EP2786182A2 - Optisch variables element - Google Patents

Optisch variables element

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Publication number
EP2786182A2
EP2786182A2 EP12798660.2A EP12798660A EP2786182A2 EP 2786182 A2 EP2786182 A2 EP 2786182A2 EP 12798660 A EP12798660 A EP 12798660A EP 2786182 A2 EP2786182 A2 EP 2786182A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
color
zones
layer
optically variable
variable element
Prior art date
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Pending
Application number
EP12798660.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Walter
Wayne Robert Tompkin
Sebastian Mader
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OVD Kinegram AG
Original Assignee
OVD Kinegram AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OVD Kinegram AG filed Critical OVD Kinegram AG
Publication of EP2786182A2 publication Critical patent/EP2786182A2/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters
    • G02B5/285Interference filters comprising deposited thin solid films
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters
    • G02B5/285Interference filters comprising deposited thin solid films
    • G02B5/286Interference filters comprising deposited thin solid films having four or fewer layers, e.g. for achieving a colour effect
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42DBOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/20Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
    • B42D25/29Securities; Bank notes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42DBOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B5/20Filters
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    • G02B5/285Interference filters comprising deposited thin solid films
    • G02B5/287Interference filters comprising deposited thin solid films comprising at least one layer of organic material
    • B42D2033/24
    • B42D2035/14
    • B42D2035/24

Definitions

  • the invention relates to an optically variable element, in particular an optically variable fuse element, and a method for its production.
  • Thin film interference filter constructed of several layers comprising an interference layer. The incident light is at the front and back of the
  • Interference layer at least partially reflected. Due to the small thickness of the interference layer, for specific wavelengths in the range of visible light, a destructive or constructive interference of the reflected light takes place, so that the thin-film interference filter shows a colored appearance. Due to the changing in dependence of the viewing angle and / or illumination angle path length of the light in the interference layer, the color of the changes
  • Thin-film interference filter according to the viewing angle and / or illumination angle, so that such a filter when illuminated from the Viewing angle and / or illumination angle dependent color generated as an optically variable effect.
  • optically variable element in particular optically variable fuse element, which has at least one first color region in a first region, which generates a dependent on viewing angle and / or illumination angle color when illuminated, wherein the first color area two or more juxtaposed zones each having a width and / or length dimension of less than 300 ⁇ , wherein in at least a first zones of the zones of the first color area a
  • Thin-film interference filter is provided with at least one interference layer having a first average thickness in the first zone, which is selected so that the thin-film interference filter generates a color by means of interference when illuminated under at least a certain viewing angle and / or illumination angle in the first zone differs from at least one color that is generated when illuminated at this viewing angle and / or illumination angle in at least one of the other zones of the first color area.
  • This object is further achieved by a method for producing an optically variable element, which in a first region at least a first
  • Lighting angle dependent color generated wherein in two or more juxtaposed zones of the first color area, each having a
  • Interference layer of a first average thickness is provided as a color element, wherein the first average thickness is selected so that the thin-film interference filter generates under illumination at least a certain viewing angle and / or angle of illumination, a color by means of interference, which differs from at least one color, when illuminated is generated at this viewing angle and / or illumination angle in at least one of the other zones of the first color area of the color element provided there.
  • the color generated under at least one viewing angle and / or illumination angle is preferably to be understood as the color generated in direct reflection or direct transmission at this viewing angle or angle of illumination, i. in particular the case to understand that the
  • Viewing angle is equal to the illumination angle.
  • the colors produced by interference are thus the colors to be seen in direct reflection or transmission.
  • the direct reflection or transmission is sometimes called the zero order of diffraction.
  • the viewing angle and also the illumination angle are the same for all zones. For the human observer superimpose themselves at a usual
  • viewing angle and / or illumination angle dependent color change effects which are difficult to imitate by other technologies and so on are particularly suitable as security knickknacks for securing value docks or for product security.
  • Color is an individual visual perception caused by light in the visible area of the human eye. This perception is also called color perception or color impression
  • the visible colors for humans are in the range between 380 nm and 780 nm of the electromagnetic spectrum.
  • Color receptors in response to a color valence Color is not the property of the light seen (color stimulus), it is the subjective perception of the physical cause of the electromagnetic waves. According to the spectral color valence (different intensities in the light), different color stimuli are produced
  • a spectral color is the color impression created by monochromatic light in the visible part of the light spectrum. It is the most intense, and therefore pure, color in every hue. Examples of spectral colors for blue are a monochromatic laser with the wavelength 473 nm, with green at wavelength 532 nm and at red with wavelength 635 nm.
  • a color element is meant a color-generating element, in particular a region of a color lacquer layer or a color element
  • a thin-film interference filter in at least one second zone of the zones of the first color area, a thin-film interference filter is provided, in particular as a color element, wherein the interference layer of the
  • Thin-film interference filter in the second zone has a second average thickness, which differs from the first average thickness.
  • optically variable elements are characterized by a high degree of protection against counterfeiting, furthermore also due to the physical parameters of the optically variable element, which are difficult to determine due to the complexity of the optical effects exhibited, and the high expenditure on production technology which is required for the production of such a device variable element is necessary.
  • a first color area can not only have two different types of zones, ie first zones and second zones, but also three or more different types of zones.
  • a thin-film interference filter it is also advantageous for a thin-film interference filter to be provided in at least one third zone and / or at least one fourth zone of the zones of the first color area, wherein the interference layer of the thin-film interference filter has a third or fourth average thickness in the third and fourth zones and the third and fourth average thicknesses are different from the first and second average thicknesses. So a first Color area not only have two different types of zones, ie, one or more first and one or more second zones, but also three
  • zones i. one or more first zones, one or more second zones, and one or more third zones, or four
  • zones i. one or more first zones, one or more second zones, one or more third zones, and one or more fourth zones.
  • the different types of zones are characterized in each case by a different average thickness of the interference layer of the
  • the average thicknesses i. the first, second, third and / or fourth average thickness in each case between 20 nm and 500 nm, more preferably between 40 and 400 nm and particularly preferably between 40 nm and 200 nm from each other.
  • the mean thickness of an interference layer in a zone is understood to be the thickness of the interference layer averaged over the area of the zone.
  • the average thickness of the first, second, third and / or fourth zone becomes
  • the corresponding optical thickness for a given viewing angle in reflection satisfies the K / 2 or ⁇ / 4 condition for a wavelength ⁇ in the range visible to the human eye.
  • the first, second, third and / or fourth average physical thickness of the interference layer is preferably between 30 nm and 2000 nm, in particular between 50 nm and 1000 nm, more preferably between 50 nm and 700 nm and even more preferably between 50 nm and 500 nm
  • the first, second, third and / or fourth average is Thickness preferably selected from the range between 50 nm to 500 nm, in particular 70 nm to 400 nm, more preferably between 70 nm and 250 nm.
  • the thin-film interference filter is preferably made of a layer system having three layers, an absorption layer, an interference layer
  • the interference layer consists of a material which is at least partially transparent in the visible spectral range, for example MgF 2 , S1O 2 or a polymer.
  • the interference layer or spacer layer preferably consists of a printed organic layer, in particular of a polymer layer or lacquer layer.
  • the semi-transparent or translucent absorber layer is preferably made of a thin
  • the layer thickness of the absorber layer is preferably between 2 nm to 20 nm, in particular 3 nm to 15 nm, more preferably between 3 nm and 10 nm.
  • the reflection layer is preferably made of a metal, for example aluminum. However, it is also possible to use an at least semitransparent layer as the reflection layer. This can either be a very thin metal layer analogous to the absorber layer. Alternatively, this partially transparent layer may be a layer whose refractive index differs from the refractive index of the interference layer by at least 0.2 and preferably by at least 0.5, and thus likewise a reflection of the incident light at the top and bottom of the
  • the thin-film interference filter from a
  • the interference layer consists, which has a higher refractive index than the bilaterally lying on her media.
  • the interference layer consists, which has a higher refractive index than the bilaterally lying on her media.
  • Interference layer in this case of titanium dioxide (T1O2) or zinc sulfide (ZnS).
  • the interference layer is in this case preferably between two polymeric layers embedded in a lower refractive index with respect to the interference layer, for example embedded between a polymer film and an adhesive layer.
  • such an interference layer may also comprise a polymer layer
  • Porous, low refractive layers can be here, e.g. by curtain coating (curtain and cascade coating) with web speeds up to 500 m / min produce. With regard to the production of such layers, reference is made to WO 2008/01 1919 A1.
  • Layer system is formed, which is a sequence of low (L) and
  • high-index (H) layers is formed, for example, is formed by a sequence of three or five such layers.
  • the layers preferably alternate in this case according to H (LH) n or L (HL) n .
  • ZrO 2 SiO 2 and ZnS / MgF 2 are particularly suitable as a material combination for such layer systems.
  • two or more layers of such a layer system are preferably designed as interference layers which, on account of their layer thickness, generate interference color effects in reflection and transmission-as described above.
  • the above-described thin-film interference filters are characterized in particular by the fact that, when illuminated, they generate a color dependent on the viewing angle and / or illumination angle, which is at least co-determined by the occurrence of constructive / destructive interference of the light reflected at the top and back of the interference layer. In this case - in contrast to diffractive effects of first or higher order - the illumination angle is the same as the viewing angle.
  • Constructive interference in one Interference layer with a refractive index n and a thickness d is calculated as follows:
  • is the wavelength of the light and m is an integer.
  • the angle ⁇ is the angle between the surface normal and the direction of illumination or viewing direction.
  • Thin-film interference filter is seen to enlarge, to integrate matt structures or scattering structures in the optically variable element. These structures may be, for example, in the surface of the optically variable element or in one or more of the interfaces between the individual layers of the thin film interference filter.
  • the optically variable element has a layer system which forms the thin-film interference filters provided in the first, second, third and / or fourth zones.
  • this layer system has at least one layer which in the first, second, third and / or fourth zones in each case the interference layer of the respective
  • This common interference layer has in the first, second, third and / or fourth zone, the first, second, third and fourth average thickness. It is thus preferably provided in the optically variable element, a layer system, which in the zones of the color areas
  • the layer thickness of this layer is varied within the first range such that they in Area of the respective zones has the average thickness of the interference layer of this zone corresponding average thickness.
  • the layers of this layer system are provided over the whole area in the first region in the optically variable element.
  • the thin film interference filters of the zones become three-layered as described above
  • Thin film interference filter formed so has the layer system a
  • An absorber layer, a spacer layer forming the interference layer of the thin film interference filter and a reflective layer is an absorber layer, a spacer layer forming the interference layer of the thin film interference filter and a reflective layer. The thickness of the
  • Spacer layer is varied in the first region so that the spacer layer in the zones of the first color regions has an average, for example, the first, second, third and / or fourth average thickness corresponding average thickness.
  • the spacer layer is thus produced with a targeted and controlled variation of the layer thickness.
  • this variation is preferably achieved by means of a lateral structuring of a first boundary surface of an interference layer (spacing layer) common to a multiplicity of zones
  • Interference layer is preferably smoothed and preferably formed almost smooth.
  • a common interference layer is provided with a first surface and a second surface opposite thereto in the optically variable element, wherein the second surface is substantially planar and a surface relief is molded into the first surface, such that the interference layer is formed in the zones in the corresponding average thickness.
  • the procedure is as follows:
  • a surface relief is formed whose relief depth differs in the first zone from the relief depth in the at least one other zone of the first color area.
  • Color areas the surface relief so a first relief depth and in the optionally provided second, third and / or fourth zones of the first color areas on a second, third or fourth relief depth.
  • the surface of the substrate is optionally provided with an absorber layer or
  • the material of the interference layer is applied in liquid form, in particular by means of a printing process, for example applied by gravure.
  • the layer thickness in which the material of the interference layer is applied is hereby preferably chosen such that this layer thickness is greater than the recesses of the surface relief, and is thus selected to be greater than the first, second, third and / or fourth relief depths.
  • the material of the interference layer applied in liquid dissolves prior to its curing, as a result of which a different layer thickness of the interference layer is formed as a function of the respective relief depth of the surface relief.
  • This smoothing effect can be achieved by choosing high-viscosity materials for the interference layer to be reinforced.
  • the smoothing effect is enhanced by the choice of slowly evaporating solvents, as this allows the material of the interference layer more time to flow in the wells, that the second interface is more smoothed.
  • the thickness of the interference layer, averaged over all zones of the color areas i. the sum of the layer thicknesses of all zones of a color area targeted for a desired color effect, divided by the number of zones, is the same or nearly the same for all color areas. This is preferably achieved by the insertion of sinking zones.
  • the sinking zones preferably have a significantly higher relief depth in comparison to the first and further, color-generating zones described above. This is preferably chosen so that the thickness of the interference layer or the average thickness of the interference layer in the region of the sinking zones between 500 nm and 5000 nm, preferably between 700 nm and 2000 nm. This ensures that the visual appearance of the interference layer or the average thickness of the interference layer in the region of the sinking zones between 500 nm and 5000 nm, preferably between 700 nm and 2000 nm. This ensures that the visual appearance of the interference layer or the average thickness of the interference layer in the region of the sinking zones between 500 nm and 5000 nm, preferably between 700 nm and 2000 nm. This ensures that the visual appearance of the interference layer or the average thickness of the interference layer in the region of the sinking zones between 500 nm and 5000 nm, preferably between 700 nm and 2000 nm. This ensures that the visual appearance of the interference layer or the average thickness of
  • Interference layer for example, two adjacent color areas or all color areas as equal to or nearly equal, preferably the average layer thickness of the interference layer by not more than 10%, preferably not more than 5% and in particular not more than 2% in these color regions from each other.
  • the zones to be selected to achieve the desired optical effect in the color areas and the average thickness of the interference layer in these zones are determined in a first step. Subsequently, the resulting over the entire respective color area averaged thickness of
  • Interference layer determined in the respective color areas. Subsequently, in one or more of the color areas sink zones of a corresponding color areas.
  • Interference layer thickness, number and surface area provided so that the differences between the averaged over the respective color areas thicknesses of the interference layers of the color areas are compensated. For this purpose is
  • Area dimensions is selected so that this difference is balanced or balanced as possible.
  • the area fraction of the sinking zones at each of the color areas is preferably less than 50%, more preferably less than 30%, in particular less than 20% and particularly preferably less than 10%.
  • the material of the interference layer applied in liquid form is distributed particularly evenly can and thus the color sharpness is further improved.
  • the color sharpness is further improved.
  • all color pixels of a variety in all color areas the same thickness
  • Producing the two or more zones common interference layer proceeded as follows: Material of the interference layer is first applied to a substantially planar substrate. Subsequently, a surface relief in the
  • Shaped interference layer in particular by means of thermal replication or UV replication molded.
  • the thickness variation of the interference layer is thus effected directly by corresponding impressing of a surface relief in the interference layer, whereby the thickness of the interference layer can be set very precisely. This makes it possible to achieve particularly clear color effects. It is advantageous if, during the molding of the surface relief into the interference layer, the procedure is such that this surface relief is not or only weakly pressed through or impressed into the second boundary surface of the interference layer. Will that be up
  • the described layer system with three layers used as interference layer filter it is preferably before the application of the material of the interference layer, either the absorber layer or the reflection layer on the substrate
  • the thin-film interference filters in the individual zones of the first color areas are not formed by a common layer system, but by separately applied layer systems, which can each also be formed from a different number of layers or different materials.
  • one or more further zones are provided in a first color area in addition to one or more first zones, which generate a color not by means of a thin film interference filter, but due to another physical principle, and
  • such further regions comprise a dye and / or a pigment which, when illuminated at the particular viewing angle and / or illumination angle, generate a color which is different from that generated in the at least one first zone when illuminated at the particular viewing angle and / or angle of illumination distinguish first color.
  • a first color area may also have a plurality of such zones, each differing in color from one another.
  • a first color area may have one or more fifth zones, one or more sixth zones, and / or one or more seventh zones having a color coat layer with a dye or pigment which under illumination at the particular viewing angle and / or. or illumination angles generate a fifth, sixth, and seventh color, respectively, that differ from and are different from the colors generated in the at least one first zone at the particular viewing angle and / or illumination angle.
  • a first color area comprises, for example, one or more first zones, one or more second zones, one or more third zones, one or more fourth zones, one or more fifth zones, and / or or one or more sixth zones.
  • Area provided a plurality of color regions, which are arranged according to a one or two-dimensional grid and each forming a pixel of a first motif.
  • the first color areas in this case preferably vary in the combination of zones which are provided in these.
  • the first color areas it is possible for the first color areas to have a combination of first and second zones and the other first color areas to have a combination of first, fifth and sixth zones, further first color areas to have a combination of first, second, third, fourth and fifth zones
  • two first zones of the first color areas it is also possible for two first zones of the first color areas to differ in the mean layer thickness of the interference layer, ie the designation first zone, second zone, third zone and fourth zone preferably does not relate to a specific mean layer thickness of the respective interference layer but to the fact that the respective color area has one, two, three or four thin-layer interference filters with mutually different thicknesses of the interference layer.
  • the color areas of the first area can not continue only from the first
  • Color regions but also be formed by second color areas that are not formed as the first color areas.
  • the second color areas of areas of a color coat layer or a single
  • Thin-film interference filter may be formed.
  • the second Color areas are not determined by color mixing of colors generated in two or more zones of the color area and / or their color is of
  • each of the color areas has a width and / or length of less than 300 ⁇ , preferably between 300 ⁇ and 15 ⁇ , further between 300 ⁇ and 30 ⁇ , more preferably between 200 ⁇ and 30 ⁇ and in particular between 200 ⁇ and 50 ⁇ on ,
  • each zone of the first color areas has a width and / or length between 300 ⁇ and 3 ⁇ , further between 300 ⁇ and 5 ⁇ , further between 150 ⁇ and 5 ⁇ , in particular between 150 ⁇ and 10 ⁇ , further between 80 ⁇ and 10 ⁇ , preferably between 80 ⁇ and 20 ⁇ on.
  • the surface portion of the respective first color area which is occupied by first, second, third, fourth, fifth, sixth and / or seventh zones, for adjusting the color value and the brightness of the respective pixel (in the respective viewing direction ) varies in the first area.
  • first, second, third, fourth, fifth, sixth and / or seventh zones are also advantageous. Furthermore, it is also advantageous not to increase the area size of the respective zone in order to increase the area proportion of the respective zones in the respective first color areas, but to increase the number of the respective zone of the same type.
  • interference effects for example by diffraction and / or moiré-like effects, can be further reduced. It is particularly preferred in this case to provide two or more first and two or more second zones in at least two of the first color areas and to arrange these two or more first and two or more second zones in a pseudo-random arrangement in these color areas and / or the arrangement of the first and second areas second zones in these color areas to be chosen so that it differs.
  • the first, second, third and / or fourth average thickness of the first color regions in the first region is chosen such that it is constant. This makes it possible to provide a common interference layer in the first region, whose layer thickness in the individual zones is selected from a common group of, for example, two, three or four layer thicknesses. This simplifies the production of the optically variable element.
  • the first, second, third and / or fourth average thicknesses of a first group of first color areas to differ from the first, second, third and / or fourth average thicknesses of a second group of first color areas.
  • the illumination / viewing-dependent variation of the color in the first group and the second group differs correspondingly due to the different color mixing, whereby, for example, motion effects, etc. can be generated.
  • the average thicknesses of the first group and the second groups are selected to be one or more Illumination and / or viewing directions of one or more of the first color areas of the first group and the second group when illuminated generate metameric colors. In this way, for example, it can be effected that, under certain viewing directions, details or areas of the motif disappear and become visible only in certain viewing directions.
  • a plurality of color areas are provided in a second area, which are arranged according to a one- or two-dimensional grid and each forming a pixel of a second motif.
  • the second motif may be the same or different with the first motif in terms of its shape.
  • the first and second motive form complementary motifs.
  • more than 10%, in particular more than 50%, more preferably more than 70% and more preferably more than 90% of the color regions are preferably formed in the second region of first color regions.
  • the second region can also have color regions which differ from first color regions, for example the second color regions described above.
  • the first, second, third and / or fourth average thicknesses of the first color regions of the first region preferably differ from the first, second, third and / or fourth average thicknesses of the first color regions of the second region.
  • This causes the optically variable appearance of the first subject and the second subject to differ accordingly, providing an additional security feature.
  • the above-indicated average thicknesses differ in such a way that under one or more illumination and / or viewing directions, one or more of the color areas of the first area and the second area generate metameric colors when illuminated. Under one or more lighting and / or Viewing directions appear, for example, the first and the second motif in a similar or the same color, but when tilting show correspondingly different color changes. This can also be used as an additional security feature.
  • the optically variable element has a color layer which is arranged below the thin-film interference filter.
  • This color layer is preferably dark, in particular black or dark gray, dark green, dark blue or dark red. Further, it is preferred if this color layer has a pattern-shaped shape, for example, in the form of a third motif is formed. By using such a color layer, it is possible to increase the contrast of the
  • the color layer consists of optically variable pigments. With a suitable choice of these pigments, metameric effects can be generated with the color effects of the zones of the security feature.
  • the optically variable element may, for example, in the form of a transfer film, a laminating film, a label, a security thread or a
  • the optically variable element preferably has a carrier film and a decorative layer which can be removed from it and which is optionally provided with an adhesive layer.
  • the optically variable element preferably has a carrier film and a decorative layer which can be removed from it and which is optionally provided with an adhesive layer.
  • the optically variable element preferably has a carrier film and a decorative layer which can be removed from it and which is optionally provided with an adhesive layer.
  • the embodiment as a laminating film has the optically variable element
  • the decor layer in this case comprises the above-described layers which generate the optically variable effects of the optically variable element.
  • the optically variable element is so for example in the form of the transfer layer of a transfer film, a portion of a laminating film, a label or a security thread on a
  • optically variable element is formed by a security document, for example a banknote, an ID document, a credit card or a certificate.
  • a security document for example a banknote, an ID document, a credit card or a certificate.
  • the security document preferably comprises one or more carrier layers, which may also consist of a paper material, and further one or more layers which provide the optical function of the optically variable element according to the invention.
  • the layers providing the optically variable effect are embedded in the interior of the security document, for example that the security document is bound by a security document
  • FIG. 1a shows a schematic plan view of a security document with an optically variable element.
  • FIG. 1b shows a schematic sectional representation of the security document according to FIG. 1a.
  • Fig. 2a shows a schematic plan view of a region of the optical
  • FIG. 2b shows a schematic illustration to illustrate the conversion of a pixel of a motif in a color area.
  • Fig. 3a shows a schematic sectional view of an optically variable
  • Fig. 3b shows a schematic sectional view of an optically variable
  • 3c shows a schematic plan view of a region of an optically variable element.
  • Fig. 3d shows a diagram of the viewer in a color area
  • Fig. 4e illustrate the production of an optically variable element based on several sectional views.
  • Fig. 5a shows a schematic sectional view of an optically variable
  • Fig. 5b shows a schematic plan view of an optically variable element.
  • Fig. 5c shows a diagram of the wavelength spectrum showing the viewer.
  • Fig. 6a shows a schematic plan view of an optically variable element.
  • FIG. 6b shows a schematic sectional illustration of an interference layer of the optically variable element according to FIG. 6a.
  • Fig. 6d shows representations of a portion of an optically variable element which is viewed at different viewing angles.
  • Fig. 7c illustrate the production of an optically variable element based on several sectional views.
  • Fig. 8 shows a color chart
  • Fig. 9 shows a schematic sectional view of an optically variable
  • Fig. 10b illustrate the production of an optically variable element based on sectional views.
  • Fig. 11a shows a schematic representation of a color area of an optically variable element.
  • Fig. 1 b shows a schematic plan view of a region of an optically variable element.
  • FIGS. 1a and 1b show a security document 1 with an optically variable element 11.
  • the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 a and 1 b is a banknote.
  • the security document is an ID document such as an admission card or passport, a credit card, a calling card, a certificate or the like.
  • the security document 1 has a carrier substrate 10 on which the optically variable element 11 is applied.
  • the carrier substrate 10 is formed for example by a paper substrate, a plastic substrate or by a multilayer substrate comprising a plurality of paper and plastic layers.
  • security elements for example watermarks and security threads, can be embedded in the substrate 10.
  • further optically variable security elements are applied to the substrate.
  • an optically variable security element 23 is shown in Fig. 1a by way of example, which has a patch-shaped shape.
  • the carrier substrate 10 preferably also has one or more recesses 12 or transparent regions which are covered by the optically variable element 11. This provides the advantage that the optically variable
  • Element 1 1 is visible from both the front and from the back and thus appropriate security features in incidental light of the Front, in incident light from the back and in transmitted light view can provide.
  • the optically variable element 1 1 is preferably formed as a laminating film which has a strip-shaped shape and extends completely across the lateral side of the security document 1, as shown in Fig. 1 a.
