WO2010003646A1 - Sicherheitselement - Google Patents

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WO2010003646A1
WO2010003646A1 PCT/EP2009/004923 EP2009004923W WO2010003646A1 WO 2010003646 A1 WO2010003646 A1 WO 2010003646A1 EP 2009004923 W EP2009004923 W EP 2009004923W WO 2010003646 A1 WO2010003646 A1 WO 2010003646A1
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layer
thin
security element
film
security
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PCT/EP2009/004923
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Manfred Heim
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Giesecke & Devrient Gmbh
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    • B42D25/378—Special inks
    • B42D25/387—Special inks absorbing or reflecting ultraviolet light

Definitions

  • the invention relates to a security element for securing data carriers, a method for producing such a security element, a correspondingly equipped data carrier and a method for producing the same.
  • Data carriers such as security documents or identity documents, but also other valuables, such as branded articles, are often provided with security features for securing purposes, which permit verification of the authenticity of the data carrier and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.
  • gloss or effect pigments are also used in other areas of technology, such as car paints, decorative coatings or cosmetic formulations.
  • Black luster pigments often have a particular appeal here because the contrast of black color and luster is visually attractive on the one hand and the dark appearance on the other can provide a suitable background for a variety of optical effects, such as the color shift effects of interference layer systems or liquid crystal layers. Based on this, the present invention seeks to provide a security element of the type mentioned above with attractive visual appearance and high security against counterfeiting.
  • a security element of the aforementioned type comprises a three-layered thin-film element comprising a reflection layer, an absorber layer and a dielectric spacer layer arranged between the reflection layer and the absorber layer, in which the reflection layer, the absorber layer and the dielectric spacer layer are matched to one another, that the thin-film element for viewing from the absorber layer side at all viewing angles and in the entire visible spectral range has a very low reflection and appears black.
  • the reflection of the thin-film element for viewing from the absorber layer side is preferably below 20%, preferably below 15%, particularly preferably below 10%, at all viewing angles and in the entire visible spectral range.
  • the thin-film element for viewing from the absorber layer side in the entire visible spectral range and at all viewing angles on no reflection maximum.
  • the thin-film element for viewing from the absorber layer side has a reflection maximum in the ultraviolet spectral range, which can be used as a characteristic authenticity mark and detected with suitable spectroscopic instruments. The exact position of the reflection maximum in the ultraviolet spectral range depends on the viewing angle, so that the variation of the reflection maximum in the ultraviolet can also be used as an authenticity feature.
  • the layer thickness of the dielectric spacer layer is preferably between about 20 nm and about 90 nm.
  • the spacer layer is essentially formed from a low-index dielectric with refractive index n ⁇ 1.8, in particular SiO 2 or MgF 2 , and has a layer thickness between 50 nm and 90 nm, in particular of about 70 nm.
  • the spacer layer is essentially formed from a high-index dielectric with refractive index n ⁇ 1.8, in particular from TiO 2 or ZnS, and has a layer thickness between 20 nm and 50 nm, in particular approximately 40 nm.
  • the thin-film element according to the invention Due to the matching of the thickness and the materials of the reflection layer, the absorber layer and the dielectric spacer layer in the entire visible spectral range and for all viewing angles, the thin-film element according to the invention has a very low reflection and therefore appears black to the viewer.
  • the thicknesses of the absorber layer, dielectric spacer layer and reflection layer in particular by changing the thickness of the dielectric spacer layer, it is also possible to obtain a thin-film element in some areas, which is not the case for the viewer at all Viewing angles and / or not in the entire visible spectral range appears black.
  • a thin-film element can be obtained which has very little reflection in a first region due to the inventive tuning of reflection layer, absorber layer and dielectric spacer layer and appears black to the viewer in the entire visible spectral range, whereas a second region of the thin-film element, the thickness of the dielectric spacer layer is selected such that this second region of the Dünl Anlagenele- ment for the viewer in incident light does not appear like the first black area, but blue.
  • the viewer When tilting the second area, the viewer then perceives, for example, a color change from blue (top view) to black (oblique viewing angle).
  • the first region of the thin-film element appears black to the viewer in the entire visible spectral range and at all viewing angles, while the second region does not appear black to the observer, at least at one viewing angle and / or in a part of the visible spectral range.
  • the thin-film element With a sufficiently thick dielectric layer it is possible to produce a thin-film element with a reflection maximum in the infrared, just beyond the visible spectral range. Since in this case in the visible spectrum there are always sufficiently intense reflection maxima, the thin-film element appears to the viewer in a color deviating from black. However, if the thin-film element is provided with a suitable, filtering color, in particular a film which, for example, absorbs blue light and transmits red light, then the thin-film element appears black to the observer in incident light. When tilting this thin-film element with filtering color, the reflection maxi- mum from the infrared into the visible spectral range (red), so that the tilted thin-film element for the viewer appears red.
  • a suitable, filtering color in particular a film which, for example, absorbs blue light and transmits red light
  • Such a thin-film element with filtering color thus shows a color shift effect from black (top view) to red (oblique viewing angle) for the viewer. It is understood that by a suitable choice of the materials and thicknesses of the reflective layer, absorber layer and dielectric spacer layer, a thin-film element may also be indicated which exhibits a color shift effect of eg red (top view) or blue (top view) to black (oblique viewing angle) As described above, additional filtering colors can be combined with the respective thin-film element.
  • the dielectric material of the spacer layer can be mixed with an absorbent material, for example with absorbing metal ions.
  • the dielectric spacer layer may be vapor-deposited or printed. In the latter case, for example, carbon black may be incorporated as the absorbent.
  • the dielectric spacer layers of changed thickness required for the colored and / or non-colored areas can be produced. be printed with advantage.
  • the security element according to the invention for securing data carriers can not only be formed by a flat, three-layered thin-film element comprising a reflection layer, absorber layer and dielectric spacer layer arranged therebetween, but also by a flat application of thin-layer pigments with the three-layer construction according to the invention.
  • the visual impression of a security element with thin-film pigments that is visually impressed by a security element with a flat, three-layer thin-film element can hardly be distinguished from a viewer.
  • black-appearing thin-film pigments and the security elements formed therefrom are not preferred for the observer at all viewing angles in the entire visible spectral range.
  • the thin-film element according to the invention When viewed from the reflection layer side, the thin-film element according to the invention preferably appears highly glossy at all viewing angles and in the entire visible spectral range.
  • This metallic reflection can be used in particular in security elements that are also visible from the underside. On the one hand, it enables the visual differentiation of the thin-film element from conventional black print layers, and on the other hand, it can also function as part of another authenticity feature, as explained below on the basis of a polarization feature in which the metallic reflection layer interacts with a phase-shifting layer.
  • the thin-film element has recesses in the form of patterns, characters or codes which form transparent or translucent regions in the thin-film element. The recesses may extend through the entire thin-film element or may also be formed only in the reflection layer.
  • the security element has a color-shifting layer of a cholesteric liquid-crystalline material, which faces the absorber layer side of the thin-film element, so that the black-appearing thin-film element forms a dark background for the color-shifting layer.
  • the color-shifting layer can of course also be combined with the recesses in the thin-film element. If the security element has a carrier foil, then the thin-layer element and the color-shifting layer can be arranged on the same side or on opposite sides of the carrier foil.
  • the security element can furthermore have at least one further, machine-readable security feature, in particular a security feature with magnetic, electrically conductive, phosphorescent, fluorescent or other luminescent substances. If the security element has a carrier foil, the thin-layer element and the further security feature can be arranged on the same side or on opposite sides of the carrier foil. It is understood that the further security features can be combined with surface tipping layers and / or with recesses in the thin-layer element.
  • the thin-film element according to the invention is arranged on a carrier foil which, as a further security feature, has a diffraction structure or matt structure, wherein the thin-film element layer element is arranged next to the diffraction structure or matt structure or above / below the diffraction structure or matt structure.
  • a security feature which can be excited in the ultraviolet spectral range is combined with the security element according to the invention.
  • the UV-stimulable layer can be arranged above the black thin-film element according to the invention (ie facing the absorber layer side) or else on the side of the thin-film element facing the reflection layer side.
  • the security element is present on a carrier film, in particular a PET film with a layer thickness between 6 .mu.m and 23 .mu.m.
  • the carrier film can be pulled off the remaining layer structure of the security element or it can remain as an integral part of the security element in the layer structure.
  • the security element has a phase retardation layer of a nematic liquid-crystalline material which faces the reflection layer side of the thin-film element, so that the phase retardation layer together with the reflection layer forms a polarization feature that can be tested with a polarization filter.
  • the phase delay layer can be present in particular in the form of patterns, characters or codes, so that the formed motif emerges when viewed through a suitable polarization filter. If the security element has a carrier foil, this can
  • the security element has a phase delay layer made of a suitable liquid-crystalline material, the phase-delay layer facing the absorber layer side of the thin-film element.
  • the phase retardation layer of nematic liquid-crystalline material can be arranged above a layer of cholesteric liquid-crystalline material, the layer of cholesteric liquid-crystalline material showing a color-shift effect together with the thin-film element according to the invention.
  • the observer can perceive the color-shift effect of the cholesteric liquid-crystalline material in combination with the thin-film element from the absorber layer side and check the polarization effect of the polarization feature of nematic liquid-crystalline material with suitable aids.
  • the security element has a three-layer thin-film element according to the invention, which has a very low reflection for viewing from the absorber layer side at all viewing angles in the entire visible spectral range and therefore appears black to the observer.
  • the security element furthermore has a thin-film element, which is e.g. by changing the thickness of the dielectric spacer layer does not appear black to the viewer at all viewing angles and / or throughout the entire visible spectral range.
  • the security element according to the invention has a first area, which shows a first color-shift effect for the viewer, and a second area, which shows a second, different color-shift effect from the first one.
  • this special security element with first and second color-shifting areas can basically be designed as described for the security element with only one color-shifting layer.
  • the thin-film element with first and second regions and the color-shifting layer can be arranged on the same side or on opposite sides of a carrier film.
  • the combination with a further, in particular machine-readable security feature, as well as the combination with a phase delay layer made of a nematic liquid-crystalline material is conceivable.
  • the security element described above is characterized by an extraordinarily large security against counterfeiting.
