EP4414180A1 - Optisch variables sicherheitselement mit transmissions- und reflexionsbereich - Google Patents

Optisch variables sicherheitselement mit transmissions- und reflexionsbereich Download PDF

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EP4414180A1
EP4414180A1 EP24020047.7A EP24020047A EP4414180A1 EP 4414180 A1 EP4414180 A1 EP 4414180A1 EP 24020047 A EP24020047 A EP 24020047A EP 4414180 A1 EP4414180 A1 EP 4414180A1
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EP
European Patent Office
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reflection
region
security element
relief structure
layer
Prior art date
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Granted
Application number
EP24020047.7A
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English (en)
French (fr)
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EP4414180B1 (de
Inventor
Christian Fuhse
Manfred Heim
Matthias BLAZEK
Michael Rahm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP4414180A1 publication Critical patent/EP4414180A1/de
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Publication of EP4414180B1 publication Critical patent/EP4414180B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/351—Translucent or partly translucent parts, e.g. windows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/324—Reliefs

Definitions

  • the invention relates to an optically variable security element which serves to protect valuables, with a feature region which contains a partially translucent and partially light-reflecting transmission region and a substantially opaque, light-reflecting reflection region.
  • the invention also includes a data carrier with such a security element.
  • Data storage media such as valuables or identification documents, but also other valuable items, such as branded goods, are often provided with security elements for security purposes. These allow the authenticity of the data storage media to be verified and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
  • Foil-based security elements are often used that are designed for both top-down and view-through viewing.
  • One example is the foil strips used on the higher denominations of current euro banknotes, which are mostly metallized to show optically variable effects when viewed from above and which create an image that is visible when viewed through small recesses in the metallization in a window area of the banknote.
  • banknotes especially polymer banknotes, have windows that are almost completely transparent. Although these are easily recognizable as windows for the user, they do not offer a particularly high level of security against counterfeiting without additional features.
  • the invention is based on the object of specifying a generic optically variable security element with an attractive appearance and a high level of forgery security.
  • the security element should enable a window area of a data carrier to be well secured without significantly impairing its recognizability as a see-through window.
  • the invention contains an optically variable security element which serves in particular to protect valuables and which has a feature region which contains a partially translucent and partially light-reflecting transmission region and a substantially opaque, light-reflecting reflection region.
  • the surface area of the security element defines a z-axis which is perpendicular to it.
  • the mentioned feature area contains two independent, partially overlapping relief structures, which are arranged at different heights in the z-direction and form a lower and a higher relief structure.
  • the higher relief structure is provided with a semi-transparent, reflection-enhancing coating that follows the relief and contains one or more high-refractive layers.
  • the lower relief structure is provided with an opaque reflection layer that follows the relief.
  • the semi-transparent reflection-enhancing coating of the higher relief structure is present at least in some areas, but not the opaque reflection layer of the lower relief structure, while in the reflection region the opaque reflection layer of the lower relief structure and at least in some areas the semi-transparent reflection-enhancing coating of the higher relief structure are present.
  • the semi-transparent reflection-enhancing coating increases the degree of reflection of the higher relief structure without significantly impairing the light permeability of the transmission area.
  • the security element can therefore use its transmission area to secure a window area of a data carrier without covering it up too much.
  • high reflection and high transmission can be achieved in the transmission area, particularly at different wavelengths, so that the transmission area appears bright in transmitted light with a first color, for example blue, and bright in reflected light with a second, different color, for example yellow.
  • the first and second colors are particularly complementary to one another.
  • the semi-transparent reflection-enhancing coating can be applied over the entire surface in the transmission area and/or the reflection area, or it can also be provided with cutouts in certain areas to create additional effects, particularly in the form of characters, patterns or coding.
  • the optically variable effects of the higher relief structure are generally only visible when viewed from above where the semi-transparent reflection-enhancing coating is present, particularly if, as is usual, the higher embossed layer and an adjacent embedding or protective layer have a very similar or practically identical refractive index.
  • the transmission area is advantageously chosen to be large enough that it is recognizable to the observer as a transparent area and in particular is recognizable in its shape.
  • the transmission area preferably comprises at least an area of more than 2 mm 2 , preferably more than 5 mm 2 , particularly preferably more than 15 mm 2 and/or a minimum dimension of more than 2 mm, preferably more than 5 mm and/or a diameter of more than 2.5 mm, particularly preferably more than 5 mm.
  • the opaque reflection layer of the lower relief structure is not present in the transmission area.
  • the transmission area at the height level of the lower relief structure is free of a reflection-increasing coating.
  • a partially reflection-increasing layer for example also made of the material of the opaque reflection layer, can optionally be present in the transmission area at the height level of the lower relief structure, with a raster or layer thickness such that the transmission of this layer is greater than 50%, preferably greater than 60%, more preferably greater than 70%.
  • the area proportion without raster elements preferably corresponds to at least the stated percentage in the raster. More than 50% (60% or 70%)
  • the area in the grid is free of grid elements. The grid elements therefore occupy a maximum of 50% (40% or 30%) of the area in the grid.
  • scattering structures or moth-eye structures can be provided in areas where no high reflection and/or color effect is desired, i.e. in particular outside the actual effect area, in order to suppress the color and/or reflection effect in certain areas.
  • the semi-transparent reflection-enhancing coating advantageously contains one or more high-refractive-index layers, preferably dielectric high-refractive-index layers, which have a refractive index of at least 1.7, preferably at least 2.0 and particularly preferably at least 2.2 in at least a partial range of the visible spectrum.
  • the semi-transparent reflection-enhancing coating can be formed by a ZnS layer with a thickness between 50 nm and 400 nm.
  • the semi-transparent reflection-enhancing coating advantageously represents a high-refractive multilayer system with several dielectric layers and in particular represents a three-layer system with two high-refractive layers and a low-refractive intermediate layer.
  • the semi-transparent reflection-enhancing coating can represent a layer system consisting of a 125 nm thick TiO 2 layer, a 70 nm thick SiO 2 intermediate layer and a further 125 nm thick TiO 2 layer.
  • the semi-transparent reflection-enhancing coating is formed by a high-refractive single layer, the color of the reflected light can be adjusted by the layer thickness of the single layer in combination with the relief structure.
  • a particularly high Reflection and strong, bright colors can be achieved.
  • layer systems can simultaneously achieve very high reflection and very high transmission at different wavelengths.
  • the semi-transparent reflection-enhancing coating preferably has wavelength-dependent transmission and reflection and/or is a color-imparting semi-transparent reflection-enhancing coating.
  • the opaque reflection layer advantageously has an optical density of at least 1.0, preferably 2.0 or more.
  • the reflection layer is preferably formed by a metal layer, for example a layer of silver or aluminum, which are highly reflective in the entire visible spectral range.
  • colored metal layers are used, for example gold-colored metal layers (for example made of Au or alloys such as Al-Cu and the like) or copper-colored metal layers.
  • the opaque reflection layer can also consist of a combination of a metal layer and a translucent color layer.
  • Thin-film systems can also be considered as opaque reflection layers, for example color-shifting three-layer structures made of absorber, dielectric and opaque reflector layer, with which blue or green reflective colors in particular can be realized, which are difficult to realize with individual metal layers.
  • colors can also be created with nanostructures in a metallic base layer, in particular by exploiting plasmonic effects in subwavelength gratings.
  • micromirrors can be overlaid with subwavelength gratings and metallized so that the micromirror effects become visible in the colors produced by the subwavelength gratings.
  • one or more translucent color layers are arranged in the reflection area between the semi-transparent reflection-enhancing coating and the opaque reflection layer in order to influence the color impression of the security element.
  • the color layers are referred to in the plural below, but this includes the case where only a single color layer is present.
  • the provision of color layers between the semi-transparent reflection-enhancing coating and the opaque reflection layer is very advantageous and cost-effective, particularly with regard to multi-colored effects.
  • the color layers are preferably formed by translucent colors that change the color of the transmitted light, but do not or hardly change the direction of propagation of the light.
  • the color layers advantageously overlap at least the reflective layer of the deeper embossed lacquer layer; it is particularly advantageous if the reflective layer is completely covered by the color layers.
