EP1631461A2 - Wertdokument mit einem sicherheitselement und verfahren zur herstellung des wertdokuments - Google Patents

Wertdokument mit einem sicherheitselement und verfahren zur herstellung des wertdokuments

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EP1631461A2
EP1631461A2 EP04724592A EP04724592A EP1631461A2 EP 1631461 A2 EP1631461 A2 EP 1631461A2 EP 04724592 A EP04724592 A EP 04724592A EP 04724592 A EP04724592 A EP 04724592A EP 1631461 A2 EP1631461 A2 EP 1631461A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pigments
value document
dielectric constant
displacement elements
field displacement
Prior art date
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Granted
Application number
EP04724592A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1631461B1 (de
Inventor
Anett Bailleu
Arnim Franz-Burgholz
Hans Demanowski
Daniel Grammlich
Manfred Paeschke
Konstantin PÖTSCHKE
Martin Sprenger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bundesdruckerei GmbH
Original Assignee
Bundesdruckerei GmbH
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Publication date
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Publication of EP1631461B1 publication Critical patent/EP1631461B1/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42DBOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/20Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
    • B42D25/29Securities; Bank notes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42DBOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/36Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials
    • B42D25/378Special inks
    • B42D25/387Special inks absorbing or reflecting ultraviolet light

Definitions

  • the invention relates to a document of value having at least one security element, which comprises in a marking area a marking layer applied to a carrier body, comprising electroluminescent pigments. It further relates to a method for producing such a value document.
  • the security elements can be configured in particular as optically variable elements, such as holograms or interference layer elements, which convey different color impressions when viewed depending on the viewing angle, but are not transmitted to the copy during the copying process.
  • the optically variable elements can also be applied in the form of pigments, as so-called OVl pigments, which in particular enables printing technology processing.
  • OVl pigments which in particular enables printing technology processing.
  • the value document as a security element in a marking area has a coating applied to a carrier body, for example the banknote paper
  • Marking layer which is mixed with electroluminescent pigments.
  • the marking layer containing the electroluminescent pigments is transferred without contact
  • BEST ⁇ TIGUNGSKOPE a correspondingly designed test device subjected to an alternating electric field.
  • the alternating electric field stimulates the electroluminescent pigments contained in the marking layer in turn for luminescence, which can be registered directly or indirectly in a suitable receiver.
  • the valuable document thus equipped is particularly suitable for an automated and thus especially reliable evaluation with only limited technical effort particularly suitable.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a value document of the abovementioned type with which the use of the electroluminescent pigments in the security element is made possible for a particularly high number of application and environmental conditions.
  • a method which is particularly suitable for the production of such a value document should be specified.
  • this object is achieved according to the invention in that a plurality of electrically insulated field displacement elements having a dielectric constant of more than about 50, preferably more than about 200, are arranged in the marking region, which have a mean distance from one another of about 5 ⁇ m to 500 ⁇ m, in a particularly advantageous embodiment of about 10 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the invention is based on the consideration that, for a particularly high range of possible uses for the electroluminescent pigments, ie in particular for a variety of possible combinations with different carrier or surrounding materials, the necessary for the excitation of the electroluminescence of the pigments, macroscopicallyteiloniagende electric field strength should be kept low.
  • the field strength required for the excitation should be kept below the typical breakdown field strengths of the materials to be used in air or in the matrix.
  • the macroscopically bosslessnessgende electric field strength should be kept relatively low, is a targeted focusing of the macroscopically impressed electric field in the sense of a local field increase provided on the at the electroluminescent pigments.
  • Field displacement elements provided which increase the imposed electric field due to their suitably highly selected dielectric constant and due to the field displacement thus caused, in particular in the longitudinal direction in the areas of their interstices.
  • the field strengths required to excite the electroluminescence are achieved locally even in comparatively small macroscopically impressed field strengths, the field displacement elements being suitably dimensioned for the desired amplification effect, in particular with regard to the lateral size of the intermediate spaces left between them.
  • a particularly favorable reinforcing effect of the electric field in the local vicinity of the electroluminescent pigments can be achieved by advantageously dimensioning the field displacement elements with regard to their average size and in particular by adapting them to the typically predominant grain sizes of the electroluminescent pigments.
  • the field displacement elements advantageously have a lateral size of up to about 500 ⁇ m.
  • the field displacement elements may be formed of dielectric material having a suitably highly selected dielectric constant or constant.
  • a particularly effective field compression in the spaces left by them can be achieved by the field displacement elements are formed of electrically conductive material so that they form electrically isolated from their environment, so-called "floating" electrodes.
  • the field displacement elements are advantageously applied to the carrier body by printing technology, for example using a customary printing method, such as gravure printing or screen printing technology. Even with a comparatively statistical distribution of the electroluminescent pigments in the marking layer, an areally uniform amplification effect can be achieved in that the
  • Field displacement elements in a further advantageous embodiment in the form of a laterally regular structure, preferably in the manner of a dot grid or grid, in the manner of a periodic line structure or in the manner of an open cross lattice, are applied to the support body.
  • their lateral size is advantageously about 10 ⁇ m to 500 ⁇ m, in a particularly advantageous embodiment about 50 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • any further security elements of the value document provided anyway can additionally be used as electrodes for the intended local field enhancement.
  • another security feature which thus serves as the actual security feature in the manner of a dual function and also as an electrode for the field enhancement in the excitation of the electroluminescent pigments
  • a metallic security thread and / or a hologram applied to the carrier body can be provided, wherein the use as the electrode for the electric field amplification, a corresponding positioning in the vicinity of the marking layer comprising the electroluminescent pigments should be provided.
  • the electroluminescent evaluation region lies directly below the hologram or the film element, then it should to avoid a shielding of the electroluminescent pigments, the respective conductive structure to be interrupted anyway. At these interruption points, it comes to the desired field increase.
  • at least some of the electrodes are advantageously integrated in the marking layer per se, so that, due to the immediate spatial proximity to the electroluminescent
  • Pigments a particularly favorable field enhancement is available.
  • mottled fibers can be incorporated in the marking layer as field displacement elements with a high dielectric constant.
  • Marking layer are embedded.
  • the marking layer when applying the marking layer with a suitable choice of the starting product, in particular with intimate mixing of the electroluminescent pigments with the pigments of high dielectric constant in the starting material, the application of both actually active in the security elements particles, namely the electroluminescent pigments, as well as the field-enhancing particles, namely the pigments with high dielectric constant, possible in only a single operation and thus with a particularly low effort.
  • the marking layer is particularly suitable for the production by printing processes in that its essential components, in particular the electroluminescent pigments and / or the electrically conductive pigments, are particularly suitable for application in a printing process are.
  • the electrically conductive pigments advantageously have an average pigment size of less than 25 ⁇ m.
  • a particularly pronounced field enhancement effect can furthermore be achieved by the electrically conductive pigments having a pigment size of about 3 ⁇ m to 7 ⁇ m in a particularly advantageous embodiment.
  • the high-permeability pigments are suitably selected in terms of their content of the total particles provided.
  • a suitable parameter for this is the area coverage, with which the respective particles lie next to one another on the substrate, and which can be determined, for example, in a plan view of the marking layer.
  • the pigments of high dielectric constant are advantageously applied with a surface coverage of slightly less than 50%, preferably slightly less than 40% , In the case of electrically conductive pigments provided as electrodes, these preferably have an area coverage of slightly less than 30%.
  • the pigments of high dielectric constant have a spatially anisotropic shape, preferably approximately a needle shape or a platelet shape.
  • a particularly pronounced field compression should be ensured by a sufficient proportion of field-enhancing pigments, on the other hand, the formation of electrical short circuits within the marking layer should be avoided by an excessive proportion of such pigments.
