EP1673739A2 - Security document - Google Patents

Security document

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Publication number
EP1673739A2
EP1673739A2 EP04790135A EP04790135A EP1673739A2 EP 1673739 A2 EP1673739 A2 EP 1673739A2 EP 04790135 A EP04790135 A EP 04790135A EP 04790135 A EP04790135 A EP 04790135A EP 1673739 A2 EP1673739 A2 EP 1673739A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
document
value
approximately
luminescent
luminescent substances
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04790135A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Giering
Wolfgang Rauscher
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.)
Giesecke and Devrient GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient GmbH filed Critical Giesecke and Devrient GmbH
Publication of EP1673739A2 publication Critical patent/EP1673739A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/1205—Testing spectral properties

Definitions

  • the invention relates to a document of value, which is provided with luminescent substances to increase the security against forgery, and a method for its production.
  • the object of the invention is to name another possibility with which the emission of luminescent substances can be changed characteristically in order to give a document of value a high level of security against forgery.
  • the document of value has at least one pair of luminescent substances assigned to one another with a first and a second luminescent substance, which emit in a common emission range lying outside the visible spectral range.
  • the invention is based on the knowledge that the combination of two luminescent substances with mutually complementary overlapping emission spectra enables a high-quality and highly reliable change, since spectral resolution of the mutually complementary luminescent emissions is only possible with great technical effort.
  • the sum signal of all luminescence emissions in the spectral range under consideration is recorded. It is very difficult to draw conclusions on the chemical components of the luminescent substances on the basis of this sum signal, since the emission behavior of the lurninescent substances results not only from the substance properties but also from the respective quantitative ratios. Individual substances can therefore only be assigned to a measured emission spectrum if at least some of the luminescence peaks can be distinguished and individual substances can be clearly assigned.
  • the solution according to the invention enables a large number of possible safeguards and codes.
  • a high density of information is also achieved when encoded information is inserted or inserted into or into a document of value.
  • the common emission range of the two luminescent substances extends from approximately 750 nm to approximately 2500 nm, preferably from approximately 800 nm to approximately 2200 nm, particularly preferably from approximately 1000 nm to approximately 1700 nm. Is the relevant luminescent emission of a luminescent substance in the Range above about 1000 nm, so it is removed from the comparatively simple detection by commercially available infrared detectors based on silicon.
  • the first and / or second luminescent substance is formed on the basis of a doped host lattice.
  • These luminescent substances can be excited, for example, by irradiating directly into the absorption bands of the luminescent ions and then emitting them.
  • absorbing host gratings or so-called “sensitizers” can also be used, which absorb the excitation radiation and transmit it to the luminescent ion, which then emits itself with its characteristic wavelengths. It goes without saying that the host gratings and / or the dopants for the two luminescent Substances can be different in order to obtain different excitation and / or emission areas.
  • the host lattice absorbs up to approximately 1.1 ⁇ m in the visible spectral range and optionally also in the near infrared range.
  • the excitation can then take place via light sources, such as halogen lamps, flash lamps, LEDs, lasers or xenon arc lamps, with high effectiveness, so that only small amounts of the luminescent substance are required. This makes it possible, for example, to apply the luminescent substances to the value document using customary printing processes.
  • the small amount of substance also makes it difficult for potential counterfeiters to prove the substance used. If the host lattice absorbs in the near infrared up to about 1100 nm, easily detectable emission lines of the dopant ions can be suppressed, so that only the more complex emission to detect at longer wavelengths remains.
  • luminescent substances are used which absorb even in the visible spectral range, preferably over the largest part of the visible spectral range, particularly preferably into the near infrared range. Even then, emissions in these more accessible spectral ranges are suppressed.
  • the first and / or second luminescent substance is a luminescent substance based on a host lattice doped with rare earth elements. Neodymium, erbium, holmium, thulium, ytterbium, praseodymium, dysprosium or a combination of these elements are particularly suitable as dopants.
  • the first and / or second luminescent substance is a luminescent substance based on a host lattice doped with a chromophore, the chromophore from the group consisting of scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, Copper and zinc is selected.
  • a host lattice doped with a chromophore the chromophore from the group consisting of scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, Copper and zinc is selected.
  • the dopants and host lattices mentioned in WO 02/070279 are also suitable for use as luminescent substances in documents of value according to the invention.
  • At least one of the host lattices can be doped with several chromophores. It goes without saying that the two variants can be combined, that is to say that one of the luminescent substances is based on a rare earth-doped host lattice and the other luminescent substance is formed on the basis of a host lattice with a chromophore.
  • the host lattice can have a perovskite structure or a garnet structure, for example. At least one of the host lattices can also be formed by a mixed crystal. Further possible configurations of the host lattice and the dopants are listed in EP-B-0 052624 or EP-B-0053124, the disclosures of which are included in the present application.
  • the first and second luminescent substances are formed on the basis of different host lattices, which have a differently strong crystal field and which are each doped with the same dopant. Due to the influence of the crystal field at the location of the dopant, its electronic levels are shifted compared to the undisturbed state. Since the size of the shift varies for the different levels, depending on the strength and symmetry of the crystal field, there are shifts in the energy distance between the electronic levels and thus also the position of the emission lines. If the same dopant is selected for the first and second luminescent substances, small shifts of the associated emission lines with respect to the undisturbed emission can be set in a controlled manner by suitable selection of host lattices with differently strong crystal fields.
  • the subarea mentioned, in which the lurescence spectra of the first and second luminescent substances additionally overlap, preferably has a width of 200 nm or less, preferably 100 nm or less. In a preferred embodiment, the partial range extends from approximately 850 nm to approximately 970 nm.
  • the partial range extends from approximately 920 nm to approximately 1060 nm, or from approximately 1040 nm to approximately 1140 nm, or from approximately 1100 nm to approximately 1400 nm, preferably from approximately 1100 nm to approximately 1250 nm, particularly preferably from approximately 1120 nm to approximately 1220 nm, or from approximately 1300 nm to approximately 1500 nm, or from approximately 1400 nm to approximately 1700 nm.
  • the first and the second luminescent substance preferably each have at least one emission line in the partial area mentioned, the positions of which are at a distance of approximately 50 nm or less, preferably approximately 30 nm or less, particularly preferably approximately 20 nm or less, very particularly preferably have about 10 nm or less.
  • the emission lines are narrow-band and in particular have a half width of about 50 nm or less, preferably about 30 nm or less, particularly preferably about 20 nm or less, very particularly preferably about 10 nm or less.
  • the coding contains a further luminescent substance which has at least one emission line outside the sub-area mentioned.
  • the emission line is preferably outside the visible spectral range, in particular in the infrared spectral range above 1100 nm
  • Spectral range the wavelength range from 750 nm and larger, preferably 800 nm and larger.
  • the document of value can also contain several pairs of luminescent substances assigned to one another, which can each be formed as described.
  • the pairs of luminescent substances are preferably matched to one another in such a way that the subregions in which the emission spectra of the two luminescent substances additionally overlap are different for different pairs.
  • At least one of the luminescent substances can also be printed on the value document.
  • Several of the luminescent substances for example a pair of luminescent substances assigned to one another, can also be printed together in one printing ink on the value document.
  • the printing inks used for this can be transparent or contain additional color pigments which must not impair the detection of the feature substances.
  • they preferably have transparent regions in the excitation and considered emission region of the luminescent substances.
  • the value document preferably comprises a substrate, which is printed or printed by a printed or unprinted cotton fiber, a cotton / synthetic fiber paper, a cellulose-containing paper or a coated or unprinted plastic film is formed.
  • a laminated multilayer substrate can also be used.
  • the documents of value according to the invention are preferably banknotes, shares, credit cards, identity or identity cards, passports of any kind, visas, vouchers etc.
  • One or more of the luminescent substances e can also be introduced into the volume of the value document, in particular the value document substrate.
  • the luminescent substances can be introduced into the volume of a paper substrate, for example, by a method as described in EP-A-0659935 and DE 101 20818. To this extent, the disclosures of the cited documents are included in the present application.
  • the invention also makes it possible to use the number of luminescent substances used to generate codes which are also difficult to imitate and thus to be falsified.
  • two luminescent substances that are used are used According to the invention, if they overlap in a partial area of the spectrum, at least three codings can be generated via the presence or absence of the individual luminescent substances Supplement according to the invention in different sub-areas of the spectrum, used to form such encodings.
  • Another variant for generating encodings is to provide the pair or pairs of mutually associated luminescent substances in geometrically arranged areas on or in the value document. A single area can also represent a coding.
