WO2005071444A2 - Gitterbild mit einem oder mehreren variierten gitterfeldern - Google Patents

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    • B42D2035/16—
    • B42D2035/20—

Definitions

  • the invention relates to a grid image with one or more grid fields, each of which contains a grid pattern influencing electromagnetic radiation from a plurality of dashed grid lines, the dashed grid lines being characterized by the parameters orientation, curvature, spacing and profiling.
  • the invention further relates to a method for producing such a grid picture and a security element, a security paper and a data carrier with such a grid picture.
  • the diffraction grating patterns can be produced not only by direct or indirect optical superimposition of coherent laser beams, but also by means of electron lithography.
  • a pattern diffraction structure is often created, which is then converted into a relief structure. This relief structure can be used as an embossing tool.
  • the object of the invention is to further improve grid images of the type mentioned at the outset, and in particular to create grid images with new optical effects while maintaining the previous advantages and / or to further increase the security against forgery of the grid images.
  • a grating field of the grating image which can be recognized separately with the naked eye contains a grating pattern with dashed grating lines influencing electromagnetic radiation, for which at least one of the characteristic parameters orientation, curvature, spacing and profiling varies over the area of the grating field ,
  • the above-mentioned grid field contains a grid pattern of uninterrupted dashed grid lines that influences electromagnetic radiation.
  • Diffraction is understood to mean the deviation from the linear propagation of light that is not caused by refraction, reflection or scattering. w rd, but occurs when X does not encounter obstacles such as gaps, panels, edges or the like. Diffraction is a typical wave phenomenon and therefore strongly dependent on the wavelength and always associated with interference. It is to be distinguished in particular from the processes of reflection and refraction, which can already be correctly described with the image of geometric light rays. If you are dealing with diffraction on a large number of statistically distributed objects, it has become common to speak of scattering instead of diffraction on irregularly distributed objects.
  • Scattering means the deflection of part of a bundled wave radiation from its original direction when passing through matter due to the interaction with one or more scattering centers.
  • the radiation which is diffusely scattered in all spatial directions or the totality of the scattering waves emanating from the scattering centers is lost to the primary radiation.
  • Scattering of light on objects with an order of magnitude in the range of the light wavelength and below is generally also dependent on the wavelength, such as, for example, Rayleigh scattering or Mie scattering. From an object size that exceeds ten times the wavelength, one usually speaks of non-selective scattering, in which all wavelengths are influenced approximately equally.
  • non-selective scattering can also be achieved with smaller objects if the objects only have an irregular distribution and a suitable range of object sizes, since the wavelength-dependent properties of the individual objects then average out over the entire ensemble.
  • the characteristic parameters of the grating patterns according to the invention can have both a regular, continuous and a random, erratic variation, both effects that are usually described with diffraction processes and effects that are usually described with scattering processes can be achieved , produce. In the context of this description, such grating patterns are therefore generally referred to as grating patterns influencing electromagnetic radiation.
  • the varying characteristic parameter or parameters has a continuous variation over the area of the grid field.
  • Continuous variation means in particular that the numerical value of the corresponding parameter increases or decreases in several to many steps.
  • the distance between the grid lines then oscillates slowly and continuously between the extreme values dmin and dmax.
  • the parameter values can be described by means of a formula.
  • a continuous variation in the other characteristic parameters of orientation, curvature and profiling can be specified analogously.
  • the varying characteristic parameter or parameters has a random, in particular a random and abrupt, variation over the area of the grid field.
  • the said grid field contains a further grid pattern with dashed grid lines influencing electromagnetic radiation, for which at least one of the characteristic parameters orientation, curvature, spacing and profiling varies over the surface of the grid field.
  • the two preferably have electromagnetic Grating patterns influencing radiation show a variation in the same parameters.
  • the grating lines of the two grating patterns influencing electromagnetic radiation advantageously differ from one another by a non-varying characteristic parameter, in particular by the orientation of the grating lines.
  • the spacing or curvature can be varied continuously or randomly, and the orientation of the second grating pattern influencing electromagnetic radiation can be rotated by a certain angle, approximately 90 °, against the orientation of the first grating pattern influencing electromagnetic radiation his.
  • the grid field can also contain more than two superimposed grid patterns influencing electromagnetic radiation.
  • the above-mentioned grid field forms a matt structure which shows no diffractive effects when viewed.
  • surface areas with a matt appearance can easily be integrated into a grid image generated by electron beam lithography.
  • the characteristic parameters of the grating lines are varied such that the matt structure shows no color.
  • the area of the grid image covered with the matt structure then appears, for example, as a metallic, matt area.
  • the lattice images with a matt structure have different optical brightness.
  • matt structure halftone images can be generated via the different brightnesses, which are particularly suitable for portraits.
  • a machine-readable, optically undetectable identification can be generated in the grid image by precisely adjusting the brightness of individual or several matt structure areas.
  • the transition region has a size below the resolution limit of the naked eye.
  • disruptive optical artifacts are then avoided without the viewer being able to see the transition area with the naked eye.
  • the transition area has a size above the resolution limit of the naked eye, so that it can be perceived by an observer.
  • This can be used to create new optical effects in the transition between two grid fields.
  • the first and / or second grid field can represent a grid field of the type described above that can be separately recognized with the naked eye.
  • One of the two grid fields can in particular form a matt structure which, when viewed, shows no diffractive effects. In this way, for example, stepless transitions between sinusoidal gratings and matt structure areas within a grid image generated by electron beam lithography can be confused.
  • the dashed grating lines are advantageously generated by electron beam lithography. This technique makes it possible to produce grid images in which each individual grid line can be clearly determined using the parameters orientation, curvature, spacing and profiling.
  • the grating lines have a line profile depth between approximately 100 nm and approximately 400 nm.
  • the grid image itself is preferably coated with a reflective or highly refractive material. All metals and many metal alloys can be considered as reflective materials. Examples of suitable high-index materials are CaS, Cr0 2 , ZnS, TiO ⁇ or SiOx. There is advantageously a significant difference in the refractive index of the medium into which the grating image is introduced and of the high-index material, preferably the difference is even greater than 0.5.
  • the grid image can be generated in an embedded or non-embedded configuration. PVC, PET, polyester or a UV varnish layer, for example, are suitable for embedding.
  • metal layers made of materials such as chromium, iron, gold, aluminum or titanium are used as absorber layers in a thickness of preferably 4 nm to 20 nm.
  • Compounds such as nickel-chromium-iron or less common metals such as Vanadium, palladium or molybdenum can be used.
  • Other suitable materials are e.g.
  • PVD physical vapor deposition
  • vapor deposition by resistance heating vapor deposition by induction heating or electron beam vapor deposition
  • sputtering DC or AC
  • arc vapor deposition vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • 6 to 8 each show detailed views of grid fields according to the invention with grid patterns influencing electromagnetic radiation, for the dashed grid lines of which one of the characteristic parameters varies randomly and abruptly, 9 shows two detailed plan views of the transition between two adjoining grid fields, a conventional discontinuous transition being shown in (a) and a continuous transition according to an embodiment of the invention being shown in (b),
  • FIG. 2 The general shape of a hologram-like grid image is shown in FIG. 2.
