DE102009048870B3

DE102009048870B3 - Sicherheitselement zur Echtheitserkennung

Info

Publication number: DE102009048870B3
Application number: DE102009048870A
Authority: DE
Inventors: Zahedi Fariborz Martin Loessl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2011-02-24
Anticipated expiration: 2029-10-10
Also published as: US20120187674A1; WO2011042010A1; EP2485901A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitselement zur Echtheitserkennung, insbesondere von Sicherheitsdokumenten, Banknoten, Wertdokumenten, Münzen, Jetons, Gebrauchsgegenständen, Gestaltungselementen, Datenträgern und dergleichen Objekte. Das erfindungsgemäße Sicherheitselement umfasst eine für Licht transparente erste Schicht (101) mit einem Brechungsindex n, mit einer eine Struktur (105) aufweisenden Oberfläche (108) an einer ersten Seite (108) der ersten Schicht (101), eine an der ersten Schicht (101) unmittelbar auf der strukturierten Oberfläche (108) angeordnete zweite Schicht (102) mit einem Brechungsindex n, wobei gilt, dass n≠ n, insbesondere dass n>> noder n<< nist, und die Transmission T des Lichts durch die zweite Schicht (102) gemäß einer vorgebbaren stetigen Funktion T = T(x, y) ortsabhängig in der zweiten Schicht (102) variiert, und x und y Ortskoordinaten in einer Schichtebene der zweiten Schicht sind, und eine lumineszierendes Material aufweisende, für das Licht transparente dritte Schicht (103), die auf der der ersten Schicht (101) gegenüberliegenden Seite der zweiten Schicht (102) angeordnet ist, und die mit der zweiten Schicht (102) Licht leitend verbunden ist, oder die an der der ersten Seite der ersten Schicht (101) gegenüberliegenden zweiten Seite (107) der ersten Schicht (101) angeordnet ist und mit der ersten Schicht (101) Licht leitend verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitselement zur Echtheitserkennung, insbesondere von Sicherheitsdokumenten, Banknoten, Wertdokumenten, Münzen, Jetons, Gebrauchsgegenständen, Gestaltungselementen, Datenträgern und dergleichen Objekte.
Sicherheitselemente zur Echtheitserkennung sind im Stand der Technik bekannt. So geht beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2007 024 298 B3 ein Sicherheitselement zur Echtheitserkennung hervor, dass sich dadurch auszeichnet, dass es eine mit Tageslicht fluoreszentem Farbstoff eingefärbte, lichtsammelnde und lichtleitende transparente Folie umfasst, in welche durch gezielte Störung der folieneigenen Totalreflexion ein Motiv eingebracht ist, dass unter Umgebungslicht im sichtbaren Spektrum luminesziert. Derartige Sicherheitselemente sind typischerweise als Sicherheitsstreifen, Sicherheitsfläche etc. ausgebildet und so mit Sicherheitsdokumenten, Banknoten und dergleichen Objekten verbunden, dass eine Ablösung des Sicherheitselementes zur Zerstörung des jeweiligen Objektes führt. Die Sicherheitselemente sollen die eindeutige und zuverlässige Erkennung der Echtheit der damit verbundenen, vorstehend bezeichneten Objekte gewährleisten. Weiterhin sollen die Sicherheitselemente derart gestaltet sein, dass eine Nachbildung oder Fälschung der Sicherheitselemente bzw. der damit versehenen Objekte, beispielsweise durch ein einfaches Kopieren oder ähnliche Verfahren möglichst ausgeschlossen ist. Im Stand der Technik sind eine Vielzahl unterschiedlicher Sicherheitselemente bekannt, die typischerweise mehrere unterschiedliche Schichten aufweisen, in die Zeichen, Strichcodes, Motive, Bilder oder andere optische Informationen bspw. als Gravur, Schwärzung oder Hologramm eingebracht sind. Dabei können die in dem Sicherheitselement enthaltenen optischen Informationen für einen Betrachter abhängig vom Betrachtungswinkel sichtbar bzw. nicht sichtbar sein.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Sicherheitselement zur Echtheitserkennung anzugeben, das kostengünstig herstellbar ist, eine zuverlässige Erkennbarkeit der Echtheit ermöglicht, sowie eine Fälschungssicherheit gewährleistet, beispielsweise eine Fälschung durch einfaches Kopieren des Sicherheitselementes mit einem handelsüblichen Kopiergerät unmöglich macht.