EP3883783A1 - Codierungssystem zum ausbilden eines sicherheitsmerkmals in oder an einem sicherheits- oder wertdokument oder einer mehrzahl von sicherheits- oder wertdokumenten - Google Patents

Codierungssystem zum ausbilden eines sicherheitsmerkmals in oder an einem sicherheits- oder wertdokument oder einer mehrzahl von sicherheits- oder wertdokumenten

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EP3883783A1
EP3883783A1 EP19752084.4A EP19752084A EP3883783A1 EP 3883783 A1 EP3883783 A1 EP 3883783A1 EP 19752084 A EP19752084 A EP 19752084A EP 3883783 A1 EP3883783 A1 EP 3883783A1
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EP
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security
coding system
phosphors
emission
phosphor
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Manfred Paeschke
Roland HEISE
Guido HAUßMANN
Oliver Muth
Cornelia VANDAHL
Sylke RÖSLER
Sven RÖSLER
Wolfgang Kempfert
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Bundesdruckerei GmbH
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Publication date
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Definitions

  • Coding system for forming a security feature in or on a security or value document or a plurality of security or value documents
  • the invention relates to a coding system for forming a security feature in or on one or more security or value documents. Furthermore, the invention relates to a security feature which is designed in the form of a plurality of security elements and a security or value document comprising a security feature according to the invention.
  • Luminescent organic and / or inorganic materials have long been used in various ways as security features in security and value documents, such as banknotes, passports, identity cards, driver's licenses, etc., but also in product protection.
  • luminescent security elements belonging to this class of features can already be found in countless security and value documents (passports, ID cards, theater tickets), but such ⁇ quasi-level 1 ⁇ features often lack the required counterfeit security. It is therefore desirable to use exclusive luminescent security features in corresponding security and value documents, which can be made visible with simple aids, but at the same time would contain further information that goes beyond the visual impression. In particular, it would be desirable if, in addition to their level 2 functionality, these luminescent security features also have a level 3 security characteristic, which could consist in the provision of machine-readable codes. Such codes could be used for verifying authenticity, for nominal value coding or also for sorting, for example of different banknote denominations or value products.
  • the invention is based on the technical problem of providing a coding system for forming a security feature in or on one or more security or value documents and thus a system for forming security features in the form of security elements in which the security features can be made visible with the aid of simple excitation sources is and at the same time the highest possible protection against counterfeiting is guaranteed.
  • a coding system according to claim 1 a security feature according to claim 14 and a security or value document according to claim 15.
  • Advantageous embodiments of the invention result from the subclaims.
  • Luminescence is the electromagnetic radiation emitted by a physical system during the transition from an excited state to the ground state.
  • Photoluminescence here means the type of luminescence in which the excitation takes place with the aid of UV radiation and the resulting luminescent radiation is emitted in the visible spectral range (with wavelengths of approximately 380 nm to 780 nm).
  • Anti-Stokes luminescence (up-conversion) is a special case of luminescence, whereby emission in the visible spectral range also occurs after multi-stage IR-induced excitation.
  • Phosphors are organic or inorganic chemical compounds that show luminescence when excited with electromagnetic or particle radiation or when excited with electric fields.
  • activator ions and optionally additional coactivator ions which act as radiation centers, are built into the basic fluorescent grids (fluorescent matrices) formed by the chemical compounds.
  • These phosphors are often in the form of solids, in particular in the form of luminescent pigments.
  • An emission spectrum describes the spectral distribution of the electromagnetic radiation emitted by the phosphors or of the light emitted by them. Such an emission spectrum can consist of emission lines and / or emission bands.
  • a code is generally a mapping rule for assigning characters, symbols or measurable properties to a character set.
  • Luminescence codes result in the measurement data to be assigned from the spectral sequence of the emission lines and / or emission bands of the selected phosphors and / or phosphor combinations, which are generally determined by the wavelengths of the emission maxima (! Max values) and the intensity relationships between the selected emission lines and / or bands and, if necessary, can also be characterized by the full width at half maximum of these emissions.
  • the CIE standard valence system (also called the CIE standard color system) is a three-dimensional colorimetric system that was defined by the Commission Internationale de l ⁇ éclairage (CIE) in 1931 and enables the description of colors and self-illuminants by means of the standard color values X, Y and Z.
  • the terms ⁇ CIE standard valence system ⁇ and ⁇ CIE standard color system ⁇ are used in the present invention equivalent to each other.
  • the CIE color coordinates x, y and z indicate the ratios of the standard color values X, Y and Z to their sum.
  • the representation of the color coordinates x and y results in the two-dimensional standard color table, which then no longer contains the brightness information. Due to the physiology of the human eye, different spectral distributions can lead to identical color coordinates.
  • the CIE normal valence system is based on the definition of an ideal normal observer, whose spectral value functions correspond to the standard spectral value functions
  • Colors and self-illuminating materials that have the same color coordinates are called color-identical.
  • Color perception and color perception of an individual observer can differ from those of the defined normal observer.
  • the ability to distinguish colors characterizes the extent to which individual viewers perceive color differences.
  • MacAdam ellipses describe tolerance ranges in the standard value table, which are distinguished by the fact that the color differences based on different x, y coordinates of different colors are not noticed under defined visual conditions and with a certain probability by individual observers. There can therefore be a tolerance for the color differences for the perceived color uniformity can be specified, which can be dependent on the color value.
  • the coding system serves to form a security feature in or on one or more security or valuable documents, with at least two individual phosphors, and at least three phosphor combinations formed with the at least two individual phosphors, the at least three phosphor combinations in the form of at least three luminescent security elements for the security feature is attached or attached to or on the one or more security or value documents, and the at least three phosphor combinations, each in the non-visible spectral range, in particular in the ultraviolet or infrared spectral range, can be excited and after excitation in the emit visible spectral range, wherein each of the at least three phosphor combinations is characterized by an emission spectrum with several individual emission lines and / or emission bands, and wherein each of the at least three phosphor combinations has an identical spectral sequence of the emission lines and / or emission bands, the intensity ratios of the emission lines and / or emission bands are different, each of the at least three luminescent security elements is assigned a uniform spectral code, the code being formed by the
  • the object described above is achieved in that the codes used to form the spectrally identical codes are in the ultraviolet spectral range (in particular at wavelengths between 380 and 315 nm (UV-A), 315 and 280 nm (UV-B) and between 280 and 200 nm (UV-C)) or in the infrared spectral range (IR, for example at wavelengths between 950 and 980 nm) excitable and in visible range of individual phosphors emitting by varying the mixing ratios to form phosphor combinations such that the color impressions of the various phosphor combinations or the corresponding security elements of a security feature caused by a given optical excitation, for example with a specific UV radiation source, or the corresponding security elements of a security feature are different from the human eye are perceived in different colors.
  • UV-A ultraviolet spectral range
  • UV-B 315 and 280 nm
  • UV-C UV-C
  • IR infrared spectral range
  • the viewer perceives the different, luminescent security elements that are visibly luminescent under the specified stimulation conditions, for example in the form of markings, which are attached to, on or in a value or security document as security features, as being different in color and distinguishable and they thus presumably also considers spectrally different, although these actually have identical luminescence codes and emission spectra with regard to the spectral sequence of the individual emission lines and / or emission bands, which can only be verified with the aid of a special luminescence measurement technique.
  • the security elements of a security feature that are perceived as having different colors with regard to their luminescence can be used in different security or value documents (for example banknotes, ID cards, passports, driver's licenses etc.) or also in product protection.
  • Markings that appear in different colors but have identical spectral codes can be used, for example, for the purpose of coding the nominal values of different currency denominations.
  • individual phosphors emitting in the visible spectral range can be used in the visible spectral range to form the luminescent combinations of different colors and the corresponding security elements with identical spectral codes.
  • the spectral spacing of the individual emission lines and / or emission bands is primarily decisive for the effort required for reliable spectrometric verification of the spectrally identical luminescence codes, while the desired different color impressions of the emitted luminescence of the individual security elements depend on the mixing ratios of the individual luminescent materials selected to provide the luminescent material combinations and on the basis thereof resulting different intensity ratios of the characteristic emission lines and / or emission bands can be set. Further criteria for the selection of the individual phosphors for the coding system are, for example, the highest possible luminescence yield and a sufficiently high stability and aging resistance to environmental influences, as well as a grain size distribution of the luminescent pigments adapted to the selected printing and application processes.
  • the security elements for example in the form of markings, can be applied, for example, using conventional printing technologies (gravure, flexographic, offset printing or screen printing processes, etc.) or else using different types of coating processes, the materials to be coated being made of paper, different Plastics or other organic or inorganic substances. Furthermore, provision can also be made to mix the phosphor combinations forming the security elements with certain plastics, the plastics then being incorporated into the security or value document.
  • spectral luminescence codes that can be derived from these spectra and are identical for all security elements of the security feature have a level 3 security level and can only be achieved with the help of powerful and possibly very complex luminescence measurement technology and with the special or secret knowledge of which of the diverse and different Emission lines and / or emission bands can be used for evaluation.
  • the basic grid (matrix) for the UV-stimulable inorganic phosphors used to manufacture the security elements according to the invention can be, for example, the materials listed below: borates (for example LaBO 3 , SrB 6 O 10 , CaYBO 4 , SrB 4 O 7 , YAl 3 B) 4 O 12 , SrB 8 O ,
  • nitrides e.g. CaAlSiN 3 , Sr 2 Si 5 N 8 , MgSiN 2 , GaN
  • oxynitrides e.g. SrSi 2 N 2 O 2 , "-SiAlON, # -SiAlON, oxides ( e.g. Al 2 O 3 , CaO, Sc 2 O 3 , TiO 2 , ZnO, Y 2 O 3 , ZrO 2 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Lu 2 O 3 ), halides and oxyhalides (e.g.
  • CaF 2 , CaCl 2 , K 2 SiF 6, LaOBr aluminates (e.g. LiAlO 3 , SrAl 2 O 4 , Y 3 Al 5 O 12 , BaMgAl 11 O 17 , CaAl 2 O 4 , Sr 4 Al 14 O 25 ), silicates (e.g.
  • YPO 4 Ca 2 P 2 O 7 , MgBaP 2 O 7, Ca 3 (PO 4 ) 2 , MgBa 2 (PO 4 ) 2 ), halophosphates (e.g. Ca 5 (PO 4 ) 3 Cl, Sr 5 (PO 4 ) 3 Cl), sulfides (e.g. ZnS, CaS, SrS, BaS, SrGa 2 S 4 , ZnGa 2 S 4 , ZnBa 2 S 3 ), oxysulfides (e.g. Y 2 O 2 S, La 2 O 2 S, Gd 2 O 2 S, Lu 2 O 2 S), sulfates (e.g.
  • Mg 2 Ca (SO 4 ) 3 Gallates (e.g. Y 3 Ga 5 O 12 , CaGa 2 O 4 , Gd 3 Ga 5 O 12 ), vanadates (e.g. YVO 4 ), molybdates and tungstates (e.g. CaMoO 4 , Sr 3 WO 6 , La 2 W 3 O 12 , Tb 2 Mo 3 O 12 , Li 3 Ba 2 La 3 (MoO 4 ) 8 ), or else such inorganic substance classes as for example borides, carbides, scandates, titanates, germanates and yttrates.
  • borides e.g. Y 3 Ga 5 O 12 , CaGa 2 O 4 , Gd 3 Ga 5 O 12
  • vanadates e.g. YVO 4
  • molybdates and tungstates e.g. CaMoO 4 , Sr 3 WO 6 , La 2 W 3 O 12 , Tb 2 Mo 3 O 12 ,
  • the selected basic lattices are activated by the targeted incorporation of one or more foreign ions into the respective phosphor matrix, with rare earth ions and / or ions from transition metals being used for doping or codotation in the case of phosphors that can be excited and emitted in the visible range in the ultraviolet spectral range .
  • These activator ions and any additional coactivator ions formed form the radiation centers in the respective basic lattices and, in interaction with them, determine the luminescent properties of the inorganic phosphors.
  • trivalent rare earth ions such as Pr 3+ , Sm 3+ , Eu 3+ , Tb 3+ , Er 3+ , Dy 3+ , Tm 3+ or 3d 3 ions such as Cr 3+ , Mn 4+, as a rule, linear emissions after UV excitation, while doping the example-mentioned basic lattice with ions such as Mn 2+ , Cu + , Ag + , Sn 2+ , Sb 3+ , Pb 2+ , Bi 3+ , Ce 3+ and Eu 2+ with high probability emission bands can be obtained.
  • Oxidic compounds for example Y 2 O 3 , ZrO 2 , La 2 MoO 6 , LaNbO 4 , LiYSiO 4
  • oxyhalides for example YOCl, LaOCl, LaOBr, YOF, LaOF
  • Oxysulfides e.g.
  • Y 2 O 2 S, La 2 O 2 S, Gd 2 O 2 S, Lu 2 O 2 S) and fluorides e.g. YF 3 , LaF 3 , LiYF 4 , NaYF 4 , NaLaF 4 , BaYF 5 .
