DE102019122586B4 - Microstructured transparent security element - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Sicherheitselement (1) beschrieben, welches eine Oberseite (4) und eine Unterseite (5) aufweist und zur Verwendung für ein Sicherheitsdokument (20) ausgelegt ist. Das Sicherheitselement (1) umfasst einen für sichtbares Licht zumindest teilweise transparent ausgestalteten Fensterbereich (6), wobei der Fensterbereich Strukturelemente (2) mit Abmessungen von weniger als 200 Mikrometern (200 µm) umfasst, die so angeordnet und ausgestaltet sind, dass erst bei einer Beleuchtung der Unterseite (5) mittels eines Displays (10) eine farbige Abbildung auf der Oberseite (4) sichtbar ist.A security element (1) is described which has an upper side (4) and an underside (5) and is designed for use for a security document (20). The security element (1) comprises a window area (6) which is at least partially transparent to visible light, the window area comprising structural elements (2) with dimensions of less than 200 micrometers (200 μm), which are arranged and designed so that only when a Illumination of the underside (5) by means of a display (10) a colored image on the upper side (4) is visible.
Description
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement zur Verwendung für ein Sicherheitsdokument und ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements zur Verwendung für ein Sicherheitsdokument. Die Erfindung betrifft zudem ein Sicherheitsdokument, ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsdokuments und ein Verfahren zum Prüfen der Echtheit eines Sicherheitsdokuments.The invention relates to a security element for use in a security document and a method for producing a security element for use in a security document. The invention also relates to a security document, a method for producing a security document and a method for checking the authenticity of a security document.
Hintergrundbackground
Zur Steigerung der Fälschungssicherheit von Sicherheitsdokumenten, insbesondere auch Wertdokumenten, werden unterschiedliche Merkmale und Verfahren verwendet, die eine Nachbildung oder Verfremdung erschweren oder verhindern. Dies gilt insbesondere für die Darstellung oder das Portrait eines Dokumenteninhabers. Dabei hat sich die Laserbeschriftung als vorteilhaft erwiesen, da dieses Verfahren eine Personalisierung innerhalb des laminierten Verbundes erlaubt. Durch die Laserbeschriftung wird üblicherweise ein Graustufenbild erzeugt.To increase the protection against forgery of security documents, in particular also documents of value, different features and methods are used which make replication or alienation difficult or prevent. This applies in particular to the representation or portrait of a document owner. Laser inscription has proven to be advantageous because this method allows personalization within the laminated composite. The laser inscription usually creates a grayscale image.
Aus dem Dokument
Die bekannten Verfahren benötigen, wie oben beschrieben, einen hellen Vordruck mit einem Weißanteil, der eine gute Farbsättigung verhindert und den erreichbaren Farbraum erheblich einschränkt, so dass die Ergebnisse nicht die Qualität einer gedruckten Darstellung erreichen. Der farbige Vordruck und die lasergeschwärzten Bereiche befinden sich als zweidimensionale Ebenen im Material. Eine getrennte Betrachtung der Lasermarkierung und des Vordruckes ist nicht möglich. Deshalb ist es ohne weitere Hilfsmittel nicht oder nur schwer möglich einen durch Lasermarkierung personalisierten Vordruck von einem gänzlich gedruckten Portrait zu unterscheiden, welches sich, mit gleichem Layout gedruckt, unter einer transparenten Deckfolie befindet.As described above, the known methods require a light preprint with a white component, which prevents good color saturation and considerably limits the color space that can be achieved, so that the results do not achieve the quality of a printed representation. The colored preprint and the laser-blackened areas are located as two-dimensional levels in the material. A separate examination of the laser marking and the pre-printed form is not possible. Therefore, without further aids, it is difficult or impossible to distinguish a pre-print personalized by laser marking from a completely printed portrait, which, printed with the same layout, is located under a transparent cover sheet.
In dem Dokument
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Das Dokument
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Die folgenden Definitionen sind aus dem Dokument
Sicherheitsdokumente weisen typischerweise ein Substrat, eine Druckschicht und optional eine transparente Deckschicht auf. Ein Substrat ist eine Trägerstruktur, auf welche die Druckschicht mit Informationen, Bildern, Mustern und dergleichen aufgebracht wird. Als Materialien für ein Substrat kommen unter anderem alle fachüblichen Werkstoffe auf Papier- und / oder Kunststoffbasis in Frage. Beispiele für Sicherheitsdokumente sind Personalausweise, Reisepässe, Führerscheine, ID-Karten, Zugangskontrollausweise, Visa, Steuerzeichen, Tickets, Kraftfahrzeugpapiere, Banknoten, Schecks, Postwertzeichen, Kreditkarten, beliebige Chipkarten und Haftetiketten.Security documents typically have a substrate, a printing layer and optionally a transparent cover layer. A substrate is a support structure on which the printing layer with information, images, patterns and the like is applied. All conventional materials based on paper and / or plastic can be used as materials for a substrate, among other things. Examples of security documents are identity cards, passports, driver's licenses, ID cards, access control cards, visas, tax codes, tickets, vehicle documents, bank notes, checks, postage stamps, credit cards, any chip cards and adhesive labels.
