EP4463325A1 - Optisch variables sicherheitselement - Google Patents

Optisch variables sicherheitselement

Info

Publication number
EP4463325A1
EP4463325A1 EP23700919.6A EP23700919A EP4463325A1 EP 4463325 A1 EP4463325 A1 EP 4463325A1 EP 23700919 A EP23700919 A EP 23700919A EP 4463325 A1 EP4463325 A1 EP 4463325A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
luminescence
dye
security element
color
excitation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23700919.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Pfeiffer
Stefan Bichlmeier
Alexander Huber
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH filed Critical Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Publication of EP4463325A1 publication Critical patent/EP4463325A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B42D25/36—Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials
    • 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
    • B42D25/36—Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials
    • B42D25/378—Special inks
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/28—Colorants ; Pigments or opacifying agents
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/40—Agents facilitating proof of genuineness or preventing fraudulent alteration, e.g. for security paper

Definitions

  • the present invention relates to an optically variable security element, in particular a security thread, for securing information carriers, with at least two luminescent dyes covering a flat substrate at least in regions on one side and/or on both sides.
  • the invention also relates to a method for authenticating an information carrier secured with such an optically variable security element.
  • optically variable security elements are known from the prior art, which are used to verify the authenticity of an information carrier provided with them, for example a value or identification document such as a banknote, a certificate, a passport, a credit, bank, debit or Identification card, or similar to ensure verifiable authenticity.
  • a value or identification document such as a banknote, a certificate, a passport, a credit, bank, debit or Identification card, or similar to ensure verifiable authenticity.
  • security elements designed in particular as security threads or patches are common state of the art, which are embedded in or arranged on a carrier material, for example in the paper of a banknote, during the manufacturing process.
  • Common security elements typically have a flat substrate which is at least partially transparent or permeable to ultraviolet radiation and can be provided with luminescent coatings in order to implement security features intended to ensure non-destructive authentication or verification of the authenticity of the banknote secured thereby.
  • luminescent coatings for this purpose, it is known in particular to apply a coding by means of luminescent dyes, which is visible when excited, in particular under ultraviolet light.
  • EP 0303 725 A1 discloses a security paper with a security thread running from edge to edge, which has luminescent dyes is printed in an overlapping manner in order to produce characteristic mixed fluorescence in the overlapping areas.
  • a particular disadvantage of the known security elements is that the luminescent coding that is visible under ultraviolet light can also be perceived by a human being, so that at least the basic mode of action of the implemented security features can be recognized and imitated relatively easily.
  • the object of the present invention to propose a solution to the aforementioned problems. It is in particular the object of the invention to specify an optically variable security element provided with luminescent dyes, which has a high degree of security against forgery and whose authenticity can preferably be reliably verified by machine.
  • the present invention solves this problem by a security element and a method for the authentication thereof with the features of the appended independent claims. Preferred embodiments of the invention are given in the dependent claims.
  • the term information carrier means almost any document or object, in particular a security document or object of value, the authenticity of which is checked or is to be checked taking into account security features implemented by a security element according to the invention.
  • the implemented security features must be proven at least with sufficient certainty, which requires the security element on the information carrier to be verifiable.
  • the security element is in the information onschu embedded in its production or otherwise connected to this, so that the security element can preferably hardly be detached from the information carrier without damage.
  • the information carrier can include information about personal data in particular.
  • the security element serves to authenticate or verify the authenticity of the information carrier secured thereby.
  • an optically variable security element for protecting such information carriers comprises at least two, preferably at least three, luminescent dyes covering a flat substrate at least in regions on one side and/or on both sides.
  • a first of the at least two luminescent dyes is a fluorescent dye and a second of the at least two luminescent dyes is a phosphorescent dye.
  • the at least two luminescent dyes are preferably superimposed or superimposed at least in regions to produce a mixed color by luminescence, for example the fluorescent and the phosphorescent dye.
  • a luminescent dye is considered in particular to be one that can be brought into an excited state by supplying excitation energy and emits light or photons at least in the visible optical wavelength range on reverse transition.
  • the luminescent dyes emit characteristic colors when excited, for example by exposure to ultraviolet radiation or ultraviolet light. The light generated by luminescence thus appears in a color that is perceptible to a human and characterizes the respective dye.
  • the excitation on which the emission of light by luminescence is based is also referred to as luminescence excitation in the context of this disclosure.
  • the wavelength range between 380 nm and 780 nm is regarded as the optically visible wavelength range.
  • the wavelength range between 780 nm and 1100 nm is referred to in particular as the near-infrared range or NIR range (near-infrared, NIR).
  • Wavelengths of less than 380 nm, in particular in a wavelength range between 10 nm and 380 nm, are assigned to the ultraviolet spectral range.
  • the excitation energy is supplied in different ways, in particular depending on the luminescent dyes provided or used in the production of the security element. Typically, the excitation occurs through the absorption of photons in the ultraviolet spectral range. Furthermore, luminescent dyes of chemiluminescence are included in the definition used in connection with this disclosure. Luminescent dyes within the meaning of this definition are also the fluorescent and phosphorescent dyes already mentioned above, the emission behavior of which is characterized in particular by different decay times after the luminescence excitation has been interrupted. While fluorescent dyes are non-luminescent, i.e.
  • phosphorescent dyes typically have significantly longer decay times, so that light produced by luminescence can also be emitted after the excitation is interrupted is at least mechanically detectable for a certain period of time.
  • Typical decay times for fluorescent dyes are in particular in the range from 1 ns to 100 ns.
  • Phosphorescent decay times are higher, particularly in the range of 1 ps (microsecond) or more.
  • the security element according to the invention can be combined with additional security features, e.g. obtainable by printing, which have an absorption in the infrared range and are transparent in the visible range of the electromagnetic spectrum.
  • additional security features e.g. obtainable by printing
  • IR substances with broadband absorption in the IR range sold by the company SICPA (SICPA SA, Ave de Florian 41, 1008 Prilly, Switzerland) under the trade name SICPATALK.
  • SICPA SICPA SA, Ave de Florian 41, 1008 Prilly, Switzerland
  • iron (II) and copper (II) compounds with an Fe2+ ion or a Cu2+ ion in a suitable chemical environment a suitable chemical environment being for example a phosphate ion or a polyphosphate ion or, more generally, a phosphorus and oxygen containing group is.
  • IR substances which absorb broadband in the NIR range (700 nm to 1100 nm), are transparent in the visible range (400 nm to 700 nm) of the electromagnetic spectrum, with at most a slightly yellowish or bluish tint.
  • the regional superimposition of the at least two luminescent dyes to produce the mixed color can preferably be achieved by applying the luminescent dyes to one side of the substrate or, particularly in the case of transparent or translucent substrates, by applying the luminescent dyes to opposite sides of the substrate.
  • the at least regional superimposition of the luminescent dyes causes a mixed color according to color mixing, in particular additive color mixing, of the light generated by luminescence. In this way, a large number of optically variable effects, which are preferably also dependent on the different decay times of the superimposed luminescent dyes, can be made accessible for coding as security features.
  • Such optically variable effects are at least mechanically detectable in the visible spectral range and are preferably presented as variations of the optically detectable appearance on the one hand and on the other hand after completed or interrupted luminescence excitation.
  • effects caused by different decay times of the fluorescent and the phosphorescent dye are conditional can be exploited for the coding.
  • variations of the appearance optically detectable in the visible range which are dependent on the type of luminescence excitation, for example on a wavelength range of ultraviolet radiation acting on the security element, can be encoded as security features.
  • a luminescent dye can emit visible luminescence radiation of a different wavelength with a first type of excitation than with a second type of excitation.
  • a mixed color is produced by superimposing the first and the second dye, which appears in different colors depending on the luminescence excitation, preferably depending on the wavelength of the ultraviolet radiation acting on the security element.
  • Such optically variable effects are preferably used as security features that are reliably recognized by machines but can no longer be resolved by human perception in order to increase the barrier to counterfeiting.
  • security features which cannot be detected by humans even with the use of conventional aids such as a UV lamp, but can only be detected with the aid of spectral analysis devices.
  • Such security features are, for example, the publication WO 99/38700 A1 discloses, in which a security or authenticity feature in the form of a luminescent substance based on at least one rare earth metal (in particular thulium) doped host lattices is described.
  • the invention enables the implementation of machine-readable coding, e.g. on banknotes, e.g. for currency, denomination, production batch, which can simplify machine processing, such as sorting by currency and/or denomination.
  • the substrate of the security element is preferably a polymer substrate or film element, in particular made of polyethylene terephthalate (PET), which is particularly preferably suitable for incorporation into or application to the information carrier.
  • PET polyethylene terephthalate
  • it is provided in particular to embed the security element in the material of the information carrier, which in configurations is formed, for example, from cotton paper, from a composite film or from a polymer substrate.
  • the substrate is preferably transparent or translucent to visible light and/or ultraviolet radiation.
  • the at least two luminescent dyes for generating the mixed color are preferably contained superimposed on one another in a color layer covering one side at least in regions of the substrate.
  • the substrate is printed at least on one side with the at least two luminescent dyes either in layers one above the other or in one layer, for example running into one another in certain areas.
  • the at least two luminescent dyes for generating the mixed color are preferably contained in color layers which at least partially cover opposite sides of the substrate and are arranged so as to overlap one another at least partially.
  • the mixed color corresponds to a mixture of the colors characterizing the luminescent dyes according to color addition.
  • An at least partially opaque masking layer in particular opaque to ultraviolet radiation, is preferably arranged between the substrate and at least one of the color layers, for example between the color layers covering the respective opposite sides of the substrate.
  • the masking layer is formed, for example, by at least partially metallizing the substrate or, in alternative configurations, by applying a UV blocker, which is mixed, for example, with a coating agent with which the substrate is coated at least partially.
  • Masking layers containing UV blockers are preferably transparent or translucent to visible light.
  • the masking layer is particularly preferably arranged between the color layers covering the respective opposite sides of the substrate and preferably has gaps in at least one region of the overlapping color layers which are transparent to visible light and/or ultraviolet radiation. In the region of the permeable gaps, the mixed color is then preferably visible on both sides, which is produced by overlapping the color layers containing the first and the second dye.
  • the masking layer thus preferably has gaps, in particular for displaying negative image elements when viewed in transmitted light.
  • Masking layers made of metal with gaps can be produced in particular by means of a washing process, as is known, for example, from WO 99/13157 A1.
  • a porous layer of washing paint is first applied to the substrate at those points where the metallization is to be omitted, and only then is a thin metal layer applied over it, which for example comprises aluminum or copper or consists of one of these materials.
  • the layer of washing color is then washed out together with the metal layer applied thereto in order to form the masking layer which has the desired gaps or openings.
  • the recesses in the metallic masking layer can be produced by area-wise etching or by local ablation by means of a laser, or the masking layer can be produced in the desired pattern by printing from the outset. In the area of the gaps or in the transparent or at least translucent areas of the masking layer, the colors or mixed colors produced by the luminescent dyes can be seen on both sides.
  • the arrangement of the permeable gaps is predetermined by applying the UV blockers already mentioned above in certain areas.
  • At least one of the colored layers is formed by a plurality of luminescence blocks which contain the at least two luminescent dyes.
  • At least one luminescence block containing the first dye and one luminescence block containing the second dye are particularly preferably superimposed on one another at least in regions in order to produce the mixed color.
  • these luminescence blocks are printed running into one another.
  • the luminescent blocks are formed in particular by applying a luminescent dye or by applying several luminescent dyes with which, in advantageous configurations, the substrate is used to produce the mixed color for example, running into one another in overlapping areas or printed on top of one another.
  • Each luminescence block includes at least one of the luminescent dyes and can therefore also represent a solid area.
  • Each individual luminescence block forms a coherent area on or above the substrate, which emits one or more colors when excited.
  • it is intended to encode security features by the arrangement and shape of the respective luminescence blocks, which appear optically variable, in particular color-changed, for example due to the fluorescent and phosphorescent properties of the dyes used both upon excitation and after the excitation has been interrupted.
  • the luminescence blocks in configurations of each color layer can be arranged at a distance from one another or overlapping one another in certain areas.
  • the concentration of one colorant (e.g. the first colorant) in an overlapping area changes continuously, preferably over the entire width of the overlapping area, from a minimum to a maximum, whereas the concentration of another colorant (e.g of the second dye), preferably in turn continuously varied from a maximum to a minimum over the entire width of the overlapping area.
  • a security feature is implemented in the form of a luminescence code.
  • the first dye and the second dye emit or generate visible light of the same color by luminescence upon luminescence excitation, preferably by ultraviolet radiation of a predetermined wavelength or a predetermined wavelength range.
  • Luminescence blocks containing the first dye and/or the second dye Substance or a mixture of the first and second dyes therefore always appear in the same color during the luminescence excitation (at a given wavelength) and can therefore not be separated by the human eye in particular, but can be recognized by machines due to the different decay pattern.
  • At least a first of the luminescence blocks is particularly preferably printed only with the first dye, at least a second of the luminescence blocks is printed only with the second dye and at least a third of the luminescence blocks is printed with a mixture of the first and the second dye.
  • a security feature is implemented in the form of rainbow-colored luminescence.
  • the first dye emits visible light of a primary color of the additive coloring upon luminescence excitation, preferably by ultraviolet radiation of a predetermined wavelength or a predetermined wavelength range.
  • the second dye correspondingly emits visible light of a different primary color of the additive coloring upon luminescence excitation, preferably by ultraviolet radiation of a predetermined wavelength or a predetermined wavelength range.
  • multi-colored motifs can be displayed that are visually appealing and can preferably be used for testing, especially under UV light.
  • luminescent dyes are used which, by luminescence, emit light of characteristic colors which correspond to the primary colors of the additive color mixture, in particular red, green and blue.
  • the respective mixed colors then result in particular in overlapping sections of the luminescence blocks.
  • the luminescence blocks are printed with luminescent dyes that emit one of the primary colors red, green and/or blue, with the overlapping areas then correspondingly appearing yellow, cyan and/or violet.
  • a further development is thus provided in an advantageous manner to use a further, third dye that under luminescence excitation third primary color of the additive color mixture emitted.
  • at least one of the luminescence blocks contains a third luminescent dye that is different from the at least two luminescent dyes, with the first dye, the second dye and the third dye being visible upon luminescence excitation, preferably by ultraviolet radiation of the specified wavelength or the specified wavelength range Emit light of different primary colors of the additive coloring.
  • the third luminescent dye is preferably a fluorescent dye.
  • the sequence of the colors in particular in luminescence blocks lined up in a row and partially overlapping each other, can in particular be selected in such a way that the color sequence of the natural spectrum results and a type of rainbow luminescence occurs. This occurs in particular when the colors are laid down in overlapping luminescent blocks in the order of red, green and blue.
  • the color design is arbitrary, for example the primary colors can also be applied in an alternating sequence, for example in the sequence red, green, blue-green, blue, red-blue, red, green-red, green, blue, etc.
  • exemplary and non-limiting orders that produce preferred color schemes are alternating orders such as red, green, blue-green, red, blue-red, green, blue-green, red, blue, etc., or conform to a random pattern such as such as red, green, green, blue, red, blue, red, blue, red, blue, blue, yellow, yellow, red, blue, yellow, red, etc.
  • the extent of the overlapping areas of the application of paint or the extent of the area in which adjacent luminescence blocks overlap is arbitrary and can be specified differently, in particular with regard to width and/or length. Multicolored representations generally have a higher complexity and are therefore difficult to imitate.
  • a security feature is implemented using metametry.
  • at least one of the luminescence blocks contains a third luminescent dye that is different from the at least two luminescent dyes.
  • the first dye, the second dye and the third dye emit visible light of different colors by luminescence upon luminescence excitation, preferably by ultraviolet radiation of a predetermined wavelength or range of wavelengths.
  • the third luminescent dye is preferably a fluorescent dye.
  • the first and the second dye are superimposed on one another at least in regions in order to generate the mixed color by luminescence in such a way that the mixed color generated by the luminescence excitation corresponds to the color of the third dye.
  • the mixed color thus corresponds to the color of the third dye under luminescence excitation, and luminescence blocks formed with the superimposed dyes that appear in the mixed color can no longer be optically detected separately from luminescence blocks containing the third dye without tools. Coding as a machine-readable security feature takes place, for example, by detecting the decay pattern caused by the different decay times.
  • two luminescent dyes can be mixed or superimposed in such a way that the color valence of the mixed color produced corresponds to the color of another luminescent dye not involved in the production of the mixed color.
  • two luminescent colors which appear the same and which appear yellow, for example in UV light (at 365 nm, for example) can be produced from a yellow luminescent pigment and from a mixture of red and green luminescent pigments.
  • the differently colored areas can only be detected or resolved after the excitation has been interrupted, due to the different decay times of the luminescent dyes.
  • the coding should be identified or validated by varying the luminescence excitation.
  • the first dye, the second dye and the third dye emit visible light of different colors through luminescence when excited by a different luminescence, preferably by ultraviolet radiation of a different predetermined wavelength or another predetermined wavelength range.