  • the coding can then consist of a certain luminescent substance pair being present from a number of possible pairs in this area of the value document.
  • the coding represents information about the document of value, the information being present in encrypted or unencrypted form.
  • the denomination of a banknote can be coded in a single field of the note if, depending on the denomination, a predetermined pair of luminescent substances is provided there.
  • Variations and combinations of the different dopants and host lattices can be used to generate a large number of luminescent substance pairs, the emission lines of which are relevant for the coding, and which additionally overlap in different spectral subregions.
  • very compact codes can be formed which, with a high density of information, take up little space on the value document.
  • At least one of the luminescent substances can already be added to the document of value during paper production.
  • at least one of the luminescent substances can be added to a printing ink and applied to the value document with the printing ink.
  • a printing ink For example, gravure, screen printing, letterpress, flexographic, inkjet, digital, transfer or offset printing can be used as the printing process.
  • At least one of the luminescent substances e can also be applied to the value document by means of a coating process.
  • At least one of the luminescent substances is supplied to the document of value through appropriately prepared mottled fibers during paper manufacture.
  • at least one of the luminescent substances is fed through a correspondingly prepared security thread or security strip during paper manufacture.
  • a correspondingly prepared self-supporting transfer element such as a patch or label, which is applied, in particular glued, to the value document, can also be used to apply at least one of the luminescent substances.
  • the luminescent substances of a pair assigned to one another are preferably supplied to the value document using the same method in order not to facilitate analysis by spatially separating the assigned luminescent substances.
  • different pairs of luminescent substances can be supplied using different methods. For example, a first pair of luminescent substances can be introduced into the paper substrate of a banknote during paper production and a second pair of luminescent substances can be printed on the banknote.
  • a transfer element such as a hologram patch, can be provided with a third pair of luminescent substances and can be glued to the bank note as a further security feature.
  • Show it: 1 is a schematic representation of a banknote with a coding according to an embodiment of the invention
  • Fig. 2 shows a section through the banknote of Fig. 1 along the line II-II, and
  • FIGS. 1 and 2 show schematic emission profiles of various luminescent substances, as can be used in the coding of FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 and 2 show a schematic illustration of a bank note 10, in which a code 11 is printed on the paper substrate 20 of the bank note.
  • 1 shows the bank note 10 in a top view and
  • FIG. 2 shows a cross section along the line II-II of FIG. 1.
  • the coding 11 contains two pairs of luminescent substances 12, 13 and 14, 15 assigned to one another.
  • the luminescent substances 12-15 show emissions in the infrared spectral range between 1000 and 1500 nm, whereby the emission spectra of two mutually associated luminescent substances additionally overlap in a specific sub-region of this spectral region, as described in more detail below.
  • any information for example the design Store the nomination and currency of the banknote 10 or a serial number in the code 11.
  • the coding shown can be used, for example, to represent a ternary code in which the state “0” is represented by an area without luminescent substances, the state “1” is represented by an area with the first pair of luminescent substances 12, 13 and the state “2” is represented by an area with the is represented by a second pair of luminescent substances 14, 15.
  • a measurement of the coding 11 shown in FIG. 1 with a suitable detector would therefore recognize the secondary coding “12021102”. This provides a compact coding that combines a high level of security against forgery with a high density of information and a small footprint.
  • the luminescent substances 12 and 13 are each formed on the basis of a neodymium-doped host lattice and, as shown in the left part of FIG. 3, each have an emission line in the range around 1064 nm. However, the two luminescent substances 12, 13 are formed on the basis of different host lattices, which generate a differently strong crystal field at the location of the neodymium ion.
  • the interaction between the crystal field and the neodymions results in emission lines 22 and 23 which are shifted slightly for the undisturbed value for both luminescent substances.
  • the peak position of the luminescent curve 22 of the first luminescent substance 12 is at a wavelength of 1065 nm and the
  • the two luminescence spectra 22, 23 overlap one another in the partial range from approximately 1000 nm to approximately 1150 nm in such a way that the emission spectrum 22 of the first luminescent substance 12 is supplemented by the emission spectrum 23 of the second luminescent substance 13.
  • the presence of the two luminescent substances 12 and 13 can practically not be recognized without prior knowledge of the substances used from the enveloping emission curve, so that the coding 11 has a high level of security against forgery. Since the spectrum is generated by different matrices in which the luminescent ions are located in different crystal fields, there are also no matrices that show the same emission spectrum by themselves.
  • the middle part of FIG. 3 shows the emission curve 24 and 25 of the luminescent substances 14 and 15 of the second pair of luminescent substances in the subrange relevant to them at wavelengths of 1150 to 1250 nm.
  • the luminescent substances 14, 15 are each based on a formed with a chromophore doped host lattice, the chromophore being selected from the group scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper and zinc.
  • the envelope of the luminescent emissions of the two luminescent substances 14, 15 practically cannot be deduced from the type of luminescent substances used without further information.
  • the luminescence emission of the aforementioned luminescent substances 12 and 13 at a wavelength of approximately 1300 nm is shown in the right-hand part of FIG. 3.
  • the coding 11 can also contain a further luminescent substance which, after excitation, shows an emission at a wavelength above 1100 nm. Its emission wavelength is tuned in such a way that it does not fall into the overlapping areas of the first or second pair of luminescent substances.
  • the presence or absence of the further luminescent substance in certain areas can also be used for coding and thus further increases the number of coding possibilities.

Abstract

The invention relates to a security document, especially a bank note, comprising at least one pair of luminescent substances which are associated with each other, consisting of a first and a second luminescent substance which are luminescent in a common emission range outside of the visible spectral range. According to the invention, the emission spectra of the first and second luminescent substance overlap in at least one partial area of the known emission range in such a manner that the emission spectrum of the first luminescent substance is completed by the emission spectrum of the second luminescent substance.

Description

Wertdokument value document
Die Erfindung betrifft ein Wertdokument, das zur Erhöhung der Fälschungs- Sicherheit mit lumineszierenden Substanzen versehen ist, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.The invention relates to a document of value, which is provided with luminescent substances to increase the security against forgery, and a method for its production.
Aus der Druckschrift WO 81/03508 ist ein Wertdokument mit Echtheitsmerkmalen in Form lu ineszierender Substanzen bekannt, die aus einem Luminophor und absorbierenden Substanzen bestehen. Dabei überlappt das Absorptionsspektrum der absorbierenden Substanzen teilweise das Anre- gungs- oder Emissionsspektrum des Luminophors und dämpft dieses damit in charakteristischer und messbarer Art und Weise. Dadurch genügt für eine Nachstellung des Echtheitsmerkmals eine Ermittlung des vorliegenden Lu- minophors nicht, da dessen Emission durch die absorbierenden Substanzen in charakteristischer Weise verändert wird.From document WO 81/03508 a document of value with authenticity features in the form of lu-inescent substances is known, which consists of a luminophore and absorbent substances. The absorption spectrum of the absorbing substances partially overlaps the excitation or emission spectrum of the luminophore and thus dampens it in a characteristic and measurable manner. As a result, a determination of the present lumophore is not sufficient for an adjustment of the authenticity feature, since its emission is changed in a characteristic manner by the absorbing substances.
Ausgehend von der bekannten Lösung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine andere Möglichkeit zu nennen, mit der die Emission lumines- zierender Substanzen charakteristisch verändert werden kann, um einem Wertdokument eine hohe Fälschungssicherheit zu verleihen.Based on the known solution, the object of the invention is to name another possibility with which the emission of luminescent substances can be changed characteristically in order to give a document of value a high level of security against forgery.
Die Aufgabe wird durch das Wertdokument mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Wert- dokuments ist Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The task is solved by the document of value with the features of the main claim. A method for producing such a value document is the subject of the independent claim. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß weist das Wertdokument zumindest ein Paar einander zugeordneter Lumineszenzstoffe mit einem ersten und einem zweiten Lumi- neszenzstoff auf, die in einem gemeinsamen, außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs liegenden Emissionsbereich emittieren. Dabei überlappen die Emissionsspektren des ersten und zweiten Lurrüneszenzstoffs in wenigstens einem Teilbereich des genannten Emissionsbereichs derart, dass das Emissionsspektrum des ersten Lumineszenzstoffs durch das Emissionsspektrum des zweiten Luruineszenzstoffs charakteristisch ergänzt wird, d. h. in dieser Form nicht durch Einzelstoffe imitiert werden kann.According to the invention, the document of value has at least one pair of luminescent substances assigned to one another with a first and a second luminescent substance, which emit in a common emission range lying outside the visible spectral range. The overlap Emission spectra of the first and second luminescent substances in at least a partial area of the said emission range such that the emission spectrum of the first luminescent substance is characteristically supplemented by the emission spectrum of the second luruinescent substance, ie it cannot be imitated in this form by individual substances.
Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass die Kombination zweier Lumineszenzstoffe mit einander ergänzend überlappenden Emissionsspektren eine hochwertige und hochsichere Veränderung ermöglicht, da eine spektrale Auflösung der einander ergänzenden Lummeszenzemissionen nur mit hohem technischen Aufwand gelingt. Bei der Messung des Emissionsverlaufs wird das Summensignal aller Lumineszenzemissionen im betrachteten Spektralbereich erfasst. Es ist sehr schwierig, auf der Grundlage dieses Summensignals auf die chemischen Komponenten der Lumineszenz- Stoffe rückzuschließen, da das Emissionverhalten der Lurnineszenzstoffe sich nicht nur aus den Stoffeigenschaften, sondern auch aus den jeweiligen Mengenverhältnissen ergibt. Einem gemessenen Emissionsspektrum lassen sich daher lediglich dann einzelne Stoffe zuordnen, wenn zumindest einige der Lumineszenzpeaks unterschieden und einzelnen Stoffen eindeutig zugeord- net werden können. Bei sehr stark überlappenden Lunrineszenzemissionen muss daher bei der Aufzeichnung und der Analyse des Emissionssignals ein sehr hoher Aufwand betrieben werden, um dem Summensignal einzelne Lumineszenzstoffe zuordnen zu können. Da handelsübliche Messsysteme diesen hohen Aufwand nicht betreiben, scheitern Nachstellungsversuche daran, dass der gemessene Emissionsverlauf nicht ohne weiteres mit handelsüblichen Lumineszenzstoffen nachgestellt werden kann. Sollte es gelingen, das mit handelsüblichen Messsystemen erfassbare Lumineszenzspektrum nachzustellen, so werden diese Fälschungsversuche bei der erfindungsgemäßen Auswertung und Analyse des Lumineszenzspektrums ein- deutig erkannt, da sie sozusagen die MiJkrostruktur des Emissionsverlaufs analysiert.The invention is based on the knowledge that the combination of two luminescent substances with mutually complementary overlapping emission spectra enables a high-quality and highly reliable change, since spectral resolution of the mutually complementary luminescent emissions is only possible with great technical effort. When measuring the emission curve, the sum signal of all luminescence emissions in the spectral range under consideration is recorded. It is very difficult to draw conclusions on the chemical components of the luminescent substances on the basis of this sum signal, since the emission behavior of the lurninescent substances results not only from the substance properties but also from the respective quantitative ratios. Individual substances can therefore only be assigned to a measured emission spectrum if at least some of the luminescence peaks can be distinguished and individual substances can be clearly assigned. In the case of very strongly overlapping lunrinescence emissions, a very high outlay must be made in recording and analyzing the emission signal in order to be able to assign individual luminescent substances to the sum signal. Since commercially available measuring systems do not carry out this great effort, adjustment attempts fail due to the fact that the measured emission curve cannot be easily adjusted using commercially available luminescent substances. If it is possible to reproduce the luminescence spectrum that can be detected using commercially available measuring systems, these counterfeit attempts are used in the evaluation and analysis of the luminescence spectrum according to the invention. clearly recognized, since it analyzes the micro structure of the emission curve, so to speak.
Da sich, wie nachfolgend näher ausgeführt, eine große Zahl von Lumines- zenzstoffen angeben lässt, die eine überlappende Emission in geeigneten Spektralbereichen zeigen, ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung eine Vielzahl möglicher Absicherungen und Codierungen. Neben der hohen Fälschungssicherheit wird so beim Auf- oder Einbringen codierter Informationen auf oder in ein Wertdokument auch eine hohe Informationsdichte er- reicht.Since, as explained in more detail below, a large number of luminescent substances can be specified which show an overlapping emission in suitable spectral ranges, the solution according to the invention enables a large number of possible safeguards and codes. In addition to the high level of security against forgery, a high density of information is also achieved when encoded information is inserted or inserted into or into a document of value.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung erstreckt sich der gemeinsame Emissionsbereich der beiden Lumineszenzstof e von etwa 750 nm bis etwa 2500 nm, bevorzugt von etwa 800 nm bis etwa 2200 nm, besonders bevorzugt von etwa 1000 nm bis etwa 1700 nm. Liegt die relevante Lumineszenzemission eines Lumineszenzstoffs im Bereich oberhalb von etwa 1000 nm, so ist sie dem vergleichsweise einfachen Nachweis durch handelsübliche Infrarotdetektoren auf Siliziumbasis entzogen.In an advantageous embodiment, the common emission range of the two luminescent substances extends from approximately 750 nm to approximately 2500 nm, preferably from approximately 800 nm to approximately 2200 nm, particularly preferably from approximately 1000 nm to approximately 1700 nm. Is the relevant luminescent emission of a luminescent substance in the Range above about 1000 nm, so it is removed from the comparatively simple detection by commercially available infrared detectors based on silicon.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der erste und/ oder zweite Lumineszenzstoff auf Basis eines dotierten Wirtsgitters gebildet. Diese Lumineszenzstoffe können z.B. dadurch angeregt werden, dass direkt in die Absorptionsbanden der lumineszierenden Ionen eingestrahlt wird und diese sodann emittieren. In bevorzugten Varianten können auch absorbierende Wirtsgitter oder so genannte „Sensitizer" eingesetzt werden, die die Anregungsstrahlung absorbieren und auf das lumineszierende Ion übertragen, das dann selbst mit seinen charakteristischen Wellenlängen emittiert. Es versteht sich, dass die Wirtsgitter und/ oder die Dotierstoffe für die beiden Lumineszenz- Stoffe verschieden sein können, um unterschiedliche Anregungs- und/ oder Emissionsbereiche zu erhalten.In a preferred embodiment, the first and / or second luminescent substance is formed on the basis of a doped host lattice. These luminescent substances can be excited, for example, by irradiating directly into the absorption bands of the luminescent ions and then emitting them. In preferred variants, absorbing host gratings or so-called “sensitizers” can also be used, which absorb the excitation radiation and transmit it to the luminescent ion, which then emits itself with its characteristic wavelengths. It goes without saying that the host gratings and / or the dopants for the two luminescent Substances can be different in order to obtain different excitation and / or emission areas.
In einer bevorzugten Ausgestaltung absorbiert das Wirtsgitter im sichtbaren Spektralbereich und gegebenenfalls zusätzlich im nahen Infrarotbereich bis zu etwa 1,1 μm. Die Anregung kann dann über Lichtquellen, wie Halogenlampen, Blitzlampen, LEDs, Laser oder Xenonbogenlampen, mit hoher Effektivität erfolgen, so dass nur geringe Stoffmengen des Lumineszenzstoffs erforderlich sind. Dadurch ist beispielsweise eine Aufbringung der Lumines- zenzstoffe auf das Wertdokument mit üblichen Druckverfahren möglich.In a preferred embodiment, the host lattice absorbs up to approximately 1.1 μm in the visible spectral range and optionally also in the near infrared range. The excitation can then take place via light sources, such as halogen lamps, flash lamps, LEDs, lasers or xenon arc lamps, with high effectiveness, so that only small amounts of the luminescent substance are required. This makes it possible, for example, to apply the luminescent substances to the value document using customary printing processes.
Auch erschwert die geringe Stoffmenge den Nachweis der eingesetzten Substanz für potentielle Fälscher. Absorbiert das Wirtsgitter im nahen Infrarot bis zu etwa 1100 nm, so können leicht nachweisbare Emissionslinien der Dotierstoffionen unterdrückt werden, so dass nur die aufwändiger zu detektie- rende Emission bei größeren Wellenlängen verbleibt.The small amount of substance also makes it difficult for potential counterfeiters to prove the substance used. If the host lattice absorbs in the near infrared up to about 1100 nm, easily detectable emission lines of the dopant ions can be suppressed, so that only the more complex emission to detect at longer wavelengths remains.