  • a hologram-like grating image 20 contains a plurality of grating fields 22 with grating patterns influencing different electromagnetic radiation.
  • the grid patterns influencing electromagnetic radiation are usually line gratings 24 with a large number of adjacent, similar parallel grid lines, as in FIG Fig. 2 (b) shown schematically. The dimensions and spacing of the grid lines are drawn very exaggerated for illustration.
  • FIG. 3 (a) shows a detailed view of a grid field 30 according to an exemplary embodiment of the invention with a grid pattern influencing electromagnetic radiation, for the dashed grid lines 32 of which the parameter Distance continuously varies over the area of the grid field 30.
  • the entire grid field 30 is so extensive that it can be seen separately with the naked eye.
  • FIG. 4 (b) shows a detailed view of a grid field 46, the grid line structure of which consists of two grid patterns of the type shown in FIG. 4 (a) that influence electromagnetic radiation rotated by 90 °, which is achieved, for example, by successive exposure of two grids according to FIG. 4 (a) can be achieved.
  • the characteristic parameters can be varied over the area of the grid field, but also several parameters at the same time.
  • the grating lines in a grid field can vary in the parameters spacing, orientation and profiling at the same time.
  • the invention provides a transition region 96 between the first grid field 90 and the second grid field 92, in which the characteristic parameters of the dashed grid lines of the first grid field continuously merge into the characteristic parameters of the dashed grid lines of the second grid field.
  • Such soft transitions can be achieved in a comparatively simple manner without interruption of the dashed lines with electron beam lithography.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gitterbild (20) mit einem oder mehreren Gitterfeldern (22), die jeweils ein elektromagnetische Strahlung beeinflussendes Gittermuster (24) aus einer Vielzahl von Strichgitterlinien enthalten, wobei die Strichgitterlinien durch die Parameter Orientierung, Krümmung, Beabstandung und Profilierung charakterisiert sind. Erfindungsgemäss enthält ein mit blossem Auge separat erkennbares Gitterfeld (30) des Gitterbilds ein elektromagnetische Strahlung beeinflussendes Gittermuster mit Strichgitterlinien (32), für die zumindest einer der charakteristischen Parameter Orientierung, Krümmung, Beabstandung und Profilierung über der Fläche des Gitterfelds variiert (34).

Description

Gitterbild mit einem oder mehreren Gitterfeldern
Die Erfindung betrifft ein Gitterbild mit einem oder mehreren Gitterfeldern, die jeweils ein elektromagnetische Strahlung beeinflussendes Gittermuster aus einer, Vielzahl von Strichgitterlinien enthalten, wobei die Strichgitterli- •X nien durch die Parameter Orientierung, Krümmung, Beabstandung und Profilierung charakterisiert sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Gitterbildes sowie ein Sicherheitselement, ein Sicherheitspapier und einen Datenträger mit einem solchen Gitterbild.
Zur Echtheitsabsicherung von Kreditkarten, Banknoten und anderen Wertdokumenten werden seit einigen Jahren Hologramme, holographische Gitterbilder oder andere hologrammartige Beugungsstrukturen eingesetzt. Im Allgemeinen werden im Banknoten- und Sicherheitsbereich holographische Beugungsstrukturen verwendet, die sich durch Prägung von holographisch erzeugten Gitterbildern in thermoplastisch verformbare Kunststoffe oder UV-härtbare Lacke auf Foliensubstraten herstellen lassen.
Echte Hologramme entstehen durch Beleuchtung eines Objekts mit kohä- rentem Laserlicht und Überlagerung des von dem Objekt gestreuten Laserlichts mit einem unbeeinflussten Referenzstrahl in einer lichtempfindlichen Schicht. So genannte holographische Beugungsgitter erhält man, wenn die in der lichtempfindlichen Schicht überlagerten Lichtstrahlen aus räumlich ausgedehnten, einheitlichen kohärenten Wellenfeldern bestehen. Durch die Einwirkung der überlagerten Wellenfelder auf die lichtempfindliche Schicht, beispielsweise einen photographischen Film oder eine Photoresistschicht, entsteht dort ein holographisches Beugungsgitter, das in Form heller und dunkler Linien in einem photographischen Film oder in Form von Bergen und Tälern in einer Photoresistschicht konserviert werden kann. Da die Lichtstrahlen in diesem Fall nicht durch ein Objekt gestreut worden sind, erzeugt das holographische Beugungsgitter lediglich einen optisch variablen Farbeindruck, jedoch keine Bilddarstellung.
Aus holographischen Beugungsgittern lassen sich holographische Gitterbilder erzeugen, indem nicht die gesamte Fläche des lichtempfindlichen Materials mit einem einheitlichen holographischen Beugungsgitter belegt wird, sondern indem geeignete Masken verwendet werden, um jeweils nur Teile der Aufnahmefläche mit einem von mehreren verschiedenen einheitlichen Gittermustern zu belegen. Ein solches holographisches Gitterbild setzt sich somit aus mehreren Gitterfeldern mit unterschiedlichen Beugungsgittermustern zusammen, die in der Regel nebeneinander in flächiger, streifen- förmiger oder pixelartiger Ausführung liegen. Durch geeignete Anordnung der Gitterfelder lässt sich mit einem derartigen holographischen Gitterbild eine Vielzahl unterschiedlicher Bildmotive darstellen. Die Beugungsgittermuster können nicht nur durch direkte oder indirekte optische Überlagerung kohärenter Laserstrahlen, sondern auch mittels Elektronenlithographie hergestellt werden. Häufig wird eine Musterbeugungsstruktur erzeugt, die an- schließend in eine Reliefstruktur umgesetzt wird. Diese Reliefstruktur kann als Prägewerkzeug verwendet werden.