  • the security element according to the invention can have a region which has essentially the same color, which is different from black, at all viewing angles and in the entire visible spectral range.
  • a security element according to the invention as described above, with a color-shifting layer from a cholesteric liquid-crystalline material, which faces the absorber layer side of the thin-film element, so that the black-appearing thin-film element forms a dark background for the color-tilting layer to be arranged on a suitable carrier film such that the color-shifting thin-film structure directly adjoins one likewise on the carrier film adjoining region, which has substantially the same color different from black at all viewing angles and in the entire visible spectral range.
  • Such security elements in which a color-shifting thin-film structure according to the invention is arranged directly adjacent to a region which has substantially the same color at all viewing angles and in the entire visible spectral range, are very attractive to the viewer and are characterized by particularly high counterfeit security.
  • the security element having areas that exhibit a color shift effect and areas that have substantially a particular, non-changeable color may also be combined with other security features, such as a phase retardation layer of a suitable liquid crystal material, as described above.
  • the security element is advantageously a security thread, a security tape, a security strip, a patch or a label for application to a security paper, document of value or the like.
  • the invention also encompasses a method for producing a security element of the type described, in which a reflective layer, a dielectric spacer layer and an absorber layer are superimposed to form a three-layered thin-film element, and in which the reflection layer, the absorber layer and the dielectric spacer layer are matched to one another such that the thin-film element has a very low reflection for viewing from the absorber layer side at all viewing angles and in the entire visible spectral range and appears black.
  • the invention further includes a data carrier, in particular a value document, such as a banknote, an identity card or the like, with a security element of the type described.
  • a security element of the type described is applied to a data carrier substrate, for example a printed or unprinted paper or plastic substrate, applied or fully or partially embedded in such a data carrier substrate.
  • the security element can in particular also be arranged over a window area or a continuous opening of the data carrier and thus be visible from both sides.
  • 1 is a schematic representation of a banknote with an embedded security thread
  • FIG. 2 schematically the layer structure of a security element according to the invention in cross-section
  • Fig. 3 shows schematically the reflection spectrum of the shown in Fig. 2
  • FIG. 5 a security film as can be used for the production of a security thread shown in FIG. 1, FIG.
  • Fig. 6 shows schematically the reflection spectrum of the security film of
  • 11 to 13 security elements according to further embodiments of the invention, in which the thin-film element is combined with a phase delay layer of birefringent material.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a banknote 10, which is provided with a security element 12 according to the invention.
  • the security element shown represents a security thread 12 that protrudes at certain window areas 14 on the surface of the banknote 10 while it is embedded in the intervening areas inside the banknote 10.
  • the security thread 12 When viewed, the security thread 12 exhibits a color shift effect with brilliant colors whose color changes in the embodiment from green when viewed perpendicularly to blue when viewed at an acute angle.
  • the security thread has 12 negative characters 16, which are formed in the embodiment in the form of the alternating letter sequences "PL" and "10". In incident light, the negative characters 16 can be recognized by the absence of a colored impression or of the color shift effect. Negative characters 16 appear particularly strong when viewing the banknote 10 in transmitted light, where they shine bright against the otherwise opaque background of the embedded security thread 12.
  • the security thread 12 contains a specially designed thin-film element which forms with its upper side a generally black background for a color-tilting liquid-crystal layer, as explained in more detail below.
  • a security element according to the invention in the simplest case comprises a three-layered thin-film element 20 having a reflection layer 22, an absorber layer 26 and a dielectric spacing layer 24 arranged between the reflection layer 22 and the absorber layer 26.
  • the reflection layer 22 is formed in the embodiment of a 30 ran thick aluminum layer. Basically come as reflector materials However, other metals, such as silver, nickel, copper, iron, chromium, gold or other highly reflective metals into consideration.
  • the layer thickness of the reflection layer is typically between 10 nm and 200 nm, usually between about 30 nm and about 100 nm.
  • low-index dielectrics with a refractive index below 1.8 are considered, such as SiCh, MgF, SiO x with 1 ⁇ x ⁇ 2, or Al 2 O 3.
  • high-index dielectrics with a refractive index of 1.8 or more such as ZrO 2 , ZnS, TiO 2 or indium tin oxide (ITO).
  • the layer thickness of the spacer layer 24 is preferably between about 50 nm and about 90 nm in the case of low-index dielectrics, preferably between about 20 nm and about 50 nm in the case of high-index dielectrics.
  • the dielectric spacer layer 24 is 80 nm thick SiO 2 layer formed.
  • the absorber layer 26 is formed in the embodiment by a 6 nm thick chromium layer.
  • other materials such as iron, gold, aluminum or titanium, which are applied in a thickness between 2 nm and about 10 nm, are also suitable as absorber layers.
  • Further details on the construction of thin-film elements and in particular on the materials which can be used for the reflection layer, the dielectric spacer layer and the absorber layer as well as the layer thicknesses which are suitable for the reflection layer and the absorber layer can be found in the publication WO 01/03945 A1, the disclosure of which is incorporated herein by reference the present application is incorporated.
  • the perceptible color impression of a thin-film element with the described structure is based on viewing angle-dependent interference effects due to multiple reflections in the different sub-layers of the element and in particular depends on the optical thickness of the dielectric spacer layer.
  • the path difference of the beams reflected at different partial layers is of the order of the wavelengths of visible light, so that an angle-dependent color impression in the visible spectral range results due to the extinction and amplification of specific wavelengths.
  • the layer thickness of the dielectric spacer layer 24 is now selected to be so small that all constructive interference maxima lie in the ultraviolet spectral range and the thin-film elements in the visible spectral range have no reflection maximum at all viewing angles.
  • FIG. 3 schematically shows the reflection spectrum 30 of the vertical viewing thin-film element 20 shown in FIG Wavelength decreases the reflection to a maximum reflection 32 in the ultraviolet spectral range, which is in the exemplary embodiment at about 250 nm, strong and is then in the entire visible spectral range of 400 nm to 800 nm well below 10%.
  • the reflection maximum 32 shifts to even shorter wavelengths due to the physical conditions, ie it remains in the non-visible, ultraviolet spectral range.
  • the shallow rise 34 of the reflection of the thin-film element between 800 nm and 1000 nm (FIG. 3)
  • a blue shift of the reflection spectrum does not significantly increase the reflection in the visible spectral range, especially since the human eye on the red end of the spectral range is only slightly sensitive.
  • the thin-film element 20 therefore also appears with oblique viewing 28 'for the viewer with a deep black hue.
  • the thin-film element 20 produces a black impression in the visible spectral range of 400 nm to 800 nm, which is very similar to that of a black printing layer.
  • the thin-film element 20 appears high-gloss metallic at all viewing angles 29, 29 'and in the entire visible spectral range.
  • the thin-film structure of the element 20 can therefore easily be distinguished from a conventional black printing layer even without auxiliary means.
  • the position of the reflection maximum 32 in the ultraviolet spectral range and its displacement during tilting of the thin-film element 20 can be used as characteristic authenticity characteristics and can be detected with the aid of suitable spectroscopic instruments.
  • the metallic reflection from the reflection layer side can be used for security elements that are at least partially visible from the underside, for example for security elements, which are arranged above a see-through or window area of a banknote or a value document.
  • the metallic reflection can also be used to generate a polarization feature, as explained in more detail below.
  • the opacity of the metallic reflective layer 22 in cooperation with the demetallized areas can be used to create negative patterns, as already illustrated by the negative characters "PL" and "10" of the security thread 12 of FIG.
  • the dielectric material of the spacer layer may be provided with an absorbent material.
  • SiO 2 can be provided with absorbing metal ions, or glass breakage can be evaporated in a particularly simple variant for applying the spacer layer 24.
  • the dielectric spacer layer 24 can also be designed as a pressure layer In this case, an absorbing material such as carbon black can easily be incorporated.
  • FIG. 5 shows a security film 50, as it can be used for the production of a security thread 12 shown in Fig. 1.
  • the security film 50 contains a carrier film 52 in the form of a transparent plastic film on which an aluminum reflection layer 54, a 70 nm thick spacer layer 56 made of SiCb and a 4 nm thick absorber layer 58 made of chromium are applied in a layer sequence from bottom to top to form a three-layered thin-film element 60 which appears black from all viewing directions when viewed from the absorber layer 58 side.
  • recesses 62 in the form of patterns, characters or codes are formed in the thin-film element 60 and form transparent or translucent areas in the thin-film element 60.
  • the carrier film 52 in the exemplary embodiment was printed in the region of the desired recesses with an activatable printing ink, and then the layers 54, 56, 58 of the thin-film element 60 were vapor-deposited completely onto the printed carrier film. Subsequently, the ink was activated and the three overlying layers 54, 56, 58 removed in regions.
  • Suitable inks which can be activated are, for example, printing inks with foamable additives which split off gas under the action of heat, reduce the adhesion to the carrier film as a result of the resulting increase in volume, and thus have the following mechanically acting treatment methods. provide a good point of attack for working out the negative patterns. Further details of such a washing process can be found in the document EP 0 516 790 B1, the disclosure of which is incorporated in the present application. It is understood that other methods known to the person skilled in the art for producing recesses can also be used to produce negative patterns, for example the washing method described in the document WO 99/13157, which is based on the printing of a soluble ink with a porous structure, or also etching methods of all kinds.
  • a color-shifting, cholesteric liquid-crystal layer 66 is further applied over an entire surface over an adhesive or primer layer 64.
  • the black-appearing thin-film element 60 forms a dark background for the liquid crystal layer 66 and makes its color-shift effect appear with brilliant colors.
  • FIG. 6 schematically shows the reflection spectrum 70 of the security film 50 shown in FIG. 5 in the non-recessed areas 68 when viewed vertically from above, that is, when viewed from the side of the color-tilting liquid crystal layer 66.
  • the reflection spectrum 70 shows a clearly pronounced reflection maximum 72 in the green spectral range at a wavelength of about 550 nm.
  • the security film 50 therefore appears when viewed vertically in a brilliant, bright green.
  • the reflection maximum 72 shifts to shorter wavelengths, in the present case into the blue spectral range, due to the physical conditions.
  • the security film 50 therefore appears deep blue when viewed at an acute angle, so that when the film 50 is tilted, a pronounced color shift effect from green to blue can be observed.