  • a total of high electroluminescence should be ensured by the fact that a sufficiently high proportion of electroluminescent pigments is provided, on the other hand has been found that when too high a proportion of electroluminescent Pigments only a relatively small fraction of the same is actually excited to electroluminescence.
  • the ratio of the proportion of electroluminescent pigments to the proportion of high-dielectric-constant pigments in the marking layer is about 6: 1 to 1: 6, preferably about 2: 1 to 1: 2.
  • pigments which have a high dielectric constant are advantageously metallic pigments, preferably Fe, Cu, Al or Ag pigments or pigments of conductive polymers, preferably of polyaniline.
  • metallic pigments preferably Fe, Cu, Al or Ag pigments or pigments of conductive polymers, preferably of polyaniline.
  • silver (Ag) pigments is particularly advantageous, since the addition of silver particles leads to a blackening when copying the respective optical structure, so that such particles can still serve as an additional security feature.
  • pigments of highly doped semiconductor materials, carbon fibers or barium titanate may also be mixed. Barium titanate having a dielectric constant of preferably about 1000 to 1000 is particularly suitable for forming the field displacement elements.
  • pigments of high dielectric constant and pigments of at least partially metallically coated bodies are provided.
  • the main body which in turn can be made of plastic, such as PVC or PC, or on the basis of actually electroluminescent pigments, can be completely enveloped as a starting product by so-called micro-encapsulation or Coaten with metallic compounds, as an alternative to applying the metallic Compounds and electrochemical reduction process, the growth of layers or spatters may be provided.
  • the base bodies, in particular the electroluminescent pigments are provided in particular with a layer of a layer thickness in the nm or ⁇ m range.
  • the above-mentioned object is achieved by applying the marking layer to the carrier body by means of a printing method, preferably by screen printing, gravure printing, offset printing, high-pressure printing or letter set printing.
  • a printing method preferably by screen printing, gravure printing, offset printing, high-pressure printing or letter set printing.
  • a particularly favorable adaptability of the electrode structures to the requirements of the field compression can be achieved by the field displacement elements are advantageously printed before or after the application of the marking layer on the carrier body, in particular the lateral structure of the field displacement elements can be adapted to material-specific requirements.
  • regular lateral structures such as, for example, point gratings or screens, periodic line structures or open cross gratings, can be produced.
  • the application of the material provided for forming the field displacement elements can be effected, for example, by printing suitably selected conductive printing inks.
  • a particularly simple and therefore particularly preferred production process can be achieved by applying the electroluminescent pigments of the marking layer to the carrier body in one working step together with the field displacement elements provided for field enhancement.
  • a printing ink is used in which, in addition to the electroluminescent pigments and an optionally required solvent and / or binder for forming the field displacement elements pigments having a dielectric constant of more than about 50, preferably electrically conductive pigments are included ,
  • the ink is designed in terms of their composition and in terms of their components for a particularly favorable usability in a printing process.
  • the printing ink advantageously contains a Total pigment content, ie in terms of electroluminescent pigments and high dielectric constant pigments, less than 30%, advantageously less than 25%.
  • the pigments are advantageously designed such that they are particularly suitable for use in a printing process.
  • the electroluminescent pigments and / or the electrically conductive pigments advantageously have an average particle size of less than 25 ⁇ m.
  • the production of the printing ink can be carried out in particular by adding electroluminescent pigments and electrically conductive reinforcing pigments to give solvents and / or binders, optionally with the addition of further colors, and subsequent mixing.
  • the target end product ie the marking layer applied to the carrier body
  • the electroluminescent pigments ie, on the one hand the electroluminescent pigments and, on the other hand, the pigments intended for increasing the field to create a particularly pronounced overall electroluminescence.
  • a printing ink which has a weight fraction of about 3% to 20%, preferably from about 5% to 10%, of electroluminescent pigments and / or a weight fraction of about 1% to 20%, preferably about From 3% to about 15% of high dielectric constant pigments.
  • the ratio of the proportion of electroluminescent pigments to the proportion of pigments of high dielectric constant in the printing ink is about 6: 1 to 1: 6, preferably about 2: 1 to 1: 2.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that through the targeted combination of electroluminescent pigments with suitably positioned and dimensioned field displacement elements, in particular electrically isolated (“floating") electrodes, in the region of the marking layer targeted compression and focusing of a non-contact externally impressed electrical Field in the immediate vicinity of the electroluminescent pigments can be reached moderate or low externally given electric field strengths in the local vicinity of the electroluminescent pigments whose field strength required for excitation of the electroluminescence are reliably achieved, so that with relatively small external fields, the excitation of the luminescence is possible. This ensures a comparatively versatile usability of the electroluminescent pigments.
  • a particularly simple method of preparation is achievable in that the electroluminescent pigments on the one hand and the pigments provided as reinforcing particles on the other hand are each applied by printing on the carrier body, whereby only a single operation is required by the field displacement elements in the form of suitably selected pigments in the actual ink together provided with the electroluminescent pigments.
  • FIG. 3 shows the detail of FIG. 2 in plan view
  • Fig. 4-6 each schematically an electrode structure
  • Fig. 7 shows another embodiment of a section of the document of value according to Fig. 1 in its marking area in section.
  • the value document 1 according to FIG. 1, which may be, for example, a banknote, an identification card, a chip card or any other security document or product secured against counterfeiting or copying, comprises as a basic element a support body 2, which may be constructed depending on the application of the document of value 1 made of paper, plastic, laminated plastic layers or other suitably chosen material.
  • a security element 6 is applied in a marking area 4.
  • the security element 6 and the marking area 4 covered by the latter can be dimensioned and designed according to any criteria tailored to the intended use and, in particular, can be configured for optical reproduction of a printed image, for example a numerical value.
  • the security element 6 is designed to a particular extent for automated readability of its security function.
  • the security element 6 comprises, as shown in section in the exemplary embodiments according to FIGS. 2, 7, a marking layer 8 applied to the carrier body 2 in the marking region 4.
  • the marking layer 8 is thereby to ensure automated evaluability on the basis of electroluminescent pigments 10 built up.
  • the non-contact irradiation of electrical radiation into the marking layer 8 is provided by a suitably selected testing device, as disclosed, for example, in DE 197 08 543.
  • the electric field coupled into the marking layer 8 is triggered by the locally generated alternating electric field in the pigments 10
  • the security element 6 is designed to a particular extent to ensure the intended for authentication excitation of the electroluminescence of the pigments 10 reliably even when the electromagnetic radiation is coupled only with relatively low field strength.
  • the security element 6 is provided in the vicinity of at least some of the electroluminescent pigments 10 for compression of the incident electric field, in particular in its longitudinal direction, which is preferably oriented substantially laterally relative to the carrier body 2, as indicated by the arrow 12 , for such a field concentration, the security element 6 with electrically insulated, that is, electrically connected neither with each other nor with an external conductor, suitably dimensioned field displacement elements 14 equipped.
  • the field displacement elements 14 have a high dielectric constant of more than 100, wherein electrically conductive materials are selected in the exemplary embodiment for the formation of electrodes.
  • the electrodes are thus in the form of so-called "floating" electrodes
  • the field displacement elements 14 are limited to a characteristic size of up to about 0.1 mm, in particular in their lateral extent, that is to say in the direction parallel to the surface of the carrier body 2.
  • further electrodes connected to external elements may be provided in the region of the marking layer 8.
  • the electrodes are produced from a suitably selected, electrically conductive material which has been applied to the carrier body 2 by a printing method, preferably by a screen printing method.
  • the provided for forming the electrodes starting material is provided in particular in the form of a suitably selected, conductive ink.
  • the marking layer 8 with the electroluminescent pigments 10 is applied during the production of the value document 1 in the exemplary embodiment according to FIG. 2, but alternatively the electrodes could also be printed on the marking layer 8.
  • the electrodes in the exemplary embodiment according to FIG. 2 are particularly suited to the intended effect of FIG.