  • the color layers overlap or cover the reflective layer only in certain areas, so that in some areas the optical effects are essentially shown in the color of the reflective layer and in other areas the optical effects are essentially shown in the color determined by the color layers.
  • the color of the optical effects can also be achieved by mixing the color of the reflective layer and the color of the color layers.
  • colour layers can be applied over the entire surface or only in certain areas, particularly in the form of patterns, symbols or a code.
  • one or both relief structures are formed by micromirror arrangements with directionally reflecting micromirrors, in particular with non-diffractive mirrors, and preferably with flat mirrors, concave mirrors and/or Fresnel-like mirrors.
  • the optically variable effects of the two relief structures are advantageously not congruent, but rather they are at least partially recognizable from different viewing directions.
  • the first and second relief structures reflect incident parallel light at least in some areas in different angular ranges, wherein the two different angular ranges preferably do not overlap and are preferably separated from one another by more than 3°, particularly preferably more than 10°.
  • the two relief structures are independent relief structures. They can therefore be freely selected, as they are not dependent on each other (in their relief pattern).
  • a relief structure that is created solely by coating another relief structure is not an independent relief structure in the present sense.
  • the relief structures of the surface area do not have the same relief pattern, nor the same, only in height scaled relief patterns, but the two relief structures are different and designed with different relief patterns.
  • the two independent relief structures are particularly different.
  • the two relief structures can therefore produce similar optically variable effects, for example opposing movement effects or spatial representations visible from different viewing directions, but due to the difference in the relief patterns they will not both always produce the same optically variable effect in the same place.
  • the formation of the higher relief structure, in particular the alignment of the micromirrors of the higher micromirror arrangement and/or the formation of the lower relief structure, in particular the alignment of the micromirrors of the lower micromirror arrangement can advantageously vary depending on the location in order to produce a predetermined motif, in particular a three-dimensional motif or a movement motif.
  • the relief pattern, in particular the alignment of the micromirrors is freely selectable and is essentially only determined by the predetermined motifs, but not by the alignment of laterally or vertically adjacent micromirrors.
  • the security element can in particular be a laminate film, a laminate patch or a laminate strip.
  • the security element has a carrier foil between the two relief structures.
  • a carrier foil can be provided at another point in the layer structure of the security element.
  • a production carrier foil can also are only used for the production of the security element and are removed again after the security element has been applied to a target data carrier.
  • the security element can therefore also be a transfer element, for example a transfer strip or transfer patch.
  • the security element can be incorporated into the data carrier, for example between two layers of the data carrier.
  • designing the security element as a laminate film is particularly advantageous for securing paper-based data carriers with a perforated window, while for data carriers with polymer substrates or hybrid substrates (e.g. film/paper/film or paper/film/paper) stabilization is often not necessary and, due to the lower thickness, designing the security element as a transfer element is then more advantageous.
  • polymer substrates or hybrid substrates e.g. film/paper/film or paper/film/paper
  • the invention also includes a data carrier with a transparent window region and a substantially opaque region, which is provided with an optically variable security element of the type described such that the transmission region of the security element is at least partially located above the window region and the reflection region of the security element is at least partially located above the substantially opaque region.
  • the vellum area represents a substantially opaque area in the sense of the present description, since it is not possible to see through the vellum area despite the small residual transmission present.
  • the vellum area is usually the area of the paper banknote with a normal paper thickness, i.e. in particular without a depression or locally reduced thickness (as may be the case in the area of a watermark, for example).
  • the security element is applied to the data carrier in such a way that the opaque reflection layer is located between the data carrier and the semi-transparent reflection-enhancing coating. This layer sequence ensures that an observer can see an overlay of the effects produced by the two relief structures in the overlapping areas of the two coatings.
  • the reflection area of the security element covers a maximum of 50% of the area of the window area, while the transmission area of the security element covers at least 50% of the area of the window area.
  • the reflection area is even completely outside the window area, and this is completely covered by the transmission area of the security element.
  • the data carrier is provided with a security element with one or more translucent color layers of the type described, with the color layers covering the window area at most in partial areas and preferably lying completely outside the window area.
  • a security element with one or more translucent color layers of the type described, with the color layers covering the window area at most in partial areas and preferably lying completely outside the window area.
  • light color layers such as a yellow color layer
  • the data carrier advantageously contains a paper, polymer or hybrid substrate.
  • the transparent window area of the data carrier can be formed by a continuous opening in the data carrier, for example a paper banknote.
  • the transparent window area can also, for example, be formed by providing an inherently transparent substrate, such as a polymer substrate, with one or more opaque layers, for example an opaque white ink-accepting layer, which are partially recessed to form the window region.
  • the substantially opaque region may also be referred to as a non-transparent region.
  • the substantially opaque region (or non-transparent region) transmits less than half, preferably less than one-third, more preferably one-quarter, of the incident light.
  • the window area is advantageously designed with an outline in the form of a motif, for example in the form of symbols, geometric patterns or an animal motif.
  • the semi-transparent, reflection-enhancing coating of the security element applied to the data carrier can be above or below the higher embossing lacquer layer.
  • the opaque reflective layer can also be above or below the lower embossing layer.
  • the two embossing lacquer layers can be applied to opposite sides of a common carrier film, but they can also be applied to separate carrier films, embossed and coated with a high refractive index or metal before these separate film structures are then laminated together to form a security element.
  • the security element is preferably applied as a whole (in one step and thus cost-effectively) to the data carrier or is incorporated into the data carrier. Any assembly of the security element, for example as described by laminating separately produced films, preferably takes place before application to/integration into the data carrier.
  • the security element can be applied to the data carrier with an adhesive layer, which can be applied over the entire surface or recessed above the window area.
  • the described embodiments of the security element can be combined with other visually recognizable security features, for example with security features based on micromirrors, microlenses or light-diffracting structures such as embossed holograms, and/or machine-readable features, for example based on luminescence, phosphorescence or magnetic properties.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a banknote 10 with an optically variable security element 20 according to the invention in the form of a laminate film applied to the paper substrate 12 of the banknote.
  • the invention is not limited to laminate films and banknotes, but can be used for all types of security elements, for example for labels on goods and packaging or for securing documents, ID cards, passports, credit cards, health cards and the like.
  • laminate films and transfer elements such as patches or strips, each with or without its own carrier layer
  • security threads or security strips for example, can also be considered.
  • the security element 20 contains a feature region 22 with an opaque, light-reflecting reflection region 24 which covers a substantially opaque partial region 14 of the paper substrate 12, and a partially light-reflecting transmission region 26 which covers a window region 16 which is formed by a continuous opening in the paper substrate 12.
  • the security element 20 in the reflection area 24 shows optically variable effects with high brightness in incident light.
  • the reflection area 24 in the exemplary embodiment contains a tilting image in which a first motif 18A, for example a yellow value number "10", is visible from a first incident light viewing direction and a second motif 18B, for example a red currency symbol " €", is visible from a second incident light viewing direction.
  • a first motif 18A for example a yellow value number "10”
  • a second motif 18B for example a red currency symbol " €”
  • the transmission area 26 of the security element 20 covering the window area 16 has, on the one hand, a high light transmittance, so that the viewer can easily recognize the window area 16 with its outline shape as a see-through motif when looking at the banknote from above.
  • Figure 1 shows a window area 16 with a coat of arms-shaped outline for illustration purposes, but other outline shapes are of course also possible, for example in the form of an animal motif or a geometric motif.
  • the high light transmittance can also only be present in a part of the visible spectrum, so that the window area 16 appears colored, for example blue, in transmitted light.
  • the transmission area 26, is also partially reflective and, in addition to the see-through motif 16, shows an optically variable effect when viewed from above, for example a third motif 18C in the form of a star.
  • the brightness of the third motif 18C is generally lower when viewed from above than the brightness of the motifs 18A, 18B of the reflection area, but the presence of a motif 18C in the translucent window 16 nevertheless provides significant additional authenticity assurance of the window area.
  • the transmission area can in particular only be Part of the visible spectrum has a high reflectivity, so that the motif 18C appears colored in reflection, for example yellow.
  • Fig.2 schematically shows a section of the security element 20 applied to the paper substrate 12 in cross section.
  • the security element 20 contains a flat, transparent carrier film 30, the surface area of which defines an x-y plane and a z-axis perpendicular to it.