Aus der Druckschrift DE 102 26 115 AI sind Gitterbilder bekannt, die nicht aus einzelnen Pixeln oder Streifen zusammengesetzt sind, sondern bei denen große, mit bloßem Auge erkennbare Gitterfelder mit einem einheitlichen
Gittermuster belegt sind. Da unbelichtete Leerräume vermieden werden und nur wenige diskontinuierliche Übergänge zwischen den großflächigen Git- terfeldern vorliegen, wird so eine hohe Lichtintensität der Gitterbilder erreicht.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Gitterbilder der eingangs genannten Art weiter zu verbessern, und insbesondere unter Beibehaltung der bisherigen Vorteile Gitterbilder mit neuen optischen Effekten zu schaffen und/oder die Fälschungssicherheit der Gitterbilder weiter zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch das Gitterbild mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein weiteres Gitterbild, ein Herstellungsverfahren sowie ein Sicherheitselement, ein Sicherheitspapier und ein Datenträger mit derartigen Gitterbildern sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung baut auf dem Stand der Technik dadurch auf, dass ein mit bloßem Auge separat erkennbares Gitterfeld des Gitterbilds ein elektromagnetische Strahlung beeinflussendes Gittermuster mit Strichgitterlinien enthält, für die zumindest einer der charakteristischen Parameter Orientierung, Krümmung, Beabstandung und Profilierung über der Fläche des Gitterfelds variiert. Bevorzugt enthält das genannte Gitterfeld dabei ein elektromagnetische Strahlung beeinflussendes Gittermuster aus nicht unterbrochenen Strichgitterlinien.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter Beugung oder
Diffraktion die Abweichung von der geradlinigen Ausbreitung des Lichts verstanden, die nicht durch Brechung, Reflexion oder Streuung hervorgeru- fen w rd, sondern die auftritt, wenn Xicht auf Hindernisse wie Spalte, Blenden, Kanten oder dergleichen trifft. Beugung ist eine typische Wellenerscheinung und daher stark wellenlängenabhängig und stets mit Interferenz verbunden. Sie ist insbesondere von den Vorgängen der Reflexion und der Bre- chung zu unterscheiden, die sich bereits mit dem Bild geometrischer Lichtstrahlen zutreffend beschreiben lassen. Hat man es mit Beugung an sehr vielen, statistisch verteilten Objekten, zu tun, hat es sich eingebürgert, statt von Beugung an unregelmäßig verteilten Objekten von Streuung zu sprechen.
Unter Streuung versteht man die Ablenkung eines Teils einer gebündelten Wellenstrahlung aus seiner ursprünglichen Richtung beim Durchgang durch Materie aufgrund der Wechselwirkung mit einem oder mehreren Streuzentren. Die diffus in alle Raumrichtungen gestreute Strahlung bzw. die Gesamt- heit der von den Streuzentren ausgehenden Streuwellen geht der primären Strahlung verloren. Streuung von Licht an Objekten mit einer Größenordnung im Bereich der Lichtwellenlänge und darunter ist in der Regel ebenfalls wellenlängenabhängig, wie beispielsweise die Rayleigh-Streuung oder die Mie-Streuung. Ab einer Objektgröße, die die zehnfache Wellenlänge über- schreitet, spricht man gewöhnlich von nicht-selektiver Streuung, bei der alle Wellenlängen in etwa gleich beeinfhisst werden.
Nicht-selektive Streuung kann jedoch auch mit kleineren Objekten erreicht werden, wenn die Objekte nur eine unregelmäßige Verteilung und eine ge- eignete Bandbreite von Objektgrößen aufweisen, da sich dann die wellenlängenabhängigen Eigenschaften der einzelnen Objekte über das gesamte Ensemble herausmitteln. Da die charaktistischen Parameter der erfindungsgemäßen Gittermuster, wie nachfolgend im Detail erläutert, sowohl eine regelmäßige, kontinuierliche, als auch eine zufällige, sprunghafte Variation aufweisen können, lassen sich sowohl Effekte, die gewöhnlich mit Beugungsvorgängen, als auch Effekte, die gewöhnlich mit Streuvorgängen beschrieben werden, erzeugen. Im Rahmen dieser Beschreibung werden derartige Gittermuster daher allgemein als elektromagnetische Strahlung beeinflussende Gittermuster bezeichnet.
In einer ersten vorteilhaften Erfindungsvariante weist der oder die variieren- den charakteristischen Parameter über die Fläche des Gitterfelds eine kontinuierliche Variation auf. Kontinuierliche Variation bedeutet dabei insbesondere, dass der Zahlenwert des entsprechenden Parameters jeweils in mehreren bis vielen Schritten zu- oder abnimmt. Beispielsweise kann der Abstand der i-ten und (i+l)-ten Gitterlinie eines elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermusters durch die Beziehung dkont(i,i+l) = (dmax+dmin)/2 + (dmax - dmin) /2* sin(i*2π/N)
gegeben sein, wobei dmin den minimalen Gitterlinienabstand, beispielsweise dmin = 0,2 μm, dmax den maximalen Gitterlinienabstand, beispielsweise dmax = 2,0 μm, und N die Wiederholungsperiode, beispielsweise N = 20, darstellen. Der Abstand der Gitterlinien pendelt dann langsam und kontinuierlich zwischen den Extremwerten dmin und dmax. Für die Erfindung ist es allerdings nicht wesentlich, dass sich die Parameterwerte durch einen formelmäßigen Zusammenhang beschreiben lassen. Eine kontinuierliche Variation in den anderen charakteristischen Parametern Orientierung, Krümmung und Profilierung lässt sich analog angeben. Nach einer weiteren, ebenfalls vorteilhaften Variante der Erfindung weist der oder die variierenden charakteristischen Parameter über die Fläche des Gitterfelds eine zufällige, insbesondere eine zufällige und sprunghafte Variation auf. Beispielsweise kann der Abstand der i-ten und (i+l)-ten Gitterlinie eines elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermusters durch die Beziehung drand(i,i+l) = dmin + (dmax - dmin) * Rand()
gegeben sein, wobei dmin und dmax wieder den minimalen bzw. maximalen Gitterlinienabstand und Rand() eine Zufallszahl oder geeignete erzeugte Pseudozufallszahl aus dem Intervall [0,1] darstellen. Der Abstand der Gitterlinien springt dann von Gitterlinie zu Gitterlinie willkürlich zwischen zufälligen Werten aus dem Intervall [dmin, dmax].
Der Bereich der Gitterlinienabstände liegt vorzugsweise zwischen etwa einem Zehntel und etwa dem Zehnfachen der Wellenlänge, für die das Gitterbild ausgelegt ist. Bei Gitterbildern, die für Betrachtung bei weißem Licht bestimmt, kann als Auslegungwellenlänge Λ = 550 ran verwendet werden. Besonders bevorzugt sind Gitterlinenabstände, die zwischen etwa der Hälfte und etwa dem Doppelten der Auslegungswellenlänge liegen.
In einer Weiterbildung der Erfindung enthält das genannte Gitterfeld ein weiteres elektromagnetische Strahlung beeinflussendes Gittermuster mit Strichgitterlinien, für die zumindest einer der charakteristischen Parameter Orientierung, Krümmung, Beabstandung und Profilierung über der Fläche des Gitterfelds variiert. Bevorzugt weisen die beiden elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermuster eine Variation in denselben Parametern auf. Die Strichgitterlinien der beiden elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermuster unterscheiden sich zweckmäßig durch einen nicht variierenden charakteristischen Parameter, insbesondere durch die O- rientierung der Strichgitterlinien voneinander.