  • the first and the second dye are at least partially superimposed to produce the mixed color by luminescence such that the mixed color produced by the other luminescence excitation is different from the color of the light emitted by the third dye.
  • Luminescence blocks that appear in the mixed color during the other luminescence excitation can thus be detected optically separately from the luminescence blocks that contain the third dye.
  • an optically variable security element is provided which has variations, in particular color variations, which depend in particular on the wavelength of the exciting ultraviolet radiation.
  • the wavelength of the exciting ultraviolet radiation can thus be visualized by varying the wavelength of the exciting ultraviolet radiation.
  • at least two of the luminescent dyes emit different colors by luminescence when excited in the range of 365 nm and when excited in the range of 254 nm.
  • the decay pattern of these two luminescent dyes is also preferably different again due to the use of fluorescent or phosphorescent dyes.
  • the luminescence blocks preferably form a pattern on the visible side on the substrate, with the luminescence blocks forming the pattern covering the substrate at least in regions without gaps or comprising at least two mutually adjacent luminescence blocks which are arranged at a distance from one another.
  • the luminescence blocks are printed end-to-end, for example, or optionally partially overlap one another. pend upset. Designs with gaps between adjacent luminescence blocks can in particular increase the contrast in order to emphasize the pattern, for example during and/or after the excitation.
  • At least one of the luminescence blocks forming the pattern forms a symbol on the visible side, in particular a wavy line, an alphanumeric character, a letter of an alphabet, a character or a geometric shape, in particular a circle, oval, square, rectangle, star or regular or irregular polygon .
  • Possible design variants for the pattern formed by the luminescence blocks consist, for example, in the representation of a positive and/or negative text, in the representation of multicolored, preferably true-color motifs such as a portrait, or in the representation of motifs that under normal conditions in the appear the same color and reveal a two- or multicolored structure under UV light.
  • the luminescence blocks are arranged at least partially on micromirrors to generate representations that are dependent on the viewing angle.
  • microlenses are arranged on at least a portion of the luminescence blocks to generate representations that are dependent on the viewing angle.
  • Designs with micro-mirrors or reflecting micro-reliefs or micro-lenses, possibly using the moire effect, are known per se and are used in particular to generate different representations that are only visible or detectable in a specific viewing angle range.
  • the viewing angle at which the respective representation can be observed results from the laws of geometric optics or, in particular in the case of microlens arrangements, from their refraction behavior.
  • the lu- Minescent dyes are not applied directly to the substrate, but overlap the substrate indirectly via the micromirrors arranged in between.
  • the fluorescent dye and the phosphorescent dye preferably emit visible light of the same color by luminescence when excited, in particular by ultraviolet radiation in a predetermined wavelength range or by the application of an electrical voltage.
  • This enables security features to be provided, for example in accordance with the aforementioned luminescence code, in which for example a fluorescent and a phosphorescent dye are used, which emit the same color under UV light, for example.
  • a code is applied, in particular in the form of luminescence blocks, which include full-tone areas of the fluorescent and full-tone areas of the phosphorescent dyes and at least one overlap area in which these dyes are superimposed to produce a corresponding mixed color.
  • Such a coding cannot be perceived by the human eye, but can be reliably recognized by a machine due to the different decay times that cause characteristic decay patterns.
  • the security element is provided with a code, in particular a machine-readable code, which is electromagnetically detectable in a frequency range lying outside the optically visible frequency range, in particular in the range of infrared and/or ultraviolet radiation.
  • a code in particular a machine-readable code, which is electromagnetically detectable in a frequency range lying outside the optically visible frequency range, in particular in the range of infrared and/or ultraviolet radiation.
  • the mechanical detection in particular, can be further improved, in particular through the use of suitable UV and/or IR sensors.
  • the security element according to the invention can be combined with additional security features, which can be obtained by printing, for example, and which have absorption in the infrared range and in the visible range of the electronic magnetic spectrum are transparent.
  • additional security features which can be obtained by printing, for example, and which have absorption in the infrared range and in the visible range of the electronic magnetic spectrum are transparent.
  • Substances suitable for this are, for example, the IR substances with broadband absorption in the IR range sold by the company SICPA (SICPA SA, Ave de Florian 41, 1008 Prilly, Switzerland) under the trade name SICPATALK. Examples of particularly suitable IR substances are given in publication WO2007/060133 A1.
  • iron (II) and copper (II) compounds with an Fe2+ ion or a Cu2+ ion in a suitable chemical environment, a suitable chemical environment being, for example, a phosphate ion or a polyphosphate ion, more generally a phosphorus and oxygen containing group is.
  • a suitable chemical environment being, for example, a phosphate ion or a polyphosphate ion, more generally a phosphorus and oxygen containing group is.
  • These IR substances which absorb broadband in the NIR range (700 nm to 1100 nm), are transparent in the visible range (400 nm to 700 nm) of the electromagnetic spectrum, with at most a slightly yellowish or bluish tint.
  • a further development provides for the optically detectable security features described above to be supplemented by a magnetic coding which, for example, is applied in a hidden manner under the metallic masking layer mentioned.
  • a magnetic coding which, for example, is applied in a hidden manner under the metallic masking layer mentioned.
  • Such readable magnetic codings can be implemented, for example, by a sequence of sections with high and low magnetic coercive field strength.
  • the size of the resulting flakes or platelets can be up to a few micrometers laterally, but the size usually ranges from 2 gm to 100 gm.
  • the vertical structure of a lamina is determined by the requirements for the interference layers and is usually as thin as possible, for example in a range from 200 nm to 800 nm.
  • the pigment flakes used here have, for example, a magnetic moment.
  • Effect pigments that can be magnetically oriented are commercially available, for example, under the trade name OVMI® from SICPA.
  • the pigments have a platelet-like structure and are present in the form of a layered composite, which often contains two layers of optical effect layers and a magnetic layer embedded in between.
  • metal-reflective layers or color-shifting layer systems e.g. with an absorber-dielectric-reflector structure, are proposed in particular.
  • the embedded magnetic layer is usually not visible and is used to align the pigments.
  • further security features can be obtained by printing, for example by printing OVMI pigments on paper.
  • the platelet-shaped, magnetic OVMI pigments contained in the still liquid printing ink are spatially aligned before curing using UV radiation by applying an external magnetic field. Then the hardening takes place Printing ink by means of UV radiation.
  • print areas with a three-dimensional impression can be obtained, for example concave or convex three-dimensional impressions in the form of motifs that virtually jump back and forth.
  • a method for authenticating an information carrier secured with the optically variable security element includes the steps:
  • the optically variable security element comprising the at least two luminescent dyes in order to produce an optical appearance by luminescence
  • Detecting the optical appearance after the luminescence excitation has been interrupted preferably includes detecting the optical appearance after the fluorescence has substantially decayed, in order, for example, to make visible optical effects which are determined by the phosphorescence.
  • the optical appearance generated by luminescence includes the colors and mixed colors generated by the security element by luminescence, in particular fluorescence and phosphorescence.
  • the visual appearance is a pattern formed by the color layers or luminescence blocks mentioned above. This optical appearance or the variations thereof are preferably recorded by machine. This ensures that even short-lived changes in the optical appearance that are in the range of the decay times of the fluorescent and phosphorescent dyes are reliably detected.
  • a method for authenticating an information carrier secured with the optically variable security element includes the steps:
  • the security element is irradiated at least in regions with ultraviolet radiation of a predetermined first wavelength or a predetermined first wavelength range;
  • the security element is irradiated at least in regions with ultraviolet radiation of a predetermined second wavelength different from the first wavelength or a predetermined second wavelength range different from the first wavelength range;
  • the methods according to the second and the third aspect are preferably combined with one another so that the authenticity of the security element and/or the so that secured information carriers can be checked particularly reliably.
  • FIG. 1 shows an information carrier with an optically variable security element designed as a patch or security thread in a top view on the visible side;
  • FIG. 2 shows a sectional illustration of an optically variable security element according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a sectional illustration of an optically variable security element according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows a sectional illustration of an optically variable security element according to a third exemplary embodiment
  • FIG. 5 shows a sectional illustration of an optically variable security element according to a fourth exemplary embodiment
  • Figure 6 shows a sectional illustration of an optically variable security element according to a fifth exemplary embodiment
  • Figure 7 is a plan view of an array of overlapping luminescence blocks
  • FIG. 8 shows a schematic representation of luminescent dyes printed superimposed in overlapping areas
  • Fig. 10 shows schematically an amount of color in overlapping luminescence blocks
  • FIG. 13 shows a schematic of a method for authentication according to a further embodiment of the invention.
  • FIG. 1 schematically shows an exemplary information carrier secured with optically variable security elements 10 in the form of a banknote in a plan view from the visible side.
  • the security elements 10 are embedded in the banknote's carrier material.
  • the security element 10 designed as a security thread 10a is a foil element, in particular a metalized foil, which is embedded in the banknote in a conventional manner in such a way that it is covered in sections by paper bridges 2 and thus forms a window thread that comes to the surface here on one side of the information carrier.
  • the security thread 10a can appear alternately on opposite sides of the information carrier.
  • 1 also shows an optically variable security element 10 in the form of a foil patch 10b, which shows a portrait.
  • the foil patch 10b can be applied completely to a surface of the information carrier or applied over an area of the information carrier and then also be perceptible, in particular, in transmitted light.
  • the foil patch 10b has metallized or demetallized areas, as is explained in more detail below using exemplary embodiments, in particular with reference to FIGS.
  • the security element 10 is formed by a flat substrate 12 printed on one side with luminescent dyes F, as is shown in an example in FIG. 2 in section.
  • the flat substrate 10 is formed from a transparent film, preferably made from polyethylene terephthalate, which is covered in some areas by a plurality of luminescence blocks 100 .
  • the luminescence blocks 100 contain at least two, preferably at least three, luminescent dyes F, F1, F2, F3 in order to emit light in a specific color and intensity when the luminescence is excited. At least one of the luminescent dyes F, F1, F2, F3 is phosphorescent and another of the luminescent dyes F, F1, F2, F3 is fluorescent.
  • a first luminescence block 100a, a second luminescence block 100b and a third luminescence block 100c are shown as an example, which are printed on the substrate 12 partially overlapping (not shown) or end-to-end and thus an ink layer on the substrate 12 form.
  • the first luminescent block 100a contains a first luminescent dye F1
  • the second luminescent block 100b contains a second luminescent dye F2
  • the third luminescent block 100c contains a third luminescent dye F3.
  • the luminescence blocks 100a, 100b, 100c are applied to one side of the substrate 12.
  • the first luminescent dye F1 is a phosphorescent dye
  • the second luminescent dye F2 is a fluorescent dye.
  • the first and the second luminescent dye F1, F2 thus differ in terms of their decay times.
  • the third luminescent dye F3 is also a phosphorescent or fluorescent dye. It goes without saying that it is irrelevant for the idea essential to the invention which of the dyes F, F1, F2, F3 is the phosphorescent dye and which of the dyes F, F1, F2, F3 is the fluorescent dye. In any case, at least one phosphorescent dye and at least one fluorescent dye are provided.
  • the euminescence blocks 100 generally contain at least one of the dyes F, F1, F2, F3 or a mixture of the dyes F, F1, F2, F3, in particular for generating the mixed color.
  • the luminescent dyes F, F1, F2, F3 emit different colors that are characteristic of the respective dye F, F1, F2, F3. These colors preferably correspond to the primary colors of the additive color mixture, in particular the primary colors red, green and blue.
  • the emission spectra of the three primary colors of the additive color mixture blue, green and red are illustrated schematically in FIG.
  • the maximum intensity for blue is around 450 nm, for green around 520 nm and for red around 690 nm.
  • FIG. 7 shows an example of an arrangement of luminescence blocks 100 that are superimposed on one another in some areas and run into one another, of a color layer applied to one side of the substrate 12 in a plan view.
  • a first luminescence block 100a is superimposed on a second luminescence block 100b in a first overlap region B1.
  • the second luminescence block 100b overlays a third luminescence block 100c in a second overlap region B2.
  • the third luminescence block 100c overlays a fourth luminescence block 100d in a third overlap region B3.
  • the fourth luminescence block 100d overlays a fifth luminescence block 100e in a fourth overlap region B4.
  • the overlapping areas B1, B2, B3, B4 can themselves form luminescence blocks 100 which contain the dyes of the adjoining luminescence blocks 100a, 100b, 100c, 100d.
  • the first luminescence block 100a contains the first dye F1
  • the second luminescence block 100b contains the second dye F2
  • the third luminescence block 100c contains the third dye F3
  • the fourth luminescence block 100d contains a fourth dye F4
  • the fifth luminescence block 100e contains a fifth Dye F5, where the fourth or fifth dye F4, F5 does not necessarily have to be different from the first, second and third dyes F1, F2, F3.
  • luminescent mixed colors are formed from the characteristic colors, in particular primary colors, of the dyes F by superimposition and color addition.
  • a first mixed color M1 is produced according to color addition by superimposing the first and second dyes F1, F2.
  • a second mixed color M2 is created in the second overlapping area B2 by superimposing the second and third dyes F2, F3, a third mixed color M3 is created in the third overlapping area B3 by superimposing the third and fourth dyes F3, F4, and in the fourth overlapping area B4 by superimposing the fourth and fifth Dye F4, F5 generates a fourth mixed color M4 according to color addition.
  • a security feature in the form of rainbow-colored luminescence is implemented, for example, as follows:
  • the first, second and third dye F1, F2, F3 emit visible light when excited to luminescence, preferably by ultraviolet radiation of a specified wavelength or a specified wavelength range, each of a primary color of the additive coloring.
  • the first dye F1 generates the primary color red with luminescence excitation
  • the second dye F2 generates the primary color green with luminescence excitation
  • the third dye F3 generates the primary color blue with luminescence excitation.
  • the respective mixed colors then result from these primary colors in the overlapping areas B1, B2.
  • the first overlapping area B1 then appears yellow and the second overlapping area B2 green-blue (cyan).
  • the coloring can be varied as desired by overlaying other primary colors in order to create other mixed colors.
  • the luminescence generated by a security element 10 designed in this way according to the sequence of spectral colors is preferably recorded automatically during and after the interruption of the luminescence excitation for validation or authentication. This is preferably done based on the detection of optically variable effects that are determined by the different decay times of the fluorescent and phosphorescent dyes.
  • the optical appearance of the security element 10 changes immediately after the luminescence excitation is interrupted and then thereafter, in particular as a result of the phosphorescence luminescence slowly fading away.
  • the fourth dye F4 in the fourth luminescence block 100d corresponds to the second dye F2 of the second luminescence block 100b and the fifth dye F5 in the fifth luminescence block 100e corresponds to the first dye Fl of the first luminescence block 100a.
  • the luminescence block 100 in the first overlap region B1 contains the first and the second dye F1, F2
  • the luminescence block 100 in the second overlap region B2 contains the second and the third dye F2, F3
  • the luminescence block 100 in the third overlap region B3 contains the third and the second dye F3 , F4 and the luminescence block 100 in the fourth overlap region B4 the second and the first dye F2, F1.
  • Fig. 8 shows schematically the distribution of luminescent dyes F, F1, F2, F3, F4 or in overlapping luminescence blocks (100, 100a, 100b, 100c, 100d) printed in particular running into one another and in the overlapping areas (B1, B2, B3 ) on average.
  • the fourth dye F4 in the fourth luminescence block lOOd corresponds to the first dye Fl of the first luminescence block 100a.
  • Fig. 10 the color quantity distribution of luminescent dyes F1, F2 in superimposed and printed luminescence blocks 100a, 100b, 100c running into one another and the resulting overlapping areas B1, B2 is shown in section.
  • the first luminescence block 100a and the third luminescence block 100c contain the first dye F1.
  • the second luminescence block 100b shown in the middle in FIG. 10 contains the second dye F2.
  • 10 illustrates in particular the concentration of the dyes F1, F2 along the overlapping areas B1, B2 in the case of luminescence blocks printed running into one another. In the first overlapping area Bl, the concentration of the first dye F1 (solid line in FIG.
  • the at least two, preferably at least three, luminescent dyes F wherein at least one of the dyes F used is phosphorescent and another of the dyes F used is fluorescent, a large number of security features can be implemented.
  • the first and third overlapping areas (B1, B2) have the mixed colors yellow and blue-green (cyan).
  • the color order corresponds to the spectral decomposition of white light. In this way, an aesthetically pleasing, luminescent appearance can be produced that glows in the colors of the rainbow.
  • the fluorescent and/or phosphorescent dyes printed on top of one another in one of the overlapping regions preferably have the same color when excited, for example under UV light.
  • the sequence of the luminescence blocks (100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e) can vary. With a repeating sequence of the primary colors red R, green G and blue B according to the scheme RGB-RGB-RGB etc., a correspondingly repeating luminescent pattern is generated, which appears in the colors of the rainbow when excited. Possible variations, but variations that are not to be construed as final, are, for example, through the sequence of the primary colors according to the RGB-GBR-BRG-RGB etc. (“varying sequence”) or RGB-GRB-RGB etc. (“palindromic sequence”) or RGGBRBRBRBBGGRBGR (“pseudo-chaotic sequence”).