  • fluorides e.g. YF 3 , LaF 3 , LiYF 4 , NaYF 4 , NaLaF 4 , BaYF 5
  • the Seltenerdionenkombinationen Yb 3+ -He 3+, Yb 3+ -Tm 3+ and Yb 3+ 3+ -Ho be used as radiation centers in the anti-Stokes phosphors.
  • phosphors such as the materials SrF 2 : Er3 + , YF 3 : Yb 3+ , Tb 3+ or CaF 2 : Eu 2+ are known, which can also be used as IR-VIS radiation converters.
  • organic single phosphors that can be excited and are visible in the visible such as, for example, different, rarely activated organic complex compounds with differently colored emitting phosphor combinations with spectrally identical luminescence codes can of course also be used within the meaning of the invention. These can optionally be combined with selected inorganic luminescent pigments.
  • photoluminescent inorganic or organic nanoscaled phosphors or appropriately configured quantum dots are also suitable as components for the provision of the required phosphor combinations.
  • the individual phosphors selected for the respective application of the coding system are modified by deliberately changing the chemical composition of the respective host (basic) lattice, that is to say by making targeted substitutions in the cation and / or anion lattice, such that the Emission spectra of these exclusive phosphors clearly differ from those of the luminophores used in conventional technical applications or from those which have been described in detail in the specialist literature.
  • the preferred use of such phosphors with exclusive emission spectra can further increase the security against forgery of the value or security documents equipped with the coding system.
  • the coding system according to the invention offers a variety of embodiments for different security levels and possible uses. Markers emitting different colors can be provided with uniform spectral luminescence codes, the authenticity of which can be checked with simple hand sensors, but also those in which high-resolution spectrometers are required for the reliable verification of the codes. The range of verification options ranges from forensic testing in the special laboratory to towards high-speed detection of machine-readable codes. Special Embodiments In the following, special embodiments of the invention are described in more detail.
  • a preferred embodiment of the invention comprises a coding system in which at least one further individual phosphor is provided to form further phosphor combinations and to form further luminescent security elements with the same code.
  • An advantageous embodiment of the invention comprises a coding system in which the color coordinates of the luminescent security elements are set via a mixing ratio of the individual phosphors for the phosphor combinations.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention comprises a coding system in which at least one of the individual phosphors has an organic phosphor, in particular a rare earth-activated organic complex compound.
  • An advantageous embodiment of the invention comprises a coding system in which at least one of the individual phosphors has an inorganic phosphor.
  • An advantageous embodiment of the invention comprises a coding system in which both inorganic and organic individual phosphors of different grain sizes, in particular nanoscaled phosphors and / or quantum dots, and corresponding phosphor combinations are used.
  • An advantageous embodiment of the invention comprises a coding system in which the individual phosphors are modified by targeted substitutions in the phosphor grid, so that they have an exclusive emission spectrum.
  • An advantageous embodiment of the invention comprises a coding system in which the individual phosphors and / or phosphor mixtures in one or more ultraviolet wavelength ranges, namely at wavelengths between 380 nm and 315 nm (UV-A) and / or at wavelengths between 315 nm and 280 nm ( UV-B) and / or at wavelengths between 280 nm and 200 nm (UV-C) can be excited.
  • An advantageous embodiment of the invention comprises a coding system in which the luminescent security elements of the security feature are in different colors under at least two excitation conditions that can be set in the ultraviolet spectral range, i.e. in the UV-A and / or in the UV-B and / or in the UV-C spectral range.
  • An advantageous embodiment of the invention relates to a coding system in which the luminescent security elements of the security feature have different color coordinates in a CIE standard color system for each of the predefined excitations in the UV-A, UV-B or UV-C spectral range, so that the luminescent ones Security elements cause different color impressions, in particular equally different color impressions, in the viewer.
  • a further possible embodiment of the invention relates to a coding system in which the individual phosphors and / or phosphor mixtures in the infrared wavelength range, namely at wavelengths between 950 nm and 980 nm, can be excited.
  • Another possible embodiment of the invention relates to a coding system in which the maxima of the individually marked emission lines and / or emission bands of the individual phosphors and / or phosphor combinations are only a few nanometers apart, in particular a distance of less than 10 nm, particularly preferably less than 5 nm, even more particularly less than 3 nm.
  • Another possible embodiment of the invention relates to a coding system in which the individual phosphors and / or phosphor combinations have an essentially identical or similar aging resistance. Further advantageous and particularly preferred embodiments of the invention are described in further detail below.
  • a first step decisions have to be made about the excitation conditions for the inventive luminescence feature, about the desired different color impressions of the security elements emitting different colors and about the extent of the complexity of the spectral luminescence codes, which are identical for all security elements of the security feature. These decisions depend on the type and use of the value and security documents to be protected or the products to be protected, on the permitted effort for verifying the luminescence codes and on the design specifications for the feature.
  • Another step concerns the selection of the individual phosphors required for the production of the required security elements. The selection can be made on the basis of the measured emission spectra of the phosphors to be evaluated, preferably with exclusive emission characteristics. Knowledge of the emission spectra promotes the necessary decisions about the code assignment to be made.
  • the CIE color coordinates of the individual phosphors that can be calculated from the emission spectra provide information about which mixing ratios have to be used in order to be able to achieve the desired different color impression or color impressions of the differently colored phosphor combinations.
  • the subsequent step is directed to the experimental verification that may be required and the determination of the mixing ratios of the security elements for the creation of the differently colored security elements of the security feature. As a rule, only a few practical tests are required to determine the mixing ratios for the provision of the phosphor combination based on the colorimetric calculations carried out under the application conditions.
  • the experimental verification is necessary to determine the interactions between the individual phosphors used and other influencing factors based on the independent and different optical properties (self-emission, absorption and reflection behavior) of the other organic and inorganic components (binders, additives) required for the application of the security feature color compositions used and the optical effects of the carrier materials used.
  • the differently colored emitting phosphor combinations provided are applied or introduced onto or into the carrier materials of the respective security or value documents. This process step can be carried out, for example, using the customary printing processes (gravure, flexographic, offset printing or screen printing processes, etc.) or using other coating technologies.
  • a final step in the process of producing a security feature is reserved for the final code assignment.
  • the code-forming emission maxima (! Max values) required for the authenticity verification and suitable are selected from the individually awarded, preferably exclusive emission lines and / or emission bands and a character set, for example one Sequence of numbers or letters assigned.
  • an embodiment of the invention relates to a method for reading out the luminescence codes and verifying the authenticity of the security elements of a security feature of the coding system according to the invention, for example in the form of markings.
  • This method comprises: the excitation of the phosphor combinations forming the security elements with a predetermined one invisible excitation radiation, which is generated in particular by suitable UV or IR radiation sources, the detection of the electromagnetic spectra of these different-colored emitting phosphor combinations in a predetermined visible spectral range with the aid of suitable optical spectrometers, as well as the evaluation of the measurement results and the final authenticity evaluation, the presence of the stored code relevant emission characteristics is checked and compared with the stored code information.
  • the technical outlay for the reliable verification of the luminescence code which is equally characteristic of all differently colored security elements of the coding system according to the invention, depends on various factors.
  • the maxima of at least two of the individually distinguished, preferably exclusive emission lines of the security elements belonging to a security feature in the electromagnetic spectrum are only a few nanometers apart, these preferably being a distance of less than 10 nm, particularly preferably have a distance of less than 5 nm and, very particularly preferably, a distance of less than 3 nm.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention consists in that the color differences perceived by the viewer in the case of a given optical excitation between the differently colored luminescent security elements combined to form security features (which can also be in the form of color shift or color tuning), at least also in the case of a further one which is fundamentally distinguishable from the first optical excitation, can be perceived by the human eye as comparable or equally.
  • the ultraviolet spectral range in the literature and in technical use is divided into the ranges UV-A- (380-315 nm), UV-B- (315-280 nm) and in the UV-C- Radiation range (280-100 nm) subdivided, with different radiation sources being available for each of the defined radiation types.
  • the color impressions and color differences of the different-colored emitting security elements selected in each case for the formation of a security feature of the coding system are provided under all excitation conditions that can be set in the ultraviolet spectral range, i.e. both when excited with UV-A, UV-B or UV-C radiation sources, identified by the viewer as comparable, that is to say in different colors.
  • the coding system forms further information about an arrangement and / or a contour of the security elements on or in the security or value document.
  • Such an arrangement can, for example, be a specific position on the security or value document.
  • the security element itself can also have a specific contour, for example the shape of a sign, a symbol, a number or a pictogram.
  • the position on the security or value document and / or the arrangement and / or the presence of the corresponding contour of the security element are then additionally checked.
  • the invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments with reference to the following figures and tables.
  • 1 shows a schematic representation of the standard color table of the CIE standard color system with different names of the color regions based on literature information
  • Fig. 2a-c the emission spectra of two model phosphors and the associated ones
  • FIG. 4a ⁇ j the emission spectra of eight differently colored luminescent
  • Emission spectra and color coordinates of eight exemplary, differently colored luminescent security features which are provided by combining (mixing) these individual phosphors and are characterized by spectrally identical luminescence codes.
  • Table 1 the luminescence-specific data of two selected model phosphors as described in FIG. 2
  • Table 2 the mixture ratios required to form the exemplary luminescent security elements described in FIGS. 3b to 3e for the selected two model phosphors, as well as the color coordinates of the exemplary phosphor combinations
  • Tab. 3 the luminescence-specific data of a further five selected
  • Model phosphors the characteristic color coordinates of which are shown in FIG. 4a
  • Table 4 the mixing ratios for these phosphors, the security elements required for the creation of a total of eight exemplary, differently colored luminescent and equipped with spectrally identical luminescence codes described in FIGS. 4c to 4j Must be used, as well as the color coordinates of the individual phosphor mixtures forming the security elements
  • Table 5 the luminescence-specific data of a further five selected
  • Model phosphors the characteristic color coordinates of which are shown in Fig. 5a
  • Tab. 6 the mixing ratios for these phosphors, on the basis of which in the 5c to 5j, exemplary security elements according to the invention described can be configured, as well as the color coordinates of the individual phosphor combinations, as also shown in FIG. 5b
  • Tab. 7 the color coordinates and emission maxima of three examples selected for the creation of luminescent security elements according to the invention real phosphors
  • Tab. 8 the mixing ratios required for the provision of the exemplary combinations of these real individual phosphors described in FIGS. 7c to 7j based on their emission spectra, and the color coordinates calculated for these emission spectra.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the CIE standard color chart of the CIE standard valence system.
  • the CIE standard valence system was developed to establish a relationship between human color perception and the physical causes of the color stimulus and is based on the definition of an ideal normal observer.
  • a specific position ie an x, y color coordinate, is assigned to each perceivable color tone, ie also to each emission spectrum of any illuminant.
  • the color locations of the so-called pure spectral colors are positioned on this edge, which in the case of self-illuminants, that is to say, for example in the case of phosphors emitting in the visible spectral range, means that their emission spectra in this positioning only consist of individual monochromatic emission lines.
  • the linear connection between the two ends of the ⁇ spectral color sequence ⁇ is generally referred to as ⁇ purple line ⁇ .
  • the coordinates of those hues that are perceived as mixed colors between blue-violet and red are arranged on this straight line.
  • the schematic representation of the CIE standard color chart in the specialist literature see: R.
  • FIGS. 2a to 2c A first exemplary embodiment of the invention is shown in FIGS. 2a to 2c described in connection with the figures Fig. 3a to 3e and the table Tab. 1.
  • This first and simple example of the inventive idea is based on the assumption that only two individual phosphors are selected to generate the differently colored luminescent security elements with identical spectral codes.
  • These two individual phosphors 1 and 2 are model phosphors, each with an individually distinguished emission line (cf. FIGS. 2b and 2c).
  • FIG. 3 shows the emission spectra M-1 to M-4 of four exemplary, different-colored emitting security elements, which were obtained by combining the selected individual phosphors 1 and 2.
  • the circle symbols (%) shown in FIG. 3a each show the assigned color coordinates M-10 to M-40 of these security elements.
  • the mixing ratios used as well as the numerical values of the color coordinates of the phosphor combinations are listed in Table 2.
  • the color coordinates M10 to M40 of the exemplary phosphor mixtures M-1, M-2, M-3 and M-4 created in the CIE standard color table lie on a straight line which represents the color coordinates 10 and 20 of the selected ones Single model fluorescent 1 and 2 connects.
  • This connecting line lies above the so-called ⁇ purple lines ⁇ described in FIG. 1, the exemplary phosphor mixtures thus have emission colors which change from the blue-violet to the purple to the increasingly red spectral range.
  • FIGS. 3b to 3e show that all four exemplary phosphor combinations, characterized by different emission colors, have a spectral luminescence code which is identical according to the spectral sequence of the individual emission lines which can be used for code formation.
  • this code would only consist of two and, in addition, two spectrally relatively far apart emission lines. Such a code would be comparatively easy to verify, but could also be simulated relatively easily.
  • the maxima of the emission wavelengths of these fictitious phosphors vary from 545 to 630 nm, the half-value widths were also set to 10 nm for this exemplary embodiment.
  • the numerical values of the x and y color coordinates of the five selected individual phosphors can also be found in Tab. 3, on the other hand they are using the uniform $ symbols with the designations 10 ⁇ , 20 ⁇ , 30 ⁇ , 40 ⁇ , and 50 ⁇ shown in the CIE standard color chart of Fig.4a.
