EP4244071A1 - Optically variable security element and method for producing an optically variable security element - Google Patents

Optically variable security element and method for producing an optically variable security element

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EP4244071A1
EP4244071A1 EP21805837.8A EP21805837A EP4244071A1 EP 4244071 A1 EP4244071 A1 EP 4244071A1 EP 21805837 A EP21805837 A EP 21805837A EP 4244071 A1 EP4244071 A1 EP 4244071A1
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EP
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layer
microstructure
optically variable
security element
dependent
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Pending
Application number
EP21805837.8A
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German (de)
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Inventor
Raphael DEHMEL
Christian Fuhse
Maik Rudolf Johann SCHERER
Kai Herrmann SCHERER
Michael Rahm
Tobias Sattler
Manfred Heim
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Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Abstract

The invention relates to an optically variable security element which, viewed from the top, has a layer sequence. The layer sequence contains a micro-structure (2) which provides a motif that is visible from the top, and which micro-structure has a period of 2 μm to 50 μm and is achromatic. Furthermore, the layer sequence has a reflective layer (4) that is arranged on the micro-structure (2) and reflects incident light, and has a viewing-angle-dependent layer (6; 14). The reflective layer (4) or the viewing-angle-dependent layer (6; 14) has at least one recess (15), and the other one of the two is unstructured. That layer that has the recess (15) lies on top of the other layer, which is unstructured, as viewed from the top. Instead of the recess and the reflective layer, the security element can have an unstructured, viewing-angle-dependent layer (6; 14) and an unstructured, semi-reflective reflective layer (16; 18).

Description

O p ti s c h v a r i a b l e s S i c h e r h e i t s e l e m e n t u n d V e r f a h r e n z u m E r z e u g e n e i ne s o p ti s c h v a r i a b l e n S i c h e r h e i t s e l e m e n t s O p ti c v a r i a b l e s e l e m e n t a n d p r o c e r t i n g s o m p r e c u t i o n a s o p ti c v a r i a b l e s e l e m e t
Die Erfindung betrifft ein optisch variables Sicherheitselement, das eine ein von der Oberseite sichtbares Motiv bereitstellende Mikrostruktur, eine Reflexionsschicht sowie eine blickwinkelabhängige Schicht aufweist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Erzeugen eines entsprechenden optisch variablen Sicherheitselements. The invention relates to an optically variable security element that has a microstructure that provides a motif that is visible from the top, a reflection layer, and a layer that is dependent on the viewing angle. The invention further relates to a method for producing a corresponding optically variable security element.
Aus der EP 1506096 Bl ist ein optisch variables Sicherheitselement bekannt. Durch die Kombination von achromatischen Oberflächenstrukturen mit einer Dünnfilmstruktur wird ein definierter Farbwechsel beim Drehen oder Kippen des Sicherheitselements bewirkt. An optically variable security element is known from EP 1506096 B1. The combination of achromatic surface structures with a thin-film structure causes a defined color change when the security element is rotated or tilted.
Aus der WO 01/03945 Al ist ebenfalls ein Sicherheitselement bekannt. Durch die Kombination von diffraktiven Oberflächenstrukturen mit einer darunterliegenden Schicht mit Farbwechseleigenschaften wird ein visueller Effekt erzeugt, um dadurch die Fälschungs Sicherheit des Sicherheitselements zu erhöhen. A security element is also known from WO 01/03945 A1. The combination of diffractive surface structures with an underlying layer with color-changing properties creates a visual effect in order to increase the counterfeit security of the security element.
Auch aus der EP 2390106 A2 ist ein optisch variables Sicherheitselement bekannt. Durch die Kombination von diffraktiven Oberflächenstrukturen, die mit einer dünnen Metallisierung beschichtet sind, sodass sie teilweise durchsichtig bleiben, mit einer Dünnfilmstruktur werden optisch variable Effekte generiert. An optically variable security element is also known from EP 2390106 A2. Optically variable effects are generated by combining diffractive surface structures, which are coated with a thin metallization so that they remain partially transparent, with a thin film structure.
Es soll ein optisch variables Sicherheitselement und ein Verfahren zum Erzeugen des optisch variablen Sicherheitselements, das bei einer Betrachtung von einer Oberseite aus eine Schichtenfolge und eine Mikrostruktur aufweist, bereitgestellt werden. It is intended to provide an optically variable security element and a method for producing the optically variable security element which, when viewed having a layer sequence and a microstructure from an upper side.
Die Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen definiert. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die bevorzugten Weiterbildungen gelten für das optisch variable Sicherheitselement und das Verfahren zur Herstellung des optisch variablen Sicherheitselements. The invention is defined in the independent claims. Advantageous developments are specified in the dependent claims. The preferred developments apply to the optically variable security element and the method for producing the optically variable security element.
Es wird ein optisch variables Sicherheitselement, das eine Schichtenfolge und eine Mikrostruktur aufweist, bereitgestellt. Die Mikrostruktur präsentiert an der Oberseite des optisch variablen Sicherheitselements mindestens ein Motiv. Sie ist beispielsweise in einen Prägelack auf einem Trägersubstrat eingeprägt. Die Mikrostruktur hat Strukturelemente, die in regelmäßigen Abständen, also periodisch, mit einer Periode von 2 pm bis 50 pm angeordnet sind. Die einzelnen Strukturelemente selbst sind individuell, sie müssen nicht alle gleich sein. Die Bezeichnung „periodisch" bezieht sich lediglich auf die Anordnung der Strukturelemente in regelmäßigen Abständen. An optically variable security element, which has a layer sequence and a microstructure, is provided. The microstructure presents at least one motif on the upper side of the optically variable security element. It is embossed, for example, in an embossing lacquer on a carrier substrate. The microstructure has structural elements that are arranged at regular intervals, ie periodically, with a period of 2 pm to 50 pm. The individual structural elements themselves are individual, they do not all have to be the same. The term "periodic" only refers to the arrangement of the structural elements at regular intervals.
Die Strukturelemente sind individuell derart ausgebildet, z. B. gegenüber einer, durch die im Wesentlichen plane Ausgestaltung des Trägersubstrats festgelegte, Hauptebene individuell geneigt, dass sie zusammen mindestens ein Motiv präsentieren. Periodische Mikrostrukturen im Sinne der Anmeldung sind bei der Betrachtung der Mikrostruktur in der Schnittdarstellung beispielsweise auch eine Sägezahnstruktur mit individueller Zahnneigung, eine Wellenstruktur oder Ähnliches. Durch die Periode von 2 gm bis 50 gm beeinflussen Beugungserscheinungen die optischen Eigenschaften nur gering. Jedes Strukturelement wirkt z. B. als Pixel, das auf der Oberfläche des Trägersubstrats angeordnet ist. Die Pixel sind gemäß der Periode angeordnet. Jedes Pixel bildet z. B. eine optisch wirksame Facette und erzeugt durch deren Ausrichtung einen individuellen optischen Effekt, sodass kippwinkelabhängig mehrere Motive, bzw. Motivbewegungen oder Motiveffekte von der Mikrostruktur präsentiert werden. The structural elements are individually designed such. B. compared to a fixed by the substantially planar configuration of the carrier substrate, individually inclined main plane that together they present at least one motif. Periodic microstructures within the meaning of the application are also, for example, a sawtooth structure with individual tooth inclination, a wave structure or the like when considering the microstructure in the sectional view. Due to the period of 2 gm to 50 gm, diffraction phenomena have only a slight influence on the optical properties. Each structural element acts z. B. as a pixel, which is arranged on the surface of the carrier substrate. The pixels are arranged according to the period. Each pixel forms z. B. an optically effective facet and generates an individual optical effect through its orientation, so that depending on the tilt angle several motifs or motif movements or motif effects are presented by the microstructure.
