EP1744903B2 - Security element and method for producing same - Google Patents

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EP1744903B2
EP1744903B2 EP05743575.2A EP05743575A EP1744903B2 EP 1744903 B2 EP1744903 B2 EP 1744903B2 EP 05743575 A EP05743575 A EP 05743575A EP 1744903 B2 EP1744903 B2 EP 1744903B2
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Winfried HOFFMÜLLER
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Abstract

The security element production process involves applying an effect layer (34) to a plastic support film (32), and an auxiliary transfer layer (36) to the entire surface of both. The adhesion of the auxiliary transfer layer to the support film is less than that to the effect layer. An adhesive layer (38) is then applied to the target substrate (35) to transfer the formed layer compound.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen mit einer zumindest bereichsweise vorliegenden ersten optisch aktiven Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinem Material. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Sicherheitselements, eine Sicherheitsanordnung, die neben einem solchen Sicherheitselement ein separates Darstellungselement umfasst, sowie ein Sicherheitspapier und einen Wertgegenstand, die mit einem solchen Sicherheitselement oder einer solchen Sicherheitsanordnung ausgestattet sind.The invention relates to a security element for securing valuables with a first optically active layer of cholesteric liquid-crystalline material present at least in regions. The invention further relates to a method for producing such a security element, a security arrangement which, in addition to such a security element, comprises a separate display element, as well as a security paper and a valuable article, which are equipped with such a security element or security arrangement.

Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel oder Wertdokumente, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen ausgestattet, die eine Überprüfung der Echtheit des Wertgegenstands gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. ,Valuables, such as branded goods or documents of value, are often provided with security elements for the purpose of protection, which allow verification of the authenticity of the object of value and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction. .

Vielfach werden als Sicherheitselemente optisch variable Elemente eingesetzt, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck, beispielsweise einen unterschiedlichen Farbeindruck vermitteln. Aus der Druckschrift EP 0 435 029 A2 ist ein solches Sicherheitselement mit einer kunststoffähnlichen Schicht aus einem Flüssigkristallpolymer bekannt, die bei Zimmertemperatur ein ausgeprägtes Farbwechselspiel zeigt. Die optisch variablen Effekte der Flüssigkristallpolymere lassen sich durch Einfärben beliebiger Schichten mit herkömmlichen Farben kombinieren, wodurch sich Muster erzeugen lassen, die erst beim Verkippen der Sicherheitselemente sichtbar werden. Die Farbstoffe selbst können in einer beliebigen Schicht eingebracht oder als Druckbild aufgebracht sein.In many cases, optically variable elements are used as security elements, which give the viewer a different image impression, for example a different color impression, at different viewing angles. From the publication EP 0 435 029 A2 is such a security element with a plastic-like layer of a liquid crystal polymer is known which shows at room temperature a pronounced color change game. The optically variable effects of the liquid crystal polymers can be combined by coloring any layers with conventional colors, which can produce patterns that become visible only when tilting the security elements. The dyes themselves may be incorporated in any layer or applied as a printed image.

Bei den beschriebenen Sicherheitselementen führt der Farbkippeffekt der Flüssigkristallschichten aufgrund der physikalischen Gegebenheiten stets zu einer Verschiebung der reflektierten Lichtwellenlänge vom längerwelligen Bereich bei senkrechter Betrachtung zum kürzerwelligen Bereich bei Betrachtung der Schichten unter einem spitzen Winkel. Die Möglichkeiten zur Erzeugung unterschiedlicher Farbkippeffekte sind daher begrenzt.In the described security elements, the color shift effect of the liquid crystal layers due to the physical conditions always leads to a shift of the reflected light wavelength from the longer wavelength range when viewed perpendicularly to the shorter wavelength range when viewing the layers at an acute angle. The possibilities for generating different color shift effects are therefore limited.

Aus der Druckschrift EP 1156 934 B1 ist ein Sicherheitselement mit einer Flüssigkristallschicht als optisch variablem Material bekannt. Es wird ein Ausführungsbeispiel mit passerhaltiger Anordnung von Druckschichten aus rechtsdrehendem und linksdrehendem flüssigkristallinem Material beschrieben, die bei normaler Beleuchtung das gleiche Erscheinungsbild zeigen, so dass eine durch die Form bzw. den Umriss der Bereiche dargestellte Information nicht erkannt werden kann. Erst bei Betrachtung der Schichten durch einen geeigneten Polarisationsfilter kann die Information durch den Helligkeitsunterschied zwischen den Druckschichten erkannt werden. Um diesen Effekt zu erzielen, ist allerdings eine passergenaue Aufbringung der flüssigkristallinen Schichten erforderlich.From the publication EP 1156 934 B1 For example, a security element having a liquid crystal layer as an optically variable material is known. An embodiment is described with a passerhaltiger arrangement of printing layers of dextrorotatory and levorotatory liquid crystal material, which show the same appearance under normal lighting, so that an information represented by the shape or the outline of the areas can not be detected. Only when the layers are viewed through a suitable polarization filter can the information be recognized by the brightness difference between the printed layers. In order to achieve this effect, however, a register-accurate application of the liquid-crystalline layers is required.

Die Druckschrift WO 98/52077 A beschreibt ein optisches Bauelement mit einer optisch anisotropen Schicht, die mindestens zwei Bereiche mit unterschiedlichen Molekül-Orientierungen aufweist. Die anisotrope Schicht ist dabei eine aus vernetzten Flüssigkristall-Monomeren gebildete Retarderschicht.The publication WO 98/52077 A describes an optical device with an optically anisotropic layer having at least two regions with different molecular orientations. The anisotropic layer is a retarder layer formed from crosslinked liquid crystal monomers.

In der Druckschrift DE 102 43 650 A1 ist ein Wertgegenstand mit einem Sicherheitselement beschrieben, das mindestens ein erstes und ein zweites flüssigkristallines Material aufweist, wobei das erste Material thermochrome Eigenschaften und das zweite Material einen optisch variablen Effekt aufweist.In the publication DE 102 43 650 A1 is described a valuable article with a security element having at least a first and a second liquid crystalline material, wherein the first material thermochromic properties and the second material has an optically variable effect.

Die Druckschrift GB-A-2 282145 bezieht sich auf ein farbiges Material, das eine Mehrzahl von im Wesentlichen parallelen Blättchen eines chiralen Flüssigkristall-Polymers enthält, die bei Zimmertemperatur fest sind. Das Material erscheint bei Betrachtung senkrecht zur Oberfläche der Blättchen blau und erscheint bei Betrachtung unter einem spitzen Winkel rot. Die Blättchen können in Gestalt einer Mehrzahl von übereinander liegenden Schichten zweier unterschiedlicher Arten vorliegen, wobei eine erste Schicht bei Betrachtung senkrecht zur Oberfläche sichtbares, beispielsweise blaues Licht reflektiert und eine zweite Schicht infrarotes Licht reflektiert. Weitere reflektiert die erste Schicht bei Betrachtung unter einem spitzen Winkel ultraviolettes Licht und die zweite Schicht sichtbares Licht, beispielsweise rotes Licht. Alle anderen Wellenlängen werden von den Schichten im Wesentlichen durchgelassen und von einem schwarzen Kunststoffblatt absorbiert.The publication GB-A-2 282145 refers to a colored material containing a plurality of substantially parallel platelets of a chiral liquid crystal polymer that are solid at room temperature. The material appears blue when viewed perpendicular to the surface of the leaflets and appears red when viewed at an acute angle. The leaflets may be in the form of a plurality of superimposed layers of two different types, wherein a first layer when viewed perpendicular to the surface visible, for example, blue light reflects and a second layer reflects infrared light. Further, when viewed at an acute angle, the first layer reflects ultraviolet light and the second layer reflects visible light, such as red light. All other wavelengths are substantially transmitted by the layers and absorbed by a black plastic sheet.

Die Druckschrift US-B1-6 570 648 betrifft eine Sicherheitsmarkierung, deren Fälschungssicherheit im Vergleich zu bekannten Sicherheitsmarkierungen erhöht ist. Die Sicherheitsmarkierung enthält ein flüssigkristallines Material mit chiraler Phase, wobei innerhalb der Sicherheitsmarkierung mindestens zwei flüssigkristalline Materialien mit chiraler Phase vorhanden sind, die sich in mindestens einer Eigenschaft ausgewählt aus der Gruppe Händigkeit, Farbe und Farbflop unterscheiden und in Form einer strukturierten oder einer nicht strukturierten oder einer mehrschichtigen Markierung oder in Form von flüssigkristallinen Pigmenten in einer flüssigkristallinen Matrix angeordnet sind oder wobei mindestens ein flüssigkristallines Material mit chiraler Phase vorhanden ist, dessen Reflexionsbande durch spezielle Verfahren verbreitert wurde, oder wobei mindestens ein flüssigkristallines Material mit chiraler Phase vorhanden ist, das eine definierte dreidimensionale Anordnung aufweist.The publication US-B1-6 570 648 relates to a security tag whose tamper resistance is increased compared to known security tags. The security marking comprises a liquid-crystalline material with a chiral phase, wherein within the security marking at least two liquid-crystalline materials with chiral phase are present, which differ in at least one property selected from the group of handedness, color and Farbflop and in the form of a structured or a non-structured or or at least one chiral phase liquid crystalline material whose reflection band has been broadened by special methods, or at least one chiral phase liquid crystal material having a defined one is present in a multilayered marking or in the form of liquid crystalline pigments having three-dimensional arrangement.

Die Druckschrift US 2003/0179363 A1 betrifft ein Verfahren zur Fälschungssicherung, bei dem ein Authentisierungsmuster in einem Retarder durch eine spezielle Behandlung verborgen wird, die verschiedene Phasenverzögerungen in dem Retarder erzeugt.The publication US 2003/0179363 A1 relates to an anti-counterfeiting method in which an authentication pattern in a retarder is concealed by a special treatment that creates different phase delays in the retarder.

Die Druckschrift WO 03/006261 beschreibt ein Dokument in Gestalt einer Banknote, das ein rechteckiges Polymerblatt mit zwei gegenüberliegenden Flächen zum Tragen jeweiliger Informationen enthält. In dem Blatt ist ein rechteckiges Sicherheitsfenster angeordnet, das ein optisch variables Element enthält. Dieses weist ein rechteckiges Polarisationselement mit zwei gegenüberliegenden Flächen auf, die ein vorbestimmtes erstes und ein vorbestimmtes zweites doppelbrechendes Muster enthalten.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art mit hoher Fälschungssicherheit anzugeben, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
The publication WO 03/006261 describes a document in the form of a banknote containing a rectangular polymer sheet with two opposing surfaces for carrying respective information. In the sheet a rectangular security window is arranged containing an optically variable element. This has a rectangular polarizing element with two opposing surfaces containing a predetermined first and a predetermined second birefringent pattern.
Based on this, the present invention seeks to provide a security element of the type mentioned above with high security against counterfeiting, which avoids the disadvantages of the prior art.

Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein Verfahren zu seiner Herstellung, eine Sicherheitsanordnung und ein Wertgegenstand mit einem solchen Sicherheitselement sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the security element having the features of the main claim. A method for its production, a security arrangement and a valuable article with such a security element are given in the independent claims. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung enthält ein Sicherheitselement nach Anspruch 1.The invention contains a security element according to claim 1.

Dadurch lassen sich neuartige, die lichtpolarisierenden oder phasenschiebenden Eigenschaften der Flüssigkristallschichten ausnutzende Effekte erzielen, die die vorteilhafte Fälschungssicherheit bekannter Sicherheitselemente beibehalten oder sogar erhöhen. Wie nachfolgend im Detail erläutert, erlaubt die additive Farbmischung der Reflexionsspektren der beiden optisch aktiven Schichten die Erzeugung breiterer und ungewöhnlicher Farbkippeffekte. Auch lässt sich die Intensität des insgesamt reflektierten Lichts durch die Nutzung der beiden gegenläufigen zirkularen Polarisationsrichtungen erhöhen. In eine oder mehrere der Flüssigkristallschichten können darüber hinaus Informationen codiert werden, die sich nur unter Verwendung von Zirkularpolarisatoren auslesen lassen. In einer vorteilhaften Erfindungsvariante ist die zweite zirkulare Polarisationsrichtung des Lichts, das die zweite optisch aktive Schicht selbst oder in Zusammenwirkung mit der ersten optisch aktiven Schicht reflektiert, gegenläufig zur ersten zirkularen Polarisationsrichtung. In einer ebenfalls vorteilhaften Variante der Erfindung entspricht der von der zweiten optisch aktiven Schicht reflektierte Wellenlängenbereich dem ersten Wellenlängenbereich.As a result, it is possible to achieve novel effects which exploit the light-polarizing or phase-shifting properties of the liquid crystal layers, which retain or even increase the advantageous security against forgery of known security elements. As explained in detail below, the additive color mixing of the reflection spectra of the two optically active layers allows the generation of wider and unusual color-shift effects. Also, the intensity of the total reflected light can be increased by the use of the two counter-rotating circular polarization directions. In addition, information which can only be read out using circular polarizers can be coded in one or more of the liquid crystal layers. In an advantageous variant of the invention, the second circular polarization direction of the light, which reflects the second optically active layer itself or in cooperation with the first optically active layer, is opposite to the first circular polarization direction. In a likewise advantageous variant of the invention, the wavelength range reflected by the second optically active layer corresponds to the first wavelength range.

Die zweite optisch aktive Schicht bildet gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung eine phasenschiebende Schicht. Mit Vorteil bildet die zweite Schicht eine λ/2-Schicht für Licht aus dem ersten Wellenlängenbereich. Dabei ist die λ/2-Schicht vorzugsweise aus nematischem flüssigkristallinem Material gebildet, das aufgrund der optischen Anisotropie der ausgerichteten stäbchenförmigen Flüssigkristalle die Herstellung optisch aktiver Schichten ermöglicht.The second optically active layer forms a phase-shifting layer according to a preferred embodiment. Advantageously, the second layer forms a λ / 2 layer for light from the first wavelength range. In this case, the λ / 2 layer is preferably formed from nematic liquid-crystalline material which, because of the optical anisotropy of the aligned rod-shaped liquid crystals, makes it possible to produce optically active layers.

