EP2303594B1

EP2303594B1 - Sicherheitselement

Info

Publication number: EP2303594B1
Application number: EP09768928A
Authority: EP
Inventors: Winfried HOFFMÜLLER; Marius Dichtl; Manfred Heim; Mario Keller
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2009-06-16
Publication date: 2012-01-04
Anticipated expiration: 2029-06-16
Also published as: DE102008029638A1; EP2303594A1; WO2009156079A1; US9399366B2; ATE539898T1; US20110109078A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen und betrifft insbesondere ein derartiges Sicherheitselement mit einer mikrooptischen Moire-Vergrößerungsanordnung. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Sicherheitselements, ein Sicherheitspapier sowie einen Datenträger mit einem derartigen Sicherheitselement.
Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit des Datenträgers gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Die Sicherheitselemente können beispielsweise in Form eines in eine Banknote eingebetteten Sicherheitsfadens, einer Abdeckfolie für eine Banknote mit Loch, eines aufgebrachten Sicherheitsstreifens oder eines selbsttragenden Transferelements ausgebildet sein, das nach seiner Herstellung auf ein Wertdokument aufgebracht wird.
Eine besondere Rolle spielen dabei Sicherheitselemente mit optisch variablen Elementen, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck vermitteln, da diese selbst mit hochwertigen Farbkopiergeräten nicht reproduziert werden können. Die Sicherheitselemente können dazu mit Sicherheitsmerkmalen in Form beugungsoptisch wirksamer Mikro- oder Nanostrukturen ausgestattet werden, wie etwa mit konventionellen Prägehologrammen oder anderen hologrammähnlichen Beugungsstrukturen, wie sie beispielsweise in den Druckschriften EP 0 330 733 A1 oder EP 0 064 067 A1 beschrieben sind.
Es ist auch bekannt, Linsensysteme als Sicherheitsmerkmale einzusetzen. So ist beispielsweise in der Druckschrift EP 0 238 043 A2 ein Sicherheitsfaden aus einem transparenten Material beschrieben, auf dessen Oberfläche ein Raster aus mehreren parallel laufenden Zylinderlinsen eingeprägt ist. Die Dicke des Sicherheitsfadens ist dabei so gewählt, dass sie in etwa der Fokuslänge der Zylinderlinsen entspricht. Auf der gegenüberliegenden Oberfläche ist ein Druckbild registergenau aufgebracht, wobei das Druckbild unter Berücksichtigung der optischen Eigenschaften der Zylinderlinsen gestaltet ist. Aufgrund der fokussierenden Wirkung der Zylinderlinsen und der Lage des Druckbilds in der Fokusebene sind je nach Betrachtungswinkel unterschiedliche Teilbereiche des Druckbilds sichtbar. Durch entsprechende Gestaltung des Druckbilds können damit Informationen eingebracht werden, die lediglich unter bestimmten Blickwinkeln sichtbar sind. Durch eine bestimmte Ausgestaltung des Druckbilds können zwar auch "bewegte" Bilder erzeugt werden. Das Motiv bewegt sich bei Drehung des Dokuments um eine zu den Zylinderlinsen parallel laufende Achse allerdings nur annähernd kontinuierlich von einem Ort auf dem Sicherheitsfaden zu einem anderen Ort.
Seit einiger Zeit werden auch mikrooptischen Strukturen, wie beispielsweise geblazte Gitterstrukturen, Mikrolinsenstrukturen, fresnellinsenartige Strukturen oder sogenannte Moiré-Vergrößerungsanordnungen als Sicherheitsmerkmale eingesetzt. Die prinzipielle Funktionsweise derartiger Moire-Vergrößerungsanordnungen ist in dem Artikel "The moiré magnifier", M.C. Hutley, R. Hunt, R.F. Stevens and P. Savander, Pure Appl. Opt. 3 (1994), pp. 133-142, beschrieben. Kurz gesagt, bezeichnet Moiré-Vergrößerung danach ein Phänomen, das bei der Betrachtung eines Rasters aus identischen Bildobjekten durch ein Linsenraster mit annähernd demselben Rastermaß auftritt. Wie bei jedem Paar ähnlicher Raster ergibt sich dabei ein Moirémuster, das in diesem Fall als vergrößertes und gegebenenfalls gedrehtes Bild der wiederholten Elemente des Bildrasters erscheint. DE 102005 028 162 A und DE 102006 029 536 A zeigen Beispiek mit solchen Moiré - Vergrößerungsanordnung.
Die Herstellung der Bildobjektraster erfolgt bei den bekannten Moiré-Vergrößerungsanordnungen mit klassischen Drucktechniken oder auch mittels Prägetechniken mit verschiedenen Weiterverarbeitungsschritten. Sowohl Druck- als auch geeignete Prägetechniken sind allerdings mittlerweile allgemein am Markt verfügbar, so dass solche Moiré-Vergrößerungsanordnungen von Fälschern relativ leicht nachgeahmt werden können.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und insbesondere ein Sicherheitselement mit einer mikrooptischen Moiré-Vergrößerungsanordnung hoher Fälschungssicherheit anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Sicherheitselements, ein Sicherheitspapier sowie ein Datenträger mit einem solchen Sicherheitselement sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Nach der Erfindung enthält ein gattungsgemäßes Sicherheitselement eine mikrooptische Moiré-Vergrößerungsanordnung mit

einem ersten Motivbild, das aus einer planaren periodischen oder zumindest lokal periodischen Anordnung einer Mehrzahl von ersten Mikromotivelementen besteht, die eine versteckte Bildinformation erzeugen, und
einer planaren periodischen oder zumindest lokal periodischen Anordnung einer Mehrzahl von Mikrofokussierelementen zur Moirévergrößerten Betrachtung der ersten Mikromotivelemente des ersten Motivbilds,

Die gewählte Formulierung, nach der das vergrößerte Moiré-Bild im Wesentlichen nur bei Betrachtung des Sicherheitselements durch einen Polarisator erkennbar ist, trägt dabei der Tatsache Rechnung, dass das Motivbild nur bei Einsatz eines Polarisators mit deutlichem Kontrast hervortritt, durch das unbewaffnete Auge jedoch kaum bis gar nicht zu erkennen ist. Das typische optische Erscheinungsbild der Moiré-Vergrößerungsanordnung lässt sich daher nur unter Zuhilfenahme zusätzlicher Hilfsmittel beobachten und bildet damit ein in das Sicherheitselement integriertes verstecktes Sicherheitsmerkmal.
Beispielsweise kann der Grad der Phasendrehung proportional zur Schichtdicke sein, so dass die Beeinflussung des polarisierten Lichts über die Schichtdicke gezielt eingestellt werden kann.
Das nematische flüssigkristalline Material kann auch nur bereichsweise und in Form der ersten Mikromotivelemente vorliegen. Diese Gestaltung stellt sich als Extremfall der eben genannten Ausgestaltung dar, wenn die ausgesparten Bereiche des nematischen flüssigkristallinen Materials als Schicht mit einer Schichtdicke von Null aufgefasst werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bilden die ersten Mikromotivelemente für Licht aus dem vorgegebenen Wellenlängenbereich zumindest in Teilbereichen eine λ/4-Schicht. Mit Vorteil enthält das Sicherheitselement insbesondere bei dieser Ausgestaltung einen metallischen Reflektor. Der metallische Reflektor kann beispielsweise durch eine Schicht aus Aluminium, Kupfer, Silber, Chrom oder einer Metallpigmentschicht gebildet sein.
