WO2007140887A2 - Sicherheitselement - Google Patents

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WO2007140887A2
WO2007140887A2 PCT/EP2007/004629 EP2007004629W WO2007140887A2 WO 2007140887 A2 WO2007140887 A2 WO 2007140887A2 EP 2007004629 W EP2007004629 W EP 2007004629W WO 2007140887 A2 WO2007140887 A2 WO 2007140887A2
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alignment layer
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security element
crystalline material
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Winfried HOFFMÜLLER
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Giesecke & Devrient Gmbh
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    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/003—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using security elements
    • B42D2033/26—
    • B42D2033/30—
    • B42D2035/20—

Definitions

  • the liquid-crystalline material is usually applied to a suitable for the alignment of liquid crystals carrier film made of plastic.
  • the carrier sheet may also be provided with a special alignment layer for aligning liquid crystals.
  • Suitable alignment layers are, for example, a layer of a linear photopolymer, a finely structured layer or a layer oriented by the application of shear forces. Suitable finely structured layers can be produced by embossing, etching, scoring or direct printing of the structures.
  • the document EP 1 336 874 A2 discloses a process for producing anisotropic polymer films with an improved alignment of polymerizable, for example nematic or cholesteric liquid-crystalline material on a substrate having a structured surface which is in the form of lattices. The direction of the grids can be chosen freely, so that patterned structures can be created.
  • the different orientation of the motif layer areas is effected by a different effective height of the helical structure of the semiconductor liquid crystal material of the alignment layer.
  • the carrier film with the applied alignment layer is exposed to partial UV radiation in order to isomerize the photoisomerizable substance in these partial regions.
  • the photoisomerization of the liquid crystal material usually causes an increase in the pitch of the resulting cholesteric helical structure.
  • the layer thickness of the alignment layer is therefore advantageously chosen so that it corresponds to the maximum desired rotation of the director of the cholesteric liquid crystals before the photoisomerization.
  • the pitch of the helical structure in the exposed portions may be increased and the local twist of the director at the surface of the alignment layer may be reduced accordingly.
  • the UV exposure to isomerization is advantageously carried out in an oxygen-containing atmosphere, in particular in air, so that the polymerization is initially prevented by the oxygen inhibition.
  • the UV exposure to crosslinking then takes place in an inert gas Atmosphere, especially in an argon, nitrogen or carbon dioxide atmosphere.
  • UV exposure to isomerization may also be in a wavelength range that does not cause cross-linking of the alignment layer. This can be achieved, for example, by suitably tuning the photoinitiator for the polymerization and the photoisomerizable substance.
  • Narrow-band exposure for example with a UV laser, a UV LED or narrow-band filters outside the absorption band of the photoinitiator, initially triggers only the photoisomerization, but not the polymerization. Subsequently, the obtained structure can be fixed by the polymerization step.
  • the orientation layer is subjected to selective heating in regions before or during crosslinking, for example by means of a heat transfer roller provided with motifs or by means of a laser recorder, whereby it is also possible to achieve a regional change in the pitch of the helical structure.
  • the motif layer of the security element is advantageously formed on the basis of a nematic liquid-crystalline material.
  • the layer thickness of the motif layer can be uniform and lies in particular between about 0.5 and about 4 microns.
  • the motif layer can be applied over the whole area to the alignment layer, since the motif is already predetermined by the different orientation of the alignment layer and taken over by the motif layer.
  • the motif layer can additionally be applied to the alignment layer in the form of a second motif.
  • the second motif can then be supplemented with the first motif formed by the differently oriented regions of the motif layer to form a total information.
  • the alignment layer is preferably formed by combining a nematic liquid crystal system with a twist. According to the invention, it is always applied in such a layer thickness that its optical effect within the security element is negligible, and the optical effect is determined essentially only by the optical properties of the motif layer.
  • the layer thickness of the security element is preferably always chosen smaller than the 5-fold pitch of the helical structure of the cholesteric liquid crystal material, since above this thickness already clearly recognizable color effects can occur.
  • the layer thickness of the alignment layer is even smaller than twice the pitch of the helical structure of the cholesteric liquid crystal material.
  • such thin cholesteric liquid-crystal layers also have the advantage that they can be produced reproducibly and with good accuracy, so that the orientation of the liquid crystal, which is decisive for the orientation, is also important. Talle on the surface of the alignment layer can be reproduced and specified exactly.
  • one or more further layers can be provided which serve to protect the security element or one of its partial layers, to improve the adhesion of individual layers or to further increase the security against counterfeiting.
  • the at least one further layer may, in particular, be a reflective layer, a diffraction-optically effective layer, such as a hologram, a color-tip-exhibiting layer, such as a further layer of cholesteric liquid-crystalline material, an interference layer, or a layer formed by iridescent interference-layer pigments or liquid-crystal pigments , or be a machine-readable layer.
  • Such a machine-readable layer advantageously contains machine-readable feature substances, in particular reflective, magnetic, electrically conductive, phosphorescent, fluorescent or other luminescent substances.
  • an aligned motif layer is applied based on a liquid-crystalline material having at least two forming a motif areas with different orientation of the liquid-crystalline material, wherein is applied as an alignment layer, a layer of a cholesteric liquid crystalline material in such a layer thickness that the optical effect of the alignment layer is substantially negligible, and wherein
  • the different orientation of the motif layer areas is effected by a different effective height of the helical structure of the cholesteric liquid crystal material of the alignment layer.
  • the invention further contains a security paper for the production of value documents or the like and a data carrier, in particular a value document, such as a banknote, identity card or the like, wherein the security paper or the data carrier according to the invention are equipped with a security element of the type described above.
  • the described manufacturing method can be advantageously carried out on a conventional printing press, so that no separate machine for aligning the liquid crystals is required. Also, no polarized UV radiation is needed for alignment. Overall, a targeted alignment of nematic liquid-crystalline material is possible, which can be produced by printing thin alignment layers very fine structures.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a banknote with a security element according to the invention
  • Fig. 2 shows a security element according to an embodiment of the
  • FIG. 3 shows plan views of the security element of FIG. 2, showing (a) the visual impression without aids and (b) and (c) the impression when viewed with a linear polarizer placed in different orientations, FIG.
  • Fig. 4 in (a) a security element according to another embodiment of the invention in cross-section, and in (b) a plan view of the security element of (a) when viewed with superimposed linear polarizer, and
  • FIG. 5 in (c) a security element according to a further embodiment of the invention, and in (a) and (b) intermediate steps in the production of the security element of (c).
  • a security element 20 has a carrier foil 22, for example a smooth PET foil of good surface quality, to which a thin alignment layer 24 made of a cholesteric liquid-crystalline material is applied, preferably printed.
  • the imprint can be done for example in gravure, inkjet or flexographic printing.
  • the alignment layer 24 is in the form of the desired motif in different subregions 26, 28 with different sized layer thickness or d 2 printed.
  • both layer thicknesses di and d 2 lie below twice the pitch h of the helical structure of the cholesteric liquid crystal material.