Die Mikrostruktur ist achromatisch. Achromatische Mikro Strukturen erzeugen keinen Farbeffekt. Sie erscheinen für den Betrachter farblos. So wird von der Mikrostruktur zwar ein von oben betrachtet sichtbares, insbesondere kippwinkelabhängiges Motiv bereitgestellt, aufgrund des fehlenden Farbeffekts, resultierend aus der achromatischen Eigenschaft der Mikro Struktur, ist das Motiv allerdings nicht mehrfarbig. Beispiele für achromatische Mikrostrukturen sind achromatische Blaze-Strukturen, symmetrische Mikrostrukturen (wie z. B. Sinusgitter) oder Mattstrukturen. Bevorzugt werden als achromatische Mikro Strukturen Blaze-Strukturen (wie beispielsweise Sägezahngitter), und achromatische symmetrische Mikrostrukturen (wie beispielsweise Sinusgitter) verwendet. The microstructure is achromatic. Achromatic microstructures do not produce a color effect. They appear colorless to the viewer. Although the microstructure provides a motif that is visible from above and is in particular dependent on the tilt angle, the motif is not multicolored due to the lack of a color effect resulting from the achromatic property of the microstructure. Examples of achromatic microstructures are achromatic blaze structures, symmetrical microstructures (such as sine gratings) or matt structures. Blaze structures (such as, for example, sawtooth gratings) and achromatic symmetrical microstructures (such as, for example, sinusoidal gratings) are preferably used as achromatic microstructures.
Im Verfahren zum Erzeugen des optisch variablen Sicherheitselements wird die beschriebene Mikrostruktur auf dem Trägersubstrat ausgebildet. Bevorzugt wird dies durch Prägen, z. B. in einen Prägelack, realisiert. In the method for producing the optically variable security element, the described microstructure is formed on the carrier substrate. This is preferably done by embossing, e.g. B. in an embossing lacquer realized.
Die Schichtenfolge des optisch variablen Sicherheitselements weist eine Reflexionsschicht und eine blickwinkelabhängige Schicht auf. The layer sequence of the optically variable security element has a reflection layer and a viewing-angle-dependent layer.
Die Reflexionsschicht kann mindestens eine der folgenden Schichten aufweisen: eine Metallschicht, eine Buntfarbenschicht, die einen mehrfarbigen visuellen Sinneseindruck erzeugt und einen farbigen/ transparenten Ätzresist. Die Reflexionsschicht sorgt im Zusammenwirken mit der Mikrostruktur dafür, dass die Intensität des einfallenden Lichts verändert und dadurch das von der Mikrostruktur bewirkte Motiv mit bloßem Auge gut sichtbar wird. Das Motiv ist damit in Bereichen des Sicherheitselementes sichtbar, in denen die Reflexionsschicht vorhanden ist. Eine hochbrechende Schicht ist eine Reflexionsschicht. The reflective layer may include at least one of the following layers: a metal layer, a chromatic paint layer that produces a multicolored visual sensation, and a colored/transparent etching resist. In cooperation with the microstructure, the reflective layer ensures that the intensity of the incident light changes, making the motif created by the microstructure clearly visible to the naked eye. The motif is thus visible in areas of the security element in which the reflective layer is present. A high refractive index layer is a reflective layer.
Die blickwinkelabhängige Schicht erzeugt einen betrachtungswinkelabhängigen (sog. OVD-) Farbeindruck. Die Farbe des Bereichs des optisch variablen Sicherheitselements, in dem die blickwinkelabhängige Schicht sichtbar ist, verändert sich je nach Beleuchtungs- oder Betrachtungsrichtung. The viewing angle dependent layer creates a viewing angle dependent (so-called OVD) color impression. The color of the area of the optically variable security element in which the viewing-angle-dependent layer is visible changes depending on the direction of illumination or viewing.
Bevorzugt ist die blickwinkelabhängige Schicht als Colourshift- Schichtsystem mit einer Schichtenfolge aus einer teildurchlässigen Reflektorschicht, einer dielektrischen Abstandsschicht und einer Reflektorschicht ausgebildet. Bevorzugt kann die blickwinkelabhängige Schicht eine optisch variable Tinte aufweisen, die einen blickwinkelabhängigen Farbeeffekt erzeugt. Die optisch variable Tinte ist ein bevorzugt farbloser Stoff, der von optisch variablen Pigmenten durchsetzt ist. Die Pigmente weisen einen z. B. symmetrischen Dünnschichtaufbau auf, der durch Interferenzeffekte einen blickwinkelabhängigen Farbwechsel, wie beispielsweise von grün zu blau oder von magenta zu grün, erzielt. Die Pigmente liegen z. B. in Plättchenform vor und ihre lateralen Abmessungen liegen bevorzugt in einem Bereich von 1 gm bis 200 |im, besonders bevorzugt in einem Bereich von 10 gm bis 50 m. Die Dicken der Plättchen liegen bevorzugt in einem Bereich von 200 nm bis 10 gim, besonders bevorzugt in einem Bereich von 350 nm bis 1500 nm. The layer that is dependent on the viewing angle is preferably designed as a color shift layer system with a layer sequence made up of a partially transparent reflector layer, a dielectric spacer layer and a reflector layer. The viewing-angle-dependent layer can preferably have an optically variable ink that produces a viewing-angle-dependent color effect. The optically variable ink is a preferably colorless substance interspersed with optically variable pigments. The pigments have a z. B. symmetrical thin-film structure, which achieves a viewing angle-dependent color change, such as from green to blue or from magenta to green, through interference effects. The pigments are z. B. in platelet form and their lateral dimensions are preferably in a range from 1 gm to 200 μm, particularly preferably in a range from 10 gm to 50 μm. The thicknesses of the platelets are preferably in a range from 200 nm to 10 μm, particularly preferably in a range from 350 nm to 1500 nm.
Das optisch variable Sicherheitselement umfasst also die Mikro Struktur, welche auf/ in dem Trägersubstrat ausgebildet ist, und die erläuterte Schichten- folge mit der Reflexionsschicht und der blickwinkelabhängige Schicht. Die Reflexionsschicht und die blickwinkelabhängige Schicht können in zwei Varianten ausgebildet sein. The optically variable security element thus includes the microstructure, which is formed on/in the carrier substrate, and the explained layer follow with the reflective layer and the viewing angle dependent layer. The reflection layer and the viewing-angle-dependent layer can be designed in two variants.
In einer ersten Variante liegen beide Schichten über der Mikrostruktur und oben liegende Schicht, d. h. die Reflexionsschicht oder die blickwinkelabhängige Schicht, weist mindestens eine Aussparung auf. Die andere der beiden Schichten ist unstrukturiert. In der Schichtenfolge liegt diejenige Schicht, die die Aussparung aufweist, von der Oberseite aus gesehen über der anderen Schicht, die unstrukturiert ist. Umstrukturiert heißt, dass diese Schicht keine Aussparung hat. Sie kann aber durchaus geprägt sein, d. h. eine strukturierte Oberfläche haben. In a first variant, both layers overly the microstructure and top layer, i. H. the reflective layer or the viewing-angle-dependent layer has at least one gap. The other of the two layers is unstructured. In the layer sequence, that layer which has the cutout, seen from the top, lies above the other layer which is unstructured. Restructured means that this layer has no recess. But it can definitely be embossed, i. H. have a textured surface.
Die Aussparung sorgt dafür, dass in der Aussparung der optische Effekt der unteren Schicht und außerhalb der Aussparung der optische Effekt der oberen Schicht sichtbar ist. Dadurch erzeugt die Aussparung ein zweites Motiv. The recess ensures that the optical effect of the lower layer is visible in the recess and the optical effect of the upper layer is visible outside of the recess. As a result, the recess creates a second motif.
Ist die obere Schicht die blickwinkelabhängige Schicht, wird das optisch variable Sicherheitselement von oben mit einer blickwinkelabhängigen Einfärbung wahrgenommen. In der Aussparung wirkt nur die in der Schichtenfolge unten liegende Reflexionsschicht, sodass von oben gesehen in der Aussparung das Motiv, das durch die Reflexionsschicht erzeugt wird, wahrgenommen wird, aber ohne den ansonsten vorhandenen blickwinkelabhängigen Farbeindruck. Das zweite Motiv ist somit die Aussparung, in welcher der OVD-Farbeindruck fehlt. If the upper layer is the viewing-angle-dependent layer, the optically variable security element is perceived from above with a viewing-angle-dependent coloring. Only the reflective layer at the bottom of the layer sequence is effective in the gap, so that the motif created by the reflective layer can be seen in the gap when viewed from above, but without the color impression otherwise present, which depends on the viewing angle. The second motif is therefore the recess in which the OVD color impression is missing.
