EP2303594B1 - Security element - Google Patents
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- EP2303594B1 EP2303594B1 EP09768928A EP09768928A EP2303594B1 EP 2303594 B1 EP2303594 B1 EP 2303594B1 EP 09768928 A EP09768928 A EP 09768928A EP 09768928 A EP09768928 A EP 09768928A EP 2303594 B1 EP2303594 B1 EP 2303594B1
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- B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
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- B42D25/378—Special inks
- B42D25/391—Special inks absorbing or reflecting polarised light
Definitions
- the invention relates to a security element for security papers, documents of value and the like and in particular relates to such a security element with a micro-optical moiré magnification arrangement.
- the invention further relates to a method for producing such a security element, a security paper and a data carrier with such a security element.
- Data carriers such as valuables or identity documents, but also other valuables, such as branded goods, are often provided with security elements for the purpose of security, which permit verification of the authenticity of the data carrier and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
- the security elements can be embodied, for example, in the form of a security thread embedded in a banknote, a covering film for a banknote with a hole, an applied security strip or a self-supporting transfer element which is applied to a value document after its manufacture.
- Security elements with optically variable elements which give the viewer a different image impression under different viewing angles, play a special role, since they can not be reproduced even with high-quality color copying machines.
- the security elements can be equipped with security features in the form of diffraction-optically effective microstructures or nanostructures, such as with conventional embossed holograms or other hologram-like diffraction structures, as described, for example, in the publications EP 0 330 733 A1 or EP 0 064 067 A1 are described.
- lens systems it is also known to use lens systems as security features.
- a security thread of a transparent material described on the surface of a grid of several parallel cylindrical lenses is imprinted.
- the thickness of the security thread is chosen so that it corresponds approximately to the focal length of the cylindrical lenses.
- the print image is designed taking into account the optical properties of the cylindrical lenses. Due to the focusing effect of the cylindrical lenses and the position of the printed image in the focal plane different subregions of the printed image are visible depending on the viewing angle.
- By appropriate design of the printed image so that information can be introduced, which are visible only at certain angles.
- a certain embodiment of the printed image also "moving" images can be generated.
- the subject moves only approximately continuously from one location on the security thread to another location.
- micro-optical structures such as blazed grating structures, microlens structures, fresnel lens-like structures or so-called moiré magnification arrangements have also been used as security features.
- Moire magnification arrangements The principle of operation of such Moire magnification arrangements is described in the article " The moire magnifier ", MC Hutley, R. Hunt, RF Stevens and P. Savander, Pure Appl. Opt. 3 (1994), pp. 133-142 , described.
- moiré magnification thereafter refers to a phenomenon that occurs when viewing a raster of identical image objects through a lenticular of approximately the same pitch.
- the object of the invention is to avoid the disadvantages of the prior art and, in particular, to specify a security element with a micro-optical moiré magnification arrangement of high security against counterfeiting.
- the chosen formulation takes into account the fact that the motif image emerges only when using a polarizer with a clear contrast, but barely up to the unaided eye not recognizable at all.
- the typical visual appearance of the moiré magnification arrangement can therefore only be observed with the aid of additional aids and thus forms a hidden security feature integrated in the security element.
- the degree of phase rotation may be proportional to the layer thickness, so that the influence of the polarized light on the layer thickness can be adjusted specifically.
- the nematic liquid-crystalline material may also be present only in regions and in the form of the first micromotif elements. This configuration presents itself as an extreme case of the embodiment just mentioned, if the recessed areas of the nematic liquid-crystalline material are regarded as a layer with a layer thickness of zero.
- the first micromotif elements for light from the predetermined wavelength range form a ⁇ / 4 layer at least in partial regions.
- the security element contains a metallic reflector, in particular in this embodiment.
- the metallic reflector can be formed for example by a layer of aluminum, copper, silver, chromium or a metal pigment layer.
- the first micromotif elements for light from the predetermined wavelength range form a ⁇ / 2 layer at least in partial regions.
- the security element contains in particular in this embodiment advantageously a linear polarizer.
- one or more layers of cholesteric liquid crystalline material may be provided.
- the nematic liquid-crystalline material may be added with another nematic liquid-crystalline material which additionally has a fluorescence functionality.
- the nematic liquid crystalline material may itself be provided with these properties.
- Such a liquid-crystalline material exhibits a defined fluorescence upon irradiation with light of suitable wavelength and polarization, which is likewise polarized.
- the first micromotif elements generating the hidden image information can be combined with at least one further motif image which consists of a planar periodic or at least locally periodic arrangement of a plurality of second micromotif elements which generate visible image information.
- the enlarged moiré image of these second micromotif elements can already be seen with the naked eye when no aids are used. Accordingly, the security element when viewed with white light / without aids and when viewed through a polarizer each have a different appearance. As explained in detail below, such a configuration can also be used to generate further, completely novel optical effects.
- the first and second micromotif elements may also form moiré images that are meaningful.
- the arrangement of first micromotif elements, the arrangement of microfocusing elements and optionally the arrangement of second micromotif elements at least locally each form a two-dimensional Bravais grid, the arrangement of first micromotiv elements and / or the arrangement of microfocusing elements and / or the Arrangement of second micromotif elements preferably form a Bravais grating with the symmetry of a parallelogram grating.
- the arrangement of first micromotif elements and the arrangement of second micromotif elements in their lattice periods and lattice orientations are identical, each lattice site of the arrangement of first micromotif elements with a first micromotif element and / or a second micromotif element is occupied.
- each lattice site is therefore occupied by a first micromotif element or a second micromotif element.
- each lattice site may also be occupied by a first micromotif element and a second micromotif element, wherein the first and second micromotif elements are at least partially adjacent to one another.
- the arrangement of first micromotif elements and the arrangement of second micromotif elements differ in their grating periods and / or grating orientations.
- the arrangement of first micromotif elements and the arrangement of second micromotif elements are arranged in different layers and can be present, for example, separated from one another by additional layers.
- the first and second micromotif elements can also be arranged in the same layer.
- the lateral dimensions of the first and optionally the second micromotif elements and the microfocusing elements are preferably below about 100 ⁇ m, preferably between about 5 ⁇ m and about 50 ⁇ m, particularly preferably between about 10 ⁇ m and about 35 ⁇ m.
- the first and / or the second micromotif elements are preferably used with a line thickness between about 1 ⁇ m and about 10 ⁇ m, preferably between about 1 ⁇ m and about 5 ⁇ m and / or with a structure thickness between about between about 1 ⁇ m and about 10 ⁇ m, preferably between formed about 1 micron and about 5 microns.
- the micromotif elements can also contain areal areas and can have both positive elements and negative elements.
- the first and / or optionally the second micromotif elements are advantageously present in the form of micro-characters or micro-patterns.
- the micromotif elements must be substantially identical to produce the moiré magnification effect.
- a slow, in particular periodically modulated change in the appearance of the micromotif elements and thus also of the enlarged images is likewise within the scope of the invention.
- individual or a part of the micromotif elements may be equipped with additional information that does not appear in the enlarged moiré image, but that can be used as an additional authenticity indicator.
- the first and / or the second micromotif elements can be provided with an optically substantially isotropic overcoat.
- the motif images and the arrangement of microfocusing elements are useful on opposite surfaces of an optical spacer layer arranged.
- the spacer layer may comprise, for example, a plastic film and / or a lacquer layer.
- the microfocusing elements of the moiré magnification arrangement can be present as transmissive, refractive or diffractive lenses or as a mixed form.
- they are formed by non-cylindrical microlenses, in particular by microlenses with a circular or polygonal limited base surface.
- the microlenses of the array of microfocusing elements are formed by spherical or aspherical lenses.
- One or more optically substantially isotropic adhesive layers and / or one or more optically substantially isotropic adhesion promoter layers are advantageously provided in the security element.
- the security element can moreover be equipped with one or more functional layers, in particular with layers with visually and / or machine-detectable security features.
- functional layers for example, all-surface or partial reflective, high-refractive or color-shifting layers in question, or even polarizing or phase-shifting layers, opaque or transparent conductive layers, soft or hard magnetic layers or fluorescent or phosphorescent layers.
- the invention also includes a method for producing a security element with a micro-optical moiré magnification arrangement, in which a first motif image consisting of a planar periodic or at least locally periodic arrangement of a plurality of first micromotif elements forming hidden image information and a planar image Periodic or at least locally periodic arrangement of a plurality of Mikrofokussier instituten be arranged so that the first micromotif elements are enlarged when viewed through the Mikrofokussierimplantation recognizable.
- the first micromotif elements are formed from nematic liquid-crystalline material such that they form a phase-shifting layer for light from a predetermined wavelength range.
- the first micromotif elements are formed by a partially different layer thickness of the nematic liquid-crystalline material.
- the first micromotif elements are expediently embossed into a layer of nematic liquid-crystalline material which is applied to a carrier foil.
- the nematic liquid-crystalline material can also be formed only in regions and in the form of the first micromotif elements.
- the first micromotif elements of nematic liquid-crystalline material are printed on a carrier foil.
- the nematic liquid-crystalline material is advantageously applied to a carrier film designed for aligning liquid crystals.
- the carrier foil may also be provided with an alignment layer for aligning liquid crystals.
- a smooth PET film of good surface quality can advantageously be used as the carrier film.
- the carrier film may also comprise a plurality of partial layers, for example an above-mentioned alignment layer.
- an alignment layer for example, a layer of a linear Photopolymer, a finely structured layer or aligned by exerting shear forces layer questioned.
- a suitable finely structured layer can be produced for example by embossing, etching or scoring.
- a carrier film is provided, the surface of which has an arrangement of elevations and depressions in the form of the desired motif image.
- the wells of the carrier foil are filled with nematic liquid-crystalline material.
- the geometry of the structures is responsible for aligning the nematic liquid crystalline material in the wells without additional alignment structures.
- no alignment structures are provided in the form of a film provided with an alignment layer or a film designed for aligning liquid crystals.
- the thickness of the carrier film is expediently between about 5 ⁇ m and about 50 ⁇ m, preferably between about 5 ⁇ m and about 25 ⁇ m.
- a carrier foil that is optically substantially isotropic to light from the predetermined wavelength range.
- a carrier film may consist of cycloolefin copolymers or be formed by a combination of two or more differently oriented plastic films.
- the carrier film for light from the predetermined wavelength range a defined optical anisotropy with an over the extent of the security element constant retardation.
- carrier films with a path difference of n * ⁇ , with n from the natural numbers, and especially with a path difference of 1 * ⁇ are preferred because the polarization of light when passing through such a film, as in an optically isotropic film substantially remains unchanged.
- the nematic liquid-crystalline material is advantageously formed in a layer thickness such that the micromotif elements for light from the predetermined wavelength range form a ⁇ / 4 layer or a ⁇ / 2 layer at least in partial regions.
- the first micromotif elements generating the hidden image information are combined with at least one further motif image which consists of a planar periodic or at least locally periodic arrangement of a plurality of second micromotif elements which generate visible image information.
- a security paper according to the invention for the production of security or value documents, such as banknotes, checks, identity cards, certificates or the like, is provided with a security element of the type described above.
- the security paper may in particular comprise a carrier substrate made of paper or plastic.
- the invention also includes a data carrier, in particular a brand article, a valuable document, decorative article, such as a packaging, postcards or the like, with a security element of the type described above.
- the security element can in particular in a window area, So a transparent or recessed area of the disk, be arranged.
- Fig.1 shows a schematic representation of a banknote 10, which is provided with two security elements 12 and 16.
- the first security element represents a security thread 12 which emerges in certain window areas 14 on the surface of the banknote 10, while it is embedded in the intervening areas in the interior of the banknote 10.