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe wird durch ein Sicherheitselement zur Echtheitserkennung, insbesondere von Sicherheitsdokumenten, Bargeld oder dergleichen Objekte gelöst, das eine für Licht transparente erste Schicht mit einem Brechungsindex n₁, mit einer eine Struktur aufweisenden Oberfläche an einer ersten Seite der ersten Schicht, eine an der ersten Schicht unmittelbar auf der strukturierten Oberfläche angeordnete zweite Schicht mit einem Brechungsindex n₂, wobei gilt, dass n₂ ≠ n₁, insbesondere n₂ >> n₁ oder n₂ << n₁ ist, und die Transmission T des Lichts durch die zweite Schicht gemäß einer vorgebbaren Funktion T = T(x, y) ortsabhängig in der zweiten Schicht variiert, und x und y Ortskoordinaten in einer Schichtebene der zweiten Schicht sind, und eine lumineszierendes Material aufweisende, für das Licht transparente dritte Schicht, die auf der der ersten Schicht gegenüberliegenden Seite der zweiten Schicht angeordnet ist und die mit der zweiten Schicht Licht leitend verbunden ist, oder die an der der ersten Seite der ersten Schicht gegenüberliegenden zweiten Seite der ersten Schicht angeordnet ist und mit der ersten Schicht Licht leitend verbunden ist, aufweist.
Es hat sich gezeigt, dass mit einem derartigen Sicherheitselement bei Aufsicht auf das Sicherheitselement, vom Aufblickwinkel abhängige optische Effekte erzielbar sind, die eine einfache Fälschung des Sicherheitselementes, bspw. durch Kopieren einer mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement versehenen Banknote mit einem handelsüblichen Kopiergerät, unmöglich machen. Weiterhin ist das Sicherheitselement kostengünstig herstellbar.
Das Sicherheitselement ist vorzugsweise als Streifen oder flächiges Element ausgebildet und so auf das Objekt, dessen Echtheit es kennzeichnen soll, aufgebracht, dass die dritte Schicht am nächsten relativ zum Objekt angeordnet ist, bspw. auf die Banknote aufgeklebt ist. Das Sicherheitselement kann dabei auf der Oberfläche des jeweiligen zu kennzeichnenden Objektes angebracht sein, oder es kann in das Objekt eingearbeitet sein.
Das zumindest die drei vorstehend bezeichneten Schichten umfassende erfindungsgemäße Sicherheitselement weist vorzugsweise eine Dicke von < 100 μm, bevorzugt < 50 μm, und insbesondere bevorzugt eine Dicke von 5 bis 30 μm auf. Diese Dicke entspricht insbesondere der Dicke der heute bei Banknoten üblichen Sicherheitsstreifen. Das Sicherheitselement ist insgesamt bevorzugt flexibel, d. h. biegsam, so dass das Sicherheitselement auch auf biegsamen Objekten, wie Banknoten, Sicherheitspapieren etc. Anwendung finden kann und somit weitestgehend beschädigungsfrei gerollt oder geknickt werden kann, ohne dass es seine Sicherheits- und Echtheitserkennungsfunktion verliert.
Die vorstehenden, das Licht betreffenden Merkmale des erfindungsgemäßen Sicherheitselementes wie „für Licht transparent”, „Transmission des Lichts” und „Licht leitend verbunden” beziehen sich bevorzugt auf elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen im Bereich von 1 nm bis 1.000 nm, insbesondere im Bereich von 380 bis 780 nm, d. h. dem sichtbaren Lichtspektrum. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Sicherheitselements zur Echtheitserkennung beziehen sich die das Licht betreffenden Eigenschaften auf elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen im Bereich von 1 nm bis 380 nm, d. h. insbesondere auf ultraviolette Strahlung, die für das Auge nicht sichtbar ist und nur mittels entsprechender UV-Lichtquellen bzw. UV-Sensoren erkennbar ist. Diese Ausführungsform eignet sich für Anwendungen, bei denen die Echtheitserkennung nicht jedermann zugänglich sein soll und zur Echtheitserkennung entsprechende vorgenannte spezielle Mittel benötigt werden.
