EP3458902A2 - Verfahren zur herstellung von sicherheitselementen mit einem lenticular flip - Google Patents

Verfahren zur herstellung von sicherheitselementen mit einem lenticular flip

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Publication number
EP3458902A2
EP3458902A2 EP17723054.7A EP17723054A EP3458902A2 EP 3458902 A2 EP3458902 A2 EP 3458902A2 EP 17723054 A EP17723054 A EP 17723054A EP 3458902 A2 EP3458902 A2 EP 3458902A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
image
photoresist
micro
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17723054.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Schilling
René Staub
Philipp Schuler
Achim Hansen
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 EP3458902A2 publication Critical patent/EP3458902A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/30—Imagewise removal using liquid means

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 for the production of security elements with a lenticular flip.
  • an optical element for reproducing images is called by tilting about one or more tilt axes
  • the object of the present invention is to provide an improved method for producing a security element. According to the invention, this object is achieved with the subject matter of claim 1.
  • micro-optical layer is projected, or
  • step b) wherein the photoresist is applied in step b) in the form of an n-th master image on the underside of the carrier substrate, and wherein the photoresist through the micro-optical layer with below an n-th
  • the proposed method has the advantage that by the optical transmission of the i master images on the photoresist a variety of
  • Design variants can be formed, wherein the photoresist in terms of its type (positive or negative), its color, its sensitivity and its
  • Another advantage is that with the proposed method, a very large variety of variants can be formed, with relatively few process steps are required.
  • the layer structure produced forms a "self-referencing system" which is very tolerant to distortions, dilations and errors of the micro-optical systems.
  • a micro-optical system is understood in particular to mean an imaging optical system in which at least one dimension lies below the resolution capability of an unarmed human eye. The resolution is dependent on the respective viewing distance.
  • a typical example would be for security applications
  • the dimension is less than about 300 ⁇ .
  • the exposure takes place in an angle of incidence range with nearly parallel rays. It can also be a larger angle of incidence range. This leads to the fact that the corresponding partial image is recognizable within a larger viewing angle range.
  • angle of incidence and viewing angle should each also include a corresponding area around an exact angle
  • ⁇ 10 ° around the respective angle of incidence or Viewing angle.
  • the position of the observer can vary accordingly within the viewing angle range.
  • the proposed method is further characterized by the fact that no insets are necessary, i. the image layer does not have to be inserted and / or applied in a positionally exact manner to the micro-optical system.
  • the security element produced by the method has good intercoat adhesion especially due to its simple structure with few required layers. It is therefore easy with others
  • Security elements can be integrated in foils.
  • the process is also characterized by high productivity.
  • the angles of incidence and the incident azimuth describe the spatial
  • Projection beam The angle of incidence is the vertical angle of the
  • Projection beam relative to the normal to the micro-optical layer.
  • the incident azimuth is the horizontal angle formed by projecting the projection beam onto the x-y plane.
  • the micro-optical layer is formed, as described below, be formed as a carrier film.
  • the microoptical layer may also be a film, which is designed, for example, as a self-supporting film.
  • the micro-optical layer can under the influence of pressure and temperature and possibly after application of
  • the Microoptical layer may also be formed as a transfer layer of a transfer film, which is withdrawn during or after the application of the micro-optical layer on the carrier film.
  • the carrier film may also temporarily serve as a protective film for the micro-optical systems, for example, damage to the micro-optical systems in subsequent
  • the carrier film may also have an optical function. Examples would be carrier films of high refractive index
  • Wavelength ranges of absorbing properties Wavelength ranges of absorbing properties.
  • the method steps a) and b) can also be carried out in a changed order or simultaneously.
  • the side opposite the micro-optical layer is coated with the photoresist.
  • the coating can take place over the entire surface or over part of the area.
  • the photoresist may be applied in the form of a pattern or in the form of one or more motifs. Methods are coating, especially printing from solution
  • solvent-containing, aqueous systems solvent-containing, aqueous systems
  • Solvent-free liquid, semi-liquid
  • dry resists by rolling, sticking, laminating or by transfer of a transfer layer from a carrier by hot stamping or cold stamping.
  • the wavelength of the light used in method step c) can be in the UV range or in the UV range in accordance with the preferred use of a UV-sensitive photoresist.
  • Photoresists for the visual wavelength range are also available, for example in the
  • Spectral range of the spectral colors blue to green These photoresists also have the advantage that no UV radiation is needed.
  • the photoresist may be on different substrates during the exposure process, for example, they may be dark (black, gray) or bright (white) or transparent or translucent and / or metallic. They can be scattering or non-scattering. An exposure without a base is also possible.
  • step c) Since the method step c) is repeated (i-1) times until the formation of the ith sub-image, it is possible to form two or more sub-images in the image layer that are at different tilt angles of the security element or from different viewing directions, ie different
  • the image layer may be formed with array subimages that create the illusion of movement as the security element is tilted.
  • array subimages that create the illusion of movement as the security element is tilted.
  • Method step e) may include an additional exposure, optionally also at a different wavelength than in method step c), in order to further harden the image layer.
  • Post-curing can also be achieved by means of electron beam radiation (so-called e-beam) and / or via a chemical crosslinker,
  • step e) takes place before step d).
  • the photoresist is applied in step b) in the form of an n-th master image on the underside of the carrier substrate and if the photoresist through the micro-optical layer with It is possible to develop the respective photoresist after each step of application, under an n-th angle of incidence and an n-th incidence azimuth. Alternatively, all applied photoresist layers can be developed together.
  • the carrier substrate may be formed in preferred embodiments as a carrier film, wherein the carrier film of a plurality of layers or
  • the carrier film can be a film made of a thermoplastic, for example polyethylene (PE), polypropylene, polycarbonate or polyester (PET, PETG) with a thickness of about 20 ⁇ m. It can also be a composite of different thermoplastics, for example polyethylene (PE), polypropylene, polycarbonate or polyester (PET, PETG) with a thickness of about 20 ⁇ m. It can also be a composite of different thermoplastics, for example polyethylene (PE), polypropylene, polycarbonate or polyester (PET, PETG) with a thickness of about 20 ⁇ m. It can also be a composite of different
  • Plastic layers are used, which are connected to each other, for example by means of an adhesive.
  • the thickness of the carrier film moves
  • micro-optical systems in the array as a security feature and / or as a decorative feature of
  • Security elements form trained pattern. For example, it may be provided that the spacing of adjacent microoptical systems is changed continuously or discontinuously or alternately. It can also be provided a repetitive offset or delay of the micro-optical systems, for example, be provided for every thirtieth micro-optical system in a row an offset by half the length of the micro-optical system. Counterfeiting of the security element is complicated by the fact that when copying the micro-optical layer and the image layer both must be brought into exact position to the pattern of the array. Also possible are statistical variations of the micro-optical systems, eg with respect to distance, position to each other and / or their shape. Furthermore, it can be provided that the microoptical layer comprises differently designed arrays of microoptical systems.
  • the arrays may differ, for example, in the dimensions and / or the arrangement of the micro-optical systems.
  • the micro-optical system can be constructed of alternating transparent and opaque or partially opaque areas. In the simplest case, these can be line grids, which are printed, for example. However, they may also be more complex arrangements of transparent and opaque areas. Such line grid can also be lamellar
  • the micro-optical layer comprises an aperture layer which has transparent and opaque areas.
  • the diaphragm layer can, for example, have alternating transparent and opaque strips and / or an array formed by pinhole diaphragms.
  • the strips and / or the pinhole diaphragms may be formed as through-holes or as transparent regions in the micro-optical layer. Because the transparency of a
  • the micro-optic layer may be opaque to light but transparent to other wavelengths of the electromagnetic spectrum.
  • transparent is a transmissivity of more than 50%, preferably more than 70%, more preferably more than 90% in at least one
  • the micro-optical layer comprises an array formed from microlenses.
  • the microlenses may be formed as spherical lenses, as aspherical lenses, as astigmatic lenses or as cylindrical lenses with symmetrical or asymmetrical shape. As further lens shapes, oval lenses, S-shaped lenses, circular or other curved lenses may be provided. The lenses may be in different patterns, e.g. be arranged hexagonally. For arrays with relatively large raster periods, the microlenses can also be formed as Fresnel lenses.
  • Image properties of Fresnel lenses may be worse than the aforementioned microlenses, the lower height of the Fresnel lenses can speak for their use.
  • the microlenses may be on the surface of the
  • Micro-optical layer or in recesses of the micro-optical layer can be arranged.
  • the micro-optical layer or areas of the micro-optical layer can be arranged.
  • Micro-optical layer can also be arranged in recesses of a spacer layer. Between the microlenses can be substantially flat Intermediate areas may be arranged, which, however, should be low in areal proportion.
  • the flat areas lying between the microlenses are opaque or partially opaque. This can be achieved for example by colors, imprints or metallization.
  • the flat areas can also be optical structures such as e.g. Have microstructures.
  • prisms and many other relief shapes, such as trapezoids, etc. can also be used in special cases.
  • trapezoids the horizontal areas are preferably opaque.
  • a combination of areas with different structures is also possible. These can be juxtaposed as well as interlaced or nested.
  • the upper side of the micro-optical layer can have one or more additional layers, in whole or in part, for example
  • the protective layers may be formed, for example, from paints with nanoparticles
  • Such a coated micro-optical layer can not be copied in its optical function by molding, for example galvanic molding.
  • micro-optical layer formed as a lens layer can be any suitable micro-optical layer formed as a lens layer.
  • plastics are usually thermoplastics or reactive systems.
  • reactive systems are: radiation-curing systems, for example UV-curing systems, thermally reactive systems, for example epoxy resin hardener systems, catalytically curing systems, hybrid systems, etc. Die
  • Starting materials may be liquid, semi-solid, pasty or solid. It is also possible to use thermoplastic elastomers. However, inorganic materials such as glass and combinations are also usable.
  • the lens layer may also be colored, for example by the addition of color pigments and / or dyes or may have an intrinsic color.
  • the generation of the microlenses can be carried out according to the prior art by thermal molding (replication), UV replication, printing processes or lithographic processes. It can be provided that the microlenses with at least two
  • the image plane is in the aforementioned parallel beam path in the focal point or near the
  • Patterned areas may be formed in the array having locally different orientation, for example 0 ° and 45 °.
  • the patterns of microlenses could be an additional
  • the respective focal point may lie in different levels of the security element.
  • the microlenses can also have haptic properties.
  • micro-optical systems are used in which the alignment of e.g. Cylindrical lenses are arranged in two areas at 90 ° to each other. If the exposure takes place in the first and second regions with an azimuth of 0 ° to the axis of the respective cylindrical lenses, then in each case tilting about the tilt axes, which are aligned with the longitudinal axes of the respective cylindrical lens in the first and in the second region, only in each case in one area a picture change (picture flip) visible. In the other area, the picture would remain static.
  • a picture change picture flip
  • step c) "defocused" is exposed so that the exposed areas, for example strips, are enlarged, the exposure then takes place, for example, in a certain angle of incidence range
  • Viewing angle range can be realized according to the
  • the security element is relatively tolerant to the position of the photoresist. Some tolerance to the position of the photoresist in relation to the microlens Focal points is essential in that it is certain
  • Gravure printing process may lead to variations in the microlens shape associated with a variation of the position of the focal point.
  • the microoptical layer has two or more microoptical systems arranged next to one another.
  • Micro-optical systems may be arranged in the form of a pattern and / or one or more motifs.
  • the micro-optical layer has two or more micro-optical systems arranged in an xy grid, wherein the x-axis of the xy-grid is arranged under an x-azimuth ( ⁇ ) to the longitudinal side of the carrier substrate and the y-axis is located below a y-azimuth (a q ) to the lateral side of the carrier substrate.
  • micro-optical systems are arranged in a distorted grid.
  • a distorted grid is understood to mean a grid whose longitudinal and transverse rows are not in the form of a straight line
  • Micro-optical systems are designed as ball lenses.
  • the height of the ball lenses can in a first example at a raster period of the array of about 35 ⁇ , a thickness of the formed as a lens layer
  • Micro-optical layer in the range of 20 ⁇ to 25 ⁇ and a
  • a thickness of the lens layer in the range of 50 ⁇ to 60 ⁇ and a total thickness of the lens layer and the carrier substrate of about 70 ⁇ the ball lenses have a height of about 7 ⁇ so flatter trained.
  • the x-azimuth ( ⁇ ) is equal to 90 °.
  • a negative photoresist is applied.
  • the master image is to be formed as a negative image.
  • the positive image and the negative image are characterized by the reversal of the brightness and / or the color of their pixels.
  • a positive photoresist is meant a resist in which the exposed areas are removed after development.
  • a negative photoresist the unexposed areas are removed.
  • the respective design elements are formed as transparent regions, in the case of negative masks the design elements are opaque.
  • the photoresist may be colorless or pigmented and / or colored and / or printed in multiple colors. As colors, dissolved dyes and / or pigments, including special pigments, as in the
  • Security area are used, for example, UV-fluorescent pigments used. Preference is given to pigments with small particle sizes below the layer thickness of the photoresist. Further preferred are so-called nanopigments, ie pigments with particle sizes below 1 ⁇ , preferably below 0.5 ⁇ .
  • the pigments may be inorganic or organic in nature be or mixtures of both. In addition to insoluble pigments and soluble dyes can be used.
  • the photoresist layer can be transparent, semitransparent or opaque, possibly opaque only in certain wavelength ranges. So can the colored
  • Photoresist for example, in the near UV, in which the photoresist is sensitive, be largely transparent, but appear substantially black in the visible wavelength range. It is also possible to use liquid-crystalline materials as the photoresist in which, if appropriate, additional spatial orientations of the liquid-crystalline molecules take place during the exposure process and / or curing process. The orientation of the molecules can e.g. on physical structures such as microstructures and / or by exposure to polarized light.
  • a positive photoresist is applied in process step b). It can also be positive and negative
  • Photoresists are used, e.g. in juxtaposed
  • the exposure can be at the same time or one after the other, if necessary with
  • a microstructure is formed in the lower side of the photoresist facing away from the carrier substrate or in the underside of the image layer facing away from the carrier substrate.
  • the microstructure may, for example, be a hologram, an optical lattice structure or the like.
  • the spacer layer may also have an optical lattice structure.
  • one or more color layers are applied or applied to the image layer.
  • HRI layer Metal layer or an HRI layer is applied to the photoresist or on the image layer.
  • ZnS or ⁇ 2 can be used.
  • image layer is formed as an etching mask and areas of the metal layer or the HRI layer not covered by image areas of the image layer are removed by etching.
  • the image layer is used as a lift-off layer.
  • lift-off describes a method in which the image layer is designed as a mask for detachment of further layers lying above the image layer to be colored lacquer coatings, which are coated flat, and which are structured in a washing process.
  • the image layer has a strongly pigmented and thus porous or slightly uneven lacquer layer which is soluble in a solvent. The image layer is dissolved with a suitable solvent so that the overlying
  • Metal layer as absorber layer, a spacer layer and a reflective metal layer.
  • Such a multilayer structure may in particular be optical viewing angle and / or illumination angle dependent
  • Metal layer and metal layer may also be present in a modified sequence. In this case, a color change effect is visible from the back.
  • the image layer is brought into contact with a transfer layer of a transfer film and the transfer layer is detached from the transfer film and onto the image layer, in particular only at the points where the image layer is located is transmitted.
  • a volume hologram layer is applied to the image layer after method step e). This can be done by a transfer film as described above or by
  • Procedural steps b), c) and e) (i-1) are repeated once, where i is at least 2.
  • the method steps b), c) and e) are carried out with an n-th photoresist (16) formed with an n-th color and / or n-th sensitivity, and that the method steps b) , c) and e) (i-1) times, where i is at least 2.
  • the n photoresists can be applied to the underside of the carrier substrate as n layers arranged at least partially one above the other.
  • the n photoresists are applied to the underside of the carrier substrate as a pattern, in particular as a striped pattern, or else in the form of graphic motifs.
  • the use of an exposure mask can be dispensed with.
  • step c) the exposure is carried out with an n-th exposure intensity.
  • different exposure intensities can influence, for example, the contrast of the partial images formed in the image layer.
  • the image layer is formed from two partial images, that in step c) the exposure is performed with a first incident azimuth, and that in process step d) the exposure with a second incident azimuth, which is different by 90 ° from the first incidence azimuth.
  • the angle of incidence may also vary.
  • Metal layer is removed in the areas not covered by the image layer by etching.
  • the semitransparent metal layer may be formed with a transmittance in the range of 1% to 95%, preferably in the range of 5% to 70%.
  • a layer formed with a microstructure is applied to the underside of the carrier substrate or the underside of the carrier substrate is formed with a microstructure.
  • the image layer is formed from a first and a second image layer, wherein the first image layer has a first partial image and the second image layer has a second partial image such that the process step b) is carried out with a first photoresist that after the process step c) the method step e) is carried out to form the first image layer, and that the following further method steps are carried out:
  • Image layer g) applying a second photoresist to the semitransparent
  • optical structures such as lenses, prisms, trapezoids, etc., are in a compensation medium formed with the optical refractive index of the micro-optical systems;
  • the master image is designed as an electronically controllable display. It can be provided, for example, a transmitted light display, wherein it is possible in a simple manner, in addition to static information to write personalized information in the image layer.
  • personalized information may be embodied as human-readable information and / or as machine-readable information.
  • the electronic control can be provided a computer in which the personalized information is stored or can be entered via an input device. It can further be provided that, in method step c), the parallel light beams projected onto the microoptical layer are passed through filters and / or diaphragms before striking the microoptical layer.
  • Filters may be provided, for example, to spectral components for which the Photoresist is not sensitive to filter out. Filters or diaphragms can be used in particular before and / or after the parallelization of the light. However, it does not necessarily have to be parallel light. Thus, a certain angle of incidence range is allowed or even desired. In the case of cylindrical lenses, this is also dependent on the orientation of the angle of incidence range with respect to the lens axis.
  • a carrier substrate in which the microoptical layer is formed in a first region on the upper side of the carrier substrate, and in which the microoptical layer is formed in a second region on the lower side of the carrier substrate, and that the method steps b) to e) are carried out in the second area as in the first area, with the difference that in the second area the upper side of the carrier substrate forms the underside of the carrier substrate and vice versa.
  • a security element is formed, which can be arranged, for example, in a window of a security document, wherein different optical effects can be formed when viewing the front side and the rear side of the security element. It can also be provided, the window in the
  • the subregions may be formed as elements of a grid.
  • first region and the second region of the carrier substrate overlap one another in an overlapping region.
  • overlap region can be formed in this way, for example, a third security feature.
  • a single-layer or multi-layer adhesive layer is applied to the underside and / or top side of the security element.
  • the bottom and / or top of the security element may also include one or more additional layers, such as e.g. have an adhesive layer and / or a primer layer.
  • the trained according to the method described above security elements can form a variety of optical effects.
  • a morphing effect can be achieved, with a first image being converted to a second image through various stages.
  • the consideration of the security elements 1 can be provided in reflection and / or in transmission.
  • the image layer or image layers can represent a static image on the side remote from the microoptical elements. Subsequent to the production of the image layer, further layers can be completely or partially, for example by printing or by transfer of a
  • Transfer layer of a carrier in particular by hot stamping and / or cold stamping applied.
  • the layers may be metals such as aluminum, HRI layers, colorless or colored (e.g., complementary to the color of the
  • optical structures into the image layer or into additional layers, e.g. by replication (thermal replication or UV replication).
  • optical structures can also be in a
  • Spacer layer are introduced before the image layer is applied.
  • the spacer layer may be a volume hologram layer.
  • micro-optic layer there may be a variety of additional materials between the micro-optic layer and the image layer, for example
  • colored layers full area pigmented layers (security pigments, for example UV fluorescent pigments);
  • HRI layers for example from ZnS.
  • the security elements can be formed with further elements which can serve as movement, in particular as static optical reference points, lines, etc.
  • Other elements could be additional moiré elements, other printed or optically variable or metallic representations that complement or complement the image flip.
  • the illustrated image flip can also be represented by one or more other technologies, for example by an optically variable element.
  • the image flip can be synchronous, asynchronous or inverse.
  • Elements of the image layer can also be used as markers, in particular as register marks and / or control marks for controlling further process steps, in particular for applying further layers and / or elements
  • a hologram a Kinegram®
  • a lens effect a volume hologram
  • security printing a decorative print
  • a decorative print a UV fluorescent pressure
  • IR upconverter IR upconverter
  • OVI pressure Optically Variable Ink
  • Combinations can be arranged side by side. You can also be nested or overlapping. Pixels, data, etc. may be complementary, complementary or repeated in different technologies.
  • the partial images contained in the image layer can be supplemented with further images or information of the security element. Thus, the subpictures of the image layer can deal with printed information outside the
  • Security elements represent an overall picture or overall pictures. In this case, part of the overall picture would be variable in particular by the lenticular flip.
  • Another example would be the combination with an optically variable one
  • the security elements can provide additional functions besides the optical effects, such as machine readability.
  • a lenticular flip or moire magnifier may be machine-readable, with different ones
  • Barcodes or positive / negative barcodes can be displayed. These codes can be used for authentication / verification.
  • the image layer may contain a moire coding, ie one or more images of the image flip may additionally be processed with a moiré analyzer or via an image capture and editing are analyzed.
  • the detection of a moiré effect can also take place from the side facing away from the lenses.
  • a lenticular flip may include moire magnifier information that is analyzed by a second analyzer, with the moiré analyzer positioned over the lens layer.
  • Photoresist micro images with a slightly different pitch (distance of the image repetition) relative to the pitch of the array formed by micro-optical systems preferably the array formed of microlenses, particularly preferably of the microlens grid formed array are generated.
  • this can in particular be a continuous or quasi-continuous
  • Image sequence of the generated fields are generated.
  • enlarged images of the exposed n-th partial images or microimages are thereby produced when the security element is viewed, with preferably moving and / or enlarging and / or reducing and / or opposing and / or rotating design elements being shown when the security element is tilted or rotated ,
  • This is advantageously a 1D or 2D Moire Magnifier effect.
  • the exposure or the projection is carried out such that when viewing the security element of different
  • the micro-optical layer comprises an array formed by microlenses or an array formed by microlens raster and the exposure or the projection is carried out in such a way that the n-th sub-images are distorted as microimages, as in 1 or 2 dimensions Micro images or as parts of micro images are generated, which in particular when viewing the security element from different
  • Security elements produced according to the method described above can be used, for example, in the following security documents or other security products or commercial products:
  • the security elements are suitable for so-called
  • window banknotes can be banknotes with physical openings in the substrate or, for example, polymer banknotes with transparent polymer areas.
  • the security elements 1 can the Cover window area partially or completely, with a viewing in the window area from both the front and the back of the bill in reflection and / or in transmission is possible.
  • the security element can also be constructed directly on the substrate, ie the polymer substrate would represent the carrier substrate.
  • the security element may also be part of a plastic card, wherein the security element is applied to a plastic card or is produced as an embedded and / or integral part of the plastic card.
  • the above-described elements can also be used outside the field of security documents or outside the security area for decorative objects and advertising materials or as functional elements, for example as components of displays, light pipe and
  • the security elements are particularly suitable for products with so-called see-through elements such. Window bills, security thread applications for banknotes and / or documents with transparent areas etc.
  • Fig. 1 is a Pnnzipdar ein of the structure and the function of a method according to the first method of the invention
  • Fig. 5.1 shows the process step in Fig. 4.4 in a schematic
  • FIG. 5.2 shows the process step in Fig. 4.6 in a schematic
  • Fig. 7.1 shows a first embodiment of an embodiment of the in
  • Fig. 7.2 shows a second embodiment of an embodiment of the method steps shown in Fig. 6.3 and 6.4 used exposure device in one
  • Fig. 7.3 shows a third embodiment of an embodiment of the in
  • Fig. 6.3 and 6.4 process steps used exposure device in one
  • Fig. 1 1 .1 to 1 1 .7 process steps of a fifth embodiment of the method according to the invention in schematic
  • Fig. 12 is a positive mask in a schematic representation; 13 shows a negative mask in a schematic representation;
  • FIGS. 15a and 15b show a second embodiment of a mask
  • FIG. 17a to 17c a fourth embodiment of a mask
  • 18a to 18c a first embodiment of an aperture layer
  • 19 shows a second embodiment of an aperture layer
  • FIG. 20 shows a third embodiment of a diaphragm layer
  • FIG. 21 shows a fourth embodiment of an aperture layer
  • FIG. 22 shows a fifth embodiment of an aperture layer
  • FIG. 23 shows a sixth embodiment of a diaphragm layer
  • FIG. Fig. 24 shows a seventh embodiment of an aperture layer
  • Fig. 25 shows a sixteenth embodiment of a
  • Fig. 26 shows a seventeenth embodiment of a
  • Fig. 27 shows a first embodiment of a
  • Fig. 29 shows a third embodiment of a
  • Fig. 33 shows a seventh embodiment of a
  • Fig. 34 shows an eighth embodiment
  • Fig. 35 shows a ninth embodiment of a
  • Fig. 36 shows a tenth embodiment of a
  • a security element 1 comprising a micro-optical layer 1 1 formed as a lens layer 11, a carrier film 13 and an image layer
  • the lens layer 1 11 is arranged on the upper side of the carrier film 13.