- the second security element is formed by a glued transfer element 16 of any shape.
- the security element 16 can also be designed in the form of a security strip, a label or a cover film, which is arranged over a window area or a through opening of the banknote.
- Both the security thread 12 and the transfer element 16 may include a moiré magnification arrangement with hidden image information according to an embodiment of the invention.
- a moiré magnification arrangement with hidden image information according to an embodiment of the invention.
- Fig. 2 schematically shows the layer structure of a security element according to the invention 20 in cross section, wherein only the parts of the layer structure required for the explanation of the principle of operation are shown.
- the security element 20 includes an optical spacer layer 22, the upper side of which is provided with a regular array of microlenses 24.
- the arrangement of the microlenses 24 in each case partially forms a grid with preselected screen parameters, such as screen ruling, grid orientation and grid symmetry.
- the lattice symmetry can be described by a two-dimensional Bravais lattice, for the sake of simplicity of which hexagonal symmetry is assumed for the following explanation, although the Bravais lattice according to the invention may have a lower symmetry and thus a more general shape.
- a motif layer 26 is arranged, which contains a likewise grid-shaped arrangement of similar micromotif elements 28.
- the arrangement of the micromotif elements 28 can also be described by a two-dimensional Bravais lattice with a preselected symmetry, again assuming a hexagonal lattice symmetry for illustration.
- the Bravais lattice of the micromotif elements 28 differs slightly in its symmetry and / or in the size of the lattice parameters from the Bravais lattice of the microlenses 24 to produce the desired moiré magnification effect ,
- the distance of adjacent microlenses 24 is preferably chosen as small as possible in order to ensure the highest possible area coverage and thus a high-contrast representation.
- the spherically or aspherically configured microlenses 24 have a diameter between 5 ⁇ m and 50 microns, preferably only between 10 microns and 35 microns and are therefore not visible to the naked eye.
- the grating period and the diameter of the micromotif elements 28 are of the same order of magnitude as those of the microlenses 24, that is to say in the range from 5 ⁇ m to 50 ⁇ m, preferably from 10 ⁇ m to 35 ⁇ m, so that the micromotif elements 28 themselves can not be recognized by the naked eye are.
- the optical thickness of the spacer layer 22 and the focal length of the microlenses 24 are matched to one another such that the micromotif elements 28 are approximately at a distance of the lens focal length. Due to the slightly differing lattice parameters, when the security element 20 is viewed from above through the microlenses 24, the viewer sees a slightly different subarea of the micromotif elements 28, so that the large number of microlenses overall produces an enlarged image of the micromotif elements 28. The resulting moiré magnification depends on the relative difference of the lattice parameters of the Bravais lattice used. If, for example, the grating periods of two hexagonal gratings differ by 1%, the result is a 100-fold moire magnification.
- the micromotif elements according to the invention are now formed from nematic liquid-crystalline material and form a phase-shifting layer for light from a predetermined wavelength range, so that the magnified moiré image substantially can only be seen by looking at the security element through a polarizer.
- Fig. 3 shows a security element according to the invention with a hidden motif image that can be configured in the form of a security thread 30 for a banknote. It shows Fig. 3 (a) a schematic view of the motif picture, Fig. 3 (b) a cross section through the security element and a circular polarizer for viewing the security element.
- the security thread 30 has as a carrier a transparent PET film 32 having a thickness of about 25 ⁇ m.
- a periodic arrangement of microlenses 34 is applied by embossing a UV-curing lacquer.
- a UV-curable lacquer 48 was first applied, in which microstructures 36 were generated by means of an embossing tool, not shown, consisting of an array of elevations and depressions in the form of the desired motif image.
- the recesses are filled with nematic liquid crystalline material to form the hidden micromotif elements 38. Even without additional alignment structures, the nematic liquid-crystalline material aligns in the embossed depressions. Without being bound to these explanations, the geometry of the embossed structures is probably responsible for this.
- Fig. 3 (a) the micromotif elements 38 forming the motif image are shown for illustration only as simple letters "A".
- phase-shifting layers can be produced along the main crystal axes due to the different refractive indices of the rod-shaped liquid crystals.
- layer thickness d of the layer of nematic liquid-crystalline material is specified in the exemplary embodiment by the appropriately selected depth of the microstructures 36.
- the arrangement of the micromotif elements 38 is provided with a transparent overcoat 42 and thus protected against counterfeiting attacks.
- a metallic reflector layer 44 is applied, for example, aluminum, chromium, silver or copper, which contains negative image elements in the form of uncoated portions 46.
- overpainting 42 such recesses can be well produced with a washing process, as for example from the document WO 99/13157 A1 It is known that the overcoat 42 can compensate for the increased roughness of the micro-motive elements 38 present in the depressions.
- the motif formed by the micromotif elements 38 present as a ⁇ / 4 layer is hardly recognizable, since the security element in the areas of the micromotif elements essentially reflects the same amount of light as in the other areas and the unarmed eye reflects the linear polarization of the light in the Regions of micromotif elements reflected light can not detect.
- a suitable circular polarizer 40 may be formed for example by a linear polarizer and a downstream ⁇ / 4 plate.
- the motif image formed in the ⁇ / 4 layer of the micromotif elements 38 can be made visible by a light / dark effect when rotating the linear polarizer. While the brightness of the metallic reflector layer 44 remains substantially unchanged upon rotation of the linear polarizer, the micromotif elements 38 appear bright in a first position of the polarizer, but become darker as the polarizer rotates to a second position.
- the security element instead of the metallic reflector layer 44 may include a layer of cholesteric liquid crystalline material.
- the layer thickness of the micromotif elements 38 made of nematic liquid-crystalline material is selected such that a ⁇ / 2 layer is obtained for the wavelength range in which the cholesteric liquid-crystal layer selectively reflects.
- the security element further contains, at least in some areas, a dark background layer which forms an absorbent background.
- the dark background layer can be present even in the form of characters and / or patterns. In particular, it may be printed by coloring a substrate or by applying a laser beam to a substrate.
- the cholesteric liquid crystal layer reflects light with a preselected circular polarization direction, for example left circularly polarized light.
- the security element light with the opposite polarization direction, in the embodiment so right circularly polarized light
- the polarization direction of the cholesteric liquid crystal layer reflected, left circularly polarized light of
- the ⁇ / 2 layer is just reversed by the path difference between the ordinary and the extraordinary beam in its polarization orientation.
- the motif formed by the micromotif elements 38 present as a ⁇ / 2 layer is hardly recognizable, since the security element in the covered and uncovered areas reflects substantially the same amount of light and the unarmed eye can not distinguish the circular polarization direction of the light.
- the security element is viewed through a circular polarizer 40 which transmits only right-circularly polarized light
- the motif image formed in the ⁇ / 2 layer of the micromotif elements 38 emerges with a clear contrast, so that a moire magnification effect can be observed.
- the micromotif elements 38 appear bright, the uncovered areas of the cholesteric liquid crystal layer dark.
- a reverse (negative) image impression results when using a circular polarizer, which transmits only left circularly polarized light.
- the circular polarizer 40 may be formed by, for example, a linear polarizer followed by a ⁇ / 4 plate.
- a color change can be achieved when viewing the circular polarizer.
- the micromotif elements 38 of the security element formed as a ⁇ / 2 layer lie between two layers of cholesteric liquid crystalline material which selectively reflect light from different wavelength ranges but the same circular polarization direction.
- a first cholesteric liquid crystal layer may reflect blue light in the vertical viewing direction and shorter wavelength UV radiation in the acute viewing direction
- a second cholesteric liquid crystal layer disposed below the ⁇ / 2 layer may be formed so that it reflects red light in the vertical viewing direction and shorter wavelength green light in the acute viewing direction.
- the security element When viewed with a circular polarizer, depending on the transmission properties of the circular polarizer, which transmits either only right- or only left-circularly polarized light, as well as the polarization properties of the cholesteric liquid crystal layers when tilting the security element only in the ⁇ / 2 layer of the micromotiv elements 38th observed areas from yellow to ultraviolet (motif image disappears when tilting) or from red to green (motif image changes color). Viewed without tools, the security element uniformly displays a color shift effect from magenta to green. The motif image formed in the ⁇ / 2 layer of the micromotif elements 38 is hardly recognizable here.
- the dark background layer which is essential for the recognizability of the described color or polarization effects, can alternatively also be provided by a separate display element and formed, for example, by a commercially available printing ink printed on one side of the banknote. Only when the banknote is folded, so that in this case expediently designed as a see-through security element Security element comes to rest on the display element, the intended color and / or polarization effects can be detected.
- This in Fig. 4 shown security element 50 according to a further embodiment of the invention has a hidden motif image, in which the micromotif elements are formed by a partially different thickness of a layer of nematic liquid-crystalline material.
- the security element 50 can also be a security thread or a cover sheet for banknotes.
- a layer 56 of nematic liquid-crystalline material was first applied, preferably printed, embossed into the arrangement of elevations and depressions in the form of the desired motif image has been.
- the carrier used is a film designed for aligning liquid crystals.
- the carrier 52 may also be provided with an alignment layer for aligning liquid crystals.
- the printing of the layer 56 of nematic liquid-crystalline material can take place, for example, in the gravure, inkjet, flexographic, offset or multi-roll printing process. In this case, in printing processes that require a low viscosity, a suitable dilution with solvents. In printing processes which require high viscosity, such as the offset printing process or the multi-roll printing process, the viscosity of the liquid-crystalline material can be achieved, for example, by applying the liquid-crystalline material from the melt.
- the layer thickness d 1 is selected such that one obtains a ⁇ / 4 or a ⁇ / 2 layer for a predetermined wavelength range.
- the layer thickness d 2 of the intermediate regions 59 in the exemplary embodiment is below about 0.5 ⁇ m, preferably below about 0.3 ⁇ m.
- the optical effect of these regions 59 of the nematic liquid crystal layer 56 can be neglected due to their small layer thickness d 2 .
- nematic liquid crystal layers require a layer thickness on the order of about 0.5 ⁇ m to about 3 ⁇ m to achieve a significant phase-shifting effect.
- the nematic liquid crystal layer 56 may also be printed in the various subregions 58, 59 in the form of the desired motif image with differently sized layer thickness d 1 or d 2 , for example in a plurality of printing processes.
- Fig. 5 shows a security element according to the invention with a hidden motif image, which may be in the form of a security thread or, as in the embodiment, in the form of a cover sheet 60 for a banknote with hole.
- the cover film 60 has as a carrier a transparent PET film 62 with a thickness of about 20 .mu.m, on one surface of which a periodic arrangement of microlenses 64 is applied.
- the opposite surface of the carrier film 62 is first pretreated for a good anchoring of the nematic liquid-crystalline material, for example by means of an adhesion-promoting corona process, in which the process atmosphere may differ from air.
- a motif image of micromotif elements 68 is then applied to the pretreated surface.
- a tool mold for applying the micromotif elements 68, a tool mold, not shown here, is used whose surface has an arrangement of elevations and depressions in the form of the desired microstructure.
- the cavities of the mold are filled with a curable nematic liquid-crystalline material, for example in the form of a liquid-crystalline melt, and the surface of the mold is then brought into contact with the surface-treated carrier film 62, the nematic liquid-crystalline material standing in contact with the carrier film in the cavities of the mold Tool mold is hardened.
- the surface of the tool mold is removed again from the carrier film 62, so that the hardened nematic liquid-crystalline material connected to the carrier film in the form of the micromotif elements 68 can be pulled out of the depressions of the mold or embossing mold.
