DE102006049951A1

DE102006049951A1 - Sicherheitselement für Flüssigkristallschichten

Info

Publication number: DE102006049951A1
Application number: DE102006049951A
Authority: DE
Inventors: Winfried Dr. Hoffmüller; Theodor Dr. Burchard
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2008-04-24
Also published as: CN101528473B; CN101528473A; WO2008046515A3; EP2094502B1; WO2008046537A2; EP2094502A2; WO2008046515A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement (12) für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit zwei übereinander angeordneten Schichten (22, 24) aus cholesterischem flüssigkristallinen Material, die jeweils in eine erste Betrachtungsrichtung senkrecht zu ihrer Oberfläche selektiv Licht (30, 34) aus einem ersten, längerwelligen Spektralbereich und in eine zweite Betrachtungsrichtung unter einem Winkel zur Senkrechten zu ihrer Oberfläche selektiv Licht (32, 36) aus einem zweiten, kürzerwelligen Spektralbereich reflektieren. Erfindun in Form eines darzustellenden Motivs vor und reflektiert in die erste Betrachtungsrichtung Licht (34) aus dem grünen Spektralbereich, während die zweite der beiden Schichten (24) Licht (32) aus dem grünen Spektralbereich in die zweite Betrachtungsrichtung reflektiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit zwei übereinander angeordneten Schichten aus cholesterischem flüssigkristallinen Material, die jeweils in eine erste Betrachtungsrichtung senkrecht zu ihrer Oberfläche selektiv Licht aus einem ersten, längerwelligen Spektralbereich reflektieren und in eine zweite Betrachtungsrichtung unter einem Winkel zur Senkrechten zu ihrer Oberfläche selektiv Licht aus einem zweiten, kürzerwelligen Spektralbereich reflektieren.
Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel oder Wertdokumente, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen ausgestattet, die eine Überprüfung der Echtheit des Wertgegenstands gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Vielfach werden für diesen Zweck die besonderen Eigenschaften von flüssigkristallinen Materialien ausgenutzt, und dabei vor allem der betrachtungswinkelabhängige Farbeindruck von Flüssigkristallschichten, der nachfolgend als Farbkippeffekt bezeichnet wird.
Der Farbkippeffekt einer einzelnen Flüssigkristallschicht führt aufgrund der physikalischen Gegebenheiten stets zu einer Verschiebung der reflektierten Lichtwellenlänge von einem längerwelligen Bereich zu einem kürzerwelligen Bereich, wenn die Flüssigkristallschicht aus der senkrechten Betrachtungsrichtung heraus verkippt wird.
Um die Bandbreite der erzielbaren Farbeffekte zu erhöhen, ist daher vorgeschlagen worden, mehrere Flüssigkristallschichten mit unterschiedlichen Farbkippeffekten zu kombinieren. Beispielsweise beschreibt die Druckschrift EP 0 720 753 B1 ein farbiges Material mit zwei übereinander angeordneten chiralen Flüssigkristall-Polymerblättchen, wobei ein Blättchen bei Betrach tung senkrecht zu seiner Oberfläche infrarotes Licht und bei Betrachtung unter einem Winkel zu der Senkrechten zu seiner Oberfläche rotes Licht reflektiert. Das zweite Blättchen reflektiert bei Betrachtung senkrecht zu seiner Oberfläche blaues Licht und bei Betrachtung unter einem Winkel zu der Senkrechten zu seiner Oberfläche ultraviolettes Licht.
Wird eine solche Schichtanordnung senkrecht zu ihrer Hauptfläche betrachtet, erscheint sie blau, da das erste Blättchen infrarotes Licht reflektiert und daher transparent erscheint. Bei schräger Betrachtung erscheint die Schichtanordnung dagegen rot, da dann das zweite Blättchen ultraviolettes Licht reflektiert und daher transparent erscheint. Insgesamt zeigt die Schichtanordnung daher einen gegenüber normalen Flüssigkristallschichten umgekehrten Farbkippeffekt von Blau nach Rot.
