DE102022002470A1

DE102022002470A1 - Optisch variables Flächenmuster, Wertdokument mit optisch variablem Flächenmuster und Verfahren zur Herstellung eines optisch variablen Flächenmusters

Info

Publication number: DE102022002470A1
Application number: DE102022002470.5A
Authority: DE
Inventors: Christian Fuhse; Christian Stöckl; Moritz Höfer
Original assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority date: 2022-07-06
Filing date: 2022-07-06
Publication date: 2024-01-11
Also published as: WO2024008238A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisch variables Flächenmuster. Das Flächenmuster umfasst eine erste Sub-Wellenlängenstruktur, die einen ersten Flächenbereich definiert und dazu ausgelegt ist, unter mindestens einer ersten Betrachtungsperspektive bei dem Betrachter mindestens einen ersten Farbeindruck zu erzeugen. Das Flächenmuster umfasst zudem eine lasierende Buntfarbschicht, die einen zweiten Flächenbereich definiert und dazu ausgelegt ist, einen zweiten Farbeindruck zu erzeugen. Der erste Flächenbereich überlappt zumindest teilweise mit dem zweiten Flächenbereich und bildet einen ersten Überlappbereich, sodass die erste Sub-Wellenlängenstruktur in dem ersten Überlappbereich von der lasierenden Buntfarbschicht bedeckt ist. Der erste Überlappbereich ist dazu ausgelegt, unter der mindestens einen ersten Betrachtungsperspektive bei dem Betrachter mindestens einen dritten Farbeindruck zu erzeugen. Die erste Sub-Wellenlängenstruktur weist im ersten Überlappbereich eine Distanz zur lasierenden Buntfarbschicht auf. Die Erfindung betrifft zudem ein Wertdokument mit einem derartigen optisch variablem Flächenmuster und ein Verfahren zum Herstellen eines optisch variablen Flächenmusters.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisch variables Flächenmuster mit einer Sub-Wellenlängenstruktur und einer lasierenden Buntfarbschicht, ein Wertdokument mit optisch variablem Flächenmuster und ein Verfahren zur Herstellung eines optisch variablen Flächenmusters.
Optisch variable Flächenmuster sind im Stand der Technik bekannt und werden als Sicherheitsmerkmale und/oder Sicherheitselemente, die Bewegungseffekte beispielsweise mittels Mikroreflektoren realisieren, verwendet. Im Stand der Technik sind insbesondere Sicherheitselemente bekannt, bei denen mit Hilfe von Nanostrukturen mit Strukturgrößen im Sub-Wellenlängenbereich Farben erzeugt werden. Subwellenlängenstrukturen, insbesondere Subwellenlängengitter, sind z.B. in der DE 10 2007 061 979 A1 beschrieben.
Solche Nanostrukturen können beispielsweise mit Mikrostrukturen kombiniert werden, indem diese miteinander überlagert werden. Eine Kombination aus Mikrospiegeln mit darauf befindlichen Nanostrukturen kann bunte Lauf- und/oder 3D-Effekte erzeugen. Der Laufeffekt „Rolling Bar“ unter Verwendung von Mikroreflektoren ist beispielsweise in DE 10 2010 047 250 A1 gezeigt und ein 3D-Effekt ist in DE 10 2009 056 934 A1 gezeigt. Dabei generieren die Mikrospiegel im Wesentlichen den Lauf- und/oder den 3D-Effekt und die Nanostrukturen färben diese ein oder können ggf. auch mehrfarbig Effekte erzeugen. Beim Betrachter wird beispielsweise der Eindruck eines sich bewegenden farbigen Motivs erzeugt. Die Druckschriften WO 2015/078572 A1 und WO 2016/180522 A1 zeigen auch solche beispielhaften Bewegungseffekte. Die Mikroreflektoren oder Mikrolinsen werden dabei so gegenüber einer Hauptebene angeordnet, dass das Motiv beim Kippen und/oder Drehen des Sicherheitselementes den Bewegungseffekt aufweist bzw. abbildet.
Typischerweise, wie beispielsweise in Druckschrift WO 2021 / 028076 A1 beschrieben ist, werden solche Mikro- oder Nanostrukturen in einen transparenten Prägelack abgeformt und mit einer metallischen oder hochbrechenden Schicht beschichtet.
Oft können variable Flächenmuster, wie die zuvor beschriebenen, nur blasse, kontrastarme und/oder pastellfarbene Abbildungen darstellen. Außerdem können manchmal einige Farben im Spektrum schlecht oder gar nicht abgebildet werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisch variables Flächenmuster mit alternativen Eigenschaften und Effekten bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisch variables Flächenmuster mit alternativen Farbeindrücken, insbesondere hinsichtlich des Farbtons, der Farbsättigung und/oder der Helligkeit bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisch variables Flächenmuster mit hoher Fälschungssicherheit bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, dass der erkennbare Effekt des optisch variablen Flächenmusters für den Betrachter besonders prägnant und/oder ästhetisch erscheint.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisch variables Flächenmuster bereitzustellen, welches nicht als störendes Element wahrgenommen wird und einen damit zu sichernden Gegenstand ästhetischer erscheinen lässt.
Ferner besteht eine Aufgabe darin, ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines optisch variablen Flächenmusters und einen mit dem optisch variablen Flächenmuster versehenes Wertdokument bereitzustellen.
Mindestens eine dieser Aufgaben wird durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Gemäß einem Aspekt umfasst ein optisch variables Flächenmuster: eine erste Sub-Wellenlängenstruktur, die einen ersten Flächenbereich definiert und dazu ausgelegt ist, unter mindestens einer ersten Betrachtungsperspektive bei dem Betrachter mindestens einen ersten Farbeindruck zu erzeugen; und eine lasierende Buntfarbschicht, die einen zweiten Flächenbereich definiert und dazu ausgelegt ist, einen zweiten Farbeindruck zu erzeugen, wobei der erste Flächenbereich mit dem zweiten Flächenbereich zumindest teilweise überlappt und einen ersten Überlappbereich bildet, sodass die erste Sub-Wellenlängenstruktur in dem ersten Überlappbereich von der lasierenden Buntfarbschicht bedeckt ist und der erste Überlappbereich dazu ausgelegt ist, unter der mindestens einen ersten Betrachtungsperspektive bei dem Betrachter mindestens einen dritten Farbeindruck zu erzeugen, wobei die erste Sub-Wellenlängenstruktur im ersten Überlappbereich eine Distanz zur lasierenden Buntfarbschicht aufweist.
Die Distanz ist dabei ein Abstand zwischen erste Sub-Wellenlängenstruktur und lasierender Buntfarbschicht. Unter Distanz ist demnach zu verstehen, dass die erste Sub-Wellenlängenstruktur im ersten Überlappungsbereich beabstandet von der lasierenden Buntfarbschicht angeordnet ist.
Die Distanz kann dabei bevorzugt der kürzeste Abstand in einem Relief der Sub-Wellenlängenstruktur zur lasierenden Buntfarbschicht sein.
Es kann daher ein optisch variables Flächenmuster mit alternativen Eigenschaften und Effekten bereitgestellt werden. Ferner kann ein optisch variables Flächenmuster mit alternativen Farbeindrücken, insbesondere hinsichtlich des Farbtons, der Farbsättigung und/oder der Helligkeit bereitgestellt werden. Überdies kann ein optisch variables Flächenmuster mit hoher Fälschungssicherheit bereitgestellt werden. Außerdem ist der erkennbare Effekt des optisch variablen Flächenmusters für den Betrachter besonders prägnant und/oder erscheint ästhetisch. Es kann auch ein optisch variables Flächenmuster bereitgestellt werden, welches nicht als störendes Element wahrgenommen wird und einen damit zu sichernden Gegenstand ästhetischer erscheinen lässt.
Das optisch variable Flächenmuster umfasst eine Kombination einer oder mehrerer Farbgenerierenden bzw. Farbeindruck-erzeugenden, insbesondere Farbeffekt-generierenden bzw. Farbeffekt-erzeugenden Sub-Wellenlängenstrukturen mit mindestens einer zusätzlichen lasierenden Buntfarbschicht. Die erste Sub-Wellenlängenstruktur erzeugt dabei mindestens einen ersten Farbeindruck und ist daher eine Farbeindruck-erzeugende und insbesondere eine Farbeffekt-generierende bzw. Farbeffekt-erzeugende Sub-Wellenlängenstruktur. Ein Farbeindruck kann lediglich dadurch erzeugt werden, dass eine Farbe emittiert, reflektiert und/oder gestreut wird, die von der Betrachtungsperspektive unabhängig ist. Ein Farbeffekt kann einen Farbeindruck umfassen, der dadurch erzeugt wird, dass eine Farbe, die von der Betrachtungsperspektive abhängig ist, emittiert, reflektiert und/oder gestreut wird. Der erste Farbeindruck kann durch einen optischen Farbeffekt beispielsweise mittels Interferenz oder plasmonischen Effekten an einer Nano-Struktur, wie Nano-Gitter, erzeugt werden. Ein Farbeindruck und/oder ein Farbeffekt kann allgemein objektiv erfassbar sein, dabei als ein Farbeffekt aber von der Betrachtungsperspektive abhängen. Es können durch Sub-Wellenlängenstrukturen auch mehrere Farbeindrücke erzeugt werden, beispielsweise kann ein Punkt in einer Abbildung der ersten Sub-Wellenlängenstruktur unterschiedliche Farben aufweisen und/oder in verschiedenen Farben schimmern.
Die lasierende Buntfarbschicht erzeugt einen zweiten Farbeindruck, der beispielsweise durch Farbpartikel, durch einen Farbstoff und/oder durch Nanopartikel erzeugt werden kann.
Die Sub-Wellenlängenstrukturen können plasmonisch wirkende periodische Sub-Wellenlängenstrukturen bevorzugt mit metallischen Elementen, wie einer dünnen Metallschicht auf der Sub-Wellenlängenstruktur umfassen. Die Überlagerung bzw. das Überlappen der beiden Schichten hat den Effekt, dass die lasierende Buntfarbschicht die Farbe einer der farbgenerierenden Sub-Wellenlängenstrukturen in Richtung einer höheren und/oder intensiveren Buntheit und/oder eines anderen Farbtons bzw. Farbwinkels verändern kann. Es liegt zumindest in einem ersten Flächenbereich mindestens eine Sub-Wellenlängenstruktur vor, die in Reflexion und/oder Transmission mindestens eine erste Farbe bzw. einen ersten Farbeindruck, insbesondere einen ersten Farbeffekt erzeugt. In einem anderen Flächenbereich können keine oder mindestens eine andere Sub-Wellenlängenstruktur vorliegen, so dass dieser Flächenbereich in einer anderen Farbe erscheinen kann. Zumindest der erste Flächenbereich wird zumindest bereichsweise mit der lasierenden Buntfarbschicht überdeckt und/oder beschichtet, so dass im Bereich der Bedeckung und/oder Beschichtung eine veränderte, insbesondere eine buntere und/oder zumindest eine andere Mischfarbe entsteht kann.
Ein optisch variables Flächenmuster kann Teil eines Sicherheitselements und/oder Sicherheitsmerkmals für ein Wertdokument sein oder ein solches darstellen. Ein Sicherheitsmerkmal kann daher das optisch variable Flächenmuster umfassen. Das optisch variable Flächenmuster kann beispielsweise auf einem Darstellungsfeld des Sicherheitselementes angeordnet sein. Der erste und/oder der zweite Flächenbereich und/oder der Überlappbereich können auf dem Darstellungsfeld angeordnet sein.
Die erste Betrachtungsperspektive kann bezüglich einer Lichtquelle und dem Darstellungsfeld bzw. dem ersten, dem zweiten Flächenbereich und/oder dem Überlappbereich einer Reflexionsperspektive oder einer Transmissionsperspektive entsprechen. In der Reflexionsperspektive wird Licht einer Lichtquelle an dem jeweiligen Bereich reflektiert und/oder gestreut, bevor es in das Auge des Betrachters fällt. In der Transmissionsperspektive passiert das Licht der Lichtquelle den jeweiligen Bereich, bevor es in das Auge des Betrachters fällt.
Die Betrachtungsperspektive kann diskrete Winkel oder ganze Winkelbereiche umfassen, wobei die Winkelbereiche innerhalb eines Bereichs liegen, die der Betrachtung des jeweiligen Flächenbereichs entweder von der Oberseite des jeweiligen Bereichs, also in Reflexionsperspektive oder von der Unterseite des jeweiligen Bereichs, also in Transmissionsperspektive entsprechen. Die Oberseite des jeweiligen Bereichs des optisch variablen Flächenmusters ist sichtbar in Aufsicht (Reflexionsperspektive) und die Unterseite ist sichtbar in Durchsicht (Transmissionsperspektive). Die Betrachtungsperspektive lässt sich definieren durch den Winkel zwischen Sichtachse (Auge des Betrachters - anvisierter Punkt auf optisch variablem Flächenmuster) und Lot (z-Achse) auf einer Hauptebenen (xy-Achse) des optisch variablen Flächenmusters sowie dem Winkel zwischen Sichtachse (Auge des Betrachters - anvisierter Punkt auf optisch variablem Flächenmuster) und vorbestimmter oben-unten-Achse und/oder rechts-links-Achse.
Die erste Sub-Wellenlängenstruktur kann in dem ersten Überlappbereich von der lasierenden Buntfarbschicht bezüglich der ersten Betrachtungsperspektive in Aufsicht (in Reflexion) bedeckt sein, das heißt, dass die Sub-Wellenlängenstruktur in einem Schichtsystem unter der lasierenden Buntfarbschicht liegt - bei der Schichtung des Schichtsystems entsprechend vor der lasierenden Buntfarbschicht auf einem Substrat aufgebracht wird. „Bedeckt“ heißt vorliegend daher insbesondere, dass die Sub-Wellenlängenstruktur bezüglich einer Flächennormalen des Substrats und/oder einer Hauptfläche des variablen Flächenmusters unter der lasierenden Buntfarbschicht liegt. In einer Anordnung, die sich für eine Betrachtungsperspektive in Durchsicht eignen soll (in Transparenz) kann die Reihenfolge der Schichtung auch andersherum sein, und zwar kann die lasierende Buntfarbschicht unter der Sub-Wellenlängenstruktur liegen, sodass die Sub-Wellenlängenstruktur in einem Überlappbereich die lasierende Buntfarbschicht bedeckt.
Der dritte Farbeindruck kann sich aus einer Farb- und/oder Mischfarbwirkung des ersten Farbeindrucks und des zweiten Farbeindrucks ergeben. Daher kann sich der dritte Farbeindruck aus der farblichen Kombination des ersten und des zweiten Farbeindrucks ergeben. Ein Farbeindruck kann mindestens eines der folgenden Eigenschaften umfassen: Farbton, Farbsättigung und Helligkeit. Der erste Farbeindruck kann ausschließlich von der ersten Sub-Wellenlängenstruktur erzeugt werden, wohingegen der zweite Farbeindruck ausschließlich von der lasierenden Buntfarbschicht erzeugt werden kann. Der erste Farbeindruck entsteht also entweder durch die erste Sub-Wellenlängenstruktur vor der Beschichtung mit der lasierenden Buntfarbschicht oder in einem Bereich, der nicht mit der lasierenden Buntfarbschicht oder irgendeiner anderen farbgebenden bzw. farberzeugenden bzw. farbgenerierenden Schicht und/oder Struktur überlappt oder überlagert, also beispielsweise außerhalb des Überlappbereichs, sofern dort ein Bereich der ersten Sub-Wellenlängenstruktur vorliegt. Der zweite Farbeindruck kann beispielsweise auch dort entstehen, wo sich die lasierende Buntfarbschicht nicht mit der ersten Sub-Wellenlängenstruktur oder irgendeiner anderen farbgebenden bzw. farberzeugenden bzw. farbgenerierenden Schicht und/oder Struktur überlappt, also im Wesentlichen nur die lasierende Buntfarbschicht vorliegt.
Neben Farbton und Helligkeit gehört die Farbsättigung zu den drei vom Menschen empfundenen Merkmalen bzw. Eigenschaften einer Farbe. Sie beschreibt die Qualität der Farbnuance, ob sie beispielsweise eher einer bunten oder unbunten Farbe entspricht. Das Gegenteil einer hohen Farbsättigung kann als Graustich oder Stumpfheit bezeichnet werden. Die Farbsättigung kann dabei mindestens eines der folgenden Merkmale entsprechen: Brillanz, Buntgrad, Buntheit, Buntheitsgrad, Chromatizität, Farbigkeit, Farbintensität, Farbkraft, Farbtiefe, Intensität, Reinheit, Reinheitsgrad, Sättigung und kann mit dem Anteil der Farbe Weiß in dem Hauptfarbton zusammenhängen.
Der Farbton (Hauptfarbton) entspricht im Wesentlichen der Wellenlänge eines reflektierten, gestreuten, transmittierten und/oder emittierten Lichts. Eine Farbtonänderung kann daher einer Verschiebung der Wellenlänge des Hauptfarbtons entsprechen.
Unbunte Farben sind Weiß, Schwarz und deren Mischungen in verschiedenen Grautönen. Ihre Farbsättigung ist gleich Null, sie hinterlassen keinerlei Farbeindruck und sind ohne jeglichen Farbstich. Bunte Farben sind Farben mit Buntwirkung, also Farben, die sich eindeutig von Schwarz, Weiß und vom neutralen Grau unterscheiden. Reine Farben sind Farben mit maximaler Farbsättigung. Die reinsten Farben sind die Spektralfarben.
Der Farbeindruck kann objektivierbar bzw. objektiv erfassbar sein, insbesondere durch Kameraerfassung beispielsweise in Stereo-Erfassung. Der Farbeindruck kann dabei insbesondere von den Eigenschaften des einfallenden Lichtes abhängen. Wird beispielsweise rotes Licht eingestrahlt, so kann auch nur rotes Licht gestreut, reflektiert und/oder transmittiert werden.
Die erste Sub-Wellenlängenstruktur im ersten Überlappbereich kann eine Distanz zur lasierenden Buntfarbschicht aufweisen, die ungleich 0 ist. Die Distanz kann zwischen dem höchstem Punkt auf Sub-Wellenlängenstruktur bezüglich einer z-Richtung und der unteren Seite der lasierenden Buntfarbschicht sein. Die z-Richtung entspricht der Richtung der Flächennormalen der Hauptebenen des Darstellungsfeldes (x-y-Feld). Werden zwei Sub-Wellenlängenstrukturen überlagert, so entspricht die Distanz d dem kürzesten Abstand zwischen der überlagerten Sub-Wellenlängenstruktur und der lasierenden Buntfarbschicht.
Dabei ist beispielsweise ein Prägelack, der die Sub-Wellenlängenstruktur aufweisen kann, auf der Ansichtsseite einer Metallschicht angeordnet. So kann es sein, dass der besagte Prägelack zwischen einer Farbschicht und einer Sub-Wellenlängenstruktur (z.B. eine plasmonisch wirkende periodische Sub-Wellenlängenstruktur) liegen kann, also beispielsweise in der Reihenfolge Metallschicht - Prägelack - Farbschicht. Auch ein späterer Überdruck z.B. im Banknotendruck kann mittelbar, also nicht direkt auf einer Sub-Wellenlängenstruktur, insbesondere auf einer plasmonischen Sub-Wellenlängenstruktur erfolgen, und zwar dadurch, dass ein Schutzlack oder bei Sicherheitsfaden eine Klebstoffschicht die Sub-Wellenlängenstruktur von der lasierenden Buntfarbschicht trennt, sodass ein Abstand dazwischen definiert wird. Der vorteilhafte technische Effekt einer solchen Anordnung kann darin bestehen, dass ein Abstand d zwischen der Sub-Wellenlängenstruktur und der lasierenden Buntfarbschicht von mehr als 1 µm und insbesondere von mehr als 2 µm oder mehr eine Vorhersagbarkeit der erzielten Mischfarbenwirkung zulässt. Es ist wie nachfolgend näher erläutert vorteilhaft, dass die lasierende Buntfarbschicht nicht direkt auf der Sub-Wellenlängenstruktur aufgebracht ist und entsprechend auf dieser anliegt.
Insbesondere kann eine flächig homogene und gleichmäßig dicke und planare lasierende Buntfarbschicht über der Sub-Wellenlängenstruktur aufgebracht werden, wodurch eine flächig homogene und/oder wohldefinierte Mischfarbenwirkung erzielt werden kann. Nahfeld-Effekte führen oft zu deutlich erhöhter Absorption der Farbstoffe im Nahfeld, was eine Vorhersage bzw. ein exaktes Treffen einer gewünschten Mischfarbe schwierig macht. Dies kann durch das Vorliegen eines geeigneten Abstandes d zwischen diesen Schichten überwunden werden.
Wenn die Sub-Wellenlängenstruktur beispielsweise Nanostrukturen aufweist und auf Mikrostrukturen (Mikroreflektoren und/oder Mikrolinsen) aufgebracht ist und/oder solche umfasst, kann eine bessere Farbwirkung erzielt werden, wenn die Farbschicht, also die lasierende Buntfarbschicht von den Mikrostrukturen (wohldefiniert) beabstandet ist. Es ist hinsichtlich der Kosteneffizienz bei der Herstellung und der Farbwirkung besonders vorteilhaft, eine relativ dünne lasierende Buntfarbschicht zu wählen.
Ohne einen Abstand, also bei direktem Auftragen der lasierenden Buntfarbschicht würde bei Mikrospiegeln mit einer Höhe von etwa 3 µm Höhe beispielsweise eine im Mittel etwa 2 µm dicke Schicht aus lasierender Buntfarbe die Spiegel am oberen Ende eines Reliefs mit einer Dicke von nur etwa 0,5 µm und am unteren Ende mit einer Dicke von etwa 3,5 µm überdecken. Somit würde am unteren Ende des Mikroreflektors ein reflektierter Lichtstrahl sehr dunkel erscheinen, wohingegen ein am oberen Ende des Mikroreflektors reflektierter Lichtstrahl wenig bunt erscheinen würde. Eine etwa 2 µm dicke ebene Farbschicht in einer höheren Ebene, d.h. mit Abstand zwischen der Sub-Wellenlängenstruktur und der lasierenden Buntfarbschicht kann dies verhindern. Der Abstand kann dabei zuverlässig durch eine Einebnungsschicht erzeugt werden. Die Distanz kann daher mehr als 0,5 µm, vorteilhaft mindestens 1 µm, bevorzugt mindestens 2 µm betragen. Die Distanz ist dabei - wie bereits beschrieben - definiert durch den kleinsten Abstand zwischen der Reliefstruktur und der lasierenden Buntfarbschicht (beispielsweise vom höchsten Punkt der Sub-Wellenlängenstruktur zur lasierenden Buntfarbschicht). Diese Distanz eignet sich besonders, um erwünschte vorbestimmte und/oder wohldefinierte Mischfarbwirkungen zu erzielen.
Der erste Flächenbereich kann mit dem zweiten Flächenbereich folgendermaßen überlappen:
Erstens: Teilweises Überlappen beider Flächenbereiche, sodass der erste Flächenbereich in einem Teilbereich nicht mit dem zweiten Flächenbereich überlappt aber in einem anderen Teilbereich mit dem zweiten Flächenbereich überlappt und somit den Überlappbereich bildet.
Zweitens: Der zweite Flächenbereich überlappt mit erstem Flächenbereich vollständig, sodass entweder

a) beide Flächenbereiche identisch sind in ihrer flächigen Ausdehnung; oder
b) der erste Flächenbereich größer oder kleiner als der zweite Flächenbereich ist, also einer der Flächenbereiche vollständig von dem anderen Flächenbereich umfasst ist.