  • a feature area 22 is formed on the carrier film 30, which contains two independent relief structures 34, 44 that partially overlap one another in projection and are arranged in the z-direction at different heights relative to the flat carrier film 30.
  • the relief structure 34 that is closer to the viewer when viewed from above is referred to as the higher relief structure, and the relief structure 44 that is further away from the viewer is referred to as the lower relief structure.
  • the two relief structure areas each represent micromirror embossings or micromirror arrangements 34, 44, which are each formed from a large number of micromirrors inclined relative to the xy plane.
  • the local angles of inclination of the micromirrors are selected in such a way that the relief structure of the micromirror arrangements 34, 44 produces a desired optically variable effect after coating, in the present case a three-dimensional representation of the yellow value number "10" as motif 18A or the red currency symbol " €" as motif 18B.
  • the different height levels of the micromirror arrangements 34, 44 are defined by the different heights of the base areas of the micromirror arrangements above the carrier film 30.
  • the lower relief structure 44 is provided with an opaque reflection layer 46 that follows the relief.
  • a translucent colored layer 50 is provided between the carrier film 30 and the lower relief structure 44.
  • the higher relief structure 34 is provided with a semi-transparent reflection-enhancing coating 36 that follows the relief and contains one or more high-refractive layers.
  • the micromirror arrangements 34, 44 are each embossed into a transparent embossing lacquer layer 32, 42 and, after the application and optionally structuring of the respective coating 36, 46, are leveled with a transparent topcoat layer 38 or 48.
  • the topcoat layers preferably have essentially the same refractive index as the embossing lacquer layers 32, 42, so that the micromirrors do not appear visually in areas without a coating due to the lack of a refractive index difference between the embossing lacquer layer and the topcoat layer.
  • the semi-transparent reflection-enhancing coating 36 of the higher relief structure 34 is present, while the opaque reflection layer 46 of the lower relief structure 44 is not provided there.
  • both the semi-transparent reflection-enhancing coating 36 of the higher relief structure 34 and the opaque reflection layer 46 of the lower relief structure 44 are present.
  • the embossed lacquer layer 42 of the deeper relief structure 44 and the translucent color layer 50 are only present in the reflection region 24 and do not extend into the transmission region 26.
  • the entire window region 16 of the paper substrate 12 is covered by the transmission region 26 of the security element 20, while the reflection region 24 lies completely outside the window region 16 above an opaque partial region 14 of the paper substrate.
  • the semi-transparent reflection-increasing coating 36 can be formed by a single high-refractive-index layer, for example a ZnS or TiO 2 layer. This increases the reflection efficiency of the micromirror arrangement 34 without significantly impairing the transparency.
  • the color of the reflected light can be adjusted in particular by the thickness of the high-refractive-index layer.
  • a particularly strong reflection and bright colors can be generated if the semi-transparent reflection-increasing coating 36 consists of several high-refractive-index layers or a high-refractive-index multilayer system, for example with the layer sequence TiO 2 /SiO 2 /TiO 2 .
  • the essentially opaque reflection layer 46 is formed by a metal coating of the deeper micromirror arrangement 44, for example a thin, vapor-deposited aluminum layer.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention, in which a security element 60 is applied to the transparent polymer substrate 72 of a polymer banknote 70.
  • the polymer substrate 72 is printed on one or both sides over a large area with an opaque cover layer 74, which is partially is recessed to form a window area 16 in the polymer banknote.
  • the security element 60 is largely like the security element 20 of the Fig.2 constructed, with corresponding elements being provided with the same reference numerals.
  • the security element 60 contains, like the security element 20 of the Fig.2 a flat, transparent carrier film 30 on which a feature area is formed with two independent micromirror arrangements 34, 44 that partially overlap one another in projection and are arranged at different heights in the z-direction.
  • the micromirror arrangements 34, 44 are each embossed into a transparent embossing lacquer layer 32, 42.
  • the deeper micromirror arrangement 44 is provided with an opaque metallization 46 that follows the relief, for example a silver layer, which does not, however, cover the entire surface of the embossing lacquer layer 42.
  • the higher micromirror arrangement 34 is coated with a semi-transparent, high-refractive multilayer system 36, for example with the layer sequence TiO 2 /SiO 2 /TiO 2.
  • a full-surface translucent colored layer 62 with a light color, for example yellow, is provided between the carrier film 30 and the lower micromirror arrangement 44.
  • the reflection region 24 of the security element 60 is formed by the region in which both the opaque metallization 46 of the lower micromirror arrangement 44 and the semitransparent multilayer system 36 of the higher micromirror arrangement 34 are present, and the transmission region 26 through the region in which only the semi-transparent multilayer system 36 of the higher micromirror arrangement 34 is present, but no opaque metallization 46 in the plane of the lower micromirror arrangement 44.
  • the transparent, deeper embossing lacquer layer 42 can extend into the transmission region 26, as can the translucent colored ink layer 62.
  • the colored ink layer 62 has a light color, it can even be advantageous to provide the colored ink layer not only in the reflection region 24, but also to extend over the entire window region 16.

Landscapes

  • Credit Cards Or The Like (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisch variables Sicherheitselement (20) zur Absicherung von Wertgegenständen, dessen Flächenausdehnung eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert, mit einem Merkmalsbereich (22), der einen teilweise lichtdurchlässigen und teilweise lichtreflektierenden Transmissionsbereich (26) und einen im Wesentlichen lichtundurchlässigen, lichtreflektierenden Reflexionsbereich (24) enthält. Der Merkmalsbereich (22) enthält zwei eigenständige, teilweise überlappende Reliefstrukturen (34, 44), die in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen angeordnet sind und eine tiefer liegende und eine höher liegende Reliefstruktur bilden. Die höher liegende Reliefstruktur (34) ist mit einer dem Reliefverlauf folgenden, semitransparenten reflexionserhöhenden Beschichtung (36) versehen, die eine oder mehrere hochbrechende Schichten enthält, während die tiefer liegende Reliefstruktur (44) mit einer dem Reliefverlauf folgenden, opaken Reflexionsschicht (46) versehen ist. Dabei liegt in dem Transmissionsbereich (26) zumindest bereichsweise die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung (36) der höher liegenden Reliefstruktur (34), nicht aber die opake Reflexionsschicht der tiefer liegenden Reliefstruktur vor, während in dem Reflexionsbereich (24) die opake Reflexionsschicht (46) der tiefer liegenden Reliefstruktur (44) und zumindest bereichsweise die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung (36) der höher liegenden Reliefstruktur (34) vorliegen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein optisch variables Sicherheitselement, das der Absicherung von Wertgegenständen dient, mit einem Merkmalsbereich, der einen teilweise lichtdurchlässigen und teilweise lichtreflektierenden Transmissionsbereich und einen im Wesentlichen lichtundurchlässigen, lichtreflektierenden Reflexionsbereich enthält. Die Erfindung enthält auch einen Datenträger mit einem solchen Sicherheitselement.
  • Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit der Datenträger gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen.
  • Dabei werden oft folienbasierte Sicherheitselemente eingesetzt, die sowohl für eine Betrachtung in Aufsicht als auch für eine Betrachtung in Durchsicht ausgelegt sind. Ein Beispiel stellen bei den höheren Werten aktueller Euro-Banknoten eingesetzten Folienstreifen dar, die größtenteils metallisiert sind, um optisch variable Effekte in Aufsicht zu zeigen und die in einem Fensterbereich der Banknoten durch kleine Aussparungen der Metallisierung ein in Durchsicht sichtbares Bild erzeugen.
  • Ein Nachteil solcher Folienstreifen besteht allerdings darin, dass die großflächige oder sogar vollflächige Metallisierung das Fenster der Banknote selbst stark verdeckt, so dass dieses von vielen Banknotenbenutzern gar nicht mehr als Fenster wahrgenommen wird. Es besteht daher die Gefahr, dass ein an sich sehr sicherer Durchsichteffekt in der Praxis zur Prüfung der abgesicherten Banknoten kaum herangezogen wird.