Problematisch ist allerdings bei vielen Sicherheitselementen mit Flüssigkristallschichten, dass kontrastierende Motivteile, bei denen sich die Helligkeit verschiedener Motivteile beim Kippen verändert oder sich die Kontrastverhältnisse umkehren, in der Praxis zum Teil nur schwer zu erkennen sind. Andere Gestaltungen, bei denen Flüssigkristallschichten mit herkömmlichen semitransparenten Farbschichten kombiniert sind, erfordern für eine gute Darstellungsqualität einen hohen Aufwand.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und insbesondere ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art mit einem auffälligen visuellen Kippeffekt und hoher Fälschungssicherheit anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein entsprechendes Herstellungsverfahren sowie ein mit einem derartigen Sicherheitselement ausgestatteter Datenträger sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Nach der Erfindung ist bei einem gattungsgemäßen Sicherheitselement vorgesehen, dass

– eine erste der beiden Flüssigkristallschichten in Form eines darzustellenden Motivs vorliegt und in die erste Betrachtungsrichtung Licht aus dem grünen Spektralbereich reflektiert, und dass
– die zweite der beiden Flüssigkristallschichten Licht aus dem grünen Spektralbereich in die zweite Betrachtungsrichtung reflektiert.

Wie nachfolgend genauer erläutert, wird durch die erfindungsgemäße Abstimmung der Farbkippeffekte der Flüssigkristallschichten auf die Abhängigkeit der Empfindlichkeit des menschlichen Auges von der Lichtwellenlänge ein überraschender und visuell eindrucksvoller Kippeffekt ermöglicht: Bei Aufsicht auf das Sicherheitselement erscheint das darzustellende Motiv für einen Betrachter mit hell leuchtendem Grün vor einem deutlich kontrastierenden Hintergrund. Kippt der Betrachter das Sicherheitselement aus der Senkrechten in eine schräge Betrachtungsrichtung, so verschwindet das Motiv und als Bildeindruck erscheint eine einheitliche grüne Fläche ohne erkennbare Kontrastunterschiede.
Der grüne Spektralbereich umfasst dabei im Rahmen der Erfindung alle Wellenlängen, die beim Betrachter einen im Wesentlichen grünen Farbeindruck hervorrufen. Vorzugsweise ist die erste Schicht so ausgebildet, dass sie in die erste Betrachtungsrichtung Licht aus dem Wellenlängenbereich zwischen 490 nm und 590 nm, besonders bevorzugt zwischen 520 nm und 570 nm reflektiert. Analog ist die zweite Schicht vorzugsweise so ausgebildet, dass sie in die zweite Betrachtungsrichtung Licht aus dem Wellenlängenbereich zwischen 490 nm und 590 nm, besonders bevorzugt zwischen 520 nm und 570 nm reflektiert.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Schicht so ausgebildet, dass sie in die zweite Betrachtungsrichtung Licht aus dem blauen oder ultravioletten Spektralbereich reflektiert. Die zweite Schicht reflektiert in die erste Betrachtungsrichtung mit Vorteil Licht aus dem roten oder infraroten Spektralbereich.
Die beiden Schichten sind zweckmäßig auf einem Träger angeordnet, wobei in einer ersten Erfindungsvariante die erste Schicht unterhalb der zweiten Schicht angeordnet ist. Die Reihenfolge der beiden Flüssigkristallschichten spielt für den erfindungsgemäßen Effekt allerdings keine Rolle, so dass alternativ die erste Schicht auch über der zweiten Schicht angeordnet sein kann.
Um die visuelle Auffälligkeit der Farbkippeffekte zu erhöhen, enthält der Träger vorzugsweise einen lichtabsorbierenden Hintergrund. Insbesondere kann der Träger einen dunklen, beispielsweise schwarzen Hintergrund enthalten, oder, um den Farbeindruck der Flüssigkristallschichten gezielt beeinflussen zu können, auch einen lichtabsorbierenden farbigen Hintergrund.
Auch ein Träger mit einem lichtbeugenden Hintergrund, insbesondere mit einem diffraktiven schwarzen Hintergrund kommt in Betracht, da durch einen solchen Hintergrund die Farbwirkung der Flüssigkristalle ebenfalls betont wird.
