EP2501553A1 - Sicherheitselement mit mikrostruktur - Google Patents

Sicherheitselement mit mikrostruktur

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EP2501553A1
EP2501553A1 EP10779718A EP10779718A EP2501553A1 EP 2501553 A1 EP2501553 A1 EP 2501553A1 EP 10779718 A EP10779718 A EP 10779718A EP 10779718 A EP10779718 A EP 10779718A EP 2501553 A1 EP2501553 A1 EP 2501553A1
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EP
European Patent Office
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security element
microstructure
motif
motif image
element according
Prior art date
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EP10779718A
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English (en)
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Andreas Rauch
Michael Rahm
Manfred Heim
Christian Fuhse
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Giesecke and Devrient GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient GmbH
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Publication date
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Publication of EP2501553A1 publication Critical patent/EP2501553A1/de
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Publication of EP2501553B1 publication Critical patent/EP2501553B1/de
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    • B42D25/324—Reliefs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B42D25/373—Metallic materials
    • B42D2035/36—

Definitions

  • the invention relates to a security element for security papers, documents of value and the like having at least one microstructure having a viewing angle-dependent visual appearance.
  • Security elements for the purpose of security, which permit verification of the authenticity of the data carriers and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
  • the security elements may be in the form of, for example, a security thread embedded in a banknote, a tear strip for product packaging, an applied security strip, a covering sheet for a banknote with a continuous opening or a self-supporting one
  • Transfer element may be formed, such as a patch or a label that is applied to a value document after its manufacture.
  • Security elements with viewing-angle-dependent effects play a special role in the authentication of authenticity since they can not be reproduced even with the most modern copiers.
  • the security elements are thereby equipped with optically variable elements which give the viewer a different image impression at different viewing angles and, for example, show a different color or brightness impression and / or another graphic motif depending on the viewing angle.
  • the publication WO 2008/049533 A2 has proposed a through-security element having at least one microstructure with a viewing angle-dependent appearance, in which the at least one microstructure consists of an arrangement a plurality of structural elements with a characteristic structure spacing of 1 ⁇ or more is formed and in which the see-through safety element has a total thickness of 50 ⁇ or less.
  • the object of the invention is to provide a generic security element which on the one hand is thin enough to be used in the security paper and security document area, and which on the other hand has a visually attractive appearance in addition to high counterfeit security in order to be used by the user as a security device. to be perceived, noticed and remembered.
  • a generic security element contains at least one motif image which is visible from the viewing angle-dependent visual appearance of the microstructure from certain viewing angles and is not visible from other viewing angles, and in which the microstructure and the motif image together have a thickness of 50 ⁇ or less.
  • the microstructure and the motif image in the context of the invention can be arranged both directly above one another and also separated by intermediate layers, in particular by the substrate of a data carrier. In the latter case, the total thickness of the microstructure, intermediate layers and motif image is generally superficial. half of 50 ⁇ , typically at about 150 ⁇ to 200 ⁇ ⁇ .
  • the large total thickness is due to the intermediate layer or layers, while the sum of the thicknesses of the microstructure and motif image is always less than 50 ⁇ m even in these variants, so that the inventive security element only makes a small contribution to the total thickness of the data carrier.
  • At least one microstructure of the security element is advantageously formed by a lamellar structure of a multiplicity of essentially parallel lamellae.
  • the lamellar structure may be e.g. to act a parallelogram structure.
  • at least one lamellar structure is formed by a partially metallized asymmetrical sawtooth structure with metallized first, less steeply inclined flanks and with non-metallized second, more inclined flanks.
  • the first, less steeply inclined flanks preferably have an angle of inclination between 10 ° and 60 °, relative to the plane of the security element.
  • the second, more inclined flanks preferably have an angle of inclination between 50 ° and 110 °, relative to the plane of the security element, wherein the angle of inclination of the two flanks is advantageously at least 20 °, preferably at least 30 °, in particular at least 40 ° differ.
  • a plurality of microstructures formed by lamellar structures are provided, which differ in one or more of the parameters lateral orientation, color, width, height, relief shape and distance.
  • the differing lamellar structures are preferably arranged in the form of a motif, in particular in the form of patterns, characters or an encoding, and thus form a further motif in the security element.
  • the motif of the lamellar structures and at least one motif image of the security element are matched to one another with advantage or related to one another.
  • the lamellar motifs and the motif image may represent the same motif, or may each represent only subject parts that complement each other from certain viewing angles in review to a total information.
  • the structural elements are provided in partial areas with an opaque coating, in particular an opaque metallic coating.
  • the opaque coating may comprise the above-mentioned fins on an asymmetrical sawtooth structure.
  • the opaque coating may be single-layered or multi-layered, and more preferably as a thin-film element with a color-shift effect, i. optically variable, be formed.
  • a thin-film element with a color-shift effect i. optically variable
  • coatings of so-called pearlescent pigments are to be mentioned in the first place.
  • Multilayer thin-film elements are generally formed as purely dielectric thin-film structures or metallic / dielectric multilayer structures. In the multilayer thin-film elements, three-layered interference layer structures (metal / dielectric three-layer structure) are currently particularly preferred.
  • the security element has a transparent or translucent substrate, wherein the at least one microstructure and the motif image are arranged on opposite surfaces of the substrate.
  • the substrate need not be transparent or translucent over the entire surface; a transparent or translucent window area in an otherwise opaque substrate suffices.
  • the security element represents in this variant of the invention is a see-through security element.
  • an "opaque” or “opaque” material has a transmittance T ⁇ 0.1, where T is defined as the quotient L / Lo (see above).
  • an opaque material does not substantially transmit incident electromagnetic radiation, at least in the visible wavelength range from about 380 nm to about 780 nm.
  • a "translucent”, “translucent” or “semitransparent” material has a transmittance T greater than 0.1 and less than 0.8, ie 0, at least in the visible wavelength range from approximately 380 nm to approximately 780 nm.
  • the subjective perception of a transparent, translucent or opaque material by a viewer may in some cases differ considerably from the exact definition given above for transparent, translucent or opaque material with metallized and non-metallised films with and without baggage It has been found that the subjective perception of a transparent, translucent or opaque material depends very much on the lighting situation, ie whether the material of the Viewers in reflection, transmission or in a combination of reflection and transmission is considered. Thus, a viewer under certain circumstances perceives a security element as transparent, even if the transmittance of the security element more than z. B. is 0.7, ie, less than 30% of the incident light is reflected or absorbed. Also it is enough for.
  • a metal layer in the production usually when the layer thickness of the metal layer is reduced by the etching process to a transparent to the viewer layer thickness.
  • a metal layer which appears transparent to the viewer is then optionally a translucent material in the sense of the definition given above (0.1 ⁇ T ⁇ 0.8).
  • the light scattering of the observed material has a similarly large influence on the subjective perception of a viewer because, among other things, the scattering influences the contrast between light and dark areas of the viewed material.
  • the security element has a transparent or translucent substrate, wherein the at least one microstructure and the motif image are arranged on the same surface of the substrate.
  • the substrate does not have to be completely transparent or translucent over the entire surface; a transparent or translucent window area in an otherwise opaque substrate suffices.
  • the security element has an opaque substrate, wherein the at least one microstructure and the motif image are arranged on the same surface of the opaque substrate.
  • the security element forms in this variant of the invention a reflection security element for viewing in supervision.
  • a see-through security element basically any transparent or translucent substrate can be used.
  • the light transmittance must be at least so large that in the transmitted light the viewing angle-dependent appearance can be perceived by the viewer.
  • the use of an additional illuminant to improve the visibility of the appearance by the viewer is conceivable, although the thickness of the material is chosen according to the invention so that the optically variable appearance of the see-through security element is recognizable even without aids.
  • paper in particular cotton paper
  • the substrate is a plastic, in particular a plastic film
  • a plastic film for. B. a film of polyethylene (PE), poly- ethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN), polypropylene (PP) or polyamide (PA).
  • PE polyethylene
  • PET poly- ethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PP polypropylene
  • PA polyamide
  • the film may also be monoaxially or biaxially stretched. The stretching of the film, inter alia, leads to it receiving polarizing properties that can be used as another security feature.
  • the tools required for exploiting these properties, such as polarization filters, are known to the person skilled in the art.
  • the substrate may also be formed as a multilayer composite, in particular a composite of several different films (composite composite) or as a paper-film composite.
  • composite composite can be z. B. be formed from the aforementioned plastic materials.
  • Such a composite is characterized by an extremely high stability, which is for the durability of the security element of great advantage. Also, these composite materials can be used in certain climatic regions of the earth with great advantage.
  • the paper-film composite has an inner base paper and two outer film layers, as described in more detail in EP 1 545 902 B1, the disclosure of which is incorporated in the present description. Also advantageous is the inverse structure of a paper-film composite, in which an inner film is provided with two outer layers of paper.
  • All materials used as a substrate may have additives which serve as further authenticity features. It is primarily to think of luminescent, which are preferably transparent in the visible wavelength range and in the non-visible wavelength range a suitable tool, for. B. a UV or IR radiation emitting radiation source, can be excited to produce a visible or at least detectable luminescence.
  • a UV or IR radiation emitting radiation source can be excited to produce a visible or at least detectable luminescence.
  • the lacquers or paints used for a microstructure or the motif image can also have the abovementioned additives.
  • microstructure and the motif image are arranged on opposite surfaces of the substrate, they are at least separated from one another by the substrate.
  • the total thickness of microstructure, substrate and motif image is then typically above 50 ⁇ , for example, at 150 ⁇ to 200 ⁇ , even if the sum of the thicknesses of microstructure and motif image is less than 50 ⁇ .
  • this has the additional advantage that the security element is necessarily destroyed during a splitting of the composite and is therefore not available for reuse.
  • the at least one microstructure may advantageously be arranged directly on the motif image.
  • the motif image may include a printed or embossed motif pattern, a patterned metal layer, a color-shifting motif layer, a diffractive motif layer such as a hologram, a structured multi-layer structure, a structured sub-wavelength grating, a moth eye structure, a printed structure, a negative pattern layer , such as negative characters, or a combination of said variants.
  • the security element contains a second motif image, which is applied to at least one microstructure, so that from certain viewing angles in view only the first motif image and from other viewing angles, only the second motif image is visible.
  • the second motif image may in particular be formed by a structured metal layer, a color-shifting motif layer or else by a structured printing layer. Since the second motif image is applied to a microstructure, it is usually not only in transparency, but also in supervision recognizable. In a variant, a combination of the first and second motif image can also be seen from certain viewing angles.
  • the first and second motif images may be coordinated or related to each other with their visual appearance or informational content.
  • both motif images can represent the same motif in different designs (such as colored in supervision, black and white in transparency), or they can each represent only parts of the subject that complement each other to form an overall motif.
  • a visual or content-related interaction increases the attention and recognition value of the security and, on the other hand, leads to increased security against counterfeiting, since the creation of the motivally linked motif images represents a greater technological hurdle than the separate or unrelated production of two security features.
  • the microstructure and the motif image together preferably have a thickness of 20 ⁇ or less, particularly preferably from 3 ⁇ to 10 ⁇ , on.
  • the structural elements of the microstructure expediently have a characteristic structure spacing of 5 ⁇ m or more.
  • the structural elements each have a structure size of 1 ⁇ or more, preferably of 3 ⁇ or more.
  • the structure spacing of 1 ⁇ m or more, or the structure size of 1 ⁇ m or more ensures that the microstructures act largely achromatically, ie without disturbing color splitting. The optically variable effects can therefore be easily recognized even under unfavorable lighting conditions.
  • the arrangement according to the invention of a plurality of structural elements can be a regular, irregular or region-wise regular arrangement.
  • the invention thus encompasses any arrangement of a multiplicity of structural elements which has a structure spacing of 1 ⁇ m or more.
  • the structure elements are arranged substantially periodically, wherein the period given by the characteristic structure distance is superimposed on a random fluctuation of the structure distances with an amplitude between 1% and 5%, in particular of about 2% of the period, by undesired color splits To suppress as far as possible diffraction effects on periodic structures.
  • the security element may be designed as a transfer element for transfer to a target substrate, in particular a security paper, value document or the like.
  • the invention also encompasses a method for producing a security element of the type described, in which the security element is provided with at least one microstructure with a viewing angle-dependent visual appearance, in which the at least one microstructure consists of an arrangement of a plurality of structural elements with a characteristic Structure pitch of 1 ⁇ ⁇ or more is formed, wherein the security element is provided with at least one motif image that is visible from certain viewing angles in review, and not visible from other viewing angles in review, and in which the security element with a thickness of microstructure and Motiv image together of 50 ⁇ ⁇ or less is generated.
  • At least one microstructure of the security element is advantageously formed by a lamella structure of a multiplicity of substantially parallel lamellae.
  • various techniques can be used in the invention, for example an oblique vapor deposition of the lamellae, in particular the flanks of a sawtooth structure, a vertical vapor deposition, followed by an etching step, or also an oblique vapor deposition in connection with a subsequent etching step.
  • an embossing lacquer layer is applied to a substrate, the embossing lacquer layer in the form of a lamellar structure is embossed and hardened with a multiplicity of substantially parallel slats, in particular an asymmetric sawtooth structure with first, less steeply inclined flanks and with second, more inclined flanks, and the lamellar structure, in particular the sawtooth structure, is coated over its entire surface with a metallization is etched by etching the metallization, wherein the
  • Etching is terminated as soon as the metallization present on the lamellae, in particular on the more inclined flanks, is reduced to a preselected, transparent appearing layer thickness or completely etched through.
  • the metallization can be etched isotropically during the etching process.
  • Physical etching processes such as plasma etching, ion etching, ion beam etching, reactive plasma etching or atmospheric plasma etching, are suitable as etching processes. Even chemical etching processes using acids or alkalis can be used.
  • the coating of the sawtooth structure can be carried out in particular by chemical coating, vapor deposition, sputtering, plasma-assisted vapor deposition, by CVD or by printing of metal particles. If the metallization is vapor-deposited, the vapor deposition can in particular also be vertical, as explained in more detail below.