  • the liquid crystal layer 66 is typically present against a light background, such as a paper background with partially embedded or glued security elements. Against such a light background, the color-shift effect of the liquid crystals is not or only slightly visible, so that the recesses 62 appear in a top view as color-free areas without color-shift effect. Particularly noteworthy are the recessed areas 62 when viewed in transmitted light, where they emerge bright against the background of the otherwise opaque thin-film element 60.
  • FIG. 8 Another embodiment of a security film 80 according to the invention is shown in FIG.
  • the structure of the security film 80 largely corresponds to the structure of the security film 50 of FIG. 5, but with the difference that only the reflection layer 54 of the thin-film element 60 is provided with recesses, while the spacer layer 56 and the absorber layer 58 are formed over the entire surface.
  • the visual appearance of the security film 80 is similar to the appearance of the security film 50, however, in the recessed areas 62, the absorber layer 58 still present there darkens the negative pattern area somewhat.
  • the thin-film element 60 and the liquid crystal layer 66 may also be arranged on different sides of the carrier film 52. It is only essential for the effect of the invention that the liquid crystal layer 66 faces the absorber layer side 58 of the thin-film element 60.
  • the recesses of the thin-film element 60 may again extend through the entire element or, as shown in the exemplary embodiment of FIG. 8, may be formed only in the reflection layer 54.
  • the layer structure of the security elements according to the invention can also receive further, in particular machine-readable security features, as illustrated in the exemplary embodiments 100 and 110 of FIGS. 9 and 10 using the example of a magnetic security feature.
  • the magnetic regions 102 can be printed as printed areas directly or else via a primer onto the black absorber layer side of the thin-film element 60.
  • the magnetic regions 102 are usually black and therefore do not or only slightly fall in front of the black background of the thin-film element 60.
  • the magnetic regions 102 may also be printed on the opposite side of the carrier film 52.
  • This variant shown in FIG. 10 has the advantage that the magnetic regions can then in principle not be noticed from the visible side (the absorber layer side of the thin-film element).
  • the black magnetic regions must be effectively optically covered in some applications, in order not to attract attention to the highly reflective environment.
  • Such a cover can be effected, for example, by a coating with metallic effect pigments and / or opaque white printing layers.
  • the thin-film element which is black from one side and shiny from the other side, can also be combined with a phase-retardation layer of birefringent material.
  • a thin-film element 60 is applied to the upper side of a carrier foil 52, and a color-tilting liquid crystal layer 66 via an adhesive layer, as already described in principle in connection with FIG.
  • the carrier film 52 provided in the form of a motif phase delay layer 122, which consists of a birefringent material, for example of nematic liquid-crystalline material.
  • the phase delay of the visible light phase retardation layer 122 is typically between about ⁇ / 4 and about ⁇ / 2 and in the exemplary embodiment described is ⁇ / 4.
  • the security element 120 When the security element 120 is viewed from below with ordinary unpolarized light and without auxiliary means, the subareas with and without phase retardation layer 122 are virtually indistinguishable since the phase delay acts equally on all polarization directions of the incident light and the light absorption of the phase retardation layer 122 is negligibly small.
  • phase retardation layer 122 may also be disposed directly on the reflection layer 54, as shown in the security element 130 of FIG. 12. In this case, the polarizing properties of the carrier film for the polarization feature is irrelevant.
  • the polarization characteristic of the phase retardation layer 122 is a color-shifting one
  • the polarization feature can also be provided for security elements without recesses and / or for security elements without fb rocking layers.
  • the polarization feature is present on the metallically reflecting side of a thin-film element, while the opposite side appears black glossy to the viewer.
  • the shiny black surface can be used as a design element or as a black background for another security or design element.
  • a banknote may be provided with the black glossy thin-film element in a first region and may contain a liquid-crystal layer in a see-through window of another region. If the liquid crystal layer by folding the banknote on the black surface of the Laying thin-film element, so the previously not visible or barely visible color shift effect of the liquid crystal layer clearly shows.
  • phase retardation layer on the side facing the absorber layer side of the thin film element, e.g. over a layer of cholesteric liquid crystalline material 66 disposed over a thin film element 60.
  • the layer sequence of carrier foil 52, thin-layer element 60 and cholesteric liquid-crystalline material 66 corresponds to the structure of the security element 120 shown in FIG. 11, the phase delay layer 142 of the security element 140 is arranged on the color-shifting liquid crystal layer 66 ,
  • the phase delay layer 142 may be e.g.
  • the cholesteric liquid-crystalline material 66 acts together with the thin-film element 60 as a reflector for the phase retardation layer of nematic liquid-crystalline material 142.
  • the observer can thus transfer both the color-shift effect of the layer of cholesteric liquid-crystalline material 66 from the side facing the absorber layer side the thin-film element 60 as well as the polarization effect of the nematic liquid crystal material 142 with a suitable polarization filter 144 check.
  • the polarization effect of the security element 140 is not impaired by polarizing properties of the film 52, as may be the case with the security element 120 of FIG. 12. It is understood that all the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 13 can basically have a region in which the thin-film element does not cover the entire visible spectral range and / or for the viewer due to the selected thickness, in particular of the dielectric spacer layer All viewing angles appear black and therefore result in color shift effects that differ from the color-shift effects described with reference to FIGS. 1 to 13. It is of course also conceivable to combine a security element according to the invention with regions which have essentially the same color for the viewer in the visible spectral range and at all viewing angles.
  • the carrier foil of the security element according to the invention can optionally also have a particularly embossed diffraction structure and / or matt structure, which is arranged next to or above / below the thin-film element and exhibits interesting synergistic effects, in particular incident light / transmitted light effects. generated, which further increase the protection against counterfeiting of the security element.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement zur Absicherung von Datenträgern mit einem dreischichtigen Dünnschichtelement (20) aus einer Reflexionsschicht (22), einer Absorberschicht (26) und einer zwischen der Reflexionsschicht und der Absorberschicht angeordneten dielektrischen Abstandsschicht (24). Nach der Erfindung sind die Reflexionsschicht (22), die Absorberschicht (26) und die dielektrische Abstandsschicht (24) so aufeinander abgestimmt, dass das Dünnschichtelement für Betrachtung von der Absorberschichtseite (26) her bei allen Betrachtungswinkeln (28, 28') und im gesamten sichtbaren Spektralbereich eine sehr geringe Reflexion aufweist und schwarz erscheint.

Description

Sicherheitselement
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement zur Absicherung von Datenträ- gern, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Sicherheitselements, einen entsprechend ausgestatteten Datenträger sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben.
Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch andere Wertge- genstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitsmerkmalen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit des Datenträgers gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen.
Eine besondere Rolle bei der Echtheitsabsicherung spielen dabei Sicherheitsmerkmale, die selbst mit modernsten Kopiergeräten nicht reproduziert werden können. Zu diesem Zweck werden oft spezielle Druckfarben, die Glanzpigmente oder andere optische Effektpigmente enthalten, verdruckt, da der charakteristische Glanz und das Farbspiel derartige Pigmente nicht kopiert werden können.
Neben dem Sicherheitsbereich werden Glanz- oder Effektpigmente auch in anderen Bereichen der Technik eingesetzt, wie etwa bei Autolacken, dekorativen Beschichtungen oder in kosmetischen Formulierungen. Schwarze Glanzpigmente entfalten hier oft einen besonderen Reiz, da der Gegensatz von schwarzer Farbe und Glanzwirkung einerseits visuell attraktiv wirkt und das dunkle Erscheinungsbild andererseits einen geeigneten Hintergrund für eine Vielzahl optischer Effekte, wie etwa die Farbkippeffekte von Interferenzschichtsystemen oder Flüssigkristallschichten, bereitstellen kann. Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art mit attraktivem visuellem Erscheinungsbild und hoher Fälschungssicherheit zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Sicherheitselements, ein mit einem solchen Sicherheitselement ausgestatteter Datenträger und ein Verfahren zur Herstellung desselben sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß der Erfindung weist ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art ein dreischichtiges Dünnschichtelement aus einer Reflexionsschicht, einer Absorberschicht und einer zwischen der Reflexionsschicht und der Ab- sorberschicht angeordneten dielektrischen Abstandsschicht auf, bei dem die Reflexionsschicht, die Absorberschicht und die dielektrische Abstandsschicht so aufeinander abgestimmt sind, dass das Dünnschichtelement für Betrachtung von der Absorberschichtseite her bei allen Betrachtungswinkeln und im gesamten sichtbaren Spektralbereich eine sehr geringe Reflexion aufweist und schwarz erscheint.
Die Reflexion des Dünnschichtelements für Betrachtung von der Absorberschichtseite her liegt vorzugsweise bei allen Betrachtungswinkeln und im gesamten sichtbaren Spektralbereich unterhalb von 20 %, vorzugsweise un- terhalb von 15 %, besonders bevorzugt unterhalb von 10 %. Mit Vorteil weist das Dünnschichtelement für Betrachtung von der Absorberschichtseite her im gesamten sichtbaren Spektralbereich und bei allen Betrachtungswinkeln kein Reflexionsmaximum auf. In manchen Ausgestaltungen weist das Dünnschichtelement für Betrachtung von der Absorberschichtseite her ein Reflexionsmaximum im ultravioletten Spektralbereich auf, das als charakteristisches Echtheitskennzeichen eingesetzt und mit geeigneten spektroskopischen Instrumenten nachgewiesen werden kann. Die genaue Position des Reflexionsmaximums im ultravioletten Spektralbereich hängt dabei vom Betrachtungswinkel ab, so dass auch die Variation des Reflexionsmaximums im Ultravioletten als Echtheitsmerkmal verwendet werden kann.
Die Schichtdicke der dielektrischen Abstandsschicht liegt bevorzugt zwischen etwa 20 ran und etwa 90 nm. In einer vorteilhaften Variante ist die Abstandsschicht im Wesentlichen aus einem niedrigbrechenden Dielektrikum mit Brechungsindex n < 1,8, insbesondere aus SiO2 oder MgF2, gebildet und weist eine Schichtdicke zwischen 50 nm und 90 nm, insbesondere von etwa 70 nm auf. Bei einer alternativen, ebenfalls vorteilhaften Variante ist die Abstandsschicht im Wesentlichen aus einem hochbrechenden Dielektrikum mit Brechungsindex n ≥ 1,8, insbesondere aus TiO2 oder ZnS, gebildet und weist eine Schichtdicke zwischen 20 nm und 50 nm, insbesondere von etwa 40 ran auf.