  • the overlapping areas B1, B2, B3, B4 can have different dimensions on the substrate 12, in particular different lengths and/or widths
  • FIGS. 11a to 11k show examples of an arrangement of luminescence blocks which form a pattern on the substrate 12 on the visible side, ie when viewed as illustrated in FIG. 1, for example.
  • FIG. 11a shows a pattern of rectangular luminescence blocks 100 which are arranged end to end and thus cover the substrate 12 at least in regions without gaps.
  • FIG. 11b shows a pattern of rectangular luminescence blocks 100 which are spaced apart from one another on the visible side or between which gaps are formed. Such an arrangement can improve the detectability of individual luminescence blocks when luminescence is excited.
  • Figure 11c shows a pattern of spaced apart luminescence blocks 100 in the form of different geometric shapes or symbols.
  • FIGS. 11d to 11g show further patterns of luminescence blocks 100 of different geometric shapes and arrangements.
  • FIGS. 1110h to 11k show examples of further visible patterns of luminescence blocks 100, with some of the luminescence blocks 100 representing alphanumeric characters.
  • the luminescence blocks 100 designed as alphanumeric characters can be used in particular to encode the currency and/or the denomination of a banknote.
  • the luminescence blocks 100 can have the shape of a circle, an oval, a square, a rectangle, a star or a regular or irregular polygon, in particular on the visible side.
  • At least one of the luminescence blocks in FIGS. 10a to 10k preferably contains two different luminescent dyes, in particular at least one fluorescent and at least one phosphorescent dye, which form a mixed color when luminescence is excited.
  • FIGS. 3 to 6 show further exemplary embodiments of the optically variable security element 10.
  • the arrangement of the luminescence blocks 100 shown makes it possible to implement a large number of security features, for example according to the rainbow-colored luminescence already mentioned above and/or a luminescence code and/or using metametry.
  • the luminescence blocks contain suitable luminescent dyes F or mixtures of these dyes F.
  • the first, second and third luminescence blocks 100a, 100b, 100c are applied to a masking layer 14 which is opaque to UV radiation.
  • a masking layer 14 which is opaque to UV radiation.
  • UV blockers are introduced in the opaque areas in a conventional manner, for example printed.
  • the masking layer consists of a thin layer of metal, in particular aluminum or copper, which is either printed in this form or removed in certain areas, in particular in areas of recesses 16, using known methods, in particular using washing methods, etching methods or laser ablation or de-metallized. This serves in particular to represent security features when viewed through, in particular as negative writing or as clear text.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment in which the luminescence blocks 100 are arranged in color layers on both sides of a transparent substrate 12 .
  • the first, second and third luminescence block 100a, 100b, 100c are applied to the front, a fourth, fifth and sixth luminescence block 100d, 100e, 100f are located on the opposite rear side of the substrate 12.
  • the third luminescence block 100c overlapping with the fourth luminescence block 100f, so that a mixed color appears in this area when luminescence is excited, which corresponds to the additive mixture of the colors of the dyes F contained in the third luminescence block 100c and the fourth luminescence block 100f.
  • luminescence blocks 100c, 100f Due to the overlapping of luminescence blocks 100c, 100f on both sides, multicolored, in particular true-colored representations can be realized on both sides of the substrate 12.
  • at least the fourth, fifth or sixth luminescence block 100d, 100e, 100f contains the phosphorescent color.
  • FIG. 5 shows an embodiment in which the first, second and third luminescence blocks 100a, 100b, 100c are applied to a reflective micro-relief or to a micro-mirror arrangement 18.
  • the micro-mirror arrangement 18 comprises a multiplicity of differently aligned micro-mirrors 181 which, in a manner known per se, produce an appearance which is dependent on the viewing angle.
  • the viewing angles at which the different appearances manifest themselves are predetermined by the alignment of the micromirrors 181 in accordance with the laws of geometric optics.
  • FIG. 6 shows an embodiment in which a microlens arrangement 20 is applied to the first, second and third luminescence blocks 100a, 100b, 100c.
  • the microlens arrangement 20 comprises a multiplicity of microlenses 201 which, in a manner known per se, produce an appearance which is dependent on the viewing angle.
  • the viewing angles at which the different appearances manifest themselves are predetermined according to the refraction behavior of the microlenses 201 .
  • the security element 10 has a plurality of luminescence blocks 100 .
  • a luminescence code is explained below as an example using a color design of the first, second and third luminescence blocks 100a, 100b, 100c. It goes without saying that this code can be correspondingly implemented using other luminescence blocks 100; in particular, it can be implemented using the security elements 10 illustrated in FIGS.
  • the first luminescence block 100a is printed only with the first dye F1 and the second luminescence block 100b is printed only with the second dye F2.
  • the third luminescence block 100c shown in the center in the exemplary representation of FIG.
  • the first dye F1 and the second dye F2 emit visible light of the same color upon luminescence excitation, preferably by ultraviolet radiation of a predetermined wavelength or a predetermined wavelength range.
  • the luminescence blocks 100a, 100b, 100c appear in the same color and therefore cannot be optically detected separately from one another.
  • the first and the second dye are a phosphorescent and a fluorescent dye, the security element 10 has an appearance that varies with the decay time (also: "decay pattern"), which can be detected by machine recognition after the luminescence excitation has been interrupted. Such effects are im Generally difficult to imitate and thus increase the security against counterfeiting.
  • the security element 10 has a plurality of luminescence blocks 100 .
  • a coding that uses metametry is explained below as an example using a color design of the first and second luminescence block 100a, 100b. It goes without saying that this coding can be implemented correspondingly by means of other luminescence blocks 100; in particular, it can be implemented with the aid of the security elements 10 illustrated in FIGS. 2 to 6.
  • the first luminescence block 100a contains the third dye F3.
  • the second luminescence block 100b is printed with a mixture of the first and the second dye F1, F2.
  • the first dye F1, the second dye F2 and the third dye F3 emit here Luminescence excitation, preferably by ultraviolet radiation of a specified wavelength or a specified wavelength range, visible light of different colors by luminescence.
  • the first and the second dye F1, F2 are superimposed on one another to generate the mixed color in the luminescence block 100b in such a way that the mixed color generated by the luminescence excitation corresponds to the color of the third dye F3.
  • the luminescence blocks 100a and 100b appear in the same color and thus cannot be visually perceived separately from one another.
  • the first and the second dye F1, F2 are a phosphorescent and a fluorescent dye
  • the security element 10 has a decay pattern which is variable with the decay time and which can be detected by machine after the luminescence excitation has been interrupted, ie after the fluorescence has decayed. Automatic detection is preferably carried out for the authenticity check, in which the excitation of the luminescence is at least temporarily interrupted in order to obtain a luminescent decay pattern generated by phosphorescence, according to which the detection, i.e. a recognition of the first and second luminescence blocks 100a, 100b, can take place .
  • the second luminescence block 100b can be detected by machine on the basis of color changes after the luminescence excitation has been interrupted, ie after the fluorescence has died down.
  • the first dye F1, the second dye F2 and the third dye F3 also emit visible light of different colors by luminescence with a different luminescence excitation, preferably by ultraviolet radiation of a different predetermined wavelength or another predetermined wavelength range.
  • the first and the second dye are superimposed on one another at least in regions in order to produce the mixed color by luminescence in such a way that the mixed color produced by the other luminescence excitation differs from the color of the third dye F3 is.
  • the luminescent dyes F1, F2 constituting the mixed color emit light upon luminescence excitation, the spectral range of which depends on the wavelength of the luminescence excitation.
  • a mixed color of the first dye F1 and the second dye F2 thus appears in the color of the third dye F3 under a first luminescence excitation, for example by exposure to ultraviolet radiation with a wavelength of 365 nm.
  • a first luminescence excitation for example by exposure to ultraviolet radiation with a wavelength of 365 nm.
  • second luminescence excitation for example by irradiation with ultraviolet radiation at 254 nm, the luminescence block 100b no longer appears in the color of the third dye F3.
  • Such behavior can be used to implement security features, in particular coding.
  • the third dye F3 is a luminescent pigment, which also appears correspondingly yellow when luminescence is excited. With a different luminescence excitation, however, the first luminescence block 100a and the second luminescence block 100b appear in different luminescence colors.
  • FIG. 12 illustrates a method for authenticating the information carrier 1 secured with the optically variable security element 10 schematically in a block diagram.
  • the method comprises at least the following steps, in particular taking into account the specified order:
  • Luminescence excitation S1 of the at least two luminescent dyes F comprising optically variable security element 10 to produce an optical appearance by luminescence.
  • the luminescence is excited, for example, by irradiation with light from the ultraviolet spectral range.
  • FIG. 13 illustrates a further method for authenticating the information carrier 1 secured with the optically variable security element 10 schematically in a further block diagram.
  • the method comprises at least the following steps, in particular taking into account the specified order:
  • First luminescence excitation S10 of the at least two luminescent dyes F comprising optically variable security element 10 for generating an optical appearance by luminescence.
  • the first luminescence excitation S10 takes place by means of at least regional irradiation of the security element 10 with ultraviolet radiation of a predetermined first wavelength or a predetermined first wavelength range, in particular at around 365 nm.
  • the second luminescence excitation S30 takes place by means of at least regional irradiation of the security element 10 with ultraviolet radiation of a predetermined second wavelength different from the first wavelength or a predetermined second wavelength range different from the first wavelength range, in particular at around 254 nm.

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Abstract

Ein optisch variables Sicherheitselement zur Absicherung von Informationsträgern (1) weist zumindest zwei zumindest bereichsweise ein flächiges Substrat einseitig und/ oder zweiseitig überdeckende, lumineszierende Farbstoffe (F) auf. Die zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe (F) umfassen einen fluoreszierenden Farbstoff und einen phosphoreszierenden Farbstoff, wobei vorzugsweise die zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe (F), vorzugsweise der fluoreszierende Farbstoff und der phosphoreszierende Farbstoff, zur Erzeugung einer Mischfarbe durch Lumineszenz zumindest bereichsweise einander überlagert sind. Ferner wird ein Verfahren zur Authentifizierung eines mit einem optisch variablen Sicherheitselement (10) gesicherten Informationsträgers (1) vorgeschlagen.

Description

Optisch variables Sicherheitselement
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisch variables Sicherheitselement, insbesondere ein Sicherheitsfaden, zur Absicherung von Informationsträgern, mit zumindest zwei zumindest bereichsweise ein flächiges Substrat einseitig und/ oder zweiseitig überdeckenden, lumineszierenden Farbstoffen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Authentifizierung eines mit einem solchen optisch variablen Sicherheitselement gesicherten Informationsträgers.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene optisch variable Sicherheitselemente bekannt, die dazu dienen, die Echtheit eines damit versehenen Informationsträgers, beispielsweise ein Wert- oder Ausweisdokument wie etwa eine Banknote, ein Zertifikat, ein Pass, eine Kredit-, Bank-, Debit- oder Identifikationskarte, o. ä. auf Echtheit nachweisbar sicherzustellen.
Aus dem Bereich der Banknoten sind insbesondere als Sicherheitsfäden oder Patch ausgeführte Sicherheitselemente gängiger Stand der Technik, die während des Herstellungsprozesses in ein Trägermaterial, beispielsweise in das Papier einer Banknote, eingebettet oder darauf angeordnet werden. Gängige Sicherheitselemente weisen typischerweise ein flächiges Substrat auf, welches für Ultraviolettstrahlung zumindest abschnittsweise transparent bzw. durchlässig ist und mit lumineszierenden Beschichtungen versehen werden kann, um Sicherheitsmerkmale zu implementieren, die die zerstörungsfreie Authentifizierung bzw. Überprüfung der Echtheit der damit gesicherten Banknote sicherstellen sollen. Hierzu ist insbesondere bekannt, mittels lumineszierender Farbstoffe eine Kodierung aufzubringen, die bei Anregung, insbesondere unter ultraviolettem Licht, sichtbar ist.
Aus EP 0303 725 Al ist ein Sicherheitspapier mit einem von Kante zu Kante durchlaufenden Sicherheitsfaden bekannt, der mit lumineszierenden Farbstoffen überlappend bedruckt ist, um in den Überlappungsbereichen charakteristische Mischfluoreszenzen zu erzeugen.
Nachteilig an den bekannten Sicherheitselementen ist insbesondere, dass die unter ultraviolettem Licht sichtbare, lumineszierende Kodierung auch von einem Menschen wahrgenommen werden kann und so zumindest die grundlegende Wirkweise der implementierten Sicherheitsmerkmale relativ einfach erkannt und nachgeahmt werden kann.
Insofern ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung der vorgenannten Probleme vorzuschlagen. Es ist insbesondere die Aufgabe der Erfindung, ein mit lumineszierenden Farbstoffen versehenes, optisch variables Sicherheitselement anzugeben, welches eine hohe Fälschungssicherheit aufweist und dessen Echtheit vorzugsweise maschinell zuverlässig verifiziert werden kann.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Sicherheitselement und ein Verfahren zur Authentifizierung desselben mit den Merkmalen der anliegenden unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den davon abhängigen Ansprüchen angegeben.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist unter dem Begriff eines Informationsträgers ein nahezu beliebiges Dokument oder Objekt, insbesondere Sicherheitsdokument oder Wertgegenstand, zu verstehen, dessen Echtheit unter Berücksichtigung von Sicherheitsmerkmalen, die durch ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement implementiert werden, überprüft wird oder überprüft werden soll. Zur Verifizierung der Echtheit des Informationsträgers müssen die implementieren Sicherheitsmerkmale zumindest mit hinreichender Sicherheit nachgewiesen werden, was die Nachweisbarkeit des Sicherheitselements am Informationsträger erfordert. Typischerweise wird das Sicherheitselement in den Informati- onsträger bei dessen Herstellung eingebettet oder anderweitig mit diesem verbunden, so dass das Sicherheitselement vorzugsweise kaum beschädigungsfrei von dem Informationsträger gelöst werden kann. Der Informationsträger kann beispielsweise im Falle von Ausweisdokumenten, Identifikationskarten, Pässen oder dergleichen insbesondere Informationen über personenbezogene Daten umfassen. Im Allgemeinen, insbesondere im Falle von Banknoten, dient das Sicherheitselement zur Authentifizierung bzw. Verifizierung der Echtheit des damit gesicherten Informationsträgers.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optisch variables Sicherheitselement zur Absicherung von solchen Informationsträgern vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Sicherheitselement umfasst zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, zumindest bereichsweise ein flächiges Substrat einseitig und/ oder zweiseitig überdeckende, lumineszierende Farbstoffe. Ein erster der zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe ist ein fluoreszierender Farbstoff und ein zweiter der zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe ist ein phosphoreszierender Farbstoff. Vorzugsweise sind die zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe zur Erzeugung einer Mischfarbe durch Lumineszenz zumindest bereichsweise überlagert bzw. überlagert angeordnet, beispielsweise der fluoreszierende und der phosphoreszierende Farbstoff.
Als lumineszierender Farbstoff wird im Rahmen dieser Offenbarung insbesondere ein solcher angesehen, der durch Zuführung einer Anregungsenergie in einen angeregten Zustand versetzbar ist und bei Rückübergang Licht bzw. Photonen zumindest des sichtbaren optischen Wellenlängenbereichs emittiert. So emittieren die lumineszierenden Farbstoffe bei Anregung, die beispielsweise durch Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlung bzw. ultraviolettem Licht erfolgt, charakteristische Farben. Das durch Lumineszenz erzeugte Licht erscheint somit in einer von einem Menschen wahrnehmbaren, den jeweiligen Farbstoff charakterisierenden Farbe. Die der Emission von Licht durch Lumineszenz zu Grunde liegende Anregung wird im Rahmen dieser Offenbarung auch als Lumineszenzanregung bezeichnet.
Als optisch sichtbarer Wellenlängenbereich wird im Zusammenhang mit dieser Offenbarung insbesondere der Wellenlängenbereich zwischen 380 nm und 780 nm angesehen. Der Wellenlängenbereich zwischen 780 nm und 1100 nm wird insbesondere als Nahinfrarotbereich bzw. NIR-Bereich (near-infrared, NIR) bezeichnet. Wellenlängen von kleiner als 380 nm, insbesondere in einem Wellenlängenbereich zwischen 10 nm und 380 nm, werden dem ultravioletten Spektralbereich zugeordnet.