  • the electrodes are applied in the form of a periodic lateral structure on the carrier body, so that even with statistical distribution of the pigments 10 on the carrier body 2 on average, a satisfactory focusing effect of the electric field is achieved.
  • FIGS. 3 to 6 show a plan view of a detail of the security element 6 in the marking area 4.
  • the electrodes are applied in the form of a regular dot grid.
  • the electrodes are adapted to one another from the average size of the electroluminescent pigments 10 both with regard to their lateral dimensioning and with respect to their respective spacing.
  • a size of approximately 25 ⁇ m is preferably selected for the lateral extent of the electrodes, wherein the electrodes are arranged spaced from one another by an average of approximately 10 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • Alternatives for the lateral structure of the electrodes are shown schematically in FIGS. 4 to 6.
  • FIG. 4 is provided to apply the electrodes in the form of broken straight lines.
  • a line pattern according to FIG. 5 may be provided.
  • an open cross grid is provided for the structure of the electrodes.
  • the application of both the electroluminescent pigments 10 and the field displacement elements 14 is provided in a single operation.
  • the field displacement elements 14 in this embodiment are integrated in the actual marking layer 8 in the form of pigments 16 having a dielectric constant of more than 100, in the exemplary embodiment electrically conductive pigments 16.
  • the electrically conductive pigments 16 provided for the formation of the electrodes are designed in particular in shape and dimensioning to the desired local field amplification of the radiated electric field.
  • the electrically conductive pigments 16 have a spatially anisotropic shape, which in particular could assume a needle shape. With regard to their particle size or pigment size, an average extent of about 3 ⁇ m to 7 ⁇ m is provided.
  • the mixing ratio between electroluminescent pigments and electrically conductive pigments 16 is also particularly oriented in the exemplary embodiment to the desired field enhancement to facilitate excitation of the electroluminescence. These are in the embodiment according to FIG. 7 contains approximately as many electrically conductive pigments 16 as electroluminescent pigments 10 in the marking layer 8. In the marking layer 8, the ratio of the areal coverage of the electroluminescent pigments 10 to the proportion of the electrically conductive pigments 16 is thus about 2: 1 to 1: 2.
  • further additives such as, for example, barium titanate (BaTiO 3 ), may be provided in the marking layer 8.
  • the electrically conductive pigments 16 could in principle be formed of any material of suitably high conductivity, such as conductive polymer such as polyaniline, PVC or PC based metallized plastics, highly doped semiconductor materials or carbon fibers.
  • the pigments 16 are in the form of metallic pigments, in particular aluminum or copper particles.
  • the marking layer 8 is applied to the carrier body 2 by means of a printing process, in particular by screen printing, intaglio printing, offset printing or letter set printing.
  • a printing ink is used in which, in addition to the electroluminescent pigments 10 and a solvent and / or binder, the electrically conductive pigments 16 are contained.
  • the electroluminescent pigments 10 and / or the electrically conductive pigments 16 are designed for an average particle size of less than 25 ⁇ m.
  • the ratio of the proportion of the electroluminescent pigments 10 to the proportion of the electrically conductive pigments 16 is about 2: 1 to 1: 2, corresponding to the desired proportionate distribution of the area coverage in the marking layer 8 shown in FIG
  • the ink used in the marking layer 8 also contains a weight fraction of about 5% to 10% of electroluminescent pigments 10 and a weight fraction of about 5% to 15% of electrically conductive pigments 16.
  • Further pigments of the printing ink for example particles in the binder of Color, preferably also have a particle size of less than about 3 microns.

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Abstract

Ein Wertdokument (1) mit mindestens einem Sicherheitselement (6), das in einem Markierungsbereich (4) eine auf einem Trägerkörper (2) aufgebrachte, elektrolumineszierende Pigmente (10) umfassende Markierungsschicht (8) umfasst, soll für eine Anregung der Elektrolumineszenz der Pigmente (10) auch mit vergleichsweise niedrigen extern aufgeprägten Feldstärken geeignet sein. Dazu ist erfindungsgemäss im Markierungsbereich (4) flächig verteilt eine Mehrzahl elektrisch isolierter Feldverdrängungselemente (14) mit einer Dielektrizitätszahl von mehr als 100 angeordnet, die einen mittleren Abstand zueinander von etwa 5 mum bis 500 mum aufweisen und das aufgeprägte Feld in ihren Zwischenräumen komprimieren.

Description

Beschreibung
Wertdokument mit einem Sicherheitselement und Verfahren zur Herstellung des
Wertdokuments
Die Erfindung bezieht sich auf ein Wertdokument mit mindestens einem Sicherheitselement, das in einem Markierungsbereich eine auf einem Trägerkörper aufgebrachte, elektrolumineszierende Pigmente umfassende Markierungsschicht umfasst. Sie betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Wertdokuments.
Zum Schutz vor Fälschungen oder Nachahmungen werden Wert- oder Sicherheitsdokumente, wie beispielsweise Banknoten, Ausweiskarten oder Chipkarten, mit so genannten Sicherheitsmerkmalen oder Sicherheitselementen versehen, die beispielsweise bei papierförmigen Wertdokumenten unter anderem eine Nachahmung durch Anfertigung von Farbkopien sicher ausschließen sollen. Die Sicherheitselemente können dabei insbesondere als optisch variable Elemente, wie beispielsweise Hologramme oder Interferenzschichtelemente, ausgestaltet sein, die beim Betrachten abhängig vom Betrachtungswinkel unterschiedliche Farbeindrücke vermitteln, beim Kopiervorgang aber nicht auf die Kopie mitübertragen werden. Die optisch variablen Elemente können dabei auch in Form von Pigmenten, als so genannte OVl-Pigmente, aufgebracht sein, was insbesondere eine drucktechnische Verarbeitung ermöglicht. Derartige Sicherheitselemente sind jedoch nicht oder nur schwer maschinell auslesbar oder auswertbar, so dass eine automatisierte Sicherheitsüberprüfung der jeweiligen Wertdokumente nur bedingt und mit hohem technischen Aufwand möglich ist.
Aus der DE 197 08 543 ist jedoch ein Wertdokument bekannt, das sich in besonderem Maße auch für eine automatisierte Auswertung seiner Sicherheitselemente eignet. Dazu weist das Wertdokument als Sicherheitselement in einem Markierungsbereich eine auf einem Trägerkörper, beispielsweise dem Banknotenpapier, aufgebrachte
Markierungsschicht auf, die mit elektrolumineszierenden Pigmenten versetzt ist. Bei der Überprüfung oder Authentifizierung dieses Sicherheitselements wird die die elektrolumineszierenden Pigmente enthaltende Markierungsschicht berührungslos über
BESTÄTIGUNGSKOPE ein entsprechend ausgestaltetes Prüfgerät mit einem elektrischen Wechselfeld beaufschlagt. Das elektrische Wechselfeld regt die in der Markierungsschicht enthaltenen elektrolumineszierenden Pigmente ihrerseits zur Lumineszenz an, die unmittelbar oder mittelbar in einem geeigneten Empfänger registriert werden kann, Insbesondere in Kombination mit dem entsprechenden Prüfgerät ist das solchermaßen ausgestattete Wertdokument somit in besonderem Maße für eine automatisierte und somit besonders zuverlässige Auswertung mit nur begrenztem technischen Aufwand besonders geeignet.