  • Auf der anderen Seite weisen manche Banknoten, insbesondere Polymerbanknoten, praktisch vollständig transparente Fenster auf. Diese sind zwar für den Nutzer gut als Fenster erkennbar, weisen allerdings ohne weitere Merkmale keine besonders hohe Fälschungssicherheit auf.
  • Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes optisch variables Sicherheitselement mit attraktivem Erscheinungsbild und hoher Fälschungssicherheit anzugeben. Insbesondere soll das Sicherheitselement eine gute Absicherung eines Fensterbereichs eines Datenträgers ermöglichen, ohne dessen Erkennbarkeit als Durchsichtsfenster stark zu beeinträchtigen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung enthält zur Lösung der genannten Aufgabe ein optisch variables Sicherheitselement, das insbesondere der Absicherung von Wertgegenständen dient, und das einen Merkmalsbereich aufweist, der einen teilweise lichtdurchlässigen und teilweise lichtreflektierenden Transmissionsbereich und einen im Wesentlichen lichtundurchlässigen, lichtreflektierenden Reflexionsbereich enthält. Die Flächenausdehnung des Sicherheitselements definiert dabei eine darauf senkrecht stehende z-Achse.
  • Der genannte Merkmalsbereich enthält zwei eigenständige, teilweise überlappende Reliefstrukturen, die in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen angeordnet sind und eine tiefer liegende und eine höher liegende Reliefstruktur bilden.
  • Die höher liegende Reliefstruktur ist mit einer dem Reliefverlauf folgenden, semitransparenten reflexionserhöhenden Beschichtung versehen, die eine oder mehrere hochbrechende Schichten enthält. Die tiefer liegende Reliefstruktur ist mit einer dem Reliefverlauf folgenden, opaken Reflexionsschicht versehen.
  • In dem Transmissionsbereich liegt dabei zumindest bereichsweise die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung der höher liegenden Reliefstruktur, nicht aber die opake Reflexionsschicht der tiefer liegenden Reliefstruktur vor, während in dem Reflexionsbereich die opake Reflexionsschicht der tiefer liegenden Reliefstruktur und zumindest bereichsweise die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung der höher liegenden Reliefstruktur vorliegen.
  • Im Transmissionsbereich erhöht die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung den Reflexionsgrad der höher liegenden Reliefstruktur, ohne die Lichtdurchlässigkeit des Transmissionsbereichs stark zu beeinträchtigen. Wie weiter unten genauer erläutert, kann das Sicherheitselement daher mit seinem Transmissionsbereich einen Fensterbereich eines Datenträges absichern, ohne diesen stark zu verdecken. Hierzu können eine hohe Reflexion und eine hohe Transmission im Transmissionsbereich insbesondere bei unterschiedlichen Wellenlängen verwirklicht sein, so dass der Transmissionsbereich im Durchlicht hell mit einer ersten Farbe, beispielsweise Blau, und im Auflicht hell mit einer zweiten, anderen Farbe, beispielsweise Gelb, erscheint. Die erste und zweite Farbe sind dabei insbesondere komplementär zueinander.
  • Die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung kann im Transmissionsbereich und/ oder im Reflexionsbereich vollflächig vorliegen oder sie kann zur Erzeugung zusätzlicher Effekte auch bereichsweise mit Aussparungen, insbesondere in Form von Zeichen, Mustern oder einer Kodierung versehen sein. Die optisch variablen Effekte der höher liegenden Reliefstruktur sind in Aufsicht in der Regel nur dort sichtbar, wo die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung vorliegt, insbesondere wenn, wie üblich, die höher liegende Prägeschicht und eine daran angrenzende Einbettung- oder Schutzschicht einen sehr ähnlichen oder praktisch gleichen Brechungsindex aufweisen.
  • Der Transmissionsbereich ist vorteilhaft so groß gewählt, dass er für den Betrachter als transparenter Bereich erkennbar ist und insbesondere in seiner Form erkennbar ist. Bevorzugt umfasst der Transmissionsbereich mindestens eine Fläche von mehr als 2 mm2, vorzugsweise mehr als 5 mm2, besonders bevorzugt mehr als 15 mm2 und/ oder ein Mindestmaß von mehr als 2 mm, bevorzugt mehr als 5 mm und/ oder einen Durchmesser von mehr als 2,5 mm, besonders bevorzugt mehr als 5 mm.
  • In dem Transmissionsbereich ist die opake Reflexionsschicht der tiefer liegenden Reliefstruktur nicht vorhanden. Vorzugsweise ist der Transmissionsbereich auf der Höhenstufe der tiefer liegenden Reliefstruktur frei von einer reflexionserhöhender Beschichtung. Eine partiell reflexionserhöhende Schicht, beispielsweise auch aus dem Material der opaken Reflexionsschicht, kann jedoch optional im Transmissionsbereich auf der Höhenstufe der tiefer liegenden Reliefstruktur vorliegen, mit einer Rasterung oder Schichtdicke, derart dass die Transmission dieser Schicht größer als 50% ist, vorzugsweise größer als 60%, weiter vorzugsweise größer als 70%. Im Falle einer Rasterung entspricht vorzugsweise im Raster der Flächenanteil ohne Rasterelemente zumindest dem genannten Prozentsatz. Mehr als 50% (60% bzw. 70%) der Fläche im Raster ist frei von Rasterelementen. Die Rasterelemente belegen entsprechend maximal bis zu 50% (40% bzw. 30%) der Fläche im Raster.
  • Liegt die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung vollflächig vor, so können in Bereichen, in denen keine hohe Reflexion und/ oder Farbwirkung gewünscht ist, also insbesondere außerhalb des eigentlichen Effektbereichs, Streustrukturen oder Mottenaugenstrukturen vorgesehen sein, um die Farb- und/ oder Reflexionswirkung bereichsweise zu unterdrücken.
  • Vorteilhaft enthält die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung eine oder mehrere hochbrechende Schichten, bevorzugt dielektrische hochbrechende Schichten, die zumindest in einem Teilbereich des sichtbaren Spektrums einen Brechungsindex von mindestens 1,7, bevorzugt mindestens 2,0 und besonders bevorzugt mindestens 2,2 aufweisen. Beispielsweise kann die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung durch eine ZnS-Schicht mit einer Dicke zwischen 50 nm und 400 nm gebildet sein.
  • Mit Vorteil stellt die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung ein hochbrechendes Mehrschichtsystem mit mehreren dielektrischen Schichten dar und stellt insbesondere ein Dreischichtsystem mit zwei hochbrechenden Schichten und einer niedrigbrechenden Zwischenschicht dar. Konkret kann die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung ein Schichtsystem aus einer 125 nm dicken TiO2-Schicht, einer 70 nm dicken SiO2-Zwischenschicht und einer weiteren 125 nm dicken TiO2-Schicht darstellen.
  • Ist die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung durch eine hochbrechende Einzelschicht gebildet, so kann die Farbe des reflektierten Lichts durch die Schichtdicke der Einzelschicht in Kombination mit der Reliefstruktur eingestellt werden. Mit Mehrschichtsystemen können eine besonders hohe Reflexion und kräftige, bunte Farben erreicht werden. Insbesondere kann mit solchen Schichtsystemen gleichzeitig eine sehr hohe Reflexion und eine sehr hohe Transmission bei unterschiedlichen Wellenlängen verwirklicht werden. Die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung weist vorzugsweise eine wellenlängenabhängige Transmission und Reflexion auf und/ oder ist eine farbgebende semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung.
  • Die opake Reflexionsschicht weist vorteilhaft eine optische Dichte von mindestens 1,0, bevorzugt von 2,0 oder mehr auf. Bevorzugt ist die Reflexionsschicht durch eine Metallschicht gebildet, beispielsweise eine Schicht aus Silber oder Aluminium, die im gesamten sichtbaren Spektralbereich hochreflektierend sind. In anderen vorteilhaften Ausführungen kommen farbige Metallschichten, beispielsweise goldfarbene Metallschichten (etwa aus Au oder Legierungen wie Al-Cu und dergleichen) oder kupferfarbene Metallschichten zum Einsatz. Um eine gewünschte Farbwirkung zu erzielen, kann die opake Reflexionsschicht auch aus einer Kombination einer Metallschicht und einer lasierenden Farbschicht bestehen. Auch Dünnschichtsysteme kommen als opake Reflexionsschicht in Betracht, beispielsweise farbkippende Dreischichtaufbauten aus Absorber, Dielektrikum und opaker Reflektorschicht, mit denen sich insbesondere auch blaue oder grüne reflektive Farben realisieren lassen, die mit einzelnen Metallschichten schwer zu realisieren sind.