Zwischen der lasierenden Buntfarbschicht und der ersten Sub-Wellenlängenstruktur kann eine Einebnungsschicht angeordnet sein, um einen vorbestimmten und/oder geeigneten Abstand zwischen der Sub-Wellenlängenstruktur und der lasierenden Buntfarbschicht zu erzielen. Die lasierende Buntfarbschicht kann außerdem wahlweise eine Dicke von etwa 1 - 3 µm, insbesondere etwa 2 µm aufweisen, die bevorzugt flächig möglichst homogen ist, also kaum Abweichungen in der Dicke über eine große Fläche aufweist.
Wie bereits beschrieben, befindet sich die Sub-Wellenlängenstruktur üblicherweise in einer Reliefstruktur mit Unebenheiten im Nanometer- und/oder Mikrometerbereich. In dem Fall, in dem eine ebene und homogene lasierende Buntfarbschicht auf der Sub-Wellenlängenstruktur aufgetragen werden soll, ist es vorteilhaft, eine Einebnungsschicht, insbesondere eine farblose und im Wesentlichen für sichtbares Licht transparente Einebnungsschicht zum Ausgleich der Unebenheiten der Sub-Wellenlängenstruktur auf derselben bereitzustellen, sodass diese dann nachfolgend mit der lasierenden Buntfarbschicht beschichtet werden kann. Das Auftragen der Einebnungsschicht erlaubt das Bereitstellen einer homogenen und/oder ebenen Schicht über der Sub-Wellenlängenstruktur auf der die lasierende Buntfarbschicht aufgetragen werden kann. In dem angegebenen Bereich der Schichtdicke der lasierenden Buntfarbschicht kann die Mischfarbwirkung besonders ästhetisch und/oder geeignet sein, um die zuvor beschriebenen technischen Effekte und Vorteile zu erzielen bzw. zu erzeugen. Ferner kann ein optisch variables Flächenmuster mit alternativen und wohldefinierten und/oder präzise vorhersagbaren und/oder vorbestimmten Farbeindrücken, insbesondere hinsichtlich des Farbtons, der Farbsättigung und/oder der Helligkeit bereitgestellt werden.
Der dritte Farbeindruck kann sich vom ersten Farbeindruck und/oder vom zweiten Farbeindruck in mindestens einer der folgenden Eigenschaften unterscheiden: Farbton, Farbsättigung und Helligkeit.
Die lasierende Buntfarbschicht kann den Farbton, die Farbsättigung und/oder die Helligkeit des ersten Farbeindrucks der Sub-Wellenlängenstruktur verändern. Sub-Wellenlängenstrukturen erzeugen oft einen blassen Farbeindruck im Pastellfarbenbereich. Daher kann die lasierende Buntfarbschicht beispielsweise dazu führen, dass der erste Farbeindruck der Sub-Wellenlängenstrukturen als ein satterer, kräftigerer, intensiverer, hellerer und/oder stärkerer Farbeindruck, dem dritten Farbeindruck wahrgenommen wird. Auch der zweite Farbeindruck, der nur durch die lasierende Buntfarbschicht erzeugt wird, kann durch die Farbwirkung der Sub-Wellenlängenstruktur im Überlappbereich in derselben Hinsicht beeinflusst werden. Es kann daher ein optisch variables Flächenmuster mit einer Vielfalt von alternativen Farbeindrücken, insbesondere hinsichtlich des Farbtons, der Farbsättigung und/oder der Helligkeit bereitgestellt werden. Überdies kann ein optisch variables Flächenmuster mit hoher Fälschungssicherheit bereitgestellt werden. Außerdem ist der erkennbare Effekt des optisch variablen Flächenmusters für den Betrachter besonders prägnant und/oder erscheint ästhetisch. Es kann auch ein optisch variables Flächenmuster bereitgestellt werden, welches nicht als störendes Element wahrgenommen wird und einen damit zu sichernden Gegenstand ästhetischer erscheinen lässt.
Das optisch variable Flächenmuster kann ferner eine Prägeschicht umfassen, wobei die erste Sub-Wellenlängenstruktur eine Prägestruktur in der Prägeschicht umfassen kann und bevorzugt kann eine reflektierende Metallschicht auf der Prägestruktur angeordnet sein.
Eine oder mehrere Sub-Wellenlängenstrukturen können in einfacher Weise in und/oder auf ein optisch variables Flächenmuster ein- und/oder aufgebracht werden, indem eine Prägeschicht, insbesondere eine Prägelackschicht auf einem Substrat aufgebracht wird, in welchem eine vorbestimmte Reliefstruktur, die der Prägestruktur entspricht, vorliegen und/oder eingearbeitet werden kann. Das Relief bzw. die Reliefstruktur kann eine flächige Ausdehnung in einer Hauptebene und/oder -fläche parallel zu dem Substrat haben, die als xy-Ebene bzw. xy-Fläche definiert wird. Das Relief kann Höhen und Tiefen in einer z-Richtung haben, die senkrecht zur xy-Ebene bzw. xy-Fläche verläuft bzw. senkrecht auf dieser steht. Eine Prägelackschicht ist besonders vorteilhaft, da sie als ein im Wesentlichen flüssiges Medium auf ein Substrat aufgetragen werden kann und eine Reliefstruktur bzw. eine Prägestruktur bei oder nach dem Trocknen der Prägelackschicht eingearbeitet werden kann. Die Reliefstruktur, die eine Sub-Wellenlängenstruktur bilden kann, ist dabei besonders stabil und resistent gegen äußere Einwirkungen, da die Prägelackschicht ein festes resistentes Material darstellt.
Eine metallische Struktur in Form einer Metallschicht und/oder eines Gitters kann auf der Reliefstruktur aufgebracht sein, um Reflektionseffekte, plasmonische Effekte, Nahfeld-Effekte, Streu- und/oder Interferenzeffekte zu erzeugen.
Die erste Sub-Wellenlängenstruktur, insbesondere die Prägestruktur kann eine Nanostruktur und/oder eine Mikrostruktur aufweisen und die Mikrostruktur kann optional eine Vielzahl von Mikroreflektoren bzw. Mikrospiegel und/oder Mikrolinsen aufweisen und/oder auf einer Vielzahl von Mikroreflektoren und/oder Mikrolinsen aufgebracht sein.
Mikroreflektoren bzw. Mikrospiegel und/oder Mikrolinsen sind Elemente, die besonders ästhetische und/oder einprägsame Lauf-, 3D- und/oder Schwebeeffekte von Darstellungen erzeugen können. Dazu kann vorab beispielsweise auf digitaler Basis bestimmt werden, wie die Nano- und/oder Mikrostrukturen mit dem einfallenden Licht wechselwirken sollen, um die besagten optischen Effekte und Eindrücke beim Betrachter in Realität zur verwirklichen. Die Nanostrukturen können sich zur Verwirklichung von Farbeffekten eignen.
Die Farbeindruck-erzeugende, insbesondere die Farbeffekt-erzeugende Sub-Wellenlängenstruktur kann auf Mikrostrukturen, insbesondere auf Mikrospiegeln aufgebracht werden, so dass diese miteinander überlagern und die erhaltenen Farben beispielsweise mit Lauf- oder 3D-Effekten kombiniert und exakt als solche registriert werden können.
Die erste Sub-Wellenlängenstruktur kann dazu ausgelegt sein, einen Laufeffekt und/oder einen 3D-Effekt zu überlagern. In anderen Worten kann die erste Sub-Wellenlängenstruktur einen Laufeffekt, einen Farbeffekt, einen Schwebeeffekt und/oder einen 3D-Effekt überlagern, und zwar insbesondere dann, wenn die erste Sub-Wellenlängenstruktur die Mikroreflektoren und/oder Mikrolinsen aufweist (bzw. ihre Reliefstruktur auch diese Mikrostruktur umfasst). Derart dargestellte bzw. erzeugte Farb-, Lauf-, 3D- und/oder Schwebeeffekte von Darstellungen können besonders einprägsam und ästhetisch erscheinen und überdies schwer zu fälschen sein.
Das optisch variable Flächenmuster kann ferner eine zweite Sub-Wellenlängenstruktur umfassen. Die zweite Sub-Wellenlängenstruktur kann überlagert und/oder überlappt sein mit der ersten Sub-Wellenlängenstruktur und/oder sie kann in einem mit der ersten Sub-Wellenlängenstruktur nicht überlappenden bzw. nicht überlagernden Bereich vorliegen.
Die zweite Sub-Wellenlängenstruktur kann daher einen dritten Flächenbereich definieren. Es kann also einen dritten Flächenbereich der zweiten Sub-Wellenlängenstruktur geben, der nicht mit dem ersten Flächenbereich der ersten Sub-Wellenlängenstruktur überlappt. Alternativ kann es einen dritten Flächenbereich der zweiten Sub-Wellenlängenstruktur geben, der nur teilweise oder vollständig mit dem ersten Flächenbereich der ersten Sub-Wellenlängenstruktur überlappt.
Die zweite Sub-Wellenlängenstruktur kann überdies dazu ausgelegt sein, einen Laufeffekt und/oder einen 3D-Effekt zu überlagern und/oder einen vierten Farbeindruck unter der mindestens einen ersten Betrachtungsperspektive und/oder unter einer anderen Betrachtungsperspektive bei dem Betrachter zu erzeugen. Die zweite Sub-Wellenlängenstruktur (bzw. deren Reliefstruktur) kann Mikrostrukturen (Mikrolinsen und/oder Mikroreflektoren) und/oder Nanostrukturen aufweisen. Die zweite Sub-Wellenlängenstruktur kann beispielsweise die zuvor beschriebene Mikrostruktur zur Erzeugung eines Lauf- und/oder 3D-Effektes aufweisen, welche zumindest teilweise überlagert ist mit der ersten Sub-Wellenlängenstruktur, die einen Farbeffekt aufweist.
Der dritte Flächenbereich kann daher zumindest teilweise mit dem ersten Flächenbereich und/oder dem zweiten Flächenbereich überlappen und einen zweiten Überlappbereich bilden, wobei der zweite Überlappbereich optional dazu ausgelegt sein kann, unter der mindestens einen ersten Betrachtungsperspektive bei dem Betrachter mindestens einen fünften Farbeindruck zu erzeugen, der sich in Farbton, Farbsättigung und/oder Helligkeit von dem ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Farbeindruck unterscheidet. Zusätzlich oder alternativ kann der dritte Flächenbereich Lauf-, 3D- und/oder Schwebeeffekte aufweisen, die überlappt mit dem ersten und/oder dem zweiten Flächenbereich und/oder dem ersten Überlappbereich Effekt-Kombinationen ergeben.
Solche optisch variablen Flächenmuster mit einer Kombination von Farb-, Lauf-, 3D- und/oder Schwebeeffekten können auch besonders einprägsam und ästhetisch erscheinen und überdies schwer zu fälschen sein.
Gemäß einem Aspekt weist ein Wertdokument das optisch variable Flächenmuster entsprechend einer Ausführungsform auf.
Es kann daher ein mit dem optisch variablen Flächenmuster versehenes Wertdokument bereitgestellt werden, welches all die bereits genannten Vorteile und technischen Wirkungen des optisch variablen Flächenmusters und dessen Ausführungsformen hat.
Gemäß einem Aspekt umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines optisch variablen Flächenmusters die Schritte: Bereitstellen einer Trägerfolie bzw. eines Substrats; Aufbringen einer ersten Sub-Wellenlängenstruktur in einem ersten Flächenbereich auf der Trägerfolie; und Aufbringen einer lasierenden Buntfarbschicht in einem mit dem ersten Flächenbereich überlappenden zweiten Flächenbereich auf der Trägerfolie, sodass die lasierende Buntfarbschicht die erste Sub-Wellenlängenstruktur in einem ersten Überlappbereich bedeckt, wobei zwischen der ersten Sub-Wellenlängenstruktur und der lasierenden Buntfarbschicht eine Distanz vorliegt.
Es kann daher ein dem optisch variablen Flächenmuster entsprechendes Verfahren zur Herstellung desselben bereitgestellt werden, welches all die bereits genannten Vorteile und technischen Wirkungen hat.
Die Trägerfolie kann eine von dem optisch variablen Flächenmuster entfernbares und/oder abziehbares Element sein, das vor oder nach Aufbringen auf ein Sicherheitsmerkmal von dem optisch variablen Flächenmuster entfernt werden kann. Die Trägerfolie kann aber auch Teil eines Sicherheitsmerkmals sein.
Die Reihenfolge des Auftragens und/oder Schichtens einer mittels des Verfahrens hergestellten Sandwichstruktur kann in einem ersten Überlappbereich wie folgt sein: Trägerfolie - Sub-Wellenlängenstruktur (insbesondere Prägeschicht mit Prägestruktur) - optional Metallschicht und/oder ggf. Einebnungsschicht - lasierende Buntfarbschicht. Alternativ kann die mittels des Verfahrens hergestellten Sandwichstruktur wie folgt aussehen: Trägerfolie - lasierende Buntfarbschicht - Sub-Wellenlängenstruktur. Es können überdies Schichten, (Schutz)lacke und/oder Folien zwischen und/oder über und/oder unter den besagten Schichten bzw. Elementen der Sandwichstrukturen vorliegen.
Das Aufbringen der ersten Sub-Wellenlängenstruktur des optisch variablen Flächenmusters kann umfassen: Aufbringen einer ersten Prägeschicht, insbesondere einer Prägelackschicht; und optional Einprägen einer Prägestruktur in die erste Prägeschicht, wobei die Prägestruktur die erste Sub-Wellenlängenstruktur darstellen oder umfassen kann. Die Prägestruktur kann auch eine zweite Sub-Wellenlängenstruktur darstellen oder umfassen. Beispielsweise kann die Prägestruktur einer zumindest teilweisen Überlagerung der ersten und der zweiten Sub-Wellenlängenstruktur entsprechen. Die erste und/oder die zweite Sub-Wellenlängenstruktur kann dabei z.B. eine Vielzahl von Mikrostrukturen, wie Mikroreflektoren aufweisen und die andere Sub-Wellenlängenstruktur kann beispielsweise eine Nanostruktur aufweisen.
Das Verfahren kann ferner umfassen: Aufbringen einer Einebnungsschicht, insbesondere zwischen die erste Sub-Wellenlängenstruktur und die lasierende Buntfarbschicht.
Das Verfahren kann ferner umfassen: Einprägen einer zweiten Sub-Wellenlängenstruktur umfassend eine zweite Prägestruktur in die erste Prägeschicht in einem dritten Flächenbereich; und/oder Aufbringen einer zweiten Prägeschicht und Einprägen einer zweiten Sub-Wellenlängenstruktur in die zweite Prägeschicht in einem dritten Flächenbereich.
Das Verfahren kann ferner umfassen: Aufbringen einer reflektierenden Metallschicht auf die lasierende und/oder auf die erste Sub-Wellenlängenstruktur. Die Metallschicht kann möglicherweise auch als Teil der ersten Sub-Wellenlängenstruktur verstanden werden.
Ein optisch variables Flächenmuster kann als ein Muster und/oder eine Darstellung eines Objekts verstanden werden, welches bzw. welche je nach Betrachtungsperspektive variabel ist, beispielsweise hinsichtlich des Farbeffektes bzw. der Farbwirkung bzw. des Farbeindrucks und/oder hinsichtlich der Darstellung des Musters und/oder des Objekts, welche beispielsweise abhängig von der Betrachtungsperspektive einen Farb-, 3D- und/oder einen Lauf-Effekt aufweisen können.
Sub-Wellenlängenstrukturen können Strukturen sein oder umfassen, die so klein sind, dass bei senkrechtem Lichteinfall keine Beugungseffekte in erster oder höherer Ordnung auftreten. Die Strukturgrößen von Sub-Wellenlängenstrukturen sind dabei üblicherweise kleiner als die Wellenlänge des Lichts im sichtbaren Bereich. Dabei können unterschiedliche Strukturen für verschiedene Effekte genutzt werden:

(1) Sub-Wellenlängengitter (in der Literatur auch als „nullte Ordnung Gitter“ bezeichnet)
(2) Regelmäßige lD (eindimensionale) oder 2D (zweidimensionale) Gitter mit Perioden im Sub-Wellenlängenbereich ≤ etwa 400 nm erzeugen Farben im Spiegelreflex („nullte Ordnung“)
(3) Gitter mit metallischer Beschichtung: Hier treten plasmonische Effekte auf, die zur Farberzeugung ausgenutzt werden
(4) Gitter mit dielektrischer (insbes. hochbrechender) Beschichtung.

Typische Strukturgrößen von Sub-Wellenlängenstrukturen umfassen in der Regel Strukturen mit Abmessungen von ≤ etwa 400 nm. Sub-Wellenlängenstrukturen können Sub-Wellenlängengitter umfassen. Die Gitterperioden der Sub-Wellenlängengitter liegen deshalb vorzugsweise zwischen 10 nm und 500 nm, bevorzugt zwischen 50 nm und 400 nm und besonders bevorzugt zwischen 100 nm und 350 nm.
Eine erste Sub-Wellenlängenstruktur definiert einen ersten Flächenbereich daher zeichnet sich der ersten Flächenbereich dadurch aus, dass ihn die erste Sub-Wellenlängenstruktur im Wesentlichen ausfüllt. Eine lasierende Buntfarbschicht definiert einen zweiten Flächenbereich und daher zeichnet sich der zweite Flächenbereich dadurch aus, dass ihn die lasierende Buntfarbschicht im Wesentlichen ausfüllt.
Ein optisch variables Flächenmuster kann umfassen: einen ersten Flächenbereich, der erste Sub-Wellenlängenstrukturen aufweist, die bei Betrachtung in Reflexion und/oder Transmission eine erste Farbe erzeugen; einen zweiten Flächenbereich, in dem keine oder eine andere Sub-Wellenlängenstruktur vorliegt, so dass dieser Flächenbereich keine oder eine andere Farbe als der erste Flächenbereich aufweist; und einer lasierende (Bunt)Farbschicht, die den ersten Flächenbereich zumindest teilweise überdeckt bzw. bedeckt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betrachter in Auf- und/oder Durchsicht in den Bereichen, in dem die lasierende (Bunt)Farbschicht den ersten Flächenbereich überdeckt, eine Mischfarbe aus der Farbe der ersten Sub-Wellenlängenstrukturen und der lasierenden (Bunt)Farbschicht sieht.
In anderen Worten kann ein optisch variables Flächenmuster umfassen: eine erste Sub-Wellenlängenstruktur in einem ersten Flächenbereich; und eine lasierende Buntfarbschicht, die in einem ersten Überlappungsbereich bzw. Überlappbereich mit dem ersten Flächenbereich zumindest teilweise überlappt, so dass für einen Betrachter bei Betrachtung des optisch variablen Flächenmusters von einer Betrachtungsseite in einem ersten Betrachtungsbereich (bzw. Bereich, der betrachtet wird), der dem ersten Überlappungsbereich entspricht, eine Mischfarbwirkung der ersten Sub-Wellenlängenstruktur mit der lasierenden Buntfarbschicht entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass für den Betrachter bei Betrachtung des optisch variablen Flächenmusters von der Betrachtungsseite in zumindest einem zweiten Betrachtungsbereich (bzw. Bereich, der betrachtet wird) durch die erste Sub-Wellenlängenstruktur oder die lasierende Buntfarbschicht eine andere Farb- oder Mischfarbwirkung entsteht. Es liegt in diesem Bereich also die Farbwirkung der ersten Sub-Wellenlängenstruktur oder die Farbwirkung der lasierenden Buntfarbschicht oder die Mischfarbwirkung der lasierende Buntfarbschicht mit zweiter Sub-Wellenlängenstruktur vor.
Die Mischfarbe kann einen anderen Farbeindruck als den der Sub-Wellenlängenstruktur und/oder der lasierenden Buntfarbschicht aufweisen, vorzugsweise kann die Mischfarbe eine höhere Buntheit und/oder einen anderen Farbton aufweisen als die Farbe (bzw. der Farbeindruck), die durch die ersten Sub-Wellenlängenstrukturen ohne die lasierende Buntfarbschicht erzeugt werden würden.
Die Sub-Wellenlängenstrukturen im ersten Flächenbereich können mit einer Mikrostruktur, insbesondere mit Mikrospiegeln überlagert sein. Zusätzlich oder alternativ können im zweiten Flächenbereich Mikrostrukturen, insbesondere Mikrospiegel vorliegen, die nicht mit Sub-Wellenlängenstrukturen oder mit andersfarbigen Schichten überlagert sind.
Gemäß einem Aspekt weist ein Wertdokument eines der hierin beschriebenen optisch variablen Flächenmuster auf. Alle Vorteile, die für die genannten optisch variablen Flächenmuster genannt sind, gelten auch für das entsprechende Wertdokument, das durch das entsprechende Sicherheitsmerkmal besonders fälschungssicher wird. Dasselbe gilt auch für das Verfahren zur Herstellung des optisch variablen Flächenmusters.