  • the pitch h of the cholesteric liquid crystal material is typically a few hundred nm.
  • Cholesteric liquid crystal layers with a layer thickness in the range or below 2 times the pitch h can be reproduced and with good accuracy.
  • the different orientation ⁇ of the director on the surfaces of the regions 26 and 28 can therefore be specified as desired.
  • a comparatively thick motif layer 30 of nematic liquid-crystalline material is printed on the thus structured alignment layer 24 .
  • the layer thickness of the motif layer 30 is typically substantially greater than the layer thicknesses of the alignment layer 24 and is for example 0.5 to 4 ⁇ m.
  • the motif layer 30 can also be printed over the entire surface with a uniform layer thickness.
  • the cholesteric liquid crystals of the alignment layer 24 serve to align the nematic liquid crystals of the motif layer 30.
  • the liquid crystals of the nemate layer 30 always align themselves with their preferred direction so that their director points in the direction of the director of the surface of the underlying alignment layer 24.
  • the different orientations of the director on the surface of the subregions 26, 28 of the alignment layer 24 thus produce a different orientation of the nematic liquid crystals in the subregions 32 and 34 of the motif layer 30, as indicated by the different hatching in FIG.
  • the orientation difference ⁇ of the partial regions 32, 34 of 90 ° provides maximum contrast between light and dark in the exemplary embodiment.
  • the linear polarizer 36 can be oriented so that it is maximally transparent to light from the partial areas 32, while blocking light from the partial areas 34 (FIG. 3 (b)).
  • the linear polarizer 36 rotates through 90 °, the situation reverses and the polarizer blocks light from the subregions 32 while it is reading light from the subregions 34, as shown in FIG. 3 (c).
  • an orientation difference ⁇ of 45 ° proves to be advantageous in order to achieve a maximum difference in contrast.
  • the alignment layer 24 does not need to be fully applied in the invention. In the regions in which the alignment layer 24 has recesses or even larger gaps, the orientation of the motif layer 30 is then determined by an orientation predetermined by the carrier film 22 or by a separate alignment layer on the carrier film 22. The same effect can be achieved by a very thinly applied region of the alignment layer 24, since the preferred direction of a very thin cholesteric liquid crystal layer practically corresponds to the preferred direction of the underlying carrier film or an alignment layer, for example from a photoorientierbaren polymer network.
  • the motif layer 30 can be applied over the whole area to the alignment layer 24, since a first motif is already predetermined by the structure of the alignment layer 24.
  • the motif layer 30 but also applied in the form of a second motif, which is then superimposed and / or supplemented with the first motif of the alignment layer 24.
  • the alignment layer 44 may be applied in the form of narrow parallel strips 46, 48 of different layer thickness and the motif layer 50 printed on the alignment layer 44 in the form of a coat of arms or any other graphic motif become.
  • first motif alternating stripes of different brightness
  • second motif coat of arms
  • the alignment layer 24 or 44 is advantageously printed on the carrier film 22.
  • the cholesteric liquid crystals of the alignment layer can be obtained in a manner known per se from nematic liquid crystals by adding small amounts of a twisting agent. After drying the solvent, the alignment layer is crosslinked by means of UV radiation or electron beam. Subsequently, or after an intermediate storage of the coated carrier films, a layer of nematic liquid crystals is printed. These orient themselves, as described, at the orientation of the uppermost molecular layer of the alignment layer, so that the Nematen layer can orient locally differently even with full-surface printing and therefore reproduce a desired motif.
  • hologram embossing lacquer can be applied and a Holograinm Weggung (UV or thermal) take place.
  • a direct metallization the application of heat sealing lacquer and subsequent application to a value document come into question, as well as the combination with other cholesteric liquid crystal structures and the transfer to a thread structure, for example for a security thread embedded in a security paper.
  • the exposure can be done by a mask 70, for example with a flashlamp as a radiation source.
  • a rotating mask for example, a rotating, equipped with motifs transparent cylinder, such as quartz or plastic, comes into question.
  • the cylinder can be arranged both above the moving web and under the moving web. In the latter case, wrapping of the web with full contact is possible, but the carrier film 62 must be transparent in the UV range used for the isomerization. In the case of a mask cylinder arranged above the web, this requirement does not apply to the carrier film 62, but there is a risk that the contact of the cylinder with the web disturbs the layer.
  • the printed and exposed carrier film advantageously passes through a heated zone with low turbulence so that the alignment layer will not be faded.
  • the photoisomerization can also take place before the solvent drying, so that only a heated dryer section is required.
  • the crosslinking of the alignment layer 64 then takes place after passing through the solvent dryer.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement (20) für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit einer Trägerfolie (22), die zumindest in einem Teilbereich mit einer Ausrichtungsschicht (24) mit einer im Wesentlichen vernachlässigbaren optischen Wirkung versehen ist, und mit einer auf der Ausrichtungsschicht (24) angeordneten, ausgerichteten Motivschicht (30) auf Basis eines flüssigkristallinen Materials, die zumindest zwei ein Motiv bildende Bereiche (32, 34) mit unterschiedlicher Orientierung des flüssigkristallinen Materials aufweist. Erfindungsgemäß ist die Ausrichtungsschicht (24) aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material gebildet und die Schichtdicke der Ausrichtungsschicht (24) ist so gewählt, dass ihre optische Wirkung im Wesentlichen vernachlässigbar ist. Darüber hinaus ist die unterschiedliche Orientierung der Motivschichtbereiche (32, 34) durch eine unterschiedliche effektive Höhe der helikalen Struktur des cholesterischen Flüssigkristallmaterials der Ausrichtungsschicht (24) bewirkt.

Description

Sicherheitselement
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wert- dokumente und dergleichen mit einer Trägerfolie, die zumindest in einem Teilbereich mit einer Ausrichtungsschicht mit einer im Wesentlichen vernachlässigbaren optischen Wirkung versehen ist, und mit einer auf der Ausrichtungsschicht angeordneten, ausgerichteten Motivschicht auf Basis eines flüssigkristallinen Materials, die zumindest zwei ein Motiv bildende Berei- che mit unterschiedlicher Orientierung des flüssigkristallinen Materials aufweist.
Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel oder Wertdokumente, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen ausgestattet, die eine Überprü- fung der Echtheit des Wertgegenstands gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen. Vielfach werden dabei die besonderen Eigenschaften von flüssigkristallinen Materialien ausgenutzt, und dabei vor allem der betrachtungswinkelabhängige Farbeindruck und die lichtpolarisierende Wirkung der Flüssigkristalle.