Erfindungsgemäß besteht das Sicherheitselement zur Echtheitserkennung aus drei Schichten. Dabei weist die erste Schicht an ihrer ersten Seite eine eine Struktur aufweisende Oberfläche auf. Der Begriff der „Struktur” wird vorliegend, insbesondere was die Strukturformen angeht, weit gefasst. Die Struktur bezeichnet bspw. eine vorgebbare Anordnung (Muster etc.) von Erhöhungen und Vertiefungen mit vorgebbaren Formen (Kanten, Rundungen, etc.) auf der Oberfläche der Unterseite der ersten Schicht. Die Struktur weist besonders bevorzugt eine konzentrische, elliptische, parallele, trapezförmige oder sternförmige Geometrie auf. Besonders bevorzugt weist die Struktur die ringförmige Stufenstruktur einer Fresnellinse auf.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Sicherheitselementes weist die Struktur die Ringstruktur einer Fresnel-Zonenplatte auf. Hierbei weist die Struktur konzentrische Ringe auf, wobei sich Ringzonen in ihrer Transparenz und/oder ihrer optischen Weglänge durch die erste Schicht unterscheiden. Bekannt sind bspw. Zonenplatten mit binärer Abstufung, bei denen transparente Ringzonen mit opaken, d. h. vollständig absorbierenden Ringzonen abwechseln. Dabei wird das einfallende Licht auf viele reelle und virtuelle Brennpunkte verteilt. So kann in einem Fall das Licht an den ringförmigen Spaltenstrukturen gebeugt und durch konstruktive Interferenz in Brennpunkten verstärkt werden. Im anderen Fall werden die Ringzonen durch ein transparentes Material genau bestimmter Dicke ersetzt (was im Querschnitt zu abwechselnden rechteckigen Strukturen führt), das eine Phasenverschiebung der Lichtwelle von 180° bewirkt, wodurch das durch die erste Schicht transmittierte Licht im Brennpunkt konstruktiv interferieret.
Durch die strukturierte Oberfläche auf der ersten Seite der ersten Schicht werden bei Aufsicht auf die zweite Seite der ersten Schicht abhängig vom Blickwinkel optische Effekte erzeugt, die beispielsweise die Wirkung einer Linse haben oder die einen räumlichen Eindruck beim Betrachter erzeugen, und die bspw. nur bei bestimmten Betrachtungswinkeln eine Erkennung einer in dem Sicherheitselement enthaltenen optischen Information ermöglichen. Diese optischen Effekte werden durch Lichtbrechung an der strukturierten Oberfläche erzeugt. Weiterhin kann die Struktur auch derart ausgestaltet sein, dass Beugungseffekte, wie im Falle der Fresnel-Zonenplatte erzeugt werden. Die lichttransparente erste Schicht nimmt in dem Sicherheitselement im Hinblick auf die Dicke des Sicherheitselements bevorzugt den größten Teil ein, beispielsweise die Hälfte bis zwei Drittel der Dicke des Sicherheitselements. Die zweite Seite der ersten Schicht ist bevorzugt eben (plan) und weist keine Struktur auf. Zum Schutz vor Abnutzung kann auf die zweite Seite der ersten Schicht eine für Licht transparente mechanisch widerstandsfähige Schutzschicht aufgebracht sein.
An der ersten Schicht, ist erfindungsgemäß unmittelbar auf die strukturierte Oberfläche der ersten Seite der ersten Schicht eine zweite Schicht aufgebracht bzw. angeordnet. Erfindungsgemäß variiert die Transmission T des Lichts durch diese zweite Schicht gemäß einer vorgebbaren stetigen Funktion T = T(x, y) ortsabhängig in der zweiten Schicht, wobei x und y Ortskoordinaten in der Schichtebene sind. Die erste Schicht weist zudem einen Brechungsindex n₁ und die zweite Schicht einen Brechungsindex n₂ auf, wobei erfindungsgemäß gilt, dass n₂ ≠ n₁, insbesondere n₂ >> n₁ oder n₂ << n₁ ist. Im Falle n₂ = n₁ würde sich nämlich die optische Wirkung der Struktur der ersten Schicht nicht entfalten können, da in diesem Fall bei Übergang von erster Schicht in die zweite Schicht keine Lichtbrechung auftritt. Die optische Wirkung der Struktur kommt somit umso stärker zur Ausprägung, d. h. ist für einen Betrachter wahrnehmbar, je größer der Unterschied der Brechungsindizes n₁ und n₂ ist. Der Fachmann kann durch Wahl entsprechender Materialen für die erste und die zweite Schicht, die angestrebte optische Wirkung der entsprechend Struktur beeinflussen bzw. variieren.
