DE102014013049A1

DE102014013049A1 - Optisch variables Sicherheitselement

Info

Publication number: DE102014013049A1
Application number: DE102014013049.5A
Authority: DE
Inventors: Patrick Engelmann; Winfried Hoffmüller; Theodor Burchard; Ralf Liebler; Andreas Rauch; Christian Fuhse
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2016-03-03
Also published as: CN106573488A; EP3188916B1; EP3188916A1; CN106573488B; WO2016034274A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisch variables Sicherheitselement (12) zur Absicherung von Wertgegenständen, mit einem Merkmalsbereich (14), der zumindest zwei unterschiedliche optisch variable Effekte zeigt. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass – der Merkmalsbereich (14) in einem ersten Teilbereich (16) mit einer Mikrostruktur (34) versehen ist, die einen ersten optisch variablen Effekt aufweist, – in einem zweiten Teilbereich (18) des Merkmalsbereichs (14) keine Mikrostruktur vorliegt, – der Merkmalsbereich (14) mit einem die Mikrostruktur (34) überdeckenden Dünnschichtelement (40) mit Interferenzschichtaufbau versehen ist, welches im zweiten Teilbereich (18) als zweiten optisch Variablen Effekt einen Farbkippeffekt erzeugt, und – der Interferenzschichtaufbau des Dünnschichtelements (40) im ersten und zweiten Teilbereich (16, 18) eine aufgedruckte dielektrische Schicht (44) umfasst, durch die der Farbkippeffekt in dem die Mikrostruktur (34) aufweisenden ersten Teilbereich (16) für das bloße Auge unterdrückt ist, so dass im ersten Teilbereich (16) nur der erste optisch variable Effekt der Mikrostruktur (34) und im zweiten Teilbereich (18) als zweiter optisch variabler Effekt der Farbkippeffekt des Dünnschichtelements (40) vorliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisch variables Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen, mit einem Merkmalsbereich, der zumindest zwei unterschiedliche optisch variable Effekte zeigt. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Sicherheitselements und einen entsprechend ausgestatteten Datenträger.
Datenträger, wie etwa Wert- oder Ausweisdokumente, oder andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit der Datenträger gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Eine besondere Rolle bei der Echtheitsabsicherung spielen Sicherheitselemente mit betrachtungswinkelabhängigen Effekten, da diese selbst mit modernsten Kopiergeräten nicht reproduziert werden können. Die Sicherheitselemente werden dabei mit optisch variablen Elementen ausgestattet, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck vermitteln und beispielsweise je nach Betrachtungswinkel einen anderen Farb- oder Helligkeitseindruck und/oder ein anderes graphisches Motiv zeigen.
In diesem Zusammenhang ist bekannt, Sicherheitselemente mit mehrschichtigen Dünnschichtelementen einzusetzen, deren Farbeindruck sich für den Betrachter mit dem Betrachtungswinkel ändert (im Folgenden als Farbkippeffekt bezeichnet). Es ist auch bekannt, sowohl zur Erhöhung der Sicherheit als auch aus gestalterischen Gründen farbkippende Bereiche mit mikrostrukturierten Oberflächenbereichen, wie etwa Hologrammen, zu kombinieren. Wegen der Erzeugung in getrennten Arbeitsgängen mit unterschiedlichen Herstellungsprozessen treten dabei unvermeidlich Passerschwankungen auf, so dass es derzeit nicht möglich ist, mikrostrukturierte Oberflächenbereiche und farbkippende Bereiche passergenau im exakten Register zu erzeugen.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die unterschiedlichen optisch variablen Effekte passergenau zueinander angeordnet sind.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß der Erfindung ist bei einem gattungsgemäßen Sicherheitselement vorgesehen, dass

– der Merkmalsbereich in einem ersten Teilbereich mit einer Mikrostruktur versehen ist, die einen ersten optisch variablen Effekt aufweist,
– in einem zweiten Teilbereich des Merkmalsbereichs keine Mikrostruktur vorliegt,
– der Merkmalsbereich mit einem die Mikrostruktur überdeckenden Dünnschichtelement mit Interferenzschichtaufbau versehen ist, welches im zweiten Teilbereich als zweiten optisch variablen Effekt einen Farbkippeffekt erzeugt, und
– der Interferenzschichtaufbau des Dünnschichtelements im ersten und zweiten Teilbereich eine aufgedruckte dielektrische Schicht umfasst, durch die der Farbkippeffekt in dem die Mikrostruktur aufweisenden ersten Teilbereich für das bloße Auge unterdrückt ist, so dass im ersten Teilbereich nur der erste optisch variable Effekt der Mikrostruktur und im zweiten Teilbereich als zweiter optisch variabler Effekt der Farbkippeffekt des Dünnschichtelements vorliegt.