  • Laminierfolie in this case has a carrier film and a decorative layer, which is fixed by means of an adhesive layer on the carrier substrate 10 of the security document 1.
  • the adhesive layer may also be a multilayer adhesive layer.
  • the region of the recess 12 can also be excluded in the adhesive layer or it is preferably an adhesive provided in this area, which is optically transparent as possible.
  • support films are preferably flexible plastic films, for example, from PI, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, PVC in question .
  • the carrier film preferably has a thickness between 5 ⁇ and 700 ⁇ , in particular between 8 ⁇ and 200 ⁇ , more preferably between 12 ⁇ and 50 ⁇ on.
  • the optically variable element 1 1 is not formed by a laminating film, but by the transfer layer of a transfer film and / or the optically variable element has not a strip-shaped, but a patch-shaped formation.
  • the optically variable element 11 has, in a region 21, a security feature with one or more color areas which, when illuminated, comprise a light from the
  • the optically variable element 1 1 in a region 22 preferably one or more other security features, which are formed for example by a hologram or a diffractive optical structure, such as a Kinegram®.
  • the optically variable element 11 in an exemplary embodiment not shown here can also have the form of a transfer film which has a carrier film, an optional release layer, a decorative layer and an optional adhesive layer.
  • the decorative layer of such a transfer film preferably has the layers of the optically variable element 11 described below, so that in this regard reference is made to the following explanations.
  • the transfer film can also be used to integrate the optically variable element 11 into an ID document.
  • optically variable element 1 1 can also be any optically variable element
  • FIG. 2 a shows a plan view of a preferred embodiment of the optically variable element 11 in the region 21.
  • optically variable element 11 preferably has a plurality of color regions 31 and 32, as shown by way of example in FIG. 2a.
  • the color areas 31 and 32 are arranged in a one- or two-dimensional grid, as shown for example in Fig. 2b.
  • the area 21 has only one color area 31 or only a small number of color areas 31, which are also not arranged in a regular grid.
  • Each of the color areas 31 has two or more juxtaposed zones, each having a width and / or length dimension of less than 300 ⁇ own.
  • these zones have a width and / or length between 300 ⁇ and 5 ⁇ , further between 150 ⁇ and 5 ⁇ , in particular between 150 ⁇ and 10 ⁇ , further between 80 ⁇ and 10 ⁇ , preferably between 80 ⁇ and 20 ⁇ on.
  • Fig. 2a in this case a plurality of such zones, namely the zones 41, 42, 43 and 44 are shown.
  • the zones in particular the zones 41 to 44, preferably have one
  • zones have any other shape and, for example, have a triangular, a pentagonal, oval or even an L-shaped shape.
  • Width and width dimension are hereby understood as the minimum of the spacing of two opposite boundary lines of the zone. In this case, the length of the length and the length dimension becomes the maximum of the spacing of two
  • the interference layer has an average thickness, which is selected so that the thin-film interference filter at
  • Lighting under at least a certain viewing angle and / or angle of illumination generates a first color by means of interference, which differs from at least one color, when illuminated under this
  • Viewing angle and / or illumination angle is generated in at least one of the other zones of the color area 31.
  • the color areas 31 have such a
  • the zones 41 each have one
  • Thin-film interference filter whose average thickness in the zone 41 is selected so that the thin-film interference filter when illuminated at a certain viewing angle and / or angle of illumination by means of a first color
  • the zones 42 generate under illumination under this
  • the zones 43 a third color and the zones 44 a fourth color are different from each other and are selected, for example, from the group red, green, blue and black.
  • the zones 42 to 44 can likewise have a thin-film interference filter which generates the second, third or fourth color by means of interference, in which case the average thickness of the interference layer of the thin-film interference filter is selected to be different from the thickness of the interference layer of the thin-film interference filter of the zone 41. Further, it is also possible that one or more of the zones 42 to 44, the second, third and fourth color not by means of a
  • Thin-film interference filter generate, but for example, in these areas a color coat layer is provided with a dye or a pigment which generates the corresponding color when illuminated.
  • Illumination angles generate further colors which differ from the first to third colors, or that in the region 31 only two zones, for example the zones 41 and 42, are provided, which are below the determined one Viewing and / or lighting angles two different colors
  • the second or another of the further adjacent zones in particular one of the zones 42, 43 or 44, has scattering structures.
  • Such scattering structures distribute incident light into different angles, whereby the color impression of this zone appears dark compared to zones without scattering structure. Dark-appearing zones are particularly suitable for achieving a clearly visible color contrast.
  • the scattering structures are advantageously random or pseudo-randomly arranged microstructures,
  • the scattering structures are composed of microstructures having depths which are in the same range as the thicknesses of the interference layer of the other zones.
  • the color regions 31 each have one
  • the human observer in the respective color area 31 perceives a mixed color effect, which by color mixing of the respective zones 41 to 44 in the respective color area at Lighting generated color is determined. Since at least the zones 41 and preferably also the zones 42 to 44, the color by means of a
  • the color areas 31 have a width and / or length of less than 300 ⁇ , since in this way it is ensured that all of the zones of the color area are arranged side by side in the meaning of the invention and a color mixture between the, from the different ones
  • the zones have a width and / or length tuned thereto, which are preferably between 300 ⁇ m and 5 ⁇ m, further between 150 ⁇ m and 5 ⁇ m, in particular between 150 ⁇ m and 10 ⁇ m, further between 80 ⁇ m and 10 ⁇ m and particularly preferably between 80 ⁇ m ⁇ and 20 ⁇ lies.
  • the region 21 can also have further color regions, for example the color regions 32 shown in FIG. 2a, in which a color is not generated by the effects described above when illuminated.
  • the color regions 32 only one or more similar zones, for example one or more zones 41, one or more zones 42, one or more zones 43 or one or more zones 44 are provided, ie there the color of the color area is not generated by the above-mentioned color mixing effect.
  • the arrangement of the color areas 31 and possibly 32 in the area 21 can be varied optically variable effects, such as movement effects or
  • the proportion of the color regions 31 at the color regions in the region 21 is more than 10%, in particular more than 50%, preferably more than 70%, more preferably more than 90%.
  • the zones 41 to 44 make up 100% of the area of the color areas.
  • the color regions of the region 21 each form a pixel 30 of a first motif.
  • the motif may be a simple pattern such as a multicolored flag, a clipart drawing or even a high-resolution color image.
  • Figs. 2c to 2e show these three examples in plan views. For this purpose, for example, as shown in Fig. 2b in a first step of
  • the pixels 30 have here, for example, a width dimension 73 and a length dimension 74 between 300 ⁇ and 30 ⁇ , further between 150 ⁇ and 30 ⁇ and in particular between 150 ⁇ and 50 ⁇ .
  • the color values and brightness values of the pixel 30 are converted into corresponding surface portions of the zones 41 to 44, so that when appropriate Color mixing at a certain illumination and / or viewing angle by this color value and the brightness of the pixel of the original image is generated.
  • a corresponding number of zones 41 to 44 are provided in the color area 31.
  • the zones provided in the color area 31 are of uniform design and preferably have a square or rectangular shape, the width 72 and / or length 71 of the zones preferably being between 150 ⁇ m and 5 ⁇ m and further between 20 ⁇ m and 80 ⁇ is selected.
  • Embodiment of FIG. 2b thus has the color area 31 thirty-six zones with a size of 50 x 50 ⁇ on.
  • the color region 31 in this example has a length 76 times a width 75 of 300 ⁇ times 300 ⁇ .
  • the determined surface portions of the zones 41, 42, 43 and 44 are in this case further converted into a corresponding number of zones to be provided in the color area 31 and these zones then preferably in a pseudo-random arrangement in the color area 31
  • zones 44 are under a particular one
  • Viewing angle is a black color, the zones 43 a blue color, the zones 42 a red color and the zones 41 a green color.
  • the color areas correspond to the color pixels of the original image or of the motif to be generated.
  • the zones within the color area provide the individual primary colors to be mixed,
  • the optically variable element 1 1 is constructed in the region 21 for generating the effects described above, for example as described with reference to the following FIGS. 3 a to 1 b:
  • FIG. 3 a and FIG. 3 b shows a possible structure of the optically variable element 11 in the region 21.
  • the optically variable element 1 1 has an interference layer 17, which is arranged between two layers 14 and 19, which are in their
  • Refractive index of the refractive index of the interference layer 17 differ.
  • the layers 14 to 19 form a thin-film interference filter 15.
  • the interference layer 17 has an upper interface 152 and a lower
  • the thickness of the interference layer 17 is preferably between 50 nm and 500 nm, in particular between 70 nm and 400 nm, more preferably between 70 nm and 250 nm.
  • the thickness of the interference layer 17 is varied so that it has an average layer thickness in the zones 41 di and in the zones 42 has a mean layer thickness 02.
  • the layer thickness di and 02 differ here, wherein in the embodiment of FIG. 3a the
  • Layer thickness 02 is smaller than the layer thickness di.
  • Fig. 3a is not drawn to scale.
  • the widths ⁇ of the zones are much larger than the average layer thicknesses d.
  • the rounded edges shown are preferably present only relatively close to the edges and do not extend to half of the zones.
  • the variation of the layer thickness of the interference layer 17 can be achieved, for example, via a surface relief in the interface 152 of the interference layer 17.
  • the surface relief is in this case preferably formed by a substantially rectangular surface relief whose flanks between the
  • Elevations and depressions of the surface relief preferably by not more than 30 °, more preferably not more than 15 ° from the vertical (Z-axis) deviates, which is preferably defined by the surface normal of the side facing away from the interference layer 17 surface of the layer 14 (through the spanning a plane defined by the X and Y axes).
  • the elevations and depressions of the relief structure are arranged here, as shown in FIG. 3 a, so that the average relief depth in the zones 41 differs from the average relief depth in the zones 42 by the depth t 1.
  • the surfaces of the elevations and depressions are preferably aligned at the same angle to the x / y plane, in particular aligned parallel to the x / y plane. That The surfaces of the elevations and depressions are not tilted against each other.
  • the interface 151 of the interference layer 17 is preferably flat (see FIG. 3 b) or substantially planar (see FIG. 3 a), so that a
  • the difference between the maxima and minima of the interface 151 which is referred to below as depth t 2 , is preferably less than 70%, preferably less than 50% and particularly preferably less than 30% of the relief depth ti.
  • t 2 is smaller than ti.
  • the depth t 2 is less than 500 nm, furthermore less than 300 nm, preferably less than 200 nm and more preferably less than 100 nm.
  • the layer 14 is preferably substantially transparent (preferably more than 90% transmission), at least in the wavelength spectrum which is visible to the human observer.
  • the layer 14 preferably consists of a
  • Plastic film or a lacquer layer Plastic film or a lacquer layer.
  • the layer 19 preferably consists of a lacquer layer or adhesive layer, which preferably in the visible to the human observer
  • Wavelength range transparent preferably more than 90% transmission
  • the interference layer 17 is preferably made of a high refractive index material, such as titanium dioxide (T1O2) or zinc sulfide (ZnS).
  • the high-index material may also be a mixture or hybrid material of an organic matrix material and high-refraction particles embedded therein, in particular nanoparticles. High-index hybrid materials have the advantage that they can be printed. An example of such a material is T1O2
  • a dark-colored, for example black-colored, layer 20 is optionally further applied.
  • Layer 20 can also be applied only partially, for example in the form of a logo, lettering, etc. are applied. Furthermore, it is also possible for further optional layers to be provided above the layer 14, for example the layer 13 shown in FIG. 3b.
  • the layer 13 can be, for example, a single-layer or multi-layer protective layer, in particular with particularly good mechanical and / or chemical resistance.
  • the arrangement and formation of the zones 41 and 42 in a color area 31 is shown by way of example in FIG. 3c.
  • the zones 41 and 42 preferably have a rectangular or L-shaped configuration, the zones 41 having lateral extensions ⁇ and ⁇ in the x-direction 3 and the zones 42 in the x-direction lateral
  • the zones 41 and 42 are provided, wherein the interference layer 17 of the
  • Thin-film interference filter 15 in one or more zones 41 has an average thickness di and in one or more zones 42 a different average thickness 02 and the thin film interference filter 15 thus in the zones 41 and 42 generates different, dependent on the illumination and / or viewing angle colors.
  • the width and / or length dimension of the zones 41 and 42 are in this case less than 300 ⁇ , in particular less than 150 ⁇ , more preferably chosen smaller than 80 ⁇ .
  • the width and / or length dimensions of the zones 41 and 42 are greater than 3 ⁇ , further greater than 5 ⁇ , in particular greater than 10 ⁇ , particularly preferably greater than 20 ⁇ selected.
  • the lateral dimensions Ax e and Ay e are selected correspondingly and preferably between 300 ⁇ m and 5 ⁇ m. in particular between 150 ⁇ and 10 ⁇ and preferably between 80 ⁇ and 20 ⁇ selected. This can be avoided on the one hand disturbing diffractive effects. Furthermore, this causes that adjacent zones 41 and 42 of
  • Color field 31 for the human observer generate an optical impression determined by a color mixing effect as described below.
  • incidental to a particular illumination direction ⁇ incidental to a particular illumination direction ⁇
  • the angle of illumination is equal to the viewing angle. Due to the small layer thickness of
  • Interference layer 17 are thus in the zones 41 and 42 by means of interference
  • the colors 52 and 53 which are generated by the interference filter 15 in the zones 41 and 42, continue to change depending on
  • the zones 41 and 42 are composed of areas with different sized elongated fields, in which also the lateral orientation of the longer side also varies, it is also possible, the zones 41 and 42 in Form a checkerboard pattern with a raster below the resolution limit of the human eye in the color area 31 to arrange or to provide only a zone 41 and a zone 42 in a color area.
  • the color effect generated in the color area 31 is further influenced by the area ratio of the zones 41 and 42 in the color area 31.
  • FIG. 3d shows the reflection spectrum of an embodiment according to FIG. 3a and FIG.
  • the optically variable element 11 is produced, for example, by molding the surface relief shown in FIG. 3a into the layer 14 by means of thermal replication or UV replication, and then preferably applying the material of the interference layer 17 in liquid form.
  • the surface relief shown in FIG. 3a can be introduced into the layer 14, in particular by means of laser ablation.
  • the layer 19 and the layer 20 is applied.
  • a substrate is used in this case, which is formed as follows:
  • an example of this is a polyester film with an embossable acrylic lacquer layer.
  • an adhesion promoter layer or a release layer may be provided between the film and the replication layer.
  • the release layer is preferably a mixture of waxes, polymers and other additives.
  • Replizier stands a UV-curing replication layer can be used.
  • the interference layer 17 is applied to the layer 19 and then the surface relief by means of a
  • Replizierwerkmaschineschwet is molded into the exposed surface of the interference layer 17.
  • Embossing process is embossed in the higher refractive layer. Subsequently, the layer 14 is then applied.
  • the interface 151 can be planar in the interference layer 17, as shown in FIG. 3b.
  • a smooth interface can be achieved on the one hand by a suitable coating or printing technique combined with an optimized viscosity and / or wetting and / or slow evaporation behavior of the solvent.
  • Annealing step - preferably with a temperature close to or above the so-called glass transition temperature of the material of the interference layer - to smooth. Another way to smooth the surface is to make it suitable
  • the interference layer 17 not to be bilateral in polymeric layers
  • Interference layer system consisting of three layers comprising one
  • a flexible substrate 14 is initially inserted
  • the substrate 14 can be, for example, a plastic film, a replication varnish or a multilayer composite,
  • a plastic film and a Replizierlack act.
  • the embossing of the surface relief is preferably carried out by means of thermal or UV replication. See also the above comments on the layer 14 of FIG. 3a and FIG. 3b.
  • the embossing depths are selected such that they correspond to the difference between the desired layer thicknesses of the interference layer in the zones in which the surface relief is embossed and the thinnest layer thickness of the interference layer in the zones in which the surface relief is not shaped.
  • the master structure for the embossing tool for example, by means of
  • the exposure masks are aligned in a Mask Aligner so that when exposed, the different depth zones with an accuracy of a few micrometers
  • each mask is used to make a variety of zones, each with the same depth in the master.
  • these structures are formed for example by means of electroplating on corresponding embossing tools and then molded into the substrate 14 by means of replication, for example in a roll-to-roll process.
  • the absorber layer 16 can, for example, by vapor deposition or sputtering and preferably consists of a 5 to 10 nm thick metal layer, preferably of chromium, titanium, nickel, silver or copper.
  • a transparent spacer layer is applied as an interference layer 17.
  • Spacer layer is in this case preferably in liquid form, preferably a solution, applied in order to achieve the advantages already described above.
  • the material used for the spacer layer is preferably a lacquer, for example a nitrocellulose lacquer (NC lacquer), which preferably has a refractive index of about 1.5.
  • the application quantity is set such that, for example, an average layer thickness of the interference layer 17 of 425 nm results in first zones, an average layer thickness of the interference layer 17 of 350 nm in second zones and an average layer thickness of the interference layer 17 of 300 nm in third zones.
  • additional methods can also be used here in order to design the surface of the interference layer 17 facing away from the relief structure as smoothly as possible.
  • a reflection layer 18 is applied, for example by vapor deposition or sputtering with a metal layer.
  • the reflection layer can be made both opaque and semi-transparent, which
  • a layer 19 can then be applied, which is preferably a protective lacquer layer and / or adhesive layer. This is shown in Fig. 4e.
  • the interference layer is built up in a corresponding height profile on a smooth substrate by one or more printing processes.
  • a smooth substrate is provided with either the absorber or with the reflection layer and then applied by pressure, the common interference layer so that it has in different zones each have a different average thickness.
  • Form surface relief profile which generates a corresponding different thickness of the interference layer in the different zones.
  • a UV-curable polymer is used here as material for the interference layer and the surface relief profile by means of UV replication
  • the advantage is achieved that the mechanical stress on the carrier substrate is reduced by the replication process and thus on the Surface relief opposite boundary layer of the interference layer a nearly flat surface is achieved.
  • the surface profile can be introduced into the interference layer by means of laser ablation.
  • Reflective layer 18 or absorber layer 16 applied. Subsequently, the interference layer 17 is applied to one of the two substrates and both
  • the material of the interference layer 17 must be flexible enough to be in the
  • the material may even be liquid or mediocre or highly viscous and cured upon attaining the proper layer thicknesses in the zones of the interference layer, e.g. by means of UV radiation.
  • FIGS. 5a and 5b illustrate, by way of example, the structure of an optically variable element 11, which is provided in the region 21 with such a structure
  • the optically variable element 11 in the region 21 comprises the substrate 14, the interference layer 17, the absorber layer 16, the reflection layer 18 and the protective lacquer or adhesive layer 19.
  • the semi-transparent absorber layer 16 preferably consists of one of the following materials or of an alloy of the materials: chromium (Cr), nickel (Ni), Inconel alloys, copper (Cu), titanium (Ti), silver (Ag), gold (Au), tin (Sn), palladium (Pd), tungsten (W), molybdenum (Mo), iron ( Fe) or carbon (C).
  • the interference layer 17 is preferably made of a polymer system or hybrid system (mixture of inorganic particles embedded in a
  • the interference layer consists for example of a paint system based on nitrocellulose, epoxy, polyester, rosin, acrylate, alkyl, melamine, PVA, PVC, isocyanate or urethane systems. Preference is given to lacquer systems in which slow-evaporating solvents, such as e.g.
  • Water, anisole, ethyl actate or isopropyl alcohol or mixtures with proportions of these solvents are used.
  • water-based coating systems are polyelectrolytes such as polydiallyldimethylammonium chloride (PDADMAC),
  • Polyvinyl pyridine P2VP or P4VP
  • PSS polystyrene sulfonate
  • PAA polyacrylic acid
  • PMAA polymethacrylic acid
  • Paint system used here An example of a high refractive hybrid system is a mixture of 50% VO i PbS nanoparticles in a gelatin matrix.
  • the interference layer 17 may additionally be supplemented with additional security features, for example fluorescent dyes, magnetic particles or DNA.
  • the reflection layer 18 preferably consists of a vapor-deposited or sputtered aluminum layer with a layer thickness between 30 nm and 50 nm.
  • the reflection layer can also consist, for example, of Ag, Cu or Cr.
  • Interference layer 17 in the zones 41 has a mean layer thickness di, in the zones 42 an average layer thickness 02 and in the zones 43 an average thickness d3. In the Zones 41 to 43 thus become one of the layer system
  • Thin-film interference filter 15 comprising the absorber layer 16
  • Interference layer 17 and the reflective layer 18 is provided, with a correspondingly different average thickness di, 02 and d3 of the respective
  • the thicknesses di, 02 and d3 are selected, for example, so that the zones 41, 42 and 43, for example, in vertical lighting and
  • zones 44 are additionally provided-not shown in FIG. 5a-in which the average thickness d 4 of the interference layer 17 is selected such that the color is generated black or dark brown when illuminated perpendicularly when viewed and illuminated.
  • the zones 44 may also have scattering structures or matt structures, which reduce the color effect of the interference filter in the zones 44 and thus produce dark-appearing zones.
  • True color image corresponds to a color area and the color of each color area is determined by a corresponding combination or sub-combination of zones 41, 42, 43 and 44.
  • the color impression white can be generated here, for example, by selecting the area fraction of the zones 41 to 43 in the color area such that the resulting color is positioned in the color space or color diagram (e.g., CIE diagram) at or very near the white point.
  • CIE diagram color diagram
  • Fig. 5b shows a corresponding plan view of a color area 31 with several zones 41, 42, 43 and 44.
  • the dimension of the zones 41 to 44 is - as above described - chosen so that their width and / or length dimension smaller than 300 ⁇ , preferably between 3 ⁇ and 300 ⁇ , further between 5 ⁇ and 300 ⁇ , preferably between 10 ⁇ and 150 ⁇ and more preferably between 20 ⁇ and 80 ⁇ is. Accordingly, the lateral dimensions ⁇ to ⁇ 8 are selected in this range of values.
  • Fig. 5c now shows a reflection spectrum of the optical variable element 1 1 in the zones 41 to 44.
  • the wavelength of the light in nanometers and in the direction of the axis 62 is the reflectivity.
  • the diagram is exemplary of a layer construction with a polymeric substrate as substrate 14, an 8 nm thick chromium layer as absorber layer 16, a
  • the reflection spectrum according to FIG. 5c is here for an angular difference between illumination angle and viewing angle of 2x 30 °. Angle of illumination and viewing angles are therefore the same, as usual for effects in direct reflection.
  • FIG. 6 a and FIG. 6 b illustrate a further possibility of constructing the optically variable element 11 in the region 21.
  • Fig. 6b shows an example here
  • Sectional view of the interference layer 17 of the optically variable element 1 1 in a partial region of the region 21st As shown therein, the average thickness of the interference layer 17 is varied over the region 21 so that in the regions 41 to 44, the average layer thickness, respectively, has a different value, i.
  • the zones 41 to 44 here each have a square shape and in this case have the size dimensions already given above.
  • the area 21 it is possible to form a single color area or even a multiplicity of color areas which each have at least two different zones of the zones 41 to 44. If you tilt the optically variable element, the color changes, for example, from the color scheme as a true color image to a color as a false color image, which is a very noticeable feature. This color change is strikingly illustrated in FIGS. 6c and 6d. In order to produce a true color image like that in FIG.
  • the following procedure can be adopted: First, the resolution of the original image is adjusted taking into account the size of the color areas 31 planned in the film (eg 150 ⁇ m ⁇ 150 ⁇ m), so that the external dimensions of the image in the film have the desired value (eg 20 mm x 20 mm). Then, for each color pixel of the original image, the color coordinates (eg RGB value) are converted into the area proportion of the different zones in the color regions 31. The image constructed from these color areas is then made with the appropriate thicknesses of the interference layer in the zones.
  • the color coordinates eg RGB value
  • Interference layer is as follows: In a wet-chemical coating, a certain amount of solid dissolved in solvent is applied homogeneously over the relief structure. In roll-to-roll printing processes, the amount of solid applied is usually given in g / m 2 . The density of printed coatings is often about 1 g / cm 3 . For a coating layer which, after drying, is 425 nm thick, for example, an applied solids quantity of 0.425 g / m 2 is consequently required. If the paint has a solids content of 10% and a solvent content of 90%, this means that the wet layer thickness of the paint layer at the beginning of the drying phase is homogeneously above the relief structure about 4.25 ⁇ m. The solid must now be in the Distribute the drying phase so that the medium (dry)
  • the opposite boundary layer or material must flow from zones of lesser average thickness of the interference layer to zones of higher average thickness of the interference layer. This happens, even with relatively fast-drying print layers, with sufficiently small spacing of the corresponding zones.
  • a desired motif consists of larger, uniform color areas, e.g. the German flag sketched in Figure 2c with three color areas 31, the color areas 31 1, 312, 313, each forming a uniform color area, the material must flow over great distances, which is the case with fast printing processes
  • Such sinking zones are characterized by a significantly higher embossing depth t v in comparison to the color-generating zones.