Die Zuführung der Anregungsenergie erfolgt insbesondere in Abhängigkeit der vorgesehenen bzw. bei der Herstellung des Sicherheitselementes verwendeten, lu- mineszierenden Farbstoffe in unterschiedlicher Art und Weise. Typischerweise erfolgt die Anregung durch Absorption von Photonen des ultravioletten Spektralbereichs. Ferner sind lumineszierende Farbstoffe der Chemolumineszenz von der im Zusammenhang mit dieser Offenbarung verwendeten Definition umfasst. Lumineszierende Farbstoffe im Sinne dieser Definition sind auch die vorstehend bereits genannten fluoreszierenden und phosphoreszierenden Farbstoffe, deren Emissionsverhalten nach Unterbrechung der Lumineszenzanregung insbesondere von unterschiedlichen Abklingzeiten gekennzeichnet sind. Während fluoreszierende Farbstoffe nicht nachleuchtend sind, also nach Unterbrechung der Anregung typischerweise nahezu unverzüglich in den Grundzustand zurückkehren und die Emission von durch Lumineszenz erzeugtes Licht eingestellt wird, weisen phosphoreszierende Farbstoffe typischerweise deutlich längere Abklingzeiten auf, so dass durch Lumineszenz erzeugtes Licht auch nach Unterbrechung der Anregung für eine gewisse Dauer zumindest maschinell erfassbar ist. Typische Abklingzeiten für fluoreszierende Farbstoffe liegen insbesondere im Bereich von 1 ns bis 100 ns. Abklingzeiten für phosphoreszierende Farbstoffe liegen darüber, insbesondere in einem Bereich von 1 ps (Mikrosekunde) oder mehr.
Des Weiteren kann das erfindungs gemäße Sicherheitselement mit zusätzlichen, z.B. drucktechnisch erhältlichen Sicherheitsmerkmalen kombiniert werden, die eine Absorption im Infraroten aufweisen und im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums transparent sind. Hierfür geeignete Substanzen sind z.B. die von der Firma SICPA (SICPA SA, Ave de Florian 41, 1008 Prilly, Schweiz) unter dem Handelsnamen SICPATALK vertriebenen IR-Substanzen mit breitbandiger Absorption im IR-Bereich. Beispiele für insbesondere geeignete IR-Substanzen sind in der Druckschrift W02007/060133 Al angegeben. Insbesondere geeignet sind Eisen (II)- und Kupfer (Il)-Verbindungen mit einem Fe2+-Ion oder einem Cu2+-Ion in einer geeigneten chemischen Umgebung, wobei eine geeignete chemische Umgebung beispielsweise ein Phosphation oder ein Polyphosphation oder, allgemeiner, eine Phosphor und Sauerstoff enthaltende Gruppe ist. Diese breitbandig im NIR-Bereich (700 nm bis 1100 nm) absorbierenden IR-Substanzen sind im sichtbaren Bereich (400 nm bis 700 nm) des elektromagnetischen Spektrums transparent, wobei sie höchstens eine leicht gelbliche oder bläuliche Tönung aufweisen.
Die bereichsweise Überlagerung der zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe zur Erzeugung der Mischfarbe kann vorzugsweise durch Aufbringen der lumineszierenden Farbstoffe auf einer Seite des Substrats oder, insbesondere bei transparenten oder transluzenten Substraten, durch Aufbringen der lumineszierenden Farbstoffe auf gegenüberliegenden Seiten des Substrats erfolgen. In jedem Fall bedingt die zumindest bereichsweise Überlagerung der lumineszierenden Farbstoffe eine Mischfarbe gemäß Farbmischung, insbesondere additiver Farbmischung, des durch Lumineszenz erzeugten Lichts. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von optisch variablen Effekten, die vorzugsweise auch von den unterschiedlichen Abklingzeiten der überlagerten lumineszie- renden Farbstoffe abhängig sind, zur Kodierung als Sicherheitsmerkmale zugänglich gemacht werden. Derartige optisch variable Effekte sind im sichtbaren Spektralbereich zumindest maschinell erfassbar und stellen sich vorzugsweise als Variationen des optisch erfassbaren Erscheinungsbilds einerseits bei und andererseits nach erfolgter bzw. unterbrochener Lumineszenzanregung dar. Auf diese Weise können vorzugsweise Effekte, die durch unterschiedliche Abklingzeiten des fluoreszierenden und des phosphoreszierenden Farbstoffs bedingt sind, für die Kodierung ausgenutzt werden. Alternativ oder zusätzlich können Variationen des im sichtbaren Bereich optisch erfassbaren Erscheinungsbildes, die von der Art der Lumineszenzanregung, beispielsweise von einem Wellenlängenbereich einer auf das Sicherheitselement einwirkenden Ultraviolettstrahlung, abhängig sind, als Sicherheitsmerkmale kodiert werden. Beispielsweise kann ein lumineszierender Farbstoff bei einer ersten Anregungsart sichtbare Lumineszenzstrahlung einer anderen Wellenlänge emittieren als bei einer zweiten Anregungsart. In anderen Ausgestaltungen wird durch Überlagerung des ersten und des zweiten Farbstoffs eine Mischfarbe erzeugt, die in Abhängigkeit von der Lumineszenzanregung, vorzugsweise in Abhängigkeit von der Wellenlänge der auf das Sicherheitselement einwirkenden Ultraviolettstrahlung, in unterschiedlichen Farben erscheint. Bevorzugt werden solche optisch variablen Effekte als Sicherheitsmerkmale ausgenutzt, die maschinell zuverlässig erkannt werden, vom menschlichen Wahrnehmungsvermögen jedoch nicht mehr aufgelöst werden können, um die Fälschungshürde zu erhöhen.
In Weiterbildung werden insbesondere solche Sicherheitsmerkmale bevorzugt, die für den Menschen selbst bei Hinzuziehung von üblichen Hilfsmitteln wie etwa einer UV-Lampe nicht detektierbar sind, sondern erst mit Hilfe von spektralen Analysegeräten erfassbar sind. Derartige Sicherheitsmerkmale sind beispielsweise in der Druckschrift WO 99/38700 Al offenbart, in der ein Sicherheits- oder Echtheitsmerkmal in Form einer lumineszierenden Substanz auf der Basis von mit wenigstens einem Seltenerdmetall (insbesondere Thulium) dotierten Wirts gittern beschrieben wird.
Die Erfindung ermöglicht insbesondere die Implementierung von maschinell lesbaren Kodierungen z.B. bei Banknoten, beispielsweise für die Währung, Denomination, Herstellungscharge, die die maschinelle Bearbeitung, wie etwa die Sortierung nach Währung und/ oder Denomination, vereinfachen kann.
Das Substrat des Sicherheitselements ist bevorzugt ein Polymersubstrat oder Folienelement, insbesondere aus Polyethylenterephthalat (PET), welches besonders bevorzugt zum Einbringen in oder Aufbringen auf den Informationsträger geeignet ist. Hierzu ist insbesondere vorgesehen, das Sicherheitselement in das Material des Informationsträgers einzubetten, der in Ausgestaltungen beispielsweise aus Baumwollpapier, aus einem Folienverbund oder aus einem Polymersubstrat gebildet ist. Bevorzugt ist das Substrat für sichtbares Licht und/ oder Ultraviolettstrahlung transparent oder transluzent.
Vorzugsweise sind die zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe zur Erzeugung der Mischfarbe in einer das Substrat zumindest bereichsweise einseitig überdeckenden Farbschicht einander überlagert enthalten. Hierzu ist in Ausgestaltungen insbesondere vorgesehen, das Substrat zumindest einseitig mit den zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffen entweder schichtweise übereinander oder in einer Schicht, beispielsweise bereichsweise ineinander verlaufend, zu bedrucken. Alternativ oder zusätzlich sind die zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe zur Erzeugung der Mischfarbe bevorzugt in Farbschichten enthalten, die jeweils gegenüberliegende Seiten des Substrats zumindest bereichsweise überdecken und einander zumindest bereichs weise überlappend angeordnet sind. Beispielsweise sind die gegenüberliegenden Seiten des insbesondere bereichsweise transparenten oder transluzenten Substrats mit unterschiedlichen lumineszierenden Farbstoffen derart überlappend bedruckt, dass sich insbesondere bei Betrachtung des bedruckten Bereichs in Durchsicht ein Erscheinungsbild ergibt, welches die Mischfarbe enthält. Die Mischfarbe entspricht auch in diesem Fall einer Mischung der die lumineszierenden Farbstoffe charakterisierenden Farben gemäß Farbaddition.
Vorzugsweise ist eine zumindest bereichsweise opake, insbesondere für Ultraviolettstrahlung opake, Maskierungsschicht zwischen dem Substrat und zumindest einer der Farbschichten, beispielsweise zwischen den die jeweils gegenüberliegenden Seiten des Substrats überdeckenden Farbschichten, angeordnet. Die Maskierungsschicht ist beispielsweise durch zumindest bereichsweises Metallisieren des Substrats oder, in hierzu alternativen Ausgestaltungen, durch Aufbringen eines UV-Blockers gebildet, der beispielsweise einem Beschichtungsmittel beigemischt wird, mit dem das Substrat zumindest bereichsweise beschichtet wird. UV-Blocker enthaltende Maskierungsschichten sind vorzugsweise für sichtbares Licht transparent oder transluzent.
Besonders bevorzugt ist die Maskierungsschicht zwischen den die jeweils gegenüberliegende Seiten des Substrats überdeckenden Farbschichten angeordnet und weist vorzugsweise zumindest in einem Bereich der überlappenden Farbschichten Aussparungen auf, die für sichtbares Licht und/ oder Ultraviolettstrahlung durchlässig sind. In dem Bereich der durchlässigen Aussparungen ist dann vorzugsweise die Mischfarbe beidseitig sichtbar, welche durch Überlappung der den ersten und den zweiten Farbstoff enthaltenden Farbschichten erzeugt wird.
Die Maskierungsschicht weist somit bevorzugt Aussparungen, insbesondere zur Darstellung von Negativbildelementen bei Betrachtung im Durchlicht, auf. Maskierungsschichten aus Metall mit Aussparungen können insbesondere mittels Waschverfahren hergestellt werden, wie es etwa aus WO 99/13157 Al bekannt ist. Hierzu wird zunächst an denjenigen Stellen, an denen die Metallisierung ausgespart sein soll, eine poröse Schicht aus Waschfarbe bereichsweise auf das Substrat aufgetragen und erst anschließend eine dünne Metallschicht darüber aufgebracht, welche beispielsweise Aluminium oder Kupfer umfasst oder aus einer dieser Materialien besteht. Anschließend wird die Schicht aus Waschfarbe zusammen mit der darauf aufgebrachten Metallschicht ausgewaschen, um die Maskierungsschicht zu bilden, die die gewünschten Aussparungen bzw. Durchbrechungen aufweist. Alternativ hierzu können die Aussparungen in der metallischen Maskierungsschicht durch bereichsweises Ätzen oder durch lokalen Abtrag mittels Laser hergestellt werden, oder die Maskierungsschicht kann von vornherein in dem gewünschten Muster drucktechnisch erzeugt werden. Im Bereich der Aussparungen bzw. in den transparenten oder zumindest transluzenten Bereichen der Maskierungsschicht sind die von den lumineszierenden Farbstoffen erzeugten Farben bzw. Mischfarben beidseitig zu erkennen.
Alternativ oder zusätzlich wird die Anordnung der durchlässigen Aussparungen durch bereichs weises Aufbringen der vorstehend bereits genannten UV-Blocker vorgegeben.
In vorteilhaften Ausführungen ist zumindest eine der Farbschichten, besonders bevorzugt jede Farbschicht, von einer Mehrzahl von Lumineszenzblöcken gebildet, welche die zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe enthalten. Besonders bevorzugt sind zumindest ein den ersten Farbstoff enthaltender Lumineszenzblock und ein den zweiten Farbstoff enthaltender Lumineszenzblock zur Erzeugung der Mischfarbe zumindest bereichsweise einander überlagert. Beispielsweise sind diese Lumineszenzblöcke ineinander verlaufend gedruckt. Die Lumineszenzblöcke werden insbesondere durch Farbauftrag eines lumineszierenden Farbstoffes oder durch Farbauftrag mehrerer lumineszierender Farbstoffe gebildet, mit denen in vorteilhaften Ausgestaltungen das Substrat zur Erzeugung der Mischfarbe beispielsweise in Überlappungsbereichen ineinander verlaufend oder übereinander bedruckt ist. Jeder Lumineszenzblock umfasst zumindest einen der lumines- zierenden Farbestoffe und kann somit auch eine Volltonfläche darstellen. Jeder einzelne Lumineszenzblock bildet auf oder über dem Substrat einen zusammenhängenden Bereich, der bei Anregung eine oder mehrere Farben emittiert. Es ist insbesondere vorgesehen, Sicherheitsmerkmale durch die Anordnung und Form der jeweiligen Lumineszenzblöcke zu kodieren, die beispielsweise aufgrund der fluoreszierenden und phosphoreszierenden Eigenschaften der verwendeten Farbstoffe sowohl bei Anregung als auch nach Unterbrechung der Anregung optisch variabel, insbesondere farbverändert, erscheinen.
Es versteht sich, dass sich die Lumineszenzblöcke in Ausgestaltungen einer jeden Farbschicht voneinander beabstandet oder einander bereichsweise überlappend angeordnet sein können.
Bei einem verlaufenden Druck ist zu verstehen, dass sich die Konzentration eines Farbstoffes (beispielsweise des ersten Farbstoffes) in einem Überlappungsbereich kontinuierlich, vorzugsweise über die gesamte Breite des Überlappungsbereichs, von einem Minimum zu einem Maximum verändert, wohingegen sich die Konzentration eines anderen Farbstoffes (beispielsweise des zweiten Farbstoffes), vorzugsweise wiederum über die gesamte Breite des Überlappungsbereichs, kontinuierlich von einem Maximum zu einem Minimum verändert.
In vorteilhaften Ausgestaltungen erfolgt die Implementierung eines Sicherheitsmerkmals in Form eines Lumineszenzcodes. Hierbei emittieren bzw. erzeugen der erste Farbstoff und der zweite Farbstoff bei Lumineszenzanregung, vorzugsweise durch Ultraviolettstrahlung einer vorgegebenen Wellenlänge oder eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs, sichtbares Licht der gleichen Farbe durch Lumineszenz. Lumineszenzblöcke, die den ersten Farbstoff und/ oder den zweiten Färb- stoff oder eine Mischung des ersten und des zweiten Farbstoffes enthalten, erscheinen daher während der Lumineszenzanregung (bei vorgegebener Wellenlänge) stets in der gleichen Farbe und können somit insbesondere vom menschlichen Auge nicht getrennt werden, allerdings auf Grund des unterschiedlichen Abklingmusters maschinell erkannt werden. Besonders bevorzugt werden in diesem Zusammenhang zumindest ein erster der Lumineszenzblöcke nur mit dem ersten Farbstoff, zumindest ein zweiter der Lumineszenzblöcke nur mit dem zweiten Farbstoff und zumindest ein dritter der Lumineszenzblöcke mit einer Mischung aus dem ersten und dem zweiten Farbstoff bedruckt.