  • Bei der opaken Reflexionsschicht können Farben auch mit Nanostrukturen in einer metallischen Grundschicht erzeugt werden, insbesondere durch Ausnutzung plasmonischer Effekte in Subwellenlängengittern. Beispielsweise können Mikrospiegel mit Subwellenlängengittern überlagert und metallisiert werden, so dass die Mikrospiegeleffekte in den durch die Subwellenlängengitter erzeugten Farben sichtbar werden.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind in dem Reflexionsbereich zwischen der semitransparenten reflexionserhöhenden Beschichtung und der opaken Reflexionsschicht eine oder mehrere lichtdurchlässige Farbschichten, insbesondere lichtdurchlässige Buntfarbschichten angeordnet, um den Farbeindruck des Sicherheitselements zu beeinflussen. Nachfolgend wird der Einfachheit halber von den Farbschichten in der Mehrzahl gesprochen, dies schließt aber den Fall ein, dass nur eine einzige Farbschicht vorliegt. Das Vorsehen von Farbschichten zwischen der semitransparenten reflexionserhöhenden Beschichtung und der opaken Reflexionsschicht ist insbesondere mit Blick auf mehrfarbige Effekte sehr vorteilhaft und kostengünstig. Die Farbschichten sind vorzugsweise durch lasierende Farben gebildet, die die Farbe des transmittierten Lichts ändern, die Ausbreitungsrichtung des Lichts aber nicht oder kaum verändern.
  • Mit Vorteil überlappen die Farbschichten zumindest die Reflexionsschicht der tiefer liegenden Prägelackschicht, besonders vorteilhaft wird die Reflexionsschicht vollständig von den Farbschichten überdeckt. In anderen vorteilhaften Ausgestaltungen überlappen oder bedecken die Farbschichten die Reflexionsschicht nur bereichsweise, so dass in einigen Teilbereichen die optischen Effekte im Wesentlichen in der Farbe der Reflexionsschicht und in anderen Teilbereichen die optischen Effekte im Wesentlichen in der durch die Farbschichten bestimmten Farbe gezeigt werden. Beim Einsatz farbiger metallischer Reflexionsschichten kann sich die Farbe der optischen Effekte auch durch eine Farbmischung der Farbe der Reflexionsschicht und der Farbe der Farbschichten ergeben.
  • Es kann nur eine einzige, einfarbige Farbschicht vorgesehen sein, es können aber auch verschiedene Farben, insbesondere verschiedene Buntfarben eingesetzt werden, die in unterschiedlichen Bereichen nebeneinander oder auch überlappend vorliegen können. Auf diese Weise können auch Farbverläufe erzeugt werden, die visuell besonders attraktiv wirken. Die Farbschichten können vollflächig oder nur bereichsweise, insbesondere in Form von Mustern, Zeichen oder einer Codierung vorliegen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine oder beide Reliefstrukturen durch Mikrospiegelanordnungen mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln gebildet sind, insbesondere mit nicht-diffraktiv wirkenden Spiegeln, und vorzugsweise mit planen Spiegeln, Hohlspiegeln und/oder fresnelartigen Spiegeln.
  • Die optisch variablen Effekte der beiden Reliefstrukturen sind vorteilhaft nicht deckungsgleich, sie sind vielmehr zumindest teilweise aus unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen erkennbar. Insbesondere ist mit Vorteil vorgesehen, dass die erste und zweite Reliefstruktur zumindest bereichsweise einfallendes paralleles Licht in unterschiedliche Winkelbereiche reflektieren, wobei die beiden verschiedenen Winkelbereiche vorzugsweise nicht überlappen, und bevorzugt mehr als 3°, besonders bevorzugt mehr als 10° voneinander getrennt sind.
  • Die beiden Reliefstrukturen sind eigenständige Reliefstrukturen. Sie können also frei gewählt werden, da sie (in ihrem Reliefmuster) nicht voneinander abhängen. Eine Reliefstruktur, die sich allein durch Beschichten einer anderen Reliefstruktur ergibt, ist keine eigenständige Reliefstruktur im vorliegenden Sinne. Die Reliefstrukturen des Flächenbereichs weisen insbesondere nicht das gleiche Reliefmuster auf, auch nicht das gleiche, nur in der Höhe skalierte Reliefmuster auf, sondern die beiden Reliefstrukturen sind unterschiedlich und mit unterschiedlichen Reliefmustern ausgebildet. Die beiden eigenständigen Reliefstrukturen sind insbesondere unterschiedlich. Die beiden Reliefstrukturen können daher gleichartige optisch variable Effekte erzeugen, beispielsweise gegenläufige Bewegungseffekte oder aus verschiedenen Betrachtungsrichtungen sichtbare räumliche Darstellungen, sie werden wegen der Verschiedenheit der Reliefmuster aber nicht beide denselben optisch variablen Effekt stets am selben Ort erzeugen.
  • Konkret kann die Ausbildung der höher liegenden Reliefstruktur, insbesondere die Ausrichtung der Mikrospiegel der höher liegenden Mikrospiegelanordnung und/ oder die Ausbildung der tiefer liegenden Reliefstruktur, insbesondere die Ausrichtung der Mikrospiegel der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung mit Vorteil ortsabhängig variieren, um ein jeweils vorgegebenes Motiv, insbesondere ein dreidimensional wirkendes Motiv oder ein Bewegungsmotiv, zu erzeugen. Das Reliefmuster, insbesondere die Ausrichtung der Mikrospiegel ist dabei frei wählbar und im Wesentlichen nur durch die vorgegebenen Motive, nicht aber durch die Ausrichtung lateral oder vertikal benachbarter Mikrospiegel bestimmt.
  • Das Sicherheitselement kann insbesondere eine Laminatfolie, einen Laminatpatch oder einen Laminatstreifen darstellen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Sicherheitselement eine Trägerfolie zwischen den beiden Reliefstrukturen auf. Solche Gestaltungen sind mit einer Doppelprägeanlage besonders wirtschaftlich herstellbar, wenn die Prägungen beider Reliefstrukturen im gleichen Arbeitsgang erzeugt werden. Es ist aber auch möglich, eine Trägerfolie an anderer Stelle im Schichtaufbau des Sicherheitselements vorzusehen. Eine Produktionsträgerfolie kann auch nur für die Herstellung des Sicherheitselements verwendet werden und nach dem Aufbringen des Sicherheitselements auf einen Zieldatenträger wieder abgezogen werden. Das Sicherheitselement kann daher auch ein Transferelement, beispielsweise einen Transferstreifen oder Transferpatch darstellen. Das Sicherheitselement kann in den Datenträger eingebracht sein, beispielsweise zwischen zwei Schichten des Datenträgers.
  • Wegen der stabilisierenden Wirkung einer Trägerfolie ist eine Ausbildung des Sicherheitselements als Laminatfolie besonders vorteilhaft zur Absicherung von papierbasierten Datenträgern mit einem Loch-Fenster, während bei Datenträgern mit Polymersubstraten oder Hybridsubstraten (beispielsweise Folie/Papier/Folie oder Papier/Folie/Papier) eine Stabilisierung oft nicht nötig ist und wegen der geringeren Dicke eine Ausbildung des Sicherheitselements als Transferelement dann vorteilhafter ist.
  • Die Erfindung enthält auch einen Datenträger mit einem transparenten Fensterbereich und einem im Wesentlichen opaken Bereich, der so mit einem optisch variablen Sicherheitselement der beschriebenen Art versehen ist, dass der Transmissionsbereich des Sicherheitselements zumindest teilweise über dem Fensterbereich und der Reflexionsbereich des Sicherheitselements zumindest teilweise über dem im Wesentlichen opaken Bereich liegt.