In einer anderen, ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bilden die ersten Mikromotivelemente für Licht aus dem vorgegebenen Wellenlängenbereich zumindest in Teilbereichen eine λ/2-Schicht. Das Sicherheitselement enthält insbesondere bei dieser Ausgestaltung mit Vorteil einen Linearpolarisator. Alternativ oder zusätzlich können eine oder mehrere Schichten aus cholesterischem flüssigkristallinem Material vorgesehen sein.
In allen Gestaltungen kann dem nematischen flüssigkristallinen Material ein weiteres nematisches flüssigkristallines Material zugesetzt sein, das zusätzlich eine Fluoreszenzfunktionalität aufweist. Alternativ kann das nematische flüssigkristalline Material auch selbst mit diesen Eigenschaften ausgestattet sein. Ein derartiges flüssigkristallines Material zeigt bei Bestrahlung mit - Licht geeigneter Wellenlänge und Polarisation eine definierte Fluoreszenz, die ebenfalls polarisiert ist.
Zur weiteren Erhöhung der Fälschungssicherheit können die die versteckte Bildinformation erzeugenden ersten Mikromotivelemente mit zumindest einem weiteren Motivbild kombiniert sein, das aus einer planaren periodischen oder zumindest lokal periodischen Anordnung einer Mehrzahl von zweiten Mikromotivelementen besteht, die eine sichtbare Bildinformation erzeugen. Das vergrößerte Moiré-Bild dieser zweiten Mikromotivelemente ist dabei bereits ohne Einsatz von Hilfsmitteln bei Betrachtung mit bloßem Auge erkennbar. Entsprechend zeigt das Sicherheitselement bei Betrachtung mit weißem Licht/ ohne Hilfsmittel und bei Betrachtung durch eine Polarisator jeweils ein unterschiedliches Erscheinungsbild. Wie weiter unten im Detail erläutert, lassen sich mit einer derartigen Ausgestaltung auch weitere, völlig neuartige optische Effekte erzeugen. Insbesondere können die ersten und die zweiten Mikromotivelemente auch in einem Sinnzusammenhang stehende Moiré-Bilder bilden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bilden die Anordnung von ersten Mikromotivelementen, die Anordnung von Mikrofokussierelementen und gegebenenfalls die Anordnung von zweiten Mikromotivelementen zumindest lokal jeweils ein zweidimensionales Bravais-Gitter, wobei die Anordnung von ersten Mikromotivelementen und/ oder die Anordnung von Mikrofokussierelementen und/oder die Anordnung von zweiten Mikromotivelementen vorzugsweise ein Bravais-Gitter mit der Symmetrie eines Parallelogramm-Gitters bilden.
In einer vorteilhaften Erfindungsvariante sind die Anordnung von ersten Mikromotivelementen und die Anordnung von zweiten Mikromotivelementen in ihren Gitterperioden und Gitterorientierungen identisch, wobei jeder Gitterplatz der Anordnung von ersten Mikromotivelementen mit einem ersten Mikromotivelement und/ oder einem zweiten Mikromotivelement besetzt ist.
Bevorzugt sind die ersten und die zweiten Mikromotivelemente alternierend angeordnet. Jeder Gitterplatz ist also von einem ersten Mikromotivelement oder einem zweiten Mikromotivelement besetzt. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann jeder Gitterplatz auch mit einem ersten Mikromotivelement und einem zweiten Mikromotivelement besetzt sein, wobei die ersten und zweiten Mikromotivelemente zumindest zum Teil nebeneinander vorliegen.
In einer ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvariante unterscheiden sich die Anordnung von ersten Mikromotivelementen und die Anordnung von zweiten Mikromotivelementen in ihren Gitterperioden und/oder Gitterorientierungen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Anordnung von ersten Mikromotivelementen und die Anordnung von zweiten Mikromotivelementen in unterschiedlichen Schichten angeordnet und können beispielsweise durch zusätzliche Schichten voneinander getrennt vorliegen. Neben der Anordnung in Mehrschichtgestaltungen können die ersten und zweiten Mikromotivelemente aber auch in derselben Schicht angeordnet sein.
Die lateralen Abmessungen der ersten und gegebenenfalls der zweiten Mikromotivelemente und der Mikrofokussierelemente liegen vorzugsweise unterhalb vom etwa 100 µm, bevorzugt zwischen etwa 5 µm und etwa 50 µm, besonders bevorzugt zwischen etwa 10 µm und etwa 35 µm.
Die ersten und/oder die zweiten Mikromotivelemente werden bevorzugt mit einer Strichstärke zwischen etwa 1 µm und etwa 10 µm, vorzugsweise zwischen etwa 1 µm und etwa 5 µm und/oder mit einer Strukturdicke zwischen etwa zwischen etwa 1 µm und etwa 10 µm, vorzugsweise zwischen etwa 1 µm und etwa 5 µm gebildet. Die Mikromotivelemente können dabei selbstverständlich auch flächige Bereiche enthalten und können sowohl positive Elemente als auch negative Elemente aufweisen.
In allen Ausgestaltungen liegen die ersten und/oder gegebenenfalls die zweiten Mikromotivelemente mit Vorteil in Form von Mikrozeichen oder Mikromustern vor. Es versteht sich, dass die Mikromotivelemente zur Erzeugung des Moiré-Vergrößerungseffekts weitgehend identisch sein müssen. Jedoch liegt auch eine langsame, insbesondere periodisch modulierte Veränderung des Erscheinungsbilds der Mikromotivelemente und damit auch der vergrößerten Bilder ebenfalls im Rahmen der Erfindung. Auch können einzelne oder ein Teil der Mikromotivelemente mit Zusatzinformationen ausgestattet sein, die im vergrößerten Moiré-Bild nicht in Erscheinung treten, die jedoch als zusätzliches Echtheitskennzeichen eingesetzt werden können.
Um diese vor Fälschungsangriffen zu schützen, oder die weitere Verarbeitung, beispielsweise die Erzeugung von Negativschrift in aufgebrachten metallischen oder farbkippenden Schichten zu erleichtern, können die ersten und/oder die zweiten Mikromotivelemente mit einer optisch im Wesentlichen isotropen Überlackierung versehen sein.
Die Motivbilder und die Anordnung von Mikrofokussierelementen sind zweckmäßig an gegenüberliegenden Flächen einer optischen Abstandsschicht angeordnet. Die Abstandsschicht kann beispielsweise eine Kunststofffolie und/oder eine Lackschicht umfassen.
Die Mikrofokussierelemente der Moiré-Vergrößerungsanordnung können als transmissive, refraktive oder diffraktive Linsen oder als eine Mischform vorliegen. Vorzugsweise sind sie durch nicht zylindrische Mikrolinsen, insbesondere durch Mikrolinsen mit einer kreisförmigen oder polygonal begrenzten Basisfläche, gebildet. Mit Vorteil sind die Mikrolinsen der Anordnung von Mikrofokussierelementen durch sphärische oder asphärische Linsen gebildet.
In dem Sicherheitselement sind mit Vorteil eine oder mehrere optisch im Wesentlichen isotrope Kleberschichten und/oder eine oder mehrere optisch im Wesentlichen isotrope Haftvermittlerschichten vorgesehen.
Das Sicherheitselement kann darüber hinaus mit einer oder mehreren Funktionsschichten, insbesondere mit Schichten mit visuell und/oder maschinell erfassbaren Sicherheitsmerkmalen ausgestattet sein. Dabei kommen beispielsweise vollflächige oder teilflächige reflektierende, hochbrechende oder farbkippende Schichten infrage, oder auch polarisierende oder phasenschiebende Schichten, opake oder transparente leitfähige Schichten, weich- oder hartmagnetische Schichten oder fluoreszierende oder phosphoreszierende Schichten.
