EP3738786B1 - Luminescent security element - Google Patents
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- EP3738786B1 EP3738786B1 EP20174625.2A EP20174625A EP3738786B1 EP 3738786 B1 EP3738786 B1 EP 3738786B1 EP 20174625 A EP20174625 A EP 20174625A EP 3738786 B1 EP3738786 B1 EP 3738786B1
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Definitions
- the present invention relates to a security element for use in a security document and a method for producing a security element for use in a security document.
- the invention also relates to a security document and a method for producing a security document.
- a security document is usually made up of several layers that are preferably bonded together by lamination.
- the data is incorporated into the material under a preferably transparent cover layer to protect it from manipulation. This can be achieved by laser personalization in the otherwise finished data carrier.
- Another process involves providing the data carrier with a preferably transparent cover layer after personalization.
- a valuable or security document can be tampered with by removing the cover layer and, after manipulating the underlying data, applying a new cover layer.
- Holograms can be used to protect the document from manipulation, as in the documents WO 2017 109 119 A1 , EN 10 2007 042 386 A1 , EP 2 738 624 B1 described.
- a special hologram foil is exposed accordingly and applied to the data carrier.
- the surface of a security document can be microstructured, which makes any manipulation of the cover layer recognizable. Another possibility is described in the document EP 1 970 211 A1
- the document is labelled with a laser on the narrow side surfaces to create an optical connection between the layers.
- WO 98/19869 or. DE 697 23 283 T2 A security feature is presented in which information is inserted into several layers of the document by perforating the data carrier.
- WO 2012/046212 A1 discloses a security document with a multi-layer security element, which has a first and a second inner layer.
- the two layers can be made of a fibrous material, such as paper, for example. In one variant, however, they can also be luminescent. Holes are provided in the security element. The holes can be made by laser, extend into the layers and have a diameter of 10 to 50 ⁇ m.
- the luminescent layer forms a cover layer, for example a transparent cover layer, of the security element.
- a cover layer for example a transparent cover layer
- existing security elements and security documents can also be retrofitted and thus improved in terms of their forgery security.
- the security document according to the invention is made up of a number of layers, preferably two or more layers. It comprises a previously described security element according to the invention.
- the security document according to the invention has the features and advantages mentioned above in connection with the security element according to the invention. It can in particular comprise laminated layers.
- the security document can be, for example, an identity card, a passport, a driving license, a company ID card or another security document.
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitselement zur Verwendung für ein Sicherheitsdokument und ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements zur Verwendung für ein Sicherheitsdokument. Die Erfindung betrifft zudem ein Sicherheitsdokument und ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsdokuments.The present invention relates to a security element for use in a security document and a method for producing a security element for use in a security document. The invention also relates to a security document and a method for producing a security document.
Zur Steigerung der Fälschungssicherheit von Sicherheitsdokumenten, insbesondere auch Wertdokumenten, werden unterschiedliche Merkmale und Verfahren verwendet, die eine Nachbildung oder Verfremdung erschweren oder verhindern. Dabei setzt sich ein Sicherheitsdokument üblicherweise aus mehreren Schichten zusammen, die vorzugsweise durch Laminieren bzw. Lamination miteinander verbunden werden. Die Daten werden zum Schutz vor Manipulation unter einer vorzugsweise transparenten Deckschicht innerhalb des Materials eingebracht. Dies kann durch Laserpersonalisierung in den ansonsten fertigen Datenträger bewerkstelligt werden. Ein weiteres Verfahren sieht vor, den Datenträger nach der Personalisierung mit einer vorzugsweise transparenten Deckschicht zu versehen.To increase the security against forgery of security documents, especially valuable documents, different features and processes are used that make it difficult or impossible to copy or falsify them. A security document is usually made up of several layers that are preferably bonded together by lamination. The data is incorporated into the material under a preferably transparent cover layer to protect it from manipulation. This can be achieved by laser personalization in the otherwise finished data carrier. Another process involves providing the data carrier with a preferably transparent cover layer after personalization.
Ein Wert- oder Sicherheitsdokument lässt sich verfremden, indem die Deckschicht entfernt wird und, nach Manipulation der darunterliegenden Daten, eine neue Deckschicht aufgebracht wird. Zur Sicherung des Dokumentes vor Manipulation können Hologramme verwendet werden, wie unter anderem in den Dokumenten
Aus dem Dokument
Aus
Ein Identifikationsdokument mit einem Substrat und einer Laminierfolie ist in
Aus
Ferner offenbart
Die Dokumente
Die folgenden Definitionen sind aus dem Dokument
Sicherheitsdokumente weisen typischerweise ein Substrat, eine Druckschicht und optional eine transparente Deckschicht auf. Ein Substrat ist eine Trägerstruktur, auf welche die Druckschicht mit Informationen, Bildern, Mustern und dergleichen aufgebracht wird. Als Materialien für ein Substrat kommen unter anderem alle fachüblichen Werkstoffe auf Papier- und/oder Kunststoffbasis in Frage. Beispiele für Sicherheitsdokumente sind Personalausweise, Reisepässe, Führerscheine, ID-Karten, Zugangskontrollausweise, Visa, Steuerzeichen, Tickets, Kraftfahrzeugpapiere, Banknoten, Schecks, Postwertzeichen, Kreditkarten, beliebige Chipkarten und Haftetiketten.Security documents typically comprise a substrate, a print layer and optionally a transparent cover layer. A substrate is a support structure onto which the A printing layer with information, images, patterns and the like is applied. Materials for a substrate include all standard paper and/or plastic-based materials. Examples of security documents are identity cards, passports, driving licenses, ID cards, access control cards, visas, tax stamps, tickets, vehicle documents, banknotes, checks, postage stamps, credit cards, any chip cards and adhesive labels.
Unter Lumineszenz wird im Folgenden Fluoreszenz und Phosphoreszenz mit Stokes- Verschiebung und/oder Anti-Stokes-Verschiebung verstanden. Bei der Lumineszenz handelt es sich bevorzugt um Fotolumineszenz, es kann sich aber auch um Elektrolumineszenz handeln.In the following, luminescence is understood to mean fluorescence and phosphorescence with Stokes shift and/or anti-Stokes shift. Luminescence is preferably photoluminescence, but it can also be electroluminescence.
Vor dem beschriebenen Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Fälschungssicherheit von Sicherheitselementen und Sicherheitsdokumenten weiter zu verbessern.Against the background described, the object of the present invention is to further improve the forgery security of security elements and security documents.
Diese Aufgabe wird durch ein Sicherheitselement zur Verwendung für ein Sicherheitsdokument nach Anspruch 1, ein Sicherheitsdokument nach Anspruch 12, ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements zur Verwendung für ein Sicherheitsdokument nach Anspruch 13 und ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsdokuments nach Anspruch 14 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.This object is achieved by a security element for use in a security document according to
Das erfindungsgemäße Sicherheitselement ist zur Verwendung für ein Sicherheitsdokument ausgelegt, zum Beispiel als Bauelement oder als Schichtanordnung im Rahmen eines Sicherheitsdokuments. Es umfasst eine personalisierte Schicht und eine lumineszierende Schicht. Die personalisierte Schicht umfasst vorzugsweise personalisierte Informationen, zum Beispiel sichtbare personalisierte Informationen. Die lumineszierende Schicht umfasst eine Struktur aus einer Anzahl an Strukturelementen mit Abmessungen zwischen 0,1 Mikrometer (0,1 µm) und 20 Mikrometern (20 µm).The security element according to the invention is designed for use in a security document, for example as a component or as a layer arrangement in the context of a security document. It comprises a personalized layer and a luminescent layer. The personalized layer preferably comprises personalized information, for example visible personalized information. The luminescent layer comprises a structure made up of a number of structural elements with dimensions between 0.1 micrometers (0.1 µm) and 20 micrometers (20 µm).
Die Strukturelemente bewirken eine Ablenkung von auf sie auftreffenden Lichtstrahlen. Durch die Verwendung von lumineszierendem Material ist die Struktur als leuchtendes Element gut visuell wahrnehmbar. Die lumineszierende Schicht weist eine Struktur auf, die personalisierte Informationen umfasst. Dabei stimmen die personalisierten Informationen in der lumineszierenden Schicht mit Informationen in der personalisierten Schicht überein oder korrelieren mit diesen. Die Strukturierung nimmt vorzugsweise die Informationen oder Daten des darunterliegenden Datenträgers auf, so dass die Oberfläche oder die Deckschicht nicht manipuliert oder unbemerkt von dem übrigen Datenträger getrennt und ersetzt werden kann.The structural elements cause a deflection of light rays that hit them. By using luminescent material, the structure is easily visually perceptible as a luminous element. The luminescent layer has a structure that includes personalized information. The personalized information in the luminescent layer matches or correlates with information in the personalized layer. The structuring preferably takes the Information or data from the underlying data carrier so that the surface or cover layer cannot be manipulated or separated and replaced from the rest of the data carrier without being noticed.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Sicherung eines Wert- und/oder Sicherdokuments durch ein Sicherheitselement, welches neben einer personalisierten Schicht eine lumineszierende Schicht mit einer vorzugsweise personalisierten Struktur aufweist. Eine Manipulation oder ein Ersetzen der personalisierten Schicht oder eine Beschädigung der lumineszierenden Schicht ist damit gut erkennbar.The present invention enables a valuable and/or secure document to be secured by a security element which, in addition to a personalized layer, has a luminescent layer with a preferably personalized structure. Manipulation or replacement of the personalized layer or damage to the luminescent layer is thus easily detectable.
Bevorzugt umfasst das Sicherheitselement mindestens eine Schicht, welche lasersensitives Material umfasst, also zur Bearbeitung mittels eines Lasers geeignetes Material, oder welche aus lasersensitivem Material besteht. Vorteilhafterweise umfasst die lumineszierende Schicht lasersensitives Material. Lasersensitives Material ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung der Strukturelemente, insbesondere eine Herstellung von Strukturelementen mit sehr kleinen Abmessungen.The security element preferably comprises at least one layer which comprises laser-sensitive material, i.e. material suitable for processing using a laser, or which consists of laser-sensitive material. The luminescent layer advantageously comprises laser-sensitive material. Laser-sensitive material enables simple and cost-effective production of the structural elements, in particular production of structural elements with very small dimensions.
Die Strukturelemente weisen Abmessungen von weniger als 20 Mikrometer (20 µm) auf. Je kleiner die Abmessungen sind, desto schwieriger ist es, das Sicherheitselement zu fälschen oder zu manipulieren. Andererseits sollen die Strukturelemente bevorzugt größere Abmessungen als die Wellenlänge von sichtbarem Licht haben, weshalb beispielsweise Strukturelemente mit Abmessungen von größer als 1 Mikrometer (1 µm) eingesetzt werden können.The structural elements have dimensions of less than 20 micrometers (20 µm). The smaller the dimensions, the more difficult it is to counterfeit or tamper with the security element. On the other hand, the structural elements should preferably have dimensions larger than the wavelength of visible light, which is why, for example, structural elements with dimensions of greater than 1 micrometer (1 µm) can be used.
In einer vorteilhaften Variante weist die personalisierte Schicht eine Oberfläche auf und die lumineszierende Schicht ist in Bezug auf eine Oberflächennormale der personalisierten Schicht oberhalb der personalisierten Schicht angeordnet. Durch eine solche Ausgestaltung kann die visuell wahrnehmbare Struktur in der lumineszierenden Schicht optisch leicht mit ebenfalls visuell wahrnehmbaren Strukturen oder Informationen der personalisierten Schicht verglichen werden.In an advantageous variant, the personalized layer has a surface and the luminescent layer is arranged above the personalized layer with respect to a surface normal of the personalized layer. With such a design, the visually perceptible structure in the luminescent layer can be optically easily compared with also visually perceptible structures or information of the personalized layer.
Vorzugsweise sind die Strukturelemente farblos. Dies erschwert eine Nachahmung oder eine Manipulation, da die Strukturelemente nur beim Auftreten von Lumineszenz sichtbar sind. Die lumineszierende Schicht kann optisch zumindest teilweise transparent, insbesondere vollständig transparent ausgestaltet sein. Auch dies erschwert eine Fälschung, da zunächst nicht erkennbar ist, dass überhaupt eine lumineszierende Schicht vorhanden ist.The structural elements are preferably colorless. This makes imitation or manipulation more difficult, as the structural elements are only visible when luminescence occurs. The luminescent layer can be optically at least partially transparent, in particular completely transparent. This also makes counterfeiting more difficult, as it is not initially apparent that a luminescent layer is present at all.
Die lumineszierende Schicht weist bevorzugt eine Oberfläche auf, wobei die Oberfläche eine Oberseite und eine Unterseite der lumineszierenden Schicht umfassen kann, und mindestens ein Strukturelement ist auf der Oberfläche und/oder in der Oberfläche und/oder im Inneren der lumineszierenden Schicht angeordnet. Mindestens ein Strukturelement kann als Vertiefung, insbesondere in Form einer Mikrobohrung oder Mikrogravur, oder Erhebung oder Hohlraum ausgebildet sein. Die Strukturelemente können dabei sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite der lumineszierenden Schicht oder im Inneren der Schicht angeordnet sein. Die genannten Gestaltungsvarianten verbessern die Fälschungssicherheit weiter.The luminescent layer preferably has a surface, wherein the surface can comprise a top side and a bottom side of the luminescent layer, and at least one structural element is arranged on the surface and/or in the surface and/or in the interior of the luminescent layer. At least one structural element can be designed as a depression, in particular in the form of a micro-bore or micro-engraving, or an elevation or cavity. The structural elements can be arranged both on the top side and on the bottom side of the luminescent layer or in the interior of the layer. The design variants mentioned further improve the security against counterfeiting.
Vorzugsweise bildet die lumineszierende Schicht eine Deckschicht, zum Beispiel eine transparente Deckschicht, des Sicherheitselements. Es lassen sich in dieser Variante insbesondere auch bereits vorhandene Sicherheitselemente und Sicherheitsdokumente nachrüsten und damit in Bezug auf ihre Fälschungssicherheit verbessern.Preferably, the luminescent layer forms a cover layer, for example a transparent cover layer, of the security element. In this variant, existing security elements and security documents can also be retrofitted and thus improved in terms of their forgery security.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung umfasst das Sicherheitselement mindestens einen Fensterbereich und das Sicherheitselement und die Strukturelemente der lumineszierenden Schicht befinden sich in dem mindestens einen Fensterbereich des Sicherheitsdokumentes. In dieser Ausführungsform sind die Strukturelemente von beiden Seiten des Dokumentes sichtbar. Dabei erscheinen die Strukturelemente hell bei Betrachtung in Reflektion vor einem dunklen Hintergrund und dunkel bei Betrachtung in Transmission vor einem hellen Hintergrund.In a further preferred embodiment, the security element comprises at least one window area and the security element and the structural elements of the luminescent layer are located in the at least one window area of the security document. In this embodiment, the structural elements are visible from both sides of the document. The structural elements appear bright when viewed in reflection against a dark background and dark when viewed in transmission against a bright background.
Das Sicherheitselement kann zum Beispiel für ein bestimmtes Sicherheitsdokument oder für eine bestimmte Art von Sicherheitsdokumenten mit bestimmten Sicherheitsinformationen ausgelegt sein. Dabei kann die Struktur der lumineszierenden Schicht Sicherheitsinformationen und/oder personalisierte Daten für das bestimmte Sicherheitsdokument enthalten. Die Struktur der lumineszierenden Schicht kann beispielsweise Informationen, die auch in der personalisierten Schicht enthalten sind, umfassen. Bei den Sicherheitsinformationen und/oder personalisierten Daten kann es sich um Informationen handeln, die dem Inhaber des Sicherheitsdokumentes zugeordnet werden können.The security element can, for example, be designed for a specific security document or for a specific type of security document with specific security information. The structure of the luminescent layer can contain security information and/or personalized data for the specific security document. The structure of the luminescent layer can, for example, include information that is also contained in the personalized layer. The security information and/or personalized data can be information that can be assigned to the holder of the security document.
Die lumineszierende Schicht kann als Folie ausgestaltet sein. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung, sowie eine leichte Bearbeitung im Zusammenhang mit einem Einbringen der Strukturelemente in die lumineszierende Schicht.The luminescent layer can be designed as a film. This enables simple and cost-effective production, as well as easy processing in connection with the introduction of the structural elements into the luminescent layer.
Die lumineszierende Schicht kann Polycarbonat und/oder Glas, insbesondere lumineszierendes Glas, umfassen. Die lumineszierende Schicht kann fluoreszierendes und/oder phosphoreszierendes und/oder lasersensitives Material umfassen. Die Verwendung von lasersensitivem Material ermöglicht eine Bearbeitung mittels eines Lasers und insbesondere ein Einbringen der Struktur mittels eines Lasers.The luminescent layer can comprise polycarbonate and/or glass, in particular luminescent glass. The luminescent layer can comprise fluorescent and/or phosphorescent and/or laser-sensitive material. The use of laser-sensitive material enables processing by means of a laser and in particular introduction of the structure by means of a laser.
Bevorzugt weist die lumineszierende Schicht einen Brechungsindex auf, der höher ist als 1,1, zum Beispiel einen Brechungsindex zwischen 1,2 und 2. Dies bewirkt, dass an der Grenzfläche der lumineszierenden Schicht überwiegend Totalreflektion auftritt und Licht lediglich an den Strukturelementen so gestreut wird, dass es die lumineszierende Schicht verlassen kann und die Struktur damit sichtbar wird.Preferably, the luminescent layer has a refractive index that is higher than 1.1, for example a refractive index between 1.2 and 2. This means that total reflection predominantly occurs at the interface of the luminescent layer and light is only scattered at the structural elements in such a way that it can leave the luminescent layer and the structure thus becomes visible.
Das erfindungsgemäße Sicherheitsdokument ist aus einer Anzahl an Schichten, vorzugsweise aus zwei oder mehr Schichten, aufgebaut. Es umfasst ein zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes Sicherheitselement. Das erfindungsgemäße Sicherheitsdokument hat die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement genannten Merkmale und Vorteile. Es kann insbesondere laminierte Schichten umfassen. Bei dem Sicherheitsdokument kann es sich zum Beispiel um einen Personalausweis, einen Reisepass, einen Führerschein, einen Betriebsausweis oder ein anderes Sicherheitsdokument handeln.The security document according to the invention is made up of a number of layers, preferably two or more layers. It comprises a previously described security element according to the invention. The security document according to the invention has the features and advantages mentioned above in connection with the security element according to the invention. It can in particular comprise laminated layers. The security document can be, for example, an identity card, a passport, a driving license, a company ID card or another security document.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements zur Verwendung für ein Sicherheitsdokument werden mittels Laserstrahlung Strukturelemente, insbesondere Strukturelemente mit Abmessungen im Mikrometerbereich, in der lumineszierenden Schicht erzeugt und es wird mindestens eine personalisierte Schicht mit der lumineszierenden Schicht fest verbunden. Dabei kann das Erzeugen der Strukturelemente in der lumineszierenden Schicht vor oder nach dem Verbinden der lumineszierenden Schicht mit der personalisierten Schicht erfolgen.In the context of the method according to the invention for producing a security element according to the invention for use in a security document, structural elements, in particular structural elements with dimensions in the micrometer range, are produced in the luminescent layer by means of laser radiation and at least one personalized layer is firmly connected to the luminescent layer. The structural elements in the luminescent layer can be produced before or after the luminescent layer is connected to the personalized layer.
Die Strukturelemente können mittels ultrakurzer Laserpulse erzeugt werden, zum Beispiel mit einer Pulsdauer von weniger als 10 Pikosekunden (10 ps), insbesondere weniger als 1 Pikosekunde (1 ps) oder weniger als 500 Femtosekunden (500 fs). Insbesondere Mikro- oder Nano-Laserstrukturen lassen sich mit ultrakurzen Laserpulsen vergleichsweise einfach fertigen. Die Anwendung ultrakurzer Laserpulse ermöglicht eine präzise Fertigung und effiziente Erzeugung der Strukturelemente. Insbesondere werden durch ultrakurze Laserpulse thermische oder mechanische Schäden der Strukturelemente während der Bearbeitung minimiert oder vermieden. Es ist bei geeigneter Wahl der Bearbeitungsparameter eine nahezu schmelzfreie Bearbeitung mit hoher Präzision möglich. Durch die kurze Wechselwirkungszeit der ultrakurzen Laserpulse mit dem Material verursacht der Materialabtrag keine Farbveränderung des Materials und die Elemente der Struktur sind farblos und bestehen vorzugsweise aus Mikrobohrungen bzw. Mikrogravuren. Die lumineszierende Folie zeigt an den Rändern und an den lasergravierten Kanten und Bohrungen eine mit bloßem Auge oder unter einem Mikroskop gut sichtbare Lichtemission. Daher ist die Struktur bei Betrachtung als leuchtendes Element gut wahrnehmbar.The structural elements can be produced using ultrashort laser pulses, for example with a pulse duration of less than 10 picoseconds (10 ps), in particular less than 1 picosecond (1 ps) or less than 500 femtoseconds (500 fs). Micro- or nano-laser structures in particular can be produced relatively easily using ultrashort laser pulses. The use of ultrashort laser pulses enables precise production and efficient production of the structural elements. In particular, ultrashort laser pulses minimize or prevent thermal or mechanical damage to the structural elements during processing. With a suitable choice of processing parameters, a Almost melt-free processing with high precision is possible. Due to the short interaction time of the ultra-short laser pulses with the material, the material removal does not cause any color change in the material and the elements of the structure are colorless and preferably consist of micro-drills or micro-engravings. The luminescent film shows a light emission at the edges and at the laser-engraved edges and holes that is clearly visible to the naked eye or under a microscope. The structure is therefore clearly perceptible when viewed as a luminous element.
Beim Erzeugen der Strukturelemente können die lumineszierende Schicht oder mehrere bereits miteinander verbundene Schichten relativ zu einem fokussierten Laserstrahl bewegt werden und/oder von einem fokussierten Laserstrahl abgescannt werden. Die Bewegung der Schicht bzw. der Schichten relativ zu einem fokussierten Laserstrahl erfolgt dabei bevorzugt in einer x-y-Ebene parallel zur Oberfläche der zu bearbeiteten Schichten. Das Abscannen kann mittels beweglicher Spiegel erfolgen.When creating the structural elements, the luminescent layer or several layers that are already connected to one another can be moved relative to a focused laser beam and/or scanned by a focused laser beam. The movement of the layer or layers relative to a focused laser beam preferably takes place in an x-y plane parallel to the surface of the layers to be processed. Scanning can be carried out using movable mirrors.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Sicherheitsdokuments wird mindestens ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement oder ein erfindungsgemäß hergestelltes Sicherheitselement mit einer Anzahl weiterer Schichten verbunden.Within the scope of the method according to the invention for producing a security document according to the invention, at least one security element according to the invention or a security element produced according to the invention is connected to a number of further layers.
Aufgrund der Abmessungen und der optischen Eigenschaften, wie Transparenz der Struktur und Farblosigkeit der Strukturelemente lässt sich die vorgestellte Struktur nur durch ultrakurze Laserpulse mit praktikablem Aufwand generieren und ist nicht mechanisch zu imitieren. Vorzugsweise lässt sich ein direkt erkennbarer Bezug zwischen der, in der Deckschicht eingebrachten Struktur und der Information in der darunterliegenden Schicht des Datenträgers herstellen. Dadurch wird eine Manipulation der Oberfläche oder ein Austausch der Deckschicht direkt erkennbar.Due to the dimensions and optical properties, such as the transparency of the structure and the colorlessness of the structural elements, the structure presented can only be generated with practical effort using ultra-short laser pulses and cannot be imitated mechanically. Preferably, a directly recognizable connection can be established between the structure introduced into the cover layer and the information in the underlying layer of the data carrier. This makes any manipulation of the surface or replacement of the cover layer directly recognizable.
Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsvarianten unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben.Further features, characteristics and advantages of the present invention are described in more detail below using embodiments with reference to the accompanying figures.
Die Figuren sind nicht notwendigerweise detailgetreu und maßstabsgetreu und können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um einen besseren Überblick zu bieten. Daher sind hier offenbarte funktionale Einzelheiten nicht einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als anschauliche Grundlage, die dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik Anleitung bietet, um die vorliegende Erfindung auf vielfältige Weise einzusetzen.The figures are not necessarily detailed or to scale and may be shown enlarged or reduced in size for clarity of illustration. Therefore, functional details disclosed herein are not to be interpreted in a limiting sense, but merely as an illustrative basis for providing guidance to one skilled in the art to variously employ the present invention.
Der hier verwendete Ausdruck "und/oder", wenn er in einer Reihe von zwei oder mehreren Elementen benutzt wird, bedeutet, dass jedes der aufgeführten Elemente alleine verwendet werden kann, oder es kann jede Kombination von zwei oder mehr der aufgeführten Elementen verwendet werden. Wird beispielsweise eine Zusammensetzung beschrieben, dass sie die Komponenten A, B und/oder C, enthält, kann die Zusammensetzung A alleine; B alleine; C alleine; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B, und C in Kombination enthalten.
- Fig. 1
- zeigt schematisch eine lumineszierende Schicht in einer Schnittansicht.
- Fig. 2
- zeigt schematisch eine erste Variante einer lumineszierenden Schicht eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements in einer Schnittansicht.
- Fig. 3
- zeigt schematisch eine zweite Variante einer lumineszierenden Schicht eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements in einer Schnittansicht.
- Fig. 4
- zeigt schematisch eine dritte Variante einer lumineszierenden Schicht eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements in einer Schnittansicht.
- Fig. 5
- zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement in einer Schnittansicht.
- Fig.1
- shows schematically a luminescent layer in a cross-sectional view.
- Fig.2
- shows schematically a first variant of a luminescent layer of a security element according to the invention in a sectional view.
- Fig. 3
- shows schematically a second variant of a luminescent layer of a security element according to the invention in a sectional view.
- Fig.4
- shows schematically a third variant of a luminescent layer of a security element according to the invention in a sectional view.
- Fig.5
- shows schematically a security element according to the invention in a sectional view.
Die
Die lumineszierende Schicht 100 umfasst vorzugsweise ein transparentes Grundmaterial, zum Beispiel Polycarbonat mit einem Brechungsindex von ca. n2=1,54. Der Brechungsindex der Umgebungsluft ist mit n1 gekennzeichnet und beträgt ca. n1=1.The
Die einfallenden Strahlen 1 des Umgebungslichtes können durch das transparente Grundmaterial transmittieren oder sie werden von einem fluoreszierenden oder lumineszierenden Molekül 101 innerhalb des Grundmaterials 100 absorbiert. Der an der Oberseite 200 gebrochene Lichtstahl ist mit der Bezugsziffer 2 gekennzeichnet. Die zugehörige optische Achse ist mit der Bezugsziffer 11 gekennzeichnet. Das durch die Lichtabsorption angeregte Molekül 101 emittiert daraufhin für das Molekül charakteristisches Licht 4, welches in der Regel eine Stokes-Verschiebung aufweist. Treffen die so emittierten Lichtstrahlen 4 auf eine Grenzfläche 200 mit unterschiedlichen Brechungsindizes n1 und n2, wobei der Brechungsindex des Materials n2 größer als der Brechungsindex n1 der Umgebung ist, so verlassen die Strahlen 3 bei einem steilen Auftreffen, also einem kleinen Winkel zur optischen Achse 12, die Schicht 100.The incident rays 1 of the ambient light can be transmitted through the transparent base material or they are absorbed by a fluorescent or
Ein großer Anteil der Lichtstrahlen 4 trifft jedoch unter einem flachen Winkel 5 zur Oberfläche auf die Grenzfläche 200 und wird total reflektiert. Die zugehörigen optischen Achsen sind für die gezeigten Beispielstrahlen mit den Bezugsziffern 13 und 14 gekennzeichnet. Die totalreflektierten Lichtstrahlen 7 treffen erst am Rand 8 des Materials 100 unter einem Winkel 6 auf die Grenzfläche der Schicht 100, der einen Austritt der Lichtstrahlen 3 aus dem Material erlaubt. Deshalb weist dieses Material in der Regel einen leuchtenden Rand 8 auf.However, a large proportion of the
Die
Die innerhalb des Materials durch die fluoreszierenden oder lumineszierenden Moleküle 101 erzeugten Lichtstrahlen 4, welche insbesondere aufgrund von Totalreflektionen an der Grenzfläche 200 im Material bleiben, treffen an den modifizierten Stellen 210, 211, 212, 102 unter einem Winkel zur optischen Achse 17, 18, 19, 20, 21, 22 auf die jeweilige Grenzfläche, der einen Austritt der Lichtstrahlen 3 aus dem Material an dieser Stelle erlaubt. Durch den Austritt der Lichtstrahlen 3 an den bearbeiteten Stellen 210, 211, 212, 102 leuchten diese Stellen in der für das Material bzw. in der für die darin enthaltenen fluoreszierenden oder lumineszierenden Moleküle typischen Farbe bzw. Wellenlänge. Da die Lasermaterialbearbeitung im Mikrometerbereich möglich ist, lässt sich dadurch ein gut sichtbares, sehr fein strukturiertes Sicherheitsmerkmal herstellen, welches insbesondere personalisierte Informationen beinhalten kann.The light rays 4 generated within the material by the fluorescent or
Die
Die
- 11
- einfallender Lichtstrahlincident light beam
- 22
- gebrochener Lichtstrahlrefracted light beam
- 33
- austretender Lichtstrahlemerging light beam
- 44
- gestreuter Lichtstrahlscattered light beam
- 55
- Winkelangle
- 66
- Winkelangle
- 77
- totalreflektierter Lichtstrahltotally reflected light beam
- 88th
- Randedge
- 1111
- optische Achseoptical axis
- 1212
- optische Achseoptical axis
- 1313
- optische Achseoptical axis
- 1414
- optische Achseoptical axis
- 1515
- optische Achseoptical axis
- 1616
- optische Achseoptical axis
- 1717
- optische Achseoptical axis
- 1818
- optische Achseoptical axis
- 1919
- optische Achseoptical axis
- 2020
- optische Achseoptical axis
- 2121
- optische Achseoptical axis
- 2222
- optische Achseoptical axis
- 3030
- SicherheitselementSecurity element
- 100100
- lumineszierende Schichtluminescent layer
- 101101
- fluoreszierendes oder lumineszierendes Molekülfluorescent or luminescent molecule