Mit Vorteil ist zumindest eine der beiden flüssigkristallinen Schichten ganzflächig als Filmbeschichtung aufgebracht und gegebenenfalls in Form eines Motivs strukturiert. Alternativ oder zusätzlich ist zumindest eine der beiden flüssigkristallinen Schichten durch Aufdrucken von in eine Bindemittelmatrix eingebetteten Flüssigkristallpigmenten gebildet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung enthält das Sicherheitselement zumindest ein weiteres Sicherheitsmerkmal, insbesondere eine Schicht mit magnetischen, elektrisch leitfähigen, phosphoreszierenden, fluoreszierenden oder sonstigen lumineszierenden Merkmalsstoffen oder eine polarisierende oder phasenschiebende Schicht. Die weitere Schicht kann über, unter oder zwischen den beiden Schichten aus flüssigkristallinem Material angeordnet sein.
Um die Ausrichtung des flüssigkristallinen Materials zu fördern, kann auch eine Alignmentschicht zwischen den beiden Schichten aus flüssigkristallinem Material vorgesehen sein.
Auch versteht es sich, dass die erfindungsgemäßen Sicherheitselemente nicht auf Gestaltungen mit zwei Flüssigkristallschichten beschränkt sind, sondern dass zur Erzielung zusätzlicher Effekte oder Wirkungen auch weitere Flüssigkristallschichten vorgesehen sein können.
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen, bei dem zwei Schichten aus cholesterischem flüssigkristallinen Material übereinander angeordnet werden, die jeweils in eine erste Betrachtungsrichtung senkrecht zu ihrer Oberfläche selektiv Licht aus einem ersten, längerwelligen Spektralbereich und in eine zweite Betrachtungsrichtung unter einem Winkel zur Senkrechten zu ihrer Oberfläche selektiv Licht aus einem zweiten, kürzerwelligen Spektralbereich reflektieren, wobei bei dem Verfahren

– eine erste der beiden Schichten in Form eines darzustellenden Motivs erzeugt und so ausgebildet wird, dass sie in die erste Betrachtungsrichtung Licht aus dem grünen Spektralbereich reflektiert, und
– die zweite der beiden Schichten so ausgebildet wird, dass sie Licht aus dem grünen Spektralbereich in die zweite Betrachtungsrichtung reflektiert.

Die Erfindung umfasst ferner einen Datenträger, insbesondere ein Wertdokument, wie eine Banknote, eine Ausweiskarte oder dergleichen, der mit einem Sicherheitselement der beschriebenen Art ausgestattet ist.
Es ist an dieser Stelle anzumerken, dass das erfindungsgemäße Konzept bei einem gattungsgemäßen Sicherheitselement grundsätzlich auch dadurch realisiert werden kann, dass

– eine erste der beiden Flüssigkristallschichten in Form eines darzustellenden Motivs vorliegt und in die zweite Betrachtungsrichtung Licht aus dem grünen Spektralbereich reflektiert, und dass
– die zweite der beiden Flüssigkristallschichten Licht aus dem grünen Spektralbereich in die erste Betrachtungsrichtung reflektiert.

In einer dazu vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite Schicht so ausgebildet, dass sie in die zweite Betrachtungsrichtung Licht aus dem blauen oder ultravioletten Spektralbereich reflektiert. Die erste Schicht reflektiert in die erste Betrachtungsrichtung mit Vorteil Licht aus dem roten oder infraroten Spektralbereich.
Im Ergebnis ist bei der vorstehend beschriebenen Ausführung des erfindungsgemäßen Konzepts das Motiv in Aufsicht (erste Betrachtungsrichtung) nicht zu erkennen, da die zweite Schicht Licht aus dem grünen Spektralbereich in die erste Betrachtungsrichtung reflektiert, die erste Schicht Licht aus dem roten oder infraroten Spektralbereich in die erste Betrachtungsrichtung reflektiert und das menschliche Auge für grünes Licht wesentlich empfindlicher ist. Es erscheint somit für den Betrachter in der ersten Betrachtungsrichtung eine einheitlich grüne Fläche ohne erkennbare Kontrastunterschiede, während beim Kippen des Sicherheitselements aus der senkrechten in eine schräge Betrachtungsrichtung das darzustellende grüne Motiv vor einem kontrastierenden blauen Hintergrund erscheint. Auch bei dieser Ausführung beruht der erfindungsgemäße Effekt auf der Abstimmung der Farbkippeffekte der beiden Flüssigkristallschichten aufeinander und auf die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges, was weiter unten noch genauer erläutert wird.
In der Praxis hat sich allerdings gezeigt, dass bei dieser alternativen Ausführung des erfindungsgemäßen Konzepts die Kontrastunterschiede für den Betrachter nicht ganz so gut in Erscheinung treten, weshalb diese alternative Ausführung gegenwärtig nicht beansprucht wird.