Ohne an eine bestimmte Erklärung gebunden sein zu wollen, ist die Unterdrückung des Farbkippeffekts im ersten Teilbereich nach gegenwärtigem Verständnis darauf zurückzuführen, dass das dielektrische Schichtmaterial beim Aufdrucken in gewissem Maß verläuft und die Oberfläche des Dielektrikums somit den Erhebungen und Vertiefungen der Mikrostruktur nicht oder zumindest nicht vollständig folgen kann. Somit ergeben sich lokal unterschiedliche Dielektrikumsschichtdicken. Da die lokale Dicke des Dielektrikums die Farben bestimmt, bei denen konstruktive und destruktive Interferenz entsteht, und somit auch die Farbe des reflektierten Lichts bestimmt, reflektiert das farbkippende Schichtsystem je nach lokaler Dicke des dielektrischen Materials unterschiedliche Farben. Über größere Flächen Bemittelt ergeben die unterschiedlichen Farben je nach Helligkeit einen grau bzw. silbrig erscheinenden Farbton.
Für die dielektrische Schicht können dabei grundsätzlich alle Arten von druckbaren Flüssiglacken verwendet werden. Der aufgedruckte Lack wird nach dem Auftragen gehärtet, wobei alle bekannten physikalischen und chemischen Trocknungsverfahren in Frage kommen.
Da die dielektrische Schicht gleichermaßen im ersten und zweiten Teilbereich aufgebracht wird, der Farbkippeffekt des Dünnschichtelement aber nur im zweiten Teilbereich sichtbar wird, während er im ersten Teilbereich gerade im Bereich der Mikrostrukturen unterdrückt ist, ergibt sich als besonderer Vorteil, dass sind die unterschiedlichen optisch variablen Effekte des ersten und zweiten Teilbereich automatisch und ohne zusätzliche Maßnahmen zueinander gepassert sind.
Der erste Teilbereich zeigt mit Vorteil ein nicht-farbiges, metallisches, typischerweise silbriges Erscheinungsbild. Durch die Verwendung von Buntmetallen oder farbigen Edelmetallen können allerdings auch andere, nicht-silbrige metallische Farbeindrücke erhalten werden. Beispielsweise kann die Reflexionsschicht des Dünnschichtelements aus Kupfer gebildet werden, das im ersten Teilbereich ein rötliches metallisches Erscheinungsbild erzeugt.
Mit Vorteil weist die aufgedruckte dielektrische Schicht in dem die Mikrostruktur aufweisenden ersten Teilbereich eine lokal unregelmäßige Schichtdicke auf, und zwar vorzugsweise mit einer Dickenvariation von 10% oder mehr, besonders bevorzugt 20% oder mehr, 40% oder mehr und insbesondere von 60% oder mehr. Die Dickenvariation wird dabei auf die größte Schichtdicke bezogen, so dass beispielsweise eine dielektrische Schicht, deren Dicke zwischen 240 nm und 300 nm variiert, eine Dickenschwankung von 20% aufweist.
In vorteilhaften Ausgestaltungen umfasst der Interferenzschichtaufbau des Dünnschichtelements eine Reflexionsschicht, eine Absorberschicht und eine zwischen der Reflexionsschicht und der Absorberschicht angeordnete dielektrische Abstandsschicht. Der Interferenzschichtaufbau kann vorteilhaft auch zwei Absorberschichten und eine zwischen den beiden Absorberschichten angeordnete dielektrische Abstandsschicht umfassen. Wie weiter unten genauer erläutert, muss die dielektrische Abstandsschicht nicht nur durch die aufgedruckte dielektrische Schicht gebildet sein, sondern kann auch zwei oder mehr Teilschichten umfassen, insbesondere eine aufgedampfte dielektrische Schicht und eine aufgedruckte dielektrische Schicht.
