DE102007022264A1

DE102007022264A1 - Folienelement mit Polymerschicht

Info

Publication number: DE102007022264A1
Application number: DE102007022264A
Authority: DE
Inventors: Haymo Dr. Katschorek; Ludwig Dr. Brehm
Original assignee: Leonhard Kurz GmbH and Co KG
Current assignee: Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Priority date: 2007-05-09
Filing date: 2007-05-09
Publication date: 2008-11-13
Also published as: ATE550202T1; WO2008138539A1; EP2144731B1; US20100304053A1; EP2144731A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Folienelement (20), insbesondere eine Prägefolie, Laminierfolie oder Stickerfolie, sowie ein Sicherheitsdokument (1) mit einem solchen Folienelement. Das Folienelement (20) weist eine erste Polymerschicht aus einem zumindest partiell orientierten Flüssigkristall-Material auf, wobei die erste Polymerschicht ein oder mehrere ein erstes Sicherheitsmerkmal (41, 42) bildende erste Bereiche aufweist, in denen die Polymerschicht in einem Fall a) linear polarisierende oder die Polarisationsrichtung drehende Eigenschaften oder in einem Fall b) zirkular polarisierende Eigenschaften besitzt. Das Folienelement weist weiter eine dritte Polymerschicht aus einem zumindest partiell orientierten Flüssigkristall-Material auf, wobei die dritte Polymerschicht ein oder mehrere ein zweites Sicherheitsmerkmal bildende dritte Bereiche aufweist, in denen die Polymerschicht im Fall a) linear polarisierende oder die Polarisationsrichtung drehende Eigenschaften und im Fall b) zirkular polarisierende Eigenschaften besitzt. Das Folienelement weist weiter eine zweite Polymerschicht auf, die zwischen der ersten und der dritten Polymerschicht angeordnet ist und die in den unterhalb der ersten Bereiche angeordneten Bereichen und in den oberhalb der dritten Bereiche angeordneten Bereichen in Fall a) zirkular polarisierende Eigenschaften und in Fall b) linear polarisierende oder die Polarisationsrichtung drehende Eigenschaften besitzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Folienelement, insbesondere eine Prägefolie, Laminierfolie oder Stickerfolie oder einen Teil einer derartigen Folie, die eine Polymerschicht aus einem zumindest partiell orientierten Flüssigkristall-Material aufweist.
In EP 1 227 347 wird beschrieben, Flüssigkristall-Polymere (Liquid-Crystal-Polymers = LCP) an einer Photopolymerschicht auszurichten und auf diese Weise ein mittels eines Polarisators erkennbares Sicherheitsmerkmal zu generieren. Auf einem Substrat wird eine erste Orientierungsschicht aus einem Photopolymer aufgedruckt, welches sich durch Bestrahlung mit polarisiertem Licht in eine bestimmte Orientierungsrichtung ausrichten lässt. Diese Schicht wird mit polarisiertem Licht bestrahlt. Anschließend wird eine Schicht aus einem Flüssigkristall-Material auf die Orientierungsschicht aufgebracht und es werden Bedingungen geschaffen, unter denen sich das Flüssigkristall-Material entsprechend der Orientierung der Photopolymerschicht ausrichtet. Anschließend wird die Flüssigkristall-Schicht mittels UV-Strahlung ausgehärtet. Hierdurch wird eine anisotrope Polymerschicht aus einem orientierten Flüssigkristall-Material geschaffen, wodurch das in diesem Bereich einfallende Licht linear polarisiert wird.
Weiter beschreibt EP 1 227 347 , dass zwei Orientierungsschichten übereinander auf ein Substrat aufgebracht werden können. Die beiden Schichten werden hierbei jeweils mit unterschiedlich polarisiertem Licht bestrahlt und dann fixiert, so dass sich Orientierungsschichten mit unterschiedlicher Orientierung ergeben, die übereinander angeordnet sind. Durch diese Mehrfachbeschichtung in Kombination mit einer entsprechenden musterförmigen Ausgestaltung der einzelnen übereinander angeordneten Photopolymer-Schichten sind so Bereiche mit unterschiedlicher Orientierung der Photopolymer-Schichten und der Flüssigkristall-Schichten erzielbar, in denen das Licht in unterschiedlichen Richtungen linear polarisiert wird.
Weiter wird in WO 01/55960 beschrieben, in einem Sicherheitselement eine Schicht aus einem Flüssigkristall-Material vorzusehen, welches bereichsweise in verschiedenen Orientierungsrichtungen ausgerichtet ist. Auch hier erfolgt die Orientierung der Flüssigkristall-Moleküle mittels einer Photopolymer-Schicht, die mit linear polarisiertem Licht belichtet wird und im Folgenden der Orientierung der Flüssigkristall-Moleküle vor deren Vernetzung dient. Bereiche mit verschiedener Ausrichtung der Flüssigkristall-Moleküle sind hierbei so angeordnet, dass in diesen Bereichen ein Objekt codiert wird, welches mittels eines speziellen zugeordneten Polarisators decodierbar ist, der ebenfalls über eine entsprechende, auf das Sicherheitselement abgestimmte, bereichsweise unterschiedlich orientierte Flüssigkristall-Schicht verfügt. Auf diese Weise ist es möglich, zwei unterschiedliche Bildinformationen in ein optisches Sicherheitselement einzubringen: Bei Betrachtung des Sicherheitselements durch einen "normalen" Polarisator zeigt sich ein erstes Latentbild. Bei Betrachtung des Sicherheitselements durch den oben beschriebenen, auf das Sicherheitselement abgestimmten Polarisator mit einer bereichsweise unterschiedlich orientierten Flüssigkristall-Schicht – im Folgenden "Schlüssel" genannt – wird ein zweites latentes Bild decodiert und damit sichtbar gemacht. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass Sicherheitselement und "Schlüssel" (Analysator Tool) exakt aufeinander abgestimmt sein müssen und das zusätzliche Sicherheitselement nur bei Vorliegen eines entsprechenden "Schlüssels" sichtbar gemacht werden kann. Die Erstellung eines passenden "Schlüssels" ist damit mit ähnlich hohem Aufwand wie die Erstellung des eigentlichen Sicherheitselements verbunden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes auf orientierten Flüssigkristall-Schichten basierendes optisches Sicherheitselement anzugeben, dass zwei selektiv auslesbare latente Bildinformationen in sich vereint, die mit kommerziell verfügbaren, kostengünstigen Analysator Tools selektiv sichtbar gemacht werden können.
Diese Aufgabe wird von einem Folienelement, insbesondere einer Prägefolie, Laminierfolie oder Stickerfolie mit einer Oberseite und einer Unterseite gelöst, die – übereinander angeordnet – eine erste, eine zweite und eine dritte Polymerschicht aus einem zumindest partiell orientierten Flüssigkristall-Material aufweist. Hierbei weist die erste Polymerschicht ein oder mehrere ein erstes Sicherheitsmerkmal bildende erste Bereiche auf, in denen die Polymerschicht linear polarisierende oder die Polarisationsrichtung drehende Eigenschaften besitzt. Die dritte Polymerschicht weist ein oder mehrere ein zweites Sicherheitsmerkmal bildende dritte Bereiche auf, in denen die Polymerschicht linear polarisierende oder die Polarisationsrichtung drehende Eigenschaften aufweist und die zweite Polymerschicht, die zwischen der ersten und dritten Polymerschicht angeordnet ist, besitzt in den unterhalb der ersten Bereiche angeordneten Bereiche und in den oberhalb der dritten Bereiche angeordneten Bereiche zirkular polarisierende Eigenschaften. Weiter ist auch ein inverser Aufbau möglich, bei dem die erste Polymerschicht ein oder mehrere ein erstes Sicherheitsmerkmal bildende erste Bereiche aufweist, in denen die Polymerschicht zirkular polarisierende Eigenschaften besitzt, die dritte Polymerschicht ein oder mehrere ein zweites Sicherheitsmerkmal bildende dritte Bereiche aufweist, in denen die Polymerschicht zirkular polarisierende Eigenschaften besitzt und die zwischen der ersten und dritten Polymerschicht angeordnete zweite Polymerschicht in den unterhalb der ersten Bereiche angeordneten Bereiche und in den oberhalb der dritten Bereiche angeordneten Bereiche linear polarisierende oder die Polarisationsrichtung drehende Eigenschaften besitzt.