Die Erfindung enthält auch ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements mit einer mikrooptischen Moiré-Vergrößerungsanordnung, bei dem ein erstes Motivbild, das aus einer planaren periodischen oder zumindest lokal periodischen Anordnung einer Mehrzahl von ersten Mikromotivelementen besteht, die eine versteckte Bildinformation bilden, und eine planare periodische oder zumindest lokal periodische Anordnung einer Mehrzahl von Mikrofokussierelementen so angeordnet werden, dass die ersten Mikromotivelemente bei Betrachtung durch die Mikrofokussierelemente vergrößert erkennbar sind. Die ersten Mikromotivelemente werden dabei aus nematischem flüssigkristallinem Material derart ausgebildet, dass sie für Licht aus einem vorgegebenen Wellenlängenbereich eine phasenschiebende Schicht bilden.
In einer vorteilhaften Erfindungsvariante werden die ersten Mikromotivelemente durch eine bereichsweise unterschiedliche Schichtdicke des nematischen flüssigkristallinen Materials gebildet. Die ersten Mikromotivelemente werden dabei zweckmäßig in eine Schicht aus nematischem flüssigkristallinem Material geprägt, die auf eine Trägerfolie aufgebracht ist.
Das nematische flüssigkristalline Material kann auch nur bereichsweise und in Form der ersten Mikromotivelemente ausgebildet werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden die ersten Mikromotivelemente aus nematischem flüssigkristallinem Material auf eine Trägerfolie aufgedruckt.
Das nematische flüssigkristalline Material wird mit Vorteil auf einer für die Ausrichtung von Flüssigkristallen ausgelegten Trägerfolie aufgebracht. Alternativ kann die Trägerfolie auch mit einer Ausrichtungs- bzw. Alignmentschicht für die Ausrichtung von Flüssigkristallen versehen sein. Beispielsweise kann mit Vorteil eine glatte PET-Folie guter Oberflächenqualität als Trägerfolie eingesetzt werden. Die Trägerfolie kann auch mehrere Teilschichten umfassen, beispielsweise eine oben genannte Alignmentschicht. Als Alignmentschicht kommt beispielsweise eine Schicht aus einem linearen Photopolymer, eine fein strukturierte Schicht oder eine durch Ausübung von Scherkräften ausgerichtete Schicht infrage. Eine geeignete fein strukturierte Schicht kann beispielsweise durch Prägen, Ätzen oder Einritzen hergestellt werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird eine Trägerfolie bereitgestellt, deren Oberfläche eine Anordnung von Erhebungen und Vertiefungen in Gestalt des gewünschten Motivbilds aufweist. Zur Bildung der ersten Mikromotivelemente werden die Vertiefungen der Trägerfolie mit nematischem flüssigkristallinem Material befüllt. Ohne an diese Erklärungen gebunden sein, ist vermutlich die Geometrie der Strukturen dafür verantwortlich, dass sich das nematische flüssigkristalline Material auch ohne zusätzliche Alignmentstrukturen in den Vertiefungen ausrichtet. Für die Ausrichtung des nematischen flüssigkristallinen Materials in den Vertiefungen der Trägerfolie werden daher vorzugsweise keine Alignmentstrukturen in Form einer mit einer Alignmentschicht versehenen Folie oder einer für die Ausrichtung von Flüssigkristallen ausgelegten Folie vorgesehen.
Die Dicke der Trägerfolie beträgt zweckmäßig zwischen etwa 5 µm und etwa 50 µm, bevorzugt zwischen etwa 5 µm und etwa 25 µm.
In manchen Gestaltungen bietet es sich an, eine Trägerfolie zu verwenden, die für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich optisch im Wesentlichen isotrop ist. Eine solche Trägerfolie kann dazu beispielsweise aus Cycloolefin-Copolymeren bestehen oder durch eine Kombination von zwei oder mehr unterschiedlich gereckten Kunststofffolien gebildet sein.
Alternativ weist die Trägerfolie für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich eine definierte optische Anisotropie mit einem über die Ausdehnung des Sicherheitselements konstanten Gangunterschied auf. Dabei werden insbesondere Trägerfolien mit einem Gangunterschied von n*λ, mit n aus den natürlichen Zahlen, und vor allem mit einem Gangunterschied von 1*λ bevorzugt, da die Lichtpolarisation bei Durchlauf durch eine derartige Folie, wie bei einer optisch isotropen Folie, im Wesentlichen unverändert bleibt.
Das nematische flüssigkristalline Material wird mit Vorteil in einer Schichtdicke ausgebildet, dass die Mikromotivelemente für Licht aus dem vorgegebenen Wellenlängenbereich zumindest in Teilbereichen eine λ/4-Schicht oder eine λ/2-Schicht bilden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die die versteckte Bildinformation erzeugenden ersten Mikromotivelemente mit zumindest einem weiteren Motivbild kombiniert, das aus einer planaren periodischen oder zumindest lokal periodischen Anordnung einer Mehrzahl von zweiten Mikromotivelementen besteht, die eine sichtbare Bildinformation erzeugen.
Ein erfindungsgemäßes Sicherheitspapier für die Herstellung von Sicherheits- oder Wertdokumenten, wie Banknoten, Schecks, Ausweiskarten, Urkunden oder dergleichen, ist mit einem Sicherheitselement der oben beschriebenen Art ausgestattet. Das Sicherheitspapier kann insbesondere ein Trägersubstrat aus Papier oder Kunststoff umfassen.
Die Erfindung enthält auch einen Datenträger, insbesondere einen Markenartikel, ein Wertdokument, dekorativen Artikel, wie eine Verpackung, Postkarten oder dergleichen, mit einem Sicherheitselement der oben beschriebenen Art. Das Sicherheitselement kann dabei insbesondere in einem Fensterbereich, also einem transparenten oder ausgesparten Bereich des Datenträgers, angeordnet sein.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Zur besseren Anschaulichkeit wird in den Figuren auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Darstellung verzichtet.
Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem eingebetteten Sicherheitsfaden und einem aufgeklebten Transferelement,
Fig. 2: schematisch den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements im Querschnitt,
Fig. 3: ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit einem versteckten Motivbild, wobei (a) eine schematische Aufsicht und (b) einen Querschnitt durch das Sicherheitselement und einen Zirkularpolarisator zur Betrachtung des Sicherheitselements zeigt,
Fig. 4: ein Sicherheitselement mit einem versteckten Motivbild nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt,
Fig. 5: ein Sicherheitselement mit einem versteckten Motivbild nach noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt,

Fig. 6: ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit einem versteckten und einem sichtbaren Motivbild, wobei (a) eine schematische Aufsicht auf die Motivbilder und (b) einen Querschnitt durch das Sicherheitselement zeigt, und
Fig. 7: ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit einem versteckten und einem sichtbaren Motivbild, die in einem Sinnzusammenhang stehende Moiré-Bilder bilden, wobei (a) eine schematische Aufsicht auf die Motivbilder und (b) einen Querschnitt durch das Sicherheitselement zeigt.

Die Erfindung wird nun am Beispiel eines Sicherheitselements für eine Banknote erläutert. Fig.1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die mit zwei Sicherheitselementen 12 und 16 versehen ist. Das erste Sicherheitselement stellt dabei einen Sicherheitsfaden 12 dar, der in 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 gebildet. Das Sicherheitselement 16 kann auch in Form eines Sicherheitsstreifens, eines Etiketts oder einer Abdeckfolie ausgebildet sein, die über einem Fensterbereich oder einer durchgehenden Öffnung der Banknote angeordnet ist.