In vorteilhaften Ausgestaltungen erfolgt die Implementierung eines Sicherheitsmerkmals in Form von regenbogenfarbigen Lumineszenzen. Hierzu emittiert der erste Farbstoff bei Lumineszenzanregung, vorzugsweise durch Ultraviolettstrahlung einer vorgegebenen Wellenlänge oder eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs, sichtbares Licht einer Grundfarbe der additiven Farbgebung. Der zweite Farbstoff emittiert entsprechend bei Lumineszenzanregung, vorzugsweise durch Ultraviolettstrahlung einer vorgegebenen Wellenlänge oder eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs, sichtbares Licht einer anderen Grundfarbe der additiven Farbgebung. Auf diese Weise können insbesondere mehrfarbige Motive dargestellt werden, die optisch ansprechend sind und bevorzugt zur Prüfung, insbesondere unter UV-Licht, herangezogen werden können. Vorzugsweise werden somit lumineszierenden Farbstoffe verwendet, die durch Lumineszenz Licht charakteristischer Farben emittieren, welche den Grundfarben der additiven Farbmischung, insbesondere Rot, Grün und Blau, entsprechen. Insbesondere in überlappenden Abschnitten der Lumineszenzblöcke ergeben sich dann die jeweiligen Mischfarben. Beispielsweise werden die Lumineszenzblöcke mit lumineszierenden Farbstoffen bedruckt, die eine der Grundfarben Rot, Grün und/ oder Blau emittieren, wobei die Überlappungsbereiche dann entsprechend gelb, cyan und/ oder violett erscheinen. In Weiterbildung ist somit in vorteilhafter Weise vorgesehen, einen weiteren, dritten Farbstoff zu verwenden, der unter Lumineszenzanregung die dritte Grundfarbe der additiven Farbmischung emittiert. In diesem Fall enthält zumindest einer der Lumineszenzblöcke einen von den zumindest zwei lumineszie- renden Farbstoffen verschiedenen, dritten lumineszierenden Farbstoff, wobei der erste Farbstoff, der zweite Farbstoff und der dritte Farbstoff bei Lumineszenzanregung, vorzugsweise durch Ultraviolettstrahlung der vorgegebenen Wellenlänge oder des vorgegebenen Wellenlängenbereichs, sichtbares Licht unterschiedlicher Grundfarben der additiven Farbgebung emittieren. Der dritte lumineszierende Farbstoff ist vorzugsweise ein fluoreszierender Farbstoff. Die Aufeinanderfolge der Farben insbesondere in aneinandergereihten, sich jeweils teilweise überdeckenden Lumineszenzblöcken kann insbesondere so gewählt werden, dass sich die Farbreihenfolge des natürlichen Spektrums ergibt und eine Art Regenbogen- Lumineszenz auftritt. Dies tritt insbesondere auf, wenn die Farben in überlappenden Lumineszenzblöcken in der Reihenfolge Rot, Grün und Blau aufgebracht sind. Die Farbgestaltung ist an sich beliebig, beispielsweise können die Grundfarben auch in einer alternierenden Reihenfolge, beispielsweise in der Reihenfolge Rot, Grün, Blau - Grün, Blau, Rot - Blau, Rot, Grün - Rot, Grün, Blau, usw. aufgebracht werden. Andere beispielhafte und nicht einschränkend aufzufassenden Reihenfolgen, die eine bevorzugte Farbgestaltung bewirken, sind einander abwechselnde Reihenfolgen wie Rot, Grün, Blau - Grün, Rot, Blau - Rot, Grün, Blau - Grün, Rot, Blau, usw. oder entsprechen einem Zufallsmuster wie etwa Rot, Grün, Grün, Blau, Rot, Blau, Rot, Blau, Rot, Blau, Blau, Geld, Gelb, Rot, Blau, Gelb, Rot, usw. Die Ausdehnung der Überlappungsbereiche des Farbauftrags bzw. die Ausdehnung des Bereichs, in dem sich benachbarte Lumineszenzblöcke überlappen, ist beliebig und kann insbesondere hinsichtlich Breite und/ oder Länge unterschiedlich vorgegeben werden. Mehrfarbige Darstellung weisen im Allgemeinen eine höhere Komplexität auf und können daher nur schwer nachgeahmt werden. Die Mischfarben, die in den Überlappungsbereichen durch Mischen von lumineszierenden Grundfarben erzeugt werden, sind nur schwer zu rekonstruieren, da nachgeahmte Grundfarben mit einem nur leicht abweichenden Emissionsspektren bereits eine starke Verschiebung der Mischfluoreszenz bewirken können. In vorteilhaften Ausgestaltungen erfolgt die Implementierung eines Sicherheitsmerkmals unter Ausnutzung der Metametrie. Hierzu ist vorgesehen, dass zumindest einer der Lumineszenzblöcke einen von den zumindest zwei lumineszieren- den Farbstoffen verschiedenen, dritten lumineszierenden Farbstoff enthält. Der erste Farbstoff, der zweite Farbstoff und der dritte Farbstoff emittieren bei Lumineszenzanregung, vorzugsweise durch Ultraviolettstrahlung einer vorgegebenen Wellenlänge oder eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs, sichtbares Licht unterschiedlicher Farben durch Lumineszenz. Der dritte lumineszierende Farbstoff ist vorzugsweise ein fluoreszierender Farbstoff. Der erste und der zweite Farbstoff sind zur Erzeugung der Mischfarbe durch Lumineszenz zumindest bereichsweise derart einander überlagert, dass die durch die Lumineszenzanregung erzeugte Mischfarbe der Farbe des dritten Farbstoffs entspricht. Die Mischfarbe entspricht somit der Farbe des dritten Farbstoffs unter Lumineszenzanregung, und mit den überlagerten Farbstoffen gebildete Lumineszenzblöcke, die in der Mischfarbe erscheinen, können ohne Hilfsmittel optisch nicht mehr von Lumineszenzblöcken, die den dritten Farbstoff enthalten, getrennt erfasst werden. Eine Kodierung als maschinenlesbares Sicherheitsmerkmal erfolgt beispielsweise unter Erfassung der durch die unterschiedlichen Abklingzeiten bedingten Abklingmuster.
Nach den Grundlagen der Metamerie können somit beispielsweise zwei lumineszierende Farbstoffe so gemischt bzw. überlagert werden, dass die Farbvalenz der erzeugten Mischfarbe der Farbe eines weiteren, bei der Erzeugung der Mischfarbe unbeteiligten, lumineszierenden Farbstoffes entspricht. So können zwei gleich erscheinende lumineszierende Farben, die z.B. im UV-Licht (bei z.B. 365 nm) jeweils z.B. gelb erscheinen, zum einen aus einem gelb lumineszierenden Pigment und zum anderen aus einer Mischung von rot und grün lumineszierenden Pigmenten hergestellt werden. Die unterschiedlich eingefärbten Bereiche können erst nach Unterbrechung der Anregung, bedingt durch die unterschiedlichen Abklingzeiten der lumineszierenden Farbstoffe, erfasst bzw. aufgelöst werden. Alternativ oder zusätzlich soll beispielsweise im Rahmen der Metametrie eine Identifizierung bzw. Validierung der Kodierung durch Variation der Lumineszenzanregung erfolgen. Hierzu ist vorgesehen, dass der erste Farbstoff, der zweite Farbstoff und der dritte Farbstoff bei einer anderen Lumineszenzanregung, vorzugsweise durch Ultraviolettstrahlung einer anderen vorgegebenen Wellenlänge oder eines anderen vorgegebenen Wellenlängenbereichs, sichtbares Licht unterschiedlicher Farben durch Lumineszenz emittieren. Der erste und der zweite Farbstoff sind allerdings zur Erzeugung der Mischfarbe durch Lumineszenz zumindest bereichsweise derart einander überlagert, dass die durch die andere Lumineszenzanregung erzeugte Mischfarbe von der Farbe des vom dritten Farbstoff emittierten Lichts verschieden ist. Lumineszenzblöcke, die während der anderen Lumineszenzanregung in der Mischfarbe erscheinen, können somit optisch von den Lumineszenzblöcken, die den dritten Farbstoff enthalten, getrennt erfasst werden. Auf diese Weise wird ein optisch variables Sicherheitselement bereitgestellt, das Variationen, insbesondere Farbvariationen, aufweist, die insbesondere von der Wellenlänge der anregenden Ultraviolettstrahlung abhängt. Diese Variationen können somit sichtbar gemacht werden, indem man die Wellenlänge der anregenden Ultraviolett-Strahlung variiert. Beispielsweise emittieren zumindest zwei der lumineszierenden Farbstoffe bei Anregung im Bereich von 365 nm und bei Anregung im Bereich von 254 nm unterschiedliche Farben durch Lumineszenz. Auch das Abklingmuster dieser beiden lumineszierenden Farbstoffe ist vorzugsweise wieder durch die Verwendung von fluoreszierenden bzw. phosphoreszierenden Farbstoffen unterschiedlich.
Vorzugsweise bilden mehrere der Lumineszenzblöcke sichtseitig auf dem Substrat ein Muster, wobei die das Muster bildenden Lumineszenzblöcke das Substrat zumindest bereichsweise lückenlos überdecken oder zumindest zwei zueinander benachbarte Lumineszenzblöcke umfassen, die voneinander beabstandet angeordnet sind. Zum lückenlosen Überdecken des Substrats sind die Lumineszenzblöcke beispielsweise Stoß-an-Stoß gedruckt oder gegebenenfalls einander teilweise überlap- pend aufgebracht. Ausführungen mit Lücken zwischen benachbarten Lumineszenzblöcken können insbesondere den Kontrast erhöhen, um das Muster beispielsweise bei und/ oder nach der Anregung hervorzuheben.
Vorzugsweise bildet zumindest einer der das Muster bildenden Lumineszenzblöcke sichtseitig ein Symbol, insbesondere eine Schlangenlinie, ein alphanumerisches Zeichen, einen Buchstaben eines Alphabets, ein Schriftzeichen oder eine geometrische Form, insbesondere Kreis, Oval, Quadrat, Rechteck, Stern oder regelmäßiges oder unregelmäßiges Polygon, bildet. Mögliche Designvarianten für das durch die Lumineszenzblöcke gebildete Muster bestehen beispielsweise in der Darstellung eines Positiv- und/ oder Negativtextes, in der Darstellung von mehrfarbigen, vorzugsweise echtfarbigen Motiven wie etwa einem Portrait, oder auch in der Darstellung von Motiven, die unter normalen Bedingungen in der gleichen Farbe erscheinen und unter UV-Licht eine zwei- oder mehrfarbige Struktur erkennen lassen.
In Weiterbildungen sind die Lumineszenzblöcke zur Erzeugung von vom Betrachtungswinkel abhängigen Darstellungen zumindest teilweise auf Mikrospiegeln angeordnet. Alternativ oder zusätzlich sind Mikrolinsen auf zumindest einem Teil der Lumineszenzblöcke zur Erzeugung von vom Betrachtungswinkel abhängigen Darstellungen angeordnet. Ausführungen mit Mikrospiegeln bzw. reflektierenden Mikroreliefs oder Mikrolinsen, gegebenenfalls unter Ausnutzung des Moire-Effekts, sind an sich bekannt und dienen insbesondere dazu, unterschiedliche Darstellungen, die nur in einem bestimmten Betrachtungswinkelbereich sichtbar bzw. erfassbar sind, zu erzeugen. Der Betrachtungswinkel, unter dem die jeweilige Darstellung beobachtet werden kann, ergibt sich aus den Gesetzen der geometrischen Optik bzw. insbesondere bei Mikrolinsenanordnungen aus deren Brechungsverhalten. Im Falle von Mikrospiegeln sind die erfindungsgemäß vorgesehenen, lu- mineszierenden Farbstoffe nicht unmittelbar auf dem Substrat aufgebracht, sondern überlagern das Substrat mittelbar über die dazwischen angeordneten Mikrospiegel.
Vorzugsweise emittieren der fluoreszierende Farbstoff und der phosphoreszierende Farbstoff bei Anregung, insbesondere durch Ultraviolettstrahlung eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs oder durch Anlegen einer elektrischen Spannung, sichtbares Licht der gleichen Farbe durch Lumineszenz. Dies ermöglicht die Bereitstellung von Sicherheitsmerkmalen beispielsweise entsprechend dem vorstehend genannten Lumineszenzcode, bei dem beispielsweise ein fluoreszierender und ein phosphoreszierender Farbstoff verwendet werden, welche zum Beispiel unter UV-Licht die gleiche Farbe emittieren. Es wird beispielsweise eine Kodierung, insbesondere in Form von Lumineszenzblöcken, aufgebracht, die Volltonflächen der fluoreszierenden und Volltonflächen der phosphoreszierenden Farbstoffe sowie zumindest einen Überlappungsbereich umfassen, in dem diese Farbstoffe zur Erzeugung einer entsprechenden Mischfarbe überlagert sind. Eine derartige Kodierung ist für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar, kann allerdings aufgrund der unterschiedlichen Abklingzeiten, die charakteristische Abklingmuster bedingen, maschinell zuverlässig erkannt werden.
In Weiterbildung wird das Sicherheitselement mit einer, insbesondere maschinenlesbaren, Kodierung versehen, welche in einem außerhalb des optisch sichtbaren Frequenzbereichs liegenden Frequenzbereich, insbesondere im Bereich von Infrarot- und/ oder Ultraviolettstrahlung, elektromagnetisch detektierbar ist. Auf diese Weise kann insbesondere die maschinelle Erfassung, insbesondere durch die Verwendung von geeigneten UV- und/ oder IR-Sensoren, weiter verbessert werden.
Des Weiteren kann das erfindungs gemäße Sicherheitselement mit zusätzlichen, z.B. drucktechnisch erhältlichen Sicherheitsmerkmalen kombiniert werden, die eine Absorption im Infraroten aufweisen und im sichtbaren Bereich des elektro- magnetischen Spektrums transparent sind. Hierfür geeignete Substanzen sind z.B. die von der Firma SICPA (SICPA SA, Ave de Florian 41, 1008 Prilly, Schweiz) unter dem Handelsnamen SICPATALK vertriebenen IR-Substanzen mit breitbandiger Absorption im IR-Bereich. Beispiele für insbesondere geeignete IR-Substanzen sind in der Druckschrift W02007/060133 Al angegeben. Insbesondere geeignet sind Eisen (II)- und Kupfer (Il)-Verbindungen mit einem Fe2+-Ion oder einem Cu2+-Ion in einer geeigneten chemischen Umgebung, wobei eine geeignete chemische Umgebung beispielsweise ein Phosphation oder ein Polyphosphation cider, allgemeiner, eine Phosphor und Sauerstoff enthaltende Gruppe ist. Diese breitbandig im NIR-Bereich (700 nm bis 1100 nm) absorbierenden IR-Substanzen sind im sichtbaren Bereich (400 nm bis 700 nm) des elektromagnetischen Spektrums transparent, wobei sie höchstens eine leicht gelbliche oder bläuliche Tönung aufweisen.
Insbesondere ist in Weiterbildung vorgesehen, die vorstehend beschriebenen, optisch erfassbaren Sicherheitsmerkmale durch eine magnetische Kodierung, die beispielsweise unter der genannten metallischen Maskierungsschicht versteckt aufgebracht ist, zu ergänzen. Solche auslesbaren magnetischen Kodierungen sind beispielsweise durch eine Abfolge von Abschnitten hoher und niedriger magnetischer Koerzitivfeldstärke realisierbar.
Weitere zusätzliche Sicherheitsmerkmale können in Ausgestaltungen insbesondere durch Dünnschichtelemente mit Farbkippeffekt, wie etwa einer Mehrschichtanordnung aus Reflektor, Dielektrikum und Absorber, implementiert werden. Ferner ist die Kombination mit Schichten oder Pigmenten vorgesehen, die einen Farbkippeffekt basierend auf flüssigkristallinen Materialien erzeugen. Derartige Materialien sind handelsüblich in Form von Pigmenten erhältlich. Des Weiteren ist in Ausgestaltungen die Kombination mit optisch variablen Tinten (optically variable ink, OVI) vorgesehen, etwa auf Basis der vorgenannten Dünnschichtsysteme, die beim Betrachter mittels Interferenz einen betrachtungswinkelabhängigen Farbeindruck erzeugen und aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt sind. Ein großflächiges Dünnschichtsystem kann dazu mittels verschiedener Techniken zerkleinert werden. Die Größe der entstehenden Flocken bzw. Plättchen kann lateral bis zu wenige Mikrometer betragen, die Größe bewegt sich jedoch zumeist in einem Bereich von 2gm bis lOOgm. Der vertikale Aufbau eines Plättchens ist durch die Anforderungen an die Interferenzschichten gegeben und ist in der Regel so dünn wie möglich, und liegt beispielsweise in einem Bereich von 200 nm bis 800 nm.
In Weiterbildung wird vorgeschlagen, Dünnschichtsysteme, die einen Farbeindruck hervorrufen, auf ein ferromagnetisches Material, beispielsweise auf die metallische Maskierungsschicht, aufzubringen. Die hierbei verwendeten Pigmentplättchen weisen beispielsweise ein magnetisches Moment auf. Magnetisch orientierbare Effektpigmente sind z.B. kommerziell unter dem Handelsnamen OVMI® der Firma SICPA erhältlich. Die Pigmente besitzen einen plättchenförmigen Aufbau und liegen in Form eines Schichtverbunds vor, der häufig zwei Lagen optischer Effektschichten und eine dazwischen eingebettete magnetische Schicht beinhaltet. Mit Bezug auf die optischen Effektschichten werden insbesondere metal- lisch-spiegelnde Schichten oder farbschiebende Schichtsysteme, z.B. mit einem Absorber-Dielektrikum-Reflektor- Aufbau, vorgeschlagen. Die eingebettete Magnetschicht ist in der Regel nicht sichtbar, und dient zur Ausrichtung der Pigmente.
Optionale, weitere Sicherheitsmerkmal können drucktechnisch erhalten werden, indem beispielsweise OVMI-Pigmente auf Papier aufgedruckt werden. Die in der noch flüssigen Druckfarbe enthaltenen, plättchenförmigen, magnetischen OVMI- Pigmente werden vor dem Aushärten mittels UV-Strahlung durch Anlegen eines externen Magnetfelds räumlich ausgerichtet. Danach erfolgt das Härten der Druckfarbe mittels UV-Bestrahlung. Auf diese Weise können Druckbereiche mit räumlichem Eindruck erhalten werden, z.B. konkave oder konvexe räumliche Eindrücke in Form von virtuell hin- und herspringenden Motiven.