- the depth of the depressions of the tool mold is selected such that the micromotif elements 68 produced thereby form a ⁇ / 2 layer for a predetermined wavelength range in the exemplary embodiment. Further details of such a printing method can the document WO 2008/000350 A1 are removed, the disclosure of which is included in the present application in this respect.
- the depressions of the tool mold or embossing mold can have an alignment-promoting structure.
- the geometry of the recesses of the tool or embossing mold may be responsible for the alignment of the nematic liquid-crystalline material.
- shear forces such as occur during filling of the depressions, can have an influence on the orientation of the nematic liquid-crystalline material.
- micromotif elements 68 can be formed by both the depressions and the elevations in the tool mold.
- micromotif elements hidden in transparent surroundings, hidden in the carrier foil 62 and recognizable only by means of a polarizer, are obtained, in the latter case transparent micromotif elements in an environment recognizable only by means of a polarizer.
- the information content of the applied micromotif elements is the same in both cases.
- micromotif elements 68 is embedded in a transparent overcoat 66 and thus protected against counterfeiting attacks, wherein the transparent overcoating forms an optically substantially isotropic layer.
- a linear polarizer 70 is applied to the transparent overcoat.
- the application of the cover film 60 in the register for the banknote paper results in a moiré magnification effect in the finished banknote which can be observed in transmission and, for example, by means of a linear polarizer.
- a moiré magnification effect in the finished banknote which can be observed in transmission and, for example, by means of a linear polarizer.
- the viewer perceives the motif image formed in the ⁇ / 2 layer of the micromotif elements 68 in the form of a light / dark effect.
- the carrier film 62 through which the viewer looks at the micromotif elements 68.
- both the microlenses 64 and the micromotif elements 68, including the linear polarizer 70 are arranged on the same side of the carrier foil 62, the effect can also be observed independently of the optical properties of the carrier foil.
- the micromotif elements 68 for a given wavelength range instead of a ⁇ / 2 layer can form a phase-shifting layer with a constant path difference not equal to n * ⁇ , with n from the natural numbers.
- the viewer rotates a linear polarizer held over the covering film 60, the viewer perceives the motif image formed by the micromotif elements 68 in the form of a light / dark effect.
- the security element is to be provided, instead of the linear polarizer 70, with a metallic reflector layer which optionally has recesses, it is also advantageous in this case to provide the arrangement of the micromotif elements with a transparent overcoat 66.
- overcoating 66 such coatings can be well produced with recesses with a washing process, as for example from the publication WO 99/13157 A1 It is known that the overcoating compensates for the greatly increased local roughness of the applied micromotif elements 68. In addition, it is avoided in this way that when washing the wash color remains in the recesses between the micromotif elements.
- Fig. 6 shown security element 80 according to a further embodiment of the invention, in addition to a hidden on a visible to the naked eye motif image.
- the security element 80 may be a security thread or a cover sheet for banknotes.
- Micro-motive elements with hidden and visible information can be generated in several printing processes, for example, with several filled with nematic liquid-crystalline material or colored paint Molds or embossing forms, as related to Fig. 5 are described.
- the micromotif elements need not all be present in the same layer, it is also possible to realize multi-layer designs.
- the various arrangements generally do not have to be matched to each other since the relative orientation of the microlens array and the respective micromotif element array is critical to the moiré effect.
- an accurate registration of the micromotif element arrangements to each other may also be advantageous.
- micromotif elements 82 shown in plan view, includes micromotif elements 82-1, which form hidden information and whose outline is shown in dotted lines in the figure, and hatched micromotility elements 82-2, which form visible information.
- micromotif elements 82-1 and also the micromotif elements 82-2 in FIG Fig. 6 (a) only shown as a simple letter "A".
- the different micromotif elements can be produced on a carrier foil, in the exemplary embodiment of an optically isotropic carrier foil, for example with the aid of two tools which are filled with nematic liquid-crystalline material to form the hidden micromotif elements 82-1 and colored lacquers to form the visible micromotif elements 82-2 , It is understood that the micromotif elements 82-1 and 82-2 can also be designed in the form of different microcharacters or micropatterns.
- micromotif elements 82 is embedded in a transparent overcoat 84 and thus protected against counterfeiting attacks. If desired, additional layers can be applied, for example one in Fig. 6 (b) shown metallic dashed line reflector layer 86, which may contain negative image elements in the form of uncoated portions. Alternatively, instead of the metallic reflector layer 86, the security element 80 may also contain a layer of cholesteric liquid-crystalline material or a linear polarizer.
- the enlarged moiré image of the micromotif elements 82-2 forming visible information is already clearly recognizable to a viewer without any aids.
- the security element 80 since the security element 80 reflects substantially the same amount of light in the areas covered with the nematic liquid crystalline material as the uncovered areas, and the unaided eye can not distinguish the polarization of the light, the motif formed by the micromotif elements 82-1 is hardly accessible without the aid detect.
- the security element is viewed through a circular polarizer, the motif image formed by the micromotif elements 82-1, for example in a ⁇ / 4 or ⁇ / 2 layer, emerges with a clear contrast, so that a moiré magnification effect also applies to the micromotif elements 82-1 is observed.
- the hidden micromotif elements 82-1 form a ⁇ / 4 layer, they appear bright when viewed with a circular polarizer, whereas the uncovered areas of the metallic reflector layer appear dark, as in connection with FIG Fig. 3 is described.
- the observer therefore specifically perceives the previously hidden micromotif elements 82-1 moiré-magnified, while the micromotif elements 82-2 are now present against a dark background and, depending on the color of the micromotif elements, may no longer be clearly visible or even complete disappear.
- an optically anisotropic carrier film can the effects described above are reversed, ie the hidden micromotiv elements 82-1 appear dark when viewed with a circular polarizer, while the uncovered areas of the metallic reflector layer appear bright.
- Fig. 7 shows a further design of a security element 90 according to the invention with a hidden and a visible motif image.
- adjacent, differently configured micromotif elements 92-1, 92-2 are applied, which form coherent moiré images.
- the micromotif elements 92-1 which form a hidden information and are spotted, radially surround the hatched micromotif elements 92-2, which form visible information.
- the security element 90 is viewed with a suitable polarizer, the motif image (circular area) formed by the micromotif elements 92-2 that can be recognized without auxiliary means is supplemented by the radial arrangement of the micromotif elements 92-1 to form an overall image (sun).
- the hidden and visible micromotif elements may be present not only together on the same lattice sites but also separately in different areas of the security element.
- one subarea of a security element can be provided only with hidden micromotif elements, another subarea only with visible micromotif elements.
- the hidden micromotif elements moire also increase, for example in a lower region of the security element as wavy lines, in appearance.
- the security element of the Fig. 7 be provided with additional layers, such as a metallic reflector layer, a layer of cholesteric liquid crystalline material or a linear polarizer, as already in connection with Fig. 6 described.
- these layers can also be provided by an additional display element, for example at another location of a value document provided with the security element.
Landscapes
- Credit Cards Or The Like (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen und betrifft insbesondere ein derartiges Sicherheitselement mit einer mikrooptischen Moire-Vergrößerungsanordnung. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Sicherheitselements, ein Sicherheitspapier sowie einen Datenträger mit einem derartigen Sicherheitselement.The invention relates to a security element for security papers, documents of value and the like and in particular relates to such a security element with a micro-optical moiré magnification arrangement. The invention further relates to a method for producing such a security element, a security paper and a data carrier with such a security element.
Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit des Datenträgers gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Die Sicherheitselemente können beispielsweise in Form eines in eine Banknote eingebetteten Sicherheitsfadens, einer Abdeckfolie für eine Banknote mit Loch, eines aufgebrachten Sicherheitsstreifens oder eines selbsttragenden Transferelements ausgebildet sein, das nach seiner Herstellung auf ein Wertdokument aufgebracht wird.Data carriers, such as valuables or identity documents, but also other valuables, such as branded goods, are often provided with security elements for the purpose of security, which permit verification of the authenticity of the data carrier and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction. The security elements can be embodied, for example, in the form of a security thread embedded in a banknote, a covering film for a banknote with a hole, an applied security strip or a self-supporting transfer element which is applied to a value document after its manufacture.
Eine besondere Rolle spielen dabei Sicherheitselemente mit optisch variablen Elementen, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck vermitteln, da diese selbst mit hochwertigen Farbkopiergeräten nicht reproduziert werden können. Die Sicherheitselemente können dazu mit Sicherheitsmerkmalen in Form beugungsoptisch wirksamer Mikro- oder Nanostrukturen ausgestattet werden, wie etwa mit konventionellen Prägehologrammen oder anderen hologrammähnlichen Beugungsstrukturen, wie sie beispielsweise in den Druckschriften
Es ist auch bekannt, Linsensysteme als Sicherheitsmerkmale einzusetzen. So ist beispielsweise in der Druckschrift
Seit einiger Zeit werden auch mikrooptischen Strukturen, wie beispielsweise geblazte Gitterstrukturen, Mikrolinsenstrukturen, fresnellinsenartige Strukturen oder sogenannte Moiré-Vergrößerungsanordnungen als Sicherheitsmerkmale eingesetzt. Die prinzipielle Funktionsweise derartiger Moire-Vergrößerungsanordnungen ist in dem Artikel "
Die Herstellung der Bildobjektraster erfolgt bei den bekannten Moiré-Vergrößerungsanordnungen mit klassischen Drucktechniken oder auch mittels Prägetechniken mit verschiedenen Weiterverarbeitungsschritten. Sowohl Druck- als auch geeignete Prägetechniken sind allerdings mittlerweile allgemein am Markt verfügbar, so dass solche Moiré-Vergrößerungsanordnungen von Fälschern relativ leicht nachgeahmt werden können.The production of the Bildobjektraster takes place in the known Moiré magnification arrangements with classical printing techniques or by means of embossing techniques with various further processing steps. However, both print and suitable embossing techniques are now widely available on the market, so that such moire magnification arrangements can be relatively easily imitated by counterfeiters.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und insbesondere ein Sicherheitselement mit einer mikrooptischen Moiré-Vergrößerungsanordnung hoher Fälschungssicherheit anzugeben.Based on this, the object of the invention is to avoid the disadvantages of the prior art and, in particular, to specify a security element with a micro-optical moiré magnification arrangement of high security against counterfeiting.
Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Sicherheitselements, ein Sicherheitspapier sowie ein Datenträger mit einem solchen Sicherheitselement sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the security element having the features of the main claim. A method for producing such a security element, a security paper and a data carrier with such a security element are specified in the independent claims. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Nach der Erfindung enthält ein gattungsgemäßes Sicherheitselement eine mikrooptische Moiré-Vergrößerungsanordnung mit
- einem ersten Motivbild, das aus einer planaren periodischen oder zumindest lokal periodischen Anordnung einer Mehrzahl von ersten Mikromotivelementen besteht, die eine versteckte Bildinformation erzeugen, und
- einer planaren periodischen oder zumindest lokal periodischen Anordnung einer Mehrzahl von Mikrofokussierelementen zur Moirévergrößerten Betrachtung der ersten Mikromotivelemente des ersten Motivbilds,
- a first motif image, which consists of a planar periodic or at least locally periodic arrangement of a plurality of first micromotif elements which generate a hidden image information, and
- a planar periodic or at least locally periodic arrangement of a plurality of microfocusing elements for moire magnification viewing of the first micromotif elements of the first motif image,
Die gewählte Formulierung, nach der das vergrößerte Moiré-Bild im Wesentlichen nur bei Betrachtung des Sicherheitselements durch einen Polarisator erkennbar ist, trägt dabei der Tatsache Rechnung, dass das Motivbild nur bei Einsatz eines Polarisators mit deutlichem Kontrast hervortritt, durch das unbewaffnete Auge jedoch kaum bis gar nicht zu erkennen ist. Das typische optische Erscheinungsbild der Moiré-Vergrößerungsanordnung lässt sich daher nur unter Zuhilfenahme zusätzlicher Hilfsmittel beobachten und bildet damit ein in das Sicherheitselement integriertes verstecktes Sicherheitsmerkmal.The chosen formulation, according to which the magnified moiré image can be recognized essentially only when the security element is viewed through a polarizer, takes into account the fact that the motif image emerges only when using a polarizer with a clear contrast, but barely up to the unaided eye not recognizable at all. The typical visual appearance of the moiré magnification arrangement can therefore only be observed with the aid of additional aids and thus forms a hidden security feature integrated in the security element.