Ist die obere Schicht die Reflexionsschicht, ist von oben gesehen das Motiv, sichtbar; aufgrund der Deckwirkung der Reflexionsschicht aber ohne OVD- Farbeindruck. In der Aussparung wirkt hingegen die tiefer angeordnete blickwinkelabhängige Schicht, sodass in der Aussparung ein blickwinkelabhängiger Farbeindruck wahrgenommen wird - allerdings wegen dort nicht vorhandener Reflexionsschicht kein Motiv. In diesem Fall tritt der blickwinkelabhängige Farbeffekt nur in der Aussparung auf. If the top layer is the reflective layer, the motif is visible when viewed from above; but without an OVD color impression due to the covering effect of the reflection layer. In the recess, on the other hand, the deeper one acts layer that depends on the viewing angle, so that a color impression that depends on the viewing angle is perceived in the recess - but no motif because there is no reflective layer there. In this case, the viewing angle-dependent color effect only occurs in the recess.
Im Verfahren gemäß der ersten Variante zum Erzeugen des optischen Sicherheitselements wird die Reflexionsschicht auf die Mikrostruktur und die blickwinkelabhängige Schicht auf das Trägersubstrat oder die Reflexionsschicht aufgebracht, wobei in die Reflexionsschicht oder die blickwinkelabhängige Schicht die mindestens eine Aussparung eingebracht wird und die andere der beiden Schichten unstrukturiert belassen wird. Dabei wird diejenige Schicht, in die die Aussparung eingebracht wurde, von der Oberseite aus gesehen über der anderen Schicht angeordnet, die unstrukturiert ist. Dies erleichtert die Herstellung und begünstigt einen fälschungssicheren Effekt. In the method according to the first variant for producing the optical security element, the reflective layer is applied to the microstructure and the viewing angle-dependent layer to the carrier substrate or the reflective layer, with the at least one recess being introduced into the reflective layer or the viewing angle-dependent layer and the other of the two layers being unstructured will be left. In this case, that layer in which the cutout was introduced is arranged above the other layer, which is unstructured, as seen from the top. This simplifies production and promotes a forgery-proof effect.
Wird in der ersten Variante die Aussparung in der Reflexionsschicht oder der blickwinkelabhängigen Schicht vorgesehen, sollte bevorzugt eine Flächendeckung der Aussparung zwischen 10 % und 90 % liegen, besonders bevorzugt zwischen 30 % und 70 % . If the gap is provided in the reflection layer or the viewing-angle-dependent layer in the first variant, the area coverage of the gap should preferably be between 10% and 90%, particularly preferably between 30% and 70%.
Die Aussparung in der Reflexionsschicht oder der blickwinkelabhängigen Schicht können auf unterschiedliche Art und Weise erzeugt werden, welche im Folgenden erläutert werden. Selbstverständlich können auch mehrere Aussparungen erzeugt werden. The gap in the reflection layer or the viewing-angle-dependent layer can be produced in different ways, which are explained below. Of course, several recesses can also be created.
In einer Option wird vor dem Aufbringen der Schicht eine Waschfarbe auf die Mikrostruktur in den Bereichen, in denen die Aussparung in der Schicht erzeugt werden soll, aufgedruckt. Erst nach Aufbringen der Waschfarbe auf diese Bereiche wird die Schicht auf die Mikrostruktur aufgebracht. Anschlie- ßend wird die Waschfarbe von der Mikrostruktur entfernt, indem sie mit dem Medium in Kontakt gebracht wird, in dem sie löslich ist (z.B. Wasser), wodurch in den Bereichen, in denen die Mikrostruktur mit der Waschfarbe bedruckt wurde, auch die darüber liegende Schicht entfernt wird. Benachbarte Bereiche der Schicht, wo unter der Schicht keine Waschfarbe aufgebracht wurde, werden dabei nicht beeinträchtigt. In one option, prior to applying the layer, a wash ink is printed onto the microstructure in the areas where the cavity in the layer is to be created. The layer is only applied to the microstructure after the wash color has been applied to these areas. connecting Subsequently, the wash ink is removed from the microstructure by contacting it with the medium in which it is soluble (e.g. water), thereby also removing the overlying layer in the areas where the microstructure has been printed with the wash ink will. Adjacent areas of the layer where no wash color has been applied under the layer will not be affected.
In einer anderen Option wird zur Einbringung der Aussparungen in die Schicht nach Aufbringen der Schicht auf die Mikrostruktur bereichsweise (in den Bereichen, in denen keine Aussparungen entstehen sollen) ein Ätzresist aufgebracht. In einem darauf folgenden Ätzschritt werden nur die nicht mit dem Ätzresist bedeckten Bereiche geätzt und dadurch Aussparungen in der Schicht erzeugt. In another option, an etching resist is applied in regions (in the areas in which no recesses are intended) to make the recesses in the layer after the layer has been applied to the microstructure. In a subsequent etching step, only the areas not covered with the etch resist are etched, thereby creating gaps in the layer.
In einer weiteren Option werden die Aussparungen in der Schicht durch Laserablation erzeugt. Dabei werden kurze Lichtpulse mit hoher Intensität rasterartig auf der Oberfläche der Reflexionsschicht geführt, sodass an den belichteten Stellen die Reflexionsschicht abgetragen wird und so die Aussparungen in der Reflexionsschicht erzeugt werden. Dabei rastert ein kurzer Laserpuls mit hoher Intensität über die Bereiche, in denen die Aussparungen vorgesehen werden sollen. In den Bereichen, die von den Laserpulsen erfasst werden, wird die Schicht abgetragen und die darunter liegende Schicht wird bei der Betrachtung von der Oberseite aus sichtbar. In a further option, the gaps in the layer are produced by laser ablation. In this case, short light pulses with high intensity are guided in a raster-like manner on the surface of the reflective layer, so that the reflective layer is removed at the exposed points and the gaps in the reflective layer are thus produced. A short, high-intensity laser pulse scans the areas in which the recesses are to be provided. In the areas covered by the laser pulses, the layer is removed and the underlying layer becomes visible when viewed from the top.
In einer weiteren Option werden die Aussparungen in der Schicht durch einen Transfer erzeugt. Dabei wird die Oberfläche der Mikrostruktur vor dem Aufbringen der Schicht so behandelt oder beschichtet, dass die Haftung der Schicht verschlechtert wird. Anschließend wird eine Folie mit guten Haftungseigenschaften gemäß der Aussparungen, die entstehen sollen, struktu- riert, indem der Bereich, in dem die Aussparung entstehen soll, die übrigen Bereiche axial überragt und die erhobenen Bereiche der Folie direkt gegen die Mikrostruktur mit der darauf befindlichen Schicht gedrückt werden. Anschließend wird die strukturierte Folie wieder entfernt und in den behandelten Bereichen löst sich die Schicht von der Mikrostruktur und bleibt an der strukturierten Folie in dem erhobenen Bereich haften, sodass die Aussparung entsteht. Der gleiche Effekt kann bevorzugt erzielt werden, wenn die Haftungseigenschaften umgekehrt sind. Das bedeutet, dass das Metall zunächst auf die strukturierte Folie (mit axial erhobenen und abgesenkten Oberflächenbereichen) aufgetragen und dann partiell auf die Mikrostruktur übertragen wird, indem die Mikrostruktur in Bereichen bessere Haftungseigenschaften aufweist als die strukturierte Folie. In einer weiteren Alternative des Transfers werden die Bereiche, in denen die Aussparungen vorgesehen werden sollen, als flache Bereiche ausgeführt, die die benachbarten strukturierten Bereiche axial überragen. Dann kann die Folie mit den besseren Haftungseigenschaften unstrukturiert ausgeführt werden, und das Metall wird nur von den erhöhten flachen Bereichen der Mikrostruktur entfernt. Im Fall einer Buntfarbe kann diese auch direkt mit der gewünschten Aussparung gedruckt werden. In a further option, the gaps in the layer are created by a transfer. In this case, the surface of the microstructure is treated or coated before the layer is applied in such a way that the adhesion of the layer is impaired. A film with good adhesion properties is then structured according to the recesses that are to be created. ted by the area in which the recess is to be formed axially protruding beyond the other areas and the raised areas of the film are pressed directly against the microstructure with the layer located on top. The structured film is then removed again and the layer detaches from the microstructure in the treated areas and sticks to the structured film in the raised area, creating the gap. The same effect can be preferably obtained when the adhesion properties are reversed. This means that the metal is first applied to the structured foil (with axially raised and lowered surface areas) and then partially transferred to the microstructure, in that the microstructure has better adhesion properties in areas than the structured foil. In a further alternative of the transfer, the areas in which the recesses are to be provided are designed as flat areas which protrude axially beyond the adjacent structured areas. Then the foil can be made unstructured with the better adhesion properties and the metal is only removed from the raised flat areas of the microstructure. In the case of a chromatic color, this can also be printed directly with the desired recess.