Um den Effekt der λ/2-Schicht gebietsweise abzuschwächen und/oder neue Effekte zu erzeugen, kann die λ/2-Schicht auch aus mehreren übereinander angeordneten und bereichsweise gegeneinander in der Schichtebene verdrehten Teilschichten gebildet sein. Besonders vorteilhaft sind die Teilschichten dabei durch zwei λ/4-Schichten gebildet. Durch eine bereichsweise unterschiedliche Verdrehung der beiden λ/4-Teilschichten lässt sich ihr Einfluss auf zirkular polarisiertes Licht gezielt einsetzen, um beispielsweise codierte Halbtonbilder zu erzeugen.In order to attenuate the effect of the λ / 2 layer in regions and / or to produce new effects, the λ / 2 layer may also be formed from a plurality of partial layers arranged one above the other and partially rotated relative to one another in the layer plane. The partial layers are particularly advantageously formed by two λ / 4 layers. By partially different rotation of the two λ / 4-part layers, their influence on circularly polarized light can be selectively used to produce, for example, coded halftone images.

In den Ausgestaltungen mit λ/2-Schicht kann mit Vorteil eine dritte optisch aktive Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinem Material vorgesehen sein, die wie die erste optisch aktive Schicht Licht in dem ersten Wellenlängenbereich mit der ersten zirkularen Polarisationsrichtung selektiv reflektiert. Die λ/2-Schicht ist dabei zumindest bereichsweise zwischen der ersten und der dritten optisch aktiven Schicht angeordnet.In the embodiments with λ / 2-layer can advantageously be provided a third optically active layer of cholesteric liquid-crystalline material, which selectively reflects light in the first wavelength range with the first circular polarization direction as the first optically active layer. The λ / 2-layer is arranged at least partially between the first and the third optically active layer.

Nach einer weiteren bevorzugten Erfindungsvariante entspricht die zweite zirkulare Polarisationsrichtung des Lichts, das die zweite optisch aktive Schicht selbst oder in Zusammenwirkung mit der ersten optisch aktiven Schicht reflektiert, der ersten zirkularen Polarisationsrichtung. Der von der zweiten optisch aktiven Schicht reflektierte Wellenlängenbereich unterscheidet sich in einer ebenfalls vorteilhaften Variante der Erfindung von dem ersten Wellenlängenbereich.According to a further preferred variant of the invention, the second circular polarization direction of the light which reflects the second optically active layer itself or in cooperation with the first optically active layer corresponds to the first circular polarization direction. The wavelength range reflected by the second optically active layer differs in a likewise advantageous variant of the invention from the first wavelength range.

Insbesondere in Verbindung mit den beiden letztgenannten Erfindungsvarianten ist die zweite optisch aktive Schicht zweckmäßig, wie die erste optisch aktive Schicht, aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material gebildet. Dabei können für die erste und zweite cholesterische Flüssigkristallschicht verschiedene Flüssigkristalle zum Einsatz kommen. Die beiden Schichten können sich aber auch nur durch die Helizität der Flüssigkristallstruktur unterscheiden, wie sie beispielsweise durch Verwendung spiegelbildlicher Verdriller erzeugt werden kann.In particular, in conjunction with the two last-mentioned variants of the invention, the second optically active layer is expedient, like the first optically active layer, formed from a cholesteric liquid-crystalline material. In this case, different liquid crystals can be used for the first and second cholesteric liquid crystal layer. However, the two layers can differ only by the helicity of the liquid crystal structure, as can be generated for example by using mirror-image Verdriller.

In allen beschriebenen Ausgestaltungen kann vorgesehen sein, dass die erste optisch aktive Schicht in eine erste Betrachtungsrichtung nur Licht aus dem nicht sichtbaren Teil des Spektrums reflektiert. Dagegen reflektiert die erste optisch aktive Schicht in eine zweite Betrachtungsrichtung vorzugsweise sichtbares Licht einer ersten Farbe. Auch die zweite optisch aktive Schicht reflektiert in einer vorteilhaften Ausgestaltung in eine oder die zweite Betrachtungsrichtung nur Licht aus dem nicht sichtbaren Teil des Spektrums. Auch sie reflektiert mit Vorteil in eine oder die erste Betrachtungsrichtung sichtbares Licht einer dritten Farbe.In all described embodiments it can be provided that the first optically active layer only reflects light from the non-visible part of the spectrum in a first viewing direction. In contrast, the first optically active layer preferably reflects visible light of a first color in a second viewing direction. Also, the second optically active layer reflects in an advantageous embodiment in one or the second viewing direction only light from the invisible part of the spectrum. It also advantageously reflects visible light of a third color in one or the first viewing direction.

Insgesamt kann dann in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen sein, dass eine der beiden optisch aktiven Schichten als Licht aus dem nicht sichtbaren Teil des Spektrums Infrarotstrahlung, und die andere der beiden optisch aktiven Schichten als Licht aus dem nicht sichtbaren Teil des Spektrums Ultraviolettstrahlung in die entsprechende Betrachtungsrichtung reflektiert.Overall, it can then be provided in a particularly preferred embodiment that one of the two optically active layers as light from the invisible part of the spectrum infrared radiation, and the other of the two optically active layers as light from the non-visible part of the spectrum ultraviolet radiation in the corresponding Viewing direction reflected.

Wenn die erste optisch aktive Schicht in eine erste Betrachtungsrichtung nur Licht aus dem nicht sichtbaren Teil des Spektrums und gegebenenfalls in eine zweite Betrachtungsrichtung sichtbares Licht einer ersten Farbe reflektiert, so kann die zweite optisch aktive Schicht auch so ausgebildet sein, dass sie in die erste Betrachtungsrichtung sichtbares Licht einer dritten Farbe und in die zweite Betrachtungsrichtung sichtbares Licht einer von der dritten Farbe verschiedenen vierten Farbe reflektiert.If the first optically active layer only reflects light from the non-visible part of the spectrum and possibly visible light in a second viewing direction of a first color in a first viewing direction, then the second optically active layer may also be configured to be in the first viewing direction visible light of a third color and in the second viewing direction visible light of a fourth color other than the third color reflected.

In anderen Ausgestaltungen reflektiert die erste optisch aktive Schicht in eine erste Betrachtungsrichtung sichtbares Licht einer ersten Farbe und in eine zweite Betrachtungsrichtung sichtbares Licht einer von der ersten Farbe unterschiedlichen zweiten Farbe. Die zweite optisch aktive Schicht kann dann in die zweite Betrachtungsrichtung nur Licht aus dem nicht sichtbaren Teil des Spektrums und gegebenenfalls in die erste Betrachtungsrichtung sichtbares Licht einer dritten Farbe reflektieren. Alternativ reflektiert die zweite optisch aktive Schicht in die erste Betrachtungsrichtung sichtbares Licht einer von der ersten Farbe verschiedenen dritten Farbe und in die zweite Betrachtungsrichtung Licht einer von der dritten Farbe verschiedenen vierten Farbe.In other embodiments, the first optically active layer reflects visible light of a first color in a first viewing direction and visible light of a second color different from the first color in a second viewing direction. The second optically active layer can then reflect in the second viewing direction only light from the non-visible part of the spectrum and optionally visible in the first viewing direction light of a third color. Alternatively, the second optically active layer reflects visible light of a third color other than the first color in the first viewing direction and light of a fourth color other than the third color in the second viewing direction.

In allen Ausgestaltungen kann die dritte optisch aktive Schicht in Form von Zeichen und/oder Mustern vorliegen. Auch können weitere optisch aktive Schichten aus nematischem und/oder cholesterischem flüssigkristallinem Material vorgesehen sein. Zumindest eine der optisch aktiven Schichten aus cholesterischem flüssigkristallinem Material und/oder gegebenenfalls zumindest eine Schicht aus nematischem flüssigkristallinem Material liegt zweckmäßig in Form von Pigmenten vor, welche in eine Bindemittelmatrix eingebettet sind. Solche Pigmente sind einfacher zu drucken als Flüssigkristalle aus Lösung und stellen keine so hohen Anforderungen an die Glätte des Untergrunds. Darüber hinaus benötigen die pigmentbasierten Druckfarben keine die Ausrichtung fördernden Maßnahmen.In all embodiments, the third optically active layer may be in the form of characters and / or patterns. It is also possible to provide further optically active layers of nematic and / or cholesteric liquid-crystalline material. At least one of the optically active layers of cholesteric liquid-crystalline material and / or optionally at least one layer of nematic liquid-crystalline material is expediently present in the form of pigments which are embedded in a binder matrix. Such pigments are easier to print than liquid crystals from solution and do not place such high demands on the smoothness of the substrate. In addition, pigment-based inks do not require alignment-promoting measures.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die optisch aktiven Schichten zumindest teilweise, vorzugsweise vollflächig, auf einem dunklen, vorzugsweise schwarzen Untergrund angeordnet. Der dunkle Untergrund kann dabei selbst in Form von Zeichen und/oder Mustern vorliegen. Er kann insbesondere gedruckt, durch Einfärben eines Substrats oder durch Einwirkung eines Laserstrahls auf ein Substrat erzeugt sein.In a preferred embodiment, the optically active layers are at least partially, preferably over the entire surface, arranged on a dark, preferably black background. The dark background can be present even in the form of signs and / or patterns. In particular, it can be printed, produced by coloring a substrate or by the action of a laser beam on a substrate.

Die optisch aktiven Schichten und gegebenenfalls der dunkle Untergrund liegen in zweckmäßigen Ausgestaltungen auf einem Substrat vor. Das Substrat ist dabei mit Vorteil aus Papier oder Kunststoff gebildet.The optically active layers and, where appropriate, the dark background are in expedient embodiments on a substrate. The substrate is advantageously formed from paper or plastic.

In vorteilhaften Ausgestaltungen bildet das Sicherheitselement einen Sicherheitsfaden, ein Etikett oder ein Transferelement.In advantageous embodiments, the security element forms a security thread, a label or a transfer element.

Die Erfindung umfasst nach ein Verfahren nach Anprusch 2.The invention comprises according to a method according to claim 2.

Das flüssigkristalline Material kann aus einem Lösungsmittel oder aus der Schmelze aufgebracht werden. Ferner kann insbesondere cholesterisches flüssigkristallines Material in pastöser Form als UV-härtbare cholesterische Mischung aufgebracht werden, wobei ein solches System weder typische Lösungsmittel einschließt noch auf einer Schmelze oder Pigmenten basiert, sondern stattdessen weitere UV-härtbare Lacke enthält. Je nach angewandtem Verfahren wird das flüssigkristalline Material anschließend zur Entfernung des Lösungsmittels physikalisch getrocknet, ausgerichtet und gehärtet. Die Ausrichtung kann direkt über die Trägerfolie oder über so genannte Ausrichtungs- bzw. Alignmentschichten, durch Ausübung von Scherkräften, mithilfe elektrostatischer Methoden usw. erfolgen. Zur Härtung des flüssigkristallinen Materials kann dieses vernetzt werden, beispielsweise mittels ultravioletter Strahlung oder mittels Elektronenstrahl (ESH). Das flüssigkristalline Material kann aber auch durch Zugabe bestimmter Additive fixiert werden.The liquid crystalline material may be applied from a solvent or from the melt. Furthermore, in particular, cholesteric liquid crystalline material can be applied in pasty form as a UV-curable cholesteric mixture, wherein such a system neither includes typical solvents nor is based on a melt or pigments, but instead contains further UV-curable lacquers. Depending on the method used, the liquid crystalline material is then physically dried, aligned and cured to remove the solvent. The alignment can be done directly over the carrier film or via so-called alignment layers, by applying shear forces, by electrostatic methods, etc. For hardening the liquid-crystalline material, it can be crosslinked, for example by means of ultraviolet radiation or by means of electron beam (ESH). However, the liquid-crystalline material can also be fixed by adding certain additives.

Mit Vorteil werden nach dem Aufbringen aller optisch aktiven Schichten die eine oder gegebenenfalls beide Trägerfolien entfernt. Dies geschieht insbesondere über Trennschichten oder durch Verwendung eines Laminierklebstoffes, dessen Haftung zur Trägerfolie geringer ist, als seine Haftung in Bezug auf die zugehörige optisch aktive Schicht.Advantageously, after the application of all the optically active layers, the one or, if appropriate, both carrier films are removed. This is done in particular via separating layers or by using a laminating adhesive whose adhesion to the carrier film is lower than its adhesion with respect to the associated optically active layer.

Alternativ kann auf die auf der Trägerfolie vorliegende optisch aktive Schicht eine vollflächige Hilfsschicht aufgebracht werden, deren Haftung zur Trägerfolie geringer ist als ihre Haftung in Bezug auf die optisch aktive Schicht, um die Trennung zu ermöglichen. Dadurch lässt sich der Laminierklebstoff vollflächig aufbringen, wobei gleichzeitig unkontrolliertes Verkleben verhindert wird. Die Hilfsschicht ist dabei mit Vorteil eine UV-Lackschicht.Alternatively, an all-over auxiliary layer can be applied to the optically active layer present on the carrier film whose adhesion to the carrier film is less than its adhesion with respect to the optically active layer in order to allow the separation. As a result, the laminating adhesive can be applied over the entire surface, while preventing uncontrolled sticking. The auxiliary layer is advantageously a UV lacquer layer.