Beispielsweise kann bei den beiden elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermustern jeweils die Beabstandung oder Krümmung kontinuierlich oder zufällig variiert sein, und die Orientierung des zweiten elektro- magnetische Strahlung beeinflussenden Gittermusters um einen bestimmten Winkel, etwa 90°, gegen die Orientierung des ersten elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermusters gedreht sein. Es versteht sich, dass das Gitterfeld auch mehr als zwei überlagerte elektromagnetische Strahlung beeinflussende Gittermuster enthalten kann.
Das genannte Gitterfeld bildet in einer vorteilhaften Ausführungsform eine Mattstruktur, die bei der Betrachtung keine diffraktiven Effekte zeigt. Dadurch können Flächenbereiche mit mattem Erscheinungsbild einfach in ein elektronenstrahllithographisch erzeugtes Gitterbild integriert werden. In ei- ner zweckmäßigen Ausgestaltung sind die charakteristischen Parameter der Strichgitterlinien so variiert, dass die Mattstruktur keinerlei Farbigkeit zeigt. Der mit der Mattstruktur belegte Flächenbereich des Gitterbilds erscheint dann beispielsweise als metallischer, matter Bereich. In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform weisen die Gitterbilder mit Mattstruktur unter- schiedliche optische Helligkeit auf. In einer bevorzugten Variante lassen sich über die unterschiedlichen Helligkeiten Mattstrukturhalbtonbilder erzeugen, die insbesondere für die Darstellung von Portraits geeignet sind. Darüber hinaus kann durch genaue Einstellung der Helligkeit einzelner oder mehrerer Mattstrukturbereiche eine maschinenlesbare, optisch nicht erkennbare Kennzeichnung im Gitterbild erzeugt werden.
Ein weiterer Erfindungsaspekt betrifft ein Gitterbild mit mehreren Gitterfeldern, die jeweils ein elektromagnetische Strahlung beeinflussendes Gittermuster aus einer Vielzahl von Strichgitterlinien enthalten, wobei die Strichgitterlinien durch die Parameter Orientierung, Krümmung, Beabstandung und Profilierung charakterisiert sind, und wobei ein erstes Gitterfeld Strich- gitterlinien mit ersten charakteristischen Parametern enthält, und ein zweites angrenzendes Gitterfeld Strichgitterlinien mit zweiten charakteristischen Parametern enthält. Zwischen dem ersten und zweiten Gitterfeld ist erfindungsgemäß ein Übergangsbereich vorgesehen, in dem die charakteristischen Parameter der Strichgitterlinien des ersten Gitterfelds kontinuierlich in die charakteristischen Parameter der Strichgitterlinien des zweiten Gitterfelds übergehen. Bevorzugt gehen die Strichgitterlinien des ersten Gitterfelds in dem Übergangsbereich dabei ohne Unterbrechung in Strichgitterlinien des zweiten Gitterfelds über.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist der Übergangsbereich eine Größe unterhalb der Auflösungsgrenze des bloßen Auges auf. An der Grenze zwischen den Gitterfeldern werden dann störende optische Artefakte vermieden, ohne dass der Betrachter den Übergangsbereich selbst mit bloßem Auge erfassen kann. Alternativ weist der Übergangsbereich eine Größe o- berhalb der Auflösungsgrenze des bloßen Auges auf, so dass er von einem Betrachter wahrgenommen werden kann. Dies kann ausgenutzt werden, um neuartige optische Effekte im Übergang zweier Gitterfelder zu erzeugen. In diesem Zusammenhang kann das erste und/oder zweite Gitterfeld ein mit bloßem Auge separat erkennbares Gitterfeld der weiter oben beschriebenen Art darstellen. Eines der beiden Gitterfelder kann insbesondere eine Mattstruktur bilden, die bei Betrachtung keine diffraktiven Effekte zeigt. Somit können beispielsweise stufenlose Übergänge zwischen Sinusgittern und Mattstrukturbereichen innerhalb eines elektronenstrahllithographisch erzeugten Gitterbilds verwirldicht werden.
In allen beschriebenen Gitterbildern sind die Strichgitterlinien mit Vorteil elektronenstrahllithographdsch erzeugt. Diese Technik ermöglicht es, Gitterbilder herzustellen, bei denen jede einzelne Gitterlinie durch die Parameter Orientierung, Krümmung, Beabstandung und Profilierung eindeutig bestimmt werden kann.
Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn die Strichgitterlinien eine Linienprofiltiefe zwischen etwa 100 nm und etwa 400 nm aufweisen. Das Gitterbild selbst ist vorzugsweise mit einem reflektierenden oder hochbrechenden Material beschichtet. Als reflektierende Materialien kommen alle Metalle und viele Metalllegierungen in Betracht. Beispiele für geeignete hochbrechende Materialien sind CaS, Cr02, ZnS, TiO∑ oder SiOx. Vorteilhaft besteht ein signifikanter Unterschied in den Brechungsindiz-es des Mediums, in das das Gitterbild eingebracht ist, und des hochbrechenden Materials, vorzugsweise ist die Differenz sogar größer als 0,5. Das Gitterbild kann in eingebetteter oder nicht eingebetteter Ausgestaltung erzeugt werden. Zur Einbettung eignen sich beispielsweise PVC, PET, Polyester oder eine UV- Lackschicht. Die erfindungsgemäße Gestaltung der Gitterbilder ermöglicht neben neuartigen optischen Effekten auch eine eindeutig maschinenlesbare, optisch jedoch nicht sichtbare Kennzeichnung von hologrammartigen Gitterbildern. Beispielsweise können die Gitterbilder mit digitalen Wasserzeichen versehen werden. Die Fälschungssicherheit solcher Gitterbilder kann so deutlich erhöht werden.
Die Erfindung umfasst auch Verfahren zum Herstellen von Gitterbildern, sowie ein Sicherheitselement mit einem Gitterbild der oben beschriebenen Art. Das Sicherheitselement kann insbesondere ein Sicherheitsfaden, ein Etikett oder ein Transferelement sein. Die Erfindung umfasst ferner ein Sicherheitspapier mit einem solchen Sicherheitselement sowie einen Datenträger, der mit einem Gitterbild, einem Sicherheitselement oder einem Sicherheitspapier der beschriebenen Art ausgestattet ist. Bei dem Datenträger kann es sich insbesondere um eine Banknote, ein Wertdokument, einen Pass, eine Ausweiskarte oder eine Urkunde handeln.
In einer weiteren Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Gitterbild, vorzugsweise eine Mattstruktur, mit einem f arbkippenden Dünnschichtauf- bau kombiniert werden. Dabei kann die Gesamtfläche des Gitterbildes oder auch nur eine Teilfläche des Gitterbildes mit dem Dünnschichtaufbau versehen werden. Der Dünnschichtaufbau kann je nach Anwendung opak oder auch semitransparent ausgeführt werden und umfasst mindestens drei Schichten. Beispielsweise kann der Schichtaufbau eine Reflexionsschicht, ei- ne Absorberschicht und eine zwischen diesen beiden Schichten liegende Dielektrikumsschicht umfassen. Bei der Reflexionsschicht handelt es sich üblicherweise um eine Metallschicht, z.B. aus Aluminium. Alternativ besteht - Li ¬
der Dünnschichtaufbau aus zwei Absorberschichten und einer zwischen den Absorberschichten liegenden Dielektriku sschicht. Es ist auch denkbar, dass mehrere Absorber- und Dielektrikumsschichten alternierend vorliegen oder auch ausschließlich Dielektrikumsschichten vorgesehen sind, wobei anein- ander grenzende Schichten stark unterschiedliche Brechungsindices besitzen, damit ein Farbkippeffekt erzeugt wird.