Überraschenderweise wurde festgestellt, dass bei einem derartigen Aufbau eines Folienelements bei Betrachtung durch einen Polarisator oder mittels polarisiertem Licht betrachtungsrichtungsabhängig selektiv das erste oder das zweite Sicherheitsmerkmal für den menschlichen Betrachter sichtbar gemacht werden kann. Wird so die Oberseite des Folienelements bei Durchlicht-Betrachtung durch einen zwischen dem Folienelement und dem menschlichen Betrachter angeordneten Polarisator betrachtet, so wird das erste Sicherheitselement, beispielsweise eine sich bei Drehung des Polarisators ändernde figürliche Darstellung, sichtbar. Wird die Rückseite des Folienelements in Durchlicht-Betrachtung durch einen zwischen dem Folienelement und dem menschlichen Betrachter angeordneten Polarisator betrachtet, so wird selektiv das zweite Sicherheitselement sichtbar gemacht. Wird die Rückseite des Folienelements mit polarisiertem Licht bestrahlt und das Folienelement in Durchlicht-Betrachtung von der Vorderseite betrachtet, so wird selektiv das zweite Sicherheitsmerkmal sichtbar gemacht und im umgekehrten Fall, d. h. bei Betrachtung von der Rückseite und bei Anordnung der Lichtquelle an der Vorderseite, selektiv das erste Sicherheitselement sichtbar gemacht. Auch bei Auflicht-Betrachtung ergibt sich ein entsprechender, von der Betrachtungsrichtung abhängiger Effekt. Das erfindungsgemäße Folienelement zeigt so einen für den Betrachter überraschenden, einprägsamen optischen Effekt und ermöglicht es in einfacher Art und Weise durch ein einziges, einfaches Analysator Tool selektiv zwei verschiedene Informationen in ein und demselben Bereich sichtbar zu machen. So werden beispielsweise abhängig von der Betrachtungsseite (Vorder- oder Rückseite) selektiv zwei unterschiedliche Informationen sichtbar gemacht. Aufgrund des komplexen Zusammenwirkens von drei unterschiedlichen, unterschiedliche Informationen codierende und über unterschiedliche polarisierende Eigenschaften verfügende Polymerschichten aus partiell orientierten Flüssigkristall-Materialien und der Anforderung, diese Schichten präzise zueinander ausgerichtet übereinander in dem Folienelement zu integrieren, lässt sich das von der Erfindung bereit gestellte Sicherheitsmerkmal nur sehr schwer nachahmen. Das Folienelement bietet somit ein hohes Maß an Sicherheit verbunden mit dem bereits genannten Vorteil, dass einfache, kostengünstige und weit verbreitete Hilfsmittel zur selektiven Decodierung von zwei unterschiedlichen, verborgenen Sicherheitsmerkmalen eingesetzt werden können.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.
Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist das Folienelement als für den menschlichen Betrachter bei Betrachtung in Durchsicht ohne Polarisator bzw. ohne polarisiertes Licht als transparentes Folienelement ausgebildet, d. h. sämtliche Schichten des Folienelements sind bei diesen Betrachtungs-Bedingungen transparent. Bei Betrachtung in Aufsicht bzw. schräg in Durchsicht kann jein blickwinkelabhängig ein Farb- bzw. beim Verkippen auch Farbwechseleffekt auftreten, der durch die eingesetzten cholesterischen Flüssigkristall-Materialien bewirkt wird.
Generell besteht das Folienelement aus drei oder mehr Schichten, die in direkter Durchsicht transparent erscheinen, wobei die erste, zweite und dritte Polymerschicht jeweils eine der transparenten Schichten bildet. Als transparente Schicht wird hierbei jede Schicht betrachtet, die im Bereich des für den menschlichen Betrachter sichtbaren, unpolarisierten Lichts einen mittleren Transmissionsgrad von mehr als 50% aufweist. Es ist hier auch möglich, dass ein oder mehrere der transparenten Schichten eingefärbt sind oder über eine Farbfilter-Wirkung verfügen, somit das Folienelement bei Durchlicht-Betrachtung ohne Analysator-Tool bzw. ohne polarisiertes Licht einen farbigen, transluzenten Eindruck vermittelt. Bei Durchlicht-Betrachtung ohne Polarisator vermittelt das Folienelement dem menschlichen Betrachter bei Betrachtung von beiden Seiten somit den Eindruck eines transparenten Bereiches, durch den Objekte oder auch ein auf einem Substrat aufgebrachter Aufdruck betrachtet werden können. Bei Betrachtung durch einen Polarisator oder mittels polarisiertem Licht zeigt dieser transparente Bereich überraschend bei Betrachtung von unterschiedlichen Seiten dann unterschiedliche optische Informationen.
Von besonderem Vorteil ist hierbei, wenn die ersten und dritten Bereiche der ersten bzw. dritten Polymerschicht sich zumindest bereichsweise überlappen, so dass betrachtungsrichtungsabhängig das erste oder das zweite Sicherheitselement für den menschlichen Betrachter in ein und demselben Bereich sichtbar werden.
Für die über zirkular polarisierende Eigenschaften verfügenden Polymerschichten wird bevorzugt ein cholesterisches Flüssigkristall-Material eingesetzt. Dieses Flüssigkristall-Material verfügt weiter noch über blickwinkelabhängige Farbfilter-Eigenschaften, so dass sich insbesondere bei Auflicht-Betrachtung vor einem dunklen Hintergrund im Bereich des Folienelements für den menschlichen Betrachter ein blickwinkelabhängiger Farbverschiebungseffekt als weiteres optisch erkennbares Sicherheitsmerkmal zeigt.
Die zentrale, zweite Polymerschicht wird vorzugsweise durch ein cholesterisches Flüssigkristall-Material mit zirkular polarisierenden Eigenschaften gebildet. Dieses wird flächig unter den orientierten Bereichen der ersten und dritten Polymerschicht aufgebracht.
Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit dieser zentralen zweiten Polymerschicht besteht darin, diese aus zwei Schichten unterschiedlicher cholesterische Flüssigkristall-Materialien mit unterschiedlicher Farbfilterwirkung zu kombinieren. Hierbei setzt sich die Polymerschicht 2 aus einer Lage 2a mit dem einen cholesterischen Flüssigkristallmaterial und einer Lage 2b mit dem anderen cholesterischen Flüssigkristallmaterial zusammen. Ist bei Betrachtung in Aufsicht die Lage 2a dem Auge des Betrachters zugewandt, so erscheint beim Verkippen der Farbwechsel des für die Lage 2a eingesetzten cholesterischen Flüssigkristall-Materials (z. B. Rot-Grün). Wird das Element rückseitig betrachtet, d. h. ist die Lage 2b dem Auge des Betrachters zugewandt, erscheint der Farbwechsel des für die Lage 2b eingesetzten Flüssigkristallmaterials (z. B. Grün-Blau).
Weiterhin ist es auch möglich, die zweite Polymerschicht durch partiellen Druck von zwei oder mehreren unterschiedlichen cholesterischen Flüssigkristallmaterialien mit unterschiedlichen Farbeffekten auszuführen. Hierdurch sind weitere Farbwechseleffekte zu erreichen, z. B. partielle Rot-Grün und partielle Grün-Blau-Farbwechsel beim Verkippen.
Weiterhin ist möglich, den partiellen Druck so auszuführen, dass auf Grund der unterschiedlichen Farbgebung der partiell gedruckten Bereiche eine weitere, unter geeignetem Betrachtungswinkel permanent sichtbare Bildinformation erzeugt wird (z. B. ein grünes Symbol auf rotem Grund, dass bei Verkippen zu einem blauen Symbol auf grünen Grund wird). Mit diesen Ausführungsvarianten kann ein First-Line Feature und damit ein weiterer Mehrwert zum Sicherheitselement hinzugefügt werden.
Die ersten Bereiche der ersten Polymerschicht verfügen bevorzugt über variierende Polarisationseigenschaften. Beispielsweise besitzen linear polarisierende erste Bereiche eine unterschiedliche Azimut-Orientierung der Polarisationsachsen, die Polarisationsrichtung drehenden erste Bereiche einen unterschiedlichen Drehwinkel und unterschiedlich zirkular polarisierende erste Bereiche gegenläufig zirkular polarisierende Eigenschaften (linkshändig/rechtshändig zirkular polarisierend). Hierdurch ist es möglich, als erstes Sicherheitsmerkmal eine Darstellung eines Objekts zu codieren, die sich bei Drehung des Polarisators/Folienelements verändert und unter Umständen in eine andere Darstellung übergeht. Weiter ist es so auch möglich, als erstes Sicherheitselement zwei Objekte in der ersten Polymerschicht zu codieren, mit denen das erste Objekt bei einem ersten Relativwinkel zwischen Polarisator/Folienelement sichtbar ist und das zweite Objekt bei einem zweiten Relativwinkel zwischen Folienelement und Polarisator sichtbar ist. Hierbei ist bevorzugt eine erste Gruppe von ersten Bereichen dem ersten Objekt und eine zweite Gruppe von ersten Bereichen dem zweiten Objekt zugeordnet. Weiter ist es auch möglich, durch derart unterschiedliche erste Bereiche ein Graustufenbild eines Objekts als Sicherheitsmerkmal in dem Folienelement zu codieren.