  • Fig. 5a shows that in this example, too, five individual model phosphors 1 ′′ to 5 ′′ were selected for the formation of the phosphor combinations according to the invention, but their color coordinates are arranged distributed over the entire visible spectral range.
  • a total of eight different phosphor combinations the emission spectra M''-1 to M''-8 of which are shown in Figs. 5c to 5j, were calculated in accordance with the mixing ratios shown in Table 6.
  • These spectra in turn each contain all five emission lines or emission bands of the individual luminescent materials used to produce the differently colored luminescent phosphor mixtures, these spectra, on the other hand, being characterized by different intensity ratios.
  • There are several options for assigning a uniform luminescence code according to the invention which is based on the identical spectral sequence of the existing emission lines or emission bands.
  • the complexity of the spectrally identical luminescence codes according to the invention is further increased by the inclusion of further individual phosphors with singular emission lines or emission bands in the creation of the different-colored emitting phosphor combinations or by the use of individual phosphors with several emission lines or emission bands can be.
  • the different intensity ratios of the characteristic emission lines or emission bands of the individual differently luminescent security elements of a corresponding security feature can be used as an additional criterion for the authenticity verification of the security and value documents equipped with them.
  • the color coordinates of the emission spectra calculated for the selected phosphor combinations of the last described embodiment have an interesting course. As can be seen from FIG. 5b, they are arranged in an arc around the white light area of the standard color chart, so that the associated emission colors change from blue to blue-green, green, yellow-green and yellow to the orange area and thus practically cover the entire rainbow range.
  • a final example to explain the invention describes the configuration of security elements emitting different colors based on the use of real phosphors with spectrally identical luminescence codes.
  • the three real individual phosphors selected for this are Tb 3+ -, Dy 3+ - and Eu 3+ - activated inorganic luminophores with oxysulfidic or vanadate basic grids.
  • the emission spectra 1 ′′ ′′, 2 ′′ ′′ and 3 ′′ ′′ of a given excitation in the UV-B range (313 nm excitation source) of these three phosphors are shown in FIGS. 6 a to 6c.
  • the emission maxima and the numerical data of the color coordinates of the phosphors can be found in Tab. 7, and Fig. 7a shows the positioning of these color coordinates in the CIE standard color table.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Codierungssystem zum Ausbilden eines Sicherheitsmerkmals in oder an einem oder mehreren Sicherheits- oder Wertdokumenten, mit mindestens zwei Einzelleuchtstoffen, und mindestens drei, mit den mindestens zwei Einzelleuchtstoffen gebildeten, Leuchtstoffkombinationen, wobei die mindestens drei Leuchtstoffkombinationen in Form von mindestens drei lumineszierenden Sicherheitselementen für das Sicherheitsmerkmal in oder an dem einem oder den mehreren Sicherheits- oder Wertdokumenten auf- oder angebracht sind, wobei jede der mindestens drei Leuchtstoffkombinationen eine identische spektrale Abfolge der Emissionslinien und/oder Emissionsbanden aufweist, denen ein Code zugeordnet ist, und die mindestens drei lumineszierenden Sicherheitselemente des Sicherheitsmerkmals unter vorgegebenen Anregungsbedingungen unterschiedliche Farbkoordinaten in einem CIE-Normfarbsystem aufweisen, so dass sie unterschiedliche Farbeindrücke bei einem Betrachter hervorrufen.

Description

Codierungssystem zum Ausbilden eines Sicherheitsmerkmals in oder an einem Sicherheits- oder Wertdokument oder einer Mehrzahl von Sicherheits- oder Wert- dokumenten
Die Erfindung betrifft ein Codierungssystem zum Ausbilden eines Sicherheitsmerkmals in oder an einem oder mehreren Sicherheits- oder Wertdokumenten. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Sicherheitsmerkmal, welches in Form von mehreren Sicherheitselementen ausgebildet ist sowie ein Sicherheits- oder Wertdokument umfassend ein erfindungsgemäßes Sicherheitsmerkmal. Hintergrund der Erfindung Lumineszierende organische und/oder anorganische Materialien werden seit langem in vielfältiger Art und Weise als Sicherheitsmerkmale in Sicherheits- und Wertdokumenten, wie beispielsweise Banknoten, Reisepässen, Personalausweisen, Führerscheinen usw., aber auch im Produktschutz, angewendet. Aus der GB 1 143 362 A und der GB 1 186 251 A ist es bekannt, Kombinationen von schmalbandigen, im sichtbaren oder infraroten Spektralbereich emittierenden anorganischen und/oder organischen seltenerdaktivierten Leuchtstoffen in Sicherheits- oder Wertdokumenten einzusetzen, um mit ihrer Hilfe Lumineszenzcodes zu erzeugen. Zugunsten eines sicheren Wiedererkennens der Codes wurden dabei in den aufgeführten Druckschriften Leuchtstoffe ausgewählt, die durch vergleichsweise große spektrale Abstände zwischen den einzelnen Emissionslinien gekennzeichnet sind. Auch aus der DE 103 46 685 A1 ist bekannt, dass der spektrale Abstand zwischen den einzelnen Emissionslinien der für die Realisierung eines Codierungssystems verwendeten Leuchtstoffe zumindest 10 nm betragen sollte. Als ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem bis dahin bekannten Stand der Technik wird in der zuletzt aufgeführten Druckschrift die Verwendung von ausschließlich außerhalb des sichtbaren Spektralbereiches emittierenden Leuchtstoffpigmenten angesehen. Aufgabe der Erfindung Sowohl im Bereich des Sicherheits- und Wertdrucks als auch im Produktschutzs gibt es ein zunehmendes Interesse an der Anwendung von ^Public Security Features^ (Level-1- Merkmalen, welche ohne zusätzliche Vorrichtungen vom Menschen durch Sehen und Erfühlen überprüfbar sind) und an der Verwendung von auf optischen Effekten beruhenden Level-2-Merkmalen, die auf Grund der zunehmenden allgemeinen Verfügbarkeit von einfachen Handgeräten zur optischen Anregung (beispielsweise in Form von einfach zu bedienenden UV- oder Infrarot LEDs) immer mehr auch von ^Normalbürgern^ als Sicherheitsmerkmale wahrgenommen und bewertet werden können. Einige der zu dieser Merkmalsklasse gehörenden lumineszierenden Sicherheitselemente finden sich bereits in zahllosen Sicherheits- und Wertdokumenten wieder (Reisepässe, Ausweise, Theaterkarten), wobei es derartigen ^Quasi-Level-1^-Merkmalen aber häufig an einer erforderlichen Fälschungssicherheit mangelt. Es ist deshalb wünschenswert, in entsprechenden Sicherheits- und Wertdokumenten exklusive lumineszierende Sicherheitsmerkmale einzusetzen, welche mit einfachen Hilfsmitteln sichtbar gemacht werden können, gleichzeitig aber über den optischen Eindruck hinausgehende, weiterreichende Informationen beinhalten würden. Insbesondere wäre es wünschenswert, wenn diese lumineszierenden Sicherheitsmerkmale zusätzlich zu ihrer Level-2-Funktionalität auch eine Level-3-Sicherheitscharakteristik aufweisen, die in der Bereitstellung maschinell auslesbarer Codes bestehen könnte. Derartige Codes könnten zur Verifizierung der Echtheit, zur Nominalwertcodierung oder auch zur Sortierung, beispielsweise von unterschiedlichen Banknotendenominationen oder Wertprodukten genutzt werden. Der Erfindung liegt das technische Problem zu Grunde, ein Codierungssystem zum Ausbilden eines Sicherheitsmerkmals in oder an einem oder mehreren Sicherheits- oder Wertdokumenten und damit ein System zum Ausbilden von Sicherheitsmerkmalen in Form von Sicherheitselementen bereitzustellen, bei denen mit Hilfe einfacher Anregungsquellen eine Sichtbarmachung der Sicherheitsmerkmale möglich ist und gleichzeitig eine möglichst hohe Fälschungssicherheit garantiert wird. Die voranstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Codierungssystem gemäß Anspruch 1, ein Sicherheitsmerkmal gemäß Anspruch 14 und ein Sicherheits- oder Wertdokument gemäß Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Definitionen Lumineszenz ist die von einem physikalischen System beim Übergang von einem angeregten Zustand in den Grundzustand emittierte elektromagnetische Strahlung. Je nach Anregungsbedingungen und dem spektralen Bereich der emittierten elektromagnetischen Strahlung werden verschiedene Lumineszenzarten unterschieden (beispielsweise Photolumineszenz, Kathodolumineszenz, Röntgenlumineszenz, Elektrolumineszenz etc.). Photolumineszenz bezeichnet hier diejenige Lumineszenzart, bei der die Anregung mit der Hilfe von UV-Strahlung erfolgt und die resultierende Lumineszenzstrahlung im sichtbaren Spektralbereich (mit Wellenlängen von ca.380 nm bis 780 nm) emittiert wird. Anti-Stokes-Lumineszenz (Up-Conversion) ist ein Spezialfall der Lumineszenz, wobei nach mehrstufiger IR-induzierter Anregung ebenfalls eine Emission im sichtbaren Spektralbereich erfolgt. Leuchtstoffe sind organische oder anorganische chemische Verbindungen, die bei Anregung mit elektromagnetischer oder Teilchenstrahlung oder nach Anregung mittels elektrischer Felder Lumineszenzerscheinungen zeigen. Um dies zu ermöglichen, werden in die von den chemischen Verbindungen gebildeten Leuchtstoffgrundgitter (Leuchtstoffmatrizen), als Strahlungszentren wirkende Aktivator- und gegebenenfalls zusätzlich Coaktivatorionen eingebaut. Häufig liegen diese Leuchtstoffe als Festkörper, insbesondere in Form von Lumineszenzpigmenten, vor. Ein Emissionsspektrum beschreibt die spektrale Verteilung der von den Leuchtstoffen emittierten elektromagnetischen Strahlung bzw. des von ihnen emittierten Lichtes. Ein solches Emissionsspektrum kann aus Emissionslinien und/oder Emissionsbanden bestehen. Bei verschiedenen technischen Anwendungen von Leuchtstoffen (beispielsweise für die Herstellung von Leuchtstofflampen oder weiß emittierenden LED) hat es sich als vorteilhaft gezeigt, dass die für die Realisierung der jeweiligen Fragestellung erforderlichen Emissionsspektren durch eine gezielte Kombination von Einzelleuchtstoffen eingestellt werden können, die auf der Mischung diese Einzelleuchtstoffe beruht. In diesem Zusammenhang wird oft der Begriff ^Leuchtstoffkombination^ verwendet. Leuchtstoffkombination(en) umfasst dabei auch das Verständnis, dass die unter den jeweiligen Anregungsbedingungen auftretenden Wechselwirkungen zwischen den in die jeweilige ^Leuchtstoffmischung^ der verwendeten Einzelleuchtstoffen bei ihrer Kombination berücksichtigt werden. Die Begriffe Leuchtstoffkombination und Leuchtstoffmischung werden in der vorliegenden Anmeldung als im Wesentlichen gleichwertig verstanden. Ein Code ist im Allgemeinen eine Abbildungsvorschrift für die Zuordnung von Zeichen, Symbolen oder messbaren Eigenschaften zu einem Zeichenvorrat. Im Falle von Lumineszenzcodes ergeben sich die zuzuordnenden Messdaten aus der spektralen Abfolge der Emissionslinien und/oder Emissionsbanden der ausgewählten Leuchtstoffe und/oder Leuchtstoffkombinationen, die in der Regel durch die Wellenlängen der Emissionsmaxima (!max Werte), die Intensitätsverhältnisse zwischen den ausgewählten Emissionslinien und/oder -banden und ggf. auch durch die Halbwertbreiten dieser Emissionen charakterisiert werden können. Das CIE-Normvalenzsystem (auch CIE-Normfarbsystem genannt) ist ein dreidimensionales farbmetrisches System, das von der Commission internationale de l^éclairage (CIE) 1931 definiert wurde und die Beschreibung von Farben und Selbstleuchtern durch die Normfarbwerte X, Y und Z ermöglicht. Diese ergeben sich durch lineare, additive Bewertung des jeweiligen Emissionsspektrums mit je einer der drei Normspektralwertfunktionen Die Begriffe ^CIE-Normvalenzsystem^ und ^CIE-Normfarbsystem^ werden in der vorliegenden Erfindung äquivalent zueinander benutzt. Die CIE-Farbkoordinaten x, y und z bezeichnen die Verhältnisse der Normfarbwerte X, Y und Z zu ihrer Summe. Die Darstellung der Farbkoordinaten x und y ergibt die zweidimensionale Normfarbtafel, die dann die Helligkeitsinformation nicht mehr enthält. Aufgrund der Physiologie des menschlichen Auges können verschiedene Spektralverteilungen zu identischen Farbkoordinaten führen. Das CIE-Normalvalenzsystem beruht auf der Definition eines idealen Normalbeobachters, dessen Spektralwertfunktionen den Normspektralwertfunktionen