Als Absorberschichten dienen typischerweise Metallschichten aus Materialien, wie Chrom, Eisen, Gold, Aluminium oder Titan, in einer Dicke von vor- zugsweise 4 nm bis 20 nm. Als Absorberschichtmaterialien können auch Verbindungen, wie Nickel-Chrom-Eisen, oder seltenere Metalle, wie Vanadium, Palladium oder Molybdän, verwendet werden. Weitere geeignete Materialien sind z.B. Nickel, Cobalt, Wolfram, Niobium, Aluminium, Metallverbindungen, wie Metallfluoride, -oxide, -sulfide, -nitride, -carbide, -phosphide, -selenide, -silicide und Verbindungen davon, aber auch Kohlenstoff, Germanium, Cermet, Eisenoxid und dergleichen. Die Absorberschichten können identisch sein, können aber auch unterschiedlich dick sein und/oder aus unterschiedlichem Material estehen.
Für die Dielektrikumsschicht kommen hauptsächlich transparente Materialien mit einem niedrigen Brechungsindex < 1,7 in Betracht, wie beispielsweise Si02, MgF, SiOx mit 1 < x < 2 und ALO3. Grundsätzlich kommen fast alle aufdampfbaren, durchsichtigen Verbindun_gen infrage, insbesondere also auch höher brechende Beschichtungsmaterialien, wie Zr02, ZnS, Ti02 und Indiumzinnoxide (ITO). Die Schichtdicke d er Dielektrikumsschicht D liegt im Bereich von 100 nm bis 1000 nm, bevorz ugt 200 nm bis 500 nm. Unterschiedlichste Bedampfungsverfahren sind zur Erzeugung der Schichten geeignet. Eine methodische Gruppe bildet Physical Vapor Deposition (PVD) mit Schiff chenbedampfung, Bedampfung durch Widerstandsheizung, Bedampfung durch Induktionsheizung oder auch Elektronenstrahlbedamp- fung, Sputtern (DC oder AC) und Lichtbogenbedampfung. Andererseits kann die Bedampfung auch als Chemical Vapor Deposition (CVD) erfolgen, wie z.B. Sputter im reaktiven Plasma oder jede andere plasmaunterstützte Bedampfungsart. Es besteht grundsätzlich auch die die Möglichkeit, Dielektrikumsschichten aufzudrucken.
Die Kombination von Mattstrukturen und f arbkippenden Dünnschichtaufbauten ist sehr schwer zu fälschen, da die Technologien zur Herstellung dieser Elemente äußerst schwer zu beschaffen sind. Darüber hinaus kann das Design der Mattstruktur und des Dünnschichtaufbaus aufeinander genau abgestimmt werden, so dass völlig neuartige optische Effekte erzielt werden können.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Zur besseren Anschaulichkeit ist in den Figuren auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Darstellung verzichtet.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit eingebettetem Sicherheitsfaden und aufgeklebtem Transferelement, jeweils nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 in (a) ein Gitterbild mit drei Gitterfeldern in schematischer Darstellung, wobei in (b) die Belegung der Gitterfelder mit verschiedenen elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermustern angedeutet ist,
Fig. 3 in (a) und (b) je eine Detailaufsicht amf ein erfindungsgemäßes Gitterfeld mit einem elektromagnetis he Strahlung beeinflussenden Gittermuster, für dessen Strichgitterlinien der Parameter Beabstandung über der Fläche des Gitterfelds kontinuierlich variiert,
Fig. 4 in (a) und (b) je eine Detailaufsicht atαf ein erfindungsgemäßes Gitterfeld mit einem elektromagnetis he Strahlung beeinflussenden Gittermuster, für dessen Strichgitterlinien der Parame- ter Krümmung über der Fläche des Gitterfelds kontinuierlich variiert,
Fig. 5 in (a) und (b) je eine Detailaufsicht amf ein erfindungsgemäßes Gitterfeld mit einem elektromagnetische Strahlung beeinflus- senden Gittermuster, für dessen Stric gitterlinien der Parameter Orientierung über der Fläche des Gitterfelds kontinuierlich variiert,
Fig. 6 bis 8 jeweils Detailaufsichten auf erfindungsgemäße Gitterfelder mit elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermustern, für deren Strichgitterlinien einer der harakteristischen Parameter zufällig und sprunghaft variierrt, Fig. 9 zwei Detailaufsichten auf den Übergang zwischen zwei aneinander grenzenden Gitterfeldern, wobei in (a) ein herkömmlicher diskontinuierlicher Übergang und in (b) ein kontinuierlicher Übergang nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt ist,
Fig. 10 eine Aufsicht auf ein Sicherheitselement mit Dünnschichtaufbau, und
Fig. 11 einen Querschnitt durch ein Sicherheitselement mit Dünnschichtaufbau.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die zwei erfindungsgemäße Sicherheitselemente aufweist, nämlich einen Sicherheitsfaden 12 und ein aufgeklebtes Transferelement 16. Der Sicherheitsfaden 12 ist als Fenstersicherheitsfaden ausgebildet, der an bestimmten Fensterbereichen 14 an der Oberfläche der Banknote 10 hervortritt, während er in den dazwischen liegenden Bereichen im Inneren der Banknote 10 eingebettet ist. Beide Sicherheitselemente 12, 16 sind mit Gitterbildern der nachfolgend beschrie- benen Art ausgestattet.
Die allgemeine Gestalt eines hologrammartigen Gitterbilds ist in der Fig. 2 dargestellt. Mit Bezug auf Fig.2(a) enthält ein hologrammartiges Gitterbild 20 mehrere Gitterfelder 22 mit unterschiedlichen elektromagnetische Strah- lung beeinflussenden Gittermustern. Die elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermuster sind üblicherweise Strichgitter 24 mit einer Vielzahl nebeneinander liegender, gleichartiger paralleler Gitterlinien, wie in Fig. 2(b) schematisch gezeigt. Die Abmessung und Abstände der Gitterlinien sind dabei zur Illustration stark übertrieben gezeichnet. Tatsächlich liegt die Gitterkonstante der Gittermuster erfindungsgemäßer Gitterbilder typischerweise im Bereich von etwa 0,4 μm bis etwa 2 μm, so dass eine entsprechend große Anzahl an Gitterlinien erforderlich ist, um Gitterfelder mit Abmessung von einigen Millimetern oder einigen Zentimetern zu erzeugen.