1 ist eine schematische Darstellung eines optisch variablen Flächenmusters gemäß einer Ausführungsform mit einer Sub-Wellenlängenstruktur und einer lasierenden Buntfarbschicht;
2 a)-f) ist eine schematische Darstellung von ersten, zweiten und ggf. dritten Flächenbereichen und den jeweiligen Überlappbereichen gemäß verschiedener Ausführungsformen;
3 ist eine schematische Darstellung eines optisch variablen Flächenmusters gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einer Sub-Wellenlängenstruktur und einer lasierenden Buntfarbschicht;
4 ist eine schematische Darstellung eines optisch variablen Flächenmusters gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einer Sub-Wellenlängenstruktur und einer lasierenden Buntfarbschicht;
5 ist eine schematische Darstellung eines optisch variablen Flächenmusters gemäß einer weiteren Ausführungsform mit Sub-Wellenlängenstrukturen und einer lasierenden Buntfarbschicht;
6 ist eine schematische Darstellung einer ersten Sub-Wellenlängenstruktur, die mit einer zweiten Sub-Wellenlängenstruktur überlagert ist, gemäß einer Ausführungsform;
7 ist eine schematische Darstellung eines optisch variablen Flächenmusters gemäß einer weiteren Ausführungsform mit Sub-Wellenlängenstrukturen und einer lasierenden Buntfarbschicht;
8 ist eine schematische Darstellung eines optisch variablen Flächenmusters gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einer Sub-Wellenlängenstruktur und einer lasierenden Buntfarbschicht;
9 ist eine schematische Seitendarstellung des Schichtaufbaus eines optisch variablen Flächenmusters gemäß einer Ausführungsform; und
10 a) und b) sind schematische Seitendarstellungen von Schichtaufbauten von optisch variablen Flächenmustern gemäß zweier Ausführungsformen.