Beispielsweise kann der Grad der Phasendrehung proportional zur Schichtdicke sein, so dass die Beeinflussung des polarisierten Lichts über die Schichtdicke gezielt eingestellt werden kann.For example, the degree of phase rotation may be proportional to the layer thickness, so that the influence of the polarized light on the layer thickness can be adjusted specifically.
Das nematische flüssigkristalline Material kann auch nur bereichsweise und in Form der ersten Mikromotivelemente vorliegen. Diese Gestaltung stellt sich als Extremfall der eben genannten Ausgestaltung dar, wenn die ausgesparten Bereiche des nematischen flüssigkristallinen Materials als Schicht mit einer Schichtdicke von Null aufgefasst werden.The nematic liquid-crystalline material may also be present only in regions and in the form of the first micromotif elements. This configuration presents itself as an extreme case of the embodiment just mentioned, if the recessed areas of the nematic liquid-crystalline material are regarded as a layer with a layer thickness of zero.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bilden die ersten Mikromotivelemente für Licht aus dem vorgegebenen Wellenlängenbereich zumindest in Teilbereichen eine λ/4-Schicht. Mit Vorteil enthält das Sicherheitselement insbesondere bei dieser Ausgestaltung einen metallischen Reflektor. Der metallische Reflektor kann beispielsweise durch eine Schicht aus Aluminium, Kupfer, Silber, Chrom oder einer Metallpigmentschicht gebildet sein.In a preferred embodiment of the invention, the first micromotif elements for light from the predetermined wavelength range form a λ / 4 layer at least in partial regions. Advantageously, the security element contains a metallic reflector, in particular in this embodiment. The metallic reflector can be formed for example by a layer of aluminum, copper, silver, chromium or a metal pigment layer.
In einer anderen, ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bilden die ersten Mikromotivelemente für Licht aus dem vorgegebenen Wellenlängenbereich zumindest in Teilbereichen eine λ/2-Schicht. Das Sicherheitselement enthält insbesondere bei dieser Ausgestaltung mit Vorteil einen Linearpolarisator. Alternativ oder zusätzlich können eine oder mehrere Schichten aus cholesterischem flüssigkristallinem Material vorgesehen sein.In another, likewise preferred embodiment of the invention, the first micromotif elements for light from the predetermined wavelength range form a λ / 2 layer at least in partial regions. The security element contains in particular in this embodiment advantageously a linear polarizer. Alternatively or additionally, one or more layers of cholesteric liquid crystalline material may be provided.
In allen Gestaltungen kann dem nematischen flüssigkristallinen Material ein weiteres nematisches flüssigkristallines Material zugesetzt sein, das zusätzlich eine Fluoreszenzfunktionalität aufweist. Alternativ kann das nematische flüssigkristalline Material auch selbst mit diesen Eigenschaften ausgestattet sein. Ein derartiges flüssigkristallines Material zeigt bei Bestrahlung mit - Licht geeigneter Wellenlänge und Polarisation eine definierte Fluoreszenz, die ebenfalls polarisiert ist.In all embodiments, the nematic liquid-crystalline material may be added with another nematic liquid-crystalline material which additionally has a fluorescence functionality. Alternatively, the nematic liquid crystalline material may itself be provided with these properties. Such a liquid-crystalline material exhibits a defined fluorescence upon irradiation with light of suitable wavelength and polarization, which is likewise polarized.
Zur weiteren Erhöhung der Fälschungssicherheit können die die versteckte Bildinformation erzeugenden ersten Mikromotivelemente mit zumindest einem weiteren Motivbild kombiniert sein, das aus einer planaren periodischen oder zumindest lokal periodischen Anordnung einer Mehrzahl von zweiten Mikromotivelementen besteht, die eine sichtbare Bildinformation erzeugen. Das vergrößerte Moiré-Bild dieser zweiten Mikromotivelemente ist dabei bereits ohne Einsatz von Hilfsmitteln bei Betrachtung mit bloßem Auge erkennbar. Entsprechend zeigt das Sicherheitselement bei Betrachtung mit weißem Licht/ ohne Hilfsmittel und bei Betrachtung durch eine Polarisator jeweils ein unterschiedliches Erscheinungsbild. Wie weiter unten im Detail erläutert, lassen sich mit einer derartigen Ausgestaltung auch weitere, völlig neuartige optische Effekte erzeugen. Insbesondere können die ersten und die zweiten Mikromotivelemente auch in einem Sinnzusammenhang stehende Moiré-Bilder bilden.To further increase the security against counterfeiting, the first micromotif elements generating the hidden image information can be combined with at least one further motif image which consists of a planar periodic or at least locally periodic arrangement of a plurality of second micromotif elements which generate visible image information. The enlarged moiré image of these second micromotif elements can already be seen with the naked eye when no aids are used. Accordingly, the security element when viewed with white light / without aids and when viewed through a polarizer each have a different appearance. As explained in detail below, such a configuration can also be used to generate further, completely novel optical effects. In particular, the first and second micromotif elements may also form moiré images that are meaningful.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bilden die Anordnung von ersten Mikromotivelementen, die Anordnung von Mikrofokussierelementen und gegebenenfalls die Anordnung von zweiten Mikromotivelementen zumindest lokal jeweils ein zweidimensionales Bravais-Gitter, wobei die Anordnung von ersten Mikromotivelementen und/ oder die Anordnung von Mikrofokussierelementen und/oder die Anordnung von zweiten Mikromotivelementen vorzugsweise ein Bravais-Gitter mit der Symmetrie eines Parallelogramm-Gitters bilden.In a preferred embodiment of the invention, the arrangement of first micromotif elements, the arrangement of microfocusing elements and optionally the arrangement of second micromotif elements at least locally each form a two-dimensional Bravais grid, the arrangement of first micromotiv elements and / or the arrangement of microfocusing elements and / or the Arrangement of second micromotif elements preferably form a Bravais grating with the symmetry of a parallelogram grating.
In einer vorteilhaften Erfindungsvariante sind die Anordnung von ersten Mikromotivelementen und die Anordnung von zweiten Mikromotivelementen in ihren Gitterperioden und Gitterorientierungen identisch, wobei jeder Gitterplatz der Anordnung von ersten Mikromotivelementen mit einem ersten Mikromotivelement und/ oder einem zweiten Mikromotivelement besetzt ist.In an advantageous variant of the invention, the arrangement of first micromotif elements and the arrangement of second micromotif elements in their lattice periods and lattice orientations are identical, each lattice site of the arrangement of first micromotif elements with a first micromotif element and / or a second micromotif element is occupied.
Bevorzugt sind die ersten und die zweiten Mikromotivelemente alternierend angeordnet. Jeder Gitterplatz ist also von einem ersten Mikromotivelement oder einem zweiten Mikromotivelement besetzt. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann jeder Gitterplatz auch mit einem ersten Mikromotivelement und einem zweiten Mikromotivelement besetzt sein, wobei die ersten und zweiten Mikromotivelemente zumindest zum Teil nebeneinander vorliegen.Preferably, the first and the second micromotif elements are arranged alternately. Each lattice site is therefore occupied by a first micromotif element or a second micromotif element. According to an alternative embodiment, each lattice site may also be occupied by a first micromotif element and a second micromotif element, wherein the first and second micromotif elements are at least partially adjacent to one another.
In einer ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvariante unterscheiden sich die Anordnung von ersten Mikromotivelementen und die Anordnung von zweiten Mikromotivelementen in ihren Gitterperioden und/oder Gitterorientierungen.In a likewise advantageous variant of the invention, the arrangement of first micromotif elements and the arrangement of second micromotif elements differ in their grating periods and / or grating orientations.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Anordnung von ersten Mikromotivelementen und die Anordnung von zweiten Mikromotivelementen in unterschiedlichen Schichten angeordnet und können beispielsweise durch zusätzliche Schichten voneinander getrennt vorliegen. Neben der Anordnung in Mehrschichtgestaltungen können die ersten und zweiten Mikromotivelemente aber auch in derselben Schicht angeordnet sein.According to a preferred development of the invention, the arrangement of first micromotif elements and the arrangement of second micromotif elements are arranged in different layers and can be present, for example, separated from one another by additional layers. In addition to the arrangement in multilayer configurations, however, the first and second micromotif elements can also be arranged in the same layer.
Die lateralen Abmessungen der ersten und gegebenenfalls der zweiten Mikromotivelemente und der Mikrofokussierelemente liegen vorzugsweise unterhalb vom etwa 100 µm, bevorzugt zwischen etwa 5 µm und etwa 50 µm, besonders bevorzugt zwischen etwa 10 µm und etwa 35 µm.The lateral dimensions of the first and optionally the second micromotif elements and the microfocusing elements are preferably below about 100 μm, preferably between about 5 μm and about 50 μm, particularly preferably between about 10 μm and about 35 μm.
Die ersten und/oder die zweiten Mikromotivelemente werden bevorzugt mit einer Strichstärke zwischen etwa 1 µm und etwa 10 µm, vorzugsweise zwischen etwa 1 µm und etwa 5 µm und/oder mit einer Strukturdicke zwischen etwa zwischen etwa 1 µm und etwa 10 µm, vorzugsweise zwischen etwa 1 µm und etwa 5 µm gebildet. Die Mikromotivelemente können dabei selbstverständlich auch flächige Bereiche enthalten und können sowohl positive Elemente als auch negative Elemente aufweisen.The first and / or the second micromotif elements are preferably used with a line thickness between about 1 μm and about 10 μm, preferably between about 1 μm and about 5 μm and / or with a structure thickness between about between about 1 μm and about 10 μm, preferably between formed about 1 micron and about 5 microns. Of course, the micromotif elements can also contain areal areas and can have both positive elements and negative elements.
In allen Ausgestaltungen liegen die ersten und/oder gegebenenfalls die zweiten Mikromotivelemente mit Vorteil in Form von Mikrozeichen oder Mikromustern vor. Es versteht sich, dass die Mikromotivelemente zur Erzeugung des Moiré-Vergrößerungseffekts weitgehend identisch sein müssen. Jedoch liegt auch eine langsame, insbesondere periodisch modulierte Veränderung des Erscheinungsbilds der Mikromotivelemente und damit auch der vergrößerten Bilder ebenfalls im Rahmen der Erfindung. Auch können einzelne oder ein Teil der Mikromotivelemente mit Zusatzinformationen ausgestattet sein, die im vergrößerten Moiré-Bild nicht in Erscheinung treten, die jedoch als zusätzliches Echtheitskennzeichen eingesetzt werden können.In all embodiments, the first and / or optionally the second micromotif elements are advantageously present in the form of micro-characters or micro-patterns. It will be appreciated that the micromotif elements must be substantially identical to produce the moiré magnification effect. However, a slow, in particular periodically modulated change in the appearance of the micromotif elements and thus also of the enlarged images is likewise within the scope of the invention. Also, individual or a part of the micromotif elements may be equipped with additional information that does not appear in the enlarged moiré image, but that can be used as an additional authenticity indicator.