  • the lens layer 1 11 has a plurality of microlenses 12, which in a
  • Grid are arranged adjacent to each other.
  • the microlenses 12 are not individually recognizable with an unaided eye from a viewing distance of about 250 mm, when the grid period is less than about 300 ⁇ . In the embodiment shown in Fig. 1, the grid period is about 35 ⁇ .
  • the microlenses 12 are formed in the embodiment shown in FIG. 1 as cylindrical lenses or as spherical lenses or as ball lenses, which are arranged on the surface of the lens layer 11 1.
  • the microlenses 12 may also be designed as aspherical lenses.
  • the image layer 14 is arranged on the lower side of the carrier film 13 and lies in the image plane of the microlenses 12. The image plane lies at the focal point or near the focal point of the microlenses 12.
  • the image layer 14 comprises two partial images 141 and 14r in the embodiment shown in FIG for the case of cylindrical lenses are rastered into strip-shaped image sections 141a and 14lr, wherein the image sections 141a and 14lr are arranged alternately and register-accurately under the microlenses 12.
  • "points" are created under the lens, which line up
  • Image sections 141a and 14lr have a width of typically less than 17.5 ⁇ , in particular a width of 3 ⁇ to 10 ⁇ at said screen period of 35 ⁇ .
  • Image areas may also have positions where none of the images are visible.
  • the tilting axis does not have to be exactly aligned with the image sections in order to recognize a picture change. Thus, even with significant deviations, for example, with an angular deviation of 30 °, a picture change visible.
  • the partial image 141 shows star-shaped symbols, the partial image 14r a portrait.
  • Security elements are referred to as a lenticular flip or image flip.
  • the sub-images 141 and 14r are macro images, i. H. the
  • Fields 141 and 14r are the same or nearly the same size as the fields visible in the observation.
  • the dimensions of the layer structure are dependent on the optical design of the lenses and the optical properties of the spacer layer.
  • the optical refractive indices of the materials used are an essential parameter.
  • a thickness of the lens layer 1 11 in the range of 20 ⁇ to 25 ⁇ and a total thickness of the lens layer 11 and the carrier film 14 in the range of 35 ⁇ to 40 ⁇ have the microlenses 12 a height from about 12 ⁇ on.
  • a thickness of the lens layer 11 1 in the range of 50 ⁇ to 60 ⁇ and a total thickness of the lens layer 11 and the carrier film 14 of about 70 ⁇ have the
  • Microlenses 12 a height of about 7 ⁇ on.
  • Fig. 2.1 shows a first embodiment of the lens layer 1 11.
  • Lens layer 11 has cylindrical lenses 12z formed as microlenses whose longitudinal axes are aligned with the tilt axis 1 a.
  • Fig. 2.2 shows a second embodiment of the lens layer 1 11. Die
  • Lens layer 1 11 has 12k formed as spherical lenses microlenses, which are arranged in adjacent longitudinal rows and transverse rows, the longitudinal axes of the transverse rows with the tilt axis 1 a are aligned.
  • Fig. 2.3 shows a third embodiment of the lens layer 1 11. Die
  • Lens layer 1 11 is like the lens layer described in Fig. 1 11 11, with the difference that the longitudinal axes of the adjacent transverse rows 12r with the tilt axis 1 a an azimuth a q include, and that the longitudinal axes of the adjacent longitudinal rows 121 with the Tilting axis 1 a include an azimuth ⁇ .
  • the azimuth denotes one
  • Variation width of the azimuth is of importance in cases where more complex lens shapes or lens arrays are used.
  • FIGS. 3.1 to 3.5 show, in one exemplary embodiment, a method for forming the lens layer 1 11 arranged on the carrier film 13.
  • the method is described below as a roll-to-roll method.
  • Alternative methods are, for example, roll-to-sheet processes or sheet-to-sheet processes.
  • Also possible is a one-off production of the security elements.
  • Fig. 3.1 shows a first process step in which the carrier film 13 is provided.
  • the carrier film 13 can be a film made of a thermoplastic, for example polyethylene,
  • the thickness of the carrier film typically ranges from 6 ⁇ to 200 ⁇ , preferably from 12 ⁇ to 50 ⁇ , more preferably from 16 ⁇ to 36 ⁇ .
  • Fig. 3.2 shows a second process step in which the top of the
  • Carrier film 13 is coated with a replication layer 15 made of a UV-curing lacquer.
  • the coating can be carried out in a coating station, at which the carrier film 13 is guided past.
  • the coating can be made from a solution or solvent-free, possibly at elevated temperatures.
  • Between layers 1 1 and 13 it is also possible to provide further optional single-layer or multi-layer layers, for example a primer layer or a barrier layer or barrier layer.
  • FIG. 3.3 shows a third method step in which an embossing stamp 15s is pressed onto the replication layer 15.
  • the underside of the stamping die 15s facing the replication layer 15 has a surface structure which corresponds to the negative of the surface structure of the lens layer 11.
  • Embossing stamp 15s is designed as a stamping roller, wherein the with the
  • Replizier Anlagen 15 coated carrier film 13 is pressed with a pressure roller to the embossing roller.
  • FIG. 3.4 shows a fourth method step, in which the embossed replication layer 15 arranged on the carrier film 13 is guided past a UV radiation source, so that the replication layer cures to the lens layer 11.
  • the UV exposure can also from the support side through the
  • Carrier film 13 done.
  • Another variant is a UV exposure during the embossing process, i. while the dies 15s and the
  • Replicating layer 15 are in contact so that the structure of the stamping die 15s is molded into the replication layer 15.
  • the embossing die 15s may be flat, half-round or round, depending on the method used.
  • the UV exposure can also be carried out under a protective gas atmosphere.
  • a protective gas atmosphere e.g. a nitrogen atmosphere or an argon gas atmosphere over the
  • Replication layer 15 is generated to largely exclude oxygen during exposure. In the exposure process also certain effects can be precompensated.
  • the final product could be used on a curved surface.
  • the replication layer 15 would be guided on a curved surface during the exposure process.
  • the precompensation can be done by adjusting the local
  • FIG. 3.5 shows a fifth method step in which the carrier film 13 coated with the lens layer 11 is present as a semi-finished product which is wound on a take-up drum in accordance with the above-described roll-to-roll method. It may also be provided that the replication layer 15 as a
  • the replication layer is preferably thermoplastic plastics or paints. Thermoplastic elastomers can also be used.
  • lens layer 11 onto the carrier film 13. It can further be provided that the lens layer 1 11 is integrally formed with the carrier film 13 and that the lens layer 11 is embossed into the carrier film 13. Alternatively, a separately prepared lens layer with already configured lenses can be applied to the carrier film, for example by means of gluing.
  • FIGS. 4.1 to 4.8 show a first embodiment of the first embodiment
  • FIGS. 4.1 to 4.8 are schematic sectional views, with layers being shown in each case as a rectangular area for a better overview.
  • FIG. 4.1 shows a first method step in which the carrier foil 13, on the upper side of which the lens layer 11 is formed, is provided. The structure of the lens layer 11 is described above.
  • FIG. 4.2 shows a second method step in which a photoresist 16 is applied to the underside of the carrier film 13.
  • Typical starting materials for photoresists 16 are, for example, polymethyl methacrylate, novolak,
  • photoresists 16 typically contain a photosensitive component. Water-soluble photoresists 16 can also be used.
  • the process steps of applying the photoresist 16 and the introduction or introduction of the microlenses can also in a changed order or also take place simultaneously.
  • the coating with the photoresist 16 can take place over the whole area or part of the area.
  • the photoresist may be applied in the form of a pattern or in the form of one or more motifs. Processes are coating or printing from solution (solvent-containing, aqueous
  • Positive photoresists 16 and / or negative can be used
  • the photoresist 16 can be colorless or pigmented and / or colored and / or printed in multiple colors.
  • colors are dissolved dyes and / or pigments, and special pigments, such as those used in the security field, for example, UV-fluorescent pigments used.
  • Preference is given to pigments with small particle sizes below the layer thickness of the photoresist 16.
  • nanopigments i. Pigments with particle sizes below 1 ⁇ preferably below 0.5 ⁇ .
  • the pigments may be inorganic or organic in nature or mixtures of both. In addition to pigments and soluble dyes can be used.
  • the photoresist 16 may be transparent, semitransparent or opaque, possibly opaque only in certain wavelength ranges.
  • the colored photoresist may be substantially transparent in the near UV, where the photoresist is sensitive, but appear substantially black in the visible wavelength range.
  • liquid-crystalline materials as photoresists in which, if appropriate, additional spatial orientations of the liquid-crystalline molecules take place during the exposure process or hardening process.
  • the orientation of the molecules can be formed, for example, on physical structures such as microstructures and / or by exposure by means of polarized light.
  • the photoresists 16 may be applied colorless or monochrome or multicolor. They can also be applied in the form of one or more patches.
  • the patch shape may also represent a motif and / or a pattern, for example, a country contour and / or be interrupted, for example, be formed strip-shaped.
  • Photoresists 16 can also be applied in multiple layers. The layers may have different shapes and / or properties.
  • Figs. 4.3 and 4.4 show a third process step, in which the
  • Lens layer 1 11 a first formed as a picture mask master image 141m is placed ( Figure 4.3) and the photoresist 16 with parallel light rays at a first angle of incidence ßi, which is equal to a first
  • Fig. 5.1 shows the third process step in plan view.
  • the master image 141m may be formed as a positive mask (see FIG. 12) or as a negative mask (see FIG. 13).
  • Figs. 4.5 and 4.6 show a fourth process step, in which the
  • Lens layer 1 1 is a second formed as a picture mask master image 14rm is placed ( Figure 4.5) and the photoresist 16 with parallel light rays under a second angle of incidence ⁇ r , which is equal to a second viewing angle, through which the lens layer 11 is exposed (FIG. 4.6). By the exposure, a second latent field is formed in the photoresist 16.
  • Fig. 5.2 shows the fourth process step in plan view.
  • the angle ß r can also be 0 °.
  • Exposure device 17 is generated.
  • the exposure device 17 comprises a radiation source 171 and a projection objective 17o.
  • the radiation source 171 is a lamp which emits light in the UV-near range or in the UV range. The wavelength of the light is tuned to the properties of the photoresist 16.
  • the radiation source 171 is arranged at the focal point of the projection objective 17o, so that parallel light beams exit from the projection objective 17o.
  • Figs. 4.7 and 4.8 show a fifth process step in which the exposed photoresist 16 is developed to the image layer 14.
  • Figs. During development for example, the unexposed areas of the photoresist 16 are removed, for example by washing with a solvent.
  • the exposed areas of the photoresist 16 are chemically altered by the action of the light rays so that their solubility is lower than the solubility of the exposed areas.
  • Typical developer solutions are, for example, alkali-containing solutions. Thereafter, residues of the developer solution in corresponding aftertreatment processes, eg washing with
  • Removal of the photoresist may be assisted by sponges, brushes, high pressure nozzles, etc.
  • Developer solutions can also be used organic solutions or solvents. There are also photoresists which essentially use water as developer solutions. Aggregates in the developer solution, such as isopropanol, serve to better wetting the photoresist.
  • the image layer 14 comprising the sub-images 141 and 14r is shown.
  • an additional UV exposure possibly also at a different wavelength, can take place in order to further harden the image layer 14.
  • Post-curing may also be effected by means of electron beam radiation (e-beam) and / or via a chemical crosslinker and / or by aftertreatment at elevated temperatures. It is also possible to apply another layer beforehand in order to cure them together or to achieve a better bond between the layers.
  • FIGS. 14a to 14c show suitable master images which are designed as positive masks.
  • 14a shows a first master image 141m
  • FIG. 14b shows a second master image 14mnn
  • FIG. 14c shows a third master image 14rm.
  • the master images 141m, 14mm and 14rm are each exposed from different angles. When viewing a security element formed in this way, three subpictures appear in succession whose motifs are symbolized by the letters A, B, C, which are visible only at the associated tilt angle.
  • Figs. 15a and 15b show another embodiment of master images 141m, 14rm.
  • Figs. 15a and 15b show another embodiment of master images 141m, 14rm.
  • Figs. 16a to 16c show an embodiment which is like the embodiment described in Figs. 14a to 14c is formed, with the difference that when viewing a thus formed security element
  • Figs. 17a to 17c show an embodiment which is like the embodiment described in Figs. 14a to 14c is formed, with the difference that when viewing a thus formed security element
  • Figs. 6.1 to 6.6 show a second embodiment of the first method according to the invention, in which the image layer 14 in a
  • FIGS. 6.1 to 6.6 are schematic sectional views, with layers being shown in each case as a rectangular area for a better overview.
  • FIG. 6.1 shows a first method step in which the carrier foil 13, on the upper side of which the lens layer 11 is formed, is provided. The structure of the lens layer 11 is described above.
  • FIG. 6.2 shows a second method step in which a photoresist 16 is applied to the underside of the carrier film 13.
  • FIG. 6.3 shows a third method step, in which a first master image 141m is transmitted to the lens layer 11 by a parallel projection and focused onto the photoresist 16 by the microlenses 12 of the lens layer 11.
  • the projection beams strike the lens layer 11 at a first angle of incidence ⁇ i, which is equal to a first viewing angle.
  • the exposure forms a first latent field in the photoresist 16.
  • FIG. 6.4 show a fourth method step in which a second master image 14rm is transmitted to the lens layer 11 by a parallel projection.
  • the projection beams pass through the lens layer 11 at a second angle of incidence ⁇ r which is equal to a second viewing angle.
  • ⁇ r which is equal to a second viewing angle.
  • Exposure device 17 is generated.
  • the exposure device 17 comprises a Radiation source 171, a condenser 17k, a receptacle 17a for the
  • Radiation source 171 is, for example, a lamp which emits light in the UV-near range or in the UV range. The wavelength of the light is tuned to the properties of the photoresist 16.
  • the master image 141m, 14rm which may include one or more images, patterns, etc., is projected out of the position of the projection lens 17o from a defined position relative to the lens layer 11, the projection lens 17o and the microlenses 12 forming an optical system in which a parallel beam path is formed between the projection objective 17 o and the microlenses 12. Both a 1: 1 image and an enlargement and / or reduction of the master image 141m, 14rm can take place.
  • the pitch of the array formed from microlenses 12 more preferably to the pitch of the array formed by a microlens grid can be generated.
  • a continuous or quasi-continuous image sequence of the generated partial images 141, 14r can be produced. In particular, this will be when viewing the
  • Security elements 1 enlarged images of the exposed n-th partial images 141, 14r or micro images generated, wherein when tilting or rotating the Security elements 1 are preferably moving and / or enlarging and / or reducing and / or opposing and / or rotating
  • the exposure or the projection is performed such that when looking at the security element 1 from different
  • the master image 141m, 14rm may be formed as a mask.
  • the mask may for example consist of a metallic aperture with recesses or of a film material which has been blackened accordingly. interesting is the use of masks with partial images in which the respective
  • Partial images have a selective permeability to certain
  • Wavelengths for example, a permeability to UV-A and UV-B.
  • a selective exposure can take place from different angles.
  • the advantages are the use of only one exposure mask or the registration of the two images.
  • Register or register or register accuracy or registration accuracy is to be understood as a positional accuracy of two or more elements and / or layers relative to one another.
  • the register accuracy move within a given tolerance and be as small as possible.
  • register accuracy of multiple elements and / or layers to each other is an important feature in order to increase process reliability.
  • the positionally accurate positioning can in particular by means of sensory, preferably optically detectable registration marks or
  • Register marks take place. These register marks or register marks can either represent special separate elements or regions or layers or themselves be part of the elements or regions or layers to be positioned.
  • master images 141m, 14rm can be black and white representations
  • Grayscale images color images, images with regions of different UV absorption ("color image” in the UV region), halftone images, etc. It is also possible to produce three-dimensional images that convey, for example, a depth effect of a displayed object.
  • Fig. 7.3 shows an exposure device 17, which like the in Fig. 7.2
  • the display 17d can be designed, for example, like a display known from laser projectors.
  • the display 17d enables the introduction of individualized information into the photoresist or into the image layer. Examples of individualized
  • the radiation source 171 may be formed as a laser, so that the laser beam can be deflected suitable and can be modulated in intensity, for example, on and off can be modulated.
  • a polarizer can be located in the beam path, by means of which linearly or circularly polarized light can be generated.
  • the condenser 17k uniformly illuminates the master image 141m, 14rm arranged in the receptacle 17a.
  • the master image 141m, 14rm is arranged with respect to the projection lens 17o so that the master image 141m, 14rm is projected onto the lens array in a limited angular range.
  • FIGS. 6.5 and 6.6 show a fifth method step which corresponds to the method step described above in FIGS. 4.7 and 4.8.
  • the image layer 14 comprising the sub-images 141 and 14r is shown. It is also possible to use a line exposure or a
  • Line arrays as exposure unit are understood to mean an exposure unit in which the exposure is over a very narrow area
  • Exposure line is done. This can be done by exposure by means of a gap.
  • the gap is in this case carried out over the surface to be exposed and / or the surface to be exposed below the line gap.
  • a row gap e.g. a metallic aperture can be used.
  • a line imagesetter can also be an array of juxtaposed UV diodes, a so-called array, are used.
  • the line array preferably with high resolution, can be moved during the exposure over the area to be exposed.
  • Single exposure elements in the line array correspond to a resolution of 600 dpi to 3600 dpi.
  • the area to be exposed moves below the line array. The latter is particularly advantageous in roll-to-roll processes.
  • Figs. 8.1 to 8.12 show a third embodiment of the
  • FIGS. 8.1 to 8.12 are schematic sectional views, with layers being shown in each case as a rectangular area for a better overview.
  • FIG. 8.1 shows a first method step in which the carrier foil 13, on whose upper side the lens layer 11 is formed, is provided.
  • the structure of the lens layer 11 is described above.
  • FIG. 8.2 shows a second method step in which a semitransparent metal layer 18 ms is applied to the underside of the carrier film 13, for example by vapor deposition.
  • FIG. 8.3 shows a third process step in which a photoresist 16 is applied to the semitransparent metal layer 18ms.
  • FIG. 4 shows a fourth method step in which a first master image 141m is transmitted to the lens layer 11 by a parallel projection and focused onto a first photoresist 16 by the microlenses 12 of the lens layer 11.
  • the projection beams strike the lens layer 11 at a first angle of incidence ⁇ i which is equal to a first viewing angle.
  • the exposure forms a first latent field in the first photoresist 16.
  • Figures 8.5 and 8.6 show a fifth process step in which the exposed first photoresist 16 is developed into a first image layer 141 formed as an etching mask, as described above. In Fig. 8.6, the first image layer 141 formed of image portions 141a is shown.
  • FIG. 8.7 shows a sixth method step, in which the semitransparent metal layer 18 ms is patterned by means of etching, as a result of which the non-
  • Pixels of the first image layer 141 covered areas of
  • Metal layer to be removed 18ms As the etching medium, e.g. an aqueous lye are used.
  • FIG. 8.8 shows a seventh method step in which a second photoresist 16 is applied to the first image layer 141.
  • FIG. 8.9 shows an eighth method step in which the lens layer 11 is covered by a compensation layer 11k.
  • the compensation layer 1 1 k has the same or approximately the same optical refractive index, in particular with a refractive index difference of at most 0.2, as the microlenses 12 of the lens layer 1 1, so that the optical effect of the microlenses 12th
  • the compensation layer 1 1 k may be, for example, a liquid.
  • Fig. 8.10 shows a ninth process step in which the first image layer 141 acts as an image mask.
  • parallel projection beams are perpendicular to the first image layer 141, expose the second photoresist 16 under the first image layer 141, and form a latent field. It is also possible to deposit with a translucent colored layer, in particular followed by a
  • the compensation layer 1 1 k is removed again from the lens layer 11.
  • Fig. 8.1 1 and 8.12 show an eleventh process step in which the latent image formed in the second photoresist 16 is made into a flat surface
  • Image stripe 14a formed second image layer 14r is developed.
  • the image strips 14ra are visible over a very large angle range (permanently).
  • FIGS. 10.1 to 10.8 show a fourth embodiment of the invention
  • the method steps illustrated in FIGS. 10.1 to 10.8 are designed like the method steps described in FIGS. 4.1 to 4.8, with the difference that the exposure of the photoresist 16 is effected by a micro-optical system designed as an aperture layer 11b.
  • the diaphragm layer 1 1 b may be constructed of alternating transparent and opaque or partially opaque areas. In the simplest case, it may be line grids, e.g.
  • FIG. 18a to 18c show embodiments for diaphragm layers 1 1 b with line grid, wherein the directional arrows shown in the figures, the
  • Fig. 18a the line grid is arranged perpendicular to the tilting direction, in Fig. 18b obliquely to the tilting direction and in Fig. 18c parallel to the tilting direction.
  • Fig. 19 shows an embodiment of the diaphragm layer 1 1 b, in which the line grid is formed of two sections which enclose an obtuse angle with each other, as shown in Fig. 19.
  • Fig. 20 shows an embodiment of the diaphragm layer 1 1 b, wherein the line grid is formed of two sections, which are arranged at a right angle to each other.
  • Fig. 21 shows an embodiment of the diaphragm layer 1 1 b, in which the line grid is S-shaped.
  • Fig. 22 shows an embodiment of the diaphragm layer 1 1 b, in which the line grid is interrupted by oblique line-shaped sections.
  • Fig. 23 shows an embodiment of the diaphragm layer 1 1 b, in which the line grid is interrupted by oblique line-shaped sections and alternately lines of the line grid are interrupted.
  • FIGS. 18a to 24 cylindrical lenses with an analog arrangement can also be used.
  • Fig. 24 shows an embodiment of the diaphragm layer 1 1 b, in which the line grid has a star-shaped boundary, which is perceptible by a viewer as a star-shaped symbol.
  • 1 1 .1 to 1 1 .7 show a fifth embodiment of the
  • FIG. 11 shows a first method step in which a carrier foil 13, on whose upper side a lens layer 11 is formed, is provided.
  • the structure of the lens layer 11 is described above.
  • Fig. 11 shows a second process step in which a photoresist 15 is applied to the underside of the carrier film 13, e.g. is applied in the form of a field or a pattern in a defined area.
  • the application may e.g. by means of a printing process or by transfer from a carrier by means of hot stamping or cold stamping.
  • the process steps of applying the photoresist 15 and the introduction or introduction of the microlenses of the lens layer 11 can also take place in a changed sequence or simultaneously. Positive photoresists and / or negative photoresists can be used.
  • the photoresist 15 may be colorless or pigmented and / or colored and / or printed in multiple colors.
  • colors are dissolved dyes and / or pigments, and special pigments, such as those used in the security field, for example, UV-fluorescent pigments used.
  • Preference is given to pigments with small particle sizes below the layer thickness of the photoresist 15.
  • nanopigments ie pigments with grain sizes below 1 ⁇ preferably below 0.5 ⁇ .
  • the pigments may be inorganic or organic in nature or mixtures of both. In addition to pigments and soluble dyes can be used.
  • the photoresist 15 may be transparent, semitransparent or opaque, possibly opaque only in certain wavelength ranges.
  • a colored photoresist 15 may be substantially transparent in the near UV, where the photoresist 15 is sensitive, but appear substantially black in the visible wavelength range.
  • liquid-crystalline materials as photoresists 15 in which additional spatial orientations of the liquid-crystalline molecules may additionally take place during the exposure process or hardening process.
  • the orientation of the molecules can e.g. on physical structures such as e.g. Microstructures and / or also be formed by exposure by means of polarized light.
  • the photoresists 15 can be applied colorless or monochrome or multicolor.
  • FIG. 11 shows a third process step in which the photoresist 15 is exposed through the lens layer 11 with parallel light beams at a first angle of incidence ⁇ i equal to a first viewing angle. By the exposure, a first latent field is formed in the photoresist 15.
  • ⁇ i a first angle of incidence
  • FIG. 11 shows a third process step in which the photoresist 15 is exposed through the lens layer 11 with parallel light beams at a first angle of incidence ⁇ i equal to a first viewing angle.
  • a first latent field is formed in the photoresist 15.
  • all suitable methods for generating parallel light or nearly parallel light can be used. This also includes the use of lasers or laser diodes, possibly in combination with suitable optics.
  • 1 1 .4 shows a fourth method step, in which the exposed photoresist 15 is developed into a first partial image 141 and optionally optionally a fifth method step in which a further photoresist 15 is applied.
  • the further photoresist 15 is applied to the underside of the carrier sheet 13, e.g. applied in the form of another field or a pattern in a defined area.
  • the further photoresist 15 can be applied in addition to the first partial image 141, partially overlapping or congruent. In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 10.4, the further photoresist 15 is applied next to the first partial image 141.
  • FIG. 11 shows a sixth process step in which the further photoresist 15 is exposed through the lens layer 11 with parallel light beams at a second angle of incidence ⁇ r which is equal to a second viewing angle. As a result of the exposure, a second latent partial image is formed in the further photoresist 15.
  • FIG. 11 shows a seventh process step in which the exposed further photoresist 15 is developed into a second partial image 14r.
  • the sixth and seventh process steps can be repeated several times.
  • FIG. 11 shows a variant in which the second partial image 14r partially covers the first partial image 141.