entsprechen. Farben und selbstleuchtende Materialien (beispielsweise Leuchtstoffe), die gleiche Farbkoordinaten aufweisen, werden als farbidentisch bezeichnet. Farbempfindung und Farbwahrnehmung eines individuellen Beobachters können von denen des definierten Normalbeobachters abweichen. Das Farbunterscheidungsvermögen kennzeichnet das Ausmaß der Wahrnehmung von Farbunterschieden durch individuelle Betrachter. So beschreiben beispielsweise die sogenannten MacAdam-Ellipsen Toleranzbereiche in der Normwerttafel, die dadurch ausgezeichnet sind, dass die auf unterschiedlichen x, y-Koordinaten beruhenden Farbdifferenzen verschiedener Farben unter definierten Sehbedingungen und mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit von individuellen Beobachtern nicht wahrgenommen werden. Es kann somit für die empfundene Farbgleichheit eine Toleranz für die Farbdifferenzen vorgegeben werden, die farbwertabhängig sein kann. Maximal zulässige Farbdifferenzen im Sinne der wahrgenommenen Farbgleichheit aber auch unterschiedlichen Farbeindrücke können durch Befragungen von Testpersonen ermittelt werden. Derartige Untersuchungen werden als psychometrische Messungen bezeichnet, bei denen die Wahrscheinlichkeit für die Wahrnehmung eines Farbunterschiedes bestimmt wird. Als farbgleich gelten zwei Farbproben, wenn Sie von einem genügend großen Beobachterkollektiv unter den vorgegebenen Anregungsbedingungen mit einer festgelegten Wahrscheinlichkeit als nicht unterscheidbar bewertet werden. Messverfahren hierzu sind beispielsweise bei BACKHAUS, W. G. K. KLIEGL, R. WERNER, J. S.: Color Vision. Perspectives from different Disciplines. Kap. 2.3. ^Psychophysics of Color Vision^ sowie IRTEL, H.: ^Methoden der Psychophysik^. und in ERDFELDER, E.: Handbuch quantitative Methoden (S.479-489), Physiologie Verlags Union Weinheim 1996, beschrieben. Die akzeptierbaren Farbdifferenzen der objektiv gemessenen Farbkoordinaten, die von Individualbeobachtern noch als farbgleich oder eben farbverschieden angesehen werden, können somit vorfestgelegt werden. In entsprechender Weise werden die Begriffe ^verschiedenfarbig^ oder ^andersfarbig^ in der vorliegenden Erfindung so verstanden, dass die entsprechenden lumineszierenden Sicherheitsmerkmale solchermaßen unterschiedliche Farbkoordinaten in einem CIE- Normalfarbsystem aufweisen, dass sie bei individuellen Betrachtern unterscheidbare Farbeindrücke hervorrufen. Grundidee der Erfindung Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Codierungssystem gemäß dem unabhängigen Anspruch1. Das erfindungsgemäße Codierungssystem dient zum Ausbilden eines Sicherheitsmerkmals in oder an einem oder mehreren Sicherheits- oder Wertdokumenten, mit mindestens zwei Einzelleuchtstoffen, und mindestens drei, mit den mindestens zwei Einzelleuchtstoffen gebildeten, Leuchtstoffkombinationen, wobei die mindestens drei Leuchtstoffkombinationen in Form von mindestens drei lumineszierenden Sicherheitselementen für das Sicherheitsmerkmal in oder an dem einen oder den mehreren Sicherheits- oder Wertdokumenten auf- oder angebracht sind, und die mindestens drei Leuchtstoffkombinationen, jeweils im nicht-sichtbaren Spektralbereich, insbesondere im ultravioletten oder infrarotem Spektralbereich, anregbar sind und nach Anregung im sichtbaren Spektralbereich emittieren, wobei jede der mindestens drei Leuchtstoffkombinationen durch ein Emissionsspektrum mit mehreren individuellen Emissionslinien und/oder Emissionsbanden charakterisiert ist, und wobei jede der mindestens drei Leuchtstoffkombinationen eine identische spektrale Abfolge der Emissionslinien und/oder Emissionsbanden aufweist, wobei die Intensitätsverhältnisse der Emissionslinien und/oder Emissionsbanden verschieden sind, jedem der mindestens drei lumineszierenden Sicherheitselemente ein einheitlicher spektraler Code zugeordnet, wobei der Code durch die spektrale Abfolge der Emissionslinien und/oder Emissionsbanden gebildet wird, und wobei die mindestens drei lumineszierenden Sicherheitselemente des Sicherheitsmerkmals bei Anregung unterschiedliche Farbkoordinaten in einem CIE- Normfarbsystem aufweisen, so dass sie unterschiedliche Farbeindrücke bei einem Betrachter hervorrufen. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Sicherheitsmerkmal gemäß Anspruch 14 sowie ein Sicherheits- und/oder Wertdokument gemäß Anspruch 15. Erfindungsgemäß wird die oben beschriebene Aufgabe dadurch gelöst, dass die zur Ausbildung der spektral identischen Codes herangezogenen, im ultravioletten Spektralbereich (insbesondere bei Wellenlängen zwischen 380 und 315 nm (UV-A), 315 und 280 nm (UV-B) sowie zwischen 280 und 200 nm (UV-C)) oder im infraroten Spektralbereich (IR, beispielsweise bei Wellenlängen zwischen 950 bzw. 980 nm) anregbaren und im sichtbaren Bereich emittierenden Einzelleuchtstoffe durch Variation der Mischungsverhältnisse derart zu Leuchtstoffkombinationen zusammengestellt werden, dass die bei einer vorgegebenen optischen Anregung, beispielsweise mit einer bestimmten UV- Strahlungsquelle, hervorgerufenen Farbeindrücke der verschiedenen Leuchtstoffkombinationen, bzw. der korrespondierenden Sicherheitselemente eines Sicherheitsmerkmals vom menschlichen Auge als verschiedenfarbig wahrgenommen werden. Das bedeutet, dass der Betrachter die unterschiedlichen, unter den jeweils festgelegten Anregungsbedingungen sichtbar lumineszierenden Sicherheitselemente, zum Beispiel in Form von Markierungen, welche als Sicherheitsmerkmale jeweils auf, an oder in einem Wert- oder Sicherheitsdokument angebracht sind, als farblich unterschiedlich und unterscheidbar wahrnimmt und sie damit mutmaßlich auch für spektral verschieden hält, obwohl diese tatsächlich bezüglich der spektralen Abfolge der individuellen Emissionslinien und/oder Emissionsbanden identische Lumineszenzcodes und Emissionsspektren aufweisen, die nur mit Hilfe einer speziellen Lumineszenz-Messtechnik verifiziert werden können. Die bezüglich ihrer Lumineszenz als verschiedenfarbig wahrgenommenen Sicherheits- elemente eines Sicherheitsmerkmals können in unterschiedlichen Sicherheits- oder Wertdokumenten (beispielsweise Banknoten, Ausweise, Reisepässe, Führerscheine etc.) oder auch im Produktschutz eingesetzt werden. Verschiedenfarbig erscheinende, aber identische spektrale Codes aufweisende Markierungen können beispielsweise zum Zwecke der Nominalwertcodierung von unterschiedlichen Währungs-Denominationen eingesetzt werden. Andererseits ist es auch möglich, die als verschiedenfarbig wahrgenommenen Markierungen als Sicherheitsmerkmale mehrmals in gleiche, gleichartige oder unterschiedliche Designs ein und desselben Sicherheits- oder Wertdokumentes zu integrieren. Auf der Grundlage von Modellrechnungen und durch praktische Versuche konnte nachgewiesen werden, dass zur Realisierung der verschiedenfarbig lumineszierenden Leuchtstoffkombinationen und der entsprechenden Sicherheitselemente mit identischen spektralen Codes sowohl linienförmig als auch bandenförmig im sichtbaren Spektralbereich emittierende Einzelleuchtstoffe eingesetzt werden können. Die konkrete Auswahl und die Anzahl der für die Bereitstellung der Leuchtstoffkombinationen eingesetzten Einzelleuchtstoffe mit exklusiver schmal- und/oder breitbandiger Emission hängt dabei von den gewünschten unterschiedlichen Farbeindrücken, gleichzeitig aber auch vom jeweiligen Sicherheitsanspruch und vom zugelassenen Aufwand für die Detektion der emittierten Lumineszenz und die Verifikation der spektral identischen Lumineszenzcodes ab. Weiterhin hat sich gezeigt, dass verschiedenfarbig lumineszierende Sicherheitselemente mit spektral identischen Lumineszenzcodes sowohl durch die Kombination von Einzelleuchtstoffen mit eng beieinander aber auch mit weiter auseinanderliegenden Emissionslinien und/oder Emissionsbanden erzeugt werden können. Der spektrale Abstand der einzelnen Emissionslinien und/oder Emissionsbanden ist vor allem für den Aufwand zur sicheren spektrometrischen Verifikation der spektral identischen Lumineszenzcodes entscheidend, während die angestrebten unterschiedlichen Farbeindrücke der emittierten Lumineszenz der einzelnen Sicherheitselemente über die Mischungsverhältnisse der zur Bereitstellung der Leuchtstoffkombinationen ausgewählten Einzelleuchtstoffe und die daraus resultierenden unterschiedlichen Intensitätsverhältnisse der charakteristischen Emissionslinien und/oder Emissionsbanden eingestellt werden. Weitere Kriterien für die Auswahl der Einzelleuchtstoffe für das Codierungssystem sind beispielsweise eine möglichst hohe Lumineszenzausbeute, eine genügend hohe Stabilität und Alterungsbeständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen, sowie eine an die ausgewählten Druck- und Applikationsverfahren angepasste Korngrößenverteilung der Lumineszenzpigmente. Diese Eigenschaften sind beispielsweise auch für die Art und Weise der Anwendung der Sicherheitselemente auf oder in den jeweiligen Sicherheits- und Wertdokumenten als auch für die sichere Verifizierbarkeit über die gesamte Lebens- oder Gebrauchsdauer des Sicherheits- oder Wertdokuments von großer Wichtigkeit. Das Aufbringen der Sicherheitselemente, beispielsweise in Form von Markierungen, kann beispielsweise mit Hilfe üblicher Drucktechnologien (Tiefdruck-, Flexodruck-, Offsetdruck- oder Siebdruckverfahren etc.) oder aber auch unter Ausnutzung andersgearteter Beschichtungsverfahren erfolgen, wobei die zu beschichtenden Materialien sowohl aus Papier, unterschiedlichen Kunststoffen oder aber auch aus anderen organischen oder anorganischen Substanzen bestehen können. Ferner kann auch vorgesehen sein, die die Sicherheitselemente bildenden Leuchtstoffkombinationen bestimmten Kunststoffen zuzumischen, wobei die Kunststoffe anschließend in das Sicherheits- oder Wertdokument eingebracht werden. Zur Realisierung verschiedenfarbig emittierender Sicherheitselemente mit identischen spektralen Lumineszenzcodes, stehen sowohl für die Anregung mit UV-Strahlung als auch für die IR-Anregung zahlreiche Einzelleuchtstoffe zur Verfügung. Diese lassen sich so zu erfindungsgemäßen Leuchtstoffkombinationen zusammenführen, dass hochkomplexe Emissionsspektren resultieren. Die aus diesen Spektren ableitbaren, für alle Sicherheits- elemente des Sicherheitsmerkmals identischen spektralen Lumineszenzcodes besitzen ein Level-3-Sicherheitsniveau und können nur mit der Hilfe einer leistungsfähigen und gegebenenfalls sehr aufwendigen Lumineszenzmesstechnik und mit dem Spezial- oder Geheimwissen darüber, welche der vielfältigen und verschiedenen Emissionslinien und/oder Emissionsbanden zur Auswertung herangezogen werden. Als Grundgitter (Matrix) für die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Sicherheitselemente verwendeten UV-anregbaren anorganischen Leuchtstoffe können beispielsweise die im Folgenden ausgeführten Materialien eingesetzt werden: Borate (z.B. LaBO3, SrB6O10,CaYBO4, SrB4O7, YAl3B4O12, SrB8O ,