Zur Ausrichtung wird das flüssigkristalline Material meist auf einer für die Ausrichtung von Flüssigkristallen geeigneten Trägerfolie aus Kunststoff aufgebracht. Die Trägerfolie kann auch mit einer speziellen Ausrichtungs- bzw. Alignmentschicht für die Ausrichtung von Flüssigkristallen versehen sein. Als Alignmentschichten kommen beispielsweise eine Schicht aus einem linearen Photopolymer, eine fein strukturierte Schicht oder eine durch Ausübung von Scherkräften ausgerichtete Schicht infrage. Geeignete fein strukturierte Schichten können durch Prägen, Ätzen, Einritzen oder direkten Druck der Strukturen hergestellt werden. Die Druckschrift EP 1 336 874 A2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung anisotroper Polymerfolien mit einer verbesserten Ausrichtung von polyme- risierbarem, beispielsweise nematischem oder cholesterischem flüssigkristallinem Material auf einem Substrat mit einer strukturierten Oberfläche, die in Form von Gittern vorliegt. Die Richtung der Gitter kann frei gewählt werden, so dass auch gemusterte Strukturen erzeugt werden können.
Auch das Photoaligment von Flüssigkristallschichten ist bekannt. Im Allgemeinen werden dabei Alignmentschichten aus linearen Photopolymeren ein- gesetzt, die durch Belichtung mit polarisiertem Licht strukturiert werden können. Beispielsweise beschreibt die Druckschrift EP 0611 981 Al ein optisches Bauelement mit einem anisotropen Film vernetzter flüssigkristalliner Monomere mit lokal unterschiedlicher Orientierung der Flüssigkristallmoleküle, der eine mit der Flüssigkristallschicht in Kontakt befindliche Align- mentschicht aus einem photoorientierbaren Polymernetzwerk aufweist. Die Alignmentschicht wird durch selektive Bestrahlung mit polarisiertem UV- Licht erzeugt und die dabei induzierte Struktur durch Vernetzen fixiert.
Der technische Aufwand für das Photoaligment von Flüssigkristallschichten ist allerdings beträchtlich. Auch ist meist polarisierte UV-Strahlung erforderlich, um die Ausrichtung der Photopolymere zu gewährleisten. Erfolgt die Ausrichtung durch Prägestrukturen, ist in der Regel ein getrennter Arbeitsgang erforderlich, der oft in einer separaten Maschine durchgeführt werden muss.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art anzugeben, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll das Sicherheitselement eine verbesserte Ausrichtung von flüssigkristallinem Material bereitstellen und einen hohen Fälschungsschutz bieten.
Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein Sicherheitspapier, ein Datenträger sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Nach der Erfindung ist bei einem gattungsgemäßen Sicherheitselement vorgesehen, dass
die Ausrichtungsschicht aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material gebildet ist, und die Schichtdicke der Ausrichtungsschicht so gewählt ist, dass ihre optische Wirkung im Wesentlichen vernachlässigbar ist, und dass
die unterschiedliche Orientierung der Motivschichtbereiche durch eine unterschiedliche effektive Höhe der helikalen Struktur des cho- lesterischen Flüssigkristallmaterials der Ausrichtungsschicht bewirkt ist.
Die unterschiedliche effektive Höhe der helikalen Struktur bestimmt dabei die Vorzugsrichtung des cholesterischen flüssigkristallinen Materials (ange- geben durch den sogenannten „Direktor") an dem der Trägerfolie abgewandten Ende der helikalen Struktur, d. h. an der Oberfläche der Ausrichtungsschicht. Die Ausrichtungsschicht und/ oder die Motivschicht werden bei der Herstellung des Sicherheitselements vorzugsweise aufgedruckt. Nach dem Aufbringen und einem eventuellen Lösungsmittel-Trocknungsschritt werden Ausrichtungsschicht und/ oder Motivschicht durch UV-Strahlung oder mit- tels Elektronenstrahl vernetzt. Vor der Vernetzung kann die Ausrichtungsschicht noch einem Photoisomerisierungsschritt unterworfen werden, wie weiter unten erläutert.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist die unterschiedliche effekti- ve Höhe der helikalen Struktur des cholesterischen Flüssigkristallmaterials der Ausrichtungsschicht durch Bereiche mit verschieden großer Schichtdicke erzeugt. Wie weiter unten genauer erläutert, ändert sich die Vorzugsrichtung des cholesterischen Flüssigkristallmaterials innerhalb einer Ganghöhe um 360°. An der Oberfläche verschieden dicker Teilbereiche der cholesteri- sehen Ausrichtungsschicht weist der Direktor daher im Allgemeinen in verschiedene durch die Schichtdicke einstellbare Richtungen. Eine nachfolgend aufgebrachte nematische Motivschicht ordnet sich mit ihrer Vorzugsrichtung entsprechend der jeweiligen Vorgaben durch die Ausrichtungsschicht an. Die Vorzugsrichtung der Flüssigkristalle liegt in den meisten Fällen in der Schichtebene. Die Erfindung umfasst jedoch auch Gestaltungen, bei denen die Vorzugsrichtung leicht gegen die Horizontale geneigt ist.
Gemäß einer weiteren ebenfalls bevorzugten Erfindungsvariante wird als Ausrichtungsschicht eine Schicht mit einer photoisomerisierbaren Substanz auf die Trägerfolie aufgebracht. Als photoisomerisierbare Substanz kann mit Vorteil ein photoisomerisierbarer Verdriller verwendet werden. Der photoisomerisierbare Verdriller kann dabei zusammen mit einem nematischen Flüssigkristallsystem die Ausrichtungsschicht bilden. Alternativ kann der photoisomerisierbare Verdriller zusätzlich zu einem nicht photoisomerisier- - O -
baren Verdriller vorliegen. Die eingesetzten photoisomerisierbaren und nicht photoisomerisierbaren Verdriller können sich dabei im Hinblick auf ihre Wirksamkeit (angegeben durch den sogenannten HTP-(helical twisting power)Wert) und/ oder ihre Konzentration unterscheiden. Die Isomerisie- rung des zusätzlichen Verdrillers kann beispielsweise zu einer Änderung des HTP- Wertes dieses Verdrillers führen und damit eine andere Ganghöhe zur Folge haben. Daneben kann der zusätzliche Verdriller im nicht isomeri- sierten Zustand eine andere Drehrichtung erzeugen als der nicht photoiso- merisierbare Verdriller.
In diesem Fall wird die Trägerfolie mit der aufgebrachten Ausrichtungsschicht vor der Vernetzung der Ausrichtungsschicht in Teilbereichen mit UV-Strahlung beaufschlagt um die photoisomerisierbare Substanz in diesen Teilbereichen zu isomerisieren. Die Photoisomerisierung des Flüssigkris- tallmaterials bewirkt in der Regel eine Vergrößerung der Ganghöhe der resultierenden cholesterischen Helixstruktur.
Die Schichtdicke der Ausrichtungsschicht wird daher mit Vorteil so gewählt, dass sie vor der Photoisomerisierung der maximalen gewünschten Verdre- hung des Direktors der cholesterischen Flüssigkristalle entspricht. Durch bereichsweise Belichtung und Photoisomerisierung kann die Ganghöhe der Helixstruktur in den belichteten Teilbereichen vergrößert und die lokale Verdrehung des Direktors an der Oberfläche der Ausrichtungsschicht entsprechend reduziert werden.