  • FIGS. 9.1 to 9.15 show further exemplary embodiments of security elements 1 which can be produced by the above-described methods and / or by varying the above-described methods.
  • FIGS. 9.1 to 9.15 are schematic sectional views, with layers being shown in each case as a rectangular area for a better overview.
  • the security elements 1 may be formed on their underside with a single-layer or multi-layer adhesive layer (not shown in FIGS. 9.1 to 9.15).
  • the underside of the security element 1 shown in Figs. 9.1 to 9.13 may also include one or more additional layers such as e.g. a single or multi-layer adhesive layer and / or
  • the security element on the underside of an additional single-layer or multi-layer protective layer for example in the form of a PET film have. This can be glued or laminated.
  • the protective layer may have an additional one- or multi-layer adhesive layer on the outside.
  • Fig. 9.1 shows a security element 1, in which the image layer 14 is covered by a color layer 18f.
  • the ink layer 18f may be printed, for example.
  • the color layer 18f may be, for example, translucent or opaque and / or multicolored and / or be UV-active. Particularly preferred are opaque layers or opaque and scattering layers.
  • the coloring layer 18f is among a plurality of when viewed through the lens layer
  • a security element 1 in which the image layer 14 is covered by a reflection layer 18r.
  • a reflection layer 18r a metal layer and / or an HRI layer may be provided.
  • a structuring of the reflection layer 18 r after the application of the reflection layer 18 r, a structuring of the
  • Reflection layer 18r be provided in register with the image layer 14, whereby the color effect is enhanced.
  • the structuring can be done by known methods.
  • FIG. 9.3 shows a security element 1 in which a multilayer structure is applied to the image layer 14. In that shown in Fig. 9.3
  • the multilayer structure comprises a semitransparent metal layer 18mt as absorber layer, a spacer layer 18a and a reflective layer 18r.
  • the semitransparent metal layer 18mt is disposed on the lower surface of the image layer 14. In the thus formed
  • Security element 1 is visible as a background color change effect.
  • the two image layers 141 and 14r may have different colors. It is also possible to apply the two photoresists in a strip grid, to jointly expose and develop.
  • Fig. 9.5 shows a security element 1, which is formed like the security element shown in Fig. 9.4, with the difference that the two photoresists 16 are formed with different sensitivity.
  • the first photoresist 16 may be formed with a higher sensitivity than the second photoresist 16.
  • mixed colors for example the mixed color magenta from the colors red and blue.
  • the security element is mounted on a substrate or product, e.g. a security document, with a horizontal or
  • FIG. 9.6 shows a security element 1, in which a microstructure 13s is molded into the underside of the carrier foil 13.
  • the microstructure 13s may also be incorporated in a further layer applied to the carrier film 13.
  • the microstructure 13s can form different optical effects,
  • the image layer 14 is coated with a reflective layer 18r.
  • the coating can optionally be provided.
  • Fig. 9.7 shows a security element 1, in which a semitransparent
  • Metal layer 18ms is arranged on the underside of the carrier film 13, wherein the metal layer 18ms has been partially demetallized after the formation of the image layer 14 formed as an etching mask.
  • the security element 1 thus has a metallically coated image layer 14 from the viewing side.
  • an additional additional layer 18ms is arranged on the back of the image layer 13, wherein the metal layer 18ms has been partially demetallized after the formation of the image layer 14 formed as an etching mask.
  • the security element 1 thus has a metallically coated image layer 14 from the viewing side.
  • an additional metal layer 18ms is arranged on the underside of the carrier film 13, wherein the metal layer 18ms has been partially demetallized after the formation of the image layer 14 formed as an etching mask.
  • Color layer may be applied to increase the contrast and / or to create colored areas. It is also possible to deposit with a second, e.g. differently colored with a translucent colored lacquer layer colored metal layer analogous to the embodiment described in Fig. 8.7.
  • Fig. 9.8 shows a security element 1, wherein the back of the
  • Security element 1 is formed by a structured metal layer 18m.
  • the structured metal layer 18m has removed areas in the lift-off process which are congruent with the structured image layer 14.
  • the image layer 14 was vapor-deposited with the metal layer 18m, and then the image layer 14 was removed in the exposed areas in the lift-off process,
  • a positive photoresist was used.
  • the structured metal layer 18m may be deposited with a color layer. It is also possible to deposit with a translucent colored layer, in particular followed by a metal layer, in order to produce the effect of a colored reflection layer.
  • FIG. 9.9 shows a security element 1 in which a transfer layer 18u of a transfer film is arranged on the image layer 14.
  • the image layer 14 is formed as a thermocouple, which after heating with the on the
  • Transfer film trained transfer layer 18u is brought into contact and after cooling, the transfer layer adheres to the image layer by means of the thermo-slider. Then, the security element 1 is peeled off from the transfer film, wherein the bonded to the image layer 14 areas of the transfer layer 18u are deducted.
  • the security element 1 a large variety of designs is possible. Thus, for example, a continuous color gradient or a true color image can be formed, or optical structures can be transferred to the image layer 14.
  • FIG. 9.10 shows a security element 1 in which a volume hologram 18v is arranged on the image layer 14.
  • 9.1 shows a security element 1 in which a partially metallized layer 18mp is arranged between the lower side of the carrier film 13 and the colored image layer 14.
  • the security element 1 forms a flip color metal. The effect can be achieved by tilting the security element 1 or through
  • Rotation by 180 ° occur. It can be formed a continuous transition metal / color in an exposure.
  • a flip metal / color can be formed by two exposures and structuring.
  • Continuous transition an exposure and use of the colored photoresist in one area as a color and in the other area for further structuring of the previously partially generated metal layer.
  • FIG. 9.12 shows another security element 1, which was produced according to the method described above in FIGS. 8.1 to 8.12.
  • FIG. 9.13 shows a security element 1 in which a functional layer 18v is arranged below the carrier film 13, on the side facing away from the carrier film 13 a multilayer image layer comprising a first image layer 14, a reflection layer 18r and a second image layer 14 '.
  • Fig. 9.14 shows a security element 1, which is designed as the security element described in Fig. 1, with the difference that the
  • Security element 1 has a first region, as shown in FIG. 1
  • the security element 1 has a second region which is formed in mirror image to the first region.
  • the lens layer 11 is on the underside of the
  • the image layer 14 is arranged on the upper side of the security element 1.
  • the security element 1 can be arranged, for example, in a window of a security document, wherein when viewing the front and the back of the security element 1 different optical effects can be formed. It may also be provided to configure the window in the security document 1 so that it only releases the view of the second area.
  • the first and / or the second area may have unconnected portions.
  • the subregions may be formed as elements of a grid.
  • Fig. 9.15 shows a security element 1, which was produced by combining two security elements according to Fig. 4.8 and Fig. 9.1. The preparation can be done, for example, by laminating the two
  • FIGS. 25 and 26 show security elements 1, in which the microoptical layer is formed as a prism layer 1 1 p, wherein the prism layer in FIG. 26 is trapezoidal in cross section.
  • FIGS. 9.1 to 9.15, 25 and 26 can form a variety of optical effects, wherein it is also possible to form combinations of the security elements shown in FIGS. 9.1 to 9.15 and 25 and 26.
  • a morphing effect can be achieved wherein a first image is converted to a second image through various stages.
  • the consideration of the security elements 1 can be provided in reflection and / or in transmission.
  • the image layer or image layers can represent a static image on the side remote from the microoptical elements.
  • further layers may be wholly or partially, e.g. by printing or by transferring one
  • Transfer layer of a carrier in particular by hot stamping and / or cold stamping applied.
  • the layers may be metals such as aluminum, HRI layers, colorless or colored (e.g., complementary to the color of the
  • Colored image layer 14 one or more layers of plastic layers
  • optical structures into the image layer or into additional layers, e.g. by replication (thermal replication or UV replication).
  • optical structures can also be in a
  • Spacer layer are introduced before the image layer is applied.
  • the spacer layer may be a volume hologram layer. Between the lens layer 1 1 and the image layer 14, a variety of additional materials may be present, for example
  • - pigmented layers security pigments, for example UV fluorescent pigments
  • the security elements can be formed with further elements which can serve as movement, in particular as static optical reference points, lines, etc.
  • Other elements could be additional moiré elements, other printed or optically variable or metallic representations that complement or complement the image flip.
  • the illustrated image flip can also be represented by one or more other technologies, for example by an optically variable element.
  • the image flip can be synchronous, asynchronous or inverse.
  • Elements of the image layer can also be used as markers, in particular as register marks and / or control marks for controlling further process steps, in particular for applying further layers and / or elements
  • decorative elements for example, as a hologram, a Kinegrann®, a lens effect, a volume hologrman, security printing, a decorative print, a UV fluorescence print
  • Upconverter IR Upconverter
  • OVI Optically Variable Ink
  • machine detectable pigments 3rd line features
  • the combinations can be arranged next to each other. They can also be nested or overlapping. Picture elements as well as included data etc. can
  • the partial images contained in the image layer can be supplemented with further images or information of the security element 1.
  • the sub-images of the image layer can be printed or printed with information outside the security element 1 an overall image or overall images. In this case, part of the overall picture would be variable in particular by the lenticular flip.
  • Another example would be the combination with an optically variable one
  • the colors of the optically variable color occurring at different viewing angles could be visible synchronously with the colors of the lenticular flips.
  • the security elements can provide additional functions besides the optical effects, such as machine readability.
  • a lenticular flip or moire magnifier may be machine-readable, with different ones
  • Barcodes or positive / negative barcodes can be displayed. These codes can be used for authentication / verification.
  • the image layer 14 may include moire coding, i.
  • One or more images of the image flip can additionally be analyzed with a moiré analyzer or via image acquisition and processing.
  • the detection of a moiré effect can also take place from the side facing away from the lenses.
  • a lenticular flip may include moire magnifier information that is analyzed by a second analyzer, with the moiré analyzer positioned over the lens layer.
  • the security elements are suitable for so-called
  • window technology documents with transparent areas for transmitted light viewing and / or front and back viewing can be banknotes with physical openings in the substrate or, for example, polymer banknotes transparent polymer areas.
  • the security elements 1 can partially or completely cover the window area, wherein viewing in the window area from both the front and the back of the banknote in reflection and / or in transmission is possible.
  • the security element can also be constructed directly on the substrate, ie the polymer substrate would represent the carrier substrate.
  • the security element may also be part of a plastic card, wherein the security element 1 is applied to a plastic card or card is generated as an embedded and / or integral part of the plastic.
  • the above-described elements can also be used outside the area of security documents or outside the security area for decorative objects and advertising materials or as functional elements, for example as components of displays and eyeglasses.
  • the security elements are particularly suitable for products with so-called see-through elements such. Window bills, security thread applications for banknotes and / or documents with transparent areas etc.
  • Figs. 27 to 36 show embodiments of security documents associated with one or more of the above-described security elements
  • FIG. 27 shows a security document 2 embodied as a banknote, which has a strip-shaped security identifier 1.
  • FIGS. 28a and 28b show a banknote
  • Image motifs of security element 1 change from A, B, C to D, E, F.
  • FIG. 29 shows a security document 2 embodied as a banknote, which has a strip-shaped security element 1, which is formed in sections with different image effects:
  • the areas A to E may be adjacent to each other and / or overlapping each other.
  • FIG. 30 a shows a security document 2 embodied as a banknote, which has a window 2 f 1.
  • Fig. 30b shows the security document shown in Fig. 30a, which is formed on its front side with a laminated strip-shaped security element 1, which covers the window 2f.
  • the security element 1 has a first, symbolized by the letter X motif that above the Window 2f is arranged, and a second, by the letter Y
  • FIGS. 31 a and 31 b show a security document 2, which, like the security document described in FIG. 30 b, is designed, with the difference that a first motif, symbolized by the letter A, is located above the
  • FIGS. 32a and 32b show a security document 2 which, like the security document described in FIGS. 31 a and 31 b, is designed with the
  • Figs. 33 and 34 show a card size ID1
  • Fig. 34 shows a security document 2, which is like the security document described in Fig. 33 is formed, with the difference that a
  • strip-shaped security element 1 which covers the window 2f, is laminated on the front side of the security document 2.
  • Security element 1 has a heart-shaped lenticular flip-element which is disposed above the window 2f, and a star-shaped hologram disposed under the window 2f.
  • Fig. 35 shows a security document 2 with a window 21 in one
  • Security document 2 is disposed above the window 21, wherein a corresponding with the lens layer 1 11 image layer 14 is disposed on the back of the security document 2.
  • FIG. 36 shows a security document 2 which, like the security document described in FIG. 35, is formed, with the difference that the image layer 14 is arranged on the rear side of the carrier substrate 13.

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines als Lenticular Flip ausgebildeten Sicherheitselements (1), umfassend eine mikrooptische Schicht (11), ein Trägersubstrat (13) und eine Bildschicht (14), wobei die Bildschicht (14) n Bilder (14l, 14r) für n = 1 bis i umfasst, die aus einem dem n-ten Bild (14l, 14r) zugeordneten n-ten Betrachtungswinkel sichtbar sind, und wobei n mindestens 1 ist, beschrieben. Die Bilder werden auf einem Photoresist (16) mit parallelem Licht in Kontaktkopie oder mittels Projektion abgebildet. Nach Entwicklung des Photoresists (16) liegt eine Bildschicht (14) vor, welche die i Bilder umfasst.

Description

Verfahren zur Herstellung von Sicherheitselementen mit einem
Lenticular Flip
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Herstellung von Sicherheitselementen mit einem Lenticular Flip.
Als Lenticular Flip wird ein optisches Element zur Wiedergabe von Bildern bezeichnet, das durch Kippen um eine oder mehrere Kippachsen einen
Bildwechsel erzeugt.
Die US 6 016 225 A beschreibt ein als Lenticular Flip ausgebildetes
Sicherheitselement, bei dem ein Array von Mikrolinsen über streifenförmigen gedruckten Bildinformation angeordnet ist, wobei die genaue Positionierung der Bildinformation zu den optischen Elementen problematisch ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements anzugeben. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements, umfassend eine mikrooptische Schicht, wobei die mikrooptische Schicht ein aus mikrooptischen Systemen gebildetes Array umfasst, ein Trägersubstrat und eine Bildschicht oder mehrere Bildschichten, vorgeschlagen, wobei die eine Bildschicht oder die mehreren Bildschichten n Teilbilder für n = 1 bis i umfasst bzw. umfassen, die aus einem dem n-ten Teilbild zugeordneten n-ten
Betrachtungswinkel sichtbar sind, und wobei n mindestens 1 ist, wobei vorgeschlagen wird, dass folgende Verfahrensschritte vorgesehen sind:
a) Bereitstellen des Trägersubstrats, auf dessen Oberseite die mikrooptische Schicht ausgebildet ist;
b) Aufbringen eines Photoresists auf die Unterseite des Trägersubstrats;
c) Ausbildung eines latenten n-ten Teilbildes in dem Photoresist, wobei ein n- tes Masterbild auf die mikrooptische Schicht aufgelegt wird und mit unter einem n-ten Einfallswinkel und einem n-ten Einfallsazimut einfallenden parallelen Lichtstrahlen belichtet wird, oder
wobei ein n-tes Masterbild mit unter einem n-ten Einfallswinkel und einem n-ten Einfallsazimut einfallenden parallelen Lichtstrahlen auf die
mikrooptische Schicht projiziert wird, oder
wobei der Photoresist in Schritt b) in Form eines n-ten Masterbildes auf die Unterseite des Trägersubstrats aufgebracht wird und wobei der Photoresist durch die mikrooptische Schicht hindurch mit unter einem n-ten
Einfallswinkel und einem n-ten Einfallsazimut einfallenden parallelen Lichtstrahlen belichtet wird;
d) Wiederholung des Verfahrensschritts c) bis zur Ausbildung des i-ten
latenten Teilbildes;
e) Entwickeln des Photoresists zu der Bildschicht. Das vorgeschlagene Verfahren weist den Vorteil auf, dass durch die optische Übertragung der i Masterbilder auf den Photoresist eine Vielzahl von
Designvarianten ausbildbar ist, wobei der Photoresist hinsichtlich seines Typs (Positiv oder Negativ), seiner Farbe, seiner Empfindlichkeit und seines
Entwicklungsprozesses auswählbar ist.
Ein weiterer Vorteil ist, dass mit dem vorgeschlagenen Verfahren eine sehr große Variantenvielfalt ausbildbar ist, wobei relativ wenige Prozessstufen erforderlich sind. Der erzeugte Schichtaufbau bildet ein„selbstreferenzierendes System", das sehr tolerant bei Verzerrungen, Verdehnungen und Fehlern der mikrooptischen Systeme ist.
Unter einem mikrooptischen System wird insbesondere ein abbildendes optisches System verstanden, bei dem zumindest eine Abmessung unterhalb des Auflösungsvermögens eines unbewaffneten menschlichen Auges liegt. Das Auflösungsvermögen ist dabei vom jeweiligen Betrachtungsabstand abhängig. Typisch wäre für Sicherheitsanwendungen zum Beispiel ein
Betrachtungsabstand von etwa 250 mm. Für diesen Betrachtungsabstand ist die Abmessung kleiner als etwa 300 μιτι.
Die Belichtung erfolgt in einem Einfallswinkelbereich mit nahezu parallelen Strahlen. Es kann auch ein größerer Einfallswinkelbereich sein. Dies führt dazu, dass das entsprechende Teilbild in einem größeren Betrachtungswinkelbereich erkennbar ist.
Die Begriffe Einfallswinkel und Betrachtungswinkel sollen jeweils auch einen entsprechenden Bereich um einen exakten Winkel herum umfassen,
insbesondere einen Bereich ±10° um den jeweiligen Einfallswinkel oder Betrachtungswinkel. Die Position des Betrachters kann dabei innerhalb des Betrachtungswinkelbereichs entsprechend variieren.
Das vorgeschlagene Verfahren zeichnet sich weiter dadurch aus, dass kein Insetten notwendig ist, d.h. die Bildschicht muss nicht positionsgenau zum mikrooptischen System ein- und/oder aufgebracht werden.
Das mit dem Verfahren hergestellte Sicherheitselement weist insbesondere aufgrund seines einfachen Aufbaues mit wenigen benötigten Schichten gute Zwischenschichthaftungen auf. Es ist daher auch leicht mit weiteren
Sicherheitselementen in Folien integrierbar.
Das Verfahren zeichnet sich auch durch eine hohe Produktivität aus. Die Einfallswinkel und das Einfallsazimut beschreiben die räumliche
Orientierung eines auf die mikrooptische Schicht auftreffenden
Projektionsstrahls. Der Einfallswinkel ist der Vertikalwinkel des
Projektionsstrahls, bezogen auf die Normale zu der mikrooptischen Schicht. Das Einfallsazimut ist der durch Projektion des Projektionsstrahls auf die x-y- Ebene ausgebildete Horizontalwinkel.
Das im Verfahrensschritt a) bereitgestellte Trägersubstrat, auf dessen
Oberseite die mikrooptische Schicht ausgebildet ist, kann wie weiter unten beschrieben, als eine Trägerfolie ausgebildet sein. Auch bei der mikrooptischen Schicht kann es sich um eine Folie handeln, die beispielsweise als eine selbstragende Folie ausgebildet ist. Die mikrooptische Schicht kann unter Einwirkung von Druck und Temperatur und ggf. nach Aufbringen von
Zwischenschichten auf die Trägerfolie auflaminiert oder aufgeklebt werden. Die mikrooptische Schicht kann auch als eine Übertragungslage einer Transferfolie ausgebildet sein, die während oder nach dem Aufbringen der mikrooptischen Schicht auf die Trägerfolie abgezogen wird. Die Trägerfolie kann temporär auch als Schutzfolie für die mikrooptischen Systeme dienen, um beispielsweise ein Beschädigung der mikrooptischen Systeme in darauffolgenden
Verfahrensschritten zu verhindern. Die Trägerfolie kann auch eine optische Funktion aufweisen. Beispiele wären Trägerfolien aus hochbrechenden
Materialien oder Trägerfolien mit polarisierenden oder in bestimmten
Wellenlängenbereichen absorbierenden Eigenschaften.
Die Verfahrensschritte a) und b) können auch in geänderter Reihenfolge oder auch simultan erfolgen. Im einfachsten Fall wird die der mikrooptischen Schicht gegenüberliegende Seite mit dem Photoresist beschichtet. Die Beschichtung kann vollflächig oder teilflächig erfolgen. Beispielsweise kann der Photoresist in Form eines Musters oder in Form eines oder mehrerer Motive aufgebracht sein. Verfahren sind Beschichten, insbesondere Drucken aus Lösung
(lösemittelhaltig; wässrige Systeme); lösemittelfrei (flüssig, halbflüssig) oder auch Aufbringen sogenannter Trockenresists durch Aufwalzen, Aufkleben, Auflaminieren oder auch durch Transfer einer Übertragungslage von einem Träger mittels Heißprägen oder Kaltprägen.
Die Wellenlänge des im Verfahrensschritt c) eingesetzten Lichtes kann entsprechend des bevorzugten Einsatzes eines UV-empfindlichen Photoresists im UV-Bereich oder im UV-nahen Bereich liegen. Es sind auch Photoresists für den visuellen Wellenlängenbereich verfügbar, beispielsweise im
Spektralbereich der Spektralfarben Blau bis Grün. Diese Photoresists haben zudem den Vorteil, dass keine UV-Strahlung benötigt wird. Der Photoresist kann während des Belichtungsprozesses auf unterschiedlichen Unterlagen liegen, beispielsweise können diese dunkel (Schwarz, Grau) sein oder hell (Weiß) oder transparent oder transluzent und/oder metallisch sein. Sie können streuend oder nicht streuend sein. Eine Belichtung ohne Unterlage ist ebenfalls möglich.
Da der Verfahrensschritt c) bis zum Ausbilden des i-ten Teilbildes (i-1 ) mal wiederholt wird, ist es möglich, zwei oder mehr Teilbilder in der Bildschicht auszubilden, die bei unterschiedlichen Kippwinkeln des Sicherheitselements bzw. aus unterschiedlichen Blickrichtungen, also unterschiedlichen
Betrachtungswinkeln sichtbar sind. Beispielsweise kann die Bildschicht mit Reihenteilbildern ausgebildet werden, die beim Kippen des Sicherheitselements die Illusion einer Bewegung erzeugen. Ein weiteres Beispiel ist die
Umwandlung eines ersten Bildes, ggf. über Zwischenstufen, in ein zweites Bild (Morphing).
Der Verfahrensschritt e) kann eine zusätzliche Belichtung einschließen, ggf. auch bei anderer Wellenlänge als im Verfahrensschritt c), um die Bildschicht weiter auszuhärten. Eine Nachhärtung kann auch mittels Elektronenstrahlung (sogenanntes e-beam) und/oder über einen chemischen Vernetzer,
insbesondere in dem Material des Photoresists, erfolgen. Möglich ist auch das vorherige Aufbringen einer weiteren Schicht, um diese gemeinsam auszuhärten oder um eine bessere Verbundhaftung zwischen den Schichten zu erreichen. In einer vorteilhaften Ausführung ist es auch möglich, dass Verfahrensschritt e) vor Schritt d) erfolgt. Insbesondere, wenn der Photoresist in Schritt b) in Form eines n-ten Masterbildes auf die Unterseite des Trägersubstrats aufgebracht wird und wenn der Photoresist durch die mikrooptische Schicht hindurch mit unter einem n-ten Einfallswinkel und einem n-ten Einfallsazimut einfallenden parallelen Lichtstrahlen belichtet wird, ist es möglich, nach jedem Schritt des Aufbringens den jeweiligen Photoresist zu entwickeln. Alternativ dazu können alle aufgebrachten Photoresist-Schichten gemeinsam entwickelt werden.
Beispielsweise erfolgen die Verfahrensschritte in der Reihenfolge c) bzw. d), danach e) oder auch c), danach e), danach c) bzw. d) und erneut e). Die Reihenfolge kann auch b), danach c) bzw. d) und danach e) lauten. Das Trägersubstrat kann in bevorzugten Ausbildungen als eine Trägerfolie ausgebildet sein, wobei die Trägerfolie aus mehreren Schichten oder
Schichtverbünden ausgebildet sein kann. Bei der Trägerfolie kann es sich um eine Folie aus einem thermoplastischen Kunststoff handeln, beispielsweise aus Polyethylen (PE), Polypropylen, Polycarbonat oder Polyester (PET, PETG) mit einer Dicke von etwa 20 μιτι. Es kann auch ein Verbund verschiedener
Kunststofflagen eingesetzt werden, die beispielsweise mittels eines Klebers miteinander verbunden sind. Die Dicke der Trägerfolie bewegt sich
typischerweise im Bereich von 6 μιτι bis 200 μιτι, bevorzugt von 12 μιτι bis 50 μιτι, weiter bevorzugt von 16 μιτι bis 36 μιτι. Als Trägersubstrat können auch halbstarre oder starre Substrate aus Kunststoff, beispielsweise
Kunststoffplatten aus PMMA, Glas oder glasähnlichen Materialien vorgesehen sein.