Wie sich jedoch herausgestellt hat, sind für eine zuverlässige Anregung der elektrolumineszierenden Pigmente in einem derartig ausgestalteten Wertdokument vergleichsweise hohe elektrische Feldstärken erforderlich. Je nach Einbindung der elektrolumineszierenden Pigmente in die umgebende Matrix ist es sogar denkbar, dass die zur Anregung erforderlichen Feldstärken oberhalb der Durchbruchsfeldstärken der Matrix liegen, so dass eine Anregung gar nicht oder nur unter sehr erschwerten Bedingungen erfolgen kann. Damit ist die Einsetzbarkeit der aufgrund ihrer automatisierten Auswertbarkeit eigentlich günstigen elektrolumineszierenden Pigmente in einem Sicherheitselement eines Wertdokuments nur begrenzt möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wertdokument der oben genannten Art anzugeben, mit dem die Nutzung der elektrolumineszierenden Pigmente im Sicherheitselement für eine besonders hohe Vielzahl an Einsatz- und Umgebungsbedingungen ermöglicht ist. Zudem soll ein für die Hersteilung eines derartigen Wertdokuments besonders geeignetes Verfahren angegeben werden.
Bezüglich des Wertdokuments wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Markierungsbereich flächig verteilt eine Mehrzahl elektrisch isolierter Feldverdrängungselemente mit einer Dielektrizitätskonstanten von mehr als etwa 50, vorzugsweise von mehr als etwa 200, angeordnet ist, die einen mittleren Abstand zueinander von etwa 5 μm bis 500 μm, in besonders vorteilhafter Ausgestaltung von etwa 10 μm bis 200 μm, aufweisen. Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass für eine besonders hohe Bandbreite an Einsatzmöglichkeiten für die elektrolumineszierenden Pigmente, also insbesondere für eine Vielzahl an Kombinationsmöglichkeiten mit verschiedenartigen Träger- oder Umgebungsmaterialien, die zur Anregung der Elektrolumineszenz der Pigmente erforderliche, makroskopisch aufzuprägende elektrische Feldstärke besonders gering gehalten werden sollte. Dabei sollte insbesondere die für die Anregung erforderliche Feldstärke unterhalb von typischen Durchschlagsfeldstärken der einzusetzenden Materialien in Luft oder der Matrix gehalten werden. Um einerseits lokal, also im unmittelbaren Nahbereich der elektrolumineszierenden Pigmente, eine für deren Anregung ausreichend hohe elektrische Feldstärke bereitzustellen, wobei aber andererseits die makroskopisch aufzuprägende elektrische Feldstärke vergleichsweise gering gehalten werden sollte, ist eine gezielte Fokussierung des makroskopisch aufgeprägten elektrischen Feldes im Sinne einer lokalen Felderhöhung an den an den elektrolumineszierenden Pigmenten vorgesehen. Um dies zu ermöglichen, sind im Bereich der Markierungsschicht elektrisch jeweils von ihrer Umgebung isolierte
Feldverdrängungselemente vorgesehen, die das aufgeprägte elektrische Feld infolge ihrer geeignet hoch gewählten Dielektrizitätskonstanten und bedingt durch die damit bewirkte Feldverdrängung, insbesondere in dessen Längsrichtung in den Bereichen ihrer Zwischenräume erhöhen. Durch diese lokale Felderhöhung werden auch bei ver- gleichsweise geringen makroskopisch aufgeprägten Feldstärken lokal in besagten Zwischenräumen die zur Anregung der Elektrolumineszenz erforderlichen Feldstärken erreicht, wobei die Feldverdrängungselemente insbesondere hinsichtlich der lateralen Größe der zwischen ihnen belassenen Zwischenräume für den angestrebten Verstärkungseffekt geeignet dimensioniert sind.
Eine besonders günstige Verstärkungswirkung des elektrischen Feldes im lokalen Nahbereich der elektrolumineszierenden Pigmente ist erreichbar, indem die Feldverdrängungselemente vorteilhafterweise auch hinsichtlich ihrer mittleren Größe geeignet dimensioniert und insbesondere an die typischerweise vorherrschenden Korngrößen der elektrolumineszierenden Pigmente angepasst sind. Dazu weisen die Feldverdrängungselemente vorteilhafterweise eine laterale Größe von bis zu etwa 500 μm auf. Zur Sicherstellung der angestrebten Feldverdrängung können die Feldverdrängungselemente aus dielektrischem Material mit einer geeignet hoch gewählten Di- elektrizitätszahl oder -konstanten gebildet sein. Eine besonders wirksame Feldkompression in die von ihnen belassenen Zwischenräume ist aber erreichbar, indem die Feldverdrängungselemente aus elektrisch leitfähigem Material gebildet sind, so dass sie elektrisch von ihrer Umgebung jeweils isolierte, so genannte „floatende" Elektroden ausbilden.
Für eine gezielte und an die eingesetzten Pigmente anpassbare Beeinflussung und Fokussierung des elektrischen Feldes sind die Feldverdrängungselemente vorteilhafterweise drucktechnisch, also beispielsweise unter Nutzung eines üblichen Druckverfahrens, wie beispielsweise Tiefdrucktechnik oder Siebdrucktechnik, auf den Tragkörper aufgebracht. Selbst bei einer vergleichsweise statistischen Verteilung der elektrolumineszierenden Pigmente in der Markierungsschicht ist dabei ein flächig be- sonders gleichmäßiger Verstärkungseffekt erreichbar, indem die
Feldverdrängungselemente in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung in Form einer lateral regelmäßigen Struktur, vorzugsweise in der Art eines Punktgitters oder Rasters, in der Art einer periodischen Linienstruktur oder in der Art eines offenen Kreuzgitters, auf den Tragkörper aufgebracht sind. Bei derartigen, drucktechnisch aufgebrachten Feldverdrängungselemente beträgt ihre laterale Größe vorteilhafterweise etwa 10 μm bis 500 μm, in besonders vorteilhafter Ausgestaltung etwa 50 μm bis 200 μm.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung können ohnehin vorgesehene weitere Sicherheitselemente des Wertdokuments zusätzlich als Elektroden für die vorgesehene lokale Feldverstärkung genutzt werden. Als derartiges weiteres Sicherheitsmerkmal, das somit in der Art einer Doppelfunktion als eigentliches Sicherheitsmerkmal und auch als Elektrode für die Feldverstärkung bei der Anregung der elektrolumineszierenden Pigmente dient, kann beispielsweise ein metallischer Sicherheitsfaden und/oder ein auf den Trägerkörper aufgebrachtes Hologramm vorgesehen sein, wobei zur Nutzung als Elektrode für die elektrische Feldverstärkung eine entsprechende Positionierung im Nahbereich der die elektrolumineszierenden Pigmente umfassenden Markierungsschicht vorgesehen sein sollte. Wenn nämlich der elektrolumineszierende Auswertebereich direkt unter dem Hologramm oder dem Folienelement liegt, so sollte zur Vermeidung einer Abschirmung der elektrolumineszierenden Pigmente die jeweilige leitfähige Struktur ohnehin unterbrochen sein. An diesen Unterbrechungsstellen kommt es zur gewünschten Felderhöhung. Alternativ oder zusätzlich sind vorteilhafterweise zumindest einige der Elektroden in die Markierungsschicht an sich integriert, so dass aufgrund der unmittelbaren räumlichen Nähe zu den elektrolumineszierenden
Pigmenten eine besonders günstige Feldverstärkung erhältlich ist. Dabei können als Feldverdrängungselemente mit hoher Dielektrizitätszahl beispielsweise Melierfasern in die Markierungsschicht eingelagert sein.
Eine besonders einfach gehaltene Möglichkeit zur Herstellung eines derartigen
Wertdokuments bei besonders flexiblen Variationsmöglichkeiten bei der Anpassung der Emissionseigenschaften der Pigmente ist erreichbar, indem in besonders vorteilhafter Ausgestaltung die Feldverdrängungselemente oder zumindest Teile davon in Form von mit einer Dielektrizitätszahl von mehr als etwa 50, vorzugsweise als elektrisch leitfähige Pigmente, zusätzlich zu den elektrolumineszierenden Pigmenten in die
Markierungsschicht eingelagert sind. Dabei ist insbesondere beim Aufbringen der Markierungsschicht bei geeigneter Wahl des Ausgangsprodukts, insbesondere bei inniger Mischung der elektrolumineszierenden Pigmente mit den Pigmenten mit hoher Dielektrizitätszahl im Ausgangsmaterial, die Aufbringung sowohl der im Sicherheitselemente eigentlich aktiven Partikel, nämlich der elektrolumineszierenden Pigmente, als auch der feldverstärkenden Partikel, nämlich der Pigmente mit hoher Dielektrizitätszahl, in lediglich einem einzigen Arbeitsgang und somit mit besonders gering gehaltenem Aufwand möglich.
