einer Dimension zwischen 5 µm und 200 µm liegen, besonders bevorzugt zwischen 20 µm und 100 µm. Die Flächendeckung der bedruckten Bereiche liegt bevorzugt in einem Wertebereich von 5 % bis 95 %, besonders bevorzugt von 40 % bis 60 %.The areas without a gap can be in any shape, with their dimensions in at least one dimension preferably being between 5 μm and 200 μm, particularly preferably between 20 μm and 100 μm. The area coverage of the printed areas is preferably in a value range from 5% to 95%, particularly preferably from 40% to 60%.
In einer zweiten Variante des optisch variablen Sicherheitselements ist die Reflexionsschicht auf der Mikrostruktur als unstrukturierte, aber über ihre Fläche teildurchlässige Schicht ausgebildet und die blickwinkelabhängige Schicht liegt von der Oberseite aus gesehen unterhalb der Mikrostruktur. Sie ist ebenfalls unstrukturiert. In der zweiten Variante wird einfallendes Licht von der Reflexionsschicht nicht rein reflektiert, sondern die Reflexionsschicht reflektiert Teile des einfallenden Lichts und transmittiert Teile des einfallenden Lichts. Sie ist teildurchlässig und hinsichtlich dieser Eigenschaft nicht strukturiert. Diese Variante kommt gänzlich ohne Strukturierungsschritt aus und zeigt dennoch einen guten Effekt, da das Motiv einen OVD-Farbeffekt hat.In a second variant of the optically variable security element, the reflection layer on the microstructure is formed as an unstructured layer that is partially transparent over its surface, and the viewing-angle-dependent layer lies below the microstructure, as seen from the top. It is also unstructured. In the second variant, incident light is not purely reflected by the reflection layer, rather the reflection layer reflects parts of the incident light and transmits parts of the incident light. It is partially permeable and not structured with regard to this property. This variant comes without any structure at all step and still shows a good effect because the subject has an OVD color effect.
Im Verfahren der zweiten Variante zum Erzeugen des optisch variablen Sicherheitselements wird auf die Mikrostruktur die unstrukturierte, teildurchlässige Reflexionsschicht aufgebracht und die unstrukturierte, blickwinkelabhängige Schicht wird auf das Trägersubstrat, beispielsweise durch einen Klebeschritt aufgebracht, sodass sie sich axial unterhalb der mit der Reflexionsschicht beschichteten Mikrostruktur befindet.In the method of the second variant for producing the optically variable security element, the unstructured, partially transparent reflection layer is applied to the microstructure and the unstructured, viewing angle-dependent layer is applied to the carrier substrate, for example by an adhesive step, so that it is located axially below the microstructure coated with the reflection layer .
In der zweiten Variante wird die Mikrostruktur bevorzugt vollflächig mit der teildurchlässigen Reflexionsschicht, bestehend aus einem transparenten Material beschichtet, das einen hohen Brechungsindex aufweist. Die teildurchlässige Reflexionsschicht weist bevorzugt einen Brechungsindex größer zwei auf. Ein Beispiel für eine derartige teildurchlässige Reflexionsschicht ist eine ZnS-Beschichtung. Die Beschichtung wird bevorzugt durch Vakuumbedampfung auf die Mikrostruktur aufgetragen. Die Dicke der hochbrechenden Schicht kann bevorzugt in einem Bereich von 1 nm bis 100 nm liegen, besonders bevorzugt in einem Bereich von 10 nm bis 50 nm. Eine derartige teildurchlässige Reflexionsschicht reflektiert und transmittiert jeweils signifikante Anteile des einfallenden Lichts. Dadurch bleibt einerseits der optisch variable Effekt der mit der teildurchlässigen Reflexionsschicht beschichteten Mikrostruktur sichtbar, sodass ein Motiv erzeugt wird, und andererseits erzeugt die unterhalb der Mikrostruktur angeordnete blickwinkelabhängige Schicht den optischen Effekt, dass der gesamte Bereich, wenn er von der Oberseite aus betrachtet wird, mit einer blickwinkelabhängigen Einfärbung wahrgenommen wird. Die blickwinkelabhängige Schicht kann dabei bevorzugt als Colourshift-Schichtsystem, wie es bereits beschrieben wurde, ausgeführt sein; sie kann aber auch eine optisch variable Tinte sein.In the second variant, the microstructure is preferably coated all over with the partially transparent reflection layer, consisting of a transparent material that