Es kann vorgesehen sein, dass das die mikrooptischen Systeme in dem Array ein als Sicherheitsmerkmal und/oder als dekoratives Merkmal des
Sicherheitselements ausgebildetes Muster bilden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Abstand benachbarter mikrooptischer Systeme kontinuierlich oder diskontinuierlich oder alternierend verändert ist. Es kann auch ein sich wiederholender Versatz oder Verzug der mikrooptischen Systeme vorgesehen sein, beispielsweise nach jedem dreißigsten mikrooptischen System einer Reihe ein Versatz um eine halbe Länge des mikrooptischen Systems vorgesehen sein. Fälschungen des Sicherheitselements sind dadurch erschwert, dass beim Kopieren der mikrooptischen Schicht und der Bildschicht beide in exakter Position zum Muster des Arrays gebracht werden müssen. Ebenfalls möglich sind statistische Variationen der mikrooptischen Systeme, z.B. hinsichtlich Abstand, Lage zueinander und/oder ihrer Form. Weiter kann vorgesehen sein, dass die mikrooptische Schicht unterschiedlich ausgebildete Arrays aus mikrooptischen Systemen umfasst. Die Arrays können sich beispielsweise in den Abmessungen und/oder der Anordnung der mikrooptischen Systeme unterscheiden. Das mikrooptische System kann aus alternierend transparenten und opaken bzw. teilweise opaken Bereichen aufgebaut sein. Im einfachsten Fall kann es sich um Linienraster, die z.B. aufgedruckt werden, handeln. Es kann sich jedoch auch um komplexere Anordnungen von transparenten und opaken Bereichen handeln. Derartige Linienraster können auch lamellenartig
angeordnet sein für einen blickwinkelabhängigen Effekt ähnlich einer Jalousie.
Es kann vorgesehen sein, dass die mikrooptische Schicht eine Blendenschicht umfasst, welche transparente und opake Bereiche aufweist. Die Blendenschicht kann beispielsweise abwechselnde transparente und opake Streifen und/oder ein aus Lochblenden gebildetes Array aufweisen. Die Streifen und/oder die Lochblenden können als Durchgangslöcher oder als transparente Bereiche in der mikrooptischen Schicht ausgebildet sein. Da die Transparenz eines
Materials abhängig ist von der Frequenz bzw. der Wellenlänge einer elektromagnetischen Welle, kann die mikrooptische Schicht beispielsweise undurchsichtig für Licht sein, jedoch transparent für andere Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums sein. Unter transparent ist eine Transmissivität von mehr als 50%, vorzugsweise mehr als 70%, weiter bevorzugt von mehr als 90% in zumindest einem
Teilbereich des für das menschliche Auge sichtbaren Wellenlängenbereichs zu verstehen. Unter opak ist eine Transmissivität von weniger als 20%,
vorzugsweise weniger als 5%, weiter bevorzugt weniger als 1 % in zumindest einem Teilbereich des für das menschliche Auge sichtbaren
Wellenlängenbereichs zu verstehen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die mikrooptische Schicht ein aus Mikrolinsen gebildetes Array umfasst. Die Mikrolinsen können als sphärische Linsen, als asphärische Linsen, als astigmatische Linsen oder als Zylinderlinsen mit symmetrischer oder asymmetrischer Form ausgebildet sein. Als weitere Linsenformen können ovale Linsen, S-förmige Linsen, kreisförmig oder in anderer Form gebogene Linsen vorgesehen sein. Die Linsen können zueinander in unterschiedlichen Mustern, z.B. hexagonal angeordnet sein. Bei Arrays mit relativ großen Rasterperioden sind die Mikrolinsen auch als Fresnellinsen ausbildbar. Wenngleich die
Abbildungseigenschaften von Fresnellinsen schlechter sein können als von vorgenannten Mikrolinsen, kann die geringere Höhe der Fresnellinsen für deren Einsatz sprechen. Die Mikrolinsen können an der Oberfläche der
mikrooptischen Schicht oder in Vertiefungen der mikrooptischen Schicht angeordnet werden. Die mikrooptischen Schicht oder Bereiche der
mikrooptischen Schicht können auch in Vertiefungen einer Abstandsschicht angeordnet werden. Zwischen den Mikrolinsen können im Wesentlichen flache Zwischenbereiche angeordnet sein, die jedoch flächenanteilsmäßig gering sein sollten. Durch entsprechende Anordnung der Mikrolinsen zueinander oder durch Beschneiden der Randbereiche der Mikrolinsen können die
Zwischenbereiche minimiert oder eliminiert werden. Es kann von Vorteil sein, wenn die zwischen den Mikrolinsen liegenden flachen Bereiche opak bzw. teilweise opak sind. Dieses kann beispielsweise durch Farben, Aufdrucke oder eine Metallisierung erzielt werden. Die flachen Bereiche können auch optische Strukturen wie z.B. Mikrostrukturen aufweisen. Alternativ zu Linsen können auch in Spezialfällen Prismen sowie viele andere Relief-Formen, wie Trapeze, etc. zur Anwendung kommen. Bei Trapezen sind die horizontalen Bereiche bevorzugt opak. Eine Kombination von Bereichen mit unterschiedlichen Strukturen ist ebenfalls möglich. Diese können als Bereiche nebeneinander liegen als auch ineinander gerastert bzw. verschachtelt sein.
Die Oberseite der mikrooptischen Schicht kann ganz oder partiell eine oder mehrere zusätzliche Schichten aufweisen, beispielsweise
- eine verhältnismäßig dünne Kleberschicht, die eine bessere Einbettung des z.B. als Sicherheitsfaden ausgebildeten Sicherheitselements erlaubt, ohne dass die optische Funktion der mikrooptischen Systeme unverhältnismäßig eingeschränkt wird;
- partielle Metallschichten, die durch Demetallisierung oder
Schrägbedampfung ausbildbar sind;
- partiell aufgedruckte, ggf. farbige Lacke mit einem optischen Brechungsindex gleich oder sehr ähnlich der mikrooptischen Schicht, um mikrooptische
Systeme in bestimmten Bereichen optisch auszulöschen; - dünne Schutzschichten zur Erhöhung der Abriebbeständigkeit der
mikrooptischen Systeme, wobei die Schutzschichten beispielsweise aus Lacken mit Nanopartikeln ausgebildet sein können;
- mikrooptische Systeme, die wie weiter unten beschrieben als Linsen
ausgebildet sind, die beispielsweise einen optischen Brechungsindex von 2,0 aufweisen, können mit einer Schutz- oder Überdeckungsschicht beschichtet werden, die einen optischen Brechungsindex von beispielsweise 1 ,5 aufweist. Vorteilhafterweise ist eine so beschichtete mikrooptische Schicht durch Abformen, beispielsweise galvanisches Abformen, nicht in seiner optischen Funktion kopierbar.
Die als eine Linsenschicht ausgebildete mikrooptische Schicht kann
vorzugsweise aus einem Kunststoff ausgebildet sein. Bei den Kunststoffen handelt es sich meist um Thermoplaste bzw. reaktive Systeme. Beispiele für reaktive Systeme sind: strahlenhärtende Systeme, beispielsweise UV-härtende Systeme, thermisch reaktive Systeme, beispielsweise Epoxy-Harz- Härtersysteme, katalytisch härtende Systeme, Hybridsysteme usw. Die
Ausgangsstoffe können flüssig, halbfest, pastös oder fest sein. Möglich ist auch die Verwendung von thermoplastischen Elastomeren. Es sind jedoch auch anorganische Materialien, wie beispielsweise Glas sowie Kombinationen verwendbar. Die Linsenschicht kann auch eingefärbt sein, beispielsweise durch Zusatz von Farbpigmenten und/oder Farbstoffen oder kann eine Eigenfarbe aufweisen. Die Erzeugung der Mikrolinsen kann entsprechend dem Stand der Technik durch thermisches Abformen (Replikation), UV-Replikation, Druckprozesse oder lithographische Prozesse erfolgen. Es kann vorgesehen sein, dass die Mikrolinsen mit mindestens zwei
unterschiedlichen Brennweiten ausgebildet sind. Die Bildebene liegt bei dem vorgenannten parallelen Strahlengang im Brennpunkt oder nahe des
Brennpunktes der Mikrolinsen. Es können musterförmige Bereiche in dem Array gebildet werden, die lokal unterschiedliche Orientierung haben, beispielsweise 0° und 45°. Die Muster aus Mikrolinsen könnten eine zusätzliche
makroskopische Form bzw. eine Abbildung darstellen. In Abhängigkeit vom Belichtungswinkel und der Form der Mikrolinsen kann der jeweilige Brennpunkt in unterschiedlichen Ebenen des Sicherheitselements liegen.
Die Mikrolinsen können auch haptische Eigenschaften aufweisen.
Vorteilhaft kann es sein, wenn mikrooptische Systeme verwendet werden, bei denen die Ausrichtung von z.B. Zylinderlinsen in zwei Bereichen um 90° zueinander angeordnet sind. Erfolgt die Belichtung im ersten und zweiten Bereich mit einem Azimut von 0° zur Achse der jeweiligen Zylinderlinsen, so wird beim jeweiligen Kippen um die Kippachsen, die mit den Längsachsen der jeweiligen Zylinderlinse im ersten bzw. im zweiten Bereich fluchten, nur jeweils in einem Bereich ein Bildwechsel (Bildflip) sichtbar. Im jeweils anderen Bereich bliebe das Bild statisch.
Vorteilhaft kann es sein, wenn im Verfahrensschritt c)„defokussiert" belichtet wird, so dass die belichteten Bereiche, beispielsweise Streifen, vergrößert werden. Die Belichtung erfolgt dann beispielsweise in einem bestimmten Einfallswinkelbereich. Hierdurch kann z.B. ein vergrößerter
Betrachtungswinkelbereich realisiert werden, entsprechend dem
Einfallswinkelbereich beim Einbelichten. Das Sicherheitselement ist relativ tolerant hinsichtlich der Lage des Photoresists. Eine gewisse Toleranz gegenüber der Lage des Photoresists in Bezug zu den Mikrolinsen- Brennpunkten ist insofern wesentlich, als es bei bestimmten
Produktionsverfahren für die Mikrolinsenschicht, wie beispielsweise das
Tiefdruckverfahren, zu Schwankungen der Mikrolinsenform verbunden mit einer Variation der Lage des Brennpunkts kommen kann.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die mikrooptische Schicht zwei oder mehr nebeneinander angeordnete mikrooptische Systeme aufweist. Die
mikrooptischen Systeme können in Form eines Musters und/oder ein oder mehrerer Motive angeordnet sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die mikrooptische Schicht zwei oder mehr in einem x-y-Raster angeordnete mikrooptische Systeme aufweist, wobei die x-Achse des x-y-Rasters unter einem x-Azimut (αι) zur Längsseite des Trägersubstrats angeordnet ist und die y-Achse unter einem y-Azimut (aq) zur Querseite des Trägersubstrats angeordnet ist.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass die mikrooptischen Systeme in einem verzogenen Raster angeordnet sind. Unter einem verzogenen Raster wird ein Raster verstanden, dessen Längs- und Querreihen nicht als Geraden
ausgebildet sind.
In einer vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die
mikrooptischen Systeme als Kugellinsen ausgebildet sind. Die Höhe der Kugellinsen kann in einem ersten Beispiel bei einer Rasterperiode des Arrays von etwa 35 μιτι, einer Dicke der als Linsenschicht ausgebildeten
mikrooptischen Schicht im Bereich von 20 μιτι bis 25 μιτι und einer
Gesamtdicke der Linsenschicht und des Trägersubstrats im Bereich von 35 μιτι bis 40 μηη etwa 12 μηη betragen. Bei Beibehaltung der im ersten Beispiel genannten Rasterperiode von etwa 35 μιτι, einer Dicke der Linsenschicht im Bereich von 50 μιτι bis 60 μιτι und einer Gesamtdicke des Linsenschicht und des Trägersubstrats von etwa 70 μιτι weisen die Kugellinsen eine Höhe von etwa 7 μιτι auf, sind also flacher ausgebildet.
Es kann vorgesehen sein, dass das x-Azimut (αι) gleich 90° ist.
In einer vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass im
Verfahrensschritt b) ein Negativ-Photoresist aufgebracht wird. Zur Ausbildung eines Positivbilds in der Bildschicht ist das Masterbild als ein Negativbild auszubilden. Das Positivbild und das Negativbild sind durch die Umkehrung der Helligkeit und/oder der Farbe ihrer Bildpunkte gekennzeichnet. Unter einem positiven Photoresist versteht man einen Resist, bei dem die belichteten Bereiche nach der Entwicklung entfernt werden. Entsprechend werden bei einem negativen Photoresist die nicht belichteten Bereiche entfernt. Bei positiven Masken sind die jeweiligen Designelemente als transparente Bereiche ausgebildet, bei negativen Masken sind die Designelemente opak. Der Photoresist kann je nach Folgeprozess farblos sein oder pigmentiert sein und/oder eingefärbt sein und/oder mehrfarbig gedruckt sein. Als Farben können gelöste Farbstoffe und/oder Pigmente, auch Spezialpigmente, wie sie im
Sicherheitsbereich Verwendung finden, beispielsweise UV-Fluoreszenz- Pigmente, verwendet werden. Bevorzugt sind Pigmente mit kleinen Korngrößen unterhalb der Schichtdicke des Photoresists. Weiter bevorzugt sind sogenannte Nanopigmente, d.h. Pigmente mit Korngrößen unterhalb 1 μιτι, bevorzugt unterhalb 0,5 μιτι. Die Pigmente können anorganischer oder organischer Natur sein oder Mischungen beider sein. Neben unlöslichen Pigmenten können auch lösliche Farbstoffe zum Einsatz kommen.
Die Photoresistschicht kann transparent, semitransparent oder opak, ggf. opak nur in bestimmten Wellenlängenbereichen, sein. So kann der farbige
Photoresist beispielsweise im nahen UV, in dem der Photoresist empfindlich ist, weitgehend transparent sein, jedoch im sichtbaren Wellenlängenbereich im Wesentlichen schwarz erscheinen. Als Photoresist können auch flüssigkristalline Materialien Verwendung finden, bei denen während des Belichtungsprozesses und/oder Aushärteprozesses ggf. zusätzlich räumliche Orientierungen der flüssigkristallinen Moleküle erfolgen. Die Orientierung der Moleküle kann z.B. an physischen Strukturen, wie beispielsweise Mikrostrukturen und/oder durch Belichtung mittels polarisiertem Licht eingestellt werden.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt b) ein Positiv- Photoresist aufgebracht wird. Es können auch positive und negative
Photoresists zur Anwendung kommen, z.B. in nebeneinander liegenden
Flächen. Die Belichtung kann gleichzeitig oder nacheinander, ggf. mit
unterschiedlicher Strahlendosis, erfolgen.
Weiter kann vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt b) eine Mikrostruktur in der dem Trägersubstrat abgewandten Unterseite des Photoresists oder in der dem Trägersubstrat abgewandten Unterseite der Bildschicht ausgebildet wird. Bei der Mikrostruktur kann es sich beispielsweise um ein Hologramm, eine optische Gitterstruktur oder dergleichen handeln. Die Abstandsschicht kann ebenfalls eine optische Gitterstruktur aufweisen. Weitere Unteransprüche sind darauf gerichtet, nach dem Verfahrensschritt e) weitere Schichten auf die Bildschicht aufzubringen. Es kann vorgesehen sein, dass nach dem Verfahrensschritt e) eine ein- oder mehrschichtige Dekorschicht auf die Bildschicht aufgebracht wird.
Es kann auch vorgesehen sein, dass nach dem Verfahrensschritt e) eine Farbschicht oder mehrere Farbschichten auf die Bildschicht aufgebracht wird bzw. aufgebracht werden.
Weiter kann vorgesehen sein, dass nach dem Verfahrensschritt e) eine
Metallschicht oder eine HRI-Schicht auf den Photoresist oder auf die Bildschicht aufgebracht wird. Als HRI-Schicht wird eine Schicht bezeichnet, die einen hohen optischen Brechungsindex aufweist (HRI = High Refractive Index).
Hierfür kann beispielsweise ZnS oder ΤΊΟ2 verwendet werden.
Weitere Unteransprüche betreffen die Ausbildung der Bildschicht. Es kann vorgesehen sein, dass die Bildschicht als eine Ätzmaske ausgebildet wird und von Bildbereichen der Bildschicht nicht überdeckte Bereiche der Metallschicht oder der HRI-Schicht durch Ätzen entfernt werden.
In einer vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die Bildschicht als „Lift-Off '-Schicht eingesetzt wird. Der Begriff„Lift-Off" beschreibt ein Verfahren, bei dem die Bildschicht als Maske zur Ablösung über der Bildschicht liegender weiterer Schichten ausgebildet ist. Bei den weiteren Schichten kann es sich beispielsweise um Metallschichten handeln, die aufgedampft sein können, oder um farbige Lackschichten handeln, die flächig beschichtet werden, und die in einem Waschverfahren strukturiert werden. Die Bildschicht weist insbesondere eine stark pigmentierte und dadurch poröse oder etwas unebene Lackschicht auf, die in einem Lösungsmittel löslich ist. Die Bildschicht wird mit einem passenden Lösungsmittel so gelöst, dass die darüber liegenden
Flächenbereiche der weiteren Schichten abgelöst werden und somit Öffnungen in den weiteren Schichten erzeugt werden.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass nach dem Verfahrensschritt e) eine Multischichtstruktur auf die Bildschicht aufgebracht wird, umfassend
insbesondere in Blickrichtung des Betrachters eine semitransparente
Metallschicht als Absorberschicht, eine Abstandsschicht und eine reflektive Metallschicht. Eine solche Mehrschichtstruktur kann insbesondere optische betrachtungswinkel- und/oder beleuchtungswinkelabhängige
Farbwechseleffekte erzeugen. Die Reihenfolge von semitransparenter
Metallschicht und Metallschicht kann auch in geänderter Abfolge vorliegen. In diesem Fall ist ein Farbwechseleffekt von der Rückseite sichtbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass nach dem Verfahrensschritt e) die Bildschicht in Kontakt mit einer Transferlage einer Transferfolie gebracht wird und die Transferlage insbesondere nur an den Stellen, an denen sich die Bildschicht befindet ,νοη der Transferfolie abgelöst und auf die Bildschicht übertragen wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass nach dem Verfahrensschritt e) eine Volumenhologrammschicht auf die Bildschicht aufgebracht wird. Dies kann durch eine Transferfolie wie oben beschrieben geschehen oder durch
Auflaminieren oder Aufkleben einer Volumenhologrammfolie. In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein,
dass die Verfahrensschritte b), c) und e) mit einem mit einer n-ten Farbe ausgebildeten n-ten Photoresist ausgeführt werden, und dass die
Verfahrensschritte b), c) und e) (i-1 )-mal wiederholt werden, wobei i mindestens 2 ist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Verfahrensschritt b), c) und e) mit einem mit einer n-ten Farbe und/oder einer n-ten Empfindlichkeit ausgebildeten n-ten Photoresist (16) ausgeführt werden, und dass die Verfahrensschritte b), c) und e) (i-1 )-mal wiederholt werden, wobei i mindestens 2 ist.
Die n Photoresists können als n zumindest teilweise übereinander angeordnete Schichten auf die Unterseite des Trägersubstrats aufgebracht werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die n Photoresists als ein Muster, insbesondere als Streifenmuster, oder auch in Form von grafischen Motiven auf die Unterseite des Trägersubstrats aufgebracht werden. Bei der Belichtung kann - wie weiter oben beschrieben - auf den Einsatz einer Belichtungsmaske verzichtet werden.
Weiter kann vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt c) die Belichtung mit einer n-ten Belichtungsstärke durchgeführt wird. Die Belichtung mit
unterschiedlichen Belichtungsstärken kann beispielsweise den Kontrast der in der Bildschicht ausgebildeten Teilbilder beeinflussen.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Bildschicht aus zwei Teilbildern ausgebildet wird, dass im Verfahrensschritt c) die Belichtung mit einem ersten Einfallsazimut erfolgt, und dass im Verfahrensschritt d) die Belichtung mit einem zweiten Einfallsazimut erfolgt, das um 90° von dem ersten Einfallsazimut verschieden ist. Der Einfallswinkel kann dabei ebenfalls variieren.
Es kann auch vorgesehen sein, dass vor dem Verfahrensschritt b) eine semitransparente Metallschicht auf die Unterseite des Trägersubstrats aufgebracht wird, dass der Photoresist als ein Ätzresist ausgebildet wird, und dass nach Ausführung des Verfahrensschritts e) die semitransparente
Metallschicht in den von der Bildschicht nicht bedeckten Bereichen durch Ätzen entfernt wird.
Die semitransparente Metallschicht kann mit einem Transmissionsgrad im Bereich von 1 % bis 95% ausgebildet werden, bevorzugt im Bereich von 5% bis 70%. In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass vor dem Verfahrensschritt b) eine mit einer Mikrostruktur ausgebildete Schicht auf die Unterseite des Trägersubstrats aufgebracht wird oder die Unterseite des Trägersubstrats mit einer Mikrostruktur ausgebildet wird.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die Bildschicht aus einer ersten und einer zweiten Bildschicht ausgebildet wird, wobei die erste Bildschicht ein erstes Teilbild und die zweite Bildschicht ein zweites Teilbild aufweist, dass der Verfahrensschritt b) mit einem ersten Photoresist ausgeführt wird, dass nach dem Verfahrensschritt c) der Verfahrensschritt e) zur Ausbildung der ersten Bildschicht ausgeführt wird, und dass folgende weitere Verfahrensschritte ausgeführt werden:
f) Aufbringen einer semitransparenten Reflexionsschicht auf die erste
Bildschicht; g) Aufbringen eines zweiten Photoresists auf die semitransparente
Reflexionsschicht;
h) temporäres Einbetten der mikrooptischen Schicht, soweit es sich um
optische Strukturen wie Linsen, Prismen, Trapeze usw. handelt, in ein mit dem optischen Brechungsindex der mikrooptischen Systeme ausgebildetes Kompensationsmedium;
i) Belichtung des zweiten Photoresists, wobei die erste Bildschicht eine
Belichtungsmaske ausbildet;
k) Entwickeln des zweiten Photoresists zu einer zweiten Bildschicht, die als eine Ätzmaske ausgebildet ist;
I) Ätzen der semitransparenten Reflexionsschicht;
m) Entfernen des Kompensationsmediums.
In einer vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass im
Verfahrensschritt c) das Masterbild als ein elektronisch ansteuerbares Display ausgebildet ist. Es kann beispielsweise ein Durchlicht-Display vorgesehen sein, wobei es auf einfache Weise möglich ist, neben statischen Informationen personalisierte Informationen in die Bildschicht einzuschreiben. Die
personalisierten Informationen können als von Personen lesbare Informationen und/oder als maschinenlesbare Informationen ausgebildet sein. Zur
elektronischen Ansteuerung kann ein Computer vorgesehen sein, in dem die personalisierten Informationen gespeichert sind oder über ein Eingabegerät eingebbar sind. Weiter kann vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt c) die auf die mikrooptische Schicht projizierten parallelen Lichtstrahlen vor dem Auftreffen auf die mikrooptische Schicht durch Filter und/oder Blenden geleitet werden. Filter können beispielsweise vorgesehen sein, um Spektralanteile, für die der Photoresist nicht empfindlich ist, herauszufiltern. Filter oder Blenden können insbesondere vor und/oder nach der Parallelisierung des Lichts zum Einsatz kommen. Es muss sich jedoch nicht zwingend um paralleles Licht handeln. So ist ein gewisser Einfallswinkelbereich zulässig oder sogar gewünscht. Dies ist bei Zylinderlinsen auch abhängig von der Orientierung des Einfallswinkelbereichs bezüglich der Linsenachse. Es kann vorgesehen sein, dass im Verfahrensschritt a) ein Trägersubstrat bereitgestellt wird, bei dem in einem ersten Bereich auf der Oberseite des Trägersubstrats die mikrooptische Schicht ausgebildet ist, und bei dem in einem zweiten Bereich auf der Unterseite des Trägersubstrats die mikrooptische Schicht ausgebildet ist, und dass die Verfahrensschritte b) bis e) in dem zweiten Bereich wie in dem ersten Bereich durchgeführt werden, mit dem Unterschied, dass in dem zweiten Bereich die Oberseite des Trägersubstrats die Unterseite des Trägersubstrats bildet und umgekehrt. Es wird ein Sicherheitselement ausgebildet, das beispielsweise in einem Fenster eines Sicherheitsdokuments anordenbar ist, wobei bei der Betrachtung der Vorderseite und der Rückseite des Sicherheitselements unterschiedliche optische Effekte ausgebildet sein können. Es kann auch vorgesehen sein, das Fenster in dem
Sicherheitsdokument so auszubilden, dass es nur den Blick auf den zweiten Bereich freigibt. Der erste und/oder der zweite Bereich können nicht
miteinander verbundene Teilbereiche aufweisen. Beispielsweise können die Teilbereiche als Elemente eines Rasters ausgebildet sein.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass der erste Bereich und der zweite Bereich des Trägersubstrats in einem Überlappungsbereich einander überlappen. In dem Überlappungsbereich kann auf diese Weise beispielsweise ein drittes Sicherheitsmerkmal ausgebildet werden.