  • Bei einer Papierbanknote stellt der Velinbereich einen im Wesentlichen opaken Bereich im Sinn der vorliegenden Beschreibung dar, da durch den Velinbereich trotz der vorhandenen kleinen Resttransmission nicht hindurchgesehen werden kann. Als Velinbereich wird üblicherweise der Bereich der Papierbanknote mit normaler Dicke des Papiers, also insbesondere ohne Vertiefung bzw. lokal verringerter Dicke (wie sie beispielsweise im Bereich eines Wasserzeichens vorliegen kann), bezeichnet.
  • Das Sicherheitselement ist dabei insbesondere so auf den Datenträger aufgebracht, dass die opake Reflexionsschicht zwischen dem Datenträger und der semitransparenten reflexionserhöhenden Beschichtung liegt. Diese Schichtreihenfolge stellt sicher, dass für einen Betrachter in den Überlappungsbereichen der beiden Beschichtungen eine Überlagerung der von den beiden Reliefstrukturen erzeugten Effekte sichtbar ist.
  • Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der Reflexionsbereich des Sicherheitselements höchstens 50% der Fläche des Fensterbereichs überdeckt, während der Transmissionsbereich des Sicherheitselements mindestens 50% der Fläche des Fensterbereichs überdeckt. Besonders bevorzugt liegt der Reflexionsbereich sogar vollständig außerhalb des Fensterbereichs, und dieser ist vollständig von dem Transmissionsbereich des Sicherheitselements überdeckt.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Datenträger mit einem Sicherheitselement mit einer oder mehreren lichtdurchlässigen Farbschichten der beschriebenen Art versehen, wobei die Farbschichten allenfalls in Teilbereichen den Fensterbereich überdecken und vorzugsweise vollständig außerhalb des Fensterbereichs liegen. Bei hellen Farbschichten, wie etwa einer gelben Farbschicht, kann es allerdings auch zweckmäßig sein, die Farbschicht(en) auch über den gesamten Fensterbereich des Datenträgers zu erstrecken.
  • Der Datenträger enthält vorteilhaft ein Papier-, Polymer- oder Hybridsubstrat. Der transparente Fensterbereich des Datenträgers kann durch eine durchgehende Öffnung im Datenträger, beispielsweise einer Papierbanknote gebildet sein. Der transparente Fensterbereich kann aber beispielsweise auch dadurch gebildet sein, dass ein an sich transparentes Substrat, wie etwa ein Polymersubstrat, mit einer oder mehreren opaken Schichten, beispielsweise einer opaken weißen Farbannahmeschicht, versehen ist, die zur Bildung des Fensterbereichs bereichsweise ausgespart sind.
  • Der im Wesentlichen opake Bereich kann auch als nicht-transparenter Bereich bezeichnet werden. Der im Wesentlichen opake Bereich (oder nichttransparente Bereich) transmittiert weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Drittel, weiter bevorzugt ein Viertel, des eintreffenden Lichts.
  • Der Fensterbereich ist vorteilhaft mit einem Umriss in Form eines Motivs, beispielsweise in Form von Zeichen, geometrischen Mustern oder eines Tiermotivs ausgebildet.
  • Die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung des auf den Datenträger aufgebrachten Sicherheitselements kann ober- oder unterhalb der höher liegenden Prägelackschicht liegen. Auch die opake Reflexionsschicht kann ober- oder unterhalb der tiefer liegenden Prägeschicht liegen. Beispielsweise können die beiden Prägelackschichten auf gegenüberliegenden Seiten einer gemeinsamen Trägerfolie aufgebracht sein, sie können aber auch auf separaten Trägerfolien aufgebracht, geprägt und hochbrechend bzw. metallisch beschichtet werden, bevor diese separaten Folienaufbauten dann zu einem Sicherheitselement zusammen kaschiert werden.
  • Das Sicherheitselement wird vorzugsweise als Ganzes (in einem Schritt und somit kostengünstig) auf den Datenträger aufgebracht oder in den Datenträger eingebracht. Ein etwaiges Zusammensetzen des Sicherheitselements, beispielsweise wie beschrieben durch Kaschierung separat erzeugter Folien, erfolgt bevorzugt vor der Applikation auf/Integration in den Datenträger. Das Sicherheitselement kann mit einer Klebeschicht auf den Datenträger aufgebracht sein, welche vollflächig ausgeführt oder über dem Fensterbereich ausgespart sein kann.
  • Es versteht sich, dass die beschriebenen Ausgestaltungen des Sicherheitselements mit anderen visuell erkennbaren Sicherheitsmerkmalen kombiniert werden können, beispielsweise mit Sicherheitsmerkmalen auf Basis von Mikrospiegeln, Mikrolinsen oder lichtbeugenden Strukturen wir Prägehologrammen, und/ oder maschinenlesbaren Merkmalen, beispielsweise beruhend auf Lumineszenz, Phosphoreszenz oder magnetischen Eigenschaften.
  • Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen optisch variablen Sicherheitselement,
    Fig. 2
    einen Ausschnitt des auf dem Papiersubstrat der Banknote aufgebrachten Sicherheitselements der Fig. 1 schematisch im Querschnitt, und
    Fig. 3
    ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt, bei dem ein Sicherheitselement auf dem Polymersubstrat einer Polymerbanknote aufgebracht ist.
  • Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Banknoten erläutert. Figur 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit einem erfindungsgemäßen optisch variablen Sicherheitselement 20 in Form einer auf das Papiersubstrat 12 der Banknote aufgebrachten Laminatfolie. Es versteht sich allerdings, dass die Erfindung nicht auf Laminatfolien und Banknoten beschränkt ist, sondern bei allen Arten von Sicherheitselementen eingesetzt werden kann, beispielsweise bei Etiketten auf Waren und Verpackungen oder bei der Absicherung von Dokumenten, Ausweisen, Pässen, Kreditkarten, Gesundheitskarten und dergleichen. Bei Banknoten und ähnlichen Dokumenten kommen neben Laminatfolien und Transferelementen (wie Patches oder Streifen jeweils mit oder ohne eigene Trägerschicht) beispielsweise auch Sicherheitsfäden oder Sicherheitsstreifen in Betracht.
  • Zurückkommend auf die Darstellung der Fig. 1 enthält das Sicherheitselement 20 einen Merkmalsbereich 22 mit einem lichtundurchlässigen, lichtreflektierenden Reflexionsbereich 24, der einen im Wesentlichen opaken Teilbereich 14 des Papiersubstrats 12 überdeckt, und einem teilweise lichtreflektierenden Transmissionsbereich 26, der einen Fensterbereich 16 überdeckt, der durch eine durchgehende Öffnung im Papiersubstrat 12 gebildet ist.
  • Bei der Betrachtung zeigt das Sicherheitselement 20 im Reflexionsbereich 24 im Auflicht optisch variable Effekte mit hoher Helligkeit. Konkret enthält der Reflexionsbereich 24 im Ausführungsbeispiel ein Kippbild, bei dem aus einer ersten Auflicht-Betrachtungsrichtung ein erstes Motiv 18A, beispielsweise eine gelbe Wertzahl "10" und aus einer zweiten Auflicht-Betrachtungsrichtung ein zweites Motiv 18B, beispielsweise ein rotes Währungssymbol "€" sichtbar ist. Bei Kippen der Banknote 10 oder einer entsprechenden Änderung der Betrachtungsrichtung springt das Erscheinungsbild des Sicherheitselements 20 im Reflexionsbereich 24 plötzlich von der Darstellung des ersten zum zweiten Motiv bzw. beim Zurückkippen vom zweiten zum ersten Motiv. Die Änderung des Motivs (Wertzahl bzw. Währungssymbol) und der Farbe (gelb bzw. rot) erfolgt dabei gleichzeitig und ohne eine Zwischen- oder Übergangsstufe, in der beide Motive bzw. Farben gleichzeitig sichtbar wären oder ein Motiv in der Farbe des anderen Motivs sichtbar wäre. Das Erscheinungsbild springt daher übergangslos zwischen zwei Motiven 18A, 18B und wird daher als binärer Farb- und Effektwechsel bezeichnet.