  • the invention further includes a data carrier, in particular a value document, such as a banknote, an identity card or the like, with a security element of the type described or equipped with a security element produced by the method described above.
  • the invention further comprises a method for producing a data carrier, in particular a value document, such as a banknote, identity card or the like, in which a data carrier substrate is provided, and a security element of the type described is applied to the data carrier substrate or introduced into the data carrier substrate.
  • the data carrier substrate can have a see-through area and the security element can be applied to the data carrier substrate in the see-through area or introduced into the data carrier substrate.
  • the invention also includes a method for producing a data carrier, in particular a value document, such as a banknote, identity card or the like, in which - a data carrier substrate is provided, the data carrier substrate is provided with at least one motif image, and - the data carrier substrate in the region of the at least one motif image is provided with at least one microstructure having a viewing angle-dependent visual appearance resulting from an arrangement of a plurality of structural elements is formed with a characteristic structure spacing of 1 ⁇ or more, so that the at least one microstructure and the at least one motif image form a security element in which the microstructure and the motif image together have a thickness of 50 ⁇ or less and in which the motif image of certain Viewing angles are transparent and not visible from other viewing angles.
  • a data carrier substrate in particular a value document, such as a banknote, identity card or the like
  • the data carrier substrate is provided with at least one motif image
  • - the data carrier substrate in the region of the at least one motif image is provided with at least one microstructure having a viewing angle-
  • the described measures ensure that the security elements according to the invention are thin enough to be used in the field of documents of value, and that they can be produced economically in the required high quantities with the proposed method.
  • the security element can also be applied in two separate parts (microstructure and motif image), for example on opposite sides of a banknote substrate. Due to its viewing angle-dependent visual impression and the transparency of the microstructure, the security element can not be reproduced even with modern copiers.
  • the additional motif image which is visible from a certain viewing angle but invisible from other viewing angles, gives the security element an attractive visual appearance and a high attention and recognition value, possibly in conjunction with another motif applied to the microstructure.
  • FIG. 2 shows in (a) a cross section through an inventive see-through security element, in (b) the visual impression of the see-through security element from viewing direction B and in (c) the visual impression of the see-through security element Viewing direction C, an intermediate step in the production of a erfindungsge MAESSEN security element,
  • the see-through security element contains a second motif image next to the motif image, wherein (a) a cross-section through the see-through security element, (b) the visual impression of the see-through security element from the viewing direction B and (c) shows the visual impression of the see-through security element from viewing direction C,
  • FIG. 5 schematically shows a plan view of a see-through security element with three regions with different lamination orientation
  • FIG. 7 shows in (a) to (c) a representation as in FIG. 6 for the second area of FIG. 5, wherein (b) the visual impression of the second
  • FIG. 8 shows in (a) to (c) a representation as in FIG. 6 for the third area of FIG. 5, FIG.
  • FIG. 10 in (a) to (i) embodiments of inventive value documents.
  • the invention will now be explained first using the example of see-through security elements for banknotes.
  • 1 shows a schematic representation of a banknote 10 with a see-through security element 12 with a blind image, which is arranged above a see-through area 14, for example a window area or a continuous opening of the banknote 10.
  • the through hole can be made after the preparation of the substrate of the banknote 10 z. Example, by punching or laser beam cutting, or may be generated during the production of the banknote substrate, as described for example in the publication WO 03/054297 A2, the disclosure of which is included in the present application in this respect.
  • the see-through security element 12 shows the viewer a different visual appearance depending on the viewing direction.
  • the security element 12 appears metallically glossy over its entire surface from certain viewing angles, while a graphic motif in the form of a portrait appears after a tilt or rotation of the banknote from another viewing angle.
  • An important feature for the use of the see-through security element 12 in banknotes or other securities is its small overall thickness of less than 50 ⁇ m.
  • the see-through security element even has a layer thickness of only about 20 ⁇ or even of only about 3 ⁇ to 10 ⁇ .
  • the see-through security element 12 in addition to high security against counterfeiting, also has an attractive visual appearance, so that it is perceived, observed and remembered by the users as a security feature.
  • This is inventively by combining a Microstructure, which has a visual angle-dependent visual appearance in review, achieved with at least one motif image that is visible only from certain viewing angles in transparency, but hidden from other viewing angles.
  • the security element 12 has for this purpose a transparent film substrate 20, the upper side of which is provided with a transparent lacquer layer with an asymmetric sawtooth structure 22.
  • the sawtooth structure 22 is partially metallized so that it forms a lamellar structure of a plurality of substantially parallel, metallic lamellae 24.
  • the lamellae 24 are formed by a metallization of slightly inclined flanks 26 of the sawtooth structure 22.
  • the steeply inclined flanks 28 are not metallized, so that the observer can see through the sawtooth structure 22 in a viewing direction approximately perpendicular to the flanks 28 (viewing direction B).
  • the lamellae 24 are characterized by the parameters lateral orientation, color, width, height, relief shape, in particular inclination angle, and spacing of the lamellae.
  • the color of the lamellae results from the metal used for the metallization, for example aluminum, wherein the layer thickness of the aluminum layer in the exemplary embodiment of FIG. 2 (a) is approximately 70 nm.
  • the completely sharp profiles of the sawtooth structure 22 and the lamellae 24 in the figures represent an idealized representation.
  • the transitions at the flanks 26, 28 of the lamellae are of course rounded to a certain extent and not discontinuous.
  • the sawtooth structure 22 and the fins 24 are further protected by an embedding 36, for example, a transparent lacquer layer, against impression and against environmental influences.
  • the embedding 36 is no longer shown in the further figures.
  • a motif image 30 Arranged on the underside of the film substrate 20 is a motif image 30 which may represent a graphic motif, such as the portrait 32 shown in FIG. 2 (b), a geometric pattern, or a string.
  • the security element 12 is viewed from the viewing direction C, ie substantially perpendicular to the metallic lamellae 24, the lamellae 24 obstruct the observer's view of the motif image 30.
  • the portrait 32 is hidden from these viewing angles for the observer and the security element 12 steps As an opaque, shiny metallic surface 34 in appearance, as shown in Fig. 2 (c).
  • a UV embossing lacquer layer is first applied to the substrate 20.
  • the embossing lacquer layer is embossed and hardened in the form of the desired, asymmetrical sawtooth structure 22 with first, less inclined flanks 26 and with second, more inclined flanks 28.
  • the sawtooth structure 22 is provided by a vertical vapor deposition over its entire surface with a metallization 40, in the exemplary embodiment of an aluminum metallization.
  • the metallization 40 is isotropically etched by an etching step, wherein the etching step is stopped when the metallization 40 present on the steeply inclined flanks 28 is etched through.
  • the etching step can be carried out, for example, with a mixture of phosphoric acid, acetic acid and nitric acid at a constant temperature of the etching solution, wherein the aluminum oxide of the metallization 40 is first removed with concentrated phosphoric acid for an optimal etching start. It is understood that other etching solutions and also alkalis, such as NaOH, can be used for the etching step.
  • the etching can be mechanically supported, for example with brushes or high-pressure nozzles.
  • the etching step does not have to be wet-chemical, for example, the metallization 40 can also be removed with a directional etching beam.
  • the two angles of inclination preferably differ by at least 20 °, preferably by at least 30 °, in particular by at least 40 °.
  • the metallization 40 present on the steeply inclined flanks 28 does not necessarily have to be completely etched through in order to achieve the desired difference in transparency or opacity.
  • an area is generally considered to be fully reflective by the observer if 85% of the incident light is reflected and still perceived as transparent if a small proportion of less than 20% is reflected.
  • the exact numerical values depend on the metal used, the substrate and the lighting. In some embodiments, it is therefore sufficient to dilute the metallization 40 on the steeply inclined flanks 28 to the extent that the remaining metal layer is perceived by the viewer to be transparent, while at the same time the remaining metal layer on the low-inclined flanks 26 is still perceived as fully reflective ,
  • an aluminum layer above a layer thickness of about 12 nm has a reflectance of more than 80% of the maximum reflection degree, and below a layer thickness of about 2.5 nm a reflectance of less than 20% of the maximum reflectance. It is therefore sufficient to match the inclination angles ⁇ and ⁇ of the two flanks 26, 28, the plane layer thickness d and the etching process to one another in such a way that the resulting layer thickness d a is greater on the slightly inclined flanks 26 12 nm and the resulting layer thickness d Y on the steeply inclined flanks 28 is below 2.5 nm.
  • a copper layer or a gold layer above a layer thickness of about 40 nm have a reflectance of more than 80% of the maximum reflectance, and below a layer thickness of about 12 nm a reflectance of less than 20% of the maximum reflectance.
  • a chromium layer has a reflectance of more than 80% of the maximum reflectance above a layer thickness of about 18 nm, and below a layer thickness of about 5 nm, a reflectance of less than 20% of the maximum reflectance.
  • inclined metallic lamellae 24 can be produced without oblique vapor deposition of the sawtooth structure 22 being required.
  • the described method is independent of the motif image 30 and can also be used in designs in which the lamellar structure is not combined with a motif image.
  • the use of the etching method makes it possible to realize several directions of sight for transparency.
  • the etching process is also independent of the orientation of the sawtooth structure. Although the etching method is used particularly advantageously in conjunction with a vertical vapor deposition of the sawtooth structure, it can of course also be used in principle in conjunction with oblique vapor deposition.
  • the see-through security element 12 contains a second motif image 50 in addition to the motif image 30.
  • the second motif image 50 is formed by a structured metallic coating 52, which is applied to the metallic lamellae 24 of the sawtooth structure 22 and formed from a metal that contrasts with the lamellae 24 in color.
  • aluminum is chosen as the color-contrasting metals for the lamellae 24 and copper for the second motif image 50, 52, but of course other metal combinations are also possible, such as gold and chromium.
  • the top metal is removed in places to create the second motif image as a bimetallic motif.
  • This can be done, for example, by means of the washing process described in the publication WO 99/13157, which is based on the printing of a soluble ink with a porous structure, by means of lift-off, or by subsequent selective etching.
  • an etching process it is also possible to work with an etching stop layer.
  • the copper metallization 52 is structured in the form of the numerical sequence "50", which at the same time represents the denomination 16 of the banknote 10 (FIG. 1).
  • the see-through security element of FIG. 4 thus contains three visual information or effects for the viewer.
  • the first information or the first effect is formed by the known blind effect, which is based on the partially opaque coating of the asymmetric sawtooth structure 22.
  • the second information or the second effect is formed by the bimetallic motif of the numerical sequence "50", which is visible only from certain viewing angles (viewing direction C) and the third information or the third effect is formed by the portrait 32, only from others Viewing angles (viewing direction B) is visible.
  • the second motif image may also be formed by a structured thin-film element 52 with a color-shift effect.
  • a three-layer optically variable coating comprising an aluminum reflection layer, a dielectric spacer layer and a semitransparent chromium absorber layer is applied to the sawtooth structure 22.
  • the aluminum reflective layer has to be applied to the slightly inclined flanks 26 by means of oblique vapor deposition.
  • the dielectric spacer layer and the semitransparent chromium layer can be used with both vertical evaporation and be applied with Schrägbedampfung.
  • the absorber layer is then removed in places by one of the above methods, thereby creating areas without a color-shift effect in front of a color-shifting background that forms the second motif image in the form of graphic motifs, patterns or characters.
  • the same optical effect can be achieved if not only the absorber layer, but also the dielectric spacer layer is removed in regions.
  • the structured coating 52 applied to the fins 24 may also be formed by a pressure layer.
  • the lamellar structures are in the context of the invention advantageously each formed from a plurality of substantially parallel slats 24, as shown in Fig. 2 (a).
  • the underlying sawtooth structure 22 has alternately rising, slightly inclined flanks 26 and sloping, sharply inclined flanks.
  • the saw teeth 25 formed in each case by a pair of flanks 26, 28 represent the structural elements of the lamellar structure, their dimensions represent the structure size and the spacing of adjacent sawtooth tips the characteristic structure spacing.
  • the characteristic structure spacing in the context of the invention is 5 .mu.l or more and the structure is large at 1 ⁇ or more.
  • the structure size and the structure spacing are, for example, 10 .mu.m in each case, and the height of the structural elements is about 4.3 .mu.m.
  • the structure distance even with a desired periodic arrangement of the structural elements not to choose completely constant, but to superimpose it with a random fluctuation in order to effectively suppress wavelength-dependent diffraction effects and thus unwanted color splitting.
  • a fluctuation amplitude between 1% and 5% of the structure distance is sufficient.
  • the desired pitch of 10 ⁇ a random variation of 2%, that is superimposed by 0.2 ⁇ , whereby a significant reduction of diffraction effects is achieved.
  • the see-through security element contains, in addition to the image motif 30 of FIG. 2, an additional motif that is formed by a locally different orientation of the lamellar structures.
  • 5 shows schematically a plan view of a see-through safety element 60 with three regions 62, 64, 66 with different lamellar orientation.
  • the lamellae 68 have a first orientation, for example parallel to a reference direction R, corresponding to an azimuth angle of 0 °.
  • the lamellae 68 have a second orientation, which differs only slightly from the first orientation and includes, for example, an azimuth angle of 5 ° with the reference direction R.
  • the orientation of the lamellae 68 is strongly rotated against the reference direction, for example by an azimuth angle of 90 °.
  • FIGS. 6 (a), 7 (a) and 8 (a) show the orientation of their fins 68.
  • Figures 6 (b), 7 (b) and 8 (b) show the visual impression of the respective area when viewed in parallel with the sipes 68 of the first area 62 (corresponding to the viewing direction B in Figure 2) and
  • Figures 6 (c), 7 (c) and 8 (c) show the visual impression of the respective area when viewed perpendicularly to the fins 68 of the first area 62 (corresponding to the viewing direction C in Fig. 2).