Um diese vor Fälschungsangriffen zu schützen, oder die weitere Verarbeitung, beispielsweise die Erzeugung von Negativschrift in aufgebrachten metallischen oder farbkippenden Schichten zu erleichtern, können die ersten und/oder die zweiten Mikromotivelemente mit einer optisch im Wesentlichen isotropen Überlackierung versehen sein.In order to protect them from counterfeiting attacks, or to facilitate the further processing, for example the generation of negative writing in applied metallic or color-shifting layers, the first and / or the second micromotif elements can be provided with an optically substantially isotropic overcoat.
Die Motivbilder und die Anordnung von Mikrofokussierelementen sind zweckmäßig an gegenüberliegenden Flächen einer optischen Abstandsschicht angeordnet. Die Abstandsschicht kann beispielsweise eine Kunststofffolie und/oder eine Lackschicht umfassen.The motif images and the arrangement of microfocusing elements are useful on opposite surfaces of an optical spacer layer arranged. The spacer layer may comprise, for example, a plastic film and / or a lacquer layer.
Die Mikrofokussierelemente der Moiré-Vergrößerungsanordnung können als transmissive, refraktive oder diffraktive Linsen oder als eine Mischform vorliegen. Vorzugsweise sind sie durch nicht zylindrische Mikrolinsen, insbesondere durch Mikrolinsen mit einer kreisförmigen oder polygonal begrenzten Basisfläche, gebildet. Mit Vorteil sind die Mikrolinsen der Anordnung von Mikrofokussierelementen durch sphärische oder asphärische Linsen gebildet.The microfocusing elements of the moiré magnification arrangement can be present as transmissive, refractive or diffractive lenses or as a mixed form. Preferably, they are formed by non-cylindrical microlenses, in particular by microlenses with a circular or polygonal limited base surface. Advantageously, the microlenses of the array of microfocusing elements are formed by spherical or aspherical lenses.
In dem Sicherheitselement sind mit Vorteil eine oder mehrere optisch im Wesentlichen isotrope Kleberschichten und/oder eine oder mehrere optisch im Wesentlichen isotrope Haftvermittlerschichten vorgesehen.One or more optically substantially isotropic adhesive layers and / or one or more optically substantially isotropic adhesion promoter layers are advantageously provided in the security element.
Das Sicherheitselement kann darüber hinaus mit einer oder mehreren Funktionsschichten, insbesondere mit Schichten mit visuell und/oder maschinell erfassbaren Sicherheitsmerkmalen ausgestattet sein. Dabei kommen beispielsweise vollflächige oder teilflächige reflektierende, hochbrechende oder farbkippende Schichten infrage, oder auch polarisierende oder phasenschiebende Schichten, opake oder transparente leitfähige Schichten, weich- oder hartmagnetische Schichten oder fluoreszierende oder phosphoreszierende Schichten.The security element can moreover be equipped with one or more functional layers, in particular with layers with visually and / or machine-detectable security features. In this case, for example, all-surface or partial reflective, high-refractive or color-shifting layers in question, or even polarizing or phase-shifting layers, opaque or transparent conductive layers, soft or hard magnetic layers or fluorescent or phosphorescent layers.
Die Erfindung enthält auch ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements mit einer mikrooptischen Moiré-Vergrößerungsanordnung, bei dem ein erstes Motivbild, das aus einer planaren periodischen oder zumindest lokal periodischen Anordnung einer Mehrzahl von ersten Mikromotivelementen besteht, die eine versteckte Bildinformation bilden, und eine planare periodische oder zumindest lokal periodische Anordnung einer Mehrzahl von Mikrofokussierelementen so angeordnet werden, dass die ersten Mikromotivelemente bei Betrachtung durch die Mikrofokussierelemente vergrößert erkennbar sind. Die ersten Mikromotivelemente werden dabei aus nematischem flüssigkristallinem Material derart ausgebildet, dass sie für Licht aus einem vorgegebenen Wellenlängenbereich eine phasenschiebende Schicht bilden.The invention also includes a method for producing a security element with a micro-optical moiré magnification arrangement, in which a first motif image consisting of a planar periodic or at least locally periodic arrangement of a plurality of first micromotif elements forming hidden image information and a planar image Periodic or at least locally periodic arrangement of a plurality of Mikrofokussierelementen be arranged so that the first micromotif elements are enlarged when viewed through the Mikrofokussierelemente recognizable. The first micromotif elements are formed from nematic liquid-crystalline material such that they form a phase-shifting layer for light from a predetermined wavelength range.
In einer vorteilhaften Erfindungsvariante werden die ersten Mikromotivelemente durch eine bereichsweise unterschiedliche Schichtdicke des nematischen flüssigkristallinen Materials gebildet. Die ersten Mikromotivelemente werden dabei zweckmäßig in eine Schicht aus nematischem flüssigkristallinem Material geprägt, die auf eine Trägerfolie aufgebracht ist.In an advantageous variant of the invention, the first micromotif elements are formed by a partially different layer thickness of the nematic liquid-crystalline material. The first micromotif elements are expediently embossed into a layer of nematic liquid-crystalline material which is applied to a carrier foil.
Das nematische flüssigkristalline Material kann auch nur bereichsweise und in Form der ersten Mikromotivelemente ausgebildet werden.The nematic liquid-crystalline material can also be formed only in regions and in the form of the first micromotif elements.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden die ersten Mikromotivelemente aus nematischem flüssigkristallinem Material auf eine Trägerfolie aufgedruckt.In a preferred development of the invention, the first micromotif elements of nematic liquid-crystalline material are printed on a carrier foil.
Das nematische flüssigkristalline Material wird mit Vorteil auf einer für die Ausrichtung von Flüssigkristallen ausgelegten Trägerfolie aufgebracht. Alternativ kann die Trägerfolie auch mit einer Ausrichtungs- bzw. Alignmentschicht für die Ausrichtung von Flüssigkristallen versehen sein. Beispielsweise kann mit Vorteil eine glatte PET-Folie guter Oberflächenqualität als Trägerfolie eingesetzt werden. Die Trägerfolie kann auch mehrere Teilschichten umfassen, beispielsweise eine oben genannte Alignmentschicht. Als Alignmentschicht kommt beispielsweise eine Schicht aus einem linearen Photopolymer, eine fein strukturierte Schicht oder eine durch Ausübung von Scherkräften ausgerichtete Schicht infrage. Eine geeignete fein strukturierte Schicht kann beispielsweise durch Prägen, Ätzen oder Einritzen hergestellt werden.The nematic liquid-crystalline material is advantageously applied to a carrier film designed for aligning liquid crystals. Alternatively, the carrier foil may also be provided with an alignment layer for aligning liquid crystals. For example, a smooth PET film of good surface quality can advantageously be used as the carrier film. The carrier film may also comprise a plurality of partial layers, for example an above-mentioned alignment layer. As an alignment layer, for example, a layer of a linear Photopolymer, a finely structured layer or aligned by exerting shear forces layer questioned. A suitable finely structured layer can be produced for example by embossing, etching or scoring.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird eine Trägerfolie bereitgestellt, deren Oberfläche eine Anordnung von Erhebungen und Vertiefungen in Gestalt des gewünschten Motivbilds aufweist. Zur Bildung der ersten Mikromotivelemente werden die Vertiefungen der Trägerfolie mit nematischem flüssigkristallinem Material befüllt. Ohne an diese Erklärungen gebunden sein, ist vermutlich die Geometrie der Strukturen dafür verantwortlich, dass sich das nematische flüssigkristalline Material auch ohne zusätzliche Alignmentstrukturen in den Vertiefungen ausrichtet. Für die Ausrichtung des nematischen flüssigkristallinen Materials in den Vertiefungen der Trägerfolie werden daher vorzugsweise keine Alignmentstrukturen in Form einer mit einer Alignmentschicht versehenen Folie oder einer für die Ausrichtung von Flüssigkristallen ausgelegten Folie vorgesehen.In a preferred embodiment of the invention, a carrier film is provided, the surface of which has an arrangement of elevations and depressions in the form of the desired motif image. To form the first micromotif elements, the wells of the carrier foil are filled with nematic liquid-crystalline material. Without being bound to these explanations, it is believed that the geometry of the structures is responsible for aligning the nematic liquid crystalline material in the wells without additional alignment structures. For alignment of the nematic liquid-crystalline material in the recesses of the carrier film, therefore, preferably no alignment structures are provided in the form of a film provided with an alignment layer or a film designed for aligning liquid crystals.
Die Dicke der Trägerfolie beträgt zweckmäßig zwischen etwa 5 µm und etwa 50 µm, bevorzugt zwischen etwa 5 µm und etwa 25 µm.The thickness of the carrier film is expediently between about 5 μm and about 50 μm, preferably between about 5 μm and about 25 μm.
In manchen Gestaltungen bietet es sich an, eine Trägerfolie zu verwenden, die für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich optisch im Wesentlichen isotrop ist. Eine solche Trägerfolie kann dazu beispielsweise aus Cycloolefin-Copolymeren bestehen oder durch eine Kombination von zwei oder mehr unterschiedlich gereckten Kunststofffolien gebildet sein.In some designs, it is useful to use a carrier foil that is optically substantially isotropic to light from the predetermined wavelength range. For example, such a carrier film may consist of cycloolefin copolymers or be formed by a combination of two or more differently oriented plastic films.
Alternativ weist die Trägerfolie für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich eine definierte optische Anisotropie mit einem über die Ausdehnung des Sicherheitselements konstanten Gangunterschied auf. Dabei werden insbesondere Trägerfolien mit einem Gangunterschied von n*λ, mit n aus den natürlichen Zahlen, und vor allem mit einem Gangunterschied von 1*λ bevorzugt, da die Lichtpolarisation bei Durchlauf durch eine derartige Folie, wie bei einer optisch isotropen Folie, im Wesentlichen unverändert bleibt.Alternatively, the carrier film for light from the predetermined wavelength range, a defined optical anisotropy with an over the extent of the security element constant retardation. In particular, carrier films with a path difference of n * λ, with n from the natural numbers, and especially with a path difference of 1 * λ are preferred because the polarization of light when passing through such a film, as in an optically isotropic film substantially remains unchanged.
Das nematische flüssigkristalline Material wird mit Vorteil in einer Schichtdicke ausgebildet, dass die Mikromotivelemente für Licht aus dem vorgegebenen Wellenlängenbereich zumindest in Teilbereichen eine λ/4-Schicht oder eine λ/2-Schicht bilden.The nematic liquid-crystalline material is advantageously formed in a layer thickness such that the micromotif elements for light from the predetermined wavelength range form a λ / 4 layer or a λ / 2 layer at least in partial regions.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die die versteckte Bildinformation erzeugenden ersten Mikromotivelemente mit zumindest einem weiteren Motivbild kombiniert, das aus einer planaren periodischen oder zumindest lokal periodischen Anordnung einer Mehrzahl von zweiten Mikromotivelementen besteht, die eine sichtbare Bildinformation erzeugen.According to a preferred embodiment of the invention, the first micromotif elements generating the hidden image information are combined with at least one further motif image which consists of a planar periodic or at least locally periodic arrangement of a plurality of second micromotif elements which generate visible image information.