Wird die Aussparung in der blickwinkelabhängigen Schicht erzeugt, wird dies bevorzugt dadurch erreicht, dass die Mikrostruktur zunächst mit der Reflexionsschicht beschichtet wird und diese anschließend partiell mit der optisch variablen Tinte überdruckt wird. Man nimmt folglich bei der Betrachtung von der Oberseite aus in Bereichen die optisch variable Tinte und in der Aussparung die auf die Mikrostruktur aufgebrachte Reflexionsschicht wahr. In Ausführungsformen kann die optisch variable Tinte auch mit niedriger Partikeldichte vollflächig aufgebracht werden. Dabei wird die Partikeldichte so gewählt, dass ein gewisser Prozentsatz der Fläche der Reflexionsschicht von Partikeln bedeckt wird und die restliche Fläche unbedeckt bleibt. Es wird über eine entsprechende Verdünnung der Tinte bzw. Konzentration von Pigmenten in einer Matrix eine Deckung der Oberfläche von 10-90 %, vorzugsweise 30 % - 70 %, realisiert. Auch dadurch wird der Effekt erzielt, dass bei Betrachtung von der Oberseite aus sowohl Bereiche der optisch variablen Tinte als auch Bereiche der Reflexionsschicht sichtbar sind. If the gap is produced in the viewing-angle-dependent layer, this is preferably achieved in that the microstructure is first coated with the reflection layer and this is then partially overprinted with the optically variable ink. Consequently, when viewed from the top, one perceives the optically variable ink in areas and the reflection layer applied to the microstructure in the recess. In embodiments, the optically variable ink can also be applied over the entire surface with a low particle density. The particle density is selected in such a way that a certain percentage of the area of the reflection layer is covered by particles and the remaining area remains uncovered. A surface coverage of 10-90%, preferably 30%-70%, is achieved by appropriate dilution of the ink or concentration of pigments in a matrix. This also achieves the effect that both areas of the optically variable ink and areas of the reflection layer are visible when viewed from the top.
Die Bereiche ohne Aussparung können in beliebigen Formen vorliegen, wobei bevorzugt ihre Abmessungen in mindestens einer Dimension zwischen 5 jim und 200 jun liegen, besonders bevorzugt zwischen 20 gm und 100 m. Die Flächendeckung der bedruckten Bereiche liegt bevorzugt in einem Wertebereich von 5 % bis 95 %, besonders bevorzugt von 40 % bis 60 % . The areas without a gap can be in any form, with their dimensions in at least one dimension preferably being between 5 μm and 200 μm, particularly preferably between 20 μm and 100 μm. The area coverage of the printed areas is preferably in a value range from 5% to 95 %, particularly preferably from 40% to 60%.
In einer zweiten Variante des optisch variablen Sicherheitselements ist die Reflexionsschicht auf der Mikrostruktur als unstrukturierte, aber über ihre Fläche teildurchlässige Schicht ausgebildet und die blickwinkelabhängige Schicht liegt von der Oberseite aus gesehen unterhalb der Mikro Struktur. Sie ist ebenfalls unstrukturiert. In der zweiten Variante wird einfallendes Licht von der Reflexionsschicht nicht rein reflektiert, sondern die Reflexionsschicht reflektiert Teile des einfallenden Lichts und transmittiert Teile des einfallenden Lichts. Sie ist teildurchlässig und hinsichtlich dieser Eigenschaft nicht strukturiert. Diese Variante kommt gänzlich ohne Strukturierungsschritt aus und zeigt dennoch einen guten Effekt, da das Motiv einen OVD-Farbeffekt hat. Im Verfahren der zweiten Variante zum Erzeugen des optisch variablen Sicherheitselements wird auf die Mikrostruktur die unstrukturierte, teildurchlässige Reflexionsschicht aufgebracht und die unstrukturierte, blickwinkelabhängige Schicht wird auf das Trägersubstrat, beispielsweise durch einen Klebeschritt aufgebracht, sodass sie sich axial unterhalb der mit der Reflexionsschicht beschichteten Mikrostruktur befindet. In a second variant of the optically variable security element, the reflective layer on the microstructure is formed as an unstructured layer that is partially transparent over its surface, and the viewing-angle-dependent layer lies below the microstructure, viewed from the top. It is also unstructured. In the second variant, incident light is not purely reflected by the reflection layer, rather the reflection layer reflects parts of the incident light and transmits parts of the incident light. It is partially permeable and not structured with regard to this property. This variant manages without any structuring step and still shows a good effect, since the motif has an OVD color effect. In the method of the second variant for producing the optically variable security element, the unstructured, partially transparent reflection layer is applied to the microstructure and the unstructured, viewing angle-dependent layer is applied to the carrier substrate, for example by an adhesive step, so that it is located axially below the microstructure coated with the reflection layer .
In der zweiten Variante wird die Mikrostruktur bevorzugt vollflächig mit der teildurchlässigen Reflexionsschicht, bestehend aus einem transparenten Material beschichtet, das einen hohen Brechungsindex aufweist. Die teildurchlässige Reflexionsschicht weist bevorzugt einen Brechungsindex größer zwei auf. Ein Beispiel für eine derartige teildurchlässige Reflexionsschicht ist eine ZnS-Beschichtung. Die Beschichtung wird bevorzugt durch Vakuumbedampfung auf die Mikrostruktur aufgetragen. Die Dicke der hochbrechenden Schicht kann bevorzugt in einem Bereich von 1 nm bis 100 nm liegen, besonders bevorzugt in einem Bereich von 10 nm bis 50 nm. Eine derartige teildurchlässige Reflexionsschicht reflektiert und transmittiert jeweils signifikante Anteile des einfallenden Lichts. Dadurch bleibt einerseits der optisch variable Effekt der mit der teildurchlässigen Reflexionsschicht beschichteten Mikrostruktur sichtbar, sodass ein Motiv erzeugt wird, und andererseits erzeugt die unterhalb der Mikrostruktur angeordnete blickwinkelabhängige Schicht den optischen Effekt, dass der gesamte Bereich, wenn er von der Oberseite aus betrachtet wird, mit einer blickwinkelabhängigen Einfärbung wahrgenommen wird. Die blickwinkelabhängige Schicht kann dabei bevorzugt als Colourshift-Schichtsystem, wie es bereits beschrieben wurde, ausgeführt sein; sie kann aber auch eine optisch variable Tinte sein. In the second variant, the microstructure is preferably coated all over with the partially transparent reflection layer, consisting of a transparent material that has a high refractive index. The partially transparent reflection layer preferably has a refractive index greater than two. An example of such a partially transparent reflection layer is a ZnS coating. The coating is preferably applied to the microstructure by vacuum vapor deposition. The thickness of the high-index layer can preferably be in a range from 1 nm to 100 nm, particularly preferably in a range from 10 nm to 50 nm. Such a partially transparent reflection layer reflects and transmits significant portions of the incident light. As a result, on the one hand, the optically variable effect of the microstructure coated with the partially transparent reflection layer remains visible, so that a motif is created, and on the other hand, the viewing-angle-dependent layer arranged underneath the microstructure creates the optical effect that the entire area, when viewed from the top, is perceived with a coloration dependent on the viewing angle. The layer that is dependent on the viewing angle can preferably be implemented as a color shift layer system, as has already been described; however, it can also be an optically variable ink.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der zweiten Variante kann es sich bei der teildurchlässigen Reflexionsschicht um eine dünne Metall- schicht handeln, deren Schichtdicke so gewählt ist, dass einfallendes Licht nur teilweise an der Schicht reflektiert wird. Der Effekt ist dann mit dem Effekt, den die hochbrechende Beschichtung hervorruft, vergleichbar. Die dünne Metallschicht weist bevorzugt eine Schichtdicke von 1 nm bis 30 nm auf, besonders bevorzugt eine Schichtdicke von 1 nm bis 8 nm. Das Metall wird bevorzugt durch Vakuumbedampfung auf die Mikrostruktur aufgetragen. In a further preferred embodiment of the second variant, the partially transparent reflection layer can be a thin metal act layer whose layer thickness is chosen so that incident light is only partially reflected on the layer. The effect is then comparable to the effect caused by the high-index coating. The thin metal layer preferably has a layer thickness of 1 nm to 30 nm, particularly preferably a layer thickness of 1 nm to 8 nm. The metal is preferably applied to the microstructure by vacuum vapor deposition.