ZusammenfassungSummary
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Fälschungssicherheit von Sicherheitselementen und Sicherheitsdokumenten weiter zu verbessern.It is the object of the invention to further improve the forgery-proof security elements and security documents.
Diese Aufgabe wird durch ein Sicherheitselement zur Verwendung für ein Sicherheitsdokument nach Anspruch 1, ein Sicherheitsdokument nach Anspruch 10, ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements zur Verwendung für ein Sicherheitsdokument nach Anspruch 11, ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsdokuments nach Anspruch 15 und ein Verfahren zum Prüfen der Echtheit eines Sicherheitsdokuments nach Anspruch 16 gelöst. Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a security element for use for a security document according to
Das Sicherheitselement zur Verwendung für ein Sicherheitsdokument weist eine Oberseite und eine Unterseite auf. Es umfasst einen für sichtbares Licht zumindest teilweise transparent ausgestalteten Fensterbereich. Der Fensterbereich umfasst Strukturelemente mit Abmessungen von weniger als 200 Mikrometern (200 µm). Die Strukturelemente sind so angeordnet und ausgestaltet, dass erst bei einer Beleuchtung der Unterseite mittels eines Displays bzw. einer Anzeige eine farbige Abbildung auf der Oberseite sichtbar ist. Die farbige Abbildung kann eine Abbildung sein, insbesondere eine individualisierte, zum Beispiel eine personalisierte, Abbildung.The security element for use for a security document has a top side and a bottom side. It comprises a window area which is at least partially transparent to visible light. The window area includes structural elements with dimensions of less than 200 micrometers (200 µm). The structural elements are arranged and designed in such a way that a colored image on the upper side is only visible when the underside is illuminated by means of a display or a display. The colored image can be an image, in particular an individualized, for example a personalized, image.
Bei der Abbildung kann es sich zum Beispiel um ein Bild, vorzugsweise ein Portrait, handeln. Mit anderen Worten zeigt das Sicherheitselement ohne eine Hinterleuchtung durch ein Display keine farbige Abbildung. Die Strukturelemente sind kaum sichtbar und vorzugsweise farblos. Erst infolge einer Hinterleuchtung oder Beleuchtung der Unterseite mit einem Display wird durch die Anordnung und Ausgestaltung der Strukturelemente im Fenster auf der Oberseite eine farbige Abbildung sichtbar.The image can be, for example, an image, preferably a portrait. In other words, the security element does not show a colored image without backlighting by a display. The structural elements are barely visible and are preferably colorless. Only as a result of backlighting or illumination of the underside with a display is a colored image visible on the upper side due to the arrangement and design of the structural elements in the window.
Die Echtheit eines ein Sicherheitselement umfassenden Sicherheitsdokuments ist mithilfe eines einfachen Displays leicht überprüfbar. Gleichzeitig ist die durch die Strukturelemente erzeugte Struktur als solche erkennbar, allerdings bevorzugt nur schwer erkennbar, und zeigt insbesondere keine farbige Abbildung. Da eine farbige Abbildung erst durch das Zusammenwirken mit einem Display sichtbar wird, ist das Sicherheitselement einerseits als solches nicht vollständig erkennbar und andererseits kaum oder nur mit erheblichem Aufwand kopierbar. Das Sicherheitselement weist damit eine besonders überdurchschnittlich hohe Fälschungssicherheit auf.The authenticity of a security document comprising a security element can easily be checked with the aid of a simple display. At the same time, the structure produced by the structural elements can be recognized as such, but is preferably only recognizable with difficulty, and in particular does not show any colored image. Since a colored image only becomes visible when it interacts with a display, the security element is on the one hand not completely recognizable as such and on the other hand can hardly be copied or only with considerable effort. The security element thus has a particularly above-average level of protection against forgery.