Die UV-Beaufschlagung zur Isomerisierung erfolgt mit Vorteil in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre, insbesondere an Luft, so dass die Polymerisation durch die Sauerstoffinhibierung zunächst verhindert wird. Die UV- Beaufschlagung zur Vernetzung erfolgt anschließend in einer Inertgas- Atmosphäre, insbesondere in einer Argon-, Stickstoff- oder Kohlendioxid- Atmosphäre.
Alternativ kann die UV-Beaufschlagung zur Isomerisierung auch in einem Wellenlängenbereich erfolgen, der keine Vernetzung der Ausrichtungsschicht bewirkt. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete Abstimmung des Photoinitiators für die Polymerisation und der photoisomerisierbaren Substanz erreicht werden. Schmalbandige Belichtung, beispielsweise mit einem UV-Laser, einer UV-LED oder durch schmalbandige Filter außerhalb der Absorptionsbande des Photoinitiators, löst dann zunächst nur die Pho- toisomerisierung, nicht jedoch die Polymerisation aus. Nachfolgend kann die erhaltene Struktur durch den Polymerisationsschritt fixiert werden.
Die UV-Beaufschlagung zur Isomerisierung erfolgt vorzugsweise durch eine Maske hindurch, die in den undurchlässigen Bereichen die die Isomerisierung bewirkende Strahlung abschirmt. Hier kommt insbesondere eine rotierende Maske, eine auf die Rückseite der Trägerfolie aufgedruckte Maske oder ein parallel zur Trägerfolie geführtes Maskenband, wie es beispielsweise in der Druckschrift DE 10330421 Al beschrieben ist, in Betracht.
Gemäß einer anderen bevorzugten Erfindungsvariante wird die Ausrichtungsschicht vor oder bei der Vernetzung einer bereichsweisen selektiven Erwärmung unterworfen, beispielsweise durch eine mit Motiven versehene Wärmeübertragungswalze oder mittels Laserschreiber, wodurch sich eben- fall eine bereichsweise Änderung der Ganghöhe der helikalen Struktur erzielen lässt.
Die Motivschicht des Sicherheitselements ist mit Vorteil auf Basis eines ne- matischen flüssigkristallinen Materials gebildet. Die Schichtdicke der Motiv- schicht kann einheitlich sein und liegt insbesondere zwischen etwa 0,5 und etwa 4 μm.
Die Motivschicht kann vollflächig auf die Ausrichtungsschicht aufgebracht werden, da das Motiv bereits durch die unterschiedliche Orientierung der Ausrichtungsschicht vorgegeben und von der Motivschicht übernommen wird. Selbstverständlich kann die Motivschicht zusätzlich in Form eines zweiten Motivs auf die Ausrichtungsschicht aufgebracht werden. Das zweite Motiv kann sich dann mit dem durch die unterschiedlich orientierten Berei- che der Motivschicht gebildeten ersten Motiv zu einer Gesamtinformation ergänzen.
Die Ausrichtungsschicht ist vorzugsweise durch Kombination eines nemari- schen Flüssigkristallsystems mit einem Verdriller gebildet. Sie wird erfin- dungsgemäß stets in einer solchen Schichtdicke aufgebracht, dass ihre optische Wirkung innerhalb des Sicherheitselements vernachlässigbar ist, und die optische Wirkung im Wesentlichen nur von den optischen Eigenschaften der Motivschicht bestimmt wird. Dazu ist die Schichtdicke des Sicherheitselements vorzugsweise stets kleiner als die 5-fache Ganghöhe der helikalen Struktur des cholesterischen Flüssigkristallmaterials gewählt, da oberhalb dieser Dicke bereits deutlich erkennbare Farbeffekte auftreten können.
Besonders bevorzugt ist die Schichtdicke der Ausrichtungsschicht sogar kleiner als die 2-fache Ganghöhe der helikalen Struktur des cholesterischen Flüs- sigkristallmaterials. Neben ihrer vernachlässigbaren optischen Wirkung haben derartige dünne cholesterische Flüssigkristallschichten auch den Vorteil, dass sie sich reproduzierbar und mit guter Genauigkeit herstellen lassen, so dass auch die für die Ausrichtung maßgebliche Orientierung der Flüssigkris- talle an der Oberfläche der Ausrichtungsschicht reproduzierbar und genau vorgegeben werden kann.
In Weiterbildungen der Erfindung können eine oder mehrere weitere Schich- ten vorgesehen sein, die dem Schutz des Sicherheitselements oder einer seiner Teilschichten, einer verbesserten Haftung einzelner Schichten oder einer weiteren Erhöhung der Fälschungssicherheit dienen. Die zumindest eine weitere Schicht kann insbesondere eine reflektierende Schicht, eine beugungsoptisch wirksame Schicht, wie etwa ein Hologramm, eine Farbkippef- fekte zeigende Schicht, wie etwa eine weitere Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinem Material, eine Interferenzschicht, oder eine durch irisierende Interferenzschichtpigmente oder Flüssigkristallpigmente gebildete Schicht, oder eine maschinenlesbare Schicht sein. Eine solche maschinenlesbare Schicht enthält mit Vorteil maschinenlesbare Merkmalsstoffe, insbeson- dere reflektierende, magnetische, elektrisch leitfähige, phosphoreszierende, fluoreszierende oder sonstige lumineszierende Stoffe.
Die Erfindung enthält auch ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen, bei dem
eine Trägerfolie bereitgestellt und zumindest in einem Teilbereich mit einer Ausrichtungsschicht mit einer im Wesentlichen vernachlässigbaren optischen Wirkung versehen wird,
- auf die Ausrichtungsschicht eine ausgerichtete Motivschicht auf Basis eines flüssigkristallinen Materials aufgebracht wird, die zumindest zwei ein Motiv bildende Bereiche mit unterschiedlicher Orientierung des flüssigkristallinen Materials aufweist, wobei als Ausrichtungsschicht eine Schicht aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material in einer solchen Schichtdicke aufgebracht wird, dass die optische Wirkung der Ausrichtungsschicht im Wesentlichen vernachlässigbar ist, und wobei
die unterschiedliche Orientierung der Motivschichtbereiche durch eine unterschiedliche effektive Höhe der helikalen Struktur des cholesterischen Flüssigkristallmaterials der Ausrichtungsschicht bewirkt wird.
Die Erfindung enthält ferner ein Sicherheitspapier für die Herstellung von Wertdokumenten oder dergleichen und einen Datenträger, insbesondere ein Wertdokument, wie eine Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, wobei das Sicherheitspapier bzw. der Datenträger erfindungsgemäß mit einem Si- cherheitselement der oben beschriebenen Art ausgestattet sind.