Bevorzugt kann die teildurchlässige Schicht auch zusätzlich strukturiert werden. Dies kann beispielsweise durch die bereits beschriebenen Verfahren Laserablation, Aufbringen einer Waschfarbe, Ätzen, oder Ähnliches erreicht werden. Dadurch können weitere Motive erzeugt werden. The partially transparent layer can preferably also be additionally structured. This can be achieved, for example, by the methods already described of laser ablation, application of a wash color, etching, or the like. This allows additional motifs to be created.
Soweit hier von Aussparung die Rede ist, kann diese auch mehrere, nicht miteinander verbundene Aussparungen umfassen. As far as a recess is mentioned here, it can also include several recesses that are not connected to one another.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: The invention is explained in more detail below by way of example with reference to the drawing. In the drawing shows:
Fig. 1 ein optisch variables Sicherheitselement in einer ersten Variante in einer Schnittdarstellung; 1 shows an optically variable security element in a first variant in a sectional view;
Fig. 2 das optisch variable Sicherheitselement in der ersten Variante bei einer Betrachtung von einer Oberseite aus; 2 shows the optically variable security element in the first variant when viewed from an upper side;
Fig. 3 das optisch variable Sicherheitselement in der ersten Variante in einer weiteren Ausführungsform in der Schnittdarstellung; Fig. 4 das optisch variable Sicherheitselement in der ersten Variante in der weiteren Ausführungsform bei der Betrachtung von der Oberseite aus; 3 shows the optically variable security element in the first variant in a further embodiment in a sectional view; 4 shows the optically variable security element in the first variant in the further embodiment when viewed from the top;
Fig. 5 und 6 ein optisch variables Sicherheitselement in einer zweiten Variante in der Schnittdarstellung, und 5 and 6 an optically variable security element in a second variant in a sectional view, and
Fig. 7 das optisch variable Sicherheitselement in der zweiten Variante bei der Betrachtung von der Oberseite aus. 7 shows the optically variable security element in the second variant when viewed from the top.
In Fig. 1 ist ein optisch variables Sicherheitselement in einer Schnittdarstellung dargestellt. Es ist eine Mikrostruktur 2 und eine Schichtenfolge zu erkennen. Auf einem Trägersubstrat 1, in der Regel an dessen Oberseite befindet sich die Mikrostruktur 2, die ein Motiv bereitstellt. Die Mikrostruktur 2 ist beispielsweise in einen Prägelack auf das Trägersubstrat 1 aufgebracht. Die Ausgestaltung der Mikrostruktur 2 wurde bereits beschrieben. Die Mikrostruktur 2 ist bereichsweise mit einer Reflexionsschicht 4, die das von der Mikrostruktur 2 bereitgestellte Motiv sichtbar macht, beschichtet, so dass im beschichteten Bereich mindestens eine Aussparung 15 vorgesehen ist, wo die Reflexionsschicht 4 auf die Mikrostruktur 2 gar nicht erst aufgetragen oder nachträglich entfernt wurde. Durch die Aussparung 15 wird ein weiteres Motiv erzeugt. Die Reflexionsschicht 4 kann bevorzugt eine mindestens eine der folgenden Schichten aufweisen: eine Metallschicht, eine Buntfarbschicht, die einen mehrfarbigen visuellen Sinneseindruck erzeugt, einfarbiger oder transparenter Ätzresist. 1 shows an optically variable security element in a sectional view. A microstructure 2 and a layer sequence can be seen. The microstructure 2, which provides a motif, is located on a carrier substrate 1, generally on its upper side. The microstructure 2 is applied to the carrier substrate 1 in an embossing lacquer, for example. The configuration of the microstructure 2 has already been described. The microstructure 2 is partially coated with a reflection layer 4, which makes the motif provided by the microstructure 2 visible, so that at least one recess 15 is provided in the coated area, where the reflection layer 4 is not applied to the microstructure 2 in the first place or is subsequently removed became. Through the recess 15 another motif is created. The reflection layer 4 can preferably have at least one of the following layers: a metal layer, a colored layer that produces a multicolored visual sensory impression, monochromatic or transparent etching resist.
Unterhalb des Trägersubstrats 1, in der Regel an dessen Unterseite, ist eine blickwinkelabhängige Schicht angeordnet. Die blickwinkelabhängige Schicht erzeugt an sich kein Motiv, verleiht dem optisch variablen Sicherheitsele- ment einen Farbeindruck, der vom Blickwinkel eines Betrachters abhängig ist. Bei der blickwinkelabhängigen Schicht in Fig. 1 handelt es sich z. B. um ein Colourshift-Schichtsystem 6, welches aus einer teildurchlässigen Reflektorschicht 8, einer dielektrischen Abstandsschicht 10 und einer Reflektorschicht 12 aufgebaut ist. Bei der blickwinkelabhängigen Schicht kann es sich alternativ um eine optisch variable Tinte 14 handeln. Die Zusammensetzung der optisch variablen Tinte 14 wurde bereits erläutert. A viewing angle-dependent layer is arranged underneath the carrier substrate 1, generally on its underside. The viewing angle-dependent layer does not create a motif per se, but gives the optically variable security element ment a color impression that depends on the viewing angle of a viewer. The viewing angle dependent layer in FIG. B. a color shift layer system 6, which is composed of a partially transparent reflector layer 8, a dielectric spacer layer 10 and a reflector layer 12 is constructed. Alternatively, the viewing angle dependent layer can be an optically variable ink 14 . The composition of the optically variable ink 14 has already been explained.
In Fig. 2 ist das in Fig. 1 in Schnittdarstellung dargestellte optisch variable Sicherheitselement von einer Oberseite aus gesehen dargestellt. Betrachtet man das Sicherheitselement in Fig. 1 von oben her, ist in Bereichen die Reflexionsschicht 4 und in weiteren Bereichen die Aussparung 15 mit dem unter der Reflexionsschicht 4 angeordneten Colourshift-Schichtsystem 6 erkennbar. FIG. 2 shows the optically variable security element shown in section in FIG. 1 seen from an upper side. If the security element in FIG. 1 is viewed from above, the reflective layer 4 can be seen in areas and the gap 15 with the color shift layer system 6 arranged under the reflective layer 4 can be seen in other areas.