Des Weiteren wird eine optionale Kombination mit Sicherheitsmerkmalen vorge- schlagen, die maschinell erfassbare Resonanzen im Terahertz-Spektralbereich (THz) bzw. im Ferninfrarotbereich ausnutzen. Derartige Sicherheitsmerkmale bzw. Sicherheitselemente mit Bereichen, die für Terahertz-Strahlung opak sind, sind beispielsweise in der Druckschrift WO 2017/01269 beschrieben.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zur Authentifizierung eines mit dem optisch variablen Sicherheitselement gesicherten Informationsträgers vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- Lumineszenzanregen des die zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe umfassenden optisch variablen Sicherheitselements zur Erzeugung eines optischen Erscheinungsbilds durch Lumineszenz;
- Detektieren des von dem optisch variablen Sicherheitselement durch Lumineszenzanregung erzeugten optischen Erscheinungsbilds, während der Lumineszenzanregung;
- Unterbrechen der Lumineszenzanregung;
- Detektieren des von dem optisch variablen Sicherheitselement durch Lumineszenzanregung erzeugten optischen Erscheinungsbilds nach Unterbrechung der Lumineszenzanregung;
- Authentifizieren des Informationsträgers oder des Sicherheitselements nach Maßgabe des während der Lumineszenzanregung detektierten optischen Erscheinungsbilds und des nach Unterbrechung der Lumineszenzanregung detektierten optischen Erscheinungsbilds. Durch die Detektion der durch Lumineszenz erzeugten Farben während und nach der Anregung können insbesondere Variationen erfasst werden, die von den unterschiedlichen Abklingzeiten der fluoreszierenden und phosphoreszierenden Farbstoffe verursacht sind.
Detektieren des optischen Erscheinungsbilds nach Unterbrechung der Lumineszenzanregung beinhaltet vorzugsweise ein detektieren des optischen Erscheinungsbilds nach substantiellem Abklingen der Fluoreszenz, um beispielsweise optische Effekte sichtbar zu machen, die von der Phosphoreszenz bestimmt sind.
Das durch Lumineszenz erzeugte optische Erscheinungsbild umfasst die vom Sicherheitselement durch Lumineszenz, insbesondere Fluoreszenz und Phosphoreszenz, erzeugten Farben und Mischfarben. Typischerweise ist das optische Erscheinungsbild ein Muster, welches von den vorstehend genannten Farbschichten bzw. Lumineszenzblöcken gebildet wird. Vorzugsweise wird dieses optische Erscheinungsbild bzw. werden die Variationen desselben maschinell erfasst. Dadurch kann sichergestellt werden, dass auch kurzlebige Veränderungen des optischen Erscheinungsbilds, die im Bereich der Abklingzeiten der fluoreszierenden und phosphoreszierenden Farbstoffe liegen, zuverlässig erkannt werden.
Für weitere Vorteile des gemäß dem zweiten Aspekt vorgeschlagenen Verfahrens wird auf die bisherige und nachfolgende Beschreibung, insbesondere mit Bezug auf das erfindungsgemäße Sicherheitselement verwiesen.
Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Verfahren zur Authentifizierung eines mit dem optisch variablen Sicherheitselement gesicherten Informationsträgers vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- erstes Lumineszenzanregen des die zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe umfassenden, optisch variablen Sicherheitselements zur Erzeugung ei- nes optischen Erscheinungsbilds durch Lumineszenz. Hierzu wird das Sicherheitselement zumindest bereichsweise mit Ultraviolettstrahlung einer vorgegebenen ersten Wellenlänge oder eines vorgegebenen ersten Wellenlängenbereichs bestrahlt;
- Detektieren des von dem optischen Sicherheitselement durch Lumineszenzanregung erzeugten optischen Erscheinungsbilds während der ersten Lumineszenzanregung;
- zweites Lumineszenzanregen des die zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe umfassenden, optisch variablen Sicherheitselements zur Erzeugung eines optischen Erscheinungsbilds durch Lumineszenz. Hierzu wird das Sicherheitselement zumindest bereichsweise mit Ultraviolettstrahlung einer von der ersten Wellenlänge verschiedenen, vorgegebenen zweiten Wellenlänge oder eines von dem ersten Wellenlängenbereich verschiedenen, vorgegebenen zweiten Wellenlängenbereichs bestrahlt;
- Detektieren des von dem optisch variablen Sicherheitselement durch Lumineszenzanregung erzeugten, optischen Erscheinungsbilds während der zweiten Lumineszenzanregung;
- Authentifizierung des Informationsträgers oder des Sicherheitselements nach Maßgabe des während der ersten Lumineszenzanregung detektierten optischen Erscheinungsbilds und des während der zweiten Lumineszenzanregung detektierten optischen Erscheinungsbilds.
Mittels Detektion des durch Lumineszenz erzeugten optischen Erscheinungsbilds während der ersten Lumineszenzanregung und während der zweiten Lumineszenzanregung können insbesondere Variationen erfasst werden, die vom spektralen Absorptionsverhalten der Farbstoffe abhängig sind.
Vorzugsweise werden die Verfahren gemäß dem zweiten und dem dritten Aspekt miteinander kombiniert, damit die Echtheit des Sicherheitselements und/ oder des damit gesicherten Informationsträgers besonders zuverlässig überprüft werden können.
Für weitere Vorteile des gemäß dem dritten Aspekt vorgeschlagenen Verfahrens wird auf die bisherige und nachfolgende Beschreibung, insbesondere mit Bezug auf das erfindungsgemäße Sicherheitselement verwiesen.
Weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen und Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Figuren deutlich, welche zeigen:
Fig. 1 einen Informationsträger mit als Patch oder Sicherheitsfaden ausgebildetem, optisch variablem Sicherheitselement in sichtseitiger Draufsicht;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines optisch variablen Sicherheitselements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines optisch variablen Sicherheitselements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines optisch variablen Sicherheitselements gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines optisch variablen Sicherheitselements gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
Fig. 6 eine Schnittdarstellung eines optisch variablen Sicherheitselements gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel; Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Anordnung überlappender Lumineszenzblöcke;
Fig. 8 eine schematische Darstellung von in Überlappungsbereichen überlagert aufgedruckten, lumineszierenden Farbstoffen;
Fig. 9 schematisch die Emissionsspektren der Grundfarben der additiven Farbmischung;
Fig. 10 schematisch eine Farbmenge in einander überlappenden Lumineszenzblöcken;
Figs. 11a bis 11k sichtseitige Muster, die gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen von einer Vielzahl von Lumineszenzblöcken gebildet sind;
Fig. 12 schematisch ein Verfahren zur Authentifizierung gemäß einer verfahrensmäßigen Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 13 schematisch ein Verfahren zur Authentifizierung gemäß einer weiteren verfahrensmäßigen Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 14 schematisch ein Ausführungsbeispiel gemäß eines Lumineszenzcodes; und
Fig. 15 schematisch ein Ausführungsbeispiel unter Ausnutzung von Metametrie.
Anhand der Zeichnungen, die spezifische Ausführungsbeispiele der Erfindung illustrieren, wird die Erfindung nachfolgend beispielhaft erläutert. Diese Ausführungsbeispiele werden detailliert beschrieben und ermöglichen dem Fachmann die technische Umsetzung der Erfindung. Die beschriebenen Ausführungsformen schließen sich nicht gegenseitig aus, sondern ergänzen sich vielmehr. Insofern ist ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die im Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wird, auch im Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen umsetzbar, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen. Ferner kann die Position oder Anordnung einzelner Elemente oder Schritte innerhalb der beschriebenen Ausführungsformen selbstverständlich modifiziert werden, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen. Deshalb ist die nachfolgende Beschreibung der anliegenden Figuren nicht beschränkend zu verstehen, denn der Umfang der Erfindung wird ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche definiert und umfasst auch Varianten und Äquivalente, die nachfolgend nicht ausdrücklich beschrieben werden.
Fig. 1 zeigt in einer sichtseitigen Draufsicht schematisch einen exemplarischen, mit optisch variablen Sicherheitselementen 10 gesicherten Informationsträger in der Gestalt einer Banknote. Hierzu sind die Sicherheitselemente 10 im Trägermaterial der Banknote eingebettet. Bei dem als Sicherheitsfaden 10a ausgeführten Sicherheitselement 10 handelt es sich um ein Folienelement, insbesondere eine metallisierte Folie, das in an sich gängiger Art und Weise derart in die Banknote eingebettet ist, dass dieses abschnittsweise von Papierbrücken 2 überdeckt ist und so einen Fensterfaden bildet, der hier auf einer Seite des Informationsträgers an die Oberfläche tritt. Alternativ kann der Sicherheitsfaden 10a abwechselnd auf gegenüberliegenden Seiten des Informationsträgers zu Tage treten. Fig. 1 zeigt ferner ein optisch variables Sicherheitselement 10 in der Gestalt eines Folienpatches 10b, welches ein Portrait zeigt. Das Folienpatch 10b kann vollständig auf einer Oberfläche des Informationsträgers appliziert sein oder über einem Eoch des Informationsträgers appliziert und dann insbesondere auch im Durchlicht wahrnehmbar sein. Zur Darstellung des Portraits weist der Folienpatch 10b metallisierte bzw. de-metalli- sierte Bereiche auf, wie es nachfolgend anhand exemplarischer Ausführungsbeispiele insbesondere mit Bezug auf Figuren 3 und 4 näher erläutert wird. In einfachen Ausgestaltungen ist das Sicherheitselement 10 von einem einseitig mit lumineszierenden Farbstoffen F bedruckten, flächigen Substrat 12 gebildet, wie es in Fig. 2 im Schnitt exemplarisch gezeigt ist.
Das flächige Substrat 10 ist von einer transparenten Folie, vorzugsweise aus Po- lyethylenterephthalat gebildet, welche bereichsweise von einer Mehrzahl von Lumineszenzblöcken 100 überdeckt ist. Die Lumineszenzblöcke 100 enthalten zumindest zwei, bevorzugt mindestens drei lumineszierende Farbstoffe F, Fl, F2, F3, um bei Anregung der Lumineszenz Licht in einer bestimmten Farbe und Intensität zu emittieren. Zumindest einer der lumineszierenden Farbstoffe F, Fl, F2, F3 ist phosphoreszierend und ein weiterer der lumineszierenden Farbstoffe F, Fl, F2, F3 ist fluoreszierend.
In Fig. 2 sind exemplarisch ein erster Lumineszenzblock 100a, ein zweiter Lumineszenzblock 100b und ein dritter Lumineszenzblock 100c gezeigt, die einander teilweise überlappend (nicht dargestellt) oder Stoß-an-Stoß auf das Substrat 12 aufgedruckt sind und so eine Farbschicht auf dem Substrat 12 bilden. Der erste Lumineszenzblock 100a enthält einen ersten lumineszierenden Farbstoff Fl, der zweite Lumineszenzblock 100b enthält einen zweiten lumineszierenden Farbstoff F2 und der dritte Lumineszenzblock 100c enthält einen dritten lumineszierenden Farbstoff F3. Die Lumineszenzblöcke 100a, 100b, 100c sind auf einer Seite des Substrats 12 aufgebracht.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der erste lumineszierende Farbstoff Fl ein phosphoreszierender Farbstoff, wohingegen der zweite lumineszierende Farbstoff F2 ein fluoreszierender Farbstoff ist. Der erste und der zweite lumineszierende Farbstoff Fl, F2 unterscheiden sich somit hinsichtlich ihrer Abklingzeiten. Der dritte lumineszierende Farbstoff F3 ist auch ein phosphoreszierender oder fluoreszierender Farbstoff. Es versteht sich, dass es für den erfindungswesentlichen Gedanken ohne Belang ist, welcher der Farbstoffe F, Fl, F2, F3 der phosphoreszierende Farbstoff und welcher der Farbstoffe F, Fl, F2, F3 der fluoreszierende Farbstoff ist. In jedem Fall sind zumindest ein phosphoreszierender Farbstoff und zumindest ein fluoreszierender Farbstoff vorgesehen. Die Eumineszenzblöcke 100 enthalten im Allgemeinen zumindest einen der Farbstoffe F, Fl, F2, F3 oder ein Gemisch der Farbstoffe F, Fl, F2, F3, insbesondere zur Erzeugung der Mischfarbe.
Die lumineszierenden Farbstoffe F, Fl, F2, F3 emittieren unter Lumineszenzanregung voneinander verschiedene, für den jeweiligen Farbstoff F, Fl, F2, F3 charakteristische Farben. Vorzugsweise entsprechen diese Farben den Grundfarben der additiven Farbmischung, insbesondere den Grundfarben rot, grün und blau.
In Fig. 9 sind die Emissionsspektren der drei Grundfarben der additiven Farbmischung Blau, Grün und Rot schematisch illustriert. Das Intensitätsmaximum für blau liegt bei etwa 450 nm, für grün etwa bei 520 nm und für rot etwa bei 690 nm.
Fig. 7 zeigt exemplarisch eine Anordnung von bereichsweise einander überlagerten und ineinander verlaufend gedruckten Lumineszenzblöcken 100 einer auf das Substrat 12 einseitig aufgebrachten Farbschicht in Draufsicht. Ein erster Lumineszenzblock 100a überlagert in einem ersten Überlappungsbereich Bl einen zweiten Lumineszenzblock 100b. Der zweite Lumineszenzblock 100b überlagert in einem zweiten Überlappungsbereich B2 einen dritten Lumineszenzblock 100c. Der dritte Lumineszenzblock 100c überlagert in einem dritten Überlappungsbereich B3 einen vierten Lumineszenzblock lOOd. Der vierte Lumineszenzblock lOOd überlagert in einem vierten Überlappungsbereich B4 einen fünften Lumineszenzblock lOOe. Die Überlappungsbereiche Bl, B2, B3, B4 können selbst Lumineszenzblöcke 100 bilden, die die Farbstoffe der angrenzenden Lumineszenzblöcke 100a, 100b, 100c, lOOd enthalten. In einer möglichen Farbgestaltung des Sicherheitselementes 10 enthält der erste Lumineszenzblock 100a den ersten Farbstoff Fl, der zweite Lumineszenzblock 100b den zweiten Farbstoff F2, der dritte Lumineszenzblock 100c den dritten Farbstoff F3, der vierte Lumineszenzblock lOOd einen vierten Farbstoff F4 und der fünfte Lumineszenzblock lOOe einen fünften Farbstoff F5, wobei der vierte oder fünfte Farbstoff F4, F5 nicht notwendigerweise von den ersten, zweiten und dritten Farbstoffen Fl, F2, F3 verschieden sein muss.
In den Mischbereichen werden lumineszierende Mischfarben aus den charakteristischen Farben, insbesondere Grundfarben, der Farbstoffe F durch Überlagerung und Farbaddition gebildet. In dem ersten Überlappungsbereich Bl wird durch Überlagerung des ersten und zweiten Farbstoffs Fl, F2 eine erste Mischfarbe Ml gemäß Farbaddition erzeugt. Entsprechend wird im zweiten Überlappungsbereich B2 durch Überlagerung des zweiten und dritten Farbstoffs F2, F3 eine zweite Mischfarbe M2, im dritten Überlappungsbereich B3 durch Überlagerung des dritten und vierten Farbstoffs F3, F4 eine dritte Mischfarbe M3 und im vierten Überlappungsbereich B4 durch Überlagerung des vierten und fünften Farbstoffs F4, F5 eine vierte Mischfarbe M4 gemäß Farbaddition erzeugt. Die Implementierung eines Sicherheitsmerkmals in Form von regenbogenfarbigen Lumineszenzen erfolgt beispielsweise wie folgt: Der erste, zweite und dritte Farbstoff Fl, F2, F3 emittiert bei Lumineszenzanregung, vorzugsweise durch Ultraviolettstrahlung einer vorgegebenen Wellenlänge oder eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs, sichtbares Licht jeweils einer Grundfarbe der additiven Farbgebung. Beispielsweise erzeugt der erste Farbstoff Fl bei Lumineszenzanregung die Grundfarbe Rot, der zweite Farbstoff F2 erzeugt bei Lumineszenzanregung die Grundfarbe Grün und der dritte Farbstoff F3 erzeugt bei Lumineszenzanregung die Grundfarbe Blau. In den Überlappungsbereichen Bl, B2 ergeben sich dann die jeweiligen Mischfarben aus diesen Grundfarben. In dem exemplarisch konkret illustrierten und nicht einzu- schränkend aufzufassenden Beispiel erscheint dann der erste Überlappungsbereich Bl gelb und der zweite Überlappungsbereich B2 grün-blau (cyan). Die Farbgebung kann natürlich durch Überlagerung von anderen Grundfarben beliebig variiert werden, um andere Mischfarben zu erzeugen.
Die von einem derartig ausgestalteten Sicherheitselement 10 erzeugte Lumineszenz entsprechend der Abfolge von Spektralfarben wird vorzugsweise während und nach Unterbrechung der Lumineszenzanregung zur Validierung bzw. Authentifizierung maschinell erfasst. Dies erfolgt vorzugsweise anhand der Erfassung von optisch variablen Effekten, die von den unterschiedlichen Abklingzeiten der fluoreszierenden und phosphoreszierenden Farbstoffe bestimmt sind. Das optische Erscheinungsbild des Sicherheitselements 10 ändert sich unmittelbar nach Unterbrechung der Lumineszenzanregung und daran anschließend insbesondere durch langsames Abklingen des Phosphoreszenzleuchtens.