Im Folgenden werden, sofern nicht anders vermerkt, für gleiche und gleichwirkende Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet. Eine redundante Beschreibung wiederkehrender Merkmale und ggf. eine redundante Verwendung wiederkehrender Bezugszeichen wird teilweise vermieden. Die verschiedenen Ausführungsformen und Merkmale der nachfolgend beschriebenen Figuren sind ausdrücklich kombinierbar und nicht als abgeschlossene Ausführungen zu verstehen.
Effekt eines veränderten Farbeindrucks: Farbsättigung
Das erfindungsgemäße optisch variable Flächenmuster 1 kann eine Erhöhung der Farbsättigung erzielen. Die Farbsättigung blasser Sub-Wellenlängenstrukturen 2 (hier magentafarben) kann beispielsweise dadurch erhöht werden, dass solche Sub-Wellenlängenstrukturen mit einer lasierenden Buntfarbschicht 3 (hier auch magentafarben) überzogen werden.
1 ist eine schematische Darstellung eines optisch variablen Flächenmusters 1 gemäß einer Ausführungsform mit einer Sub-Wellenlängenstruktur 2 (erste Sub-Wellenlängenstruktur 2) in einem ersten Flächenbereich 4 und einer lasierenden Buntfarbschicht 3 in einem zweiten Flächenbereich 5. Die Sub-Wellenlängenstruktur 2 kann beispielsweise Nanostrukturen umfassen.
Es wird eine linke Darstellung lD, eine mittelere Darstellung mD und eine rechte Darstellung rD gezeigt, wobei die linke Darstellung lD nur eine Sub-Wellenlängenstruktur 2, die mittlere Darstellung mD nur eine lasierende Buntfarbschicht 3 und die rechte Darstellung rD eine Kombination der beiden, also das fertige gesamte optisch variable Flächenmuster 1 zeigt. In den folgenden Ausführungsformen sind analoge Darstellungen links, mittig und rechts (links und mittig zusammengesetzt) gezeigt.
Das zusammengesetzte optisch variable Flächenmuster 1 (Darstellung auf rechter Seite bzw. rechte Darstellung rD) umfasst in 1 die Überlagerung der linken Darstellung lD und der mittigen Darstellung mD. Das links dargestellte Motiv zeigt eine beispielhafte Zahl „25“ und umfasst die erste Sub-Wellenlängenstruktur 2, die einen ersten Flächenbereich 4 in Form der Zahl definiert und die ohne weitere Elemente bei dem Betrachter bei Betrachtung unter einer ersten Betrachtungsperspektive einen ersten Farbeindruck erzeugt, und zwar einen blassen Magenta-Ton F1₃. Das in der Mitte dargestellte Motiv zeigt eine farbige Fläche und umfasst die lasierende Buntfarbschicht 3, die einen zweiten quadratischen Flächenbereich 5 definiert, und die bei dem Betrachter bei Betrachtung unter der ersten Betrachtungsperspektive einen zweiten Farbeindruck erzeugt, und zwar auch einen blassen Magenta-Ton F1₄. Die schwarze Kontur F1₂ der Zahl „25“ kann Teil der ersten Sub-Wellenlängenstruktur 2 oder zusätzliches Element sein, das eine weitere Sub-Wellenlängenstruktur umfasst oder lediglich einer Farbschicht entspricht. Der erste Flächenbereich 4 in Form der „25“ kann also mit einer Umrandung versehen sein, die insbesondere durch einen dritten Flächenbereich 8 mit einer weiteren zweiten farbgebenden Sub-Wellenlängenstruktur oder einer farblosen Struktur belegt sein kann, beispielsweise mit dunkel oder sogar schwarz aussehenden „Mottenaugenstrukturen“.
Auf der rechten Seite von 1 ist die Überlagerung beider Motive zu dem optisch variablen Flächenmuster 1 dargestellt. Der zweite Flächenbereich 5 überlappt den ersten Flächenbereich 4 vollständig, wobei der zweite Flächenbereich 5 größer als der erste Flächenbereich 4 ist. Der so entstehende Überlappbereich 6 ist dadurch ausgezeichnet, dass unter der Betrachtungsperspektive bei dem Betrachter mindestens einen dritter Farbeindruck, und zwar ein „satter“ bzw. kräftiger Magenta-Ton F1₅ erzeugt wird. Der dritte Farbeindruck ist kräftiger als der erste und der zweite Farbeindruck, und zwar dadurch, dass sich der erste und der zweite Farbeindruck zu dem dritten Farbeindruck kombiniert und/oder addiert. Der nicht überlappende Bereich des zweiten Flächenbereichs 5 hat weiterhin den unverändert blassen Magenta-Ton.
Wie in der 1 gezeigt ist, können Darstellungen, die eigentlich blass erscheinen, erfindungsgemäß mit „satten“ Farben also in einer stärkeren bzw. größeren Farbsättigung dargestellt werden. Die Buntfarbe der lasierenden Buntfarbschicht 3 kann, wie vorliegend gezeigt, im Wesentlichen vollflächig gedruckt werden und im fertigen optisch variablen Flächenmuster 1 einen Vorder- und/oder Hintergrund mit gleichem oder ähnlichem Farbton aber geringerer Farbsättigung und höherer Helligkeit bilden und/oder erscheinen lassen. Eine mögliche Anwendung könnten Mikrobilder eines Moire Magnifiers sein, bei denen die Motive typischerweise sehr klein sind. So könnte z.B. die in 1 gezeigte Zahl „25“ flächige Abmessungen (Länge und/oder Breite) von nur wenigen Mikrometern oder einigen zehn Mikrometern haben, wie sie bei Moire Magnifiern auf Sicherheitsmermalen im Banknotenbereich üblich aber im normalen Buntfarbendruck mit konventionellen Druckverfahren kaum zu erreichen sind. In solchen Mikrolinsenmerkmalen könnte die Buntfarbe statt als separate Farbschicht z.B. auch als Einfärbung der Mikrolinsen vorliegen (eingefärbte Prägeschicht, insbesondere Prägelack).
In 1 wird die lasierende Buntfarbschicht 3 vollflächig aufgebracht, so dass sie den ersten und Flächenbereich 4 vollständig bedeckt und den zweiten Flächenbereich 5, der größer ist als der erste Flächenbereich 4, definiert.
Nachfolgend soll anhand der 2a)-f) in verschiedenen möglichen Ausführungsformen beispielhaft und ganz allgemein, also unabhängig vom erzielten Effekt, gezeigt werden, wie sich verschiedene Flächenbereiche überlappen können, um einen Mischfarbeffekt möglicherweise mit überlagertem Lauf-, 3D- und/oder Schwebeeffekt zu erzielen.
2a) zeigt den teilweisen Überlapp des ersten Flächenbereichs 4, der durch die flächige Ausbreitung einer ersten Sub-Wellenlängenstruktur (hier nicht gezeigt) definiert ist, mit dem zweiten Flächenbereich 5, der durch die flächige Ausbreitung einer lasierenden Buntfarbschicht (hier nicht gezeigt) definiert ist, um somit den Überlappbereich 6 zu bilden, der einen Teil des ersten Flächenbereichs 4 und einen Teil des zweiten Flächenbereichs 5 umfasst. Die lasierenden Buntfarbschicht liegt im Überlappbereich 6 bezüglich der aus der Darstellungsebene heraustretenden z-Richtung über der ersten Sub-Wellenlängenstruktur. Es wird also eine Art Sandwichstruktur aus mindestens zwei geschichteten Elementen gebildet, wobei die lasierende Buntfarbschicht die erste Sub-Wellenlängenstruktur im Überlappbereich 6 flächig in der xy-Ebene bezüglich der dazu senkrechten z-Achse bedeckt.
In dem ersten Flächenbereich 4, ausschließlich dem Überlappbereich 6, wird durch die erste Sub-Wellenlängenstruktur ein erster Farbeindruck erzeugt. In dem zweiten Flächenbereich 5, ausschließlich dem Überlappbereich 6, wird durch die lasierende Buntfarbschicht ein zweiter Farbeindruck erzeugt. Der erste und/oder der zweite Farbeindruck kann jeweils ein sehr schwacher Farbeindruck sein, also beispielsweise dem Eindruck von sehr blassen Farben entsprechen. Die lasierende Buntfarbschicht kann auch so dünn sein, dass der zweite Farbeindruck für sich allein nur schwach wahrgenommen wird. Im Überlappbereich 6 entsteht der dritte Farbeindruck durch das Überlappen des ersten Flächenbereichs 4 der ersten Sub-Wellenlängenstruktur mit dem zweiten Flächenbereich 5 der lasierenden Buntfarbschicht. Die erste Sub-Wellenlängenstruktur kann überdies zumindest teilweise mit einer zweiten Struktur, beispielsweise einer Mikrostruktur überlagert sein, um einen optisch variablen Motiveffekt, insbesondere Lauf-, 3D- und/oder Schwebeeffekte, zu erzielen. Jedoch kann auch bereits die erste Sub-Wellenlängenstruktur neben einem Farbeffekt andere Lauf-, 3D- und/oder Schwebeeffekte aufweisen.
2b) zeigt den teilweisen Überlapp des ersten Flächenbereichs 4 durch den gesamten zweiten Flächenbereich 5, um somit den Überlappbereich 6 zu bilden, der einen Teil des ersten Flächenbereichs 4 und den gesamten zweiten Flächenbereich 5 umfasst. Die lasierende Buntfarbschicht bedeckt also nur teilweise die erste Sub-Wellenlängenstruktur, wobei die lasierende Buntfarbschicht keinen Bereich außerhalb des Überlappbereichs 6 aufweist. Der erste Flächenbereich 4 umfasst somit vollständig den zweiten Flächenbereich 5 und der zweite Flächenbereich 5 entspricht daher dem Überlappbereich 6.
2c) zeigt den vollständigen Überlapp des ersten Flächenbereichs 4 durch den zweiten Flächenbereich 5, um somit den Überlappbereich 6 zu bilden, der den gesamten ersten Flächenbereich 4 und einen Teil des zweiten Flächenbereich 5 umfasst. Die lasierende Buntfarbschicht bedeckt also die erste Sub-Wellenlängenstruktur und ragt dabei darüber hinaus, wobei die erste Sub-Wellenlängenstruktur keinen Bereich außerhalb des Überlappbereichs 6 aufweist. Der zweite Flächenbereich 5 umfasst somit vollständig den ersten Flächenbereich 4 und der erste Flächenbereich 4 entspricht daher dem Überlappbereich 6.
In 2d) - f) wird zusätzlich ein dritter Flächenbereich 8 dargestellt, der durch eine zweite farbgebende Sub-Wellenlängenstruktur, eine farblose Struktur oder eine Mikrostruktur (hier nicht gezeigt) definiert ist. Die zweite Sub-Wellenlängenstruktur und/oder die Mikrostruktur kann einen Farb-, Lauf-, 3D- und/oder Schwebeeffekt aufweisen.
In 2d) überlappt der dritte Flächenbereich 8 teilweise mit nur dem ersten Flächenbereich 4, teilweise mit nur dem zweiten Flächenbereich 5 und teilweise mit dem Überlappbereich 6, also mit beiden Flächenbereichen 4, 5. Im zweiten Überlappbereich 9, und zwar dem Überlappbereich 9 aller Flächenbereiche 4, 5, 8 kann die lasierende Buntfarbschicht die erste und die zweite Sub-Wellenlängenstruktur bedecken. Die erste Sub-Wellenlängenstruktur kann mit der zweiten Sub-Wellenlängenstruktur überlagern, also insbesondere in einer Prägelackschicht zusammen eingeprägt sein. In dem Überlappbereich 9 aller Flächenbereiche 4, 5, 8 kann beispielsweise ein fünfter Farbeindruck erzeugt werden, insbesondere dann, wenn alle Flächenbereiche 4, 5, 8 allein einen individuellen Farbeindruck erzielen und im Überlappbereich 9 entsprechend ein aus der Kombination dieser Farbeindrücke entstehender Farb-Kombinationseffekt erzielt wird.
2e) entspricht bezüglich des ersten und des zweiten Flächenbereichs 4, 5 der Situation der 2b). Der dritte Flächenbereich 8 ist dabei vom ersten und vom zweiten Flächenbereich 4, 5 vollständig enthalten, wobei der dritte Flächenbereich 8 kleiner als der zweite Flächenbereich 5 und der zweite Flächenbereich 5 kleiner als der erste Flächenbereich 4 ist. Der zweite Überlappbereich 9 entspricht dem dritten Flächenbereich 8.
2f) entspricht bezüglich des ersten und des zweiten Flächenbereichs 4, 5 der Situation der 2c). Der dritte Flächenbereich 8 ist dabei vom ersten und vom zweiten Flächenbereich 4, 5 vollständig enthalten, wobei der dritte Flächenbereich 8 kleiner als der erste Flächenbereich 4 und der erste Flächenbereich 4 kleiner als der zweite Flächenbereich 5 ist. Der zweite Überlappbereich 9 entspricht dem dritten Flächenbereich 8.
Weitere mögliche Ausführungsformen des Überlapp mit dem dritten Flächenbereich 8 werden hier nicht gezeigt. Es kann aber grundsätzlich auch sein, dass der dritte Flächenbereich 8 dem ersten Flächenbereich 4 und/oder dem zweiten Flächenbereich 5 und/oder dem ersten Überlappbereich 6 entspricht. Zusätzlich oder alternativ kann es auch sein, dass der dritte Flächenbereich 8 nicht mit dem ersten Flächenbereich 4 und/oder dem zweiten Flächenbereich 5 und/oder dem ersten Überlappbereich 6 überlappt.
3 ist eine schematische Darstellung eines optisch variablen Flächenmusters 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einer Sub-Wellenlängenstruktur 2 und einer lasierenden Buntfarbschicht 3. In dieser Ausführungsform der 3 weist die lasierende Buntfarbschicht 3 auch selbst ein flächiges Motiv auf. Überdies kann der zweite Flächenbereich 5, der durch die lasierende Buntfarbschicht 3 definiert ist, den ersten Flächenbereich 4 nur teilweise überlappen.
In der linken Darstellung der 3 ist wieder die erste Sub-Wellenlängenstruktur 2 gezeigt, die den ersten Flächenbereich 4 definiert, und zwar in Form der Zahl „25“ (Farbeindruck F3₃). In der mittleren Darstellung der 3 ist wieder eine lasierende Buntfarbschicht 3 gezeigt, die einen zweiten Flächenbereich 5 definiert, der ein flächiges Motiv bildet, und zwar ein Quadrat mit sternförmigen Ausnehmungen und einem aus dem Quadrat austretenden Stern, der innerhalb des Quadrats eine Ausnehmung aufweist (Farbeindruck F3₄). In beiden Darstellungen, also der linken und der mittleren Darstellung, sind die jeweiligen Flächenbereiche nicht miteinander überlappt und die erste Sub-Wellenlängenstruktur 2 in der linken Darstellung kann den ersten Farbeindruck isoliert erzeugen und die lasierende Buntfarbschicht 3 in der mittleren Darstellung kann den zweiten Farbeindruck isoliert erzeugen. In der rechten Darstellung sind die linke und die mittlere Darstellung miteinander überlappt, und zwar so, dass die lasierende Buntfarbschicht 3 über der ersten Sub-Wellenlängenstruktur 2 liegt und diese bedeckt, sodass in der rechten Darstellung in dem Überlappbereich 6 ein vierter Farbeindruck (Farbeindruck F3₄) entsteht, der durch die Kombination erzielt wird.
Es ergeben sich vier Bereiche mit unterschiedlichen Farbeindrücken: der erste Farbeindruck (Farbeindruck F3₃) wird erzeugt durch die erste Sub-Wellenlängenstruktur 2 im Bereich der Ausnehmungen der lasierenden Buntfarbschicht in der Form dreier Sterne auf der Ziffer „2“ der „25“; der zweite Farbeindruck (Farbeindruck F3₄) wird erzeugt durch die lasierende Buntfarbschicht 3 in dem Bereich, der nicht mit der ersten Sub-Wellenlängenstruktur 2 überlappt; der dritte Farbeindruck (Farbeindruck F3₆) wird in dem Überlappbereich 6 erzeugt durch die Kombination des ersten und des zweiten Farbeindrucks; und der Farbeindruck (Farbeindruck F3_1/5) der Unterlage bzw. des Substrats bleibt in dem Bereich, in dem weder eine Sub-Wellenlängenstruktur 2 noch eine lasierende Buntfarbschicht vorliegt (z.B. farblos, wenn die Prägestruktur mit einer Aluminium-Metallisierung versehen sind).
Effekt eines veränderten Farbeindrucks: Generierung von Mischfarbtönen