Beim optisch variablen Sicherheitselement gemäß der Fig. 1 und 2 ist die Mikrostruktur 2 auf dem Trägersubstrat 1 ausgebildet. Diese wird bevorzugt durch einen Prägeprozess zum Beispiel in einen Prägelack auf dem Trägersubstrat 1 eingeprägt. Die Mikro Struktur 2 weist eine Periode von 2 gm bis 50 |im auf und ist achromatisch. Der Aufbau der Mikrostruktur 2 wurde bereits erläutert. Die Mikrostruktur 2 stellt mindestens ein Motiv bereit, erscheint bei der Betrachtung von der Oberseite aus aber aufgrund ihrer achromatischen Eigenschaft als farblos. Beispiele für achromatische Mikrostrukturen 2 wurden ebenfalls bereits erläutert. Blaze-Strukturen sind bereichsweise als lineare Strukturen beschreibbar und sind als Sägezahnprofil (Fig. 1) in der Schnittdarstellung erkennbar. Durch die Periode der Mikrostruktur 2 von 2 gm bis 50 gm beeinflussen Beugungserscheinungen die optischen Eigenschaften nur gering. Dadurch wirken die Mikrostrukturen 2 wie gekippte Spiegel; sie erzeugen keinen Farbeffekt. Durch das Beschichten der Mikrostruktur 2 mit der Reflexionsschicht 4 wird das von der Mikrostruktur 2 bereitgestellte Motiv sichtbar gemacht. In the case of the optically variable security element according to FIGS. 1 and 2, the microstructure 2 is formed on the carrier substrate 1. FIG. This is preferably embossed on the carrier substrate 1 by an embossing process, for example in an embossing lacquer. The microstructure 2 has a period of 2 μm to 50 μm and is achromatic. The structure of the microstructure 2 has already been explained. The microstructure 2 provides at least one motif, but appears colorless when viewed from above due to its achromatic property. Examples of achromatic microstructures 2 have also already been explained. Blaze structures can be described as linear structures in some areas and can be seen as a sawtooth profile (FIG. 1) in the sectional view. Due to the period of the microstructure 2 of 2 gm to 50 gm, diffraction phenomena only slightly affect the optical properties. As a result, the microstructures 2 act like tilted mirrors; they produce no color effect. By coating the Microstructure 2 with the reflection layer 4 makes the motif provided by the microstructure 2 visible.
Die blickwinkelabhängige Schicht erzeugt beim Betrachter einen Farbeindruck, der vom Betrachtungswinkel abhängt. Das Vorsehen der Aussparung 15 sorgt dafür, dass in Bereichen, in denen keine Aussparung 15 vorgesehen ist, bei der Betrachtung von oben das von der Reflexionsschicht 4 im Zusammenwirken mit der Mikrostruktur 2 erzeugte Motiv sichtbar ist und in der Aussparung 15 ein blickwinkelabhängiger Farbeindruck, hervorgerufen durch die blickwinkelabhängige Schicht, entsteht. So wird von der Aussparung 15 ein Motiv erzeugt. Generell sind neben mikroskopisch gerasterten Aussparungen, makroskopischen Aussparungen auch gerasterte Darstellungen wie Halbtonbilder möglich. Diese Aussparung 15 in der Reflexionsschicht 4 kann auf unterschiedliche Art und Weise erzeugt werden, wie sie bereits erläutert wurden. Möglichkeiten zur Erzeugung der Aussparung 15 sind das Aufbringen einer Waschfarbe, das Aufbringen eines Ätzresists in Bereichen, die nicht ausgespart werden sollen, das Erzeugen der Aussparung 15 durch Laserablation, oder ein bereits beschriebener Transfer. Es können auch mehrere Aussparungen 15 erzeugt werden, die Formen der Aussparung 15 sind dabei beliebig. Die Flächendeckung der Aussparung 15 liegt z. B. in einem Bereich von 10 % bis 90 %, besonders bevorzugt von 40 % bis 60 %. The layer that depends on the viewing angle produces a color impression on the viewer that depends on the viewing angle. The provision of the recess 15 ensures that in areas where no recess 15 is provided, the motif generated by the reflection layer 4 in interaction with the microstructure 2 is visible when viewed from above and a color impression dependent on the viewing angle is produced in the recess 15 by the viewing angle dependent layer. A motif is thus generated from the cutout 15 . In general, in addition to microscopically screened gaps and macroscopic gaps, screened representations such as halftone images are also possible. This recess 15 in the reflection layer 4 can be produced in different ways, as has already been explained. Possibilities for producing the cutout 15 are the application of a wash color, the application of an etching resist in areas that are not to be cut out, the creation of the cutout 15 by laser ablation, or an already described transfer. It is also possible to create several recesses 15, the shapes of the recess 15 being arbitrary. The area coverage of the recess 15 is z. B. in a range from 10% to 90%, more preferably from 40% to 60%.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform des optisch variablen Sicherheitselements in der Schnittdarstellung dargestellt. Auf das Trägersubstrat 1 ist wie in Fig. 1 die Mikrostruktur 2 aufgebracht. Diese Mikrostruktur 2 ist nun vollflächig in der Regel an ihrer Oberseite mit der Reflexionsschicht 4 beschichtet. Die Reflexionsschicht 4 ist dabei unstrukturiert. Auf der Reflexionsschicht 4 befindet sich bereichsweise die optisch variable Tinte 14 oder eine andere blickwinkelabhängige Beschichtung, sodass die Aussparung 15 entsteht. Fig. 4 zeigt das optisch variable Sicherheitselement gemäß Fig. 3 bei der Betrachtung von oben. Dabei ist die optisch variable Tinte 14 und in der Aussparung 15 die darunter liegende Reflexionsschicht 4 erkennbar. FIG. 3 shows a further embodiment of the optically variable security element in a sectional view. As in FIG. 1, the microstructure 2 is applied to the carrier substrate 1 . This microstructure 2 is now coated with the reflection layer 4 over its entire surface, usually on its upper side. In this case, the reflection layer 4 is unstructured. Areas of the optically variable ink 14 or 14 are located on the reflective layer 4 another viewing angle-dependent coating, so that the recess 15 is formed. FIG. 4 shows the optically variable security element according to FIG. 3 viewed from above. The optically variable ink 14 and the recess 15, the underlying reflection layer 4 can be seen.
In dieser Ausführungsform wird die Reflexionsschicht 4 partiell mit der optisch variablen Tinte 14 überdruckt. Dabei eignen sich alle gängigen Druckverfahren, es ist allerdings besonders auf die Registergenauigkeit zu achten. Bevorzugt kann die optisch variable Tinte 14 auch vollflächig auf die Reflexionsschicht 4 aufgedruckt werden und dann durch Laserablation strukturiert werden. Dabei rastern kurze Laserpulse mit hoher Intensität über die Flächen, von denen die optisch variable Tinte 14 abgetragen oder modifiziert werden soll, sodass die Aussparung 15 entsteht. Die optisch variable Tinte 14 kann bevorzugt auch mit niedriger Partikeldichte vollflächig aufgebracht werden. Dabei wird die Partikeldichte so gewählt, dass ein gewisser Prozentsatz der Fläche von Partikeln bedeckt wird und die restliche Fläche unbedeckt bleibt (s.o.). In this embodiment, the reflection layer 4 is partially overprinted with the optically variable ink 14 . All common printing processes are suitable, but particular attention must be paid to register accuracy. Preferably, the optically variable ink 14 can also be printed over the entire area of the reflection layer 4 and then structured by laser ablation. In this case, short laser pulses with high intensity scan across the areas from which the optically variable ink 14 is to be removed or modified, so that the gap 15 is formed. The optically variable ink 14 can preferably also be applied over the entire surface with a low particle density. The particle density is chosen so that a certain percentage of the surface is covered by particles and the remaining surface remains uncovered (see above).