In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung werden Lumineszenzstoffe verwendet, die selbst im sichtbaren Spektralbereich, bevorzugt über den größten Teil des sichtbaren Spektralbereichs, besonders bevorzugt bis in den nahen Infrarotbereich hinein absorbieren. Auch dann werden Emissionen in diesen leichter zugänglichen Spektralbereichen unterdrückt.In an alternative preferred embodiment, luminescent substances are used which absorb even in the visible spectral range, preferably over the largest part of the visible spectral range, particularly preferably into the near infrared range. Even then, emissions in these more accessible spectral ranges are suppressed.
In einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Wertdokuments ist der erste und/ oder zweite Lumineszenzstoff ein Lumineszenzstoff auf Basis eines mit Seltenerdelementen dotierten Wirtsgitters. Als Dotierstoffe kommen dabei insbesondere Neodym, Erbium, Holmium, Thulium, Ytterbium, Praseodym, Dysprosium oder eine Kombination dieser Elemente infrage. Nach einer anderen vorteilhaften Variante ist der erste und/ oder zweite Lumineszenzstoff ein Lumineszenzstoff auf Basis eines mit einem Chromo- phor dotierten Wirtsgitters, wobei der Chromophor aus der Gruppe Scandi- um, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer und Zink ausgewählt ist. Auch die in der WO 02/ 070279 genannten Dotierstoffe und Wirtsgitter sind für den Einsatz als Lumineszenzstoffe in erfindungsgemäßen Wertdokumenten geeignet.In an advantageous variant of the document of value according to the invention, the first and / or second luminescent substance is a luminescent substance based on a host lattice doped with rare earth elements. Neodymium, erbium, holmium, thulium, ytterbium, praseodymium, dysprosium or a combination of these elements are particularly suitable as dopants. According to another advantageous variant, the first and / or second luminescent substance is a luminescent substance based on a host lattice doped with a chromophore, the chromophore from the group consisting of scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, Copper and zinc is selected. The dopants and host lattices mentioned in WO 02/070279 are also suitable for use as luminescent substances in documents of value according to the invention.
Zumindest eines der Wirtsgitter kann mit mehreren Chromophoren dotiert sein. Es versteht sich, dass die beiden Varianten kombiniert werden können, dass also einer der Lumineszenzstoffe auf Basis eines seltenerddotierten Wirtsgitters, der andere Lumineszenzstoff auf Basis eines Wirtsgitter mit einem Chromophor gebildet ist.At least one of the host lattices can be doped with several chromophores. It goes without saying that the two variants can be combined, that is to say that one of the luminescent substances is based on a rare earth-doped host lattice and the other luminescent substance is formed on the basis of a host lattice with a chromophore.
Das Wirtsgitter kann beispielsweise eine Perovskitstruktur oder eine Granatstruktur aufweisen. Zumindest eines der Wirtsgitter kann auch durch einen Mischkristall gebildet sein. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Wirtsgitter und der Dotierstoffe sind in der EP-B-0 052624 oder der EP-B-0053124 aufgeführt, deren Offenbarungen insoweit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen werden.The host lattice can have a perovskite structure or a garnet structure, for example. At least one of the host lattices can also be formed by a mixed crystal. Further possible configurations of the host lattice and the dopants are listed in EP-B-0 052624 or EP-B-0053124, the disclosures of which are included in the present application.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wertdokuments sind der erste und zweite Lumineszenzstoff auf Basis unterschiedlicher Wirtsgitter gebildet, die ein verschieden starkes Kristallfeld aufweisen und die jeweils mit demselben Dotierstoff dotiert sind. Durch den Einfluss des Kristallfelds am Ort des Dotierstoffs werden dessen elektronische Niveaus gegenüber dem ungestörten Zustand verschoben. Da die Größe der Verschiebung für die verschiedenen Niveaus variiert, ergeben sich, abhängig von Stärke und Symmetrie des Kristallfelds, Verschiebungen in den energe- tischen Abständen der elektronischen Niveaus und damit auch in der Lage der Emissionslinien. Wird für den ersten und zweiten Lumineszenzstoff derselbe Dotierstoff gewählt, so können durch geeignete Wahl von Wirtsgittern mit verschieden starkem Kristallf eld kontrolliert kleine Verschiebungen der zugehörigen Emissionslinien gegenüber der ungestörten Emission eingestellt werden.According to a preferred embodiment of the value document according to the invention, the first and second luminescent substances are formed on the basis of different host lattices, which have a differently strong crystal field and which are each doped with the same dopant. Due to the influence of the crystal field at the location of the dopant, its electronic levels are shifted compared to the undisturbed state. Since the size of the shift varies for the different levels, depending on the strength and symmetry of the crystal field, there are shifts in the energy distance between the electronic levels and thus also the position of the emission lines. If the same dopant is selected for the first and second luminescent substances, small shifts of the associated emission lines with respect to the undisturbed emission can be set in a controlled manner by suitable selection of host lattices with differently strong crystal fields.
Der genannte Teilbereich, in dem sich die Lur ineszenzspektren des ersten und zweiten Lumineszenzstoffs ergänzend überlappen, weist vorzugsweise eine Breite von 200 nm oder weniger, bevorzugt von 100 nm oder weniger auf. In einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich der Teilbereich von etwa 850 nm bis etwa 970 nm. In anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltungen erstreckt sich der Teilbereich von etwa 920 nm bis etwa 1060 nm, oder von etwa 1040 nm bis etwa 1140 nm, oder von etwa 1100 nm bis etwa 1400 nm, bevorzugt von etwa 1100 nm bis etwa 1250 nm, besonders bevorzugt von etwa 1120 nm bis etwa 1220 nm, oder von etwa 1300 nm bis etwa 1500 nm, oder von etwa 1400 nm bis etwa 1700 nm.The subarea mentioned, in which the lurescence spectra of the first and second luminescent substances additionally overlap, preferably has a width of 200 nm or less, preferably 100 nm or less. In a preferred embodiment, the partial range extends from approximately 850 nm to approximately 970 nm. In other, likewise advantageous configurations, the partial range extends from approximately 920 nm to approximately 1060 nm, or from approximately 1040 nm to approximately 1140 nm, or from approximately 1100 nm to approximately 1400 nm, preferably from approximately 1100 nm to approximately 1250 nm, particularly preferably from approximately 1120 nm to approximately 1220 nm, or from approximately 1300 nm to approximately 1500 nm, or from approximately 1400 nm to approximately 1700 nm.
Der erste und der zweite Lumineszenzstoff weisen in dem genannten Teilbe- reich vorzugsweise jeweils wenigstens eine Emissionslinie auf, deren Positionen einen Abstand von etwa 50 nm oder weniger, bevorzugt von etwa 30 nm oder weniger, besonders bevorzugt von etwa 20 nm oder weniger, ganz besonders bevorzugt von etwa 10 nm oder weniger aufweisen. Ein derart geringer Abstand der Emissionslinien erschwert den Nachweis, dass zwei unterschiedliche Lumineszenzstoffe vorliegen, beträchtlich. In bevorzugten Ausgestaltungen sind die Emissionslinien schmalbandig und weisen insbesondere eine Halbwertsbreite von etwa 50 nm oder weniger, bevorzugt von etwa 30 nm oder weniger, besonders bevorzugt von etwa 20 nm oder weniger, ganz besonders bevorzugt von etwa 10 nm oder weniger auf. Nach einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung enthält die Codierung einen weiteren Lumineszenzstoff, der zumindest eine Emissionslinie außerhalb des genannten Teilbereichs aufweist. Die Emissionslinie liegt dabei vorzugsweise außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs, insbesondere im infraroten Spektralbereich oberhalb von 1100 nm. Unter „infraroterThe first and the second luminescent substance preferably each have at least one emission line in the partial area mentioned, the positions of which are at a distance of approximately 50 nm or less, preferably approximately 30 nm or less, particularly preferably approximately 20 nm or less, very particularly preferably have about 10 nm or less. Such a small distance between the emission lines makes it difficult to prove that two different luminescent substances are present. In preferred configurations, the emission lines are narrow-band and in particular have a half width of about 50 nm or less, preferably about 30 nm or less, particularly preferably about 20 nm or less, very particularly preferably about 10 nm or less. According to an advantageous further development of the invention, the coding contains a further luminescent substance which has at least one emission line outside the sub-area mentioned. The emission line is preferably outside the visible spectral range, in particular in the infrared spectral range above 1100 nm
Spektralbereich" wird erfindungsgemäß der Wellenlängenbereich ab 750 nm und größer, vorzugsweise 800 nm und größer verstanden.Spectral range "means, according to the invention, the wavelength range from 750 nm and larger, preferably 800 nm and larger.