Das beschriebene Herstellungsverfahren kann vorteilhaft auf einer herkömmlichen Druckmaschine durchgeführt werden, so dass keine separate Maschine für die Ausrichtung der Flüssigkristalle erforderlich ist. Auch wird für die Ausrichtung keine polarisierte UV-Strahlung benötigt. Insgesamt ist eine gezielte Ausrichtung von nematischem flüssigkristallinem Material möglich, wobei durch den Aufdruck dünner Ausrichtungsschichten sehr feine Strukturen erzeugt werden können.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maß- stabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement,
Fig. 2 ein Sicherheitselement nach einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung im Querschnitt und einen Linearpolarisator zur Betrachtung der Motivschicht,
Fig. 3 Aufsichten auf das Sicherheitselement von Fig. 2, wobei (a) den visuellen Eindruck ohne Hilfsmittel und (b) und (c) den Eindruck bei Betrachtung mit einem in verschiedenen Orientierungen aufgelegten Linearpolarisator zeigen,
Fig. 4 in (a) ein Sicherheitselement nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt, und in (b) eine Aufsicht auf das Sicherheitselement von (a) bei Betrachtung mit aufgelegtem Linearpolarisator, und
Fig. 5 in (c) ein Sicherheitselement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, und in (a) und (b) Zwischenschritte bei der Herstellung des Sicherheitselements von (c).
Die Erfindung wird nun am Beispiel einer Banknote erläutert. Fig. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement 12 versehen ist. Wie nachfolgend erläutert, erscheint das Sicherheitselement 12 bei Betrachtung ohne Hilfsmittel strukturlos. Erst wenn ein Polarisationsfilter auf die Banknote aufgelegt wird, erscheint für den Betrachter ein vorgewähltes Motiv, das ihm eine Bewertung der Echtheit der Banknote erlaubt.
Mit Bezug zunächst auf Fig. 2 weist ein erfindungsgemäßes Sicherheitsele- ment 20 nach einer ersten Erfindungsvariante eine Trägerfolie 22, beispielsweise eine glatte PET-Folie guter Oberflächenqualität auf, auf die eine dünne Ausrichtungsschicht 24 aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material aufgebracht, vorzugsweise aufgedruckt ist. Der Aufdruck kann dabei beispielsweise im Tiefdruck-, InkJet- oder Flexodruckverfahren erfolgen.
Die Ausrichtungsschicht 24 ist in Form des gewünschten Motivs in verschiedenen Teilbereichen 26, 28 mit unterschiedlich großer Schichtdicke
Figure imgf000013_0001
bzw. d2 aufgedruckt. Beide Schichtdicken di und d2 liegen im Ausführungsbeispiel unterhalb der 2-fachen Ganghöhe h der helikalen Struktur des choleste- rischen Flüssigkristallmaterials. Die Ganghöhe h des cholesterischen Flüssigkristallmaterials beträgt typischerweise einige 100 nm. Beispielsweise kann die Schichtdicke di etwa 5/4*h und die Schichtdicke d2 etwa 3/2*h betragen, so dass sich die Schichtdicken um Δd = h/4 unterscheiden. Da sich die Vorzugsrichtung des cholesterischen Flüssigkristallmaterials, die durch den sogenannten Direktor angegeben wird, über die Ganghöhe h gerade um 360° dreht, unterscheiden sich die Orientierungen des Direktors an der Oberfläche des Teilbereichs 26 und an der Oberfläche des Teilbereichs 28 um
Δφ = Δd * 360°/h,
vorliegend also um Δφ = 90°.
Cholesterische Flüssigkristallschichten mit einer Schichtdicke im Bereich oder unterhalb der 2-fachen Ganghöhe h lassen sich reproduzierbar und mit guter Genauigkeit herstellen. Die unterschiedliche Orientierung Δφ des Direktors an den Oberflächen der Bereiche 26 und 28 kann daher nach Wunsch vorgegeben werden.
Auf die so strukturierte Ausrichtungsschicht 24 ist eine vergleichsweise dicke Motivschicht 30 aus nematischem flüssigkristallinem Material aufgedruckt. Die Schichtdicke der Motivschicht 30 ist typischerweise wesentlich größer als die Schichtdicken der Ausrichtungsschicht 24 und beträgt beispielsweise 0,5 bis 4 μm. Auch kann die Motivschicht 30 mit einer einheitli- chen Schichtdicke vollflächig aufgedruckt werden.
Die cholesterischen Flüssigkristalle der Ausrichtungsschicht 24 dienen erfindungsgemäß der Ausrichtung der nematischen Flüssigkristalle der Motivschicht 30. Die Flüssigkristalle der Nematenschicht 30 ordnen sich mit ihrer Vorzugsrichtung dabei stets so an, dass ihr Direktor in Richtung des Direktors der Oberfläche der darunterliegenden Ausrichtungsschicht 24 zeigt. Die unterschiedlichen Orientierungen des Direktors an der Oberfläche der Teilbereiche 26, 28 der Ausrichtungsschicht 24 erzeugen so eine unterschiedliche Orientierung der nematischen Flüssigkristalle in den Teilbereichen 32 und 34 der Motivschicht 30, wie durch die unterschiedlichen Schraffuren in Fig. 2 angedeutet.
Das von den Teilbereichen 26, 28 gebildet Motiv der Ausrichtungsschicht setzt sich somit in die Motivschicht 30 fort, es entsteht ein strukturierter Re- tarder mit einer entsprechend den Vorgaben des Motivs der Ausrichtungsschicht bereichsweise unterschiedlichen Orientierung.
Die optische Wirkung der cholesterischen Ausrichtungsschicht 24 kann aufgrund ihrer geringen Schichtdicken di, 02 < h vernachlässigt werden. Typi- scherweise ist bei cholesterischen Flüssigkristallschichten nämlich eine Schichtdicke in der Größenordnung von 10*h, also der zehnfachen Ganghöhe erforderlich, um einen deutlichen Farbkippeffekt zu erreichen. Die Schichtdicke der Ausrichtungsschicht 24 wird daher im Rahmen der Erfin- düng kleiner als diese Schichtdicke gewählt, vorzugsweise sogar deutlich kleiner und besonders bevorzugt unterhalb der 2-fachen Ganghöhe h, wie im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel. Die optische Wirkung des Sicherheitselements 20 wird dann nur von den verschieden orientierten Bereichen der Motivschicht 30 bestimmt, während die Ausrichtungsschicht 24 zur opti- sehen Wirkung nicht beiträgt, sondern lediglich der korrekten Ausrichtung der Nematenschicht 30 dient.
Bei Betrachtung des Sicherheitselements 20 ohne Hilfsmittel ist die unterschiedliche Orientierung der Teilbereiche 32, 34 der Motivschicht nicht zu erkennen, da die unterschiedlich polarisierende Wirkung der beiden Teilbereiche mit bloßem Auge nicht wahrnehmbar ist. Dies wird in der Aufsicht der Fig. 3(a) durch den nur angedeuteten Umriss des gedruckten Motivs dargestellt. Dagegen erscheint unter Zuhilfenahme eines auf das Sicherheitselement 20 aufgelegten Linearpolarisators 36 je nach Orientierung des PoIa- risators 36 einer der Teilbereiche 32, 34 dunkel, der andere dagegen hell, wie in den Aufsichten der Figuren 3(b) und 3(c) gezeigt. Durch den Orientierungsunterschied Δφ der Teilbereiche 32, 34 kann der dabei erzielbare Kontrastunterschied gezielt eingestellt werden.