  • the sawtooth structure 22 of the first region 62 appears substantially transparent when viewing the security element 60 parallel to its fins 68, as already explained in connection with FIG.
  • the sipes 68 block the viewer's view and the first area 62 appears to the viewer as an opaque, shiny metallic surface 34, as shown in Fig. 6 (c).
  • the sawtooth structure 22 of the third region 66 no longer appears transparent due to the large difference in azimuth angle of 90 °, so that the viewer in this Area sees an opaque, shiny metallic surface 72, as shown in Fig. 8 (b).
  • the fins 68 appear to be transparent to the viewer
  • the third area 66 appears to the viewer as an opaque, shiny metallic surface 74 which, due to the different orientation of the fins 68, creates a contrast difference both with the area 34 of the first area and with the area 70 of the second area having. This difference in contrast is indicated in FIG. 8 (c) by hatching different from FIG. 6 (c) and FIG. 7 (c).
  • the portrait views 32 of Figures 6 (b) and 7 (b) are only schematically for the visibility of the motif image in the first and second area, since, of course, only the respectively below the area 62 and 64 lying part of the motif image for the Viewer is visible.
  • a vote of the shape and size of the areas 62, 64, 66 on the motif image therefore makes it possible to identify only certain parts of the motif image from certain viewing directions.
  • the motif of the lamellar structures 62, 6466 and the motif image 30 can be coordinated with one another in such a way that overall information is obtained from certain viewing angles when viewed through.
  • the security elements according to the invention do not have to be designed as see-through security elements, but can also, in particular on opaque substrates, be designed as reflection security elements for viewing in supervision.
  • the arrangement of microstructure and motif image to each other can be done in many ways, as illustrated by the illustrations of FIG. 9.
  • 9 (a) firstly shows a security element 80 with a transparent or translucent substrate 82, a microstructure 84, for example in the form of a lamellar structure of the type described above, and a motif image 86.
  • the microstructure 84 and the motif image 86 are on opposite surfaces of the substrate 82.
  • the substrate 82 may be formed by a single film, which already may be provided with different coatings, or by a film composite.
  • FIG. 9 (b) shows a structure 90 similar to that of FIG. 9 (a), in which the microstructure 84 and the motif image 86 are arranged on opposite sides of a composite laminate banknote 92 which comprises at least two film layers 94 and a paper layer 96 with a window 98 contains.
  • a composite laminate banknote 92 which comprises at least two film layers 94 and a paper layer 96 with a window 98 contains.
  • a transparent, translucent or opaque substrate 82 is arranged and the microstructure 84 is located directly above the motif image 86.
  • the substrate 82 serves only as a carrier of the security element and can optionally be removed later.
  • the security element may also be formed as a substrateless transfer element 110, as shown in Fig. 9 (d). Also in this case, the microstructure 84 is located directly above the motif image 86.
  • the transfer element 110 is typically applied to a target data carrier 112 in a later method step (reference numeral 114). This can be done in one
  • Transparent area such as a window or a through opening of the data carrier 112, done, or in an opaque volume area.
  • the motif image 86 has previously been applied to a data carrier 122, and that the transfer element 120 with the microstructure 84 is subsequently applied to the data carrier 122 with the motif image 86 (FIG. Reference numeral 124).
  • the security elements according to the invention can be arranged in a multiplicity of arrangements on value documents with a substrate made of paper, polymer or hybrid and both over opaque and also over transparent or translucent areas of the value document. To illustrate this diversity, some particularly preferred embodiments will be described with reference to FIG.
  • FIG. 10 (a) shows as a document of value 130 a paper banknote 132 onto which a security element 134 according to the invention is applied.
  • the security element 134 can act as a reflection-proof element over an opaque area 136 of the paper banknote 132 as a reflection-proof element and / or in an optional window area 138 of the paper banknote 132 as a see-through security element.
  • the security element 134 may have, for example, like the security element 80 of FIG. 9 (a), a transparent or translucent substrate 82, a microstructure 84, in particular in the form of a lamellar structure of the type described above, and a motif image 86.
  • a security element 142 according to the invention having a film substrate 144, a motif image 146 and a microstructure 148 is applied to a paper banknote 132.
  • the foil substrate 144 may be opaque or translucent. In the case of an opaque film substrate 144, only use as a reflection-proof element is possible.
  • the security element 142 can form a see-through security element in an optional window region 138 of the paper banknote 132 or form a reflection-proof element over an opaque region 136 of the paper banknote 132.
  • the security element can also be present as a substrateless security element 152 on the paper banknote 132, as shown in the variant 150 of FIG. 10 (c).
  • the motif image 146 and the microstructure 148 can form a reflection-proof element in opaque regions 136 of the paper banknote 132 and / or a see-through security element in optional window regions 138 of the paper banknote 132.
  • a value document 160 contains a pure polymer substrate 162
  • the security element 164 according to the invention can also be arranged in two parts (motif image 166 and microstructure 168) on opposite sides of the polymer substrate 162 in a transparent or at least translucent area of the note, as shown in FIG. 10 (d).
  • the motif image 166 and the microstructure 168 may also be disposed on the same side of the polymer substrate 162 as shown in the structure 170 of FIG. 10 (e).
  • the polymer substrate 162 may also be opaque in the region of the security element 164 in this case.
  • FIG. 10 (f) shows a document of value 180 which has a substrate 182 made of a paper-foil composite with a paper layer 186 having a window 188 and two film layers 184.
  • a microstructure 168 and a motif image 166 are applied, which together form a security element 164 according to the invention.
  • the security element 164 is destroyed.
  • the security element 164 with the microstructure 168 and the motif image 166 is applied to a paper layer 186 and, together with the paper layer 186, between two laminates. embedded.
  • a laminating adhesive can be used in this case in particular.
  • a microstructure 168 is applied to a paper layer 186 having a window 188 and embedded together with the paper layer 186 between two films 202, 204.
  • the motif image 166 is present on the foil 186 adjoining the paper 186 in the region of the window 188.
  • the motif image 166 can lie both on the outside of the film 204, as shown in Fig. 10 (h), as well as on the inside of the film.
  • the motif image 166 and the microstructure 168 together form a security element 164 according to the invention.
  • a microstructure 168 is applied to a film layer 184 and a paper layer 186 having a window 188 and embedded together with the film layer 184 and the paper layer 186 between two laminating films 202,204.
  • the motif image 166 can, as shown in FIG. 10 (i), be present on the outside of the film 204, can be present on the inside of the film 204, or can also be present on the top or bottom side of the film layer 184. In all cases, the motif image 166 is present in the region of the window 188 and, together with the microstructure 168, forms a security element 164 according to the invention.
  • the motif image can in particular be a printed or embossed motif structure, a structured metal layer, a color-shifting motif layer, a diffractive motif layer, such as a hologram, a structured multilayer structure, a structured sub-wavelength grating, a moth eye structure, a printed structure Layer with new gativmustern, such as negative characters, or a combination of said variants.
  • the change of the viewing directions can be done not only by tilting or rotating the security element, but also by bending the see-through security element.
  • a predetermined motif to be displayed can first be distorted, and the motif image and the overlying lamellar structure are matched to one another in such a way that the motif to be represented becomes undisrupted when viewed in a predetermined curvature of the see-through security element.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement (12) für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit zumindest einer Mikrostruktur (22, 24), die ein in Durchsicht betrachtungswinkelabhängiges visuelles Erscheinungsbild aufweist, wobei die zumindest eine Mikrostruktur (22, 24) aus einer Anordnung einer Vielzahl von Strukturelementen (25) mit einem charakteristischen Strukturabstand von 1 μm oder mehr gebildet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Sicherheitselement (12) zumindest ein Motivbild (30) enthält, das durch das betrachtungswinkelabhängige visuelle Erscheinungsbild der Mikrostruktur (22, 24) aus bestimmten Betrachtungswinkeln (B) in Durchsicht sichtbar, und aus anderen Betrachtungswinkeln (C) in Durchsicht nicht sichtbar ist, und dass die Mikrostruktur (22, 24) und das Motivbild (30) zusammen eine Dicke von 50 μm oder weniger aufweisen.

Description

Sicherheitselement mit Mikrostruktur
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit zumindest einer Mikrostruktur, die ein in Durchsicht betrachtungswinkelabhängiges visuelles Erscheinungsbild aufweist.
Datenträger, wie etwa Wert- oder Ausweisdokumente, oder andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicher- heitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit der Datenträger gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Die Sicherheitselemente können beispielsweise in Form eines in eine Banknote eingebetteten Sicherheitsfadens, eines Aufreißfadens für Produktverpackungen, eines aufgebrachten Sicherheitsstreifens, einer Abdeckfolie für eine Banknote mit einer durchgehenden Öffnung oder eines selbsttragenden
Transferelements ausgebildet sein, wie etwa einem Patch oder einem Etikett, das nach seiner Herstellung auf ein Wertdokument aufgebracht wird.
Eine besondere Rolle bei der Echtheitsabsicherung spielen Sicherheitsele- mente mit betrachtungswinkelabhängigen Effekten, da diese selbst mit modernsten Kopiergeräten nicht reproduziert werden können. Die Sicherheitselemente werden dabei mit optisch variablen Elementen ausgestattet, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck vermitteln und beispielsweise je nach Betrach- tungswinkel einen anderen Färb- oder Helligkeitseindruck und/ oder ein anderes grafisches Motiv zeigen.
Zu diesem Zweck ist in der Druckschrift WO 2008/049533 A2 ein Durch- sichtssicherheitselement mit zumindest einer Mikrostruktur mit einem in Durchsicht betrachtungswinkelabhängigen Erscheinungsbild vorgeschlagen worden, bei dem die zumindest eine Mikrostruktur aus einer Anordnung einer Vielzahl von Strukturelementen mit einem charakteristischen Strukturabstand von 1 μιη oder mehr gebildet ist und bei dem das Durchsichtssi- cherheitselement eine Gesamtdicke von 50 μπι oder weniger aufweist. Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Sicherheitselement anzugeben, das einerseits dünn genug ist, um im Sicherheitspapier- und Wertdokumentbereich eingesetzt werden zu können, und das andererseits neben hoher Fälschungssicherheit auch ein visuell attraktives Erscheinungsbild aufweist, um vom Benutzer als Sicherheits- merkmal wahrgenommen, beachtet und erinnert zu werden.
Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein entsprechender Datenträger sowie Herstellungsverfahren für ein Sicherheitselement bzw. einen Datenträger sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Nach der Erfindung enthält ein gattungsgemäßes Sicherheitselement zumindest ein Motivbild, das durch das betrachtungswinkelabhängige visuelle Erscheinungsbild der Mikrostruktur aus bestimmten Betrachtungswinkeln in Durchsicht sichtbar, und aus anderen Betrachtungswinkeln in Durchsicht nicht sichtbar ist, und bei dem die Mikrostruktur und das Motivbild zusammen eine Dicke von 50 μπ\ oder weniger aufweisen. Wie nachfolgend genauer erläutert, können die Mikrostruktur und das Motivbild im Rahmen der Erfindung sowohl unmittelbar übereinander angeordnet sein als auch durch Zwischenschichten, insbesondere durch das Substrat eines Datenträgers, getrennt sein. Im letzteren Fall liegt die Gesamtdicke von Mikrostruktur, Zwischenschichten und Motivbild in der Regel ober- halb von 50 μηι, typischerweise bei etwa 150 μηι bis 200 μπ\. Die große Gesamtdicke rührt dabei jedoch von der oder den Zwischenschichten her, während die Summe der Dicken von Mikrostruktur und Motivbild auch in diesen Varianten stets kleiner als 50 μιη ist, so dass das erfindungsgemäße Si- cherheitselement nur einen kleinen Beitrag zur Gesamtdicke des Datenträgers liefert.
Zumindest eine Mikrostruktur des Sicherheitselements ist dabei mit Vorteil durch eine Lamellenstruktur aus einer Vielzahl von im Wesentlichen parallel verlaufenden Lamellen gebildet. Bei der Lamellenstruktur kann es sich z.B. um eine Parallelogrammstruktur handeln. Bevorzugt ist aber zumindest eine Lamellenstruktur durch eine teilweise metallisierte asymmetrische Sägezahnstruktur mit metallisierten ersten, weniger stark geneigten Flanken und mit nicht metallisierten zweiten, stärker geneigten Flanken gebildet.
Die ersten, weniger stark geneigten Flanken weisen dabei vorzugsweise einen Neigungswinkel zwischen 10° und 60°, bezogen auf die Ebene des Sicherheitselements, auf. Die zweiten, stärker geneigten Flanken weisen vorzugsweise einen Neigungswinkel zwischen 50° und 110°, bezogen auf die Ebene des Sicherheitselements, auf, wobei sich die Neigungswinkel der beiden Flanken mit Vorteil um mindestens 20°, bevorzugt um mindestens 30°, insbesondere um mindestens 40° unterscheiden.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind mehrere durch Lamellenstruktu- ren gebildete Mikrostrukturen vorgesehen, die sich in einem oder mehreren der Parameter laterale Orientierung, Farbe, Breite, Höhe, Reliefform und Abstand unterscheiden. Vorzugsweise sind die sich unterscheidenden Lamellenstrukturen in Form eines Motivs, insbesondere in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung, angeordnet und bilden so ein weiteres Motiv in dem Sicherheitselement. Das Motiv der Lamellenstrukturen und zumindest ein Motivbild des Sicherheitselements sind dabei mit Vorteil aufeinander abgestimmt oder aufeinander bezogen. Beispielsweise können das Lamellenstrukturen-Motiv und das Motivbild das gleiche Motiv darstellen, oder können jeweils nur Motivteile darstellen, die sich aus bestimmten Betrachtungswinkeln in Durchsicht zu einer Gesamtinformation ergänzen.
Mit Vorteil sind die Strukturelemente in Teilbereichen mit einer opaken Be- schichtung, insbesondere einer opaken metallischen Beschichtung versehen. Die opake Beschichtung kann insbesondere die oben genannten Lamellen auf einer asymmetrischen Sägezahnstruktur umfassen.