Der erste Teilbereich weist vorzugsweise einen nur unter Vergrößerung erkennbaren mikroskopischen Regenbogen-Farbkippeffekt auf. Der mikroskopische Regenbogen-Farbkippeffekt setzt sich vorzugsweise aus einer Vielzahl mikroskopischer Farbpunkte unterschiedlicher Färbung zusammen, wobei die größte Abmessung der mikroskopischen Farbpunkte zwischen 1 μm und 80 μm, bevorzugt zwischen 1 μm und 20 μm, besonders bevorzugt zwischen 2 μm und 5 μm liegt. Dieser mikroskopische Regenbogen-Farbkippeffekt kann als Echtheitskennzeichen höherer Stufe eingesetzt werden, das nur mit besonderen Hilfsmitteln, wie einer starken Lupe oder einem Mikroskop, geprüft werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist der erste Teilbereich in seinem Inneren einen Ausnehmungsbereich auf, in dem die dielektrische Abstandsschicht im Interferenzschichtaufbau des Dünnschichtelements ausgespart ist. Der Ausnehmungsbereich weist mit Vorteil eine größte Abmessung zwischen 10 μm und 200 μm, vorzugsweise zwischen 20 μm und 150 μm auf. Ein solcher Ausnehmungsbereich kann weiteres verstecktes Echtheitsmerkmal bereitstellen, da der Ausnehmungsbereich und der Rest des ersten Teilbereichs bei Betrachtung mit bloßem Auge dasselbe Erscheinungsbild aufweisen, bei vergrößerter Betrachtung mit Hilfsmitteln aber das Fehlen des mikroskopischen Regenbogen-Farbkippeffekts im Ausnehmungsbereich festgestellt werden kann. Auch größere Ausnehmungsbereiche mit größten Abmessungen von mehreren Millimetern sind denkbar. Solch große Ausnehmungsbereiche können zwar mit einem üblichen Mikroskop nicht als Ganzes erfasst werden, die Echtheitsprüfung kann in den Randbereichen der Ausnehmungsbereiche erfolgen, wo die Übergänge von farblosen Bereichen und ”Regenbogen”-Bereichen im Mikroskop sichtbar sind.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Merkmalsbereich des Sicherheitselements zusätzlich zu dem ersten und zweiten Teilbereich einen dritten und vierten Teilbereich aufweist, wobei

– der Merkmalsbereich in dem dritten Teilbereich mit einer Mikrostruktur versehen ist, die einen optisch variablen Effekt aufweist,
– in dem vierten Teilbereich des Merkmalsbereichs keine Mikrostruktur vorliegt, und
– der Interferenzschichtaufbau des Dünnschichtelements im dritten und vierten Teilbereich eine aufgedampfte dielektrische Schicht, aber keine aufgedruckte dielektrische Schicht enthält, so dass das Dünnschichtelement im dritten und vierten Teilbereich einen Farbkippeffekt erzeugt, der im dritten Teilbereich dem optisch variablen Effekt der Mikrostruktur überlagert ist.

Wie weiter unten genauer erläutert, kann auf diese Weise ein Merkmalsbereich mit vier unterschiedlichen, zueinander gepasserten, optisch variablen Effekten erzeugt werden.
Der Interferenzschichtaufbau des Dünnschichtelements enthält vorteilhaft in allen vier Teilbereichen die aufgedampfte dielektrische Schicht, so dass die diese im ersten und zweiten Teilbereich zusammen mit der aufgedruckten dielektrischen Schicht eine dielektrische Abstandsschicht des Dünnschichtelements bildet.
Mit Vorteil kann dabei vorgesehen sein, dass die Mikrostruktur des dritten Teilbereichs identisch zur Mikrostruktur des ersten Teilbereichs ausgebildet ist und denselben optisch variablen Effekt erzeugt. Insgesamt zeigen der erste und dritte Teilbereich dennoch unterschiedliche Erscheinungsbilder, da das Dünnschichtelement im dritten Teilbereich einen Farbkippeffekt erzeugt, während der Farbkippeffekt im ersten Teilbereich unterdrückt ist. Der erste Teilbereich zeigt daher nur den von der Mikrostruktur erzeugten optisch variablen Effekt, während dieser optisch variable Effekt im dritten Teilbereich mit dem Farbkippeffekt des Dünnschichtelements kombiniert ist.
Die Mikrostruktur des ersten Teilbereichs ist vorteilhaft durch eine diffraktive Reliefstruktur, wie etwa eine Hologrammstruktur, durch eine Mikrospiegelstruktur, durch eine Mikrolinsenstruktur oder durch eine Mikrokavitätenstruktur gebildet. Enthält der Merkmalsbereich den oben genannten dritten Teilbereich, so kann auch die Mikrostruktur des dritten Teilbereichs alternativ oder zusätzlich durch eine der genannten Strukturen gebildet sein. Wie erwähnt, sind die Mikrostrukturen des ersten und dritten Teilbereichs vorzugsweise identisch ausgebildet.
Die Erfindung enthält auch einen Datenträger mit einem Sicherheitselement der beschriebenen Art. Bei dem Datenträger kann es sich insbesondere um ein Wertdokument, wie eine Banknote, insbesondere eine Papierbanknote, eine Polymerbanknote oder eine Folienverbundbanknote, um eine Aktie, eine Anleihe, eine Urkunde, einen Gutschein, einen Scheck, eine hochwertige Eintrittskarte, aber auch um eine Ausweiskarte, wie etwa eine Kreditkarte, eine Bankkarte, eine Barzahlungskarte, eine Berechtigungskarte, einen Personalausweis oder eine Passpersonalisierungsseite handeln.