Ist der in Fig. 2 dargestellte Schichtaufbau beispielsweise auf einem hier nicht gezeigten Reflektor angeordnet, der durch eine weitere Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinen Material gebildet ist, bietet der Orientierungsunterschied Δφ der Teilbereiche 32, 34 von 90° im Ausführungsbeispiel maximalen Kontrast zwischen Hell und Dunkel, da der Linearpolarisator 36 so orientiert werden kann, dass er für Licht aus den Teilbereichen 32 maximal durchlässig ist, während er Licht aus den Teilbereichen 34 sperrt (Fig. 3(b)). Bei Drehung des Linearpolarisators 36 um 90° kehrt sich die Situation um und der Polarisator sperrt Licht aus den Teilbereichen 32, während er Licht aus den Teilbereichen 34 durchläset, wie in Fig. 3(c) gezeigt.
Wird der Reflektor hingegen durch eine metallische Schicht bereitgestellt, erweist sich ein Orientierungsunterschied Δφ von 45° als vorteilhaft, um einen maximalen Kontrastunterschied zu erzielen.
Durch die Wahl anderer Werte für Δφ oder die Hinzunahme weiterer Teilbereiche mit anderen Orientierungsunterschieden können auch Motive mit mehrere Grauabstufungen dargestellt werden.
Die Ausrichtungsschicht 24 muss in der Erfindung nicht vollflächig aufgebracht sein. In den Bereichen, in denen die Ausrichtungsschicht 24 Aussparungen oder auch größere Lücken aufweist, wird die Orientierung der Motivschicht 30 dann durch eine von der Trägerfolie 22 vorgegebene Orientierung oder durch eine separate Alignmentschicht auf der Trägerfolie 22 be- stimmt. Dieselbe Wirkung kann durch einen sehr dünn aufgebrachten Bereich der Ausrichtungsschicht 24 erzielt werden, da die Vorzugsrichtung einer sehr dünnen cholesterischen Flüssigkristallschicht praktisch der von der darunterliegenden Trägerfolie bzw. einer Alignmentschicht, beispielsweise aus einem photoorientierbaren Polymernetzwerk, vorgegebenen Vor- zugsrichtung entspricht.
Die Motivschicht 30 kann vollflächig auf die Ausrichtungsschicht 24 aufgebracht werden, da ein erstes Motiv bereits durch die Struktur der Ausrichtungsschicht 24 vorgegeben ist. Selbstverständlich kann die Motivschicht 30 aber auch in Form eines zweiten Motivs aufgebracht werden, das sich dann mit dem ersten Motiv der Ausrichtungsschicht 24 überlagert und/ oder ergänzt.
Beispielsweise kann, wie beim Sicherheitselement 40 der Fig. 4(a) gezeigt, die Ausrichtungsschicht 44 in Form schmaler paralleler Streifen 46, 48 verschiedener Schichtdicke aufgebracht werden und die Motivschicht 50 in Form eines Wappens oder eines beliebigen anderen graphischen Motivs auf die Ausrichtungsschicht 44 aufgedruckt werden. Bei Betrachtung durch einen Polarisator sind dann innerhalb des Wappens (zweites Motiv) alternierende Streifen verschiedener Helligkeit (erstes Motiv) zu erkennen, wie in der Aufsicht der Fig. 4(b) gezeigt.
Die Ausrichtungsschicht 24 bzw. 44 wird mit Vorteil auf die Trägerfolie 22 aufgedruckt. Die cholesterischen Flüssigkristalle der Ausrichtungsschicht können dabei in an sich bekannter Weise aus nematischen Flüssigkristallen durch Zugabe kleiner Mengen eines Verdrillers erhalten werden. Nach dem Trocknen des Lösungsmittels wird die Ausrichtungsschicht mittels UV- Strahlung oder Elektronenstrahl vernetzt. Anschließend oder nach einer Zwischenlagerung der beschichteten Trägerfolien wird eine Schicht nemati- scher Flüssigkristalle aufgedruckt. Diese orientieren sich, wie beschrieben, an der Orientierung der obersten Molekülschicht der Ausrichtungsschicht, so dass sich die Nematenschicht auch bei vollflächigem Druck lokal unterschiedlich orientiert und daher ein gewünschtes Motiv wiedergeben kann.
Nach dem Trocknen des Lösungsmittels und UV- Vernetzung können weitere bei der Herstellung von Sicherheitselementen übliche Schritte erfolgen, die nicht Kern der vorliegenden Erfindung sind und daher nur kurz erwähnt werden. Beispielsweise kann Hologrammprägelack aufgebracht werden und eine Holograinmprägung (UV oder thermisch) erfolgen. Auch eine direkte Metallisierung, das Aufbringen von Heißsiegellack und nachfolgende Applikation auf ein Wertdokument kommen infrage, ebenso wie die Kombination mit weiteren cholesterischen Flüssigkristallstrukturen sowie der Trans- fer auf einen Fadenaufbau, beispielsweise für einen in ein Sicherheitspapier gebetteten Sicherheitsfaden.
Ih einer zweiten Erfindungsvariante wird die unterschiedliche Ausrichtung der Motivschicht durch eine selektive Photoisomerisierung einer photoiso- merisierbaren Substanz in der Ausrichtungsschicht erzeugt.
Zur Herstellung eines Sicherheitselements 60 nach der zweiten Erfindungsvariante wird zunächst auf einer glatten PET-Folie 62 guter Oberflächenqualität eine dünne Ausrichtungsschicht 64 aus einem cholesterischen flüssigkri- stallinen Material mit einer einheitlichen Schichtdicke d aufgebracht, wie in Fig. 5(a) gezeigt. Die Ausrichtungsschicht wird vorzugsweise aufgedruckt. Gegebenfalls wird nach dem Druck physikalisch oder durch einen thermischen Trockner getrocknet.
Die Ausrichtungsschicht 64 enthält bei dieser Erfindungsvariante eine pho- toisomerisierbare Substanz, die bei Belichtung isomerisiert und dadurch die Ganghöhe der resultierenden helikalen Struktur des cholesterischen Flüssigkristallmaterials verändert. Die photoisomerisierbare Substanz kann ein pho- toisomerisierbarer Verdriller sein, dessen Verdrillungsstärke sich bei Belich- tung ändert.