Die opake Beschichtung kann einschichtig oder mehrschichtig und mit besonderem Vorteil als Dünnschichtelement mit Farbkippeffekt, d.h. optisch variabel, ausgebildet sein. Als Beispiel für einschichtige Dünnschichtelemente sind an erster Stelle Beschichtungen aus sogenannten Perlglanzpigmenten zu erwähnen. Mehrschichtige Dünnschichtelemente werden im Allgemeinen als rein dielektrische Dünnschichtstrukturen oder metallisch/ dielektrische Mehrlagenstrukturen ausgebildet. Bei den mehrschichtigen Dünnschicht- elementen sind gegenwärtig dreischichtige Interferenzschichtaufbauten (metallisch/dielektrische Dreilagenstruktur) besonders bevorzugt.
In einer vorteilhaften Erfindungsvariante weist das Sicherheitselement ein transparentes oder transluzentes Substrat auf, wobei die zumindest eine Mikrostruktur und das Motivbild auf gegenüberliegenden Oberflächen des Substrats angeordnet sind. Das Substrat muss dazu nicht vollflächig transparent oder transluzent sein, es genügt ein transparenter oder transluzenter Fensterbereich in einem ansonsten opaken Substrat. Das Sicherheitselement stellt in dieser Erfindungsvariante ein Durchsichtssicherheitselement dar. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem„transparenten" Material ein Material verstanden, das einfallende elektromagnetische Strahlung zumindest im sichtbaren Wellenlängenbereich von ca. 380 nm bis ca. 780 nm im Wesentlichen vollständig hindurchlässt. Bei einem„transparen- ten" Material im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Transmissionsgrad T > 0,8, wobei T als Quotient der durch das Material hindurch gelassenen Strahlungsleistung L und der auf das Substrat eingestrahlten Strahlungsleistung Lo definiert ist. Diese exakte Definition des Transmissionsgrades (T = L/Lo) entspricht der im„Lexikon der Optik", Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2003, Band 2, Seite 366, Begriff„Transmissionsgrad" gegebenen Definition.
Ein„opakes" bzw.„undurchsichtiges" Material weist im Rahmen der vorliegenden Erfindung einen Transmissionsgrad T < 0,1 auf, wobei T als Quo- tient L/Lo definiert ist (siehe oben). Im Rahmen der vorliegenden Erfindung lässt ein opakes Material einfallende elektromagnetische Strahlung daher zumindest im sichtbaren Wellenlängenbereich von ca. 380 nm bis ca. 780 nm im Wesentlichen nicht durch. Ein„transluzentes",„durchscheinendes" oder„semitransparentes" Material weist im Rahmen der vorliegenden Erfindung zumindest im sichtbaren Wellenlängenbereich von ca. 380 nm bis ca. 780 nm einen Transmissionsgrad T größer 0,1 und kleiner 0,8 auf, d.h. 0,1 < T < 0,8. Wie weiter unten noch näher erläutert wird, kann die subjektive Wahrnehmung eines transparenten, transluzenten oder opaken Materials durch einen Betrachter zum Teil erheblich von der oben gegebenen exakten Definition für transparentes, transluzentes oder opakes Material abweichen. Bei Messreihen mit metallisierten und nichtmetallisierten Folien mit und ohne Beu- gungsstrukturen, die zur Festlegung der oben aufgeführten Transmissionsgrade für transparente, transluzente und opake Materialien geführt haben, wurde nämlich festgestellt, dass die subjektive Wahrnehmung eines transparenten, transluzenten oder opaken Materials sehr stark von der Beleuch- tungssituation abhängt, also davon, ob das Material vom Betrachter in Reflexion, Transmission oder in einer Kombination aus Reflexion und Transmission betrachtet wird. So nimmt ein Betrachter unter Umständen ein Sicherheitselement auch dann noch als transparent wahr, wenn der Transmissionsgrad des Sicherheitselements mehr als z. B. 0,7 beträgt, d.h. weniger als 30 % des einfallenden Lichts reflektiert oder absorbiert werden. Auch reicht es z. B. bei den weiter unten beschriebenen Ausführungsformen, die in der Herstellung einen Ätzschritt einer Metallschicht umfassen, in der Regel aus, wenn die Schichtdicke der Metallschicht durch den Ätzvorgang auf eine für den Be-trachter transparent erscheinende Schichtdicke reduziert wird. Eine solche für den Betrachter transparent erscheinende Metallschicht ist dann gegebenenfalls ein transluzentes Material im Sinne der oben gegebenen Definition (0,1 < T < 0,8).
Einen ähnlich großen Einfluss auf die subjektive Wahrnehmung eines Be- trachters hat darüber hinaus die Lichtstreuung des betrachteten Materials, weil die Streuung unter anderem den Kontrast zwischen hellen und dunklen Bereichen des betrachteten Materials beeinflusst.
Unabhängig von dem möglichen Unterschied zwischen subjektiver Wahr- nehmung eines Betrachters und obigen Definitionen transparenter, translu- zenter oder opaker Materialien, sind alle im Rahmen dieser Anmeldung beschriebenen erfindungsgemäßen Varianten ausführbar, d. h. für den Fachmann problemlos nacharbeitbar. Bei einer alternativen, ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvariante weist das Sicherheitselement ein transparentes oder transluzentes Substrat auf, wobei die zumindest eine Mikrostruktur und das Motivbild auf derselben Oberfläche des Substrats angeordnet sind. Auch hier muss das Substrat zur Erzeu- gung eines Durchsichtssicherheitselements nicht vollflächig transparent oder transluzent sein, es genügt ein transparenter oder transluzenter Fensterbereich in einem ansonsten opaken Substrat.
Bei einer weiteren Erfindungsvariante weist das Sicherheitselement ein opa- kes Substrat auf, wobei die zumindest eine Mikrostruktur und das Motivbild auf derselben Oberfläche des opaken Substrats angeordnet sind. Das Sicherheitselement bildet in dieser Erfindungsvariante ein Reflexionssicherheits- element für Betrachtung in Aufsicht. Bei der Ausbildung als Durchsichtssicher heitselement kann grundsätzlich jedes transparente oder transluzente Substrat verwendet werden. Dabei muss die Lichtdurchlässigkeit zumindest so groß sein, dass im Durchlicht das betrachtungswinkelabhängige Erscheinungsbild vom Betrachter wahrgenommen werden kann. Der Einsatz eines zusätzlichen Beleuchtungsmit- tels zur Verbesserung der Erkennbarkeit des Erscheinungsbilds durch den Betrachter ist denkbar, wenngleich die Dicke des Materials erfindungsgemäß so gewählt ist, dass das optisch variable Erscheinungsbild des Durchsichtssicherheitselements auch ohne Hilfsmittel erkennbar ist. Als Substrat ist demnach Papier, insbesondere Baumwollpapier, grundsätzlich geeignet. Selbstverständlich kann auch Papier eingesetzt werden, welches einen Anteil x polymeren Materials im Bereich von 0 < x < 100 Gew.-% enthält. Besonders bevorzugt ist es aber, wenn das Substrat ein Kunststoff, insbesondere eine Kunststofffolie, z. B. eine Folie aus Polyethylen (PE), Poly- ethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylen- naphthalat (PEN), Polypropylen (PP) oder Polyamid (PA) ist. Die Folie kann ferner monoaxial oder biaxial gereckt sein. Die Reckung der Folie führt unter anderem dazu, dass sie polarisierende Eigenschaften erhält, die als weiteres Sicherheitsmerkmal genutzt werden können. Die zur Ausnutzung dieser Eigenschaften erforderlichen Hilfsmittel, wie Polarisationsfilter, sind dem Fachmann bekannt.
Das Substrat kann auch als ein mehrschichtiger Verbund, insbesondere ein Verbund mehrerer unterschiedlicher Folien (Kompositverbund) oder als Papier-Folien-Verbund ausgebildet sein. Die Folien des Verbundes können dabei z. B. aus den vorstehend genannten Kunststoff materialien gebildet sein. Ein solcher Verbund zeichnet sich durch eine außerordentlich große Stabilität aus, was für die Haltbarkeit des Sicherheitselements von großem Vorteil ist. Auch können diese Verbundmaterialien in bestimmten Klimaregionen der Erde mit großem Vorteil eingesetzt werden.
In einer besonders bevorzugten Erfindungsvariante weist der Papier-Folien- Verbund ein innen liegendes Basispapier und zwei außen liegende Folienla- gen auf, wie in der Druckschrift EP 1 545 902 Bl, deren Offenbarung insoweit in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird, genauer geschildert. Vorteilhaft ist auch der inverse Aufbau eines Papier-Folien- Verbunds, bei dem eine innen liegende Folie mit zwei außen liegenden Papierlagen versehen ist.
Alle als Substrat eingesetzten Materialien können Zusatzstoffe aufweisen, die als weitere Echtheitsmerkmale dienen. Dabei ist in erster Linie an Lumineszenzstoffe zu denken, die im sichtbaren Wellenlängenbereich vorzugsweise transparent sind und im nicht sichtbaren Wellenlängenbereich durch ein geeignetes Hilfsmittel, z. B. eine UV- oder IR-Strahlung emittierende Strahlungsquelle, angeregt werden können, um eine sichtbare oder zumindest detektierbare Lumineszenz zu erzeugen. Selbstverständlich können auch die für eine Mikrostruktur oder das Motivbild eingesetzten Lacke oder Farben die vorstehend genannten Zusatzstoffe aufweisen.
Sind die Mikrostruktur und das Motivbild auf gegenüberliegenden Oberflächen des Substrats angeordnet, so sind sie zumindest durch das Substrat voneinander getrennt. Die Gesamtdicke von Mikrostruktur, Substrat und Motivbild liegt dann typischerweise oberhalb von 50 μιη, beispielsweise bei 150 μπι bis 200 μπι, auch wenn die Summe der Dicken von Mikrostruktur und Motivbild kleiner als 50 μπι ist. Bei einem mehrschichtigen Substrat, beispielsweise einem Kompositverbund oder einem Papier-Folien- Verbund, bietet dies den zusätzlichen Vorteil, dass das Sicherheitselement bei einer Spaltung des Verbunds zwangsläufig zerstört wird und daher nicht für eine Wiederverwendung zur Verfügung steht.
In anderen Gestaltungen kann die zumindest eine Mikrostruktur mit Vorteil direkt auf dem Motivbild angeordnet sein.
In allen Gestaltungen kann das Motivbild eine gedruckte oder geprägte Motivstruktur, eine strukturierte Metallschicht, eine farbkippende Motivschicht, eine diffraktive Motivschicht, wie etwa ein Hologramm, einen strukturierten Mehrschichtaufbau, ein strukturiertes Subwellenlängengitter, eine Motten- augenstruktur, eine gedruckte Struktur, eine Schicht mit Negativmustern, wie etwa Negativschriftzeichen, oder eine Kombination der genannten Varianten umfassen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung enthält das Sicherheitselement ein zweites Motivbild, das auf zumindest einer Mikrostruktur aufgebracht ist, so dass aus bestimmten Betrachtungswinkeln in Durchsicht nur das erste Motivbild und aus anderen Betrachtungswinkeln nur das zweite Motivbild sichtbar ist. Das zweite Motivbild kann insbesondere durch eine strukturierte Metallschicht, eine farbkippende Motivschicht oder auch durch eine strukturierte Druckschicht gebildet sein. Da das zweite Motivbild auf einer Mikrostruktur aufgebracht ist, ist es in der Regel nicht nur in Durchsicht, sondern auch in Aufsicht erkennbar. In einer Variante kann aus bestimmten Be- trachtungswinkeln auch eine Kombination aus dem ersten und zweiten Motivbild sichtbar werden.
Das erste und zweite Motivbild können mit ihrem visuellen Erscheinungsbild oder ihrem Informationsgehalt aufeinander abgestimmt oder aufeinan- der bezogen sein. Beispielsweise können beide Motivbilder das gleiche Motiv in unterschiedlicher Gestaltung (etwa farbig in Aufsicht, schwarz/ weiß in Durchsicht) darstellen, oder sie können jeweils nur Motivteile darstellen, die sich zu einem Gesamtmotiv ergänzen. Eine solche visuelle oder inhaltliche Wechselwirkung erhöht einerseits den Aufmerksamkeits- und Wieder- erkennungswert der Absicherung und führt andererseits zu einer erhöhten Fälschungssicherheit, da die Herstellung der inhaltlich miteinander verknüpften Motivbilder eine größere technologische Hürde darstellt als die separate oder inhaltlich unverknüpfte Herstellung zweier Sicherheitsmerkmale.
Die Mikrostruktur und das Motivbild weisen zusammen vorzugsweise eine Dicke von 20 μιη oder weniger, besonders bevorzugt von 3 μπι bis 10 μιη, auf. Die Strukturelemente der Mikrostruktur weisen zweckmäßig einen charakteristischen Strukturabstand von 5 μπι oder mehr auf. Weiter ist gemäß einer vorteilhaften Gestaltung vorgesehen, dass die Strukturelemente jeweils eine Strukturgröße von 1 μπι oder mehr, vorzugsweise von 3 μιη oder mehr, aufweisen. Der Strukturabstand von 1 μιη oder mehr bzw. die Strukturgröße von 1 μπι oder mehr stellt sicher, dass die Mikrostrukturen weitgehend ach- romatisch, also ohne störende Farbaufspaltung wirken. Die optisch variablen Effekte können daher auch bei ungünstigen Beleuchtungsverhältnissen problemlos erkannt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung einer Vielzahl von Strukturelemen- ten kann es sich um eine regelmäßige, unregelmäßige oder bereichsweise regelmäßige Anordnung handeln. Von der Erfindung ist damit jede Anordnung einer Vielzahl von Strukturelementen umfasst, die einen Strukturabstand von 1 μιη oder mehr aufweist. Mit Vorteil sind die Strukturelemente im Wesentlichen periodisch angeordnet, wobei der durch den charakteristi- sehen Struktur abstand gegebenen Periode eine zufällige Schwankung der Strukturabstände mit einer Amplitude zwischen 1% und 5%, insbesondere von etwa 2% der Periode überlagert ist, um unerwünschte Farbaufspaltungen durch Beugungseffekte an periodischen Strukturen weitestgehend zu unterdrücken.