has a high refractive index. The partially transparent reflection layer preferably has a refractive index greater than two. An example of such a partially transparent reflection layer is a ZnS coating. The coating is preferably applied to the microstructure by vacuum vapor deposition. The thickness of the high-index layer can preferably be in a range from 1 nm to 100 nm, particularly preferably in a range from 10 nm to 50 nm. Such a partially transparent reflection layer reflects and transmits significant portions of the incident light. As a result, on the one hand, the optically variable effect of the microstructure coated with the partially transparent reflective layer remains visible, so that a motif is created, and on the other hand, the viewing-angle-dependent layer arranged below the microstructure creates the optical effect that the entire area, when viewed from the top, is perceived with a coloration dependent on the viewing angle. The layer that is dependent on the viewing angle can preferably be implemented as a color shift layer system, as has already been described; however, it can also be an optically variable ink.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der zweiten Variante kann es sich bei der teildurchlässigen Reflexionsschicht um eine dünne Metallschicht handeln, deren Schichtdicke so gewählt ist, dass einfallendes Licht nur teilweise an der Schicht reflektiert wird. Der Effekt ist dann mit dem Effekt, den die hochbrechende Beschichtung hervorruft, vergleichbar. Die dünne Metallschicht weist bevorzugt eine Schichtdicke von 1 nm bis 30 nm auf, besonders bevorzugt eine Schichtdicke von 1 nm bis 8 nm. Das Metall wird bevorzugt durch Vakuumbedampfung auf die Mikrostruktur aufgetragen.In a further preferred embodiment of the second variant, the partially transparent reflection layer can be a thin metal layer whose layer thickness is selected such that incident light is only partially reflected at the layer. The effect is then comparable to the effect caused by the high-index coating. The thin metal layer preferably has a layer thickness of 1 nm to 30 nm, particularly preferably a layer thickness of 1 nm to 8 nm. The metal is preferably applied to the microstructure by vacuum vapor deposition.
Bevorzugt kann die teildurchlässige Schicht auch zusätzlich strukturiert werden. Dies kann beispielsweise durch die bereits beschriebenen Verfahren Laserablation, Aufbringen einer Waschfarbe, Ätzen, oder Ähnliches erreicht werden. Dadurch können weitere Motive erzeugt werden.The partially transparent layer can preferably also be additionally structured. This can be achieved, for example, by the methods already described of laser ablation, application of a wash color, etching, or the like. This allows additional motifs to be created.
Soweit hier von Aussparung die Rede ist, kann diese auch mehrere, nicht miteinander verbundene Aussparungen umfassen.As far as a recess is mentioned here, it can also include several recesses that are not connected to one another.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
-
1 ein optisch variables Sicherheitselement in einer ersten Variante in einer Schnittdarstellung; -
2 das optisch variable Sicherheitselement in der ersten Variante bei einer Betrachtung von einer Oberseite aus; -
3 das optisch variable Sicherheitselement in der ersten Variante in einer weiteren Ausführungsform in der Schnittdarstellung; -
4 das optisch variable Sicherheitselement in der ersten Variante in der weiteren Ausführungsform bei der Betrachtung von der Oberseite aus; -
5 und6 ein optisch variables Sicherheitselement in einer zweiten Variante in der Schnittdarstellung, und -
7 das optisch variable Sicherheitselement in der zweiten Variante bei der Betrachtung von der Oberseite aus.
-
1 an optically variable security element in a first variant in a sectional view; -
2 the optically variable security element in the first variant when viewed from an upper side; -
3 the optically variable security element in the first variant in a further embodiment in the sectional view; -
4 the optically variable security element in the first variant in the further embodiment when viewed from above; -
5 and6 an optically variable security element in a second variant in the sectional representation, and -
7 the optically variable security element in the second variant when viewed from above.