Die ersten Bereiche mit unterschiedlichen linear polarisierenden oder die Polarisationsrichtung drehenden Eigenschaften bzw. unterschiedlichen zirkular polarisierenden Eigenschaften besitzen hierbei eine kleinste Ausdehnung von weniger als 300 μm, so dass sich für den menschlichen Betrachter bei einem normalen Betrachtungsabstand ein integrales Bild ergibt.
Weiter ist es auch möglich, die dritten Bereiche der dritten Polymerschicht – wie oben ausgeführt – mit unterschiedlichen linear polarisierenden und die Polarisationsrichtung drehenden Eigenschaften bzw. unterschiedlichen zirkular polarisierenden Eigenschaften auszustatten und so ebenfalls ein besonders fälschungssicheres und markantes zweites Sicherheitsmerkmal durch das Folienelement zur Verfügung zu stellen.
Das Folienelement verfügt vorzugsweise weiter über mindestens eine transparente Trägerschicht, beispielsweise ein oder mehrere Polyesterträger einer Schichtdicke von 5 μm bis 50 μm. So ist es möglich, das Folienelement im Bereich eines transparenten Fensters eines Sicherheitsdokuments anzuordnen und so für die Durchlicht-Betrachtung zugänglich zu machen.
Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung weist das Folienelement weiter zumindest eine Replikationsschicht auf, auf der die erste oder die dritte Polymerschicht aus einem Flüssigkristall-Material aufgebracht ist. In die der Polymerschicht aus einem Flüssigkristall-Material zugewandte Oberfläche der Replikationsschicht ist in den ersten bzw. dritten Bereichen eine diffraktive Struktur zur Orientierung der Polymerschicht aus einem Flüssigkristall-Material eingebracht. Die diffraktive Struktur dient dabei zur Orientierung des anisotropen Polymermaterials. Mittels einer derartigen Technologie ist es zum einen möglich, die anisotrope Polymerschicht aus einem Flüssigkristall-Material mittels eines kostengünstigen Fertigungsprozesses besonders präzise zu orientieren. Weiter wird hierdurch eine besonders effektive Möglichkeit bereit gestellt, eine Polymerschicht zu fertigen, die in unterschiedlichen Bereichen über unterschiedliche linear polarisierende oder die Polarisationsrichtung drehende Eigenschaften bzw. über unterschiedliche zirkular polarisierende Eigenschaften verfügt. Diese unterschiedlichen Eigenschaften werden beispielsweise durch eine unterschiedliche Azimut-Orientierung eines für die Orientierung des Flüssigkristall-Materials eingesetzten Lineargitters, beispielsweise eines Lineargitters mit einer Spatialfrequenz von 1.500 Linien/mm bis 3.500 Linien/mm und einer Tiefe von 50 nm bis 500 nm, erreicht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Folienelement neben den oben beschriebenen Schichten eine oder mehrere weitere Schichten auf, die ein weiteres, optisch erkennbares Sicherheitsmerkmal für den menschlichen Betrachter, vorzugsweise auch in den ersten und dritten Bereichen, bereit stellt. Dies kann zum einen, wie zuvor beschrieben, durch eine Kombination unterschiedlicher cholesterischer Flüssigkristall-Materialien in der Polymerschicht erreicht werden. Weiterhin ist es möglich, eine oder mehrere Schichten mit einer optisch wirksamen Reliefstruktur, beispielsweise einem Kinegram^® oder einem Hologramm, in dem Folienelement vorzusehen. Hierzu wird beispielsweise in eine Replizierlackschicht eine optisch wirksame Reliefstruktur abgeformt und sodann mit einer HRI- oder einer LRI-Schicht beschichtet (HRI = High Refraction Index; LRI = Low Refraction Index). Als optisch wirksame Reliefstrukturen können hierbei auch Mikrolinsen-Strukturen, Mattstrukturen oder refraktiv wirkende Makrostrukturen eingesetzt werden.
Weiter ist es auch möglich, als derartige Schicht ein Dünnfilm-Schichtsystem zur Erzeugung von Farbverschiebungen mittels Interferenz oder eine ein optisch variables Material aufweisende Schicht, beispielsweise eine Schicht mit einem lumineszierenden Material, in dem Folienelement vorzusehen.
Das Folienelement ist hierbei bevorzugt Teil einer Folie, beispielsweise einer Laminierfolie, einer Transferfolie oder einer Stickerfolie, die auf ein Wertdokument oder ein Sicherheitsdokument appliziert wird. Wie bereits oben erwähnt, ist der Bereich der Folie, der das Folienelement bildet, hierbei bevorzugt im Bereich eines transparenten Fensters des Sicherheitsdokuments/Wertdokuments angeordnet. Die Folie kann hierbei neben den im Bereich des Folienelements – wie oben beschrieben – bereit gestellten Sicherheitsmerkmalen noch über weitere Sicherheitsmerkmale verfügen, die beispielsweise außerhalb des transparenten Fensters des Sicherheitsdokuments als reflektive Sicherheitselemente zur Geltung kommen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, dass das Sicherheitselement weiter auch über einen Polarisator verfügt, der durch Faltung oder Biegung des Sicherheitselements in Überdeckung mit dem Folienelement gebracht werden kann und damit von dem Benutzer zur Verifizierung des ersten und zweiten Sicherheitsmerkmals eingesetzt werden kann.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnung beispielhaft erläutert.
1 zeigt eine schematische Darstellung der sich für einen Betrachter bei einer ersten Betrachtungsrichtung eines erfindungsgemäßen Folienelements ergebenden Darstellungen.
2 zeigt eine schematische Darstellung der sich für den Betrachter bei Betrachter des erfindungsgemäßen Folienelements bei einer zweiten Betrachtungsrichtung ergebenden Darstellungen.
3a zeigt eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Folienelements für ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
3b zeigt eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Folienelementes für ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
3c zeigt eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Folienelementes für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
4 zeigt eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Folienelements für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
5 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Folienelementes für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
1 zeigt ein Sicherheitsdokument 1, einen Polarisator 5 und zwei Darstellungen 41 und 42.
Bei dem Sicherheitsdokument 1 handelt es sich beispielsweise um eine Banknote, einen Ausweis, ein Visa, ein Ticket oder ein Software-Zertifikat. Das Sicherheitsdokument 1 weist hierbei ein Trägerelement 10 und eine auf dem Trägerelement 10 aufgebrachte oder in das Trägerelement eingebrachte Folie 2 auf. Das Trägerelement 10 besteht beispielsweise aus Papier, einem Kunststoffmaterial oder auch aus einem Verbundmaterial aus Papier und Kunststoff. Weiter ist es möglich, dass das Trägerelement 10 ein- oder beidseitig mit ein oder mehreren Sicherheits-Druckschichten versehen ist.
Das Sicherheitsdokument 1 weist ein transparentes Fenster 11 auf. Im Bereich des transparenten Fensters 11 weist – wie in 1 gezeigt – das Trägerelement 10 eine Öffnung auf. Es ist jedoch auch möglich, dass im Bereich des transparenten Fensters 11 das Trägerelement über transparente, optische Eigenschaften verfügt. Die Folie 2 ist auf dem Trägerelement 10 vorzugsweise in Form eines Sicherheitsstreifens oder als Sicherheits-Patch aufgebracht oder auch als Sicherheitsfaden eingebracht. Die Folie 2 wird vorzugsweise als Übertragungslage einer Heißprägefolie auf das Trägerelement 10 aufgebracht. Es ist jedoch auch möglich, dass die Folie 2 auf den Trägerkörper 10 aufgespendet wird. Die Folie 2 wird hierbei derart auf das Trägerelement 10 appliziert, dass die Folie 2 den Bereich des transparenten Fensters 11 vollständig überdeckt und ein Bereich der Folie 2 mit einem Folienelement 20 in Überdeckung mit dem Bereich des transparenten Fensters 11 angeordnet ist.
Die Folie 2 verfügt hierbei über eine Oberseite 12 und eine Unterseite 13 und umfasst ein oder mehrere Folienelemente, welche Sicherheitselemente zur Überprüfung der Authentizität des Sicherheitsdokuments 1 bereitstellen. So umfasst die Folie 2 beispielsweise neben dem Folienelement 20, welches – wie in 1 gezeigt – im Bereich des transparenten Fensters 11 angeordnet ist, noch über ein weiteres Folienelement 21. Die Folienelemente 20 und 21 werden hierbei jeweils von Teilbereichen der Folie 2 gebildet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Folienelemente von einer Untermenge der Schichten einer Folie in einem bestimmten Bereich der Folie gebildet werden.
Der Aufbau des Folienelements 20 ist beispielhaft in 3a verdeutlicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel befinden sich die bildgebenden anisotropen Polymerschichten beiderseits eines Trägermaterials. Es ist ebenfalls eine Ausführung möglich, bei der sich alle anisotropen Polymerschichten auf der gleichen Seite des Trägermaterials befinden. Dieser Aufbau wird in 3b und 3c und 5 beschrieben.
3a zeigt das Folienelement 20 mit einer Oberseite 12 und einer Unterseite 13. Das Folienelement 20 weist hierbei eine Schutzlackschicht 22, eine Schicht 23, eine Polymerschicht 24, eine Schicht 25, eine Polymerschicht 26, eine Trägerschicht 27, eine Schicht 28, eine Polymerschicht 29 und eine Haftschicht 30 auf. Das Folienelement kann – muss aber nicht – die Schutzlackschichten 22 und 23 aufweisen. Die Haftschicht 30 stellt eine Kleberschicht dar, mit der das Sicherheitselement auf dem Trägerelement 10 fixiert wird.
Die Polymerschichten 24 und 29 sind die bildgebenden anisotropen Polymerschichten. Die Schichten 25 und 28 sind die Orientierungsschichten für die anisotropen Polymerschichten (z. B. Replikationsschichten, Photopolymerschichten, verkratzte Polymerschichten etc.). Die Polymerschicht 26 ist eine weitere anisotrope Polymerschicht. Diese kann auch aus zwei unterschiedlichen Lagen von zwei unterschiedlichen anisotropen Polymeren bestehen oder auch mehrere Bereiche partiell gedruckter unterschiedlicher anisotroper Polymere umfassen.
Die Schutzlackschicht 22 hat vorzugsweise eine Dicke von 0,3 bis 1,2 μm. Die Schutzlackschicht besteht vorzugsweise aus UV-vernetzbaren Acrylaten oder abriebfesten thermoplastischen Acrylaten. Auf die Schutzlackschicht 22 kann auch verzichtet werden. Weiter ist auch möglich, dass anstelle der Schutzlackschicht 22 ein transparenter Polyesterträger einer Dicke zwischen 5 und 50 μm vorgesehen ist. Falls die Schicht 22 ein transparenter Träger ist, so wird die Schicht 23 abhängig vom Herstellprozess des Sicherheitselementes entweder von einer Kleberschicht oder einer Orientierungsschicht für die anisotrope Polymerschicht 24 gebildet. Im letzteren Fall kann die Schicht 25 dann entfallen.
Die Orientierungsschichten 25 (bzw. 23) und 28 können z. B. Replikationsschichten sein, in die mittels eines Prägewerkzeugs diffraktive Strukturen eingeprägt sind. Die Replikationsschichten bestehen hierbei vorzugsweise aus einem transparenten, thermoplastischen Kunststoffmaterial, das beispielsweise durch ein Druckverfahren auf die Schutzlackschicht 22 aufgebracht ist.
Alternativ hierzu können die Orientierungsschichten auch aus den gleichen oder anderen anisotropen Polymeren bestehen, das wie vorgenannt oder auf anderem Wege strukturiert wird. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann auch die Oberfläche der Schicht 26 strukturiert werden und direkt als Orientierungsschicht für die anisotrope Polymerschicht 24 dienen. Auf die Schicht 25 kann bei diesem Ausführungsbeispiel dann verzichtet werden.

Exemplarisch wird nachfolgend die Ausführung als Element mit zwei Replizierlackschichten beschrieben, d. h. die Orientierungsschichten 25 und 28 werden von Replizierlackschichten gebildet. Diese Replizierlackschichten haben hierbei beispielsweise folgende Zusammenfassung:

Komponente	Gewichts-Teile
hochmolekulares PMMA-Harz	2000
Silikonalkyd	300
nichtionisches Netzmittel	50
niedrigviskose Nitrocellulose	750
Methylethylketon	12000
Toluol	2000
Diacetonalkohol	2500

Bei der Trägerschicht 27 handelt es sich um einen Trägerfilm einer Stärke von 5 bis 50 μm aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise einem biaxial gereckten Polyesterfilm oder Polyolefinfilm dieser Dicke.
Bei der Schicht 26 handelt es sich um eine Polymerschicht, die im gesamten Bereich des Folienelements 20 über zirkular polarisierende Eigenschaften verfügt. Bei der Schicht 26 handelt es sich bei dem Ausführungsbeispiel nach
3 hierbei um eine orientierte Schicht aus cholesterischem Flüssigkristall-Material. Als cholesterisches Flüssigkristall-Material können beispielsweise die in WO 01/55960 beschriebenen cholesterischen Flüssigkristall-Materialien verwendet werden. Die Schicht 26 besitzt hierbei vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,2 bis 10 μm. Die Flüssigkristalle der Schicht 26 werden beispielsweise beim Aufrakeln der Polymerschicht 26 auf die Trägerschicht 27 durch die hierbei auftretenden Scherkräfte orientiert. Weiter ist es auch möglich, dass eine weitere mikro-verkratzte oder gebürstete Orientierungsschicht vorgesehen ist oder die Trägerschicht 27 vor dem Auftragen der Polymerschicht 26 auf der der Polymerschicht 26 zugewandten Oberfläche mikro-verkratzt oder gebürstet wird, um so eine Orientierung der cholesterischen Flüssigkristalle zu ermöglichen. Die Polymerschicht 26 wirkt bei ihrer Ausgestaltung als cholesterische Flüssigkristallschicht als Filter, der abhängig von dem Einfallswinkel des einfallenden Lichts einen speziellen Wellenlängen-Anteil des einfallenden Lichts reflektiert und einen speziellen Wellenlängen-Anteil des Lichts transmittiert, so dass ein blickwinkelabhängiger Farbverschiebungseffekt (vor einem dunklen Hintergrund, der das transmittierte Licht absorbiert) zu beobachten ist.
Auf die Schicht 26 wird die Replizierlackschicht 25 aufgebracht und als Orientierungsschicht strukturiert.
Die Replizierlackschicht wird beispielsweise mittels einer Linienraster-Tiefdruckwalze mit einem Auftraggewicht von 2,2 g/m² nach Trocknung aufgebracht, in einem Trockenkanal bei einer Temperatur von 100 bis 120°C getrocknet und anschließend mit einer beheizten Prägewalze oder einem beheizten Prägestempel bei etwa 130°C mit einer diffraktiven Struktur beprägt. Weiter ist es auch möglich, anstelle eines thermoplastischen Replizierlacks einen UV-härtbaren Replizierlack zu verwenden und die diffraktiven Strukturen mittels UV-Replikation in die Schicht 25 abzuformen.
Hierbei wird in den Bereichen des Sicherheitselements, in denen die Polymerschicht 24 linear polarisierende oder die Polarisationsrichtung drehende Eigenschaften besitzen soll, ein Liniengitter hoher Linienzahl, beispielsweise mit einer Auflösung von 1.500 Linien/mm bis 3.500 Linien/mm mit einer bevorzugten Tiefe von 50 nm bis 500 nm abgeformt.
Weiter ist es möglich, dass sich die Azimutwinkel der Liniengitter bereichsweise unterscheiden, wodurch unterschiedliche linear polarisierende oder die Polarisationsrichtung drehende Eigenschaften in der Polymerschicht 24 erzielt werden können.
Auf die strukturierte Orientierungsschicht 25 wird sodann eine Schicht aus einem optisch anisotropen Polymermaterial, vorzugsweise einem Flüssigkristall-Material (IC = Liquid Crystal) aufgebracht. Im Prinzip sind alle in den vorgenannten Druckschriften angeführten Flüssigkristall-Materialien für die Schicht 25 verwendbar. Vorzugsweise wird ein nematisches Flüssigkristall-Material aus der OPALVA^®-Reihe der Firma Vantico AG, Basel/Schweiz, eingesetzt, Dieses Flüssigkristall-Material wird vollflächig oder partiell, vorzugsweise mittels eines Druckprozesses, auf die Replizierschicht 25 aufgebracht, vorzugsweise mit einem Auftragsgewicht, das bei planarer Oberfläche eine Schichtdicke von 0,5 μm bis 5 μm ergibt. Die sich nach Auftrag des Flüssigkristall-Materials lokal ausbildende effektive Schichtdicke der anisotropen Polymerschicht 24 sowie die Ausrichtung der Flüssigkristall-Moleküle der Polymerschicht 24 wird hierbei von der in die Replikationsschicht 25 eingeprägten diffraktiven Struktur beeinflusst.