  • the method described above with reference to FIGS. 4a to 4e for producing an optically variable element becomes thus, preferably by the use of such sinking zones, as also explained below with reference to the figures Fig. 7a to Fig. 7c modified.
  • FIGS. 4a to 4e shows a schematic sectional view of a section of the surface relief molded into the substrate 14 and a plurality of zones 41, 42, 43 and 44 and such a sinking zone, the zone 49.
  • the surface relief has zones 41 as shown in FIG. 7a to 44 and 49 each have a different relief depth, the relief depth ti to t and t v on.
  • Relief depths ti to t are color-generating zones.
  • the relief depths ti to t are related to an unstructured edge, as shown in Fig. 7a.
  • the zones 41 to 44 produce, for example, the primary colors red, green, blue and black.
  • the zone 49 with the relief depth t v forms a sinking zone, which serves to absorb material that is too much present in this color area 31. If the thickness of the interference layer in the sinking zone is thick enough, it only produces relatively dark shades, eg gray, which does not impair the optical appearance of the desired motif or only slightly. This is the thickness of
  • Interference layer in the sinking zones preferably greater than 500 nm, in particular greater than 700 nm. Further, the thickness d v of the interference layer is in the
  • Fig. 7b shows schematically the flow of the still liquid material of
  • Sinking zone zone 49. Due to the proximity of the sinking zones, zone 49, to the low-density zones 41 to 44 of low thickness Interference layer 17, the material has enough time to flow into the sink zones, the zones 49.
  • the limitation of the lateral extent of the color regions 31 to less than 300 ⁇ m is also helpful. As a result, the boundary layer or interface opposite the surface relief is better smoothed.
  • FIG. 7c shows a schematic sectional illustration of an optically variable element with a complete interference filter according to FIG. 4d, ie after vapor deposition of the dried interference layer 17 with the reflection layer 18, for example a mirror layer made of aluminum.
  • the interference layer 17 has a mean thickness d1, d2, d3 or d4 in the zones 41 to 44, a median thickness d v in the recessed zone, the zone 49, and an average thickness d r in the edge region.
  • the number of sinking zones required in each color area depends on the intended color impression of the respective color area. This can be explained with reference to the flag of Fig. 2c as follows.
  • the central red bar of the flag, the color area 31 1 requires the greatest thickness of the interference layer in the color-generating zones, eg 425 nm.
  • the upper, black bar of the flag, the color area 312 on the other hand requires the smallest thickness of the interference layer in the color-generating zones, eg 90 nm.
  • sinking zones In order that the thickness of the interference layer in the color area 312 averaged over all zones is the same as the average thickness of the interference layer in the color area 31 1, sinking zones must be inserted.
  • Color area 31 1, however, in this case consists only of red, color-generating zones.
  • the lower yellow bar of the flag - color area 313 - is composed of 50% red and 50% green color-generating zones. Be the thickness of
  • the proportion V of the sinking zones in each color region 31 is preferably less than 50%, more preferably less than 30%, in particular less than 20% and particularly preferably less than 10%. The lower the proportion V of
  • the interference layer 17 consequently has the average thickness of the thickness of the interference layer of the color regions 31 there. So if an unstructured edge with the same interference filter provided as the
  • this edge shows a homogeneous color effect, which can be used as an additional feature of the optically variable element.
  • the color change in the subject area contrasts with the color change in the border area.
  • Fig. 2e shows this edge in a schematic plan view as an example of a frame around a true color image. Furthermore, it is advantageous, as already described above, in the region 21
  • Metameric colors are colors that give the human viewer the same color impression, however, be generated by the color mixing of different color pairs.
  • Figure 8 shows this schematically in a CIE color diagram.
  • the colors C1 and C2 mixed in a ratio of about 30% to 70% give the same mixed color Cm as a mixture of the colors C3 and C4 in the ratio of 70% to 30%. Since the colors C1 to C4, if they are generated by thin-layer interference filters with interference layers of different average layer thickness, also have different-colored effects, corresponding metameric effects can be realized which occur at predetermined, specific viewing and / or illumination angles and, for example, a change or
  • the true color image shown in FIG. 6 c is realized with a different set of zones 41 to 44, in which one or more of the average layer thicknesses of the interference layer in zones 41 to 44 differ.
  • Security feature is then, for example, the effect to see that the two under one or more illumination and viewing directions appear identical images when tilting turn into different false color images.
  • the design of the security feature may include an optical interplay or interaction with printed images directly adjacent to the security feature.
  • the printed images may also be located only very close to the security feature.
  • FIG. 9 shows a substrate 14 on which a colored lacquer layer 25 is printed in zones 45, 46 and 47.
  • the color coat layer 25 in this case again consists of partial regions 26, 27 and 28, in which different dyes and / or pigments are contained in the color coat layer, so that the color coat layer 25 in these
  • Color coat layer 25 is then applied to a thin film interference filter 15 forming layer system consisting of the absorber layer 16, the interference layer 17 and the reflective layer 18. Optionally, the layer 19 is then applied.
  • Color coat layer 25 is not provided, and thus for the viewer a color is generated by the thin film interference filter 15 by means of interference.
  • the partial regions 26 of the colored lacquer layer 25 are provided, so that in the zones 45 the color is generated by the dyes and / or pigments provided in the partial regions 26 when illuminated.
  • zones 46 and 47 are further provided, in which a respective color is generated by the dyes and / or pigments provided in the subregions 27 and 28, respectively.
  • the zones 41, 45, 46 and 47 in this case have the above-mentioned width and / or length dimensions, preferably in a range of 5 ⁇ to 300 ⁇ , in particular 10 ⁇ to 150 ⁇ and particularly preferably in the range of 20 ⁇ to 80 ⁇ lie.
  • the optically variable element has one or more
  • the zones 45 to 47 can thus show, for example, a blue, a green and a black color.
  • the thin-film interference filter 15 arranged in the zones 41 shows a color change from red to green, for example, during tilting.
  • the absorption layer 16 is formed as an 8 mm chromium layer, the interference layer 17 as a 600 nm MgF 2 layer and the reflection layer 18 as a 50 nm Al layer.
  • the optically variable element 1 1 provides a window security feature.
  • both the absorber layer and the reflection layer are formed as a semi-transparent layer, for example formed by a 10 nm-thick silver layer. In this case, the same color effect image appears on both sides, but mirrored. Further, it is also possible to form a window security feature on the back of the
  • Reflection layer 18 to apply a further layer 14, to emboss these and then another thin-film interference filter 15 in reverse
  • optically variable element 1 1 provides a window security feature
  • the reflection layer of the thin film interference filter 15 is partially removed, in particular by means of known demetallization methods.
  • a replication and / or photoresist is applied, which may optionally be colored.
  • diffractive structures or anisotropic matt structures can be replicated in this lacquer layer.
  • the lacquer layer is then optionally coated with a second reflection layer or a second thin-layer interference filter 15, in particular a layer system with three layers, an absorption layer, a spacer layer acting as an interference layer and a reflection layer.
  • the second thin-film interference filter 15 can be constructed from color regions 31 and zones 41 to 47, as described in this document. Subsequently, the paint is exposed from the rear side with UV radiation, wherein the partially demetallized first reflection layer acts as a photomask. Finally, the dyed lacquer layer is partially removed in a washing step, or the second reflection layer or the second thin-layer interference filter is demetallised in a lift-off process.
  • This embodiment of the optically variable element 1 1 has either an optically variable effect and a colored pattern or two optically variable effects when viewed from the front and rear sides, wherein the demetallized area and the colored pattern or the two demetallized area are in exact register with one another , ie in exact position or exact register to each other, are present.
  • Another possibility for facilitating the formation of a smooth as possible second interface of the interference layer 17 is to provide in the relief structure one or more webs, which are formed between two zones or two color areas.
  • the webs are preferably arranged such that the surface relief has a web in the boundary regions between two zones, provided that neither of the two zones represents a zone with the minimum layer thickness of the interference layer 17. This is shown by way of example in FIGS. 10a and 10b.
  • Fig. 10a shows the substrate 14, in which a surface relief is molded.
  • the surface relief has depressions in two different relief depths, so that-as explained above-three different zones with a different average thickness of the interference layer can be set thereby.
  • a web 49 is provided, as shown in FIG. 10a.
  • the semi-transparent absorber layer 16, then the interference layer 17 and then the reflection layer 18 and an optional adhesive or lacquer layer 19 are applied to the relief structure.
  • the application of the absorber layer 16 and the reflection layer 18 can also be dispensed with. This is especially the case when the
  • Thin-film interference filter according to Fig. 3a and Fig. 3b is realized.
  • the interference layer 17 has a different one
  • the width of the webs 49 is preferably between 500 nm to 100 ⁇ , in particular 2 ⁇ to 50 ⁇ and more preferably between 5 ⁇ and 30 ⁇ .
  • the zones 41 to 43 each have at least twice as large lateral dimensions as the webs.
  • the lateral dimension of the zones 41 to 43 is at least three times as great as that of the webs 49.
  • FIG. 1 a shows a schematic plan view of a color area 31 which comprises a plurality of zones 41, 42 and 43.
  • a web 49 is provided, which partially frames the zones 41, 42 and 43 L-shaped on two sides.
  • the web 49 is formed by zones 44, which have the lowest average layer thickness of the interference layer of the zones 41 to 44. For example, they generate the
  • Illumination and viewing angle a red, green and blue color
  • 1 1 b shows a corresponding embodiment of a subregion of the region 21 with a plurality of color regions 31.
  • the webs 49 frame the individual color areas 31.
  • the individual zones 41 to 44 have in this example a size of 6 times 6 ⁇ and the color areas 31 a size of 60 times 60 ⁇ .
  • the webs 49 are shown continuously. However, it is also possible to use the webs with a refraction, which also achieves the desired effect of forming a smooth, second interface in the boundary layer.
  • the zones and color areas should be framed by at least 50%, preferably at least 70% of webs.
  • the webs 49 are arranged in a grid which comprises a plurality of color areas 31. It makes sense to choose the distance between the webs in the x direction and in the y direction here in the range from 30 ⁇ m to 1 mm, in particular in the range from 50 ⁇ m to 500 ⁇ m, more preferably in the range from 50 ⁇ m to 200 ⁇ m.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisch variables Element sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Das optisch variable Element weist in einem ersten Bereich mindestens ein erstes Farbgebiet auf, das bei Beleuchtung eine vom Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel abhängige Farbe generiert. Das erste Farbgebiet weist zwei oder mehrere nebeneinander angeordnete Zonen (41 bis 47) auf. Die zwei oder mehreren nebeneinander angeordneten Zonen besitzen jeweils eine Breiten- und/oder Längenabmessung von weniger als 300 µm. In zumindest einer ersten Zonen (41) der Zonen (41 bis 47) des ersten Farbgebietes ist ein Dünnschichtinterferenzfilter (15) mit zumindest einer Interferenzschicht (17) vorgesehen. Die Interferenzschicht (17) des Dünnschichtinterferenzfilters (15) weist in der ersten Zone (41) eine erste mittlere Dicke (d1) auf. Die erste mittlere Dicke ist so gewählt, dass der Dünnschichtinterferenzfilter (15) bei Beleuchtung unter zumindest einem bestimmten Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel eine Farbe mittels Interferenz generiert, die sich von mindestens einer Farbe unterscheidet, die bei Beleuchtung unter diesem Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel in zumindest einer der anderen Zonen (42 bis 47) des ersten Farbgebiets generiert wird.

Description

Optisch variables E lement
Die Erfindung betrifft ein optisch variables Element, insbesondere ein optisch variables Sicherungselement, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Die Generierung von optisch variablen Effekten mittels Dünnschichtinterferenzfiltern ist beispielsweise in der US 3 858 977 beschrieben. Hierbei wird ein
Dünnfilminterferenzfilter aus mehreren Schichten umfassend eine Interferenzschicht aufgebaut. Das einfallende Licht wird an der Vorder- und Rückseite der
Interferenzschicht zumindest teilweise reflektiert. Durch die geringe Dicke der Interferenzschicht erfolgt für bestimmte Wellenlängen im Bereich des sichtbaren Lichts eine destruktive oder konstruktive Interferenz des reflektierten Lichts, so dass der Dünnschichtinterferenzfilter ein farbiges Aussehen zeigt. Aufgrund der sich in Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel ändernden Weglänge des Lichts in der Interferenzschicht ändert sich die Farbe des
Dünnschichtinterferenzfilters entsprechend in Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel, so dass ein solcher Filter bei Beleuchtung eine vom Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel abhängige Farbe als optisch variablen Effekt generiert.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabenstellung zugrunde, ein optisch variables
Element sowie ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines solchen
bereitzustellen, welches sich durch verbesserte optische Eigenschaften auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch ein optisch variables Element, insbesondere optisch variables Sicherungselement gelöst, welches in einem ersten Bereich mindestens ein erstes Farbgebiet aufweist, welches bei Beleuchtung eine vom Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel abhängige Farbe generiert, wobei das erste Farbgebiet zwei oder mehrere nebeneinander angeordnete Zonen aufweist, die jeweils eine Breiten- und/oder Längenabmessung von weniger als 300 μιτι besitzen, wobei in zumindest einer ersten Zonen der Zonen des ersten Farbgebietes ein
Dünnschichtinterferenzfilter mit mindestens einer Interferenzschicht vorgesehen ist, die in der ersten Zone eine erste mittlere Dicke aufweist, die so gewählt ist, dass der Dünnschichtinterferenzfilter bei Beleuchtung unter zumindest einem bestimmten Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel in der ersten Zone eine Farbe mittels Interferenz generiert, die sich von mindestens einer Farbe unterscheidet, die bei Beleuchtung unter diesem Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel in zumindest einer der anderen Zonen des ersten Farbgebiets generiert wird. Diese Aufgabe wird weiter gelöst von einem Verfahren zur Herstellung eines optisch variablen Elements, welches in einem ersten Bereich mindestens ein erstes
Farbgebiet aufweist, das bei Beleuchtung eine vom Betrachtungs- und/oder
Beleuchtungswinkel abhängige Farbe generiert, wobei in zwei oder mehreren nebeneinander angeordneten Zonen des ersten Farbgebiets, die jeweils eine
Breiten- und/oder Längenabmessung von weniger als 300 μιτι besitzen, jeweils ein Farbelement vorgesehen wird, wobei in zumindest einer ersten Zone der Zonen des ersten Farbgebiets ein Dünnschichtinterferenzfilter mit mindestens einer
Interferenzschicht einer ersten mittleren Dicke als Farbelement vorgesehen wird, wobei die erste mittlere Dicke so gewählt wird, dass der Dünnschichtinterferenzfilter bei Beleuchtung unter zumindest einem bestimmten Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel eine Farbe mittels Interferenz generiert, die sich von zumindest einer Farbe unterscheidet, die bei Beleuchtung unter diesem Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel in zumindest einer der anderen Zonen des ersten Farbgebiets von dem dort vorgesehenen Farbelement generiert wird. Bei der unter zumindest einem Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel generierten Farbe ist hierbei vorzugsweise die in direkter Reflexion bzw. direkter Transmission unter diesem Betrachtungswinkel oder Beleuchtungswinkel generierte Farbe zu verstehen, d.h. insbesondere der Fall zu verstehen, dass der
Betrachtungswinkel gleich dem Beleuchtungswinkel ist. Die mittels Interferenz erzeugten Farben sind somit die in direkter Reflexion bzw. Transmission zu sehenden Farben. Die direkte Reflexion bzw. Transmission wird manchmal auch als Nullte Beugungsordnung bezeichnet. Ferner ist der Betrachtungswinkel und auch der Beleuchtungswinkel für alle Zonen der gleiche. Für den menschlichen Betrachter überlagern sich bei einem üblichen
Betrachtungsabstand aufgrund der Breiten- und/oder Längenabmessung der Zonen die in der ersten Zone und in der mindestens einen anderen Zone des ersten
Farbgebiets generierten Farben, so dass der menschliche Betrachter als Farbe des Farbgebiets eine Mischfarbe wahrnimmt. Durch diesen Mischfarbeffekt zeigt das Farbgebiet für den menschlichen Betrachter bei Beleuchtung neuartige
betrachtungswinkel- und/oder beleuchtungswinkelabhängige Farbänderungseffekte, welche nur schwer durch andere Technologien nachgeahmt werden können und so sich insbesondere als Sicherheitsnnerknnale zur Sicherung von Wertdokunnenten oder zur Produktsicherung eignen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.
Unter Farbe versteht man eine individuelle visuelle Wahrnehmung, die durch Licht, das in dem für das menschliche Auge sichtbaren Bereich liegt, hervorgerufen wird. Diese Wahrnehmung wird auch als Farbwahrnehmung oder Farbeindruck
bezeichnet. Die für den Menschen sichtbaren Farben liegen in dem Bereich zwischen 380 nm und 780 nm des elektromagnetischen Spektrums.
Farbe ist das Wahrgenommene, sie entsteht durch den visuellen Reiz in
Farbrezeptoren als Antwort auf eine Farbvalenz. Farbe ist nicht die Eigenschaft des gesehenen Lichtes (Farbreiz), sie ist das subjektive Empfinden der physikalischen Ursache der elektromagnetischen Wellen. Entsprechend der spektralen Farbvalenz (unterschiedliche Intensitäten im Licht) werden unterschiedliche Farbreize
hervorgerufen, die unterschiedliche Qualitäten der Farbwahrnehmung bilden, so dass im Ergebnis unterschiedliche Farben wahrgenommen werden.
Eine Spektralfarbe ist jener Farbeindruck, der durch monochromatisches Licht im sichtbaren Teil des Lichtspektrums entsteht. Sie ist in jedem Farbton die intensivste, mithin reine Farbe. Beispiele für Spektralfarben sind bei Blau ein monochromatischer Laser mit der Wellenlänge 473 nm, bei Grün mit Wellenlänge 532 nm und bei Rot mit Wellenlänge 635 nm.
Unter einem Farbelement ist ein eine Farbe generierendes Element zu verstehen, insbesondere ein Bereich einer Farblackschicht oder eines
Dünnschichtinterferenzfilters zu verstehen. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in zumindest einer zweiten Zone der Zonen des ersten Farbgebiets ein Dünnschichtinterferenzfilter insbesondere als Farbelement, vorgesehen, wobei die Interferenzschicht des
Dünnschichtinterferenzfilters in der zweiten Zone eine zweite mittlere Dicke aufweist, die sich von der ersten mittleren Dicke unterscheidet. Durch additive Farbmischung von zwei oder mehreren Dünnschichtinterferenzfiltern mit unterschiedlicher Dicke der Interferenzschicht werden bei dieser Ausführungsform der Erfindung besonders interessante und einprägsame betrachtungs- und/oder beleuchtungswinkelabhängige Farbverschiebungseffekte generiert. Dadurch, dass der Betrachter das Ergebnis einer additiven Farbmischung von zwei oder mehreren betrachtungs- und/oder beleuchtungswinkelabhängigen Farbverschiebungseffekten wahrnimmt, lassen sich äußerst komplexe betrachtungs- oder beleuchtungswinkelabhängige Farbverläufe realisieren, welche für den Betrachter überraschende Effekte zeigen, die nur sehr schwer - wenn überhaupt - mit anderen Technologien nachgebildet werden können. Dadurch zeichnen sich solche optisch variablen Elemente durch ein hohes Maß an Fälschungssicherheit aus, weiter auch aufgrund der durch die Komplexität der sich zeigenden optischen Effekte nur schwer bestimmbaren physikalischen Parameter des optisch variablen Elements und dem hohen Aufwand an Fertigungstechnologie, die für die Herstellung eines solchen optisch variablen Elements notwendig ist.
Ein erstes Farbgebiet kann hierbei nicht nur zwei unterschiedliche Arten von Zonen, d.h. erste Zonen und zweite Zonen aufweisen, sondern auch drei oder mehrere unterschiedliche Arten von Zonen aufweisen. So ist es weiter auch vorteilhaft, dass in zumindest einer dritten Zone und/oder mindestens einer vierten Zone der Zonen des ersten Farbgebiets ein Dünnschichtinterferenzfilter vorgesehen ist, wobei die Interferenzschicht des Dünnschichtinterferenzfilters in der dritten bzw. vierten Zone eine dritte bzw. vierte mittlere Dicke aufweist und sich die dritte bzw. vierte mittlere Dicke von der ersten und zweiten mittleren Dicke unterscheidet. So kann ein erstes Farbgebiet nicht nur zwei unterschiedliche Arten von Zonen, d.h. eine oder mehrere erste und eine oder mehrere zweite Zonen aufweisen, sondern auch drei
unterschiedliche Arten von Zonen, d.h. eine oder mehrere erste Zonen, eine oder mehrere zweite Zonen und eine oder mehrere dritte Zonen, oder vier
unterschiedliche Arten von Zonen, d.h. eine oder mehrere erste Zonen, eine oder mehrere zweite Zonen, eine oder mehrere dritte Zonen und eine oder mehrere vierte Zonen aufweisen. Die unterschiedlichen Arten von Zonen zeichnen sich hierbei jeweils durch eine unterschiedliche mittlere Dicke der Interferenzschicht des
Dünnschichtinterferenzfilters aus. Vorzugsweise unterscheiden sich die mittleren Dicken, d.h. die erste, zweite, dritte und/oder vierte mittlere Dicke jeweils zwischen 20 nm und 500 nm, weiter bevorzugt zwischen 40 und 400 nm und insbesondere bevorzugt zwischen 40 nm und 200 nm voneinander.
Unter mittlerer Dicke einer Interferenzschicht in einer Zone wird hierbei die über die Fläche der Zone gemittelte Dicke der Interferenzschicht verstanden.
Die mittlere Dicke der ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Zone wird
vorzugsweise so gewählt, dass die entsprechende optische Dicke für einen bestimmten Betrachtungswinkel in Reflexion die K/2 oder λ/4-Bedingung für eine Wellenlänge λ im Bereich des für das menschliche Auge sichtbaren Spektrums erfüllt.
Vorzugsweise beträgt die erste, zweite, dritte und/oder vierte mittlere physikalische Dicke der Interferenzschicht zwischen 30 nm und 2000 nm, insbesondere zwischen 50 nm und 1000 nm, weiter bevorzugt zwischen 50 nm und 700 nm und noch weiter bevorzugt zwischen 50 nm und 500 nm. Falls der Dünnschichtinterferenzfilter von einer einzelnen Interferenzschicht, vorzugsweise von einer HRI-Schicht (HRI = High Refraction Index) gebildet ist, so ist die erste, zweite, dritte und/oder vierte mittlere Dicke vorzugsweise aus dem Bereich zwischen 50 nm bis 500 nm, insbesondere 70 nm bis 400 nm, weiter bevorzugt zwischen 70 nm und 250 nm ausgewählt.
Der Dünnschichtinterferenzfilter wird vorzugsweise von einem Schichtsystem mit drei Schichten, einer Absorptionsschicht, einer als Interferenzschicht wirkenden
Abstandsschicht und einer Reflexionsschicht gebildet. Die Interferenzschicht besteht hierbei aus einem im sichtbaren Spektralbereich zumindest teilweise transparenten Material, beispielsweise MgF2, S1O2 oder einem Polymer. Bevorzugt besteht die Interferenzschicht bzw. Abstandsschicht aus einer gedruckten organischen Schicht, insbesondere aus einer Polymerschicht bzw. Lackschicht. Die semi-transparente oder transluzente Absorberschicht besteht vorzugsweise aus einer dünnen
Metallschicht, beispielsweise aus Chrom, Titan oder Nickel. Die Schichtdicke der Absorberschicht beträgt vorzugsweise zwischen 2 nm bis 20 nm, insbesondere 3 nm bis 15 nm, weiter bevorzugt zwischen 3 nm und 10 nm. Die Reflexionsschicht besteht vorzugsweise aus einem Metall, beispielsweise Aluminium. Es ist jedoch auch möglich, als Reflexionsschicht eine zumindest teiltransparente Schicht zu verwenden. Dies kann entweder eine sehr dünne Metallschicht sein analog zu der Absorberschicht. Alternativ kann diese teiltransparente Schicht eine Schicht sein, deren Brechungsindex sich von dem Brechungsindex der Interferenzschicht um zumindest 0,2 und bevorzugt um mindestens 0,5 unterscheidet und damit ebenfalls eine Reflexion des einfallenden Lichts an der Oberseite und Unterseite der
Interferenzschicht ermöglicht.