Für das Profil der Strukturelemente werden Höhen-zu-Breiten- Verhältnisse von etwa 9:1 bis hin zu etwa 1:5 als vorteilhaft und von etwa 1:3 bis hin zu etwa 8,2:1 als besonders vorteilhaft angesehen. In einer besonderen Erfindungsvariante ist vorgesehen, dass in dem Motivbild des Sicherheitselements ein vorbestimmtes, darzustellendes Motiv verzerrt ist, und das Motivbild und zumindest eine Mikrostruktur so aufeinander abgestimmt sind, dass das darzustellende Motiv bei einer vorbestimmten Krümmung des Sicherheitselements in Durchsicht unverzerrt sichtbar ist. Das Sicherheitselement kann als ein Transferelement zum Übertragen auf ein Zielsubstrat, insbesondere auf ein Sicherheitspapier, Wertdokument oder dergleichen, ausgestaltet sein. Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements der beschriebenen Art, bei dem das Sicherheitselement mit zumindest einer Mikrostruktur mit einem in Durchsicht betrachtungswinkelabhängigen visuellen Erscheinungsbild versehen wird, bei dem die zumindest eine Mikrostruktur aus einer Anordnung einer Vielzahl von Strukturelemen- ten mit einem charakteristischen Strukturabstand von 1 μπ\ oder mehr gebildet wird, bei dem das Sicherheitselement mit zumindest einem Motivbild versehen wird, das aus bestimmten Betrachtungswinkeln in Durchsicht sichtbar, und aus anderen Betrachtungswinkeln in Durchsicht nicht sichtbar ist, und bei dem das Sicherheitselement mit einer Dicke von Mikrostruktur und Motivbild zusammen von 50 μπ\ oder weniger erzeugt wird.
Zumindest eine Mikrostruktur des Sicherheitselements wird dabei mit Vorteil durch eine Lamellenstruktur aus einer Vielzahl von im Wesentlichen parallel verlaufenden Lamellen gebildet.
Für die Erzeugung der Lamellenstruktur können im Rahmen der Erfindung verschiedene Techniken zum Einsatz kommen, beispielsweise eine schräge Bedampfung der Lamellen, insbesondere der Flanken einer Sägezahnstruktur, eine senkrechte Bedampfung, gefolgt von einem Ätzschritt, oder auch eine schräge Bedampfung in Verbindung mit einem nachfolgenden Ätzschritt. Dabei ist in einer vorteilhaften Verfahrensvariante zur Erzeugung zumindest einer Lamellenstruktur vorgesehen, dass eine Prägelackschicht auf ein Substrat aufgebracht wird, die Prägelackschicht in Form einer Lamellenstruktur mit einer Vielzahl von im Wesentlichenen parallel verlaufenden Lamellen, insbesondere einer asymmetrischen Sägezahnstruktur mit ersten, weniger stark geneigten Flanken und mit zweiten, stärker geneigten Flanken geprägt und gehärtet wird, die Lamellenstruktur, insbesondere die Sägezahnstruktur vollflächig mit einer Metallisierung beschichtet wird, - durch einen Ätzvorgang die Metallisierung geätzt wird, wobei der
Ätzvorgang beendet wird, sobald die auf den Lamellen, insbesondere auf den stärker geneigten Flanken vorliegende Metallisierung auf eine vorgewählte, transparent erscheinende Schichtdicke reduziert oder vollständig durchgeätzt ist.
Die Metallisierung kann bei dem Ätzvorgang insbesondere isotrop geätzt werden. Als Ätzverfahren kommen dabei physikalische Ätzverfahren, wie etwa Plasmaätzen, Ionenätzen, Ionenstrahlätzen, reaktives Plasmaätzen oder Atmosphärenplasmaätzen, in Betracht. Auch chemische Ätzverfahren unter Verwendung von Säuren oder Laugen können eingesetzt werden.
Die Beschichtung der Sägezahnstruktur kann insbesondere durch chemisches Beschichten, Bedampfen, Sputtern, Plasma-unterstütztes Bedampfen, durch CVD oder durch Aufdrucken von Metallpartikeln erfolgen. Wird die Metallisierung aufgedampft, kann das Bedampfen insbesondere auch senkrecht erfolgen, wie weiter unten genauer erläutert.
Die Erfindung enthält ferner einen Datenträger, insbesondere ein Wertdokument, wie eine Banknote, eine Ausweiskarte oder dergleichen, der mit einem Sicherheitselement der beschriebenen Art oder mit einem nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten Sicherheitselement ausgestattet ist. Weiter umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Datenträgers, insbesondere eines Wertdokuments, wie einer Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, bei dem ein Datenträgersubstrat bereitgestellt wird, und ein Sicherheitselement der beschriebenen Art auf das Datenträgersubstrat aufgebracht oder in das Datenträgersubstrat eingebracht wird.
Zur Schaffung eines Durchsichtssicherheitselements kann das Datenträgersubstrat einen Durchsichtsbereich aufweisen und das Sicherheitselement in dem Durchsichtsbereich auf das Datenträgersubstrat aufgebracht oder in das Datenträgersubstrat eingebracht werden.
Die Erfindung enthält auch ein Verfahren zum Herstellen eines Datenträgers, insbesondere eines Wertdokuments, wie einer Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, bei dem - ein Datenträgersubstrat bereitgestellt wird, das Datenträgersubstrat mit zumindest einem Motivbild versehen wird, und - das Datenträgersubstrat im Bereich des zumindest einen Motivbilds mit zumindest einer Mikrostruktur mit einem in Durchsicht betrachtungswinkelabhängigen visuellen Erscheinungsbild versehen wird, welche aus einer Anordnung einer Vielzahl von Strukturelementen mit einem charakteristischen Strukturabstand von 1 μπι oder mehr gebildet wird, so dass die zumindest eine Mikrostruktur und das zumindest eine Motivbild ein Sicherheitselement bilden, bei dem die Mikrostruktur und das Motivbild zusammen eine Dicke von 50 μιη oder weniger aufweisen und bei dem das Motivbild aus bestimmten Betrachtungswinkeln in Durchsicht sichtbar und aus anderen Betrachtungswinkeln in Durchsicht nicht sichtbar ist.
Durch die beschriebenen Maßnahmen wird sichergestellt, dass die erfindungsgemäßen Sicherheitselemente dünn genug sind, um auch im Bereich von Wertdokumenten eingesetzt werden zu können, und dass sie mit den vorgeschlagenen Verfahren auch wirtschaftlich in den erforderlichen hohen Stückzahlen hergestellt werden können. Das Sicherheitselement kann dabei auch in zwei getrennten Teilen (Mikrostruktur und Motivbild) aufgebracht sein, beispielsweise auf gegenüberliegenden Seiten eines Banknotensubstrats. Durch seinen betrachtungswinkelabhängigen visuellen Eindruck und den Durchsichtscharakter der Mikrostruktur kann das Sicherheitselement auch mit modernen Kopiergeräten nicht reproduziert werden. Das zusätzliche Motivbild, das aus bestimmten Betrachtungswinkeln in Durchsicht sichtbar, aus anderen Betrachtungswinkeln jedoch nicht sichtbar ist, verleiht dem Sicherheitselement, eventuell in Zusammenspiel mit einem auf die Mikrostruktur aufgebrachten weiteren Motiv, ein attraktives visuelles Erschei- nungsbild und einen hohen Aufmerksamkeits- und Wiedererkennungswert.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maß- stabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die An- schaulichkeit zu erhöhen. Die verschiedenen Ausführungsbeispiele sind nicht auf die Verwendung in der konkret beschriebenen Form beschränkt, sondern können auch untereinander kombiniert werden. Es versteht sich, dass die in den Figuren gezeigten, völlig scharfen Profile der Sägezahnstrukturen und Lamellen eine Idealisierung der tatsächlichen Verhältnisse darstellen. In der Praxis sind die Übergänge an den Flanken der Lamellen selbstverständlich in gewissen Maß abgerundet und nicht unstetig. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen Durchsichtssicherheitselement, Fig. 2 in (a) einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Durchsichtssicherheitselement, in (b) den visuellen Eindruck des Durchsichtssicherheitselements aus Betrachtungsrichtung B und in (c) den visuellen Eindruck des Durchsichtssicherheitselements aus Betrachtungsrichtung C, einen Zwischenschritt bei der Herstellung eines erfindungsge mäßen Sicherheitselements,
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Durch- sichtssicherheitselement neben dem Motivbild ein zweites Motivbild enthält, wobei (a) einen Querschnitt durch das Durchsichtssicherheitselement, (b) den visuellen Eindruck des Durchsichtssicherheitselements aus Betrachtungsrichtung B und (c) den visuellen Eindruck des Durchsichtssicherheitsele- ments aus Betrachtungsrichtung C zeigt,
Fig. 5 schematisch eine Aufsicht auf ein Durchsichtssicherheitsele- ment mit drei Bereichen mit unterschiedlicher Lamellenorientierung,
Fig. 6 in (a) den ersten Bereich von Fig. 5 mit der Orientierung der
Lamellen, in (b) den visuellen Eindruck des ersten Bereichs bei Betrachtung parallel zu den Lamellen des ersten Bereichs, und in (c) den visuellen Eindruck des ersten Bereichs bei Betrachtung senkrecht zu den Lamellen des ersten Bereichs,
Fig. 7 in (a) bis (c) eine Darstellung wie in Fig. 6 für den zweiten Be- reich von Fig. 5, wobei (b) den visuellen Eindruck des zweiten
Bereichs bei Betrachtung parallel zu den Lamellen des ersten Bereichs, und (c) den visuellen Eindruck des zweiten Bereichs bei Betrachtung senkrecht zu den Lamellen des ersten Bereichs zeigt,
Fig. 8 in (a) bis (c) eine Darstellung wie in Fig. 6 für den dritten Bereich von Fig. 5,
Fig. 9 in (a) bis (e) erfindungsgemäße Sicherheitselemente mit unter- schiedlichen Anordnungen von Mikrostruktur und Motivbild zueinander, und
Fig. 10 in (a) bis (i) Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Wertdokumente. Die Erfindung wird nun zunächst am Beispiel von Durchsichtssicherheits- elementen für Banknoten erläutert. Fig. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit einem Durchsichtssicherheitselement 12 mit einem Jalousiebild, das über einem Durchsichtsbereich 14, etwa einem Fens- terbereich oder einer durchgehenden Öffnung der Banknote 10, angeordnet ist. Die durchgehende Öffnung kann dabei nach der Herstellung des Substrats der Banknote 10 z. B. durch Stanzen oder Laserstrahlschneiden erzeugt werden, oder kann bereits während der Herstellung des Banknotensubstrats erzeugen werden, wie beispielsweise in der Druckschrift WO 03/ 054297 A2 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insoweit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Das Durchsichtssicherheitselement 12 zeigt dem Betrachter je nach Blickrichtung ein unterschiedliches visuelles Erscheinungsbild. Im Ausführungsbei- spiel erscheint das Sicherheitselement 12 aus bestimmten Betrachtungswinkeln vollflächig metallisch glänzend, während nach einem Kippen oder Drehen der Banknote aus anderen Betrachtungswinkeln in Durchsicht ein grafisches Motiv in Form eines Portraits in Erscheinung tritt. Eine für den Einsatz des Durchsichtssicherheitselements 12 bei Banknoten oder anderen Wertpapieren wichtige Eigenschaft ist seine geringe Gesamtdicke von weniger als 50 μιη. Vorzugsweise weist das Durchsichtssicherheitselement sogar eine Schichtdicke von nur etwa 20 μπι oder sogar von nur etwa 3 μπι bis 10 μιη auf.
Zudem weist das Durchsichtssicherheitselement 12 neben einer hohen Fälschungssicherheit auch ein attraktives visuelles Erscheinungsbild auf, so dass es von den Benutzern als Sicherheitsmerkmal wahrgenommen, beachtet und erinnert wird. Dies wird erfindungsgemäß durch die Kombination einer Mikrostruktur, die in Durchsicht ein betrachtungswinkelabhängiges visuelles Erscheinungsbild aufweist, mit zumindest einem Motivbild erreicht, das nur aus bestimmten Betrachtungswinkeln in Durchsicht sichtbar, aus anderen Betrachtungswinkeln jedoch verborgen ist.
Mit Bezug auf den Querschnitt Fig. 2(a) weist das Sicherheitselement 12 dazu ein transparentes Foliensubstrat 20 auf, dessen Oberseite mit einer transparenten Lackschicht mit einer asymmetrischen Sägezahnstruktur 22 versehen ist. Die Sägezahnstruktur 22 ist teilweise metallisiert, so dass sie eine Lamellenstruktur aus einer Vielzahl von im Wesentlichen parallel verlaufenden, metallischen Lamellen 24 bildet. Wie aus Fig. 2(a) ersichtlich, sind die Lamellen 24 durch eine Metallisierung von wenig geneigten Flanken 26 der Sägezahnstruktur 22 gebildet. Die wenig geneigten Flanken 26 und damit auch die metallischen Lamellen 24 schließen einen Winkel α mit der Oberfläche des Folienfoliensubstrats 20 ein, der typischerweise zwischen 10° und 60° und im Ausführungsbeispiel bei α = 30° liegt.
Die Sägezahnstruktur 22 enthält daneben auch stark geneigte Flanken 28, die einen Winkel γ mit der Oberfläche des Folienfoliensubstrats 20 einschließen, der deutlich größer ist als der Winkel α der wenig geneigten Flanken 26 und der typischerweise zwischen 50° und 90°, im Ausführungsbeispiel bei γ = 80° liegt. Die stark geneigte Flanken 28 sind nicht metallisiert, so dass der Betrachter bei einer Blickrichtung in etwa senkrecht zu den Flanken 28 (Betrachtungsrichtung B) durch die Sägezahnstruktur 22 hindurchsehen kann.