Ist in der blickwinkelabhängigen Schicht die Aussparung 15 vorgesehen, wird in der Aussparung 15, bei der Betrachtung von oben, die sich in der Schichtenfolge unterhalb der blickwinkelabhängigen Schicht befindliche Reflexionsschicht 4 sichtbar, die auf die Mikrostruktur 2 aufgebracht ist und so ein Motiv erzeugt. In den Bereichen, in denen keine Aussparung 15 vorgesehen ist, erzeugt die blickwinkelabhängige Schicht einen blickwinkelabhängigen Farbeindruck. So erzeugt die Aussparung 15 auch in diesem Fall ein Motiv. If the recess 15 is provided in the viewing angle-dependent layer, the reflection layer 4 located in the layer sequence below the viewing angle-dependent layer is visible in the recess 15 when viewed from above, which is applied to the microstructure 2 and thus creates a motif. In the areas in which no gap 15 is provided, the viewing-angle-dependent layer produces a viewing-angle-dependent color impression. In this way, the recess 15 also creates a motif.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine zweite Variante des optisch variablen Sicherheitselements. Wie in der ersten Variante ist in der Ausführungsform in Fig. 5 auf dem Trägersubstrat 1 die Mikrostruktur 2 aufgebracht. Auf diese Mikrostruktur 2 ist als teildurchlässige Reflexionsschicht eine hochbrechende Schicht 16 in der Regel an ihrer Oberseite als unstrukturierte Schicht aufgebracht. Die teildurchlässige Reflexionsschicht reflektiert und transmittiert Teile des einfallenden Lichts. In der Ausführungsform von Fig. 6 ist ebenfalls eine teildurchlässige Reflexionsschicht vorgesehen, in diesem Fall in Form einer dünnen, unstrukturierten Metallschicht 18. An der Unterseite des Trägersubstrats 1 ist die blickwinkelabhängige Schicht angeordnet. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 5 ist die blickwinkelabhängige Schicht als optisch variable Tinte 14 ausgebildet. Im Falle von Fig. 6 ist die blickwinkelabhängige Schicht als Colourshift-Schichtsystem 6 ausgebildet. FIGS. 5 and 6 show a second variant of the optically variable security element. As in the first variant is in the embodiment in Fig. 5 the microstructure 2 is applied to the carrier substrate 1 . A highly refractive layer 16 is applied to this microstructure 2 as a partially transparent reflection layer, usually on its upper side as an unstructured layer. The partially transparent reflection layer reflects and transmits parts of the incident light. A partially transparent reflection layer is also provided in the embodiment of FIG. 6, in this case in the form of a thin, unstructured metal layer 18. The viewing-angle-dependent layer is arranged on the underside of the carrier substrate 1. In the exemplary embodiment of FIG. 5, the viewing angle-dependent layer is designed as an optically variable ink 14. In the case of FIG. 6, the viewing angle-dependent layer is designed as a color shift layer system 6. FIG.
Fig. 7 zeigt die zweite Variante des optisch variablen Sicherheitselements, mit einem Aufbau gemäß der Fig. 5 und 6 von der Oberseite aus gesehen. Im Bereich 20 sind sowohl die optischen Effekte, die durch die teildurchlässige Reflexionsschicht in Verbindung mit der Mikrostruktur 2 hervorgerufen werden (es wird ein Motiv erzeugt), als auch blickwinkelabhängige Farbeffekte, die durch die blickwinkelabhängige Schicht hervorgerufen werden, zu erkennen. In dieser Variante ist weder in der teildurchlässigen Reflexionsschicht, noch in der blickwinkelabhängigen Schicht eine Aussparungen 15 vorgesehen. Beide Schichten sind unstrukturiert. FIG. 7 shows the second variant of the optically variable security element, with a structure according to FIGS. 5 and 6, seen from the top. In area 20, both the optical effects caused by the partially transparent reflection layer in connection with the microstructure 2 (a motif is produced) and color effects that are dependent on the viewing angle and are caused by the layer that is dependent on the viewing angle can be seen. In this variant, no gaps 15 are provided either in the partially transparent reflection layer or in the layer that is dependent on the viewing angle. Both layers are unstructured.
In der Ausführungsform gemäß Fig. 5 und 7 wird die Mikrostruktur 2 vollflächig mit einem semitransparenten Material beschichtet, das einen hohen Brechungsindex aufweist, so dass eine teildurchlässige Reflexionsschicht entsteht. Eine derartige hochbrechende Beschichtung 16 reflektiert und transmittiert jeweils signifikante Anteile des einfallenden Lichts. Dadurch bleibt einerseits der optisch variable Effekt der mit der hochbrechenden Schicht 16 beschichteten Mikrostruktur 2 sichtbar (es wird ein Motiv erzeugt), und an- dererseits sorgt die unterhalb angeordnete optisch variable Tinte 14 dafür, dass der gesamte Bereich von einem Betrachter mit einer blickwinkelabhängigen Einfärbung wahrgenommen wird. Die hochbrechende Beschichtung 16 weist bevorzugt einen Brechungsindex auf, der größer als zwei ist. Ein Beispiel für die hochbrechende Beschichtung 16 ist eine ZnS-Beschichtung. Das Material wird vorzugsweise durch Vakuumbedampfung auf die Mikrostruktur 2 aufgetragen. Die Dicke der hochbrechenden Schicht 16 kann in einem Bereich von 1 nm bis 100 nm liegen, besonders bevorzugt von 10 nm bis 50 nm. Alternativ kann die hochbrechende Schicht auch zusätzlich strukturiert werden. Dies kann durch die bereits beschriebenen Verfahren der Laserablation, des Aufbringens der Waschfarbe oder des Ätzens erreicht werden. In the embodiment according to FIGS. 5 and 7, the microstructure 2 is coated over its entire surface with a semi-transparent material that has a high refractive index, so that a partially transparent reflection layer is formed. Such a high-index coating 16 reflects and transmits significant portions of the incident light. As a result, on the one hand, the optically variable effect of the microstructure 2 coated with the high-index layer 16 remains visible (a motif is produced), and on the other On the other hand, the optically variable ink 14 arranged below ensures that the entire area is perceived by an observer with a coloration dependent on the viewing angle. The high refractive index coating 16 preferably has an index of refraction that is greater than two. An example of the high-index coating 16 is a ZnS coating. The material is preferably applied to the microstructure 2 by vacuum vapor deposition. The thickness of the high-index layer 16 can be in a range from 1 nm to 100 nm, particularly preferably from 10 nm to 50 nm. Alternatively, the high-index layer can also be additionally structured. This can be achieved by the methods of laser ablation, application of wash color or etching already described.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird gemäß der Fig. 6 und 7 auf die Oberseite der Mikrostruktur 2 eine dünne Metallschicht 18 aufgebracht. Dies erzeugt nahezu denselben Effekt wie die Beschichtung der Mikrostruktur 2 mit der hochbrechenden Beschichtung 16. Die Schichtdicke wird so dünn gewählt, dass einfallendes Licht nur teilweise an der dünnen Metallschicht 18 reflektiert wird, wodurch dennoch das Motiv durch die mit der Reflexionsschicht 4 beschichtete Mikrostruktur 2 erkennbar ist. Es werden also Anteile des einfallenden Lichts reflektiert und Anteile des einfallenden Lichts transmittiert, sodass das unterhalb des Trägersubstrats 1 angeordnete Co- lourshift-Schichtsystem 6 den gesamten Bereich 20 bei der Betrachtung von der Oberseite aus mit einer blickwinkelabhängigen Einfärbung wahrnehmen lässt. Statt des Colourshift-Schichtsystems 6 kann bevorzugt auch die optisch variable Tinte 14 unterhalb der Mikrostruktur 2 angeordnet werden. Die dünne Metallschicht 18 sollte bevorzugt eine Schichtdicke von 1 nm bis 30 nm aufweisen, besonders bevorzugt von 1 nm bis 8 nm. Die dünne Metallschicht 18 wird vorzugsweise durch Vakuumbedampfung auf die Mikro- Struktur 2 aufgetragen. In a preferred embodiment, a thin metal layer 18 is applied to the upper side of the microstructure 2 according to FIGS. This produces almost the same effect as coating the microstructure 2 with the high-index coating 16. The layer thickness is chosen so thin that incident light is only partially reflected on the thin metal layer 18, which means that the motif can still be seen through the microstructure 2 coated with the reflective layer 4 is recognizable. Portions of the incident light are therefore reflected and portions of the incident light are transmitted, so that the color shift layer system 6 arranged below the carrier substrate 1 allows the entire region 20 to be perceived with a coloring dependent on the viewing angle when viewed from the top. Instead of the color shift layer system 6, the optically variable ink 14 can preferably also be arranged below the microstructure 2. The thin metal layer 18 should preferably have a layer thickness of 1 nm to 30 nm, particularly preferably 1 nm to 8 nm. The thin metal layer 18 is preferably deposited on the micro- Structure 2 applied.