Das Wertdokument kann auch mehrere Paare einander zugeordneter Lumi- neszenzstoffe enthalten, die jeweils wie beschrieben gebildet sein können. Die Lumineszenzstoffpaare sind dabei vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, dass die Teilbereiche, in denen sich die Emissionsspektren der beiden Lumineszenzstoffe ergänzend überlappen, für verschiedene Paare verschieden sind.The document of value can also contain several pairs of luminescent substances assigned to one another, which can each be formed as described. The pairs of luminescent substances are preferably matched to one another in such a way that the subregions in which the emission spectra of the two luminescent substances additionally overlap are different for different pairs.
Zumindest einer der Lumineszenzstoffe kann mit auf das Wertdokument aufgedruckt sein. Dabei können auch mehrere der Lumineszenzstoffe, beispielsweise ein einander zugeordnetes Lumineszenzstoffpaar, in einer Druckfarbe gemeinsam auf das Wertdokument aufgedruckt sein. Die hierfür verwendeten Druckfarben können transparent sein oder zusätzliche Farbpigmente enthalten, die den Nachweis der Merkmalsstoffe nicht beeinträchtigen dürfen. Im Falle der Lumineszenzstoffe weisen sie bevorzugt im Anre- gungs- und betrachteten Emissionsbereich der Lumineszenzstoffe transparente Bereiche auf.At least one of the luminescent substances can also be printed on the value document. Several of the luminescent substances, for example a pair of luminescent substances assigned to one another, can also be printed together in one printing ink on the value document. The printing inks used for this can be transparent or contain additional color pigments which must not impair the detection of the feature substances. In the case of the luminescent substances, they preferably have transparent regions in the excitation and considered emission region of the luminescent substances.
Das Wertdokument umfasst vorzugsweise ein Substrat, das durch ein bedrucktes oder unbedrucktes Baumwollfaser, ein Baumwoll-/ Synthesefaserpapier, ein cellulosehaltiges Papier oder eine beschichtete, bedruckte oder unbedruckte Kunststofffolie gebildet ist. Auch ein laminiertes mehrschichtiges Substrat kommt in Betracht.The value document preferably comprises a substrate, which is printed or printed by a printed or unprinted cotton fiber, a cotton / synthetic fiber paper, a cellulose-containing paper or a coated or unprinted plastic film is formed. A laminated multilayer substrate can also be used.
Bei den erfindungsgemäßen Wertdokumenten handelt es sich vorzugsweise um Banknoten, Aktien, Kreditkarten, Ausweis- oder Identitätskarten, Pässe beliebiger Art, Visa, Wertgutscheine etc.The documents of value according to the invention are preferably banknotes, shares, credit cards, identity or identity cards, passports of any kind, visas, vouchers etc.
Einer oder mehrere der Lurnineszenzstoff e können auch in das Volumen des Wertdokuments, insbesondere des Wertdokumentsubstrats, eingebracht sein. Das Einbringen der Lumineszenzstoffe in das Volumen eines Papiersubstrats kann beispielsweise nach einem Verfahren erfolgen, wie es in den Druckschriften EP-A-0659935 und DE 101 20818 beschrieben ist. Die Offenbarungen der genannten Druckschriften werden insoweit in die vorliegende Anmeldung einbezogen.One or more of the luminescent substances e can also be introduced into the volume of the value document, in particular the value document substrate. The luminescent substances can be introduced into the volume of a paper substrate, for example, by a method as described in EP-A-0659935 and DE 101 20818. To this extent, the disclosures of the cited documents are included in the present application.
Abgesehen von der Möglichkeit, „völlig neue Emissionsspektren" herstellen zu können, bietet die Erfindung auch die Möglichkeit, über die Zahl der verwendeten Lumineszenzstoffe Codierungen zu erzeugen, die ebenfalls nur schwer nachzuahmen und damit zu fälschen sind. Werden beispielsweise zwei Lumineszenzstoffe verwendet, die sich gemäß der Erfindung in einem Teilbereich des Sepktru s überlappen, so lassen sich über die An- bzw. Abwesenheit der einzelnen Lumineszenzstoffe wenigstens drei Codierungen erzeugen. Vorzugsweise werden allerdings mehrere sich in einem Teilbereich des Spektrums ergänzende Lumineszenzstoffe oder mehrere Gruppen von Lumineszenzstoffen, deren Lumineszenzemission sich in unterschiedlichen Teilbereichen des Spektrums erfindungsgemäß ergänzen, verwendet, um derartige Codierungen zu bilden. Eine weitere Variante zur Erzeugung von Codierungen besteht darin, das Paar oder die Paare einander zugeordneter Lumineszenzstoffe in geometrisch angeordneten Bereichen auf oder in dem Wertdokument vorzusehen. Auch ein einziger Bereich kann eine Codierung darstellen. Beispielsweise kann die Codierung dann darin bestehen, dass ein bestimmtes Lumineszenzstoffpaar aus einer Anzahl möglicher Paare in diesem Bereich des Wertdokuments vorliegt.In addition to the possibility of being able to produce “completely new emission spectra”, the invention also makes it possible to use the number of luminescent substances used to generate codes which are also difficult to imitate and thus to be falsified. For example, two luminescent substances that are used are used According to the invention, if they overlap in a partial area of the spectrum, at least three codings can be generated via the presence or absence of the individual luminescent substances Supplement according to the invention in different sub-areas of the spectrum, used to form such encodings. Another variant for generating encodings is to provide the pair or pairs of mutually associated luminescent substances in geometrically arranged areas on or in the value document. A single area can also represent a coding. For example, the coding can then consist of a certain luminescent substance pair being present from a number of possible pairs in this area of the value document.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung stellt die Codierung eine Information über das Wertdokument dar, wobei die Information verschlüsselt oder unverschlüsselt vorliegt. Beispielsweise kann die Denomination einer Banknote in einem einzigen Feld der Note codiert sein, wenn dort je nach Denomination ein vorbestimmtes Lumineszenzstoffpaar vorgesehen ist.According to a preferred embodiment, the coding represents information about the document of value, the information being present in encrypted or unencrypted form. For example, the denomination of a banknote can be coded in a single field of the note if, depending on the denomination, a predetermined pair of luminescent substances is provided there.
Durch Variationen und Kombinationen der verschiedenen Dotierstoffe und Wirtsgitter lassen sich eine Vielzahl von Lumineszenzstoffpaaren erzeugen, deren für die Codierung relevante Emissionslinien sich jeweils in unterschiedlichen spektralen Teilbereichen ergänzend überlappen. Dadurch können sehr kompakte Codierungen gebildet werden, die bei hoher Informati- onsdichte nur wenig Raum auf dem Wertdokument einnehmen.Variations and combinations of the different dopants and host lattices can be used to generate a large number of luminescent substance pairs, the emission lines of which are relevant for the coding, and which additionally overlap in different spectral subregions. As a result, very compact codes can be formed which, with a high density of information, take up little space on the value document.
Bei der Herstellung des beschriebenen Wertdokuments kann zumindest einer der Lumineszenzstoffe dem Wertdokument bereits bei der Papierherstellung zugesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest einer der Lumineszenzstoffe einer Druckfarbe zugesetzt und mit der Druckfarbe auf das Wertdokument aufgebracht werden. Als Druckverfahren können beispielsweise Tiefdruck-, Siebdruck-, Hochdruck-, Flexodruck-, Tintenstrahl-, Digital-, Transfer- oder Offsetdruckverfahren zum Einsatz kommen. Auch kann zumindest einer der Lumineszenzstoff e durch einen Beschich- tungsprozess auf das Wertdokument aufgebracht werden.When producing the document of value described, at least one of the luminescent substances can already be added to the document of value during paper production. Alternatively or additionally, at least one of the luminescent substances can be added to a printing ink and applied to the value document with the printing ink. For example, gravure, screen printing, letterpress, flexographic, inkjet, digital, transfer or offset printing can be used as the printing process. At least one of the luminescent substances e can also be applied to the value document by means of a coating process.
Nach einer anderen Variante wird zumindest einer der Lumineszenzstoffe dem Wertdokument durch entsprechend präparierte Melierfasern bei der Papierherstellung zugeführt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass zumindest einer der Lumineszenzstof e durch einen entsprechend präparierten Sicherheitsfaden oder Sicherheitsstreifen bei der Papierherstellung zugeführt wird. Auch ein entsprechend präpariertes selbsttragendes Trans- ferelement, wie ein Patch oder Etikett, das auf das Wertdokument aufgebracht, insbesondere aufgeklebt wird, kann der Aufbringung zumindest eines der Lumineszenzstoffe dienen.According to another variant, at least one of the luminescent substances is supplied to the document of value through appropriately prepared mottled fibers during paper manufacture. Another possibility is that at least one of the luminescent substances is fed through a correspondingly prepared security thread or security strip during paper manufacture. A correspondingly prepared self-supporting transfer element, such as a patch or label, which is applied, in particular glued, to the value document, can also be used to apply at least one of the luminescent substances.