Die Strukturelemente können Abmessungen zwischen 5 Mikrometern (5 µm) und 100 Mikrometern (100 µm) aufweisen. Die Abmessungen der Strukturelemente sind auf die Abmessungen der farbgebenden Subpixel eines bestimmten Displays, zum Beispiel LCD-Displays (LCD - liquid crystal display, Flüssigkristallanzeige) und / oder eines TFT-Displays (TFT - thin-film transistor, Dünnfilmtransistor) abgestimmt. Die Abmessungen der Strukturelemente können auf die Abmessungen der farbgebenden Subpixel eines Displays eines Mobiltelefons und / oder eines Smartphones und / oder eines Tablets und / oder eines Computerbildschirms abgestimmt sein. Dadurch kann die Echtheit des Sicherheitselements bzw. des damit ausgestatteten Sicherheitsdokuments mithilfe zahlreicher verschiedener, insbesondere tragbarer, Geräte leicht und räumlich flexibel überprüft werden. Dabei können die Strukturelemente so angeordnet und ausgestaltet sein, dass bei einer Beleuchtung der Unterseite mittels eines Displays auf der Oberseite ein farbiges Portrait sichtbar ist.The structural elements can have dimensions between 5 micrometers (5 µm) and 100 micrometers (100 µm). The dimensions of the structural elements are matched to the dimensions of the coloring subpixels of a particular display, for example LCD displays (LCD - liquid crystal display) and / or a TFT display (TFT - thin-film transistor). The dimensions of the structural elements can be based on the dimensions of the coloring subpixels of a display of a mobile phone and / or a smartphone and / or a tablet and / or a computer screen. As a result, the authenticity of the security element or of the security document equipped with it can be checked easily and spatially flexibly with the aid of numerous different, in particular portable, devices. The structural elements can be arranged and designed in such a way that when the underside is illuminated by means of a display on the upper side, a colored portrait is visible.
Damit entsprechende farbgebenden Subpixel eines Displays abgedeckt werden, ist es erforderlich, dass die Strukturelemente ähnliche Dimensionen bzw. Abmessungen wie diese haben. Durch geringe Abweichungen entstehen charakteristische Moireeffekte, welche durch Drehung des Sicherheitselements relativ zu dem Display veränderlich sind. Unter Beachtung der verschiedenen Periodizitäten, insbesondere räumlichen Periodizitäten, der farbgebenden Subpixel der Displays, angegeben in ppi, und bei Verwendung von Abständen, die unter Berücksichtigung von Schwebungseffekten dieser Periodizitäten auftreten, ist es von Vorteil, wenn die Strukturelemente in dem Fensterbereich Strukturen bilden, mit welchen für unterschiedliche Displays, also Displays mit voneinander abweichenden Periodizitäten der farbgebenden Subpixel, eine gut wahrnehmbare Farbinformation erzeugt wird. Zum Beispiel können die Strukturelemente Abmessungen aufweisen, die für einen festgelegten Bereich der Periodizität der farbgebenden Subpixel eines Displays, vorzugsweise angegeben in ppi, bei einer Beleuchtung der Unterseite mittels eines Displays, dessen farbgebende Subpixel eine Periodizität innerhalb des festgelegten Bereichs aufweisen, eine farbige Abbildung auf der Oberseite sichtbar ist, zum Beispiel eine individualisierte farbige Abbildung, die personalisiert sein kann. Hierdurch wird einer Variation der Pixelabstände verschiedener Display Rechnung getragen. Das Sicherheitselement ist damit insbesondere auch in Verbindung mit einem Display mit einer höheren Auflösung verifizierbar.In order that corresponding coloring subpixels of a display are covered, it is necessary that the structural elements have similar dimensions or dimensions as these. Small deviations result in characteristic moire effects which can be changed by rotating the security element relative to the display. Taking into account the various periodicities, in particular spatial periodicities, the coloring subpixels of the displays, given in ppi, and when using distances that occur taking into account the beat effects of these periodicities, it is advantageous if the structural elements form structures in the window area which for different displays, ie displays with differing periodicities of the coloring subpixels, a color information that is easily perceptible is generated. For example, the structural elements can have dimensions that for a specified range of the periodicity of the coloring subpixels of a display, preferably specified in ppi, when the underside is illuminated by means of a display whose coloring subpixels have a periodicity within the specified range the top is visible, for example an individualized colored image that can be personalized. This allows for a variation in the pixel spacing of different displays. The security element can therefore also be verified in particular in connection with a display with a higher resolution.