Die Strichgitterlinien 24 jedes elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermusters können durch vier charakteristische Parameter, nämlich durch ihre Orientierung, Krümmung, Beabstandung und die Profilierung der einzelnen Linien, beschrieben werden. An der Grenzlinie 26 zwischen zwei aneinander grenzenden Gitterfeldern ergibt sich üblicherweise eine Diskontinuität im Bezug auf zumindest einen der genannten Parameter. Beispielsweise sind die Strichgitterlinien 24 und 24-1 der Gitterfelder 22 und 22-1 beide gerade und mit sinoidaler Profilierung (in Fig. 2(b) nicht sichtbar) ausgebildet, unterscheiden sich also in den Parametern Krümmung und Profilierung nicht. Dagegen unterscheiden sie sich sowohl in ihrer Orientierung als auch in ihrer Beabstandung deutlich.
Die Figuren 3 bis 8 zeigen schematisch stark vergrößerte Ausschnitte aus einem Gitterfeld, um die Anordnung der einzelnen Gitterlinien zueinander erläutern zu können. Gemäß der Erfindung ist das gesamte Gitterfeld mit derartigen nicht unterbrochenen Strichgitterlinien belegt.
Fig. 3(a) zeigt eine Detailaufsicht auf ein Gitterfeld 30 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermuster, für dessen Strichgitterlinien 32 der Parameter Beabstandung über der Fläche des Gitterfelds 30 kontinuierlich variiert. Das gesamte Gitterfeld 30 ist dabei so großflächig ausgebildet, dass es mit bloßem Auge separat erkennbar ist.
Wie aus Fig. 3(a) deutlich zu erkennen, nimmt der Abstand 34 der einzelnen Gitterlinien von der Bildunterseite zur Oberseite zunächst kontinuierlich zu und anschließend kontinuierlich wieder ab. Es versteht sich, dass die gezeigte horizontale Orientierung der Strichgitterlinien 32 keine Beschränkung darstellt und dass beliebige Vorzugsrichtungen der Strichgitterlinien 32 möglich sind.
In Fig. 3(b) ist eine Detailaufsicht auf ein Gitterfeld 36 gezeigt, dessen Gitterlinienstruktur aus zwei um 90° gegeneinander gedrehte elektromagnetische Strahlung beeinflussende Gittermuster vom in Fig. 3(a) gezeigten Typ be- steht. Dies kann beispielsweise durch aufeinander folgendes Belichten zweier Gitter nach Fig. 3(a) erreicht werden.
Als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig.4(a) eine Detailaufsicht auf ein Gitterfeld 40 mit einem elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermuster, für dessen Strichgitterlinien 42 der Parameter Krümmung über der Fläche des Gitterfelds 40 kontinuierlich variiert. Von der Unterkante des gezeigten Ausschnitts ausgehend, nimmt die Krümmung der einzelnen Gitterlinien zunächst kontinuierlich ab, bis in der Bildmitte eine gerade Gitterlinie ohne Krümmung erreicht ist. Dann nimmt die Krüm- mung zur Bildoberkante kontinuierlich zu. Auch das Gitterfeld 40 ist, wie die nachfolgend in den Figuren 5 bis 8 dargestellten Gitterfelder 50, 60, 70 und 80, so großflächig ausgebildet, dass es mit bloßem Auge separat erkennbar ist. Ebenso soll die jeweils gezeigte Vorzugsorientierung der Strichgitterlinien keine Beschränkung darstellen, viel- mehr soll klar sein, dass beliebige Vorzugsorientierungen der Strichgitterlinien möglich sind.
Fig. 4(b) zeigt eine Detailaufsicht auf ein Gitterfeld 46, dessen Gitterlinienstruktur aus zwei um 90° gegeneinander gedrehte elektromagnetische Strahlung beeinflussende Gittermuster vom in Fig. 4(a) gezeigten Typ besteht, was beispielsweise durch aufeinander folgendes Belichten zweier Gitter nach Fig. 4(a) erreicht werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5(a) weist das Gitterfeld 50 ein elekt- romagnetische Strahlung beeinflussendes Gittermuster auf, für dessen
Strichgitterlinien 52 der Parameter Orientierung über der Fläche des Gitterfelds 50 kontinuierlich variiert. Von der Unterkante des gezeigten Ausschnitts ausgehend, dreht sich die Orientierung der einzelnen Gitterlinien kontinuierlich gegen den Uhrzeigersinn. Außerhalb des dargestellten Be- reichs kann sich diese Drehung fortsetzen und/oder durch eine Drehung im Uhrzeigersinn ergänzt werden.
Die Detailaufsicht der Fig. 5(b) zeigt ein Gitterfeld 56, dessen Gitterlinienstruktur aus zwei um 90° gegeneinander gedrehte, elektromagnetische Strahlung beeinflussende Gittermuster vom in Fig. 5(a) gezeigten Typ besteht, was wiederum durch aufeinander folgendes Belichten zweier Gitter nach Fig. 5(a) erreicht werden kann. Fig. 6(a) zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Gitterfeld 60 ein elektromagnetische Strahlung beeinflussendes Gittermuster aufweist, für dessen Strichgitterlinien 62, wie bei der Fig. 3(a), der Parameter Beabstandung über der Fläche des Gitterfelds 60 variiert. Im Gegensatz zu dem Aus- führungsbeispiel der Fig. 3(a) variiert der Abstand 64 der einzelnen Gitterlinien jedoch nicht kontinuierlich, sondern zufällig und sprunghaft, wie aus Fig. 6(a) deutlich zu erkennen ist. Die zufällige Variation setzt sich außerhalb des gezeigten Ausschnitts über die ganze Fläche des Gitterfelds 60 fort.
Fig. 6(b) zeigt eine Detailaufsicht auf ein Gitterfeld 66, dessen Gitterlinienstruktur aus zwei um 90° gegeneinander gedrehte, elektromagnetische Strahlung beeinflussende Gittermuster vom in Fig. 6(a) gezeigten Typ besteht, was durch aufeinander folgendes Belichten zweier Gitter nach Fig. 6(a) erreicht werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7(a) weist das Gitterfeld 70 ein elektromagnetische Strahlung beeinflussendes Gittermuster auf, für dessen Strichgitterlinien 72, wie bei der Fig. 4(a), der Parameter Krümmung über der Fläche des Gitterfelds 70 variiert. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4(a) variiert die Krümmung der einzelnen Gitterlinien jedoch nicht kontinuierlich, sondern zufällig und sprunghaft, wie aus Fig. 7(a) deutlich zu erkennen ist. Die zufällige Variation setzt sich außerhalb des gezeigten Ausschnitts über die ganze Fläche des Gitterfelds 70 fort.