In einem abschließenden Verfahrensschritt kann vorgesehen sein, dass eine ein- oder mehrschichtige Kleberschicht auf die Unterseite und/oder Oberseite des Sicherheitselements aufgebracht wird. Optional kann die Unterseite und/oder Oberseite des Sicherheitselements auch eine oder mehrere zusätzliche Schichten wie z.B. eine Haftschicht- und/oder eine Primerschicht aufweisen.
Die nach dem vorbeschriebenen Verfahren ausgebildeten Sicherheitselemente können vielfältige optische Effekte ausbilden.
Es ist möglich, stereoskopische Effekte auszubilden, wenn die beiden Teilbilder der Bildschicht ein stereoskopisches Bildpaar bilden.
Es ist weiter möglich, quasi-kontinuierliche Bewegungen der Bilder zu erzeugen, wobei die Bewegung, d.h. die Positionsänderung der Bilder bei kontinuierlicher Änderung der Betrachtungsposition eintreten kann.
In ähnlicher weise kann ein Morph ingeffekt erzielt werden, wobei ein erstes Bild über verschiedene Stufen in ein zweites Bild gewandelt wird.
Die Betrachtung der Sicherheitselemente 1 kann in Reflexion und/oder in Transmission vorgesehen sein.
Die Bildschicht oder Bildschichten können auf der von den mikrooptischen Elementen abgewandten Seite ein statisches Bild darstellen. Im Anschluss an die Herstellung der Bildschicht können weitere Schichten vollflächig oder partiell, z.B. durch Drucken oder durch Transfer einer
Übertragungslage von einem Träger, insbesondere durch Heißprägen und/oder Kaltprägen, aufgebracht werden. Eine partielle Entfernung nach dem
Aufbringen, z.B. eine sogenannte Demetallisierung, ist ebenfalls möglich. Bei den Schichten kann es sich um Metalle, beispielsweise Aluminium, HRI- Schichten, farblose oder eingefärbte (z.B. komplementär zur Farbe der
Bildschicht eingefärbt) ein- oder mehrlagige Kunststoffschichten,
Primerschichten anorganischer oder organischer Natur, Klebstoffschichten usw. handeln. Die Reihenfolge ist weitestgehend beliebig. Schichten können auch mehrmals vorkommen. Interessant ist das rückseitige Aufbringen weiterer Schichten auf die Bildschicht deshalb, weil damit unterschiedliche Effekte von der Vorder- und Rückseite realisierbar sind.
Durch Verwendung von mehreren unterschiedlich eingefärbten Photoresists können z.B. Farbbilder, insbesondere Echtfarbenbilder erzeugt werden.
Möglich ist auch das Einbringen von optischen Strukturen in die Bildschicht bzw. in zusätzliche Schichten, z.B. durch Replikation (thermische Replikation bzw. UV-Replikation). Optische Strukturen können jedoch auch in eine
Abstandsschicht eingebracht werden, bevor die Bildschicht aufgebracht wird.
Die Abstandsschicht kann eine Volumenhologrammschicht sein.
Zwischen der mikrooptischen Schicht und der Bildschicht können eine Vielzahl von zusätzlichen Materialien vorhanden sein, beispielsweise
(ein)gefärbte Schichten (vollflächig bzw. bereichsweise) pigmentierte Schichten (Sicherheitspigmente, beispielsweise UV- Fluoreszenzpigmente);
Druckschichten (vollflächig bzw. bereichsweise);
Schichten, die mittels Laser beschriftbar sind;
- Schichten mit polarisierenden Eigenschaften;
HRI-Schichten, beispielsweise aus ZnS.
Die Sicherheitselemente können mit weiteren Elementen ausgebildet werden, die beispielsweise als insbesondere statische optische Referenzpunkte, Linien usw. für die Bewegung dienen können. Weitere Elemente könnten zusätzliche Moire-Elemente sein, weitere gedruckte oder optisch variable oder metallische Darstellungen sein, die den Bildflip ergänzen oder komplementieren. Der dargestellte Bildflip kann auch durch eine oder mehrere weitere Technologien dargestellt werden, beispielsweise durch ein optisch variables Element. Hierbei kann der Bildflip synchron, asynchron oder invers erfolgen.
Elemente der Bildschicht können auch als Markierungen, insbesondere als Registermarken und/oder Steuermarken zum Steuern weiterer Prozessschritte, insbesondere zum Aufbringen weiterer Schichten und/oder Elemente
Verwendung finden.
Weiter können Kombinationen mit weiteren Sicherheitselementen bzw.
dekorativen Elementen vorgesehen sein, die beispielsweise als ein Hologramm, ein Kinegram®, ein Linseneffekt, ein Volumenhologramm, Sicherheitsdruck, ein dekorativer Druck, ein UV-Fluoreszenzdruck, ein Druck von Upconverter (IR- Upconverter), ein OVI-Druck (OVI = Optically Variable Ink) und als maschinell detektierbare Pigmente (3rd line Features) ausgebildet sein können. Die
Kombinationen können nebeneinander angeordnet sein. Sie können auch ineinander verschachtelt oder überlappend angeordnet sein. Bildelemente sowie enthaltene Daten usw. können komplementär zueinander sein, sich ergänzen oder in verschiedenen Technologien wiederholt werden. Die in der Bildschicht enthaltenen Teilbilder können sich mit weiteren Bildern oder Informationen des Sicherheitselements ergänzen. So können die Teilbilder der Bildschicht sich mit gedruckten Informationen außerhalb des
Sicherheitselements ein Gesamtbild oder Gesamtbilder darstellen. Hierbei wäre ein Teil des Gesamtbildes insbesondere durch den Lenticular Flip variabel.
Durch Kombination mit einem optisch variablen Element könnten
unterschiedliche Gesamtteilbilder durch Teilinformationen aus Lenticular Flip und optisch variablen Elementen erzeugt werden, die bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln sichtbar wären.
Ein weiteres Beispiel wäre die Kombination mit einer optisch variablen
Druckfarbe. So könnten die bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln auftretenden Farben der optisch variablen Farbe synchron zu den Farben des Lenticular Flips sichtbar sein.
Die Sicherheitselemente können neben den optischen Effekten zusätzliche Funktionen bereitstellen, wie die Maschinenlesbarkeit. Ein Lenticularflip oder ein Moire-Magnifier kann maschinenlesbar sein, wobei unterschiedliche
Barcodes oder positiv/negativ Barcodes anzeigbar sind. Diese Codes können zur Authentifizierung/Verifizierung dienen.
Die Bildschicht kann eine Moire-Codierung enthalten, d.h. ein oder mehrere Bilder des Bildflips können zusätzlich mit einem Moire-Analysator bzw. über eine Bilderfassung und Bearbeitung analysiert werden. Die Erfassung eines Moire-Effekts kann auch von der den Linsen abgewandten Seite her erfolgen.
Ein Lenticular Flip kann Moire-Magnifier-Information enthalten, die durch einen zweiten Analysator analysiert werden, wobei der Moire-Analysator über der Linsenschicht positioniert wird.
Werden bei der Projektion bzw. bei der Belichtung relativ viele unterschiedliche Teilbilder bzw. unterschiedliche n-Teilbilder ausgebildet, so können im
Photoresist Mikrobilder mit einem leicht unterschiedlichen Pitch (Distanz der Bildwiederholung) relativ zum Pitch des aus mikrooptischen Systemen gebildeten Arrays, bevorzugt des aus Mikrolinsen gebildeten Arrays, besonders bevorzugt des aus einem Mikrolinsenraster gebildeten Arrays erzeugt werden. Bei Betrachtung des Sicherheitselements aus unterschiedlichen Richtungen, insbesondere durch Drehen und Kippen des Sicherheitselements, kann hierdurch insbesondere eine kontinuierliche bzw. quasi-kontinuierliche
Bildabfolge der erzeugten Teilbilder erzeugt werden. Insbesondere werden hierdurch beim Betrachten des Sicherheitselements vergrößerte Abbilder der einbelichteten n-ten Teilbilder bzw. Mikrobilder erzeugt, wobei beim Kippen bzw. Drehen des Sicherheitselements sich bevorzugt bewegende und/oder vergrößernde und/oder verkleinernde und/oder gegenläufige und/oder sich drehende Designelemente zeigen. Hierbei handelt es sich vorteilhafterweise um einen 1 D- bzw. 2D-Moire-Magnifier-Effekt. Bevorzugt wird die Belichtung bzw. die Projektion derart durchgeführt, dass bei Betrachtung des Sicherheitselements aus unterschiedlichen
Betrachtungsrichtungen, insbesondere durch Kippen und/oder Drehen, eine kontinuierliche bzw. quasi-kontinuierliche Bildabfolge der n-ten Teilbilder sichtbar wird.
Denkbar ist auch, dass die mikrooptische Schicht ein aus Mikrolinsen gebildetes Array bzw. ein aus Mikrolinsenraster gebildetes Array umfasst und die Belichtung bzw. die Projektion derart durchgeführt wird, dass die n-ten Teilbilder als Mikrobilder, als in 1 - oder 2-Dimensionen verzerrte Mikrobilder oder als Teile von Mikrobildern erzeugt werden, wodurch insbesondere bei Betrachtung des Sicherheitselements aus unterschiedlichen
Betrachtungsrichtungen, insbesondere durch Kippen und/oder Drehen, eine kontinuierliche bzw. quasi-kontinuierliche Bildabfolge der n-ten Teilbilder sichtbar wird.
Nach dem vorbeschriebenen Verfahren hergestellte Sicherheitselemente können beispielsweise in folgenden Sicherheitsdokumenten oder anderen Sicherheitsprodukten oder kommerziellen Produkten eingesetzt werden:
- Staatliche bzw. nichtstaatliche Personaldokumente (Pass, Ausweis, Visum, Führerschein, Geburtszertifikat, Kraftfahrzeugnummernschild, Waffenscheine usw.
- Banknoten, Checks, Zertifikate
- Kreditkarten; Wertgegenstände; Tickets; Zutrittsausweise
Insbesondere eignen sich die Sicherheitselemente bei sogenannten
Dokumenten mit Fenstertechnologie mit transparenten Bereichen für eine Durchlichtbetrachtung und/oder eine Betrachtung von Vorder- und Rückseite. Bei sogenannten Fensterbanknoten kann es sich um Banknoten mit physischen Öffnungen im Substrat handeln oder beispielsweise um Polymerbanknoten mit transparenten Polymerbereichen. Die Sicherheitselemente 1 können den Fensterbereich teilweise oder vollständig abdecken, wobei eine Betrachtung im Fensterbereich sowohl von der Vorder- als auch der Rückseite der Banknote in Reflexion und /oder in Transmission möglich ist. Bei Polymerbanknoten kann das Sicherheitselement auch direkt auf dem Substrat aufgebaut werden, d.h. das Polymersubstrat würde das Trägersubstrat darstellen.
Das Sicherheitselement kann ebenfalls Teil einer Kunststoffkarte sein, wobei das Sicherheitselement auf eine Kunststoffkarte aufgebracht ist oder als eingebetteter und/oder integraler Teil der Kunststoffkarte erzeugt wird.
Die vorbeschriebenen Elemente sind jedoch auch außerhalb des Bereichs von Sicherheitsdokumenten bzw. außerhalb des Sicherheitsbereichs einsetzbar für dekorative Gegenstände und Werbematerialien oder als funktionale Elemente, beispielsweise als Komponenten von Displays, Lichtleitungs- und
Beleuchtungssystemen und Brillen.
Die Sicherheitselemente eignen sich besonders für Produkte mit sogenannten Durchsichtselementen wie z.B. Fensterbanknoten, Sicherheitsfaden- Anwendungen für Banknoten und/oder Dokumente mit transparenten Bereichen usw.
Die Sicherheitselemente können auf Objekte aufgebracht oder in Objekte eingebracht (eingebettet) werden. Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Pnnzipdarstellung des Aufbaus und der Funktion eines nach dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Sicherheitselements;
Fig. 2.1 bis 2.3 Ausführungsbeispiele einer Linsenschicht in Fig. 1 in
schematischen Draufsichten;
Fig. 3.1 bis 3.5 Verfahrensschritte eines Ausführungsbeispiels zur
Bereitstellung einer Trägerfolie, deren Oberseite als die Linsenschicht in Fig. 1 ausgebildet ist, in schematischen Schnittdarstellungen; Fig. 4.1 bis 4.8 Verfahrensschritte eines ersten Ausführungsbeispiels des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischen Schnittdarstellungen;
Fig. 5.1 den Verfahrensschritt in Fig. 4.4 in einer schematischen
Draufsicht; Fig. 5.2 den Verfahrensschritt in Fig. 4.6 in einer schematischen
Draufsicht;
Fig. 6.1 bis 6.6 Verfahrensschritte eines zweiten Ausführungsbeispiels des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischen Schnittdarstellungen; Fig. 7.1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer zur Ausführung der in
Fig. 4.4 und 4.6 dargestellten Verfahrensschritte
verwendeten Belichtungsvorrichtung in einer
schematischen Schnittdarstellung;
Fig. 7.2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer zur Ausführung der in Fig. 6.3 und 6.4 dargestellten Verfahrensschritte verwendeten Belichtungsvorrichtung in einer
schematischen Schnittdarstellung;
Fig. 7.3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer zur Ausführung der in
Fig. 6.3 und 6.4 dargestellten Verfahrensschritte verwendeten Belichtungsvorrichtung in einer
schematischen Schnittdarstellung;
Fig. 8.1 bis 8.12 Verfahrensschritte eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischen
Schnittdarstellungen; Fig. 9.1 bis 9.15 Ausführungsbeispiele eines nach dem ersten oder nach dem zweiten Verfahren hergestellten Sicherheitselements in schematischen Schnittdarstellungen;
Fig. 10.1 bis 10.8 Verfahrensschritte eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischen
Schnittdarstellungen;
Fig. 1 1 .1 bis 1 1 .7 Verfahrensschritte eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischen
Schnittdarstellungen;
Fig. 12 eine Positivmaske in schematischer Darstellung; Fig. 13 eine Negativmaske in schematischer Darstellung;
Fig. 14a bis 14c ein erstes Ausführungsbeispiel einer Maske;
Fig. 15a und 15b ein zweites Ausführungsbeispiel einer Maske;
Fig. 16a bis 16c ein drittes Ausführungsbeispiel einer Maske;
Fig. 17a bis 17c ein viertes Ausführungsbeispiel einer Maske; Fig. 18a bis 18c ein erstes Ausführungsbeispiel einer Blendenschicht; Fig. 19 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Blendenschicht; Fig. 20 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Blendenschicht; Fig. 21 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Blendenschicht; Fig. 22 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Blendenschicht; Fig. 23 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer Blendenschicht; Fig. 24 ein siebentes Ausführungsbeispiel einer Blendenschicht; Fig. 25 ein sechzehntes Ausführungsbeispiel eines
Sicherheitselements;
Fig. 26 ein siebzehntes Ausführungsbeispiel eines
Sicherheitselements;
Fig. 27 ein erstes Ausführungsbeispiel eines
Sicherheitsdokuments;
Fig. 28a und 28b ein zweites Ausführungsbeispiel eines
Sicherheitsdokuments; Fig. 29 ein drittes Ausführungsbeispiel eines
Sicherheitsdokuments;
Fig. 30a und 30b ein viertes Ausführungsbeispiel eines
Sicherheitsdokuments; Fig. 31 a und 31 b ein fünftes Ausführungsbeispiel eines
Sicherheitsdokuments; Fig. 32a und 32b ein sechstes Ausführungsbeispiel eines
Sicherheitsdokuments;
Fig. 33 ein siebentes Ausführungsbeispiel eines
Sicherheitsdokuments; Fig. 34 ein achtes Ausführungsbeispiel
Sicherheitsdokuments;
Fig. 35 ein neuntes Ausführungsbeispiel eines
Sicherheitsdokuments in einer schematischen
Schnittdarstellung;
Fig. 36 ein zehntes Ausführungsbeispiel eines
Sicherheitsdokuments.
Fig. 1 zeigt ein Sicherheitselement 1 , umfassend eine als eine Linsenschicht 1 11 ausgebildete mikrooptische Schicht 1 1 , eine Trägerfolie 13 und eine Bildschicht
14.
Die Linsenschicht 1 11 ist auf der Oberseite der Trägerfolie 13 angeordnet. Die Linsenschicht 1 11 weist eine Vielzahl von Mikrolinsen 12 auf, die in einem
Raster aneinanderliegend angeordnet sind. Die Mikrolinsen 12 sind mit einem unbewaffneten Auge aus einem Betrachtungsabstand von etwa 250 mm nicht einzeln erkennbar, wenn die Rasterperiode kleiner als etwa 300 μιτι ist. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Rasterperiode etwa 35 μιτι. Die Mikrolinsen 12 sind in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als Zylinderlinsen oder als sphärische Linsen bzw. als Kugellinsen ausgebildet, die an der Oberfläche der Linsenschicht 1 11 angeordnet sind. Die Mikrolinsen 12 können auch als asphärische Linsen ausgebildet sein. Die Bildschicht 14 ist an der Unterseite der Trägerfolie 13 angeordnet und liegt in der Bildebene der Mikrolinsen 12. Die Bildebene liegt im Brennpunkt oder nahe des Brennpunktes der Mikrolinsen 12. Die Bildschicht 14 umfasst in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Teilbilder 141 und 14r, die für den Fall von Zylinderlinsen in streifenförmige Bildabschnitte 141a und 14lr aufgerastert sind, wobei die Bildabschnitte 141a und 14lr alternierend und passergenau unter den Mikrolinsen 12 angeordnet sind. Bei Kugellinsen entstehen unter der Linse„Punkte", die sich aneinander reihen. Die
Bildabschnitte 141a und 14lr weisen bei der genannten Rasterperiode von 35 μιτι eine Breite von typischerweise kleiner als 17,5 μιτι, insbesondere eine Breite von 3 μιτι bis 10 μιτι auf. Beim Kippen des Sicherheitselements 1 um eine Kippachse 1 a, die mit den Längsachsen der Bildabschnitte 141a und 14ra fluchtet, kommt es zu einem Bildwechsel, d. h. je nach Betrachtungsrichtung ist entweder das Teilbild 141 oder das Teilbild 14r sichtbar. Zwischen den
Bildbereichen gibt es ggf. auch Positionen, bei denen keines der Bilder sichtbar ist. Die Kippachse muss nicht genau mit den Bildabschnitten fluchten, um einen Bildwechsel zu erkennen. So wird selbst bei deutlichen Abweichungen, beispielsweise bei einer Winkelabweichung von 30°, ein Bildwechsel sichtbar.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zeigt das Teilbild 141 sternförmige Symbole, das Teilbild 14r ein Porträt. Derartige
Sicherheitselemente werden als Lenticular-Flip oder Bildflip bezeichnet. Bei den Teilbildern 141 und 14r handelt es sich um Makrobilder, d. h. die
Teilbilder 141 und 14r haben die gleiche oder annähernd die gleiche Größe wie die bei der Betrachtung sichtbaren Teilbilder.
Die Dimensionen des Schichtaufbaus sind von der optischen Ausgestaltung der Linsen sowie der optischen Eigenschaften der Abstandsschicht abhängig.
Hierbei sind die optischen Brechungsindizes der verwendeten Materialien ein wesentlicher Parameter. Bei der weiter oben genannten Rasterperiode von etwa 35 μητι, einer Dicke der Linsenschicht 1 11 im Bereich von 20 μιτι bis 25 μιτι und einer Gesamtdicke der Linsenschicht 1 11 und der Trägerfolie 14 im Bereich von 35 μιτι bis 40 μιτι weisen die Mikrolinsen 12 eine Höhe von etwa 12 μιτι auf.
Bei der weiter oben genannten Rasterperiode von etwa 35 μιτι, einer Dicke der Linsenschicht 1 11 im Bereich von 50 μιτι bis 60 μιτι und einer Gesamtdicke der Linsenschicht 1 11 und der Trägerfolie 14 von etwa 70 μιτι weisen die
Mikrolinsen 12 eine Höhe von etwa 7 μιτι auf.
Fig. 2.1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Linsenschicht 1 11. Die
Linsenschicht 1 11 weist als Zylinderlinsen 12z ausgebildete Mikrolinsen auf, deren Längsachsen mit der Kippachse 1 a fluchten. Fig. 2.2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Linsenschicht 1 11. Die
Linsenschicht 1 11 weist als Kugellinsen 12k ausgebildete Mikrolinsen auf, die in aneinander grenzenden Längsreihen und Querreihen angeordnet sind, wobei die Längsachsen der Querreihen mit der Kippachse 1 a fluchten. Fig. 2.3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Linsenschicht 1 11. Die
Linsenschicht 1 11 ist wie die in Fig. 2.2 beschriebene Linsenschicht 1 11 ausgebildet, mit dem Unterschied, dass die Längsachsen der aneinander grenzenden Querreihen 12r mit der Kippachse 1 a ein Azimut aq einschließen, und dass die Längsachsen der aneinander grenzenden Längsreihen 121 mit der Kippachse 1 a ein Azimut αι einschließen. Das Azimut bezeichnet einen
Horizontalwinkel in der x-y-Ebene der Linsenschicht 1 11. In dem in Fig. 2.3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Azimut aq = 45°, das Azimut αι = 135°. Kombinationen von Mikrolinsen 12 mit unterschiedlicher Ausrichtung können somit auch zu gestalterischen Zwecken Verwendung finden. Die
Variationsbreite des Azimuts ist insofern von Bedeutung in Fällen, bei denen kompliziertere Linsenformen bzw. Linsenarrays zum Einsatz kommen.
Die Fig. 3.1 bis 3.5 zeigen in einem Ausführungsbeispiel ein Verfahren zur Ausbildung der auf der Trägerfolie 13 angeordneten Linsenschicht 1 11. Im Folgenden wird das Verfahren als ein Rolle-zu-Rolle-Verfahren beschrieben. Alternative Verfahren sind beispielsweise Rolle-zu-Bogen-Verfahren oder Bogen-zu-Bogen-Verfahren. Ebenfalls möglich ist eine Einzelfertigung der Sicherheitselemente.
Fig. 3.1 zeigt einen ersten Verfahrensschritt, in dem die Trägerfolie 13 bereitgestellt wird. Bei der Trägerfolie 13 kann es sich um eine Folie aus einem thermoplastischen Kunststoff handeln, beispielsweise aus Polyethylen,
Polypropylen, Polycarbonat oder Polyester (PET) mit einer Dicke von etwa 20 μιτι, die auf einer Vorratsrolle aufgewickelt ist. Es kann auch ein Verbund verschiedener Kunststofflagen eingesetzt werden, die beispielsweise mittels eines Klebers miteinander verbunden sind. Die Dicke der Trägerfolie bewegt sich typischerweise im Bereich von 6 μιτι bis 200 μιτι, bevorzugt von 12 μιτι bis 50 μιτι, weiter bevorzugt von 16 μιτι bis 36 μιτι.
Fig. 3.2 zeigt einen zweiten Verfahrensschritt, in dem die Oberseite der
Trägerfolie 13 mit einer Replizierschicht 15 aus einem unter UV-Licht härtenden Lack beschichtet wird. Die Beschichtung kann in einer Beschichtungsstation erfolgen, an der die Trägerfolie 13 vorbeigeführt wird. Die Beschichtung kann aus einer Lösung oder lösemittelfrei, ggf. bei erhöhten Temperaturen, erfolgen. Zwischen den Schichten 1 1 und 13 können auch weitere optionale ein- oder mehrschichtige Schichten wie beispielsweise eine Haftvermittlerschicht oder eine Sperrschicht oder Barriereschicht vorgesehen sein. Fig. 3.3 zeigt einen dritten Verfahrensschritt, in dem ein Prägestempel 15s auf die Replizierschicht 15 gedrückt wird. Die der Replizierschicht 15 zugewandte Unterseite des Prägestempels 15s weist eine Oberflächenstruktur auf, die dem Negativ der Oberflächenstruktur der Linsenschicht 1 11 entspricht. Der
Prägestempel 15s ist als eine Prägerolle ausgebildet, wobei die mit der
Replizierschicht 15 beschichtete Trägerfolie 13 mit einer Andruckrolle an die Prägerolle gedrückt wird.
Fig. 3.4 zeigt einen vierten Verfahrensschritt, in dem die auf der Trägerfolie 13 angeordnete geprägte Replizierschicht 15 an einer UV-Strahlungsquelle vorbeigeführt wird, so dass die Replizierschicht zu dem Linsenlayer 1 11 aushärtet.
Alternativ kann die UV-Belichtung auch von der Trägerseite durch die
Trägerfolie 13 erfolgen. Eine weitere Variante ist eine UV-Belichtung während des Prägevorgangs, d.h. während der Prägestempel 15s und die
Replizierschicht 15 so in Kontakt sind, dass die Struktur des Prägestempels 15s in die Replizierschicht 15 abgeformt wird. Der Prägestempel 15s kann je nach verwendetem Verfahren flach, halbrund oder rund ausgebildet sein. Die UV- Belichtung kann auch unter einer Schutzgasatmosphäre erfolgen. Hierbei wird z.B. eine Stickstoffatmosphäre bzw. eine Argongasatmosphäre über der
Replizierschicht 15 erzeugt, um Sauerstoff während der Belichtung weitgehend auszuschließen. Im Belichtungsverfahren können auch bestimmte Effekte vorkompensiert werden. So könnte beispielsweise das Endprodukt auf einer gekrümmten Oberfläche zum Einsatz kommen. Hierfür würde z.B. die Replizierschicht 15 während des Belichtungsvorgangs auf einer gekrümmten Oberfläche geführt.