Weiter ist es auch möglich, dass der Dünnschichtinterferenzfilter aus einer
Einzelschicht, der Interferenzschicht besteht, die einen höheren Brechungsindex als die beidseitig an ihr liegenden Medien aufweist. Vorzugsweise besteht die
Interferenzschicht in diesem Fall aus Titandioxid (T1O2) oder Zinksulfid (ZnS). Die Interferenzschicht ist hierbei vorzugsweise zwischen zwei polymeren Schichten mit einem in Bezug auf die Interferenzschicht niedrigeren Brechungsindex eingebettet, beispielsweise zwischen einer Polymerfolie und einer Kleberschicht eingebettet. Weiter kann eine solche Interferenzschicht auch von einer Polymerschicht
(beispielsweise mit einem Brechungsindex von ca. 1 ,5) gebildet werden, die zwischen zwei porösen, luftgefüllten und damit niedrigbrechenden Schichten angeordnet ist. Poröse, niedrigbrechende Schichten lassen sich hier z.B. mittels Vorhangbeschichtung (Curtain- and Cascade-Coating) mit Bahngeschwindigkeiten bis 500 m/min herstellen. Bezüglich der Herstellung solcher Schichten wird auf die WO 2008/01 1919 A1 verwiesen.
Weiter ist es auch möglich, dass der Dünnschichtinterferenzfilter von einem
Schichtsystem gebildet wird, welches eine Abfolge von niedrig- (L) und
hochbrechenden (H) Schichten gebildet wird, beispielsweise von einer Abfolge von drei oder fünf solcher Schichten gebildet wird. Die Schichten wechseln sich hierbei vorzugsweise gemäß H(LH)n oder L(HL)n ab. Als Materialkombination für solche Schichtsysteme eignen sich insbesondere ZrO2 SiO2 und ZnS/MgF2. Vorzugsweise sind hierbei zwei oder mehrere Schichten eines solchen Schichtsystems als Interferenzschichten ausgebildet, welche aufgrund ihrer Schichtdicke - wie oben beschrieben - Interferenzfarbeffekte in Reflexion und Transmission generieren.
Die oben beschriebenen Dünnschichtinterferenzfilter zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass diese bei Beleuchtung eine vom Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel abhängige Farbe generieren, welche durch das Auftreten von konstruktiver/destruktiver Interferenz des an der Oberseite und Rückseite der Interferenzschicht reflektierten Lichts zumindest mitbestimmt wird. Hierbei gilt - im Unterschied zu diffraktiven Effekten erster oder höherer Ordnung - Beleuchtungswinkel ist gleich Betrachtungswinkel. Konstruktive Interferenz in einer Interferenzschicht mit einem Brechungsindex n und einer Dicke d berechnet sich wie folgt:
2nd cos (Θ) = ιτιλ, wobei 2x Θ der Winkel zwischen der Beleuchtungsrichtung und der
Betrachtungsrichtung, λ die Wellenlänge des Lichts und m eine ganze Zahl ist. Der Winkel Θ ist der Winkel zwischen Oberflächen-Normalen und Beleuchtungsrichtung oder Betrachtungsrichtung.
Eine Möglichkeit, den Winkelbereich, in welchem der Farbeffekt des
Dünnschichtinterferenzfilters zu sehen ist, zu vergrößern ist, Mattstrukturen oder Streustrukturen in das optisch variable Element zu integrieren. Diese Strukturen können beispielsweise in der Oberfläche des optisch variablen Elements liegen oder in einer oder mehreren der Grenzflächen zwischen den einzelnen Schichten des Dünnschichtinterferenzfilters.
Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung weist das optisch variable Element ein Schichtsystem auf, welches die in den ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Zonen vorgesehenen Dünnschichtinterferenzfilter ausbildet. Dieses Schichtsystem weist hierbei zumindest eine Schicht auf, die in den ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Zonen jeweils die Interferenzschicht des jeweiligen
Dünnschichtinterferenzfilters ausbildet. Diese gemeinsame Interferenzschicht besitzt in der ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Zone die erste, zweite, dritte bzw. vierte mittlere Dicke. Es ist so vorzugsweise in dem optisch variablen Element ein Schichtsystem vorgesehen, welches die in den Zonen der Farbgebiete
vorgesehenen Dünnschichtinterferenzfilter dadurch bereitstellt, dass die Schichtdicke dieser Schicht innerhalb des ersten Bereichs derart variiert wird, dass diese im Bereich der jeweiligen Zonen die der mittleren Dicke der Interferenzschicht dieser Zone entsprechende mittlere Dicke aufweist. Vorzugsweise sind die Schichten dieses Schichtsystems vollflächig in dem ersten Bereich in dem optisch variablen Element vorgesehen. Werden die Dünnschichtinterferenzfilter der Zonen so beispielsweise von dem oben beschriebenen dreischichtigen
Dünnschichtinterferenzfilter gebildet, so weist das Schichtsystem eine
Absorberschicht, eine die Interferenzschicht des Dünnschichtinterferenzfilters ausbildende Abstandsschicht und eine Reflexionsschicht auf. Die Dicke der
Abstandsschicht ist im ersten Bereich so variiert, dass die Abstandsschicht in den Zonen der ersten Farbgebiete eine beispielsweise der ersten, zweiten, dritten und/oder vierten mittleren Dicke entsprechende mittlere Dicke aufweist.
Vorzugsweise wird die Abstandsschicht so mit einer gezielten und kontrollierten Variation der Schichtdicke herstellt. Hierbei wird diese Variation vorzugsweise mittels einer lateralen Strukturierung einer ersten Grenzfläche einer, einer Vielzahl von Zonen gemeinsamen, Interferenzschicht (Abstandsschicht) unterhalb der
Auflösungsgrenze des menschlichen Auges erzielt.
Die der ersten Grenzfläche gegenüberliegende zweite Grenzfläche der
Interferenzschicht ist vorzugsweise geglättet und bevorzugt nahezu glatt ausgebildet.
Es ist so für zwei oder mehrere Zonen der ersten Farbgebiete eine gemeinsame Interferenzschicht mit einer ersten Oberfläche und einer dieser gegenüberliegenden zweiten Oberfläche in dem optisch variablen Element vorgesehen, wobei die zweite Oberfläche im Wesentlichen eben ausgeformt ist und in die erste Oberfläche ein Oberflächenrelief abgeformt ist, so dass die Interferenzschicht in den Zonen in der entsprechenden mittleren Dicke ausgeformt ist. Im Wesentlichen eben bedeutet hierbei, dass die maximale Erhebung der zweiten Grenzfläche in der jeweiligen Zone weniger als 70%, bevorzugt weniger als 50%, besonders bevorzugt weniger als 30% der Relieftiefe des Oberflächenreliefs in dieser Zone entspricht und/oder kleiner als 300 nm, insbesondere kleiner als 200 nm, besonders bevorzugt kleiner als 100 nm ist.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird hierzu bei der Herstellung des optisch variablen Elements wie folgt verfahren:
In eine Oberfläche eines Substrats wird ein Oberflächenrelief abgeformt, dessen Relieftiefe sich in der ersten Zone von der Relieftiefe in der zumindest einen anderen Zone des ersten Farbgebiets unterscheidet. In den ersten Zonen der ersten
Farbgebiete weist das Oberflächenrelief so eine erste Relieftiefe und in den gegebenenfalls vorgesehenen zweiten, dritten und/oder vierten Zonen der ersten Farbgebiete eine zweite, dritte bzw. vierte Relieftiefe auf.
Die Oberfläche des Substrats wird optional mit einer Absorberschicht oder
Reflexionsschicht beschichtet. Anschließend wird das Material der Interferenzschicht in flüssiger Form aufgebracht, insbesondere mittels eines Druckverfahrens, beispielsweise mittels Tiefdruck aufgebracht. Die Schichtdicke, in der das Material der Interferenzschicht aufgebracht wird, ist hierbei vorzugsweise so gewählt, dass diese Schichtdicke größer als die Vertiefungen des Oberflächenreliefs sind, und wird so vorzugsweise größer als die erste, zweite, dritte und/oder vierte Relieftiefe gewählt. Das in flüssiger Form aufgebrachte Material der Interferenzschicht zerfließt - je nach gewählter Viskosität - vor seiner Aushärtung, wodurch sich eine unterschiedliche Schichtdicke der Interferenzschicht in Abhängigkeit von der jeweiligen Relieftiefe des Oberflächenreliefs ausbildet. Dieser Glättungseffekt kann durch die Wahl von hochviskosen Materialien für die Interferenzschicht noch verstärkt werden. Ferner wird der Glättungseffekt durch die Wahl langsam verdampfender Lösungsmittel verstärkt, da hierdurch das Material der Interferenzschicht mehr Zeit hat, derart in die Vertiefungen zu fließen, dass die zweite Grenzfläche stärker geglättet wird.
Als besonders vorteilhaft hat sich weiter erwiesen, die Interferenzschicht nach dem Aufbringen noch beispielsweise durch Lösemittelbedampfung und/oder Tempern zusätzlich zu glätten. Das Abrunden und Glätten von Oberflächen ist in der Mikro- strukturiertechnik unter dem Begriff„Reflow" bekannt.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, das Oberflächenrelief so
auszugestalten, dass die über alle Zonen der Farbgebiete gemittelte Dicke der Interferenzschicht, d.h. die Summe der für einen gewünschten Farbeffekt anvisierten Schichtdicken aller Zonen eines Farbgebietes geteilt durch die Anzahl der Zonen, für alle Farbgebiete gleich oder nahezu gleich ist. Dies wird vorzugsweise durch das Einfügen von Versenkzonen erreicht.
Die Versenkzonen weisen vorzugsweise eine deutlich höhere Relieftiefe im Vergleich zu den vorgehend beschriebenen ersten und weiteren, farbgenerierenden Zonen auf. Diese wird vorzugsweise so gewählt, dass die Dicke der Interferenzschicht bzw. die mittlere Dicke der Interferenzschicht im Bereich der Versenkzonen zwischen 500 nm und 5000 nm, bevorzugt zwischen 700 nm und 2000 nm liegt. Hierdurch wird erreicht, dass durch die Versenkzonen das optische Erscheinungsbild des
gewünschten Motivs nicht, oder nur gering, beeinträchtigt wird. Dies liegt daran, dass ein Dünnschichtinterferenzfilter mit einer Interferenzschicht mit dieser Dicke dunkelrötlich, dunkelgrünlich oder dunkelgrau erscheint. Die Versenkzonen werden nun in den Farbgebieten in einer Anzahl und
Flächenabmessungen eingefügt, dass die mittlere Schichtdicke der
Interferenzschicht beispielsweise zweier benachbarter Farbgebiete oder auch sämtlicher Farbgebiete möglichst gleich oder nahezu gleich ist, vorzugsweise die mittlere Schichtdicke der Interferenzschicht um nicht mehr als 10%, bevorzugt um nicht mehr als 5% und insbesondere nicht mehr als 2% in diesen Farbgebieten voneinander abweicht. Hierzu werden in einem ersten Schritt die zur Erzielung des gewünschten optischen Effekts in den Farbbereichen zu wählenden Zonen und die mittlere Dicke der Interferenzschicht in diesen Zonen ermittelt. Anschließend wird die sich so ergebende über das gesamte jeweilige Farbgebiet gemittelte Dicke der
Interferenzschicht in den jeweiligen Farbgebieten bestimmt. Anschließend werden in ein oder mehreren der Farbgebiete Versenkzonen einer entsprechenden
Interferenzschichtdicke, Anzahl und Flächenausdehnung vorgesehen, sodass die Unterschiede zwischen den über die jeweiligen Farbgebiete gemittelten Dicken der Interferenzschichten der Farbgebiete ausgeglichen werden. Hierzu wird
beispielsweise der Unterschied in der über die jeweiligen Farbgebiete gemittelten Schichtdicke der Interferenzschicht für benachbarte Farbgebiete bestimmt und in dem Farbgebiet, welches über eine geringere gemittelte Interferenzschichtdicke verfügt, ein oder mehrere Versenkzonen vorgesehen, deren Anzahl und
Flächenabmessungen so gewählt ist, dass dieser Unterschied ausgeglichen oder möglichst ausgeglichen wird.
Vorzugsweise beträgt der Flächenanteil der Versenkzonen an jedem der Farbgebiete hierbei weniger als 50%, weiter bevorzugt weniger als 30%, insbesondere weniger als 20% und insbesondere bevorzugt weniger als 10%.
Durch das Einfügen der Versenkzonen wird erreicht, dass das in flüssiger Form aufgebrachte Material der Interferenzschicht sich besonders gleichmäßig verteilen kann und damit die Farbschärfe weiter verbessert wird. Insbesondere wird erreicht, dass alle Farbpixel einer Sorte in allen Farbgebieten die gleiche Dicke der
Interferenzschicht aufweisen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur
Herstellung der zwei oder mehreren Zonen gemeinsamen Interferenzschicht wie folgt vorgegangen: Material der Interferenzschicht wird zunächst auf ein weitgehend ebenes Substrat aufgebracht. Anschließend wird ein Oberflächenrelief in die
Interferenzschicht abgeformt, insbesondere mittels thermischer Replikation oder UV- Replikation abgeformt. Die Dickenvariation der Interferenzschicht wird so direkt durch entsprechendes Einprägen eines Oberflächenreliefs in die Interferenzschicht bewirkt, wodurch die Dicke der Interferenzschicht besonders genau eingestellt werden kann. Hierdurch lassen sich besonders klare Farbeffekte erzielen. Es ist vorteilhaft, wenn beim Abformen des Oberflächenreliefs in die Interferenzschicht so vorgegangen wird, dass dieses Oberflächenrelief nicht oder nur schwach in die zweite Grenzfläche der Interferenzschicht durchgedrückt bzw. durchgeprägt wird. Wird das oben
beschriebene Schichtsystem mit drei Schichten als Interferenzschichtfilter eingesetzt, so wird vorzugsweise vor dem Aufbringen des Materials der Interferenzschicht entweder die Absorberschicht oder die Reflexionsschicht auf das Substrat
aufgebracht und nach Replikation des Oberflächenreliefs in die Interferenzschicht diese mit der Reflexionsschicht bzw. Absorberschicht beschichtet.
Weiter ist es auch möglich, dass die Dünnschichtinterferenzfilter in den einzelnen Zonen der ersten Farbgebiete nicht von einem gemeinsamen Schichtsystem, sondern von jeweils separat aufgebrachten Schichtsystemen gebildet werden, die auch jeweils aus einer unterschiedlichen Zahl von Schichten bzw. unterschiedlichen Materialien gebildet sein können. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in einem ersten Farbgebiet neben einer oder mehreren ersten Zonen noch eine oder mehrere weitere Zonen vorgesehen, die eine Farbe nicht mittels eines Dünnschichtinterferenzfilters, sondern aufgrund eines anderen physikalischen Prinzips generieren, und
insbesondere ein entsprechendes Farbelement bereitstellen.
Bevorzugt weisen solche weiteren Gebiete einen Farbstoff und/oder ein Pigment auf, welches bei Beleuchtung unter dem bestimmten Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel eine Farbe generieren, die sich von der in der mindestens einen ersten Zone bei Beleuchtung unter dem bestimmten Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel generierten ersten Farbe unterscheiden. Ein erstes Farbgebiet kann hierbei auch mehrere solcher Zonen aufweisen, die sich jeweils untereinander in ihrer Farbe unterscheiden. Ein erstes Farbgebiet kann somit beispielsweise eine oder mehrere fünfte Zonen, eine oder mehrere sechste Zonen und/oder eine oder mehrere siebte Zonen aufweisen, die eine Farblackschicht mit einem Farbstoff oder einem Pigment aufweisen, welcher bzw. welches bei Beleuchtung unter dem bestimmten Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel eine fünfte, sechste bzw. siebte Farbe generieren, die sich von der in der mindestens einen ersten Zone unter dem bestimmten Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel generierten Farben unterscheiden und die sich auch untereinander unterscheiden.
Diese zusätzliche Ausführungsform ist weiter auch mit den oben beschriebenen Ausführungsformen kombinierbar, so dass ein erstes Farbgebiet beispielsweise eine oder mehrere erste Zonen, eine oder mehrere zweite Zonen, eine oder mehrere dritte Zonen, eine oder mehrere vierte Zonen, eine oder mehrere fünfte Zonen und/oder eine oder mehrere sechste Zonen aufweisen kann. Durch die Kombination derartiger unterschiedlicher Zonen in einem ersten Farbgebiet können sehr interessante Mischfarbeffekte in dem ersten Farbgebiet generiert werden, durch die die Fälschungssicherheit des optisch variablen Elements noch weiter gesteigert wird.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind im ersten
Bereich eine Vielzahl von Farbgebieten vorgesehen, die gemäß einem ein- oder zweidimensionalen Raster angeordnet sind und jeweils einen Bildpunkt eines ersten Motivs ausbilden.
Vorzugsweise sind hierbei mehr als 10%, insbesondere mehr als 50%, bevorzugt mehr als 70%, weiter bevorzugt mehr 90% dieser Farbgebiete von ersten
Farbgebieten ausgebildet. Die ersten Farbgebiete variieren hierbei bevorzugt in der Kombination von Zonen, welche in diesen vorgesehen sind. So ist es beispielsweise möglich, dass die einen ersten Farbgebiete eine Kombination von ersten und zweiten Zonen und die anderen ersten Farbgebiete eine Kombination von ersten, fünften und sechsten Zonen, weitere erste Farbgebiete eine Kombination von ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Zonen aufweisen usw. Weiter ist es auch möglich, dass zwei erste Zonen der ersten Farbgebiete sich in der mittleren Schichtdicke der Interferenzschicht unterscheiden, d.h. die Bezeichnung erste Zone, zweite Zone, dritte Zone und vierte Zone bezieht sich vorzugsweise nicht auf eine bestimmte mittlere Schichtdicke der jeweiligen Interferenzschicht, sondern darauf, dass das jeweilige Farbgebiet einen, zwei, drei oder vier Dünnschichtinterferenzfilter mit zueinander unterschiedlicher Dicke der Interferenzschicht aufweist.
Die Farbgebiete des ersten Bereichs können weiter nicht nur von ersten
Farbgebieten, sondern auch von zweiten Farbgebieten gebildet sein, die nicht wie die ersten Farbgebiete ausgebildet sind. Im einfachsten Fall können die zweiten Farbgebiete von Bereichen einer Farblackschicht oder von einem einzigen
Dünnschichtinterferenzfilter gebildet sein. Vorzugsweise werden die zweiten Farbgebiete nicht durch Farbmischungen von in zwei oder mehreren Zonen des Farbgebiets generierten Farben bestimmt und/oder deren Farbe ist vom
Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel unabhängig. Hierdurch lassen sich interessante Kontraste innerhalb des optisch variablen Erscheinungsbilds des ersten Motivs generieren.
Vorzugsweise weist jedes der Farbgebiete eine Breite und/oder Länge von weniger als 300 μιτι, vorzugsweise zwischen 300 μιτι und 15 μιτι, ferner zwischen 300 μιτι und 30 μιτι, weiter bevorzugt zwischen 200 μιτι und 30 μιτι und insbesondere zwischen 200 μηη und 50 μηη auf.
Vorzugsweise weist jede Zone der ersten Farbgebiete eine Breite und/oder Länge zwischen 300 μιτι und 3 μιτι, ferner zwischen 300 μιτι und 5 μιτι, weiter zwischen 150 μιτι und 5 μιτι, insbesondere zwischen 150 μιτι und 10 μιτι, weiter zwischen 80 μιτι und 10 μιτι, bevorzugt zwischen 80 μιτι und 20 μιτι auf.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Flächenanteil des jeweiligen ersten Farbgebiets, der mit ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten und/oder siebten Zonen belegt ist, zur Einstellung des Farbwerts und der Helligkeit des jeweiligen Bildpunktes (in der jeweiligen Betrachtungsrichtung) in dem ersten Bereich variiert.
Vorteilhaft ist es weiter, in ersten Farbgebieten zwei oder mehrere erste, zweite, dritte, vierte, fünfte, sechste und/oder siebte Zonen vorzusehen. Weiter ist es hierbei auch vorteilhaft, zur Erhöhung des Flächenanteils der jeweiligen Zonen in den jeweiligen ersten Farbgebieten nicht die Flächengröße der jeweiligen Zone zu erhöhen, sondern die Anzahl der jeweiligen Zone der gleichen Art zu erhöhen.
Untersuchungen haben gezeigt, dass hierdurch die Farbmischung beeinträchtigende Störeffekte weitgehend vermieden werden können. Weiter ist es vorteilhaft, die Zonen in einer pseudozufälligen Anordnung in den ersten Farbgebieten anzuordnen und/oder die Anordnung der Zonen in den ersten Farbgebieten zu variieren.
Hierdurch können Störeffekte, beispielsweise durch Diffraktion und/oder Moire-artige Effekte, weiter verringert werden. Besonders bevorzugt ist hierbei, in zumindest zwei der ersten Farbgebiete zwei oder mehr erste und zwei oder mehr zweite Zonen vorzusehen und diese zwei oder mehr ersten und zwei oder mehr zweiten Zonen in einer pseudozufälligen Anordnung in diesen Farbgebieten anzuordnen und/oder die Anordnung der ersten und zweiten Zonen in diesen Farbgebieten so zu wählen, dass diese sich unterscheidet.
Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird die erste, zweite, dritte und/oder vierte mittlere Dicke der ersten Farbgebiete im ersten Bereich so gewählt, dass diese konstant ist. Hierdurch ist es möglich, im ersten Bereich eine gemeinsame Interferenzschicht vorzusehen, deren Schichtdicke in den einzelnen Zonen aus einer gemeinsamen Gruppe von beispielsweise zwei, drei oder vier Schichtdicken ausgewählt ist. Hierdurch wird die Produktion des optisch variablen Elements vereinfacht. Es ist jedoch auch möglich, dass die ersten, zweiten, dritten und/oder vierten mittleren Dicken einer ersten Gruppe von ersten Farbgebieten sich von den ersten, zweiten, dritten und/oder vierten mittleren Dicken einer zweiten Gruppe von ersten Farbgebieten unterscheiden. Dies kann zum einen dazu ausgenützt werden, dass die beleuchtungs-/betrachtungsabhängige Variation der Farbe in der erste Gruppe und der zweiten Gruppe sich durch die unterschiedliche Farbmischung entsprechend unterscheidet, wodurch beispielsweise Bewegungseffekte usw. generiert werden können. Weiter ist es auch möglich, dass die mittleren Dicken der ersten Gruppe und der zweiten Gruppen so ausgewählt werden, dass unter einen oder mehreren Beleuchtungs- und/oder Betrachtungsrichtungen eines oder mehrere der ersten Farbgebiete der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe bei Beleuchtung metamere Farben generieren. Hierdurch kann beispielsweise bewirkt werden, dass unter bestimmten Betrachtungsrichtungen Details oder Bereiche des Motivs verschwinden und nur unter bestimmten Betrachtungsrichtungen sichtbar werden.
Gemäß eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sind in einem zweiten Bereich eine Vielzahl von Farbgebieten vorgesehen, die gemäß einem ein- oder zweidimensionalen Raster angeordnet sind und die jeweils einen Bildpunkt eines zweiten Motivs ausbilden. Das zweite Motiv kann hierbei mit dem ersten Motiv bezüglich seiner Formgebung gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein. Weiter ist es auch möglich, dass das erste und zweite Motiv sich ergänzende Motive ausbilden. Auch hier sind bevorzugt mehr als 10%, insbesondere mehr als 50%, weiter bevorzugt mehr als 70% und weiter bevorzugt mehr als 90% der Farbgebiete im zweiten Bereich von ersten Farbgebieten gebildet. Weiter kann der zweite Bereich auch noch von ersten Farbgebieten unterschiedliche Farbgebiete, beispielsweise die oben beschriebenen zweiten Farbgebiete aufweisen.
Bevorzugt unterscheiden sich hierbei die ersten, zweiten, dritten und/oder vierten mittleren Dicken der ersten Farbgebieten des ersten Bereichs von den ersten, zweiten, dritten und/oder vierten mittleren Dicken der ersten Farbgebiete des zweiten Bereichs. Hierdurch wird bewirkt, dass sich das optisch variable Erscheinungsbild des ersten Motivs und des zweiten Motivs entsprechend unterscheidet, was ein zusätzliches Sicherheitsmerkmal bereitstellt. Vorteilhafterweise unterscheiden sich die oben bezeichneten mittleren Dicken hierbei derart, dass unter einer oder mehreren Beleuchtungs- und/oder Betrachtungsrichtungen eines oder mehrere der Farbgebiete des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs bei Beleuchtung metamere Farben generieren. Unter einer oder mehreren Beleuchtungs- und/oder Betrachtungsrichtungen erscheinen so beispielsweise das erste und das zweite Motiv in einer ähnlichen oder gleichen Farbgebung, beim Verkippen zeigen sich jedoch entsprechend unterschiedliche Farbwechsel. Dies kann ebenfalls als zusätzliches Sicherheitsmerkmal genützt werden.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das optisch variable Element eine Farbschicht auf, die unterhalb der Dünnschichtinterferenzfilter angeordnet ist. Diese Farbschicht ist bevorzugt dunkel, insbesondere schwarz oder dunkelgrau, dunkelgrün, dunkelblau oder dunkelrot eingefärbt. Weiter ist es bevorzugt, wenn diese Farbschicht eine musterförmige Formgebung besitzt, beispielsweise in Form eines dritten Motivs ausgeformt ist. Durch die Verwendung einer derartigen Farbschicht ist es möglich, die Kontraststärke der
Dünnschichtinterferenzfilter zu verstärken und beispielsweise hierdurch das sich dem Betrachter zeigende Bild durch eine musterförmige Ausgestaltung dieser Schicht zu personalisieren und/oder zu verändern.