- 102102
- StrukturelementStructural element
- 200200
- Oberfläche der OberseiteSurface of the top
- 201201
- Oberfläche der UnterseiteSurface of the bottom
- 210210
- StrukturelementStructural element
- 211211
- StrukturelementStructural element
- 212212
- StrukturelementStructural element
- 300300
- personalisierte Schichtpersonalized layer
- 301301
- OberflächennormaleSurface normal
- 302302
- Oberflächesurface
- n1n1
- BrechungsindexRefractive index
- n2n2
- BrechungsindexRefractive index
Claims (14)
- A security element (30) for use for a security document, the security element (30) comprising a personalised layer (300) and a luminescent layer (100), the luminescent layer (100) having a structure of a number of structural elements (102, 210, 211, 212), the structure comprising personalised information that matches or correlates with information in the personalised layer (300), characterised in that the structural elements (102, 210, 211, 212) have dimensions between 0.1 micrometres (0.1 µm) and 20 micrometres (20 µm).
- The security element (30) according to claim 1, characterised in that the personalised layer (300) comprises a surface (302) and that the luminescent layer (100) is disposed above the personalised layer (300) with respect to a surface normal (301) of the personalised layer (300).
- The security element (30) according to any one of the claims 1 to 2, characterised in that the structural elements (102, 210, 211, 212) are colourless.
- The security element (30) according to any one of the claims 1 to 3, characterised in that the luminescent layer (100) is optically at least partially transparent.
- The security element (30) according to any one of the claims 1 to 4, characterised in that the luminescent layer (100) comprises a surface (200, 201) and that at least one structural element (102, 210, 211, 212) is disposed on the surface (200, 201) and/or in the surface (200, 201) and/or in the interior of the luminescent layer (100).
- The security element (30) according to any one of the claims 1 to 5, characterised in that at least one structural element (102, 210, 211, 212) is formed as a depression or elevation or cavity.
- The security element (30) according to any one of the claims 1 to 6, characterised in that the luminescent layer (100) forms a cover layer of the security element (30).
- The security element according to any one of the claims 1 to 7, characterised in that the security element comprises at least one window region and that the luminescent layer having at least one structural element is disposed in the at least one window region and is visible in reflection and in transmission.
- The security element (30) according to any one of the claims 1 to 8, characterised in that the security element (30) is designed for a specific security document or for a specific type of security document having specific security information and that the structure of the luminescent layer (100) contains security information for the specific security document.
- The security element (30) according to any one of the claims 1 to 9, characterised in that the luminescent layer (100) comprises fluorescent and/or phosphorescent and/or laser-sensitive material.
- The security element (30) according to any one of the claims 1 to 10, characterised in that the luminescent layer (100) has a refractive index greater than 1.1, preferably between 1.2 and 2.
- A security document composed of a plurality of layers, characterised in that said security document comprises a security element (30) according to any one of the claims 1 to 11.
- A method for producing a security element (30) for use for a security document and according to claim 12, characterised in that structural elements (102, 210, 211, 212) are generated in the luminescent layer (100) by means of laser radiation and at least one personalised layer (300) is firmly connected to the luminescent layer (100), wherein the structural elements (102, 210, 211, 212) are preferably generated by means of ultrashort laser pulses, and wherein during the generation of the structural elements (102, 210, 211, 212) the luminescent layer (100) is preferably displaced relative to a focussed laser beam and/or is scanned by a focussed laser beam.
- The method for producing a security document according to claim 12, characterised in that at least one security element (30) according to any one of the claims 1 to 11 or a security element (30) produced according to claim 13 is connected to a plurality of further layers.
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