Die Erfindung enthält weiter ein Verfahren zur Herstellung eines optisch variablen Sicherheitselements der oben beschriebenen Art, bei dem

– ein Trägersubstrat in einem ersten Teilbereich des Merkmalsbereichs mit einer Mikrostruktur versehen wird, die einen ersten optisch variablen Effekt aufweist,
– in einem zweiten Teilbereich des Merkmalsbereichs keine Mikrostruktur vorgesehen wird,
– der Merkmalsbereich mit einem die Mikrostruktur überdeckenden Dünnschichtelement mit Interferenzschichtaufbau versehen wird, welches im zweiten Teilbereich als zweiten optisch variablen Effekt einen Farbkippeffekt erzeugt, und
– der Interferenzschichtaufbau des Dünnschichtelements im ersten und zweiten Teilbereich mit einer als flüssiger Lack aufgedruckten dielektrischen Schicht erzeugt wird, durch die der Farbkippeffekt in dem die Mikrostruktur aufweisenden ersten Teilbereich für das bloße Auge unterdrückt ist, so dass im ersten Teilbereich nur der erste optisch variable Effekt der Mikrostruktur und im zweiten Teilbereich als zweiter optisch variabler Effekt der Farbkippeffekt des Dünnschichtelements vorliegt.

In einer vorteilhaften Verfahrensvariante wird im ersten und zweiten Teilbereich zur Erzeugung des Dünnschichtelements zunächst eine Reflexionsschicht oder Absorberschicht aufgedampft, wird optional eine dielektrische Schicht aufgedampft, wird dann eine dielektrische Schicht in Form eines flüssigen Lack aufgedruckt, und wird zuletzt eine Absorberschicht aufgedampft.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen optisch variablen Sicherheitselement in Form eines breiten Sicherheitsstreifens,
2 das Sicherheitselement der 1 schematisch in Querschnitt,
3 eine Aufsicht auf einen Detailausschnitt einer Weiterbildung des Sicherheitselements der 1, in dem die dielektrische Schicht in einem kleinen Ausnehmungsbereich im Inneren des Teilbereichs ausgespart ist, und
4 schematisch ein komplexeres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit vier Teilbereichen mit vier unterschiedlichen optisch variablen Effekten, wobei (a) eine Aufsicht und (b) einen Querschnitt entlang der Linie B-B von (a) zeigt.
Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Banknoten erläutert. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit einem erfindungsgemäßen optisch variablen Sicherheitselement 12 in Form eines breiten Sicherheitsstreifens. Es versteht sich allerdings, dass die Erfindung nicht auf Sicherheitsstreifen und Banknoten beschränkt ist, sondern bei allen Arten von Sicherheitselementen eingesetzt werden kann, beispielsweise bei Etiketten auf Waren und Verpackungen oder bei der Absicherung von Dokumenten, Ausweisen, Pässen, Kreditkarten, Gesundheitskarten und dergleichen. Bei Banknoten und ähnlichen Dokumenten kommen neben Sicherheitsstreifen beispielsweise auch Sicherheitsfäden oder Transferelemente in Betracht.
Das optisch variable Sicherheitselement 12 enthält einen Merkmalsbereich 14, der aus zwei Teilbereichen 16, 18 besteht, die in der Figur mit unterschiedlichen Schraffuren unterschieden sind. Der erste Teilbereich 16 ist durch zwei silbrig glänzende Quadrate 20 und die silbrig glänzende Ziffernfolge 22 gebildet. Weiter zeigt der erste Teilbereich 16 einen ersten optisch variablen Effekt in Form eines Laufeffekts, bei dem sich beim Kippen des Sicherheitselements 12 ein heller waagrechter Balken nach oben oder unten zu bewegen scheint.
Der zweite Teilbereich 18 ist durch die restlichen Teile des Merkmalbereichs 14 gebildet und zeigt einen zweiten optisch variablen Effekt in Form eines Farbkippeffekts, beispielsweise mit einem Farbwechsel von Grün bei senkrechter Betrachtung zu Blau bei schräger Betrachtung. Im ersten Teilbereich 16 ist für den Betrachter kein Farbkippeffekt erkennbar, dieser Bereich erscheint vielmehr nicht-farbig mit metallischem, insbesondere silbrigem Erscheinungsbild.
Die Besonderheit des beschriebenen Sicherheitselements 12 besteht nun insbesondere darin, dass der erste und zweite Teilbereich 16, 18 mit ihren unterschiedlichen optischen Erscheinungsbildern perfekt zueinander gepassert sind. Soll bei herkömmlichen Gestaltungen der erste Teilbereich 16 mit seinem optisch variablen Laufeffekt als Kontrast zur farbkippenden Umgebung 18 ein silbriges Erscheinungsbild aufweisen, so muss der Dünnschichtaufbau, der dem zweiten Teilbereich 18 seinen Farbkippeffekt verleiht, im ersten Teilbereich 16 ausgespart werden, da dort andernfalls ebenfalls ein Farbkippeffekt sichtbar ist. Dazu muss beispielsweise eine Waschfarbe auf den ersten Teilbereich aufgedruckt werden, mit deren Hilfe der nachfolgend aufgebrachte Dünnschichtaufbau im ersten Teilbereich wieder entfernt werden kann. Da die Waschfarbe in einem getrennten Arbeitsgang auf einen bereits geeignet strukturierten ersten Teilbereich 16 aufgebracht wird, entstehen fertigungsbedingt unvermeidlich Passerschwankungen zwischen der Strukturierung und der Aussparung im Dünnschichtaufbau, so dass der optisch variable Laufeffekt und der Farbkippeffekt nicht passergenau zueinander angeordnet werden können.