Nach dem Aufbringen wird die Ausrichtungsschicht 64 in einem weiteren Schritt an Luft mit einem gewünschten Motiv mit UV-Strahlung 66 belichtet, wie in Fig. 5(b) gezeigt. Die Belichtung bewirkt im bestrahlten Teilbereich 68 eine Photoisomerisierung des cholesterischen Flüssigkristallmaterials und damit in der Regel eine Vergrößerung der Ganghöhe der Helixstruktur. Die Schichtdicke d der Ausrichtungsschicht 64 ist im Ausführungsbeispiel daher so gewählt, dass sie der maximalen gewünschten Verdrehung des Direktors der cholesterischen Flüssigkristalle entspricht. Wird die Ganghöhe der Helixstruktur in den belichteten Teilbereichen 68 durch lokale Belichtung und Photoisomerisierung vergrößert, verringert sich dadurch die Verdrehung des Direktors an der Oberfläche der Ausrichtungsschicht 64.
Die Belichtung kann durch eine Maske 70 erfolgen, beispielsweise mit einer Blitzlampe als Strahlungsquelle. Auch eine rotierende Maske, beispielsweise ein rotierender, mit Motiven ausgestatteter transparenter Zylinder, etwa aus Quarz oder Kunststoff, kommt infrage. Der Zylinder kann dabei sowohl über der laufenden Bahn als auch unter der laufenden Bahn angeordnet sein. Im letzteren Fall ist eine Umschlingung der Bahn mit Vollkontakt möglich, allerdings muss die Trägerfolie 62 in dem für die Isomerisierung eingesetzten UV-Bereich transparent sein. Bei einem über der Bahn angeordneten Maskenzylinder entfällt diese Anforderung an die Trägerfolie 62, dafür besteht die Gefahr, dass der Kontakt des Zylinders mit der Bahn die Schicht stört.
Die Belichtung kann auch durch eine auf der Rückseite der Folie bereits aufgedruckte Maske erfolgen. Auch in diesem Fall muss die Folie für die verwendete UV-Strahlung transparent sein. Das letztere Verfahren kann den Transfer der Schicht spätestens am Ende des Produktionsprozesses erforderlich machen, soll das Maskenmotiv nicht im Endprodukt auftauchen. Alternativ kann das Motiv auch mit einer entfernbaren Druckfarbe aufgebracht sein, die nach der Belichtung von der Trägerfolie 62 wieder entfernt, z. B. abgewaschen, wird. Es ist auch denkbar, das Motiv der Maske durch eine UV-Strahlung absorbierende und visuell nicht erkennbare Druckfarbe zu erzeugen. Eine mit einem solchen Aufdruck versehene Maske kann daher auf der Trägerfolie verbleiben.
Ferner kann die Belichtung durch ein parallel zur Trägerfolie 62 geführtes Maskenband, wie es in der Druckschrift DE 10330421 Al beschrieben ist, erfolgen.
Die Belichtung kann sowohl mit dem Positivbild als auch mit dem Negativ- bild des gewünschten Motivs erfolgen. Die verwendete Maske 70 kann absorbierend oder reflektierend ausgeführt sein, wobei in letzterem Fall die Erwärmung der Maske oder Folie auf ein Minimum reduziert werden kann. Es versteht sich, dass nur die zur Isomerisierung führende Strahlung von der Maske abgeschirmt werden muss.
Nach dem Belichtungsschritt ist eine gewisse Ruhezeit nötig, in der sich die Neuordnung der Flüssigkristallmoleküle in den bestrahlten Bereichen stabilisiert. Die bedruckte und belichtete Trägerfolie durchläuft zu diesem Zweck mit Vorteil eine erwärmte Zone mit geringen Turbulenzen, so dass die Aus- richtungsschicht nicht verblasen wird.
Da die Belichtung für die Photoisomerisierung an Luft erfolgt, wird durch die Sauerstoffinhibierung die Polymerisation der Ausrichtungsschicht 64 im Teilbereich 68 verhindert. Die Polymerisation der Ausrichtungsschicht 64 wird vielmehr erst in einem weiteren Schritt durch UV-Bestrahlung der gesamten Ausrichtungsschicht in einer Schutzgasatmosphäre (beispielsweise Ar, N2 oder CO2) ausgelöst. Die unterschiedlichen Helixstrukturen in den bestrahlten und nicht bestrahlen Bereichen werden durch die Vernetzung der Ausrichtungsschicht dauerhaft fixiert. Nun kann, wie beim oben beschriebenen ersten Erfindungsaspekt, eine Motivschicht 72 aus nematischen Flüssigkristallen vollflächig oder in Form eines weiteren Motivs auf die Ausrichtungsschicht 64 aufgedruckt werden. Auch bei dieser Erfindungsvariante ordnen sich die nematischen Flüssigkristalle mit ihrer Vorzugsrichtung entsprechend den Vorgaben der Ausrichtungsschicht 64 an, so dass Motivbereiche 74 und 76 mit unterschiedlicher Orientierung der nematischen Flüssigkristalle entstehen, wie in Fig. 5(c) dargestellt. Der Nachweis des Motivs kann, wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen, mithilfe eines Linearpolarisators erfolgen.
Anstatt die Photoisomerisierung und die Polymerisation in unterschiedlichen Atmosphären durchzuführen, ist es in einem alternativen Herstellungsverfahren auch möglich, den für die Polymerisation verantwortlichen Photoinitiator und die photoisomerisierbare Substanz so aufeinander abzu- stimmen, dass Photoisomerisierung und Polymerisation bei unterschiedlichen Wellenlängen durchgeführt werden können. Dann kann etwa die Photoisomerisierung des ersten Schritts durch Einsatz einer schmalbandigen Strahlungsquelle, wie etwa einer Laserquelle, UV-LEDs, oder herkömmliche Strahler in Verbindung mit schmalbandigen Filtern bewirkt werden, ohne dass durch die außerhalb der Absorptionsbande des Photoinitiators liegende Bestrahlung eine Polymerisation ausgelöst wird. Diese kann anschließend in einem zweiten Schritt konventionell mit einem gewöhnlichen UV-Strahler erfolgen.
In einer weiteren Verfahrensvariante kann die Photoisomerisierung auch vor dem Lösungsmitteltrocknen erfolgen, so dass nur eine beheizte Trocknerstrecke erforderlich ist. Bei dieser Variante erfolgt die Vernetzung der Ausrichtungsschicht 64 dann nach dem Durchlaufen des Lösungsmitteltrockners.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und der- gleichen mit
einer Trägerfolie, die zumindest in einem Teilbereich mit einer Ausrichtungsschicht mit einer im Wesentlichen vernachlässigbaren optischen Wirkung versehen ist, und
einer auf der Ausrichtungsschicht angeordneten, ausgerichteten Motivschicht auf Basis eines flüssigkristallinen Materials, die zumindest zwei ein Motiv bildende Bereiche mit unterschiedlicher Orientierung des flüssigkristallinen Materials aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausrichtungsschicht aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material gebildet ist, und die Schichtdicke der Ausrichtungsschicht so gewählt ist, dass ihre optische Wirkung im Wesentlichen vernachlässigbar ist, und dass
die unterschiedliche Orientierung der Motivschichtbereiche durch eine unterschiedliche effektive Höhe der helikalen Struktur des cho- lesterischen flüssigkristallinen Materials der Ausrichtungsschicht bewirkt ist.