Die Lamellen 24 sind durch die Parameter laterale Orientierung, Farbe, Breite, Höhe, Reliefform, insbesondere Neigungswinkel, und Abstand der Lamellen charakterisiert. Beispielsweise weisen die Lamellen 24 im Ausführungsbeispiel der Fig. 2(a) einen Neigungswinkel von α = 30°, einen Abstand von etwa 10 μιη, eine Breite von etwa 5,5 μηι und eine Höhe von etwa 4,3 μπι auf. Die Farbe der Lamellen ergibt sich aus dem für die Metallisierung verwendeten Metall, beispielsweise Aluminium, wobei die Schichtdicke der Aluminiumschicht im Ausführungsbeispiel der Fig. 2(a) bei etwa 70 nm liegt.
Wie bereits erwähnt, stellen die völlig scharfen Profile der Sägezahnstruktur 22 und der Lamellen 24 in den Figuren eine idealisierte Darstellung dar. In realen Prägestrukturen sind die Übergänge an den Flanken 26, 28 der Lamel- len selbstverständlich in gewissen Maß abgerundet und nicht unstetig. Die Sägezahnstruktur 22 und die Lamellen 24 sind weiter durch eine Einbettung 36, beispielsweise eine transparente Lackschicht, gegen Abformung und gegen Umwelteinflüsse geschützt. Der Übersichtlichkeit halber ist die Einbettung 36 in den weiteren Figuren nicht mehr dargestellt.
Im einfachsten Fall ist in dem Durchsichtssicherheitselement nur eine Lamellenstruktur mit einem einheitlichen Parametersatz vorgesehen. Komplexere Gestaltungen können jedoch auch mehrere Lamellenstrukturen mit unterschiedlichen Lamellen-Parametern einsetzen, wie beispielsweise in den Fig. 5 bis 8 für den Parameter "laterale Orientierung" illustriert.
Auf der Unterseite des Foliensubstrats 20 ist ein Motivbild 30 angeordnet, das ein grafisches Motiv, wie etwa das in Fig. 2(b) gezeigte Portrait 32, ein geometrisches Muster oder eine Zeichenfolge darstellen kann.
Bei Betrachtung des Sicherheitselements 12 im Wesentlichen parallel zu den Lamellen 24, also in Richtung B der Fig. 2(a), blickt der Betrachter auf die nicht metallisierten Flanken 28, so dass die Sägezahnstruktur 22 in Durchsicht im Wesentlichen transparent erscheint. Für den Betrachter ist aus dieser Betrachtungsrichtung daher das grafische Motiv 32 des Motivbilds 30 sichtbar, wie in Fig. 2(b) dargestellt.
Wird das Sicherheitselement 12 dagegen aus Betrachtungsrichtung C, also im Wesentlichen senkrecht zur den metallischen Lamellen 24 betrachtet, so versperren die Lamellen 24 dem Betrachter die Durchsicht auf das Motivbild 30. Das Portrait 32 ist aus diesen Betrachtungswinkeln für den Betrachter verborgen und das Sicherheitselement 12 tritt als opake, metallisch glänzende Fläche 34 in Erscheinung, wie in Fig. 2(c) dargestellt.
Um die selektive Metallbeschichtung 24 nur der wenig geneigten Flanken 26 der Sägezahnstruktur 22 zu erreichen, kann beispielsweise wie folgt vorgegangen werden: Mit Bezug auf Fig. 3 wird zunächst eine UV-Prägelackschicht auf das Substrat 20 aufgebracht. Die Prägelackschicht wird in Form der gewünschten, asymmetrischen Sägezahnstruktur 22 mit ersten, weniger stark geneigten Flanken 26 und mit zweiten, stärker geneigten Flanken 28 geprägt und gehärtet. Anschließend wird die Sägezahnstruktur 22 durch eine senkrechte Bedampfung vollflächig mit einer Metallisierung 40, im Ausführungsbeispiel einer Aluminium-Metallisierung, versehen. Aufgrund der unterschiedlichen Neigungswinkel der Flanken 26 und 28 ergeben sich dabei unterschiedliche Dicken für die Aluminium-Metallisierung 40 auf den Flanken. Bezeichnet d die Schichtdicke der aufgebrachten Metallisierung auf einer planen Oberflä- che, so ergibt sich auf den Flanken 26 mit Neigungswinkel α eine Schichtdicke da = d*cos(a) und auf den Flanken 28 mit Neigungswinkel γ eine Schichtdicke dY = d*cos(y). Beispielsweise ergibt sich bei einer planen Schichtdicke d = 100 nm und Neigungswinkeln α = 30° und γ = 80° für die Schichtdicken da = 87 nm und dY = 17 nm. Dies entspricht dem in Fig. 3 gezeigten Zwischenstadium der Herstellung, wobei die Schichtdicke dY im Verhältnis zur Schichtdicke da übertrieben dick dargestellt wurde, um ihre Erkennbarkeit sicherzustellen.
Dann wird durch einen Ätzschritt die Metallisierung 40 isotrop geätzt, wobei der Ätzschritt abgebrochen wird, sobald die auf den stark geneigten Flanken 28 vorliegende Metallisierung 40 durchgeätzt ist. Der Ätzschritt kann beispielsweise mit einem Gemisch aus Phosphorsäure, Essigsäure und Salpeter- säure bei konstanter Temperatur der Ätzlösung erfolgen, wobei für einen optimalen Ätzstart zunächst das Aluminiumoxid der Metallisierung 40 mit konzentrierter Phosphorsäure entfernt wird. Es versteht sich, dass für den Ätzschritt auch andere Ätzlösungen und auch Laugen, wie etwa NaOH, verwendet werden können.
Die Beendigung des Ätzschritts kann zeitlich definiert worden, wobei der Abbruch nach Ablauf der Ätzdauer durch Neutralisation erfolgt. Wird bei dem oben genannten Beispiel der Ätzschritt nach dem Durchätzen der Metallisierung der stark geneigten Flanken 28 beendet, so verbleibt auf den we- nig geneigten Flanken 26 eine Metallisierung mit einer Dicke von da = 70 nm und auf den stark geneigten Flanken 28 eine Metallisierung der Dicke dY = 0, wie in Fig. 2(a) dargestellt. Das Ätzen kann mechanisch unterstützt werden, beispielsweise mit Bürsten oder Hochdruckdüsen. Der Ätzschritt muss nicht nasschemisch erfolgen, die Metallisierung 40 kann beispielsweise auch mit einem gerichteten Ätzstrahl entfernt werden. Für gute Ergebnisse ist ein großer Unterschied der Nei- gungswinkel α und γ der beiden Flanken 26, 28 von Vorteil. Die beiden Neigungswinkel unterscheiden sich vorzugsweise um mindestens 20°, bevorzugt um mindestens 30°, insbesondere um mindestens 40°.
Die auf den stark geneigten Flanken 28 vorliegende Metallisierung 40 muss nicht unbedingt vollständig durchgeätzt werden, um den gewünschten Unterschied in Transparenz bzw. Opazität zu erreichen. So wird ein Bereich vom Betrachter in der Regel bereits dann als voll reflektierend empfunden, wenn 85% des einfallenden Lichts reflektiert werden und auch dann noch als transparent empfunden, wenn ein kleiner Anteil von weniger als 20% reflek- tiert wird. Die genauen Zahlenwerte hängen dabei vom verwendeten Metall, dem Untergrund und der Beleuchtung ab. In manchen Gestaltungen genügt es daher, die Metallisierung 40 auf den stark geneigten Flanken 28 soweit zu verdünnen, dass die verbleibende Metallschicht vom Betrachter als durchsichtig wahrgenommen wird, während gleichzeitig die verbleibende Metall- schicht auf den wenig geneigten Flanken 26 noch als voll reflektierend wahrgenommen wird.
Beispielsweise weist eine Aluminiumschicht oberhalb einer Schichtdicke von etwa 12 nm einen Reflexionsgrad von mehr als 80% des maximalen Reflexi- onsgrads auf, und unterhalb einer Schichtdicke von etwa 2,5 nm einen Refle- xionsgrad von weniger als 20% des maximalen Reflexionsgrads. Es genügt daher, die Neigungswinkel α und γ der beiden Flanken 26, 28, die plane Schichtdicke d und den Ätzprozess so aufeinander abzustimmen, dass die resultierende Schichtdicke da auf den wenig geneigten Flanken 26 größer als 12 nm ist und die resultierende Schichtdicke dY auf den stark geneigten Flanken 28 unterhalb von 2,5 nm liegt.
Entsprechend weisen eine Kupferschicht oder eine Goldschicht oberhalb ei- ner Schichtdicke von etwa 40 nm einen Reflexionsgrad von mehr als 80% des maximalen Reflexionsgrads auf, und unterhalb einer Schichtdicke von etwa 12 nm einen Reflexionsgrad von weniger als 20% des maximalen Reflexionsgrads. Eine Chromschicht weist oberhalb einer Schichtdicke von etwa 18 nm einen Reflexionsgrad von mehr als 80% des maximalen Reflexionsgrads auf, und unterhalb einer Schichtdicke von etwa 5 nm einen Reflexionsgrad von weniger als 20% des maximalen Reflexionsgrads. Auch bei der Verwendung dieser oder auch anderer Metalle können die beiden Neigungswinkel, die plane Schichtdicke und der Ätzprozess daher vom Fachmann entsprechend aufeinander abgestimmt werden.
Durch den Einsatz des genannten Ätzprozesses für die unterschiedlich stark geneigten Flanken können schräge metallische Lamellen 24 erzeugt werden, ohne dass eine Schrägbedampfung der Sägezahnstruktur 22 erforderlich ist. Das geschilderte Verfahren ist unabhängig von dem Motivbild 30 und kann auch bei Gestaltungen eingesetzt werden, bei denen die Lamellenstruktur nicht mit einem Motivbild kombiniert wird. Die Verwendung des Ätzverfahrens gestattet es, auch mehrere Blickrichtungen für eine Transparenz zu verwirklichen. Das Ätzverfahren ist zudem unabhängig von der Ausrichtung der Sägezahnstruktur. Obwohl das Ätzverfahren besonders vorteilhaft in Verbindung mit einer senkrechten Bedampfung der Sägezahnstruktur angewendet wird, kann es selbstverständlich grundsätzlich auch in Verbindung mit einer Schrägbedampfung eingesetzt werden. Fig. 4 zeigt eine Weiterbildung der Erfindung, bei der das Durchsichtssi- cherheitselement 12 neben dem Motivbild 30 ein zweites Motivbild 50 enthält. Wie im Querschnitt der Fig. 4(a) gezeigt, ist das zweite Motivbild 50 durch eine strukturierte metallische Beschichtung 52 gebildet, die auf die metallischen Lamellen 24 der Sägezahnstruktur 22 aufgebracht und aus einem farblich zu den Lamellen 24 kontrastierenden Metall gebildet ist. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind als farblich kontrastierende Metalle Aluminium für die Lamellen 24 und Kupfer für das zweite Motivbild 50, 52 gewählt, es kommen jedoch selbstverständlich auch andere Metall-Kombi- nationen infrage, wie etwa Gold und Chrom.
Von den beiden übereinander aufgebrachten metallischen Beschichtungen wird das obere Metall stellenweise entfernt, um das zweite Motivbild als Bimetallmotiv zu erzeugen. Dies kann beispielsweise mithilfe des in der Druckschrift WO 99/13157 beschriebenen, auf dem Aufdrucken einer löslichen Druckfarbe mit poröser Struktur basierenden Waschverfahrens erfolgen, mittels Lift-Off, oder durch späteres selektives Ätzen. Beim Einsatz eines Ätzverfahrens kann auch mit einer Ätzstoppschicht gearbeitet werden. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist die Kupfer-Metallisierung 52 in Form der Ziffernfolge "50" strukturiert, die zugleich die Denomination 16 der Banknote 10 (Fig. 1) darstellt.
Durch die zusätzliche Kupfer-Metallisierung 52 wird der visuelle Eindruck des Sicherheitselements 12 bei Betrachtung parallel zu den Lamellen 24
(Blickrichtung B) nicht verändert. Für den Betrachter ist aus dieser Betrachtungsrichtung, wie in Fig. 4(b) gezeigt, nur das grafische Motiv 32 des Motivbilds 30 sichtbar, nicht jedoch das Bimetallmotiv. Wird das Sicherheitselement 12 dagegen aus der Betrachtungsrichtung C betrachtet, so blickt der Betrachter auf das Bimetallmotiv "50", das durch die Kupfer-Metallisierung 52 und die Aluminium-Lamellen 24 gebildet ist. Die opaken metallischen Lamellen 24 versperren den Blick auf das Motivbild 30, so dass aus Betrachtungsrichtung C nur das Bimetallmotiv "50", nicht jedoch das Portrait 32 sichtbar ist, wie in Fig. 4(c) dargestellt.
Beim Hin-und-Her-Kippen des Sicherheitselements 12 bzw. der Banknote 10 wechselt der visuelle Eindruck zwischen dem Portrait und der Ziffernfolge "50". Die Ziffernfolge "50" erscheint dabei als Bimetallmotiv Kupfer auf Alu- minium, während für das Portrait bis auf den Charakter als Durchsichtselement praktisch keine Einschränkung bezüglich der Farbwahl bestehen. Insgesamt enthält das Durchsichtssicherheitselement der Fig. 4 somit für den Betrachter drei visuelle Information bzw. Effekte. Die erste Information bzw. der erste Effekt wird durch den an sich bekannten Jalousieeffekt gebildet, der auf der teil weisen opaken Beschichtung der asymmetrischen Sägezahnstruktur 22 beruht. Die zweite Information bzw. der zweite Effekt ist durch das Bimetallmotiv der Ziffernfolge "50" gebildet, das nur aus bestimmten Betrachtungswinkeln (Betrachtungsrichtung C) sichtbar ist und die dritte Information bzw. der dritte Effekt ist durch das Portrait 32 gebildet, das nur aus anderen Betrachtungswinkeln (Betrachtungsrichtung B) sichtbar ist.