Die Ausbildung der cholesterischen Flüssigkristallschichten kann mit Vorteil durch Kombination eines nematischen Flüssigkristallsystems mit einem Verdriller geschehen. Dabei können die beiden cholesterischen Flüssigkristallschichten durch Kombination eines nematischen Flüssigkristallsystems mit aufeinander abgestimmten ersten und zweiten Verdrillern gebildet werden, so dass sich die Flüssigkristalle der ersten und zweiten Schicht in zueinander spiegelbildlichen Helixstrukturen anordnen.The formation of the cholesteric liquid crystal layers can be done with advantage by combination of a nematic liquid crystal system with a Verdriller. In this case, the two cholesteric liquid crystal layers can be formed by combination of a nematic liquid crystal system with matched first and second twisters, so that the liquid crystals of the first and second layers are arranged in mirror-image helical structures.

Die Erfindung enthält ferner eine Sicherheitsanordnung für Sicherheitspapiere, Wertgegenstände und dergleichen mit einem Sicherheitselement der beschriebenen Art oder einem nach dem beschriebenen Verfahren herstellbaren Sicherheitselement sowie einem separaten Darstellungselement, das in Zusammenwirkung mit dem Sicherheitselement einen Farbkippeffekt und/oder einen Polarisationseffekt und/oder einen Helligkeitseffekt bzw. eine Intensitätsverstärkung für den Betrachter erkennbar macht.The invention further includes a security arrangement for security papers, valuables and the like having a security element of the type described or a security element producible according to the method described and a separate display element which, in cooperation with the security element, has a color shift effect and / or a polarization effect and / or a brightness effect ., an intensity gain for the viewer makes recognizable.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Sicherheitselement dabei ohne dunkle Untergrundschicht ausgebildet, während das separate Darstellungselement einen dunklen, vorzugsweise schwarzen Untergrund umfasst.In a preferred embodiment, the security element is formed without a dark background layer, while the separate display element comprises a dark, preferably black background.

In einer anderen, ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung kann das Sicherheitselement auch eine dunkle Untergrundschicht umfassen. Das separate Darstellungselement umfasst in dieser Ausgestaltung einen Linear- oder Zirkularpolarisator, mit dem die Farb- und/oder Polarisationseffekte des Sicherheitselements sichtbar gemacht werden können.In another, likewise preferred embodiment, the security element can also comprise a dark background layer. The separate display element in this embodiment comprises a linear or circular polarizer with which the color and / or polarization effects of the security element can be made visible.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Sicherheitselement eine Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinem Material sowie eine Schicht aus nematischem flüssigkristallinem Material auf, die in einem Überlappungsbereich übereinander angeordnet sind. Das separate Darstellungselement umfasst in dieser Ausgestaltung eine Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinem Material, das in Zusammenwirkung mit dem Sicherheitselement eine bereichsweise Intensitätsverstärkung für den Betrachter erkennbar macht.In a further preferred embodiment, the security element has a layer of cholesteric liquid-crystalline material and a layer of nematic liquid-crystalline material, which are arranged one above the other in an overlapping region. In this embodiment, the separate display element comprises a layer of cholesteric liquid-crystalline material which, in cooperation with the security element, makes a region-wise increase in intensity visible to the viewer.

Ferner umfasst die Erfindung eine Sicherheitsanordnung für Sicherheitspapiere, Wertgegenstände und dergleichen mit einem Sicherheitselement, das zumindest eine Schicht aus flüssigkristallinem Material aufweist, die zumindest bereichsweise auf einer transparenten Trägerfolie angeordnet ist, und einem separaten Darstellungselement, das in Zusammenwirkung mit dem Sicherheitselement einen Farbkippeffekt für den Betrachter erkennbar macht und einen dunklen, vorzugsweise schwarzen Untergrund umfasst.Furthermore, the invention comprises a security arrangement for security papers, valuables and the like having a security element comprising at least one layer of liquid-crystalline material, which is arranged at least partially on a transparent carrier film, and a separate display element, which in cooperation with the security element a color shift effect for the Viewer makes recognizable and includes a dark, preferably black background.

Die Erfindung umfasst weiter einen Wertgegenstand, wie einen Markenartikel, ein Wertdokument oder dergleichen, mit einem Sicherheitselement oder einer Sicherheitsanordnung der beschriebenen Art. Der Wertgegenstand kann insbesondere ein Sicherheitspapier, ein Wertdokument oder eine Produktverpackung sein. Das Sicherheitselement ist dabei mit Vorteil in einem Fensterbereich des Wertgegenstands angeordnet.The invention further comprises a valuable article, such as a branded article, a value document or the like, having a security element or a security arrangement of the type described. The valuable article may, in particular, be a security paper, a value document or a product packaging. The security element is advantageously arranged in a window region of the valuable article.

Besonders bevorzugt ist ein flexibler Wertgegenstand, bei dem das Sicherheitselement und das Darstellungselement durch Biegen oder Falten des Wertgegenstands zur Selbstauthentifizierung übereinander legbar sind.Particularly preferred is a flexible object of value, in which the security element and the presentation element can be laid one on top of the other by bending or folding the valuables for self-authentication.

Wertgegenstände im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Banknoten, Aktien, Ausweise, Kreditkarten, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, aber auch andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, sowie Produktsicherungselemente, wie Etiketten, Siegel, Verpackungen und dergleichen. Der Begriff "Wertgegenstand" schließt im Folgenden alle derartigen Gegenstände, Dokumente und Produktsicherungsmittel ein. Unter dem Begriff "Sicherheitspapier" wird die noch nicht umlauffähige Vorstufe zu einem Wertdokument verstanden, die neben dem Sicherheitselement weitere Echtheitsmerkmale, wie z.B. im Volumen vorgesehene Lumineszenzstoffe, aufweisen kann. Sicherheitspapier liegt üblicherweise in quasi endloser Form vor und wird zu einem späteren Zeitpunkt weiterverarbeitet.Valuables within the meaning of the present invention are in particular banknotes, shares, identity cards, credit cards, bonds, certificates, vouchers, checks, high-quality admission tickets, but also other papers that are subject to counterfeiting, such as passports and other identity documents, as well as product security elements such as labels, seals, packaging and the like , The term "object of value" in the following includes all such objects, documents and product protection means. The term "security paper" is understood to mean the precursor that can not yet be processed to a value document which, in addition to the security element, has further authenticity features, such as e.g. in volume provided luminescent substances may have. Security paper is usually in quasi-endless form and will be further processed at a later date.

Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.Further exemplary embodiments and advantages of the invention are explained below with reference to the figures, in the representation of which a representation true to scale and proportion has been dispensed with in order to increase the clarity.

Es zeigen:

Fig.1
eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem eingebetteten Sicherheitsfaden und einem aufgeklebten Transferelement, jeweils nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2
den allgemeinen Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements im Querschnitt,
Fig. 3
ein Sicherheitselement im Querschnitt,
Fig. 4
in (a) den Querschnitt eines Sicherheitselements nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, in (b) eine Ansicht dieses Sicherheitselements bei senkrechter Betrachtung und in (c) eine Ansicht bei spitzwinkliger Betrachtung,
Fig. 5
eine Darstellung wie in Fig. 4 eines Sicherheitselements nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 6
ein Sicherheitselement nach einer Gestaltung zur Illustration der Erfindung mit einem Zirkularpolarisator zum Lesen der codierten Information,
Fig. 7
eine Darstellung wie in Fig. 6 eines Sicherheitselements nach einer weiteren Gestaltung zur Illustration der Erfindung,
Fig. 8
das Prinzip von Sicherheitselementen mit einem dreischichtigen Flüssigkristallaufbau, bei dem eine λ/2-Schicht zwischen zwei cholesterischen Flüssigkristallschichten angeordnet ist,
Fig. 9
ein Sicherheitselement nach dem Prinzip der Fig. 8 bei Beleuchtung mit rechtszirkular polarisiertem Licht,
Fig.10
ein weiteres Sicherheitselement nach dem Prinzip der Fig. 8 mit einer in zwei λ/4-Schichten unterteilten λ/2-Schicht,
Fig. 11
ein Sicherheitselement nach einer weiteren Gestaltung zur Illustration der Erfindung, bei dem sowohl die Farbeffekte als auch die Polarisationseffekte der Flüssigkristallschichten ausgenutzt werden, wobei (a) den Schichtaufbau des Sicherheitselements und (b) und (c) die Situation bei Betrachtung durch verschiedene Zirkularpolarisatoren zeigt, und
Fig. 12
in (a) eine schematische Darstellung einer Banknote mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung aus einem Sicherheitselement und einem Darstellungselement, und in (b) eine Aufsicht auf die gefaltete Banknote von (a) mit einer durch das Aufeinanderlegen der beiden Elemente sichtbar gemachten Bildinformation.
Show it:
Fig.1
1 is a schematic representation of a banknote with an embedded security thread and a glued transfer element, each according to an embodiment of the invention,
Fig. 2
the general layer structure of a security element according to the invention in cross-section,
Fig. 3
a security element in cross section,
Fig. 4
in (a) the cross-section of a security element according to another embodiment of the invention, in (b) a view of this security element when viewed vertically and in (c) a view at acute angle,
Fig. 5
a representation like in Fig. 4 a security element according to a further embodiment of the invention,
Fig. 6
a security element according to a design for illustrating the invention with a circular polarizer for reading the coded information,
Fig. 7
a representation like in Fig. 6 a security element according to a further embodiment for illustrating the invention,
Fig. 8
the principle of security elements with a three-layer liquid crystal structure in which a λ / 2 layer is arranged between two cholesteric liquid crystal layers,
Fig. 9
a security element according to the principle of Fig. 8 when illuminated with right circular polarized light,
Figure 10
another security element according to the principle of Fig. 8 with a λ / 2 layer divided into two λ / 4 layers,
Fig. 11
a security element according to a further embodiment for illustrating the invention, in which both the color effects and the polarization effects of the liquid crystal layers are exploited, wherein (a) the layer structure of the security element and (b) and (c) shows the situation when viewed through different circular polarizers, and
Fig. 12
in (a) is a schematic representation of a banknote with a security arrangement according to the invention of a security element and a display element, and in (b) a plan view of the folded banknote of (a) with an image information made visible by the juxtaposition of the two elements.

Die Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die zwei Sicherheitselemente 12 bzw. 16 aufweist, die jeweils nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gebildet sind. Das erste Sicherheitselement stellt einen Sicherheitsfaden 12 dar, der an bestimmten Fensterbereichen 14 an der Oberfläche der Banknote 10 hervortritt, während er in den dazwischen liegenden Bereichen im Inneren der Banknote 10 eingebettet ist. Das zweite Sicherheitselement ist durch ein aufgeklebtes Transferelement 16 beliebiger Form gebildetThe invention will now be explained in more detail using the example of a banknote. Fig. 1 shows a schematic representation of a banknote 10, the two security elements 12 and 16, respectively, which are each formed according to an embodiment of the invention. The first security element represents a security thread 12 that emerges at certain window areas 14 on the surface of the banknote 10, while it is embedded in the intervening areas inside the banknote 10. The second security element is formed by a glued transfer element 16 of any shape

Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Schichtaufbau der Sicherheitselemente 12 und 16 im Querschnitt. Eine glatte Folie 20, beispielsweise eine PET-Folie guter Oberflächenqualität, ist mit einer absorbierenden, dunklen Untergrundschicht 22 versehen. Auf diese Untergrundschicht 22 sind zwei oder mehr, im allgemeinen Fall n optisch aktive Schichten 24-1, 24-2, ... 24-n aus flüssigkristallinem Material aufgebracht. Wie nachfolgend im Detail beschrieben, können die Flüssigkristallschichten 24-1, 24-2, ... 24-n jeweils unterschiedliche, aber auch teilweise dieselben lichtpolarisierenden oder phasenschiebenden Eigenschaften aufweisen. Fig. 2 shows the basic layer structure of the security elements 12 and 16 in cross section. A smooth film 20, for example a PET film of good surface quality, is provided with an absorbent, dark background layer 22. Two or more, in the general case, n optically active layers 24-1, 24-2,... 24-n of liquid-crystalline material are applied to this background layer 22. As described in detail below, the liquid crystal layers 24-1, 24-2,... 24-n may each have different but also partially the same light-polarizing or phase-shifting properties.

Zwischen den Flüssigkristallschichten können Alignmentschichten und/oder Klebeschichten 26 vorgesehen sein, die der Ausrichtung der Flüssigkristalle in den Flüssigkristallschichten bzw. der Verbindung der einzelnen flüssigkristallinen Schichten und dem Ausgleich von Unebenheiten des Untergrunds dienen.Alignment layers and / or adhesive layers 26 may be provided between the liquid crystal layers, which serve to align the liquid crystals in the liquid crystal layers or the connection of the individual liquid crystal layers and to compensate for unevenness in the background.

Nach der Erfindung besteht zumindest eine der flüssigkristallinen Schichten 24-1, 24-2, ... 24-n aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material und reflektiert selektiv Licht in einem ersten Wellenlängenbereich mit einer ersten zirkularen Polarisationsrichtung. Eine zweite Schicht, die in einem Überlappungsbereich mit der ersten Schicht übereinander liegend angeordnet ist, reflektiert selektiv Licht in einem zweiten Wellenlängenbereich mit einer zweiten zirkularen Polarisationsrichtung, entweder selbst oder in Zusammenwirkung mit der ersten Schicht.According to the invention, at least one of the liquid-crystalline layers 24-1, 24-2, ... 24-n consists of a cholesteric liquid-crystalline material and selectively reflects light in a first wavelength range with a first circular polarization direction. A second layer, superimposed in an overlap region with the first layer, selectively reflects light in a second wavelength range with a second circular polarization direction, either by itself or in cooperation with the first layer.