In einer weiteren Variante können die Strukturelemente mindestens eine Struktur bilden, die eine Periodizität aufweist, die einen größten gemeinsamen Teiler mit einer Mehrzahl an festgelegten Periodizitäten der farbgebenden Subpixel verschiedener Displays hat. Durch eine Ansteuerung des verwendeten Displays lassen sich die Displayperiodizitäten mit der Periodizität der eingebrachten Struktur soweit in Übereinstimmung bringen, dass die gewünschte Farbinformation bzw. die farbige Abbildung erkennbar wird. Die Berücksichtigung des größten gemeinsamen Teilers und die Berücksichtigung der Schwebungseffekte sind auch in Kombination anwendbar.In a further variant, the structural elements can form at least one structure which has a periodicity that has a greatest common divisor with a plurality of fixed periodicities of the coloring subpixels of different displays. By controlling the display used, the display periodicities can be brought into agreement with the periodicity of the introduced structure to such an extent that the desired color information or the colored image can be recognized. The consideration of the greatest common divisor and the consideration of the beat effects can also be used in combination.
In einer weiteren Variante sind unterschiedliche Periodizitäten der Strukturelemente in unterschiedlichen Orientierungen angeordnet, wobei jeweils die Periodizität der Strukturelemente in einer bestimmten Orientierung auf die Abmessungen und / oder Periodizität der Subpixel eines bestimmten Displays abgestimmt ist. Zum Beispiel stehen die Strukturelemente mit unterschiedlicher bzw. voneinander abweichender Periodizität in einem Winkel zueinander. Durch Drehen der Ebene mit den Strukturelementen lässt sich eine Übereinstimmung mit den festgelegten Periodizitäten der farbgebenden Subpixel eines bestimmten Displays herstellen.In a further variant, different periodicities of the structural elements are arranged in different orientations, the periodicity of the structural elements in a specific orientation being matched to the dimensions and / or periodicity of the subpixels of a specific display. For example, the structural elements with different or deviating periodicity are at an angle to one another. By rotating the plane with the structural elements, it is possible to match the defined periodicities of the coloring subpixels of a particular display.
Die Strukturelemente sind durch Laserbearbeitung erzeugt. Vorteilhafterweise sind die Strukturelemente als Schwärzungen und / oder als Materialabtrag, zum Beispiel als Perforation, und / oder als Bohrungen ausgestaltet. Insbesondere durch Laserstrahlung ist es möglich, Schwärzungen im Material zu erzeugen und / oder die Materialstrukturen durch Abtrag oder Perforation zu verändern. Andere strukturgebende Verfahren, zum Beispiel Mikrodruck, zur Modifikation des transparenten Fensters sind zusätzlich ebenfalls möglich.The structural elements are produced by laser processing. The structural elements are advantageously designed as blackenings and / or as material removal, for example as perforations, and / or as bores. In particular, by means of laser radiation, it is possible to generate blackening in the material and / or to change the material structures by removal or perforation. Other structuring methods, for example micro-printing, for modifying the transparent window are also possible.
Bevorzugt ist eine durch Strukturelemente erzeugte Mikrostruktur ohne Beleuchtung mittels eines Displays farblos. Die Mikrostruktur ist also als solche zu erkennen, ist aber ohne dahinterliegendes, lichtaussendendes Display farblos. Eine einmal eingebrachte Struktur lässt sich nicht kopieren oder verändern.A microstructure produced by structural elements is preferably colorless without illumination by means of a display. The microstructure can therefore be recognized as such, but is colorless without a light-emitting display behind it. Once a structure has been introduced, it cannot be copied or changed.
Durch die Ansteuerung bzw. Farbgebung des Displays lassen sich weitere Effekte im Zusammenspiel mit der Mikrostruktur generieren. Die Farbpixel des Displays lassen sich zum Beispiel durch eine Applikation (App) steuern. Durch Veränderung der Farbpixel des Displays können unterschiedliche Effekte in Zusammenhang mit der Mikrostruktur erreicht werden, welche sich weiterentwickeln lassen, ohne dass die Struktur selbst verändert werden muss.By controlling or coloring the display, further effects can be generated in interaction with the microstructure. The color pixels of the display can be controlled, for example, by an application (app). By changing the color pixels of the display, different effects can be achieved in connection with the microstructure, which can be further developed without the structure itself having to be changed.