13 Ca2B5O9Br), Nitride (z.B. CaAlSiN3, Sr2Si5N8, MgSiN2, GaN), Oxynitride (z.B. SrSi2N2O2, "-SiAlON, #-SiAlON, Oxide (z.B. Al2O3, CaO, Sc2O3, TiO2, ZnO, Y2O3, ZrO2, La2O3, Gd2O3, Lu2O3), Halogenide und Oxyhalogenide (z.B. CaF2, CaCl2, K2SiF6, LaOBr), Aluminate (z.B. LiAlO3, SrAl2O4, Y3Al5O12, BaMgAl11O17, CaAl2O4, Sr4Al14O25), Silikate (z.B. Ba2SiO4, Sr3SiO5, Sr3MgSi2O8, Sr2MgSi2O7, CaSiO3, Zn2SiO4, Ba2SiO4, Y2SiO5, CaMgSi2O6, Ba2Li2Si2O7, LiCeBa4Si4O14, Ca3Al2Si3O12), Halosilikate (z.B. LaSiO3Cl, Ba5SiO4Cl6, Sr5Si4O10Cl6), Phosphate (z.B. YPO4, Ca2P2O7, MgBaP2O7, Ca3(PO4)2, MgBa2(PO4)2), Halophosphate (z.B. Ca5(PO4)3Cl, Sr5(PO4)3Cl), Sulfide (z.B. ZnS, CaS, SrS, BaS, SrGa2S4, ZnGa2S4, ZnBa2S3), Oxysulfide (z.B. Y2O2S, La2O2S, Gd2O2S, Lu2O2S), Sulfate (z B. Mg2Ca(SO4)3), Gallate (z.B. Y3Ga5O12, CaGa2O4, Gd3Ga5O12), Vanadate (z. B. YVO4), Molybdate und Wolframate (z.B. CaMoO4, Sr3WO6, La2W3O12, Tb2Mo3O12, Li3Ba2La3(MoO4)8), oder aber auch solche anorganischen Substanzklassen wie beispielsweise Boride, Carbide, Scandate, Titanate, Germanate und Yttrate. Diese Aufzählung stellt keine Einschränkung dar, es können auch weitere Materialklassen oder Einzelverbindungen in die Auswahl der als Leuchtstoffgrundgitter geeigneten anorganischen Festkörperverbindungen einbezogen werden. Die Aktivierung der ausgewählten Grundgitter erfolgt durch den gezielten Einbau von jeweils einem oder mehreren Fremdionen in die jeweilige Leuchtstoffmatrix, wobei im Falle der im ultravioletten Spektralbereich anregbaren und im Sichtbaren emittierenden Leuchtstoffe vor allem Seltenerdionen und/oder Ionen von Übergangsmetallen zur Dotierung bzw. Codotierung verwendet werden. Diese Aktivator- und die ggf. zusätzlich eingebrachten Coaktivatorionen bilden die Strahlungszentren in den jeweiligen Grundgittern und bestimmen in Wechselwirkung mit diesen die Lumineszenzeigenschaften der anorganischen Leuchtstoffe. So resultieren im Falle der beispielhaften Verwendung von dreiwertigen Ionen der Seltenen Erden wie etwa Pr3+, Sm3+, Eu3+, Tb3+, Er3+, Dy3+, Tm3+ oder von 3d3- Ionen wie Cr3+, Mn4+ nach UV-Anregung in aller Regel linienhafte Emissionen, während bei der Dotierung der bespielhaft genannten Grundgitter mit Ionen wie Mn2+, Cu+, Ag+, Sn2+, Sb3+, Pb2+, Bi3+, Ce3+und Eu2+mit hoher Wahrscheinlichkeit Emissionsbanden erhalten werden. Die mit der Hilfe von Leuchtstoffen bewirkte Umwandlung von infraroter Anregungsstrahlung in sichtbares Licht wird als Anti-Stokes-Lumineszenz bzw. Up-Conversion bezeichnet. Sie gelingt nur durch die Bereitstellung solcher Leuchtstoffmaterialien, die in der Lage sind, die anregende IR-Strahlung durch mehrstufige Anregungsprozesse in den sichtbaren Spektralbereich zu transformieren. Als Grundgitter für derartige, erfindungsgemäß einsetzbare anorganische Leuchtstoffe stehen vor allem oxidische Verbindungen (z.B. Y2O3, ZrO2, La2MoO6, LaNbO4, LiYSiO4), Oxyhalogenide (z.B. YOCl, LaOCl, LaOBr, YOF, LaOF), Oxysulfide (z.B. Y2O2S, La2O2S, Gd2O2S, Lu2O2S) und Fluoride (z.B. YF3, LaF3, LiYF4, NaYF4, NaLaF4, BaYF5) zur Verfügung. Zur Absicherung einer genügend hohen Lumineszenzausbeute werden als Strahlungszentren in den Anti-Stokes-Leuchtstoffen zumeist die Seltenerdionenkombinationen Yb3+-Er3+, Yb3+-Tm3+und Yb3+-Ho3+ verwendet. Daneben sind aber auch weitere Leuchtstoffe wie beispielsweise die Materialien SrF 2 :Er3+, YF3:Yb3+, Tb3+ oder CaF2:Eu2+ bekannt, die ebenfalls als IR-VIS-Strahlungswandler genutzt werden können. Neben den anorganischen Lumineszenzpigmenten können im Sinne der Erfindung natürlich auch im UV- bzw. IR-Spektralbereich anregbare und im Sichtbaren emittierende organische Einzelleuchtstoffe, wie beispielsweise unterschiedliche, seltenerdaktivierte organische Komplexverbindungen zur Herstellung verschiedenfarbig emittierender Leuchtstoffkombinationen mit spektral identischen Lumineszenzcodes verwendet werden. Diese können gegebenenfalls mit ausgewählten anorganischen Lumineszenzpigmenten kombiniert werden. Darüber hinaus sind in Abhängigkeit von der konkreten Anwendung, vom angestrebten Design des Sicherheitsmerkmals und von der vorgesehenen Technologie für die Herstellung der Sicherheitselemente auch photolumineszierende anorganische oder organische nanoskalierte Leuchtstoffe oder entsprechend konfigurierte Quantendots als Komponenten für die Bereitstellung der erforderlichen Leuchtstoffkombinationen geeignet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die für den jeweiligen Anwendungsfall des Codierungssystems ausgewählten Einzelleuchtstoffe durch gezielte Veränderung der chemischen Zusammensetzung der jeweiligen Wirts-(Grund)-Gitter, d.h. durch gezielt vorgenommene Substitutionen im Kationen- und/oder Anionenteilgitter, so modifiziert, dass sich die Emissionsspektren dieser exklusiven Leuchtstoffe deutlich von denen der in konventionellen technischen Anwendungen verwendeten Luminophoren oder auch von solchen, die ausführlich in der Fachliteratur beschrieben wurden, unterscheiden. Durch die bevorzugte Verwendung derartiger Leuchtstoffe mit exklusiven Emissionsspektren kann die Fälschungssicherheit der mit dem Codierungssystem ausgestatteten Wert- oder Sicherheitsdokumente noch weiter erhöht werden. Das erfindungsgemäße Codierungssystem bietet eine Vielfalt von Ausführungsformen für unterschiedliche Sicherheitsniveaus und Anwendungsmöglichkeiten. Es können verschiedenfarbig emittierende Markierungen mit einheitlichen spektralen Lumineszenzcodes bereitgestellt werden, deren Echtheit mit einfachen Handsensoren geprüft werden kann, aber auch solche, bei denen für das sichere Verifizieren der Codes hochauflösende Spektrometer erforderlich sind. Die Spannweite der Verifikationsmöglichkeiten reicht von der forensischen Prüfung im Speziallaboratorium bis hin zur Hochgeschwindigkeitsdetektion der maschinell auslesbaren Codes. Besondere Ausführungsformen Im Folgenden werden besondere Ausführungsformen der Erfindung weiter im Detail beschrieben. Eine bevorzugte Ausgestaltungsform der Erfindung umfasst ein Codierungssystem, bei welchem mindestens ein weiterer Einzelleuchtstoff zur Bildung weiterer Leuchtstoffkombinationen und Ausbildung weiterer lumineszierender Sicherheitselemente mit gleichem Code vorgesehen ist. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Codierungssystem, bei welchem die Farbkoordinaten der lumineszierenden Sicherheitselemente über ein Mischungsverhältnis der Einzelleuchtstoffe für die Leuchtstoffkombinationen eingestellt werden. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Codierungssystem, bei welchem mindestens einer der Einzelleuchtstoffe einen organischen Leuchtstoff, insbesondere eine seltenerdaktivierte organische Komplexverbindung, aufweist. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Codierungssystem, bei welchem mindestens einer der Einzelleuchtstoffe einen anorganischen Leuchtstoff aufweist. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Codierungssystem, bei welchem sowohl anorganische als auch organische Einzelleuchtstoffe unterschiedlicher Korngröße, insbesondere nanoskalierte Leuchtstoffe und/oder Quantendots, sowie entsprechende Leuchtstoffkombinationen verwendet werden. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Codierungssystem, bei welchem die Einzelleuchtstoffe durch gezielte Substitutionen im Leuchtstoffgitter modifiziert werden, so dass diese ein exklusives Emissionsspektrum aufweisen. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Codierungssystem, bei welchem die Einzelleuchtstoffe und/oder Leuchtstoffmischungen in einem oder mehreren ultravioletten Wellenlängenbereiche, nämlich bei Wellenlängen zwischen 380 nm und 315 nm (UV-A) und/oder bei Wellenlängen zwischen 315 nm und 280 nm (UV-B) und/oder bei Wellenlängen zwischen 280 nm und 200 nm (UV-C) anregbar sind. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Codierungssystem, bei welchem die lumineszierenden Sicherheitselemente des Sicherheitsmerkmals bei mindestens zwei im ultravioletten Spektralbereich einstellbaren Anregungsbedingungen, also im UV-A und/oder im UV-B und/oder im UV-C-Spektralbereich, als verschiedenfarbig, insbesondere als gleichermaßen verschiedenfarbig, wahrgenommen werden. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Codierungssystem, bei welchem die lumineszierenden Sicherheitselemente des Sicherheitsmerkmals bei jeder der vorgegebenen Anregungen im UV-A-, UV-B- oder UV-C-Spektralbereich unterschiedliche Farbkoordinaten in einem CIE-Normfarbsystem aufweisen, so dass die lumineszierenden Sicherheitselemente unterschiedliche Farbeindrücke, insbesondere gleichermaßen unterschiedliche Farbeindrücke, bei dem Betrachter hervorrufen Eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Codierungssystem, bei welchem die Einzelleuchtstoffe und/oder Leuchtstoffmischungen im Infraroten Wellenlängenbereich, nämlich bei Wellenlängen zwischen 950 nm und 980 nm anregbar sind. Eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Codierungssystem, bei welchem die Maxima der individuell ausgezeichneten Emissionslinien und/oder Emissionsbanden der Einzelleuchtstoffe und/oder Leuchtstoffkombinationen nur wenige Nanometer voneinander beabstandet sind, insbesondere einen Abstand von weniger als 10 nm, besonders bevorzugt von weniger als 5 nm, noch mehr besonders von weniger als 3 nm aufweisen. Eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Codierungssystem, bei welchem die Einzelleuchtstoffe und/oder Leuchtstoffkombinationen eine im Wesentlichen gleiche oder ähnliche Alterungsbeständigkeit aufweisen. Im Weiteren werden weitere vorteilhafte und besonderes bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung weiter im Detail beschrieben. Durch das Einbeziehen weiterer, vorzugsweise exklusiv modifizierter Einzelleuchtstoffe in die Bereitstellung der verschiedenfarbig emittierenden Leuchtstoffkombinationen können die Möglichkeiten für die Generierung fälschungssicherer Lumineszenzcodes weiter erhöht werden. Darüber hinaus ist beachten, dass die in der Praxis zur Anwendung gelangenden Einzelleuchtstoffe, beispielweise modifizierte seltenerdaktivierte Luminophore, bereits als Einzelkomponenten zumeist mehrere Emissionslinien und/oder Emissionsbanden und damit häufig komplexe Emissionsspektren aufweisen. Auch dadurch steigt die Anzahl der möglichen Code-Zuweisungen auf dem hohen Level-3-Sicherheitsniveau. Ein weiterer möglicher Gedanke der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitsmerkmals eines Codierungssystems für die Anwendung in Sicherheits- oder Wertdokumenten sowie im Produktschutz. Dabei müssen in einem ersten Schritt Entscheidungen über die Anregungsbedingungen für das erfinderische Lumineszenzmerkmal, über die gewünschten unterschiedlichen Farbeindrücke der verschiedenfarbig emittierenden Sicherheitselemente sowie über das Ausmaß der Komplexität der für alle Sicherheitselemente des Sicherheitsmerkmals gleichermaßen identischen spektralen Lumineszenzcodes getroffen werden. Diese Entscheidungen sind abhängig von der Art und der Verwendung der zu schützenden Wert- und Sicherheitsdokumente oder der schützenswerten Produkte, vom zugelassenen Aufwand für die Verifizierung der Lumineszenzcodes und von den Designvorgaben für das Merkmal. Ein weiterer Schritt betrifft die Auswahl der für die Herstellung der benötigten Sicherheitselemente erforderlichen Einzelleuchtstoffe. Die Auswahl kann auf der Grundlage der gemessenen Emissionsspektren der zu bewerteten Leuchtstoffe mit vorzugsweise exklusiver Emissionscharakteristik erfolgen. Die Kenntnis der Emissionsspektren befördert die erforderlichen Entscheidungen über die vorzunehmende Codezuweisung. Gleichzeitig geben die aus den Emissionsspektren berechenbaren CIE- Farbkoordinaten der Einzelleuchtstoffe Auskunft darüber, welche Mischungsverhältnisse zur Anwendung gebracht werden müssen, um den gewünschten unterschiedlichen Farbeeindruck oder Farbeeindrücke der verschiedenfarbig emittierenden Leuchtstoffkombinationen realisieren zu können. Der nachfolgende Schritt ist auf die gegebenenfalls erforderliche experimentelle Überprüfung und das Festlegen der Mischungsverhältnisse der für die Erstellung der verschiedenfarbig emittierenden Sicherheitselemente des Sicherheitsmerkmals gerichtet. In aller Regel sind nur wenige praktische Versuche erforderlich, um auf der Grundlage der durchgeführten farbmetrischen Berechnungen die unter Applikationsbedingungen gültigen Mischungsverhältnisse für die Bereitstellung der Leuchtstoffkombination zu ermitteln. Die experimentelle Überprüfung ist aber erforderlich, um Wechselwirkungen zwischen den verwendeten Einzelleuchtstoffen sowie weitere Einflussfaktoren, die auf den eigenständigen und unterschiedlichen optischen Eigenschaften (Eigenemission, Absorptions- und Reflexionsverhalten) der weiteren organischen und anorganischen Bestandteile (Bindemittel, Additive) der für die Applizierung des Sicherheitsmerkmals verwendeten Farbkompositionen sowie den optischen Effekten der verwendeten Trägermaterialien beruhen, berücksichtigen zu können. In einem weiteren Schritt erfolgt das Auf- oder Einbringen der bereitgestellten verschiedenfarbig emittierenden Leuchtstoffkombinationen auf oder in die Trägermaterialien der jeweiligen Sicherheits- oder Wertdokumente. Dieser Prozessschritt kann beispielweise mit Hilfe der üblichen Druckverfahren (Tiefdruck-, Flexodruck-, Offsetdruck- oder Siebdruckverfahren etc.) oder aber unter Verwendung anderer Beschichtungstechnologien ausgeführt werden. Ein letzter Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Sicherheitsmerkmals ist der abschließenden Codezuweisung vorbehalten. Auf der Grundlage der unter definierten Anregungsbedingungen gemessenen Emissionsspektren der aus den ausgewählten Einzelleuchtstoffen erstellten Leuchtstoffkombinationen werden die für die Echtheitsverifizierung erforderlichen und geeigneten codebildenden Emissionsmaxima (!max- Werte) der individuell ausgezeichneten, vorzugsweise exklusiven Emissionslinien und/oder Emissionsbanden ausgewählt und einem Zeichenvorrat, beispielsweise einer Zahlen- oder Buchstabenabfolge zugeordnet. Weiterhin betrifft eine Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zum Auslesen der Lumineszenzcodes und der Echtheitsverifizierung der beispielsweise als Markierungen ausgebildeten Sicherheitselemente eines Sicherheitsmerkmals des erfindungsgemäßen Codierungssystems bestimmt. Dieses Verfahren umfasst: das Anregen der die Sicherheitselemente bildenden Leuchtstoffkombinationen mit einer vorgegebenen unsichtbaren Anregungsstrahlung, die insbesondere von geeigneten UV- oder IR- Strahlungsquellen erzeugt wird, das Erfassen der elektromagnetischen Spektren dieser, verschiedenfarbig emittierende Leuchtstoffkombinationen in einem vorbestimmten sicht- baren Spektralbereich mit der Hilfe geeigneter optischer Spektrometer, sowie das Auswerten der Messergebnisse und die abschießende Echtheitsbewertung, wobei die Anwesenheit der hinterlegten Code relevanten Emissionscharakteristika geprüft und mit der hinterlegten Codeinformation verglichen wird. Der technische Aufwand für die sichere Verifikation des für alle verschiedenfarbig emittierenden Sicherheitselemente des erfindungsgemäßen Codierungssystems gleichermaßen charakteristischen Lumineszenzcodes hängt von verschiedenen Faktoren ab. Dazu gehören die Breite des im Sichtbaren zu detektierenden Spektralbereiches und das Ausmaß der Komplexität der auf der Grundlage der individuellen, vorzugsweise exklusiven, Emissionsspektren der verwendeten Leuchtstoffkombinationen generierten Lumineszenzcodes, wobei insbesondere geringe spektrale Abstände zwischen den Maxima der für die Codebildung relevanten charakteristischen Emissionslinien und/oder Emissionsbanden die Verwendung von leistungsfähigen optischen Spektrometern mit einem hohen spektralen Auflösungsvermögen erfordern. Ein weiterer möglicher Gedanke der Erfindung betrifft darüber hinaus die sich aus der praktischen Anwendung der erfindungsgemäßen Sicherheitsmerkmale in Wert- und Sicherheitsdokumenten bzw. im Produktschutz ergebenden Anforderungen an die Detektionsgeschwindigkeit. Umfangreiche Untersuchungen haben ergeben, dass sich auf der Grundlage der Erfindung maschinenlesbare Level-3-Sicherheitsmerkmale zusammenstellen lassen, deren Lumineszenzcodes sowohl bei den in Geldautomaten (ATM, Cash Management System) als auch bei den in den Sortiermaschinen der Zentralbanken üblichen Detektionsgeschwindigkeiten sicher verifiziert werden können. Andererseits ist es im Sinne der Fälschungssicherheit durchaus vorteilhaft, wenn beispielsweise zumindest zwei der individuell ausgezeichneten Emissionslinien der farbidentischen Sicherheitselemente so eng beieinanderliegen, dass sie nicht ohne größeren technischen Aufwand voneinander unterschieden werden können. Der Vorteil der Erfindung liegt hier in dem großen Spielraum für die konkrete Ausgestaltung der zu einem erfinderischen Sicherheitsmerkmal gehörenden Sicherheitselemente, der durch die vielfältigen Kombinationsmöglichkeiten der unterschiedlichen Einzelleuchtstoffe eröffnet wird. So kann für das jeweils auszubildende Sicherheitsmerkmal genau entschieden werden, wie gering der spektrale Abstand der beispielsweise zumindest zwei individuell ausgezeichneten Emissionslinien mit Blick auf das höchste Maß an Fälschungssicherheit sein sollte und wie gering er in Anbetracht der Verifikationsumstände, beispielsweise unter den Bedingungen einer Hochgeschwindigkeitsdetektion, sein kann. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist deshalb vorgesehen, dass die Maxima von zumindest zwei der individuell ausgezeichneten, vorzugsweisen exklusiven Emissionslinien der zu einem Sicherheitsmerkmal gehörenden Sicherheitselemente im elektromagnetischen Spektrum nur wenige Nanometer voneinander entfernt liegen, wobei diese bevorzugt einen Abstand von weniger als 10 nm, besonders bevorzugt einen Abstand von weniger als 5 nm und, ganz besonders bevorzugt einen Abstand von weniger als 3 nm aufweisen. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die bei einer vorgegebenen optischen Anregung vom Betrachter wahrgenommenen Farbunterschiede zwischen den zu Sicherheitsmerkmalen zusammengestellten verschiedenfarbig lumineszierenden Sicherheitselementen (die auch als Farbshift oder Farbtuning ausgeprägt sein können) zumindest auch bei einer weiteren, von der ersten grundsätzlich unterscheidbaren optischen Anregung, vom menschlichen Auge als vergleichbar oder gleichermaßen wahrgenommen werden. Wie allgemein bekannt und bereits beschrieben, wird der ultraviolette Spektralbereich in der Literatur und in der technischen Abwendung in die Bereiche UV-A- (380-315 nm), UV-B- (315-280 nm) und in den UV-C-Strahlungsbereich (280-100 nm) unterteilt, wobei für die einzelnen definierten Strahlungsarten auch jeweils unterschiedliche Strahlungsquellen zur Verfügung stehen. In diesem Zusammenhang hat sich gezeigt, dass es möglich ist, verschiedenfarbig emittierenden Leuchtstoffkombinationen mit einheitlichen spektralen Codes bereitzustellen, deren Farbeindrücke und Farbdifferenzen beispielsweise sowohl bei der Anregung mit UV-A- als auch UV-B-Strahlungsquellen vom Betrachter als vergleichbar angesehen werden. In einer ganz besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die Farbeindrücke und die Farbunterschiede der für die Ausbildung eines Sicherheitsmerkmals des Codierungssystems jeweils ausgewählten verschiedenfarbig emittierenden Sicherheitselemente bei allen in ultravioletten Spektralbereich einstellbaren Anregungsbedingungen, also sowohl bei Anregung mit UV-A-, UV-B- oder UV-C- Strahlungsquellen, vom Betrachter als vergleichbar, d.h. gleichermaßen verschiedenfarbig, identifiziert. Um die Sicherheit der Sicherheitselemente weiter zu erhöhen, kann es zweckmäßig sein, weitere Informationen mit in die Verifikation einzubeziehen. Deshalb ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ferner vorgesehen, dass das Codierungssystem eine weitere Information über eine Anordnung und/oder eine Kontur der Sicherheitselemente auf oder in dem Sicherheits- oder Wertdokument ausbildet. Eine solche Anordnung kann beispielsweise eine bestimmte Position auf dem Sicherheits- oder Wertdokument sein. Das Sicherheitselement selber kann aber auch eine bestimmte Kontur aufweisen, beispielsweise die Form eines Zeichens, eines Symbols, einer Ziffer oder eines Piktogramms. Bei der Verifikation werden dann zusätzlich die Position auf dem Sicherheits- oder Wertdokument und/oder die Anordnung und/oder das Vorliegen der entsprechenden Kontur des Sicherheitselements überprüft. Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren und Tabellen näher erläutert. Hierbei zeigen: Fig.1: eine schematische Darstellung der Normfarbtafel des CIE-Normfarbsystems mit auf Literaturangaben beruhenden unterschiedlichen Benennungen der Farbregionen, Fig.2a-c: die Emissionsspektren von zwei Modellleuchtstoffen sowie die dazugehörigen
Farbkoordinaten, dargestellt in der Normfarbtafel des CIE-Normfarbsystems, Fig.3a-e: die Emissionsspektren von beispielhaften Leuchtstoffkombinationen
(Leuchtstoffmischungen), die aus den in den Fig. 2a-c gezeigten zwei Modellleuchtstoffen gebildet sind, und die dazugehörigen Farbkoordinaten der Leuchtstoffmischungen in der CIE-Normfarbtafel, Fig.4a^j: die Emissionsspektren von acht verschiedenfarbig lumineszierenden
Sicherheitselementen mit bezüglich der spektralen Abfolge der charakteristischen Emissionslinien identischen Lumineszenzcodes, die durch die Kombination von fünf Modelleuchtstoffen erstellt wurden, wobei die fünf Einzelleuchtstoffe so ausgewählt wurden, das sowohl ihre als auch die Farbkoordinaten der resultierenden, beispielhaften acht Leuchtstoffmischungen in der CIE- Normfarbtafel gemäß der Fig.4a und 4b in Form von Geraden angeordnet sind, Fig.5a^j: ein weiteres Beispiel für die Generierung verschiedenfarbig lumineszierender Sicherheitselemente mit spektral identischen Lumineszenzcodes, das auf der Verwendung von fünf Modelleuchtstoffen beruht, deren Farbkoordinaten in der CIE-Normfarbtafel gemäß der Fig. 5a und 5b in Form eines Oktaeders positioniert sind, Fig.6a^c: die Emissionsspektren von drei ausgewählten realen Leuchtstoffen, Fig.7a^j: die Farbkoordinaten der drei ausgewählten realen Leuchtstoffe sowie die
Emissionsspektren und Farbkoordinaten von acht beispielhaften, durch Kombination (Mischung) dieser Einzelleuchtstoffe bereitgestellten, verschiedenfarbig lumineszierenden Sicherheitsmerkmale, die durch spektral identische Lumineszenzcodes gekennzeichnet sind. Die nachfolgenden Tabellen beinhalten: Tab.1: die Lumineszenz-spezifischen Daten von zwei ausgewählten Modellleuchtstoffen, wie sie in der Fig.2 beschrieben sind, Tab.2: die zur Ausbildung der in der Fig. 3b bis 3e beschriebenen beispielhaften lumineszierenden Sicherheitselemente erforderlichen Mischungsverhältnisse für die ausgewählten zwei Modellleuchtstoffe, sowie die Farbkoordinaten der beispielhaften Leuchtstoffkombinationen, Tab.3: die Lumineszenz-spezifischen Daten von weiteren fünf ausgewählten
Modellleuchtstoffen, deren charakteristischen Farbkoordinaten in der Fig. 4a dargestellt sind, Tab.4: die Mischungsverhältnisse für diese Leuchtstoffe, die für das Erstellen von insgesamt acht in den Fig. 4c bis 4j beschriebenen beispielhaften, verschiedenfarbig lumineszierenden und mit spektral identischen Lumineszenzcodes ausgestatteten Sicherheitselementen zu Anwendung gebracht werden müssen, sowie die Farbkoordinaten der einzelnen, die Sicherheitselemente bildenden Leuchtstoffmischungen, Tab.5: die Lumineszenz-spezifischen Daten von weiteren fünf ausgewählten