In manchen Ausführungsformen der Erfindung ist die dunkle Untergrundschicht 22 nicht Teil des Sicherheitselements. Die Flüssigkristallschichten 24-1, 24-2, ... 24-n und eventuelle Alignment- und Klebeschichten 26 sind dann direkt auf der Folie 20 aufgebracht. Ebenso ist es in manchen Ausführungsformen vorteilhaft, die Folie 20 nach dem Aufbringen des fertigen Sicherheitselements auf einen Wertgegenstand zu entfernen, wie weiter unten genauer erläutert.In some embodiments of the invention, the dark background layer 22 is not part of the security element. The liquid crystal layers 24-1, 24-2,... 24-n and possible alignment and adhesive layers 26 are then applied directly to the film 20. Likewise, in some embodiments, it is advantageous to remove the film 20 after application of the finished security element to a valuable item, as explained in more detail below.

Fig. 3 zeigt ein Sicherheitselement 30, bei dem auf eine absorbierende, vorzugsweise schwarze Untergrundschicht 22 eine erste cholesterische Flüssigkristallschicht 32 und auf dieser eine zweite cholesterische Flüssigkristallschicht 34 angeordnet sind. Durch das Zusammenspiel der beiden Flüssigkristallschichten 32 und 34 weist das Sicherheitselement 30 einen neuartigen Farbkippeffekt auf, der dem Betrachter einen sich mit der Betrachtungsrichtung ändernden Farbeindruck vermittelt. Bei senkrechter Betrachtung erscheint das Sicherheitselement 30 dem Betrachter im Ausführungsbeispiel blau/violett (reflektierte Strahlung 301), während es aus spitzem Winkel betrachtet einen roten Farbeindruck bietet (reflektierte Strahlung 302). Fig. 3 FIG. 2 shows a security element 30 in which a first cholesteric liquid crystal layer 32 and on this a second cholesteric liquid crystal layer 34 are arranged on an absorbing, preferably black background layer 22. Due to the interplay of the two liquid crystal layers 32 and 34, the security element 30 has a novel color-shift effect, which conveys to the viewer a color impression that changes with the viewing direction. When viewed vertically, the security element 30 appears to the viewer in the exemplary embodiment blue / violet (reflected radiation 301), while viewed from an acute angle, it offers a red color impression (reflected radiation 302).

Dieses neuartige Farbwechselspiel, bei dem der Farbeindruck des Sicherheitselements beim Kippen von kurzwelligem zu längerwelligem Licht wechselt, kommt dadurch zustande, dass die erste Flüssigkristallschicht 32 blaues Licht (Pfeil 321) in die senkrechte Betrachtungsrichtung und kürzerwellige UV-Strahlung (Pfeil 322) in die spitzwinklige Betrachtungsrichtung reflektiert. Die zweite Flüssigkristallschicht 34 ist so ausgebildet, dass sie Infrarot-Strahlung (Pfeil 341) in die senkrechte Betrachtungsrichtung und kürzerwelliges rotes Licht (Pfeil 342) in die spitzwinklige Betrachtungsrichtung reflektiert. Die beiden außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs liegenden Reflexionsanteile 321 und 342 tragen zum Farbeindruck des Sicherheitselements nichts bei, so dass sich für den Betrachter bei senkrechter Betrachtung ein blauer Farbeindruck 301 und bei spitzwinkliger Betrachtung ein langwelliger roter Farbeindruck 302 ergibt.This novel color interplay, in which the color impression of the security element changes from short-wave to longer-wave light when tilted, is due to the fact that the first liquid crystal layer 32 blue light (arrow 321) in the vertical viewing direction and shorter-wave UV radiation (arrow 322) in the acute Viewing direction reflected. The second liquid crystal layer 34 is formed to reflect infrared radiation (arrow 341) in the perpendicular viewing direction and shorter wavelength red light (arrow 342) in the acute viewing direction. The two reflection components 321 and 342 lying outside the visible spectral range do not contribute to the color impression of the security element, so that a blue color impression 301 results for the viewer when viewed vertically and a long-wave red color impression 302 when viewed at an acute angle.

Zur Herstellung des Sicherheitselements 30 können die erste und die zweite Flüssigkristallschicht 32 bzw. 34 jeweils auf eine glatte PET-Folie guter Oberflächenqualität aufgedruckt werden. Als Druckverfahren kommen dabei alle für flüssigkristalline Schichten geeignete Druckverfahren, wie beispielsweise Tiefdruck, Flexodruck, Knifecoating, Curtain- oder Blade-Techniken, in Betracht.To produce the security element 30, the first and second liquid crystal layers 32 and 34 can each be printed on a smooth PET film of good surface quality. Suitable printing methods are all suitable printing processes for liquid-crystalline layers, such as intaglio, flexographic printing, knifecoating, curtain or blade techniques.

Nach dem Trocknen der Flüssigkristallschichten 32, 34 kann die Qualität und das Farbspektrum der einzelnen Schichten bereits auf dieser Fertigungsstufe geprüft und gegebenenfalls Ausschuss aussortiert werden. Die Flüssigkristallschichten 32 und 34 werden dann mithilfe handelsüblicher Laminierklebstoffe auf die Untergrundschicht 22 bzw. die erste Flüssigkristallschicht 32 auflaminiert. Die Glätte der Oberfläche beeinflusst dabei den Glanzgrad des Sicherheitselements. Durch den Laminierklebstoff können Unebenheiten des Untergrunds, wie sie beim Aufbau eines typischen Sicherheitsfadens 12 auftreten können, ausgeglichen werden, so dass auch für solche Sicherheitselemente ein guter Glanz erzielt werden kann.After drying the liquid crystal layers 32, 34, the quality and the color spectrum of the individual layers can already be tested at this stage of production and, if appropriate, rejects rejects. The liquid crystal layers 32 and 34 are then laminated to the background layer 22 and the first liquid crystal layer 32, respectively, using commercially available laminating adhesives. The smoothness of the surface influences the degree of gloss of the security element. The laminating adhesive can compensate for unevenness in the surface, as can occur during the construction of a typical security thread 12, so that good gloss can also be achieved for such security elements.

Nach der Verklebung der Flüssigkristallschichten 32 und 34 können die Trägerfolien entfernt werden. Dies kann beispielsweise über so genannte Trenn- bzw. Releaseschichten erfolgen. Dabei handelt es sich insbesondere um UV-Lacke oder Wachse, die mechanisch oder thermisch aktiviert werden können. Beim Einsatz von Trennschichten können diese an der Oberfläche strukturiert sein, um eine Ausrichtung der Flüssigkristalle beim Aufbringen lokal zu fördern bzw. zu verhindern. Durch eine bereichsweise unterschiedliche Ausrichtung der Flüssigkristalle können so auch bei vollflächigem Aufbringen Motive wie Zeichen oder Muster in die Flüssigkristallschichten eingebracht werden.After bonding the liquid crystal layers 32 and 34, the carrier foils can be removed. This can be done for example via so-called separation or release layers. These are in particular UV coatings or waxes, which can be activated mechanically or thermally. When separating layers are used, they can be structured on the surface in order to locally promote or prevent orientation of the liquid crystals during application. By a partially different orientation of the liquid crystals so motifs such as characters or patterns can be introduced into the liquid crystal layers even when applied over the entire area.

Ist keine Trennschicht vorgesehen, so wird zweckmäßig ein Laminierklebstoff gewählt, dessen Haftung zur Trägerfolie geringer ist als seine Haftung zu der Flüssigkristallschicht, um einen Folienriss zu verhindern. Auch muss die Haftung der Flüssigkristalle zur Trägerfolie geringer sein als die Haftung des Klebstoffs zu den Flüssigkristallen, um die Trennung zu ermöglichen. Weiter muss die Haftung des Klebstoffs zu der Schicht, auf die das System transferiert werden soll, besser sein als die Haftung der Flüssigkristalle auf der Trägerfolie. Sie muss darüber hinaus auch besser sein als die Haftung des Klebstoffs zur Trägerfolie. Die vorstehenden Anforderungen an den Laminierklebstoff sind insbesondere dann von Bedeutung, wenn die zu übertragende Flüssigkristallschicht nicht vollflächig ausgebildet ist.If no release layer is provided, it is expedient to choose a laminating adhesive whose adhesion to the carrier film is less than its adhesion to the liquid-crystal layer, in order to prevent a film tear. Also, the adhesion of the liquid crystals to the support film must be less than the adhesion of the adhesive to the liquid crystals to permit separation. Furthermore, the adhesion of the adhesive to the layer to which the system is to be transferred must be better than the adhesion of the liquid crystals to the carrier film. It must also be better than the adhesion of the adhesive to the carrier film. The above requirements of the laminating adhesive are particularly important if the liquid crystal layer to be transferred is not formed over the entire surface.

Nach dem Auflaminieren der ersten Flüssigkristallschicht 32 auf den Untergrund 22 wird die zweite Flüssigkristallschicht 34 in analoger Weise auf die im Verbund nunmehr oben liegende erste Flüssigkristallschicht 32 auflaminiert.After the first liquid-crystal layer 32 has been laminated to the substrate 22, the second liquid-crystal layer 34 is laminated in an analogous manner to the first liquid-crystal layer 32, which is now located above the composite.

In der Fig. 3 wie auch den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen können die Flüssigkristallschichten jeweils übereinander laminiert, übereinander gedruckt oder in anderer Weise übereinander aufgebracht sein, wobei gegebenenfalls nicht dargestellte Alignmentschichten oder Klebeschichten zwischen den Schichten vorgesehen sein können.In the Fig. 3 As well as the embodiments described below, the liquid crystal layers can each be laminated on top of each other, printed on top of each other or applied in a different way, wherein optionally not shown alignment layers or adhesive layers between the layers can be provided.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Bei dem Sicherheitselement 40 sind auf einer absorbierenden, vorzugsweise schwarzen Untergrundschicht 22 eine erste cholesterische Flüssigkristallschicht 42 und auf dieser eine zweite cholesterische Flüssigkristallschicht 44 aufgebracht. Wie in Fig. 4(b) gezeigt, ist die erste Flüssigkristallschicht 42 nur bereichsweise auf den Untergrund 22 aufgebracht und bildet durch die Form bzw. den Umriss der aufgebrachten Bereiche ein Motiv, im Ausführungsbeispiel ein Wappen 46. Die zweite Flüssigkristallschicht 44 ist vollflächig auf der ersten Flüssigkristallschicht 42 bzw. in den freigelassenen Bereichen auf der Untergrundschicht 22 aufgebracht.Another embodiment of the invention is in Fig. 4 shown schematically. In the security element 40, a first cholesteric liquid crystal layer 42 and on this a second cholesteric liquid crystal layer 44 are applied to an absorbing, preferably black background layer 22. As in Fig. 4 (b) 1, the first liquid crystal layer 42 is applied only in regions to the substrate 22 and forms a motif by the shape or the outline of the applied areas, in the exemplary embodiment a blazon 46. The second liquid crystal layer 44 is over the entire area on the first liquid crystal layer 42 or in the released areas on the substrate layer 22 applied.

Die beiden Flüssigkristallschichten sind so aufeinander abgestimmt, dass das Wappenmotiv 46 bei senkrechter Betrachtung des Sicherheitselements (Fig. 4(b)) für den Betrachter deutlich erkennbar ist und beim Kippen des Sicherheitselements 40, also beim Übergang von senkrechter zu spitzwinkliger Betrachtung verschwindet, wie in Fig. 4(c) durch den gestrichelten Umriss angedeutet. Das Verschwinden des Wappenmotivs 46 wird dadurch erreicht, dass die bereichsweise aufgebrachte Flüssigkristallschicht 42 beim Kippen einen Farbkippeffekt von Blau (Pfeil 421) nach Ultraviolett (Pfeil 422) zeigt, während die zweite Flüssigkristallschicht 44 einen zwischen zwei Farben des sichtbaren Spektralbereichs wechselnden Farbkippeffekt aufweist, und beispielsweise zwischen Rot (Pfeil 441) und Grün (Pfeil 442) variiert.The two liquid crystal layers are matched to one another such that the coat of arms motif 46 when viewing the security element (FIG. Fig. 4 (b) ) is clearly visible to the viewer and disappears when tilting the security element 40, ie the transition from vertical to acute angle viewing, as in Fig. 4 (c) indicated by the dashed outline. The disappearance of the coat of arms motif 46 is achieved in that the partially applied liquid crystal layer 42 when tilting a color shift effect of blue (arrow 421) to ultraviolet (arrow 422) shows, while the second liquid crystal layer 44 has a changing between two colors of the visible spectral range color shift effect, and for example, varies between red (arrow 441) and green (arrow 442).

Bei senkrechter Betrachtung des Sicherheitselements 40 ergibt sich somit im Überlappungsbereich 48 der beiden Schichten ein Farbeindruck 401, der durch die additive Farbmischung des blauen Lichts 421 der ersten Flüssigkristallschicht 42 und des roten Lichts 441 der zweiten Flüssigkristallschicht 44 gegeben ist, während außerhalb des Überlappungsbereichs nur der rote Farbeindruck der zweiten Flüssigkristallschicht 44 erkennbar ist. Durch den Farbköntrast im reflektierten Licht 401 tritt das Wappenmotiv 46 für den Betrachter deutlich hervor.When the security element 40 is viewed perpendicularly, a color impression 401 which results from the additive color mixing of the blue light 421 of the first liquid crystal layer 42 and the red light 441 of the second liquid crystal layer 44 thus results in the overlap region 48 of the two layers outside the overlap region, only the red color impression of the second liquid crystal layer 44 can be recognized. Due to the color contrast in the reflected light 401, the crest motif 46 clearly emerges for the viewer.

