DE102019006315A1

DE102019006315A1 - Optisch variables Sicherheitselement

Info

Publication number: DE102019006315A1
Application number: DE102019006315.5A
Authority: DE
Inventors: Peter Schiffmann
Original assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority date: 2019-09-06
Filing date: 2019-09-06
Publication date: 2021-03-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement (10) zur Absicherung von Sicherheitspapieren, Wertdokumenten und anderen Datenträgern, mit einem Lumineszenzbereich (20), der zumindest zwei Teilbereiche (22, 24) enthält, die nach Anregung durch UV- oder IR-Strahlung jeweils mit einer ersten bzw. zweiten Lumineszenzemission im sichtbaren Spektralbereich lumineszieren. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die erste und zweite Lumineszenzemission unterschiedliche Lumineszenzspektren (52, 54) aufweisen, dass die beiden Lumineszenzemissionen im sichtbaren Spektralbereich aber für einen Betrachter (40) ohne Hilfsmittel den gleichen Farbeindruck erzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement zur Absicherung von Sicherheitspapieren, Wertdokumenten und anderen Datenträgern, mit einem Lumineszenzbereich, der zumindest zwei Teilbereiche enthält, die nach Anregung durch UV- oder IR-Strahlung jeweils mit einer ersten bzw. zweiten Lumineszenzemission im sichtbaren Spektralbereich lumineszieren. Die Erfindung enthält auch eine Sicherheitsanordnung und einen Datenträger mit einem solchen Sicherheitselement.
Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit des Datenträgers gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen.
In diesem Zusammenhang ist es seit längerem bekannt, Lumineszenzstoffe zur Absicherung von Wert- oder Ausweisdokumenten einzusetzen. Das Vorliegen der Lumineszenzstoffe kann dann beispielsweise mit Hilfe einer UV-Lampe geprüft werden. So können etwa in ein Sicherheitspapier kurze, mit einer fluoreszierenden Beschichtung versehene Fasern eingebracht werden. Bei normaler Beleuchtung sind diese sogenannten Melierfasern unsichtbar, unter UV-Beleuchtung treten sie jedoch trotz ihrer geringen Größe durch ihre helle Fluoreszenz, beispielsweise in Rot, Grün oder Blau, deutlich in Erscheinung. Bei Wertdokumenten findet eine Absicherung oft durch eine Beimischung von Fluoreszenzfarben zu Buntfarben statt, auch visuell nicht sichtbare fluoreszierende Motive sind bekannt.
Vor allem im Pass-Bereich ist auch der Druck von Echtfarben-Lumineszenzbildern bekannt. Die Umsetzung erfolgt dabei in der Regel im Ink-Jet-Druck mit speziellen Farben, welche bei normaler Beleuchtung nicht sichtbar sind und nach Anregung mittels UV-Licht einen vergleichbaren Farbeindruck wie ein herkömmliches Bild, beispielsweise ein Portrait des Passinhabers, zeigen. Aus der WO 2017/190831 A1 ist ein Sicherheitselement mit einem lumineszierenden Aufdruck bekannt, der durch Lumineszenzweiß einerseits und zumindest zwei Lumineszenz-Grundfarbstoffe andererseits gebildet ist. Ein bei UV-Anregung sichtbares mehrfarbiges Motiv enthält dabei auch in seinen farbigen Bereichen unbunte Anteile, die im Aufdruck zumindest teilweise durch Lumineszenzweiß gebildet sind.
Inzwischen sind allerdings vor allem durch den Online-Handel Ink-Jet-Fluoreszenzfarben relativ leicht verfügbar, die es einem Fälscher ermöglichen, verschiedene Eindrucksfälschungen herzustellen. Auch bieten Druckfarbenhersteller teilweise Fluoreszenzfarben an, die für technische Spielereien oder den Markenschutz bestimmt sind.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art mit einem attraktiven Erscheinungsbild und hoher Fälschungssicherheit anzugeben.
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 die erste und zweite Lumineszenzemission unterschiedliche Lumineszenzspektren aufweisen, dass die beiden Lumineszenzemissionen im sichtbaren Spektralbereich aber für einen Betrachter ohne Hilfsmittel - also insbesondere ohne Einsatz eines Emissionsfilters - den gleichen Farbeindruck erzeugen.
Der Begriff Farbeindruck umfasst dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl die Helligkeit des visuellen Eindrucks als auch den Farbton. Der Farbton kann in einem LcH-Farbraum in Farbtonwinkel und Sättigung getrennt werden.
Dieser Effekt nutzt eine Besonderheit des menschlichen Farbsehens: das menschliche Auge kann nicht die spektrale Zusammensetzung eines Lichtreizes erfassen, vielmehr enthält das menschliche Auge als Rezeptoren nur drei verschiedene Zapfentypen mit breiten Absorptionsbanden, deren Maxima bei etwa 455 nm, 535 nm und 563 nm liegen. Die Erregungsmuster dieser drei Rezeptoren bilden die Grundlage für die Weiterverarbeitung in Netzhaut und Gehirn, die schließlich zur Farbempfindung führt. Unterschiedliche spektrale Zusammensetzungen eines Lichtreizes können daher zu gleichen Erregungsmustern der Farbrezeptoren und damit zu gleichen Farbwahrnehmung führen. Solche gleich aussehenden, aber auf verschiedenen spektralen Zusammensetzungen beruhenden Farben werden auch als bedingt gleiche Farben oder als metamere Farben bezeichnet.