In
Unterhalb des Trägersubstrats 1, in der Regel an dessen Unterseite, ist eine blickwinkelabhängige Schicht angeordnet. Die blickwinkelabhängige Schicht erzeugt an sich kein Motiv, verleiht dem optisch variablen Sicherheitselement einen Farbeindruck, der vom Blickwinkel eines Betrachters abhängig ist. Bei der blickwinkelabhängigen Schicht in
In
Beim optisch variablen Sicherheitselement gemäß der
Die blickwinkelabhängige Schicht erzeugt beim Betrachter einen Farbeindruck, der vom Betrachtungswinkel abhängt. Das Vorsehen der Aussparung 15 sorgt dafür, dass in Bereichen, in denen keine Aussparung 15 vorgesehen ist, bei der Betrachtung von oben das von der Reflexionsschicht 4 im Zusammenwirken mit der Mikrostruktur 2 erzeugte Motiv sichtbar ist und in der Aussparung 15 ein blickwinkelabhängiger Farbeindruck, hervorgerufen durch die blickwinkelabhängige Schicht, entsteht. So wird von der Aussparung 15 ein Motiv erzeugt. Generell sind neben mikroskopisch gerasterten Aussparungen, makroskopischen Aussparungen auch gerasterte Darstellungen wie Halbtonbilder möglich. Diese Aussparung 15 in der Reflexionsschicht 4 kann auf unterschiedliche Art und Weise erzeugt werden, wie sie bereits erläutert wurden. Möglichkeiten zur Erzeugung der Aussparung 15 sind das Aufbringen einer Waschfarbe, das Aufbringen eines Ätzresists in Bereichen, die nicht ausgespart werden sollen, das Erzeugen der Aussparung 15 durch Laserablation, oder ein bereits beschriebener Transfer. Es können auch mehrere Aussparungen 15 erzeugt werden, die Formen der Aussparung 15 sind dabei beliebig. Die Flächendeckung der Aussparung 15 liegt z. B. in einem Bereich von 10 % bis 90 %, besonders bevorzugt von 40 % bis 60 %.The layer that depends on the viewing angle produces a color impression on the viewer that depends on the viewing angle. The provision of the
In
In dieser Ausführungsform wird die Reflexionsschicht 4 partiell mit der optisch variablen Tinte 14 überdruckt. Dabei eignen sich alle gängigen Druckverfahren, es ist allerdings besonders auf die Registergenauigkeit zu achten. Bevorzugt kann die optisch variable Tinte 14 auch vollflächig auf die Reflexionsschicht 4 aufgedruckt werden und dann durch Laserablation strukturiert werden. Dabei rastern kurze Laserpulse mit hoher Intensität über die Flächen, von denen die optisch variable Tinte 14 abgetragen oder modifiziert werden soll, sodass die Aussparung 15 entsteht. Die optisch variable Tinte 14 kann bevorzugt auch mit niedriger Partikeldichte vollflächig aufgebracht werden. Dabei wird die Partikeldichte so gewählt, dass ein gewisser Prozentsatz der Fläche von Partikeln bedeckt wird und die restliche Fläche unbedeckt bleibt (s.o.).In this embodiment, the
Ist in der blickwinkelabhängigen Schicht die Aussparung 15 vorgesehen, wird in der Aussparung 15, bei der Betrachtung von oben, die sich in der Schichtenfolge unterhalb der blickwinkelabhängigen Schicht befindliche Reflexionsschicht 4 sichtbar, die auf die Mikrostruktur 2 aufgebracht ist und so ein Motiv erzeugt. In den Bereichen, in denen keine Aussparung 15 vorgesehen ist, erzeugt die blickwinkelabhängige Schicht einen blickwinkelabhängigen Farbeindruck. So erzeugt die Aussparung 15 auch in diesem Fall ein Motiv.If the
Die
In der Ausführungsform gemäß
In einer bevorzugten Ausführungsform wird gemäß der
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Trägersubstratcarrier substrate
- 22
- Mikrostrukturmicrostructure
- 44
- Reflexionsschichtreflective layer
- 66
- Colourshif-SchichtsystemColourshift layering system
- 88th
- teildurchlässige Reflektorschichtsemi-transparent reflector layer
- 1010
- dielektrische Abstandsschichtdielectric spacer layer
- 1212
- Reflektorschichtreflector layer
- 1414
- optisch variable Tinteoptically variable ink
- 1515
- Aussparungrecess
- 1616
- hochbrechende Schichthighly refractive layer
- 1818
- dünne Metallschichtthin metal layer
- 2020
- Bereicharea
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |