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Die
Erfindung betrifft ein goniolumineszentes Sicherheitselement, welches
vorzugsweise als Sicherheitsdokument ausgestaltet ist oder in ein
solches integriert ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines
goniolumineszenten Sicherheitselements.
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Als
Sicherheitselemente werden Strukturen und bauliche Einheiten angesehen,
die mindestens ein Sicherheitsmerkmal aufweisen. Sicherheitsmerkmale
sind wiederum Merkmale, welche ein Nachahmen, Verfälschen,
Duplizieren oder Ähnliches
erschweren oder vorzugsweise unmöglich
machen. Sicherheitsmerkmale sollen ferner eine Verifizierung ihrer
selbst ermöglichen,
um beispielsweise ihre Authentizität und/oder Unverfälschtheit überprüfen zu können.
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Neben
einer Prüfung
auf Echtheit des Sicherheitselements können in einem Sicherheitselement
häufig
auch Informationen codiert werden, die durch das Sicherheitselement
bzw. das Sicherheitsmerkmal direkt gegen eine Verfälschung
und/oder Nachahmung abgesichert sind.
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Sicherheitsdokumente
sind Entitäten,
die mindestens ein Sicherheitsmerkmal umfassen. Als Sicherheitsdokumente
seien lediglich beispielhaft genannt: Personalausweise, Reisepässe, ID-Karten, Zugangskontrollausweise,
Visa, Steuerzeichen, Tickets, Führerscheine,
Kraftfahrzeugpapiere, Wertdokumente, wie Banknoten, Schecks, Postwertzeichen, Bankkarten,
Kreditkarten, beliebige Chipkarten und Haftetiketten (z. B. zur
Produktsicherung). Solche Sicherheitsdokumente weisen mindestens
ein Sicherheitsmerkmal, in der Regel eine Vielzahl unterschiedlicher
Sicherheitsmerkmale auf. In das Sicherheitsdokument können bereits
vorgefertigte, als Halbzeuge ausgebildete, Sicherheitselemente integriert
sein, wie beispielsweise ein belichtetes oder geprägtes Hologramm.
Ebenso können
jedoch auch einzelne Bestandteile oder Elemente in ein Sicherheitsdokument
integriert werden, die gemeinsam zur Ausbildung eines Sicherheitsmerkmals
beitragen.
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Ein
Sicherheitsdokument stellt demnach im weiteren Sinne auch immer
ein Sicherheitselement dar, da es eine bauliche Einheit mit mindestens
einem Sicherheitsmerkmal ist.
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Im
Stand der Technik sind eine Vielzahl von Sicherheitsmerkmalen und
Sicherheitselementen bekannt. Beispielsweise sind aus dem Stand
der Technik Sicherheitselemente bzw. Sicherheitsdokumente bekannt,
bei denen Informationen mit so genannter optischer variabler Farbe
(OVI – Optically
Variable Ink) aufgedruckt sind. Eine optisch variable Farbe zeichnet
sich dadurch aus, dass unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln
unterschiedliche Farbeindrücke
bzw. Farbvalenzen der gedruckten Information wahrgenommen werden.
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Ebenso
sind im Stand der Technik Sicherheitsdokumente bzw. Sicherheitselemente
bekannt, die Strukturen umfassen, die aufgrund von Interferenzeffekten
eine Betrachtungswinkelabhängigkeit zeigen.
Zu solchen Sicherheitselementen zählen u. a. beispielsweise Volumenhologramme,
die in der Regel eine hohe Winkelselektivität hinsichtlich einer Rekonstruktion
der in dem Volumenhologramm gespeicherten Information aufweisen.
Volumenhologramme zeichnen sich ferner durch eine hohe Wellenlängenselektivität hinsichtlich
des Rekonstruktionslichts aus, mit dem eine Rekonstruktion des Hologramms
möglich
ist.
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Aus
der
DE 601 141 56
T2 sind Effektpigmente bekannt, bei denen zusätzlich Lumineszenzstoffe
in die Effektpigmente eingearbeitet sind. Nachteilig ist hier die
Tatsache, dass man sich den „Zwängen”(Schichtdicke,
Brechungsindex des Kernmaterials) beim Aufbau des Effektpigmentes
unterwerfen muss und daher kein ausreichender und signifikanter optischer
Effekt beim Verkippen erfolgt. Wird ein Luminophor beispielsweise
wie im Patent beschrieben als niedrigbrechender Kernbereich eingebaut,
so steht hierfür
nur eine Schichtdicke von typisch 400 (+– 200) nm zur Verfügung, welche
exakt eingehalten werden muss. Dadurch ist beispielsweise der Einsatz von
typischen Luminophoren mit Partikelgrößen von mehreren μm im Durchmesser
ausgeschlossen. Ferner haben typische Wirtsgitter für Luminophore
einen höheren
Brechungsindex im Vergleich zu typischen OVI-Kernmaterialen wie
z. B. MgF
2, wodurch der Farbwechseleffekt
beim Verkippen stark eingeschränkt
wird, und folglich typische Luminophor-Wirtsgitter nicht für den Aufbau
von OVI-Materialien geeignet sind.
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Trotz
der bereits bekannten Anzahl von winkelabhängigen Sicherheitsmerkmalen
und Sicherheitselementen besteht dennoch der Bedarf, neuartige Sicherheitsmerkmale
und Sicherheitselemente zu schaffen, um eine Fälschungssicherheit von Sicherheitsdokumenten
und mit einem entsprechenden Sicherheitsmerkmal abgesicherten Gegenständen zu schaffen.
Insbesondere ist es wünschenswert
ein einfach und zuverlässig
zu prüfendes
Sicherheitsmerkmal zu schaffen.
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Der
Erfindung liegt somit die technische Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement,
das ein winkelabhängiges
Sicherheitsmerkmal aufweist, welches einfach zu prüfen ist,
und ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen.
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Zur
Lösung
der technischen Aufgabe ist vorgesehen, ein goniolumineszentes Sicherheitselement
zu schaffen, welches ein erstes und ein zweites Element umfasst,
die sich zumindest teilweise überlappen.
Hierbei ist das zweite Element einer Betrachtungsseite des Sicherheitselements
zugewandt, von der aus das Sicherheitselement bei einer Verifikation betrachtet
wird. Während
das erste Element erste Lumineszenzmittel umfasst, umfasst das zweite
Element mindestens eine optische Interferenzstruktur, die in einem
ausgezeichneten Wellenlängenbereich ein
orientierungsabhängiges
Transmissionsvermögen
oder Reflexionsvermögen
aufweist, welches eine wahrnehmbare Änderung des betrachteten Lumineszenzlichts
bei einer Orientierungsänderung
genau an einem Orientierungswinkel oder in einem begrenzten Orientierungswinkelbereich
bewirkt. Das erste Element und das zweite Element sind so aufeinander
abgestimmt, dass bei einer Betrachtung während einer Anregung einer
Lumineszenz der ersten Lumineszenzmittel abhängig von einer Orientierung
der Betrachtung und/oder einer Richtung einer Einstrahlung eines
Anregungslichts durch das zweite Element hindurch eine optische
Veränderung
bei einer ausgezeichneten Orientierung bzw. einem begrenzten Orientierungsbereich
wahrnehmbar ist. Dies bedeutet, dass für den ausgezeichneten zusammenhängenden
Wellenlängenbereich
bei genau einer Orientierung bzw. einem Orientierungsbereich eine Änderung
der Transmission oder Reflexion eintritt. Zur Herstellung eines
solchen goniolumineszenten Sicherheitselements werden ein erstes
und ein zweites Element relativ zueinander angeordnet, so dass das
zweite Element das erste Element zumindest teilweise überlagert
und das zweite Element einer Betrachtungsseite zugewandt ist. Hierbei
hat eine Abstimmung des ersten Elements auf das zweite Element bzw.
umgekehrt so zu erfolgen, dass die Lumineszenzmittel im angeregten
Zustand in dem ausgezeichneten Wellenlängenbereich Licht emittieren
oder der ausgezeichnete Wellenlängenbereich mit
einem Wellenlängenbereich übereinstimmt,
in dem die ersten Lumineszenzmittel mittels einer Einstrahlung von
Anregungslicht zu einer Lumineszenz anregbar sind. Im ersteren Falle
wird über
eine Änderung
des Transmissions- bzw. Reflexionsvermögens das Lumineszenzlicht hinsichtlich
seiner Intensität
in dem ausgezeichneten Wellenlängenbereich
durch das zweite Element orientierungsabhängig verändert. Im zweiten Fall wird
hingegen orientierungsabhängig
eine Anregung der Lumineszenz als solches verändert. Das zweite Element umfasst
mindestens eine Interferenzstruktur, die bei genau einer Orientierung
oder in einem begrenzten Orientierungsbereich ihre Transmission
oder Reflexion für
mindestens eine Wellenlänge
bzw. einen Wellenlängenbereich ändert. Diese
Wellenlänge
bzw. dieser Wellenlängenbereich entspricht
der oben beschriebenen ausgezeichneten Wellenlänge bzw. dem ausgezeichneten
Wellenlängenbereich,
die wiederum z. B. einer Emissionswellenlänge bzw. der wiederum einem
Emissionswellenlängenbereich,
unter dem das Lumineszenzmittel luminesziert, oder der Anregungswellenlänge bzw. dem
Anregungswellenlängenbereich
entspricht. D. h., die Interferenzstruktur ändert ihr Transmissionsvermögen und/oder
Reflexionsvermögen
für das Licht
in dem ausgezeichneten Wellenlängenbereich bei
genau einer Orientierung bzw. in genau einem Orientierungsbereich.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass ein betrachtungswinkelabhängiges Sicherheitselement
geschaffen wird, welches in der Regel durch eine einfache Sichtprüfung unter
Zuhilfenahme einer Anregungsquelle für die Lumineszenz überprüft werden
kann. Da es genau eine Orientierung bzw. einen begrenzten Orientierungsbereich
gibt, unter der sich das betrachtbare oder betrachtete Lumineszenzlicht in
seiner Intensität
oder spektralen Zusammensetzung während einer Orientierungsänderung,
beispielsweise bei einem Verkippen eine Sicherheitsdokuments, ändert, kann
ein solches Sicherheitsmerkmal zuverlässig auch durch ungeschulte
oder wenig geschulte Personen verifiziert werden. Eine ausgezeichnete
Orientierung ist durch einen Winkel (Polarwinkel) relativ zu einer
Lotrechten einer Oberfläche festgelegt.
Ein Azimutwinkel, d. h. ein Winkel in der Oberflächenebene zwischen einer beliebigen
Achse in der Ebene und einer Projektion einer Betrachtungs- oder
Einstrahlrichtung in die Ebene, kann hingegen beliebig sein. Im
Falle der Verwendung von Volumenhologrammen kann auch der Azimutwinkelbereich
beschränkt
sein. Ein begrenzter Orientierungsbereich ist durch einen begrenzten
Winkelbereich für
einen Polarwinkel der Betrachtungs- oder Einstrahlrichtung festgelegt.
Die mindestens eine Interferenzstruktur kann aus mehreren gleichartigen Bestandteilen
gebildet sein, die jedoch jeweils selbstständig ein entsprechendes Interferenzverhalten
zeigen, welches die Gesamtstruktur aufweist. Dieses bedeutet, dass
die Bestandteile ein analoges orientierungsabhängiges Transmissions- und/oder
Reflexionsverhalten ausweisen.
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Unter
dem Merkmal „Änderung
des Transmissionsvermögens
und/oder Reflexionsvermögens für das Licht
in dem ausgezeichneten Wellenlängenbereich
bei genau einer Orientierung bzw. in genau einem Orientierungsbereich” ist zu
verstehen, dass bei einer Veränderung
der Orientierung ein Übergang von
einem Transmissionsvermögen
und/oder Reflexionsvermögen
zu einem anderen hiervon unterschiedlichen Transmissionsvermögen und/oder
Reflexionsvermögen
satt findet, wenn die genau eine Orientierung oder ein begrenzter
Orientierungsbereich erreicht sind.
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Ein
Auftreten einer orientierungsabhängigen Änderung
der Transmission oder Reflexion in einem ausgezeichneten Wellenlängenbereich
bei genau einer Orientierung oder in einem begrenzten Orientierungsbereich
bedeutet jedoch nicht bei allen Ausführungsformen, dass eine Veränderung
des beobachtbaren Lumineszenzlichts nur unter genau dieser Orientierung
auftritt. Vielmehr kann die mindestens eine Interferenzstruktur
auch so gewählt
werden, dass sich die Reflexion und/oder Transmission bei genau einer
Orientierung ändert,
bei einer fortgesetzten Orientierungsänderung dann aber im Wesentlichen
konstant bleibt. Für
Polarwinkel gemessen gegen die Lotrechte, welche kleiner als der
zu der ausgezeichneten Orientierung gehörige Polarwinkel sind, zeigt das
mindestens eine Interferenzelement beispielsweise ein erstes Transmissions-
und/oder Reflexionsverhalten in dem ausgezeichneten Wellenlängenbereich.
Bei größeren Polarwinkeln
als dem der zu der genau einen Orientierung gehört, weist das das mindestens
eine Interferenzelement ein abweichendes Transmissions- und/oder
Reflexionsverhalten in dem ausgezeichneten Wellenlängenbereich
auf. Die Änderung
zwischen den Transmissions- und/oder Reflexionsverhalten tritt bei
genau der einen Orientierung auf. Analoges gilt für einen
Orientierungsbereich, in dem ein Übergang zwischen den verschiedenen
Reflexions- und/oder Transmissionsverhalten auftritt.
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Bei
anderen Ausführungsformen
ist das Transmissionsverhalten und/oder Reflexionsverhalten in dem
ausgezeichneten Wellenlängenbereich
für alle
Orientierungen gleich bis auf genau die eine Orientierung bzw. bis
auf den begrenzten Orientierungsbereich, an der bzw. in dem sich
das Transmissionsverhalten und/oder Reflexionsverhalten für Licht
in dem ausgezeichneten Wellenlängenbereich ändert.
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Weiterhin
vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Trennung des winkelabhängigen Elementes
vom lumineszierenden Element, also die Verwendung zweier unabhängiger Elemente,
wodurch beide Elemente getrennt optimiert bzw. ausgewählt werden können, um
im Zusammenspiel einen signifikanten optischen Effekt zu erzielen.
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Durch
die erfindungsgemäße Trennung
von erstem Element und zweitem Element besteht hier eine wesentlich
größere Wahlfreiheit
bei der Auswahl und Kombination der Elemente. So können Luminophore
unabhängig
ihrer physikalischen oder chemischen Eigenschaften (wie z. B. Brechungsindex,
Partikelgröße, Wirtsgitter...)
eingesetzt werden; oder auch beispielsweise organische und anorganische Luminophore
gleichzeitig.
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Die
mindestens eine Interferenzstruktur, die für das zweite Element verwendet
wird, weist jeweils eine Vorzugsrichtung auf.
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Um
eine Sichtprüfung
durch einen Menschen auf diese Weise möglich zu machen, ist bei einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen, dass der ausgezeichnete Wellenlängenbereich
im sichtbaren Wellenlängenbereich
liegt. In einem solchen Fall ist das zweite Element vorzugsweise
so ausgestaltet, dass hinsichtlich einer Einstrahlung von Anregungslicht
durch das zweite Element hindurch keine orientierungsabhängige Beeinflussung
der Transmission oder Reflexion stattfindet. Somit ist eine Beobachtung
des erfindungsgemäßen Sicherheitsmerkmals
auf einfache Weise möglich,
indem das Sicherheitselement unter unterschiedlichen Winkeln betrachtet
wird.
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Um
die orientierungsabhängige
Veränderung
zuverlässig
wahrnehmen zu können,
ist bei einer bevorzugten Ausführungsform
vorgesehen, dass eine orientierungsabhängige Änderung des Transmissionsvermögens und/oder
Reflexionsvermögens von
mehr als 30%, vorzugsweise mehr als 50%, am bevorzugtesten von mehr
als 80% bewirkbar ist. Besonders einfach ist die orientierungsabhängige Veränderung
wahrnehmbar, wenn das Element mindestens zwei (seitlich) aneinander
angrenzende Bereiche umfasst, von denen mindestens einer der mindestens
zwei Bereiche nicht durch das zweite Element überlappt oder überdeckt
wird oder ist. Eine orientierungsabhängige Änderung der wahrgenommenen
Lumineszenz tritt bei einer Änderung
der Orientierung nur in dem Bereich oder den Bereichen des ersten
Elements auf, die durch das zweite Element überlappt sind. Da beispielsweise
das menschliche Auge gut geeignet ist, relative Unterschiede hinsichtlich
eines Farbtons und/oder einer Intensität wahrzunehmen, wird die orientierungsabhängige Änderung der
Wahrnehmung bei dieser Ausführungsform
besonders einfach erfasst.
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Das
erste Element kann erste Lumineszenzmittel umfassen, die ein schmalbandiges
oder ein breitbandiges Lumineszenzspektrum aufweisen. In der Regel
werden die ersten Lumineszenzmittel ein schmalbandiges Lumineszenzspektrum
mit einer oder mehreren benachbart oder beabstandet im Wellenlängenspektrum
angeordneten Spektrallinien umfassen. Eine Abstimmung des ersten
Elements, d. h. der ersten Lumineszenzmittel, mit dem zweiten Element,
d. h. dem ausgezeichneten Wellenlängenbereich, in dem eine orientierungsabhängige Änderung des
Reflexions- und/oder Transmissionsvermögens stattfindet, erfolgt bei
den Ausführungsformen,
bei denen durch die Orientierungsabhängigkeit das Lumineszenzspektrum
beeinflusst wird, so, dass das erste Lumineszenzmittel in dem ausgezeichneten Wellenlängenbereich
Lumineszenzlicht emittiert, vorzugsweise ein Maximum der Lumineszenz
der ersten Lumineszenzmittel aufweist.
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Um
insbesondere eine bestimmte Farbe der Lumineszenz festlegen zu können, ist
es vorteilhaft, dem ersten Element weitere Lumineszenzmittel zuzufügen. Diese
weisen ein von der Spektralverteilung des ersten Lumineszenzmittels
abweichende Spektralverteilung auf. Um beispielsweise eine Farbänderung
herbeizuführen,
die von einem Betrachter auch ohne einen durch das zweite Elemente
nicht überdeckten
Vergleichsbereich des ersten Elements wahrgenommen werden kann,
ist es vorteilhaft, wenn das zweite Element so ausgestaltet wird,
dass das orientierungsabhängige
Transmissionsvermögen und/oder
Reflexionsvermögen
in dem ausgezeichneten Wellenlängenbereich
spektralselektiv hinsichtlich eines größeren, den ausgezeichneten
Wellenlängenbereich
umfassenden Wellenlängenbereichs
ist. Eine spektral selektive Orientierungsabhängigkeit bedeutet, dass die Änderung
der Transmission und/oder der Reflexion nur in einem begrenzten
Wellenlängenbereich,
hier dem ausgezeichneten Wellenlängenbereich
auftritt. Dies bedeutet, dass die Änderung des Reflexionsvermögens oder
Transmissionsvermögens
nur in dem ausgezeichneten Wellenlängenbereich orientierungsabhängig variiert.
In einem angrenzenden Spektralbereich oder Wellenlängenbereich
ist hingegen keine oder nur eine sehr viel geringere Änderung
des Transmissions- und/oder Reflexionsvermögens zu beobachten. Dies führt bei
einem Lumineszenzlicht, welches breitbandig ist und/oder aus mehreren
Spektrallinien besteht, die nicht alle in dem ausgezeichneten Wellenlängenbereich
liegen, dazu, dass nur für
einen Teil der Spektrallinien bzw. des Spektralbereichs oder Wellenlängenbereichs des
Lumineszenzlichts eine orientierungsabhängige Änderung des Transmissionsvermögens und/oder des
Reflexionsvermögens
eintritt. Hierdurch wird ein Farbeindruck orientierungsabhängig verändert, da ein
Farbeindruck, den der Betrachter des Lumineszenzlichts wahrnimmt, über die
Farbaddition von der spektralen Zusammensetzung des Lumineszenzlichts
abhängig
ist. Wird nur ein Spektralanteil durch das zweite Element transmittiert
oder reflektiert, so führt
dies zu einer Änderung
der spektralen Zusammensetzung der wahrnehmbaren Spektralverteilung und
hierüber
zu einer Farbänderung.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass in das Sicherheitselement Informationen gespeichert
werden. Dieses können
beispielsweise individualisierende und/oder personalisierende Informationen
sein. Als individualisierende Informationen werden solche angesehen,
die eine Unterscheidung des Sicherheitsmerkmals von einem anderen
gleichartigen Sicherheitsmerkmal ermöglichen. Eine individualisierende
Information kann beispielsweise eine Seriennummer sein. Als personalisierende
Information werden solche individualisierenden Informationen angesehen,
die Informationen einer Person umfassen, der das Sicherheitselement zugeordnet
ist. Wird das Sicherheitselement beispielsweise in ein als Pass
genutztes Dokument integriert, so können ein in das Sicherheitselement
codierter Name, ein Geburtsdatum, biometrische Daten, beispielsweise
eine Gesichtsbildinformation, Fingerabdruckinformationen usw. als
personalisierende Informationen verwendet werden. Eine Individualisierung
und/oder Personalisierung ist unter anderem sowohl über eine
flächige
Strukturierung des ersten Elements als auch eine flächige Strukturierung
des zweiten Elements und/oder eine Strukturierung des Überlappungsbereichs
möglich.
Bevorzugte Ausführungsformen
sehen somit vor, dass eine erste Information in dem ersten Element
und/oder eine zweite Information in dem zweiten Element gespeichert
werden. Die Verwendung der Begriffe erste und zweite Information
stellt in diesem Zusammenhang keine Priorisierung der Informationen
dar.
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Als
erste und/oder weitere Lumineszenzmittel können alle dem Fachmann bekannten
zur Lumineszenz anregbaren Stoffe und Mittel verwendet werden. Vorzugsweise
werden Lumineszenzmittel verwendet, die eine Fluoreszenz oder Phosphoreszenz
zeigen. Bei der Lumineszenz kann es sich um eine Photolumineszenz,
eine Elektrolumineszenz, einschlisßlich einer Lichtemission von
organischen oder anorganischen Leuchtdioden, oder eine Radiolumineszenz
handelt. Bevorzugt werden Lumineszenzmittel, die im sichtbaren Wellenlängenbereich transparent
sind, so dass das erste Element im sichtbaren Wellenlängenbereich
transparent ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass eine möglicherweise
auf einem Gegenstand, der mit dem Sicherheitselement versehen wird,
angebrachte Druckschicht oder eine Druckschicht, die in dem Sicherheitselement
von der Betrachtungsseite aus gesehen unter dem ersten Element angebracht
ist, hinsichtlich einer Wahrnehmung nicht beeinträchtigt wird,
solange die Lumineszenz nicht angeregt wird. Weiterhin können die
Lumineszenzmittel auch in einer sichtbaren Druckfarbe (Körperfarbe)
enthalten sein.
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Das
zweite Element ist jeweils in einem Spektralbereich der Lumineszenz
als auch in einem Spektralbereich des Anregungslichts unter mindestens
einer Orientierung transparent oder teiltransparent.
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Das
zweite Element kann ein oder mehrere optische Interferenzstrukturen
umfassen. Als geeignete Interferenzstrukturen haben sich Vielschichtinterferenzstrukturen
herausgestellt. Beispielsweise können
koextrudierte Folien verwendet werden, die so angepasst sind, dass
sie unterhalb einer ausgezeichneten Wellenlänge ein hohes Transmissionsvermögen und
oberhalb der ausgezeichneten Wellenlänge ein niedriges Transmissionsvermögen aufweisen.
Selbiges lässt
sich auch für
das Reflexionsvermögen
ausbilden. Ebenso ist es möglich,
unterhalb der ausgezeichneten Wellenlänge ein niedriges und oberhalb
ein hohes Transmissionsvermögen bzw.
entsprechend ein Reflexionsvermögen
aufzuweisen. Solche Strukturen sind dem Fachmann als so genannte
Kurzpassfilter oder Langpassfilter bekannt. Diese Strukturen weisen
die Eigenschaft auf, dass bei einer ausgezeichneten Wellenlänge eine Änderung
des Transmissionsvermögens
und/oder Reflexionsvermögens
bei einer lotrechten Betrachtung der Schichten einsetzt. Wird die
Orientierung gegenüber
der lotrechten Betrachtung geändert,
so verschiebt sich die ausgezeichnete Wellenlänge zu kürzeren Wellenlängen. Der
Bereich, in dem sich diese ausgezeichnete Wellenlänge bei
einer Änderung der
Orientierung verschiebt, legt den ausgezeichneten Wellenlängenbereich
des Interferenzelements fest.
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Ein ähnliches
Verhalten zeigen so genannte Effektpigmente, insbesondere die elektrischen
Multilager-Interferenz-Effektpigmente, die mehrere beispielsweise
auf Glimmerpartikel aufgedampfte oder abgeschiedene dielektrische
Schichten umfassen oder metall-dielektrische Fabry-Perot-Effektpigmente,
bei denen ein dielektrisches Teilchen mit teildurchlässigen Metallschichten überzogen
ist. Die Effektpigmente werden so gefertigt, dass sie eine intrinsische
Vorzugsorientierung aufweisen. Dies bedeutet, dass sie intrinsisch
eine Vorzugsrichtung aufweisen, die beispielsweise äquivalent
zu der lotrechten bei koextrudierten Folien ist. Beim Herstellen
der Effektpigmente werden die Ausgangsteilchen so ausgewählt, dass
sie entlang einer Ebene eine größere flächige Ausdehnung
als in allen anderen möglichen Orientierungen
im Raum aufweisen. Beim Ausbilden des zweiten Elements können mehrere
gleich- oder verschiedenartige Interferenzstrukturen verwendet werden,
wobei diese jedoch jeweils hinsichtlich ihrer intrinsischen Vorzugsorientierung
relativ zueinander zumindest weitestgehend ausgerichtet werden.
Neben Lang- und Kurzpassfiltern sind selbstverständlich auch Bandpassfilter
verwendbar, die nur einen bestimmten Wellenlängenbereich passieren lassen oder
blockieren, der sich bei Verkippung ebenfalls verschiebt. Weitere
mögliche
Interferenzstrukturen können
beispielsweise mittels Flüssigkristallen
erzeugt werden. Ebenso können
vorteilhaft Volumenhologramme oder Lippmann-Bragg-Strukturen verwendet
werden. Volumenhologramme bieten beispielsweise den Vorteil, dass
in ihnen unabhängig von
einer flächigen
Strukturierung bei der Herstellung komplexe Informationen gespeichert
werden können, die
bei einer Rekonstruktion ausgelesen werden können. Eine Rekonstruktion findet
nun bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement
nur dann statt, wenn ein Betrachtungswinkel mit einem bei der Herstellung
festgelegten Rekonstruktionswinkel übereinstimmt. Ferner können in
ein Volumenhologramm unterschiedliche Informationen für unterschiedliche Spektrallinien
gespeichert werden, die darüber
hinaus unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln und Beleuchtungswinkeln
rekonstruieren können. Wesentlich
ist jedoch, dass ein Volumenhologramm so ausgestaltet ist, dass
eine orientierungsabhängige Änderung
der Transmission und/oder Reflexion für einen festgelegten Wellenlängenbereich
bei einer Orientierung oder in einem Orientierungsbereich auftritt.
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Selbstverständlich sind
Ausführungsformen möglich, bei
denen das zweite Element unterschiedliche Interferenzstrukturen
umfasst.
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Die
Individualisierung und/oder Personalisierung des Sicherheitselements
ist besonders einfach möglich,
da zumindest das erste Element vorzugsweise drucktechnisch hergestellt
wird. Lumineszenzmittel lassen sich einfach in Druckfarben und/oder Drucktinten
integrieren.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
wird auch das zweite Element drucktechnisch hergestellt. Insbesondere
die erwähnten
Effektpigmente, aber auch Flüssigkristalle,
die eine cholesterische Phase ausbilden oder Flakes von koextrudierten
Materialien (beispielsweise koextrudierten Folien oder Gläsern) können drucktechnisch
appliziert werden. Hierbei wird ausgenutzt, dass die intrinsische
Orientierung zumindest bei den Effektpigmenten und den Flakes, welche
eine Vorzugsrichtung aufweisen, mit einer geometrischen Ausgestaltung einhergeht,
so dass eine geometrische Anordnung auf einer Oberfläche dazu
führt,
dass sich die einzelnen Interferenzstrukturen relativ zueinander
und dem ersten Element bzw. einer Betrachtungsrichtung gemeinsam
ausrichten. Wichtig ist jedoch, dass eine sich aus mehreren Bestandteilen,
die ebenfalls alle Interferenzstrukturen umfassen, bildende Interferenzstruktur
nur hinsichtlich einer Raumrichtung (der Lotrechten der Oberfläche) eine
Vorzugsrichtung aufweist. Nur so ist gewährleistet, dass eine Transmissionsänderung
und/oder Reflexionsänderung
für einen ausgewählten Wellenlängenbereich
nur bei genau einer Orientierung, d. h. bei einem Polarwinkel relativ zu
der Lotrechten auftritt.
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Werden
als Interferenzstruktur ein Volumenhologramm oder koextrudierte
Folien verwendet, so ist es möglich,
diese auf das fertige Wertdokument zu applizieren, wobei im Wertdokument
Lumineszenzstoffe als erstes Element enthalten sind und im Zusammenspiel
ein erfindungsgemäßer optischer
Effekt auftritt. Werden als Interferenzstruktur ein Volumenhologramm
oder koextrudierte Folien verwendet, so ist es möglich, das erste Element auf
das holografische Aufzeichnungsmedium des Volumenhologramms bzw.
auf die koextrudierten Folien aufzudrucken, wobei die Druckseite
jeweils die von der Betrachtungsseite des Sicherheitselements abgewandte
Seite des zweiten Elements darstellt. Bei anderen Ausführungsformen
wird das erste Element vorzugsweise auf ein Substrat drucktechnisch
aufgebracht. Bei dem Substrat kann es sich um jede dem Fachmann
bekannte Substratschicht insbesondere auf Kunststoffbasis, Textilbasis
und/oder Papierbasis handeln. Beispiele für Kunststoffe sind zum Beispiel Vertreter
der Gruppe umfassend PC (Polycarbonat, insbesondere Eisphenol A
Polycarbonat), PET (Polyethylenglykolterephthalat), PMMA (Polymethylmethacrylat),
TPU (Thermoplastische Polyurethan Elastomere), PE (Polyethylen),
PP (Polypropylen), PI (Polyimid oder Polytrans-Isopren), ABS (Acrylnitirl-Butadien-Styrol),
PVC (Polyvinylchlorid) und Copolymeren solcher Polymere. Das zweite
Element kann direkt auf das mit dem ersten Element bedruckte Substrat
aufgedruckt oder appliziert werden. Die Applikation kann z. B. über Kleber,
die thermisch und/oder UV-vernetzend wirken, geschehen. Alternativ
kann eine Lamination erfolgen, bei der sich die beiden Elemente
oder sich zwischen ihnen befindliche Schichten unter dem Einfluss
von Druck und Temperatur haftend verbinden. Ebenso ist es jedoch möglich, zwischen
das erste Element und das zweite Element transparente Substratschichten,
die sowohl im Wellenlängenbereich
des Anregungslichts als auch des Lumineszenzlichts transparent oder
zumindest teiltransparent bzw. lumineszent sind, anzuordnen.
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Ein
besonderer Vorteil bei geeigneter Wahl der Interferenzstrukturen
besteht darin, dass das Sicherheitselement auf nahezu jedes Substrat
unter Verwendung von drucktechnischen Mitteln und Verfahren aufgebracht
werden kann. Hierbei ist es einfach möglich, Informationen, insbesondere
auch individualisierende und/oder personalisierende Informationen,
abzuspeichern und in dem Sicherheitselement abzusichern.
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Ebenso
sind Ausführungsformen
denkbar, die ein drittes Element umfassen, welches ebenfalls mindestens
eine Interferenzstruktur umfasst und das erste Element teilweise überlappt.
Hierdurch lassen sich Sicherheitselemente schaffen, die beispielsweise
ein orientierungsabhängigen
inversen Farbwechsel in unterschiedlichen Bereichen des Sicherheitselements
zeitgleich, d. h. bei einer durchgeführten Orientierungsänderung,
herbeizuführen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1a eine
schematische Ansicht eines Sicherheitselements in Schnittansicht;
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1b eine
schematische Draufsicht auf das Sicherheitselement nach 1a;
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2a eine
schematische Schnittansicht des Sicherheitselements nach 1 bei Anregung mit UV-Strahlung und senkrechter
Betrachtung;
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2b eine
Draufsicht auf das Sicherheitselement nach 2a;
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3a eine
schematische Schnittansicht des Sicherheitselements nach 1 bei einer Anregung mit UV-Strahlung
und Betrachtung unter einer von einer lotrechten Betrachtung abweichenden
Orientierung;
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3b eine
Draufsicht auf das Sicherheitselement nach 3a;
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4 eine
grafische Darstellung eines Reflexionsvermögens/Transmissionsvermögens aufgetragen
gegen die Wellenlänge
in Abhängigkeit
von unterschiedlichen Betrachtungswinkeln; und
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5a–5c schemat
sche Draufsichten auf ein weiteres Sicherheitselement bei senkrechter Betrachtung
ohne Anregung einer Lumineszenz (a), bei senkrechter Betrachtung
mit Anregung der Lumineszenz (b) und Betrachtung unter einer von
einer lotrechten abweichenden Orientierung bei Anregung der Lumineszenz.
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In
1a ist
schematisch ein Sicherheitselement
1 dargestellt. Auf ein
Substrat
2 ist ein erstes Element
3 aufgebracht,
vorzugsweise aufgedruckt. Das erste Element
3 umfasst ein
oder mehrere Lumineszenzmittel, welche eine Lumineszenz im sichtbaren
Wellenlängenbereich
nach einer oder bei einer Anregung mit kürzerwelligem Licht, z. B. im
UV-Wellenlängenbereich
zeigen. Ein Aufdrucken der Lumineszenzmittel kann beispielsweise
mittels eines Hochdruck-, Tiefdruck-, Durchdruck-, Digitaldruck- oder
Flachdruck-, insbesondere Offset-Druck-Verfahrens erfolgen welches
ein Nass-Offset-Druck-Verfahren,
wasserloses Offset-Druck-Verfahren oder ein Trocken-Offset-Druck-Verfahren sein
kann. Zum individualisierenden oder personalisierenden Aufdrucken
eignet sich z. B. ein Tintenstrahldruckverfahren. Oberhalb des ersten
Elements
3 ist einer Betrachtungsseite
4 des Sicherheitselements
1 zugewandt ein
zweites Element
5 angeordnet, welches das erste Element
3 zumindest
teilweise überlappt,
d. h. überdeckt.
Das zweite Element
5 umfasst ein oder mehrere Interferenzstrukturen.
Bei den Interferenzstrukturen kann es sich beispielsweise um koextrudierte Folien
handeln. Ebenso können
die Interferenzstrukturen Multilager-Interferenz-Effektpigmente
aus dielektrischen Schichten oder Metall-Dielektrische Fabry-Perot-Effektpigmente
oder auch Flüssigkristalle, die
eine cholesterische Phase ausbilden, oder Kombinationen hiervon
sein. Die letztgenannten Interferenzstrukturen lassen sich am einfachsten
mittels eines Druckverfahrens, beispielsweise Siebdruck, aufbringen.
Es können
jedoch auch beliebige andere Druckverfahren verwendet werden, solange
die Interferenzstrukturen so verdruckt werden, dass diese sich jeweils
so bezüglich
des ersten Elements ausrichten, so dass eine intrinsische Orientierung
hinsichtlich einer orientierungsabhängigen Interferenzeigenschaft
für alle
der mehreren Interferenzstrukturen identisch oder nahezu identisch
ist. Werden beispielsweise dielektrische Multilayer-Interferenz-Effektpigmente
verwendet, so weisen diese einen transparenten Kern, beispielsweise
einen Glimmerpartikel, auf, welches mit mehreren dielektrischen Schichten überzogen
ist. Das Glimmerpartikel weist in einer Raumebene eine flächige Ausdehnung
auf, die größer als
in allen anderen möglichen
Raumrichtungen ist. Dies bedeutet, dass das dielektrische Multilayer-Interferenz-Effektpigment
eine abgeflachte Form aufweist. Beim Drucken solcher dielektrischen Multilayer-Interferenz-Effektpigmente
richten diese sich so aus, dass sie mit ihrer flachen Seite im Wesentlichen
parallel zu dem Substrat bzw. einer ebenen Oberfläche des
ersten Elements oder einer zwischen dem ersten Element und dem zweiten
Element angeordneten Substratschicht ausrichten. Die einheitliche
Orientierung mehrerer dielektrischer Multilayer-Interferenz-Effektpigmente
ist notwendig, so dass makroskopisch ein orientierungsabhängiger,
d. h. betrachtungswinkelabhängiger,
Interferenzeffekt auftritt, der eine optische wahrnehmbare Veränderung
des Sicherheitselements bewirkt, wie im Folgenden näher erläutert wird.
Selbiges gilt für
Flakes aus koextrudierten Materialien, die eine geometrische Form
aufweisen, welche an eine Vorzugsrichtung der Interferenzeigenschaften
angepasst ist. D. h. eine geometrische Vorzugsrichtung ist definiert
bezüglich
einer Vorzugsrichtung der Interferenz festgelegt. Flakes von koextrudierten
Materialien weisen beispielsweise eine flache Form auf. Eine Normale zu
einer durch die flache Form festgelegten Fläche fällt beispielsweise mit einer
Lotrechten zusammen, bezüglich
derer das richtungsabhängige
Reflexions- und/oder Transmissionsvermögen des koextrudierten Materials
definiert ist. Das Sicherheitselement
1 kann in anderen
Ausführungsformen
weitere Schichten umfassen und ist selbst vorzugsweise als Sicherheitsdokument,
beispielsweise Pass oder Identifikationsdokument, oder als Wertdokument
oder Ähnliches
ausgebildet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist unter der Substratschicht
2 eine
Haftvermittlerschicht
6 angeordnet, so dass das Sicherheitselement
1 auf
anderen Sicherheitsdokumenten und/oder Objekten, beispielsweise
mittels eines Hotstamp-Verfahrens, aufgebracht werden kann. Andere
Möglichkeiten
zur Ausprägung
der Haftvermittlerschicht ist z. B. der in
DE 10 2006 048 464 A1 geschilderte
Kleber, der sich in einer ersten Stufe mit Hilfe einer UV-Vernetzung trocknen
lässt,
wodurch sich das Element z. B. blockfrei in Rollenform lagern lässt, und
in der zweiten Stufe, z. B. bei einem Laminationsvorgang, thermisch
mit dem sich darunter befindlichen Substrat haftend verbindet. Alternativ
lässt sich
mit diesem Kleber natürlich
auch das Substrat, ggf. teilflächig,
bedrucken oder beschichten, so dass es sich später beim Laminieren mit dem
kleberlosen Sicherheitselement haftend verbindet. Ein anderes Beispiel
ist das in
DE
10 2007 052 949 A1 beschriebene Verfahren, bei dem das
Element oder das Substrat mit einem Gemisch aus Lösungsmittel
oder Lösungsmitteln
und einem Polycarbonatderivat auf Basis eines geminal disubstutituierten
Dihydroxdiphenylcycloalkans beschichtet, getrocknet, und anschließend mit
der anderen Schicht z. B. durch Lamination haftend verbunden wird.
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Für den Fachmann
ergibt es sich, dass sowohl in dem ersten Element als auch in dem
zweiten Element auf einfache Weise eine erste und eine zweite Information
gespeichert werden können.
Dieses gilt insbesondere, wenn diese Elemente drucktechnisch hergestellt
werden. Beim Drucken ist es beispielsweise möglich, eine flächige Strukturierung des
ersten Elements und des zweiten Elements nahezu beliebig auszugestalten
und hierüber
Informationen, beispielsweise in Form von alphanumerischen Zeichen
und/oder grafischen Symbolen und/oder Bildern, zu codieren. Werden
als Interferenzstrukturen koextrudierte Folien verwendet, so können diese ebenfalls
flächig
strukturiert werden, beispielsweise durch Ausstanzungen oder Ähnliches.
Wird ein Volumenhologramm als Interferenzelement verwendet, so können in
dem Volumenhologramm, wie es dem Fachmann bekannt ist, Informationen
gespeichert werden, die nur bei einer Rekonstruktion des Hologramms
unter einer vorgegebenen Rekonstruktionsgeometrie, die eine Einfallsrichtung
des Rekonstruktionslicht und eine Betrachtungsrichtung umfasst, aus
diesem ausgelesen werden können.
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Bevorzugt
sind die Lumineszenzmittel, die das erste Element umfasst, so ausgebildet,
dass sie im sichtbaren Wellenlängenbereich
transparent sind. Auch das zweite Element ist so ausgestaltet, dass
es zumindest in einem Teilbereich des sichtbaren Wellenlängenspektrums
transparent oder teiltransparent ist. Hierdurch ist es u. a. möglich, dass
eine in dem Substrat 2 gespeicherte Information, die beispielsweise
mittels einer konventionellen Druckschicht (nicht dargestellt) aufgebracht
ist, für
einen Betrachter sichtbar ist, solange eine Lumineszenz des ersten Elements
nicht angeregt ist.
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Um
das Sicherheitselement 1 zu prüfen und/oder zu verifizieren,
wird das Sicherheitselement mit Anregungslicht 7 bestrahlt.
Dieses ist Licht im ultravioletten Wellenlängenbereich, welches auf die Lumineszenzmittel
des ersten Elements 3 in der Hinsicht abgestimmt ist, dass
es eine Lumineszenz dieser Lumineszenzmittel bewirkt. In 2a ist
diese Situation für
das Sicherheitselement 1 nach 1a dargestellt.
Mittels durchgezogener Pfeile ist das Lumineszenzlicht 8 dargestellt,
welches ein Betrachter bei lotrechter Draufsicht auf das Sicherheitselement 1 wahrnimmt.
Das Anregungslicht 7 kann aber beispielsweise auch im sichtbaren
Wellenlängenbereich liegen
(sogenannte Tageslichtfluoreszenzen). Auch bei Anregung im infraroten
Wellenlängenbereich
gelingt es z. B., mit Hilfe von Anti-Stokes-Eigenschaften sichtbares
Licht zu emittieren.
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In 3a ist
nun die Situation dargestellt, bei der das Sicherheitselement 1 ebenfalls
mit Anregungslicht 7 bestrahlt wird, so dass in dem ersten Element
Lumineszenzlicht 8 erzeugt wird. Hierbei ist jedoch jetzt
Lumineszenzlicht 8 dargestellt, welches ein Betrachter
bei einer anderen von der lotrechten Betrachtung abweichenden Orientierung
wahrnimmt. Zumindest ein Teil des Lumineszenzlichts 8' wird in dem
zweiten Element 5, d. h. in der oder den Interferenzstrukturen,
reflektiert. Dies bedeutet, dass ein Transmissionsvermögen der
Interferenzstruktur oder Interferenzstrukturen des zweiten Elements 5 bei
einer Änderung
der Orientierung abnimmt.
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Schematisch
ist das Transmissionsvermögen/Reflexionsvermögen eines
Interferenzelements in 4 dargestellt. Dort ist ein
Transmissionsvermögen
(Reflexionsvermögen)
gegen die Wellenlänge
für eine
lotrechte Betrachtung 11 (durchgezogene Linie) und für eine Betrachtung
unter 60° 12,
bezogen auf ein Oberflächenlot,
(gestrichelte Linie) dargestellt. Bei einer ausgezeichneten Wellenlänge 13 setzt
eine sprunghafte Änderung
des Transmissionsvermögens
(Reflexionsvermögens)
bei lotrechter Betrachtung ein. Bei einer Verkippung wandert diese ausgezeichnete
Wellenlänge 13', an der der
sprunghafte Wechsel der Transmission (Reflexion) auftritt, zu kürzeren Wellenlängen hin.
Ein Wellenlängenbereich,
in dem eine Änderung
des Transmissionsvermögens
(Reflexionsvermögens)
auftritt, wird auch als ausgezeichneter Wellenlängenbereich 14 oder
ausgezeichneter Spektralbereich bezeichnet. Damit ein optisch wahrnehmbarer
Effekt bei einer verkippenden Betrachtung des Sicherheitselements
während einer
Anregung der Lumineszenz auftritt, müssen die Lumineszenzmittel
des ersten Elements auf die Interferenzstrukturen des zweiten Elements
so abgestimmt sein, dass eine nennenswerte Emission des Lumineszenzlichts
in diesem ausgezeichneten Spektralbereich oder Wellenlängenbereich 14 stattfindet. Weist
das Lumineszenzspektrum des ersten Elements ein Linienspektrum auf,
so liegt vorzugsweise eine der Spektrallinien des Lumineszenzspektrums in
dem ausgezeichneten Spektral- oder Wellenlängenbereich 14.
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Bei
dem in 1a bis 3a dargestellten Ausführungsbeispiel
wird davon ausgegangen, dass das erste Element, d. h. die eine oder
die mehreren Interferenzstrukturen des ersten Elements, ein Reflexionsvermögen aufweisen,
welches bei einer Verkippung in dem Wellenlängenbereich der Lumineszenzstrahlung 8 zunimmt,
oder ein Transmissionsvermögen,
welches abnimmt. Wie dem Fachmann bekannt ist, können unterschiedliche Interferenzstrukturen ausgebildet
werden, die auch ein entgegengesetztes Verhalten zeigen, was bedeutet,
eine hohe Transmission (geringe Reflexion) bei kurzen Wellenlängen und
eine geringe Transmission (hohe Reflexion) bei großen Wellenlängen. Analog
lassen sich natürlich auch
Bandpassfilter generieren.
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In 1b bis 3b sind
schematische Ansichten auf das Sicherheitselement 1 nach 1a bis 3a dargestellt,
die jeweils miteinander korrespondieren. In 1b ist
zu erkennen, dass das zweite Element 5 das erste Element 3 nur
teilweise überlagert
und darüber
hinaus strukturiert ist, beispielsweise als ein Strichcode interpretiert
werden könnte.
Bei der Ansicht nach 1b ist eine Lumineszenz nicht
angeregt.
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In
der 2b ist eine senkrechte Draufsicht auf das Sicherheitselement
dargestellt, bei der die Lumineszenz der Lumineszenzmittel des ersten
Elements 3 angeregt ist. Eine Emission des Lumineszenzlichts
ist durch eine Schraffur angedeutet. Eine Strichstärke der
Schraffur gibt eine Intensität
des wahrgenommenen Lumineszenzlichts an. Gut zu erkennen ist, dass
im gesamten flächigen
Ausdehnungsbereich des ersten Elements 3 eine starke Lumineszenz
wahrnehmbar ist.
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In 3b ist
nun eine Draufsicht unter einer von der lotrechten Betrachtung abweichenden
Orientierung bei Anregung der Lumineszenz gezeigt. Zu erkennen ist,
dass in den überdeckten
Bereichen 9, in denen das zweite Element 5 das
erste Element 3 überlappt,
eine deutliche Schwächung
der Lumineszenz eingetreten ist. Hierdurch wird die Struktur des zweiten
Elements 5 als abgedunkelter Bereich, der dem überdeckten
bereich 9 entspricht, für
einen Betrachter wahrnehmbar, die bei einer Draufsicht nach 2b nicht
sichtbar war, da das zweite Element 5 dort transparent
ist.
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In
den 5a bis 5c sind
schematische Draufsichten auf eine weitere Ausführungsform eines Sicherheitselements 1 dargestellt.
Bei der dargestellten Ausführungsform
ist in das erste Element 3 eine Information codiert, die
hier schematisch als A dargestellt ist. Das zweite Element 5 ist
so ausgebildet, dass es nur einen Teil, eine Hälfte 15, des ersten
Elements 3 überlappt.
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Bei
der Ansicht nach 5a, bei der eine Lumineszenz
nicht angeregt ist, ist die Information des ersten Elements 3 nicht
wahrnehmbar, sofern die Lumineszenzmittel des ersten Elements 3 im
sichtbaren Wellenlängenbereich
transparent sind.
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In 5b ist
nun die Situation dargestellt, bei der die Lumineszenz der Lumineszenzmittel
des ersten Elements 3 angeregt ist. Das Sicherheitselement 1 wird
unter senkrechter Draufsicht betrachtet. Gut zu erkennen ist die
Lumineszenz im gesamten Bereich des ersten Elements 3.
Somit ist bei dieser Ansicht die in dem ersten Element 3 gespeicherte
Information deutlich wahrnehmbar.
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In 5c ist
nun eine Ansicht des Sicherheitselements 1 gezeigt, bei
der das Sicherheitselement 1 unter einer abweichenden Orientierung
betrachtet wird. Die Interferenzstruktur oder die Interferenzstrukturen
des zweiten Elements 5 weisen im Bereich der Lumineszenz
unter dieser Orientierung nahezu keine Transmission auf. Daher ist
nur eine unüberdeckte
Hälfte 16 des
Buchstaben A mittels der emittierten Lumineszenzstrahlung wahrnehmbar.
Für den
Nutzer stellt sich somit ein starker Kontrast ein, so dass das Sicherheitselement
einfach zu verifizieren ist.
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Die
beschriebenen Ausführungsformen
sind lediglich beispielhafte, stark vereinfachte Ausführungsformen.
Es versteht sich für
den Fachmann, dass wesentliche komplexere Ausführungsformen denkbar sind.
Insbesondere können
weitere Elemente aufgebracht werden, die Interferenzstrukturen aufweisen,
die beispielsweise ein gegensätzliches Transmissions-/Reflexionsverhalten
zu dem zweiten Element aufweisen und andere Teile der ersten Information überdecken.
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Emittieren
die in dem ersten Element enthaltenen Lumineszenzmittel Lumineszenzlicht
in einem großen
Spektralbereich oder in Form von mehreren voneinander im Wellenlängenspektrum
weit voneinander beabstandeten Spektrallinien aus, so führt ein betrachtungswinkelabhängiges bzw.
verkippungsabhängiges Ändern des Reflexionsvermögens bzw. Transmissionsvermögens nur
zu einer spektral selektiven Veränderung.
Dies bedeutet, dass von der Änderung
des Reflexionsvermögens/Transmissionsvermögens nur
Lumineszenzlicht in einem begrenzten Spektralbereich betroffen ist.
Dies führt
bei geeigneter Wahl der Lumineszenzmittel jedoch dazu, dass eine
deutlich wahrnehmbare Farbveränderung
während
des Verkippens auftritt. Ist nicht das gesamte erste Element durch
das zweite Element überlappt, so
tritt die Farbänderung
selbstverständlich
nur in einem Teil des ersten Elements bei einer Verkippung auf.
Somit ist auch in einem solchen Fall das Sicherheitselement einfach
darüber
zu verifizieren, dass in einem Teilbereich des ersten Elements eine
deutlich wahrnehmbare Farbveränderung
auftritt.
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Die
erste Information kann in dem ersten Element auch „farbig” gespeichert
werden. Insbesondere wenn das erste Element mehrere unterschiedliche Lumineszenzmittel
umfasst, kann ein Teil der Information mit dem ersten Lumineszenzmittel
erstellt werden, welches Lumineszenzlicht emittiert, welches einen
ersten Farbeindruck hervorruft. Mit einem oder mehreren weiteren
Lumineszenzmitteln, die Lumineszenzlicht abweichender Farbeindrücke emittieren,
kann eine andere Information oder ein Hintergrund erstellt werden.
Da das zweite Element eine spektral selektive Orientierungsabhängigkeit
des Transmissionsvermögens/Reflexionsvermögens in dem
ausgezeichneten Wellenlängenbereich
aufweist, wird bei geeigneter Wahl der Lumineszenzmittel nur das
Lumineszenzlicht der ersten Lumineszenzmittel beeinflusst, beispielsweise
reflektiert. Die in den 2a und 3a dargestellten
Ansichten können
bei einer solchen Ausführungsform
auch so interpretiert werden, dass das Lumineszenzlicht 8 unterschiedliche
Wellenlängen
aufweist. Während bei
senkrechter Draufsicht, vergleiche 2a, das Lumineszenzlicht 8 beider
Wellenlängen
transmittiert wird, wird im verkippten Zustand (3a)
nur das Lumineszenzlicht 8 einer Wellenlänge transmittiert,
das übrige
Lumineszenzlicht 8' wird
hingegen im zweiten Element 5 reflektiert.