4 ist eine schematische Darstellung eines optisch variablen Flächenmusters 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einer Sub-Wellenlängenstruktur 2 und einer lasierenden Buntfarbschicht 3.
Neben der Erhöhung der Farbsättigung, wie dies anhand der 1 und 3 gezeigt wurde, kann eine lasierende Buntfarbschicht 3 durch Überlappen mit einer Sub-Wellenlängenstruktur 2 auch deren Farbton verändern. Es hat sich beispielsweise erwiesen, dass ein Farbeindruck, der ein sattes Grün aufweist, mit bestimmten Sub-Wellenlängenstrukturen 2 schwer herzustellen ist. Ein goldener Farbeindruck ist hingegen leicht mittels Sub-Wellenlängenstrukturen 2 zu erzielen. Wird beispielsweise eine Sub-Wellenlängenstruktur 2, die einen goldenen Farbeindruck erzeugt, mit einer cyanfarbenen lasierenden Buntfarbschicht 3 überlappt, so kann ein dritter Farbeindruck erzeugt werden, der ein sattes Grün enthält.
Die linke Darstellung der 4 zeigt - ähnlich wie im zuvor genannten Beispiel des ersten Farbeindrucks einer goldenen Farbe (Farbeindruck F4₃) - z.B. eine Sub-Wellenlängenstruktur 2, die den ersten Farbeeindruck einer goldenen Farbe (Farbeindruck F4₃) im ersten Flächenbereich in Form der Zahl „25“ erzeugt. Die mittlere Darstellung zeigt eine lasierende Buntfarbschicht 3, die den zweiten Farbeindruck (Farbeindruck F4₄) einer cyan-blauen Farbe im zweiten Flächenbereich 5 aufweist. Wie in der rechten Darstellung der 4 gezeigt, erscheint der Überlappbereich 6, der der Zahl „25“ entspricht, in dem dritten Farbeindruck einer grünlichen Farbe (Farbeindruck F4₅), da dieser Farbeindruck durch die farbliche Mischung erzeugt wird.
5 ist eine schematische Darstellung eines optisch variablen Flächenmusters 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform mit zwei Farbeffekt-generierenden Sub-Wellenlängenstruktur 2, 2' und einer lasierenden Buntfarbschicht 3. Genauer weist das optisch variable Flächenmuster 1 der 5 zwei unterschiedliche Sub-Wellenlängenstrukturen 2, 2` auf, die jeweils zueinander unterschiedliche Farbeindrücke (möglicherweise Farbeffekte) erzeugen. Zu erkennen ist dies in der linken Darstellung: Die erste Farbeindruck-generierende Sub-Wellenlängenstruktur 2 erzielt in dem ersten Flächenbereich 4 in der Form der Zahl „25“ einen ersten Farbeindruck (goldene Farbe, Farbeindruck F5₃). Die zweite Farbeffekt-generierende Sub-Wellenlängenstruktur 2' hat in dem dritten Flächenbereich 8 in der Form eines die Zahl umgebenden Quadrats einen vierten Farbeindruck (Magenta-Ton, Farbeindruck F5₁).
Die mittlere Darstellung zeigt die lasierende Buntfarbschicht 3 in dem zweiten Flächenbereich 5, der quadratisch ist, mit einem zweiten Farbeindruck (cyan-Blau, Farbeindruck F5₄).
Nach Überlappen der beiden Darstellungen (auf der linken Seite und in der Mitte) entsteht in einem ersten Überlappbereich 6 (erste Sub-Wellenlängenstruktur 2 in goldener Farbe + lasierende Buntfarbschicht in cyan-Blau) ein dritter Farbeindruck (Farbeindruck F5₅), der grünlich erscheint und in einem zweiten Überklappbereich 6` (zweite Farbeffekt-generierende Sub-Wellenlängenstruktur 2` in magenta + lasierende Buntfarbschicht in cyan-Blau) ein Farbeindruck, der blau erscheint.
Zusätzliche optische Effekte: Kombination mit Mikrospiegeln
6 ist eine schematische Darstellung einer ersten Sub-Wellenlängenstruktur 2, die mit einer ersten Mikrostruktur, hier Mikrospiegeln 7, gemäß einer Ausführungsform überlagert ist.
Zu dem Farbeindruck zusätzliche optische variable Effekte, wie beispielsweise Farb-, Lauf- , 3D- und/oder Schwebeeffekte können dadurch erzeugt werden, dass Sub-Wellenlängenstrukturen mit anderen Strukturen überlagert werden, wie in 6 gezeigt. Beispielsweise können Nanostrukturen mit größeren Mikrostrukturen, insbesondere Mikrospiegeln kombiniert werden. Bringt man beispielweise auf den Mikrospiegeln 7, wie sie in der 6 gezeigt sind, die erste Sub-Wellenlängenstruktur 2 in Form von Nanostrukturen auf, so können z.B. Laufeffekte und/oder 3D-Effekte, die mittels der Mikrospiegel 7 erzeugt werden, mit dem Farbeindruck und ggf. den Farbeffekten der ersten Sub-Wellenlängenstruktur 2 kombiniert werden. Die Reliefstruktur, welche die Mikrospiegel 7 als Mikrostruktur und die Sub-Wellenlängenstruktur 2 enthält, kann mit dem Vorteil einer exakten Anordnung zueinander in einem Prägeschritt erzeugt werden.
7 ist eine schematische Darstellung eines optisch variablen Flächenmusters 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform mit mehreren Sub-Wellenlängenstrukturen 2, 2' einer Mikrostruktur 7 und einer lasierenden Buntfarbschicht 3. Es sind in dieser Figur zwei mögliche Kippachsen, und zwar die oben-unten-Achse o - u und die rechts-links-Achse r -1 angedeutet.
Wie ähnlich bereits für 6 beschrieben, weist die Ausführungsform der 7 eine erste Farbeffekt-generierende Sub-Wellenlängenstruktur 2, eine zweite Farbeffekt-generierende Sub-Wellenlängenstruktur 2' und zwei damit überlagerte Mikrostrukturen 7 auf. In der linken Darstellung der 7 sind ähnlich wie in 5 wieder zwei Farbeindruck-generierende Sub-Wellenlängenstrukturen 2, 2', die sich flächig nicht überlagern, gezeigt. Die erste Farbeindruck-generierende Sub-Wellenlängenstruktur 2 definiert den ersten Flächenbereich 4 in Form der Zahl „25“ in goldener Farbe. Die die Zahl umgebende restliche Fläche in Form eines Quadrats ist definiert durch die zweite Farbeindruck-generierende Sub-Wellenlängenstruktur 2', die magentafarben erscheint. Überdies sind den Farbeindruck-generierende Sub-Wellenlängenstrukturen 2, 2' Mikrostrukturen 7, insbesondere Mikrospiegel, überlagert. Im ersten Flächenbereich 4 lässt die Mikrostruktur 7 die Zahl „25“ als heraustretendes Objekt erscheinen (3D-Effekt oder Wölbeffekt). Vorzugsweise nur außerhalb des ersten Flächenbereiches (optional auch innerhalb) erzeugt die (zweite) optisch variable Mikrostruktur 7 den Eindruck eines „laufenden Balkens“ (Laufeffekt). Die Position des in der Figur als unschraffierten Bereich angedeuteten Balkens ändert sich abhängig von der Betrachtungsrichtung, also auch beim Kippen und/oder Drehen des Flächenmusters.
In anderen Worten werden Mikrospiegel 7 so angeordnet, dass sich ein Laufeffekt ergibt. Beispielsweise (wie gezeigt) wird beim Kippen des Sicherheitselements von links nach rechts (also entlang der rechts-links-Achse r - 1 und um eine Achse senkrecht der rechts-links-Achse r - 1) ein laufender heller Balken erzeugt. Der Balken kann dabei ebenfalls von links nach rechts oder von rechts nach links laufen. Die Mikrospiegel, die den Laufeffekt erzeugen, werden mit der Sub-Wellenlängenstruktur 2' (außerhalb der Zahl „25“ des ersten Bereichs 4) überlagert (die Sub-Wellenlängenstruktur 2', die einen Magenta-Ton erzeugt). In einem anderen Flächenbereich 4 wird die Sub-Wellenlängenstruktur 2, die die Wertzahl bzw. Zahl „25“ in goldener Farbe abbildet, mit den Mikrospiegeln überlagert, die die Zahl als dreidimensional gewölbt erscheinen lässt.
In der mittleren Darstellung der 7 ist wieder wie in einigen vorherigen Ausführungsformen die lasierende Buntfarbschicht 3 im zweiten (quadratförmigen) Flächenbereich 5 mit cyan-blauem Farbeindruck (Farbeindruck F7₄) gezeigt. In der rechten Darstellung wird die linke Darstellung der Sub-Wellenlängenstrukturen 2, 2', 7 mit der mittleren Darstellung der lasierenden Buntfarbschicht 3 überlappt. Somit werden alle durch die Sub-Wellenlängenstrukturen 2, 2', 7 erzeugten Farbeindrücke und Farbeffekte mit dem Farbeindruck der lasierenden Buntfarbschicht 3 kombiniert.
Überdruckt man also eine solche Anordnung (linke Abbildung) mit einer cyan-blauen lasierenden Buntfarbschicht, so ergibt sich der Eindruck einer grünlichen aus der Ebene heraustretenden Zahl „25“ (Farbeindruck F7₅) vor einem bläulichen Hintergrund (Farbeindruck F7₆), der einen helleren bläulichen „Rolling Bar“ aufweist.
8 ist eine schematische Darstellung eines optisch variablen Flächenmusters 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einer Sub-Wellenlängenstruktur 2, einem Lückenbereich 15 ohne Farbeindruck-erzeugende Sub-Wellenlängenstruktur und einer lasierenden Buntfarbschicht 3.
8 zeigt eine im Vergleich zur 7 einfachere Ausführungsform, wobei die Zahl „25“ entweder einen Lückenbereich 15 (Lücke 14 ohne Farbeffekt-erzeugende Schicht, Farbeindruck F8₃) darstellt, in dem gar keine Strukturen vorliegen oder als gewölbt erscheinende Zahl durch Mikrospiegel ohne Sub-Wellenlängenstruktur gebildet wird. In diesem Fall erscheint der entsprechende Bereich dann in der Farbe der lasierenden Buntfarbschicht 3 und kann deutlich heller sein als Bereiche, in denen der Eindruck einer Mischfarbe besteht, der kombiniert ist aus dem Farbeindruck der Sub-Wellenlängengitter und dem Farbeindruck der lasierenden Buntfarbschicht, so dass in dieser Ausführungsform mehrfarbige Darstellungen mit hohen Hell-Dunkel-Kontrasten erzielt werden können.
Die linke Darstellung der 8 zeigt dazu eine cyan-blaue Sub-Wellenlängenstruktur 2 im Hintergrund (Farbeindruck F8₁) mit einen Vordergrundbereich ohne Sub-Wellenlängenstruktur (z.B. nur Mikrospiegel mit Wölb-Effekt) kombiniert und mit einer hellen gelben lasierenden Buntfarbschicht 3 (Farbeindruck F8₄) (mittlere Darstellung) überzogen ist. Es wird dadurch nach Überlappen der linken und der mittleren Darstellung eine leuchtend gelbe Zahl „25“ (Farbeindruck F8₄) vor einem satten, tiefgrünen Hintergrund (Farbeindruck F8₅) erzielt. Die gelbe oder goldene Zahl wird aufgrund der Metallisierung erzeugt.
9 ist eine schematische Seitendarstellung des beispielhaften Schichtaufbaus eines optisch variablen Flächenmusters 1 gemäß einer Ausführungsform. Ein Sicherheitselement gemäß einer Ausführungsform kann als folienbasiertes Schichtsystem realisiert werden, bei dem auf eine Trägerfolie 13 bzw. einem Substrat eine Präge(lack)schicht 11 aufgebracht ist. In dem linken Flächenbereich ist keine Reliefstruktur in die Prägeschicht 11 eingeprägt, sondern es sind lediglich eine reflektierende (Metall)Schicht 12, eine optionale Einebnungsschicht 10 und die darüber liegende lasierende Buntfarbschicht 3 aufgebracht. In dem mittleren Flächenbereich ist zusätzlich zu den Elementen, die bereits für den linken Flächenbereich genannt sind, eine Prägestruktur 11a, die eine Sub-Wellenlängenstruktur 2 aufweist, in die Prägeschicht 11 eingeprägt. In dem rechten Flächenbereich ist zusätzlich zu den Elementen, die bereits für den linken Flächenbereich genannt sind, eine andere Prägestruktur 11b, die eine andere Sub-Wellenlängenstruktur 2` aufweist, in die Prägeschicht 11 eingeprägt.
Die reflektierende Beschichtung 12 kann bevorzugt eine Metallisierung umfassen, wie z.B. Aluminium, Silber und/oder Kupfer, und/oder eine hochbrechende Beschichtung umfassend z.B. ZnS, TiO2.
Der gezeigte Schichtaufbau ist nur beispielhaft. Sofern die gezeigten Ausführungsformen des optisch variablen Flächenmusters 1 in Durchsicht, also in Transmission und/oder von der anderen Seite (z.B. von unten) betrachtet werden sollen, so könnte die Buntfarbe unterhalb der reflektierenden Schicht bzw. Metallisierung vorgesehen sein. Die Buntfarbschicht 3 könnte beispielsweise zwischen der Trägerfolie 13 und der Prägeschicht 11 oder auf der unteren Seite der Trägerschicht 13 angeordnet sein. Die Trägerfolie 13 kann bei geeignetem Folienaufbau abgezogen werden, nachdem das erfindungsgemäße Sicherheitselement auf einen zu sichernden Gegenstand (z.B. eine Banknote) übertragen wurde.
10a) und b) sind schematische Seitendarstellungen von Schichtaufbauten von optisch variablen Flächenmustern gemäß zweier Ausführungsformen. In 10a) ist eine lasierende Buntfarbschicht 3 gezeigt, die mit einer Prägeschicht 11 beschichtet ist. In die Prägeschicht 11 ist eine Prägestruktur 11a, 11b eingeprägt, die eine Sub-Wellenlängenstrukturen 2 darstellen kann. Der kürzeste Abstand zwischen den Prägestrukturen und der planaren lasierenden Buntfarbschicht 3 wird mit dem Bezugszeichen d angedeutet. Auf der Prägestruktur 11a, 11b kann eine reflektierende Schicht, insbesondere eine Metallschicht aufgebracht sein. Möglicherweise ist bei der Herstellung dieser Ausführungsform zu Beginn die lasierende Buntfarbschicht 3 auf ein Substrat (hier nicht gezeigt) und anschließend die Prägeschicht 11 aufgebracht worden. Danach kann die Prägestruktur 11a, 11b in die Prägeschicht 11 eingeprägt worden sein. Die Sub-Wellenlängenstruktur 2 kann als die Prägestruktur 11a, 11b ohne oder mit der reflektierenden Metallschicht verstanden werden.
10b) zeigt eine Prägeschicht 11, in die eine Prägestruktur 11a, 11b, möglicherweise umfassend eine Sub-Wellenlängenstruktur 2 eingeprägt ist. Auf der Prägeschicht 11 ist unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise über einer reflektierenden Metallschicht, eine Einebnungsschicht 10 angeordnet, welche dazu dient, eine ebene Fläche über der Reliefstruktur der Prägestruktur 11a, 11b zu erzeugen. Die Einebnungsschicht 10 kann insbesondere ein transparentes Material, wie beispielsweise einen Klarlack umfassen. Auf der durch die Einebnungsschicht 10 erzeugten planaren Fläche wird die lasierende Buntfarbschicht 3 aufgebracht. In der Herstellung kann also die Prägeschicht 11 als erstes auf einem Substrat (hier nicht gezeigt) und anschließend die weiteren Schichten übereinander aufgebracht werden. Der kürzeste Abstand zwischen den Prägestrukturen und der planaren lasierenden Buntfarbschicht 3 wird mit dem Bezugszeichen d angedeutet.
Im Allgemeinen sind die hierin beschriebenen Ausführungsformen für die Betrachtung in Transmission gezeigt. Die Erfindung zielt dabei hauptsächlich auf Sicherheitselemente oder Sicherheitsmerkmale ab, deren Darstellungen in Aufsicht bzw. in Reflexion betrachtet werden. Es ist jedoch auch für alle Ausführungsformen möglich, das erfindungsgemäße Prinzip der Farbmischung von Farben lasierender Buntfarbschichten und Sub Wellenlängenstrukturen auch in Transmission zu nutzen.
Im Folgenden werden den Farbfeldern der beschriebenen Figuren, 1, 3-5, 7 und 8 die als schwarz-weiß-Konturzeichnungen dargestellt sind, die entsprechenden Farbeindrücke bzw. Farben bzw. Farbtöne, die sie beispielhaft in den Ausführungsformen aufweisen, zugeordnet:

1: F1₁ - farblos; F1₂ - schwarz (schwarze Kontur); F1₃ - blasser Magenta-Ton; F1₄ - blasser Magenta-Ton; F1₅ - kräftiger Magenta-Ton
3: F3₁ - farblos; F3₂ - schwarz (schwarze Kontur); F3₃ - blasser Magenta-Ton; F3₄ - blasser Magenta-Ton; F3₅ - farblos; F3₆ - kräftiger Magenta-Ton
4: F4₁ - farblos; F4₂ - schwarz (schwarze Kontur); F4₃ - Gelb- oder Gold-Ton; F4₄ - cyan-blauer Ton; F4s - satter Grün-Ton
5: F5₁ - blasser Magenta-Ton; F5₂ - schwarz (schwarze Kontur); F5₃ - Gelb- oder Gold-Ton; F5₄ - cyan-blauer Ton; F5₅ - satter Grün-Ton; F5₆ - satter Blau-/Violett-Ton
7: F7₁ - blasser Magenta-Ton mit Laufeffekt (heller Balken); F7₂- schwarz (schwarze Kontur); F7₃ - Gelb- oder Gold-Ton mit 3D-Effekt (helle Wölbung); F7₄ - cyan-blauer Ton; F7s - satter Grün-Ton mit 3D-Effekt (helle Wölbung); F7₆ - satter Blau-/Violett-Ton mit Laufeffekt (heller Balken)
8: F8₁ - cyan-blauer Ton; F8₂ - schwarz (schwarze Kontur); F8₃ - farblos; F8₄ - Gelb- oder Gold-Ton; F8₅ - satter Grün-Ton