Besonders bevorzugt, insbesondere im Hinblick auf den erforderlichen Herstellungsaufwand und die Variationsmöglichkeiten bei einer grafischen Ausgestaltung der Markierungsschicht, beispielsweise zur Wiedergabe optischer Informationen, ist die Anwendung eines Druckverfahrens, vorzugsweise von Siebdruck, Stichtiefdruck, Offsetdruck oder Lettersetdruck bei der Aufbringung der Markierungsschicht auf den Trägerkörper. Die Markierungsschicht ist für die Herstellung durch Druckverfahren besonders geeignet, indem ihre wesentlichen Komponenten, also insbesondere die elektrolumineszierenden Pigmente und/oder die elektrisch leitfähigen Pigmente, in besonderem Maße für eine Aufbringung in einem Druckverfahren geeignet gestaltet sind. Dazu weisen die elektrisch leitfähigen Pigmente vorteilhafterweise eine mittlere Pigmentgröße von weniger als 25 μm auf. Ein besonders ausgeprägter Feldverstärkungseffekt ist darüber hinaus erreichbar, indem die elektrisch leitfähigen Pigmente in besonders vorteilhafter Ausgestaltung eine Pigmentgröße von etwa 3 μm bis 7 μm aufweisen.
Im Hinblick auf den gewünschten Feldverstärkungseffekt sind die Pigmente hoher Dielektrizitätszahl darüber hinaus hinsichtlich ihres Anteils an den insgesamt vorgesehenen Partikeln geeignet gewählt. Wie sich herausgestellt hat, ist ein geeigneter Parameter hierfür die Flächendeckung, mit der die jeweiligen Partikel auf dem Substrat nebeneinander liegen, und die beispielsweise in Aufsicht auf die Markierungsschicht ermittelbar ist. Um einerseits einen ausreichend hohen Effekt an Feldverstärkung zu erzielen, andererseits aber eine Abschirmung der dazwischenliegenden elektrolumineszierenden Partikel oder sogar elektrische Überschläge zu vermeiden, sind die Pigmente hoher Dielektrizitätszahl vorteilhafterweise mit einer Flächendeckung von etwas weniger als 50 %, vorzugsweise etwas weniger als 40 %, aufgebracht. Im Falle von als Elektroden vorgesehenen elektrisch leitfähigen Pigmenten weisen diese vorzugsweise eine Flächendeckung von etwas weniger als 30 % auf.
Wie sich zudem überraschenderweise herausgestellt hat, ist ein besonders hoher Feldverstärkungseffekt erreichbar, indem die Pigmente hoher Dielektrizitätskonstante eine räumlich anisotrope Gestalt, vorzugsweise annähernd eine Nadelform oder eine Plättchenform, aufweisen.
Für ein über die Markierungsschicht gesehen insgesamt besonders ausgeprägtes Elektrolumineszenzverhalten sollte einerseits eine besonders ausgeprägte Feldkompression durch einen ausreichenden Anteil an feldverstärkenden Pigmenten gewährleistet sein, wobei andererseits die Ausbildung von elektrischen Kurzschlüssen innerhalb der Markierungsschicht durch einen zu hohen Anteil an derartigen Pigmenten vermieden sein sollte. Des Weiteren sollte eine insgesamt hohe Elektrolumineszenz dadurch sichergestellt werden, dass ein ausreichend hoher Anteil an elektrolumineszierenden Pigmenten vorgesehen ist, wobei sich andererseits herausgestellt hat, dass bei einem zu hohen Anteil an elektrolumineszierenden Pigmenten lediglich ein vergleichsweise geringer Bruchteil derselben auch tatsächlich zur Elektrolumineszenz angeregt wird. Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnisse hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn in der Markierungsschicht das Verhältnis des Anteils der elektrolumineszierenden Pigmente zum Anteil der Pigmente hoher Dielektrizitätszahl etwa 6:1 bis 1 :6, vorzugsweise etwa 2:1 bis 1 :2, beträgt.
Als besonders günstige Verstärkermaterialien sind vorteilhafterweise als Pigmente hoher Dielektrizitätszahl metallische Pigmente, vorzugsweise Fe-, Cu-, AI- oder Ag-Pig- mente oder Pigmente aus leitfähigen Polymeren, vorzugsweise aus Polyanilin, vorge- sehen. Gerade die Verwendung von Silber(Ag)-Pigmenten ist dabei besonders vorteilhaft, da die Zugabe von Silber-Partikeln beim Kopieren der jeweiligen optischen Struktur zu einer Schwärzung führt, so dass derartige Partikel noch als zusätzliches Sicherheitsmerkmal dienen können. Alternativ oder zusätzlich können auch Pigmente aus hoch dotierten Halbleitermaterialien, Kohlenstofffasern oder Bariumtitanat beigemischt sein. Bariumtitanat mit einer Dielektrizitätskonstanten von vorzugsweise etwa 1000 bis 1000 ist dabei zur Bildung der Feldverdrängungselemente besonders geeignet.
In weiterer oder alternativer vorteilhafter Ausgestaltung sind als Pigmente hoher Dielektrizitätszahl auch Pigmente aus zumindest teilweise metallisch beschichteten Grundkörpern vorgesehen. Die Grundkörper, die ihrerseits auf Kunststoffbasis, beispielsweise aus PVC oder PC, oder auch auf Basis der eigentlich elektrolumineszierenden Pigmente hergestellt sein können, können dabei als Ausgangsprodukt durch so genanntes Mikroverkapseln oder Coaten gänzlich mit metallischen Verbindungen umhüllt werden, wobei als Alternative zum Aufbringen der metallischen Verbindungen auch elektrochemische Reduktionsverfahren, das Aufwachsen von Schichten oder Sputtem vorgesehen sein kann. Die Grundkörper, insbesondere die elektrolumineszierenden Pigmente, werden dabei insbesondere mit einer Schicht einer Schichtdicke im nm- oder μm-Bereich versehen. Diese Ausgangsprodukte können beispielsweise durch einen Mahlprozess in einer Kugelmühle mechanisch gesplittert und somit aufgebrochen werden, wobei Splitterstücke mit nur zum Teil elektrisch leitfähigen Grenzflächen entstehen. Bezüglich des Verfahrens zur Herstellung des Wertdokuments wird die oben genannte Aufgabe gelöst, indem die Markierungsschicht mittels eines Druckverfahrens, vorzugsweise mittels Siebdruck, (Stich-)Tiefdruck, Offsetdruck, Hochdruck oder Lettersetdruck, auf den Trägerkörper aufgebracht wird. Damit ist eine vergleichsweise einfache Herstellung des mit dem Sicherheitselement ausgestattetem Wertdokuments ermöglicht, wobei zudem eine besonders hohe Flexibilität bei einer eventuell gewünschten grafischen Ausgestaltung der Markierungsschicht, beispielsweise als Druckbild, ermöglicht ist.
Eine besonders günstige Anpassbarkeit der Elektrodenstrukturen an die Erfordernisse der Feldkompression ist erreichbar, indem die Feldverdrängungselemente vorteilhafterweise vor oder nach dem Aufbringen der Markierungsschicht auf den Trägerkörper aufgedruckt werden, wobei insbesondere die laterale Struktur der Feldverdrängungselemente an materialspezifische Vorgaben angepasst sein kann. Beim Aufdrucken können dabei insbesondere regelmäßige laterale Strukturen, wie beispielsweise Punktgitter oder Raster, periodische Linienstrukturen oder offene Kreuzgitter, erzeugt werden. Die Aufbringung des zur Bildung der Feldverdrängungselemente vorgesehenen Materials kann dabei beispielsweise durch Aufdruck geeignet gewählter leitfähiger Druckfarben erfolgen.