Kippt der Betrachter nun das Sicherheitselement 40, so dass er es unter einem spitzen Winkel sieht, so reflektiert die erste Flüssigkristallschicht 42 im Überlappungsbereich 48 nur außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs liegendes ultraviolettes Licht zum Betrachter. Die Flüssigkristallschicht 42 trägt somit weder im Überlappungsbereich 48 noch außerhalb des Überlappungsbereichs zum Farbeindruck 402 des Sicherheitselements 40 bei. Unter spitzem Betrachtungswinkel ist das Motiv daher nicht zu erkennen, und der Betrachter hat den Eindruck, dass das Wappenmotiv 46 beim Kippen des Sicherheitselements 40 aus der Senkrechten verschwindet.If the observer now tilts the security element 40 so that he sees it at an acute angle, then the first liquid crystal layer 42 in the overlap region 48 only reflects ultraviolet light lying outside the visible spectral range to the observer. The liquid crystal layer 42 thus contributes neither to the color impression 402 of the security element 40 in the overlapping area 48 nor outside the overlapping area. Under acute viewing angle, the motif is therefore not visible, and the viewer has the impression that the crest motif 46 disappears when tilting the security element 40 from the vertical.

In analoger Weise kann ein Sicherheitselement 50 mit einem beim Kippen erscheinenden Motiv erzeugt werden, wie in Fig. 5 illustriert. Dazu wird die bereichsweise aufgebrachte Flüssigkristallschicht 52 so ausgebildet, dass sie beim Kippen einen Farbkippeffekt von Infrarot (Pfeil 521) nach Rot (Pfeil 522) zeigt. Die zweite Flüssigkristallschicht 54 zeigt wieder einen Farbkippeffekt zwischen zwei Farben des sichtbaren Spektralbereichs, und variiert beispielsweise zwischen Blaugrün (Pfeil 541) und Violett (Pfeil 542).In an analogous manner, a security element 50 with a motif appearing on tilting can be produced, as in FIG Fig. 5 illustrated. For this purpose, the areally applied liquid crystal layer 52 is formed so that it shows a color shift effect of infrared (arrow 521) to red (arrow 522) when tilting. The second liquid crystal layer 54 again shows a color shift effect between two colors of the visible spectral range, and varies, for example, between cyan (arrow 541) and violet (arrow 542).

Bei dieser Konstellation ist das Motiv 56 bei senkrechter Betrachtung im reflektierten Licht 501 nicht erkennbar, da von der ersten Flüssigkristallschicht 52 allenfalls unsichtbare infrarote Strahlung in die senkrechte Betrachtungsrichtung reflektiert wird. Erst beim Kippen des Sicherheitselements 50 wird das Motiv für den Betrachter erkennbar, da die erste Flüssigkristallschicht 52 im Überlappungsbereich 58 dann rotes Licht zum Betrachter reflektiert, und sich das Motiv 56 im reflektierten Licht 502 somit von dem violetten Farbeindruck außerhalb des Überlappungsbereichs 58 abhebt.In this constellation, the subject 56 is not visible when viewed perpendicularly in the reflected light 501, since at most invisible infrared radiation from the first liquid crystal layer 52 is reflected in the vertical viewing direction. Only when the security element 50 is tilted does the subject become recognizable to the observer, since the first liquid crystal layer 52 then reflects red light to the viewer in the overlapping area 58, and the subject 56 in the reflected light 502 thus stands out from the violet color impression outside the overlapping area 58.

Die Figuren 6 bis 11 zeigen weitere Gestaltungen zur Illustration der Erfindung, bei denen neben dem Farbkippeffekt vor allem die besonderen lichtpolarisierenden Eigenschaften der Flüssigkristallschichten ausgenutzt werden. Die Polarisationsrichtung des Lichts ist in diesen Figuren durch zusätzliche Pfeilsymbole an den Ausbreitungsvektoren des Lichts angegeben. Wie üblich, wird eine zirkulare Polarisation, bei der die Kreisbewegung des elektrischen Feldstärkenvektors aus Sicht eines Beobachters, auf den die Lichtwelle zuläuft, im Uhrzeigersinn erfolgt, als rechtszirkulare Polarisation, die gegenläufige Polarisation als linkszirkulare Polarisation bezeichnet.The FIGS. 6 to 11 show further embodiments to illustrate the invention, in which in addition to the color shift effect, especially the special lichtpolarisierenden properties of the liquid crystal layers are exploited. The polarization direction of the light is indicated in these figures by additional arrow symbols on the propagation vectors of the light. As usual, a circular polarization in which the circular motion of the electric field strength vector is clockwise from an observer's point of view, is referred to as right circular polarization, counter polarization as left circular polarization.

Das Sicherheitselement 60 der Fig. 6 enthält zwei cholesterische Flüssigkristallschichten 62 und 64, die auf einer dunklen Untergrundschicht 22 aufgebracht sind. Die beiden Flüssigkristallschichten 62 und 64 weisen dasselbe Farbreflexionsspektrum auf, unterscheiden sich aber in der Orientierung der reflektierten zirkularen Polarisation. Während die erste Flüssigkristallschicht 62 im Ausführungsbeispiel linkszirkular polarisiertes Licht reflektiert, reflektiert die zweite Flüssigkristallschicht 64 rechtszirkular polarisiertes Licht. Linkszirkular polarisiertes Licht wird von der zweiten Flüssigkristallschicht 64 dagegen ohne wesentliche Absorption durchgelassen. Es versteht sich, dass die angegebenen Polarisationsrichtungen nur der Illustration dienen und im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch anders gewählt werden können.The security element 60 of Fig. 6 includes two cholesteric liquid crystal layers 62 and 64 deposited on a dark background layer 22. The two liquid crystal layers 62 and 64 have the same color reflection spectrum, but differ in the orientation of the reflected circular polarization. While the first liquid crystal layer 62 in the embodiment reflects left circularly polarized light, the second liquid crystal layer 64 reflects right circularly polarized light. In contrast, left circularly polarized light is transmitted by the second liquid crystal layer 64 without substantial absorption. It is understood that the polarization directions given are for illustration only and, of course, can be chosen differently within the scope of the invention.

Eine solche gegenläufige selektive Reflexion kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die beiden cholesterischen Flüssigkristallschichten 62 und 64 aus demselben nematischen Flüssigkristallsystem unter Verwendung von zueinanderspiegelbildlichen Verdrillern erzeugt werden. Damit kann eine spiegelbildliche helixartige Anordnung der stäbchenförmigen Flüssigkristallmoleküle in den beiden Flüssigkristallschichten erzielt werden, so dass eine Schicht rechts-, die andere Schicht linkszirkular polarisiertes Licht reflektiert. Die Farbe des von den Flüssigkristallschichten reflektierten Lichts hängt, wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen, von der Betrachtungsrichtung ab, und ändert sich beim Übergang von senkrechter zu spitzwinkliger Betrachtung beispielsweise von Rot nach Grün.Such opposing selective reflection can be achieved, for example, by forming the two cholesteric liquid crystal layers 62 and 64 from the same nematic liquid crystal system using mirror image twisting agents. Thus, a mirror-image helical arrangement of the rod-shaped liquid crystal molecules in the two liquid crystal layers can be achieved, so that one layer reflects right-handed, the other layer left circularly polarized light. The color of the light reflected from the liquid crystal layers depends on the viewing direction as in the above-described embodiments, and changes from red to green, for example, in the transition from vertical to acute viewing.

Die erste Flüssigkristallschicht 62 liegt im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 nur bereichsweise in Form eines Motivs, beispielsweise eines Schriftzugs, oder eines Musters vor. Betrachtet man das Sicherheitselement 60 ohne Hilfsmittel, so tritt in erster Linie der Farbkippeffekt der zweiten Flüssigkristallschicht 64 in Erscheinung. Im Überlappungsbereich 68 der beiden Schichten ist das Motiv mit demselben Farbeindruck, aber einer gegenüber seiner Umgebung erhöhten Helligkeit erkennbar, da im Überlappungsbereich 68 Licht beider zirkularer Polarisationsrichtungen reflektiert wird, während außerhalb nur rechtszirkular polarisiertes Licht reflektiert wird, wie durch die Pfeile 70 des reflektierten Lichts angezeigt.The first liquid crystal layer 62 is in the embodiment of the Fig. 6 only partially in the form of a motif, such as a lettering, or a pattern ago. If the security element 60 is viewed without auxiliary means, then the color-shift effect of the second liquid-crystal layer 64 appears in the first place. In the overlapping region 68 of the two layers, the motif is recognizable with the same color impression, but with respect to its surroundings increased brightness, since in the overlap region 68 light of both circular polarization directions is reflected, while outside only rechtszirkular polarized light is reflected, as by the arrows 70 of the reflected light displayed.

Betrachtet man nun das Sicherheitselement 60 durch einen Zirkularpolarisator 72, der nur linkszirkular polarisiertes Licht durchlässt, so tritt das durch die erste Flüssigkristallschicht 62 gebildete Motiv mit starkem Helligkeitskontrast hervor, da der Zirkularpolarisator 72 das von der zweiten Flüssigkristallschicht 64 reflektierte rechtszirkular polarisierte Licht vollständig ausblendet. Ein solcher Zirkularpolarisator 72 kann beispielsweise durch einen Linearpolarisator und ein nachgeschaltetes λ/4-Plättchen gebildet sein.Considering the security element 60 through a circular polarizer 72 that transmits only left circularly polarized light, the high brightness contrast pattern formed by the first liquid crystal layer 62 emerges because the circular polarizer 72 completely blankes out the right circularly polarized light reflected from the second liquid crystal layer 64. Such a circular polarizer 72 can be formed for example by a linear polarizer and a downstream λ / 4 plate.

Es versteht sich, dass in analoger Weise die zweite Flüssigkristallschicht 64 oder auch beide Flüssigkristallschichten 62, 64 in Form von Motiven vorliegen können. Ein Motiv in der zweiten Flüssigkristallschicht 64 kann entsprechend mithilfe eines Zirkularpolarisators, der rechtszirkular polarisiertes Licht transmittiert, deutlich sichtbar gemacht werden. Mit einer Betrachtungsvorrichtung, die beide Polarisatortypen enthält, können die Motive in einer oder beiden Schichten einfach angezeigt werden.It is understood that the second liquid crystal layer 64 or both liquid crystal layers 62, 64 may be present in the form of motifs in an analogous manner. A motif in the second liquid crystal layer 64 can be made clearly visible by using a circular polarizer which transmits right circularly polarized light. With a viewing device containing both types of polarizers, the motifs can be easily displayed in one or both layers.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 7 zeigt ein Sicherheitselement 80 mit einer ersten cholesterischen Flüssigkristallschicht 82 und einer auf der Flüssigkristallschicht 82 bereichsweise aufgebrachten λ/2-Schicht 84, die nematische Flüssigkristalle enthält. Mit nematischen Flüssigkristallen lassen sich aufgrund der unterschiedlichen Brechungsindizes der stäbchenförmigen Flüssigkristalle entlang der Kristallhauptachsen optisch aktive Schichten herstellen. Bei entsprechend gewählter Schichtdicke erhält man für den Wellenlängenbereich, in dem die erste Flüssigkristallschicht 82 selektiv reflektiert, eine λ/2-Schicht.The embodiment of Fig. 7 shows a security element 80 with a first cholesteric liquid crystal layer 82 and on the liquid crystal layer 82 partially applied λ / 2 layer 84 containing nematic liquid crystals. With nematic liquid crystals, it is possible to produce optically active layers along the main crystal axes due to the different refractive indices of the rod-shaped liquid crystals. With a correspondingly selected layer thickness, a λ / 2 layer is obtained for the wavelength range in which the first liquid crystal layer 82 selectively reflects.

In den von der λ/2-Schicht 84 unbedeckten Bereichen 86 reflektiert die erste Flüssigkristallschicht 82 Licht mit einer vorgewählten zirkularen Polarisations richtung, beispielsweise linkszirkular polarisiertes Licht. Im Überlappungsbereich 88 der beiden Schichten reflektiert das Sicherheitselement 80 Licht mit der gegenläufigen Polarisationsrichtung, im Ausführungsbeispiel also rechtszirkular polarisiertes Licht, da das einfallende unpolarisierte Licht von der λ/2-Schicht 84 nicht beeinflusst wird, die Polarisationsrichtung des von der ersten Flüssigkristallschicht 82 reflektierten, linkszirkular polarisierten Lichts von der λ/2-Schicht 84 jedoch durch den Gangunterschied zwischen dem ordentlichen und dem außerordentlichen Strahl in seiner Polarisationsorientierung gerade umgekehrt wird.In the uncovered by the λ / 2 layer 84 areas 86, the first liquid crystal layer 82 reflects light with a preselected circular polarization direction, for example, left circularly polarized light. In the overlapping area 88 of the two layers, the security element 80 reflects light with the opposite polarization direction, in the exemplary embodiment therefore right-circularly polarized light, since the incident unpolarized light is not affected by the λ / 2 layer 84, the polarization direction of the reflected from the first liquid crystal layer 82, left circularly polarized light from the λ / 2 layer 84, however, is just reversed by the path difference between the ordinary and extraordinary beams in its polarization orientation.

Ohne Hilfsmittel ist das von der λ/2-Schicht 84 gebildete Motiv kaum zu erkennen, da das Sicherheitselement in den bedeckten wie den unbedeckten Bereichen im Wesentlichen die gleiche Lichtmenge reflektiert und das unbewaffnete Auge die zirkulare Polarisationsrichtung des Lichts nicht unterscheiden kann.Without aids, the motif formed by the λ / 2 layer 84 is barely discernible since the security element in the covered and uncovered areas reflects substantially the same amount of light and the unaided eye can not distinguish the circular polarization direction of the light.