Alternativ kann die Vorkompensation durch Anpassung der örtlichen
Belichtungsrichtung erfolgen. Hierbei wird der lokale Belichtungswinkel modifiziert. Dieses kann auch durch Zwischenschaltung eines optischen Linsensystems mit ein oder mehreren optischen Linsen erfolgen, durch die die lokale Belichtung unterschiedlich ausfällt. Alternativ bzw. zusätzlich kann die Vorkompensation auch durch Modifikation der Belichtungsmasken erfolgen. Die Vorkompensation kann auch entsprechend einer mathematischen Funktion erfolgen. Fig. 3.5 zeigt einen fünften Verfahrensschritt, in dem die mit der Linsenschicht 1 11 beschichtete Trägerfolie 13 als ein Halbzeug vorliegt, das entsprechend dem vorbeschriebenen Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf eine Aufwickeltrommel gespult wird. Es kann auch vorgesehen sein, die Replizierschicht 15 als eine
Kunststoffschicht auszubilden und die Linsenstruktur direkt in die
Replizierschicht 15 zu prägen. Damit entfällt der in Fig. 3.4 dargestellte vierte Verfahrensschritt. Bei der Replizierschicht handelt es sich bevorzugt um thermoplastische Kunststoffe oder Lacke. Thermoplastische Elastomere können ebenfalls zum Einsatz kommen.
Es kann auch vorgesehen sein, anstelle der in Fig. 3.2 bis 3.4 dargestellten Verfahrensschritte die Linsenschicht 1 11 auf die Trägerfolie 13 aufzudrucken. Weiter kann vorgesehen sein, die Linsenschicht 1 11 mit der Trägerfolie 13 einstückig auszubilden und die Linsenschicht 1 11 in die Trägerfolie 13 zu prägen. Alternativ kann auch eine separat hergestellte Linsenschicht mit bereits ausgestalteten Linsen auf die Trägerfolie aufgebracht werden, beispielsweise mittels Aufkleben.
Die Fig. 4.1 bis 4.8 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel des ersten
erfindungsgemäßen Verfahrens, in dem die Bildschicht 14 in einem
Kontaktverfahren mit einem ersten Bild 141 und einem zweiten Bild 14r ausgebildet wird, wie weiter oben in Fig. 1 beschrieben. Bei den Fig. 4.1 bis 4.8 handelt es sich um schematische Schnittdarstellungen, wobei zur besseren Übersicht Schichten jeweils als ein rechteckförmiger Bereich dargestellt sind. Fig. 4.1 zeigt einen ersten Verfahrensschritt, in dem die Trägerfolie 13, auf deren Oberseite die Linsenschicht 1 11 ausgebildet ist, bereitgestellt wird. Der Aufbau der Linsenschicht 1 11 ist weiter oben beschrieben.
Fig. 4.2 zeigt einen zweiten Verfahrensschritt, in dem ein Photoresist 16 auf die Unterseite der Trägerfolie 13 aufgebracht wird. Typische Ausgangsstoffe für Photoresists 16 sind beispielsweise Polymethylmethacrylat, Novolak,
Polymethylglutarimid und Epoxidharze. Gängige Lösungsmittel sind
beispielsweise Cyclopentanon oder Gamma-Butyrolacton zusätzlich enthalten Photoresists 16 in der Regel eine fotoempfindliche Komponente. Es können auch wasserlösliche Photoresists 16 verwendet werden.
Die Verfahrensschritte des Aufbringens des Photoresists 16 und das Auf- bzw. Einbringen der Mikrolinsen können auch in geänderter Reihenfolge oder auch simultan erfolgen. Die Beschichtung mit dem Photoresist 16 kann vollflächig bzw. teilflächig erfolgen. Beispielsweise kann der Photoresist in Form eines Musters oder in Form eines oder mehrerer Motive aufgebracht sein. Verfahren sind Beschichten bzw. Drucken aus Lösung (lösemittelhaltig; wässrige
Systeme); lösemittelfrei (flüssig, halbflüssig) oder auch Aufbringen sogenannter Trockenresists durch Aufwalzen, Aufkleben.
Verwendung finden können positive Photoresists 16 und/oder negative
Photoresists 16.
Der Photoresist 16 kann je nach Folgeprozess farblos sein oder pigmentiert sein und/oder eingefärbt sein und/oder mehrfarbig gedruckt sein. Als Farben werden gelöste Farbstoffe und/oder Pigmente, auch Spezialpigmente, wie sie im Sicherheitsbereich Verwendung finden, beispielsweise UV-Fluoreszenz- Pigmente, eingesetzt. Bevorzugt sind Pigmente mit kleinen Korngrößen unterhalb der Schichtdicke des Photoresists 16. Weiter bevorzugt sind sogenannte Nanopigmente, d.h. Pigmente mit Korngrößen unterhalb 1 μιτι bevorzugt unterhalb 0,5 μιτι. Die Pigmente können anorganischer oder organischer Natur sein oder Mischungen beider sein. Neben Pigmenten können auch lösliche Farbstoffe zum Einsatz kommen.
Der Photoresist 16 kann transparent, semitransparent oder opak, ggf. opak nur in bestimmten Wellenlängenbereichen, sein. So kann der farbige Photoresist beispielsweise im nahen UV, in dem der Photoresist empfindlich ist, weitgehend transparent sein, jedoch im sichtbaren Wellenlängenbereich im Wesentlichen schwarz erscheinen. Als Photoresists können auch flüssigkristalline Materialien Verwendung finden, bei denen während des Belichtungsprozesses bzw. Aushärteprozesses ggf. zusätzlich räumliche Orientierungen der flüssigkristallinen Moleküle erfolgen. Die Orientierung der Moleküle kann z.B. an physischen Strukturen wie z.B. Mikrostrukturen und/oder auch durch Belichtung mittels polarisiertem Licht ausgebildet werden.
Die Photoresists 16 können farblos oder einfarbig oder mehrfarbig aufgebracht werden. Sie können auch in Form eines oder mehrerer Patches aufgebracht werden. Die Patchform kann ebenfalls ein Motiv und/oder ein Muster darstellen, beispielsweise eine Landeskontur und/oder unterbrochen sein, beispielsweise streifenförmig ausgebildet sein. Photoresists 16 können auch mehrschichtig aufgebracht werden. Die Schichten können unterschiedliche Formen und/oder Eigenschaften aufweisen.
Fig. 4.3 und 4.4 zeigen einen dritten Verfahrensschritt, in dem auf die
Linsenschicht 1 11 ein erstes als eine Bildmaske ausgebildetes Masterbild 141m aufgelegt wird (Fig. 4.3) und der Photoresist 16 mit parallelen Lichtstrahlen unter einem ersten Einfallswinkel ßi, der gleich einem ersten
Betrachtungswinkel ist, durch die Linsenschicht 1 1 hindurch belichtet wird (Fig. 4.4). Durch die Belichtung wird in dem Photoresist 16 ein erstes latentes Teilbild ausgebildet. Fig. 5.1 zeigt den dritten Verfahrensschritt in der Draufsicht. Das Masterbild 141m kann als eine Positiv-Maske (siehe Fig. 12) oder als eine Negativ-Maske (siehe Fig. 13) ausgebildet sein.
Fig. 4.5 und 4.6 zeigen einen vierten Verfahrensschritt, in dem auf die
Linsenschicht 1 1 ein zweites als eine Bildmaske ausgebildetes Masterbild 14rm aufgelegt wird (Fig. 4.5) und der Photoresist16 mit parallelen Lichtstrahlen unter einem zweiten Einfallswinkel ßr, der gleich einem zweiten Betrachtungswinkel ist, durch die Linsenschicht 1 1 hindurch belichtet wird (Fig. 4.6). Durch die Belichtung wird in dem Photoresist 16 ein zweites latentes Teilbild ausgebildet. Fig. 5.2 zeigt den vierten Verfahrensschritt in der Draufsicht. Der Winkel ßr kann dabei auch 0° sein.
Die im dritten und vierten Verfahrensschritt verwendeten parallelen
Lichtstrahlen werden in einer in Fig. 7.1 schematisch dargestellten
Belichtungsvorrichtung 17 erzeugt. Die Belichtungsvorrichtung 17 umfasst eine Strahlungsquelle 171 und ein Projektionsobjektiv 17o. Bei der Strahlungsquelle 171 handelt es sich um eine Lampe, die Licht im UV-nahen Bereich oder im UV- Bereich abstrahlt. Die Wellenlänge des Lichtes ist auf die Eigenschaften des Photoresists 16 abgestimmt. Die Strahlungsquelle 171 ist im Brennpunkt des Projektionsobjektivs 17o angeordnet, so dass parallele Lichtstrahlen aus dem Projektionsobjektiv 17o austreten.
Prinzipiell können alle geeigneten Methoden zur Erzeugung von parallelem Licht bzw. nahezu parallelem Licht zur Anwendung kommen. Hierzu gehört auch die Verwendung von Lasern oder Laserdioden ggf. in Kombination mit geeigneten Optiken.
Fig. 4.7 und 4.8 zeigen einen fünften Verfahrensschritt, in dem der belichtete Photoresist 16 zu der Bildschicht 14 entwickelt wird. Bei der Entwicklung werden beispielsweise die unbelichteten Bereiche des Photoresists 16 entfernt, beispielsweise durch Auswaschen mit einem Lösungsmittel. Die belichteten Bereiche des Photoresists 16 werden durch das Einwirken der Lichtstrahlen chemisch so verändert, dass ihre Löslichkeit geringer ist, als die Löslichkeit der belichteten Bereiche. Typische Entwicklerlösungen sind z.B. Alkali enthaltende Lösungen. Im Anschluss werden Reste der Entwicklerlösung in entsprechenden Nachbehandlungsprozessen, z.B. Waschen mit
deionisierten Wasser, entfernt. Das Entfernen des Photoresists kann durch Schwämme, Bürsten, Hochdruckdüsen usw. unterstützt werden. Als
Entwicklerlösungen können auch organische Lösungen bzw. Lösemittel zum Einsatz kommen. Es gibt auch Photoresists, welche als Entwicklerlösungen im Wesentlichen Wasser verwenden. Zuschlagstoffe in der Entwicklerlösung, wie beispielsweise Isopropanol, dienen der besseren Benetzung des Photoresists. In Fig. 4.8 ist die Bildschicht 14, welche die Teilbilder 141 und 14r umfasst, dargestellt. Im Anschluss an den Entwicklungsprozess kann eine zusätzliche UV- Belichtung, ggf. auch bei anderer Wellenlänge, erfolgen, um die Bildschicht 14 weiter auszuhärten. Eine Nachhärtung kann auch mittels Elektronenstrahlung (e-beam) erfolgen und/oder über einen chemischen Vernetzer und/oder durch eine Nachbehandlung bei erhöhten Temperaturen. Möglich ist auch das vorherige Aufbringen einer weiteren Schicht, um diese gemeinsam auszuhärten oder um eine bessere Verbundhaftung zwischen den Schichten zu erreichen.
Es ist auch möglich, mehr als zwei Belichtungsrichtungen vorzusehen, beispielsweise drei Belichtungsrichtungen.
Die Fig. 14a bis 14c zeigen dafür geeignete Masterbilder, die als Positiv- Masken ausgebildet sind. Fig.14a zeigt ein erstes Masterbild 141m, Fig. 14b ein zweites Masterbild 14mnn und Fig. 14c ein drittes Masterbild 14rm. Die Masterbilder 141m, 14mm und 14rm werden jeweils aus unterschiedlichen Winkeln belichtet. Beim Betrachten eines so ausgebildeten Sicherheitselements erscheinen nacheinander drei Teilbilder, deren Motive durch die Buchstaben A, B, C symbolisiert sind, die jeweils nur unter dem zugeordneten Kippwinkel sichtbar sind.
Die Fig. 15a und 15b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel für Masterbilder 141m, 14rm. Beim Betrachten eines so ausgebildeten Sicherheitselements erscheinen beim Kippen zwei Teilbilder, deren Motive durch die Buchstaben A, B, C und D, E, F symbolisiert sind, die jeweils nur unter dem zugeordneten Kippwinkel sichtbar sind.
Die Fig. 16a bis 16c zeigen ein Ausführungsbeispiel, das wie das in Fig. 14a bis 14c beschriebene Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass beim Betrachten eines so ausgebildeten Sicherheitselements
nacheinander drei Teilbilder erscheinen, deren Motive durch die Buchstaben A, B, C - D, E, F - G, H, I symbolisiert sind. Die Fig. 17a bis 17c zeigen ein Ausführungsbeispiel, das wie das in Fig. 14a bis 14c beschriebene Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass beim Betrachten eines so ausgebildeten Sicherheitselements
nacheinander drei Teilbilder erscheinen, deren Motive durch den Buchstaben A symbolisiert sind, der seine Drehlage ändert.
Die Fig. 6.1 bis 6.6 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens, in dem die Bildschicht 14 in einem
Projektionsverfahren mit einem ersten Teilbild 141 und einem zweiten Teilbild 14r ausgebildet wird, wie weiter oben in Fig. 1 beschrieben. Bei den Fig. 6.1 bis 6.6 handelt es sich um schematische Schnittdarstellungen, wobei zur besseren Übersicht Schichten jeweils als ein rechteckförmiger Bereich dargestellt sind. Fig. 6.1 zeigt einen ersten Verfahrensschritt, in dem die Trägerfolie 13, auf deren Oberseite der Linsenlayer 1 11 ausgebildet ist, bereitgestellt wird. Der Aufbau des Linsenlayers 1 11 ist weiter oben beschrieben.
Fig. 6.2 zeigt einen zweiten Verfahrensschritt, in dem ein Photoresist 16 auf die Unterseite der Trägerfolie 13 aufgebracht wird.
Fig. 6.3 zeigt einen dritten Verfahrensschritt, in dem ein erstes Masterbild 141m durch eine Parallel projektion auf den Linsenlayer 1 1 übertragen wird und durch die Mikrolinsen 12 des Linsenlayers 1 11 auf den Photoresist 16 fokussiert wird. Die Projektionsstrahlen treffen unter einem ersten Einfallswinkel ßi, der gleich einem ersten Betrachtungswinkel ist, auf den Linsenlayer 1 11. Durch die Belichtung wird in dem Photoresist 16 ein erstes latentes Teilbild ausgebildet.
Fig. 6.4 zeigen einen vierten Verfahrensschritt, in dem auf den Linsenlayer 1 11 ein zweites Masterbild 14rm durch eine Parallelprojektion übertragen wird. Die Projektionsstrahlen verlaufen unter einem zweiten Einfallswinkel ßr, der gleich einem zweiten Betrachtungswinkel ist, durch den Linsenlayer 1 11 hindurch. Durch die Belichtung wird in dem Photoresist 16 ein zweites latentes Teilbild ausgebildet.
Die im dritten und vierten Verfahrensschritt verwendeten parallelen
Lichtstrahlen werden in einer in Fig. 7.2 schematisch dargestellten
Belichtungsvorrichtung 17 erzeugt. Die Belichtungsvorrichtung 17 umfasst eine Strahlungsquelle 171, einen Kondensor 17k, eine Aufnahme 17a für das
Masterbild 141m, 14rm und ein Projektionsobjektiv 17o. Bei der
Strahlungsquelle 171 handelt es sich beispielsweise um eine Lampe, die Licht im UV-nahen Bereich oder im UV-Bereich abstrahlt. Die Wellenlänge des Lichtes ist auf die Eigenschaften des Photoresists 16 abgestimmt.
Bei der Projektion wird das Masterbild 141m, 14rm, das ein oder mehrere Bilder, Muster usw. umfassen kann, über das Projektionsobjektiv 17o aus einer definierten Position relativ zur Linsenschicht 1 11 heraus projiziert, wobei das Projektionsobjektiv 17o und die Mikrolinsen 12 ein optisches System bilden, bei dem zwischen dem Projektionsobjektiv 17o und den Mikrolinsen 12 ein paralleler Strahlengang ausgebildet ist. Es kann sowohl eine 1 :1 -Abbildung als auch eine Vergrößerung und/oder Verkleinerung des Masterbilds 141m, 14rm erfolgen.
Werden bei der Projektion bzw. bei der Belichtung relativ viele unterschiedliche Teilbilder bzw. unterschiedliche n-Teilbilder 141, 14r ausgebildet, so können im Photoresist 16 Mikrobilder mit einem leicht unterschiedlichen Pitch (Distanz der Bildwiederholung) relativ zum Pitch des aus mikrooptischen Systemen gebildeten Arrays, bevorzugt zum Pitch des aus Mikrolinsen 12 gebildeten Arrays, besonders bevorzugt zum Pitch des aus einem Mikrolinsenraster gebildeten Arrays erzeugt werden. Bei Betrachtung des Sicherheitselements 1 aus unterschiedlichen Richtungen, insbesondere durch Drehen und Kippen des Sicherheitselements 1 , kann hierdurch insbesondere eine kontinuierliche bzw. quasi-kontinuierliche Bildabfolge der erzeugten Teilbilder 141, 14r erzeugt werden. Insbesondere werden hierdurch beim Betrachten des
Sicherheitselements 1 vergrößerte Abbilder der einbelichteten n-ten Teilbilder 141, 14r bzw. Mikrobilder erzeugt, wobei beim Kippen bzw. Drehen des Sicherheitselements 1 sich bevorzugt bewegende und/oder vergrößernde und/oder verkleinernde und/oder gegenläufige und/oder sich drehende
Designelemente zeigen. Hierbei handelt es sich vorteilhafterweise um einen 1 D- bzw. 2D-Moire-Magnifier-Effekt.
Bevorzugt wird die Belichtung bzw. die Projektion derart durchgeführt, dass bei Betrachtung des Sicherheitselements 1 aus unterschiedlichen
Betrachtungsrichtungen, insbesondere durch Kippen und/oder Drehen, eine kontinuierliche bzw. quasi-kontinuierliche Bildabfolge der n-ten Teilbilder 141, 14r sichtbar.
Als Verfahren zur Erzeugung des Masterbilds 141m, 14rm können sowohl analoge als auch digitale Verfahren vorgesehen sein. Das Masterbild 141m, 14rm kann beispielsweise als eine Maske ausgebildet werden. Die Maske kann beispielsweise aus einer metallischen Blende mit Aussparungen bestehen oder aus einem Filmmaterial, welches entsprechend geschwärzt wurde. Interessant ist die Verwendung von Masken mit Teilbildern, bei denen die jeweiligen
Teilbilder (Öffnungen) eine selektive Durchlässigkeit für bestimmte
Wellenlängen aufweisen, beispielsweise eine Durchlässigkeit für UV-A bzw. UV-B. Hierdurch kann durch Verwendung von zwei UV-Belichtungseinheiten mit unterschiedlichen Wellenlängen bzw. Wellenlängenbereichen (Beispiel: UV-A und UV-B) eine selektive Belichtung aus unterschiedlichen Winkeln erfolgen. Die Vorteile liegen in der Verwendung von nur einer Belichtungsmaske bzw. in der Registerhaltigkeit der beiden Bilder.
Unter Register oder Passer bzw. Registergenauigkeit oder Passergenauigkeit ist eine Lagegenauigkeit zweier oder mehrerer Elemente und/oder Schichten relativ zueinander zu verstehen. Dabei soll sich die Registergenauigkeit innerhalb einer vorgegebenen Toleranz bewegen und dabei möglichst gering sein. Gleichzeitig ist die Registergenauigkeit von mehreren Elementen und/oder Schichten zueinander ein wichtiges Merkmal, um die Prozesssicherheit zu erhöhen. Die lagegenaue Positionierung kann dabei insbesondere mittels sensorischer, vorzugsweise optisch detektierbarer Passermarken oder
Registermarken erfolgen. Diese Passermarken oder Registermarken können dabei entweder spezielle separate Elemente oder Bereiche oder Schichten darstellen oder selbst Teil der zu positionierenden Elemente oder Bereiche oder Schichten sein.
Als Masterbilder 141m, 14rm können schwarz/weiß Darstellungen,
Graustufenbilder, Farbbilder, Bilder mit Bereichen unterschiedlicher UV- Absorption („Farbbild" im UV-Bereich), Halbtonbilder usw. vorgesehen sein. Möglich ist auch Erzeugung von dreidimensionalen Bildern, die z.B. eine Tiefenwirkung eines dargestellten Objekts vermitteln.
Fig. 7.3 zeigt eine Belichtungsvorrichtung 17, die wie die in Fig. 7.2
beschriebene Belichtungsvorrichtung ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass das Masterbild als ein elektronisch steuerbares Display 17d ausgebildet ist, das über einen Computer 17c ansteuerbar ist. Das Display 17d kann beispielsweise wie ein aus Laserprojektoren bekanntes Display ausgebildet sein. Das Display 17d ermöglicht das Einbringen individualisierter Informationen in den Photoresist bzw. in die Bildschicht. Beispiele für individualisierte
Informationen sind Seriennummern, das Geburtsdatum eines
Dokumenteninhabers oder das Bild einer Person. Vorteilhafterweise kann die Strahlungsquelle 171 als ein Laser ausgebildet sein, so dass der Laserstrahl geeignet abgelenkt werden kann und zielgerichtet in der Intensität moduliert werden kann, beispielsweise ein- und ausgeschaltet werden kann.
Zusätzlich kann sich im Strahlengang ein Polarisator befinden, mittels dessen linear oder zirkulär polarisiertes Licht erzeugt werden kann.
Der Kondensor 17k leuchtet das in der Aufnahme 17a angeordnete Masterbild 141m, 14rm gleichmäßig aus. Das Masterbild 141m, 14rm ist bezüglich des Projektionsobjektivs 17o so angeordnet, dass das Masterbild 141m, 14rm in einem begrenzten Winkelbereich auf das Linsenarray projiziert wird.
Fig. 6.5 und 6.6 zeigen einen fünften Verfahrensschritt, der dem weiter oben in Fig. 4.7 und 4.8 beschriebenen Verfahrensschritt entspricht. In Fig. 6.6 ist die Bildschicht 14, welche die Teilbilder 141 und 14r umfasst, dargestellt. Möglich ist auch die Verwendung einer Zeilenbelichtung bzw. eines
Zeilenarrays als Belichtungseinheit. Unter einer Zeilenbelichtung versteht man eine Belichtungseinheit, bei der die Belichtung über eine sehr schmale
Belichtungslinie erfolgt. Dieses kann durch Belichtung mittels eines Spalts erfolgen. Der Spalt wird hierbei über die zu belichtende Fläche und/oder die zu belichtende Fläche unter dem Zeilenspalt durchgeführt. Als Zeilenspalt kann z.B. eine metallische Blende verwendet werden. Als Zeilenbelichter kann ebenfalls eine Anordnung von nebeneinander angeordneten UV-Dioden, ein sogenanntes Array, zum Einsatz kommen. So kann das Zeilenarray, bevorzugt mit hoher Auflösung, während der Belichtung über die zu belichtende Fläche bewegt werden. Beispielsweise kann die Anordnung der
Einzelbelichtungselemente in dem Zeilenarray einer Auflösung von 600 dpi bis 3600 dpi entsprechen. Alternativ bewegt sich die zu belichtende Fläche unter dem Zeilenarray. Letzteres ist insbesondere bei Rolle-zu-Rolle-Verfahren vorteilhaft.
Die Fig. 8.1 bis 8.12 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei den Fig. 8.1 bis 8.12 handelt es sich um schematische Schnittdarstellungen, wobei zur besseren Übersicht Schichten jeweils als ein rechteckförmiger Bereich dargestellt sind.
Fig. 8.1 zeigt einen ersten Verfahrensschritt, in dem die Trägerfolie 13, auf deren Oberseite der Linsenlayer 1 11 ausgebildet ist, bereitgestellt wird. Der Aufbau des Linsenlayers 1 11 ist weiter oben beschrieben.
Fig. 8.2 zeigt einen zweiten Verfahrensschritt, in dem eine semitransparente Metallschicht 18ms auf die Unterseite der Trägerfolie 13 aufgebracht wird, beispielsweise aufgedampft wird.
Fig. 8.3 zeigt einen dritten Verfahrensschritt, in dem ein Photoresist 16 auf die semitransparente Metallschicht 18ms aufgebracht wird. Fig. 8.4. zeigt einen vierten Verfahrensschritt, in dem ein erstes Masterbild 141m durch eine Parallelprojektion auf den Linsenlayer 1 11 übertragen wird und durch die Mikrolinsen 12 des Linsenlayers 1 11 auf einen ersten Photoresist 16 fokussiert wird. Die Projektionsstrahlen treffen unter einem ersten Einfallswinkel ßi, der gleich einem ersten Betrachtungswinkel ist, auf den Linsenlayer 1 11. Durch die Belichtung wird in dem ersten Photoresist 16 ein erstes latentes Teilbild ausgebildet. Fig. 8.5 und 8.6 zeigen einen fünften Verfahrensschritt, in dem der belichtete erste Photoresist 16 zu einer als Ätzmaske ausgebildeten ersten Bildschicht 141 entwickelt wird, wie weiter oben beschrieben. In Fig. 8.6 ist die erste Bildschicht 141, welche aus Bildabschnitten 141a gebildet ist, dargestellt.