Die einander zugeordneten Lumineszenzstoffe eines Paares werden vor- zugsweise mit demselben Verfahren dem Wertdokument zugeführt, um nicht eine Analyse durch eine räumliche Trennung der zugeordneten Lumineszenzstoffe zu erleichtern. Verschiedene Lumineszenzstoffpaare können jedoch mit verschiedenen Verfahren zugeführt werden. Beispielsweise kann ein erstes Lumineszenzstoffpaar bei der Papierherstellung in das Papiersub- strat einer Banknote eingebracht und ein zweites Lumineszenzstoffpaar auf die Banknote aufgedruckt werden. Ein Transferelement, wie ein Hologrammpatch, kann mit einem dritten Lumineszenzstoffpaar versehen und als weiteres Sicherheitsmerkmal auf die Banknote aufgeklebt sein.The luminescent substances of a pair assigned to one another are preferably supplied to the value document using the same method in order not to facilitate analysis by spatially separating the assigned luminescent substances. However, different pairs of luminescent substances can be supplied using different methods. For example, a first pair of luminescent substances can be introduced into the paper substrate of a banknote during paper production and a second pair of luminescent substances can be printed on the banknote. A transfer element, such as a hologram patch, can be provided with a third pair of luminescent substances and can be glued to the bank note as a further security feature.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Fig. erläutert. Zur besseren Anschaulichkeit wird in den Fig. auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Darstellung verzichtet.A further exemplary embodiment and advantages of the invention are explained below with reference to the figure. For the sake of clarity, the figures are omitted from the scale and proportions.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einer Codierung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,Show it: 1 is a schematic representation of a banknote with a coding according to an embodiment of the invention,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Banknote von Fig. 1 entlang der Linie II-II, undFig. 2 shows a section through the banknote of Fig. 1 along the line II-II, and
Fig. 3 schematische Emissionsverläufe verschiedener Lumineszenzstoffe, wie sie bei der Codierung der Fig. 1 und 2 eingesetzt werden können.3 shows schematic emission profiles of various luminescent substances, as can be used in the coding of FIGS. 1 and 2.
Die Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote erläutert. Zunächst zeigen die Fig. 1 und 2 eine schematische Darstellung einer Banknote 10, bei der eine Codierung 11 auf das Papiersubstrat 20 der Banknote aufgedruckt ist. Fig. 1 zeigt die Banknote 10 in Aufsicht und Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1.The invention will now be explained using the example of a banknote. 1 and 2 show a schematic illustration of a bank note 10, in which a code 11 is printed on the paper substrate 20 of the bank note. 1 shows the bank note 10 in a top view and FIG. 2 shows a cross section along the line II-II of FIG. 1.
Wie am besten in Fig. 2 zu erkennen, enthält die Codierung 11 zwei Paare einander zugeordneter Lumineszenzstoffe 12, 13, bzw. 14, 15. Die Lumineszenzstoffe 12-15 zeigen nach Anregung Emissionen im infraroten Spektralbe- reich zwischen 1000 und 1500 nm, wobei sich die Emissionsspektren zweier einander zugeordneter Lumineszenzstoffe in einem bestimmten Teilbereich dieses Spektralbereichs ergänzend überlappen, wie nachfolgend genauer beschrieben.As can best be seen in FIG. 2, the coding 11 contains two pairs of luminescent substances 12, 13 and 14, 15 assigned to one another. After excitation, the luminescent substances 12-15 show emissions in the infrared spectral range between 1000 and 1500 nm, whereby the emission spectra of two mutually associated luminescent substances additionally overlap in a specific sub-region of this spectral region, as described in more detail below.
Durch die Anordnung von Bereichen 16 mit dem ersten Lumineszenzstoffpaar 12, 13, Bereichen 17 mit dem zweiten Lumineszenzstoffpaar 14, 15 und Bereichen 18 ohne Lumineszenzstoffe entlang eines vorgegebenen geometrischen Musters, lässt sich eine beliebige Information, beispielsweise die De- nomination und Währung der Banknote 10 oder eine Seriennummer in der Codierung 11 ablegen.By arranging regions 16 with the first pair of luminescent substances 12, 13, regions 17 with the second pair of luminescent substances 14, 15 and regions 18 without luminescent substances along a predetermined geometric pattern, any information, for example the design Store the nomination and currency of the banknote 10 or a serial number in the code 11.
Mit der gezeigten Codierung kann beispielsweise ein Ternärcode dargestellt werden, bei dem der Zustand „0" durch einen Bereich ohne Lumineszenzstoffe, der Zustand „1" durch einen Bereich mit dem ersten Lumineszenzstoffpaar 12, 13 und der Zustand „2" durch einen Bereich mit dem zweiten Lumineszenzstoffpaar 14, 15 repräsentiert wird. Eine Messung der in Fig. 1 gezeigten Codierung 11 mit einem geeigneten Detektor würde daher die ter- näre Codierung „12021102" erkennen. Somit wird eine kompakte Codierung bereitgestellt, die eine hohe Fälschungssicherheit mit einer hohen Informationsdichte und geringem Flächenbedarf vereint.The coding shown can be used, for example, to represent a ternary code in which the state “0” is represented by an area without luminescent substances, the state “1” is represented by an area with the first pair of luminescent substances 12, 13 and the state “2” is represented by an area with the is represented by a second pair of luminescent substances 14, 15. A measurement of the coding 11 shown in FIG. 1 with a suitable detector would therefore recognize the secondary coding “12021102”. This provides a compact coding that combines a high level of security against forgery with a high density of information and a small footprint.
Die Lumineszenzstoffe 12 und 13 sind jeweils auf Basis eines neodym- dotierten Wirtsgitters gebildet und weisen, wie im linken Bildteil der Fig. 3 gezeigt, jeweils eine Emissionslinie im Bereich um 1064 nm auf. Die beiden Lumineszenzstoffe 12, 13 sind allerdings auf Basis unterschiedlicher Wirtsgitter ausgebildet, die am Ort des Neodymions ein unterschiedlich starkes Kristallfeld erzeugen.The luminescent substances 12 and 13 are each formed on the basis of a neodymium-doped host lattice and, as shown in the left part of FIG. 3, each have an emission line in the range around 1064 nm. However, the two luminescent substances 12, 13 are formed on the basis of different host lattices, which generate a differently strong crystal field at the location of the neodymium ion.
Durch die Wechselwirkung zwischen dem Kristallf eld und den Neodymionen ergeben sich, wie oben erläutert, für beide Lumineszenzstoffe leicht gegen den ungestörten Wert verschobene Emissionslinien 22 bzw. 23. Im Ausführungsbeispiel liegt die Peakposition des Lumineszenzverlaufs 22 des ersten Lumineszenzstoffs 12 bei einer Wellenlänge von 1065 nm und dieAs explained above, the interaction between the crystal field and the neodymions results in emission lines 22 and 23 which are shifted slightly for the undisturbed value for both luminescent substances. In the exemplary embodiment, the peak position of the luminescent curve 22 of the first luminescent substance 12 is at a wavelength of 1065 nm and the
Peakposition des Lumineszenzverlaufs 23 des zweiten Lumineszenzstoffs 13 bei etwa 1090 nm. Wie in der Fig. 3 deutlich zu erkennen, überlappen die beiden Lumineszenzspektren 22, 23 einander im Teilbereich von etwa 1000 nm bis etwa 1150 nm derart, dass das Emissionsspektrum 22 des ersten Lurnineszenzstoffs 12 durch das Emissionsspektrum 23 des zweiten Lumineszenzstoffs 13 ergänzt wird. Aufgrund des geringen Abstands der beiden Linien lässt sich das Vorhandensein der beiden Lumineszenzstoffe 12 und 13 ohne vorherige Kenntnis der eingesetzten Stoffe aus der einhüllenden Emissionskurve praktisch nicht erkennen, so dass die Codierung 11 eine hohe Fälschungssicherheit aufweist. Da das Spektrum durch verschiedene Matrizen erzeugt wird, in denen sich die Lumineszenzionen in verschiedenen Kristallfeldern befinden, gibt es auch keine Matrizen, die für sich genommen das gleiche Emissionsspektrum zeigen.Peak position of the luminescence curve 23 of the second luminescent substance 13 at approximately 1090 nm. As can be clearly seen in FIG. 3, the two luminescence spectra 22, 23 overlap one another in the partial range from approximately 1000 nm to approximately 1150 nm in such a way that the emission spectrum 22 of the first luminescent substance 12 is supplemented by the emission spectrum 23 of the second luminescent substance 13. Because of the small distance between the two lines, the presence of the two luminescent substances 12 and 13 can practically not be recognized without prior knowledge of the substances used from the enveloping emission curve, so that the coding 11 has a high level of security against forgery. Since the spectrum is generated by different matrices in which the luminescent ions are located in different crystal fields, there are also no matrices that show the same emission spectrum by themselves.