Sowohl der Sicherheitsfaden 12 als auch das Transferelement 16 können eine Moiré-Vergrößerungsanordnung mit einer versteckten Bildinformation nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthalten. Zunächst wird die prinzipielle Funktionsweise erfindungsgemäßer mikrooptischer Moiré-Vergrößerungsanordnungen mit Bezug auf Fig. 2 kurz erläutert.
Fig. 2 zeigt schematisch den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements 20 im Querschnitt, wobei nur die für die Erläuterung des Funktionsprinzips erforderlichen Teile des Schichtaufbaus dargestellt sind. Das Sicherheitselement 20 enthält eine optische Abstandsschicht 22, deren Oberseite mit einer regelmäßigen Anordnung von Mikrolinsen 24 versehen ist. Die Anordnung der Mikrolinsen 24 bildet dabei bereichsweise jeweils ein Raster mit vorgewählten Rasterparametern, wie Rasterweite, Rasterorientierung und Gittersymmetrie. Die Gittersymmetrie kann durch ein zweidimensionales Bravais-Gitter beschrieben werden, wobei für die nachfolgende Erläuterung der Einfachheit halber von einer hexagonalen Symmetrie ausgegangen wird, auch wenn das Bravais-Gitter nach der Erfindung eine niedrigere Symmetrie und damit eine allgemeinere Form aufweisen kann.
Auf der Unterseite der Abstandsschicht 22 ist eine Motivschicht 26 angeordnet, die eine ebenfalls rasterförmige Anordnung gleichartiger Mikromotivelemente 28 enthält. Auch die Anordnung der Mikromotivelemente 28 kann durch ein zweidimensionales Bravais-Gitter mit einer vorgewählten Symmetrie beschrieben werden, wobei zur Illustration wieder eine hexagonale Gittersymmetrie angenommen wird. Wie in Fig. 2 durch den Versatz der Mikromotivelemente 28 gegenüber den Mikrolinsen 24 angedeutet, unterscheidet sich das Bravais-Gitter der Mikromotivelemente 28 in seiner Symmetrie und/oder in der Größe der Gitterparameter geringfügig von dem Bravais-Gitter der Mikrolinsen 24, um den gewünschten Moiré-Vergrößerungseffekt zu erzeugen.
Der Abstand benachbarter Mikrolinsen 24 ist vorzugsweise so gering wie möglich gewählt, um eine möglichst hohe Flächendeckung und damit eine kontrastreiche Darstellung zu gewährleisten. Die sphärisch oder asphärisch ausgestalteten Mikrolinsen 24 weisen einen Durchmesser zwischen 5 µm und 50 µm, vorzugsweise lediglich zwischen 10 µm und 35 µm auf und sind daher mit bloßem Auge nicht zu erkennen. Die Gitterperiode und der Durchmesser der Mikromotivelemente 28 liegen dabei in derselben Größenordnung wie die der Mikrolinsen 24, also im Bereich von 5 µm bis 50 µm, vorzugsweise von 10 µm bis 35 µm, so dass auch die Mikromotivelemente 28 selbst mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind.
Die optische Dicke der Abstandsschicht 22 und die Brennweite der Mikrolinsen 24 sind so aufeinander abgestimmt, dass die Mikromotivelemente 28 sich in etwa im Abstand der Linsenbrennweite befinden. Aufgrund der sich geringfügig unterscheidenden Gitterparameter sieht der Betrachter bei Betrachtung des Sicherheitselements 20 von oben durch die Mikrolinsen 24 hindurch jeweils einen etwas anderen Teilbereich der Mikromotivelemente 28, so dass die Vielzahl der Mikrolinsen insgesamt ein vergrößertes Bild der Mikromotivelemente 28 erzeugt. Die resultierende Moiré-Vergrößerung hängt dabei von dem relativen Unterschied der Gitterparameter der verwendeten Bravais-Gitter ab. Unterscheiden sich beispielsweise die Gitterperioden zweier hexagonaler Gitter um 1%, so ergibt sich eine 100-fache Moire-Vergrößerung. Für eine ausführlichere Darstellung der Funktionsweise und für vorteilhafte Anordnungen der Mikromotivelemente und der Mikrolinsen wird auf die Druckschriften DE 10 2005 062 132 A1 und WO 2007/076952 A2 verwiesen.
Bei derartigen Moiré-Vergrößerungsanordnungen sind die Mikromotivelemente nun nach der Erfindung aus nematischem flüssigkristallinem Material gebildet und bilden für Licht aus einem vorgegebenen Wellenlängenbereich eine phasenschiebende Schicht, so dass das vergrößerte Moiré-Bild im Wesentlichen nur bei Betrachtung des Sicherheitselements durch einen Polarisator erkennbar ist.
Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit einem versteckten Motivbild, das in Gestalt eines Sicherheitsfadens 30 für eine Banknote ausgebildet sein kann. Dabei zeigt Fig. 3(a) eine schematische Aufsicht auf das Motivbild, Fig. 3(b) einen Querschnitt durch das Sicherheitselement und einen Zirkularpolarisator zur Betrachtung des Sicherheitselements.
Der Sicherheitsfaden 30 weist als Träger eine transparente PET-Folie 32 einer Dicke von etwa 25 µm auf. Auf eine erste Oberfläche der PET-Folie 32 ist mittels Prägung eines UV-härtenden Lacks eine periodische Anordnung von Mikrolinsen 34 aufgebracht. Auf die gegenüberliegende Oberfläche der Folie 32 wurde zunächst ein UV-härtbarer Lack 48 aufgebracht, in dem mittels eines nicht dargestellten Prägewerkzeugs Mikrostrukturen 36 erzeugt wurden, die aus einer Anordnung von Erhebungen und Vertiefungen in Gestalt des gewünschten Motivbilds bestehen. Die Vertiefungen sind mit nematischem flüssigkristallinem Material zur Bildung der versteckten Mikromotivelemente 38 gefüllt. Auch ohne zusätzliche Alignmentstrukturen richtet sich das nematische flüssigkristalline Material in den geprägten Vertiefungen aus. Ohne an diese Erklärungen gebunden sein, ist dafür vermutlich die Geometrie der geprägten Strukturen verantwortlich. In Fig. 3(a) sind die das Motivbild bildenden Mikromotivelemente 38 zur Illustration nur als einfache Buchstaben "A" dargestellt.
Mit nematischen Flüssigkristallen lassen sich aufgrund der unterschiedlichen Brechungsindizes der stäbchenförmigen Flüssigkristalle entlang der Kristallhauptachsen phasenschiebende Schichten herstellen. Bei entsprechend gewählter Schichtdicke d erhält man für einen vorgegebenen Wellenlängenbereich beispielsweise eine λ/4-Schicht. Die Schichtdicke d der Schicht aus nematischem flüssigkristallinem Material wird im Ausführungsbeispiel durch die entsprechend gewählte Tiefe der Mikrostrukturen 36 vorgegeben. Die Anordnung der Mikromotivelemente 38 ist mit einer transparenten Überlackierung 42 versehen und so vor Fälschungsangriffen geschützt. Auf die Überlackierung 42 ist eine metallische Reflektorschicht 44 aufgebracht, beispielsweise aus Aluminium, Chrom, Silber oder Kupfer, welche Negativbildelemente in Form nicht beschichteter Teilbereiche 46 enthält. Durch die Überlackierung 42 können solche Beschichtungen mit Aussparungen gut mit einem Waschverfahren erzeugt werden, wie es beispielsweise aus der Druckschrift WO 99/13157 A1 bekannt ist, da die Überlackierung 42 die von den in den Vertiefungen vorliegenden Mikromotivelementen 38 erhöhte Rauigkeit ausgleichen kann.