Um erfindungsgemäß dennoch eine perfekte Passerung der optischen Erscheinungsbilder des ersten und zweiten Teilbereichs 16, 18 zu erreichen, weist das Sicherheitselement 12 der 1 den in 2 schematisch im Querschnitt gezeigten Aufbau auf.
Dabei ist auf einer Trägerfolie 30, beispielsweise einer PET-Folie, eine UV-härtende Prägelackschicht 32 aufgebracht und in dem ersten Teilbereich 16 mit einer geprägten Mikrostruktur 34 versehen, die den im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Laufeffekt erzeugt. Der Merkmalsbereich 14 des Sicherheitselements nimmt dabei die gesamte Fläche der Trägerfolie 30 ein. Die außerhalb des mit den Mikrostrukturen 34 versehenen ersten Teilbereichs 16 liegenden Bereiche des Merkmalbereichs 14 bilden den zweiten Teilbereich 18, in dem keine Mikrostrukturen vorliegen.
Nach der Prägung der Mikrostrukturen 34 wurde auf den gesamten Merkmalsbereich 14 ein Dünnschichtelement 40 mit Interferenzschichtaufbau aufgebracht, das aus einer Reflexionsschicht 42, einer dielektrischen Abstandsschicht 44 und einer Absorberschicht 46 besteht.
Herkömmlich wird die dielektrische Abstandsschicht solcher Dünnschichtelemente durch Aufdampfen erzeugt, wodurch unabhängig von der lokalen Oberflächentextur der Reflexionsschicht 42 eine dielektrische Schicht gleichmäßiger Dicke gebildet wird. Im Gegensatz dazu wird die dielektrische Abstandsschicht 44 der Erfindung als flüssiger Lack aufgedruckt und nachfolgend gehärtet. Gut geeignet sind beispielsweise Lösemittellacke auf Nitrozellulose-Basis, die ein gutes Verlaufsverhalten aufweisen.
Durch das Aufbringen des Lacks in flüssiger Form verläuft dieser im ersten Teilbereich 16 mit den Mikrostrukturen 34 in gewissem Maße zwischen den einzelnen Strukturelementen 36 und ebnet dadurch die Mikrostruktur 34 ganz oder teilweise ein. Die dielektrische Schicht 44 weist daher im ersten Teilbereich 16 keine gleichmäßige Schichtdicke auf, so dass sich dort kein mit bloßem Auge sichtbarer, großflächiger Farbkippeffekt ausbilden kann. Vielmehr wird der der Farbkippeffekt im Teilbereich 16 wirksam unterdrückt und erscheint im Wesentlichen nicht-farbig mit dem silbrigen Erscheinungsbild der Reflexionsschicht 42.
Im zweiten Teilbereich 18 liegen keine Mikrostrukturen vor, so dass die dielektrische Schicht 44 dort mit gleichmäßiger Schichtdicke auf den flachen Untergrund aufgedruckt wird und das Dünnschichtelement 40 daher in an sich bekannter Weise den gewünschten Farbkippeffekt erzeugt.
Da die dielektrische Schicht 44 über den gesamten Merkmalsbereich 14 einschließlich des ersten und zweiten Teilbereichs 16, 18 aufgedruckt wird und sich die Unterdrückung des Farbkippeffekts gerade im Bereich der Mikrostrukturen 34 des ersten Teilbereichs 16 einstellt, entsteht ohne zusätzliche Maßnahmen automatisch eine perfekte Passerung zwischen den optischen variablen Effekten der beiden Teilbereiche 16, 18, nämlich zwischen dem optisch variable Laufeffekt des Teilbereichs 16 und dem Farbkippeffekt des Teilbereichs 18.
Obwohl der erste Teilbereich 16, wie erläutert, durch die ungleichmäßige Schichtdicke der dielektrischen Schicht 44 keinen für den Betrachter mit bloßem Auge sichtbaren Farbkippeffekt zeigt, kann die Schichtdicke der dielektrischen Schicht 44 auf einer mikroskopischen Längenskala in der Größenordnung der Mikrostrukturelemente 36 abschnittsweise durchaus im Wesentlichen konstant sein. Bei der Betrachtung des Teilbereichs 16 mit einem Mikroskop kann dort dann ein mikroskopischer Regenbogen-Farbkippeffekt beobachtet werden, bei dem die erzeugten Interferenzfarben in rascher Folge wechseln. Aus einiger Entfernung bzw. ohne Hilfsmittel betrachtet, überlagert sich die Vielzahl der mikroskopischen Farbpunkte 56 (3) zu dem oben angesprochenen nicht-farbigen Gesamteindruck. Dieser mikroskopische Regenbogen-Farbkippeffekt kann als Echtheitskennzeichen höherer Stufe eingesetzt werden, das nur mit besonderen Hilfsmitteln, wie einer starken Lupe oder einem Mikroskop, geprüft werden kann.