In einer weiteren Variante umfasst der Fensterbereich eine Lichtsteuerfolie mit einer Vielzahl an parallelen Auskehlungen. Durch Verwendung einer Lichtsteuerfolie bzw. Lamellenfolie, wie beispielsweise in
Grundsätzlich können die Strukturelemente auf mindestens einer Oberfläche, also der Oberseite oder der Unterseite, des Fensterbereichs oder im Inneren beziehungsweise innerhalb des Sicherheitselements angeordnet sein. Die Strukturelemente können als Vertiefungen, Erhebungen oder Hohlräume ausgestaltet sein. Es ist auch möglich, dass die Strukturelemente sich in Bezug auf ihre optischen und / oder mechanischen und / oder chemischen Eigenschaften von dem Material des Sicherheitselements unterscheiden. Mit anderen Worten können die Strukturelemente von dem Material des Sicherheitselements abweichende optische, mechanische oder chemische Eigenschaften aufweisen. Die genannten Varianten können beliebig miteinander kombiniert werden. Sie haben den Vorteil, dass sie vergleichsweise einfach und kostengünstig erzeugt werden können und gleichzeitig den Fälschungsschutz erheblich verbessern.In principle, the structural elements can be arranged on at least one surface, that is to say the upper side or the lower side, of the window area or in the interior or within the security element. The structural elements can be designed as depressions, elevations or cavities. It is also possible that the structural elements differ in terms of their optical and / or mechanical and / or chemical properties from the material of the Differentiate between security elements. In other words, the structural elements can have optical, mechanical or chemical properties that differ from the material of the security element. The variants mentioned can be combined with one another as required. They have the advantage that they can be produced comparatively easily and inexpensively and at the same time significantly improve protection against counterfeiting.
Die einzelnen Strukturelemente können eine Länge und / oder eine Breite und / oder eine Tiefe beziehungsweise eine Höhe und / oder einen Abstand benachbarter Strukturelemente voneinander von weniger als 100 Mikrometern, zum Beispiel zwischen 100 Nanometer bis 100 Mikrometern aufweisen. Dabei sind Abmessungen in Bezug auf die Länge und / oder Breite und / oder den Abstand zwischen 5 Mikrometer und 30 Mikrometern, sowie Tiefen zwischen 0,5 Mikrometern und 20 Mikrometern vorteilhaft, da diese spezielle Fertigungsverfahren erfordern, zum Beispiel eine Materialbearbeitung mit ultrakurzen Laserpulsen, und die Struktur nicht sofort erkennbar ist. Die Abmessungen von Länge, Breite, Tiefe und / oder Abstand können voneinander verschiedene Werte annehmen.The individual structural elements can have a length and / or a width and / or a depth or a height and / or a distance between adjacent structural elements of less than 100 micrometers, for example between 100 nanometers to 100 micrometers. Dimensions in terms of length and / or width and / or the distance between 5 micrometers and 30 micrometers, as well as depths between 0.5 micrometers and 20 micrometers are advantageous because they require special manufacturing processes, for example material processing with ultra-short laser pulses, and the structure is not immediately recognizable. The dimensions of length, width, depth and / or distance can assume different values from one another.
Die Strukturelemente können als Bohrungen, also als Vertiefungen mit einem kreisförmigen Querschnitt, ausgestaltet sein, zum Beispiel als Mikro- oder Nano- Laserbohrungen. Diese haben den Vorteil, dass die sich mit ultrakurzen Laserpulsen vergleichsweise einfach fertigen lassen.The structural elements can be designed as bores, that is to say as depressions with a circular cross section, for example as micro or nano laser bores. These have the advantage that they can be manufactured comparatively easily with ultrashort laser pulses.
Das Sicherheitselement kann für ein bestimmtes Sicherheitsdokument oder für eine bestimmte Art von Sicherheitsdokumenten mit bestimmten Sicherheitsinformationen ausgelegt sein. In diesem Fall kann die Struktur und die mit ihr erzeugbare farbige Abbildung Sicherheitsinformationen für das bestimmte Sicherheitsdokument enthalten. Es kann so eine individualisierende Struktur aufgebracht werden und dadurch die Fälschungssicherheit weiter verbessert werden. Zum Beispiel kann eine Mikrostrukturierung in einem transparenten Fenster eines Ausweisdokumentes bei einer Beleuchtung durch ein Display eine personalisierte Abbildung, zum Beispiel ein Portrait des Inhabers des Ausweisdokumentes, zeigen.The security element can be designed for a specific security document or for a specific type of security document with specific security information. In this case, the structure and the colored image that can be generated with it can contain security information for the specific security document. In this way, an individualizing structure can be applied, thereby further improving the security against forgery. For example, a microstructuring in a transparent window of an identification document can show a personalized image, for example a portrait of the owner of the identification document, when illuminated by a display.
Ohne die Art des Materials einzuschränken, kann das Sicherheitselement ein zumindest teilweise transparentes Material und / oder Polycarbonat und / oder Glas umfassen. Beispielsweise kann das Sicherheitselement vollständig oder teilweise transparent sein, insbesondere transparent für sichtbares Licht.Without restricting the type of material, the security element can comprise an at least partially transparent material and / or polycarbonate and / or glass. For example, the security element can be completely or partially transparent, in particular transparent to visible light.