Außerdem ist anzumerken, dass für diese gegenwärtig nicht beanspruchte Ausführung des Sicherheitselements selbstverständlich sämtliche Merkmale der abhängigen Ansprüche sinngemäß kombiniert werden können, solange eine Merkmalskombination logisch nicht ausgeschlossen ist.
Das gegenwärtig nicht beanspruchte Sicherheitselement gemäß der beschriebenen alternativen Ausführung kann durch ein gattungsgemäßes Verfahren hergestellt werden, mit der Maßgabe, dass

– eine erste der beiden Schichten in Form eines darzustellenden Motivs erzeugt und so ausgebildet wird, dass sie in die zweite Betrachtungsrichtung Licht aus dem grünen Spektralbereich reflektiert, und
– die zweite der beiden Schichten so ausgebildet wird, dass sie Licht aus dem grünen Spektralbereich in die erste Betrachtungsrichtung reflektiert.

Auch hier können sämtliche Merkmale der abhängigen Verfahrensansprüche sinngemäß verwirklicht werden, solange die Merkmalskombination nicht logisch ausgeschlossen ist.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nach folgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement,
2 einen Querschnitt durch das Sicherheitselement der 1 zusammen mit der Angabe der Farbe (Rot, Grün oder Blau) des von den flüssigkristallinen Teilschichten in verschiedene Betrachtungsrichtungen reflektierten Lichts,
3 das Zustandekommen des Bildeindrucks bei Betrachtung des Sicherheitselements der 2 in Aufsicht, wobei (a) den Querschnitt der 2 mit den für Betrachtung in Aufsicht maßgeblichen Reflexionsfarben und (b) den Bildeindruck bei Aufsichtbetrachtung zeigt,
4 das Zustandekommen des Bildeindrucks bei Betrachtung des Sicherheitselements der 2 unter einem schrägen Winkel, wobei (a) den Querschnitt der 2 mit den für Betrachtung unter schrägem Winkel maßgeblichen Reflexionsfarben und (b) den Bildeindruck bei schräger Betrachtung zeigt,
5 einen Querschnitt wie 2 durch ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit ungekehrter Reihenfolge der Flüssigkristallschichten, und
6 einen Querschnitt wie 2 durch ein Sicherheitselement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote erläutert. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement 12 versehen ist, das einen auffälligen visuellen Kippeffekt aufweist. Bei Aufsichtbetrachtung zeigt das Sicherheitselement 12 ein kontrastreiches grünes Motiv vor rotem Hintergrund, das beim Kippen des Sicherheitselements aus der Senkrechten in eine einfarbige grüne Fläche ohne erkennbare Kontrastunterschiede übergeht.
Mit Bezug auf den Querschnitt der 2 weist das Sicherheitselement 12 einen absorbierenden, insbesondere schwarzen Hintergrund 20 und zwei auf dem schwarzen Hintergrund 20 angeordnete Schichten 22, 24 aus cholesterischem flüssigkristallinen Material auf. Die erste Flüssigkristallschicht 22 ist dabei in Form des gewünschten Motivs, beispielsweise des in 3(b) gezeigten Wappenmotivs, aufgebracht. Die zweite Flüssigkristallschicht 24 ist im Ausführungsbeispiel vollflächig über der ersten Flüssigkristallschicht 22 angeordnet. In anderen Gestaltungen kann die zweite Flüssigkristallschicht allerdings auch selbst in Form eines Motivs ausgebildet sein, solange sie nur einen Hintergrund für das Motiv der ersten Flüssigkristallschicht bereitstellt.