Fig. 8.7 zeigt einen sechsten Verfahrensschritt, in dem die semitransparente Metallschicht 18ms mittels Ätzen strukturiert wird, wodurch die nicht von
Bildelementen der ersten Bildschicht 141 überdeckten Bereiche der
Metallschicht 18ms entfernt werden. Als Ätzmedium kann z.B. eine wässrige Lauge zum Einsatz kommen.
Fig. 8.8 zeigt einen siebenten Verfahrensschritt, in dem auf die erste Bildschicht 141 ein zweiter Photoresist 16 aufgebracht wird. Fig. 8.9 zeigt einen achten Verfahrensschritt, in dem der Linsenlayer 1 11 von einer Kompensationsschicht 1 1 k überdeckt wird. Die Kompensationsschicht 1 1 k weist die gleiche bzw. in etwa gleiche optische Brechzahl, insbesondere mit einem Brechzahlunterschied von höchstens 0,2, wie die Mikrolinsen 12 des Linsenlayers 1 1 auf, so dass die optische Wirkung der Mikrolinsen 12
aufgehoben ist. Bei der Kompensationsschicht 1 1 k kann es sich beispielsweise um eine Flüssigkeit handeln.
Fig. 8.10 zeigt einen neunten Verfahrensschritt, in dem die erste Bildschicht 141 als eine Bildmaske wirkt. In dem in Fig. 8.10 dargestellten Ausführungsbeispiel treffen parallele Projektionsstrahlen senkrecht auf die erste Bildschicht 141 auf, belichten den unter der ersten Bildschicht 141 angeordneten zweiten Photoresist 16 und erzeugen ein latentes Teilbild. Möglich ist auch die Hinterlegung mit einer transluzent eingefärbten Schicht, insbesondere gefolgt von einer
Metallschicht, um den Effekt einer farbigen Reflexionsschicht zu erzeugen.
In einem zehnten Verfahrensschritt wird die Kompensationsschicht 1 1 k wieder von dem Linsenlayer 1 11 entfernt.
Fig. 8.1 1 und 8.12 zeigen einen elften Verfahrensschritt, in dem das in dem zweiten Photoresist 16 ausgebildete latente Bild zu einer aus flächigen
Bereichen wie z.B. Bildstreifen 14ra gebildeten zweiten Bildschicht 14r entwickelt wird. Die Bildstreifen 14ra sind über einen sehr großen Winkelbereich (permanent) sichtbar.
Die Fig. 10.1 bis 10.8 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die in den Fig. 10.1 bis 10.8 dargestellten Verfahrensschritte sind wie die in Fig. 4.1 bis 4.8 beschriebenen Verfahrensschritte ausgebildet, mit dem Unterschied, dass die Belichtung des Photoresists 16 durch ein als eine Blendenschicht 1 1 b ausgebildetes mikrooptisches System erfolgt. Die Blendenschicht 1 1 b kann aus alternierend transparenten und opaken bzw. teilweise opaken Bereichen aufgebaut sein. Im einfachsten Fall kann es sich um Linienraster, die z.B.
aufgedruckt werden, handeln. Es kann sich jedoch auch um komplexere
Anordnungen von transparenten und opaken Bereichen handeln. Die
Rasterweite ist so gewählt, dass sie wie weiter oben in Fig. 1 für Mikrolinsen beschrieben, unterhalb der Auflösung des menschlichen Auges liegt. Die Fig. 18a bis 18c zeigen Ausführungsbeispiele für Blendenschichten 1 1 b mit Linienraster, wobei die in den Figuren dargestellten Richtungspfeile die
Kipprichtung des Sicherheitselements angeben. In Fig. 18a ist der Linienraster senkrecht zur Kipprichtung angeordnet, in Fig. 18b schräg zur Kipprichtung und in Fig. 18c parallel zur Kipprichtung.
Fig. 19 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Blendenschicht 1 1 b, bei der der Linienraster aus zwei Abschnitten gebildet ist, die einen stumpfen Winkel miteinander einschließen, wie in Fig. 19 eingezeichnet.
Fig. 20 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Blendenschicht 1 1 b, bei der der Linienraster aus zwei Abschnitten gebildet ist, die unter einem Rechten Winkel zueinander angeordnet sind.
Fig. 21 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Blendenschicht 1 1 b, bei der der Linienraster S-förmig ausgebildet ist.
Fig. 22 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Blendenschicht 1 1 b, bei der der Linienraster durch schräg verlaufende linienförmige Abschnitte unterbrochen ist.
Fig. 23 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Blendenschicht 1 1 b, bei der der Linienraster durch schräg verlaufende linienförmige Abschnitte unterbrochen ist und alternierend Linien des Linienrasters unterbrochen sind.
Anstelle der in den Figuren 18a bis 24 aufgeführten Linienraster können auch Zylinderlinsen mit analoger Anordnung zum Einsatz kommen. Fig. 24 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Blendenschicht 1 1 b, bei dem der Linienraster eine sternförmige Begrenzung aufweist, die von einem Betrachter als sternförmiges Symbol wahrnehmbar ist. Die Fig. 1 1 .1 bis 1 1 .7 zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 1 .1 zeigt einen ersten Verfahrensschritt, in dem eine Trägerfolie 13, auf deren Oberseite eine Linsenschicht 1 11 ausgebildet ist, bereitgestellt wird. Der Aufbau der Linsenschicht 1 11 ist weiter oben beschrieben.
Fig. 1 1 .2 zeigt einen zweiten Verfahrensschritt, in dem ein Photoresist 15 auf die Unterseite der Trägerfolie 13 z.B. in Form eines Feldes oder eines Musters in einem definierten Bereich aufgebracht wird. Das Aufbringen kann z.B. mittels eines Druckverfahrens oder auch durch Transfer von einem Träger mittels Heißprägen oder Kaltprägen erfolgen.
Die Verfahrensschritte des Aufbringens des Photoresists 15 und das Auf- bzw. Einbringen der Mikrolinsen der Linsenschicht 1 11 können auch in geänderter Reihenfolge oder auch simultan erfolgen. Verwendung finden können positive Photoresists und/oder negative Photoresists.
Der Photoresist 15 kann je nach Folgeprozess farblos sein oder pigmentiert sein und/oder eingefärbt sein und/oder mehrfarbig gedruckt sein. Als Farben werden gelöste Farbstoffe und/oder Pigmente, auch Spezialpigmente, wie sie im Sicherheitsbereich Verwendung finden, beispielsweise UV-Fluoreszenz- Pigmente, eingesetzt. Bevorzugt sind Pigmente mit kleinen Korngrößen unterhalb der Schichtdicke des Photoresists 15. Weiter bevorzugt sind sogenannte Nanopigmente, d.h. Pigmente mit Korngrößen unterhalb 1 μιτι bevorzugt unterhalb 0,5 μιτι. Die Pigmente können anorganischer oder organischer Natur sein oder Mischungen beider sein. Neben Pigmenten können auch lösliche Farbstoffe zum Einsatz kommen.
Der Photoresist 15 kann transparent, semitransparent oder opak, ggf. opak nur in bestimmten Wellenlängenbereichen, sein. So kann ein farbiger Photoresist 15 beispielsweise im nahen UV, in dem der Photoresist 15 empfindlich ist, weitgehend transparent sein, jedoch im sichtbaren Wellenlängenbereich im Wesentl ichen schwarz erscheinen .
Als Photoresists 15 können auch flüssigkristalline Materialien Verwendung finden, bei denen während des Belichtungsprozesses bzw. Aushärteprozesses ggf. zusätzlich räumliche Orientierungen der flüssigkristallinen Moleküle erfolgen. Die Orientierung der Moleküle kann z.B. an physischen Strukturen wie z.B. Mikrostrukturen und/oder auch durch Belichtung mittels polarisiertem Licht ausgebildet werden.
Die Photoresists 15 können farblos oder einfarbig oder mehrfarbig aufgebracht werden.
Fig. 1 1 .3 zeigt einen dritten Verfahrensschritt, in dem der Photoresist 15 mit parallelen Lichtstrahlen unter einem ersten Einfallswinkel ßi, der gleich einem ersten Betrachtungswinkel ist, durch die Linsenschicht 1 11 hindurch belichtet wird . Durch die Belichtung wird in dem Photoresist 15 ein erstes latentes Teilbild ausgebildet. Prinzipiell können alle geeigneten Methoden zur Erzeugung von parallelem Licht bzw. nahezu parallelem Licht zur Anwendung kommen. Hierzu gehört auch die Verwendung von Lasern oder Laserdioden ggf. in Kombination mit geeigneten Optiken.
Fig. 1 1 .4 zeigt einen vierten Verfahrensschritt, in dem der belichtete Photoresist 15 zu einem ersten Teilbild 141 entwickelt wird und ggf. optional einen fünften Verfahrensschritt, in dem ein weiterer Photoresist 15 aufgebracht wird. Der weitere Photoresist 15 wird auf die Unterseite der Trägerfolie 13 z.B. in Form eines weiteren Feldes oder eines Musters in einem definierten Bereich aufgebracht. Der weitere Photoresist 15 kann neben dem ersten Teilbild 141, teilweise überlappend oder deckungsgleich aufgebracht werden. In dem in Fig. 10.4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der weitere Photoresist 15 neben dem ersten Teilbild 141 aufgebracht.
Fig. 1 1 .5 zeigt einen sechsten Verfahrensschritt, in dem der weitere Photoresist 15 mit parallelen Lichtstrahlen unter einem zweiten Einfallswinkel ßr, der gleich einem zweiten Betrachtungswinkel ist, durch die Linsenschicht 1 11 hindurch belichtet wird . Durch die Belichtung wird in dem weiteren Photoresist 15 ein zweites latentes Teilbild ausgebildet.
Fig. 1 1 .6 zeigt einen siebenten Verfahrensschritt, in dem der belichtete weitere Photoresist 15 zu einem zweiten Teilbild 14r entwickelt wird.
Der sechste und der siebente Verfahrensschritt können mehrmals wiederholt werden.
Fig. 1 1 .7 zeigt eine Variante, bei der das zweite Teilbild 14r das erste Teilbild 141 teilweise überdeckt. Die Fig. 9.1 bis 9.15 zeigen weitere Ausführungsbeispiele von Sicherheitselementen 1 , die mit den vorbeschriebenen Verfahren und/oder durch Variation der vorbeschriebenen Verfahren herstellbar sind. Bei den Fig. 9.1 bis 9.15 handelt es sich um schematische Schnittdarstellungen, wobei zur besseren Übersicht Schichten jeweils als ein rechteckförmiger Bereich dargestellt sind.
Optional können die Sicherheitselemente 1 auf ihrer Unterseite mit einer in den Fig. 9.1 bis 9.15 nicht dargestellten ein- oder mehrlagigen Kleberschicht ausgebildet sein. Optional kann die Unterseite des in Fig. 9.1 bis 9.13 dargestellten Sicherheitselements 1 auch eine oder mehrere zusätzliche Schichten wie z.B. eine ein- oder mehrschichtige Haftschicht und/oder
Primerschicht aufweisen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, die
Sicherheitselemente 1 auf ein Substrat zu übertragen, das zumindest bereichsweise mit einer Kleberschicht beschichtet ist. Optional kann das Sicherheitselement an der Unterseite eine zusätzliche ein- oder mehrschichtige Schutzschicht, beispielsweise in Form einer PET-Folie, aufweisen. Diese kann aufgeklebt oder auflaminiert sein. Die Schutzschicht kann auf der Außenseite eine zusätzliche ein- oder mehrschichtige Kleberschicht aufweisen. Der Aufbau ermöglicht die Einbettung des Sicherheitselements in ein Substrat,
beispielsweise in Form eines Sicherheitsfadens in einem Dokument oder einer Banknote. Fig. 9.1 zeigt ein Sicherheitselement 1 , bei dem die Bildschicht 14 von einer Farbschicht 18f überdeckt ist. Die Farbschicht 18f kann beispielsweise aufgedruckt werden. Durch die Farbschicht 18f ist der Farbkontrast erhöht. Die Farbschicht 18f kann beispielsweise transluzent oder opak und/oder mehrfarbig und/oder UV-aktiv ausgebildet sein. Insbesondere bevorzugt sind opake Schichten oder auch opake und streuende Schichten. Die Farbschicht 18f ist bei Betrachtung durch die Linsenschicht unter einer Vielzahl von
Betrachtungswinkeln sichtbar.
Fig. 9.2 zeigt ein Sicherheitselement 1 , bei dem die Bildschicht 14 von einer Reflexionsschicht 18r überdeckt ist. Als Reflexionsschicht 18r kann eine Metallschicht und/oder eine HRI-Schicht vorgesehen sein. Optional kann nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht 18r eine Strukturierung der
Reflexionsschicht 18r im Register zu der Bildschicht 14 vorgesehen sein, wodurch der Farbeffekt verstärkt wird. Die Strukturierung kann nach bekannten Verfahren erfolgen.
Fig. 9.3 zeigt ein Sicherheitselement 1 , bei dem eine Mehrschichtstruktur auf die Bildschicht 14 aufgebracht ist. In dem in Fig. 9.3 dargestellten
Ausführungsbeispiel umfasst die Mehrschichtstruktur eine semitransparente Metallschicht 18mt als Absorberschicht, eine Abstandsschicht 18a und eine reflexive Schicht 18r. Die semitransparente Metallschicht 18mt ist auf der Unterseite der Bildschicht 14 angeordnet. Bei dem so ausgebildeten
Sicherheitselement 1 ist als Hintergrund ein Farbwechseleffekt sichtbar.
Möglich ist auch ein Aufbau, bei dem die reflexive Schicht 18r auf der
Unterseite der Bildschicht 14 liegt („umgekehrter Aufbau"), gefolgt von einer Abstandsschicht und einer semitransparenten Schicht. Beim letztgenannten Aufbau ist ein Farbwechseleffekt von der der Linsenschicht 1 1 abgewandten Seite sichtbar. Möglich sind auch Ausführungen, bei denen der Farbwechsel von beiden Seiten des Sicherheitselements 1 sichtbar ist. Bild 9.4 zeigt ein Sicherheitselement 1 , das nach dem weiter oben
beschriebenen ersten Verfahren hergestellt wird (Fig. 4.1 bis 4. 8 bzw. Fig. 6.1 bis 6.6), mit dem Unterschied, dass anstelle der Bildschicht 14 zunächst eine erste Bildschicht 141 ausgebildet wird, und sodann ein weiterer Photoresist 16 aufgetragen wird und nach Belichtung und Entwicklung eine zweite Bildschicht 14r ausgebildet wird. Vorteilhafterweise können die beiden Bildschichten 141 und 14r unterschiedliche Farben aufweisen. Es ist auch möglich, die beiden Photoresists in einem Streifenraster aufzubringen, gemeinsam zu belichten und zu entwickeln.
Fig. 9.5 zeigt ein Sicherheitselement 1 , das wie das in Fig. 9.4 dargestellte Sicherheitselement ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass die beiden Photoresists 16 mit unterschiedlicher Empfindlichkeit ausgebildet sind.
Beispielsweise kann der erste Photoresist 16 mit einer höheren Empfindlichkeit ausgebildet sein als der zweite Photoresist 16.
Durch die Verwendung von unterschiedlich gefärbten Photoresists ist es möglich, Mischfarben auszubilden, beispielsweise die Mischfarbe Magenta aus den Farben Rot und Blau.
Weiter kann vorgesehen sein, das Sicherheitselement auf einem Substrat oder Produkt, z.B. einem Sicherheitsdokument, mit einer zur horizontalen bzw.
vertikalen Kippachse des Sicherheitselements schräg verlaufenden Anordnung von Zylinderlinsen anzuordnen. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass sowohl beim Kippen über die horizontale als auch vertikale Kippachse ein Bildflip resultiert. Fig. 9.6 zeigt ein Sicherheitselement 1 , bei dem in die Unterseite der Trägerfolie 13 eine Mikrostruktur 13s abgeformt ist. Die Mikrostruktur 13s kann auch in eine weitere auf die Trägerfolie 13 aufgebrachte Schicht eingebracht sein. Die Mikrostruktur 13s kann unterschiedliche optische Effekte ausbilden,
beispielsweise ein KINEGRAM® bzw. 2D/3D- oder 3D-strukturbasierte Effekte ausbilden. Die Bildschicht 14 ist mit einer reflexiven Schicht 18r beschichtet. Die Beschichtung kann optional vorgesehen sein.
Möglich ist auch eine Kombination einer Mikrostruktur mit einem Aufbau analog Abb. 8.7.
Fig. 9.7 zeigt ein Sicherheitselement 1 , bei dem eine semitransparente
Metallschicht 18ms auf der Unterseite der Trägerfolie 13 angeordnet ist, wobei die Metallschicht 18ms nach der Ausbildung der als Ätzmaske ausgebildeten Bildschicht 14 partiell demetallisiert wurde. Das Sicherheitselement 1 weist somit eine von der Betrachtungsseite metallisch beschichtete Bildschicht 14 auf. Optional kann auf die Rückseite der Bildschicht eine zusätzliche
Farbschicht aufgebracht sein, um den Kontrast zu erhöhen und/oder um farbige Bereiche zu erzeugen. Möglich ist auch die Hinterlegung mit einer zweiten, z.B. andersfarbig mit einer transluzenten Farblackschicht eingefärbten Metallschicht analog zu der in Fig. 8.7 beschriebenen Ausführung.
Fig. 9.8 zeigt ein Sicherheitselement 1 , bei dem die Rückseite des
Sicherheitselements 1 durch eine strukturierte Metallschicht 18m ausgebildet ist. Die strukturierte Metallschicht 18m weist im Lift-Off-Verfahren entfernte Bereiche auf, welche kongruent zu der strukturierten Bildschicht 14 sind. Dazu wurde die Bildschicht 14 mit der Metallschicht 18m bedampft und anschließend die Bildschicht 14 im Lift-Off-Verfahren in den belichteten Bereichen entfernt, wobei in diesem Ausführungsbeispiel ein positiver Photoresist verwendet wurde. Optional kann die strukturierte Metallschicht 18m mit einer Farbschicht hinterlegt sein. Möglich ist auch die Hinterlegung mit einer transluzent eingefärbten Schicht, insbesondere gefolgt von einer Metallschicht, um den Effekt einer farbigen Reflexionsschicht zu erzeugen.
Fig. 9.9 zeigt ein Sicherheitselement 1 , bei dem auf der Bildschicht 14 eine Transferlage 18u einer Transferfolie angeordnet ist. Die Bildschicht 14 ist als ein Thermokieber ausgebildet, der nach Erwärmung mit der auf der
Transferfolie ausgebildeten Transferlage 18u in Kontakt gebracht wird und nach dem Erkalten die Transferlage auf der Bildschicht mittels des Thermokiebers haftet. Sodann wird das Sicherheitselement 1 von der Transferfolie abgezogen, wobei die mit der Bildschicht 14 verklebten Bereiche der Transferlage 18u abgezogen werden. Bei dieser Ausbildung des Sicherheitselements 1 ist eine große Designvielfalt möglich. So kann beispielsweise ein kontinuierlicher Farbverlauf oder ein Echtfarbenbild ausgebildet werden oder es können optische Strukturen auf die Bildschicht 14 übertragen werden.
Fig. 9.10 zeigt ein Sicherheitselement 1 , bei dem auf der Bildschicht 14 ein Volumenhologramm 18v angeordnet ist.
Fig. 9.1 1 zeigt ein Sicherheitselement 1 , bei dem zwischen Unterseite der Trägerfolie 13 und der eingefärbten Bildschicht 14 eine partiell metallisierte Schicht 18mp angeordnet ist. Das Sicherheitselement 1 bildet einen Flip Farbe- Metall. Der Effekt kann durch Kippen des Sicherheitselements 1 oder durch
Drehung um 180° auftreten. Es kann ein kontinuierlicher Übergang Metall/Farbe in einer Belichtung ausgebildet werden. Optional kann durch zwei Belichtungen und Strukturierung ein Flip Metall/Farbe ausgebildet werden. - Kontinuierlicher Übergang: eine Belichtung und Nutzung des farbigen Photoresists in einem Bereich als Farbe und im anderen Bereich zur weiteren Strukturierung der vorgängig partiell erzeugten Metallschicht.
- Bildflip Metall/Farbe: Zuerst Strukturierung einer Metallschicht mittels erster Belichtung, dann Strukturierung eines separat aufgebrachten farbigen Photoresists mittels zweiter Belichtung.
Fig. 9.12 zeigt ein weiteres Sicherheitselement 1 , das nach dem weiter oben in Fig. 8.1 bis 8.12 beschriebenen Verfahren hergestellt wurde.
Fig. 9.13 zeigt ein Sicherheitselement 1 , bei der unter der Trägerfolie 13 eine Funktionsschicht 18v angeordnet ist, auf deren der Trägerfolie 13 abgewandten Seite eine mehrschichtige Bildschicht angeordnet ist, umfassend eine erste Bildschicht 14, eine Reflexionsschicht 18r und eine zweite Bildschicht 14'.
Fig. 9.14 zeigt ein Sicherheitselement 1 , das wie das in Fig. 1 beschriebene Sicherheitselement ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass das
Sicherheitselement 1 einen ersten Bereich aufweist, der wie in Fig. 1
beschrieben ausgebildet ist, und dass das Sicherheitselement 1 einen zweiten Bereich aufweist, der spiegelbildlich zu dem ersten Bereich ausgebildet ist. In dem zweiten Bereich ist die Linsenschicht 1 11 auf der Unterseite des
Sicherheitselements 1 angeordnet. Die Bildschicht 14 ist auf der Oberseite des Sicherheitselements 1 angeordnet. Das Sicherheitselement 1 ist beispielsweise in einem Fenster eines Sicherheitsdokuments anordenbar, wobei bei der Betrachtung der Vorderseite und der Rückseite des Sicherheitselements 1 unterschiedliche optische Effekte ausgebildet sein können. Es kann auch vorgesehen sein, das Fenster in dem Sicherheitsdokument 1 so auszubilden, dass es nur den Blick auf den zweiten Bereich freigibt. Der erste und/oder der zweite Bereich können nicht miteinander verbundene Teilbereiche aufweisen. Beispielsweise können die Teilbereiche als Elemente eines Rasters ausgebildet sein. Fig. 9.15 zeigt ein Sicherheitselement 1 , dass durch Kombination von zwei Sicherheitselementen entsprechend Fig. 4.8 und Fig. 9.1 hergestellt wurde. Die Herstellung kann beispielsweise durch Laminieren der beiden
Sicherheitselemente mittels eines Klebstoffs 19 erfolgen. Die Fig. 25 und 26 zeigen Sicherheitselemente 1 , bei denen die mikrooptische Schicht als eine Prismenschicht 1 1 p ausgebildet ist, wobei die Prismenschicht in Fig. 26 im Querschnitt trapezförmig ausgebildet ist.
Die in den Fig. 9.1 bis 9.15, 25 und 26 beschriebenen Sicherheitselemente können vielfältige optische Effekte ausbilden, wobei es auch möglich ist, Kombinationen aus den in Fig. 9.1 bis 9.15 sowie 25 und 26 dargestellten Sicherheitselementen zu bilden.
Es ist möglich, stereoskopische Effekte auszubilden, wenn die beiden Teilbilder 141 und 14r ein stereoskopisches Bildpaar bilden.
Es ist weiter möglich, quasi-kontinuierliche Bewegungen der Bilder zu erzeugen, wobei die Bewegung, d.h. die Positionsänderung der Bilder bei kontinuierlicher Änderung der Betrachtungsposition eintreten kann.
In ähnlicher Weise kann ein Morphingeffekt erzielt werden, wobei ein erstes Bild über verschiedene Stufen in ein zweites Bild gewandelt wird. Die Betrachtung der Sicherheitselemente 1 kann in Reflexion und/oder in Transmission vorgesehen sein.
Die Bildschicht oder Bildschichten können auf der von den mikrooptischen Elementen abgewandten Seite ein statisches Bild darstellen.
Im Anschluss an die Herstellung der Bildschicht 14 können weitere Schichten vollflächig oder partiell, z.B. durch Drucken oder durch Transfer einer
Übertragungslage von einem Träger, insbesondere durch Heißprägen und/oder Kaltprägen, aufgebracht werden. Eine partielle Entfernung nach dem
Aufbringen, z.B. eine sogenannte Demetallisierung, ist ebenfalls möglich. Bei den Schichten kann es sich um Metalle, beispielsweise Aluminium, HRI- Schichten, farblose oder eingefärbte (z.B. komplementär zur Farbe der
Bildschicht 14 eingefärbt) ein- oder mehrlagige Kunststoffschichten,
Primerschichten anorganischer oder organischer Natur, Klebstoffschichten usw. handeln. Die Reihenfolge ist weitestgehend beliebig. Schichten können auch mehrmals vorkommen. Interessant ist das rückseitige Aufbringen weiterer Schichten auf die Bildschicht 14 deshalb, weil damit unterschiedliche Effekte von der Vorder- und Rückseite realisierbar sind.
Durch Verwendung von mehreren unterschiedlich eingefärbten Photoresists können z.B. Farbbilder, insbesondere Echtfarbenbilder erzeugt werden.