Das erfindungsgemäße Dünnschichtelement weist aufgrund der Abstimmung der Dicke und der Materialien der Reflexionsschicht, der Absorberschicht und der dielektrischen Abstandsschicht im gesamten sichtbaren Spektralbereich und für alle Betrachtungswinkel eine sehr geringe Reflexion auf und erscheint daher für den Betrachter schwarz. Selbstverständlich kann durch bewusste Veränderung der Dicken von Absorberschicht, dielektrischer Abstandsschicht und Reflexionsschicht, insbesondere durch Veränderung der Dicke der dielektrischen Abstandsschicht, auch bereichsweise ein Dünnschichtelement erhalten werden, das für den Betrachter nicht bei allen Betrachtungswinkeln und/ oder nicht im gesamten sichtbaren Spektralbereich schwarz erscheint. Beispielsweise kann durch Variation der Schichtdicke der dielektrischen Abstandsschicht ein Dünnschichtelement erhalten werden, das in einem ersten Bereich durch die erfindungsgemäße Abstim- mung von Reflexionsschicht, Absorberschicht und dielektrischer Abstandsschicht eine sehr geringe Reflexion aufweist und für den Betrachter im gesamten sichtbaren Spektralbereich schwarz erscheint, wohingegen in einem zweiten Bereich des Dünnschichtelements die Dicke der dielektrischen Abstandsschicht so gewählt ist, dass dieser zweite Bereich des Dünnschichtele- ments für den Betrachter im Auflicht nicht wie der erste Bereich schwarz, sondern blau erscheint. Beim Verkippen des zweiten Bereichs nimmt der Betrachter dann z.B. einen Farbwechsel von Blau (Aufsicht) nach Schwarz (schräger Betrachtungswinkel) wahr. Mit anderen Worten erscheint der erste Bereich des Dünnschichtelements für den Betrachter im gesamten sichtbaren Spektralbereich und bei allen Betrachtungswinkeln schwarz, während der zweite Bereich zumindest bei einem Betrachtungswinkel und/ oder in einem Teil des sichtbaren Spektralbereichs für den Betrachter nicht schwarz erscheint.
Des Weiteren ist es mit einer genügend dicken dielektrischen Schicht möglich, ein Dünnschichtelement mit einem Reflexionsmaximum im Infraroten, knapp jenseits des sichtbaren Spektralbereichs zu erzeugen. Da in diesem Fall im sichtbaren Spektrum immer auch ausreichend intensive Reflexions- maxima liegen, erscheint das Dünnschichtelement für den Betrachter in einer von Schwarz abweichenden Farbe. Wird allerdings das Dünnschichtelement mit einer geeigneten, filternden Farbe, insbesondere einer Folie, welche z.B. blaues Licht absorbiert und rotes Licht durchlässt, versehen, so erscheint das Dünnschichtelement für den Betrachter in Auflicht schwarz. Beim Verkippen dieses Dünnschichtelements mit filternder Farbe wird das Reflexionsmaxi- mum aus dem infraroten in den sichtbaren Spektralbereich (rot) verschoben, so dass das verkippte Dünnschichtelement für den Betrachter rot erscheint. Ein solches Dünnschichtelement mit filternder Farbe zeigt für den Betrachter demnach einen Farbkippeffekt von Schwarz (Aufsicht) nach Rot (schräger Betrachtungswinkel). Es versteht sich, dass durch eine geeignete Wahl der Materialien und Dicken der Reflexionsschicht, Absorberschicht und dielektrischer Abstandsschicht auch ein Dünnschichtelement angegeben werden kann, das einen Farbkippeffekt von z.B. Rot (Aufsicht) oder Blau (Aufsicht) nach Schwarz (schräger Betrachtungswinkel) zeigt, wobei, wie oben beschrieben, auch zusätzliche filternde Farben mit dem jeweiligen Dünnschichtelement kombiniert werden können.
Bei vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung kann das dielektrische Material der Abstandsschicht mit einem absorbierenden Stoff, beispielsweise mit absorbierenden Metallionen versetzt sein. Die dielektrische Abstandsschicht kann aufgedampft oder aufgedruckt werden. Im letzteren Fall kann als absorbierender Stoff beispielsweise Ruß beigemengt werden.
Sollen spezielle Ausgestaltungen der Erfindung erzeugt werden, die neben den für den Betrachter bei allen Betrachtungswinkeln im gesamten sichtbaren Spektralbereich schwarz erscheinenden Bereichen auch noch farbige Bereiche aufweisen, können die für die farbigen und/ oder nichtfarbigen Bereiche erforderlichen dielektrischen Abstandsschichten mit veränderter Dicke (siehe oben) mit Vorteil aufgedruckt werden. Grundsätzlich ist es natürlich auch denkbar, die für den Betrachter schwarz erscheinenden Bereiche des Dünnschichtelements durch Aufdampfen der Schichten des Dünnschichtelements zu erhalten und lediglich die für den Betrachter nicht schwarz erscheinende Bereiche als farbiges Motiv auszubilden, das in einer bei allen Betrachtungswinkeln und im gesamten sichtbaren Spektralbereich für den Betrachter schwarz erscheinenden Umgebung angeordnet ist.
Es soll an dieser Stelle erwähnt werden, dass das erfindungsgemäße Sicher- heitselement zur Absicherung von Datenträgern nicht nur durch ein flächiges, dreischichtiges Dünnschichtelement aus einer Reflexionsschicht, Absorberschicht und dazwischen angeordneten dielektrischen Abstandsschicht gebildet werden kann, sondern auch durch einen flächigen Auftrag von Dünnschichtpigmenten mit dem erfindungsgemäßen dreischichtigen Auf- bau. Abhängig von der Größe der einzelnen Dünnschichtpigmente (Dünn- schicht-Flakes) ist der für einen Betrachter visuelle Farbeindruck eines Sicherheitselements mit Dünnschichtpigmenten von dem visuellen Eindruck eines Sicherheitselements mit einem flächigen, dreischichtigen Dünnschichtelement mitunter kaum zu unterscheiden. Gegenwärtig sind allerdings für den Betrachter bei allen Betrachtungswinkeln im gesamten sichtbaren Spektralbereich schwarz erscheinende Dünnschichtpigmente und die daraus gebildeten Sicherheitselemente nicht bevorzugt.
Bei Betrachtung von der Reflexionsschichtseite her erscheint das erfindungs- gemäße Dünnschichtelement bevorzugt bei allen Betrachtungswinkeln und im gesamten sichtbaren Spektralbereich metallisch hochglänzend. Diese metallische Reflexion kann insbesondere bei auch von der Unterseite her sichtbaren Sicherheitselementen genutzt werden. Sie ermöglicht zum einen die visuelle Unterscheidung des Dünnschichtelements von herkömmlichen schwarzen Druckschichten und kann andererseits auch als Teil eines weiteren Echtheitsmerkmals fungieren, wie weiter unten anhand eines Polarisationsmerkmals erläutert, bei dem die metallische Reflexionsschicht mit einer phasenschiebenden Schicht zusammenwirkt. In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Dünnschichtelement Aussparungen in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen auf, die transparente oder transluzente Bereiche in dem Dünnschichtelement bilden. Die Aussparungen können sich durch das gesamte Dünnschichtelement erstre- cken oder auch nur in der Reflexionsschicht ausgebildet sein.
Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Sicherheitselement eine farbkippende Schicht aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material auf, die der Absorberschichtseite des Dünnschicht- elements zugewandt ist, so dass das schwarz erscheinende Dünnschichtelement einen dunklen Hintergrund für die farbkippende Schicht bildet. Die farbkippende Schicht kann selbstverständlich auch mit den genannten Aussparungen im Dünnschichtelement kombiniert sein. Weist das Sicherheitselement eine Trägerfolie auf, so können das Dünnschichtelement und die farbkippende Schicht auf derselben Seite oder auf gegenüberliegenden Seiten der Trägerfolie angeordnet sein.
Das Sicherheitselement kann weiter zumindest ein weiteres, maschinenlesbares Sicherheitsmerkmal aufweisen, insbesondere ein Sicherheitsmerkmal mit magnetischen, elektrisch leitfähigen, phosphoreszierenden, fluoreszierenden oder sonstigen lumineszierenden Stoffen. Weist das Sicherheitselement eine Trägerfolie auf, können das Dünnschichtelement und das weitere Sicherheitsmerkmal auf derselben Seite oder auf gegenüberliegenden Seiten der Trägerfolie angeordnet sein. Es versteht sich, dass die weiteren Sicher- heitsmerkmale mit f arbkippenden Schichten und/ oder mit Aussparungen im Dünnschichtelement kombiniert sein können. Selbstverständlich ist es grundsätzlich auch denkbar, dass das erfindungsgemäße Dünnschichtelement auf einer Trägerfolie angeordnet ist, die als weiteres Sicherheitsmerkmal eine Beugungsstruktur oder Mattstruktur aufweist, wobei das Dünn- schichtelement neben der Beugungsstruktur oder Mattstruktur oder aber über/ unter der Beugungsstruktur oder Mattstruktur angeordnet ist. In einer weiteren speziellen Ausführungsform ist ein im ultravioletten Spektralbereich anregbares Sicherheitsmerkmal mit dem erfindungsgemäßen Sicher- heitselement kombiniert. Beispielsweise kann die UV-anregbare Schicht über dem erfindungsgemäßen schwarzen Dünnschichtelement angeordnet sein (also der Absorberschichtseite zugewandt) oder aber auf der der Reflexionsschichtseite zugewandten Seite des Dünnschichtelements.