Die Detailaufsicht der Fig. 7(b) zeigt ein Gitterfeld 76, dessen Gitterlinienstruktur aus zwei um 90° gegeneinander gedrehte, elektromagnetische Strahlung beeinflussende Gittermuster vom in Fig. 7(a) gezeigten Typ be- steht, was etwa durch aufeinander folgendes Belichten zweier Gitter nach Fig. 7(a) erreicht werden kann.
Fig. 8(a) zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel ein Gitterfeld 80 mit einem elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermuster, dessen Strichgitterlinien 82 völlig zufällig zueinander orientiert sind, so dass der Parameter Orientierung über der Fläche des Gitterfelds 80 zufällig und sprunghaft variiert. Die zufällige Variation setzt sich außerhalb des gezeigten Ausschnitts über die ganze Fläche des Gitterfelds 80 fort. Ein derartiges elektro- magnetische Strahlung beeinflussendes Gittermuster erzeugt eine Mattstruktur, die in einer beispielsweise gerichtet beugenden Umgebung zu erkennen ist. Fig. 8(b) zeigt ebenfalls ein Gitterfeld 86 mit völlig zufällig zueinander orientierten Strichgitterlinien 84. Die Strichgitterlinien in Fig. 8(a) füllen die gezeigte Fläche weniger stark als die in Fig. 8(b) gezeigte Fläche glei- eher geometrischer Größe. Dies führt dazu, dass das Gitterfeld in Fig. 8(a) einen weniger stark ausgeprägten Mattstruktureffekt als das Gitterfeld in Fig. 8(b) aufweist. Das Gitterfeld in Fig. 8(a) erscheint deshalb für einen Beobachter dunkler als das Gitterfeld in Fig. 8(b).
Lässt sich, wie bei dieser speziellen Ausführungsform, ein Zusammenhang zwischen Helligkeit der mit elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittern bedeckten Fläche und geeigneten geometrischen Parametern herstellen, so kann sogar die relative Helligkeit der entsprechenden Flächenbereiche gezielt varüert werden. Die Gitterstruktur in Fig. 8(a) besitzt beispielsweise eine quantifizierbar größere, mittlere geometrische Maschenweite als die Gitterstruktur in Fig. 8(b). Neben der in den Figuren 3 bis 8 illustrierten Variation in den Parametern Orientierung, Krümmung und Beabstandung der Strichgitterlinien kann auch die Profilierung der Gitterlinien variiert werden. Beispielsweise kann das Linienprofil über die Fläche des Gitterfelds mehrfach kontinuierlich von einer sinoidalen zu einer zinnenartigen Form und zurück zur sinoidalen Form geändert werden. Auch kann die Höhe und/oder die Symmetrie der Linienprofile variiert werden. Neben der kontinuierlichen Veränderung kann die Form der Linienprofile zwischen benachbarten Gitterlinien auch zufällig und sprunghaft variieren.
Es versteht sich weiter, dass nicht nur einer der charakteristischen Parameter über die Fläche des Gitterfelds variiert werden kann, sondern auch mehrere Parameter gleichzeitig. Beispielsweise können die Strichgitterlinien in einem Gitterfeld zugleich in den Parametern Beabstandung, Orientierung und Pro- filierung variieren.
Alle beschriebenen elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermuster lassen sich mittels Elektronenstrahllithographie erzeugen. Diese Technik ermöglicht es, Gitterbilder herzustellen, bei denen im Extremfall jede einzelne Linie eines Strichgitters durch die genannten charakteristischen Parameter eindeutig bestimmt werden kann.
Während die Figuren 3 bis 8 die großflächige Belegung ganzer Gitterfelder mit einem elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermuster illustrieren, zeigt Fig. 9 eine Detailaufsicht auf den Übergang zwischen zwei aneinander grenzenden Gitterfeldern 90 und 92. Fig. 9(a) zeigt dabei den typischen Verlauf der Gitterlinien an der Grenzlinie 94 zweier Gitterfelder, wie sie sich bei Herstellung des Gitterbildes mittels optischer Direktbelichtung oder Dot-Matrix-Systemen ergibt.
Das elektromagnetische Strahlung beeinflussende Gittermuster des ersten Gitterfelds 90 wird sich im Allgemeinen in einem oder mehreren der charakteristischen Parameter von dem elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermuster des zweiten Gitterfelds 92 unterscheiden. Im Beispiel der Fig. 9(a) unterscheidet sich das elektromagnetische Strahlung beeinflussende Gittermuster des ersten Gitterfelds 90 in den Parametern Beabstan- düng und Orientierung deutlich von dem elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermuster des zweiten Gitterfelds 92. Entlang der Grenzlinie 94 treten somit Diskontinuitäten auf, die das optische Erscheinungsbild des Gitterbilds bei der Betrachtung stören.
Zur Abhilfe sieht die Erfindung zwischen dem ersten Gitterfeld 90 und dem zweiten Gitterfeld 92 einen Übergangsbereich 96 vor, in dem die charakteristischen Parameter der Strichgitterlinien des ersten Gitterfelds kontinuierlich in die charakteristischen Parameter der Strichgitterlinien des zweiten Gitterfelds übergehen. Derartige weiche Übergänge können ohne Unterbrechung der Strichgitterlinien mit Elektronenstrahllithographie in vergleichsweise einfacher Weise realisiert werden.
Bezüglich der Längenskala, auf der der Übergang erfolgt, bestehen für den Designer zwei Möglichkeiten. Lässt man den Übergang zwischen den elekt- romagnetische Strahlung beeinflussende Gittermuster der beiden Gitterfelder auf einer Längenskala von etwa 100 μm oder weniger erfolgen, so kann der Betrachter den Übergangsbereich mit bloßem Auge nicht erfassen. Es werden somit lediglich die störenden optischen Artefakte an der Grenzlinie der beiden Gitterfelder beseitigt.
Lässt man andererseits den Übergang auf einer Längenskala von mehr als 100 μm erfolgen, so kann der Übergangsbereich vom Betrachter wahrgenommen werden. Dies kann ausgenutzt werden, um neuartige optische Effekte im Übergang zweier Gitterfelder zu erzeugen.
Fig. 10 zeigt ein Sicherheitselement 100 mit einem erfindungsgemäßen Git- terbild 101 und einem partiell aufgebrachten Dünnschichtaufbau 102. In der vorliegenden Ausführungsform wurde auf ein transparentes Folienmaterial 103 ein Lack aufgebracht, in den der Schriftzug „PL" als Gitterbild eingebracht wurde. Darüber wurde in Form von Kreisen ein Dünnschichtaufbau aufgedampft, der in diesem Fall aus einer Absorberschicht, einer dielektri- sehen Schicht und einer weiteren Absorberschicht besteht.