Betrachtet man das Sicherheitselement 80 dagegen durch einen Zirkularpolarisator 92, der nur rechtszirkular polarisiertes Licht transmittiert, so tritt das in der λ/2-Schicht 84 gebildete Motiv mit deutlichem Kontrast hervor. Die von der λ/2-Schicht 84 bedeckten Bildteile 88 erscheinen dabei hell, die unbedeckten Bildteile 86 dunkel. Ein umgekehrter (negativer) Bildeindruck ergibt sich bei der Verwendung eines Zirkularpolarisator, der nur linkszirkular polarisiertes Licht transmittiert. Wie oben beschrieben, kann der Zirkularpolarisator 92 beispielsweise durch einen Linearpolarisator mit nachgeschaltetem λ/4-Plättchen gebildet sein.On the other hand, if the security element 80 is viewed through a circular polarizer 92 which transmits only right-circularly polarized light, the motif formed in the λ / 2 layer 84 emerges with a clear contrast. The image parts 88 covered by the λ / 2 layer 84 appear bright, while the uncovered image parts 86 appear dark. A reverse (negative) image impression results when using a circular polarizer which transmits only left circularly polarized light. As described above, the circular polarizer 92 may be formed by, for example, a linear polarizer followed by a λ / 4 plate.

Zur Herstellung des Sicherheitselements 80 kann zunächst eine nematische Flüssigkristallschicht in Form eines Motivs auf eine glatte PET-Folie guter Oberflächenqualität in einer Schichtdicke aufgedruckt werden, die so gewählt ist, dass man für den Wellenlängenbereich, in dem die erste Flüssigkristallschicht 82 selektiv reflektiert, eine λ/2-Schicht erhält. Nach physikalischem Trocknen zur Entfernung des Lösungsmittels wird die Flüssigkristallschicht mittels ultravioletter Strahlung vernetzt. Auf die mit nematischem flüssigkristallinem Material bereichsweise beschichtete PET-Folie wird anschließend eine Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinem Material vollflächig aufgedruckt. Auch diese Schicht wird nach physikalischer Trocknung mittels ultravioletter Strahlung vernetzt. Der so erzeugte zweischichtige Flüssigkristallaufbau wird dann mithilfe handelsüblicher Laminierklebstoffe über die nun oben liegende cholesterische Flüssigkristallschicht auf die Untergrundschicht 22 auflaminiert, die einen absorbierenden Untergrund bildet. Ein solcher absorbierender Untergrund kann beispielsweise von einem Sicherheitsfaden bereitgestellt werden, der noch weitere Sicherheitselemente aufweisen kann.To produce the security element 80, a nematic liquid crystal layer in the form of a motif may first be printed on a smooth PET film of good surface quality in a layer thickness selected such that a λ / 2-layer receives. After physical drying to remove the solvent, the liquid crystal layer is crosslinked by means of ultraviolet radiation. Subsequently, a layer of cholesteric liquid-crystalline material is printed over the entire area of the PET film partially coated with nematic liquid-crystalline material. This layer is also crosslinked after physical drying by means of ultraviolet radiation. The two-layered liquid crystal structure thus produced is then laminated to the background layer 22 by means of commercially available laminating adhesives via the cholesteric liquid crystal layer now lying on top, which forms an absorbent substrate. Such an absorbent substrate can be provided, for example, by a security thread, which may have further security elements.

Nach der Verklebung kann schließlich die Trägerfolie entfernt werden. Dies kann beispielsweise über Trennschichten erfolgen. Dabei handelt es sich insbesondere um UV-Lacke oder Wachse, die mechanisch oder thermisch aktiviert werden können. Ist keine Trennschicht vorgesehen, so kann auch die vollflächig aufgedruckte cholesterische Flüssigkristallschicht als Hilfsschicht zwischen dem Laminierklebstoff und der PET-Folie dienen und so den ansonsten beim Abziehen der PET-Folie möglichen Folienriss, der insbesondere beim Übertragen nicht vollflächiger Schichten auftreten kann, verhindern. Die gleiche Hilfsfunktion kann auch eine vollflächig aufgebrachte Hilfsschicht aus einem UV-Lack oder einem anderen geeigneten Material übernehmen, das sich von der Trägerfolie leicht entfernen lässt. Da durch die vollflächige Aufbringung unter anderem unkontrolliertes Verkleben durch den Laminierklebstoff verhindert wird, kann der Laminierklebstoff vollflächig aufgedruckt werden.After bonding, finally, the carrier film can be removed. This can be done for example via separating layers. These are in particular UV coatings or waxes, which can be activated mechanically or thermally. If no separating layer is provided, then the cholesteric liquid crystal layer printed over the entire surface can also serve as an auxiliary layer between the laminating adhesive and the PET film and thus prevent the film tear otherwise possible when the PET film is pulled off, which can occur, in particular, during the transfer of non-full-surface layers. The same auxiliary function can also take over a full-surface applied auxiliary layer of a UV coating or other suitable material that can be easily removed from the carrier film. Since uncontrolled sticking through the laminating adhesive is prevented by the full-surface application, the laminating adhesive can be printed over the entire surface.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung weist das Sicherheitselement einen dreischichtigen Flüssigkristallaufbau auf, bei dem eine λ/2-Schicht zwischen zwei cholesterischen Flüssigkristallschichten mit denselben lichtpolarisierenden Eigenschaften angeordnet ist. Das Prinzip dieser Ausführungsbeispiele wird nun mit Bezug auf Fig. 8 erläutert.In further embodiments of the invention, the security element has a three-layered liquid crystal structure in which a λ / 2 layer is arranged between two cholesteric liquid crystal layers having the same light-polarizing properties. The principle of these embodiments will now be described with reference to Fig. 8 explained.

Das Sicherheitselement 100 weist eine auf einer dunklen, vorzugsweise schwarzen Untergrundschicht 22 aufgebrachte Schichtenfolge auf, die aus einer ersten cholesterischen Flüssigkristallschicht 102, einer λ/2-Schicht 104 und einer zweiten cholesterischen Flüssigkristallschicht 106 besteht. Die lichtpolarisierenden Eigenschaften der ersten und zweiten Flüssigkristallschicht 102 und 106 sind identisch, so dass die beiden Schichten für sich genommen Licht in demselben vorgewählten Wellenlängenbereich und mit derselben vorgewählten zirkularen Polarisationsrichtung reflektieren. Alle Schichten können vollflächig oder auch nur bereichsweise aufgebracht sein, um unterschiedliche oder sich ergänzende Motive wie Zeichen oder Muster zu bilden.The security element 100 has a layer sequence applied to a dark, preferably black background layer 22, which comprises a first cholesteric liquid crystal layer 102, a λ / 2 layer 104 and a second cholesteric liquid crystal layer 106. The light-polarizing properties of the first and second liquid crystal layers 102 and 106 are identical, such that the two layers in themselves reflect light in the same preselected wavelength range and in the same preselected circular polarization direction. All layers can be applied over the entire area or only in certain areas in order to form different or complementary motifs such as characters or patterns.

Die Reflexionseigenschaften der verschiedenen möglichen Schichtenabfolgen sind in der Fig. 8 veranschaulicht. Dabei ist angenommen, dass die beiden cholesterischen Flüssigkristallschichten 102 und 106 linkszirkular polarisiertes Licht reflektieren und die Beleuchtung des Sicherheitselements mit unpolarisiertem Licht erfolgt.The reflection properties of the different possible layer sequences are in the Fig. 8 illustrated. It is assumed that the two cholesteric liquid crystal layers 102 and 106 reflect left-circularly polarized light and the illumination of the security element takes place with unpolarized light.

In einem ersten Bereich 110, in dem nur die erste Flüssigkristallschicht 102 vorliegt, wird linkszirkular polarisiertes Licht reflektiert. In einem zweiten Bereich 112, in dem die erste Flüssigkristallschicht 102 von der λ/2-Schicht 104 bedeckt ist, reflektiert das Sicherheitselement, wie bereits in Zusammenhang mit Fig. 7 erläutert, rechtszirkular polarisiertes Licht. In einem dritten Bereich 114, in dem alle drei Schichten vorliegen, reflektiert die obere Flüssigkristallschicht 106 linkszirkular polarisiertes Licht und lässt rechtszirkular polarisiertes Licht durch. Das durchgelassene Licht wird von der λ/2-Schicht 104 in linkszirkular polarisiertes Licht umgewandelt, das dann von der ersten Flüssigkristallschicht 102 reflektiert wird. Das reflektierte Licht wird von der λ/2-Schicht 104 wieder in rechtszirkular polarisiertes Licht gewandelt, welches von der zweiten Flüssigkristallschicht 106 transmittiert wird. Somit reflektiert die Schichtenfolge 102, 104, 106 neben linkszirkular polarisiertem Licht auch rechtszirkular polarisiertes Licht, wie in Fig. 8 dargestellt.In a first area 110, in which only the the first liquid crystal layer 102 is present, left circularly polarized light is reflected. In a second region 112, in which the first liquid crystal layer 102 is covered by the λ / 2 layer 104, the security element reflects, as already described in connection with FIG Fig. 7 explains, right circularly polarized light. In a third region 114 in which all three layers are present, the upper liquid crystal layer 106 reflects left circularly polarized light and transmits right circularly polarized light. The transmitted light is converted by the λ / 2 layer 104 into left circularly polarized light, which is then reflected by the first liquid crystal layer 102. The reflected light is converted by the λ / 2 layer 104 again into right-circularly polarized light, which is transmitted from the second liquid crystal layer 106. Thus, the layer sequence 102, 104, 106 also reflects right-circularly polarized light in addition to left circularly polarized light, as in FIG Fig. 8 shown.

Im vierten Bereich 116, in dem nur die beiden cholesterischen Flüssigkristallschichten 102 und 106 vorliegen, reflektiert die obere Flüssigkristallschicht 106 linkszirkular polarisiertes Licht. Das durchgelassene rechtszirkular polarisierte Licht wird von der unteren Flüssigkristallschicht 102 ebenfalls durchgelassen und in der Untergrundschicht 22 absorbiert. Das Sicherheitselement reflektiert in diesem Bereich somit nur linkszirkular polarisiertes Licht. Das gleiche gilt für den fünften Bereich 118, in dem die zweite Flüssigkristallschicht 106 allein vorliegt.In the fourth region 116 where only the two cholesteric liquid crystal layers 102 and 106 are present, the upper liquid crystal layer 106 reflects left circularly polarized light. The transmitted right circularly polarized light is also transmitted by the lower liquid crystal layer 102 and absorbed in the background layer 22. The security element thus reflects only left circularly polarized light in this area. The same applies to the fifth region 118 in which the second liquid crystal layer 106 is present alone.

Die zahlreichen Variationsmöglichkeiten durch die verschiedenen Schichtenfolgen erlauben eine Vielzahl an Anwendungsmöglichkeiten für Sicherheitselemente, von denen nur einige beispielhaft genauer erläutert werden.
Das Sicherheitselement 120 der Fig. 9 umfasst, wie das oben beschriebene Sicherheitselement 100 der Fig. 8, eine auf einer schwarzen Untergrundschicht 22 aufgebrachte Schichtenfolge aus einer ersten cholesterischen Flüssigkristallschicht 102, einer λ/2-Schicht 104 und einer zweiten cholesterischen Flüssigkristallschicht 106. In diesem Ausführungsbeispiel ist lediglich die λ/2-Schicht 104 in Form eines Motivs ausgebildet, während die erste und zweite Flüssigkristallschicht 102 bzw. 106 vollflächig aufgebracht sind.
The numerous possibilities of variation due to the different layer sequences allow a multitude of application possibilities for security elements, of which only some are explained in more detail by way of example.
The security element 120 of Fig. 9 includes, as the above-described security element 100 of Fig. 8 a layer sequence applied to a black background layer 22 comprising a first cholesteric liquid crystal layer 102, a λ / 2 layer 104 and a second cholesteric liquid crystal layer 106. In this embodiment, only the λ / 2 layer 104 is in the form of a motif, while the first and second liquid crystal layers 102 and 106 are applied over the entire surface.

Bei normaler Beleuchtung mit unpolarisiertem Licht erscheint das Motiv der λ/2-Schicht 104 zwar mit demselben Farbeindruck wie seine Umgebung, ist jedoch aufgrund der Reflexion sowohl des linkszirkular als auch des rechtszirkular polarisierten Lichts in den Bereichen 126 durch die im Wesentlichen doppelte reflektierte Lichtmenge bereits ohne Hilfsmittel erkennbar. Wird das Sicherheitselement 120 ferner über einen Zirkularpolarisator 122 mit rechtszirkular polarisiertem Licht beleuchtet, so tritt das Motiv für den Betrachter 124 ohne weitere Hilfsmittel mit starkem Kontrast in Erscheinung, da das rechtszirkular polarisierte Licht in den Bereichen 126, in denen alle drei Schichten überlappen, reflektiert wird, während es in Bereichen 128 ohne λ/2-Schicht 104 von der oberen und unteren Flüssigkristallschicht 106 bzw. 102 transmittiert und in der schwarzen Untergrundschicht 22 absorbiert wird.In normal illumination with unpolarized light, the motif of the λ / 2 layer 104 appears with the same color impression as its surroundings, but is already in the regions 126 due to the reflection of both the left circular and the right circularly polarized light by the substantially double amount of reflected light recognizable without aids. Further, when the security element 120 is illuminated by a circular polarizer 122 with right circularly polarized light, the subject appears to the viewer 124 without further aids having strong contrast since the right circularly polarized light reflects in the areas 126 in which all three layers overlap while being transmitted in regions 128 without λ / 2 layer 104 from the upper and lower liquid crystal layers 106 and 102, respectively, and absorbed in the black background layer 22.

Fig. 10 zeigt ein Sicherheitselement 130 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, das bezüglich seiner Schichtenfolge im Wesentlichen wie das Sicherheitselement 120 der Fig. 9 aufgebaut ist. Im Unterschied zu dem dort beschriebenen Sicherheitselement ist die Zwischenschicht 132 des Sicherheitselements 130 aus zwei λ/4-Teilschichten 134 und 136 aufgebaut, die in ihrer Orientierung in der Schichtebene lokal gegeneinander verdreht sein können. Fig. 10 shows a security element 130 according to a further embodiment of the invention, with respect to its layer sequence substantially as the security element 120 of Fig. 9 is constructed. In contrast to the security element described there, the intermediate layer 132 of the security element 130 is constructed from two λ / 4 partial layers 134 and 136, which can be locally rotated relative to one another in their orientation in the layer plane.