Die beiden Lumineszenzemissionen erzeugen zwar für einen Betrachter ohne Hilfsmittel den gleichen Farbeindruck, es ist mit Vorteil allerdings vorgesehen, dass die erste und zweite Lumineszenzemission der beiden Teilbereiche bei Betrachtung durch ein Emissionsfilter unterschiedliche Farbeindrücke im sichtbaren Spektralbereich erzeugen. Insbesondere ist der Emissionsfilter dazu auf die beiden Lumineszenzspektren abgestimmt bzw. sind die beiden Lumineszentspektren auf den Emissionsfilter abgestimmt, um deren Unterschiedlichkeit für einen menschlichen Betrachter wahrnehmbar zu machen, wie weiter unten genauer erläutert.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest zwei Teilbereiche ohne UV- bzw. IR-Anregung visuell nicht unterscheidbar sind.
Mit besonderem Vorteil bilden Form und Anordnung der zumindest zwei Teilbereiche eine versteckte Information, die weder ohne UV- bzw. IR-Anregung noch mit UV- bzw. IR Anregung bei Betrachtung der Teilbereiche ohne Hilfsmittel erkennbar ist. Vielmehr tritt die versteckte Information vorteilhaft erst bei UV- bzw. IR Anregung und Betrachtung der Teilbereiche mit einem oben genannten Emissionsfilter in Erscheinung.
Mit Vorteil ist weiter vorgesehen, dass die versteckte Information mit einer offen auf dem Sicherheitselement angeordneten Information in einem Sinnzusammenhang steht, insbesondere dass die beiden Informationen aufeinander bezogene, einander ergänzende, oder sich gegenseitig erklärende Motivteile eines Gesamtmotivs darstellen. Die versteckte Information kann dabei insbesondere Muster, Zeichen, oder eine Codierung darstellen.
Die versteckte Information kann mittels Emissionsfilter für den Betrachter sichtbar (und lesbar) und/oder für einen maschinellen Detektor (oder Sensor) sichtbar (und lesbar) gemacht werden. In einer erweiterten Betrachtung kann die versteckte Information zusätzlich oder ausschließlich einen maschinenlesbaren Code wie beispielsweise ein 1D- oder 2D-Code darstellen. Der Code wäre für den Betrachter optional sichtbar aber nicht lesbar, da er nach Detektion des Codes erst mit Hilfe eines entsprechenden Auswertealgorithmus verarbeitet wird.
Weiterhin kann die versteckte Information optional zusätzlich oder ausschließlich eine versteckte Information aufweisen, welche nur in Kombination mit einem weiteren Hilfsmittels in Form eines Vergrößerungsglases, eines Mikroskops oder eines hochauflösenden Detektors (z.B. Makrokamera) erkennbar ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die zumindest zwei Teilbereiche nach UV- bzw. IR-Anregung unterschiedliches Abklingverhalten auf, insbesondere kann vorgesehen sein, dass die erste Lumineszenzemission eine Fluoreszenz oder Phosphoreszenz mit einer ersten Abklingzeit und die zweite Lumineszenzemission eine Phosphoreszenz mit einer zweiten, unterschiedlichen Abklingzeit ist.
Die erste und/oder zweite Lumineszenzemission stellt mit Vorteil eine additive Farbmischung aus zumindest zwei Grundfarben, insbesondere Rot und Blau, Rot und Grün oder Grün und Blau dar. Besonders bevorzugt stellt die erste und/oder zweite Lumineszenzemission eine additive Farbmischung aus drei Grundfarben, insbesondere Rot, Blau und Grün dar.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die zumindest zwei Teilbereiche zumindest in einem Unterbereich als Rasterverlauf ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Sicherheitselement einen Träger mit gegenüberliegenden Hauptseiten, wobei auf einer ersten Hauptseite die genannten, zumindest zwei Teilbereiche angeordnet sind, und wobei auf der gegenüberliegenden zweiten Hauptseite der Emissionsfilter angeordnet ist. In einer solchen Ausgestaltung ist der Emissionsfilter fester Bestandteil des Sicherheitselements selbst. Der Lumineszenzbereich und der Emissionsfilter sind dabei vorteilhaft einander teilweise oder vollständig überlappend und insbesondere deckungsgleich angeordnet und der Träger ist zumindest im Überlappungsbereich von Lumineszenzbereich und Emissionsfilter vorteilhaft transluzent ausgebildet. In der bevorzugten Ausgestaltung ist bei Anregung des Lumineszenzbereiches auf der ersten Substratseite und Betrachtung (oder Prüfung) von der ersten Substratseite die versteckte Information nicht erkennbar. Bei Anregung auf der ersten Substratseite und Betrachtung (oder Prüfung) von der zweiten Substratseite offenbart sich durch den Emissionsfilter die versteckte Information.
In einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvariante ist der Emissionsfilter als separates Element ausgebildet. Dabei bilden ein Sicherheitselement der oben beschriebenen Art und ein separates Emissionsfilter zum Auflegen auf das Sicherheitselement eine Sicherheitsanordnung zur Absicherung von Sicherheitspapieren, Wertdokumenten und anderen Datenträgern. Das Sicherheitselement kann, muss in diesem Fall aber selbst kein Emissionsfilter enthalten.
Der Emissionsfilter kann in besonderen Ausgestaltungen auch Bestandteil einer Sensorik sein, z.B. auf Basis einer SW-Matrix- oder Zeilenkamera als Detektor innerhalb einer Sensorik. In diesem Fall wird das zu prüfende Dokument mit den beiden lumineszierenden Teilbereichen angeregt und anhand von Helligkeitsunterschieden wird das versteckte Merkmal (Information) detektiert. Geprüft wird durch die Sensorik also das Vorliegen des versteckten Merkmals.
Schließlich enthält die Erfindung auch einen Datenträger mit einem Trägersubstrat, das in einem ersten Bereich ein Sicherheitselement der oben beschriebenen Art und in einem zweiten Bereich ein Emissionsfilter aufweist, wobei der Emissionsfilter und das Sicherheitselement durch Biegen, Falten, Knicken oder Klappen des Datenträgers übereinander legbar sind. Das Sicherheitselement muss in diesem Fall vorteilhaft selbst kein Emissionsfilter enthalten.
Allgemein kann die Trägerfolie transparent, transluzent oder auch opak und damit lichtundurchlässig sein. In vorteilhaften Ausgestaltungen kann die Trägerfolie eine transluzente Trägerfolie sein, die partiell opak ausgebildet ist durch mindestens ein opakes oder partiell opakes Element. Beispielsweise kann es sich dabei um eine transluzente Trägerfolie mit einem partiell oder vollständig opaken applizierten Patch und/ oder mit einem partiell oder vollständig opaken streifenförmigen Element handeln. Der Patch oder der Streifen kann opake Teilelementen in Form eines Hologramms, eines Mikrospiegel-Arrays, einer metallisch reflektierenden Schicht oder einer metallisch reflektierenden verprägten Schicht aufweisen.
In allen beschriebenen Gestaltungen umfasst der Emissionsfilter mit Vorteil eine Farbschicht, die farbgebende Pigmente, vorzugsweise nicht-streuende Pigmente, Farbstoffe, insbesondere in einer Kapsel gelöste Farbstoffe oder direkt auf einem Träger sublimierte oder aufgedampfte Farbstoffe enthält.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Emissionsfilter ein Interferenzfilter.
Die emittierte Strahlung wird durch den Emissionsfilter in zumindest einem Wellenlängenbereich der Emission abgeschwächt. Für den Betrachter (bzw. die Sensorik) wird die Darstellung zumindest insgesamt dunkler und optional ändert sich zugleich der Farbton. Die emittierte Strahlung kann optional durch den Emissionsfilter zusätzlich in weiteren Wellenlängenbereichen gefiltert werden. Bevorzugt filtert der Emissionsfilter jedoch nur einen kleineren Anteil (weniger als 25% der Wellenlängen) aus dem sichtbaren Spektrum, 380 -780 nm, bzw. nur einen Teil (bevorzugt weniger als 50%, insbesondere weniger als 25%, der Wellenlängen) aus dem emittierten Spektrum.
Der Emissionsfilter kann relativ breitbandig sein und insbesondere einen Transmissionsbereich mit einer Halbwertsbreite von 70 nm bis 150 nm aufweisen, kann mit Vorteil aber auch schmalbandig sein und einen Transmissionsbereich oder Sperrbereich mit einer Halbwertsbreite von 50 nm oder weniger, insbesondere von 35 nm oder weniger aufweisen. Schmalbandige Emissionsfilter weisen mit Vorteil einen Transmissions- oder Sperrbereich im grünen Spektralbereich auf, da das menschliche Auge dort für Farbunterschiede besonders empfindlich ist.
Ebenfalls mit Vorteil kann vorgesehen sein, dass der Emissionsfilter ein aktivierbarer Emissionsfilter ist, insbesondere thermisch und/oder magnetisch und/oder elektrisch und/oder mittels Bestrahlung (reversibel) aktivierbar. Er kann beispielsweise aus einer mittels UV-Strahlung aktivierten photochromen Schicht, einer mittels Magnetfeld aktivierten magnetochromen Schicht, einer mittels Strom oder statischer elektrischer Felder aktivierten elektrochromen Schicht oder einer mittels Temperatur aktivierten thermochromen Schicht bestehen. Wenn der Emissionsfilter erst aktiviert wird, beispielsweise mittels UV- oder/und Wärmestrahlung oder/und Kälte, so ist dies vorteilhaft in einer Sensorik möglich. In der Sensorik kann beispielsweise in einem ersten Schritt (bzw. ersten Station) der Emissionsfilter aktiviert werden und in einem zweiten Schritt (in der ersten oder einer zweiten Station), beispielsweise mit Hilfe eines SW- oder RGB-Detektors, das versteckte Merkmal geprüft werden. In einem optionalen dritten Schritt (in der ersten oder einer dritten Station) kann der Emissionsfilter wieder deaktiviert und dann eine erneute Prüfung des Merkmals (in der ersten, zweiten oder einer vierten Station) durchgeführt werden.
Der genannte Lumineszenzbereich ist in allen Gestaltungen mit Vorteil auf Anregung durch UV-Licht ausgelegt. Die Anregung kann mittels UV oder IR-Strahlung erfolgen. Bei Anregung mittels IR-Strahlung werden Lunmineszenzstoffe mit „Anti-Stokes“-Verhalten eingesetzt. Die Anregung erfolgt dann beispielsweise mittels IR-Laser mit einer Wellenlänge von 1060 nm.
Als Datenträger können vorliegen - neben Wertdokumenten und Sicherheitspapieren - beispielsweise Ausweisdokumente, wie Pässe oder Führerscheine, Sicherungsaufkleber, insbesondere amtliche oder herstellerbezogene Sicherungsaufkleber, wie Etiketten, (TÜV-)Plaketten oder VISA, aber auch andere amtliche oder herstellerbezogene prüfbare Zeichen, wie KfZ-Kennzeichen oder Produkt-Kennzeichen.
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 schematisch ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement im Querschnitt,
2 mehrere Ansichten des Sicherheitselements der 1 bei verschiedenen Beleuchtungssituationen, in (a) eine Ansicht der Oberseite des Sicherheitselements in gewöhnlichem Licht, in (b) eine Ansicht der Oberseite des Sicherheitselements im UV-Licht und in (c) eine Ansicht der Unterseite des Sicherheitselements bei UV-Anregung der Oberseite,
3 schematisch die Lumineszenzspektren zweier Lumineszenzstoffe zeigt, die für den Lumineszenzbereich des Sicherheitselements der 1 verwendet werden können,
4 schematisch die durch ein Orange-Filter (rechts) bzw. ein schmalbandiges Grün-Filter gefilterten Lumineszenzspektren der Lumineszenzstoffe der 3 zeigt,
5 eine Sicherheitsanordnung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, die durch ein Sicherheitselement und ein Verifikationselement gebildet ist, und
6 einen Datenträger nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei (a) den Datenträger in aufgefaltetem Zustand und (b) den Datenträger in zusammengefaltetem Zustand mit übereinander liegendem Lumineszenzbereich und Emissionsfilter zeigt.

Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Banknoten und andere Wertdokumente erläutert. 1 zeigt dazu im Querschnitt ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement 10, das einerseits im gewöhnlichen Kunst- oder Tageslicht 34, aber auch im UV-Licht 32 einer speziellen UV-Lampe 30 betrachtet werden kann. 2 zeigt die unterschiedliche Ansichten des Sicherheitselements 10 bei verschiedenen Beleuchtungssituationen, nämlich in (a) eine Ansicht der Oberseite des Sicherheitselements in gewöhnlichem Licht, in (b) eine Ansicht der Oberseite des Sicherheitselements im UV-Licht und in (c) eine Ansicht der Unterseite des Sicherheitselements bei UV-Anregung der Oberseite.
Mit Bezug zunächst auf 1 enthält das Sicherheitselement 10 eine transluzente Trägerfolie 12 mit einer Oberseite 14 und einer gegenüberliegenden Unterseite 16. Auf der Oberseite 14 der Trägerfolie 12 ist ein Lumineszenzbereich 20 angeordnet, der zwei Teilbereiche 22, 24 mit unterschiedlichen, aufeinander abgestimmten Lumineszenzeigenschaften enthält. Auf der Unterseite 16 der Trägerfolie 12 ist im Wesentlichen deckungsgleich zum Lumineszenzbereich 20 ein Emissionsfilter 26, im Ausführungsbeispiel konkret ein Orange-Filter aufgedruckt.
Im sichtbaren Spektralbereich weisen die beiden Teilbereiche 22, 24 des Lumineszenzbereichs 20 gleiche Körperfarben auf. Sie sind daher im gewöhnlichen Licht 34 ohne UV-Anregung von einem Betrachter 40 visuell nicht unterscheidbar, wie in der Aufsicht der 2(a) durch die gestrichelte Grenzlinien zwischen den Teilbereichen 22, 24 angedeutet.
Bei Anregung mit UV-Strahlung 32 lumineszieren beide Teilbereiche 22, 24 im sichtbaren Spektralbereich. Dabei sind die Lumineszenzemissionen der Teilbereiche 22, 24 zwar unterschiedlich, weisen also unterschiedliche Lumineszenzspektren auf, diese sind allerdings so aufeinander abgestimmt, dass sie für einen Betrachter ohne Hilfsmittel den gleichen Farbeindruck erzeugen.