Weiter ist es auch möglich, dass die Farbschicht aus optisch variablen Pigmenten besteht. Bei geeigneter Wahl dieser Pigmente können metamerische Effekte mit den Farbeffekten der Zonen des Sicherheitsmerkmals generiert werden.
Das optisch variable Element kann beispielsweise in Form einer Transferfolie, einer Laminierfolie, eines Labels, eines Sicherheitsfadens oder eines
Sicherheitsdokuments ausgebildet sein. Das optisch variable Element weist bei der Ausgestaltung als Transferfolie vorzugsweise eine Trägerfolie und eine von dieser ablösbare Dekorlage auf, welche optional noch mit einer Kleberschicht versehen ist. In der Ausgestaltung als Laminierfolie weist das optisch variable Element
vorzugsweise eine Trägerfolie und eine mit dieser verbundene Dekorlage auf, die ebenfalls optional noch mit einer Kleberschicht beschichtet sein kann. Die Dekorlage umfasst hierbei die oben beschriebenen Schichten, welche die optisch variablen Effekte des optisch variablen Elements generieren. Das optisch variable Element wird so beispielsweise in Form der Transferlage einer Transferfolie, eines Teils einer Laminierfolie, eines Labels oder eines Sicherheitsfadens auf ein
Sicherheitsdokument oder einen zu sichernden Gegenstand appliziert oder in diesen eingebracht. Weiter ist es auch möglich, dass das optisch variable Element von einem Sicherheitsdokument gebildet wird, beispielsweise einer Banknote, einem ID- Dokument, einer Kreditkarte oder einem Zertifikat. Ein derartiges
Sicherheitsdokument umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Trägerschichten, welche auch aus einem Papiermaterial bestehen können, und weiter eine oder mehrere Schichten, welche die optische Funktion des erfindungsgemäß optisch variablen Elements bereitstellen. Hierbei ist es auch möglich, dass die den optisch variablen Effekt bereitstellenden Schichten in das Innere des Sicherheitsdokuments eingebettet sind, beispielsweise dass das Sicherheitsdokument von einem
kartenförmigen Sicherheitsdokument gebildet wird.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert. Fig. 1 a zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Sicherheitsdokument mit einem optisch variablen Element.
Fig. 1 b zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Sicherheitsdokuments nach Fig. 1 a.
Fig. 2a zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Bereich des optisch
variablen Elements mit einer Vielzahl von Farbgebieten. Fig. 2b zeigt eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung der Umsetzung eines Bildpunkts eines Motivs in einem Farbgebiet.
Fig. 2c bis
Fig. 2e zeigen jeweils eine schematische Draufsicht auf ein in einem Bereich eines optisch variablen Elements dargestelltes Motiv.
Fig. 3a zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines optisch variablen
Elements.
Fig. 3b zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines optisch variablen
Elements.
Fig. 3c zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Bereich eines optisch variablen Elements.
Fig. 3d zeigt ein Diagramm des sich dem Betrachter in einem Farbgebiet
zeigenden Wellenlängenspektrums. Fig. 4a bis
Fig. 4e verdeutlichen die Herstellung eines optisch variablen Elements anhand von mehreren Schnittdarstellungen.
Fig. 5a zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines optisch variablen
Elements.
Fig. 5b zeigt eine schematische Draufsicht auf ein optisch variables Element. Fig. 5c zeigt ein Diagramm des sich dem Betrachter zeigenden Wellenlängenspektrums.
Fig. 6a zeigt eine schematische Draufsicht auf ein optisch variables Element.
Fig. 6b zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Interferenzschicht des optisch variablen Elements nach Fig. 6a.
Fig. 6c und
Fig. 6d zeigen Darstellungen eines Bereichs eines optisch variablen Elements, welcher unter verschiedenen Betrachtungswinkeln betrachtet wird.
Fig. 7a bis
Fig. 7c verdeutlichen die Herstellung eines optisch variablen Elements anhand von mehreren Schnittdarstellungen.
Fig. 8 zeigt ein Farbdiagramm.
Fig. 9 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines optisch variablen
Elements.
Fig. 10a und
Fig. 10b verdeutlichen die Herstellung eines optisch variablen Elements anhand von Schnittdarstellungen.
Fig. 1 1 a zeigt eine schematische Darstellung eines Farbgebiets eines optisch variablen Elements. Fig. 1 1 b zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Bereich eines optisch variablen Elements.
Fig. 1 a und Fig. 1 b zeigen ein Sicherheitsdokument 1 mit einem optisch variablen Element 1 1 . Bei dem Sicherheitsdokument 1 handelt es sich bei dem in Fig. 1 a und Fig. 1 b gezeigten Ausführungsbeispiel um eine Banknote.
Es ist jedoch auch möglich, dass es sich bei dem Sicherheitsdokument um ein ID- Dokument, beispielsweise eine Zutrittskarte oder einen Pass, um eine Kreditkarte, um eine Telefonkarte, um ein Zertifikat oder Ähnliches handelt.
Das Sicherheitsdokument 1 weist ein Trägersubstrat 10 auf, auf welchem das optisch variable Element 1 1 appliziert ist. Das Trägersubstrat 10 wird beispielsweise von einem Papiersubstrat, einem Kunststoffsubstrat oder von einem mehrschichtigen Substrat umfassend mehrere Papier- und Kunststoffschichten gebildet. In das Substrat 10 können hierbei Sicherheitselemente, beispielsweise Wasserzeichen und Sicherheitsfäden eingebettet sein. Weiter ist es auch möglich, dass auf dem Substrat noch weitere optisch variable Sicherheitselemente appliziert sind. So ist in Fig. 1 a beispielhaft ein optisch variables Sicherheitselement 23 gezeigt ist, welches eine patch-förmige Formgebung besitzt.
Das Trägersubstrat 10 weist vorzugsweise noch eine oder mehrere Ausnehmungen 12 oder transparente Bereiche auf, welche von dem optisch variablen Element 1 1 überdeckt werden. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass das optisch variable
Element 1 1 sowohl von der Vorder- als auch von der Rückseite her sichtbar ist und damit entsprechende Sicherheitsmerkmale in Auflichtbetrachtung von der Vorderseite, in Auflichtbetrachtung von der Rückseite und in Durchlichtbetrachtung bereitstellen kann.
Das optisch variable Element 1 1 ist vorzugsweise als Laminierfolie ausgebildet, welche eine streifenförmige Formgebung besitzt und sich vollständig über Querseite des Sicherheitsdokuments 1 erstreckt, wie dies in Fig. 1 a gezeigt ist. Die
Laminierfolie weist hierbei eine Trägerfolie und eine Dekorlage auf, welche mittels einer Kleberschicht auf dem Trägersubstrat 10 des Sicherheitsdokuments 1 festgelegt ist. Bei der Kleberschicht kann es sich hierbei auch um eine mehrlagige Kleberschicht handeln. Der Bereich der Ausnehmung 12 kann hierbei ebenfalls in der Kleberschicht ausgenommen sein oder es ist in diesem Bereich vorzugsweise ein Kleber vorgesehen, welcher optisch möglichst transparent ausgebildet ist.
Als Trägerfolien kommen vorzugsweise flexible Kunststofffolien, beispielsweise aus PI, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP, PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM, ABS, PVC in Frage. Die Trägerfolie weist vorzugsweise eine Dicke zwischen 5 μιτι und 700 μιτι, insbesondere zwischen 8 μιτι und 200 μιτι, besonders bevorzugt zwischen 12 μιτι und 50 μιτι auf. Es ist jedoch weiter auch möglich, dass das optisch variable Element 1 1 nicht von einer Laminierfolie, sondern von der Transferlage einer Transferfolie gebildet wird und/oder das optisch variable Element nicht eine streifenförmige, sondern eine patch-förmige Ausformung besitzt. Das optisch variable Element 1 1 weist in einem Bereich 21 ein Sicherheitsmerkmal mit einem oder mehreren Farbgebieten auf, die bei Beleuchtung eine vom
Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel abhängige Farbe generieren.
Weiter weist das optisch variable Element 1 1 in einem Bereich 22 vorzugsweise noch ein oder mehrere weitere Sicherheitsmerkmale auf, welche beispielsweise von einem Hologramm oder einer beugungsoptischen Struktur, beispielsweise einem Kinegram®, gebildet sind. Wie bereits oben ausgeführt, kann das optisch variable Element 1 1 in einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel auch die Form einer Transferfolie besitzen, welche eine Trägerfolie, eine optionale Ablöseschicht, eine Dekorlage und eine optionale Kleberschicht aufweist. Die Dekorlage einer solchen Transferfolie weist vorzugsweise die im Folgenden beschriebenen Schichten des optisch variablen Elements 1 1 auf, so dass diesbezüglich auf die nachfolgenden Ausführungen verwiesen wird. Die Transferfolie kann auch benutzt werden, um das optisch variable Element 1 1 in ein ID-Dokument zu integrieren.
Wie bereits oben ausgeführt, kann das optisch variable Element 1 1 auch
beispielsweise von einem Label oder einem Sicherheitsdokument als solchem gebildet werden, welches eine entsprechende Dekorlage aufweist. Auch
diesbezüglich wird auf die nachfolgenden Ausführungen verwiesen.
Fig. 2a zeigt eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform des optisch variablen Elements 1 1 im Bereich 21 . Im Bereich 21 weist das optisch variable Element 1 1 vorzugsweise eine Vielzahl von Farbgebieten 31 und 32 auf, wie dies beispielhaft in Fig. 2a gezeigt ist. Vorzugsweise sind die Farbgebiete 31 und 32 in einem ein- oder zweidimensionalen Raster angeordnet, wie dies beispielsweise in Fig. 2b gezeigt ist. Es ist jedoch auch möglich, dass der Bereich 21 lediglich ein Farbgebiet 31 oder nur eine geringe Zahl von Farbgebieten 31 aufweist, welche auch nicht in einem regelmäßigen Raster angeordnet sind. Jedes der Farbgebiete 31 weist zwei oder mehrere nebeneinander angeordnete Zonen auf, die jeweils eine Breiten- und/oder Längenabmessung von weniger als 300 μιτι besitzen. Vorzugsweise weisen diese Zonen eine Breite und/oder Länge zwischen 300 μιτι und 5 μιτι, weiter zwischen 150 μιτι und 5 μιτι, insbesondere zwischen 150 μιτι und 10 μιτι, weiter zwischen 80 μιτι und 10 μιτι, bevorzugt zwischen 80 μιτι und 20 μιτι auf. In Fig. 2a sind hierbei mehrere solcher Zonen, nämlich die Zonen 41 , 42, 43 und 44 gezeigt.
Die Zonen, insbesondere die Zonen 41 bis 44, weisen bevorzugt eine
rechteckförmige, quadratische oder kreisscheibenförmige Formgebung auf. Es ist jedoch auch möglich, dass die Zonen eine beliebige andere Formgebung besitzen und beispielsweise eine dreieckförmige, eine fünfeckförmige, ovale oder auch eine L- förmige Formgebung besitzen. Unter Breite und Breitenabmessung wird hierbei das Minimum der Beabstandung zweier gegenüberliegender Grenzlinien der Zone verstanden. Unter Länge und Längenabmessung wird hierbei das Maximum der Beabstandung zweier
gegenüberliegender Grenzlinien der Zone verstanden. In den Farbgebieten 31 ist in zumindest einer der Zonen ein
Dünnschichtinterferenzfilter vorgesehen, dessen Interferenzschicht eine mittlere Dicke aufweist, die so gewählt ist, dass der Dünnschichtinterferenzfilter bei
Beleuchtung unter zumindest einem bestimmten Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel eine erste Farbe mittels Interferenz generiert, die sich von mindestens einer Farbe unterscheidet, die bei Beleuchtung unter diesem
Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel in zumindest einer der anderen Zonen des Farbgebiets 31 generiert wird. Die Farbgebiete 31 weisen so eine
Kombination von zwei oder mehreren Zonen auf, die bei Beleuchtung in einem bestinnnnten Betrachtungs- und/oder Beleuchtungswinkel unterschiedliche Farben generieren.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2a weisen die Zonen 41 jeweils einen
Dünnschichtinterferenzfilter auf, dessen mittlere Dicke in der Zone 41 so gewählt ist, dass der Dünnschichtinterferenzfilter bei Beleuchtung unter einem bestimmten Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel eine erste Farbe mittels
Interferenz generiert. Die Zonen 42 generieren bei Beleuchtung unter diesem
Beleuchtungs- und/oder Betrachtungswinkel eine zweite Farbe, die Zonen 43 eine dritte Farbe und die Zonen 44 eine vierte Farbe. Die erste, zweite, dritte und vierte Farbe unterscheidet sich hierbei voneinander und sind beispielsweise aus der Gruppe Rot, Grün, Blau und Schwarz ausgewählt. Die Zonen 42 bis 44 können hierbei ebenfalls einen Dünnschichtinterferenzfilter aufweisen, welcher die zweite, dritte bzw. vierte Farbe mittels Interferenz generiert, wobei hierbei dann die mittlere Dicke der Interferenzschicht des Dünnschichtinterferenzfilters entsprechend unterschiedlich zur Dicke der Interferenzschicht des Dünnschichtinterferenzfilters der Zone 41 gewählt ist. Weiter ist es auch möglich, dass eine oder mehrere der Zonen 42 bis 44 die zweite, dritte bzw. vierte Farbe nicht mittels eines
Dünnschichtinterferenzfilters generieren, sondern beispielsweise in diesen Zonen eine Farblackschicht mit einem Farbstoff oder einem Pigment vorgesehen ist, welches bei Beleuchtung die entsprechende Farbe generiert.
Weiter ist es auch möglich, dass in den Farbgebieten 31 noch weitere Zonen vorgesehen sind, die unter dem bestimmten Betrachtungs- und/oder
Beleuchtungswinkel weitere Farben generieren, welche sich von den ersten bis dritten Farben unterscheiden, oder dass in dem Bereich 31 nur zwei Zonen, beispielsweise die Zonen 41 und 42, vorgesehen sind, welche unter dem bestimmten Betrachtungs- und/oder Beleuchtungswinkel zwei unterschiedliche Farben
generieren.
In einer weiteren Ausführungsform weist die zweite oder eine andere der weiteren nebeneinander angeordneten Zonen, insbesondere eine der Zonen 42, 43 oder 44, Streustrukturen auf. Derartige Streustrukturen verteilen einfallendes Licht in verschiedene Winkel, wodurch der Farbeindruck dieser Zone dunkel im Vergleich zu Zonen ohne Streustruktur erscheint. Dunkel erscheinende Zonen eignen sich besonders um einen gut erkennbaren Farbkontrast zu erzielen. Die Streustrukturen sind vorteilhaft zufällig oder pseudo-zufällig angeordnete Mikrostrukturen,
insbesondere isotrope oder anisotrope Mattstrukturen. Bevorzugt ist die mittlere laterale Größe derartiger Mikrostrukturen im Bereich 400 nm bis 5 μηη und besonders bevorzugt im Bereich 500 nm bis 2 μηη. In einer Ausführungsform setzen sich die Streustrukturen aus Mikrostrukturen zusammen, welche Tiefen aufweisen, welche im gleichen Bereich wie die Dicken der Interferenzschicht der anderen Zonen liegen.
Wie in Fig. 2a beispielhaft dargestellt, weisen die Farbgebiete 31 jeweils eine
Kombination von zwei oder mehreren der Zonen 41 bis 44 auf. Aufgrund der
Abmessung der Zonen 41 bis 44 und dadurch, dass diese hier nebeneinander innerhalb eines jeweiligen Farbgebiets 31 angeordnet sind, nimmt der menschliche Betrachter in dem jeweiligen Farbgebiet 31 einen Mischfarbeffekt wahr, welcher durch Farbmischung der von den jeweiligen Zonen 41 bis 44 in dem jeweiligen Farbgebiet bei Beleuchtung generierten Farbe bestimmt ist. Da zumindest die Zonen 41 und vorzugsweise auch die Zonen 42 bis 44 die Farbe mittels eines
Dünnschichtinterferenzfilters durch Interferenz generieren, ergibt sich unter jedem Betrachtungs- und/oder Beleuchtungswinkel eine unterschiedliche Farbmischung, so dass die Farbgebiete 31 einen komplexen, vom Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel abhängigen Farbverlauf zeigen. Unter„nebeneinander angeordneten Zonen" ist in diesem Zusammenhang eine Anordnung von Zonen derart zu verstehen, dass sich bei Betrachtung dieser Zonen eine Farbmischung der von diesen Zonen generierten Farben ergibt. Nebeneinander angeordnete Zonen müssen damit nicht unmittelbar aneinander angrenzen, sondern können auch räumlich voneinander beabstandet innerhalb des Farbgebiets angeordnet sein, wobei in diesem Fall die Zonen weniger als 300 μιτι, insbesondere weniger als 200 μιτι, bevorzugt weniger als 100 μηη voneinander entfernt angeordnet sind, d.h. dass der Abstand zwischen den Grenzlinien weniger als die vorgenannten Werte beträgt.
Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Farbgebiete 31 eine Breite und/oder Länge von weniger als 300 μιτι besitzen, da auf diese Weise sichergestellt ist, dass sämtliche der Zonen des Farbgebiets im Sinne der Erfindung nebeneinander angeordnet sind und eine Farbmischung zwischen den, von den verschiedenen
Zonen des Farbgebiets generierten, Farben erfolgt. Die Zonen besitzen eine hierauf abgestimmte Breite und/oder Länge, welche bevorzugt zwischen 300 μιτι und 5 μιτι, weiter zwischen 150 μιτι und 5 μιτι, insbesondere zwischen 150 μιτι und 10 μιτι, , weiter zwischen 80 μιτι und 10 μιτι und insbesondere bevorzugt zwischen 80 μιτι und 20 μηη liegt.
Neben den Farbgebieten 31 kann der Bereich 21 noch weitere Farbgebiete, beispielsweise die in Fig. 2a gezeigten Farbgebiete 32 aufweisen, in denen bei Beleuchtung eine Farbe nicht durch die oben beschriebenen Effekte generiert wird. So ist es beispielsweise möglich, dass in den Farbgebieten 32 lediglich eine oder mehrere gleichartige Zonen, beispielsweise eine oder mehrere Zonen 41 , eine oder mehrere Zonen 42, eine oder mehrere Zonen 43 oder eine oder mehrere Zonen 44 vorgesehen sind, d.h. dort die Farbe des Farbgebiets nicht durch den oben erläuterten Farbmischeffekt generiert wird.
Durch die Anordnung der Farbgebiete 31 und ggf. 32 in dem Bereich 21 lassen sich vielfältige optisch variable Effekte, beispielsweise Bewegungseffekte oder
Transformationseffekte oder hochaufgelöste Farbeffektbilder generieren. Vorteilhaft ist hierbei, wenn der Anteil der Farbgebiete 31 an den Farbgebieten im Bereich 21 mehr als 10%, insbesondere mehr als 50%, bevorzugt mehr als 70%, weiter bevorzugt mehr als 90% beträgt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform machen die Zonen 41 bis 44 100% der Fläche der Farbgebiete aus.
Besonders interessant sind weiter auch Ausführungsformungen, bei denen die Farbgebiete des Bereichs 21 jeweils einen Bildpunkt 30 eines ersten Motivs ausbilden. Das Motiv kann ein einfaches Muster wie z.B. eine mehrfarbige Flagge, eine Clipart-Zeichnung oder auch ein hochaufgelöstes Farbbild sein. Fig. 2c bis 2e zeigen diese drei Beispiele in Draufsichten. Hierzu kann beispielsweise wie in Fig. 2b gezeigt in einem ersten Schritt der
Farbverlauf und die Helligkeit bzw. die Farbkoordinaten jedes Bildpunkts 30 eines Motivs, z.B. eines Originalbildes, ermittelt werden. Die Bildpunkte 30 besitzen hier beispielsweise eine Breitenabmessung 73 und eine Längenabmessung 74 zwischen 300 μιτι und 30 μιτι, weiter zwischen 150 μιτι und 30 μιτι und insbesondere zwischen 150 μιτι und 50 μιτι.
Die Farbwerte und Helligkeitswerte des Bildpunkts 30 werden in entsprechende Flächenanteile der Zonen 41 bis 44 umgerechnet, so dass bei entsprechender Farbmischung unter einem bestimmten Beleuchtungs- und/oder Betrachtungswinkel durch diese der Farbwert und die Helligkeit des Bildpunktes des Originalbildes generiert wird. Entsprechend ihrem Flächenanteil wird eine entsprechende Anzahl von Zonen 41 bis 44 in dem Farbgebiet 31 vorgesehen. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2b sind die in dem Farbgebiet 31 vorgesehenen Zonen hierbei gleichförmig ausgebildet und besitzen vorzugsweise eine quadratische oder rechteckförmige Formgebung, wobei die Breite 72 und/oder Länge 71 der Zonen bevorzugt zwischen 150 μιτι und 5 μιτι und weiter zwischen 20 μιτι und 80 μιτι gewählt ist. In dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 2b weist so das Farbgebiet 31 sechsunddreißig Zonen mit einer Größe von 50 x 50 μιτι auf. Das Farbgebiet 31 hat in diesem Beispiel eine Länge 76 mal eine Breite 75 von 300 μηη mal 300 μηη. Die ermittelten Flächenanteile der Zonen 41 , 42, 43 und 44 werden hierbei weiter in eine entsprechende Anzahl von in dem Farbgebiet 31 vorzusehenden Zonen umgerechnet und diese Zonen dann vorzugsweise in einer pseudo-zufälligen Anordnung in dem Farbgebiet 31
vorgesehen. So zeigen beispielsweise die Zonen 44 unter einem bestimmten
Betrachtungswinkel eine schwarze Farbe, die Zonen 43 eine blaue Farbe, die Zonen 42 eine rote Farbe und die Zonen 41 eine grüne Farbe. Für den menschlichen Betrachter ergibt sich für das Beispiel in Fig. 2b bei Betrachtung aus einem normalen Betrachtungsabstand hierdurch beispielsweise ein Bildpunkt, welcher in hellgrüner Farbe erscheint. Zusammengefasst entsprechen also die Farbgebiete den Farbpixeln des Originalbildes bzw. des zu generierenden Motives. Die Zonen innerhalb des Farbgebietes stellen die zu mischenden einzelnen Grundfarben bereit,
beispielsweise analog zu den roten, grünen und blauen Subpixeln (mit Rot, Grün und Blau als Grundfarben) eines LCD-Bildschirms. Während bei einem LCD-Bildschirm die Helligkeit der vier im sogenannten Bayer-Pattern angeordneten Subpixel variiert wird, um ein bestimmte Farbe zu erzeugen, werden bei dem in diesem Dokument beschriebenen optisch variablen Element die Flächenanteile der Zonen innerhalb eines Farbgebietes variiert, um die resultierende Mischfarbe des Farbgebietes, welches durch Farbmischung der Grundfarben der Zonen dieses Farbgebietes gebildet wird, zu variieren. Damit ein Echtfarbenmotiv entsteht, müssen alle Arten von Subpixeln die richtige Dicke der Interferenzschicht für die ihnen zugewiesene Farbe bzw. Grundfarbe aufweisen. Dies ist eine hohe technische Hürde in der Produktion, was eine hohe Fälschungssicherheit des optisch variablen Elementes sicherstellt.
Das optisch variable Element 1 1 ist in dem Bereich 21 zur Generierung der oben beschriebenen Effekte beispielsweise wie anhand der folgenden Figuren Fig. 3a bis Fig. 1 1 b beschrieben aufgebaut:
Fig. 3a und Fig. 3b zeigt einen möglichen Aufbau des optisch variablen Elements 1 1 im Bereich 21 . Das optisch variable Element 1 1 weist eine Interferenzschicht 17 auf, welche zwischen zwei Schichten 14 und 19 angeordnet ist, die sich in ihrem
Brechungsindex von dem Brechungsindex der Interferenzschicht 17 unterscheiden. Die Schichten 14 bis 19 bilden einen Dünnschichtinterferenzfilter 15 aus.