Modellleuchtstoffen, deren charakteristischen Farbkoordinaten in der Fig. 5a dargestellt sind, Tab.6: die Mischungsverhältnisse für diese Leuchtstoffe, auf deren Grundlage die in den Fig. 5c bis 5j beschriebenen, beispielhaften erfindungsgemäßen Sicherheitselementen konfiguriert werden können, sowie die Farbkoordinaten der einzelnen Leuchtstoffkombinationen, wie sie auch in der Fig.5b dargestellt sind, Tab.7: die Farbkoordinaten und Emissionsmaxima von drei für die Erstellung erfindungsgemäßer lumineszierender Sicherheitselemente beispielhaft ausgewählten realen Leuchtstoffen, und Tab.8: die erforderlichen Mischungsverhältnisse für die Bereitstellung der in den Fig.7c bis 7j anhand ihrer Emissionsspektren beschriebenen beispielhaften Kombinationen dieser realen Einzelleuchtstoffe sowie die für diese Emissionsspektren berechneten Farbkoordinaten. Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der CIE-Normfarbtafel des CIE- Normvalenzsystems. Das CIE-Normvalenzsystem wurde entwickelt, um eine Relation zwischen der menschlichen Farbwahrnehmung und den physikalischen Ursachen des Farbreizes herzustellen und beruht auf der Definition eines idealen Normalbeobachters. Jedem wahrnehmbaren Farbton, also auch jedem Emissionsspektrum eines jeglichen Leuchtmittels wird in der CIE-Normfarbtafel eine konkrete Position, d.h. eine x, y- Farbkoordinate zugewiesen. Der obere, auch als ^Spektralfarbenzug^ bezeichnete Rand der dreieckförmigen Anordnung ist durch eine parabelförmige Linie gekennzeichnet, die den Wellenlängenbereich von ! = 380 bis 780 nm umfasst. Auf diesem Rand sind die Farborte der sogenannten reinen Spektralfarben positioniert, was im Falle von Selbstleuchtern, also etwa im Falle von im sichtbaren Spektralbereich emittierenden Leuchtstoffen bedeutet, dass ihre Emissionsspektren bei dieser Positionierung nur aus einzelnen monochromatischen Emissionslinien bestehen. Die lineare Verbindung zwischen den beiden Enden des ^Spektralfarbenzuges^ wird in allgemeinen als ^Purpurgerade^ bezeichnet. Anders als im Falle des ^Spektralfarbenzuges^ sind auf dieser Verbindungsgeraden die Koordinaten derjenigen Farbtöne angeordnet, die als Mischfarben zwischen blauviolett und rot wahrgenommen werden. Darüber hinaus wurden in die schematische Darstellung der CIE-Normfarbtafel in der Fachliteratur (vergl.: R. Baer, Beleuchtungstechnik: Grundlagen, 3. Auflage, Huss-Medien 2006, S. 46) gelegentlich verwendete verbale Bezeichnungen für die unterschiedlichen Farbregionen aufgenommen. Ein erstes beispielhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren Fig.2a bis 2c in Verbindung mit den Figuren Fig. 3a bis 3e und der Tabelle Tab. 1 beschrieben. Dieses erste und einfache Beispiel der erfinderischen Idee beruht auf der Annahme, dass zur Generierung der verschiedenfarbigen lumineszierenden Sicherheitselemente mit identischen spektralen Codes lediglich zwei Einzelleuchtstoffe ausgewählt werden. Bei diesen beiden Einzelleuchtstoffen 1 und 2 handelt es sich um Modellleuchtstoffe mit jeweils einer individuell ausgezeichneten Emissionslinie (vgl. Fig. 2b und 2c). In der Tab. 1 sind die entsprechen Daten, insbesondere die Emissionsmaxima bei !max von 460 bzw.630 nm und die auf jeweils 10 nm festgelegten Halbwertbreiten der Emissionslinien sowie die dazugehörigen Farbkoordinaten aufgeführt (vgl. auch Fig. 2a, $-Symbol). Die Emissionsspektren dieser Modellleuchtstoffe 1 und 2 sind in der Fig.2b und 2c grafisch dargestellt; Fig.2a zeigt zudem eine CIE-Normfarbtafel, mit den durch ein einheitliches Dreiecks-Symbol ($) gekennzeichneten Farbkoordinaten 10 und 20, die für diese Modellleuchtstoffe charakteristisch sind. Tab.1
In der Fig. 3 sind die Emissionsspektren M-1 bis M-4 von vier beispielhaften, verschiedenfarbig emittierenden Sicherheitselementen zusammengestellt, die durch Kombination der ausgewählten Einzelleuchtstoffen 1 und 2 erhalten wurden. Die in der Fig. 3a gezeigten Kreis-Symbole (%) zeigen jeweils die zugeordneten Farbkoordinaten M-10 bis M-40 dieser Sicherheitselemente. Die zur Anwendung gebrachten Mischungsverhältnisse sind ebenso wie die numerischen Werte der Farbkoordinaten der Leuchtstoffkombinationen in der Tab.2 aufgeführt. Tab.2
Wie aus der Fig. 3a hervorgeht, liegen die Farbkoordinaten M10 bis M40 der erstellten beispielhaften Leuchtstoffmischungen M-1, M-2, M-3 und M-4 in der CIE-Normfarbtafel auf einer Geraden, die die Farbkoordinaten 10 und 20 der ausgewählten Einzel- Modellleuchtstoffe 1 und 2 verbindet. Diese Verbindungslinie liegt oberhalb der in der Fig. 1 beschriebenen sogenannten ^Purpurgeraden^, die beispielhaften Leuchtstoffmischungen weisen also Emissionsfarben auf, die vom blauvioletten über den purpurroten bis in den zunehmend roten Spektralbereich wechseln. Wie die in den Fig. 3b bis 3e beschriebenen Emissionsspektren der Leuchtstoffkombinationen M-1 bis M-4 belegen, geht dieser Farbwechsel bzw. Farbshift mit den sich infolge der Verwendung unterschiedlicher Mischungsverhältnisse verändernden Intensitätsrelationen zwischen den zwei individuellen Emissionslinien der für die Erstellung der beispielhaften Leuchtstoffmischungen eingesetzten zwei Modellleuchtstoffe einher. Darüber hinaus zeigen die Fig. 3b bis 3e, dass alle vier beispielhaften, durch unterschiedliche Emissionsfarben gekennzeichneten Leuchtstoffkombinationen im Sinne der Erfindung einen gemäß der spektralen Abfolge der zur Codebildung verwendbaren individuellen Emissionslinien identischen spektralen Lumineszenzcode aufweisen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel würde dieser Code lediglich aus zwei und noch dazu aus zwei spektral vergleichsweise weit auseinanderliegenden Emissionslinien bestehen. Ein solcher Code wäre vergleichsweise leicht verifizierbar, könnte aber auch vergleichsweise leicht nachgestellt werden. Die zur Erläuterung dieses ersten Ausführungsbeispiels in den Fig. 3b bis 3e aufgeführten Spektren zeigen jedoch, dass auch die unterschiedlichen Intensitätsverhältnisse der charakteristischen Emissionslinien der in Form von Sicherheitselementen verwendeten farbverschiedenen Leuchtstoffkombinationen als codebildenden Merkmal verstanden und zu Anwendung gebracht werden können. Neben den für alle Sicherheitselemente eines möglichen Sicherheitsmerkmals gleichermaßen geltenden, spektral identischen Lumineszenzcodes würden die einzelnen lumineszierenden Sicherheitselemente dann noch durch unterschiedliche, individuelle ^Intensitätscodes^ gekennzeichnet sein. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Anzahl der auf der Grundlage der zwei ausgewählten Einzelleuchtstoffe generierbaren farbverschiedenen Leuchtstoffkombinationen mit spektral einheitlichem Lumineszenzcode natürlich nicht auf die Zahl vier beschränkt ist. Zwischen den in den Fig. 2a und 3a dargestellten Farbkoordinaten 10 und 20 der zwei Einzelleuchtstoffe 1 und 2 ließen sich zahlreiche weitere Leuchtstoffkombinationen mit geringfügig abweichenden Farbkoordinaten platzieren. Auf diese Weise könnte bezüglich der Emissionsfarben der entsprechenden Sicherheitselemente ein nahezu kontinuierlicher Farbshift erzeugt werden, für den auch die Bezeichnungen Farbtuning oder Colortuning verwendet werden könnten. Die Fig.4 sowie die dazugehörigen Tabellen 3 und 4 veranschaulichen ein weiteres Beispiel für die Erstellung eines erfindungsgemäßen Codierungssystems auf der Grundlage von fünf einzelnen Modellleuchtstoffen, die ebenfalls singuläre Emissionen und Farbkoordinaten aufweisen, die in der CIE-Normfarbtafel wiederum auf einer Geraden liegen. Die für die Lumineszenz der ausgewählten Modellleuchtstoffe charakteristischen Daten sind in der Tab. 3 zusammengestellt. Die Maxima der Emissionswellenlängen dieser fiktiven Leuchtstoffe variieren von 545 bis 630 nm, die Halbwertbreiten wurden auch für dieses Ausführungsbeispiel auf 10 nm festgelegt. Die numerischen Werte der x- und y- Farbkoordinaten der fünf ausgewählten Einzelleuchtstoffe sind ebenfalls der Tab. 3 zu entnehmen, andererseits sind sie unter Verwendung der einheitlichen $- Symbole mit den Bezeichnungen 10´, 20´, 30´, 40´, und 50´ in der CIE-Normfarbtafel der Fig.4a dargestellt. Tab.3
Die deutlich erhöhte Anzahl der für die Bereitstellung der verschiedenfarbig emittierenden Leuchtstoffkombinationen mit spektral identischen Lumineszenzcodes ausgewählten Einzel-Modellleuchtstoffe und die auch daraus resultierenden geringeren spektralen Abstände zwischen den Emissionsmaxima dieser Leuchtstoffe führen im vorliegenden Ausführungsbeispiel zu einer stark ansteigenden Komplexität der Emissionsspektren und damit der auch der spektral identischen Lumineszenzcodes der unterschiedlichen, unter Einbeziehung aller modellmäßigen Einzelkomponenten erstellbaren Leuchtstoffkombinationen. Dies geht insbesondere aus den Fig. 4c bis 4j hervor, in denen die Emissionsspektren M´-1 bis M´-8 von insgesamt acht unterschiedlichen, beispielhaften Leuchtstoffmischungen zusammengestellt wurden. Die jeweils verwendeten Mischungsverhältnisse sind ebenso wie die numerischen Werte für die Farbkoordinaten der Leuchtstoffkombinationen in der Tab.4 aufgeführt Tab.4
Aus der Fig. 4b ist ersichtlich, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht nur die Farbkoordinaten der fünf ausgewählten Modellleuchtstoffe, sondern naturgemäß auch die, der aus ihnen erstellten acht beispielhaften Leuchtstoffmischungen in der CIE-Normfarbtafel auf einer Geraden positioniert sind. Auf Grund der vergleichsweise geringen Halbwertbreiten der für die Simulationsrechnungen ausgewählten fiktiver Einzelleuchtstoffe liegt diese Gerade in der Nähe des grün-roten Randes des CIE-Diagrammes also in der Nähe des rechtsseitigen Spektralfarbenzuges der Normfarbtafel. Die durch die %-Symbole gekennzeichneten Farbkoordinaten der einzelnen, verschiedenfarbig lumineszierenden Leuchtstoffkombinationen M´-10 bis M´-80 liegen zudem sehr eng beieinander und weisen einen Farbshift bzw. ein Colortuning auf, der gemäß den in der Fig. 1 beschriebenen Farbzuweisungen im Gelbgrünen beginnt und über den gelben und den gelblich-orangenen Farbbereich schließlich in die orangefarbene Region wechselt. Für die Auswahl der spektralen Positionen der für die Bereitstellung der erfindungsgemäß verschiedenfarbig emittierenden Leuchtstoffkombinationen erforderlichen Einzelleuchtstoffe gibt es im Sinne der Erfindung weder Einschränkungen noch Vorzugslösungen. Die Farbkoordinaten der Einzelleuchtstoffe müssen in der CIE-Normfarbtafel nicht notwendigerweise auf einer Geraden platziert sein; die Anzahl der einsetzbaren Komponenten und die spektralen Charakteristika, die sie aufweisen sollten, hängen beispielsweise vielmehr von den geplanten Anwendungsbedingungen der mit identischen spektralen Codes ausgestatteten, lumineszierenden Sicherheitselemente und vom zugelassenen Auswand für den sichere Echtheitsnachweis der mit diesen Sicherheitselementen ausgestatteten Sicherheits-und Wertdokumenten ab. Zu den Entscheidungen, die in diesem Zusammenhang zu treffen sind, gehören die über das Ausmaß der Komplexität des für alle Sicherheitselemente des jeweiligen Sicherheitsmerkmals charakteristischen spektral identischen Lumineszenzcodes sowie diejenige über den Farbbereich und die gewünschten Farbunterschiede in dem und mit denen die verschiedenfarbig im sichtbaren Spektralbereich lumineszierenden Sicherheitselemente vom Betrachter wahrgenommen werden sollen. Diese Feststellungen werden im Folgenden anhand eines weiteren Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt die Fig.5a, dass auch in diesem Beispiel für die Ausbildung der erfindungsgemäßen Leuchtstoffkombinationen fünf einzelne Modellleuchtstoffe 1´´ bis 5´´ ausgewählt wurden, deren Farbkoordinate aber über den gesamten sichtbaren Spektralbereich verteilt angeordnet sind. Anders ausgedrückt, wurden die Emissionsspektren der für die Simulationsrechnungen verwendeten fiktiven Einzelleuchtstoffe so konzipiert, dass ihre Farbkoordinaten praktisch die gesamte Fläche der Normfarbtafel in Form eines Oktaeders ^aufzuspannen^ scheinen. Für die Halbwertbreiten wurden im Vergleich zu den vorher betrachteten Beispielen etwas größere Werte (15 nm) festgelegt. Diese Werte, die Maxima der Emissionslinien sowie die numerischen Angaben zu den Farbkoordinaten der fünf Modellleuchtstoffe sind in der Tab.5 zusammengestellt. Tab.5