Der mittlere Bildteil der Fig. 3 zeigt den Emissionsverlauf 24 und 25 der Lu- mineszenzstoffe 14 bzw. 15 des zweiten Lummeszenzstoffpaars in dem für sie relevanten Teilbereich bei Wellenlängen von 1150 bis 1250 nm. Die Lumineszenzstoffe 14, 15 sind im Ausführungsbeispiel jeweils auf Basis eines mit einem Chromophor dotierten Wirtsgitters gebildet, wobei der Chromophor aus der Gruppe Scandium, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer und Zink ausgewählt ist. Wie bei dem ersten Lumineszenzstoffpaar kann der Einhüllenden der Lumineszenzemissionen der beiden Lumineszenzstoffe 14, 15 die Art der eingesetzten Lumineszenzstoffe ohne weitere Informationen praktisch nicht entnommen werden.The middle part of FIG. 3 shows the emission curve 24 and 25 of the luminescent substances 14 and 15 of the second pair of luminescent substances in the subrange relevant to them at wavelengths of 1150 to 1250 nm. In the exemplary embodiment, the luminescent substances 14, 15 are each based on a formed with a chromophore doped host lattice, the chromophore being selected from the group scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper and zinc. As with the first pair of luminescent substances, the envelope of the luminescent emissions of the two luminescent substances 14, 15 practically cannot be deduced from the type of luminescent substances used without further information.
Als weiteres Beispiel ist im rechten Bildteil der Fig. 3 die Lumineszenzemission der zuvor erwähnten Lumineszenzstoffe 12 und 13 bei einer Wellenlänge von etwa 1300 nm gezeigt. Auch dort ergeben sich nahe beieinander liegende, schmale Emissionslinien 32 bzw. 33, deren gemeinsame Lumineszenzemission nur mit hochauflösenden Detektoren getrennt werden kann. Die Codierung 11 kann neben den beiden Lumineszenzstoffpaaren 12, 13 bzw. 14, 15 auch einen weiteren Lumineszenzstoff enthalten, der nach Anregung eine Emission bei einer Wellenlänge oberhalb von 1100 nm zeigt. Dessen Emissionswellenlänge ist dabei so abgestimmt, dass sie nicht in die Überlappungsbereiche des ersten oder zweiten Lumineszenzstoffpaars fällt. Die Anwesenheit oder Abwesenheit des weiteren Lumineszenzstoffs in bestimmten Bereichen kann ebenfalls zur Codierung eingesetzt werden und erhöht so die Zahl der Codierungsmöglichkeiten weiter.As a further example, the luminescence emission of the aforementioned luminescent substances 12 and 13 at a wavelength of approximately 1300 nm is shown in the right-hand part of FIG. 3. There, too, there are narrow emission lines 32 and 33 which are located close to one another and whose common luminescence emission can only be separated with high-resolution detectors. In addition to the two pairs of luminescent substances 12, 13 and 14, 15, the coding 11 can also contain a further luminescent substance which, after excitation, shows an emission at a wavelength above 1100 nm. Its emission wavelength is tuned in such a way that it does not fall into the overlapping areas of the first or second pair of luminescent substances. The presence or absence of the further luminescent substance in certain areas can also be used for coding and thus further increases the number of coding possibilities.
Es versteht sich, dass durch den Einsatz des oben genannten weiteren Lumineszenzstoffs oder durch die Verwendung weiterer Lumineszenzstoff paare der oben beschriebenen Art noch dichtere Codierungen möglich sind.It goes without saying that by using the above-mentioned further luminescent substance or by using further luminescent substance pairs of the type described above, even denser codes are possible.
Ebenso ist es möglich, alle Lumineszenzstoffe in einer Schicht vorzusehen und die Codierung über die An- bzw. Abwesenheit einzelner Lumineszenzstoffe oder Lumineszenzstoffpaare zu erzeugen. It is also possible to provide all luminescent substances in one layer and to generate the coding via the presence or absence of individual luminescent substances or pairs of luminescent substances.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Wertdokument, insbesondere Banknote, mit zumindest einem Paar einander zugeordneter Lumineszenzstoffe mit einem ersten und einem zweiten Lumineszenzstoff, die in einem gemeinsamen, außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs liegenden Emissionsbereich emittieren, wobei die Emissionsspektren des ersten und zweiten Lumineszenzstoffs in wenigstens einem Teilbereich des genannten Emissionsbereichs derart überlappen, dass das Emissionsspektrum des ersten Lumineszenzstoffs durch das Emissions- Spektrum des zweiten Lumineszenzstoffs charakteristisch ergänzt wird.1. Value document, in particular bank note, with at least one pair of luminescent substances assigned to one another and having a first and a second luminescent substance, which emit in a common emission range lying outside the visible spectral range, the emission spectra of the first and second luminescent substances in at least a partial range of the said emission range overlap in such a way that the emission spectrum of the first luminescent substance is characteristically supplemented by the emission spectrum of the second luminescent substance.
2. Wertdokument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der genannte Emissionsbereich von etwa 750 nm bis etwa 2500 nm, bevorzugt von etwa 800 nm bis etwa 2200 nm, besonders bevorzugt von etwa 1000 nm bis etwa 1700 nm erstreckt.2. Document of value according to claim 1, characterized in that said emission range extends from approximately 750 nm to approximately 2500 nm, preferably from approximately 800 nm to approximately 2200 nm, particularly preferably from approximately 1000 nm to approximately 1700 nm.
3. Wertdokument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/ oder zweite Lumineszenzstoff auf Basis eines dotierten Wirtsgitters gebildet ist.3. Value document according to claim 1 or 2, characterized in that the first and / or second luminescent substance is formed on the basis of a doped host lattice.
4. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/ oder zweite Lumineszenzstoff auf Basis eines mit Seltenerdelementen dotierten Wirtsgitters gebildet ist.4. Value document according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the first and / or second luminescent substance is formed on the basis of a host lattice doped with rare earth elements.
5. Wertdokument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirtsgitter mit Neodym, Erbium, Holmium, Thulium, Ytterbium, Praseodym, Dysprosium oder einer Kombination dieser Elemente dotiert ist. 5. Value document according to claim 4, characterized in that the host lattice is doped with neodymium, erbium, holmium, thulium, ytterbium, praseodymium, dysprosium or a combination of these elements.
6. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/ oder zweite Lumineszenzstoff auf Basis eines mit einem Chromophor dotierten Wirtsgitters gebildet ist, wobei der Chromophor aus der Gruppe Scandium, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer und Zink ausgewählt ist.6. document of value according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the first and / or second luminescent substance is formed on the basis of a host lattice doped with a chromophore, the chromophore from the group scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, Iron, cobalt, nickel, copper and zinc is selected.
7. Wertdokument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Wirtsgitter mit mehreren Chromophoren dotiert ist.7. document of value according to claim 6, characterized in that at least one of the host lattice is doped with a plurality of chromophores.
8. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Wirtsgitter durch einen Mischkristall gebildet ist.8. document of value according to at least one of claims 3 to 7, characterized in that at least one of the host lattice is formed by a mixed crystal.
9. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 8, da- durch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Lumineszenzstoff auf Basis unterschiedlicher Wirtsgitter gebildet sind, die ein verschieden starkes Kristallfeld aufweisen und die jeweils mit demselben Dotierstoff dotiert sind.9. Document of value according to at least one of claims 3 to 8, characterized in that the first and the second luminescent substance are formed on the basis of different host lattices which have a differently strong crystal field and which are each doped with the same dopant.
10. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, da- durch gekennzeichnet, dass der genannte Teilbereich, in dem sich die Emissionsspektren des ersten und zweiten Lumineszenzstoffs ergänzend überlappen, eine Breite von 200 nm oder weniger, bevorzugt von 100 nm oder weniger aufweist.10. The document of value according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the sub-area in which the emission spectra of the first and second luminescent substances additionally overlap has a width of 200 nm or less, preferably 100 nm or less ,
11. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich der genannte Teilbereich, in dem sich die Emissionsspektren des ersten und zweiten Lumineszenzstoffs überlappen, von etwa 850 nm bis etwa 970 nm, oder von etwa 920 nm bis etwa 1060 nm, oder von etwa 1040 nm bis etwa 1140 nm, oder von etwa 1100 nm bis etwa 1400 nm, bevorzugt von etwa 1100 nm bis etwa 1250 nm, besonders bevorzugt von etwa 1120 bis etwa 1220 nm, oder von etwa 1300 nm bis etwa 1500 nm, oder von etwa 1400 nm bis etwa 1700 nm erstreckt.11. The document of value according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that said sub-region, in which the emission spectra of the first and second luminescent substances overlap, from approximately 850 nm to approximately 970 nm, or from approximately 920 nm to approximately 1060 nm, or from about 1040 nm to about 1140 nm, or from about 1100 nm to about 1400 nm, preferably from approximately 1100 nm to approximately 1250 nm, particularly preferably from approximately 1120 to approximately 1220 nm, or from approximately 1300 nm to approximately 1500 nm, or from approximately 1400 nm to approximately 1700 nm.
12. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Lumineszenzstoff in dem genannten Teilbereich jeweils wenigstens eine Emissionslinie aufweisen, deren Positionen einen Abstand von etwa 30 nm oder weniger, bevorzugt von etwa 20 nm oder weniger, besonders bevorzugt von etwa 10 nm oder weniger aufweisen.12. The document of value according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the first and the second luminescent substance each have at least one emission line, the positions of which are at a distance of approximately 30 nm or less, preferably of approximately 20 nm or less , particularly preferably of about 10 nm or less.
13. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung einen weiteren Lumineszenzstoff enthält, der zumindest eine Emissionslinie außerhalb des genannten Teilbe- reichs aufweist.13. A document of value according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that the coding contains a further luminescent substance which has at least one emission line outside the specified area.
14. Wertdokument nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Emissionslinie außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs liegt, wobei die Emissionslinie bevorzugt im infraroten Spektralbereich oberhalb von 1100 nm liegt.14. The document of value according to claim 13, characterized in that the at least one emission line lies outside the visible spectral range, the emission line preferably being in the infrared spectral range above 1100 nm.
15. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung mehrere Paare einander zugeordneter Lumineszenzstoffe, wie in den Ansprüchen 1 bis 14 angegeben, aufweist.15. Value document according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the coding comprises a plurality of pairs of mutually associated luminescent substances, as specified in claims 1 to 14.
16. Wertdokument nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche, in denen das Emissionsspektrum des ersten und zweiten Lumineszenzstoffs eines Paars einander ergänzend überlappen, für verschiedene Paare einander zugeordneter Lumineszenzstoffe verschieden sind.16. Value document according to claim 15, characterized in that the Subareas in which the emission spectrum of the first and second luminescent substances of a pair additionally overlap one another are different for different pairs of luminescent substances assigned to one another.
17. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Lumineszenzstoffe auf das Wertdokument aufgedruckt ist.17. Value document according to at least one of claims 1 to 16, characterized in that at least one of the luminescent substances is printed on the value document.
18. Wertdokument nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lumineszenzstoffe in einer Druckfarbe gemeinsam auf das Wertdokument aufgedruckt sind.18. Value document according to claim 17, characterized in that several luminescent substances are printed together in one printing ink on the value document.
19. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Wertdokument als Substrat ein bedrucktes oder unbedrucktes Baumwollpapier umfasst.19. The document of value according to at least one of claims 1 to 18, characterized in that the document of value comprises a printed or unprinted cotton paper as a substrate.
20. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Wertdokument als Substrat eine bedruckte oder unbedruckte Kunststofffolie umfasst.20. A document of value according to at least one of claims 1 to 19, characterized in that the document of value comprises a printed or unprinted plastic film as the substrate.
21. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Lumineszenzstoffe in das Volumen des Wertdokuments, insbesondere des Wertdokumentsubstrats eingebracht ist.21. Value document according to at least one of claims 1 to 20, characterized in that at least one of the luminescent substances is introduced into the volume of the value document, in particular the value document substrate.
22. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar oder die Paare einander zugeordneter Lumineszenzstoffe in geometrisch angeordneten Bereichen auf oder in dem Wertdokument vorliegen. 22. Value document according to at least one of claims 1 to 21, characterized in that the pair or pairs of mutually associated luminescent substances are present in geometrically arranged areas on or in the value document.
23. Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Paar einander zugeordneter Lumineszenzstoffe eine Codierung auf oder in dem Wertdokument bildet.23. Value document according to at least one of claims 1 to 22, characterized in that the at least one pair of luminescent substances assigned to one another forms a coding on or in the value document.
24. Wertdokument nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung eine Information über das Wertdokument darstellt, wobei die Information verschlüsselt oder unverschlüsselt vorliegt.24. A value document according to claim 23, characterized in that the coding represents information about the value document, the information being present in encrypted or unencrypted form.
25. Verfahren zur Herstellung eines Wertdokument nach einem der An- Sprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Wertdokument mit zumindest einem Paar einander zugeordneter Lumineszenzstoffe versehen wird, welche in einem gemeinsamen, außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs liegenden Emissionsbereich emittieren, wobei die Emissionsspektren des ersten und zweiten Lumineszenzstoffs in wenigstens einem Teilbereich des genannten Emissionsbereichs derart überlappen, dass das Emissionsspektrum des ersten Lumineszenzstoff s durch das Emissionsspektrum des zweiten Lumineszenzstoffs ergänzt wird.25. A method for producing a value document according to one of claims 1 to 24, characterized in that the value document is provided with at least one pair of mutually assigned luminescent substances which emit in a common emission range lying outside the visible spectral range, the emission spectra of the overlap first and second luminescent substances in at least a partial region of said emission region such that the emission spectrum of the first luminescent substance is supplemented by the emission spectrum of the second luminescent substance.
26. Verfahren zur Herstellung eines Wertdokument nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Lumineszenzstoffe dem26. A method for producing a document of value according to claim 25, characterized in that at least one of the luminescent substances
Wertdokument bei der Papierherstellung zugesetzt wird.Value document is added in the paper production.
27. Verfahren zur Herstellung eines Wertdokument nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Lumineszenz- Stoffe einer Drückfarbe zugesetzt und mit der Druckfarbe auf das Wertdokument aufgebracht wird.27. A method for producing a document of value according to claim 25 or 26, characterized in that at least one of the luminescent substances is added to a printing ink and applied to the document of value with the printing ink.
28. Verfahren zur Herstellung eines Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Lumineszenzstoffe durch einen Beschichtungsprozess auf das Wertdokument aufgebracht wird.28. A method for producing a value document according to at least one of claims 25 to 27, characterized in that at least one of the luminescent substances is applied to the value document by a coating process.
29. Verfahren zur Herstellung eines Wertdokument nach wenigstens ei- nem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Lumineszenzstoffe durch entsprechend präparierte Melierfasern bei der Papierherstellung zugeführt wird.29. A method for producing a document of value according to at least one of claims 25 to 28, characterized in that at least one of the luminescent substances is supplied by appropriately prepared mottled fibers during paper manufacture.
30. Verfahren zur Herstellung eines Wertdokument nach wenigstens ei- nem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Lumineszenzstoffe durch einen entsprechend präparierten Sicherheitsfaden oder Sicherheitsstreifen bei der Papierherstellung zugeführt wird.30. A method for producing a document of value according to at least one of claims 25 to 29, characterized in that at least one of the luminescent substances is fed through a correspondingly prepared security thread or security strip during paper manufacture.
31. Verfahren zur Herstellung eines Wertdokument nach wenigstens ei- nem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Lumineszenzstoffe durch ein entsprechend präpariertes selbsttragendes Transferelement, wie ein Patch oder Etikett, auf das Wertdokument aufgebracht, insbesondere aufgeklebt wird. 31. A method for producing a document of value according to at least one of claims 25 to 30, characterized in that at least one of the luminescent substances is applied, in particular glued, to the document of value by a correspondingly prepared self-supporting transfer element, such as a patch or label.
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