Ohne Hilfsmittel ist das von den als λ/4-Schicht vorliegenden Mikromotivelementen 38 gebildete Motiv kaum zu erkennen, da das Sicherheitselement in den Bereichen der Mikromotivelemente wie in den übrigen Bereichen im Wesentlichen die gleiche Lichtmenge reflektiert und das unbewaffnete Auge die lineare Polarisierung des in den Bereichen der Mikromotivelemente reflektierten Lichts nicht erkennen kann.
Betrachtet man das Sicherheitselement dagegen durch einen Zirkularpolarisator 40, so tritt das in der λ/4-Schicht der Mikromotivelemente 38 gebildete Motivbild mit deutlichem Kontrast hervor, so dass ein Moiré-Vergrößerungeffekt zu beobachten ist. Die Mikromotivelemente 38 erscheinen dabei hell, die von den Mikromotivelementen 38 nicht bedeckten Bereiche der metallischen Reflektorschicht 44 dunkel. Ein geeigneter Zirkularpolarisator 40 kann beispielsweise durch einen Linearpolarisator und ein nachgeschaltetes λ/4-Plättchen gebildet sein.
Bei Betrachtung des Sicherheitselements mit einem Linearpolarisator kann das in der λ/4-Schicht der Mikromotivelemente 38 gebildete Motivbild durch einen Hell-/ Dunkel-Effekt beim Drehen des Linearpolarisators sichtbar gemacht werden. Während die Helligkeit der metallischen Reflektorschicht 44 beim Drehen des Linearpolarisators im Wesentlichen unverändert bleibt, erscheinen die Mikromotivelemente 38 in einer ersten Stellung des Polarisators zwar ebenfalls hell, werden jedoch beim Drehen des Polarisators in eine zweite Stellung dunkler.
In einer alternativen hier nicht gezeigten Ausgestaltung kann das Sicherheitselement statt der metallischen Reflektorschicht 44 eine Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinem Material enthalten. Dabei ist die Schichtdicke der Mikromotivelemente 38 aus nematischem flüssigkristallinem Material derart gewählt, dass man für den Wellenlängenbereich, in dem die cholesterische Flüssigkristallschicht selektiv reflektiert, eine λ/2-Schicht erhält. Das Sicherheitselement enthält ferner zumindest bereichsweise eine dunkle Untergrundschicht, die einen absorbierenden Untergrund bildet. Die dunkle Untergrundschicht kann dabei selbst in Form von Zeichen und/oder Mustern vorliegen. Insbesondere kann diese gedruckt, durch Einfärben eines Substrats oder durch Einwirkung eines Laserstrahls auf ein Substrat erzeugt sein.
In den von den Mikromotivelementen 38 unbedeckten Bereichen reflektiert die cholesterische Flüssigkristallschicht Licht mit einer vorgewählten zirkularen Polarisationsrichtung, beispielsweise linkszirkular polarisiertes Licht. In den Bereichen der Mikromotivelemente 38, in dem sich die beiden Flüssigkristallschichten überlappen, reflektiert das Sicherheitselement Licht mit der gegenläufigen Polarisationsrichtung, im Ausführungsbeispiel also rechtszirkular polarisiertes Licht, da das einfallende unpolarisierte Licht von der λ/2-Schicht der Mikromotivelemente 38 nicht beeinflusst wird, die Polarisationsrichtung des von der cholesterischen Flüssigkristallschicht reflektierten, linkszirkular polarisierten Lichts von der λ/2-Schicht jedoch durch den Gangunterschied zwischen dem ordentlichen und dem außerordentlichen Strahl in seiner Polarisationsorientierung gerade umgekehrt wird. Ohne Hilfsmittel ist das von den als λ/2-Schicht vorliegenden Mikromotivelementen 38 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.
Betrachtet man das Sicherheitselement dagegen durch einen Zirkularpolarisator 40, der nur rechtszirkular polarisiertes Licht transmittiert, so tritt das in der λ/2-Schicht der Mikromotivelemente 38 gebildete Motivbild mit deutlichem Kontrast hervor, so dass ein Moiré-Vergrößerungseffekt zu beobachten ist. Die Mikromotivelemente 38 erscheinen dabei hell, die unbedeckten Bereiche der cholesterischen Flüssigkristallschicht dunkel. Ein umgekehrter (negativer) Bildeindruck ergibt sich bei der Verwendung eines Zirkularpolarisators, der nur linkszirkular polarisiertes Licht transmittiert. Wie oben beschrieben, kann der Zirkularpolarisator 40 beispielsweise durch einen Linearpolarisator mit nachgeschaltetem λ/4-Plättchen gebildet sein.
In einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung kann bei Betrachtung des Zirkularpolarisators auch ein Farbwechsel erzielt werden. Dabei liegen die als λ/2-Schicht ausgebildeten Mikromotivelemente 38 des Sicherheitselements zwischen zwei Schichten aus cholesterischem flüssigkristallinem Material, die selektiv Licht aus unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, aber der gleichen zirkularen Polarisationsrichtung reflektieren. Beispielsweise kann eine - in Betrachtungsrichtung - erste cholesterische Flüssigkristallschicht blaues Licht in die senkrechte Betrachtungsrichtung und kürzerwellige UV-Strahlung in die spitzwinklige Betrachtungsrichtung reflektieren, während eine - in Betrachtungsrichtung unterhalb der λ/2-Schicht angeordnete - zweite cholesterische Flüssigkristallschicht so ausgebildet sein kann, dass sie rotes Licht in die senkrechte Betrachtungsrichtung und kürzerwelliges grünes Licht in die spitzwinklige Betrachtungsrichtung reflektiert. Bei Betrachtung mit einem Zirkularpolarisator lassen sich nun abhängig von den Transmissionseigenschaften des Zirkularpolarisators, der entweder nur rechts- oder nur linkszirkularpolarisiertes Licht transmittiert, sowie von den Polarisationseigenschaften der cholesterischen Flüssigkristallschichten beim Kippen des Sicherheitselements nur in den von der λ/2-Schicht der Mikromotivelemente 38 gebildeten Bereichen bestimmte Farbkippeffekte beobachten: von Blau nach Ultraviolett (Motivbild verschwindet beim Kippen) bzw. von Rot nach Grün (Motivbild verändert Farbe). Ohne Hilfsmittel betrachtet zeigt das Sicherheitselement einheitlich einen Farbkippeffekt von Magenta nach Grün. Das in der λ/2-Schicht der Mikromotivelemente 38 gebildete Motivbild ist hierbei kaum zu erkennen.
Die dunkle Untergrundschicht, die für die Erkennbarkeit der beschriebenen Farb- oder Polarisationseffekte wesentlich ist, kann alternativ auch durch ein separates Darstellungselement bereitgestellt werden und beispielsweise durch eine auf eine Seite der Banknote aufgedruckte handelsübliche Druckfarbe gebildet werden. Erst wenn die Banknote gefaltet wird, so dass das in diesem Fall zweckmäßig als Durchsichtssicherheitselement ausgestaltete Sicherheitselement auf dem Darstellungselement zu liegen kommt, können die vorgesehenen Farb- und/oder Polarisationseffekte erkannt werden.
Das in Fig. 4 gezeigte Sicherheitselement 50 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist ein verstecktes Motivbild auf, bei dem die Mikromotivelemente durch eine bereichsweise unterschiedliche Dicke einer Schicht aus nematischem flüssigkristallinem Material gebildet sind. Auch bei dem Sicherheitselement 50 kann es sich um einen Sicherheitsfaden oder eine Abdeckfolie für Banknoten handeln.