Dies ist in 2(b) illustriert, die eine Aufsicht auf die Oberseite 14 des Sicherheitselements 10 im UV-Licht 32 der UV-Lampe 30 zeigt. Der Grenzverlauf zwischen dem ersten und zweiten Teilbereichs 22, 24 ist gestrichelt eingezeichnet um anzudeuten, dass die Lumineszenzemissionen der beiden Teilbereiche 22, 24 visuell nicht unterscheidbar sind, so dass der Lumineszenzbereich 20 für den Betrachter 40 im UV-Licht als eine mit einheitlichem Farbton und einheitlicher Helligkeit farbig leuchtende Fläche erscheint.
Ein anderer Eindruck ergibt sich allerdings, wenn der Lumineszenzbereich 20 des Sicherheitselements 10 auf der Oberseite 14 mit UV-Licht 32 angeregt wird und die resultierende Emission vom Betrachter 42 auf der Unterseite 16 durch den Emissionsfilter 26 hindurch betrachtet wird. Wie nachfolgend genauer erläutert, beeinflusst der Emissionsfilter 26 die Lumineszenzspektren der Emissionen der Teilbereiche 22, 24 unterschiedlich stark, so dass sich der Farbeindruck der gefilterten Emissionen deutlich wahrnehmbar voneinander unterscheidet.
Wie in 2(c) dargestellt, die eine Ansicht der Unterseite 16 des Sicherheitselements 10 bei UV-Anregung der Oberseite 14 zeigt, können in dieser Beleuchtungs-/Betrachtungskombination die Teilbereiche 22, 24 deutlich voneinander unterschieden werden.
Die Form und Anordnung der Teilbereiche 22, 24 bilden dabei eine versteckte Information, im Ausführungsbeispiel ein Wappenmotiv, das weder bei normaler Tageslichtbeleuchtung 34 (2(a)), noch bei UV-Anregung 32 und Oberseitenbetrachtung (2(b)) sichtbar ist. Erst wenn das Sicherheitselement auf der Oberseite 14 mit UV-Licht 32 beleuchtet und zudem von der Unterseite 16 her durch den Emissionsfilter 26 betrachtet wird, tritt das verborgene Motiv durch den unterschiedlichen Farbeindruck der Teilbereiche 22, 24 in Erscheinung.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundliegende Prinzip einer Lumineszenzmetamerie ist im Diagramm 50 der 3 näher erläutert. Die Figur zeigt schematisch die Lumineszenzspektren 52, 54 zweier verschiedener Lumineszenzstoffe, wie sie für die oben beschriebenen Teilbereiche 22, 24 des Lumineszenzbereichs 20 verwendet werden können. Dargestellt ist dabei jeweils die Intensität I der Lumineszenzemission in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ im sichtbaren Spektralbereich nach Anregung mit UV-Strahlung 32.
Die beiden Lumineszenzspektren 52, 54 sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass sie trotz des unterschiedlichen Intensitätsverlaufs für einen menschlichen Betrachter den gleichen Farbeindruck erzeugen. Dies ist, wie oben erläutert, deswegen möglich, weil die Farbempfindung eines Betrachters nur durch das Erregungsmuster der drei Farbrezeptoren des Auges erzeugt wird, und nicht von der genauen die spektrale Zusammensetzung eines Lichtreizes abhängt. Die beiden Lumineszenzstoffe zeigen also eine „Lumineszenzmetamerie“, emittieren also nach UV-Anregung metamere Lumineszenzfarben, die Betrachter 40 ohne Hilfsmittel nicht voneinander unterscheiden kann.
Die Trägerfolie 12 kann in anderen Varianten transparent sein.
Die tatsächliche Verschiedenheit der Lumineszenzspektren 52, 54 kann allerdings durch Verwendung geeigneter Filter, wie etwa dem Emissionsfilter 26 der 1 sichtbar gemacht werden. Der Transmissionsbereich eines ersten Beispiels für einen Emissionsfilter 26 ist in 3 mit dem Bezugszeichen 56 eingezeichnet. Das Diagramm 60 der 4 zeigt im rechten Bildteil schematisch die durch Filterung mit einem Orange-Filter mit Transmissionsbereich 56 entstehenden, gefilterten Lumineszenzspektren 62 bzw. 64.
Ein Emissionsfilter filtert, insbesondere mittels Absorption oder Reflektion, die emittierte Strahlung der Teilbereiche 22, 24 wellenlängenselektiv. Die emittierte Strahlung wird durch den Emissionsfilter in zumindest einem Wellenlängenbereich der Emission abgeschwächt. Für den Betrachter (bzw. die Sensorik) wird die Darstellung zumindest insgesamt dunkler und optional ändert sich zugleich der Farbton. Die emittierte Strahlung kann optional zusätzlich in weiteren Wellenlängenbereichen gefiltert werden. Bevorzugt filtert der - schmal- oder breitbandige - Emissionsfilter jedoch nur einen kleineren Anteil (weniger als 25% der Wellenlängen) aus dem sichtbaren Spektrum bzw. nur einen Teil (bevorzugt weniger als 50%, insbesondere weniger als 25%, der Wellenlängen) aus dem emittierten Spektrum. Beispielsweise filtert er als selektiv sperrender Farbfilter nur eine Farbe, wie Orange. Im Unterschied hierzu ist der Orangefilter mit Transmissionsbereich 56 in 4 ein Beispiel für einen selektiv transmittierenden Farbfilter. Der Vorteil eines selektiv sperrenden Filters ist die geringere Beeinflussung von nicht durch die Teilbereiche 22,24 emittiertem Licht, wie beispielsweise reflektiertem oder transmittiertem Tageslicht.