In einer anderen Farbgestaltung der Ausführung gemäß Fig. 7 entsprechen der vierte Farbstoff F4 im vierten Lumineszenzblock lOOd dem zweiten Farbstoff F2 des zweiten Lumineszenzblocks 100b und der fünfte Farbstoff F5 im fünften Lumineszenzblock lOOe dem ersten Farbstoff Fl des ersten Lumineszenzblocks 100a. Entsprechend enthält der Lumineszenzblock 100 im ersten Überlappungsbereich Bl den ersten und den zweiten Farbstoff Fl, F2, der Lumineszenzblock 100 im zweiten Überlappungsbereich B2 den zweiten und den dritten Farbstoff F2, F3, der Lumineszenzblock 100 im dritten Überlappungsbereich B3 den dritten und den zweiten Farbstoff F3, F4 und der Lumineszenzblock 100 im vierten Überlappungsbereich B4 den zweiten und den ersten Farbstoff F2, Fl.
Fig. 8 zeigt schematisch die Verteilung von lumineszierenden Farbstoffe F, Fl, F2, F3, F4 bzw. in überlappenden, insbesondere ineinander verlaufend gedruckten Lumineszenzblöcken (100, 100a, 100b, 100c, lOOd) und in den Überlappungsbereichen (Bl, B2, B3) im Schnitt. In dem konkreten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 entsprechen der vierte Farbstoff F4 im vierten Lumineszenzblock lOOd dem ersten Farbstoff Fl des ersten Lumineszenzblocks 100a.
In Fig. 10 ist schematisch die Farbmengenverteilung von lumineszierenden Farbstoffen Fl, F2 in überlagerten und ineinander verlaufend gedruckten Lumineszenzblöcken 100a, 100b, 100c und sich daraus ergebenden Überlappungsbereichen Bl, B2 im Schnitt gezeigt. In dem konkreten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 enthalten der erste Lumineszenzblock 100a und der dritte Lumineszenzblock 100c den ersten Farbstoff Fl. Der in Fig. 10 mittig dargestellte, zweite Lumineszenzblock 100b enthält den zweiten Farbstoff F2. Fig. 10 illustriert insbesondere die Konzentration der Farbstoffe Fl, F2 entlang der Überlappungsbereiche Bl, B2 bei ineinander verlaufend gedruckten Lumineszenzblöcken. Im ersten Überlappungsbereich Bl wird die Konzentration des ersten Farbstoffs Fl (durchgezogene Line in Fig. 10) von einem konstanten Maximalwert aus kontinuierlich auf null verringert, während die Konzentrtion des zweiten Farbstoffs F2 (in Fig. 10 gestrichelt dargestellt) von Null ausgehend kontinuierlich auf ein Maximum erhöht wird. Im zweiten Überlappungsbereich B2 wird die Kontzentration des zweiten Farbstoffs F2 wieder von dem Maximum aus kontinuierlich auf null verringert, während die Konzentration des ersten Farbstoffs Fl von Null ausgehend wieder kontinuierlich auf den Maximalwert erhöht wird. In der Summe ergeben sich eine konstante Farbmenge und fließende, kontinuierliche Farbübergänge zu den Farben der jeweils benachbarten zweiten und dritten Überlappungsbereiche Bl, B2.
Durch die Verwendung der zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei lumineszierenden Farbstoffen F, wobei zumindest einer der verwendeten Farbstoffe F phosphoreszierend und ein weiterer der verwendeten Farbstoffe F fluoreszierend ist, lassen sich eine Vielzahl von Sicherheitsmerkmalen implementieren.
Wählt man beispielsweise für die aufeinanderfolgenden und überlappenden ersten, zweiten und dritten Lumineszenzblöcke 100a, 100b, 100c die Grundfarben rot, grün und blau, so weisen der erste und der dritte Überlappungsbereich (Bl, B2) die Mischfarben Gelb und Blau-Grün (Cyan) auf. Die Farbreihenfolge entspricht der Spektralzerlegung von weißem Licht. Auf diese Weise lässt sich somit ein ästhetisch ansprechendes, lumineszierendes Erscheinungsbild erzeugen, das in den Farben des Regenbogens leuchtet.
Vorzugsweise weisen die in einem der Überlappungsbereiche (Bl, B2, B3, B4) übereinander gedruckten, fluoreszierenden und/ oder phosphoreszierenden Farbstoffe bei Anregung, beispielsweise unter UV-Licht, die gleiche Farbe auf.
Die Abfolge der Lumineszenzblöcke (100, 100a, 100b, 100c, lOOd, lOOe) kann variieren. Bei einer wiederholenden Abfolge der Grundfarben Rot R, Grün G und Blau B nach dem Schema RGB-RGB-RGB usw. wird ein entsprechend wiederholendes lumineszierendes Muster erzeugt, das bei Anregung in den Regenbogenfarben erscheint. Mögliche Variationen, jedoch nicht abschließend aufzufassende Variationen sind beispielsweise durch die Abfolge der Grundfarben nach dem RGB-GBR- BRG-RGB usw. („variierende Abfolge") oder RGB-GRB-RGB usw. („palindromie- rende Abfolge") oder RGGBRBRBRBBGGRBGR („pseudochaotische Abfolge") gegeben. Die Überlappungsbereiche Bl, B2, B3, B4 können unterschiedliche Ausdehnungen auf dem Substrat 12, insbesondere unterschiedliche Längen und/ oder Breiten, aufweisen
Figuren 11a bis 11k zeigen exemplarische eine Anordnung von Lumineszenzblöcken, die auf dem Substrat 12 sichtseitig, also bei einer Betrachtung wie etwa in Fig. 1 illustriert, ein Muster bilden.
Fig. 11a zeigt ein Muster aus rechteckigen Lumineszenzblöcken 100, die Stoß-an- Stoß angeordnet sind und das Substrat 12 somit zumindest bereichsweise lückenlos überdecken. Figur 11b zeigt ein Muster aus rechteckigen Lumineszenzblöcken 100, die sichtseitig voneinander beabstandet sind bzw. zwischen denen Lücken gebildet sind. Eine derartige Anordnung kann die Erkennbarkeit einzelner Lumineszenzblöcke bei Lumineszenzanregung verbessern.
Fig. 11c zeigt ein Muster von zueinander beabstandeten Lumineszenzblöcken 100, die die Gestalt von unterschiedlichen geometrischen Formen bzw. Symbolen haben.
Figuren lld bis 11g zeigen weitere Muster aus Lumineszenzblöcken 100 unterschiedlicher geometrischer Formen und Anordnungen.
Figuren 1110h bis 11k zeigen exemplarisch weitere sichtseitige Muster aus Lumineszenzblöcken 100, wobei einige der Lumineszenzblöcke 100 alphanumerische Zeichen darstellen. Die als alphanumerische Zeichen ausgeführten Lumineszenzblöcke 100 können insbesondere zur Kodierung der Währung und/ oder der Denomination einer Banknote dienen.
Wie in den Figuren 11a bis 11k gezeigt, können die Lumineszenzblöcke 100 insbesondere sichtseitig die Gestalt eines Kreises, eines Ovals, eines Quadrats, eines Rechtecks, eines Sterns oder eines regelmäßigen oder unregelmäßigen Polygons haben. Mindestens einer der Lumineszenzblöcke in den Figuren 10a bis 10k enthält vorzugsweise zwei unterschiedliche lumineszierende Farbstoffe, insbesondere mindestens einen fluoreszierenden und mindestens einen phosphoreszierenden Farbstoff, die bei Lumineszenzanregung eine Mischfarbe bilden.
Figuren 3 bis 6 zeigen weitere Ausführungsbeispiele des optisch variablen Sicherheitselements 10. Die Anordnung der gezeigten Lumineszenzblöcke 100 ermöglicht die Realisierung einer Vielzahl von Sicherheitsmerkmalen, beispielsweise ge- mäß der vorstehend bereits genannten, regenbogenfarbigen Lumineszenz und/ o- der eines Lumineszenzcodes und/ oder unter Ausnutzung von Metametrie. Hierzu enthalten die Lumineszenzblöcke geeignete lumineszierende Farbstoffe F bzw. Mischungen aus diesen Farbstoffen F.
Fig. 3 zeigt eine Ausführung, bei der der erste, zweite und dritte Lumineszenzblock 100a, 100b, 100c auf eine Maskierungsschicht 14 aufgebracht sind, die für UV-Strahlung opak ist. Hierzu sind beispielsweise UV-Blocker in den opaken Bereichen in an sich gängiger Art und Weise eingebracht, beispielsweise gedruckt. In der dargestellten, hierzu alternativen Ausgestaltung besteht die Maskierungsschicht aus einer dünnen Schicht aus Metall, insbesondere Aluminium oder Kupfer, die entweder in dieser Form gedruckt oder mittels bekannter Verfahren, insbesondere mittels Waschverfahren, Ätzverfahren oder Laserabtrag bereichsweise, insbesondere in Bereichen von Aussparungen 16, abgetragen bzw. de-metallisiert ist. Dies dient insbesondere zur Darstellung von Sicherheitsmerkmalen bei Betrachtung in Durchsicht, insbesondere als Negativschrift bzw. als Cleartext.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Lumineszenzblöcke 100 in Farbschichten auf beiden Seiten eines transparenten Substrats 12 angeordnet sind. Der erste, zweite und dritte Lumineszenzblock 100a, 100b, 100c sind auf der Vorderseite aufgebracht, ein vierter, fünfter und sechster Lumineszenzblock lOOd, lOOe, lOOf befinden sich auf der gegenüberliegenden Rückseite des Substrats 12. Im Bereich einer der Aussparungen 16 ist der dritte Lumineszenzblock 100c mit dem vierten Lumineszenzblock lOOf überlappend angeordnet, so dass in diesem Bereich bei Lumineszenzanregung eine Mischfarbe erscheint, die der additiven Mischung der Farben der Farbstoffe F entspricht, die in dem dritten Lumineszenzblock 100c und dem vierten Lumineszenzblock lOOf enthalten sind. Durch die beidseitige Überlappung von Lumineszenzblöcken 100c, lOOf können mehrfarbige, insbesondere echtfarbige Darstellungen beiden Seiten des Substrats 12 realisiert werden. Beispielsweise enthält zumindest der vierte, fünfte oder sechste Lumineszenzblock 100d, 100e, lOOf die phosphoreszierende Farbe.
Fig. 5 zeigt eine Ausführung, bei der der erste, zweite und dritte Lumineszenzblock 100a, 100b, 100c auf einem reflektierenden Mikrorelief bzw. auf einer Mikrospiegelanordnung 18 aufgebracht sind. Die Mikrospiegelanordnung 18 umfasst eine Vielzahl von unterschiedlich ausgerichteten Mikrospiegeln 181, die in an sich bekannter Art und Weise ein vom Blickwinkel abhängiges Erscheinungsbild erzeugen. Die Blickwinkel, unter denen sich die unterschiedlichen Erscheinungsbilder manifestieren, werden dabei gemäß den Gesetzen der geometrischen Optik von der Ausrichtung der Mikrospiegel 181 vorgegeben.
Fig. 6 zeigt eine Ausführung, bei der auf dem ersten, zweiten und dritten Lumineszenzblock 100a, 100b, 100c eine Mikrolinsenanordnung 20 aufgebracht ist. Die Mikrolinsenanordnung 20 umfasst eine Vielzahl von Mikrolinsen 201, die in an sich bekannter Art und Weise ein vom Blickwinkel abhängiges Erscheinungsbild erzeugen. Die Blickwinkel, unter denen sich die unterschiedlichen Erscheinungsbilder manifestieren, werden dabei gemäß dem Brechungsverhalten der Mikrolinsen 201 vorgegeben.
Fig. 14 illustriert schematisch eine Kodierung gemäß eines Lumineszenzcodes. Das Sicherheitselement 10 weist hierzu mehrere Lumineszenzblöcke 100 auf. Ein Lumineszenzcode wird nachfolgend exemplarisch anhand einer Farbgestaltung des ersten, zweiten und dritten Lumineszenzblocks 100a, 100b, 100c erläutert. Es versteht sich, dass sich dieser Code entsprechend mittels anderer Lumineszenzblöcke 100 realisieren lässt, insbesondere kann eine Realisierung mit Hilfe der in Figuren 2 bis 6 dargestellten Sicherheitselemente 10 erfolgen. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 14 sind der erste Lumineszenzblock 100a nur mit dem ersten Farbstoff Fl und der zweite Lumineszenzblock 100b nur mit dem zweiten Farbstoff F2 bedruckt. Der dritter Lumineszenzblock 100c, in der exemplarischen Darstellung von Fig. 14 mittig dargestellt, ist mit einem Gemisch aus dem ersten und dem zweiten Farbstoff Fl, F2 versehen. Der erste Farbstoff Fl und der zweite Farbstoff F2 emittieren in dem gezeigten Beispiel bei Lumineszenzanregung, vorzugsweise durch Ultraviolettstrahlung einer vorgegebenen Wellenlänge oder eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs, sichtbares Licht der gleichen Farbe. Während der Lumineszenzanregung erscheinen die Lumineszenzblöcke 100a, 100b, 100c in der gleichen Farbe und können somit nicht getrennt voneinander optisch erfasst werden. Da der erste und der zweite Farbstoff ein phosphoreszierender und ein fluoreszierender Farbstoff sind, weist das Sicherheitselement 10 ein mit der Abklingzeit variables Erscheinungsbild (auch: „Abklingmuster") auf, das nach Unterbrechung der Lumineszenzanregung mittels maschineller Erkennung erfasst werden kann. Derartige Effekte sind im Allgemeinen schwer nachzuahmen und erhöhen somit die Fälschungssicherheit.
Fig. 15 illustriert schematisch eine Kodierung unter Ausnutzung der Metametrie. Das Sicherheitselement 10 weist mehrere Lumineszenzblöcke 100 auf. Eine Kodierung, welche sich der Metametrie bedient, wird nachfolgend exemplarisch anhand einer Farbgestaltung des ersten und zweiten Lumineszenzblocks 100a, 100b erläutert. Es versteht sich, dass sich diese Kodierung entsprechend mittels anderer Lumineszenzblöcke 100 realisieren lässt, insbesondere kann eine Realisierung mit Hilfe der in Figuren 2 bis 6 dargestellten Sicherheitselemente 10 erfolgen.
Der erste Lumineszenzblock 100a enthält in dem dargestellten Ausführungsbeispiel den dritten Farbstoff F3. Der zweite Lumineszenzblock 100b ist mit einem Gemisch aus dem ersten und dem zweiten Farbstoff Fl, F2 bedruckt. Der erste Farbstoff Fl, der zweite Farbstoff F2 und der dritte Farbstoff F3 emittieren hier bei Lumineszenzanregung, vorzugsweise durch Ultravioletstrahlung einer vorgegebenen Wellenlänge oder eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs, sichtbares Licht unterschiedlicher Farben durch Lumineszenz. Der erste und der zweite Farbstoff Fl, F2 sind zur Erzeugung der Mischfarbe im Lumineszenzblock 100b derart einander überlagert, dass die durch die Lumineszenzanregung erzeugte Mischfarbe der Farbe des dritten Farbstoffs F3 entspricht. Während der Lumineszenzanregung, insbesondere unter geeignetem UV-Licht, erscheinen die Lumineszenzblöcke 100a und 100b in der gleichen Farbe und können somit visuell nicht getrennt voneinander wahrgenommen werden. Da der erste und der zweite Farbstoff Fl, F2 ein phosphoreszierender und ein fluoreszierender Farbstoff sind, weist das Sicherheitselement 10 ein mit der Abklingzeit variables Abklingmuster auf, das nach Unterbrechung der Lumineszenzanregung, d.h. nach Abklingen der Fluoreszenz, maschinell erfasst werden kann. Vorzugsweise erfolgt zur Echtheitsprüfung eine maschinelle Erfassung, bei der die Anregung der Lumineszenz zumindest temporär unterbrochen wird, um ein durch Phosphoreszenz erzeugtes, nachleuchtendes Abklingmuster zu erhalten, nach Maßgabe dessen der Nachweis, also eine Erkennung der ersten und zweiten Lumineszenzblöcke 100a, 100b, erfolgen kann. Insbesondere kann realisiert werden, dass der zweite Lumineszenzblock 100b nach Unterbrechung der Lumineszenzanregung, d.h. nach Abklingen der Fluoreszenz, anhand von Farbveränderungen maschinell erfasst werden kann.
Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass der erste Farbstoff Fl, der zweite Farbstoff F2 und der dritte Farbstoff F3 auch bei einer anderen Lumineszenzanregung, vorzugsweise durch Ultravioletstrahlung einer anderen vorgegebenen Wellenlänge oder eines anderen vorgegebenen Wellenlängenbereichs, sichtbares Licht unterschiedlicher Farben durch Lumineszenz emittieren. Der erste und der zweite Farbstoff sind zur Erzeugung der Mischfarbe durch Lumineszenz zumindest bereichsweise derart einander überlagert, dass die durch die andere Lumineszenzanregung erzeugte Mischfarbe von der Farbe des dritten Farbstoffs F3 verschieden ist. Hierzu emittieren beispielsweise die die Mischfarbe konstituierenden lumines- zierenden Farbstoffe Fl, F2 bei Lumineszenzanregung Licht, dessen Spektralbereich von der Wellenlänge der Lumineszenzanregung abhängt.