Mit Hilfe des beschriebenen mikroskopischen Regenbogen-Farbkippeffekts können auch weitere versteckte Echtheitsmerkmale in erfindungsgemäße Sicherheitselemente integriert werden. Zur Illustration zeigt 3 eine Weiterbildung des Sicherheitselements 12 in Aufsicht auf einen Detailausschnitt 50, in dem die dielektrische Schicht 44 in einem kleinen Ausnehmungsbereich 52 im Inneren des Teilbereichs 16 ausgespart ist. Der Ausnehmungsbereich ist dabei vorteilhaft in Form von Zeichen, Mustern oder einer Codierung gestaltet, wobei 3 als Beispiel die Ziffernfolge ”10” zeigt, die die Denomination der Banknote 10 angibt.
Der Ausnehmungsbereich 52 ist vorteilhaft im Inneren des Teilbereichs 16 angeordnet, ist mit einer Abmessung von typischerweise 20 μm bis 150 μm zudem sehr klein. Auf eine Passerung des Ausnehmungsbereichs 52 zu anderen Elementen des Sicherheitselements kommt es daher nicht an.
Wie der erste Teilbereich 16 insgesamt, zeigt auch der Ausnehmungsbereich 52 wegen der dort fehlenden dielektrischen Schicht 44 keinen Farbkippeffekt, sondern im Wesentlichen nur das silbrig glänzende Erscheinungsbild der Reflexionsschicht 42. Das Vorhandensein des Ausnehmungsbereichs 52 ist daher mit bloßem Auge nicht zu erkennen. Erst bei Betrachtung des Ausschnitts 50 mit einem Mikroskop werden Unterschiede deutlich. Die nicht ausgesparten Bereiche 54 des Teilbereichs 16 zeigen den oben beschriebenen mikroskopischen Regenbogen-Farbkippeffekt, der sich aus einer Vielzahl mikroskopischer Farbpunkte 56 unterschiedlicher Färbung zusammensetzt. Die Abmessung der mikroskopischen Farbpunkte 56 liegt dabei meist zwischen 1 μm und 10 μm, sie kann aber grundsätzlich auch größer sein, solange sie unterhalb des Auflösungsvermögens des menschlichen Auges liegt. Von diesem mikroskopisch farbkippenden Hintergrund hebt sich der Ausnehmungsbereich 52 durch das Fehlen jeglicher Farbeffekte als Negativdarstellung in Form der Ziffernfolge ”10” deutlich ab.
4 zeigt schematisch ein komplexeres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Merkmalsbereich 62, der aus vier Teilbereichen 64, 66, 68, 70 mit vier unterschiedlichen optisch variablen Effekten besteht. Dabei zeigt
4(a) eine Aufsicht auf das optisch variable Sicherheitselement 60 und 4(b) einen Querschnitt des Sicherheitselements 60 entlang der Linie B-B von 4(a).
Bei dem Sicherheitselement 60 ist auf einer Trägerfolie 30 eine UV-härtende Prägelackschicht 32 aufgebracht und in dem ersten Teilbereich 64 und in dem dritten Teilbereich 68 mit einer geprägten Mikrostruktur 34 versehen, die beispielsweise den bei 1 beschriebenen Laufeffekt erzeugt. Im zweiten Teilbereich 66 und vierten Teilbereich 70 liegen keine Mikrostrukturen vor.
Der gesamte Merkmalsbereich 62 ist mit einem Dünnschichtelement 80 mit Interferenzschichtaufbau versehen, das durch eine in allen vier Teilbereichen 64, 66, 68, 70 aufgebrachte Reflexionsschicht 82, eine in allen vier Teilbereichen aufgedampfte, dielektrische Schicht 84, eine nur im ersten und dritten Teilbereich 64, 66 aufgedruckte dielektrische Schicht 86 und eine wieder in allen vier Teilbereichen 64, 66, 68, 70 aufgebrachte Absorberschicht 88 gebildet ist.
Das Ausführungsbeispiel der 4 kombiniert somit das Aufdampfen einer dielektrischen Schicht 84 mit dem Aufdrucken einer dielektrischen Schicht 86 als flüssiger Lack. Da in jedem Teilbereich eine Schichtenfolge aus Reflexionsschicht, dielektrischer Abstandsschicht und Absorberschicht vorliegt, ist jeder Teilbereich mit einem farbkippenden Dünnschichtelement versehen, auch wenn die Schichtdicke der Abstandsschicht im ersten und zweiten Teilbereich 64, 66 größer ist als im dritten und vierten Teilbereich 68, 70.