  • Der den Fensterbereich 16 überdeckende Transmissionsbereich 26 des Sicherheitselements 20 weist einerseits eine hohe Lichtdurchlässigkeit auf, so dass der Betrachter bei der Betrachtung der Banknote von oben den Fensterbereich 16 mit seiner Umrissform gut als Durchsichtsmotiv erkennen kann. Figur 1 zeigt zur Illustration einen Fensterbereich 16 mit wappenförmigem Umriss, es kommen aber natürlich auch andere Umrissformen, beispielsweise in Form eines Tiermotivs oder eines geometrischen Motivs in Frage. Die hohe Lichtdurchlässigkeit kann auch nur einem Teilbereich des sichtbaren Spektrums vorliegen, so dass der Fensterbereich 16 im Durchlicht farbig, beispielsweise blau erscheint.
  • Der Transmissionsbereich 26 ist andererseits auch teilweise reflektierend ausgebildet und zeigt zusätzlich zu dem Durchsichtsmotiv 16 in Aufsicht einen optisch variablen Effekt, beispielsweise ein drittes Motiv 18C in Form eines Sterns. Die Helligkeit des drittes Motivs 18C ist in Aufsicht zwar in der Regel niedriger als die Helligkeit der Motive 18A, 18B des Reflexionsbereichs, das Vorhandensein eines Motivs 18C im lichtdurchlässigen Fenster 16 stellt aber dennoch eine signifikante zusätzliche Echtheitsabsicherung des Fensterbereichs bereit. Der Transmissionsbereich kann insbesondere nur einem Teilbereich des sichtbaren Spektrums eine hohe Reflektivität aufweisen, so dass das Motiv 18C in Reflexion farbig, beispielsweise gelb erscheint.
  • Der besondere Aufbau erfindungsgemäßer optisch variabler Sicherheitselemente wird nun mit Bezug auf Fig. 2 näher erläutert, die einen Ausschnitt des auf dem Papiersubstrat 12 aufgebrachten Sicherheitselements 20 schematisch im Querschnitt zeigt.
  • Das Sicherheitselement 20 enthält eine flächige, transparente Trägerfolie 30, deren Flächenausdehnung eine x-y-Ebene und eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert. Auf der Trägerfolie 30 ist ein Merkmalsbereich 22 ausgebildet, der zwei eigenständige, einander in Projektion teilweise überlappende Reliefstrukturen 34, 44 enthält, die in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen bezogen auf die flächige Trägerfolie 30 angeordnet sind. Die bei Betrachtung in Aufsicht näher am Betrachter liegende Reliefstruktur 34 wird dabei als die höher liegende Reliefstruktur, die weiter vom Betrachter entfernt liegende Reliefstruktur 44 als die tiefer liegende Reliefstruktur bezeichnet.
  • Die beiden Reliefstrukturbereiche stellen im Ausführungsbeispiel jeweils Mikrospiegelprägungen bzw. Mikrospiegelanordnungen 34, 44 dar, welche jeweils aus einer Vielzahl von gegen die x-y-Ebene geneigten Mikrospiegeln gebildet sind. Die lokalen Neigungswinkel der Mikrospiegel sind dabei gerade so gewählt, dass die Reliefstruktur der Mikrospiegelanordnungen 34, 44 nach ihrer Beschichtung einen gewünschten optisch variablen Effekt erzeugt, vorliegend eine dreidimensional erscheinende Darstellung der gelben Wertzahl "10" als Motiv 18A bzw. des roten Währungssymbols "€" als Motiv 18B. Die unterschiedlichen Höhenstufen der Mikrospiegelanordnungen 34, 44 sind durch die unterschiedlichen Höhen der Grundflächen der Mikrospiegelanordnungen über der Trägerfolie 30 definiert.
  • Um einen guten visuellen Eindruck mit der gewünschten Farbwirkung zu erzeugen, ist die tiefer liegende Reliefstruktur 44 mit einer dem Reliefverlauf folgenden, opaken Reflexionsschicht 46 versehen. Zusätzlich ist zwischen der Trägerfolie 30 und der tiefer liegenden Reliefstruktur 44 eine lasierende Buntfarbschicht 50 vorgesehen. Die höher liegende Reliefstruktur 34 ist mit einer dem Reliefverlauf folgenden, semitransparenten reflexionserhöhenden Beschichtung 36 versehen ist, die eine oder mehrere hochbrechende Schichten enthält.
  • Zur Ausbildung der Reliefstrukturen sind die Mikrospiegelanordnungen 34, 44 jeweils in eine transparente Prägelackschicht 32, 42 eingeprägt und nach dem Aufbringen und gegebenenfalls Strukturieren der jeweiligen Beschichtung 36, 46 mit einer transparenten Decklackschicht 38 bzw. 48 eingeebnet. Die Decklackschichten weisen bevorzugt im Wesentlichen denselben Brechungsindex wie die Prägelackschichten 32, 42 auf, so dass die Mikrospiegel in Bereichen ohne Beschichtung aufgrund des fehlenden Brechungsindexunterschieds zwischen Prägelackschicht und Decklackschicht visuell nicht in Erscheinung treten.
  • Im Transmissionsbereich 26 des Sicherheitselements 20 liegt dabei nur die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung 36 der höher liegenden Reliefstruktur 34 vor, während die opake Reflexionsschicht 46 der tiefer liegenden Reliefstruktur 44 dort nicht vorgesehen ist. Im Reflexionsbereich 24 liegt dagegen sowohl die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung 36 der höher liegenden Reliefstruktur 34 als auch die opake Reflexionsschicht 46 der tiefer liegenden Reliefstruktur 44 vor. Zudem liegen im gezeigten Ausführungsbeispiel auch die Prägelackschicht 42 der tiefer liegenden Reliefstruktur 44 und die lasierende Buntfarbschicht 50 nur im Reflexionsbereich 24 vor und erstrecken sich nicht in den Transmissionsbereich 26.
  • Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist der gesamte Fensterbereich 16 des Papiersubstrats 12 von dem Transmissionsbereich 26 des Sicherheitselements 20 bedeckt, während der Reflexionsbereich 24 vollständig außerhalb des Fensterbereichs 16 über einem opaken Teilbereich 14 des Papiersubstrats liegt.
  • Die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung 36 kann durch eine einzige hochbrechende Schicht, beispielsweise eine ZnS- oder TiO2-Schicht gebildet sein. Dadurch wird die Reflexionseffizienz der Mikrospiegelanordnung 34 erhöht, ohne die Transparenz stark zu beeinträchtigen. Die Farbe des reflektierten Lichts kann insbesondere durch die Dicke der hochbrechenden Schicht eingestellt werden. Eine besonders starke Reflexion und bunte Farben lassen sich erzeugen, wenn die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung 36 aus mehreren hochbrechenden Schichten oder einem hochbrechenden Multilagensystem, beispielsweise mit der Schichtenfolge TiO2/SiO2/TiO2 besteht.
  • Die im Wesentlichen opake Reflexionsschicht 46 ist im Ausführungsbeispiel durch eine Metallbeschichtung der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 44, beispielsweise eine dünne, aufgedampfte Aluminiumschicht gebildet.
  • Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein Sicherheitselement 60 auf dem transparenten Polymersubstrat 72 einer Polymerbanknote 70 aufgebracht ist. Das Polymersubstrat 72 ist dabei ein- oder beidseitig großflächig mit einer opaken Deckschicht 74 bedruckt, die bereichsweise ausgespart ist, um einen Fensterbereich 16 in der Polymerbanknote zu bilden.
  • Das Sicherheitselement 60 ist weitgehend wie das Sicherheitselement 20 der Fig. 2 aufgebaut, wobei einander entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
  • Konkret enthält das Sicherheitselement 60 wie das Sicherheitselement 20 der Fig. 2 eine flächige, transparente Trägerfolie 30, auf der ein Merkmalsbereich mit zwei eigenständigen, einander in Projektion teilweise überlappenden und in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen angeordneten Mikrospiegelanordnungen 34, 44 ausgebildet ist. Die Mikrospiegelanordnungen 34, 44 sind dabei jeweils in eine transparente Prägelackschicht 32, 42 eingeprägt. Die tiefer liegende Mikrospiegelanordnung 44 ist mit einer dem Reliefverlauf folgenden, opaken Metallisierung 46, beispielsweise einer Silberschicht versehen, die allerdings nicht die gesamte Fläche der Prägelackschicht 42 bedeckt.