Ein besonders einfacher und somit besonders bevorzugter Herstellungsprozess ist aber erreichbar, indem die elektrolumineszierenden Pigmente der Markierungsschicht in einem Arbeitsschritt gemeinsam mit den zur Feldverstärkung vorgesehenen Feldverdrängungselemente auf den Trägerkörper aufgebracht werden. Dazu wird vorteilhafterweise beim Aufbringen der Markierungsschicht eine Druckfarbe verwendet, in der zusätzlich zu den elektrolumineszierenden Pigmenten und einem ggf. erforderlichen Löse- und/oder Bindemittel zur Bildung der Feldverdrängungselemente Pigmente mit einer Dielektrizitätszahl von mehr als etwa 50, vorzugsweise elektrisch leitfähige Pigmente, enthalten sind.
Zweckmäßigerweise ist die Druckfarbe hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und hinsichtlich ihrer Bestandteile für eine besonders günstige Verwendbarkeit in einem Druckprozess ausgelegt. Dazu enthält die Druckfarbe vorteilhafterweise einen Pigmentanteil von insgesamt, also hinsichtlich der elektrolumineszierenden Pigmente und der Pigmente hoher Dielektrizitätszahl, weniger als 30 %, vorteilhafterweise von weniger als 25 %. Des Weiteren sind die Pigmente vorteilhafterweise derart ausgestaltet, dass sie zur Verwendung in einem Druckverfahren besonders geeignet sind. Dazu weisen die elektrolumineszierenden Pigmente und/oder die elektrisch leitfähigen Pigmente vorteilhafterweise eine mittlere Partikelgröße von weniger als 25 μm auf.
Die Herstellung der Druckfarbe kann insbesondere durch Zugeben von elektrolu- mineszierenden Pigmenten und elektrisch leitfähigen Verstärkerpigmenten zu Löse- und/oder Bindemittel, ggf. unter Zugabe weiterer Farben, und nachfolgendem Vermischen erfolgen. Bei der Herstellung wird vorteilhafterweise in besonderem Maße darauf geachtet, dass im eigentlich angestrebten Endprodukt, also in der auf dem Trägerkörper aufgebrachten Markierungsschicht, besonders günstige Anteilskon- zentrationen der einzelnen Partikelfraktion, also einerseits der elektrolumineszierenden Pigmente und andererseits der zur Felderhöhung vorgesehenen Pigmente, im Hinblick auf eine besonders ausgeprägte gesamte Elektrolumineszenz entstehen. Im Hinblick auf dieses Auslegungsziel wird vorteilhafterweise eine Druckfarbe verwendet, die einen Gewichtsanteil von etwa 3 % bis 20 %, vorzugsweise von etwa 5 % bis 10 %, an elektrolumineszierenden Pigmenten und/oder einen Gewichtsanteil von etwa 1 % bis 20 %, vorzugsweise von etwa 3 % bis etwa 15 %, an Pigmenten hoher Dielektrizitätszahl enthält. In Zusätzlicher oder alternativer vorteilhafter Ausgestaltung beträgt dabei in der Druckfarbe das Verhältnis des Anteils der elektrolumineszierenden Pigmente zum Anteil der Pigmente hoher Dielektrizitätszahl etwa 6:1 bis 1 :6, vorzugsweise etwa 2:1 bis 1 :2.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die gezielte Kombination von elektrolumineszierenden Pigmenten mit geeignet positionierten und dimensionierten Feldverdrängungselementen, insbesondere elektrisch isolierten („floatenden") Elektroden, im Bereich der Markierungsschicht eine gezielte Komprimierung und Fokussierung eines berührungslos von extern aufgeprägten elektrischen Feldes in den unmittelbaren Umgebungsbereich der elektrolumineszierenden Pigmente erreichbar ist. Dadurch kann auch bei vergleichsweise moderaten oder geringen extern vorgegebenen elektrischen Feldstärken im lokalen Nahbereich der elektrolumineszierenden Pigmente deren für eine Anregung der Elektrolumineszenz erforderliche Feldstärke zuverlässig erreicht werden, so dass mit vergleichsweise geringen externen Feldern die Anregung der Lumineszenz ermöglicht ist. Dadurch ist eine vergleichsweise vielseitige Einsetzbarkeit der elektrolumineszierenden Pigmente gewährleistet. Eine besonders einfache Herstellungsweise ist dabei erreichbar, indem die elektrolumineszierenden Pigmente einerseits und die als Verstärkerpartikel vorgesehenen Pigmente andererseits jeweils drucktechnisch auf dem Trägerkörper aufgebracht werden, wobei dazu lediglich ein einziger Arbeitsschritt erforderlich ist, indem die Feldverdrängungselemente in Form geeignet gewählter Pigmente in der eigentlichen Druckfarbe gemeinsam mit den elektrolumineszierenden Pigmenten bereitgestellt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 ein Wertdokument in Draufsicht,
Fig. 2 einen Ausschnitt des Markierungsbereichs des Wertdokuments nach
Fig. 1 im Schnitt,
Fig. 3 den Ausschnitt nach Fig. 2 in Draufsicht,
Fig. 4-6 jeweils schematisch eine Elektrodenstruktur, und
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ausschnitts des Wertdokuments nach Fig. 1 in seinem Markierungsbereich im Schnitt.
Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Das Wertdokument 1 gemäß Fig. 1 , bei dem es sich beispielsweise um eine Banknote, eine Ausweiskarte, eine Chipkarte oder um ein beliebiges anderes gegen Fälschung oder Kopie gesichertes Sicherheitsdokument oder -erzeugnis handeln kann, umfasst als Grundelement einen Trägerkörper 2, der je nach Anwendungszweck des Wertdokuments 1 aus Papier, aus Kunststoff, aus laminierten Kunststoffschichten oder aus anderem geeignet gewählten Material aufgebaut sein kann. Auf dem Trägerkörper 2 ist in einem Markierungsbereich 4 ein Sicherheitselement 6 aufgebracht. Das Sicherheitselement 6 und der von diesem abgedeckte Markierungsbereich 4 können nach beliebigen, auf den Anwendungszweck zugeschnittenen Kriterien dimensioniert und ausgestaltet sein und insbesondere zur optischen Wiedergabe eines Druckbildes, beispielsweise eines Zahlenwertes, ausgestaltet sein.
Das Sicherheitselement 6 ist in besonderem Maße für eine automatisierte Auswertbarkeit seiner Sicherungsfunktion ausgestaltet. Dazu umfasst das Sicherheitselement 6, wie dies in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2, 7 im Schnitt gezeigt ist, im Markierungsbereich 4 eine auf den Trägerkörper 2 aufgebrachte Markierungsschicht 8. Die Markierungsschicht 8 ist dabei zur Sicherstellung einer automatisierten Auswertbarkeit auf der Basis elektrolumineszierender Pigmente 10 aufgebaut. Dabei ist zur Authentifizierung oder Auswertung des Sicherheitselements 6 die berührungslose Einstrahlung elektrischer Strahlung in die Markierungsschicht 8 von einem geeignet gewählten Prüfgerät aus, wie dies beispielsweise in der DE 197 08 543 offenbart ist, vorgesehen. Das in die Markierungsschicht 8 eingekoppelte elektrische Feld löst über das lokal entstehende elektrische Wechselfeld in den Pigmenten 10
Elektrolumineszenzerscheinungen aus, wobei die dabei generierte elektromagnetische Antwortstrahlung durch einen geeigneten Sensor erfasst und automatisiert ausgewertet werden kann.