Bei der Herstellung des Sicherheitselements können die Flüssigkristallschichten 22, 24 zunächst ganzflächig als Filmbeschichtung aufgebracht werden, wobei zumindest die erste Flüssigkristallschicht 22 nach dem Aufbringen durch bekannte Verfahren in Form des darzustellenden Motivs strukturiert wird. Alternativ können die Flüssigkristallschichten auch durch Aufdrucken von in eine Bindemittelmatrix eingebetteten Flüssigkristallpigmenten erzeugt werden. Um die Ausrichtung des cholesterischen Flüssigkristallmaterials zu fördern, können zwischen dem Hintergrund 20 und der ersten Flüssigkristallschicht 22 und/oder zwischen den beiden Flüssigkristallschichten 22 und 24 Alignmentschichten vorgesehen sein.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass das Sicherheitselement nicht notwendigerweise durch unmittelbares Aufbringen der Schichten auf einen geeigneten Datenträger hergestellt wird. Es ist vielmehr auch möglich, ein so genanntes Transferverfahren einzusetzen, in dem z. B. zumindest die beiden Flüssigkristallschichten auf ein geeignetes Substrat, z. B. eine Folie, aufgebracht, die dann außen befindliche Schicht mit einer Kleberschicht versehen und mithilfe der Kleberschicht die beiden Schichten auf einen absorbieren den Hintergrund auf einen Datenträger aufgebracht werden. Anschließend wird die Folie abgezogen und das Sicherheitselement ist mit der in den Figuren gezeigten Schichtenreihenfolge auf einem Datenträger angeordnet. Dem Fachmann ist eine Vielzahl geeigneter Transferverfahren bekannt, mit dem ein erfindungsgemäßer Datenträger erhalten werden kann.
Aufgrund ihrer Kristallstruktur weisen die cholesterischen Flüssigkristallschichten 22, 24 jeweils einen definierten Farbkippeffekt auf, reflektieren also jeweils in eine erste Betrachtungsrichtung senkrecht zu ihrer Oberfläche selektiv Licht aus einem ersten, längerwelligen Spektralbereich, und reflektieren in eine zweite Betrachtungsrichtung unter einem Winkel zur Senkrechten zu ihrer Oberfläche selektiv Licht aus einem zweiten, kürzerwelligen Spektralbereich.
Der erfindungsgemäße Effekt beruht nun auf der Abstimmung der Farbkippeffekte der beiden Flüssigkristallschichten aufeinander und auf die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges. Dabei wird ausgenutzt, dass cholesterische Flüssigkristallschichten zirkular polarisiertes Licht im jeweils relevanten Spektralbereich mit einem Reflexionsgrad von bis zu 50 % reflektieren. Im längerwelligen Bereich werden die Banden breiter und die Höhe des Reflexionsmaximums nimmt etwas ab. Insgesamt bleibt die jeweils reflektierte Lichtmenge im optischen Bereich jedoch ungefähr gleich.
Im Gegensatz zu dieser spektralen Gleichförmigkeit weist das menschliche Auge ein ausgeprägtes Empfindlichkeitsmaximum im grünen Spektralbereich auf. Nach der von der Internationalen Beleuchtungskommission (CIE) festgelegten relativen spektralen Hellempfindlichkeitskurve V(λ) des Auges eines Normalbeobachters weist das helladaptierte Auge ein Empfindlichkeitsmaximum bei einer Wellenlänge von 555 nm auf. Bei einer Wellenlänge von etwa 475 nm im blauen Spektralbereich bzw. bei einer Wellenlänge von etwa 650 nm im roten Spektralbereich beträgt die Empfindlichkeit des Auges jeweils bereits nur noch 10 % der Maximalempfindlichkeit und nimmt zu den Rändern des sichtbaren Spektralbereichs hin weiter ab. Für das dunkeladaptierte Auge ist die Empfindlichkeitskurve V'(λ) etwas ins Blaue verschoben, dort liegt das Empfindlichkeitsmaximum bei 507 nm.
Um diese hohe Grünempfindlichkeit des Auges zum Design eines überraschenden visuellen Kippeffekts auszunutzen, ist die zweite Flüssigkristallschicht 24 erfindungsgemäß so ausgebildet, dass sie einen Farbkippeffekt von Rot nach Grün aufweist, also in die erste Betrachtungsrichtung senkrecht zu ihrer Oberfläche selektiv Licht 30 aus dem roten Spektralbereich (R in 2) und in eine zweite Betrachtungsrichtung unter einem Winkel zur Senkrechten zu ihrer Oberfläche selektiv Licht 32 aus dem grünen Spektralbereich (G) reflektiert.
Nach den vorherigen Ausführungen umfasst der grüne Spektralbereich dabei alle Wellenlängen, die bei einem durchschnittlichen Betrachter einen im Wesentlichen grünen Farbeindruck hervorrufen, insbesondere den Wellenlängenbereich zwischen 490 nm und 590 nm, und besonders bevorzugt zwischen 520 nm und 570 nm.