  • Die höher liegende Mikrospiegelanordnung 34 ist im Ausführungsbeispiel mit einem semitransparenten, hochbrechenden Mehrschichtsystem 36, etwa mit der Schichtenfolge TiO2/SiO2/TiO2 beschichtet. Zusätzlich ist zwischen der Trägerfolie 30 und der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 44 eine vollflächige lasierende Buntfarbschicht 62 mit heller, beispielsweise gelber Farbe vorgesehen.
  • Der Reflexionsbereich 24 des Sicherheitselements 60 ist durch denjenigen Bereich gebildet, in dem sowohl die opake Metallisierung 46 der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 44 als auch das semitransparente Mehrschichtsystem 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34 vorliegen, und der Transmissionsbereich 26 durch denjenigen Bereich, in dem nur das semitransparente Mehrschichtsystem 36 der höher liegenden Mikrospiegelanordnung 34, aber keine opake Metallisierung 46 in der Ebene der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung 44 vorliegt.
  • Wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 gezeigt, kann sich die transparente, tiefer liegende Prägelackschicht 42 in den Transmissionsbereich 26 erstrecken, ebenso die lasierende Buntfarbschicht 62. Insbesondere wenn, wie im vorliegenden Fall, die Buntfarbschicht 62 eine helle Farbe aufweist, kann es sogar vorteilhaft sein, die Buntfarbschicht nicht nur im Reflexionsbereich 24 vorzusehen, sondern auch über den gesamten Fensterbereich 16 zu erstrecken.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Banknote
    12
    Papiersubstrat
    14
    opaken Teilbereich
    16
    Fensterbereich
    18A, 18B, 18C
    Motive
    20
    Sicherheitselement
    22
    Merkmalsbereich
    24
    Reflexionsbereich
    26
    Transmissionsbereich
    30
    Trägerfolie
    32, 42
    transparente Prägelackschicht
    34, 44
    Mikrospiegelanordnungen
    36
    semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung
    38, 48
    transparente Decklackschicht
    46
    opaken Reflexionsschicht
    50
    lasierende Buntfarbschicht
    60
    Sicherheitselement
    62
    helle lasierende Buntfarbschicht
    70
    Polymerbanknote
    72
    Polymersubstrat
    74
    opake Deckschicht

Claims (15)

  1. Optisch variables Sicherheitselement (20) zur Absicherung von Wertgegenständen, dessen Flächenausdehnung eine darauf senkrecht stehende z-Achse definiert, mit einem Merkmalsbereich (22), der einen teilweise lichtdurchlässigen und teilweise lichtreflektierenden Transmissionsbereich (26) und einen im Wesentlichen lichtundurchlässigen, lichtreflektierenden Reflexionsbereich (24) enthält, wobei
    - der Merkmalsbereich (22) zwei eigenständige, teilweise überlappende Reliefstrukturen (34, 44) enthält, die in z-Richtung in unterschiedlichen Höhenstufen angeordnet sind und eine tiefer liegende und eine höher liegende Reliefstruktur bilden,
    - die höher liegende Reliefstruktur (34) mit einer dem Reliefverlauf folgenden, semitransparenten reflexionserhöhenden Beschichtung (36) versehen ist, die eine oder mehrere hochbrechende Schichten enthält,
    - die tiefer liegende Reliefstruktur (44) mit einer dem Reliefverlauf folgenden, opaken Reflexionsschicht (46) versehen ist,
    - wobei in dem Transmissionsbereich (26) zumindest bereichsweise die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung (36) der höher liegenden Reliefstruktur (34), nicht aber die opake Reflexionsschicht der tiefer liegenden Reliefstruktur vorliegt, während in dem Reflexionsbereich (24) die opake Reflexionsschicht (46) der tiefer liegenden Reliefstruktur (44) und zumindest bereichsweise die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung (36) der höher liegenden Reliefstruktur (34) vorliegen.
  2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung (36) im Transmissionsbereich und/ oder im Reflexionsbereich vollflächig vorliegt.
  3. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung (36) eine oder mehrere hochbrechende Schichten, bevorzugt dielektrische hochbrechende Schichten enthält, die zumindest in einem Teilbereich des sichtbaren Spektrums einen Brechungsindex von mindestens 1,7, bevorzugt mindestens 2,0 und besonders bevorzugt mindestens 2,2 aufweisen.
  4. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die semitransparente reflexionserhöhende Beschichtung (36) ein hochbrechendes Mehrschichtsystem mit mehreren dielektrischen Schichten darstellt, insbesondere ein Dreischichtsystem mit zwei hochbrechenden Schichten und einer niedrigbrechenden Zwischenschicht darstellt.
  5. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die opake Reflexionsschicht (46) durch eine Metallschicht gebildet ist.
  6. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Reflexionsbereich (24) zwischen der semitransparenten reflexionserhöhenden Beschichtung (36) und der opaken Reflexionsschicht (46) eine oder mehrere lichtdurchlässige Farbschichten (50) angeordnet sind.
  7. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die höher liegende Reliefstruktur und/ oder die tiefer liegende Reliefstruktur durch Mikrospiegelanordnungen (34, 44) mit gerichtet reflektierenden Mikrospiegeln gebildet sind, insbesondere mit nicht-diffraktiv wirkenden Spiegeln, und vorzugsweise mit planen Spiegeln, Hohlspiegeln und/ oder fresnelartigen Spiegeln.
  8. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Reliefstruktur (34, 44) zumindest bereichsweise einfallendes paralleles Licht in unterschiedliche Winkelbereiche reflektieren, wobei die beiden verschiedenen Winkelbereiche vorzugsweise nicht überlappen und bevorzugt mehr als 3°, besonders bevorzugt mehr als 10° voneinander getrennt sind.
  9. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die beiden eigenständigen Reliefstrukturen (34, 44) unterschiedlich ausgebildet sind; und/oder
    der Transmissionsbereich mindestens eine Fläche von mehr als 2 mm2 umfasst, vorzugsweise von mehr als 5 mm2, besonders bevorzugt von mehr als 15 mm2, und/oder ein Mindestmaß von mehr als 2 mm aufweist, bevorzugt von mehr als 5 mm.
  10. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbildung der höher liegenden Reliefstruktur (34), insbesondere die Ausrichtung der Mikrospiegel der höher liegenden Mikrospiegelanordnung und/ oder die Ausbildung der tiefer liegenden Reliefstruktur (44), insbesondere die Ausrichtung der Mikrospiegel der tiefer liegenden Mikrospiegelanordnung ortsabhängig variiert um ein jeweils vorgegebenes Motiv, insbesondere ein dreidimensional wirkendes Motiv oder ein Bewegungsmotiv, zu erzeugen.
  11. Datenträger (10) mit einem transparenten Fensterbereich (16) und einem im Wesentlichen opaken Bereich (14), der so mit einem optisch variablen Sicherheitselement (20) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10 versehen ist, dass der Transmissionsbereich (26) des Sicherheitselements zumindest teilweise über dem Fensterbereich (16) und der Reflexionsbereich (24) des Sicherheitselements zumindest teilweise über dem im Wesentlichen opaken Bereich (14) liegt.
  12. Datenträger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflexionsbereich (24) des Sicherheitselements höchstens 50% der Fläche des Fensterbereichs (16) überdeckt, während der Transmissionsbereich (26) des Sicherheitselements mindestens 50% der Fläche des Fensterbereichs (16) überdeckt, vorzugsweise, dass der Reflexionsbereich vollständig außerhalb des Fensterbereichs liegt, und dieser vollständig von dem Transmissionsbereich des Sicherheitselements überdeckt ist.
  13. Datenträger nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement (20) eine oder mehrere lichtdurchlässige Farbschichten (50) nach Anspruch 6 aufweist, welche allenfalls in Teilbereichen den Fensterbereich (16) überdecken und vorzugsweise vollständig außerhalb des Fensterbereichs liegen.
  14. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenträger (10, 70) ein Papier-, Polymer- oder Hybridsubstrat (12, 72) enthält.
  15. Datenträger nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Fensterbereich (16) mit einem Umriss in Form eines Motivs, beispielsweise in Form von Zeichen, geometrischen Mustern oder eines Tiermotivs ausgebildet ist.
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