Fig. 11 zeigt ein weiteres Sicherheitselement 110, bei dem auf einer Trägerfolie 111 eine Lackschicht 112 aufgebracht wurde. In die Lackschicht wurde ein Gitterbild 116 partiell eingebracht. Darüber befindet sich eine Absorber- schicht 113 sowie eine hochbrechende, dielektrische Schicht 114. Über dieser dielektrischen Schicht wurde eine reflektierende Schicht 115 aufgebracht. Die Schichten des Dünnschichtaufbaus wurden über Vakuum aufgedampft.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Gitterbild mit einem oder mehreren Gitterfeldern, die jeweils ein e- lektromagnetische Strahlung beeinflussendes Gittermuster aus einer Vielzahl von Strichgitterlinien enthalten, wobei die Strichgitterlinien durch die Parameter Orientierung, Krümmung, Beabstandung und Profilierung charakterisiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit bloßem Auge separat erkennbares Gitterfeld des Gitterbilds ein elektromagnetische Strahlung beeinflussendes Gittermuster mit Strichgitterlinien enthält, für die zumindest einer der charakteristischen Parameter Orientierung, Krümmung, Beabstandung und Profilierung über der Fläche des Gitterfelds variiert.
2. Gitterbild nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Gitterfeld ein elektromagnetische Strahlung beeinflussendes Gitter- muster aus nicht unterbrochenen Strichgitterlinien enthält.
3. Gitterbild nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die variierenden charakteristischen Parameter über die Fläche des Gitterfelds eine kontinuierliche Variation aufweisen.
4. Gitterbild nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die varnerenden charakteristischen Parameter über die Fläche des Gitterfelds eine zufällige, insbesondere eine zufällige und sprunghafte Variation aufweisen.
5. Gitterbild nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Gitterfeld zumindest ein weiteres elektro- magnetische Strahlung beeinflussendes Gittermuster mit Strichgitterlinien enthält, für die zumindest einer der charakteristischen Parameter Orientierung, Krümmung, Beabstandung und Profilierung über der Fläche des Gitterfelds variiert.
6. Gitterbild nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermuster eine Variation in denselben Parametern aufweisen.
7. Gitterbild nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Strichgitterlinien der elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermuster durch einen nicht variierenden charakteristischen Parameter, insbesondere durch die Orientierung der Strichgitterlinien, voneinander unterscheiden.
8. Gitterbild nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Gitterfeld eine Mattstruktur bildet, die bei Betrachtung keine diffraktiven Effekte zeigt.
9. Gitterbild nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterfelder unterschiedliche optische Helligkeit aufweisen.
10. Gitterbild, mit mehreren Gitterfeldern, die jeweils ein elektromagneti- sehe Strahlung beeinflussendes Gittermuster aus einer Vielzahl von Strichgitterlinien enthalten, wobei die Strichgitterlinien durch die Parameter Orientierung, Krümmung, Beabstandung und Profilierung charakterisiert sind, und wobei ein erstes Gitterfeld Strichgitterlinien mit ersten charakteristischen Parametern enthält, und ein zweites daran angrenzendes Gitterfeld Strichgitterlinien mit zweiten charakteristischen Parametern enthält, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und zweiten Gitterfeld ein Über- gangsbereich vorgesehen ist, in dem die charakteristischen Parameter der Strichgitterlinien des ersten Gitterfelds kontinuierlich in die charakteristischen Parameter der Strichgitterlinien des zweiten Gitterfelds übergehen.
11. Gitterbild nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Strichgitterlinien des ersten Gitterfelds in dem Übergangsbereich ohne Unterbrechung in Strichgitterlinien des zweiten Gitterfelds übergehen.
12. Gitterbild nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich eine Größe unterhalb der Auflösungsgrenze des blo- ßen Auges aufweist.
13. Gitterbild nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich zur Erzielung zusätzlicher optischer Effekte in dem Übergangsbereich eine Größe oberhalb der Auflösungsgrenze des bloßen Auges aufweist.
14. Gitterbild nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Gitterfeld ein mit bloßem Auge separat erkennbares Gitterfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dar- stellt.
15. Gitterbild nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden Gitterfelder eine Mattstruktur bildet, die bei Betrachtung keine diffraktiven Effekte zeigt.
16. Gitterbild nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Gitterfelder unterschiedliche optische Helligkeit aufweist.
17. Gitterbild nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Strichgitterlinien elektronenstrahllithographisch erzeugt sind.
18. Gitterbild nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Strichgitterlinien eine Linienprofiltiefe zwischen etwa 100 nm und etwa 400 nm aufweisen.
19. Gitterbild nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitterbild mit einem reflektierenden oder hochbrechenden Material beschichtet ist.
20. Gitterbild nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitterbild eine maschinenlesbare, mit bloßem Auge nicht sichtbare Kennzeichnung enthält.
21. Gitterbild nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitterbild mit einem farbkippenden Dünnschichtaufbau kombiniert wird.
22. Verfahren zum Herstellen eines Gitterbilds, bei dem in einem Substrat ein oder mehrere Gitterfelder erzeugt werden, die jeweils mit einem elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermuster aus einer Vielzahl von Strichgitterlinien gefüllt werden, wobei die Strichgitterlinien durch die Parameter Orientierung, Krümmung, Beabstandung und Profilierung charakterisiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit bloßem Auge separat erkennbares Gitterfeld des Gitterbilds mit einem elektromagnetische Strahlung beeinflussenden Gittermuster mit Strichgitterlinien gefüllt wird, für die zumindest einer der charakteristischen Parameter Orientierung, Krümmung, Beabstandung und Profilierung über der Fläche des Gitterfelds variiert wird.
23. Verfahren zum Herstellen eines Gitterbilds, bei dem in einem Substrat mehrere Gitterfelder erzeugt werden, die jeweils mit einem elektromagneti- sehe Strahlung beeinflussenden Gittermuster aus einer Vielzahl von Strichgitterlinien gefüllt werden, wobei die Strichgitterlinien durch die Parameter Orientierung, Krümmung, Beabstandung und Profilierung charakterisiert sind, und wobei ein erstes Gitterfeld mit Strichgitterlinien mit ersten charakteristischen Parametern und ein zweites daran angrenzendes Gitterfeld mit Strichgitterlinien mit zweiten charakteristischen Parametern gefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und zweiten Gitterfeld ein Übergangsbereich erzeugt wird, in dem die charakteristischen Parameter der Strichgitterlinien des ersten Gitterfelds kontinuierlich in die charakteristischen Parameter der Strichgitterlinien des zweiten Gitterfelds übergehen.
24. Sicherheitselement mit einem Gitterbild nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 21.
25. Sicherheitselement nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement ein Sicherheitsfaden, ein Etikett oder ein Transferelement ist.
26. Sicherheitspapier mit einem Sicherheitselement nach Anspruch 24 oder 25.
27. Datenträger mit einem Gitterbild nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 21, einem Sicherheitselement nach Anspruch 24 oder 25 oder einem Sicherheitspapier nach Anspruch 26.
28. Datenträger nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenträger eine Banknote, ein Wertdokument, ein Pass, eine Ausweiskarte oder eine Urkunde ist.
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