Das Sicherheitselement 6 ist dabei in besonderem Maße dafür ausgelegt, die zur Authentifizierung vorgesehene Anregung der Elektrolumineszenz der Pigmente 10 zuverlässig auch dann zu gewährleisten, wenn die elektromagnetische Strahlung nur mit vergleichsweise geringer Feldstärke einkoppelt wird. Dazu ist das Sicherheitselement 6 für eine Komprimierung des eingestrahlten elektrischen Feldes ins- besondere in dessen Längsrichtung, die bevorzugtermaßen, wie durch den Pfeil 12 angedeutet, im Wesentlichen lateral bezogen auf den Trägerkörper 2 ausgerichtet ist, in den Nahbereich zumindest einiger der elektrolumineszierenden Pigmente 10 vorgesehen. Für eine derartige Feldkonzentration ist das Sicherheitselement 6 mit elektrisch isolierten, das heißt elektrisch weder untereinander noch mit einem externen Leiter verbundenen, geeignet dimensionierten Feldverdrängungselementen 14 ausgerüstet. Die Feldverdrängungselemente 14 weisen dazu eine hohe Dielektrizitätszahl von mehr als 100 auf, wobei im Ausführungsbeispiel zur Bildung von Elektroden elektrisch leitfähige Materialien gewählt sind. Die Elektroden liegen im Ausführungsbeispiel somit als so genannte „floatende" Elektroden vor. Die Feldverdrängungselemente 14 sind dabei insbesondere in ihrer lateralen Ausdehnung, also gesehen in Richtung parallel zur Oberfläche des Trägerkörpers 2, auf eine charakteristische Größe bis zu etwa 0,1 mm beschränkt. Zusätzlich zu den als „floatenden" Elektroden 14 ausgestalteten Feldverdrängungselementen können im Bereich der Markierungsschicht 8 noch weitere, mit äußeren Elementen verbundene Elektroden vorgesehen sein.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die Elektroden aus einem geeignet gewählten, elektrisch leitfähigen Material hergestellt, das durch ein Druckverfahren, vorzugsweise durch ein Siebdruckverfahren, auf den Trägerkörper 2 aufgebracht wurde. Das zur Bildung der Elektroden vorgesehene Ausgangsmaterial ist dabei insbesondere in Form einer geeignet gewählten, leitfähigen Druckfarbe bereitgestellt. Nach dem Aufdrucken der Elektroden wird bei der Herstellung des Wertdokuments 1 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die Markierungsschicht 8 mit den elektrolumineszierenden Pigmenten 10 aufgebracht, alternativ könnten aber auch die Elektroden auf die Markierungsschicht 8 aufgedruckt sein.
Hinsichtlich ihrer Gestalt und Dimensionierung sind die Elektroden im Ausführungs- beispiel nach Fig. 2 in besonderem Maße an den beabsichtigten Effekt der
Feldkomprimierung und -Verstärkung im Nahbereich der Pigmente 10 angepasst. Dazu sind die Elektroden in Form einer periodischen lateralen Struktur auf den Trägerkörper aufgebracht, so dass auch bei statistischer Verteilung der Pigmente 10 auf dem Trägerkörper 2 im Mittel ein zufriedenstellender Fokussierungseffekt des elektrischen Feldes erzielt wird.
Ausführungsbeispiele für Elektrodenstrukturen sind in den Figuren 3 bis 6 dargestellt. Fig. 3 zeigt dabei in Draufsicht einen Ausschnitt des Sicherheitselements 6 im Markierungsbereich 4. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind die Elektroden in Form eines regelmäßigen Punktgitters aufgebracht. Der Übersichtlichkeit halber sind in Fig. 3 lediglich einige wenige der elektrolumineszierenden Pigmente 10 dargestellt. Für einen besonders günstigen Feldverstärkungseffekt sind die Elektroden, wie dies in Fig. 3 erkennbar ist, sowohl hinsichtlich ihrer lateralen Dimensionierung als auch hinsichtlich ihres jeweiligen Abstands voneinander an die durchschnittliche Größe der elektrolumineszierenden Pigmente 10 angepasst. Dabei wird für die laterale Ausdehnung der Elektroden vorzugsweise eine Größe von etwa 25 μm gewählt, wobei die Elektroden voneinander im Mittel etwa 10 μm bis 50 μm beabstandet angeordnet sind. Alternativen für die laterale Struktur der Elektroden sind in den Figuren 4 bis 6 schematisch dargestellt. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist vorgesehen, die Elektroden in Form durchbrochener gerader Linien aufzubringen. Alternativ kann ein Linienmuster gemäß Fig. 5 vorgesehen sein. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist hingegen für die Struktur der Elektroden ein offenes Kreuzgitter vorgesehen.
In der besonders bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 7 ist jedoch die Aufbringung sowohl der elektrolumineszierenden Pigmente 10 als auch der Feldverdrängungselemente 14 in lediglich einem einzigen Arbeitsgang vorgesehen. Dazu sind die Feldverdrängungselemente 14 in dieser Ausführungsform in Form von Pigmenten 16 mit einer Dielektrizitätszahl von mehr als 100, im Ausführungsbeispiel elektrisch leitfähigen Pigmenten 16, in die eigentliche Markierungsschicht 8 integriert. Die zur Bildung der Elektroden vorgesehenen elektrisch leitfähigen Pigmente 16 sind dabei in Form und Dimensionierung in besonderem Maße an die erwünschte lokale Feldverstär- kung des eingestrahlten elektrischen Feldes ausgestaltet.
Dazu weisen die elektrisch leitfähigen Pigmente 16 eine räumlich anisotrope Gestalt, die insbesondere eine Nadelform annehmen könnte, auf. Hinsichtlich ihrer Partikelgröße oder Pigmentgröße ist eine mittlere Ausdehnung von etwa 3 μm bis 7 μm vorgesehen. Auch das Mischungsverhältnis zwischen elektrolumineszierenden Pigmenten und elektrisch leitfähigen Pigmenten 16 ist im Ausführungsbeispiel in besonderem Maße auf die gewünschte Feldverstärkung zur Erleichterung der Anregung der Elektrolumineszenz ausgerichtet. Dazu sind im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 annähernd so viele elektrisch leitfähige Pigmente 16 wie elektrolumineszierenden Pigmente 10 in der Markierungsschicht 8 enthalten. In der Markierungsschicht 8 beträgt somit das Verhältnis der Flächendeckung der elektrolumineszierenden Pigmente 10 zum Anteil der elektrisch leitfähigen Pigmente 16 etwa 2:1 bis 1 :2. In der Markierungsschicht 8 können darüber hinaus noch weitere Zuschlagsstoffe, wie beispielsweise Bariumtitanat (BaTi03), vorgesehen sein.
Die elektrisch leitfähigen Pigmente 16 könnten grundsätzlich aus einem beliebigen Material mit geeignet hoher Leitfähigkeit gebildet sein, wie beispielsweise leitfähiges Polymer, wie Polyanilin, metallisch beschichtete Kunststoffe auf PVC- oder PC-Basis, hoch dotierte Halbleitermaterialien oder Kohlenstofffasern. Im Ausführungsbeispiel sind die Pigmente 16 jedoch als metallische Pigmente, insbesondere als Aluminium- oder Kupferpartikel, ausgebildet. Bei der Verwendung von metallisch glänzenden Silberpartikeln als elektrisch leitfähige Pigmente 16 ist als Zusatzeffekt noch erreichbar, dass diese Partikel bei einem Kopierversuch eine Schwärzung des Kopiebildes verursachen würden und somit als zusätzliches Sicherheitselement dienen können.