Die Interferenzschicht 17 weist eine obere Grenzfläche 152 und eine untere
Grenzfläche 151 auf. Die Dicke der Interferenzschicht 17 liegt vorzugsweise zwischen 50 nm und 500 nm, insbesondere zwischen 70 nm und 400 nm, weiter bevorzugt zwischen 70 nm und 250 nm. Die Dicke der Interferenzschicht 17 ist hierbei so variiert, dass diese in den Zonen 41 eine mittlere Schichtdicke di und in den Zonen 42 eine mittlere Schichtdicke 02 aufweist. Die Schichtdicken di und 02 unterscheiden sich hierbei, wobei im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3a die
Schichtdicke 02 kleiner als die Schichtdicke di ist. Fig. 3a ist nicht maßstabsgetreu gezeichnet. Die Breiten Δχ der Zonen sind viel größer als die mittleren Schichtdicken d. Die gezeigten Abrundungen der Kanten sind vorzugsweise nur relativ nah an den Kanten vorhanden und erstrecken sich nicht bis zur Hälfte der Zonen. Die Variation der Schichtdicke der Interferenzschicht 17 lässt sich beispielsweise über ein Oberflächenrelief in der Grenzfläche 152 der Interferenzschicht 17 erzielen. Das Oberflächenrelief wird hierbei vorzugsweise von einem im Wesentlichen rechteckförmigen Oberflächenrelief gebildet, dessen Flanken zwischen den
Erhebungen und Vertiefungen des Oberflächenreliefs vorzugsweise um nicht mehr als 30°, weiter bevorzugt nicht mehr als 15° von der Senkrechten (Z-Achse) abweicht, die vorzugsweise durch die Flächenormale der von der Interferenzschicht 17 abgewandten Oberfläche der Schicht 14 definiert wird (durch die eine durch die X- und Y-Achse definierte Ebene aufgespannt wird).
Die Erhebungen und Vertiefungen der Reliefstruktur sind hierbei, wie in Fig. 3a gezeigt, so angeordnet, dass sich die mittlere Relieftiefe in den Zonen 41 von der mittleren Relieftiefe in den Zonen 42 um die Tiefe ti unterscheidet. Bevorzugt sind hierbei die Flächen der Erhebungen und Vertiefungen im gleichen Winkel zu der x/y- Ebene ausgerichtet, insbesondere parallel zu der x/y-Ebene ausgerichtet. D.h. die Flächen der Erhebungen und Vertiefungen sind nicht gegeneinander verkippt.
Die Grenzfläche 151 der Interferenzschicht 17 ist vorzugsweise eben (siehe Fig. 3b) oder im Wesentlichen eben (siehe Fig. 3a) ausgeformt, so dass sich eine
unterschiedliche mittlere Schichtdicke in den Zonen 41 und 42, nämlich die mittleren Schichtdicken di und d2 ergeben. Vorzugsweise beträgt hierzu der Unterschied zwischen den Maxima und Minima der Grenzfläche 151 , welche im Folgenden als Tiefe t2 bezeichnet ist, weniger als 70%, bevorzugt weniger als 50% und besonders bevorzugt weniger als 30% der Relieftiefe ti . Um eine entsprechend unterschiedliche mittlere Dicke der Interferenzschicht 17 in den Zonen 41 und 42 zu erzielen, ist es jedoch weiter auch ausreichend, wenn t2 kleiner ti ist. Inn Weiteren ist es bevorzugt, wenn die Tiefe t2 kleiner als 500 nm, ferner kleiner als 300 nm, bevorzugt kleiner 200 nm und weiter bevorzugt kleiner als 100 nm beträgt.
Die Schicht 14 ist vorzugsweise zumindest in dem für den menschlichen Betrachter sichtbaren Wellenlängenspektrum weitgehend transparent (bevorzugt mehr als 90% Transmission) ausgebildet. Die Schicht 14 besteht vorzugsweise aus einer
Kunststofffolie oder einer Lackschicht.
Die Schicht 19 besteht vorzugsweise aus einer Lackschicht oder Kleberschicht, welche vorzugsweise in dem für den menschlichen Betrachter sichtbaren
Wellenlängenbereich transparent (bevorzugt mehr als 90% Transmission)
ausgebildet ist. Die Schicht 19 kann jedoch auch von einer Reflexionsschicht, beispielsweise einer Metallschicht gebildet werden. Die Interferenzschicht 17 besteht vorzugsweise aus einem hochbrechenden Material, beispielsweise aus Titandioxid (T1O2) oder Zinksulfid (ZnS). Das hochbrechende Material kann aber auch eine Mischung bzw. Hybridmaterial aus einem organischen Matrixmaterial und darin eingebetteten hochbrechenden Partikeln, insbesondere Nanopartikeln sein. Hochbrechende Hybridmaterialien haben den Vorteil, dass sie verdruckt werden können. Ein Beispiel für ein derartiges Material sind T1O2-
Nanopartikel mit einem Durchmesser von ca. 50 nm eingebettet in Polyvinylalkohol (PVA).
Auf die Rückseite des Dünnschichtinterferenzfilters 15 ist weiter optional noch eine dunkel gefärbte, beispielsweise schwarz gefärbte Schicht 20 aufgebracht. Die
Schicht 20 kann hierbei auch nur partiell aufgebracht werden, beispielsweise in Form eines Logos, Schriftzugs, usw. aufgebracht werden. Weiter ist es auch möglich, dass weitere optionale Schichten oberhalb der Schicht 14 vorgesehen sind, beispielsweise die in Fig. 3b gezeigte Schicht 13. Die Schicht 13 kann z.B. eine einschichtige oder mehrschichtige Schutzschicht sein, insbesondere mit besonders guter mechanischer und/oder chemischer Beständigkeit.
Die Anordnung und Ausformung der Zonen 41 und 42 in einem Farbgebiet 31 ist beispielhaft in Fig. 3c gezeigt: Die Zonen 41 und 42 haben hier vorzugsweise eine rechteckförmige oder L-förmige Ausformung, wobei die Zonen 41 in x-Richtung laterale Ausdehnungen Δχι und Δχ3 und die Zonen 42 in x-Richtung laterale
Ausdehnungen Δχ2 und aufweisen. In y-Richtung weisen die Zonen 41 und 42 entsprechende laterale Ausdehnungen Δγι, Δν2, Δγ3 und Ay auf (in Fig. 3c nicht eingezeichnet).
In dem Farbgebiet 31 sind zwei oder mehrere nebeneinander angeordnete Zonen, die Zonen 41 und 42 vorgesehen, wobei die Interferenzschicht 17 des
Dünnschichtinterferenzfilters 15 in einer oder mehreren Zonen 41 eine mittlere Dicke di und in einer oder mehreren Zonen 42 eine hiervon unterschiedlich mittlere Dicke 02 aufweist und der Dünnschichtinterferenzfilter 15 somit in den Zonen 41 und 42 unterschiedliche, vom Beleuchtungs- und/oder Betrachtungswinkel abhängige Farben generiert.
Die Breiten- und/oder Längenabmessung der Zonen 41 und 42 sind hierbei kleiner als 300 μιτι, insbesondere kleiner als 150 μιτι, weiter bevorzugt kleiner als 80 μιτι gewählt. Weiter sind die Breiten- und/oder Längenabmessungen der Zonen 41 und 42 größer als 3 μιτι, ferner größer als 5 μιτι, insbesondere größer als 10 μιτι, besonders bevorzugt größer als 20 μιτι gewählt. Hierzu werden beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3a bis Fig. 3c die lateralen Abmessungen Axe und Aye entsprechend gewählt und vorzugsweise zwischen 300 μιτι und 5 μιτι, insbesondere zwischen 150 μηη und 10 μηη und bevorzugt zwischen 80 μηη und 20 μηη gewählt. Hierdurch lassen sich zum einen störende diffraktive Effekte vermeiden. Im Weiteren wird hierdurch bewirkt, dass benachbarte Zonen 41 und 42 des
Farbgebietes 31 für den menschlichen Betrachter einen von einem Farbmischeffekt bestimmten optischen Eindruck generieren wie im Folgenden beschrieben. So sind in Fig. 3a beispielhaft aus einer bestimmten Beleuchtungsrichtung Θ einfallende
Lichtstrahlen 51 gezeigt. Diese Lichtstrahlen werden an den Grenzfläche 151 und 152 der Interferenzschicht 17 zumindest teilweise reflektiert, wie dies in Fig. 3a für die Reflexion an der Grenzfläche 151 gezeigt ist. Hierbei gilt Beleuchtungswinkel ist gleich Betrachtungswinkel. Aufgrund der geringen Schichtdicke der
Interferenzschicht 17 werden so in den Zonen 41 und 42 mittels Interferenz
unterschiedliche Farben 52 und 53 unter einem bestimmten Betrachtungswinkel generiert, welche aufgrund der Abmessung und Lage der Zonen 41 und 42 vom Auge 50 des menschlichen Betrachters in Form eines Mischfarbeffekts 54
wahrgenommen werden, dessen Farbe sich von den Farben 52 und 53
unterscheidet. Die Farben 52 und 53, welche von dem Interferenzfilter 15 in den Zonen 41 und 42 generiert werden, verändern sich weiter in Abhängigkeit vom
Beleuchtungswinkel und/oder Betrachtungswinkel, so dass sich auch entsprechend unterschiedliche Mischfarbeffekte für den menschlichen Betrachter unter
unterschiedlichen Beleuchtungs- und Betrachtungsrichtungen ergeben.
Neben dem in Fig. 3c gezeigten komplexen Muster, bei dem sich die Zonen 41 und 42 aus Bereichen mit unterschiedlich großen länglichen Feldern zusammensetzen, bei denen auch die laterale Ausrichtung der längeren Seite ebenfalls variiert, ist es auch möglich, die Zonen 41 und 42 in Form eines Schachbrettmusters mit einem Raster unterhalb der Auflösungsgrenze des menschlichen Auges in dem Farbgebiet 31 anzuordnen oder in einem Farbgebiet lediglich nur eine Zone 41 und eine Zone 42 vorzusehen. Der in dem Farbgebiet 31 generierte Farbeffekt wird weiter von dem Flächenanteil der Zonen 41 und 42 in dem Farbgebiet 31 beeinflusst. Abbildung Fig. 3d zeigt so als Beispiel das Reflexionsspektrum eines Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3a und Fig. 3b, bei dem für die Substratschichten 14 und 19 ein polymeres Material mit einem Brechungsindex von 1 ,5 und für die Interferenzschicht 17 ein Material mit einem Brechungsindex von ca. 2,4 verwendet wird. Die mittlere Schichtdicke 02 beträgt 200 nm und die mittlere Schichtdicke di beträgt 125 nm. Die Spektren sind hierbei für eine Winkeldifferenz zwischen Beleuchtungs- und Betrachtungswinkel von 2x30° angegeben. In dem Diagramm sind in Richtung der Achse 61 die Wellenlänge in Nanometer und in Richtung der Achse 62 die Reflektivität des
Dünnschichtinterferenzfilters 15 im Farbgebiet 31 bei einem Flächenanteil der Zonen 42 von 100% (125 nm), der Zonen 41 von 100% (200 nm), einem Verhältnis der Flächenanteile der Zonen 41 zu Zonen 42 von 50 zu 50, von 30 zu 70 und 70 zu 30 aufgeführt.
Das optisch variable Element 1 1 wird beispielsweise dadurch hergestellt, dass in die Schicht 14 mittels thermischer Replikation oder UV-Replikation das in Fig. 3a gezeigte Oberflächenrelief abgeformt wird und anschließend das Material der Interferenzschicht 17 vorzugsweise in flüssiger Form aufgebracht wird. Alternativ kann in die Schicht 14 insbesondere mittels Laserablation das in Fig. 3a gezeigte Oberflächenrelief eingebracht werden. Schließlich wird die Schicht 19 und die Schicht 20 aufgebracht. Für die Schicht 14 wird in diesem Fall ein Substrat verwendet, welches wie folgt ausgebildet ist: Als Substrat wird vorzugsweise ein direkt thermisch replizierbares Substrat wie beispielsweise PMMA oder PC-Folie (PC = Polycarbonat) verwendet. In dieses kann mit geeigneten Prägeparametern direkt die Prägestruktur eingebracht werden. Weiter können als Substrat auch Trägerfolien mit einer aufgebrachten Replizierschicht aus thermoplastischem Material eingesetzt werden. Ein Beispiel hierfür ist eine Polyesterfolie mit einer prägbaren Acryllackschicht. Optional kann zwischen der Folie und der Replizierschicht noch eine Haftvermittlerschicht oder eine Ablöseschicht vorgesehen sein. Die Ablöseschicht besteht vorzugsweise aus einer Mischung aus Wachsen, Polymeren und weiteren Additiven. Weiter kann als
Replizierschicht eine UV-härtende Replizierschicht eingesetzt werden.
Weiter ist es auch möglich, dass die Interferenzschicht 17 auf die Schicht 19 aufgebracht wird und anschließend das Oberflächenrelief mittels eines
Replizierwerkzeugs in die freiliegende Oberfläche der Interferenzschicht 17 abgeformt wird. Hierzu ist es möglich, dass zunächst eine prägbare, höher brechende Interferenzschicht auf ein glattes Substrat abgeschieden und
anschließend die Variation der Schichtdicke der Interferenzschicht in einem
Prägeprozess in die höher brechende Schicht eingeprägt wird. Anschließend wird dann die Schicht 14 aufgebracht.
Weiter ist es auch möglich, dass die Grenzfläche 151 in der Interferenzschicht 17 eben ausgebildet ist, wie dies in Fig. 3b gezeigt ist.
Eine glatte Grenzfläche lässt sich einerseits durch eine geeignete Beschichtungs- bzw. Drucktechnik kombiniert mit einer optimierten Viskosität und/oder Benetzung und/oder langsamen Verdampfungsverhalten des Lösungsmittels erzielen.
Andererseits ist es auch möglich, die Grenzfläche durch einen zusätzlichen
Temperschritt - bevorzugt mit einer Temperatur nahe an oder über der sogenannten Glasübergangstemperatur des Materials der Interferenzschicht - zu glätten. Eine andere Möglichkeit, die Oberfläche zu glätten ist, sie einem geeigneten
Lösemitteldampf auszusetzen. Diese verschiedenen Methoden können auch kombiniert werden. Weiter ist es auch möglich, die Interferenzschicht 17 nicht beidseitig in polymere Schichten
einzubinden, so dass beispielsweise einer der Grenzflächen 151 oder 152 gegen Luft wirkt.
Im Weiteren ist es auch möglich, dass in dem Farbgebiet 31 noch weitere Zonen vorgesehen sind, in denen die Interferenzschicht eine mittlere Schichtdicke aufweist, welche sich von der mittleren Schichtdicke di und 02 unterscheidet. Hierdurch können noch komplexere Mischfarbeffekte in dem Farbgebiet 31 generiert werden.
Im Weiteren lassen sich entsprechende Mischfarbeffekte auch mittels eines
Interferenzschichtsystems bestehend aus drei Schichten umfassend eine
Absorptionsschicht, eine als Interferenzschicht wirkende Abstandsschicht und eine Reflexionsschicht realisieren. Ein entsprechendes Herstellungsverfahren wird im Folgenden an Hand der Figuren Fig. 4a bis Fig. 4e erläutert:
Zur Herstellung des optisch variablen Elements kann hier so wie folgt verfahren werden:
In einem ersten Schritt wird zunächst in ein flexibles Substrat 14 ein
Oberflächenrelief mit zwei unterschiedlichen Tiefen abgeprägt, wie dies in Fig. 4a gezeigt ist. Bei dem Substrat 14 kann es sich beispielsweise um eine Kunststofffolie, einen Replizierlack oder einen Schichtverbund aus mehreren Schichten,
beispielsweise einer Kunststofffolie und einem Replizierlack handeln. Das Abprägen des Oberflächenreliefs erfolgt vorzugsweise mittels thermischen oder UV- Replizierens. Siehe hierzu auch obige Ausführungen zur Schicht 14 nach Fig. 3a und Fig. 3b. Durch die Verwendung eines Oberflächenreliefs mit zwei unterschiedlichen Tiefen lassen sich drei unterschiedliche Zonen mit unterschiedlicher Schichtdicke in der Interferenzschicht herstellen. Durch eine entsprechende Erhöhung der Anzahl der Tiefenniveaus des Oberflächenreliefs lassen sich noch weitere unterschiedliche Zonen mit unterschiedlicher Dicke der Interferenzschicht bereitstellen.
Die Prägetiefen werden hierbei so gewählt, dass diese der Differenz zwischen den gewünschten Schichtdicken der Interferenzschicht in den Zonen entsprechen, in denen das Oberflächenrelief abgeprägt wird, und der dünnsten Schichtdicke der Interferenzschicht in den Zonen entspricht, in denen das Oberflächenrelief nicht abgeformt wird.
Die Masterstruktur für das Prägewerkzeug kann beispielsweise mittels
Elektronenstrahllithographie oder Laserstrahllithographie oder Laserablation oder auch mittels Photolithographie mit mehreren Belichtungsmasken für die
verschiedenen Relieftiefen erzeugt werden. Die Belichtungsmasken werden zum Beispiel in einem Mask Aligner derart ausgerichtet, dass bei der Belichtung die verschieden tiefen Zonen mit einer Genauigkeit von wenigen Mikrometern
zueinander positioniert sind. Jede Maske dient der Herstellung von einer Sorte von Zonen mit jeweils der gleichen Tiefe im Master. Für die Vervielfältigung dieser Strukturen in der Massenproduktion werden diese Strukturen beispielsweise mittels galvanischen Kopierens auf entsprechende Prägewerkzeuge abgeformt und dann mittels Replikation, beispielsweise in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren in das Substrat 14 abgeformt.
Anschließend wird eine semi-transparente Absorberschicht aufgebracht, wie dies in Fig. 4b gezeigt ist. Die Absorberschicht 16 kann beispielsweise mittels Bedampfen oder Sputtern aufgebracht werden und besteht vorzugsweise aus einer 5 bis 10 nm dicken Metallschicht, vorzugsweise aus Chrom, Titan, Nickel, Silber oder Kupfer.
In einem nächsten Schritt, welcher in Fig. 4c gezeigt ist, wird eine transparente Abstandsschicht als Interferenzschicht 17 aufgebracht. Das Material der
Abstandsschicht wird hierbei vorzugsweise in flüssiger Form, vorzugsweise eine Lösung, aufgebracht, um die bereits oben beschriebenen Vorteile zu erzielen.
Bevorzugte Beschichtungsverfahren sind hier Tiefdruck, Rakeln (Doktor-Blading), Siebdruck sowie Vorhangbeschichtung. Als Material für die Abstandsschicht wird vorzugsweise ein Lack, beispielsweise ein Nitrocelluloselack (NC-Lack) aufgebracht, welcher vorzugsweise einen Brechungsindex von etwa 1 ,5 besitzt.
Die Auftragsmenge wird hierbei so eingestellt, dass sich beispielsweise in ersten Zonen eine mittlere Schichtdicke der Interferenzschicht 17 von 425 nm, in zweiten Zonen eine mittlere Schichtdicke der Interferenzschicht 17 von 350 nm und in dritten Zonen eine mittlere Schichtdicke der Interferenzschicht 17 von 300 nm ergibt. Wie bereits oben ausgeführt, können hier auch zusätzliche Verfahren eingesetzt werden, um die von der Reliefstruktur abgewandte Oberfläche der Interferenzschicht 17 möglichst glatt auszubilden.
Anschließend wird eine Reflexionsschicht 18 aufgebracht, beispielsweise durch Bedampfen oder Besputtern mit einer Metallschicht. Die Reflexionsschicht kann hierbei sowohl opak als auch semi-transparent ausgebildet werden, was
beispielsweise durch die Wahl der Schichtdicke der Metallschicht eingestellt werden kann. So kann beispielsweise eine Aluminiumschicht von 50 nm aufgebracht werden, um ein weitgehend opakes Erscheinungsbild zu gewährleisten, oder beispielsweise eine Silberschicht von 10 nm aufgebracht werden, um die Reflexionsschicht semitransparent zu gestalten. Dies ist in Fig. 4d gezeigt. Optional kann anschließend noch eine Schicht 19 aufgebracht werden, bei der es sich vorzugsweise um eine Schutzlackschicht und/oder Kleberschicht handelt. Dies ist in Fig. 4e gezeigt.
Weiter ist auch ein invertierter Schichtaufbau möglich, bei dem nach dem
Prägeschritt zunächst die Reflexionsschicht 18, dann die Interferenzschicht 17 und erst danach die semi-transparente Absorberschicht 16 aufgebracht wird. Der
Farbeffekt ist hierbei im Fall einer undurchsichtigen Reflexionsschicht 18 von der anderen Seite her sichtbar.
Weiter ist es auch möglich, die unterschiedlich mittlere Dicke der Interferenzschicht in den unterschiedlichen Zonen mittels eines Druckprozesses zu erzielen, bei dem auf ein glattes Substrat durch eine oder mehrere Druckprozesse die Interferenzschicht in einem entsprechenden Höhenprofil aufgebaut wird. Hierzu wird beispielsweise ein glattes Substrat entweder mit der Absorber- oder mit der Reflexionsschicht versehen und sodann mittels Druck die gemeinsame Interferenzschicht so aufgebracht, dass diese in verschiedenen Zonen jeweils eine unterschiedliche mittlere Dicke aufweist. Im Weiteren ist es auch möglich, auf das Substrat 14 entweder die Absorber- oder die Reflexionsschicht aufzubringen, anschließend das Material der Interferenzschicht aufzubringen und anschließend in die Interferenzschicht ein entsprechendes
Oberflächenreliefprofil abzuformen, welches in den verschiedenen Zonen eine entsprechende unterschiedliche Dicke der Interferenzschicht generiert.
Vorzugsweise wird hier als Material für die Interferenzschicht ein UV-härtbares Polymer eingesetzt und das Oberflächenreliefprofil mittels UV-Replikation
eingebracht. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass die mechanische Belastung des Trägersubstrats durch den Replizierprozess verringert wird und damit auf der dem Oberflächenrelief gegenüberliegenden Grenzschicht der Interferenzschicht eine nahezu ebene Oberfläche erzielt wird. Alternativ kann das Oberflächenprofil mittels Laserablation in die Interferenzschicht eingebracht werden. Weiter ist es auch möglich, das Oberflächenprofil in das Substrat 14 abzuformen und anschließend die Absorberschicht 16 oder Reflexionsschicht 18 aufzubringen. Dazu wird in einem Zwischenschritt auf einem glatten zweiten Substrat 14 die
Reflexionsschicht 18 oder Absorberschicht 16 aufgebracht. Anschließend wird auf einem der beiden Substrate die Interferenzschicht 17 aufgebracht und beide
Substrate mit den, mit der Absorberschicht 16 bzw. Reflexionsschicht 18
beschichteten, Oberflächen gegenüberliegend zusammenlaminiert. Hierzu muss das Material der Interferenzschicht 17 flexibel genug sein, um bei dem
Laminationsprozess die Vertiefungen des Oberflächenreliefprofils aufzufüllen.
Beispielsweise kann das Material sogar noch flüssig oder mittelmäßig oder hochviskos sein und bei Erreichen der richtigen Schichtdicken in den Zonen der Interferenzschicht ausgehärtet werden, z.B. mittels UV-Strahlung.
Fig. 5a und Fig. 5b verdeutlichen beispielhaft den Aufbau eines optisch variablen Elements 1 1 , welches in dem Bereicht 21 mit einem derart hergestellten
Schichtsystem versehen ist.
Wie in Fig. 5a gezeigt, weist das optisch variable Element 1 1 in dem Bereich 21 das Substrat 14, die Interferenzschicht 17, die Absorberschicht 16, die Reflexionsschicht 18 und die Schutzlack- oder Kleberschicht 19 auf.
Die semi-transparente Absorberschicht 16 besteht bevorzugt aus einem der folgenden Materialien oder aus einer Legierung der Materialien: Chrom (Cr), Nickel (Ni), Inconel-Legierungen, Kupfer (Cu), Titan (Ti), Silber (Ag), Gold (Au), Zinn (Sn), Palladium (Pd), Wolfram (W), Molybdän (Mo), Eisen (Fe) oder Kohlenstoff (C).
Die Interferenzschicht 17 besteht vorzugsweise aus einem Polymersystem oder Hybrid-System (Mischung aus anorganischen Partikeln eingebettet in eine
organische Matrix). Bevorzugt werden hier Lacksysteme verwendet, welche sich mittels Tiefdruck auftragen lassen. Die Interferenzschicht besteht beispielsweise aus einem Lacksystem auf Basis von Nitrocellulose-, Epoxy-, Polyester-, Kolophonium-, Acrylat-, Alkyl-, Melamin-, PVA-, PVC-, Isocyanat- oder Urethansystemen. Bevorzugt sind Lacksysteme, bei denen langsam verdampfende Lösungsmittel wie z.B.