Anschließend werden die Flüssigkristalle der anisotropen Polymerschicht 24 bei Bedarf unter Zufuhr von Wärme ausgerichtet. Anschließend erfolgt eine UV-Härtung oder thermisch induzierte radikalische Vernetzung des Flüssigkristall-Materials zur Fixierung der Orientierung der Flüssigkristall-Moleküle und der Schichtdicke der anisotropen Polymerschicht 24.
Weiter ist es auch möglich, dass die aufgedruckte Schicht aus einem lösungsmittelhaltigen Flüssigkristall-Material einem Trocknungsprozess unterzogen wird und sich die Flüssigkristall-Moleküle während der Verdampfung des Lösungsmittels gemäß der diffraktiven Struktur orientieren. Auch ist es möglich, dass lösungsmittelfreies Flüssigkristall-Material durch einen Druckprozess aufgebracht wird, wonach die Orientierung durch Vernetzung fixiert wird.
Weiter ist auch möglich, dass die unterschiedliche Orientierung der Flüssigkristall-Moleküle der Polymerschicht 24 durch eine Orientierung der Flüssigkristallschicht an einer unterschiedlich belichteten Photopolymerschicht oder einer durch Mikro-Verkratzung mit einem Oberflächenrelief versehenen Schicht erfolgt.
In den Bereichen 31 und 32, in denen die oben beschriebene diffraktive Struktur in die Schicht 23 abgeformt ist, verfügt die Polymerschicht 24 über linear polarisierende Eigenschaften, wobei aufgrund des unterschiedlichen Azimutwinkels der diffraktiven Struktur in den Bereichen 31 und 32 die Polymerschicht 24 in den Bereichen 31 und 32 über unterschiedlich linear polarisierende Eigenschaften verfügt. In den Bereichen 33, in denen die diffraktive Struktur nicht in die Schicht 23 abgeformt ist, verfügt die Polymerschicht 24 nicht über spezielle, die Polarisation des einfallenden Lichts beeinflussende Eigenschaften. In dem in 1 verdeutlichten Beispiel sind die Azimutwinkel der diffraktiven Strukturen in den Bereichen 31 und 32 und damit die Polarisationsachsen um 90° gegeneinander verdreht. Die Bereiche 31 und 32 bilden Bildbereiche eines ein Sicherheitsmerkmal darstellenden Objektes, beispielsweise eine Darstellung von Clara Schumann. Jeder der Bereiche 31 und 32 ist hierbei einem Bildpunkt oder einem Bildbereich des Objektes zugeordnet, wobei je nach Grauwert ein Bereich 31 oder ein Bereich 32 für den jeweiligen Bildpunkt bzw. Bildbereich verwendet wird.
Weiter ist es auch möglich, dass anstelle von zwei unterschiedlichen Arten mit unterschiedlich linear polarisierenden oder in Polarisationsrichtung drehenden Eigenschaften drei oder mehr unterschiedliche Arten solcher Bereiche vorgesehen werden, in denen sich beispielsweise der Azimutwinkel bzw. die Polarisationsachse um jeweils 10° unterscheidet. Aus diesen unterschiedlichen Arten von Bereichen kann dann als Sicherheitsmerkmal eine Darstellung nach Art eines Graustufenbildes zusammengesetzt werden, so dass – wie später erläutert – bei Betrachtung in polarisiertem Licht bzw. durch einen Polarisator je nach Winkellage des Folienelements 20 zu dem Polarisator/der Lichtquelle ein sich in seinen Grauwerten änderndes Grauwertbild des Objektes dem Betrachter sichtbar wird. Weiter ist es auch möglich, dass die unterschiedlichen Arten von Bereichen unterschiedlichen Objekten zugeordnet werden und somit je nach Winkellage des Folienelements 20 zu dem Polarisator/der Lichtquelle unterschiedliche Objekte als Sicherheitsmerkmal dem Betrachter sichtbar werden. Hierbei werden bevorzugt die einzelnen Bereiche – beispielsweise die Bereiche 31 und 32 – so klein gewählt, dass ihre kleinste Abmessung ≤ 300 μm ist. Weiter ist es vorteilhaft, unterschiedliche Bereiche nach Art eines Rasters anzuordnen. Hierdurch ist es möglich, dass die unterschiedlichen Objekte, die bei unterschiedlichen Winkellagen des Polarisators/der Lichtquelle zu dem Folienelement sichtbar werden, scheinbar im selben Bereich erscheinen.
Bei den Schichten 23 und 22 handelt es sich um optionale Schutzschichten, die das Sicherheitselement vor mechanischer Beschädigung (z. B. Abrieb) schützen können. Weiterhin kann es sich hierbei um Schichten handeln, die dekorativen Zwecken dienen und zu einer Aufwertung des Sicherheitsmerkmales führen. Auf diese Schicht könnte auch verzichtet werden.
Die Replikationsschicht 28 und die Polymerschicht 29 sind wie die Replikationsschicht 25 und die Polymerschicht 24 ausgestaltet, mit dem Unterschied, dass sich das in die Replikationsschicht 28 abgeformte Oberflächenrelief von dem in die Replikationsschicht 25 abgeformte Oberflächenrelief unterscheidet und somit die Polymerschicht 29 sich von den Bereichen 31 bis 33 unterscheidende Bereiche 35 bis 37 aufweist, in denen die Polymerschicht 29 über unterschiedlich linear polarisierende oder die Polarisationsrichtung drehende Eigenschaften oder über keine die Polarisation des einfallenden Lichts verändernde Eigenschaften verfügt. In dem Bereich 37 wird so beispielsweise die Polarisation des einfallenden Lichts nicht verändert, in den Bereichen 35 erfolgt eine lineare Polarisation des einfallenden Lichts entsprechend der in den Bereichen 31 der Polymerschicht 24 und in den Bereichen 36 eine lineare Polarisation des einfallenden Lichts gemäß der in den Bereichen 32 der Polymerschicht 24.
Durch die Anordnung und Ausdehnung der Bereiche 35 und 36 wird ein zweites Sicherheitsmerkmal gebildet, das – wie in Bezug auf die Schichten 24 und 25 erläutert – aus ein oder mehreren, sich bei Verdrehen der Winkellage des Folienelements 20 und des Polarisators/der Lichtquelle zueinander verändernden Darstellungen eines oder mehrerer Objekte besteht. Dieses zweite Sicherheitsmerkmal unterscheidet sich hierbei von dem von den Bereichen 31 und 32 bereit gestellten Sicherheitsmerkmal beispielsweise dadurch, dass unterschiedliche Objekte oder eine andere Anzahl von Objekten durch die Bereiche 35 und 36 bzw. 31 und 32 codiert werden oder die Objekte in unterschiedlicher Winkellage des Folienelements 20 zu dem Polarisator/der Lichtquelle erscheinen, d. h. sich die linear polarisierende oder die Polarisationsrichtung drehenden Eigenschaften der Bereiche unterscheiden. Wie auch in 3 angedeutet, ist die Gestaltung der Bereiche 31, 32 und 33 sowie der Bereiche 35, 36 und 37 und damit die örtliche Ausgestaltung der linear polarisierenden oder die Polarisationsrichtung drehenden Eigenschaften der Polymerschichten 24 und 29 vollständig unabhängig voneinander, so dass in ein und demselben Bereich des Folienelements 20 zwei vollkommen unterschiedliche Informationen codiert und – wie später erläutert – abhängig von der Blickrichtung dem Betrachter sichtbar gemacht werden können.
Bei der Haftschicht 30 handelt es sich vorzugsweise um eine thermisch aktivierbare Kleberschicht, die der Applizierung der Folie 2 auf dem Trägerelement 10 des Sicherheitsdokuments 1 dient. Es ist jedoch auch möglich, dass die Haftschicht 30 in dem Bereich des Folienelements 20 nicht vorgesehen ist, oder dass es sich bei der Haftschicht 30 um eine durch Druck aktivierbare Kaltkleberschicht handelt.