Weiter ist die erste, als Motiv aufgebrachte Flüssigkristallschicht 22 so ausgebildet, dass sie einen Farbkippeffekt von Grün nach Blau aufweist, also in die erste Betrachtungsrichtung senkrecht zu ihrer Oberfläche selektiv Licht 34 aus dem grünen Spektralbereich (G) und in eine zweite Betrachtungsrichtung unter einem Winkel zur Senkrechten zu ihrer Oberfläche selektiv Licht 36 aus dem blauen Spektralbereich (B) reflektiert.
Bei senkrechter Aufsicht auf das Sicherheitselement 12 ergibt sich für den Betrachter insgesamt ein kontrastreicher Bildeindruck, wie anhand der 2 und 3(a) illustriert. Im Hintergrundbereich 26, in dem nur die zweite Flüssigkristallschicht 24 vorliegt, ist der Gesamtfarbeindruck 40 ausschließlich durch das von der zweiten Flüssigkristallschicht 24 in die erste Betrachtungsrichtung reflektierte rote Licht 30 bestimmt, so dass der Hintergrund 50 des Sicherheitselements 12 rot erscheint.
Im Motivbereich 28, in dem die beiden Flüssigkristallschichten 22 und 24 überlappen, resultiert der Gesamtfarbeindruck 42 aus der Überlagerung des von der zweiten Flüssigkristallschicht 24 reflektierten roten Lichts 30 und des von der ersten Flüssigkristallschicht 22 reflektierten grünen Lichts 34. Aufgrund der für grünes Licht im Vergleich zu rotem Licht wesentlich höheren spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges dominiert für den Betrachter der grüne Farbeindruck der ersten Flüssigkristallschicht 22, so dass das Innere des Wappenmotivs 52 in hell leuchtendem Grün erscheint.
Bei senkrechter Aufsicht auf das Sicherheitselement 12 erkennt der Betrachter somit ein deutlich kontrastierendes grünes Wappenmotiv 52 vor rotem Hintergrund 50, wie in 3(b) dargestellt.
Kippt der Betrachter das Sicherheitselement 12 in eine schräge Betrachtungsrichtung, so verschwindet das Wappenmotiv und macht einer im Wesentlichen einheitlich grünen Fläche ohne erkennbare Kontrastunterschiede Platz, wie anhand der 2 und 4(a) illustriert.
Im Hintergrundbereich 26, in dem nur die zweite Flüssigkristallschicht 24 vorliegt, ist der Gesamtfarbeindruck 44 wieder nur durch das von der zweiten Flüssigkristallschicht 24 in die Betrachtungsrichtung reflektierte grüne Licht 32 bestimmt, der Hintergrund 54 des Sicherheitselements 12 erscheint bei schräger Betrachtung daher grün.
Im Motivbereich 28, in dem die beiden Flüssigkristallschichten 22 und 24 überlappen, ergibt sich der Gesamtfarbeindruck 46 aus der Überlagerung des von der zweiten Flüssigkristallschicht 24 reflektierten grünen Lichts 32 und des von der ersten Flüssigkristallschicht 22 reflektierten blauen Lichts 36. Aufgrund der für grünes Licht im Vergleich zu blauem Licht wesentlich höheren spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges dominiert für den Betrachter der grüne Farbeindruck der zweiten Flüssigkristallschicht 24, so dass das Innere des Wappenmotivs 56 ebenfalls grün erscheint.
Bei schräger Aufsicht auf das Sicherheitselement 12 erscheinen somit sowohl der Bereich des Wappenmotivs 56 als auch der Hintergrundbereich 54 grün, so dass das Bildmotiv mangels Kontrast für den Betrachter verschwindet. Das gekippte Sicherheitselement 12 stellt sich dem Betrachter als einheitlich grüne Fläche dar, wie in 4(b) illustriert.
Die Reihenfolge der beiden Flüssigkristallschichten kann auch umgekehrt werden, wie in 5 gezeigt. Bei dem Sicherheitselement 60 ist auf einem absorbierenden farbigen Hintergrund 66 zunächst vollflächig eine Schicht 64 aus cholesterischem flüssigkristallinen Material aufgedruckt, die, wie die zweite Flüssigkristallschicht des Ausführungsbeispiels der 2 bis 4, einen Farbkippeffekt von Rot nach Grün aufweist.