Ein erfindungsgemäßes Sicherheitspapier für die Herstellung von Sicherheits- oder Wertdokumenten, wie Banknoten, Schecks, Ausweiskarten, Urkunden oder dergleichen, ist mit einem Sicherheitselement der oben beschriebenen Art ausgestattet. Das Sicherheitspapier kann insbesondere ein Trägersubstrat aus Papier oder Kunststoff umfassen.A security paper according to the invention for the production of security or value documents, such as banknotes, checks, identity cards, certificates or the like, is provided with a security element of the type described above. The security paper may in particular comprise a carrier substrate made of paper or plastic.
Die Erfindung enthält auch einen Datenträger, insbesondere einen Markenartikel, ein Wertdokument, dekorativen Artikel, wie eine Verpackung, Postkarten oder dergleichen, mit einem Sicherheitselement der oben beschriebenen Art. Das Sicherheitselement kann dabei insbesondere in einem Fensterbereich, also einem transparenten oder ausgesparten Bereich des Datenträgers, angeordnet sein.The invention also includes a data carrier, in particular a brand article, a valuable document, decorative article, such as a packaging, postcards or the like, with a security element of the type described above. The security element can in particular in a window area, So a transparent or recessed area of the disk, be arranged.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Zur besseren Anschaulichkeit wird in den Figuren auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Darstellung verzichtet.Further embodiments and advantages of the invention are explained below with reference to the figures. For better clarity, a scale and proportioned representation is omitted in the figures.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem eingebetteten Sicherheitsfaden und einem aufgeklebten Transferelement,
- Fig. 2
- schematisch den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements im Querschnitt,
- Fig. 3
- ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit einem versteckten Motivbild, wobei (a) eine schematische Aufsicht und (b) einen Querschnitt durch das Sicherheitselement und einen Zirkularpolarisator zur Betrachtung des Sicherheitselements zeigt,
- Fig. 4
- ein Sicherheitselement mit einem versteckten Motivbild nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt,
- Fig. 5
- ein Sicherheitselement mit einem versteckten Motivbild nach noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt,
- Fig. 6
- ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit einem versteckten und einem sichtbaren Motivbild, wobei (a) eine schematische Aufsicht auf die Motivbilder und (b) einen Querschnitt durch das Sicherheitselement zeigt, und
- Fig. 7
- ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit einem versteckten und einem sichtbaren Motivbild, die in einem Sinnzusammenhang stehende Moiré-Bilder bilden, wobei (a) eine schematische Aufsicht auf die Motivbilder und (b) einen Querschnitt durch das Sicherheitselement zeigt.
- Fig. 1
- a schematic representation of a banknote with an embedded security thread and a glued transfer element,
- Fig. 2
- schematically the layer structure of a security element according to the invention in cross-section,
- Fig. 3
- an inventive security element with a hidden motif image, wherein (a) shows a schematic plan view and (b) shows a cross section through the security element and a circular polarizer for viewing the security element,
- Fig. 4
- a security element with a hidden motif image according to a further embodiment of the invention in cross-section,
- Fig. 5
- a security element with a hidden motif image according to yet another embodiment of the invention in cross-section,
- Fig. 6
- an inventive security element with a hidden and a visible motif image, wherein (a) shows a schematic plan view of the motif images and (b) shows a cross section through the security element, and
- Fig. 7
- a security element according to the invention with a hidden and a visible motif image forming moire images in a meaningful relationship, wherein (a) shows a schematic plan view of the motif images and (b) shows a cross section through the security element.
Die Erfindung wird nun am Beispiel eines Sicherheitselements für eine Banknote erläutert.
Sowohl der Sicherheitsfaden 12 als auch das Transferelement 16 können eine Moiré-Vergrößerungsanordnung mit einer versteckten Bildinformation nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthalten. Zunächst wird die prinzipielle Funktionsweise erfindungsgemäßer mikrooptischer Moiré-Vergrößerungsanordnungen mit Bezug auf
Auf der Unterseite der Abstandsschicht 22 ist eine Motivschicht 26 angeordnet, die eine ebenfalls rasterförmige Anordnung gleichartiger Mikromotivelemente 28 enthält. Auch die Anordnung der Mikromotivelemente 28 kann durch ein zweidimensionales Bravais-Gitter mit einer vorgewählten Symmetrie beschrieben werden, wobei zur Illustration wieder eine hexagonale Gittersymmetrie angenommen wird. Wie in
Der Abstand benachbarter Mikrolinsen 24 ist vorzugsweise so gering wie möglich gewählt, um eine möglichst hohe Flächendeckung und damit eine kontrastreiche Darstellung zu gewährleisten. Die sphärisch oder asphärisch ausgestalteten Mikrolinsen 24 weisen einen Durchmesser zwischen 5 µm und 50 µm, vorzugsweise lediglich zwischen 10 µm und 35 µm auf und sind daher mit bloßem Auge nicht zu erkennen. Die Gitterperiode und der Durchmesser der Mikromotivelemente 28 liegen dabei in derselben Größenordnung wie die der Mikrolinsen 24, also im Bereich von 5 µm bis 50 µm, vorzugsweise von 10 µm bis 35 µm, so dass auch die Mikromotivelemente 28 selbst mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind.The distance of
Die optische Dicke der Abstandsschicht 22 und die Brennweite der Mikrolinsen 24 sind so aufeinander abgestimmt, dass die Mikromotivelemente 28 sich in etwa im Abstand der Linsenbrennweite befinden. Aufgrund der sich geringfügig unterscheidenden Gitterparameter sieht der Betrachter bei Betrachtung des Sicherheitselements 20 von oben durch die Mikrolinsen 24 hindurch jeweils einen etwas anderen Teilbereich der Mikromotivelemente 28, so dass die Vielzahl der Mikrolinsen insgesamt ein vergrößertes Bild der Mikromotivelemente 28 erzeugt. Die resultierende Moiré-Vergrößerung hängt dabei von dem relativen Unterschied der Gitterparameter der verwendeten Bravais-Gitter ab. Unterscheiden sich beispielsweise die Gitterperioden zweier hexagonaler Gitter um 1%, so ergibt sich eine 100-fache Moire-Vergrößerung. Für eine ausführlichere Darstellung der Funktionsweise und für vorteilhafte Anordnungen der Mikromotivelemente und der Mikrolinsen wird auf die Druckschriften
Bei derartigen Moiré-Vergrößerungsanordnungen sind die Mikromotivelemente nun nach der Erfindung aus nematischem flüssigkristallinem Material gebildet und bilden für Licht aus einem vorgegebenen Wellenlängenbereich eine phasenschiebende Schicht, so dass das vergrößerte Moiré-Bild im Wesentlichen nur bei Betrachtung des Sicherheitselements durch einen Polarisator erkennbar ist.In such moiré magnification arrangements, the micromotif elements according to the invention are now formed from nematic liquid-crystalline material and form a phase-shifting layer for light from a predetermined wavelength range, so that the magnified moiré image substantially can only be seen by looking at the security element through a polarizer.
Der Sicherheitsfaden 30 weist als Träger eine transparente PET-Folie 32 einer Dicke von etwa 25 µm auf. Auf eine erste Oberfläche der PET-Folie 32 ist mittels Prägung eines UV-härtenden Lacks eine periodische Anordnung von Mikrolinsen 34 aufgebracht. Auf die gegenüberliegende Oberfläche der Folie 32 wurde zunächst ein UV-härtbarer Lack 48 aufgebracht, in dem mittels eines nicht dargestellten Prägewerkzeugs Mikrostrukturen 36 erzeugt wurden, die aus einer Anordnung von Erhebungen und Vertiefungen in Gestalt des gewünschten Motivbilds bestehen. Die Vertiefungen sind mit nematischem flüssigkristallinem Material zur Bildung der versteckten Mikromotivelemente 38 gefüllt. Auch ohne zusätzliche Alignmentstrukturen richtet sich das nematische flüssigkristalline Material in den geprägten Vertiefungen aus. Ohne an diese Erklärungen gebunden sein, ist dafür vermutlich die Geometrie der geprägten Strukturen verantwortlich. In
Mit nematischen Flüssigkristallen lassen sich aufgrund der unterschiedlichen Brechungsindizes der stäbchenförmigen Flüssigkristalle entlang der Kristallhauptachsen phasenschiebende Schichten herstellen. Bei entsprechend gewählter Schichtdicke d erhält man für einen vorgegebenen Wellenlängenbereich beispielsweise eine λ/4-Schicht. Die Schichtdicke d der Schicht aus nematischem flüssigkristallinem Material wird im Ausführungsbeispiel durch die entsprechend gewählte Tiefe der Mikrostrukturen 36 vorgegeben. Die Anordnung der Mikromotivelemente 38 ist mit einer transparenten Überlackierung 42 versehen und so vor Fälschungsangriffen geschützt. Auf die Überlackierung 42 ist eine metallische Reflektorschicht 44 aufgebracht, beispielsweise aus Aluminium, Chrom, Silber oder Kupfer, welche Negativbildelemente in Form nicht beschichteter Teilbereiche 46 enthält. Durch die Überlackierung 42 können solche Beschichtungen mit Aussparungen gut mit einem Waschverfahren erzeugt werden, wie es beispielsweise aus der Druckschrift
Ohne Hilfsmittel ist das von den als λ/4-Schicht vorliegenden Mikromotivelementen 38 gebildete Motiv kaum zu erkennen, da das Sicherheitselement in den Bereichen der Mikromotivelemente wie in den übrigen Bereichen im Wesentlichen die gleiche Lichtmenge reflektiert und das unbewaffnete Auge die lineare Polarisierung des in den Bereichen der Mikromotivelemente reflektierten Lichts nicht erkennen kann.Without aids, the motif formed by the
Betrachtet man das Sicherheitselement dagegen durch einen Zirkularpolarisator 40, so tritt das in der λ/4-Schicht der Mikromotivelemente 38 gebildete Motivbild mit deutlichem Kontrast hervor, so dass ein Moiré-Vergrößerungeffekt zu beobachten ist. Die Mikromotivelemente 38 erscheinen dabei hell, die von den Mikromotivelementen 38 nicht bedeckten Bereiche der metallischen Reflektorschicht 44 dunkel. Ein geeigneter Zirkularpolarisator 40 kann beispielsweise durch einen Linearpolarisator und ein nachgeschaltetes λ/4-Plättchen gebildet sein.On the other hand, if the security element is viewed through a
Bei Betrachtung des Sicherheitselements mit einem Linearpolarisator kann das in der λ/4-Schicht der Mikromotivelemente 38 gebildete Motivbild durch einen Hell-/ Dunkel-Effekt beim Drehen des Linearpolarisators sichtbar gemacht werden. Während die Helligkeit der metallischen Reflektorschicht 44 beim Drehen des Linearpolarisators im Wesentlichen unverändert bleibt, erscheinen die Mikromotivelemente 38 in einer ersten Stellung des Polarisators zwar ebenfalls hell, werden jedoch beim Drehen des Polarisators in eine zweite Stellung dunkler.When viewing the security element with a linear polarizer, the motif image formed in the λ / 4 layer of the