Die Herstellung des in 3a gezeigten Folienelements kann hierbei wie folgt erfolgen:
Es wird eine Folie mit einem Polyesterträger und einem aus den Schichten 22, 23, 24, 25 und 26 gebildeten Schichtpaket gefertigt, indem auf den Polyesterträger zuerst die anisotrope Polymerschicht 26 appliziert wird. Nachfolgend wird wie zuvor beschrieben die Replikationsschicht 25 aufgebracht und strukturiert. Auf diese wird die anisotrope Polymerschicht 24 aufgebracht. Die weiteren Schichten 22 oder 23 werden auf die Polymerschicht 24 appliziert.
Der Träger mit dem Schichtpaket wird gewendet und rückseitig mit der Replikationsschicht 28 versehen. Diese wird wie zuvor beschrieben strukturiert und dann mit der anisotropen Polymerschicht 29 versehen. Für die Verwendung als Laminier- oder Stickerfolie wird eine Kleberschicht 30 aufgebracht, um das Sicherheitselement auf dem gewünschten Trägerelement zu fixieren.
Weiter ist es auch möglich, dass das Folienelement 20 – neben den Schichten 22 bis 30 – noch ein oder mehrere weitere Schichten aufweist, insbesondere ein oder mehrere weitere Schichten aufweist, die ein weiteres, optisch erkennbares Sicherheitsmerkmal bereitstellen.
Das Sicherheitsdokument zeigt so im Bereich des transparenten Fensters 11 folgende Sicherheitsmerkmale:
Wird das Sicherheitsdokument 20 im Auflicht beispielsweise vor einem dunklen Hintergrund mit unpolarisiertem Licht betrachtet, so zeigt sich der von der Polymerschicht 26 generierte blickwinkelabhängige Farbverschiebungseffekt, beispielsweise erscheint das Folienelement 20 bei Betrachtung in einem Winkelbereich von 30% um die Flächennormale rot und bei einer Betrachtung außerhalb dieses Winkelbereichs in grün. Dies ist unabhängig davon, ob das Folienelement 20 von der Vorder- oder Rückseite betrachtet wird, d. h. das Sicherheitsdokument 1 von der Vorder- oder Rückseite betrachtet wird.
Ist die Polymerschicht 26 in der Form ausgeführt, dass sie aus zwei Lagen unterschiedlicher cholesterischer Flüssigkristallmaterialien besteht, erzielt man hier betrachtungsseitig einen unterschiedlichen Farbeindruck.
Ist die Polymerschicht 26 in der Form ausgeführt, dass sie aus zwei oder mehreren in zwei oder mehreren Bereichen partiell aufgebrachter, unterschiedlicher Flüssigkristallmaterialien besteht, so können mehrere unterschiedliche Farbeindrücke – oder farbige Bildinformationen als First-Line-Feature – integriert werden (siehe auch 5).
Bei Betrachtung im Durchlicht mittels unpolarisierten Lichts/ohne Polarisator erscheint das Folienelement 20 sowohl bei Betrachtung von der Vorderseite als auch bei Betrachtung von der Rückseite als transparentes Fenster, unter Umständen mit einem leichten Farbeinschlag.
Wird das Sicherheitsdokument 1 – wie in 1 gezeigt – im Durchlicht durch den Polarisator 5 betrachtet, so zeigt sich je nach Winkellage zwischen Sicherheitsdokument 1 und Polarisator 5 die Darstellung 41 oder 42. Bei dem Polarisator 5 handelt es sich hierbei um einen einfachen Linear-Polarisator. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 3a sind hierbei die Bereiche 31 und 32 entsprechend den in den Darstellungen 41 und 42 gezeigten Objekten angeordnet, d. h. die in der Darstellung 41 als dunkel erscheinenden Punkte sind mit Bereichen 31 unterlegt und die hell erscheinenden Bereiche mit Bereichen 32 unterlegt, so dass sich bei einer Veränderung der Winkellage zwischen dem Polarisator 5 und dem Sicherheitsdokument 1 um 90° die Darstellung 42 ergibt. Bei Auflicht-Betrachtung durch den Linear-Polarisator 5 (bzw. bei Auflicht-Betrachtung mittels einer linear polarisierten Lichtquelle) ergeben sich ebenfalls die Darstellungen 41 und 42, mit dem Unterschied, dass hier zusätzlich noch der oben geschilderte Farbverschiebungseffekt eintritt.
Bei Betrachtung des Sicherheitsdokuments 1 in Durchlicht-Betrachtung von der Rückseite – wie dies in 2 dargestellt ist – ergibt sich ein vollkommen unterschiedlicher optischer Eindruck. Hierbei wird bei einer ersten Winkellage des Sicherheitsdokuments 1 zu dem Linear-Polarisator 5 eine Darstellung 43 für den menschlichen Betrachter sichtbar und bei einer zu dieser Winkellage um 90° verdrehten Winkellage eine Darstellung 44 sichtbar. Zur Darstellung des in der 2 dargestellten Objekts sind in dem Ausführungsbeispiel nach 3a in der Polymerschichtschicht 29 in den in der Darstellung 43 dunkel dargestellten Bereichen Bereiche 35 mit ersten linear polarisierenden Eigenschaften und in den in 2 grau erscheinenden Bereichen Bereiche 36 mit hiervon abweichenden, linear polarisierenden Eigenschaften vorgesehen. Die Polarisationsachsen der linear polarisierenden Bereiche 35 und 36 sind so bei dem Ausführungsbeispiel nach 3a um 45° gegeneinander verdreht, so dass sich die in 2 gezeigten Darstellungen bei einer Verdrehung des Sicherheitsdokuments zu dem Linear-Polarisator 5 von 90° ergeben.
Bei Auflicht-Betrachtung durch den Polarisator 5 ergeben sich hier ebenfalls die Darstellungen 43 und 44, überlagert noch mit dem oben beschriebenen, durch die Art der Ausführung der Polymerschicht 26 bewirkten Farbwechsel.
Überraschenderweise überlagern sich so die von den Polymerschichten 24 und 29 generierten, gleichartigen Polarisationseffekte bei Durchlicht- und Auflicht-Betrachtung nicht und sind selektiv abhängig von der Betrachtungsrichtung mittels eines Linear-Polarisators auslesbar. Wesentlich hierfür ist die Anordnung der Polymerschicht 26 mit zirkular polarisierenden Eigenschaften zwischen den beiden Polymerschichten 24 und 29 mit den linear polarisierenden/die Polarisationsrichtung drehenden Eigenschaften.
Untersuchungen haben hierbei gezeigt, dass anstelle eines cholesterischen Flüssigkristall-Materials auch ein nematisches Flüssigkristall-Material für die Polymerschicht 26 eingesetzt werden kann, welches über zirkular polarisierende Eigenschaften verfügt. Weiter ist es auch möglich, dass die Polymerschicht 26 bereichsweise über unterschiedliche zirkular polarisierende Eigenschaften verfügt, beispielsweise in einem ersten Bereich rechtshändig zirkular polarisierende Eigenschaften und in einem zweiten Bereich linkshändig zirkular polarisierende Eigenschaften besitzt, wobei jedoch erforderlich ist, dass die zirkular polarisierenden Eigenschaften der Schicht 26 in sämtlichen Bereichen 31, 32, 35 und 36 vorliegen, in denen die Polymerschichten 24 und 29 linear polarisierende/die Polarisationsrichtung drehende Eigenschaften besitzen.
Weitere Ausführungsbeispiele des Sicherheitselementes sind in 3b und 3c erläutert.
3b zeigt den Aufbau eines Folienelements 20', welches Teil einer Sticker- oder Laminierfolie ist. Hierbei befinden sich alle optisch funktionalen Schichten auf einer Seite des Trägermaterials. Die Ausgestaltung der Schichten erfolgt wie bei den entsprechend referenzierten Schichten des Folienelements 20. Nachfolgend wird daher nur kurz die Schichtfolge skizziert:
Beginnend mit der Trägerschicht 27 wird die Replizierschicht 25 aufgebracht und wie zuvor beschrieben strukturiert. Auf diese wird das anisotrope Polymer der Polymerschicht 29 appliziert. Auf die Polymerschicht 29 wird die anisotrope Polymerschicht 26 aufgebracht. Es folgt die Replizierschicht 28, die wie zuvor beschrieben strukturiert wird. Auf diese folgt die anisotrope Polymerschicht 24. Optional können weitere Schutzschichten oder Schichten mit dekorativer Wirkung folgen. Im letzten Schritt wird (optional) eine Kleberschicht aufgebracht. Diese kann sich, je nach Anforderung, entweder rückseitig auf der Trägerschicht 27 befinden oder als letzte Schicht auf das Schichtpaket 29–24 aufgebracht werden. Weiter ist es auch möglich, dass rückseitig auf die Trägerschicht 27 noch weitere Druck- oder Hologrammschichten für Zusatzeffekte aufgebracht werden.