Auf die gegenüberliegende Seite eines mit einer periodischen Anordnung von Mikrolinsen 54 versehenen Trägers 52, beispielsweise einer PET-Folie, wurde zunächst eine Schicht 56 aus nematischem flüssigkristallinem Material aufgebracht, vorzugsweise aufgedruckt, in die eine Anordnung von Erhebungen und Vertiefungen in Gestalt des gewünschten Motivbilds eingeprägt wurde. Vorzugsweise wird als Träger eine für die Ausrichtung von Flüssigkristallen ausgelegte Folie verwendet. Alternativ kann der Träger 52 auch mit einer Alignmentschicht für die Ausrichtung von Flüssigkristallen versehen sein. Der Aufdruck der Schicht 56 aus nematischem flüssigkristallinem Material kann beispielsweise im Tiefdruck-, Inkjet-, Flexodruck-, Offsetdruck- oder Mehrwalzendruckverfahren erfolgen. Dabei kann bei Druckverfahren, die eine niedrige Viskosität erfordern, eine geeignete Verdünnung mit Lösungsmitteln erfolgen. Bei Druckverfahren, die eine hohe Viskosität erfordern, wie etwa dem Offsetdruckverfahren oder dem Mehrwalzendruckverfahren, kann die Viskosität des flüssigkristallinen Materials beispielsweise durch Auftrag des flüssigkristallinen Materials aus der Schmelze erfolgen.
In den Mikromotivelemente 58 bildenden Bereichen der Schicht 56 wird die Schichtdicke d₁ dabei derart gewählt, dass man für einen vorgegebenen Wellenlängenbereich eine λ/4- oder eine λ/2-Schicht erhält. Die Schichtdicke d₂ der dazwischen liegenden Bereiche 59 liegt im Ausführungsbeispiel unterhalb von etwa 0,5 µm, vorzugsweise unterhalb von etwa 0,3 µm. Die optische Wirkung dieser Bereiche 59 der nematischen Flüssigkristallschicht 56 kann aufgrund ihrer geringen Schichtdicke d₂ vernachlässigt werden. Typischerweise ist bei nematischen Flüssigkristallschichten eine Schichtdicke in der Größenordnung von etwa 0,5 µm bis etwa 3 µm erforderlich, um einen deutlichen phasenschiebenden Effekt zu erreichen.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann die nematische Flüssigkristallschicht 56 in den verschiedenen Teilbereichen 58, 59 in Form des gewünschten Motivbilds mit unterschiedlich großer Schichtdicke d₁ bzw. d₂ auch aufgedruckt sein, beispielsweise in mehreren Druckvorgängen.
Fig. 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit einem versteckten Motivbild, das in Gestalt eines Sicherheitsfadens oder, wie im Ausführungsbeispiel, in Gestalt einer Abdeckfolie 60 für eine Banknote mit Loch ausgebildet sein kann.
Die Abdeckfolie 60 weist als Träger eine transparente PET-Folie 62 mit einer Dicke von etwa 20 µm auf, auf deren einer Oberfläche eine periodische Anordnung von Mikrolinsen 64 aufgebracht ist. Die gegenüberliegende Oberfläche der Trägerfolie 62 wird zunächst für eine gute Verankerung des nematischen flüssigkristallinen Materials vorbehandelt, beispielsweise mittels eines haftvermittelnden Corona-Verfahrens, bei dem die Prozessatmosphäre von Luft abweichen kann. Auf die vorbehandelte Oberfläche wird dann ein Motivbild aus Mikromotivelementen 68 aufgebracht.
Zum Aufbringen der Mikromotivelemente 68 wird eine hier nicht gezeigte Werkzeugform eingesetzt, deren Oberfläche eine Anordnung von Erhebungen und Vertiefungen in Gestalt der gewünschten Mikrostruktur aufweist. Die Vertiefungen der Werkzeugform werden mit einem härtbaren nematischem flüssigkristallinem Material befüllt, beispielsweise in Form einer flüssigkristallinen Schmelze, und die Oberfläche der Werkzeugform dann mit der oberflächenbehandelten Trägerfolie 62 in Kontakt gebracht, wobei das in Kontakt mit der Trägerfolie stehende nematische flüssigkristalline Material in den Vertiefungen der Werkzeugform gehärtet wird.
Abschließend wird die Oberfläche der Werkzeugform wieder von der Trägerfolie 62 entfernt, so dass das mit der Trägerfolie verbundene, gehärtete nematische flüssigkristalline Material in Form der Mikromotivelemente 68 aus den Vertiefungen der Werkzeugform oder Prägeform gezogen werden kann. Die Tiefe der Vertiefungen der Werkzeugform wird dabei derart ausgewählt, dass die damit erzeugten Mikromotivelemente 68 für einen vorgegebenen Wellenlängenbereich im Ausführungsbeispiel eine λ/2-Schicht bilden. Weitere Einzelheiten zu einem derartigen Druckverfahren können der Druckschrift WO 2008/000350 A1 entnommen werden, deren Offenbarung insoweit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Zur Ausrichtung des nematischen flüssigkristallinen Materials können die Vertiefungen der Werkzeugform oder Prägeform eine alignmentfördernde Struktur aufweisen. Ohne an diese Erklärungen gebunden zu sein, kann alternativ oder zusätzlich auch die Geometrie der Vertiefungen der Werkzeug- oder Prägeform für die Ausrichtung des nematischen flüssigkristallinen Materials verantwortlich sein. Daneben können Scherkräfte, wie sie beim Befüllen der Vertiefungen auftreten, einen Einfluss auf die Ausrichtung des nematischen flüssigkristallinen Materials haben.
Es versteht sich, dass die Mikromotivelemente 68 sowohl durch die Vertiefungen als auch durch die Erhebungen in der Werkzeugform ausgebildet werden können. Im ersten Fall erhält man auf der Trägerfolie 62 versteckte und nur mithilfe eines Polarisators erkennbare Mikromotivelemente in transparentem Umfeld, in letzterem Fall transparente Mikromotivelemente in einem nur mithilfe eines Polarisators erkennbarem Umfeld. Der Informationsgehalt der aufgebrachten Mikromotivelemente ist in beiden Fällen gleich.
Die Anordnung der Mikromotivelemente 68 ist in eine transparente Überlackierung 66 eingebettet und so vor Fälschungsangriffen geschützt, wobei die transparente Überlackierung eine optisch im Wesentlichen isotrope Schicht bildet. Auf die transparente Überlackierung ist im Ausführungsbeispiel ein Linearpolarisator 70 aufgebracht.
Wird auf weitere opake Funktionsschichten verzichtet, entsteht bei Applikation der Abdeckfolie 60 im Register zum Banknotenpapier ein in Transmission und mithilfe beispielsweise eines Linearpolarisators beobachtbarer Moiré-Vergrößerungseffekt in der fertigen Banknote. So nimmt der Betrachter beim Drehen eines über die Abdeckfolie 60 gehaltenen Linearpolarisators das in der λ/2-Schicht der Mikromotivelemente 68 gebildete Motivbild in Form eines Hell-/Dunkel-Effekts wahr. Ein solcher Effekt ist allerdings abhängig von der Wahl der Trägerfolie 62, durch die der Betrachter auf die Mikromotivelemente 68 sieht. Bei einer Ausgestaltung, bei der sowohl die Mikrolinsen 64 als auch die Mikromotivelemente 68 einschließlich des Linearpolarisators 70 auf der gleichen Seite der Trägerfolie 62 angeordnet sind, lässt sich der Effekt auch unabhängig von den optischen Eigenschaften der Trägerfolie beobachten.