Möglich ist auch das Einbringen von optischen Strukturen in die Bildschicht bzw. in zusätzliche Schichten, z.B. durch Replikation (thermische Replikation bzw. UV-Replikation). Optische Strukturen können jedoch auch in eine
Abstandsschicht eingebracht werden, bevor die Bildschicht aufgebracht wird.
Die Abstandsschicht kann eine Volumenhologrammschicht sein. Zwischen der Linsenschicht 1 1 und der Bildschicht 14 können eine Vielzahl von zusätzlichen Materialien vorhanden sein, beispielsweise
- (ein)gefärbte Schichten (vollflächig bzw. bereichsweise);
- pigmentierte Schichten (Sicherheitspigmente, beispielsweise UV- Fluoreszenzpigmente);
- Druckschichten (vollflächig bzw. bereichsweise);
- Schichten, die mittels Laser beschriftbar sind;
- Schichten mit polarisierenden Eigenschaften;
- HRI-Schichten, beispielsweise aus ZnS.
Die Sicherheitselemente können mit weiteren Elementen ausgebildet werden, die beispielsweise als insbesondere statische optische Referenzpunkte, Linien usw. für die Bewegung dienen können. Weitere Elemente könnten zusätzliche Moire-Elemente sein, weitere gedruckte oder optisch variable oder metallische Darstellungen sein, die den Bildflip ergänzen oder komplementieren. Der dargestellte Bildflip kann auch durch eine oder mehrere weitere Technologien dargestellt werden, beispielsweise durch ein optisch variables Element. Hierbei kann der Bildflip synchron, asynchron oder invers erfolgen.
Elemente der Bildschicht können auch als Markierungen, insbesondere als Registermarken und/oder Steuermarken zum Steuern weiterer Prozessschritte, insbesondere zum Aufbringen weiterer Schichten und/oder Elemente
Verwendung finden.
Weiter können Kombinationen mit weiteren Sicherheitselementen bzw.
dekorativen Elementen vorgesehen sein, die beispielsweise als ein Hologramm, ein Kinegrann®, ein Linseneffekt, ein Volumenhologrannnn, Sicherheitsdruck, ein dekorativer Druck, ein UV-Fluoreszenzdruck, ein
Druck von Upconverter (IR-Upconverter), ein OVI-Druck (OVI = Optically Variable Ink) und als maschinell detektierbare Pigmente (3rd line Features) ausgebildet sein können. Die Kombinationen können nebeneinander angeordnet sein. Sie können auch ineinander verschachtelt oder überlappend angeordnet sein. Bildelemente sowie enthaltene Daten usw. können
komplementär zueinander sein, sich ergänzen oder in verschiedenen
Technologien wiederholt werden.
Die in der Bildschicht enthaltenen Teilbilder können sich mit weiteren Bildern oder Informationen des Sicherheitselements 1 ergänzen. So können die Teilbilder der Bildschicht sich mit gedruckten Informationen außerhalb des Sicherheitselements 1 ein Gesamtbild oder Gesamtbilder darstellen. Hierbei wäre ein Teil des Gesamtbildes insbesondere durch den Lenticular Flip variabel.
Durch Kombination mit einem optisch variablen Element könnten
unterschiedliche Gesamtteilbilder durch Teilinformationen aus Lenticular Flip und optisch variablen Elementen erzeugt werden, die bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln sichtbar wären.
Ein weiteres Beispiel wäre die Kombination mit einer optisch variablen
Druckfarbe. So könnten die bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln auftretenden Farben der optisch variablen Farbe synchron zu den Farben des Lenticular Flips sichtbar sein. Die Sicherheitselemente können neben den optischen Effekten zusätzliche Funktionen bereitstellen, wie die Maschinenlesbarkeit. Ein Lenticularflip oder ein Moire-Magnifier kann maschinenlesbar sein, wobei unterschiedliche
Barcodes oder positiv/negativ Barcodes anzeigbar sind. Diese Codes können zur Authentifizierung/Verifizierung dienen.
Die Bildschicht 14 kann eine Moire-Codierung enthalten, d.h. ein oder mehrere Bilder des Bildflips können zusätzlich mit einem Moire-Analysator bzw. über eine Bilderfassung und Bearbeitung analysiert werden. Die Erfassung eines Moire-Effekts kann auch von der den Linsen abgewandten Seite her erfolgen.
Ein Lenticular Flip kann Moire-Magnifier-Information enthalten, die durch einen zweiten Analysator analysiert werden, wobei der Moire-Analysator über der Linsenschicht positioniert wird.
Die vorbeschriebenen Sicherheitselemente können beispielsweise in folgenden Sicherheitsdokumenten eingesetzt werden:
- Staatliche bzw. nichtstaatliche Personaldokumente (Pass, Ausweis, Visum, Führerschein, Geburtszertifikat, Kraftfahrzeugnummernschild, Waffenscheine usw.
- Banknoten, Checks, Zertifikate
- Kreditkarten; Wertgegenstände; Tickets; Zutrittsausweise
Insbesondere eignen sich die Sicherheitselemente bei sogenannten
Dokumenten mit Fenstertechnologie mit transparenten Bereichen für eine Durchlichtbetrachtung und/oder eine Betrachtung von Vorder- und Rückseite. Bei sogenannten Fensterbanknoten kann es sich um Banknoten mit physischen Öffnungen im Substrat handeln oder beispielsweise um Polymerbanknoten mit transparenten Polymerbereichen. Die Sicherheitselemente 1 können den Fensterbereich teilweise oder vollständig abdecken, wobei eine Betrachtung im Fensterbereich sowohl von der Vorder- als auch der Rückseite der Banknote in Reflexion und /oder in Transmission möglich ist. Bei Polymerbanknoten kann das Sicherheitselement auch direkt auf dem Substrat aufgebaut werden, d.h. das Polymersubstrat würde das Trägersubstrat darstellen.
Das Sicherheitselement kann ebenfalls Teil einer Kunststoffkarte sein, wobei das Sicherheitselement 1 auf eine Kunststoff karte aufgebracht ist oder als eingebetteter und/oder integraler Teil der Kunststoff karte erzeugt wird.
Die vorbeschriebenen Elemente sind jedoch auch außerhalb des Bereichs von Sicherheitsdokumenten bzw. außerhalb des Sicherheitsbereichs einsetzbar für dekorative Gegenstände und Werbematerialien oder als funktionale Elemente, beispielsweise als Komponenten von Displays und Brillen.
Die Sicherheitselemente eignen sich besonders für Produkte mit sogenannten Durchsichtselementen wie z.B. Fensterbanknoten, Sicherheitsfaden- Anwendungen für Banknoten und/oder Dokumente mit transparenten Bereichen usw.
Die Sicherheitselemente können auf Objekte aufgebracht oder in Objekte eingebracht (eingebettet) werden. Die Fig. 27 bis 36 zeigen Ausführungsbeispiele für Sicherheitsdokumente, die mit einem oder mehreren der vorbeschriebenen Sicherheitselemente
ausgebildet sind. Fig. 27 zeigt ein als Banknote ausgebildetes Sicherheitsdokunnent 2, das ein streifenförmiges Sicherheitselennent 1 aufweist.
Die Fig. 28a und 28b zeigen ein als Banknote ausgebildetes
Sicherheitsdokunnent 2, das ein streifenförmiges Sicherheitselement 1 aufweist, unter verschiedenen Kippwinkeln. Die durch Buchstaben symbolisierten
Bildmotive des Sicherheitselements 1 wechseln von A, B, C zu D, E, F.
Fig. 29 zeigt ein als Banknote ausgebildetes Sicherheitsdokument 2, das ein streifenförmiges Sicherheitselement 1 aufweist, das abschnittsweise mit unterschiedlichen Bildeffekten ausgebildet ist:
A: Lenticular-Fip-Element basierend auf Mikrolinsen
B: 2D/3D-Hologram
C: Kinegram®
D: Lenticular-Fip-Element basierend auf opaken Streifen
E: Aufdruck mit optisch variabler Tinte (optical variable ink print)
Die Bereiche A bis E können benachbart zueinander und/oder miteinander überlappend angeordnet sein.
Fig. 30a zeigt ein als Banknote ausgebildetes Sicherheitsdokument 2, das ein Fenster 2f 1 aufweist. Fig. 30b zeigt das in Fig. 30a dargestellte Sicherheitsdokument, das auf seiner Vorderseite mit einem auflaminierten streifenförmigen Sicherheitselement 1 ausgebildet ist, das das Fenster 2f überdeckt. Das Sicherheitselement 1 weist ein erstes, durch den Buchstaben X symbolisiertes Motiv auf, das über dem Fenster 2f angeordnet ist, und ein zweites, durch den Buchstaben Y
symbolisiertes Motiv auf, das unterhalb des ersten Motivs außerhalb des Fensters 2f angeordnet ist. Die Fig. 31 a und 31 b zeigen ein Sicherheitsdokunnent 2, das wie das in Fig. 30b beschriebene Sicherheitsdokunnent ausgebildet ist, nnit denn Unterschied, dass ein erstes, durch den Buchstaben A symbolisiertes Motiv, das über dem
Fenster 2f angeordnet ist, beim Kippen des Sicherheitsdokuments 2 um eine senkrechte Achse in einer ersten Kipplage sichtbar ist und in einer zweiten Kipplage unsichtbar ist, und dass ein zweites, durch den Buchstaben B symbolisiertes Motiv, das unterhalb des ersten Motivs außerhalb des Fensters 2f angeordnet ist, in der ersten Kipplage unsichtbar ist und in der zweiten Kipplage sichtbar ist. Die Fig. 32a und 32b zeigen ein Sicherheitsdokument 2, das wie das in Fig. 31 a und 31 b beschriebene Sicherheitsdokument ausgebildet ist, mit dem
Unterschied, dass bei der Betrachtung von der Rückseite in beiden Kipplagen das über dem Fenster 2f angeordnete durch den Buchstaben A symbolisierte Motiv sichtbar ist.
Die Fig. 33 und 34 zeigen ein im Kartenformat ID1 ausgebildetes
Sicherheitsdokument 2 mit einem Fenster 2f.
Fig. 34 zeigt ein Sicherheitsdokument 2, das wie das in Fig. 33 beschriebene Sicherheitsdokument ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass ein
streifenförmiges Sicherheitselement 1 , welches das Fenster 2f überdeckt, auf die Vorderseite des Sicherheitsdokuments 2 laminiert ist. Das
Sicherheitselement 1 weist ein herzförmiges Lenticular-Flip-Element auf, das über dem Fenster 2f angeordnet ist, sowie ein sternförmiges Hologramm, das unter dem Fenster 2f angeordnet ist.
Fig. 35 zeigt ein Sicherheitsdokument 2 mit einem Fenster 21 in einem
schematischen Querschnitt, bei dem eine Linsenschicht 1 11 und ein
Trägersubstrat 13 eines Sicherheitselements 1 auf der Vorderseite des
Sicherheitsdokuments 2 über dem Fenster 21 angeordnet ist, wobei eine mit der Linsenschicht 1 11 korrespondierende Bildschicht 14 auf der Rückseite des Sicherheitsdokuments 2 angeordnet ist.
Fig. 36 zeigt ein Sicherheitsdokument 2, das wie das in Fig. 35 beschriebene Sicherheitsdokument ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass die Bildschicht 14 auf der Rückseite des Trägersubstrats 13 angeordnet ist.
Bezugszeichenliste
1 Sicherheitselement
1 a Kippachse
2 Sicherheitsdokument
2f Fenster
1 1 mikrooptische Schicht
1 1 b Blendenschicht
1 1 k Kompensationsschicht
1 11 Linsenschicht
1 1 p Prismenschicht
12 Mikrolinse
121 Längsreihe
12k Kugellinse
12r Querreihe
12z Zylinderlinse
13 Trägersubstrat; Trägerfolie
13s Mikrostruktur
14, 14' Bildschicht
141 erstes Teilbild
141a Bildabschnitt des ersten Teilbildes
141m erstes Masterbild
14m Masterbild
14mm drittes Masterbild
14r zweites Teilbild
14ra Bildabschnitt des zweiten Teilbildes
14rm zweites Masterbild 15 Replizierschicht
15s Prägestempel
16 Photoresist
17 Belichtungsvorrichtung
17c Computer
17d Display
171 Strahlungsquelle
17k Kondensor
17o Projektionsobjektiv
18a Abstandsschicht
18f, 18fl, 18fr Farbschicht
18r Reflexionsschicht
18m Metallschicht
18mp partiell metallisierte Schicht
18ms semitransparente Metallschicht
18mt transparente Metallschicht
18u Transferlage
18v Funktionsschicht
19 Klebstoffschicht
de Einfallsazimut
C(| x-Azimut
aq y-Azimut
ße Einfallswinkel
ßel erster Einfallswinkel
ßer zweiter Einfallswinkel

Claims

Ansprüche
Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements (1), umfassend eine mikrooptische Schicht (11), wobei die mikrooptische Schicht ein aus mikrooptischen Systemen gebildetes Array umfasst, ein Trägersubstrat (13) und eine Bildschicht (14) oder mehrere Bildschichten, wobei die eine Bildschicht (14) oder die mehreren Bildschichten n Teilbilder (141, 14r) für n = 1 bis i umfasst bzw. umfassen, die aus einem dem n-ten Teilbild (141, 14r) zugeordneten n-ten Betrachtungswinkel sichtbar sind, und wobei n mindestens 1 ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass folgende Verfahrensschritte vorgesehen sind:
a) Bereitstellen des Trägersubstrats (13), auf dessen Oberseite die mikrooptische Schicht (11) ausgebildet ist;
b) Aufbringen eines Photoresists (16) auf die Unterseite des
Trägersubstrats (13);
c) Ausbildung eines latenten n-ten Teilbildes in dem Photoresist (16), wobei ein n-tes Masterbild (141m, 14rm) auf die mikrooptische Schicht (11) aufgelegt wird und mit unter einem n-ten Einfallswinkel (ßi, ßr) und einem n-ten Einfallsazimut (ae) einfallenden parallelen Lichtstrahlen belichtet wird, oder
wobei ein n-tes Masterbild (141m, 14rm) mit unter einem n-ten Einfallswinkel (ßi, ßr) und einem n-ten Einfallsazimut (ae)
einfallenden parallelen Lichtstrahlen auf die mikrooptische Schicht (1 1 ) projiziert wird, oder
wobei der Photoresist (16) in Schritt b) in Form eines n-ten
Masterbildes (141m, 14rm) auf die Unterseite des Trägersubstrats (13) aufgebracht wird und wobei der Photoresist (16) durch die mikrooptische Schicht (1 1 ) hindurch mit unter einem n-ten
Einfallswinkel (ßi, ßr) und einem n-ten Einfallsazimut (ae)
einfallenden parallelen Lichtstrahlen belichtet wird;
Wiederholung des Verfahrensschritts c) bis zur Ausbildung des i-ten latenten Teilbildes;
Entwickeln des Photoresists (16) zu der Bildschicht (14).
Verfahren nach Anspruch 1 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass nach der dritten Variante des Verfahrensschritts c), in der der Photoresist (16) in Schritt b) in Form eines n-ten Masterbildes (141m,
14rm) auf die Unterseite des Trägersubstrats (13) aufgebracht wird und der Photoresist (16) durch die mikrooptische Schicht (1 1 ) hindurch mit unter einem n-ten Einfallswinkel (ßi, ßr) und einem n-ten Einfallsazimut
(ae) einfallenden parallelen Lichtstrahlen belichtet wird, der
Verfahrensschritt e) vor dem Verfahrensschritt d) erfolgt. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das die mikrooptischen Systeme in dem Array ein als
Sicherheitsmerkmal und/oder als dekoratives Merkmal des
Sicherheitselements (1) ausgebildetes Muster bilden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mikrooptische Schicht (11) unterschiedlich ausgebildete Arrays aus mikrooptischen Systemen umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mikrooptische Schicht (11) eine Blendenschicht (11b) umfasst, welche transparente und opake Bereiche aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mikrooptische Schicht (11) ein aus Mikrospiegeln gebildetes Array umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mikrooptische Schicht ein aus Mikrolinsen (12) gebildetes Array umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrolinsen (12) mit mindesten zwei unterschiedlichen
Brennweiten ausgebildet sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mikrooptische Schicht (11 ) zwei oder mehr nebeneinander angeordnete mikrooptische Systeme mit einer Längsachse und einer Querachse aufweist, wobei die Längsachsen der mikrooptischen Systeme unter einem x-Azimut (αι) zur Längsseite des Trägersubstrats (13) angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Längsachsen der mikrooptischen Systeme als eine Kurve ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mikrooptischen Systeme als Zylinderlinsen (12z) ausgebildet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mikrooptische Schicht (11 ) zwei oder mehr in einem x-y-Raster angeordnete mikrooptische Systeme aufweist, wobei die x-Achse des x- y-Rasters unter einem x-Azimut (αι) zur Längsseite des Trägersubstrats (13) angeordnet ist und die y-Achse unter einem y-Azimut (aq) zur Querseite des Trägersubstrats (13) angeordnet ist. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mikrooptischen Systeme in einem verzogenen Raster angeordnet sind.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mikrooptischen Systeme als Kugellinsen ausgebildet sind.
15. Verfahren nach Anspruch 9 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass das x-Azimut (αι) gleich 90° ist. 16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Verfahrensschritt b) ein Negativ-Photoresist aufgebracht wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Verfahrensschritt b) ein Positiv-Photoresist aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Verfahrensschritt b) eine Mikrostruktur (13s) in der dem
Trägersubstrat (13) abgewandten Unterseite des Photoresists (16) oder in der dem Trägersubstrat (13) abgewandten Unterseite der Bildschicht (14) ausgebildet wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach dem Verfahrensschritt e) eine Dekorschicht auf die Bildschicht (14) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach dem Verfahrensschritt e) eine Farbschicht (18f) oder mehrere Farbschichten (18fl, 18fr) auf die Bildschicht (14) aufgebracht wird bzw. aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach dem Verfahrensschritt e) eine Metallschicht (18m) und/oder eine HRI-Schicht auf den Photoresist (16) oder auf die Bildschicht (14) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 21 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bildschicht (14) als eine Ätzmaske ausgebildet wird und von Bildbereichen der Bildschicht (14) nicht überdeckte Bereiche der
Metallschicht (18m) oder der HRI-Schicht durch Ätzen entfernt werden
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bildschicht (14) als Lift-Off-Schicht eingesetzt wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach dem Verfahrensschritt e) eine Multischichtstruktur auf die Bildschicht (14) aufgebracht wird, umfassend eine semitransparente Metallschicht (18ms), eine Abstandsschicht (18a) und einereflexive
Metallschicht (18r).
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach dem Verfahrensschritt e) die Bildschicht (14) in Kontakt mit einer Transferlage (18u) einer Transferfolie gebracht wird und die Transferlage (18u) insbesondere nur an den Stellen, an denen sich die Bildschicht (14) befindet, von der Transferfolie auf die Bildschicht (14) übertragen wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach dem Verfahrensschritt e) eine Volumenhologrammschicht auf die Bildschicht (14) aufgebracht wird.
27. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verfahrensschritte b), c) und e) mit einem mit einer n-ten Farbe ausgebildeten n-ten Photoresist (16) ausgeführt werden, und
dass die Verfahrensschritte b), c) und e) (i-1 )-mal wiederholt werden, wobei i mindestens 2 ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verfahrensschritt b), c) und e) mit einem mit einer n-ten Farbe und/oder einer n-ten Empfindlichkeit ausgebildeten n-ten Photoresist (16) ausgeführt werden, und
dass die Verfahrensschritte b), c) und e) (i-1)-mal wiederholt werden, wobei i mindestens 2 ist.
Verfahren nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet,
dass die n Photoresists (16) als n zumindest teilweise übereinander angeordnete Schichten auf die Unterseite des Trägersubstrats (13) aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet,
dass die n Photoresists als ein Streifenmuster auf die Unterseite des Trägersubstrats (13) aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 30,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Verfahrensschritt c) die Belichtung mit einer n-ten
Belichtungsstärke durchgeführt wird. 32. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 26,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bildschicht (14) aus zwei Teilbildern (141, 14r) ausgebildet wird, dass im Verfahrensschritt c) die Belichtung mit einem ersten Einfallsazimut erfolgt, und
dass im Verfahrensschritt d) die Belichtung mit einem zweiten
Einfallsazimut erfolgt, das um 90° von dem ersten Einfallsazimut verschieden ist.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor dem Verfahrensschritt b) eine semitransparente Metallschicht (18ms) auf die Unterseite des Trägersubstrats (13) aufgebracht wird, dass der Photoresist (16) als ein Ätzresist ausgebildet wird, und dass nach Ausführung des Verfahrensschritts e) die Metallschicht in den von der Bildschicht (14) nicht bedeckten Bereichen durch Ätzen entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
dass die semitransparente Metallschicht (18ms) mit einem
Transmissionsgrad im Bereich von 5 bis 70% ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
dass die semitransparente Metallschicht (18ms) mit einem
Transmissionsgrad im Bereich von 1% bis 95% ausgebildet wird bevorzugt im Bereich von 5% bis 70% ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor dem Verfahrensschritt b) eine mit einer Mikrostruktur ausgebildete Schicht auf die Unterseite des Trägersubstrats (13) aufgebracht wird oder die Unterseite des Trägersubstrats (13) mit einer Mikrostruktur ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 17,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Bildschicht (14) aus einer ersten und einer zweiten Bildschicht ausgebildet wird, wobei die erste Bildschicht ein erstes Teilbild (141) und die zweite Bildschicht ein zweites Teilbild (14r) aufweist,
dass der Verfahrensschritt b) mit einem ersten Photoresist (16) ausgeführt wird,
dass nach dem Verfahrensschritt c) der Verfahrensschritt e) zur
Ausbildung der ersten Bildschicht ausgeführt wird, und dass folgende weitere Verfahrensschritte ausgeführt werden:
f) Aufbringen einer semitransparenten Reflexionsschicht auf die erste Bildschicht;
g) Aufbringen eines zweiten Photoresists (16) auf die
semitransparente Reflexionsschicht;
h) temporäres Einbetten der mikrooptischen Schicht (1 1 ) in ein mit der optischen Brechzahl der mikrooptischen Systeme ausgebildetes Kompensationsmedium (1 1 k);
i) Belichtung des zweiten Photoresists (16), wobei die erste
Bildschicht eine Belichtungsmaske ausbildet;
k) Entwickeln des zweiten Photoresists zu einer zweiten Bildschicht, die als eine Ätzmaske ausgebildet ist;
I) Ätzen der semitransparenten Reflexionsschicht;
m) Entfernung des Kompensationsmediums. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass im Verfahrensschritt c) das Masterbild (141m, 14rm) als ein elektronisch ansteuerbares Display ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Verfahrensschritt c) die auf die mikrooptische Schicht (11) projizierten parallelen Lichtstrahlen vor dem Auftreffen auf die mikrooptische Schicht (11) durch Filter und/oder Blenden geleitet werden.
40. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Verfahrensschritt a) ein Trägersubstrat (13) bereitgestellt wird, bei dem in einem ersten Bereich auf der Oberseite des Trägersubstrats (13) die mikrooptische Schicht (11) ausgebildet ist, und bei dem in einem zweiten Bereich auf der Unterseite des Trägersubstrats (13) die mikrooptische Schicht (11 ) ausgebildet ist, und
dass die Verfahrensschritte b) bis e) in dem zweiten Bereich wie in dem ersten Bereich durchgeführt werden, mit dem Unterschied, dass in dem zweiten Bereich die Oberseite des Trägersubstrats (13) die Unterseite des Trägersubstrats (13) bildet und umgekehrt. 41. Verfahren nach Anspruch 40,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Bereich und der zweite Bereich des Trägersubstrats (13) in einem Überlappungsbereich einander überlappen. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem abschließenden Verfahrensschritt eine Kleberschicht auf die Unterseite und/oder Oberseite des Sicherheitselements (1) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Belichtung bzw. die Projektion derart durchgeführt wird, dass bei Betrachtung des Sicherheitselements (1) aus unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen, insbesondere durch Kippen und/oder Drehen, eine kontinuierliche bzw. quasi-kontinuierliche Bildabfolge der n-ten Teilbilder (141, 14r) sichtbar wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mikrooptische Schicht (11) ein aus Mikrolinsen (12) gebildetes Array bzw. ein aus Mikrolinsenraster gebildetes Array umfasst und die Belichtung bzw. die Projektion derart durchgeführt wird, dass die n-ten Teilbilder (141, 14r) als Mikrobilder, als in 1- oder 2-Dimensionen verzerrte Mikrobilder oder als Teile von Mikrobildern erzeugt werden, wodurch insbesondere bei Betrachtung des Sicherheitselements (1) aus unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen, insbesondere durch Kippen und/oder Drehen, eine kontinuierliche bzw. quasi-kontinuierliche
Bildabfolge der n-ten Teilbilder (141, 14r) sichtbar wird. Sicherheitselennent (1 ), hergestellt nach einem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche.
46. Sicherheitsdokument (2), umfassend ein Sicherheitselement oder
mehrere Sicherheitselemente nach Anspruch 45.
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