Bezugszeichenliste

1: Optisch variables Flächenmuster
2, 2': Farbeffekt-generierende erste oder zweite Sub-Wellenlängenstruktur
3: lasierende Buntfarbschicht
4: Erster Flächenbereich
5: Zweiter Flächenbereich
6, 6': Erster und zweiter Überlappbereich
7: Zweite Sub-Wellenlängenstruktur, die einen Lauf- und/oder einen 3D-Effekt generiert
8: Dritter Flächenbereich
9: Weiterer zweiter Überlappbereich
9a: Überlappbereich mit zweitem Flächenbereich
10: Einebnungsschicht
11: Prägeschicht
11a: Erste Prägestruktur
11b: Zweite Prägestruktur
12: Reflektierende Metallschicht
13: Trägerfolie
14: Lücke ohne Farbeffekt-erzeugende Schicht
15: Lückenbereich
100: Wertdokument
d: Distanz
F1x-F8y: Farbfelder in den 1, 3-5, 7 und 8
l: links
lD: Linke Darstellung
mD: Mittlere Darstellung
o: oben
r: rechts
rD: Rechte Darstellung
u: unten

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007061979 A1 [0002]
DE 102010047250 A1 [0003]
DE 102009056934 A1 [0003]
WO 2015/078572 A1 [0003]
WO 2016/180522 A1 [0003]

Claims

Optisch variables Flächenmuster (1) umfassend: eine erste Sub-Wellenlängenstruktur (2), die einen ersten Flächenbereich (4) definiert und dazu ausgelegt ist, unter mindestens einer ersten Betrachtungsperspektive bei dem Betrachter mindestens einen ersten Farbeindruck zu erzeugen; und eine lasierende Buntfarbschicht (3), die einen zweiten Flächenbereich (5) definiert und dazu ausgelegt ist, einen zweiten Farbeindruck zu erzeugen, wobei der erste Flächenbereich (4) mit dem zweiten Flächenbereich (5) zumindest teilweise überlappt und einen ersten Überlappbereich (6) bildet, sodass die erste Sub-Wellenlängenstruktur (2) in dem ersten Überlappbereich (6) von der lasierenden Buntfarbschicht (3) bedeckt ist und der erste Überlappbereich (6) dazu ausgelegt ist, unter der mindestens einen ersten Betrachtungsperspektive bei dem Betrachter mindestens einen dritten Farbeindruck zu erzeugen, wobei die erste Sub-Wellenlängenstruktur (2) im ersten Überlappbereich (6) eine Distanz (d) zur lasierenden Buntfarbschicht (3) aufweist.
Optisch variables Flächenmuster (1) gemäß Anspruch 1, wobei zwischen der lasierenden Buntfarbschicht (3) und der ersten Sub-Wellenlängenstruktur (2) eine Einebnungsschicht (10) angeordnet ist und die lasierende Buntfarbschicht (3) bevorzugt eine Dicke von etwa 1 µm bis 3 µm, insbesondere etwa 2 µm aufweist.
Optisch variables Flächenmuster (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei sich der dritte Farbeindruck vom ersten Farbeindruck und/oder vom zweiten Farbeindruck in mindestens einer der folgenden Eigenschaften unterscheidet: Farbton, Farbsättigung und Helligkeit.
Optisch variables Flächenmuster (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Prägeschicht (11), wobei die erste Sub-Wellenlängenstruktur (2) eine Prägestruktur (11a) in der Prägeschicht umfasst und bevorzugt eine reflektierende Metallschicht (12) auf der Prägestruktur (11a) angeordnet ist.
Optisch variables Flächenmuster (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Sub-Wellenlängenstruktur (2), insbesondere die Prägestruktur (11a) eine Nanostruktur und/oder eine Mikrostruktur aufweist und die Mikrostruktur optional eine Vielzahl von Mikroreflektoren und/oder Mikrolinsen aufweist und/oder auf einer Vielzahl von Mikroreflektoren und/oder Mikrolinsen aufgebracht ist.
Optisch variables Flächenmuster (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Distanz (d) mindestens 0,5 µm, vorzugsweise mindestens 1 µm und weiter bevorzugt mindestens 2 µm beträgt.
Optisch variables Flächenmuster (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine zweite Sub-Wellenlängenstruktur (7), die einen dritten Flächenbereich (8) definiert und dazu ausgelegt ist, einen Laufeffekt und/oder einen 3D-Effekt zu erzeugen und/oder einen vierten Farbeindruck unter der mindestens einen ersten Betrachtungsperspektive bei dem Betrachter zu erzeugen.
Optisch variables Flächenmuster (1) gemäß Anspruch 7, wobei der dritte Flächenbereich (8) zumindest teilweise mit dem ersten Flächenbereich (4) und dem zweiten Flächenbereich (5) überlappt und einen zweiten Überlappbereich (9) bildet, wobei der zweite Überlappbereich (9) optional dazu ausgelegt ist, unter der mindestens einen ersten Betrachtungsperspektive bei dem Betrachter mindestens einen fünften Farbeindruck zu erzeugen, der sich in Farbton, Farbsättigung und/oder Helligkeit von dem ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Farbeindruck unterscheidet.
Wertdokument (100) mit einem optisch variablen Flächenmuster (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
Verfahren zum Herstellen eines optisch variablen Flächenmusters (1), umfassend die Schritte: Bereitstellen einer Trägerfolie (13); Aufbringen einer ersten Sub-Wellenlängenstruktur (2) in einem ersten Flächenbereich (4) auf der Trägerfolie (13); und Aufbringen einer lasierenden Buntfarbschicht (3) in einem mit dem ersten Flächenbereich (4) überlappenden zweiten Flächenbereich (5) auf der Trägerfolie (13), sodass die lasierende Buntfarbschicht (3) die erste Sub-Wellenlängenstruktur (2) in einem ersten Überlappbereich (6) bedeckt, wobei zwischen der ersten Sub-Wellenlängenstruktur (2) und der lasierenden Buntfarbschicht (3) eine Distanz (d) vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Aufbringen der ersten Sub-Wellenlängenstruktur (2) umfasst: Aufbringen einer ersten Prägeschicht (11); und Einprägen einer Prägestruktur (11a) in die erste Prägeschicht (11) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, ferner umfassend Aufbringen einer Einebnungsschicht (14) zwischen die erste Sub-Wellenlängenstruktur (2) und die lasierende Buntfarbschicht (3).
Verfahren gemäß Anspruch 12, ferner umfassend: Einprägen einer zweiten Sub-Wellenlängenstruktur (7) umfassend eine zweite Prägestruktur (11b) in die erste Prägeschicht (11) in einem dritten Flächenbereich (4); oder Aufbringen einer zweiten Prägeschicht und Einprägen einer zweiten Sub-Wellenlängenstruktur in die zweite Prägeschicht in einem dritten Flächenbereich (4).
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, ferner umfassend: Aufbringen einer reflektierenden Metallschicht (12) auf die lasierende Buntfarbschicht (3) und/oder auf die erste Sub-Wellenlängenstruktur (2).