Obwohl mit Bezug auf 1 und 2 zunächst davon ausgegangen wird, dass das Sicherheitselement von einem Betrachter geprüft wird, ist auch eine maschinelle Prüfung möglich. Beispielsweise kann mit Hilfe einer Sensorik, insbesondere in einer Banknotenprüf- und/oder sortiermaschine, der Lumineszenzbereich von einer Seite (vorzugsweise von seiner Seite) angeregt werden, beispielsweise mit UV-Strahlung einer UV-LED bei 365 nm, und dann mit mindestens einem Detektor, insbesondere Zeilendetektor, vorzugsweise zeitgleich - oder ggf. nacheinander - auf der ersten Seite und auf der gegenüberliegenden Seite die Lumineszenz erfasst bzw. ein Bild der Lumineszenz aufgenommen werden. Es wird dann ausgewertet, ob der erwartete seitenabhängige Unterschied vorliegt.
Wie aus den 3 und 4 ersichtlich, entstehen durch den deutlich unterschiedlichen Verlauf und die unterschiedliche Intensität der ungefilterten Lumineszenzspektren 52, 54 im Transmissionsbereich 56 zwei sich signifikant und für einen Betrachter deutlich wahrnehmbar unterscheidende gefilterte Lumineszenzspektren 62, 64. Das Lumineszenzspektrum 64 erscheint dabei nicht nur wesentlich heller, sondern auch mit einem deutlich dunkleren Rot als das Lumineszenzspektrum 62. Entsprechend kann der Betrachter 42 die durch den Emissionsfilter 26 gefilterten Lumineszenzspektren 62, 64 bei Betrachtung der Unterseite 16 des Sicherheitselements leicht voneinander unterscheiden und das zuvor verborgene Wappenmotiv durch den Helligkeits- und Farbtonunterschied erkennen.
3 illustriert weiter, dass sich auch mit geeignet gewählten schmalbandigen Emissionsfiltern deutlich wahrnehmbare Unterschiede im Farbeindruck erzielen lassen. Beispielsweise bietet sich bei dem gezeigten Verlauf der Lumineszenzspektren 52, 54 ein schmalbandiges Emissionsfilter mit einem Transmissionsbereich 58 im Grünen an. In diesem Wellenlängenbereich entstehen durch den unterschiedlichen ansteigenden bzw. abfallenden Verlauf und die deutlich unterschiedlichen Intensitäten der beiden Lumineszenzspektren 52, 54 durch die Filterung mit dem Emissionsfilter gefilterte Lumineszenzspektren 72, 74 (links in 4 dargestellt), die sich in ihrem Farbeindruck deutlich wahrnehmbar voneinander unterscheiden. Bei Verwendung eines schmalbandigen Emissionsfilters liegen die resultierenden Farbtöne zwangsläufig näher beieinander, so dass ein wesentlicher Unterschied in den unterschiedlichen Helligkeiten der Teilbereiche liegen wird und die Farbtonunterschiede geringer als bei Verwendung eines breitbandigen Filters ausfallen.
Allerdings ist das menschliche Auge gerade im grünen Spektralbereich auch für kleine Farbunterschiede besonders empfindlich, so dass beim Einsatz eines schmalbandigen Grünfilters als Emissionsfilter 26 auch die geringen Farbtonunterschiede der gefilterten Emissionsspektren 72, 74 für den Betrachter 42 zu unterschiedlichen Farbtonwahrnehmungen führen.
5 zeigt eine Sicherheitsanordnung 80 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, die durch ein Sicherheitselement 82 und ein separates Verifikationselement 84 gebildet ist. Während bei dem Sicherheitselement der 1 und 2 der Emissionsfilter 26 einen integralen Bestandteil des Sicherheitselements 10 bildet, enthält das Sicherheitselement 82 der 5 kein Emissionsfilter, sondern es ist in dem Verifikationselement 84 ein separates, auf das Sicherheitselement 82 auflegbares Emissionsfilter 26 vorgesehen.
Im Ausführungsbeispiel der 5 enthält das Sicherheitselement 82 eine nicht notwendigerweise transparente Trägerfolie 12, auf deren Oberseite 14 ein Lumineszenzbereich 20 mit den zwei Teilbereichen 22, 24 mit den oben bereits beschriebenen Lumineszenzeigenschaften angeordnet ist. Das Verifikationselement 84 kann beispielsweise ein Glas-Emissionsfilter 86 in einer selbst nicht dargestellten Halterung aufweisen.
Allgemein kann die Trägerfolie bei dieser (aber auch anderen) Ausführungsform(en) transparent, transluzent oder auch opak und damit lichtundurchlässig sein. In vorteilhaften Ausgestaltungen kann die Trägerfolie eine transluzente Trägerfolie sein, die partiell opak ausgebildet ist durch mindestens ein opakes oder partiell opakes Element. Beispielsweise kann es sich dabei um eine transluzente Trägerfolie mit einem partiell oder vollständig opaken applizierten Patch und/oder mit einem partiell oder vollständig opaken streifenförmigen Element handeln. Der Patch oder der Streifen kann opake Teilelementen in Form eines Hologramms, eines Mikrospiegel-Arrays, einer metallisch reflektierenden Schicht oder einer metallisch reflektierenden verprägten Schicht aufweisen.
Die Echtheitsprüfung kann bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgen, indem das Sicherheitselement 80 von der Oberseite her mit UV-Strahlung 32 einer UV-Lampe 30 beaufschlagt wird. Ohne Verwendung des Verifikationselements 84 erzeugen die Teilbereiche 22, 24 Lumineszenzemissionen, die für einen Betrachter 40 mit gleichem Farbeindruck erscheinen, wie oben beschrieben. Wird das Verifikationselement 84 mit dem Emissionsfilter 86 zwischen UV-Lampe 30 und Sicherheitselement 82 gehalten oder auf den Lumineszenzbereich 20 des Sicherheitselements 82 aufgelegt, so werden die Lumineszenzspektren der Teilbereiche 22, 24 durch den Emissionsfilter 86 gefiltert und der Betrachter 40 kann nunmehr die Teilbereiche 22, 24 voneinander unterscheiden und beispielsweise ein Wappenmotiv wie bei 2 wahrnehmen.
Es versteht sich, dass auch das Sicherheitselement 10 der 1 bei einer Echtheitsprüfung in Reflexion durch den Emissionsfilter 86 der 5 betrachtet werden kann. Der Emissionsfilter 86 des Verifikationselements 84 kann sich dabei von dem fest mit dem Sicherheitselement 10 verbundenen Emissionsfilter 26 unterscheiden, beispielsweise kann das fest verbundene Emissionsfilter 26 ein Orange-Filter und das separate Emissionsfilter 86 des Verifikationselements 84 ein schmalbandiges Grün-Filter sein.
Der separate Emissionsfilter 86 kann auch bereits selbst eine erste Information tragen. Diese Information kann durch Teilbereiche ohne Filterfarbe, durch eine deckende Teilbeschichtung oder durch einen Breitbandfilter wie beispielsweise Ruß erzeugt werden. Diese Information kann beispielsweise auch dazu genutzt werden, um den separaten Emissionsfilter 86 besser auf die zu prüfende Fläche 20 positionieren zu können.
6 zeigt in (a) und (b) als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Datenträger 90 mit einem Trägersubstrat 92, welches in einem ersten Bereich 94 mit einem Sicherheitselement mit einem Lumineszenzbereich 20 mit zwei Teilbereichen 22, 24 mit den bereits beschriebenen Lumineszenzeigenschaften ausgestattet ist. Ein Emissionsfilter 26 ist in einem zweiten Bereich 96 angeordnet, in dem das Trägersubstrat 92 für sichtbares Licht und UV-Strahlung durchlässig ist. Der Emissionsfilter 26 kann beispielsweise als Folienelement ausgebildet sein, dass eine durchgehende Öffnung 98 des Trägersubstrats 92 verschließt.
Die Bereiche 94, 96 mit Lumineszenzbereich 20 und Emissionsfilter 26 sind dabei so auf dem Datenträger angeordnet, dass der Lumineszenzbereich 20 und der Emissionsfilter 26 durch Biegen, Falten, Knicken oder Klappen des Datenträgers 90 übereinander legbar sind. 6(a) zeigt den Datenträger in aufgefaltetem Zustand, 6(b) in zusammengefaltetem Zustand mit übereinander liegenden Bereichen 94, 96.
Bei einer besonders attraktiven Ausgestaltungsform befindet sich der Teilbereich 94 auf einem ersten Blatt eines Passbuches und der Teilbereich 96 auf einem zweiten Blatt eines Passbuches. Die Teilbereiche auf dem ersten und dem zweiten Blatt sind dabei vorteilhaft so positioniert, dass diese automatisch die optimale Passerposition der Teilbereiche 94 und 96 aufeinander aufweisen, wenn das zweite Blatt auf dem ersten Blatt aufliegt. Eine Verschiebung des zweiten Blattes auf dem ersten Blatt ist daher nicht erforderlich um den Emissionsfilter 26 auf dem Teilbereich 20 zu positionieren.
Zur Echtheitsprüfung kann bei dem Ausführungsbeispiel der 6 das Sicherheitselement im Bereich 94 einmal im aufgefalteten Zustand der 6(a) und einmal im zusammengefalteten Zustand der 6(b) mit UV-Strahlung beaufschlagt werden.
Im aufgefalteten Zustand der 6(a) erzeugen die Teilbereiche 22, 24 Lumineszenzemissionen, die für einen Betrachter 40 mit gleichem Farbeindruck erscheinen, wie oben beschrieben. Wird der Datenträger 90 dagegen im zusammengefalteten Zustand der 6(b) im Bereich der Öffnung 98 mit UV-Strahlung beaufschlagt, so ergibt sich eine Situation wie 5, bei der der Emissionsfilter 26 zwischen der UV-Quelle und dem Lumineszenzbereich 20 liegt.