Bei der Herstellung des Wertdokuments 1 in der in Fig. 7 gezeigten Form wird die Markierungsschicht 8 mittels eines Druckverfahrens, insbesondere mittels Siebdruck, Stichtiefdruck, Offsetdruck oder Lettersetdruck, auf den Trägerkörper 2 aufgebracht. Beim Aufbringen der Markierungsschicht 8 wird dabei eine Druckfarbe verwendet, in der zusätzlich zu den elektrolumineszierenden Pigmenten 10 und einem Löse- und/oder Bindemittel die elektrisch leitfähigen Pigmente 16 enthalten sind. Für eine besonders gute Verwendbarkeit in der Druckfarbe sind die elektrolumineszierenden Pigmente 10 und/oder die elektrisch leitfähigen Pigmente 16 dabei für eine mittlere Partikelgröße von weniger als 25 μm ausgelegt. In der Druckfarbe beträgt das Verhältnis des Anteils der elektrolumineszierenden Pigmente 10 zum Anteil der elektrisch leitfähigen Pigmente 16 etwa 2:1 bis 1 :2, entsprechend der angestrebten, in Fig. 7 dargestellten anteiligen Verteilung der Flächendeckung in der Markierungsschicht 8. Die bei der Herstellung der Markierungsschicht 8 verwendete Druckfarbe enthält zudem einen Gewichtsanteil von etwa 5 % bis 10 % an elektrolumineszierenden Pigmenten 10 und einen Gewichtsanteil von etwa 5 % bis 15 % an elektrisch leitfähigen Pigmenten 16. Weitere Pigmente der Druckfarbe, beispielsweise Partikel im Binder der Farbe, weisen vorzugsweise ebenfalls eine Partikelgröße von weniger als etwa 3 μm auf.
Zusätzlich können auch noch weitere, ohnehin vorgesehene Sicherheitsmerkmale wie beispielsweise Sicherheitsfäden oder Hologramme als weitere Elektroden 14 genutzt werden.
Bezugszeichenliste
Wertdokument Trägerkörper Markierungsbereich Sicherheitselement Markierungsschicht elektrolumineszierende Pigmente Pfeil Feldverdrängungselemente elektrisch leitfähige Pigmente

Claims

Ansprüche
1. Wertdokument (1 ) mit mindestens einem Sicherheitselement (6), das in einem Mar- s kierungsbereich (4) eine auf einem Trägerkörper (2) aufgebrachte, elektrolumineszierende Pigmente (10) umfassende Markierungsschicht (8) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass im Markierungsbereich (4) flächig verteilt eine Mehrzahl elektrisch isolierter Feldverdrängungselemente (14) mit einer Dielektrizitätszahl von mehr als 50, 0 vorzugsweise von mehr als 200, angeordnet ist, die einen mittleren Abstand zueinander von etwa 5 μm bis 500 μm, vorzugsweise von etwa 10 μm bis 200 μm, aufweisen.
2. Wertdokument (1 ) nach Anspruch 1 , bei dem die Feldverdrängungselemente (14) 5 eine laterale Größe von bis zu etwa 0,5 mm aufweisen.
3. Wertdokument (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Feldverdrängungselemente (14) als elektrisch leitfähige Elektroden ausgestaltet sind.
0 4. Wertdokument (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Feldverdrängungselemente (14) drucktechnisch auf den Trägerkörper (2) aufgebracht sind.
5. Wertdokument (1 ) nach Anspruch 4, bei dem die Feldverdrängungselemente (14) in Form einer lateral regelmäßigen Struktur, vorzugsweise in der Art eines 5 Punktgitters oder Rasters, in der Art einer periodischen Linienstruktur oder in der
Art eines offenen Kreuzgitters, auf den Trägerkörper (2) aufgebracht sind.
6. Wertdokument (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem als zumindest eines der Feldverdrängungselemente (14) ein weiteres Sicherheitsmerkmal, o vorzugsweise ein metallischer Sicherheitsfaden und/oder ein auf dem Trägerkörper
(2) aufgebrachtes Hologramm, vorgesehen ist.
7. Wertdokument (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem zumindest einige der Feldverdrängungselemente (14) in die Markierungsschicht (8) integriert sind.
8. Wertdokument (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem zumindest einige der Feldverdrängungselemente (14) in den Trägerkörper (2) integriert sind.
9. Wertdokument (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem zur Bildung von Feldverdrängungselementen (14) zusätzlich zu den elektrolumineszierenden Pigmenten (10) Pigmente (16) mit einer Dielektrizitätszahl von mehr als 50, vorzugsweise elektrisch leitfähige Pigmente, in die Markierungsschicht (8) eingelagert sind.
10. Wertdokument (1 ) nach Anspruch 9, bei dem die Pigmente (16) hoher Dielektrizitätszahl mit einer Flächendeckung von weniger als 50 %, vorzugsweise weniger als 40 %, aufgebracht sind.
11. Wertdokument (1 ) nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die Pigmente (16) als elektrisch leitfähige Pigmente ausgestaltet und mit einer Flächendeckung von weniger als 30 % aufgebracht sind.
12. Wertdokument (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , bei dem die Pigmente hoher Dielektrizitätszahl (16) eine räumlich anisotrope Gestalt, vorzugsweise annähernd eine Nadelform oder eine Plättchenform, aufweisen.
13. Wertdokument (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem das Verhältnis der Flächendeckung der Pigmente mit (16) hoher Dielektrizitätszahl etwa 6:1 bis 1 :6, vorzugsweise etwa 2:1 bis 1 :2, beträgt.
14. Wertdokument (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem als Pigmente (16) hoher Dielektrizitätszahl metallische Pigmente, vorzugsweise Fe-, Cu-, AI- oder Ag-
Pigmente, vorgesehen sind.
15. Wertdokument (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, bei dem als Pigmente (16) hoher Dielektrizitätszahl Pigmente aus leitfähigen Polymeren, vorzugsweise aus Polyanilin, vorgesehen sind.
16. Wertdokument (1 ) nach einem der Ansprüche 9 bis 15, bei dem als Pigmente (16) hoher Dielektrizitätszahl Pigmente aus zumindest teilweise metallisch beschichteten Grundkörpern vorgesehen sind.
17. Verfahren zur Herstellung eines Wertdokuments (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem die Markierungsschicht (8) mittels eines Druckverfahrens, vorzugsweise mittels Siebdruck, Stichtiefdruck, Offsetdruck oder Lettersetdruck, auf den Trägerkörper (2) aufgebracht wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, bei die Feldverdrängungselemente (14) auf den Trägerkörper (2) aufgedruckt werden.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, bei dem beim Aufbringen der Markierungsschicht (8) eine Druckfarbe verwendet wird, in der zusätzlich zu elektrolumineszierenden Pigmenten (10) und einem Löse- und/oder Bindemittel zur Bildung der Feldverdrängungselemente (14) Pigmente (16) mit einer Dielektrizitätszahl von mehr als 50 enthalten sind.
20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Druckfarbe einen Pigmentanteil von insgesamt weniger als 30 %, vorzugsweise von weniger als 25 %, enthält.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, bei dem die Druckfarbe einen Gewichtsanteil von etwa 1 % bis 20 %, vorzugsweise von etwa 5 % bis 10 %, an elektrolumineszierenden Pigmenten (10) enthält.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21 , bei dem die Druckfarbe einen Gewichtsanteil von etwa 1 % bis 20 %, vorzugsweise von etwa 3 % bis 15 %, an Pigmenten (16) hoher Dielektrizitätszahl enthält.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, bei dem in der Druckfarbe das Verhältnis des Anteils der elektrolumineszierenden Pigmente (10) zum Anteil der Pigmente (16) hoher Dielektrizitätszahl etwa 6:1 bis 1 :6, vorzugsweise etwa 2:1 bis 1 :2, beträgt.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, bei dem die elektrolumineszierenden Pigmente (10) und/oder die Pigmente (16) hoher Dielektrizitätszahl eine mittlere Partikelgröße von weniger als 50 μm aufweisen.
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