Sind die Teilschichten 134 und 136 in einem Teilbereich 138 unverdreht, also mit einem Drehwinkel θ = 0° übereinander angeordnet, so bilden sie zusammen eine λ/2-Schicht, die wie die λ/2-Schicht 104 des Ausführungsbeispiels der Fig. 9 dafür sorgt, dass im Teilbereich 138 rechtszirkular polarisiertes Licht von der Schichtenfolge reflektiert wird. In einem anderen Teilbereich 140 sind die beiden λ/4-Schichten 134 und 136 in ihrer Orientierung um einen Drehwinkel von θ = 90° gegeneinander verdreht aufgebracht, so dass sich ihre Wirkung auf einfallendes zirkular polarisiertes Licht gerade aufhebt. Im Teilbereich 140 wird rechtszirkular polarisiertes Licht daher - analog zum Teilbereich 128 der Fig. 9 - von der Schichtenfolge transmittiert und schließlich von der Untergrundschicht 22 absorbiert.If the partial layers 134 and 136 in a partial region 138 are undiluted, ie arranged one above the other at a rotational angle θ = 0 °, then together they form a λ / 2 layer which, like the λ / 2 layer 104 of the exemplary embodiment of FIG Fig. 9 ensures that in the partial area 138, right-circularly polarized light is reflected by the layer sequence. In another subarea 140, the two λ / 4 layers 134 and 136 are rotated in their orientation by a rotation angle of θ = 90 ° against each other, so that their effect on incident circularly polarized light just picks up. In the partial area 140, right-circularly polarized light is therefore - analogous to the partial area 128 of FIG Fig. 9 - Transmitted from the layer sequence and finally absorbed by the background layer 22.

Sind die beiden λ/4-Schichten 134 und 136 in einem Teilbereich 142 um einen Drehwinkel θ zwischen 0° und 90° in ihrer Orientierung gegeneinander verdreht, so bewirkt die Zwischenschicht 132, dass ein bestimmter Anteil an rechtszirkular polarisiertem Licht von der Schichtenfolge reflektiert wird. Die Größe des reflektierten Anteils nimmt mit zunehmenden Drehwinkel kontinuierlich ab. Durch einen unterschiedlichen Drehwinkel θ in verschiedenen Flächenbereichen der Zwischenschicht 132 lassen sich so beispielsweise Halbtonmotive in dem Sicherheitselement codieren, die bei Beleuchtung mit unpolarisiertem Licht kaum in Erscheinung treten, bei Beleuchtung mit zirkular polarisiertem Licht aber für den Betrachter ohne weitere Hilfsmittel als Graustufenbilder in Erscheinung treten.If the two λ / 4 layers 134 and 136 are rotated relative to one another in a partial region 142 by an angle of rotation θ between 0 ° and 90 °, the intermediate layer 132 causes a certain proportion of right-circularly polarized light to be reflected by the layer sequence , The size of the reflected portion decreases continuously with increasing rotation angle. By a different angle of rotation θ in different surface areas of the intermediate layer 132, for example, halftone motifs can be encoded in the security element, which barely appear when illuminated with unpolarized light, but appear in the case of illumination with circularly polarized light as greyscale images for the viewer without further aids ,

Es versteht sich, dass in analoger Weise auch in Schichtfolgen, die keine zweite cholesterische Flüssigkristallschicht aufweisen, wie dies beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 gezeigt ist, die λ/2-Schicht selbstverständlich ebenfalls durch zwei λ/4-Teilschichten ersetzt werden kann. Diese λ/4-Teilschichten können ferner in ihrer Orientierung in der Schichtebene lokal gegeneinander verdreht sein.It is understood that in an analogous manner in layer sequences which do not have a second cholesteric liquid crystal layer, as for example in the embodiment of the Fig. 7 is shown, the λ / 2 layer can of course also be replaced by two λ / 4-part layers. These λ / 4-part layers may also be locally rotated in their orientation in the layer plane against each other.

Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem sowohl die Farbeffekte als auch die Polarisationseffekte der Flüssigkristallschichten ausgenutzt werden. Fig. 11(a) zeigt den Aufbau eines Sicherheitselements 150 mit einer absorbierenden Untergrundschicht 22, einer ersten cholesterischen Flüssigkristallschicht 152 und einer darauf aufgebrachten zweiten cholesterischen Flüssigkristallschicht 154. Fig. 11 shows an embodiment in which both the color effects and the polarization effects of the liquid crystal layers are utilized. Fig. 11 (a) Fig. 12 shows the construction of a security element 150 having an absorbent underlying layer 22, a first cholesteric liquid crystal layer 152 and a second cholesteric liquid crystal layer deposited thereon 154th

Die erste Flüssigkristallschicht 152 weist einen ersten Farbkippeffekt, beispielsweise von Grün nach Blau, auf und reflektiert zudem nur Licht einer vorgewählten zirkularen Polarisationsrichtung, beispielsweise rechtszirkular polarisiertes Licht. Die zweite Flüssigkristallschicht 154 weist einen zweiten Farbkippeffekt, beispielsweise von Magenta nach Grün, auf und reflektiert zudem nur Licht der zur ersten Flüssigkristallschicht gegenläufigen zirkularen Polarisationsrichtung, im Ausführungsbeispiel linkszirkular polarisiertes Licht. Wird das Sicherheitselement 150 bei Beleuchtung mit unpolarisiertem Licht und ohne Hilfsmittel betrachtet, so überlagern sich die beiden Farbkippeffekte durch additive Farbmischung des reflektierten Lichts.The first liquid crystal layer 152 has a first color-shift effect, for example from green to blue, and in addition only reflects light of a preselected circular polarization direction, for example right-circularly polarized light. The second liquid crystal layer 154 has a second color shift effect, for example from magenta to green, and also reflects only light of the circular polarization direction opposite the first liquid crystal layer, in the exemplary embodiment left circularly polarized light. If the security element 150 is viewed when illuminated with unpolarized light and without auxiliary means, then the two color shift effects are superimposed by additive color mixing of the reflected light.

Betrachtet man das Sicherheitselement 150 durch einen Zirkularpolarisator 156, der nur rechtszirkular polarisiertes Licht transmittiert, so lässt sich beim Kippen des Sicherheitselements der Farbkippeffekt der ersten Flüssigkristallschicht 152 alleine beobachten, wie in Fig. 11 (b) illustriert. Durch einen Zirkularpolarisator 158, der nur linkszirkular polarisiertes Licht durchlässt, tritt dagegen nur der Farbkippeffekt der zweiten Flüssigkristallschicht 154 in Erscheinung, wie in Fig. 11(c) dargestellt. Es versteht sich, dass jede der Flüssigkristallschichten 152,154 auch durch eine Kombination einer λ/2-schicht mit einer zur ursprünglichen Schicht spiegelbildlichen cholesterischen Schicht ersetzt werden kann.If the security element 150 is viewed through a circular polarizer 156 which transmits only right-circularly polarized light, the color-shift effect of the first liquid-crystal layer 152 alone can be observed when tilting the security element, as in FIG Fig. 11 (b) illustrated. On the other hand, only a color-shifting effect of the second liquid crystal layer 154 is manifested by a circular polarizer 158 transmitting only left circularly polarized light, as in FIG Fig. 11 (c) shown. It is understood that each of the liquid crystal layers 152, 154 may also be replaced by a combination of a λ / 2 layer with a cholesteric layer mirroring the original layer.

Die Prinzipien der beschriebenen Ausführungsbeispiele können auch für selbstauthentifizierende Sicherheitsänordnungen auf beliebigen Datenträgern eingesetzt werden. Fig. 12 zeigt zur Erläuterung eine Banknote 160, die mit einer zweiteiligen Sicherheitsanordnung aus einem Sicherheitselement 162 und einem Darstellungselement 164 ausgestattet ist. Das Sicherheitselement 162 und das Darstellungselement 164 sind so auf der Banknote 160 angeordnet, dass sie beim Falten der Banknote entlang der Mittellinie 166 aufeinander zu liegen kommen, wie in Fig. 12(b) dargestellt. Es versteht sich, dass eine derartige Anordnung des Sicherheitselements 162 und des Darstellungselements 164 nicht zwingend ist und dass die Elemente 162,164 selbstverständlich auch an anderen Stellen auf der Banknote 160 angeordnet sein können, solange gewährleistet ist, dass diese beim Falten der Banknote aufeinander zu liegen kommen.The principles of the described embodiments can also be used for self-authenticating security devices on any data carrier. Fig. 12 For illustration, a banknote 160 equipped with a two-part security arrangement comprising a security element 162 and a presentation element 164 is shown. The security element 162 and the presentation element 164 are arranged on the banknote 160 such that, when the banknote is folded along the center line 166, they come to lie on one another, as in FIG Fig. 12 (b) shown. It is understood that such an arrangement of the security element 162 and the display element 164 is not mandatory and that the elements 162,164 can of course also be arranged at other locations on the banknote 160, as long as it is ensured that they come to rest when folding the banknote ,

In einem Ausführungsbeispiel besteht das Sicherheitselement 162 aus einer auf eine transparente Folie aufgebrachten Schichtenfolge aus cholesterischen und/oder nematischen Flüssigkristallschichten, wie in Fig. 2 dargestellt, allerdings ohne die dunkle Untergrundschicht 22. Die Schichten können vollflächig oder auch nur bereichsweise aufgebracht sein, um unterschiedliche oder sich ergänzende Motive zu bilden. Auch die Schichtenfolge als solche kann auf der transparenten Folie in Form eines Motivs vorliegen. Das Sicherheitselement 162 liegt in einem papiermacherisch hergestellten oder ausgestanzten Fenster der Banknote 160 vor und erscheint in aufgefalteter Lage der Banknote im Auflicht oder Durchlicht im Wesentlichen transparent und unauffällig.In one exemplary embodiment, the security element 162 consists of a layer sequence of cholesteric and / or nematic liquid crystal layers applied to a transparent film, as in FIG Fig. 2 shown, but without the dark background layer 22. The layers may be applied over the entire surface or even in regions, to form different or complementary motifs. The layer sequence as such can also be present on the transparent film in the form of a motif. The security element 162 is present in a papermaking-made or punched-out window of the banknote 160 and appears in the unfolded position of the banknote in reflected light or transmitted light substantially transparent and inconspicuous.

Die dunkle Untergrundschicht, die für die Erkennbarkeit der beschriebenen Farb-oder Polarisationseffekte wesentlich ist, wird in diesem Ausführungsbeispiel durch das separate Darstellungselement 164 bereitgestellt und kann beispielsweise durch eine auf eine Seite der Banknote aufgedruckte handelsübliche Druckfarbe gebildet werden. Erst wenn die Banknote, wie in Fig. 12(b), gefaltet wird, so dass das Sicherheitselement 162 auf dem Darstellungselement 164 zu liegen kommt, können die vorgesehenen Farb- und/oder Polarisationseffekte erkannt werden. Im Ausführungsbeispiel tritt nach dem Falten der Banknote 160 ein vorher nicht erkennbares Wappenmotiv 168 in Erscheinung. Es versteht sich, dass in dem Darstellungselement 164 ebenfalls ein Motiv vorliegen kann, insbesondere zusätzlich zu dem Motiv in dem Sicherheitselement 162, wobei sich die beiden Motive gegebenenfalls ergänzen und dadurch eine Codierung bilden können.The dark background layer, which is essential to the visibility of the described color or polarization effects, is provided by the separate display element 164 in this embodiment and may be formed, for example, by a commercial ink printed on one side of the bill. Only when the banknote, as in Fig. 12 (b) , is folded so that the security element 162 comes to lie on the display element 164, the intended color and / or polarization effects can be detected. In the embodiment occurs after folding the banknote 160, a previously unrecognizable crest motif 168 in appearance. It is understood that a motif may also be present in the presentation element 164, in particular in addition to the motif in the security element 162, wherein the two motifs may complement one another and thereby form an encoding.

In anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen liegt das Sicherheitselement 162 als eines der oben beschriebenen Sicherheitselemente einschließlich der dunklen Untergrundschicht 22 vor, und das Darstellungselement 164 enthält einen Zirkularpolarisator, der beispielsweise durch einen Linearpolarisator und ein nachgeschaltetes λ/4-Plättchen gebildet ist. Die oben beschriebenen Erkennungsmechanismen für die in das Sicherheitselement 162 eingebrachten Motive bei Betrachtung durch einen Zirkularpolarisator lassen sich dann durch Falten der Banknote 160 realisieren, so dass der Benutzer ohne zusätzliche Hilfsmittel eine Selbstauthentifizierung des Sicherheitselements und damit der Banknote 160 vornehmen kann.In other embodiments of the invention, the security element 162 is present as one of the security elements described above, including the dark background layer 22, and the presentation element 164 includes a circular polarizer formed by, for example, a linear polarizer and a downstream λ / 4 plate. The detection mechanisms described above for the motifs introduced into the security element 162 when viewed through a circular polarizer can then be realized by folding the banknote 160, so that the user can carry out self-authentication of the security element and thus of the banknote 160 without additional aids.

In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel besteht das Sicherheitselement 162 aus einer auf eine dunkle Untergrundschicht aufgebrachten Schichtenfolge, wie in Fig. 7 dargestellt, die eine erste cholesterische Flüssigkristallschicht und eine auf diese bereichsweise aufgebrachte λ/2-Schicht umfasst, die nematische Flüssigkristalle enthält. Das Sicherheitselement 162 kann hier beispielsweise durch ein aufgeklebtes Transferelement oder einen Sicherheitsfaden gebildet sein. In aufgefalteter Lage der Banknote zeigt das Sicherheitselement 162 im Auflicht im Wesentlichen nur einen Farbkippeffekt. Das von der λ/2-Schicht gebildete Motiv hingegen ist kaum zu erkennen.In a further embodiment according to the invention, the security element 162 consists of a layer sequence applied to a dark background layer, as in FIG Fig. 7 which comprises a first cholesteric liquid crystal layer and a λ / 2 layer applied to these in regions, which contains nematic liquid crystals. The security element 162 may be formed here for example by a glued transfer element or a security thread. In the unfolded position of the banknote, the security element 162 essentially only shows a color shift effect in incident light. The motif formed by the λ / 2 layer, however, is hardly recognizable.