Im vierten Teilbereich 70 liegt auf flachem Untergrund ein Dünnschichtelement mit Reflexionsschicht 82, aufgedampfter dielektrischer Schicht 84 und Absorberschicht 88 vor, welches einen ersten Farbkippeffekt, im Ausführungsbeispiel etwa von Grün nach Blau erzeugt. Im zweiten Teilbereich 66 liegt auf flachem Untergrund ein Dünnschichtelement mit Reflexionsschicht 82, aufgedampfter dielektrischer Schicht 84, aufgedruckter dielektrischer Schicht 86 und Absorberschicht 88 vor, das wegen der größeren Gesamtdicke der Abstandsschicht einen zweiten, langwelligeren Farbkippeffekt erzeugt, hier etwa von Rot nach Grün.
Im dritten Teilbereich 68 liegt auf den Mikrostrukturen 34 ein Dünnschichtelement mit Reflexionsschicht 82, aufgedampfter dielektrischer Schicht 84 und Absorberschicht 88 vor. Da die aufgedampfte dielektrische Schicht 84 unabhängig von der lokalen Oberflächentextur der darunterliegenden Reflexionsschicht 82 eine gleichmässige Dicke aufweist, ist im dritten Teilbereich 68 der Laufeffekt der Mikrostrukturen von dem ersten Farbkippeffekt (Grün nach Blau) überlagert.
Im ersten Teilbereich 64 liegt auf den Mikrostrukturen 34 ein Dünnschichtelement mit Reflexionsschicht 82, aufgedampfter dielektrischer Schicht 84, aufgedruckter dielektrischer Schicht 86 und Absorberschicht 88 vor. In diesem Teilbereich verläuft der in flüssiger Form aufgedruckte Lack 86, wie oben bereits beschrieben, in gewissem Maß zwischen den einzelnen Strukturelementen 36 und ebnet die Mikrostrukturen 34 dadurch ganz oder teilweise ein. Die aus den Schichten 84, 86 bestehende dielektrische Abstandsschicht weist daher keine gleichmässige Dicke auf, so dass sich im ersten Teilbereich 64 kein mit bloßem Auge sichtbarer, großflächiger Farbkippeffekt ausbilden kann. Dort ist daher nur der Laufeffekt der Mikrostrukturen 34 ohne überlagerten Farbkippeffekt sichtbar.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel der 4 sind die optisch variablen Effekte perfekt zueinander gepassert. Für den ersten und zweiten Teilbereich 64, 66 ergibt sich diese Passerung, wie oben erläutert, aus der Tatsache, dass sich die Unterdrückung des Farbkippeffekts gerade im Bereich der Mikrostrukturen 34 des ersten Teilbereichs 64 einstellt. Die Grenze zwischen dem drittem und dem viertem Teilbereich 68, 70 bildet sich automatisch am Rand der Mikrostrukturen 34 aus und weist daher ebenfalls keine Passerschwankungen auf. Schließlich ist die Grenze zwischen dem ersten und dritten Teilbereich bzw. zwischen dem zweiten und vierten Teilbereich gerade durch den Rand der aufgedruckten dielektrischen Schicht 86 definiert, so dass auch hier keine Passerschwankungen auftreten.
Bezugszeichenliste

10: Banknote
12: Sicherheitselement
14: Merkmalbereich
16, 18: Teilbereiche
20: Quadrate
22: Ziffernfolge
30: Trägerfolie
32: Prägelackschicht
34: Mikrostruktur
40: Dünnschichtelement
42: Reflexionsschicht
44: dielektrische Abstandsschicht
46: Absorberschicht
50: Detailausschnitt
52: Ausnehmungsbereich
54: nicht ausgesparte Bereiche
56: mikroskopische Farbpunkte
60: Sicherheitselement
62: Merkmalsbereich
64, 66, 68, 70: Teilbereiche
80: Dünnschichtelement
82: Reflexionsschicht
84: aufgedampfte dielektrische Schicht
86: aufgedruckte dielektrische Schicht
88: Absorberschicht

Claims

Optisch variables Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen, mit einem Merkmalsbereich, der zumindest zwei unterschiedliche optisch variable Effekte zeigt, dadurch gekennzeichnet, dass – der Merkmalsbereich in einem ersten Teilbereich mit einer Mikrostruktur versehen ist, die einen ersten optisch variablen Effekt aufweist, – in einem zweiten Teilbereich des Merkmalsbereichs keine Mikrostruktur vorliegt, – der Merkmalsbereich mit einem die Mikrostruktur überdeckenden Dünnschichtelement mit Interferenzschichtaufbau versehen ist, welches im zweiten Teilbereich als zweiten optisch variablen Effekt einen Farbkippeffekt erzeugt, und – der Interferenzschichtaufbau des Dünnschichtelements im ersten und zweiten Teilbereich eine aufgedruckte dielektrische Schicht umfasst, durch die der Farbkippeffekt in dem die Mikrostruktur aufweisenden ersten Teilbereich für das bloße Auge unterdrückt ist, so dass im ersten Teilbereich nur der erste optisch variable Effekt der Mikrostruktur und im zweiten Teilbereich als zweiter optisch variabler Effekt der Farbkippeffekt des Dünnschichtelements vorliegt.
Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgedruckte dielektrische Schicht in dem die Mikrostruktur aufweisenden ersten Teilbereich eine lokal unregelmäßige Schichtdicke aufweist, vorzugsweise mit einer Dickenvariation von 10% oder mehr, besonders bevorzugt 20% oder mehr, 40% oder mehr und insbesondere von 60% oder mehr.
Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Interferenzschichtaufbau des Dünnschichtelements eine Reflexionsschicht, eine Absorberschicht und eine zwischen der Reflexionsschicht und der Absorberschicht angeordnete dielektrischen Abstandsschicht umfasst, oder zwei Absorberschichten und eine zwischen den beiden Absorberschichten angeordnete dielektrische Abstandsschicht umfasst.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen optisch variablen Effekte des ersten und zweiten Teilbereich zueinander gepassert sind.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich einen nur unter Vergrößerung erkennbaren mikroskopischen Regenbogen-Farbkippeffekt aufweist.
Sicherheitselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der mikroskopische Regenbogen-Farbkippeffekt aus einer Vielzahl mikroskopischer Farbpunkte unterschiedlicher Färbung zusammensetzt, wobei die größte Abmessung der mikroskopischen Farbpunkte zwischen 1 μm und 10 μm, vorzugsweise zwischen 2 μm und 5 μm liegt.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich in seinem Inneren einen Ausnehmungsbereich aufweist, in dem die dielektrische Abstandsschicht im Interferenzschichtaufbau des Dünnschichtelements ausgespart ist.
Sicherheitselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausnehmungsbereich eine größte Abmessung zwischen 10 μm und 200 μm, vorzugsweise zwischen 20 μm und 150 μm aufweist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Merkmalsbereich zusätzlich zu dem ersten und zweiten Teilbereich einen dritten und vierten Teilbereich aufweist, wobei – der Merkmalsbereich in dem dritten Teilbereich mit einer Mikrostruktur versehen ist, die einen optisch variablen Effekt aufweist, – in dem vierten Teilbereich des Merkmalsbereichs keine Mikrostruktur vorliegt, und – der Interferenzschichtaufbau des Dünnschichtelements im dritten und vierten Teilbereich eine aufgedampfte dielektrische Schicht, aber keine aufgedruckte dielektrische Schicht enthält, so dass das Dünnschichtelement im dritten und vierten Teilbereich einen Farbkippeffekt erzeugt, der im dritten Teilbereich dem optisch variablen Effekt der Mikrostruktur überlagert ist.
Sicherheitselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Interferenzschichtaufbau des Dünnschichtelements in allen vier Teilbereich die aufgedampfte dielektrische Schicht enthält, und die aufgedampfte dielektrische Schicht im ersten und zweiten Teilbereich zusammen mit der aufgedruckten dielektrischen Schicht eine dielektrische Abstandsschicht des Dünnschichtelements bildet.
Sicherheitselement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostruktur des dritten Teilbereichs identisch zur Mikrostruktur des ersten Teilbereichs ausgebildet ist und denselben optisch variablen Effekt erzeugt.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostruktur des ersten Teilbereichs und/oder des dritten Teilbereichs durch eine diffraktive Reliefstruktur, insbesondere eine Hologrammstruktur, durch eine Mikrospiegelstruktur, durch eine Mikrolinsenstruktur oder durch eine Mikrokavitätenstruktur gebildet ist.
Datenträger mit einem Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12.
Verfahren zur Herstellung eines optisch variablen Sicherheitselements nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem – ein Trägersubstrat in einem ersten Teilbereich des Merkmalsbereichs mit einer Mikrostruktur versehen wird, die einen ersten optisch variablen Effekt aufweist, – in einem zweiten Teilbereich des Merkmalsbereichs keine Mikrostruktur vorgesehen wird, – der Merkmalsbereich mit einem die Mikrostruktur überdeckenden Dünnschichtelement mit Interferenzschichtaufbau versehen wird, welches im zweiten Teilbereich als zweiten optisch variablen Effekt einen Farbkippeffekt erzeugt, und – der Interferenzschichtaufbau des Dünnschichtelements im ersten und zweiten Teilbereich mit einer als flüssiger Lack aufgedruckten dielektrischen Schicht erzeugt wird, durch die der Farbkippeffekt in dem die Mikrostruktur aufweisenden ersten Teilbereich für das bloße Auge unterdrückt ist, so dass im ersten Teilbereich nur der erste optisch variable Effekt der Mikrostruktur und im zweiten Teilbereich als zweiter optisch variabler Effekt der Farbkippeffekt des Dünnschichtelements vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten und zweiten Teilbereich zur Erzeugung des Dünnschichtelements zunächst eine Reflexionsschicht oder Absorberschicht aufgedampft wird, optional eine dielektrische Schicht aufgedampft wird, dann eine dielektrische Schicht in Form eines flüssigen Lacks aufgedruckt wird, und zuletzt eine Absorberschicht aufgedampft wird.