Auf diese vollflächige Schicht 64 ist dann eine weitere Schicht 62 aus cholesterischem flüssigkristallinen Material in Form des darzustellenden Motivs aufgedruckt. Die weitere Schicht 62 weist, wie die erste Flüssigkristallschicht des Ausführungsbeispiels der 2 bis 4, einen Farbkippeffekt von Grün nach Blau auf. In gleicher Weise, wie oben beschrieben, hebt sich auch bei diesem Sicherheitselement das dargestellte Motiv in Aufsicht kontrastreich hervor und verschwindet beim Kippen des Sicherheitselements. Zusätzlich kann durch die Eigenfarbe des absorbierenden farbigen Hintergrunds 66 der Farbeindruck in Aufsicht und bei schräger Ansicht beeinflusst werden.
Es versteht sich, dass die beschriebenen Flüssigkristallschichten mit weiteren Schichten kombiniert werden können, die beispielsweise dem Schutz des Sicherheitselements oder einer seiner Teilschichten, einer verbesserten Ausrichtung oder Haftung der Schichten oder einer weiteren Erhöhung der Fälschungssicherheit dienen.
Beispielhaft ist in 6 ein Sicherheitselement 70 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem auf einem diffraktiven schwarzen Hintergrund 72 ein magnetischer Merkmalsstoff 74 in Form eines weiteren Motivs, beispielsweise eines maschinenlesbaren Barcodes, aufgebracht ist. Auf dieser magnetischen Schicht ist dann eine Schichtenfolge aus zwei übereinander angeordneten Flüssigkristallschichten 22, 24 vorgesehen, wie bei dem Ausführungsbeispiel der 2 beschrieben. Gegebenenfalls können auch Alignmentschichten unter der ersten und/oder der zweiten Flüssigkristallschicht vorgesehen sein, um die Ausrichtung des flüssigkristallinen Materials zu erleichtern oder zu verbessern.
Wie bereits erwähnt, kann nach einer alternativen, gegenwärtig nicht beanspruchten Variante der Erfindung die erste Flüssigkristallschicht (Motivschicht) einen Farbkippeffekt von z. B. Rot (erste Betrachtungsrichtung, Aufsicht) nach Grün (zweite Betrachtungsrichtung) und die zweite Flüssigkristallschicht einen Farbkippeffekt von Grün (erste Betrachtungsrichtung) nach z. B. Blau (zweite Betrachtungsrichtung) aufweisen. Bei dieser Variante ergibt sich dann bei senkrechter Aufsicht auf das Sicherheitselement eine im Wesentlichen einheitlich grüne Fläche ohne erkennbare Kontrastunterschiede, während der Betrachter aus einer schrägen Betrachtungsrichtung das grüne Motiv vor blauem Hintergrund erkennt. Mit anderen Worten ist das Motiv für den Betrachter erst bei Betrachtung des Sicherheitselements unter einem schrägen Winkel zu erkennen. In Bezug auf diese alternative, gegenwärtig nicht beanspruchte Variante der Erfindung gelten sämtliche für die beanspruchten Varianten gemachten Ausführungen der Beschreibung sinngemäß. Dies gilt auch für die Darstellung der beanspruchten Varianten in den 1 bis 6.

Claims

Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit zwei übereinander angeordneten Schichten aus cholesterischem flüssigkristallinen Material, die jeweils in eine erste Betrachtungsrichtung senkrecht zu ihrer Oberfläche selektiv Licht aus einem ersten, längerwelligen Spektralbereich und in eine zweite Betrachtungsrichtung unter einem Winkel zur Senkrechten zu ihrer Oberfläche selektiv Licht aus einem zweiten, kürzerwelligen Spektralbereich reflektieren, dadurch gekennzeichnet, dass – eine erste der beiden Schichten in Form eines darzustellenden Motivs vorliegt und in die erste Betrachtungsrichtung Licht aus dem grünen Spektralbereich reflektiert, und dass – die zweite der beiden Schichten Licht aus dem grünen Spektralbereich in die zweite Betrachtungsrichtung reflektiert.
Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht in die erste Betrachtungsrichtung Licht aus dem Wellenlängenbereich zwischen 490 nm und 590 nm, bevorzugt zwischen 520 nm und 570 nm, reflektiert.
Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht in die zweite Betrachtungsrichtung Licht aus dem Wellenlängenbereich zwischen 490 nm und 590 nm, bevorzugt zwischen 520 nm und 570 nm, reflektiert.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht in die zweite Betrachtungsrichtung Licht aus dem blauen oder ultravioletten Spektralbereich reflektiert.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht in die erste Betrachtungsrichtung Licht aus dem roten oder infraroten Spektralbereich reflektiert.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schichten auf einem Träger angeordnet sind und die erste Schicht unterhalb der zweiten Schicht angeordnet ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schichten auf einem Träger angeordnet sind und die erste Schicht über der zweiten Schicht angeordnet ist.
Sicherheitselement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger einen lichtabsorbierenden Hintergrund enthält.
Sicherheitselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger einen dunklen, insbesondere schwarzen Hintergrund enthält.
Sicherheitselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger einen lichtabsorbierenden farbigen Hintergrund enthält.
Sicherheitselement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger einen lichtbeugenden Hintergrund, insbesondere einen diffraktiven schwarzen Hintergrund enthält.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden flüssigkristallinen Schichten ganzflächig als Filmbeschichtung aufgebracht und gegebenenfalls in Form eines Motivs strukturiert ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden flüssigkristallinen Schichten durch Aufdrucken von in eine Bindemittelmatrix eingebetteten Flüssigkristallpigmenten gebildet ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement zumindest ein weiteres Sicherheitsmerkmal enthält, insbesondere eine Schicht mit magnetischen, elektrisch leitfähigen, phosphoreszierenden, fluoreszierenden oder sonstigen lumineszierenden Merkmalsstoffen oder eine polarisierende oder phasenschiebende Schicht enthält.
Sicherheitselement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Schicht über, unter oder zwischen den beiden Schichten aus flüssigkristallinem Material angeordnet ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Alignmentschicht zwischen den beiden Schichten aus flüssigkristallinem Material angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen, bei dem zwei Schichten aus cholesterischem flüssigkristallinen Material übereinander angeordnet werden, die jeweils in eine erste Betrachtungsrichtung senkrecht zu ihrer Oberfläche selektiv Licht aus einem ersten, längerwelligen Spektralbereich und in eine zweite Betrachtungsrichtung unter einem Winkel zur Senkrechten zu ihrer Oberfläche selektiv Licht aus einem zweiten, kürzerwelligen Spektralbereich reflektieren, dadurch gekennzeichnet, dass – eine erste der beiden Schichten in Form eines darzustellenden Motivs erzeugt wird und so ausgebildet wird, dass sie in die erste Betrachtungsrichtung Licht aus dem grünen Spektralbereich reflektiert, und dass – die zweite der beiden Schichten so ausgebildet wird, dass sie Licht aus dem grünen Spektralbereich in die zweite Betrachtungsrichtung reflektiert.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schichten auf einem Träger angeordnet werden und die erste Schicht unterhalb der zweiten Schicht angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schichten auf einem Träger angeordnet werden und die erste Schicht oberhalb der zweiten Schicht angeordnet wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden flüssigkristallinen Schichten ganzflächig als Filmbeschichtung aufgebracht und gegebenenfalls in Form eines Motivs strukturiert wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden flüssigkristallinen Schichten durch Aufdrucken von in eine Bindemittelmatrix eingebetteten Flüssigkristallpigmenten gebildet wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement mit zumindest einem weiteren Sicherheitsmerkmal kombiniert wird, insbesondere mit einer Schicht mit magnetischen, elektrisch leitfähigen, phosphoreszierenden, fluoreszierenden oder sonstigen lumineszierenden Merkmalsstoffen oder mit einer polarisierenden oder phasenschiebenden Schicht.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Schicht über, unter oder zwischen den beiden Schichten aus flüssigkristallinem Material angeordnet wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Schichten aus flüssigkristallinem Material eine Alignmentschicht angeordnet wird.
Datenträger, insbesondere Wertdokument, wie Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, der ein Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16 oder ein nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 24 hergestelltes Sicherheitselement aufweist.
Verwendung eines Sicherheitselements nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16 oder eines nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 24 hergestellten Sicherheitselements oder eines Datenträgers nach Anspruch 25 zur Fälschungssicherung von Waren beliebiger Art.