Wie im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wurden auch in vorliegenden Fall entsprechend der in der Tab. 6 wiedergegebenen Mischungsverhältnisse insgesamt acht unterschiedliche Leuchtstoffkombinationen berechnet, deren Emissionsspektren M´´-1 bis M´´-8 in den Fig. 5c bis 5j dargestellt sind. Diese Spektren enthalten wiederum jeweils alle fünf Emissionslinien bzw. Emissionsbanden der zur Erstellung der verschiedenfarbig lumineszierenden Leuchtstoffmischungen eingesetzten Einzelleuchtstoffe, wobei diese Spektren andererseits durch unterschiedliche Intensitätsverhältnisse gekennzeichnet sind. Für die erfindungsgemäße Zuweisung eines einheitlichen Lumineszenzcodes, der auf der identischen spektralen Abfolge der vorhandenen Emissionslinien bzw. Emissionsbanden beruht, gibt es mehrere Optionen. Zum einen können natürlich alle fünf Emissionslinien bzw. Emissionsbanden in die Codezuweisung einbezogen werden, andererseits ist es aber auch möglich, eine geringere Anzahl der vorhandenen Lumineszenzsignale für die Codebildung auszuwählen. Im zuletzt genannten Fall wäre es dann auch möglich, den für den Echtheitsnachweis der mit den erfindungsgemäßen verschiedenfarbig lumineszierenden Sicherheitselementen ausgestatteten Sicherheits- und Wertdokumenten entscheidenden spektral identischen Lumineszenzcode in bestimmten zeitlichen Abständen zu wechseln. Tab.6
An dieser Stelle sei noch einmal darauf hingewiesen, dass die Komplexität der erfindungsgemäßen, spektral identischen Lumineszenzcodes durch die Einbeziehung weiterer Einzelleuchtstoffe mit singulären Emissionslinien bzw. Emissionsbanden in die Erstellung der verschiedenfarbig emittierenden Leuchtstoffkombinationen oder aber durch die Verwendung von Einzelleuchtstoffen mit mehreren Emissionslinien oder Emissionsbanden weiter gesteigert werden kann. Gleichzeitig sei erneut darauf verwiesen, dass auch die unterschiedlichen Intensitätsverhältnisse der charakteristischen Emissionslinien bzw. Emissionsbande der einzelnen verschiedenfarbig lumineszierenden Sicherheitselemente eines entsprechenden Sicherheitsmerkmals als ein zusätzliches Kriterium für die Echtheitsverifizierung der mit ihnen ausgestatteten Sicherheits- und Wertdokumente verwendet werden können. Eine wichtige Voraussetzung für die sichere Verifikation der erfindungsgemäß spektral identischen Lumineszenzcodes der verschiedenfarbig emittierenden Sicherheitselemente besteht darin, dass alle in die Codezuweisung einbezogenen Emissionslinien bzw. Emissionsbanden zumindest solchermaßen hohe Lumineszenzintensitäten aufweisen, dass sie unter den Bedingungen des zur Anwendung gelangenden Verifikationsverfahrens sicher detektiert werden können. Insbesondere im Falle hoher Detektionsgeschwindigkeiten gibt es erhöhte Anforderungen an die Mindestintensitäten der für die Codeausbildung ausgewählten Emissionssignale. In den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde dieser Forderung dahingehend Rechnung getragen, dass für alle charakteristischen Emissionslinien oder Emissionsbanden der simulierten verschiedenfarbig lumineszierenden Leuchtstoffkombinationen eine Mindestintensität von 10 % der auf einen Wert von 100 relativen Einheiten festgelegten maximalen Intensitäten der in die Simulationsrechnungen einbezogenen Einzel-Modellleuchtstoffe festgelegt wurde. Die Farbkoordinaten der für die ausgewählten Leuchtstoffkombinationen des zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiels berechneten Emissionsspektren weisen einen interessanten Verlauf auf. Wie aus der Fig. 5b hervorgeht, sind sie bogenförmig um den Weißlichtbereich der Normfarbtafel herum angeordnet, sodass die zugehörigen Emissionsfarben von blau über blaugrün, grün, gelbgrün und gelb bis in den orangefarbenen Bereich wechseln und somit praktisch die gesamte Regenbogenpalette umfassen. Ein abschließendes Beispiel zur Erläuterung der Erfindung beschreibt die auf der Verwendung realer Leuchtstoffe beruhende Konfigurierung verschiedenfarbig emittierender Sicherheitselemente mit spektral identischen Lumineszenzcodes. Bei den hierfür ausgewählten drei realen Einzelleuchtstoffen handelt es sich um Tb3+-, Dy3+- sowie um Eu3+- aktivierte anorganische Luminophore mit oxysulfidischen bzw. Vanadat-Grundgittern. Die bei einer vorgegebenen Anregung im UV- B-Bereich (313 nm-Anregungsquelle) gemessenen Emissionsspektren 1´´´, 2´´´ und 3´´´ dieser drei Leuchtstoffe sind in den Fig.6 a bis Fig. 6c dargestellt. Die Emissionsmaxima und die numerischen Daten der Farbkoordinaten der Leuchtstoffe sind der Tab. 7 zu entnehmen, die Fig. 7a zeigt die Positionierung dieser Farbkoordinaten in der CIE-Normfarbtafel. Tab.7
Auf der Grundlage der Emissionsspektren der beschriebenen realen Leuchtstoffkomponenten wurden gemäß der in der Tab. 8 aufgeführten Mischungsverhältnisse erneut acht beispielhafte Leuchtstoffkombinationen berechnet, deren Emissionsspektren in den Fig. 7c bis 7j dargestellt sind und deren Emissionsfarben gemäß Fig.7b einen Farbshift aufweisen, der den gelbgrünen mit dem orangefarbenen Bereich der CIE-Normfarbtafel verbindet, Tab.8
Obwohl für die Erstellung der acht verschiedenfarbig lumineszierenden Leuchtstoffkombinationen lediglich drei reale Einzelleuchtstoffe verwendet wurden, weisen Emissionsspektren der erzeugten Mischungen eine hohe Anzahl von unterschiedlichen Emissionslinien auf. Wie die Fig. 6a bis 6c zeigen, ist dies ursächlich vor allem darauf zurückzuführen, dass die drei ausgewählten Einzelleuchtstoffe ja neben den mit Wellenlängenangaben gekennzeichneten Hauptemissionslinien bereits mehrerer weitere charakteristische Emissionslinien aufweisen, die zum Teil sehr eng beieinanderliegen oder sich sogar überlappen. Daraus ergeben sich zahlreiche Möglichkeiten für die Zuweisung eines für alle entsprechenden Sicherheitselemente spektral identischen Lumineszenzcodes, die nicht nur die jeweiligen Hauptemissionslinien der zur Erstellung Leuchtstoffkombinationen verwendeten realen Einzelleuchtstoffe, sondern auch die unterschiedlichen Nebenlinien einschließen können. Gleichzeitig muss insbesondere im Fall von spektral sehr eng beieinanderliegenden Emissionslinien abgewogen werden, ob das spektrale Auflösungsvermögen der für den konkreten Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Codierungssystems vorgesehene Detektionseinrichtung ausreicht, eine sicherere Verifizierung dieser Linien zu gewährleisten.

Claims

Ansprüche 1. Codierungssystem zum Ausbilden eines Sicherheitsmerkmals in oder an einem oder mehreren Sicherheits- oder Wertdokumenten, mit
- mindestens zwei Einzelleuchtstoffen (1, 2), und
- mindestens drei, mit den mindestens zwei Einzelleuchtstoffen (1,2) gebildeten, Leuchtstoffkombinationen (M-1, M-2, M-3), wobei
- die mindestens drei Leuchtstoffkombinationen (M-1, M-2, M-3) in Form von mindestens drei lumineszierenden Sicherheitselementen für das Sicherheitsmerkmal in oder an dem einem oder den mehreren Sicherheits- oder Wertdokumenten auf- oder angebracht sind, und
- die mindestens drei Leuchtstoffkombinationen (M-1, M-2, M-3), jeweils im nicht- sichtbaren Spektralbereich, insbesondere im ultravioletten oder infrarotem Spektralbereich, anregbar sind und nach Anregung im sichtbaren Spektralbereich emittieren, wobei
- jede der mindestens drei Leuchtstoffkombinationen (M-1, M-2, M-3) durch ein Emissionsspektrum mit mehreren individuellen Emissionslinien und/oder Emissionsbanden charakterisiert ist, und
dadurch gekennzeichnet, dass
- jede der mindestens drei Leuchtstoffkombinationen (M-1, M-2, M-3) eine identische spektrale Abfolge der Emissionslinien und/oder Emissionsbanden aufweist, wobei die Intensitätsverhältnisse der Emissionslinien und/oder Emissionsbanden verschieden sind,
- jedem der mindestens drei lumineszierenden Sicherheitselemente ein einheitlicher spektraler Code zugeordnet, wobei der Code durch die spektrale Abfolge der Emissionslinien und/oder Emissionsbanden gebildet wird, und wobei
- die mindestens drei lumineszierenden Sicherheitselemente des Sicherheitsmerkmals bei Anregung unterschiedliche Farbkoordinaten (M-10, M-20, M-30) in einem CIE- Normfarbsystem aufweisen, so dass sie unterschiedliche Farbeindrücke bei einem Betrachter hervorrufen.
2. Codierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiterer Einzelleuchtstoff zur Bildung weiterer Leuchtstoffkombinationen und Ausbildung weiterer lumineszierender Sicherheitselemente mit gleichem spektralen Code vorgesehen ist.
3. Codierungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbkoordinaten der lumineszierenden Sicherheitselemente über ein Mischungsverhältnis der Einzelleuchtstoffe für die Leuchtstoffkombinationen eingestellt werden.
4. Codierungssystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Einzelleuchtstoffe einen organischen Leuchtstoff, insbesondere eine seltenerdaktivierte organische Komplexverbindung, aufweist.
5. Codierungssystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Einzelleuchtstoffe einen anorganischen Leuchtstoff aufweist.
6. Codierungssystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl anorganische als auch organische Einzelleuchtstoffe unterschiedlicher Korngröße, insbesondere nanoskalierte Leuchtstoffe und/oder Quantendots, sowie entsprechende Leuchtstoffkombinationen verwendet werden.
7. Codierungssystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelleuchtstoffe durch gezielte Substitutionen im Leuchtstoffgitter modifiziert werden, so dass diese ein exklusives Emissionsspektrum aufweisen.
8. Codierungssystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelleuchtstoffe in einem oder mehreren ultravioletten Wellenlängenbereiche, nämlich bei Wellenlängen zwischen 380 nm und 315 nm (UV-A) und/oder bei Wellenlängen zwischen 315 nm und 280 nm (UV-B) und/oder bei Wellenlängen zwischen 280 nm und 200 nm (UV-C), anregbar sind.
9. Codierungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierenden Sicherheitselemente des Sicherheitsmerkmals bei mindestens zwei im ultravioletten Spektralbereich einstellbaren Anregungsbedingungen, also im UV-A und/oder im UV-B und/oder im UV-C-Spektralbereich, als verschiedenfarbig, insbesondere als gleichermaßen verschiedenfarbig, wahrgenommen werden.
10. Codierungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierenden Sicherheitselemente des Sicherheitsmerkmals bei jeder der vorgegebenen Anregungen im UV-A-, UV-B- oder UV-C-Spektralbereich unterschiedliche Farbkoordinaten in einem CIE-Normfarbsystem aufweisen, so dass die lumineszierenden Sicherheitselemente unterschiedliche Farbeindrücke, insbesondere gleichermaßen unterschiedliche Farbeindrücke, bei dem Betrachter hervorrufen 11. Codierungssystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelleuchtstoffe im Infraroten Wellenlängenbereich, nämlich bei Wellenlängen zwischen 950 nm und 980 nm, anregbar sind. 12. Codierungssystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maxima der individuell ausgezeichneten Emissionslinien und/oder Emissionsbanden der Einzelleuchtstoffe und/oder Leuchtstoffkombinationen nur wenige Nanometer voneinander beabstandet sind, insbesondere einen Abstand von weniger als 10 nm, besonders bevorzugt von weniger als 5 nm, noch mehr besonders von weniger als 3 nm aufweisen. 13. Codierungssystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelleuchtstoffe eine im Wesentlichen gleiche oder ähnliche Alterungsbeständigkeit aufweisen. 14. Sicherheitsmerkmal in oder an einem oder mehreren Sicherheits- oder Wertdokumenten, umfassend:
- mindestens drei lumineszierenden Sicherheitselementen für das Sicherheitsmerkmal in oder an dem einem oder den mehreren Sicherheits- oder Wertdokumenten auf- oder angebracht sind, wobei
- den mindestens drei lumineszierenden Sicherheitselementen ein spektral identischer Code gemäß dem Codierungssystem nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche zugeordnet ist. 15. Sicherheits- oder Wertdokument umfassend ein Sicherheitsmerkmal nach Anspruch 14.
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