In zweckmäßigen Ausgestaltungen liegt das Sicherheitselement auf einer Trägerfolie, insbesondere einer PET-Folie mit einer Schichtdicke zwischen 6 μm und 23 μm vor. Die Trägerfolie kann nach der Übertragung des Sicherheitselements auf einen Datenträger von dem restlichen Schichtaufbau des Sicherheitselements abgezogen werden oder sie kann als fester Bestandteil des Sicherheitselements in dem Schichtaufbau verbleiben.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Sicherheitselement eine Phasenverzögerungsschicht aus einem nematischen flüssigkristallinen Material auf, die der Reflexionsschichtseite des Dünnschicht- elements zugewandt ist, so dass die Phasenverzögerungsschicht zusammen mit der Reflexionsschicht ein mit einem Polarisationsfilter prüfbares Polarisationsmerkmal bildet. Die Phasenverzögerungsschicht kann dabei insbesondere in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen vorliegen, so dass das gebildete Motiv beim Betrachten durch ein geeignetes Polarisationsfilter hervortritt. Weist das Sicherheitselement eine Trägerfolie auf, können das
Dünnschichtelement und die Phasenverzögerungsschicht auf derselben Seite oder auf gegenüberliegenden Seiten der Trägerfolie angeordnet sein. Im letzteren Fall wird zweckmäßig eine Trägerfolie eingesetzt, die selbst keine oder nur geringe polarisierende Eigenschaften aufweist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Sicherheitselement eine Phasenverzögerungsschicht aus einem geeigneten flüssigkristallinen Material auf, wobei die Phasenverzögerungsschicht der Absorberschichtseite des Dünnschichtelements zugewandt ist. Beispielsweise kann die Phasenverzö- gerungsschicht aus nematischem flüssigkristallinen Material über einer Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinen Material angeordnet sein, wobei die Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinen Material zusammen mit dem erfindungsgemäßen Dünnschichtelement einen Farbkippeffekt zeigt. Der Betrachter kann bei einer solchen Ausführungsform von der Ab- sorberschichtseite her den Farbkippeffekt des cholesterischen flüssigkristallinen Materials in Kombination mit dem Dünnschichtelement wahrnehmen sowie mit geeigneten Hilfsmitteln den Polarisationseffekt des Polarisationsmerkmals aus nematischem flüssigkristallinen Material prüfen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Sicherheitselement ein erfindungsgemäßes dreischichtiges Dünnschichtelement auf, das für Betrachtung von der Absorberschichtseite her bei allen Betrachtungswinkeln im gesamten sichtbaren Spektralbereich eine sehr geringere Reflexion aufweist und daher für den Betrachter schwarz erscheint. In einem zweiten, insbesondere unmittelbar an den ersten Bereich angrenzenden Bereich weist das Sicherheitselement darüber hinaus ein Dünnschichtelement auf, das z.B. durch Veränderung der Dicke der dielektrischen Abstandsschicht dem Betrachter nicht bei allen Betrachtungswinkeln und/ oder nicht im gesamten sichtbaren Spektralbereich schwarz erscheint.
Wird nun ein solches Sicherheitselement mit ersten, für den Be-trachter schwarz erscheinenden Bereichen und zweiten, für den Betrachter nicht bei allen Betrachtungswinkeln und/ oder nicht im gesamten sichtbaren Spektralbereich schwarz erscheinenden Bereichen, wie vorstehend beschrieben, mit einer farbkippenden Schicht aus einem geeigneten cholesterischen flüssigkristallinen Material versehen, wobei die farbkippende Schicht der Absorberschichtseite des Dünnschichtelements zugewandt ist, so bildet das schwarz erscheinende Dünnschichtelement in den ersten Bereichen einen dunklen Hintergrund für die farbkippende Schicht, wohingegen sich in den zweiten Bereichen für den Betrachter aufgrund des von Schwarz verschiedenen Hintergrunds eine Farbe ergibt, die zur Farbe des ersten Bereichs differiert. Mit anderen Worten weist das erfindungsgemäße Sicherheitselement einen ersten Bereich auf, der einen ersten Farbkippeffekt für den Betrachter zeigt, und einen zweiten Bereich, der einen zweiten, von dem ersten verschiedenen Farbkippeffekt zeigt.
Selbstverständlich kann auch dieses spezielle Sicherheitselement mit ersten und zweiten farbkippenden Bereichen grundsätzlich so ausgebildet sein, wie dies für das Sicherheitselement mit nur einer farbkippenden Schicht beschrieben ist. Insbesondere kann das Dünnschichtelement mit ersten und zweiten Bereichen und die farbkippende Schicht auf derselben Seite oder auf gegenüberliegenden Seiten einer Trägerfolie angeordnet sein. Und auch die Kombination mit einem weiteren, insbesondere maschinenlesbaren Sicher- heitsmerkmal, sowie die Kombination mit einer Phasenverzögerungsschicht aus einem nematischen flüssigkristallinen Material ist denkbar. Das vorstehend beschriebene Sicherheitselement zeichnet sich durch eine außerordentliche große Fälschungssicherheit aus.
Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Sicherheitselement einen Bereich aufweisen kann, der bei allen Betrachtungswinkeln und im gesamten sichtbaren Spektralbereich im Wesentlichen die gleiche von Schwarz verschiedene Farbe aufweist. Beispielsweise kann ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement, wie oben beschreiben, mit einer farbkippenden Schicht aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material, die der Absorberschichtseite des Dünnschichtelements zugewandt ist, so dass das schwarz erscheinende Dünnschichtelement einen dunklen Hintergrund für die farb- kippende Schicht bildet, so auf einer geeigneten Trägerfolie angeordnet sein, dass der farbkippende Dünnschichtaufbau unmittelbar an einen ebenfalls auf der Trägerfolie angeordneten Bereich angrenzt, der bei allen Betrachtungswinkeln und im gesamten sichtbaren Spektralbereich im Wesentlichen die gleiche von Schwarz verschiedene Farbe aufweist. Solche Sicherheitselemente, bei denen ein erfindungsgemäßer farbkippender Dünnschichtaufbau unmittelbar neben einem Bereich, der bei allen Betrachtungswinkeln und im gesamten sichtbaren Spektralbereich im Wesentlichen die gleiche Farbe aufweist, angeordnet ist, sind für den Betrachter sehr attraktiv und zeichnen sich durch eine besonders große Fälschungssicherheit aus.
Selbstverständlich kann das Sicherheitselement mit Bereichen, die einen Farbkippeffekt zeigen, und Bereichen, die im Wesentlichen eine bestimmte, nicht veränderlich Farbe zeigen, auch kombiniert werden mit weiteren Sicherheitsmerkmalen, beispielsweise einer Phasenverzögerungsschicht aus einem geeigneten flüssigkristallinem Material, wie dies vorstehend beschrie- ben ist.
Das Sicherheitselement ist mit Vorteil ein Sicherheitsfaden, ein Sicherheitsband, ein Sicherheitsstreifen, ein Patch oder ein Etikett zum Aufbringen auf ein Sicherheitspapier, Wertdokument oder dergleichen.
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements der beschriebenen Art, bei dem eine Reflexionsschicht, eine dielektrische Abstandsschicht und eine Absorberschicht übereinander angeordnet werden, um ein dreischichtiges Dünnschichtelement zu bilden, und bei dem die Reflexionsschicht, die Absorberschicht und die dielektrische Abstandsschicht so aufeinander abgestimmt werden, dass das Dünnschichtelement für Betrachtung von der Absorberschichtseite her bei allen Betrachtungswinkeln und im gesamten sichtbaren Spektralbereich eine sehr geringe Reflexion aufweist und schwarz erscheint.
Die Erfindung umfasst ferner einen Datenträger, insbesondere ein Wertdokument, wie eine Banknote, eine Ausweiskarte oder dergleichen, mit einem Sicherheitselement der beschriebenen Art. Zur Herstellung eines solchen Datenträgers wird ein Sicherheitselement der beschriebenen Art auf ein Datenträgersubstrat, beispielsweise ein bedrucktes oder unbedrucktes Papieroder Kunststoffsubstrat, aufgebracht oder in ein solches Datenträgersubstrat vollständig oder teilweise eingebettet. Das Sicherheitselement kann insbesondere auch über einem Fensterbereich oder einer durchgehenden Öffnung des Datenträgers angeordnet und so von beiden Seiten her sichtbar sein.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Zur besseren Anschaulichkeit wird in den Figuren auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Darstellung verzich- tet.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem einge- betteten Sicherheitsfaden,
Fig. 2 schematisch den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements im Querschnitt, Fig. 3 schematisch das Reflexionsspektrum des in Fig. 2 dargestellten
Dünnschichtelements für senkrechte Betrachtungsrichtung von oben,
Fig. 4 schematisch das Reflexionsspektrum einer dicken, gedruckten, schwarzen Schicht auf einer Folie,
Fig. 5 eine Sicherheitsfolie wie sie für die Herstellung eines in Fig. 1 dargestellten Sicherheitsfadens eingesetzt werden kann,
Fig. 6 schematisch das Reflexionsspektrum der Sicherheitsfolie der
Fig. 5 in nicht ausgesparten Bereichen bei senkrechter Betrachtung von oben,
Fig. 7, 8 weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Sicherheitsfolien,
Fig. 9, 10 weitere Sicherheitsfolien nach Ausführungsbeispielen der Erfindung, die zusätzliche maschinenlesbare Sicherheitsmerkma- Ie enthalten, und
Fig. 11 bis 13 Sicherheitselemente nach weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung, bei denen das Dünnschichtelement mit einer Phasenverzögerungsschicht aus doppelbrechendem Material kom- biniert ist.
Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Banknoten erläutert. Fig. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement 12 versehen ist. Das gezeigte Sicherheitselement stellt einen Sicherheitsfaden 12 dar, 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.
Bei der Betrachtung zeigt der Sicherheitsfaden 12 einen Farbkippeffekt mit brillant leuchtenden Farben, deren Farbton im Ausführungsbeispiel von Grün bei senkrechter Betrachtung zu Blau bei Betrachtung unter einem spitzen Winkel wechselt. Darüber hinaus weist der Sicherheitsfaden 12 Negativ - schriftzeichen 16 auf, die im Ausführungsbeispiel in Gestalt der einander abwechselnden Buchstaben- bzw. Ziffernfolgen „PL" und „10" gebildet sind. Im Auflicht sind die Negativschriftzeichen 16 durch das Fehlen eines farbigen Eindrucks bzw. des Farbkippeffekts erkennbar. Besonders stark treten die Negativschriftzeichen 16 bei Betrachtung der Banknote 10 in Durchlicht hervor, wo sie hell vor dem ansonsten opaken Hintergrund des eingebetteten Sicherheitsfadens 12 leuchten.