Eine Mischfarbe aus dem ersten Farbstoff Fl und dem zweiten Farbstoff F2 erscheint somit unter einer ersten Lumineszenzanregung, beispielsweise durch Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlung der Wellenlänge 365 nm in der Farbe des dritten Farbstoffes F3. Bei einer anderen, zweiten Lumineszenzanregung, beispielsweise durch Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlung bei 254 nm, erscheint der Lumineszenzblock 100b nicht mehr in der Farbe des dritten Farbstoffes F3. Ein derartiges Verhalten kann zur Implementierung von Sicherheitsmerkmalen, insbesondere Kodierungen, genutzt werden.
Beispielsweise wird in dem zweiten Lumineszenzblock 100b (Fig. 15) durch Überlagerung eine Mischfarbe Gelb aus den lumineszierenden Grundfarben Rot und Grün erzeugt. Im ersten Lumineszenzblock 100a ist der dritte Farbstoff F3 ein lu- mineszierendes Pigment, welches bei Lumineszenzanregung ebenfalls entsprechend gelb erscheint. Bei einer anderen Lumineszenzanregung erscheinen der erste Lumineszenzblock 100a und der zweite Lumineszenzblock 100b hingegen in unterschiedlichen Lumineszenzfarben.
Das von den verwendeten, lumineszierenden Farbstoffen Fl, F2, F3 verursachte optische Erscheinungsbild des Sicherheitselements 10 verändert sich somit, wenn die Wellenlänge der Ultraviolettstrahlung bei der Lumineszenzanregung variiert wird. Durch Bestrahlen des Sicherheitselements 10 bei unterschiedlichen Wellenlängen bzw. in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen sind so optisch variable Effekte erzeugbar, die das durch Lumineszenz erzeugte Erscheinungsbild des Sicherheitselements 10 beeinflussen. Fig 12 illustriert ein Verfahren zur Authentifizierung des mit dem optisch variablen Sicherheitselement 10 gesicherten Informationsträgers 1 schematisch in einem Blockdiagramm.
Das Verfahren umfasst zumindest folgende Schritte, insbesondere unter Berücksichtigung der angegebenen Reihenfolge:
- Lumineszenzanregung S1 des die zumindest zwei lumineszierende Farbstoffe F umfassenden optisch variablen Sicherheitselements 10 zur Erzeugung eines optischen Erscheinungsbilds durch Lumineszenz. Die Lumineszenzanregung erfolgt beispielsweise durch Bestrahlen mit Licht aus dem ultravioletten Spektralbereich.
- Detektion S2, insbesondere maschinelle Detektion mittels geeigneter Sensoren, des von dem optisch variablen Sicherheitselement 10 durch Lumineszenzanregung erzeugten optischen Erscheinungsbilds, insbesondere der durch additive Farbmischung erzeugten Mischfarbe, während der Lumineszenzanregung Sl;
- Unterbrechung S3 der Lumineszenzanregung;
- Detektion S4, insbesondere maschinelle Detektion mittels geeigneter Sensoren, des von dem optisch variablen Sicherheitselement 10 durch Lumineszenzanregung erzeugten optischen Erscheinungsbilds, insbesondere der Mischfarbe, nach Unterbrechung der Lumineszenzanregung;
- Authentifizierung S5 des Informationsträgers 1 oder des Sicherheitselements 10 nach Maßgabe der während der Lumineszenzanregung Sl detektierten Farbe oder Farben und der nach Unterbrechung der Lumineszenzanregung S3 emittierten detektierten Farbe oder Farben.
Fig 13 illustriert ein weiteres Verfahren zur Authentifizierung des mit dem optisch variablen Sicherheitselement 10 gesicherten Informationsträgers 1 schematisch in einem weiteren Blockdiagramm. Das Verfahren umfasst zumindest folgende Schritte, insbesondere unter Berücksichtigung der angegebenen Reihenfolge:
- erste Lumineszenzanregung S10 des die zumindest zwei lumineszieren- den Farbstoffe F umfassenden optisch variablen Sicherheitselements 10 zur Erzeugung eines optischen Erscheinungsbilds durch Lumineszenz. Die erste Lumineszenzanregung S10 erfolgt mittels zumindest bereichsweiser Bestrahlung des Sicherheitselements 10 mit Ultraviolettstrahlung einer vorgegebenen ersten Wellenlänge oder eines vorgegebenen ersten Wellenlängenbereichs, insbesondere bei etwa 365 nm.
- Detektion S20, insbesondere maschinelle Detektion mittels geeigneter Sensoren, des von dem optisch variablen Sicherheitselement 10 durch Lumineszenzanregung erzeugten optischen Erscheinungsbilds, insbesondere der Mischfarbe, während der ersten Lumineszenzanregung S10;
- zweite Lumineszenzanregung S30 des die zumindest zwei Farbstoffe F umfassenden optisch variablen Sicherheitselements zur Erzeugung eines optischen Erscheinungsbilds durch Lumineszenz. Die zweite Lumineszenzanregung S30 erfolgt mittels zumindest bereichsweiser Bestrahlung des Sicherheitselements 10 mit Ultraviolettstrahlung einer von der ersten Wellenlänge verschiedenen, vorgegebenen zweiten Wellenlänge oder eines von dem ersten Wellenlängenbereich verschiedenen, vorgegebenen zweiten Wellenlängenbereichs, insbesondere bei etwa 254 nm.
- Detektieren S40, insbesondere maschinelles Detektieren mittels geeigneter Sensoren, des von dem optischen Sicherheitselement 10 durch Lumineszenzanregung erzeugten optischen Erscheinungsbilds, insbesondere der Mischfarbe, während der zweiten Lumineszenzanregung;
- Authentifizierung S50 des Informationsträgers 1 oder des Sicherheitselements 10 nach Maßgabe bzw. unter Berücksichtigung des während der ersten Lumineszenzanregung S10 detektierten optischen Erscheinungsbilds und des während der zweiten Lumineszenzanregung S30 detektierten optischen Erscheinungsbilds. Die vorstehende Beschreibung offenbart die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen. Von den dabei beschriebenen Komponenten, Elemente und Prozessabläufen kann jedoch im Umfang der anliegenden Ansprüche abgewichen werden, ohne den Gegenstand der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind dementsprechend zwar illustrativ, jedoch nicht einschränkend zu verstehen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Optisch variables Sicherheitselement zur Absicherung von Informationsträgern (1), mit zumindest zwei zumindest bereichsweise ein flächiges Substrat (12) einseitig und/ oder zweiseitig überdeckenden, lumineszierenden Farbstoffen (F), die in einer Farbschicht oder in mehreren Farbschichten enthalten sind, wobei ein erster der zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe (Fl) ein fluoreszierender Farbstoff und ein zweiter der zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe (F2) ein phosphoreszierender Farbstoff ist, wobei vorzugsweise die zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe (F), besonders bevorzugt der fluoreszierende Farbstoff und der phosphoreszierende Farbstoff, zur Erzeugung einer Mischfarbe durch Lumineszenz zumindest bereichsweise überlagert sind.
2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, wobei die zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe (F) zur Erzeugung der Mischfarbe in einer das Substrat (12) zumindest bereichsweise einseitig überdeckenden Farbschicht einander überlagert enthalten sind und/ oder wobei die zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe (F) zur Erzeugung der Mischfarbe in separaten Farbschichten enthalten sind, die zumindest bereichsweise einander überlappend angeordnet sind und jeweils gegenüberliegende Seiten des Substrats (12) zumindest bereichsweise überdecken.
3. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine zumindest bereichsweise opake, vorzugsweise für Ultraviolettstrahlung opake, Maskierungsschicht (14) zwischen dem Substrat (12) und zumindest einer der Farbschichten angeordnet ist, vorzugsweise derart, dass die Maskierungsschicht (14) zwischen den die jeweils gegenüberliegende Seiten des Substrats (12) überdeckenden Farbschichten angeordnet ist und für sichtbares Licht und/ oder Ultraviolettstrahlung durchlässige Aussparungen (16) aufweist.
4. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine der Farbschichten von einer Mehrzahl von die zumindest zwei lumi- neszierenden Farbstoffe (F) enthaltenden Lumineszenzblöcken (100) gebildet ist, vorzugsweise derart, dass zumindest ein den ersten Farbstoff (Fl) enthaltender Lumineszenzblock (100) und ein den zweiten Farbstoff (F2) enthaltender Lumineszenzblock (100) zur Erzeugung der Mischfarbe zumindest bereichsweise einander überlagert sind, besonders bevorzugt ineinander verlaufend gedruckt sind.
5. Sicherheitselement nach Anspruch 4, wobei der erste Farbstoff (Fl) und der zweite Farbstoff (F2) bei Lumineszenzanregung, vorzugsweise durch Ultraviolettstrahlung einer vorgegebenen Wellenlänge oder eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs, sichtbares Licht der gleichen Farbe durch Lumineszenz emittieren.
6. Sicherheitselement nach Anspruch 5, wobei zumindest ein erster der Lumineszenzblöcke (100a) nur mit dem ersten Farbstoff (Fl), zumindest ein zweiter der Lumineszenzblöcke (100b) nur mit dem zweiten Farbstoff (F2) und zumindest ein dritter der Lumineszenzblöcke (100c) mit einer Mischung aus dem ersten und dem zweiten Farbstoff (Fl, F2) versehen sind.
7. Sicherheitselement nach Anspruch 4, wobei der erste Farbstoff (Fl) bei Lumineszenzanregung, vorzugsweise durch Ultraviolettstrahlung einer vorgegebenen Wellenlänge oder eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs, sichtbares Licht einer Grundfarbe der additiven Farbgebung emittiert und der zweite Farbstoff (F2) bei Lumineszenzanregung, vorzugsweise durch Ultraviolettstrahlung einer vorgegebenen Wellenlänge oder eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs, sichtbares Licht einer anderen Grundfarbe der additiven Farbgebung emittiert.
8. Sicherheitselement nach Anspruch 4 oder 7, wobei zumindest einer der Lumineszenzblöcke (100) einen von den zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffen (F) verschiedenen, dritten lumineszierenden Farbstoff (F) enthält, wobei der dritte lumineszierende Farbstoff (F) vorzugsweise ein fluoreszierender Farbstoff ist.
9. Sicherheitselement nach Anspruch 8, wobei der erste Farbstoff (Fl), der zweite Farbstoff (F2) und der dritte Farbstoff (F3) bei Lumineszenzanregung, vorzugsweise durch Ultraviolettstrahlung einer vorgegebenen Wellenlänge oder eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs, sichtbares Licht unterschiedlicher Grundfarben der additiven Farbgebung emittieren.
10. Sicherheitselement nach Anspruch 8, wobei der erste Farbstoff (Fl), der zweite Farbstoff (F2) und der dritte Farbstoff (F3) bei Lumineszenzanregung, vorzugsweise durch Ultraviolettstrahlung einer vorgegebenen Wellenlänge oder eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs, sichtbares Licht unterschiedlicher Farben durch Lumineszenz emittieren und der erste und der zweite Farbstoff (Fl, F2) zur Erzeugung der Mischfarbe durch Lumineszenz zumindest bereichsweise derart einander überlagert sind, dass die durch die Lumineszenzanregung erzeugte Mischfarbe der Farbe des dritten Farbstoffs (F3) entspricht.
11. Sicherheitselement nach Anspruch 10, wobei der erste Farbstoff (Fl), der zweite Farbstoff (F2) und der dritte Farbstoff (F3) bei einer anderen Lumineszenzanregung, vorzugsweise durch Ultraviolettstrahlung einer anderen vorgegebenen Wellenlänge oder eines anderen vorgegebenen Wellenlängenbereichs, sichtbares Licht unterschiedlicher Farben durch Lumineszenz emittieren und der erste und der zweite Farbstoff (Fl, F2) zur Erzeugung der Mischfarbe durch Lumineszenz zumindest bereichsweise derart einander überlagert sind, dass die durch die andere Lumineszenzanregung erzeugte Mischfarbe von der Farbe des dritten Farbstoffs (F3) verschieden ist.
12. Sicherheitselement nach Anspruch 4 bis 11, wobei mehrere der Lumineszenzblöcke (100) sichtseitig auf dem Substrat (12) ein Muster bilden, wobei die das Muster bildenden Lumineszenzblöcke (100) das Substrat (12) zumindest bereichsweise lückenlos überdecken oder zumindest zwei zueinander benachbarte Lumineszenzblöcke (100) umfassen, die voneinander beabstandet angeordnet sind.
13. Sicherheitselement nach Anspruch 12, wobei zumindest einer der das Muster bildenden Lumineszenzblöcke (100) sichtseitig ein Symbol, vorzugsweise eine Schlangenlinie, ein alphanumerisches Zeichen, einen Buchstaben eines Alphabets, ein Schriftzeichen oder eine geometrische Form, vorzugsweise Kreis, Oval, Quadrat, Rechteck, Stern oder regelmäßiges oder unregelmäßiges Polygon, bildet.
14. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe (F) zur Erzeugung von vom Betrachtungswinkel abhängigen Darstellungen zumindest teilweise auf Mikrospiegeln angeordnet sind und/ oder wobei Mikrolinsen auf zumindest einem Teilbereich der zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe (F) zur Erzeugung von vom Betrachtungswinkel abhängigen Darstellungen angeordnet sind.
15. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer, vorzugsweise maschinenlesbaren, Kodierung, welche in einem außerhalb des optisch sichtbaren Frequenzbereichs liegenden Frequenzbereich, vorzugsweise im Bereich von Infrarot- und/ oder Ultraviolettstrahlung, elektromagnetisch detek- tierbar ist.
16. Verfahren zur Authentifizierung eines mit einem optisch variablen Sicherheitselement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 gesicherten Informationsträgers (1), umfassend die Schritte:
- Lumineszenzanregen (Sl) des die zumindest zwei lumineszierenden Farbstoffe (F) umfassenden, optisch variablen Sicherheitselements (10) zur Erzeugung eines optischen Erscheinungsbilds durch Lumineszenz; - Detektieren (S2) des von dem optisch variablen Sicherheitselement (10) durch Lumineszenzanregung erzeugten optischen Erscheinungsbilds, während der Lumineszenzanregung;
- Unterbrechen (S3) der Lumineszenzanregung;
- Detektieren (S4) des von dem optisch variablen Sicherheitselement (10) durch Lumineszenzanregung erzeugten optischen Erscheinungsbilds nach Unterbrechung der Lumineszenzanregung;
- Authentifizieren (S5) des Informationsträgers (1) oder des Sicherheitselements (10) nach Maßgabe des während der Lumineszenzanregung (Sl) delektierten optischen Erscheinungsbilds und des nach Unterbrechung (S3) der Lumineszenzanregung delektierten optischen Erscheinungsbilds.
17. Verfahren zur Authentifizierung eines mit einem optisch variablen Sicherheitselement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 gesicherten Informationsträgers (1), vorzugsweise nach dem Verfahren nach Anspruch 16, umfassend die Schritte:
- erstes Lumineszenzanregen (S10) des die zumindest zwei lumineszieren- den Farbstoffe (F) umfassenden, optisch variablen Sicherheitselements (10) zur Erzeugung eines optischen Erscheinungsbilds durch Lumineszenz mittels zumindest bereichs weiser Bestrahlung des Sicherheitselements (10) mit Ultraviolettstrahlung einer vorgegebenen ersten Wellenlänge oder eines vorgegebenen ersten Wellenlängenbereichs ;
- Detektieren (S20) des von dem optischen Sicherheitselement (10) durch Lumineszenzanregung erzeugten, optischen Erscheinungsbilds während der ersten Lumineszenzanregung;
- zweites Lumineszenzanregen (S30) des die zumindest zwei lumineszie- renden Farbstoffe (F) umfassenden, optisch variablen Sicherheitselements zur Erzeugung eines optischen Erscheinungsbilds durch Lumineszenz mittels zumindest bereichs weiser Bestrahlung des Sicherheitselements (10) mit Ultraviolettstrahlung einer von der ersten Wellenlänge verschiedenen, vorgegebenen zweiten Wellenlänge oder eines von dem ersten Wellenlängenbereich verschiedenen, vorgegebenen zweiten Wellenlängenbereichs;
- Detektieren (S40) des von dem optisch variablen Sicherheitselement (10) durch Lumineszenzanregung erzeugten, optischen Erscheinungsbilds während der zweiten Lumineszenzanregung;
- Authentifizierung (S50) des Informationsträgers (1) oder des Sicherheitselements (10) nach Maßgabe des während der ersten Lumineszenzanregung delektierten optischen Erscheinungsbilds und des während der zweiten Lumines- zenzanregung delektierten optischen Erscheinungsbilds.
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