In einer alternativen Ausgestaltung können die Mikromotivelemente 68 für einen vorgegebenen Wellenlängenbereich statt einer λ/2-Schicht eine phasenschiebende Schicht mit einem konstanten Gangunterschied ungleich n*λ, mit n aus den natürlichen Zahlen, bilden. Auch bei dieser Ausgestaltung nimmt der Betrachter beim Drehen eines über die Abdeckfolie 60 gehaltenen Linearpolarisators das durch die Mikromotivelemente 68 gebildete Motivbild in Form eines Hell-/Dunkel-Effekts wahr.
Soll das Sicherheitselement statt des Linearpolarisators 70 mit einer metallischen Reflektorschicht versehen werden, die optional Aussparungen aufweist, ist es auch hierbei vorteilhaft, die Anordnung der Mikromotivelemente mit einer transparenten Überlackierung 66 zu versehen. Durch die Überlackierung 66 können solche Beschichtungen mit Aussparungen gut mit einem Waschverfahren erzeugt werden, wie es beispielsweise aus der Druckschrift WO 99/ 13157 A1 bekannt ist, da die Überlackierung die von den aufgebrachten Mikromotivelementen 68 stark erhöhte lokale Rauigkeit ausgleicht. Darüber hinaus wird auf diese Weise vermieden, dass beim Auswaschen der Waschfarbe Farbe in den Vertiefungen zwischen den Mikromotivelementen zurückbleibt.
Das in Fig. 6 gezeigte Sicherheitselement 80 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist neben einem versteckten auch ein mit bloßem Auge sichtbares Motivbild auf. Auch bei dem Sicherheitselement 80 kann es sich um einen Sicherheitsfaden oder eine Abdeckfolie für Banknoten handeln.
Mikromotivelemente mit versteckten und sichtbaren Informationen können in mehreren Druckvorgängen erzeugt werden, beispielsweise mit mehreren, mit nematischem flüssigkristallinem Material bzw. gefärbtem Lack befüllten Werkzeugformen oder Prägeformen, wie sie in Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben sind. Die Mikromotivelemente müssen nicht alle in derselben Schicht vorliegen, es lassen sich auch Mehrschichtgestaltungen realisieren. Werden so Anordnungen von Mikromotivelementen mit versteckten und sichtbaren Bildinformationen erzeugt, müssen die verschiedenen Anordnungen im Allgemeinen nicht zueinander gepassert werden, da für den Moiré-Effekt die relative Orientierung der Mikrolinsen-Anordnung und der jeweiligen Mikromotivelement-Anordnung entscheidend ist. Je nach Anwendungsfall kann allerdings auch eine genaue Passerung der Mikromotivelement-Anordnungen zueinander von Vorteil sein.
Die in Fig. 6(a) in Aufsicht gezeigte Anordnung der Mikromotivelemente 82 enthält Mikromotivelemente 82-1, die eine versteckte Information bilden und deren Umriss in der Figur gepunktet dargestellt ist, und mit einer Schraffur gefüllte Mikromotivelemente 82-2, die eine sichtbare Information bilden. Zur Illustration sind sowohl die Mikromotivelemente 82-1 also auch die Mikromotivelemente 82-2 in Fig. 6(a) nur als einfache Buchstaben "A" dargestellt. Die unterschiedlichen Mikromotivelemente lassen sich auf einer Trägerfolie, im Ausführungsbeispiel einer optisch isotropen Trägerfolie, beispielsweise mithilfe von zwei Werkzeugen erzeugen, die zur Bildung der versteckten Mikromotivelemente 82-1 mit nematischem flüssigkristallinem Material und zur Bildung der sichtbaren Mikromotivelemente 82-2 mit gefärbtem Lack befüllt sind. Es versteht sich, dass die Mikromotivelemente 82-1 und 82-2 auch in Form unterschiedlicher Mikrozeichen oder Mikromuster ausgestaltet sein können.
Die Anordnung der Mikromotivelemente 82 ist in eine transparente Überlackierung 84 eingebettet und so vor Fälschungsangriffen geschützt. Falls gewünscht, können weitere Schichten aufgebracht werden, beispielsweise eine in Fig. 6(b) gestrichelt dargestellte metallische Reflektorschicht 86, die Negativbildelemente in Form nicht beschichteter Teilbereiche enthalten kann. Alternativ kann das Sicherheitselement 80 statt der metallischen Reflektorschicht 86 auch eine Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinem Material oder einen Linearpolarisator enthalten.
Das vergrößerte Moiré-Bild der eine sichtbare Information bildenden Mikromotivelemente 82-2 ist für einen Betrachter bereits ohne Hilfsmittel deutlich erkennbar. Da das Sicherheitselement 80 in den mit dem nematischen flüssigkristallinen Material bedeckten Bereichen wie den unbedeckten Bereichen im Wesentlichen die gleiche Lichtmenge reflektiert und das unbewaffnete Auge die Polarisierung des Lichts nicht unterscheiden kann, ist das von den Mikromotivelementen 82-1 gebildete Motiv hingegen ohne Hilfsmittel kaum zu erkennen. Betrachtet man das Sicherheitselement allerdings durch einen Zirkularpolarisator, so tritt das durch die Mikromotivelemente 82-1, beispielsweise in einer λ/4- oder λ/2-Schicht, gebildete Motivbild mit deutlichem Kontrast hervor, so dass ein Moiré-Vergrößerungseffekt auch für die Mikromotivelemente 82-1 zu beobachten ist.
Bilden die versteckten Mikromotivelemente 82-1 dabei eine λ/4- Schicht, so erscheinen diese bei Betrachtung mit einem Zirkularpolarisator hell, die nicht bedeckten Bereiche der metallischen Reflektorschicht hingegen dunkel, wie dies beispielsweise im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben ist. Bei Betrachtung mit einem Zirkularpolarisator nimmt der Betrachter daher speziell die vorher versteckten Mikromotivelemente 82-1 Moiré-vergrößert wahr, während die Mikromotivelemente 82-2 nun vor einem dunklen Hintergrund vorliegen und je nach Farbe der Mikromotivelemente gegebenenfalls nicht mehr deutlich zu erkennen sind oder sogar vollständig verschwinden. Bei Verwendung einer optisch anisotropen Trägerfolie können sich die oben beschriebenen Effekte umkehren, d.h. die versteckten Mikromotivelemente 82-1 erscheinen bei Betrachtung mit einem Zirkularpolarisator dunkel, während die nicht bedeckten Bereiche der metallischen Reflektorschicht hell erscheinen.
Fig. 7 zeigt eine weitere Gestaltung eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements 90 mit einem versteckten und einem sichtbaren Motivbild. Im Ausführungsbeispiel sind benachbarte, unterschiedlich ausgestaltete Mikromotivelemente 92-1, 92-2 aufgebracht, die in einem Sinnzusammenhang stehende Moiré-Bilder bilden.
Die eine versteckte Information bildenden, gepunktet dargestellten Mikromotivelemente 92-1 umgeben strahlenförmig die mit einer Schraffur gefüllten Mikromotivelemente 92-2, die eine sichtbare Information bilden. Bei Betrachtung des Sicherheitselements 90 mit einem geeigneten Polarisator wird das ohne Hilfsmittel erkennbare, durch die Mikromotivelemente 92-2 gebildete Motivbild (kreisförmige Fläche) durch die strahlenförmige Anordnung der Mikromotivelemente 92-1 zum einem Gesamtbild (Sonne) ergänzt.