Wasser, Anisol, Ethylactat oder Isopropyl-Alkohol oder Gemische mit Anteilen dieser Lösungsmittel zum Einsatz kommen. Beispiele für wasserbasierte Lacksysteme sind Polyelektrolyte wie Polydiallyldimethylammoniumchlorid (PDADMAC),
Polyvinylpyridin (P2VP oder P4VP), Polystyrolsulfonat (PSS), Polyacrylsäure (PAA), Polymethacrylsäure (PMAA) und dergleichen. Ferner können auch UV-härtbare
Lacksystem hier zum Einsatz kommen. Ein Beispiel für ein hochbrechendes Hybrid- System ist eine Mischung von 50%VOi PbS-Nanopartikeln in einer Gelatinematrix. Die Interferenzschicht 17 kann zusätzlich noch mit zusätzlichen Sicherheitsmerkmalen, beispielsweise Fluoreszenzfarbstoffen, magnetischen Partikeln oder DNA, versetzt sein.
Die Reflexionsschicht 18 besteht vorzugsweise aus einer aufgedampften oder gesputterten Aluminiumschicht mit einer Schichtdicke zwischen 30 nm und 50 nm. Die Reflexionsschicht kann auch beispielsweise aus Ag, Cu oder Cr bestehen.
Durch das in das Substrat 14 abgeformte Oberflächenreliefprofil weist die
Interferenzschicht 17 in den Zonen 41 eine mittlere Schichtdicke di, in den Zonen 42 eine mittlere Schichtdicke 02 und in den Zonen 43 eine mittlere Dicke d3 auf. In den Zonen 41 bis 43 wird somit von dem Schichtsystem jeweils ein
Dünnschichtinterferenzfilter 15 umfassend die Absorberschicht 16, die
Interferenzschicht 17 und die Reflexionsschicht 18 bereitgestellt, mit einer entsprechend unterschiedlichen mittleren Dicke di , 02 bzw. d3 der jeweiligen
Interferenzschicht. Die Dicken di , 02 und d3 werden beispielsweise so gewählt, dass die Zonen 41 , 42 und 43 beispielsweise bei senkrechter Beleuchtung und
Betrachtung die Farben Blau (ds), Grün (d2) bzw. Rot (di) generieren. Vorteilhaft ist weiter, wenn zusätzlich noch - in Fig. 5a nicht gezeigt - Zonen 44 vorgesehen werden, in denen die mittlere Dicke d4 der Interferenzschicht 17 so gewählt ist, dass bei senkrechter Betrachtung und Beleuchtung die Farbe schwarz oder dunkelbraun bei Beleuchtung generiert wird. Alternativ können die Zonen 44 auch Streustrukturen bzw. Mattstrukturen aufweisen, welche den Farbeffekt des Interferenzfilters in den Zonen 44 reduzieren und so dunkel erscheinende Zonen erzeugen. Durch eine Kombination oder unter Kombination der Zonen 41 , 42, 43 und 44 lassen sich so beispielsweise in dem einem Farbgebiet 31 Echtfarben oder im Bereich 21 Echtfarbenbilder generieren, bei welchen beispielsweise jeder Bildpunkt des
Echtfarbenbildes einem Farbgebiet entspricht und die Farbe jedes Farbgebietes durch eine entsprechende Kombination oder Unter-Kombination von Zonen 41 , 42, 43 und 44 bestimmt wird.
Der Farbeindruck Weiß lässt sich hier beispielsweise dadurch generieren, dass der Flächenanteil der Zonen 41 bis 43 in dem Farbgebiet so gewählt wird, dass die resultierende Farbe im Farbraum oder Farbdiagramm (z.B. CIE-Diagramm) auf dem oder sehr nahe am Weißpunkt positioniert ist.
Fig. 5b zeigt eine entsprechende Draufsicht auf ein Farbgebiet 31 mit mehreren Zonen 41 , 42, 43 und 44. Die Abmessung der Zonen 41 bis 44 ist - wie oben bereits beschrieben - so gewählt, dass deren Breiten- und/oder Längenabmessung kleiner als 300 μητι, vorzugsweise zwischen 3 μηη und 300 μητι, ferner zwischen 5 μηη und 300 μητι, bevorzugt zwischen 10 μηη und 150 μηη und besonders bevorzugt zwischen 20 μηη und 80 μηη beträgt. Entsprechend sind die lateralen Abmessungen Δχι bis Δχ8 in diesem Wertebereich gewählt.
Fig. 5c zeigt nun ein Reflexionsspektrum des optischen variablen Elements 1 1 in den Zonen 41 bis 44. In dem Diagramm ist in Richtung der Achse 61 die Wellenlänge des Lichts in Nanometern und in Richtung der Achse 62 die Reflektivität angeführt. Das Diagramm ist beispielhaft für einen Schichtaufbau mit einem polymeren Substrat als Substrat 14, einer 8 nm dicken Chromschicht als Absorberschicht 16, einer
Polymerschicht als Interferenzschicht 17 und einer 50 nm dicken Aluminiumschicht als Reflexionsschicht 18 erstellt. Die mittleren Schichtdicken der Interferenzschicht 17 in den Zonen 41 bis 44 sind hier wie folgt gewählt: di = 425 nm, 02 = 350 nm, d3 = 300 nm und d4 = 90 nm. Das Reflexionsspektrum gemäß Fig. 5c ist hierbei für eine Winkeldifferenz zwischen Beleuchtungswinkel und Betrachtungswinkel von 2x 30° dargestellt. Beleuchtungswinkel und Betrachtungswinkel sind also gleich, wie bei Effekten in direkter Reflexion üblich. Fig. 6a und Fig. 6b verdeutlichen eine weitere Möglichkeit des Aufbaus des optisch variablen Elements 1 1 im Bereich 21 . Fig. 6b zeigt hier beispielhaft eine
Schnittdarstellung der Interferenzschicht 17 des optisch variablen Elements 1 1 in einem Teilbereich des Bereichs 21 . Wie dort dargestellt ist, ist die mittlere Dicke der Interferenzschicht 17 über den Bereich 21 so variiert, dass in den Bereichen 41 bis 44 jeweils die mittlere Schichtdicke einen unterschiedlichen Wert aufweist, d.h.
beispielsweise wie vorhergehend anhand von Fig. 5c erläutert ausgebildet ist. Die Zonen 41 bis 44 besitzen hier jeweils eine quadratische Ausformung und weisen hierbei die bereits oben angegebenen Größenabmessungen auf. Der Bereich 21 kann hierbei ein einziges Farbgebiet oder auch eine Vielzahl von Farbgebieten ausbilden, die jeweils mindestens zwei unterschiedliche Zonen der Zonen 41 bis 44 aufweisen. Kippt man das optisch variable Element, ändert sich die Farbgebung beispielsweise von der Farbgebung als Echtfarbenbild zu einer Farbgebung als Falschfarbenbild, welches ein sehr auffälliges Merkmal darstellt. Dieser Farbwechsel ist plakativ in den Abbildungen Fig. 6c und Fig. 6d dargestellt. Um ein Echtfarbenbild wie das in Abbildung 6c zu erzeugen, kann wie folgt vorgegangen werden: Zunächst wird die Auflösung des Originalbildes unter Berücksichtigung der in der Folie geplanten Größe der Farbgebiete 31 (z.B. 150 μηη x 150 μηη) angepasst, so dass die Außenmaße des Bildes in der Folie den gewünschten Wert besitzen (z.B. 20 mm x 20 mm). Dann werden für jeden Farbpixel des Originalbildes die Farbkoordinaten (z.B. RGB-Wert) in Flächenanteil der verschiedenen Zonen in den Farbgebieten 31 umgerechnet. Das aus diesen Farbgebieten aufgebaute Bild wird anschließend mit den entsprechenden Dicken der Interferenzschicht in den Zonen hergestellt.
Eine technische Hürde bei der Herstellung der optisch variablen Elemente mittels nasschemischer Beschichtung, insbesondere mittels Druckens, der
Interferenzschicht ist wie folgt: Bei einer nasschemischen Beschichtung wird eine gewisse Menge an Feststoff gelöst in Lösungsmittel homogen über die Reliefstruktur aufgetragen. Bei Rolle-zu- Rolle-Druckverfahren wird die aufgetragene Menge an Feststoff meist in g/m2 angegeben. Die Dichte von gedruckten Lacken liegt oftmals bei ca. 1 g/cm3. Für eine nach Trocknung beispielsweise 425 nm dicke Lackschicht wird folglich eine aufgetragene Feststoffmenge von 0,425 g/m2 benötigt. Ist im Lack ein Feststoffgehalt von 10% und ein Lösemittelanteil von 90% vorhanden, bedeutet dies, dass die Nassschichtdicke der Lackschicht zu Beginn der Trocknungsphase homogen über der Reliefstruktur ca. 4,25 μηη beträgt. Der Feststoff muss sich nun in der Trocknungsphase so verteilen, dass die genötigten mittleren (trockenen)
Schichtdicken in den verschiedenen Zonen erzielt werden.
Zur Generierung der unterschiedlichen Dicke der Interferenzschicht in den
verschiedenen Zonen bzw. zur Glättung der dem Oberflächenrelief
gegenüberliegenden Grenzschicht bzw. Grenzfläche muss Material von Zonen mit geringerer mittlere Dicke der Interferenzschicht zu Zonen mit höherer mittlerer Dicke der Interferenzschicht fließen. Dies geschieht, selbst bei relativ schnell trocknenden Druckschichten, bei genügend geringem Abstand der entsprechenden Zonen.
Besteht ein gewünschtes Motiv aus größeren, einheitlichen Farbflächen, z.B. die in Abbildung 2c skizzierte deutsche Fahne mit drei jeweils eine einheitliche Farbfläche ausbildenden Farbgebieten 31 , den Farbgebieten 31 1 , 312, 313, so muss das Material über große Distanzen fließen, was bei schnellen Druckprozessen zu
Problemen führt. Im Beispiel der deutschen Fahne müsste relativ viel Material von dem schwarzen obersten Balken mit einer mittleren Dicke der Interferenzschicht in den Zonen von ca. 90nm zu dem roten Balken in der Mitte mit ca. 425 nm mittlerer Dicke fließen. Bei einer Höhe der Fahne von z.B. 15 mm, würde dies bedeuten, dass das gedruckte Material während des Trocknungsprozesses bis zu 5 mm fließen muss. Dies lässt sich technisch nicht leicht realisieren.
Besonders vorteilhaft ist, dafür zu sorgen, dass die über alle Zonen der Farbgebiete 31 gemittelte Dicke der Interferenzschicht für alle Farbgebiete 31 gleich oder nahezu gleich ist. Dies lässt sich über das Einfügen von sogenannten Versenkzonen erreichen.
Derartige Versenkzonen zeichnen sich durch eine deutlich höhere Prägetiefe tv im Vergleich zu den farbgenerierenden Zonen aus. Das oben anhand der Figuren 4a bis 4e beschriebene Verfahren zur Herstellung eines optisch variablen Elements wird somit vorzugsweise durch die Verwendung derartiger Versenkzonen, wie auch im Folgenden anhand der Figuren Fig. 7a bis Fig. 7c erläutert, modifiziert.
Bezüglich der Ausgestaltung der Schichten und des prinzipiellen Ablaufs des Verfahrens wird bezüglich des Ausführungsbeispiels nach den Figuren Fig. 7a bis Fig. 7c auf die obigen Ausführungen zu den Figuren Fig. 4a bis Fig. 4e verwiesen. Fig. 7a zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts des in das Substrat 14 abgeformten Oberflächenreliefs und mehrere Zonen 41 , 42, 43 und 44 sowie eine derartige Versenkzone, die Zone 49. Das Oberflächenrelief weist, wie in Fig. 7a gezeigt, in den Zonen 41 bis 44 sowie 49 jeweils eine unterschiedliche Relieftiefe, die Relieftiefe ti bis t sowie tv auf. Die Zonen 41 bis 44 mit den
Relieftiefen ti bis t sind farbgenerierende Zonen. Die Relieftiefen ti bis t sind auf einen unstrukturierten Rand bezogen, wie in Fig. 7a gezeigt. Die Zonen 41 bis 44 erzeugen beispielsweise die Grundfarben rot, grün, blau und schwarz. Die Zone 49 mit der Relieftiefe tv bildet eine Versenkzone aus, die dazu dient, dass Material, welches in diesem Farbgebiet 31 zu viel vorliegt, aufzunehmen. Ist die Dicke der Interferenzschicht in der Versenkzone dicke genug, erzeugt sie lediglich relativ dunkle Farbtöne, z.B. grau, was das optische Erscheinungsbild des gewünschten Motivs nicht, oder nur gering beeinträchtigt. Hierfür ist die Dicke der
Interferenzschicht in den Versenkzonen bevorzugt grösser als 500nm, insbesondere größer als 700 nm. Ferner liegt die Dicke dv der Interferenzschicht in den
Versenkzonen, den Zonen 49, zwischen 500 nm und 5000 nm, bevorzugt zwischen 700 nm und 2000 nm. Fig. 7b zeigt schematisch das Fließen des noch flüssigen Materials der
Interferenzschicht 17 von den farbgenerierenden Zonen 41 bis 44 in die
Versenkzone, die Zone 49. Aufgrund der räumlichen Nähe der Versenkzonen, der Zone 49, zu den farbgenerierenden Zonen 41 bis 44 mit geringer Dicke der Interferenzschicht 17, hat das Material genug Zeit, in die Versenkzonen, die Zonen 49, zu fließen.
Hierfür ist weiter die Begrenzung der lateralen Ausdehnung der Farbgebiete 31 auf weniger als 300 μηη hilfreich. Dies führt dazu, dass die dem Oberflächenrelief gegenüberliegende Grenzschicht bzw. Grenzfläche besser geglättet wird.
Fig. 7c zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines optisch variablen Elements mit einem kompletten Interferenzfilter nach Fig. 4d, d.h. nach Bedampfung der getrockneten Interferenzschicht 17 mit der Reflexionsschicht 18, beispielsweise einer Spiegelschicht aus Aluminium. Die Interferenzschicht 17 weist in den Zonen 41 bis 44 eine mittle Dicke d1 , d2, d3 bzw. d4, in der Versenkzone, der Zone 49, eine Mittlere Dicke dv und im Randbereich eine mittlere Dicke dr auf. Die Anzahl an benötigten Versenkzonen in jedem Farbgebiet hängt von dem anvisierten Farbeindruck des jeweiligen Farbgebietes ab. Dies lässt sich anhand der Fahne aus Fig. 2c folgendermaßen erläutern. Der mittlere rote Balken der Fahne, das Farbgebiet 31 1 , benötigt die größte Dicke der Interferenzschicht in den farbgenerierenden Zonen, z.B. 425nm. Der obere, schwarze Balken der Fahne, das Farbgebiet 312, dagegen benötigt die geringste Dicke der Interferenzschicht in den farbgenerierenden Zonen, z.B. 90nm. Damit die, über alle Zonen gemittelte, Dicke der Interferenzschicht im Farbgebiet 312 gleich ist wie die gemittelte Dicke der Interferenzschicht im Farbgebiet 31 1 müssen Versenkzonen eingefügt werden.
Farbgebiet 31 1 dagegen besteht in diesem Fall nur aus roten, farbgenerierenden Zonen. Die Versenkzonen im Farbgebiet 312 müssen also die Differenz - in diesem Fall 335 nm - der Dicke der Interferenzschicht ausgleichen. Sollen beispielsweise maximal 1/3 der Zonen eines Farbgebietes Versenkzonen sein, so benötigen die 1/3 Versenkzonen im Farbgebiet 312 eine Dicke der Interferenzschicht dv von 1095 nm. (425 nm = 2/3 x 90 nm + 1/3 x dv).
Der untere, gelbe Balken der Fahne - Farbgebiet 313 - setzt sich aus 50% roten und 50% grünen farbgenerierenden Zonen zusammen. Sei die Dicke der
Interferenzschicht in den grünen Zonen 350 nm. In diesem Fall genügt das Einfügen von ca. V=5% Versenkzonen mit der Dicke der Interferenzschicht dv von 1095 nm, um in etwa die gleiche, über alle Zonen gemittelte, Dicke der Interferenzschicht wie in den Farbgebieten 31 1 und 312 zu erhalten (425 nm = (50% - V/2) x 425 nm + (50% - V/2) x 350 nm + 1095 nm x V).
Bevorzugt ist der Anteil V der Versenkzonen in jedem Farbgebiete 31 weniger als 50%, weiter bevorzugt weniger als 30%, insbesondere weniger als 20% und insbesondere bevorzugt weniger als 10%. Je geringer der Anteil V der
Versenkzonen, umso weniger ist der Farbeindruck des Farbgebietes beeinträchtigt. Die Relieftiefe der Zonen 41 bis 45 wurde in Fig. 7a mit Bezug auf einen
unstrukturierten Rand definiert. Die Interferenzschicht 17 weist folglich dort die mittlere Dicke der Dicke der Interferenzschicht der Farbgebiete 31 auf. Wird also ein unstrukturierter Rand mit dem gleichen Interferenzfilter versehen wie der
Motivbereich, so zeigt dieser Rand einen homogenen Farbeffekt, welcher als zusätzliches Merkmal des optisch variablen Elementes verwendet werden kann. Der Farbwechsel im Motivbereich kontrastiert hierbei mit dem Farbwechsel in dem Randbereich. Fig. 2e zeigt diesen Rand in einer schematischen Draufsicht als Beispiel eines Rahmens um ein Echtfarbenbild. Weiter ist es vorteilhaft, wie bereits oben beschrieben, in dem Bereich 21
Farbgebiete 31 vorzusehen, die unter einem oder mehreren Beleuchtungs- oder Betrachtungswinkeln metamere Farben zeigen. Metamere Farben sind hierbei Farben, die für den menschlichen Betrachter den gleichen Farbeindruck erwecken, jedoch durch die Farbmischung unterschiedlicher Farbpaare generiert werden.
Abbildung Fig. 8 zeigt dies schematisch in einem CIE-Farbdiagramm. Die Farben C1 und C2 gemischt in einem Verhältnis von ca. 30% zu 70% ergeben die gleiche Mischfarbe Cm wie eine Mischung der Farben C3 und C4 im Verhältnis von 70% zu 30%. Da die Farben C1 bis C4, wenn diese von Dünnschichtinterferenzfiltern mit Interferenzschichten unterschiedlicher mittlerer Schichtdicke generiert werden, auch verschiedenfarbige Effekte aufweisen, lassen sich entsprechende metamerische Effekte realisieren, welche unter vorgegebenen, bestimmten Betrachtungs- und/oder Beleuchtungswinkeln auftreten und beispielsweise eine Änderung oder
Transformation eines Motivs oder Bewegungseffekts beim Kippen als
Sicherheitsmerkmal dem menschlichen Betrachter zeigen. Weiter ist es auch möglich, dass in einem zweiten Bereich beispielsweise das in Fig. 6c gezeigte Echtfarbenbild mit einem unterschiedlichen Satz von Zonen 41 bis 44 realisiert ist, bei dem sich eine oder mehrere der mittleren Schichtdicken der Interferenzschicht in den Zonen 41 bis 44 unterscheiden. Durch Kippen eines solchen
Sicherheitsmerkmals ist so beispielsweise dann der Effekt zu sehen, dass die beiden unter einem oder mehreren Beleuchtungs- und Betrachtungsrichtungen identisch erscheinenden Bilder beim Kippen sich in verschiedene Falschfarbenbilder verwandeln.
Alternativ oder zusätzlich kann das Design des Sicherheitsmerkmals ein optisches Wechselspiel oder Wechselwirkung mit gedruckten Bildern, welche direkt an das Sicherheitsmerkmal angrenzen, aufweisen. Die gedruckten Bilder können auch nur sehr nahe an dem Sicherheitsmerkmal angeordnet sein.
Ein weiterer möglicher Aufbau des optisch variablen Elements 1 1 in dem Bereich 21 ist beispielhaft in Fig. 9 gezeigt. Fig. 9 zeigt ein Substrat 14, auf dem eine Farblackschicht 25 in Zone 45, 46 und 47 aufgedruckt ist. Die Farblackschicht 25 besteht hierbei wiederum aus Teilbereichen 26, 27 und 28, in welchen unterschiedliche Farbstoffe und/oder Pigmente in der Farblackschicht enthalten sind, so dass die Farblackschicht 25 in diesen
Teilbereichen bei Beleuchtung eine unterschiedliche Farbe generiert. Auf die
Farblackschicht 25 ist sodann ein einen Dünnschichtinterferenzfilter 15 ausbildendes Schichtsystem bestehend aus der Absorberschicht 16, der Interferenzschicht 17 und der Reflexionsschicht 18 aufgebracht. Optional ist anschließend noch die Schicht 19 aufgebracht.
Bezüglich des möglichen Aufbaus des Dünnschichtinterferenzfilters 15 wird weiter auch auf die obigen Ausführungen zu den Figuren Fig. 3a bis Fig.8 verwiesen.
In dem Bereich 21 sind so zum einen Zonen 41 vorgesehen, in denen die
Farblackschicht 25 nicht vorgesehen ist, und somit für den Betrachter eine Farbe durch den Dünnschichtinterferenzfilter 15 mittels Interferenz generiert wird. In den Zonen 45 sind die Teilbereiche 26 der Farblackschicht 25 vorgesehen, so dass in den Zonen 45 die Farbe durch die in den Teilbereichen 26 vorgesehenen Farbstoffe und/oder Pigmente bei Beleuchtung generiert wird. Entsprechend sind weiter Zonen 46 und 47 vorgesehen, in denen eine jeweilige Farbe durch die in den Teilbereichen 27 bzw. 28 vorgesehenen Farbstoffe und/oder Pigmente generiert wird. Die Zonen 41 , 45, 46 und 47 weisen hierbei die bereits oben angeführten Breiten- und/oder Längenabmessungen auf, die vorzugsweise in einem Bereich von 5 μιτι bis 300 μιτι, insbesondere 10 μιτι bis 150 μιτι und besonders bevorzugt im Bereich von 20 μιτι bis 80 μιτι liegen. Damit weist das optisch variable Element ein oder mehrere
Farbgebiete auf, in denen die sich unter einem bestimmten Beleuchtungs- und Betrachtungswinkel zeigende Farbe durch einen Farbmischeffekt zwischen der in den Zonen 41 mittels Interferenz generierten Farbe und der in einer oder mehreren der Zonen 45 bis 47 durch einen Farbstoff und/oder ein Pigment generierten Farbe erzeugt wird.
Weiter ist es auch möglich, in dem Bereich 21 eine andere Anzahl von
unterschiedlichen, mit einer eine unterschiedliche Farbe zeigenden Farblackschicht versehenen Zonen vorzusehen und/oder dieses Ausführungsbeispiel mit einem der vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiele zu kombinieren. Es ist so vorteilhaft nicht nur eine Art von Zonen, sondern verschiedene Arten von Zonen vorzusehen, in denen die Farbe bei Beleuchtung durch Interferenz mittels eines Dünnschichtinterferenzfilters bereitgestellt wird, der in diesen Zonen eine
unterschiedliche mittlere Dicke der Interferenzschicht 17 aufweist.
Als Drucktechnik für das Aufdrucken der Farblackschicht 25 wird bevorzugt
Tiefdruck, Flexodruck oder Siebdruck eingesetzt. Die Zonen 45 bis 47 können so beispielsweise eine blaue, eine grüne und eine schwarze Farbe zeigen. Der in den Zonen 41 angeordnete Dünnschichtinterferenzfilter 15 zeigt beispielsweise beim Verkippen einen Farbwechsel von Rot nach Grün. Beispielsweise ist hierzu die Absorptionsschicht 16 als 8 mm Chromschicht, die Interferenzschicht 17 als 600 nm MgF2-Schicht und die Reflexionsschicht 18 als 50 nm AI-Schicht ausgebildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform stellt das optisch variable Element 1 1 ein Fenster-Sicherheitsmerkmal bereit. Hierzu wird beispielsweise in dem vorhergehend gezeigten Dreischichtaufbau sowohl die Absorber- als auch die Reflexionsschicht als semi-transparente Schicht ausgebildet, beispielsweise von einer 10 nm dicken Silberschicht gebildet. In diesem Fall erscheint das gleiche Farbeffektbild auf beiden Seiten, aber gespiegelt. Weiter ist es auch möglich, zur Ausbildung eines Fenster-Sicherheitsmerkmals auf die Rückseite der
Reflexionsschicht 18 eine weitere Schicht 14 aufzubringen, diese zu prägen und anschließend einen weiteren Dünnschichtinterferenzfilter 15 in umgekehrter
Reihenfolge aufzubringen. Bei einem derartigen Aufbau können unterschiedliche Bilder bei Betrachtung von unterschiedlichen Seiten oder auch gleiche, aber nicht gespiegelte Farbeffektbilder realisiert werden. Diese Ausführungsform kann mit sämtlichen der oben beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden.