Das zweite Motivbild kann auch durch ein strukturiertes Dünnschichtelement 52 mit Farbkippeffekt gebildet sein. Dazu ist beispielsweise auf der Sägezahnstruktur 22 eine dreischichtige optisch variable Beschichtung aus ei- ner Aluminium-Reflexionsschicht, einer dielektrischen Abstandsschicht und einer semitransparenten Chrom- Absorberschicht aufgebracht. Dabei muss nur die Aluminium-Reflexionsschicht mittels Schrägbedampfung auf die wenig geneigten Flanken 26 aufgebracht werden. Die dielektrische Abstandsschicht und die semitransparente Chromschicht können sowohl mit senkrechter Bedampfung als auch mit Schrägbedampfung aufgebracht werden. Die Absorberschicht wird dann mit einem der oben genannten Verfahren stellenweise entfernt, wodurch Bereiche ohne Farbkippeffekt vor einem farbkippenden Hintergrund geschaffen werden, die in Form grafischer Mo- tive, Muster oder Zeichen das zweite Motivbild bilden.
Dieselbe optische Wirkung kann erzielt werden, wenn nicht nur die Absorberschicht, sondern auch die dielektrische Abstandsschicht bereichsweise entfernt wird.
In anderen Gestaltungen kann die auf die Lamellen 24 aufgebrachte strukturierte Beschichtung 52 auch durch eine Druckschicht gebildet sein.
Die Lamellenstrukturen sind im Rahmen der Erfindung mit Vorteil jeweils aus einer Vielzahl von im Wesentlichen parallel verlaufenden Lamellen 24 gebildet, wie etwa in Fig. 2(a) gezeigt. Die zugrunde liegende Sägezahnstruktur 22 weist alternierend ansteigende, wenig geneigte Flanken 26 und abfallende, stark geneigte Flanken auf. Die jeweils durch ein Flankenpaar 26, 28 gebildeten Sägezähne 25 stellen dabei die Strukturelemente der Lamellen- struktur dar, ihre Abmessung stellt die Strukturgröße und der Abstand benachbarter Sägezahnspitzen den charakteristischen Strukturabstand dar. Der charakteristische Strukturabstand liegt im Rahmen der Erfindung bei 5 μΐΏ oder mehr und die Struktur große bei 1 μπα oder mehr. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2(a) betragen die Strukturgröße und der Strukturabstand bei- spielsweise jeweils 10 μπι, die Höhe der Strukturelemente beträgt etwa 4,3 μιη.
In der Praxis hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, den Strukturabstand auch bei einer gewünschten periodischen Anordnung der Strukturelemente nicht völlig konstant zu wählen, sondern mit einer zufälligen Schwankung zu überlagern, um wellenlängenabhängige Beugungseffekte und damit unerwünschte Farbaufspaltungen wirksam zu unterdrücken. Dazu genügt in der Regel eine Schwankungsamplitude zwischen 1% und 5% des Strukturab- Stands. Im Ausführungsbeispiel ist dem gewünschten Strukturabstand von 10 μπι eine zufällige Schwankung von 2%, also von 0,2 μπι überlagert, wodurch eine signifikante Reduktion von Beugungseffekten erreicht wird.
Bei weiteren Ausgestaltungen der Erfindung enthält das Durchsichtssicher- heitselement neben dem Bildmotiv 30 der Fig. 2 ein zusätzliches Motiv, das durch eine lokal unterschiedliche Orientierung der Lamellenstrukturen gebildet ist. Fig. 5 zeigt hierzu schematisch eine Aufsicht auf ein Durchsichtssi- cherheitselement 60 mit drei Bereichen 62, 64, 66 mit unterschiedlicher Lamellenorientierung. In dem ersten Bereich 62 weisen die Lamellen 68 eine erste Orientierung, beispielsweise parallel zu einer Referenzrichtung R auf, entsprechend einem Azimutwinkel von 0°. In dem zweiten Bereich 64 weisen die Lamellen 68 eine zweite Orientierung auf, die sich nur wenig von der ersten Orientierung unterscheidet und beispielsweise einen Azimutwinkel von 5° mit der Referenzrichtung R einschließt. Im dritten Bereich 66 ist die Orientierung de Lamellen 68 stark gegen die Referenzrichtung gedreht, beispielsweise um einen Azimutwinkel von 90°.
Die Bereiche 62, 64 und 66 sind in den Figuren 6(a), 7(a) und 8(a) nochmals mit der Orientierung ihrer Lamellen 68 gezeigt. Figuren 6(b), 7(b) und 8(b) zeigen den visuellen Eindruck des jeweiligen Bereichs bei Betrachtung parallel zu den Lamellen 68 des ersten Bereichs 62 (entsprechend Blickrichtung B in Fig. 2) und Figuren 6(c), 7(c) und 8(c) den visuellen Eindruck des jeweiligen Bereichs bei Betrachtung senkrecht zu den Lamellen 68 des ersten Bereichs 62 (entsprechend Blickrichtung C in Fig. 2). Mit Bezug zunächst auf Fig. 6 erscheint die Sägezahnstruktur 22 des ersten Bereichs 62 bei Betrachtung des Sicherheitselements 60 parallel zu seinen Lamellen 68 im Wesentlichen transparent, wie in Zusammenhang mit Fig. 2 bereits erläutert, so dass der Betrachter aus dieser Blickrichtung das grafische Motiv 32 des Motivbilds 30 sieht, wie in Fig. 6(b) schematisch dargestellt. Bei Betrachtung aus Betrachtungsrichtung C versperren die Lamellen 68 dem Betrachter die Durchsicht und der erste Bereich 62 erscheint für den Betrachter als opake, metallisch glänzende Fläche 34, wie in Fig. 6(c) dargestellt.
Mit Bezug auf Fig. 7 erscheint die Sägezahnstruktur 22 des zweiten Bereichs 64 bei Betrachtung des Sicherheitselements 60 parallel zu den Lamellen 68 des ersten Bereichs 62 aufgrund des kleinen Azimutwinkels der Lamellen 68 des zweiten Bereichs 64 von 5° noch praktisch vollständig durchsichtig, so dass der Betrachter aus dieser Blickrichtung auch im zweiten Bereich das grafische Motiv 32 des Motivbilds 30 sieht, wie in Fig. 7(b) schematisch dargestellt. Bei Betrachtung aus Betrachtungsrichtung C versperren die Lamellen 68 dem Betrachter die Durchsicht und der zweite Bereich 64 erscheint für den Betrachter als opake, metallisch glänzende Fläche 70, die allerdings durch die unterschiedliche Orientierung der Lamellen 68 in Reflexion einen Kontrastunterschied zur Fläche 34 des ersten Bereichs aufweist. Dieser Kontrastunterschied ist in Fig. 7(c) durch eine zur Fig. 6(c) unterschiedliche Schraffur angedeutet.
Mit Bezug schließlich auf Fig. 8 erscheint die Sägezahnstruktur 22 des drit- ten Bereichs 66 bei Betrachtung des Sicherheitselements 60 parallel zu den Lamellen 68 des ersten Bereichs 62 aufgrund des großen Unterschieds im Azimutwinkel von 90° nicht mehr durchsichtig, so dass der Betrachter in diesem Bereich eine opake, metallisch glänzende Fläche 72 sieht, wie in Fig. 8(b) gezeigt. Auch bei der Betrachtung aus Betrachtungsrichtung C versper- ren die Lamellen 68 dem Betrachter die Durchsicht, der dritte Bereich 66 erscheint für den Betrachter als opake, metallisch glänzende Fläche 74, die durch die unterschiedliche Orientierung der Lamellen 68 einen Kontrastunterschied sowohl zur Fläche 34 des ersten Bereichs als auch zur Fläche 70 des zweiten Bereichs aufweist. Dieser Kontrastunterschied ist in Fig. 8(c) durch eine zur Fig. 6(c) und zur Fig. 7(c) unterschiedliche Schraffur angedeutet.
Die Portraitansichten 32 der Figuren 6(b) und 7(b) stehen dabei nur schematisch für die Sichtbarkeit des Motivbilds in dem ersten bzw. zweiten Bereich, da tatsächlich natürlich nur der jeweils unterhalb des Bereichs 62 bzw. 64 liegende Teil des Motivbilds für den Betrachter sichtbar ist. Eine Abstimmung der Form und Größe der Bereiche 62, 64, 66 auf das Motivbild ermöglicht es daher, aus bestimmten Betrachtungsrichtungen jeweils nur bestimmte Teile des Motivbilds erkennbar werden zu lassen. Insbesondere können das Motiv der Lamellenstrukturen 62, 6466 und das Motivbild 30 so aufeinander abgestimmt sein, dass sich aus bestimmten Betrachtungswinkeln in Durchsicht eine Gesamtinformation ergibt.
Die erfindungsgemäßen Sicherheitselemente müssen nicht als Durchsichtssi- cherheitselemente ausgebildet sein, sondern können auch, insbesondere auf opaken Substraten, als Reflexionssicherheitselemente für Betrachtung in Aufsicht ausgelegt sein. Die Anordnung von Mikrostruktur und Motivbild zueinander kann auf vielfältige Weise erfolgen, wie anhand der Darstellungen der Fig. 9 illustriert. Fig. 9(a) zeigt zunächst ein Sicherheitselement 80 mit einem transparenten oder transluzenten Substrat 82, einer Mikrostruktur 84, beispielsweise in Form einer Lamellenstruktur der oben beschriebenen Art, und einem Motivbild 86. Die Mikrostruktur 84 und das Motivbild 86 sind dabei auf gegenüberliegenden Oberflächen des Substrats 82 angeordnet. Das Substrat 82 kann durch eine Einzelfolie gebildet sein, die auch bereits mit verschiedenen Beschichtungen versehen sein kann, oder auch durch einen Folienverbund.
Fig. 9(b) zeigt einen Aufbau 90 ähnlich dem der Fig. 9(a), bei dem die Mikro- struktur 84 und das Motivbild 86 auf gegenüberliegenden Seiten einer Fo- lienverbundbanknote 92 angeordnet sind, welche zumindest zwei Folienlagen 94 und eine Papierlage 96 mit einem Fenster 98 enthält. Bei Spaltung der Folienverbundbanknote 92 wird das Sicherheitselement zerstört. Bei dem einseitigen Aufbau 100 der Fig. 9(c) ist das Motivbild 86 auf der
Oberseite eines transparenten, transluzenten oder opaken Substrats 82 angeordnet und die Mikrostruktur 84 liegt direkt über dem Motivbild 86. Bei dieser Variante dient das Substrat 82 nur als Träger des Sicherheitselements und kann gegebenenfalls später abgezogen werden.
Das Sicherheitselement kann auch als substratloses Transferelement 110 ausgebildet werden, wie in Fig. 9(d) gezeigt. Auch in diesem Fall ist die Mikrostruktur 84 direkt über dem Motivbild 86 angeordnet. Das Transferelement 110 wird in einem späteren Verfahrensschritt typischerweise auf einen Ziel- Datenträgers 112 aufgebracht (Bezugszeichen 114). Dies kann in einem
Durchsichtsbereich, beispielsweise einem Fenster oder einer durchgehenden Öffnung des Datenträgers 112, geschehen, oder auch in einem opaken Datenträgerbereich. Wie in Fig. 9(e) dargestellt, kann dabei auch vorgesehen sein, dass das Motivbild 86 bereits zuvor auf einen Datenträger 122 aufgebracht wurde, und dass das Transferelement 120 mit der Mikrostruktur 84 nachfolgend auf den Datenträger 122 mit dem Motivbild 86 aufgebracht wird (Bezugszeichen 124). Die erfindungsgemäßen Sicherheitselemente können in einer Vielzahl an Anordnungen auf Wertdokumenten mit einem Substrat aus Papier, Polymer oder Hybrid und sowohl über opaken als auch über transparenten oder transluzenten Bereichen des Wertdokuments angeordnet sein. Zur Illustrati- on dieser Vielfalt werden mit Bezug auf Fig. 10 einige besonders bevorzugte Ausgestaltungen beschrieben.
Zunächst zeigt Fig. 10(a) als Wertdokument 130 eine Papierbanknote 132, auf die ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement 134 aufgebracht ist. Das Si- cherheitselement 134 kann über einem opaken Bereich 136 der Papierbanknote 132 als Reflexionssicher heitselement und/ oder in einem optionalen Fensterbereich 138 der Papierbanknote 132 als Durchsichtssicherheitselement wirken. Das Sicherheitselement 134 kann dabei beispielsweise wie das Sicherheitselement 80 der Fig. 9(a) ein transparentes oder transluzentes Sub- strat 82, eine Mikrostruktur 84, insbesondere in Form einer Lamellenstruktur der oben beschriebenen Art, und ein Motivbild 86 aufweisen.
In der Variante 140 der Fig. 10(b) ist auf eine Papierbanknote 132 ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement 142 mit einem Foliensubstrat 144, einem Motivbild 146 und einer Mikrostruktur 148 aufgebracht. Das Foliensubstrat 144 kann opak oder transparent bzw. transluzent sein. Im Fall eines opaken Foliensubstrats 144 kommt nur der Einsatz als Reflexionssicherheitselement infrage. Ist das Foliensubstrat 144 dagegen zumindest transluzent, so kann das Sicherheitselement 142 in einem optionalen Fensterbereich 138 der Pa- pierbanknote 132 ein Durchsichtssicherheitselement bilden oder über einem opaken Bereich 136 der Papierbanknote 132 ein Reflexionssicherheitselement bilden. Das Sicherheitselement kann auch als substratloses Sicherheitselement 152 auf der Papierbanknote 132 vorliegen, wie bei der Variante 150 der Fig. 10(c) gezeigt. Das Motivbild 146 und die Mikrostruktur 148 können dabei in opaken Bereichen 136 der Papierbanknote 132 ein Reflexionssicherheitselement und/ oder in optionalen Fensterbereichen 138 der Papierbanknote 132 ein Durchsichtssicherheitselement bilden.