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Besonders
bevorzugt sind die beschriebenen Sicherheitselemente als Sicherheits- und/oder Wertdokumente
ausgebildet, die weitere Sicherheitsmerkmale und/oder Sicherheitselemente
umfassen. Alternativ können
die Sicherheitselemente in ein Sicherheits- und/oder Wertdokument
integriert werden.
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Für den Fachmann
ist ersichtlich, dass es eine Vielzahl weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten für ein solches
Sicherheitselement gibt.
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Beispielhaft
wurden Ausführungsformen
näher erläutert, bei
denen das erste Element und das zweite Element vorzugsweise drucktechnisch
aufgebracht sind. Bei anderen Ausführungsformen kann das erste
Element beispielsweise aber auch in ein Substrat integriert sein
bzw. selbst das Substrat darstellen, auf dem das zweite Element
aufgebracht wird. Beispielsweise können Lumineszenzmittel in das
Substrat, beispielsweise eine Kunststofffolie, integriert sein.
Ebenso ist es möglich,
die Lumineszenzmittel in Form von Melierfasern oder Planchetten
in ein Substrat einzuarbeiten. Insbesondere Papier eignet sich für die Einbettung
solcher Elemente.
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Besitzt
das Papier weiterhin eine Oberflächenstruktur,
z. B. durch ein fühlbares
Wasserzeichen, passt sich das darauf aufgebrachte zweite Element
dieser Oberflächenstruktur
an. Die Winkelselektivität
des zweiten Elements wird bei der Verifikation des Merkmals also
der Form der Oberflächenstruktur
folgen. Die Oberflächenstruktur
wird damit unter Lumineszenzanregung im Auflicht sichtbar.
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Weiterhin
bildet sich jegliches geeignetes Oberflächenrelief im erfindungsgemäßen Sicherheitsmerkmal
ab. Oberflächenreliefs
können
entstehen z. B. durch eine Prägung
des Substrates, durch Stichtiefdruck, oder durch Lamination z. B.
mittels strukturierter Laminationsbleche.
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Bei
als Kunststoffkarten ausgebildeten Wert- und/oder Sicherheitsdokumenten
erfolgt die Herstellung typischerweise als Laminat. Ein typisches
Verfahren zur Herstellung eines solchen Wert- und/oder Sicherheitsdokuments
sieht dann für
die Einbringung des beschriebenen Sicherheitselements folgendes vor:
- 1) Bereitstellen von Substratschichten aus
oben genannten Kunststoffen, typischerweise in Dicken zwischen 10 μm und 1000 μm, bevorzugt
zwischen 50 μm
und 250 μm.
Die Substratschichten können
bedruckt sein, transparent, transluzent, opak, lasergravurfähig, usw.
Es können
auch Substratschichten mit einem Inlay, bestehend aus einem kontaktlosen
Chip und einer Antenne, verwendet werden. Eine oder alle Substratschichten können auch
eine Klebschicht aufweisen. Die Substratschichten müssen nicht
alle aus demselben Material bestehen.
- 2) Auf einer der Substratschichten wird das erste Element aufgebracht,
bevorzugt aufgedruckt.
- 3) Auf dieser Substratschicht mit dem Druck, oder auf einer
anderen Substratschicht, z. B. einer als transparenten Folie ausgebildeten
Substratschicht, wird das zweite Element nach einem der weiter oben
beschriebenen Verfahren aufgebracht. Im Falle der Applikation auf
der anderen Substratschicht muss dieser Schritt zeitlich natürlich nicht
unbedingt nach dem Bedrucken erfolgen.
- 4) Die Substratschicht(en) mit dem ersten und dem zweiten Element
werden zusammen mit den weiteren Substratschichten in Kontakt gebracht und
unter der Einwirkung von Druck und Temperatur laminiert. Dabei bildet
sich ein fester Verbund zwischen den einzelnen Substratschichten aus,
welcher auch als Laminat bezeichnet wird.
- 5) Das Laminat wird im Anschluss nachbearbeitet z. B. hinsichtlich
seiner Umfangsform über
ein Stanzen. Bei einer Herstellung im Mehrfachnutzen findet eine
Vereinzelung, beispielsweise ebenfalls über Stanzen, statt. Gegebenenfalls kann
vor oder nach dem Stanzen die Applikation einer Schutzfolie, z.
B. einer diffraktiven Schutzfolie, erfolgen. Es kann auch eine Kratzschutzschicht,
z. B. in Form eines Lackes, aufgetragen werden. Ebenso kann eine
Kombination aus Kratzschutzschicht und Schutzfolie verwendet werden.
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Ein
Sonderfall stellt ein nachträgliches
Auftragen des zweiten Elements in Schritt 5 dar. In diesem
Fall wird das zweite Element nicht in den Kartenkörper laminiert,
sondern auf ihn geklebt ist. Insbesondere, wenn das zweite Element
individualisiert oder personalisiert ist, kann dieses von Vorteil
sein. Beispielsweise kann ein Volumenhologramm teil- oder vollflächig appliziert
werden, wobei ein Teil hiervon als zweites Element im Sinne der
Erfindung mit einem darunterliegenden Lumineszenzelement zusammenwirkt.
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Bei
wieder anderen Ausführungsformen,
bei denen beispielsweise ein Volumenhologramm in einen holografisches
Aufzeichnungsmedium belichtet ist, kann das erste Element drucktechnisch
auf einer der Betrachtungsseite abgewandten Seite des holografisches
Aufzeichnungsmedium aufgedruckt werden. Vorzugsweise ist das Volumenhologramm
nicht in die gesamte Fläche
des Films belichtet, so dass auch in diesem Fall Ausführungsformen
herstellbar sind, bei denen das zweite Element (das Volumenhologramm)
nur einen Teil des ersten Elements überdeckt.
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Auf ähnliche
Art und Weise kann bei einer Verwendung von koextrudierten Folien
ein Sicherheitselement hergestellt werden. Beispielsweise wird ein
mit ersten Lumineszenzmitteln bedrucktes Substrat, beispielsweise
Papier, über
einen Appliziervorgang (beispielsweise ein Hot-Stamp-Verfahren)
mit einem zweiten Element beispielsweise aus einer koextrudierten
Folie bestehend versehen, so dass sich ein erfindungsgemäßer goniolumineszenter
Effekt ergibt. Vorteilhaft ist auch, wenn die durch das Hot-Stamp-Verfahren
applizierte koextrudierte Folie zusätzliche Sicherheitsmerkmale
aufweist, beispielsweise Träger
einer diffraktiven (teil-)metallisierten Oberflächenprägung ist, und so unter normaler
Auflichtbeleuchtung die typischen optischen Effekte von Prägehologrammen
(wie sie beispielsweise ein Kinegram® zeigt)
aufweist und unter UV-Beleuchtung
in Kombination mit dem darunterliegenden ersten Lumineszenzelement
einen goniolumineszenten Effekt.
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Die
beschriebenen Elemente und Merkmale können in beliebiger Kombination
zur Umsetzung der Erfindung eingesetzt werden.
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- 1
- Sicherheitselement
- 2
- Substrat
- 3
- erstes
Element
- 4
- Betrachtungsseite
- 5
- zweites
Element
- 6
- Haftvermittlerschicht
- 7
- Anregungslicht
- 8,
8'
- Lumineszenzlicht
- 9
- überdeckter
Bereich
- 11
- Transmissionsvermögen/Refelxionsvermögen unter
0°
- 12
- Transmissionsvermögen/Reflexionsvermögen unter
60°
- 13,
13'
- ausgezeichnete
Wellenlänge
- 14
- ausgezeichneter
Wellenlängenbereich/Spektralbereich
- 15
- überdeckte
Hälfte
- 16
- unüberdeckte
Hälfte