Um einen solchen visuellen Eindruck zu erzielen, enthält der Sicherheitsfaden 12 ein besonders ausgebildetes Dünnschichtelement, das mit seiner Oberseite einen allseits schwarzen Hintergrund für eine farbkippende Flüssigkristallschicht bildet, wie nachfolgend genauer erläutert. Mit Bezug auf Fig. 2 enthält ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement im einfachsten Fall ein dreischichtiges Dünnschichtelement 20 mit einer Reflexionsschicht 22, einer Absorberschicht 26 und einer zwischen der Reflexions- schicht 22 und der Absorberschicht 26 angeordneten dielektrischen Abstandsschicht 24.
Die Reflexionsschicht 22 ist im Ausführungsbeispiel aus einer 30 ran dicken Aluminiumschicht gebildet. Grundsätzlich kommen als Reflektormaterialien jedoch auch andere Metalle, wie etwa Silber, Nickel, Kupfer, Eisen, Chrom, Gold oder weitere stark spiegelnde Metalle in Betracht. Die Schichtdicke der Reflexionsschicht liegt typischerweise zwischen 10 ran und 200 nm, zumeist zwischen etwa 30 ran und etwa 100 nm.
Für die dielektrische Abstandsschicht 24 kommen einerseits niedrigbrechende Dielektrika mit einem Brechungsindex unterhalb von 1,8 in Betracht, wie beispielsweise SiCh, MgF, SiOx mit 1 < x < 2, oder AI2O3. Andererseits können auch hochbrechende Dielektrika mit einem Brechungsindex von 1,8 oder mehr eingesetzt werden, wie etwa ZrO2, ZnS, TiO2 oder Indiumzinnoxid (ITO). Die Schichtdicke der Abstandsschicht 24 liegt bei niedrigbrechenden Dielektrika vorzugsweise zwischen etwa 50 nm und etwa 90 nm, bei hochbrechenden Dielektrika vorzugsweise zwischen etwa 20 nm und etwa 50 nm. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist die dielektrische Ab- Standsschicht 24 durch eine 80 nm dicke Siθ2-Schicht gebildet.
Die Absorberschicht 26 ist im Ausführungsbeispiel durch eine 6 nm dicke Chromschicht gebildet. Grundsätzlich kommen als Absorberschichten jedoch auch andere Materialien, wie Eisen, Gold, Aluminium oder Titan, in- frage, die in einer Dicke zwischen 2 nm und etwa 10 nm aufgebracht werden. Weitere Einzelheiten zum Aufbau von Dünnschichtelementen und insbesondere zu den für die Reflexionsschicht, die dielektrische Abstandsschicht und die Absorberschicht einsetzbaren Materialien sowie den für die Reflexionsschicht und die Absorberschicht infrage kommenden Schichtdi- cken können der Druckschrift WO 01/03945 Al entnommen werden, deren Offenbarung insoweit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Die Reflexionsschicht 22, die Absorberschicht 26 und die dielektrische Abstandsschicht 24 sind erfindungsgemäß so aufeinander abgestimmt, dass das Dünnschichtelement 20 für Betrachtung 28 von der Seite der Absorberschicht 26 her bei allen Betrachtungswinkeln 28, 28' und im gesamten sichtbaren Spektralbereich zwischen λ = 400 nm und λ = 800 nm eine sehr geringe Reflexion aufweist und für einen Betrachter schwarz erscheint.
Der wahrnehmbare Farbeindruck eines Dünnschichtelements mit dem geschilderten Aufbau beruht auf betrachtungswinkelabhängigen Interferenzeffekten durch Mehrfachreflexionen in den verschiedenen Teilschichten des Elements und hängt insbesondere von der optischen Dicke der dielektri- sehen Abstandsschicht ab. Bei herkömmlichen Dünnschichtelementen liegt der Wegunterschied der an verschiedenen Teilschichten reflektierten Strahlen in der Größenordnung der Wellenlängen des sichtbaren Lichts, so dass sich aufgrund von Auslöschung und Verstärkung bestimmter Wellenlängen ein winkelabhängiger Farbeindruck im sichtbaren Spektralbereich ergibt.
Bei den erfindungsgemäßen Dünnschichtelementen 20 ist die Schichtdicke der dielektrischen Abstandsschicht 24 nun so gering gewählt, dass alle konstruktiven Interferenzmaxima im ultravioletten Spektralbereich liegen und die Dünnschichtelemente im sichtbaren Spektralbereich bei allen Betrach- tungswinkeln kein Reflexionsmaximum aufweisen. Durch geeignete Abstimmung insbesondere von Brechungsindex und Schichtdicke der Abstandsschicht 24 kann dabei überraschend erreicht werden, dass die Reflek- tivität des Dünnschichtelements im gesamten sichtbaren Spektralbereich, also von λ = 400 nm bis λ = 800 nm, sehr gering und weitgehend gleichmäßig ist, so dass ein derartiges Dünnschichtelement bei Betrachtung von der Seite der Absorberschicht her schwarz erscheint.
Fig. 3 zeigt schematisch das Reflexionsspektrum 30 des in Fig. 2 dargestellten Dünnschichtelements 20 für senkrechte Betrachtung 28. Mit zunehmender Wellenlänge nimmt die Reflexion nach einem Reflexionsmaximum 32 im ultravioletten Spektralbereich, das im Ausführungsbeispiel bei etwa 250 nm liegt, stark ab und liegt dann im gesamten sichtbaren Spektralbereich von 400 nm bis 800 nm deutlich unterhalb von 10%.
Bei Betrachtung des Dünnschichtelements 20 unter einem spitzen Winkel 28' verschiebt sich das Reflexionsmaximum 32 aufgrund der physikalischen Gegebenheiten zu noch kürzeren Wellenlängen, verbleibt also im nicht sichtbaren, ultravioletten Spektralbereich. Wie aus dem flachen Anstieg 34 der Re- flexion des Dünnschichtelements zwischen 800 nm und 1000 nm (Fig. 3) ersichtlich, führt eine Blau-Verschiebung des Reflexionsspektrums auch dort nicht zu einer signifikanten Erhöhung der Reflexion im sichtbaren Spektralbereich, zumal das menschliche Auge am roten Ende des Spektralbereichs nur wenig empfindlich ist. Das Dünnschichtelement 20 erscheint daher auch bei schräger Betrachtung 28' für den Betrachter mit einem, tiefschwarzen Farbton.
In Fig. 4 ist als Referenz das Reflexionsspektrum 40 einer dicken, gedruckten, schwarzen Schicht auf einer Folie gezeigt. Wie aus einem Vergleich der Re- flexionskurven 30, 40 ersichtlich, erzeugt das erfindungsgemäße Dünnschichtelement 20 im sichtbaren Spektralbereich von 400 nm bis 800 nm einen Schwarz-Eindruck, der dem einer schwarzen Druckschicht sehr ähnlich ist.
Wie bereits erwähnt, ist es insbesondere durch eine geeignete Wahl der Dicke der dielektrischen Abstandsschicht des Dünnschichtelements auch möglich, einen Bereich des erfindungsgemäßen Sicherheitselements zu schaffen, der nicht für alle Betrachtungswinkel und/ oder nicht im gesamten sichtbaren Spektralbereich für den Betrachter schwarz erscheint. Bei Betrachtung 29 des Dünnschichtelements 20 von der Unterseite, also der Seite der Reflexionsschicht 22 her, erscheint das Dünnschichtelement 20 bei allen Betrachtungswinkeln 29, 29' und im gesamten sichtbaren Spektralbereich metallisch hochglänzend. Der Dünnschichtaufbau des Elements 20 kann daher auch ohne Hilfsmittel ohne Weiteres von einer herkömmlichen schwarzen Druckschicht unterschieden werden. Daneben können die Lage des Reflexionsmaximums 32 im ultravioletten Spektralbereich und dessen Verschiebung beim Kippen des Dünnschichtelements 20 als charakteristische Echtheitskennzeichen eingesetzt und unter Zuhilfenahme geeigneter spekt- roskopischer Instrumente nachgewiesen werden.
Die metallische Reflexion von der Reflexionsschichtseite her kann für Sicherheitselemente genutzt werden, die zumindest teilweise von der Unterseite her sichtbar sind, beispielsweise für Sicherheitselemente, die über einem Durchsichts- oder Fensterbereich einer Banknote oder eines Wertdokuments angeordnet sind. In Zusammenspiel mit einer phasenschiebenden Schicht kann die metallische Reflexion auch zur Erzeugung eines Polarisationsmerkmals genutzt werden, wie weiter unten genauer erläutert. Darüber hinaus kann die Opazität der metallischen Reflexionsschicht 22 in Zusammen- wirken mit demetallisierten Bereichen zur Erzeugung von Negativmustern genutzt werden, wie bereits anhand der Negativ schriftzeichen „PL" und „10" des Sicherheitsfaden 12 der Fig. 1 illustriert.
In manchen Ausgestaltungen kann es vorteilhaft sein, das dielektrische Ma- terial der Abstandsschicht mit einem absorbierenden Stoff zu versehen. Beispielsweise kann SiO2 mit absorbierenden Metallionen versehen werden, oder es kann in einer besonders einfachen Variante zum Aufbringen der Abstandsschicht 24 Glasbruch verdampft werden. Statt als Aufdampfschicht kann die dielektrische Abstandsschicht 24 auch als Druckschicht ausgeführt werden, wobei in diesem Fall leicht ein absorbierender Stoff, wie etwa Ruß, beigemengt werden kann.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 zeigt eine Sicherheitsfolie 50, wie sie für die Herstellung eines in Fig. 1 dargestellten Sicherheitsfadens 12 eingesetzt werden kann.
Die Sicherheitsfolie 50 enthält eine Trägerfolie 52 in Form einer transparenten Kunststofffolie, auf der in Schichtabfolge von unten nach oben eine AIu- minium-Reflexionsschicht 54, eine 70 nm dicke Abstandsschicht 56 aus SiCb und eine 4 nm dicke Absorberschicht 58 aus Chrom aufgebracht sind, um ein dreischichtiges Dünnschichtelement 60 zu bilden, das bei Betrachtung von der Seite der Absorberschicht 58 her aus allen Betrachtungsrichtungen schwarz erscheint.