Unter der Transmission wird vorliegend die Durchlässigkeit eines Medium (bspw. der zweiten Schicht) für elektromagnetische Wellen (Licht) verstanden. Die Transmission (engl. „Transmittance”) wird bevorzugt als Transmissionsgrad [0–100%] angegeben, der als Quotient der Wellenintensität vor und nach dem Durchgang durch das Medium definiert ist. Besondere optische Effekte lassen sich vorliegend erzielen, indem zusätzlich die von der Wellenlänge und vom Einfallswinkel des Lichts abhängige Transmission bei der Wahl der Materialien der drei Schichten berücksichtig und entsprechend zur Erzielung zusätzlicher optischer Effekte genutzt wird.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherheitselements zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite Schicht metallische Elemente enthält oder vollständig durch metallische Elemente gebildet ist, deren Konzentration C(x, y) ortsabhängig so in der Schichtebene variiert, dass die Transmission T gemäß der Funktion T = T(x, y) variiert.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherheitselements zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite Schicht metallische Elemente enthält oder vollständig durch metallische Elemente gebildet ist, und die Dicke D(x, y) der zweiten Schicht ortsabhängig so in der Schichtebene variiert, dass die Transmission T gemäß der Funktion T = T(x, y) variiert.
Das Aufbringen der metallischen Elemente auf die strukturierte Oberfläche erfolgt bspw. durch Aufdampfen einer metallischen Schicht mit unterschiedlicher Schichtdicke D(x, y) bzw. mit unterschiedlicher Konzentration C(x, y) auf die strukturierte Oberfläche der ersten Schicht. Die aufgebrachte Metallschicht ist dabei so dünn, dass sie für Licht zumindest teiltransparent ist. Als metallische Elemente kommen grundsätzlich alle Elemente des Periodensystems und Elementverbindungen in Frage, die der Gruppe der Metalle zugerechnet werden, sowie Verbindungen, die metallische Elemente enthalten. Beispielsweise eignen sich bspw. folgende Metall bevorzugt: Al, Cr, Ni, Zn, Cu, Hg und Au.
In einer einfachen, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitselementes nimmt die Transmission T(x, y) durch die zweite Schicht entlang zumindest einer horizontalen Richtung in der zweiten Schicht (Schichtebene) linear ab bzw. linear zu. Die Variation der Transmission T(x, y) in der zweiten Schicht kann erfindungsgemäß jedoch durch eine beliebige stetige Funktion definiert sein, wobei wünschendwerte optische Effekte eher bei einfachen Funktionen: Lineare Funktionen, Sinus-/Cosinus-Funktionen etc. auftreten. Die Transmission T(x, y) kann im Bereich von 0–100%, bevorzugt im Bereich von 30–100%, insbesondere im Bereich zwischen 40–90% variieren.