2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedliche effektive Höhe der helikalen Struktur des cholesteri- schen flüssigkristallinen Materials der Ausrichtungsschicht durch Bereiche mit verschieden großer Schichtdicke erzeugt ist.
3. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedliche effektive Höhe der helikalen Struktur des choleste- rischen flüssigkristallinen Materials der Ausrichtungsschicht durch eine unterschiedliche Ganghöhe der helikalen Struktur erzeugt ist.
4. Sicherheitselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsschicht eine photoisomerisierte Substanz enthält, wobei die unterschiedliche Ganghöhe der helikalen Struktur des cholesterischen flüssigkristallinen Materials der Ausrichtungsschicht durch eine bereichsweise selektive Photoisomerisierung der photoisomerisierbaren Substanz erzeugt ist.
5. Sicherheitselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die photoisomerisierte Substanz durch einen photoisomerisierten Verdriller gebildet ist.
6. Sicherheitselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedliche Ganghöhe der helikalen Struktur des cholesterischen flüssigkristallinen Materials der Ausrichtungsschicht durch eine bereichsweise selektive Erwärmung des cholesterischen flüssigkristallinen Materials vor oder bei Vernetzung der Ausrichtungsschicht erzeugt ist.
7. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Motivschicht auf Basis eines nematischen flüssigkristallinen Materials gebildet ist.
8. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Ausrichtungsschicht stets kleiner als die 5-fache Ganghöhe der helikalen Struktur des cholesterischen flüssigkristallinen Materials ist.
9. Sicherheitselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Ausrichtungsschicht stets kleiner als die 2-fache Ganghöhe der helikalen Struktur des cholesterischen flüssigkristallinen Materials ist.
10. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsschicht durch Kombination eines nematischen Flüssigkristallsystems mit einem Verdriller gebildet ist.
11. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Motivschicht vollflächig auf die Ausrichtungsschicht aufgebracht ist.
12. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Motivschicht in Form eines zweiten Motivs auf die Ausrichtungsschicht aufgebracht ist.
13. Sicherheitselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich das zweite Motiv mit dem durch die unterschiedlich orientierten Berei- che der Motivschicht gebildeten ersten Motiv zu einer Gesamtinformation ergänzt.
14. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere weitere Schichten vorge- sehen sind, die dem Schutz des Sicherheitselements oder einer seiner Teilschichten, einer verbesserten Haftung einzelnen Schichten oder einer weiteren Erhöhung der Fälschungssicherheit dienen.
15. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine weitere Schicht eine reflektierende Schicht, eine beugungsoptisch wirksame Schicht, eine einen Farbkippeffekt zeigende Schicht oder eine maschinenlesbare Schicht ist.
16. Sicherheitselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die maschinenlesbare Schicht maschinenlesbare Merkmalsstoffe enthält, insbesondere reflektierende, magnetische, elektrisch leitfähige, phosphoreszierende, fluoreszierende oder sonstige lumineszierende Stoffe.
17. Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen, bei dem
eine Trägerfolie bereitgestellt und zumindest in einem Teilbereich mit einer Ausrichtungsschicht mit einer im Wesentlichen vernachlässigba- ren optischen Wirkung versehen wird,
auf die Ausrichtungsschicht eine ausgerichtete Motivschicht auf Basis eines flüssigkristallinen Materials aufgebracht wird, die zumindest zwei ein Motiv bildende Bereiche mit unterschiedlicher Orientierung des flüssigkristallinen Materials aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass als Ausrichtungsschicht eine Schicht aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material in einer Schichtdicke aufgebracht wird, dass die optische Wirkung der Ausrichtungsschicht im Wesentlichen vernachlässigbar ist, und dass
die unterschiedliche Orientierung der Motivschichtbereiche durch eine unterschiedliche effektive Höhe der helikalen Struktur des cholesterischen flüssigkristallinen Materials der Ausrichtungsschicht bewirkt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsschicht und/ oder die Motivschicht aufgedruckt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsschicht und/ oder die Motivschicht nach dem Aufbringen durch UV-Strahlung oder Elektronenstrahl vernetzt wird.
20. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsschicht bereichsweise in verschieden großer Schichtdicke aufgebracht wird, um die unterschiedliche effektive Höhe der helikalen Struktur des cholesterischen flüssigkristallinen Materials zu erzeugen.
21. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausrichtungsschicht eine Schicht mit einer photo- isomerisierbaren Substanz aufgebracht wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsschicht als photoisomerisierbare Substanz einen photoisomerisier- baren Verdriller enthält.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie mit der aufgebrachten Ausrichtungsschicht vor der Vernetzung der Ausrichtungsschicht in Teilbereichen mit UV-Strahlung beaufschlagt wird, um die photoisomerisierbare Substanz in diesen Teilbereichen zu isomerisieren.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagung mit UV-Strahlung zur Isomerisierung in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre, insbesondere an Luft, erfolgt.
25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagung mit UV-Strahlung zur Isomerisierung durch eine Maske erfolgt, die die Isomerisierung bewirkende Strahlung abschirmt, insbesondere durch eine rotierende Maske, eine auf die Rückseite der Trägerfolie aufgedruckte Maske oder ein parallel zur Trägerfolie geführtes Maskenband.
26. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagung mit UV-Strahlung zur Vernetzung in einer Inertgas- Atmosphäre, insbesondere in einer Argon-, Stickstoff- oder Kohlendioxid- Atmosphäre, erfolgt.
27. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagung mit UV-Strahlung zur Isomerisierung in einem Wellenlängenbereich erfolgt, der keine Vernetzung der Ausrichtungsschicht bewirkt.
28. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsschicht vor oder bei einer Vernetzung bereichsweise selektiv erwärmt wird, um die unterschiedliche effektive Höhe der helikalen Struktur des cholesterischen flüssigkristallinen Materials zu erzeugen.
29. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass als Motivschicht eine Schicht auf Basis eines nemati- schen flüssigkristallinen Materials aufgebracht wird.
30. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsschicht in einer Schichtdicke kleiner als die 5-fache Ganghöhe der helikalen Struktur des cholesterischen flüssig- kristallinen Materials aufgebracht wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtungsschicht in einer Schichtdicke kleiner als die 2-fache Ganghöhe der helikalen Struktur des cholesterischen flüssigkristallinen Materials aufgebracht wird.
32. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Motivschicht vollflächig auf die Ausrichtungsschicht aufgebracht wird.
33. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Motivschicht in Form eines zweiten Motivs auf die Ausrichtungsschicht aufgebracht wird.
34. Sicherheitspapier für die Herstellung von Wertdokumenten oder dergleichen, das mit einem Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 33 ausgestattet ist.
35. Datenträger, insbesondere Wertdokument, wie Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, der mit einem Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 33 ausgestattet ist.
36. Verwendung eines Sicherheitselements nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 33, eines Sicherheitspapiers nach Anspruch 34 oder eines Datenträgers nach Anspruch 35 zur Fälschungssicherung von Waren beliebiger Art.
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