Eine Ausführung des Sicherheitselementes als Heiß- oder Kaltprägefolie wird in 3c gezeigt. Abweichend vom Aufbau in 3b befindet sich hier eine zusätzliche Ablöseschicht 38 auf der Trägerschicht 27, auf die das Schichtpaket 24–29 folgt. Die Kleberschicht 30 befindet sich in diesem Fall als abschließende Schicht folgend auf das Schichtpaket 24–29.
Neben den gezeigten Ausführungsvarianten sind noch weitere Schichtabfolgen denkbar. Für die Funktion des Elementes entscheiden ist dabei jedoch jeweils die Anordnung von jeweils mindestens einer anisotropen Polymerschicht beiderseitig einer zentralen weiteren anisotropen Polymerschicht.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand von 4 erläutert:
4 zeigt ein Folienelement mit einer Oberseite 61 und einer Unterseite 62. Das Folienelement 6 weist eine Trägerschicht 63, eine Replizierlackschicht 64, eine Polymerschicht 65, eine Haftschicht 66, eine Polymerschicht 67, eine Replikationsschicht 68, eine Trägerschicht 69, eine Haftschicht 70, eine Polymerschicht 71, eine Replikationsschicht 72 und eine Trägerschicht 73 auf.
Bei den Trägerschichten 63, 69 und 73 handelt es sich vorzugsweise um Polyester- oder Polyolefinfilme einer Dicke zwischen 5 μm und 50 μm. In der Replikationsschicht 64 sind in Bereichen 74 und 75 Strukturen zur Orientierung der Flüssigkristalle der Polymerschicht 65 abgeformt, beispielsweise die in Bezug auf die Replizierschicht 23 erläuterten Lineargitter. Die Polymerschicht 65 wird von einer Schicht aus einem cholesterischen Flüssigkristall-Material gebildet, welches auf die Replikationsschicht 64 mittels eines Druckverfahrens aufgebracht und sodann in den Bereichen 74 und 75 durch das Oberflächenrelief der Replikationsschicht 64 orientiert und sodann durch Vernetzung fixiert wird. In den Bereichen 76, in denen in der Replikationsschicht 64 kein Oberflächenrelief abgeformt ist, zeigt die Polymerschicht 65 keine die Polarisation des Lichts beeinflussende Eigenschaften.
Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird die Polymerschicht 65 partiell auf die Replikationsschicht lediglich in den Bereichen aufgedruckt, in denen zirkular polarisierende Eigenschaften vorliegen sollen. Weiter werden bevorzugt unterschiedliche Flüssigkristall-Materialien in unterschiedlichen Bereichen verdruckt, so beispielsweise in den Bereichen 74 ein rechtshändig zirkular polarisierendes Flüssigkristall-Material und in den Bereichen 75 ein linkshändig zirkular polarisierendes Flüssigkristall-Material.
Anstelle von cholesterischen Flüssigkristall-Materialien, die im orientierten Zustand weiter auch einen Farbwechsel zeigen, ist es auch möglich, ein nematisches Flüssigkristall-Material oder mehrere nematische Flüssigkristall-Materialien zu verdrucken, die bei entsprechender Einstellung der Schichtdickeüber zirkular polarisierende Eigenschaften verfügen. Durch entsprechende Gestaltung des Oberflächenreliefs der Replizierlackschicht 64, beispielsweise Überlagerung der Lineargitter in den Bereichen 74 und 75 mit einer Mattstruktur einer Tiefe von 200 nm bis 800 nm sowie einer Korrelationslänge im Mikrometer-Bereich, kann eine entsprechende Einstellung der zirkular polarisierenden Eigenschaften des Flüssigkristall-Materials erzielt werden.
Bezüglich der Detail-Ausgestaltung der Replikationsschicht 64 und der Polymerschicht 65 wird auf die Ausführungen zu den Schichten 23, 24 und 26 nach 3a verwiesen. Weiter ist es auch möglich, auf die Replikationsschicht 64 zu verzichten, die Trägerschicht 63 vollflächig durch mechanisches Verkratzen oder Bürsten für die Orientierung von Flüssigkristall vorzubereiten und bereichsweise Flüssigkristall-Material mit zirkular polarisierenden Eigenschaften auf die Trägerschicht 63 aufzudrucken, so dass sich ein Sicherheitsmerkmal beispielsweise in Form einer Darstellung eines Objekts aus der Formgebung und Anordnung dieser Bereiche ergibt.
Die Replikationsschicht 72 und die Polymerschicht 71 sind wie die Replikationsschicht 64 und die Polymerschicht 65 aufgebaut, mit dem Unterschied, dass die zirkular polarisierenden Eigenschaften der Polymerschicht 71 in Bereichen 77 und 78 vorliegen und in Bereichen 79 der Polymerschicht 71 nicht vorliegen, so dass sich hier ein zweites Sicherheitsmerkmal aus der Formgebung und Anordnung der Bereiche 77 und 78 ergibt.
Bei der Polymerschicht 67 handelt es sich um eine Schicht aus einem orientierten Flüssigkristall-Material, welches in sämtlichen der Bereiche 74, 75, 77 und 78 linear polarisierende Eigenschaften besitzen.
Wie in 4 angedeutet, ist es hierbei möglich, dass die Polymerschicht 67 bereichsweise über unterschiedlich linear polarisierende Eigenschaften verfügt, beispielsweise die Polarisationsachse in Bereichen 81 und in Bereichen 82 gegeneinander verdreht ist. Die Polymerschicht 67 wird hierbei auf die Replikationsschicht 68, in die ein entsprechendes Oberflächenrelief zur Orientierung der Polymerschicht 67 abgeformt ist, entsprechend den vorstehenden Schilderungen bezüglich der Schichten 23 und 24 nach 3a aufgebracht, orientiert und sodann fixiert.
Zur Herstellung des Folienelements 6 wird zum einen auf die Trägerschicht 63 nacheinander die Schichten 64, 65 und 66 aufgebracht. Weiter wird auf die Trägerschicht 69 die Schicht 68 und dann die Schicht 67 aufgebracht. Weiter werden auf die Trägerschicht 73 die Schichten 72, 71 und 70 aufgebracht. Anschließend werden die so (parallel) hergestellten Laminierfolien in der in 4 dargestellten Reihenfolge übereinander gelegt und durch Aktivierung der Haftschichten 70 und 66 miteinander verbunden.
Bei Betrachtung des Folienelements 6 von der Vorderseite 61 im Durchlicht durch einen Zirkular-Polarisator zeigt sich das von den Bereichen 74 und 75 dargestellte Objekt, wobei das von den Bereichen 77 und 78 dargestellte Objekt verborgen bleibt. Bei Betrachtung des Folienelements 6 von der Rückseite 62 im Durchlicht durch einen (zwischen dem Folienelement 6 und dem Betrachter angeordneten) Zirkular-Polarisator zeigt sich das von den Bereichen 77 und 78 definierte Objekt/Objekte, das durch die Bereiche 74 und 75 definierte Objekt bleibt verborgen.
Analog zu dem Ausführungsbeispiel nach 3a kann durch die Verwendung von unterschiedlich zirkular polarisierenden Bereichen ein Graustufenbild in die Schichten 65 bzw. 71 codiert werden, wobei beispielsweise dunkle Bereiche eines Objektes durch die Bereiche 74, helle Bereiche des Objektes durch die Bereiche 75 und hellgraue Bereiche des Objektes durch Bereiche 76 hinterlegt werden. Eine inverse Darstellung des Objektes kann durch Verwendung eines gegensinnig zirkular polarisierenden Polarisators als weiteres Sicherheitselement generiert werden. Durch die Anordnung von unterschiedlichen linear polarisierenden Bereichen 81 und 82 kann weiter ein mittels eines Linear-Polarisators auslesbares weiteres Sicherheitsmerkmal in das Folienelement 6 codiert werden.
Bei Betrachtung in unpolarisiertem Licht erscheint das Folienelement 6 – wie bereits anhand des Folienelements 20 erläutert – als transparentes Fenster, unabhängig davon, ob das Folienelement von der Vorderseite 61 oder von der Rückseite 62 betrachtet wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand von 5 erläutert. Der Aufbau entspricht der bereits bei 3b und 3c beschriebenen Schichtfolge. Bezüglich der Ausgestaltung der einzelnen Schichten wird auf die Ausführungen zu den entsprechend referenzierten Schichten bei den Ausführungsbeispielen nach 3a bis 3c verwiesen.