Das Darstellungselement 164 liegt in einem papiermacherisch oder ausgestanztem Fenster der Banknote 160 vor und besteht aus einer auf eine transparente Folie aufgebrachten cholesterischen Flüssigkristallschicht, deren lichtpolarisierende Eigenschaften mit denen der ersten cholesterischen Flüssigkristallschicht des Sicherheitselement 162 identisch sind. Insbesondere reflektieren die beiden Schichten für sich genommen Licht in demselben vorgewählten Wellenlängenbereich und mit derselben vorgewählten zirkularen Polarisationsrichtung. Das Darstellungselement 164 erscheint in aufgefalteter Lage der Banknote im Auflicht oder Durchlicht im Wesentlichen transparent und unauffällig.The display element 164 is present in a papermaking or punched-out window of the banknote 160 and consists of a cholesteric liquid crystal layer applied to a transparent film whose light-polarizing properties are identical to those of the first cholesteric liquid crystal layer of the security element 162. In particular, the two layers individually reflect light in the same preselected wavelength range and with the same preselected circular polarization direction. The presentation element 164 appears in the unfolded position of the banknote in incident or transmitted light substantially transparent and inconspicuous.

Wenn die Banknote gefaltet wird, so dass das Darstellungselement 164 auf dem Sicherheitselement 162 derart zu liegen kommt, dass die cholesterische Flüssigkristallschicht des Darstellungselements 164 direkt an das Sicherheitselement 162 angrenzt, können die im Zusammenhang mit den Figuren 8 und 9 beschriebenen Effekte beobachtet werden. Insbesondere weist das Motiv der λ/2-Schicht bei normaler Beleuchtung mit unpolarisiertem Licht aufgrund der Reflexion von Licht beider zirkularer Polarisationsrichtungen eine gegenüber seiner Umgebung erhöhte Helligkeit auf und ist damit ohne weitere Hilfsmittel erkennbar. Es tritt dann ein vorher nicht bzw. kaum erkennbares Motiv deutlich in Erscheinung.When the banknote is folded so that the imaging element 164 on the security element 162 comes to rest such that the cholesteric liquid crystal layer of the imaging element 164 directly adjoins the security element 162, those described in connection with FIGS FIGS. 8 and 9 observed effects are observed. In particular, the subject of the λ / 2 layer in normal illumination with unpolarized light due to the reflection of light of both circular polarization directions has a relation to its surroundings increased brightness and is thus recognizable without further aids. It is then a previously not or barely recognizable motif clearly in appearance.

In einem weiteren, nicht dargestelltem Ausführungsbeispiel besteht das Sicherheitselement aus einer auf eine transparente Folie aufgebrachten Flüssigkristallschicht. Das Sicherheitselement liegt ebenso wie das Sicherheitselement der in Fig. 12 dargestellten selbstauthentifizierenden Sicherheitsanordnung in einem papiermacherisch hergestellten oder ausgestanzten Fenster beispielsweise einer Banknote vor. Die in Form eines Motivs bereichsweise aufgebrachte Flüssigkristallschicht erscheint sowohl im Auflicht als auch im Durchlicht transparent und unauffällig und ist von der umgebenden transparenten Folie im Wesentlichen nicht zu unterscheiden. Durch ein separates Darstellungselement, das an anderer Stelle der Banknote so angeordnet ist, dass das Sicherheitselement beim Falten der Banknote auf diesem zu liegen kommt, können die für Flüssigkristalle typischen Farbkippeffekte durch Bereitstellung einer dunklen, vorzugsweise schwarzen Untergrundschicht sichtbar gemacht werden. Eine solche Untergrundschicht kann beispielsweise durch Bedrucken einer Seite der Banknote mit einer handelsüblichen Druckfarbe bereitgestellt werden.In a further embodiment not shown, the security element consists of a liquid crystal layer applied to a transparent film. The security element as well as the security element lies in the Fig. 12 illustrated self-authenticating security arrangement in a papermaking or punched window, for example, a banknote ago. The partially applied in the form of a motif liquid crystal layer appears transparent and unobtrusive both in reflected light and transmitted light and is essentially indistinguishable from the surrounding transparent film. By a separate display element, which is arranged at another point of the banknote so that the security element comes to rest when folding the banknote on this, the typical liquid crystal color shift effects can be made visible by providing a dark, preferably black background layer. Such a background layer can be provided, for example, by printing one side of the banknote with a commercially available printing ink.

Selbstverständlich können die Ausführungsbeispiele zur selbstauthentifizierenden Sicherheitsanordnung auch auf einem Dokument aus Kunststoff, wie einer Kunststoffbanknote, vorgesehen werden. Hier wird das transparente Fenster vorzugsweise durch einen nicht bedruckten Bereich des Dokuments gebildet.Of course, the embodiments for self-authenticating security arrangement can also be provided on a plastic document, such as a Kunststoffbanknote. Here, the transparent window is preferably formed by a non-printed area of the document.

Claims (44)

  1. A security element (40) for securing valuable articles, having a first optically active layer (42) that is present in at least some areas and comprises cholesteric liquid crystal material, and a second optically active layer (44) that is present in at least some areas, the first and the second layer (42, 44) being stacked in an overlap area (48), characterized in that the first optically active layer (42) selectively reflects light in a first wavelength range having a first direction of circular polarization, the second optically active layer (44), either itself or, in the overlap area (48), in coaction with the first optically active layer (42), selectively reflects light in a second wavelength range having a second direction of circular polarization, in that the first optically active layer (42) reflects in a first viewing direction only light from the non-visible part of the spectrum and in a second viewing direction visible light of a first color, and in that only one of the first and second optically active layers is present in the form of characters and/or patterns.
  2. The security element (40) according to claim 1, characterized in that the second wavelength range in which the second optically active layer (44) reflects, itself or in coaction with the first optically active layer (42), corresponds to the first wavelength range.
  3. The security element (40) according to at least one of claims 1 or 2, characterized in that the second optically active layer (44) forms a phase-shifting layer.
  4. The security element (40) according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the second optically active layer (44) forms a λ/2 layer for light from the first wavelength range.
  5. The security element (40) according to claim 3 or 4, characterized in that the second optically active layer (44) is formed from nematic liquid crystal material.
  6. The security element (40) according to claim 4 or 5, characterized in that the λ/2 layer is formed from multiple sub-layers that are stacked and, in some areas, twisted toward one another in the layer plane.
  7. The security element (40) according to claim 6, characterized in that the multiple sub-layers are formed by two λ/4 layers.
  8. The security element (40) according to at least one of claims 3 to 7, characterized in that a third optically active layer comprising cholesteric liquid crystal material is provided that selectively reflects light in the first wavelength range having the first direction of circular polarization, and in that the phase-shifting layer is disposed, at least in some areas, between the first (42) and the third optically active layer.
  9. The security element (40) according to claim 1, characterized in that the second direction of circular polarization of the light that the second optically active layer (44) reflects, itself or in coaction with the first optically active layer (42), corresponds to the first direction of circular polarization.
  10. The security element (40) according to claim 1 or 9, characterized in that the second wavelength range in which the second optically active layer (44) selectively reflects light differs from the first wavelength range.
  11. The security element (40) according to claim 9 or 10, characterized in that the second optically active layer (44) is formed from cholesteric liquid crystal material.
  12. The security element (40) according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the second optically active layer (44) reflects only light from the non-visible part of the spectrum in a or the second viewing direction.
  13. The security element (40) according to claim 12, characterized in that the second optically active layer reflects visible light of a third color in a or the first viewing direction.
  14. The security element (40) according to claim 12 and 13, characterized in that one of the two optically active layers reflects infrared radiation as light from the non-visible part of the spectrum and the other of the two optically active layers reflects ultraviolet radiation as light from the non-visible part of the spectrum in the appropriate viewing direction.
  15. The security element (40) according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the second optically active layer (44) reflects, in the first viewing direction, visible light of a third color and, in the second viewing direction, visible light of a fourth color that differs from the third color.
  16. The security element (40) according to at least one of claims 1 to 15, characterized in that the second direction of circular polarization of the light that the second optically active layer (44) reflects, itself or in coaction with the first optically active layer (42), is opposite to the first direction of circular polarization.
  17. The security element (40) according to at least one of claims 1 to 16, characterized in that further optically active layers comprising nematic or cholesteric liquid crystal material are provided.
  18. The security element (40) according to at least one of claims 1 to 17, characterized in that at least one of the optically active layers (42, 44) comprising cholesteric liquid crystal material and/ or, if applicable, at least one layer comprising nematic liquid crystal material is present in the form of pigments that are embedded in a binder matrix.
  19. The security element (40) according to at least one of claims 1 to 18, characterized in that the optically active layers (42, 44) are disposed at least in part on a dark, preferably black background (22).
  20. The security element (40) according to claim 19, characterized in that the optically active layers (42, 44) are disposed contiguously on the dark background (22).
  21. The security element (40) according to claim 19 or 20, characterized in that the dark background (22) is present in the form of characters and/ or patterns.
  22. The security element (40) according to at least one of claims 19 to 21, characterized in that the dark background (22) is printed or produced by coloring a substrate or by the action of a laser beam on a substrate.
  23. The security element (40) according to at least one of claims 1 to 22, characterized in that the optically active layers (42, 44) and, if applicable, the dark background (22) are present on a substrate.
  24. The security element (40) according to claim 23, characterized in that the substrate is formed from paper or plastic.
  25. The security element (40) according to at least one of claims 1 to 24, characterized in that the security element (40) forms a security thread, a label or a transfer element.
  26. A method for manufacturing a security element (40) according to at least one of claims 1 to 25, in which a first (42) and a second (44) optically active layer are applied to a substrate foil such that they are stacked in an overlap area (48), a cholesteric liquid crystal material being applied to form the first optically active layer (42), wherein a first optically active layer is applied that selectively reflects light in a first wavelength range having a first direction of circular polarization, a second optically active layer is applied, that either itself or, in the overlap area, in coaction with the first optically active layer, selectively reflects light in a second wavelength range having a second direction of circular polarization,
    the first optically active layer reflects in a first viewing direction only light from the non-visible part of the spectrum and in a second viewing direction visible light of a first color, and in that only one of the first and second optically active layers is produced in the form of characters and/or patterns.
  27. The method according to claim 26, characterized in that the first and second optically active layer (42, 44) are each applied on a separate substrate foil, especially imprinted and then laminated on top of one another.
  28. The method according to claim 27, characterized in that, following the application to the substrate foil, the optically active layers (42, 44) are checked for suitability for further processing.
  29. The method according to claim 26, characterized in that the first and second optically active layer (42, 44) are successively applied on the same substrate foil.
  30. The method according to at least one of claims 26 to 29, characterized in that, following the application of all optically active layers, one or, if applicable, both substrate foils are removed, especially via separation layers or by using a laminating adhesive whose adhesion to the substrate foil is less than its adhesion to the optically active layer, or via an auxiliary layer that is applied contiguously to the optically active layer and whose adhesion to the substrate foil is less than its adhesion to the optically active layer.
  31. The method according to claim 30, characterized in that the auxiliary layer is formed by a UV lacquer layer.
  32. The method according to at least one of claims 26 to 31, characterized in that the first optically active layer (42) reflects light in a first wavelength range and the second optically active layer (44) is formed as a phase-shifting layer, especially as a λ/2 layer for light from the first wavelength range.
  33. The method according to claim 32, characterized in that the second optically active layer (44) is formed from nematic liquid crystal material.
  34. The method according to at least one of claims 26 to 33, characterized in that the second optically active layer (44) is formed from cholesteric liquid crystal material.
  35. The method according to at least one of claims 26 to 34, characterized in that the first and/or second cholesteric liquid crystal layer (42, 44) is formed by combining a nematic liquid crystal system with a twister.
  36. The method according to at least one of claims 26 to 35, characterized in that the two cholesteric liquid crystal layers (42, 44) are formed by combining a nematic liquid crystal system with coordinated first and second twisters such that the liquid crystals of the first and second layer arrange themselves into mirror-image helix structures.
  37. A security arrangement for security papers, valuable articles and the like, having
    - a security element (162) according to at least one of claims 1 to 25 or a security element (162) manufacturable according to at least one of claims 26 to 36, and
    - a separate display element (164) that, in coaction with the security element (162), makes a color shift effect and/or a polarization effect and/or a brightness effect perceptible for the viewer.
  38. The security arrangement according to claim 37, characterized in that the security element (162) is formed according to at least one of claims 1 to 18 and the display element (164) comprises a dark, preferably black background.
  39. The security arrangement according to claim 37, characterized in that the security element (162) is formed according to at least one of claims 1 to 25 and the display element (164) comprises a linear or circular polarizer.
  40. A valuable article, such as a branded article, value document or the like, having a security element (40) according to at least one of claims 1 to 25 or a security element (40) manufacturable according to at least one of claims 26 to 36.
  41. A valuable article, such as a branded article, value document or the like, having a security arrangement according to at least one of claims 37 to 39.
  42. The valuable article according to claim 40 or 41, characterized in that the security element (40,162) is disposed in a window area of the valuable article.
  43. The valuable article according to claim 41 or 42, characterized in that the valuable article is flexible such that the security element (162) and the display element (164) are layable on top of one another by bending or folding the valuable article for self-authentication.
  44. The valuable article according to at least one of claims 40 to 43, characterized in that the valuable article is a security paper, a value document or a product packaging.
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