Das Sicherheitsdokument umfasst einen Fensterbereich mit einem zuvor beschriebenen Sicherheitselement. Das Sicherheitsdokument ist bevorzugt aus einer Anzahl an Schichten aufgebaut, wobei mindestens eine Schicht ein zuvor beschriebenes Sicherheitselement umfasst. Das Sicherheitsdokument hat grundsätzlich die bereits genannten Vorteile des vorgeschlagenen Sicherheitselements. Das Sicherheitsdokument kann insbesondere durch Lamination miteinander verbundene Schichten umfassen. Bei den Schichten kann es sich zum Beispiel um ein Substrat, eine Druckschicht, die sicherheitsrelevante Informationen enthält, und Deckschicht handeln, wobei die Druckschicht zwischen dem Substrat und der Deckschicht angeordnet ist. Vorzugsweise umfasst mindestens eine der Schichten ein Sicherheitselement.The security document comprises a window area with a security element described above. The security document is preferably composed of a number of layers, at least one layer comprising a previously described security element. The security document basically has the advantages of the proposed security element which have already been mentioned. The security document can in particular comprise layers connected to one another by lamination. The layers can be, for example, a substrate, a printing layer which contains security-relevant information, and a cover layer, the printing layer being arranged between the substrate and the cover layer. At least one of the layers preferably comprises a security element.
Das Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements zur Verwendung für ein Sicherheitsdokument zeichnet sich dadurch aus, dass ein zumindest teilweise transparentes Material für den Fensterbereich mittels Laserbearbeitung mit Strukturelementen mit Abmessungen von weniger als 200 Mikrometer (200 µm) versehen wird, wobei die Strukturelemente so angeordnet und ausgestaltet sind, dass bei einer Beleuchtung der Unterseite mittels eines Displays eine farbige Abbildung auf der Oberseite sichtbar ist, insbesondere eine individualisierte farbige Abbildung, die eine personalisierte Abbildung sein kann. Dabei können insbesondere Strukturelemente mit Abmessungen im Bereich zwischen 5 Mikrometer (5 µm) und 30 Mikrometer (30 µm) auf das Material des Sicherheitselements aufgebacht oder in das Material des Sicherheitselements eingebracht werden. Mittels des Verfahrens kann ein oben beschriebenes Sicherheitselement hergestellt werden. Das Verfahren hat den Vorteil, dass es auf einfache und kostengünstige Weise die Herstellung eines Sicherheitselements, welches ein hohes Kopier- und Fälschungssicherheitsniveau aufweist, ermöglicht.The method for producing a security element for use for a security document is characterized in that an at least partially transparent material for the window area is provided with structural elements with dimensions of less than 200 micrometers (200 µm) by means of laser processing, the structural elements being arranged and configured in this way are that when the underside is illuminated by means of a display, a colored image is visible on the upper side, in particular an individualized colored image, which can be a personalized image. In particular, structural elements with dimensions in the range between 5 micrometers (5 μm) and 30 micrometers (30 μm) can be applied to the material of the security element or introduced into the material of the security element. An above-described security element can be produced by means of the method. The method has the advantage that it enables the production of a security element which has a high level of protection against copying and forgery in a simple and inexpensive manner.
Die Strukturelemente können zusätzlich durch Mikrodruck erzeugt werden. Die Strukturelemente können auf mindestens einer Oberfläche des zumindest teilweise transparenten Materials durch Materialabtrag erzeugt werden. Zudem können die Strukturelemente auf oder in mindestens einer Oberfläche, also der Oberseite oder der Unterseite, des Sicherheitselements in Form von Erhebungen und / oder Vertiefungen erzeugt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu können die Strukturelemente im Inneren beziehungsweise innerhalb des Sicherheitselements in Form von Hohlräumen erzeugt werden. Das Sicherheitselement kann zumindest teilweise aus einer zumindest teilweise für sichtbares Licht transparenten Folie gefertigt werden. Dabei können in mindestens einer Oberfläche der Folie Vertiefungen erzeugt werden, insbesondere indem Material abgetragen wird.The structural elements can also be produced by micro-printing. The structural elements can be produced on at least one surface of the at least partially transparent material by removing material. In addition, the structural elements can be produced on or in at least one surface, that is to say the top or the bottom, of the security element in the form of elevations and / or depressions. Additionally or alternatively, the structural elements can be produced in the interior or within the security element in the form of cavities. The security element can be manufactured at least partially from a film that is at least partially transparent to visible light. In this case, depressions can be produced in at least one surface of the film, in particular by removing material.
In einer bevorzugten Variante werden Laserbohrungen im Mikrometerbereich und / oder Nanometerbereich in mindestens eine Oberfläche des Sicherheitselements eingebracht. Diese können einen Durchmesser zwischen 100 Nanometer (100 nm) und 100 Mikrometer (100 µm), zum Beispiel zwischen 5 Mikrometern und 30 Mikrometern, und / oder eine Tiefe zwischen 100 Nanometer (100 nm) und 100 Mikrometer (100 µm), zum Beispiel zwischen 500 Nanometern und 20 Mikrometern, aufweisen.In a preferred variant, laser bores in the micrometer range and / or nanometer range are made in at least one surface of the security element. These can have a diameter between 100 nanometers (100 nm) and 100 micrometers (100 µm), for example between 5 micrometers and 30 micrometers, and / or a depth between 100 nanometers (100 nm) and 100 micrometers (100 µm), for example between 500 nanometers and 20 micrometers.
Durch lokale Aufschäumungen und / oder durch hochauflösende 3D Drucktechnologie, mittels zum Beispiel Zwei Photonen Polymerisation, lassen sich Strukturelemente in Form von Erhebungen erzeugen.Structural elements in the form of elevations can be generated through local foaming and / or through high-resolution 3D printing technology, for example by means of two photon polymerization.
Vorteilhafterweise werden die Strukturelemente mittels ultrakurzer Laserpulse erzeugt, zum Beispiel mit einer Pulsdauer von weniger als 10 Pikosekunden (10 ps), insbesondere weniger als 1 Pikosekunde (1 ps) oder weniger als 500 Femtosekunden (500 fs). Die Anwendung ultrakurzer Laserpulse ermöglicht eine präzise Fertigung und effiziente Erzeugung der Strukturelemente. Insbesondere werden durch ultrakurze Laserpulse thermische oder mechanische Schäden des Strukturelements während der Bearbeitung minimiert oder vermieden. Es ist bei geeigneter Wahl der Bearbeitungsparameter eine nahezu schmelzfreie Bearbeitung mit hoher Präzision möglich.The structural elements are advantageously generated by means of ultrashort laser pulses, for example with a pulse duration of less than 10 picoseconds (10 ps), in particular less than 1 picosecond (1 ps) or less than 500 femtoseconds (500 fs). The use of ultra-short laser pulses enables precise production and efficient generation of the structural elements. In particular, ultrashort laser pulses minimize or avoid thermal or mechanical damage to the structural element during processing. With a suitable choice of the machining parameters, almost melt-free machining with high precision is possible.
Durch ultrakurze Laserpulse ist es möglich die Oberfläche oder die vorzugsweise transparente Deckschicht oberhalb einer personalisierten Schicht eines Sicherheitsdokuments mit einer die zweite Darstellung abbildenden Struktur zu versehen, wobei die Abmessungen der Strukturelemente im Mikrometer- oder Nanometerbereich liegen. Dazu wird bevorzugt das Material relativ zum fokussierten Laserstrahl bewegt oder vom fokussierten Laserstrahl mittels beweglicher Spiegel abgescannt. Durch die kurze Wechselwirkungszeit der ultrakurzen Laserpulse mit dem Material verursacht der Materialabtrag keine Farbveränderung des Materials und die Elemente der Struktur sind farblos und bestehen vorzugsweise aus Mikrobohrungen.Ultrashort laser pulses make it possible to provide the surface or the preferably transparent cover layer above a personalized layer of a security document with a structure depicting the second representation, the dimensions of the structural elements being in the micrometer or nanometer range. For this purpose, the material is preferably moved relative to the focused laser beam or scanned from the focused laser beam by means of a movable mirror. Due to the short interaction time of the ultrashort laser pulses with the material, the material removal does not cause any color change in the material and the elements of the structure are colorless and preferably consist of microbores.
Das Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsdokuments, insbesondere eines Sicherheitsdokuments, bezieht sich auf ein Sicherheitselement, welches aus einer Anzahl an Schichten aufgebaut ist. Im Rahmen des Verfahrens wird mindestens eine Schicht aus einem Sicherheitselement oder einem gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellten Sicherheitselement gefertigt. Die mindestens eine Schicht wird mit einer Anzahl weiterer Schichten verbunden, zum Beispiel verklebt oder laminiert, sodass das Sicherheitsdokument einen zumindest teilweise transparenten Fensterbereich mit einer durch die Strukturelemente erzeugten Struktur aufweist. Prinzipiell kann das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements Bestandteil des Verfahrens zur Herstellung des Sicherheitsdokuments sein.The method for producing a security document, in particular a security document, relates to a security element which is composed of a number of layers. In the context of the method, at least one layer is produced from a security element or a security element produced according to the method described above. The at least one layer is connected to a number of further layers, for example glued or laminated, so that the security document has an at least partially transparent window area with a structure produced by the structural elements. In principle, the above-described method for producing a security element can be part of the method for producing the security document.
Im Rahmen des Verfahrens zur Prüfung der Echtheit eines Sicherheitsdokuments wird der Fensterbereich des Sicherheitsdokuments auf seiner Unterseite mittels eines Displays beleuchtet und auf seiner Oberseite betrachtet. Dabei wird infolge der Beleuchtung auf der Oberseite eine farbige Abbildung, zum Beispiel ein Portrait des Dokumenteninhabers sichtbar. Wie oben bereits beschrieben, ist damit eine einfache und kostengünstige, da insbesondere keine speziellen Prüfgeräte erfordernde Echtheitsprüfung eines Sicherheitsdokuments möglich.As part of the method for checking the authenticity of a security document, the window area of the security document is illuminated on its underside by means of a display and viewed on its upper side. As a result of the lighting on the upper side, a colored image, for example a portrait of the document owner, becomes visible. As already described above, a simple and inexpensive authenticity check of a security document is possible, since in particular no special checking devices are required.
In einer Variante kann die Periodizität der Subpixel des Displays mit einer Periodizität der eingebrachten Struktur soweit in Übereinstimmung gebracht werden, dass die farbige Abbildung auf der Oberseite sichtbar wird. Hierdurch wird eine Verwendung verschiedener Displays mit voneinander abweichender Periodizität der Subpixel ermöglicht. Mit anderen Worten kann die farbige Abbildung mit unterschiedlichen Displays mit voneinander abweichenden Auflösungen erzeugt werden und somit die Echtheit des Sicherheitsdokuments geprüft werden.In a variant, the periodicity of the subpixels of the display can be brought into agreement with a periodicity of the structure introduced to such an extent that the colored image is visible on the upper side. This enables the use of different displays with different periodicity of the subpixels. In other words, the colored image can be generated with different displays with different resolutions and thus the authenticity of the security document can be checked.
Die Struktur des Sicherheitselements kann so ausgestaltet sein, dass sie bei Betrachtung unter einem festgelegten Winkel oder Winkelbereich als mattierte Fläche erkennbar ist. Bei Betrachtung senkrecht zur Oberfläche ist die Struktur bevorzugt mit bloßem Auge nicht sichtbar. Die Struktur kann bei Betrachtung unter einem Mikroskop erkennbar sein.The structure of the security element can be designed in such a way that it can be recognized as a matted surface when viewed at a defined angle or angular range. When viewed perpendicular to the surface, the structure is preferably not visible to the naked eye. The structure can be seen when viewed under a microscope.
FigurenlisteFigure list
Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsvarianten unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. Alle bisher und im Folgenden beschriebenen Merkmale sind dabei sowohl einzeln als auch in einer beliebigen Kombination miteinander vorteilhaft. Hierbei zeigen:
-
1 schematisch und ausschnittsweise vergrößert ein Sicherheitselement und ein darunter angeordnetes Display in einer perspektivischen Ansicht; und -
2 schematisch ein Sicherheitsdokument in einer perspektivischen Ansicht.
-
1 schematically and partially enlarged a security element and a display arranged underneath in a perspective view; and -
2 schematically a security document in a perspective view.
Die
Die farbige Abbildung lässt sich auch durch entsprechende Ansteuerung des Displays
Die Strukturelemente können durch Laserbearbeitung und / oder Mikrodruck erzeugt werden. Sie können durch Schwärzungen oder Materialabtrag, zum Beispiel Laserbohrungen erzeugt werden.The structural elements can be produced by laser processing and / or micro-printing. They can be created by blackening or material removal, for example laser drilling.
Die
Bei dem Sicherheitsdokument
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- SicherheitselementSecurity element
- 22
- StrukturelementeStructural elements
- 33
- Schichtenlayers
- 44th
- OberseiteTop
- 55
- Unterseitebottom
- 66th
- FensterbereichWindow area
- 1010
- DisplayDisplay
- 1111
- farbgebende Subpixelcoloring subpixels
- 1414th
- OberseiteTop
- 1515th
- Unterseitebottom
- 1616
- FensterbereichWindow area
- 2020th
- SicherheitsdokumentSecurity document
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- 2020-08-21 EP EP20192227.5A patent/EP3782822B1/en active Active
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