Weiter sind in das Dünnschichtelement 60 Aussparungen 62 in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen eingebracht, die transparente oder transluzente Bereiche in dem Dünnschichtelement 60 bilden. Zur Erzeugung der Aussparungen 62 wurde im Ausführungsbeispiel die Trägerfolie 52 im Bereich der gewünschten Aussparungen mit einer aktivierbaren Druckfarbe bedruckt und dann die Schichten 54, 56, 58 des Dünnschichtelements 60 voll- flächig auf die bedruckte Trägerfolie aufgedampft. Anschließend wurde die Druckfarbe aktiviert und die drei darüberliegenden Schichten 54, 56, 58 bereichsweise entfernt.
Als aktivierbare Druckfarben eignen sich beispielsweise Druckfarben mit schäumbaren Additiven, die unter Wärmeeinwirkung Gas abspalten, durch die resultierende Volumenvergrößerung die Haftung an der Trägerfolie verringern und so nachfolgend mechanisch einwirkenden Behandlungsmetho- den einen guten Angriffspunkt zur Herausarbeitung der Negativmuster bieten. Weitere Einzelheiten eines derartigen Waschverfahrens können der Druckschrift EP O 516 790 Bl entnommen werden, deren Offenbarung insoweit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Es versteht sich, dass zur Erzeugung von Negativmustern auch andere, dem Fachmann bekannte Verfahren zur Erzeugung von Aussparungen zum Einsatz kommen können, wie beispielsweise das in der Druckschrift WO 99/13157 beschriebene, auf dem Aufdrucken einer löslichen Druckfarbe mit poröser Struktur basierende Waschverfahren, oder auch Ätzverfahren aller Art.
Auf das strukturierte Dünnschichtelement 60 ist weiter über eine Kleberoder Primerschicht 64 vollflächig eine farbkippende, cholesterische Flüssigkristallschicht 66 aufgebracht. In den nicht ausgesparten Bereichen 68 bildet das schwarz erscheinende Dünnschichtelement 60 einen dunklen Hinter- grund für die Flüssigkristallschicht 66 und lässt deren Farbkippeffekt mit brillanten Farben in Erscheinung treten.
Fig. 6 zeigt schematisch das Reflexionsspektrum 70 der in Fig. 5 dargestellten Sicherheitsfolie 50 in den nicht ausgesparten Bereichen 68 bei senkrechter Betrachtung von oben, also bei Betrachtung von der Seite der farbkippenden Flüssigkristallschicht 66 her. Das Reflexionsspektrum 70 zeigt ein deutlich ausgeprägtes Reflexionsmaximum 72 im grünen Spektralbereich bei einer Wellenlänge von etwa 550 nm. Die Sicherheitsfolie 50 erscheint daher bei senkrechter Betrachtung in einem brillanten, leuchtenden Grün. Für spitze Betrachtungswinkel verschiebt sich das Reflexionsmaximum 72 aufgrund der physikalischen Gegebenheiten zu kürzeren Wellenlängen, vorliegend also in den blauen Spektralbereich. Die Sicherheitsfolie 50 erscheint daher bei spitzwinkliger Betrachtung tiefblau, so dass beim Kippen der Folie 50 ein ausgeprägter Farbkippeffekt von Grün zu Blau zu beobachten ist. Im Bereich der Aussparungen 62 liegt die Flüssigkristallschicht 66 typischerweise vor einem hellen Hintergrund vor, wie etwa einem Papierhintergrund bei teilweise eingebetteten oder aufgeklebten Sicherheitselementen. Vor einem solchen hellen Hintergrund ist der Farbkippeffekt der Flüssigkris- talle nicht oder nur schwach sichtbar, so dass die Aussparungen 62 in Aufsicht als farbfreie Bereiche ohne Farbkippeffekt in Erscheinung treten. Besonders auffällig sind die ausgesparten Bereiche 62 bei Betrachtung im Durchlicht, wo sie hell vor dem Hintergrund des ansonsten opaken Dünnschichtelements 60 hervortreten.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sicherheitsfolie 80 ist in Fig. 7 dargestellt. Der Aufbau der Sicherheitsfolie 80 entspricht weitgehend dem Aufbau der Sicherheitsfolie 50 der Fig. 5, allerdings mit dem Unterschied, dass nur die Reflexionsschicht 54 des Dünnschichtele- ments 60 mit Aussparungen versehen ist, während die Abstandschicht 56 und die Absorberschicht 58 vollflächig ausgebildet sind. Das visuelle Erscheinungsbild der Sicherheitsfolie 80 ist ähnlich zu dem Erscheinungsbild der Sicherheitsfolie 50, wobei allerdings in den ausgesparten Bereichen 62 die dort noch vorliegende Absorberschicht 58 den Negativmusterbereich etwas abdunkelt.
Gemäß dem in Fig. 8 gezeigten weiteren Ausführungsbeispiel 90 können das Dünnschichtelement 60 und die Flüssigkristallschicht 66 auch auf verschiedenen Seiten der Trägerfolie 52 angeordnet sein. Wesentlich ist für die erfin- dungsgemäße Wirkung lediglich, dass die Flüssigkristallschicht 66 der Absorberschichtseite 58 des Dünnschichtelements 60 zugewandt ist. Die Aussparungen des Dünnschichtelements 60 können sich wieder durch das gesamte Element erstrecken oder, wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 8 dargestellt, nur in der Reflexionsschicht 54 ausgebildet sein. Der Schichtaufbau der erfindungsgemäßen Sicherheitselemente kann auch weitere, insbesondere maschinenlesbare Sicherheitsmerkmale erhalten, wie in den Ausführungsbeispielen 100 und 110 der Figuren 9 und 10 am Beispiel eines magnetischen Sicherheitsmerkmals illustriert. Die Magnetbereiche 102 können dabei als gedruckte Bereiche direkt oder auch über einen Primer auf die schwarze Absorberschichtseite des Dünnschichtelements 60 aufgedruckt sein. Die Magnetbereiche 102 sind in der Regel schwarz und fallen daher vor dem schwarzen Hintergrund des Dünnschichtelements 60 nicht oder nur wenig auf.
Die Magnetbereiche 102 können auch auf die gegenüberliegende Seite der Trägerfolie 52 gedruckt werden. Diese in Fig. 10 gezeigte Variante hat den Vorteil, dass die Magnetbereiche dann von der Sichtseite (der Absorberschichtseite des Dünnschichtelements) prinzipiell nicht auffallen können. Dafür müssen die schwarzen Magnetbereiche in manchen Anwendungen effektiv optisch abgedeckt werden, um gegenüber der hochreflektierenden Umgebung nicht aufzufallen. Eine solche Abdeckung kann beispielsweise durch eine Beschichtung mit Metalleffektpigmenten und/ oder Deckweißdruckschichten erfolgen.
Wie in den Figuren 11 und 12 gezeigt, kann das von einer Seite schwarz und von der anderen Seite metallisch glänzende Dünnschichtelement bei weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung auch mit einer Phasenverzögerungsschicht aus doppelbrechendem Material kombiniert sein.
Mit Bezug auf das Sicherheitselement 120 der Fig. 11 sind auf die Oberseite einer Trägerfolie 52 ein Dünnschichtelement 60 und über eine Kleberschicht eine farbkippende Flüssigkristallschicht 66 aufgebracht, wie grundsätzlich bereits im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben. Zusätzlich ist auf der Un- terseite der Trägerfolie 52 eine in Form eines Motivs aufgebrachte Phasenverzögerungsschicht 122 vorgesehen, die aus einem doppelbrechenden Material, beispielsweise aus nematischem flüssigkristallinen Material besteht. Die Phasenverzögerung der Phasenverzögerungsschicht 122 für sichtbares Licht liegt dabei typischerweise zwischen etwa λ/4 und etwa λ/2 und beträgt im beschriebenen Ausführungsbeispiel λ/4.
Bei Betrachtung des Sicherheitselements 120 von unten mit gewöhnlichem unpolarisierten Licht und ohne Hilfsmittel sind die Teilbereiche mit bzw. ohne Phasenverzögerungsschicht 122 praktisch nicht voneinander zu unterscheiden, da die Phasenverzögerung auf alle Polarisationsrichtungen des einfallenden Lichts gleichermaßen wirkt und die Lichtabsorption der Phasenverzögerungsschicht 122 vernachlässigbar gering ist.
Wird das Sicherheitselement 120 dagegen durch einen Zirkularpolarisator 124 hindurch betrachtet, so entstehen durch das Zusammenwirken der Phasenverzögerungsschicht 122 und der metallisch reflektierenden Reflexionsschicht 54 starke Kontrastunterschiede zwischen den Teilbereichen mit und ohne Phasenverzögerungsschicht 122, so dass das von der Phasenverzöge- rungsschicht 122 gebildete Motiv deutlich in Erscheinung tritt.
Die auftretenden Kontrastunterschiede beruhen dabei kurz gesagt auf der unterschiedlichen Beeinflussung der Polarisation des einfallenden und des von der Reflexionsschicht 54 reflektierten Lichts in den Bereichen mit bzw. ohne Phasenverzögerungsschicht 122, was dazu führt, dass das reflektierte Licht den Zirkularpolarisa tor 124 im einen Fall passieren kann und im anderen Fall gesperrt wird. Für eine ausführlichere Darstellung der Funktionsweise und für vorteilhafte Ausgestaltungen der Phasenverzögerungsschicht wird auf die deutsche Patentanmeldung DE 10 2006 021 429 Al verwiesen, deren Offenbarungsgehalt insoweit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Da das einfallende Licht bei der Gestaltung der Fig. 11 vor und nach der Re- flexion an der Reflexionsschicht 54 durch die Trägerfolie 52 hindurchlaufen muss, wird mit Vorteil eine Trägerfolie 52 eingesetzt, die selbst keine oder nur geringe polarisierende Eigenschaften aufweist.
Alternativ kann die Phasenverzögerungsschicht 122 auch direkt auf der Re- flexionsschicht 54 angeordnet sein, wie bei dem Sicherheitselement 130 der Fig. 12 gezeigt. In diesem Fall spielen die polarisierenden Eigenschaften der Trägerfolie für das Polarisationsmerkmal keine Rolle.
Bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 11 und 12 ist das Polarisations- merkmal der Phasenverzögerungsschicht 122 mit einer farbkippenden
Schicht 66 und mit Aussparungen 62 im Dünnschichtelement 60 kombiniert. Das Polarisationsmerkmal kann selbstverständlich auch bei Sicherheitselementen ohne Aussparungen und/ oder bei Sicherheitselementen ohne f arbkippende Schichten vorgesehen sein. Im letzteren Fall liegt auf der metallisch reflektierenden Seite eines Dünnschichtelements das Polarisationsmerkmal vor, während die gegenüberliegende Seite für den Betrachter schwarz glänzend erscheint. Die schwarz glänzende Fläche kann für sich genommen beispielsweise als Designelement eingesetzt werden oder einen schwarzen Hintergrund für ein weiteres Sicherheits- oder Designelement bilden.
Beispielsweise kann eine Banknote in einem ersten Bereich mit dem schwarz glänzenden Dünnschichtelement versehen sein und in einem Durchsichtsfenster eines anderen Bereichs eine Flüssigkristallschicht enthalten. Wird die Flüssigkristallschicht durch Falten der Banknote auf die schwarze Fläche des Dünnschichtelements gelegt, so tritt der zuvor nicht oder kaum sichtbare Farbkippeffekt der Flüssigkristallschicht deutlich hervor.
Des Weiteren ist es mit Bezug auf Fig. 13 auch möglich, eine Phasenverzöge- rungsschicht auf der der Absorberschichtseite des Dünnschichtelements zugewandten Seite anzuordnen, z.B. über einer Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinen Material 66, die über einem Dünnschichtelement 60 angeordnet ist. Während bei dem in Fig. 13 gezeigten Sicherheitselement 140 die Schichtenfolge aus Trägerfolie 52, Dünnschichtelement 60 und cholesteri- schem flüssigkristallinen Material 66 dem Aufbau des in Fig. 11 gezeigten Sicherheitselements 120 entspricht, ist die Phasenverzögerungsschicht 142 des Sicherheitselements 140 auf der farbkippenden Flüssigkristallschicht 66 angeordnet. Die Phasenverzögerungsschicht 142 kann z.B. aus nematischem flüssigkristallinen Material bestehen und eine zur Erreichung der Phasen- Verzögerung geeignete Dicke, die zu einer Phasenverzögerung zwischen etwa λ/4 oder etwa λ/2 führt, aufweisen. Mit einem Zirkularpolarisator 144 kann der Polarisationseffekt, wie bei Fig. 11 beschrieben, vom Betrachter geprüft werden. Dabei wirkt das cholesterische flüssigkristalline Material 66 zusammen mit dem Dünnschichtelement 60 als Reflektor für die Phasenver- zögerungsschicht aus nematischem flüssigkristallinen Material 142. Bei dem Sicherheitselement 140 kann der Betrachter von der der Absorberschichtseite zugewandten Seite also sowohl den Farbkippeffekt der Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinen Material 66 über dem Dünnschichtelelente 60 wahrnehmen als auch den Polarisationseffekt des nematischen flüssigkristal- linen Materials 142 mit einem geeigneten Polarisationsfilter 144 prüfen.
Der Polarisationseffekt des Sicherheitselements 140 wird dabei nicht, wie gegebenenfalls beim Sicherheitselement 120 der Fig. 12, durch polarisierende Eigenschaften der Folie 52 beeinträchtigt. Es versteht sich, dass sämtliche mit Bezug auf die Fig. 1 bis Fig. 13 beschriebene Ausführungsformen grundsätzlich einen Bereich aufweisen können, in dem das Dünnschichtelement aufgrund der gewählten Dicke insbesondere der dielektrischen Abstandsschicht für den Betrachter nicht im gesamten sichtbaren Spektralbereich und/ oder nicht für alle Betrachtungswinkel schwarz erscheint und sich daher Farbkippeffekte ergeben, die sich von den mit Bezug auf die Fig. 1 bis Fig. 13 beschriebenen Farbkippeffekten unterscheiden. Auch ist es selbstverständlich denkbar, ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement mit Bereichen zu kombinieren, die für den Betrachter im sichtbaren Spektralbereich und bei allen Betrachtungswinkeln im Wesentlichen die gleiche Farbe aufweisen.
Anzumerken ist noch, dass die Trägerfolie des erfindungsgemäßen Sicherheitselements optional auch bereichsweise oder vollflächige eine insbesonde- re geprägte Beugungsstruktur und/ oder Mattstruktur aufweisen kann, die neben bzw. über/ unter dem Dünnschichtelement angeordnet ist und interessante synergistische Effekte, insbesondere Auflicht-/ Durchlichteffekte, erzeugt, die den Fälschungsschutz des Sicherheitselements weiter erhöhen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Sicherheitselement zur Absicherung von Datenträgern mit einem dreischichtigen Dünnschichtelement aus einer Reflexionsschicht, einer Ab- sorberschicht und einer zwischen der Reflexionsschicht und der Absorberschicht angeordneten dielektrischen Abstandsschicht, bei dem die Reflexionsschicht, die Absorberschicht und die dielektrische Abstandsschicht so aufeinander abgestimmt sind, dass das Dünnschichtelement für Betrachtung von der Absorberschichtseite her bei allen Betrachtungswinkeln und im ge- samten sichtbaren Spektralbereich eine sehr geringe Reflexion aufweist und schwarz erscheint.
2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexion des Dünnschichtelements für Betrachtung von der Absorber- Schichtseite her bei allen Betrachtungswinkeln und im gesamten sichtbaren Spektralbereich unterhalb von 20 %, vorzugsweise unterhalb von 15 %, besonders bevorzugt unterhalb von 10 % liegt.
3. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dünnschichtelement für Betrachtung von der Absorberschichtseite her im gesamten sichtbaren Spektralbereich und bei allen Betrachtungswinkeln kein Reflexionsmaximum aufweist.
4. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, da- durch gekennzeichnet, dass das Dünnschichtelement für Betrachtung von der Absorberschichtseite her ein Reflexionsmaximum im ultravioletten Spektralbereich aufweist.
5. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der dielektrischen Abstandsschicht zwischen 20 nm und 90 ran liegt.
6. Sicherheitselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsschicht im Wesentlichen aus einem niedrigbrechenden Dielektrikum mit Brechungsindex n < 1,8, insbesondere aus Siθ2 oder MgF2, gebildet ist und eine Schichtdicke zwischen 50 nm und 90 nm, insbesondere von etwa 70 nm aufweist.
7. Sicherheitselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsschicht im Wesentlichen aus einem hochbrechenden Dielektrikum mit Brechungsindex n ≥ 1,8, insbesondere aus TiCh oder ZnS, gebildet ist und eine Schichtdicke zwischen 20 nm und 50 nm, insbesondere von etwa 40 nm aufweist.
8. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Material der Abstandsschicht mit einem absorbierenden Stoff, insbesondere mit absorbierenden Metallio- nen, versetzt ist.
9. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dünnschichtelement bei Betrachtung von der Reflexionsschichtseite her bei allen Betrachtungswinkeln und im gesam- ten sichtbaren Spektralbereich metallisch hochglänzend erscheint.
10. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dünnschichtelement Aussparungen in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen aufweist, die transparente oder transluzente Bereiche in dem Dünnschichtelement bilden.
11. Sicherheitselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen nur in der Reflexionsschicht des Dünnschichtelements vorliegen.
12. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement eine farbkippende Schicht aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material aufweist, die der Absorberschichtseite des Dünnschichtelements zugewandt ist, so dass das schwarz erscheinende Dünnschichtelement einen dunklen Hintergrund für die farbkippende Schicht bildet.
13. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement zumindest ein weiteres, maschinenlesbares Sicherheitsmerkmal, insbesondere mit magnetischen, elektrisch leitfähigen, phosphoreszierenden, fluoreszierenden oder sonstigen lumineszierenden Stoffen aufweist.
14. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement auf einer Trägerfolie, insbesondere einer PET-Folie, mit einer Schichtdicke zwischen 6 μm und
23 μm vorliegt.
15. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement eine Phasenverzögerungsschicht aus einem nematischen flüssigkristallinen Material aufweist, die der Reflexionsschichtseite des Dünnschichtelements zugewandt ist, so dass die Phasenverzögerungsschicht zusammen mit der Reflexionsschicht ein mit einem Polarisationsfilter prüfbares Polarisationsmerkmal bildet.
16. Sicherheitselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverzögerungsschicht in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen vorliegt.
17. Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem eine Reflexionsschicht, eine dielektri- sehe Abstandsschicht und eine Absorberschicht übereinander angeordnet werden, um ein dreischichtiges Dünnschichtelement zu bilden und bei dem die Reflexionsschicht, die Absorberschicht und die dielektrische Abstandsschicht so aufeinander abgestimmt werden, dass das Dünnschichtelement für Betrachtung von der Absorberschichtseite her bei allen Betrachtungswin- kein und im gesamten sichtbaren Spektralbereich eine sehr geringe Reflexion aufweist und schwarz erscheint.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass als dielektrische Abstandsschicht im Wesentlichen ein niedrigbrechendes Di- elektrikum mit Brechungsindex n < 1,8, insbesondere SiO2 oder MgF2, in einer Schichtdicke zwischen 50 ran und 90 nm aufgebracht wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass als dielektrische Abstandsschicht im Wesentlichen ein hochbrechendes Dielektri- kum mit Brechungsindex n > 1,8, insbesondere TiO2 oder ZnS, in einer Schichtdicke zwischen 20 nm und 50 nm aufgebracht wird.
20. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Abstandsschicht aufgedampft oder aufgedruckt wird.
21. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Dünnschichtelement mit Aussparungen in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen versehen wird.
22. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement auf der der Absorberschichtseite des Dünnschichtelements zugewandten Seite mit einer farbkippenden Schicht aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material versehen wird, so dass das schwarz erscheinende Dünnschichtelement einen dunklen Hintergrund für die farbkippende Schicht bildet.
23. Datenträger, insbesondere Wertdokument wie Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, mit einem Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
24. Verfahren zur Herstellung eines Datenträgers, bei dem ein Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 16 auf ein Datenträgersubstrat aufgebracht oder in ein Datenträgersubstrat vollständig oder teilweise eingebettet wird.
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