B e zu g sz e ic henli ste 1 Trägersubstrat LIST OF REFERENCE NUMBERS 1 Support substrate
2 Mikro Struktur 2 micro structure
4 Reflexionsschicht 4 reflective layer
6 Colourshif-Schichtsystem 6 Colourshift layer system
8 teildurchlässige Reflektorschicht 10 dielektrische Abstandsschicht8 partially transparent reflector layer 10 dielectric spacer layer
12 Reflektorschicht 12 reflector layer
14 optisch variable Tinte 14 optically variable ink
15 Aussparung 15 recess
16 hochbrechende Schicht 18 dünne Metallschicht 16 high index layer 18 thin metal layer
20 Bereich 20 area

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e P atentClaims
1. Optisch variables Sicherheitselement, das aufweist eine ein von der Oberseite sichtbares Motiv bereitstellenden Mikrostruktur (2), eine über der Mikrostruktur (2) angeordnete Reflexionsschicht (4), die einfallendes Licht reflektiert, und eine blickwinkelabhängige Schicht (6; 14), dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostruktur (2) eine Periode von 2 gm bis 50 |im hat und achromatisch ist und die Reflexionsschicht (4) oder die blickwinkelabhängige Schicht (6; 14) mindestens eine Aussparung (15) aufweist und die andere der beiden unstrukturiert ist, wobei diejenige Schicht, die die Aussparung (15) aufweist, von der Oberseite aus gesehen über der anderen Schicht liegt, die unstrukturiert ist. 1. Optically variable security element, which has a microstructure (2) providing a motif visible from the top, a reflective layer (4) arranged over the microstructure (2), which reflects incident light, and a viewing-angle-dependent layer (6; 14), thereby characterized in that the microstructure (2) has a period of 2 gm to 50 |im and is achromatic and the reflection layer (4) or the viewing angle-dependent layer (6; 14) has at least one recess (15) and the other of the two is unstructured , wherein that layer which has the recess (15) lies above the other layer, which is unstructured, as seen from the top.
2. Optisch variables Sicherheitselement, das aufweist eine ein von der Oberseite sichtbares Motiv bereitstellenden Mikrostruktur (2), eine über der Mikrostruktur (2) angeordnete, unstrukturierte, teildurchlässige Reflexionsschicht (16; 18), und eine unstrukturierte, blickwinkelabhängige Schicht (6; 14), wobei die blickwinkelabhängige Schicht (6; 14) von der Oberseite aus gesehen unterhalb der Mikrostruktur (2) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostruktur (2) eine Periode von 2 gm bis 50 |im hat und achromatisch ist. 2. Optically variable security element, which has a microstructure (2) providing a motif visible from the top, an unstructured, partially transparent reflection layer (16; 18) arranged over the microstructure (2), and an unstructured, viewing-angle-dependent layer (6; 14 ), wherein the viewing-angle-dependent layer (6; 14) lies below the microstructure (2) as seen from the top, characterized in that the microstructure (2) has a period of 2 gm to 50 |im and is achromatic.
3. Optisch variables Sicherheitselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die teildurchlässige Reflexionsschicht eine hochbrechende Schicht (16) ist. 3. Optically variable security element according to claim 2, characterized in that the partially transparent reflection layer is a highly refractive layer (16).
4. Optisch variables Sicherheitselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die teildurchlässige Reflexionsschicht eine dünne Metallschicht (18) ist. 4. Optically variable security element according to claim 2, characterized in that the partially transparent reflection layer is a thin metal layer (18).
5. Optisch variables Sicherheitselement nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die blickwinkelabhängige Schicht (6; 14) ein Colourshift-Schichtsystem (6) aufweist. 5. Optically variable security element according to one of the above claims, characterized in that the viewing angle dependent layer (6; 14) has a color shift layer system (6).
6. Optisch variables Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die blickwinkelabhängige Schicht eine optisch variable Tinte (14) aufweist. 6. Optically variable security element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the viewing angle-dependent layer has an optically variable ink (14).
7. Verfahren zum Erzeugen eines optisch variablen Sicherheitselements, wobei eine ein von der Oberseite sichtbares Motiv bereitstellende Mikrostruktur (2) auf/ in ein Trägersubstrat (1) aufgebracht wird, eine Reflexionsschicht (4), die einfallendes Licht reflektiert, über der Mikrostruktur (2) aufgebracht wird, und eine blickwinkelabhängige Schicht (6; 14) auf das Trägersubstrat oder die Reflexionsschicht (4) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostruktur (2) eine Periode von 2 gm bis 50 gm hat und achromatisch ist, und in die Reflexionsschicht (4) oder die blickwinkelabhängige Schicht (6;7. A method for producing an optically variable security element, in which a microstructure (2) providing a motif visible from the top is applied to/in a carrier substrate (1), a reflective layer (4), which reflects incident light, over the microstructure (2 ) is applied, and a viewing angle-dependent layer (6; 14) is applied to the carrier substrate or the reflection layer (4), characterized in that the microstructure (2) has a period of 2 gm to 50 gm and is achromatic, and in which Reflective layer (4) or the viewing angle dependent layer (6;
14) mindestens eine Aussparung (15) eingebracht wird und die andere der beiden Schichten unstrukturiert belassen wird, wobei diejenige Schicht, in die die Aussparung (15) eingebracht wurde, von der Oberseite aus gesehen über der anderen Schicht liegt, die unstrukturiert ist. 14) at least one recess (15) is introduced and the other of the two layers is left unstructured, with that layer in which the recess (15) was introduced, seen from the top, lies over the other layer, which is unstructured.
8. Verfahren zum Erzeugen eines optisch variablen Sicherheitselements, wobei eine ein von der Oberseite sichtbares Motiv bereitstellende Mikrostruktur (2) auf/ in ein Trägersubstrat (1) aufgebracht wird, eine unstrukturierte, teildurchlässige Reflexionsschicht (16; 18) auf die Mikrostruktur (2) aufgebracht wird, und eine unstrukturierte, blickwinkelabhängige Schicht (6; 14) auf das Trägersubstrat (1) aufgebracht wird, wobei die blickwinkelabhängige Schicht (6; 14) von der Oberseite aus gesehen unter der Mikrostruktur (2) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostruktur (2) eine Periode von 2 gm bis 50 gm hat und achromatisch ist. 8. Method for producing an optically variable security element, wherein a microstructure (2) providing a motif visible from the top is applied to/into a carrier substrate (1), an unstructured, partially transparent reflection layer (16; 18) is applied to the microstructure (2) is applied, and an unstructured, viewing-angle-dependent layer (6; 14) is applied to the carrier substrate (1), the viewing-angle-dependent layer (6; 14) lying under the microstructure (2) as seen from the top, characterized in that the Microstructure (2) has a period of 2 gm to 50 gm and is achromatic.
9. Verfahren zum Erzeugen eines optisch variablen Sicherheitselements nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die teildurchlässige Reflexionsschicht eine hochbrechende Schicht (16) ist. 9. Method for producing an optically variable security element according to claim 8, characterized in that the partially transparent reflection layer is a high-index layer (16).
10. Verfahren zum Erzeugen eines optisch variablen Sicherheitselements nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die teildurchlässige Reflexionsschicht eine dünne Metallschicht (18) ist. 10. Method for producing an optically variable security element according to claim 8, characterized in that the partially transparent reflection layer is a thin metal layer (18).
11. Verfahren zum Erzeugen eines optisch variablen Sicherheitselements nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die blickwinkelabhängige Schicht ein Colourshift-Schichtsystem (6) aufweist. 11. A method for producing an optically variable security element according to any one of claims 7 to 10, characterized in that the viewing angle-dependent layer has a color shift layer system (6).
12. Verfahren zum Erzeugen eines optisch variablen Sicherheitselements nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die blickwinkelabhängige Schicht (6; 14) eine optisch variable Tinte (14) aufweist. 12. Method for producing an optically variable security element according to one of claims 7 to 10, characterized in that the viewing angle-dependent layer (6; 14) has an optically variable ink (14).
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