In einer alternativen hier nicht gezeigten Ausgestaltung kann das Sicherheitselement statt der metallischen Reflektorschicht 44 eine Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinem Material enthalten. Dabei ist die Schichtdicke der Mikromotivelemente 38 aus nematischem flüssigkristallinem Material derart gewählt, dass man für den Wellenlängenbereich, in dem die cholesterische Flüssigkristallschicht selektiv reflektiert, eine λ/2-Schicht erhält. Das Sicherheitselement enthält ferner zumindest bereichsweise eine dunkle Untergrundschicht, die einen absorbierenden Untergrund bildet. Die dunkle Untergrundschicht kann dabei selbst in Form von Zeichen und/oder Mustern vorliegen. Insbesondere kann diese gedruckt, durch Einfärben eines Substrats oder durch Einwirkung eines Laserstrahls auf ein Substrat erzeugt sein.In an alternative embodiment, not shown here, the security element instead of the
In den von den Mikromotivelementen 38 unbedeckten Bereichen reflektiert die cholesterische Flüssigkristallschicht Licht mit einer vorgewählten zirkularen Polarisationsrichtung, beispielsweise linkszirkular polarisiertes Licht. In den Bereichen der Mikromotivelemente 38, in dem sich die beiden Flüssigkristallschichten überlappen, reflektiert das Sicherheitselement Licht mit der gegenläufigen Polarisationsrichtung, im Ausführungsbeispiel also rechtszirkular polarisiertes Licht, da das einfallende unpolarisierte Licht von der λ/2-Schicht der Mikromotivelemente 38 nicht beeinflusst wird, die Polarisationsrichtung des von der cholesterischen Flüssigkristallschicht reflektierten, linkszirkular polarisierten Lichts von der λ/2-Schicht jedoch durch den Gangunterschied zwischen dem ordentlichen und dem außerordentlichen Strahl in seiner Polarisationsorientierung gerade umgekehrt wird. Ohne Hilfsmittel ist das von den als λ/2-Schicht vorliegenden Mikromotivelementen 38 gebildete Motiv kaum zu erkennen, da das Sicherheitselement in den bedeckten wie den unbedeckten Bereichen im Wesentlichen die gleiche Lichtmenge reflektiert und das unbewaffnete Auge die zirkulare Polarisationsrichtung des Lichts nicht unterscheiden kann.In the areas uncovered by the
Betrachtet man das Sicherheitselement dagegen durch einen Zirkularpolarisator 40, der nur rechtszirkular polarisiertes Licht transmittiert, so tritt das in der λ/2-Schicht der Mikromotivelemente 38 gebildete Motivbild mit deutlichem Kontrast hervor, so dass ein Moiré-Vergrößerungseffekt zu beobachten ist. Die Mikromotivelemente 38 erscheinen dabei hell, die unbedeckten Bereiche der cholesterischen Flüssigkristallschicht dunkel. Ein umgekehrter (negativer) Bildeindruck ergibt sich bei der Verwendung eines Zirkularpolarisators, der nur linkszirkular polarisiertes Licht transmittiert. Wie oben beschrieben, kann der Zirkularpolarisator 40 beispielsweise durch einen Linearpolarisator mit nachgeschaltetem λ/4-Plättchen gebildet sein.On the other hand, if the security element is viewed through a
In einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung kann bei Betrachtung des Zirkularpolarisators auch ein Farbwechsel erzielt werden. Dabei liegen die als λ/2-Schicht ausgebildeten Mikromotivelemente 38 des Sicherheitselements zwischen zwei Schichten aus cholesterischem flüssigkristallinem Material, die selektiv Licht aus unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, aber der gleichen zirkularen Polarisationsrichtung reflektieren. Beispielsweise kann eine - in Betrachtungsrichtung - erste cholesterische Flüssigkristallschicht blaues Licht in die senkrechte Betrachtungsrichtung und kürzerwellige UV-Strahlung in die spitzwinklige Betrachtungsrichtung reflektieren, während eine - in Betrachtungsrichtung unterhalb der λ/2-Schicht angeordnete - zweite cholesterische Flüssigkristallschicht so ausgebildet sein kann, dass sie rotes Licht in die senkrechte Betrachtungsrichtung und kürzerwelliges grünes Licht in die spitzwinklige Betrachtungsrichtung reflektiert. Bei Betrachtung mit einem Zirkularpolarisator lassen sich nun abhängig von den Transmissionseigenschaften des Zirkularpolarisators, der entweder nur rechts- oder nur linkszirkularpolarisiertes Licht transmittiert, sowie von den Polarisationseigenschaften der cholesterischen Flüssigkristallschichten beim Kippen des Sicherheitselements nur in den von der λ/2-Schicht der Mikromotivelemente 38 gebildeten Bereichen bestimmte Farbkippeffekte beobachten: von Blau nach Ultraviolett (Motivbild verschwindet beim Kippen) bzw. von Rot nach Grün (Motivbild verändert Farbe). Ohne Hilfsmittel betrachtet zeigt das Sicherheitselement einheitlich einen Farbkippeffekt von Magenta nach Grün. Das in der λ/2-Schicht der Mikromotivelemente 38 gebildete Motivbild ist hierbei kaum zu erkennen.In a further development of this embodiment, a color change can be achieved when viewing the circular polarizer. In this case, the
Die dunkle Untergrundschicht, die für die Erkennbarkeit der beschriebenen Farb- oder Polarisationseffekte wesentlich ist, kann alternativ auch durch ein separates Darstellungselement bereitgestellt werden und beispielsweise durch eine auf eine Seite der Banknote aufgedruckte handelsübliche Druckfarbe gebildet werden. Erst wenn die Banknote gefaltet wird, so dass das in diesem Fall zweckmäßig als Durchsichtssicherheitselement ausgestaltete Sicherheitselement auf dem Darstellungselement zu liegen kommt, können die vorgesehenen Farb- und/oder Polarisationseffekte erkannt werden.The dark background layer, which is essential for the recognizability of the described color or polarization effects, can alternatively also be provided by a separate display element and formed, for example, by a commercially available printing ink printed on one side of the banknote. Only when the banknote is folded, so that in this case expediently designed as a see-through security element Security element comes to rest on the display element, the intended color and / or polarization effects can be detected.
Das in
Auf die gegenüberliegende Seite eines mit einer periodischen Anordnung von Mikrolinsen 54 versehenen Trägers 52, beispielsweise einer PET-Folie, wurde zunächst eine Schicht 56 aus nematischem flüssigkristallinem Material aufgebracht, vorzugsweise aufgedruckt, in die eine Anordnung von Erhebungen und Vertiefungen in Gestalt des gewünschten Motivbilds eingeprägt wurde. Vorzugsweise wird als Träger eine für die Ausrichtung von Flüssigkristallen ausgelegte Folie verwendet. Alternativ kann der Träger 52 auch mit einer Alignmentschicht für die Ausrichtung von Flüssigkristallen versehen sein. Der Aufdruck der Schicht 56 aus nematischem flüssigkristallinem Material kann beispielsweise im Tiefdruck-, Inkjet-, Flexodruck-, Offsetdruck- oder Mehrwalzendruckverfahren erfolgen. Dabei kann bei Druckverfahren, die eine niedrige Viskosität erfordern, eine geeignete Verdünnung mit Lösungsmitteln erfolgen. Bei Druckverfahren, die eine hohe Viskosität erfordern, wie etwa dem Offsetdruckverfahren oder dem Mehrwalzendruckverfahren, kann die Viskosität des flüssigkristallinen Materials beispielsweise durch Auftrag des flüssigkristallinen Materials aus der Schmelze erfolgen.On the opposite side of a provided with a periodic arrangement of
In den Mikromotivelemente 58 bildenden Bereichen der Schicht 56 wird die Schichtdicke d1 dabei derart gewählt, dass man für einen vorgegebenen Wellenlängenbereich eine λ/4- oder eine λ/2-Schicht erhält. Die Schichtdicke d2 der dazwischen liegenden Bereiche 59 liegt im Ausführungsbeispiel unterhalb von etwa 0,5 µm, vorzugsweise unterhalb von etwa 0,3 µm. Die optische Wirkung dieser Bereiche 59 der nematischen Flüssigkristallschicht 56 kann aufgrund ihrer geringen Schichtdicke d2 vernachlässigt werden. Typischerweise ist bei nematischen Flüssigkristallschichten eine Schichtdicke in der Größenordnung von etwa 0,5 µm bis etwa 3 µm erforderlich, um einen deutlichen phasenschiebenden Effekt zu erreichen.In the
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann die nematische Flüssigkristallschicht 56 in den verschiedenen Teilbereichen 58, 59 in Form des gewünschten Motivbilds mit unterschiedlich großer Schichtdicke d1 bzw. d2 auch aufgedruckt sein, beispielsweise in mehreren Druckvorgängen.According to an alternative embodiment, the nematic
Die Abdeckfolie 60 weist als Träger eine transparente PET-Folie 62 mit einer Dicke von etwa 20 µm auf, auf deren einer Oberfläche eine periodische Anordnung von Mikrolinsen 64 aufgebracht ist. Die gegenüberliegende Oberfläche der Trägerfolie 62 wird zunächst für eine gute Verankerung des nematischen flüssigkristallinen Materials vorbehandelt, beispielsweise mittels eines haftvermittelnden Corona-Verfahrens, bei dem die Prozessatmosphäre von Luft abweichen kann. Auf die vorbehandelte Oberfläche wird dann ein Motivbild aus Mikromotivelementen 68 aufgebracht.The
Zum Aufbringen der Mikromotivelemente 68 wird eine hier nicht gezeigte Werkzeugform eingesetzt, deren Oberfläche eine Anordnung von Erhebungen und Vertiefungen in Gestalt der gewünschten Mikrostruktur aufweist. Die Vertiefungen der Werkzeugform werden mit einem härtbaren nematischem flüssigkristallinem Material befüllt, beispielsweise in Form einer flüssigkristallinen Schmelze, und die Oberfläche der Werkzeugform dann mit der oberflächenbehandelten Trägerfolie 62 in Kontakt gebracht, wobei das in Kontakt mit der Trägerfolie stehende nematische flüssigkristalline Material in den Vertiefungen der Werkzeugform gehärtet wird.For applying the
Abschließend wird die Oberfläche der Werkzeugform wieder von der Trägerfolie 62 entfernt, so dass das mit der Trägerfolie verbundene, gehärtete nematische flüssigkristalline Material in Form der Mikromotivelemente 68 aus den Vertiefungen der Werkzeugform oder Prägeform gezogen werden kann. Die Tiefe der Vertiefungen der Werkzeugform wird dabei derart ausgewählt, dass die damit erzeugten Mikromotivelemente 68 für einen vorgegebenen Wellenlängenbereich im Ausführungsbeispiel eine λ/2-Schicht bilden. Weitere Einzelheiten zu einem derartigen Druckverfahren können der Druckschrift
Zur Ausrichtung des nematischen flüssigkristallinen Materials können die Vertiefungen der Werkzeugform oder Prägeform eine alignmentfördernde Struktur aufweisen. Ohne an diese Erklärungen gebunden zu sein, kann alternativ oder zusätzlich auch die Geometrie der Vertiefungen der Werkzeug- oder Prägeform für die Ausrichtung des nematischen flüssigkristallinen Materials verantwortlich sein. Daneben können Scherkräfte, wie sie beim Befüllen der Vertiefungen auftreten, einen Einfluss auf die Ausrichtung des nematischen flüssigkristallinen Materials haben.For alignment of the nematic liquid-crystalline material, the depressions of the tool mold or embossing mold can have an alignment-promoting structure. Without being bound by these explanations, alternatively or additionally, the geometry of the recesses of the tool or embossing mold may be responsible for the alignment of the nematic liquid-crystalline material. In addition, shear forces, such as occur during filling of the depressions, can have an influence on the orientation of the nematic liquid-crystalline material.