Enthält ein Wertdokument 160 ein reines Polymersubstrat 162, so kann das erfindungsgemäße Sicherheitselement 164 in einem transparenten oder zu- mindest transluzenten Bereich der Note auch in zwei Teilen (Motivbild 166 und Mikrostruktur 168) auf gegenüberliegenden Seiten des Polymersubstrats 162 angeordnet sein, wie in Fig. 10(d) dargestellt.
Das Motivbild 166 und die Mikrostruktur 168 können auch auf derselben Seite des Polymersubstrats 162 angeordnet sein, wie im Aufbau 170 der Fig. 10(e) gezeigt. Das Polymersubstrat 162 kann in diesem Fall im Bereich des Sicherheitselements 164 auch opak sein.
Fig. 10(f) zeigt ein Wertdokument 180, das ein Substrat 182 aus einem Pa- pier-Folien- Verbund mit einer Papierlage 186 mit einem Fenster 188 und zwei Folienlagen 184 aufweist. Auf gegenüberliegenden Seiten des Papier- Folien- Verbunds 182 sind eine Mikrostruktur 168 und ein Motivbild 166 aufgebracht, die zusammen ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement 164 bilden. Bei Spaltung des Papier-Folien- Verbunds 182 wird das Sicherheitsele- ment 164 zerstört.
Bei dem Wertdokument 190 der Fig. 10(g) ist das Sicherheitselement 164 mit der Mikrostruktur 168 und dem Motivbild 166 auf eine Papierlage 186 aufgebracht und zusammen mit der Papierlage 186 zwischen zwei Kaschierfo- lien 184 eingebettet. Für die Einbettung 36 der Sägezahnstrukturen 22 (Fig. 2(a)) kann in diesem Fall insbesondere ein Kaschierkleber verwendet werden. Bei dem Wertdokument 200 der Fig. 10(h) ist eine Mikrostruktur 168 auf eine Papierlage 186 mit einem Fenster 188 aufgebracht und zusammen mit der Papierlage 186 zwischen zwei Folien 202, 204 eingebettet. Das Motivbild 166 liegt auf der an die Papier läge 186 angrenzenden Folie 204 im Bereich des Fensters 188 vor. Das Motivbild 166 kann dabei sowohl auf der Außenseite der Folie 204 liegen, wie in Fig. 10(h) gezeigt, als auch auf der Innenseite der Folie. Das Motivbild 166 und die Mikrostruktur 168 bilden zusammen ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement 164.
Schließlich ist bei dem Wertdokument 210 der Fig. 10(i) eine Mikrostruktur 168 auf einer Folienlage 184 und einer Papierlage 186 mit einem Fenster 188 aufgebracht und zusammen mit der Folienlage 184 und der Papierlage 186 zwischen zwei Kaschierfolien 202, 204 eingebettet. Das Motivbild 166 kann dabei, wie in Fig. 10(i) gezeigt, auf der Außenseite der Folie 204 vorliegen, kann auf der Innenseite der Folie 204 vorliegen, oder kann auch auf der Ober- oder Unterseite der Folienlage 184 vorliegen. In allen Fällen liegt das Motivbild 166 im Bereich des Fensters 188 vor und bildet zusammen mit der Mikrostruktur 168 ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement 164.
Das Motivbild kann in allen Ausgestaltungen insbesondere eine gedruckte oder geprägte Motivstruktur, eine strukturierte Metallschicht, eine farbkip- pende Motivschicht, eine diffraktive Motivschicht, wie etwa ein Hologramm, ein strukturierter Mehrschichtaufbau, ein strukturiertes Subwellenlängengit- ter, eine Mottenaugenstruktur, eine gedruckte Struktur, eine Schicht mit Ne- gativmustern, wie etwa Negativschriftzeichen, oder eine Kombination der genannten Varianten sein.
Der Wechsel der Blickrichtungen (B und C in Fig. 2) kann nicht nur durch Kippen oder Drehen des Sicherheitselements erfolgen, sondern auch durch Krümmen des Durchsichtssicherheitselements. Dazu kann ein vorbestimmtes, darzustellendes Motiv zunächst verzerrt werden, und das Motivbild und die darüberliegende Lamellenstruktur so aufeinander abgestimmt werden, dass das darzustellende Motiv bei einer vorbestimmten Krümmung des Durchsichtssicherheitselements in Durchsicht unverzerrt sichtbar wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit zumindest einer Mikrostruktur, die ein in Durchsicht betrach- tungswinkelabhängiges visuelles Erscheinungsbild aufweist, wobei die zumindest eine Mikrostruktur aus einer Anordnung einer Vielzahl von Strukturelementen mit einem charakteristischen Strukturabstand von 1 μιη oder mehr gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement zumindest ein Motivbild enthält, das durch das betrachtungswinkelabhän- gige visuelle Erscheinungsbild der Mikrostruktur aus bestimmten Betrachtungswinkeln in Durchsicht sichtbar, und aus anderen Betrachtungswinkeln in Durchsicht nicht sichtbar ist, und dass die Mikrostruktur und das Motivbild zusammen eine Dicke von 50 μπι oder weniger aufweisen.
2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Mikrostruktur des Sicherheitselements durch eine Lamellenstruktur aus einer Vielzahl von im Wesentlichen parallel verlaufenden Lamellen gebildet ist.
3. Sicherheitselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Lamellenstruktur durch eine teilweise metallisierte asymmetrische Sägezahnstruktur mit metallisierten ersten, weniger stark geneigten Flanken und mit nicht metallisierten zweiten, stärker geneigten Flanken gebildet ist.
4. Sicherheitselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten, weniger stark geneigten Flanken einen Neigungswinkel zwischen 10° und 60° und die zweiten, stärker geneigten Flanken einen Neigungswinkel zwischen 50° und 110° aufweisen, wobei sich die beiden Neigungswinkel um mindestens 20°, bevorzugt um mindestens 30°, insbesondere um mindestens 40° unterscheiden.
5. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, da- durch gekennzeichnet, dass mehrere durch Lamellenstrukturen gebildete
Mikrostrukturen vorgesehen sind, die sich in einem oder mehreren der Parameter laterale Orientierung, Farbe, Breite, Höhe, Reliefform und Abstand unterscheiden, vorzugsweise, dass die sich unterscheidenden Lamellenstrukturen in Form eines Motivs, insbesondere in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung, angeordnet sind.
6. Sicherheitselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sich unterscheidenden Lamellenstrukturen in Form eines Motivs angeordnet sind, wobei sich das Motiv der Lamellenstrukturen und zumindest ein Motivbild des Sicherheitselements aus bestimmten Betrachtungswinkeln in Durchsicht zu einer Gesamtinformation ergänzen.
7. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente in Teilbereichen mit einer opaken Beschichtung, insbesondere einer opaken metallischen Beschichtung, versehen sind.
8. Sicherheitselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die opake Beschichtung mehrschichtig, insbesondere dreischichtig, ausgebil- det ist.
9. Sicherheitselement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die opake Beschichtung als Dünnschichtelement mit Farbkippeffekt ausgebildet ist.
10. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement ein transparentes oder transluzentes Substrat aufweist, und die zumindest eine Mikrostruktur und das Motivbild auf gegenüberliegenden Oberflächen des Substrats angeord- net sind.
11. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement ein transparentes, transluzentes oder opakes Substrat aufweist, und die zumindest eine Mikro- struktur und das Motivbild auf derselben Oberfläche des Substrats angeordnet sind.
12. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Mikrostruktur direkt auf dem Motivbild angeordnet ist.
13. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Motivbild eine gedruckte oder geprägte Motivstruktur, eine strukturierte Metallschicht, eine farbkippende Motiv- Schicht, eine diffraktive Motivschicht, wie etwa ein Hologramm, einen strukturierten Mehrschichtaufbau, ein strukturiertes Subwellenlängengitter, eine Mottenaugenstruktur, eine gedruckte Struktur, eine Schicht mit Negativmustern, wie etwa Negativschriftzeichen, oder eine Kombination der genannten Varianten umfasst.
14. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement ein zweites Motivbild enthält, das auf zumindest einer Mikrostruktur aufgebracht ist, so dass aus bestimmten Betrachtungswinkeln in Durchsicht nur das erste Motivbild und aus anderen Betrachtungswinkeln nur das zweite Motivbild sichtbar ist.
15. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostruktur und das Motivbild zusammen eine Dicke von 20 μιη oder weniger, bevorzugt von 3 μπι bis 10 μιη, aufweisen.
16. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente einen charakteristischen Strukturabstand von 5 μπι oder mehr aufweisen und/ oder, dass die Strukturelemente eine Strukturgröße von 1 μτη oder mehr, vorzugsweise von 3 μιη oder mehr, aufweisen.
17. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente im Wesentlichen periodisch angeordnet sind, und der durch den charakteristischen Strukturabstand gegebenen Periode eine zufällige Schwankung der Strukturabstände mit einer Amplitude zwischen 1% und 5%, insbesondere von etwa 2% der Periode, überlagert ist.
18. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Motivbild des Sicherheitselements ein vorbestimmtes, darzustellendes Motiv verzerrt ist, und das Motivbild und zumindest eine Mikrostruktur so aufeinander abgestimmt sind, dass das darzustellende Motiv bei einer vorbestimmten Krümmung des Sicherheitselements in Durchsicht unverzerrt sichtbar ist.
19. Sicherheitselement nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement ein Transferelement zum Übertragen auf ein Zielsubstrat ist.
20. Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem das Sicherheitselement mit zumindest einer Mikrostruktur mit einem in Durchsicht betrachtungswinkelabhängigen visuellen Erscheinungsbild versehen wird, bei dem die zumindest eine Mikrostruktur aus einer Anordnung einer Vielzahl von Strukturelementen mit ei- nem charakteristischen Strukturabstand von 1 μηι oder mehr gebildet wird, bei dem das Sicherheitselement mit zumindest einem Motivbild versehen wird, das aus bestimmten Betrachtungswinkeln in Durchsicht sichtbar, und aus anderen Betrachtungswinkeln in Durchsicht nicht sichtbar ist, und bei dem das Sicherheitselement mit einer Dicke von Mikrostruktur und Motiv- bild zusammen von 50 μιη oder weniger erzeugt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Mikrostruktur des Sicherheitselements durch eine Lamellenstruktur aus einer Vielzahl von im Wesentlichen parallel verlaufenden Lamellen gebildet wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung zumindest einer Lamellenstruktur - eine Prägelackschicht auf ein Substrat aufgebracht wird, die Prägelackschicht in Form einer Lamellenstruktur mit einer Vielzahl von im Wesentlichen parallel verlaufenden Lamellen, insbesondere einer asymmetrischen Sägezahnstruktur mit ersten, weniger stark geneigten Flanken und mit zweiten, stärker geneigten Flanken geprägt und gehärtet wird, die Lamellenstruktur, insbesondere die Sägezahnstruktur vollflächig mit einer Metallisierung beschichtet wird, durch einen Ätzvorgang die Metallisierung geätzt wird, wobei der Ätzvorgang beendet wird, sobald die auf den Lamellen, insbesondere auf den stärker geneigten Flanken vorliegende Metallisierung auf eine vorgewählte, transparent erscheinende Schichtdicke reduziert oder vollständig durchgeätzt ist.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass als Ätzverfahren physikalische Ätzverfahren, insbesondere Plasmaätzen, Ionenät- zen, Ionenstrahlätzen, reaktives Plasmaätzen oder Atmosphärenplasmaät- zen, oder chemische Ätzverfahren unter Verwendung von Säuren oder Laugen eingesetzt werden.
24. Verfahrensanspruch nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Beschichtung der Sägezahnstruktur durch chemisches
Beschichten, Bedampfen, Sputtern, Plasma-unterstütztes Bedampfen, durch CVD oder durch Aufdrucken von Metallpartikeln erfolgt.
25. Datenträger, insbesondere Wertdokument, wie Banknote, Ausweis- karte oder dergleichen, der mit einem Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19 oder mit einem nach wenigstens einem der Ansprüche 20 bis 24 hergestellten Sicherheitselement ausgestattet ist.
26. Verfahren zum Herstellen eines Datenträgers, insbesondere eines Wertdokuments, wie einer Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, bei dem ein Datenträgersubstrat bereitgestellt wird, und ein Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19 auf das Datenträgersubstrat aufgebracht oder in das Datenträgersubstrat eingebracht wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenträgersubstrat einen Durchsichtsbereich aufweist und das Sicherheitselement in dem Durchsichtsbereichs auf das Datenträgersubstrat aufgebracht oder in das Datenträgersubstrat eingebracht wird.
28. Verfahren zum Herstellen eines Datenträgers, insbesondere eines Wertdokuments, wie einer Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, bei dem ein Datenträgersubstrat bereitgestellt wird, das Datenträgersubstrat mit zumindest einem Motivbild versehen wird, und das Datenträgersubstrat im Bereich des zumindest einen Motivbilds mit zumindest einer Mikrostruktur mit einem in Durchsicht betrachtungswinkelabhängigen visuellen Erscheinungsbild versehen wird, welche aus einer Anordnung einer Vielzahl von Strukturelementen mit einem charakteristischen Strukturabstand von 1 μπι oder mehr gebildet wird, so dass die zumindest eine Mikrostruktur und das zumindest eine Motivbild ein Sicherheitselement bilden, bei dem die Mikrostruktur und das Motivbild zusammen eine Dicke von 50 μιη oder weniger aufweisen, und bei dem das Motivbild aus bestimmten Betrachtungswinkeln in Durchsicht sichtbar und aus anderen Betrachtungswinkeln in Durchsicht nicht sichtbar ist.
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