Wie in 5 gezeigt, ist die Polymerschicht 29 in Bereiche 34 und 35 unterteilt. In den Bereichen 34 und 35 wird die Schicht 29 von unterschiedlichen anisotropen Polymeren gebildet. Hierbei werden partiell zwei oder mehr unterschiedliche cholesterische Flüssigkristallmaterialien mit unterschiedlichen Farbeigenschaften im Dekor aufgebracht. Beispielsweise ist in den Bereichen 34 ein cholesterischers Flüssigkristallmaterial aufgebracht, das einen blau-grün Farbwechsel beim Verkippen zeigt und im Bereich 35 ein cholesterisches Flüssigkristallmaterial aufgebracht, das beim Verkippen einen rot-grün Farbwechsel zeigt. Durch diese spezielle Ausführung der zentralen anisotropen Schicht 29 wird ein zusätzliches First-Line-Feature generiert. Hierbeierscheinen unter Verkippen des Elementes bereichsweise unterschiedliche Farbeindrücke, die bei entsprechender Ausführung eine Bildinformation wiedergegeben können. In Durchsicht ist dieses First-Line-Feature unsichtbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1227347 [0002, 0003]
- WO 01/55960 [0004, 0046]

Claims

Folienelement (20, 6), insbesondere Prägefolie, Laminierfolie oder Stickerfolie, mit einer Oberseite (12, 61) und einer Unterseite (13, 62), dadurch gekennzeichnet, dass das Folienelement (20, 6) eine erste Polymerschicht (24, 65) aus einem zumindest partiell orientierten Flüssigkristall-Material aufweist, wobei die erste Polymerschicht ein oder mehrere ein erstes Sicherheitsmerkmal bildende erste Bereiche (31, 32; 74, 75) aufweist, in denen die Polymerschicht in einem Fall a) linear polarisierende oder die Polarisationsrichtung drehende Eigenschaften oder in einem Fall b) zirkular polarisierende Eigenschaften besitzt, dass das Folienelement (20, 6) eine dritte Polymerschicht (29, 71) aus einem zumindest partiell orientierten Flüssigkristall-Material aufweist, wobei die dritte Polymerschicht ein oder mehrere ein zweites Sicherheitsmerkmal bildende dritte Bereiche (35, 36; 77, 78) aufweist, in denen die Polymerschicht im Fall a) linear-polarisierende oder die Polarisationsrichtung drehende Eigenschaften oder im Fall b) zirkular polarisierende Eigenschaften besitzt, und dass das Folienelement (20, 6) eine zweite Polymerschicht (26, 67) aufweist, die zwischen der ersten und dritten Polymerschicht angeordnet ist und die in den unterhalb der ersten Bereiche angeordneten Bereichen und in den oberhalb der dritten Bereiche angeordneten Bereiche im Fall a) zirkular polarisierende Eigenschaften und im Fall b) linear polarisierende oder die Polarisationsrichtung drehende Eigenschaften besitzt.
Folienelement (20, 6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Bereiche sich zumindest bereichsweise überlappen, wobei bei Betrachtung in Durchsicht durch einen Polarisator oder mittels polarisiertem Licht je nach Betrachtungsseite selektiv das erste oder das zweite Sicherheitsmerkmal für den menschlichen Betrachter in ein und demselben Bereich sichtbar ist.
Folienelement (20, 6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Folienelement (20, 6) aus drei oder mehr transparenten Schichten (22 bis 30; 63 bis 73) besteht, wobei die erste, zweite und dritte Polymerschicht jeweils eine der transparenten Schichten bildet und bei Betrachtung durch einen Polarisator oder mittels polarisiertem Licht im Durchlicht betrachtungsrichtungsabhängig selektiv das erste oder das zweite Sicherheitsmerkmal für den menschlichen Betrachter sichtbar ist.
Folienelement (20, 6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere transparente Schicht eine transparente Trägerschicht (27, 63, 73), insbesondere aus Polyester, vorgesehen ist.
Folienelement (20, 6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall a) die zweite Polymerschicht und im Fall b) die erste und/oder die zweite Polymerschicht aus einem cholesterischen Flüssigkristall-Material besteht, welches bei Betrachtung im Auflicht einen blickwinkelabhängigen Farbverschiebungseffekt als weiteres optisch erkennbares Sicherheitsmerkmal generiert.
Folienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall a) die zweite Polymerschicht aus zwei oder mehr unterschiedlichen Flüssikristall-Materialien besteht, die schichtweise übereinander oder nebeneinander angeordnet sind.
Folienelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Polymerschicht zwei oder mehr nebeneinander liegende Bereiche aufweist, in denen die zweite Polymerschicht aus unterschiedlichen cholesterischen Flüssigkristall-Materialien besteht, welche bei Betrachtung im Auflicht unterschiedliche, blickwinkelabhängige Farbverschiebungseffekte als weiteres optisch erkennbares Sicherheitsmerkmal generieren.
Folienelement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einem cholesterischen Flüssigkristall-Material bestehende Polymerschicht oder eine der aus einem cholesterischen Flüssigkristall-Material bestehenden Polymerschichten bereichsweise in dem Folienelement vorgesehen ist, um bereichsweise unterschiedliche Farbeffekte zu generieren.
Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sicherheitsmerkmal ein Objekt umfasst, dem erste Bereiche mit variierenden Polarisationseigenschaften zur Generierung eines Graustufenbildes zugeordnet sind.
Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sicherheitsmerkmal ein Objekt umfasst, dem dritte Bereiche mit variierenden Polarisationseigenschaften zur Generierung eines Graustufenbildes zugeordnet sind.
Folienelement nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sicherheitsmerkmal und/oder das zweite Sicherheitsmerkmal zwei oder mehrere erste Objekte umfasst, denen im Fall a) erste Bereiche bzw. dritte Bereiche mit unterschiedlichen linear polarisierenden oder die Polarisationsrichtung drehenden Eigenschaften zugeordnet sind und im Fall b) erste Bereiche bzw. dritte Bereiche mit unterschiedlichen zirkular polarisierenden Eigenschaften zugeordnet sind.
Folienelement (20, 6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und/oder dritten Bereiche eine jeweilige Ausdehnung kleiner als 300 μm besitzen und sich die Polarisationseigenschaften mindestens zweier der ersten Bereiche (31, 32; 74, 75) und/oder zweier der dritten Bereiche (35, 36; 77, 78) unterscheiden.
Folienelement (20, 6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Folienelement zumindest eine Replikationsschicht (23, 28; 64, 72) aufweist, auf der die erste oder die dritte Polymerschicht (24, 65; 29, 71) aus einem Flüssigkristall-Material aufgebracht ist, und dass in die der Polymerschicht aus einem Flüssigkristall-Material zugewandten Oberfläche der Replikationsschicht (23, 28; 64, 72) in den ersten bzw. den dritten Bereichen (31, 32, 35, 36; 74, 75, 77, 78) eine diffraktive Struktur zur Orientierung der Polymerschicht aus einem Flüssigkristall-Material eingebracht ist.
Folienelement (20, 6) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die diffraktive Struktur ein Liniengitter mit einer Spatialfrequenz von 1.500 Linien/mm bis 3.500 Linien/mm und einer Tiefe von 50 nm bis 500 nm ist.
Folienelement (20, 6) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Liniengitter bereichsweise eine unterschiedliche Azimut-Orientierung aufweist.
Folienelement (20, 6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Folienelement eine weitere Schicht mit einer optisch wirksamen Struktur aufweist, die ein weiteres optisch erkennbares Sicherheitsmerkmal bereit stellt.
Folienelement (20, 6) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere optisch wirksame Struktur die ersten und dritten Bereiche zumindest bereichsweise überlagert.
Folienelement (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Folienelement ein Dünnfilm-Schichtsystem (69) zur Erzeugung von Farbverschiebung mittels Interferenz aufweist, das ein weiteres optisch erkennbares Sicherheitsmerkmal bereit stellt.
Folienelement (6) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Dünnfilm-Schichtsystem (69) die ersten und zweiten Bereiche zumindest bereichsweise überlagert.
Folienelement (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Folienelement (20) Teil einer Folie (2) ist, die ein optisches Sicherheitselement zur Sicherung von Wertdokumenten bildet.
Folienelement (20) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie in Form eines Sicherungsfadens ausgeformt ist.
Sicherheitsdokument (1) mit einem Folienelement (20) nach Anspruch 1.
Sicherheitsdokument (1) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Folienelement (20) in einem transparenten Fenster (11) des Sicherheitsdokuments (1) angeordnet ist.
Sicherheitsdokument (1) nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsdokument weiter einen Polarisator aufweist, der durch Faltung oder Biegung des Sicherheitsdokuments in Überdeckung mit dem Folienelement gebracht werden kann.