Es versteht sich, dass die Mikromotivelemente 68 sowohl durch die Vertiefungen als auch durch die Erhebungen in der Werkzeugform ausgebildet werden können. Im ersten Fall erhält man auf der Trägerfolie 62 versteckte und nur mithilfe eines Polarisators erkennbare Mikromotivelemente in transparentem Umfeld, in letzterem Fall transparente Mikromotivelemente in einem nur mithilfe eines Polarisators erkennbarem Umfeld. Der Informationsgehalt der aufgebrachten Mikromotivelemente ist in beiden Fällen gleich.It is understood that the
Die Anordnung der Mikromotivelemente 68 ist in eine transparente Überlackierung 66 eingebettet und so vor Fälschungsangriffen geschützt, wobei die transparente Überlackierung eine optisch im Wesentlichen isotrope Schicht bildet. Auf die transparente Überlackierung ist im Ausführungsbeispiel ein Linearpolarisator 70 aufgebracht.The arrangement of the
Wird auf weitere opake Funktionsschichten verzichtet, entsteht bei Applikation der Abdeckfolie 60 im Register zum Banknotenpapier ein in Transmission und mithilfe beispielsweise eines Linearpolarisators beobachtbarer Moiré-Vergrößerungseffekt in der fertigen Banknote. So nimmt der Betrachter beim Drehen eines über die Abdeckfolie 60 gehaltenen Linearpolarisators das in der λ/2-Schicht der Mikromotivelemente 68 gebildete Motivbild in Form eines Hell-/Dunkel-Effekts wahr. Ein solcher Effekt ist allerdings abhängig von der Wahl der Trägerfolie 62, durch die der Betrachter auf die Mikromotivelemente 68 sieht. Bei einer Ausgestaltung, bei der sowohl die Mikrolinsen 64 als auch die Mikromotivelemente 68 einschließlich des Linearpolarisators 70 auf der gleichen Seite der Trägerfolie 62 angeordnet sind, lässt sich der Effekt auch unabhängig von den optischen Eigenschaften der Trägerfolie beobachten.If no further opaque functional layers are dispensed with, the application of the
In einer alternativen Ausgestaltung können die Mikromotivelemente 68 für einen vorgegebenen Wellenlängenbereich statt einer λ/2-Schicht eine phasenschiebende Schicht mit einem konstanten Gangunterschied ungleich n*λ, mit n aus den natürlichen Zahlen, bilden. Auch bei dieser Ausgestaltung nimmt der Betrachter beim Drehen eines über die Abdeckfolie 60 gehaltenen Linearpolarisators das durch die Mikromotivelemente 68 gebildete Motivbild in Form eines Hell-/Dunkel-Effekts wahr.In an alternative embodiment, the
Soll das Sicherheitselement statt des Linearpolarisators 70 mit einer metallischen Reflektorschicht versehen werden, die optional Aussparungen aufweist, ist es auch hierbei vorteilhaft, die Anordnung der Mikromotivelemente mit einer transparenten Überlackierung 66 zu versehen. Durch die Überlackierung 66 können solche Beschichtungen mit Aussparungen gut mit einem Waschverfahren erzeugt werden, wie es beispielsweise aus der Druckschrift
Das in
Mikromotivelemente mit versteckten und sichtbaren Informationen können in mehreren Druckvorgängen erzeugt werden, beispielsweise mit mehreren, mit nematischem flüssigkristallinem Material bzw. gefärbtem Lack befüllten Werkzeugformen oder Prägeformen, wie sie in Zusammenhang mit
Die in
Die Anordnung der Mikromotivelemente 82 ist in eine transparente Überlackierung 84 eingebettet und so vor Fälschungsangriffen geschützt. Falls gewünscht, können weitere Schichten aufgebracht werden, beispielsweise eine in
Das vergrößerte Moiré-Bild der eine sichtbare Information bildenden Mikromotivelemente 82-2 ist für einen Betrachter bereits ohne Hilfsmittel deutlich erkennbar. Da das Sicherheitselement 80 in den mit dem nematischen flüssigkristallinen Material bedeckten Bereichen wie den unbedeckten Bereichen im Wesentlichen die gleiche Lichtmenge reflektiert und das unbewaffnete Auge die Polarisierung des Lichts nicht unterscheiden kann, ist das von den Mikromotivelementen 82-1 gebildete Motiv hingegen ohne Hilfsmittel kaum zu erkennen. Betrachtet man das Sicherheitselement allerdings durch einen Zirkularpolarisator, so tritt das durch die Mikromotivelemente 82-1, beispielsweise in einer λ/4- oder λ/2-Schicht, gebildete Motivbild mit deutlichem Kontrast hervor, so dass ein Moiré-Vergrößerungseffekt auch für die Mikromotivelemente 82-1 zu beobachten ist.The enlarged moiré image of the micromotif elements 82-2 forming visible information is already clearly recognizable to a viewer without any aids. On the other hand, since the
Bilden die versteckten Mikromotivelemente 82-1 dabei eine λ/4- Schicht, so erscheinen diese bei Betrachtung mit einem Zirkularpolarisator hell, die nicht bedeckten Bereiche der metallischen Reflektorschicht hingegen dunkel, wie dies beispielsweise im Zusammenhang mit
Die eine versteckte Information bildenden, gepunktet dargestellten Mikromotivelemente 92-1 umgeben strahlenförmig die mit einer Schraffur gefüllten Mikromotivelemente 92-2, die eine sichtbare Information bilden. Bei Betrachtung des Sicherheitselements 90 mit einem geeigneten Polarisator wird das ohne Hilfsmittel erkennbare, durch die Mikromotivelemente 92-2 gebildete Motivbild (kreisförmige Fläche) durch die strahlenförmige Anordnung der Mikromotivelemente 92-1 zum einem Gesamtbild (Sonne) ergänzt.The micromotif elements 92-1, which form a hidden information and are spotted, radially surround the hatched micromotif elements 92-2, which form visible information. When the
Es versteht sich, dass die versteckten und sichtbaren Mikromotivelemente nicht nur zusammen auf den gleichen Gitterplätzen, sondern auch getrennt in unterschiedlichen Bereichen des Sicherheitselements vorliegen können. Beispielsweise kann ein Teilbereich eines Sicherheitselements nur mit versteckten Mikromotivelementen versehen sein, ein anderer Teilbereich nur mit sichtbaren Mikromotivelementen. Betrachtet man ein solches Sicherheitselement mit einem geeigneten Polarisator, so treten zusätzlich zu dem bereits sichtbaren Motivbild, beispielsweise in einem oberen Bereich des Sicherheitselements angeordnete farbige Fische, auch die versteckten Mikromotivelemente Moiré-vergrößert, beispielsweise in einem unteren Bereich des Sicherheitselements als wellenförmige Linien, in Erscheinung. Mithilfe des Polarisators lässt sich daher ein bereits ohne Hilfsmittel erkennbares Motivbild zu einem (vollständigen) Gesamtbild ergänzen.It will be appreciated that the hidden and visible micromotif elements may be present not only together on the same lattice sites but also separately in different areas of the security element. For example, one subarea of a security element can be provided only with hidden micromotif elements, another subarea only with visible micromotif elements. If one considers such a security element with a suitable polarizer, in addition to the already visible motif image, for example, colored fish arranged in an upper region of the security element, the hidden micromotif elements moire also increase, for example in a lower region of the security element as wavy lines, in appearance. With the aid of the polarizer, a motivic image that can already be recognized without any aids can therefore be added to a (complete) overall picture.
Darüber hinaus kann auch das Sicherheitselement der
Claims (18)
- A security element for security papers, value documents and the like, having a micro-optical moiré magnification arrangement having- a first motif image that consists of a planar periodic or at least locally periodic arrangement of a plurality of first micromotif elements that produce a hidden piece of image information, and- a planar periodic or at least locally periodic arrangement of a plurality of microfocusing elements for the moiré-magnified viewing of the first micromotif elements of the first motif image,the first micromotif elements being formed from nematic liquid crystal material and forming a phase-shifting layer for light from a specified wavelength range, and the magnified moiré image being perceptible substantially only upon viewing the security element through a polarizer, and the first micromotif elements being formed by a regionally different thickness of a layer composed of nematic liquid crystal material.
- The security element according to claim 1, characterized in that the nematic liquid crystal material is present only in some regions and in the form of the first micromotif elements.
- The security element according to claim 1 or 2, characterized in that the first micromotif elements form, at least in sub-regions, a λ/4 layer for light from the specified wavelength range.
- The security element according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that a metallic reflector is provided.
- The security element according to claim 1 or 2, characterized in that the first micromotif elements form, at least in sub-regions, a λ/2 layer for light from the specified wavelength range.
- The security element according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that a linear polarizer and/or one or more layers composed of cholesteric liquid crystal material are provided.
- The security element according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the nematic liquid crystal material additionally exhibits a fluorescence functionality, or in that to the nematic liquid crystal material is added a further nematic liquid crystal material that exhibits a fluorescence functionality.
- The security element according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the first micromotif elements, which produce the hidden piece of image information, are combined with at least one further motif image that consists of a planar periodic or at least locally periodic arrangement of a plurality of second micromotif elements that produce a visible piece of image information.
- The security element according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the arrangement of first micromotif elements, the arrangement of microfocusing elements and, if applicable, the arrangement of second micromotif elements each form, at least locally, a two-dimensional Bravais lattice, the arrangement of first micromotif elements and/ or the arrangement of microfocusing elements and/ or the arrangement of second micromotif elements preferably forming a Bravais lattice having the symmetry of a parallelogram grating.
- The security element according to claim 9, characterized in that the arrangement of first micromotif elements and the arrangement of second micromotif elements are identical in their grating periods and grating orientations, each lattice site of the arrangement of first micromotif elements being occupied with a first motif element and/or a second motif element, especially thata) each lattice site is occupied by either a first micromotif element or a second micromotif element, such that the first and the second micromotif elements are arranged alternatingly, orb) each lattice site is occupied by a first motif element and a second motif element, and the first and second micromotif elements are, at least in part, present next to one another.
- The security element according to claim 9, characterized in that the arrangement of first micromotif elements and the arrangement of second micromotif elements differ in their grating periods and/or grating orientations.
- A method for manufacturing a security element having a micro-optical moiré magnification arrangement in which a first motif image that consists of a planar periodic or at least locally periodic arrangement of a plurality of first micromotif elements that form a hidden piece of image information, and a planar periodic or at least locally periodic arrangement of a plurality of microfocusing elements, are arranged in such a way that the first micromotif elements are perceptible in magnification when viewed through the microfocusing elements, the first micromotif elements composed of nematic liquid crystal material being developed in such a way that they form a phase-shifting layer for light from a specified wavelength range, the first micromotif elements being formed by a regionally different layer thickness of the nematic liquid crystal material.
- The method according to claim 12, characterized in that the first micromotif elements are embossed in a layer composed of nematic liquid crystal material that is applied on a substrate foil.
- The method according to claim 12 or 13, characterized in that the nematic liquid crystal material is developed only in some regions and in the form of the first micromotif elements.
- The method according to claim 14, characterized in that the first micromotif elements composed of nematic liquid crystal material are imprinted on a substrate foil.
- The method according to claim 14 or 15, characterized in that a substrate foil is provided whose surface exhibits an arrangement of elevations and depressions in the form of the desired motif image, and the depressions in the substrate foil are filled with nematic liquid crystal material to form the first micromotif elements, especially that no alignment structures are provided to align the nematic liquid crystal material in the depressions in the substrate foil.
- The method according to at least one of claims 12 to 16, characterized in that the nematic liquid crystal material is developed in such a layer thickness that the micromotif elements form, at least in sub-regions, a λ/4 layer or a λ/2 layer for light from the specified wavelength range.
- A security paper for manufacturing security or value documents, such as banknotes, checks, identification cards, certificates or the like, or a data carrier, especially a branded article, value document, decorative article or the like, having a security element according to at least one of claims 1 to 17.
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