Eine weitere Ausgestaltungsform, in welcher das optisch variable Element 1 1 ein Fenster-Sicherheitsmerkmal bereitstellt, sieht vor, dass die Reflexionsschicht des Dünnschichtinterferenzfilters 15 teilweise entfernt ist, insbesondere mittels bekannter Demetallisierungs-Verfahren. Auf die teilweise demetallisierte Reflexionsschicht wird ein Replizier- und/oder Photolack aufgebracht, welche optional eingefärbt sein kann. Optional können in diese Lackschicht z.B. diffraktive Strukturen oder anisotrope Mattstrukturen repliziert werden. Die Lackschicht wird anschließend optional mit einer zweiten Reflexionsschicht oder einem zweiten Dünnschichtinterferenzfilter 15, insbesondere einem Schichtsystem mit drei Schichten, einer Absorptionsschicht, einer als Interferenzschicht wirkenden Abstandsschicht und einer Reflexionsschicht, beschichtet. Der zweite Dünnschichtinterferenzfilter 15 kann hierbei wie in diesem Dokument beschrieben aus Farbgebieten 31 und Zonen 41 bis 47 aufgebaut sein. Anschließend wird der Lack von der Rückseite mit UV-Strahlung belichtet, wobei die teilweise demetallisierte erste Reflexionsschicht als Photomaske wirkt. Schließlich wird die eingefärbte Lackschicht in einem Waschschritt partiell entfernt oder die zweite Reflexionsschicht oder der zweite Dünnschichtinterferenzfilter in einem Lift-off Prozess demetallisiert. Diese Ausgestaltungsform des optisch variablen Elements 1 1 weist von der Vorder- bzw. Rückseite betrachtet entweder einen optisch variablen Effekt und eine eingefärbtes Muster oder zwei optisch variable Effekte auf, wobei der demetallisierte Bereich und das eingefärbte Muster oder die zwei demetallisierten Bereich in genauem Register zueinander, d.h. lagegenau bzw. passergenau zueinander, vorliegen. Eine weitere Möglichkeit, das Ausbilden einer möglichst glatten zweiten Grenzfläche der Interferenzschicht 17 zu erleichtern, ist, in der Reliefstruktur einen oder mehrere Stege vorzusehen, welche zwischen zwei Zonen oder zwei Farbgebieten abgeformt sind. Vorzugsweise sind die Stege hierbei so angeordnet, dass das Oberflächenrelief in den Grenzbereichen zwischen zwei Zonen einen Steg aufweist, sofern keine der beiden Zonen eine Zone mit der Minimalschichtdicke der Interferenzschicht 17 darstellt. Dies ist beispielhaft in den Figuren Fig. 10a und Fig. 10b gezeigt.
Fig. 10a zeigt das Substrat 14, in welches ein Oberflächenrelief abgeformt ist. Das Oberflächenrelief besitzt hierbei Vertiefungen in zwei unterschiedlichen Relieftiefen, so dass hierdurch - wie oben dargelegt - drei unterschiedliche Zonen mit einer unterschiedlichen mittleren Dicke der Interferenzschicht eingestellt werden können. Zwischen zwei Zonen, in denen eine Abprägung einer Reliefstruktur erfolgt, ist hierbei jeweils ein Steg 49 vorgesehen, wie dies in Fig. 10a gezeigt ist. Auf die Reliefstruktur wird nun zunächst die semi-transparente Absorberschicht 16, dann die Interferenzschicht 17 und dann die Reflexionsschicht 18 sowie eine optionale Kleber- oder Lackschicht 19 aufgebracht.
Auf das Aufbringen der Absorberschicht 16 und der Reflexionsschicht 18 kann auch verzichtet werden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der
Dünnschichtinterferenzfilter gemäß Fig. 3a und Fig. 3b realisiert wird.
In den Zonen 41 bis 43 weist die Interferenzschicht 17 eine unterschiedliche
Schichtdicke auf, so dass in diesem Bereich unter den gleichen Beleuchtungs- und Betrachtungsbedingungen mittels Interferenz unterschiedliche Farben generiert werden. Zusätzlich sind Stege 49 vorgesehen, welche bis zum vertikalen Niveau der Zonen mit der geringsten Dicke der Interferenzschicht 17 reichen. Auf diese Art und Weise wird eine Art Stützstelle für die Ausbildung einer glatten, zweiten Grenzfläche der Interferenzschicht 17 geschaffen. Die Breite der Stege 49 ist in diesem Beispiel ca. 15% der Breite der Zonen 41 bis 43. Die Stege 49 erleichtern es, die Kräfte, welche beim Aufbringen des Materials der Interferenzschicht 17, insbesondere beim Bedrucken und/oder anschließenden Trocknen der Interferenzschicht, die Struktur der zum Substrat 14 orientierten Grenzfläche in der offen liegenden Grenzfläche nachbilden wollen, unter Kontrolle zu halten.
Die Breite der Stege 49 beträgt vorzugsweise zwischen 500 nm bis 100 μιτι, insbesondere 2 μιτι bis 50 μιτι und besonders bevorzugt zwischen 5 μιτι und 30 μιτι. Vorzugsweise weisen die Zonen 41 bis 43 jeweils mindestens doppelt so große laterale Abmessungen auf wie die Stege. Besonders bevorzugt ist die laterale Abmessung der Zonen 41 bis 43 mindestens dreimal so groß wie die der Stege 49.
Weiter ist es auch möglich, dass die Stege 49 nicht die einzelnen Zonen, sondern das Farbgebiet zumindest teilweise umrahmen. Abbildung Fig. 1 1 a zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Farbgebiet 31 , welches mehrere Zonen 41 , 42 und 43 umfasst. Hierbei ist ein Steg 49 vorgesehen, welcher die Zonen 41 , 42 und 43 L- förmig an zwei Seiten teilweise umrahmt. Vorzugsweise wird der Steg 49 von Zonen 44 gebildet, welche von den Zonen 41 bis 44 die geringste mittlere Schichtdicke der Interferenzschicht aufweisen. So generieren beispielsweise die
Interferenzschichtfilter in den Zonen 41 bis 43 unter einem bestimmten
Beleuchtungs- und Betrachtungswinkel eine rote, grüne und blaue Farbe,
wohingegen die Zonen 44 eine schwarze Farbe generieren. Fig. 1 1 b zeigt eine entsprechende Ausbildung eines Teilbereichs des Bereichs 21 mit mehreren Farbgebieten 31 . Wie zu sehen ist, umrahmen die Stege 49 die einzelnen Farbgebiete 31 . Die einzelnen Zonen 41 bis 44 haben in diesem Beispiel eine Größe von 6 mal 6 μιτι und die Farbgebiete 31 eine Größe von 60 mal 60 μιτι.
In den vorhergehend dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Stege 49 durchgehend dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, die Stege mit einer Brechung einzusetzen, welche ebenfalls den gewünschten Effekt zur Ausbildung einer glatten, zweiten Grenzfläche in der Grenzschicht erzielt. Vorzugsweise sollten die Zonen und Farbgebiete mindestens zu 50%, bevorzugt mindestens zu 70% von Stegen umrahmt sein.
Weiter ist es auch möglich, dass die Stege 49 in einem Raster, welches mehrere Farbgebiete 31 umfasst, angeordnet sind. Sinnvollerweise ist der Abstand der Stege in x- sowie in y-Richtung hierbei im Bereich von 30 μιτι bis 1 mm, insbesondere im Bereich von 50 μιτι bis 500 μιτι, weiter bevorzugt im Bereich von 50 μιτι bis 200 μιτι zu wählen.

Claims

Ansprüche
Optisch variables Element (1 , 1 1 ), insbesondere optisch variables
Sicherungselement, wobei das optisch variable Element (1 , 1 1 ) in einem ersten Bereich (21 ) mindestens ein erstes Farbgebiet (31 ) aufweist, das bei
Beleuchtung eine vom Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel abhängige Farbe generiert, wobei das erste Farbgebiet (31 ) zwei oder mehrere nebeneinander angeordnete Zonen (41 bis 47) aufweist, die jeweils eine
Breiten- und/oder Längenabmessung (71 , 72) von weniger als 300 μιτι besitzen, wobei in zumindest einer ersten Zonen (41 ) der Zonen (41 bis 47) des ersten Farbgebietes (31 ) ein Dünnschichtinterferenzfilter (15) mit zumindest einer Interferenzschicht (17) vorgesehen ist, wobei die Interferenzschicht (17) des Dünnschichtinterferenzfilters (15) in der ersten Zone (41 ) eine erste mittlere Dicke (di) aufweist, die so gewählt ist, dass der Dünnschichtinterferenzfilter (15) bei Beleuchtung unter zumindest einem bestimmten Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel eine Farbe (52) mittels Interferenz generiert, die sich von mindestens einer Farbe (53) unterscheidet, die bei Beleuchtung unter diesem Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel in zumindest einer der anderen Zonen (42 bis 47) des ersten Farbgebiets (31 ) generiert wird. Optisch variables Element (1 , 11) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass in zumindest einer zweiten Zone (42) der Zonen (41 bis 47) des ersten Farbgebiets (31) ein Dünnschichtinterferenzfilter (15) vorgesehen ist, wobei die Interferenzschicht (17) des Dünnschichtinterferenzschichtfilters (15) in der zweiten Zone (42) eine zweite mittlere Dicke (d2) aufweist und die erste mittlere Dicke (di) und die zweite mittlere Dicke (d2) sich voneinander unterscheiden, sich insbesondere zwischen 20 nm und 500 nm voneinander unterscheiden. 3. Optisch variables Element (1 , 11) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Farbgebiet (31 ) zwei oder mehrere erste und/oder zwei oder mehrere zweite Zonen (41 , 42) aufweist. 4. Optisch variables Element (1 , 11) nach Anspruch 2 oder Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass in zumindest einer dritten Zone (43) und/oder mindestens einer vierten Zone (44) der Zonen (41 bis 47) des ersten Farbgebiets (31) ein
Dünnschichtinterferenzfilter (15) vorgesehen ist, wobei die Interferenzschicht (17) des Dünnschichtinterferenzfilters (15) in der dritten bzw. vieren Zone (43,
44) eine dritte bzw. vierte mittlere Dicke (ds) aufweist und sich die dritte bzw. vierte mittlere Dicke (ds) von der ersten und zweiten mittleren Dicke (di, d2) unterscheiden, sich die erste, zweite, dritte und/oder vierte mittleren Dicken sich insbesondere jeweils zwischen 20 nm und 500 nm voneinander unterscheiden.
Optisch variables Element (1 , 11) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die erste, zweite, dritte und/oder vierte mittlere Dicke (di, d2, ds) der Interferenzschicht (17) ausgewählt ist aus der Gruppe: 90+30 nm, 300+30 nm, 350+30 nm und 425+30 nm.
Optisch variables Element (1 , 11) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die erste, zweite, dritte und/oder vierte mittlere Dicke (di, 02, ds) zwischen 30 nm und 2000 nm, insbesondere zwischen 50 nm und 1000 nm, bevorzugt zwischen 50 nm und 700 nm beträgt.
Optisch variables Element (1 , 11) nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine fünfte Zone (45) der Zonen des ersten Farbgebiets (31 ) eine Farblackschicht mit einem Farbstoff und/oder mit Pigmenten aufweist, welcher bzw. welche bei Beleuchtung unter dem bestimmten
Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel eine Farbe generiert, die sich von der in der mindestens einen ersten Zone (41) bei Beleuchtung unter dem bestimmten Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel generierten Farbe unterscheidet. Optisch variables Element (1 , 11) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine sechste und/oder siebte Zone (46, 47) der Zonen des ersten Farbgebiets (31) eine Farblackschicht mit einem Farbstoff oder mit Pigmenten aufweist, welcher bzw. welche bei Beleuchtung unter dem
bestimmten Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel jeweils eine
Farbe generiert, die sich von der in der mindestens einen ersten Zone (41) und der mindestens einen fünften Zone (45) bei Beleuchtung unter dem bestimmten Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel generierten Farbe unterscheidet.
9. Optisch variables Element (1 , 11) nach Anspruch 7 oder Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Farbgebiet zwei oder mehrere fünfte, sechste und/oder siebte Zonen (45, 46, 47) aufweist.
10. Optisch variables Element (1 , 11) nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass im ersten Bereich (21) eine Vielzahl von Farbgebieten (31, 32)
vorgesehen ist, die gemäß einem ein- oder zweidimensionalen Raster angeordnet sind und jeweils einen Bildpunkt (30) eines ersten Motivs ausbilden, und dass mehr als 10%, insbesondere mehr als 50%, bevorzugt mehr als 70%, weiter bevorzugt mehr als 90% der Farbgebiete im ersten Bereich von ersten Farbgebieten (31) gebildet sind.
11. Optisch variables Element (1 , 11) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass eines oder mehrere der Farbgebiete von zweiten Farbgebieten (32) gebildet sind, deren Farbe nicht durch Farbmischung von in zwei oder mehreren Zonen des Farbgebiets generierten Farben bestimmt ist und/oder deren Farbe vom Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel unabhängig ist.
12. Optisch variables Element (1 , 11) nach Anspruch 10 oder Anspruch 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass jedes der Farbgebiete eine Breite und/oder Länge von weniger als 300 μιτι besitzt.
13. Optisch variables Element (1 , 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass jede der Zonen (41 bis 47) der ersten Farbgebiete (31 ) eine Breite und/oder Länge zwischen 300 μιτι und 5 μιτι, insbesondere zwischen 150 μιτι und 10 μιτι, bevorzugt zwischen 80 μιτι und 20 μιτι aufweist.
14. Optisch variables Element (1 , 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Flächenanteil des jeweiligen ersten Farbgebiets (31), der mit ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten und/oder siebten Zonen (41 bis 47) belegt ist, zur Einstellung des Farbwerts und der Helligkeit des jeweiligen Bildpunktes des Motivs in dem ersten Bereich (21) variiert ist.
15. Optisch variables Element (1 , 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest zwei der ersten Farbgebiete (31) zwei oder mehrere erste und zwei oder mehrere zweite Zonen (41 , 42) aufweist, dass die zwei oder mehreren ersten und die zwei oder mehreren zweiten Zonen (41, 42) in einer pseudo-zufälligen Anordnung in diesen Farbgebieten (31) angeordnet sind und/oder sich die Anordnung der ersten und zweiten Zonen (41 , 42) in diesen Farbgebieten (31) unterscheidet.
16. Optisch variables Element (1 , 11) nach einem der Ansprüche 2 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten, zweiten, dritten und/oder vierten mittleren Dicken (di, 02, 03, d4) der ersten Farbgebiete (31) im ersten Bereich (21) konstant sind.
Optisch variables Element (1, 11) nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten, zweiten, dritten und/oder vierten mittleren Dicken (di, 02, 03, d4) einer ersten Gruppe von ersten Farbgebieten (31) sich von den ersten, zweiten, dritten und/oder vierten mittleren Dicken (di, 02, 03, d4) einer zweiten Gruppe von ersten Farbgebieten (31) unterscheiden, insbesondere derart
unterscheiden, dass unter einer oder mehreren Beleuchtungs- und/oder
Betrachtungsrichtungen eines oder mehrere der ersten Farbgebiete der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe bei Beleuchtung metamere Farben generieren.
Optisch variables Element (1, 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass in einem zweiten Bereich eine Vielzahl von Farbgebieten vorgesehen sind, die gemäß einem ein- oder zweidimensionalen Raster angeordnet sind und jeweils einen Bildpunkt (30) eines zweiten Motivs ausbilden, dass mehr als 10%, insbesondere mehr als 50%, bevorzugt mehr als 70%, weiter bevorzugt mehr als 90% der Farbgebiete im zweiten Bereich (22) von ersten Farbgebieten (31) gebildet sind, und dass die ersten, zweiten, dritten und/oder vierten mittleren Dicken (di, 02, 03, d4) der ersten Farbgebiete (31) des ersten Bereichs (21) sich von den ersten, zweiten, dritten und/oder vierten mittleren Dicken (di, 02, 03, d4) der ersten Farbgebiete (31) des zweiten Bereichs (22) unterscheiden, insbesondere sich derart unterscheiden, dass unter einer oder mehreren
Beleuchtungs- und /oder Betrachtungsrichtungen eines oder mehrere der ersten Farbgebiete (31) des ersten Bereichs (21) und des zweiten Bereichs (22) bei Beleuchtung metamere Farben generieren.
19. Optisch variables Element (1 , 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das optisch variable Element (1 , 11 ) ein Schichtsystem aufweist, welches in den ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Zonen jeweils die
Dünnschichtinterferenzfilter (15) ausbildet, wobei eine Schicht (17) des
Schichtsystems in den ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Zonen jeweils die Interferenzschicht (17) des jeweiligen Dünnschichtinterferenzfilters ausbildet und diese gemeinsame Interferenzschicht in den ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Zonen die erste, zweite, dritte bzw. vierte mittlere Dicke besitzt, wobei das Schichtsystem insbesondere noch eine Absorberschicht (16) und eine Reflexionsschicht (18) aufweist und die gemeinsame
Interferenzschicht (17) zwischen der Absorberschicht (16) und der
Reflexionsschicht (18) angeordnet ist.
20. Optisch variables Element (1 , 11) nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass die gemeinsame Interferenzschicht (17) eine erste Oberfläche (151) und eine dieser gegenüberliegende zweite Oberfläche (152) aufweist, und dass die zweite Oberfläche (152) im Wesentlichen eben ausgeformt ist und in die erste Oberfläche ein Oberflächenrelief abgeformt ist, so dass die gemeinsame Interferenzschicht in der ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Zone in der ersten, zweiten, dritten bzw. vierten mittleren Dicke ausgeformt ist.
21. Optisch variables Element (1 , 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das optisch variable Element (1 , 11) eine Substratschicht, insbesondere eine Trägerfolie oder eine Replizierlackschicht aufweist, dass in einer
Oberfläche der Substratschicht (14) ein Oberflächenrelief abgeformt ist und sich das Oberflächenrelief in den ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Zonen in der Relieftiefe unterscheidet.
22. Optisch variables Element (1 , 11) nach Anspruch 21 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Oberflächenrelief einen oder mehrere Stege (49) aufweist, welche zwischen zwei Zonen oder zwei ersten Farbgebieten abgeformt sind, wobei die Stege (49) insbesondere eine Breite zwischen 500 nm und 100 μιτι, bevorzugt zwischen 2 bis 50 μιτι und weiter bevorzugt zwischen 5 bis 30 μιτι aufweisen.
23. Optisch variables Element (1 , 11) nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ein oder mehreren Stege (49) eine oder mehrere der Zonen (41 bis 47) und/oder ersten Farbgebiete (31 ) des ersten und/oder zweiten Bereichs (21 , 22) zumindest um 50%, bevorzugt um mehr als 70% umgreifen.
Optisch variables Element (1, 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Farbgebiet (31 ,311,312, 313) oder mindestens eines der ersten Farbgebiete (31 ,311,312, 313) jeweils ein oder mehrere Versenkzonen (49) aufweisen, wobei insbesondere die mittlere Dicke (dv) der Interferenzschicht (17) in den Versenkzonen zwischen 500 nm und 5000 nm, vorzugsweise zwischen 700 nm und 2000 nm beträgt.
Optisch variables Element (1 , 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das optisch variable Element (1 , 11) zwei oder mehr erste Farbgebiete aufweist, die bei Beleuchtung unter zumindest einem bestimmten Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel für den menschlichen Betrachter unterschiedliche Farben zeigen, wobei die jeweils über das jeweilige Farbgebiet gemittelte Dicke der Interferenzschicht (17) dieser Farbgebiete gleich oder nahezu gleich ist, insbesondere die Anzahl und Flachenabmessung der Versenkzonen zumindest eines dieser Farbgebiete so gewählt ist, dass die jeweils über das jeweilige Farbgebiet gemittelte Dicke der Interferenzschicht dieser Farbgebiete gleich ist.
26. Optisch variables Element (1 , 11) nach einem Ansprüche 24 und 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Anteil der Versenkzonen (45) an der von dem jeweiligen ersten Farbgebiet (31 ,311,312, 313) belegten Fläche weniger als 50%, weiter bevorzugt weniger als 30%, insbesondere weniger als 20% und insbesondere bevorzugt weniger als 10% beträgt.
27. Optisch variables Element (1 , 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das optisch variable Element (1 , 11) eine Farbschicht (20) aufweist, die unterhalb des Dünnschichtinterferenzfilters angeordnet ist und die insbesondere schwarz eingefärbt ist und/oder musterförmig in Form eines dritten Motivs ausgeformt ist.
28. Optisch variables Element (1 , 11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das optisch variable Element (1, 11) in Form einer Transferfolie, einer Laminierfolie, eines Labels, eines Sicherheitsfadens oder eines
Sicherheitsdokuments ausgebildet ist.
29. Verfahren zur Herstellung eines optisch variablen Elements (1 , 1 1 ), welches in einem ersten Bereich (21 ) mindestens ein erstes Farbgebiet (31 ) aufweist, das bei Beleuchtung eine vom Betrachtungs- und/oder Beleuchtungswinkel abhängige Farbe generiert, wobei in zwei oder mehreren nebeneinander angeordneten Zonen (41 bis 47) des ersten Farbgebiets (31 ), die jeweils eine Breiten- und/oder Längenabmessung von weniger als 300 μιτι besitzen, jeweils ein Farbelement vorgesehen wird, wobei in zumindest einer ersten Zone (41 ) der Zonen des ersten Farbgebiets (31 ) ein Dünnschichtinterferenzfilter (15) mit mindestens einer Interferenzschicht (17) einer ersten mittleren Dicke (di) als Farbelement vorgesehen wird, wobei die erste mittlere Dicke so gewählt wird, dass der Dünnschichtinterferenzfilter (15) bei Beleuchtung unter zumindest einem bestimmten Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel eine Farbe mittels Interferenz generiert, die sich von zumindest einer Farbe unterscheidet, die bei Beleuchtung unter diesem Betrachtungswinkel und/oder Beleuchtungswinkel in zumindest einer der anderen Zonen des ersten
Farbgebiets (31 ) von dem dort vorgesehenen Farbelement generiert wird.
30. Verfahren nach Anspruch 29,
d ad u rch g e ke n n ze i ch n et ,
dass in eine Oberfläche eines Substrats (14), insbesondere einer Trägerfolie oder einer Replizierschicht, ein Oberflächenrelief abgeformt wird, dessen Relieftiefe sich in der ersten Zone (41 ) von der Relieftiefe in der zumindest einen anderen Zone (42 bis 47) des ersten Farbgebiets (31 ) unterscheidet, dass die Oberfläche des Substrats optional mit einer Absorptionsschicht oder einer Reflexionsschicht beschichtet wird, und dass anschließend das Material der Interferenzschicht (17) in flüssiger Form aufgebracht wird, insbesondere mittels eines Druckverfahrens aufgebracht wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Interferenzschicht (17) auf der dem Substrat abgewandten Seite geglättet wird, insbesondere durch Lösungsmittelbedampfung oder Tempern geglättet wird.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 30 und 31 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass in die Replizierschicht ein oder mehrere Versenkzonen abgeformt werden, wobei die Relieftiefe des Oberflächenreliefs im Bereich der Versenkzonen insbesondere zwischen 500 nm und 5000 nm, bevorzugt zwischen 700 nm und 2000 nm gewählt ist.
33. Verfahren nach Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein erstes Farbgebiet mit ein oder mehreren ersten und anderen Zonen festgelegt wird, dass zumindest ein weiteres erstes Farbgebiet mit ein oder mehreren ersten Zonen und anderen Zonen festgelegt wird, und dass in das erste Farbgebiet und/oder in das zumindest eine weitere erste Farbgebiet ein oder mehrere Versenkzonen eingefügt werden, derart, dass die über alle Zonen des ersten Farbgebiets gemittelte Dicke der Interferenzschicht gleich oder nahezu gleich der über alle Zonen des weiteren ersten Farbgebiets gemittelte Dicke der Interferenzschicht ist, insbesondere die gemittelten Dicken der Interferenzschicht um nicht mehr als 10%, weiter bevorzugt um nicht mehr als variieren.
34. Verfahren nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet, dass das Matenal der Interferenzschicht auf ein Substrat aufgebracht wird und ein Oberflächenrelief in die Interferenzschicht abgeformt wird, insbesondere mittels thermischer Replikation oder UV-Replikation abgeformt wird. 35. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 34,
d ad u rch g e ke n n ze i ch n et ,
dass ein Substrat (14) in einer oder mehreren fünften, sechsten und/oder siebten Zonen (45 bis 47) mit einer Farblackschicht (25) bedruckt wird und in der mindestens einen ersten Zone (41 ) nicht mit der Farblackschicht (25) bedruckt wird, und dass anschließend ein Interferenzschichtsystem im Bereich der ersten, fünften, sechsten und/oder siebten Zonen (41 , 45, 46, 47) aufgebracht wird derart, dass das Interferenzschichtsystem (50) in den fünften, sechsten und/oder siebten Zonen an die Farblackschicht (25) angrenzt und in den ersten Zonen an das Substrat (14) angrenzt.
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