Die Lumineszenzemissionen der Teilbereiche 22, 24 werden dann durch das darüber liegende Emissionsfilter 26 gefiltert und der Betrachter kann die Teilbereiche 22, 24 voneinander unterscheiden und beispielsweise ein Wappenmotiv wie bei 2 wahrnehmen.
Bezugszeichenliste

10: Sicherheitselement
12: Trägerfolie
14: Oberseite
16: Unterseite
20: Lumineszenzbereich
22,24: Teilbereiche
26: Emissionsfilter
30: UV-Lampe
32: UV-Licht
34: Kunst- oder Tageslicht
40,42: Betrachter
50: Diagramm
52, 54: Lumineszenzspektren
56,58: Transmissionsbereiche
60: Diagramm
62, 64: gefilterte Lumineszenzspektren
72, 74: gefilterte Lumineszenzspektren
80: Sicherheitsanordnung
82: Sicherheitselement
84: Verifikationselement
86: Emissionsfilter
90: Datenträger
92: Trägersubstrat
94, 96: Bereiche
98: durchgehende Öffnung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2017/190831 A1 [0004]

Claims

Sicherheitselement zur Absicherung von Sicherheitspapieren, Wertdokumenten und anderen Datenträgern, mit einem Lumineszenzbereich, der zumindest zwei Teilbereiche enthält, die nach Anregung durch UV- oder IR-Strahlung jeweils mit einer ersten bzw. zweiten Lumineszenzemission im sichtbaren Spektralbereich lumineszieren, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Lumineszenzemission unterschiedliche Lumineszenzspektren aufweisen, dass die beiden Lumineszenzemissionen im sichtbaren Spektralbereich aber für einen Betrachter ohne Hilfsmittel den gleichen Farbeindruck erzeugen.
Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Lumineszenzemission der beiden Teilbereiche bei Betrachtung durch ein Emissionsfilter unterschiedliche Farbeindrücke im sichtbaren Spektralbereich erzeugen.
Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Teilbereiche ohne UV- bzw. IR-Anregung visuell nicht unterscheidbar sind.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Form und Anordnung der zumindest zwei Teilbereiche eine versteckte Information bilden, die weder ohne UV- bzw. IR-Anregung noch mit UV- bzw. IR Anregung bei Betrachtung der Teilbereiche ohne Hilfsmittel erkennbar ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Teilbereiche nach UV- bzw. IR-Anregung unterschiedliches Abklingverhalten aufweisen, insbesondere dass die erste Lumineszenzemission eine Fluoreszenz oder Phosphoreszenz mit einer ersten Abklingzeit und die zweite Lumineszenzemission eine Phosphoreszenz mit einer zweiten, unterschiedlichen Abklingzeit ist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Lumineszenzemission eine additive Farbmischung aus zumindest zwei Grundfarben, insbesondere Rot und Blau, Rot und Grün oder Grün und Blau darstellt, bevorzugt, dass die erste und/oder zweite Lumineszenzemission eine additive Farbmischung aus drei Grundfarben, insbesondere Rot, Blau und Grün darstellt.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die versteckte Information mit einer offen auf dem Sicherheitselement angeordneten Information in einem Sinnzusammenhang steht, insbesondere dass die beiden Informationen aufeinander bezogene, einander ergänzende, oder sich gegenseitig erklärende Motivteile eines Gesamtmotivs darstellen.
Sicherheitselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die versteckte Information Muster, Zeichen, oder eine Codierung darstellt.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Teilbereiche zumindest in einem Unterbereich als Rasterverlauf ausgebildet sind.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement einen Träger mit gegenüberliegenden Hauptseiten umfasst, wobei auf einer ersten Hauptseite die zumindest zwei Teilbereiche angeordnet sind, und auf der gegenüberliegenden zweiten Hauptseite der Emissionsfilter angeordnet ist.
Sicherheitsanordnung zur Absicherung von Sicherheitspapieren, Wertdokumenten und anderen Datenträgern mit einem Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und einem separaten Emissionsfilter zum Auflegen auf das Sicherheitselement.
Datenträger mit einem Trägersubstrat, das in einem ersten Bereich ein Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und in einem zweiten Bereich ein Emissionsfilter aufweist, wobei der Emissionsfilter und das Sicherheitselement durch Biegen, Falten, Knicken oder Klappen des Datenträgers übereinander legbar sind.
Sicherheitselement, Sicherheitsanordnung oder Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Emissionsfilter eine Farbschicht umfasst, die farbgebende Pigmente, vorzugsweise nicht-streuende Pigmente, Farbstoffe, insbesondere in einer Kapsel gelöste Farbstoffe oder direkt auf einem Träger sublimierte oder aufgedampfte Farbstoffe enthält.
Sicherheitselement, Sicherheitsanordnung oder Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Emissionsfilter ein Interferenzfilter ist.
Sicherheitselement, Sicherheitsanordnung oder Datenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Emissionsfilter auf Basis einer mittels UV-Strahlung aktivierten photochromen oder einer mittels Temperatur aktivierten thermochromen Schicht besteht.