Es versteht sich, dass die versteckten und sichtbaren Mikromotivelemente nicht nur zusammen auf den gleichen Gitterplätzen, sondern auch getrennt in unterschiedlichen Bereichen des Sicherheitselements vorliegen können. Beispielsweise kann ein Teilbereich eines Sicherheitselements nur mit versteckten Mikromotivelementen versehen sein, ein anderer Teilbereich nur mit sichtbaren Mikromotivelementen. Betrachtet man ein solches Sicherheitselement mit einem geeigneten Polarisator, so treten zusätzlich zu dem bereits sichtbaren Motivbild, beispielsweise in einem oberen Bereich des Sicherheitselements angeordnete farbige Fische, auch die versteckten Mikromotivelemente Moiré-vergrößert, beispielsweise in einem unteren Bereich des Sicherheitselements als wellenförmige Linien, in Erscheinung. Mithilfe des Polarisators lässt sich daher ein bereits ohne Hilfsmittel erkennbares Motivbild zu einem (vollständigen) Gesamtbild ergänzen.
Darüber hinaus kann auch das Sicherheitselement der Fig. 7 mit zusätzlichen Schichten, wie einer metallischen Reflektorschicht, einer Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinen Material oder einem Linearpolarisator, versehen werden, wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 6 beschrieben. Alternativ können diese Schichten auch durch ein zusätzliches Darstellungselement, beispielsweise an anderer Stelle eines mit dem Sicherheitselement versehenen Wertdokuments, bereitgestellt werden.

Claims

Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit einer mikrooptischen Moiré-Vergrößerungsanordnung mit
- einem ersten Motivbild, das aus einer planaren periodischen oder zumindest lokal periodischen Anordnung einer Mehrzahl von ersten Mikromotivelementen besteht, die eine versteckte Bildinformation erzeugen, und

- einer planaren periodischen oder zumindest lokal periodischen Anordnung einer Mehrzahl von Mikrofokussierelementen zur Moirévergrößerten Betrachtung der ersten Mikromotivelemente des ersten Motivbilds,
wobei die ersten Mikromotivelemente aus nematischem flüssigkristallinem Material gebildet sind und für Licht aus einem vorgegebenen Wellenlängenbereich eine phasenschiebende Schicht bilden, und wobei das vergrößerte Moiré-Bild im Wesentlichen nur bei Betrachtung des Sicherheitselements durch einen Polarisator erkennbar ist, wobei die ersten Mikromotivelemente durch eine bereichsweise unterschiedliche Dicke des nematischen flüssigkristallinen Materials gebildet sind.
Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das nematische flüssigkristalline Material nur bereichsweise und in Form der ersten Mikromotivelemente vorliegt.
Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mikromotivelemente für Licht aus dem vorgegebenen Wellenlängenbereich zumindest in Teilbereichen eine λ/4-Schicht bilden.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein metallischer Reflektor vorgesehen ist.
Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mikromotivelemente für Licht aus dem vorgegebenen Wellenlängenbereich zumindest in Teilbereichen eine λ/2-Schicht bilden.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Linearpolarisator und/oder eine oder mehrere Schichten aus cholesterischem flüssigkristallinem Material vorgesehen sind.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das nematische flüssigkristalline Material zusätzlich eine Fluoreszenzfunktionalität aufweist, oder dass dem nematischen flüssigkristallinen Material ein weiteres nematisches flüssigkristallines Material zugesetzt ist, das eine Fluoreszenzfunktionalität aufweist.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die versteckte Bildinformation erzeugenden ersten Mikromotivelemente mit zumindest einem weiteren Motivbild kombiniert sind, das aus einer planaren periodischen oder zumindest lokal periodischen Anordnung einer Mehrzahl von zweiten Mikromotivelementen besteht, die eine sichtbare Bildinformation erzeugen.
Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung von ersten Mikromotivelementen, die Anordnung von Mikrofokussierelementen und gegebenenfalls die Anordnung von zweiten Mikromotivelementen zumindest lokal jeweils ein zweidimensionales Bravais-Gitter bilden, wobei die Anordnung von ersten Mikromotivelementen und/oder die Anordnung von Mikrofokussierelementen und/oder die Anordnung von zweiten Mikromotivelementen vorzugsweise ein Bravais-Gitter mit der Symmetrie eines Parallelogramm-Gitters bilden.
Sicherheitselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung von ersten Mikromotivelementen und die Anordnung von zweiten Mikromotivelementen in ihren Gitterperioden und Gitterorientierungen identisch sind, wobei jeder Gitterplatz der Anordnung von ersten Mikromotivelementen mit einem ersten Motivelement und/oder einem zweiten Motivelement besetzt ist, insbesondere, dass
a) jeder Gitterplatz entweder von einem ersten Mikromotivelement oder einem zweiten Mikromotivelement besetzt ist, so dass die ersten und die zweiten Mikromotivelemente alternierend angeordnet sind, oder

b) jeder Gitterplatz mit einem ersten Motivelement und einem zweiten Motivelement besetzt ist und die ersten und zweiten Mikromotivelemente zumindest zum Teil nebeneinander vorliegen.
Sicherheitselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anordnung von ersten Mikromotivelementen und die Anordnung von zweiten Mikromotivelementen in ihren Gitterperioden und/ oder Gitterorientierungen unterscheiden.
Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements mit einer mikrooptischen Moiré-Vergrößerungsanordnung, bei dem ein erstes Motivbild, das aus einer planaren periodischen oder zumindest lokal periodischen Anordnung einer Mehrzahl von ersten-Mikromotivelementen besteht, die eine versteckte Bildinformation bilden, und eine planare periodische oder zumindest lokal periodische Anordnung einer Mehrzahl von Mikrofokussierelementen so angeordnet werden, dass die ersten Mikromotivelemente bei Betrachtung durch die Mikrofokussierelemente vergrößert erkennbar sind, wobei die ersten Mikromotivelemente aus nematischem flüssigkristallinem Material derart ausgebildet werden, dass sie für Licht aus einem vorgegebenen Wellenlängenbereich eine phasenschiebende Schicht bilden, wobei die ersten Mikromotivelemente durch eine bereichsweise unterschiedliche Schichtdicke des nematischen flüssigkristallinen Materials gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mikromotivelemente in eine Schicht aus nematischem flüssigkristallinem Material geprägt werden, die auf einer Trägerfolie aufgebracht ist.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das nematische flüssigkristalline Material nur bereichsweise und in Form der ersten Mikromotivelemente ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mikromotivelemente aus nematischem flüssigkristallinem Material - auf eine Trägerfolie aufgedruckt werden.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerfolie bereitgestellt wird, deren Oberfläche eine Anordnung von Erhebungen und Vertiefungen in Gestalt des gewünschten Motivbilds aufweist, und die Vertiefungen der Trägerfolie zur Bildung der ersten Mikromotivelemente mit nematischem flüssigkristallinem Material befüllt werden, insbesondere, dass für die Ausrichtung des nematischen flüssigkristallinen Materials in den Vertiefungen der Trägerfolie keine Alignmentstrukturen vorgesehen werden.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das nematische flüssigkristalline Material in einer Schichtdicke ausgebildet wird, dass die Mikromotivelemente für Licht aus dem vorgegebenen Wellenlängenbereich zumindest in Teilbereichen eine λ/4-Schicht oder eine λ/2-Schicht bilden.
Sicherheitspapier für die Herstellung von Sicherheits- oder Wertdokumenten, wie Banknoten, Schecks, Ausweiskarten, Urkunden oder dergleichen, oder Datenträger, insbesondere Markenartikel, Wertdokument, dekorativer Artikel oder dergleichen, mit einem Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17.