Erfindungsgemäß weist das Sicherheitselement zur Echtheitserkennung weiterhin eine ein lumineszierendes Material aufweisende, für das Licht transparente dritte Schicht auf, die auf der der ersten Schicht gegenüberliegenden Seite der zweiten Schicht angeordnet ist, und die mit der zweiten Schicht lichtleitend verbunden ist, oder die an der der ersten Seite der ersten Schicht gegenüberliegenden zweiten Seite der ersten Schicht angeordnet ist und mit der ersten Schicht Licht leitend verbunden ist. Licht, das durch die erste und zweite Schicht auf die dritte Schicht trifft, regt das dort vorhandene lumineszierende Material an, wobei das Material bevorzugt fluoreszierend ist, in einer vom Material (Farbstoff) abhängigen Wellenlänge zu lumineszieren. Dieses Lumineszenzlicht gelangt nun aufgrund der Licht leitenden Verbindung von der dritten zur zweiten Schicht und von der zweiten zur ersten Schicht bzw. von der dritten zur ersten Schicht und dann weiter zur zweiten Schicht. Das Lumineszenzlicht erzeugt beim Aufblick eines Betrachters auf das Sicherheitselement wiederum einen vom Blickwinkel abhängigen farblichen optischen Effekt, der sich nicht durch eine einfache Kopie des Sicherheitselements in einem üblichen Kopiergerät nachahmen lässt. Die erzielbaren optischen Effekte ergeben sich durch das Zusammenwirken der erfindungsgemäßen drei Schichten des Sicherheitselementes.
Bevorzugt wird die dritte Schicht unmittelbar auf der der ersten Schicht gegenüberliegenden Seite der zweiten Schicht angeordnet bzw. aufgebracht. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitselements ist in die dritte Schicht durch gezielte Störung der schichteigenen Totalreflexion ein Motiv eingebracht. Dabei wird der Begriff „Motiv” breit verstanden. Er umfasst insbesondere jede einbringbare, optisch auslesbare Information, wie Zeichen, Bilder, Strichcodes, 2 oder 3 – dimensionale Codes etc. Zum Einbringen des oder der Motive eignen sich insbesondere die in der Druckschrift DE 10 2007 024 298 B3 offenbarten Verfahren, beispielsweise Laserbearbeitung, Lasergravur, Stahlprägedruck, Stichtiefdruck etc.
Durch die Störung der schichteigenen Totalreflexion wird das Lumineszenzlicht an den eingebrachten Störstellen ausgelenkt. Vorzugsweise werden die Störstellen derart eingebracht, dass sie ein Motiv, d. h. ein Bild, ein Signalcode, oder ein oder mehrere beliebige Zeichen in der dritten Schicht darstellen. An den Störstellen, die letztlich das Motiv etc. wiedergeben, wird das Lumineszenzlicht aus der dritten Schicht in Richtung zweite und erste Schicht ausgelenkt. Für den Betrachter ist somit abhängig von dem durch die Struktur der ersten Schicht hervorgerufenen optischen Effekt, das eingebrachte Motiv etc. abhängig vom Blickwinkel erkennbar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitselementes ist zwischen der dritten Schicht und einem Schichtenverbund bestehend aus der ersten Schicht und der zweiten Schicht, eine für Licht transparente vierte Schicht angeordnet, in die durch gezielte Störung der schichteigenen Totalreflexion ein Motiv eingebracht ist.
Natürlich können zwischen dem vorgenannten Schichtenverbund und der dritten Schicht weitere Schichten, die bevorzugt vollständig für das Licht transparent sind, angeordnet sein. Insbesondere kann es sich dabei um Klebeschichten handeln, beispielsweise mit einem UV-härtenden Klebstoff. Insbesondere ist es möglich, hier weitere in verschiedenen Farben fluoreszierende Schichten anzuordnen.
In einem Ausführungsbeispiel wird anstelle der dritten Schicht eine Kombination aus drei jeweils unterschiedliche fluoreszierende Farbstoffe enthaltenden Schichten angeordnet. Dabei schließt bspw. an die zweite Schicht (in Richtung von der ersten Schicht weg) bevorzugt zunächst eine blau (B) fluoreszierende Schicht, daran eine grün (G) fluoreszierende Schicht und daran schließlich eine rot (R) fluoreszierende Schicht an. Besondere optische Effekte lassen sich erzielen, indem in allen drei vorstehend beschriebenen fluoreszierenden Schichten (B-G-R) geometrisch zueinander ausgerichtete Motive etc. eingebracht werden, die sich zu einem Gesamtmotiv ergänzen. Dabei können in die einzelnen Schichten eingebrachte, im Schichtenverbund übereinanderliegende Störungen der jeweiligen schichteigenen Totalreflexion, das Gesamtmotiv farblich unterschiedlich kodieren bzw. leuchten lassen, insbesondere einen Eindruck eines weißen Leuchtens erzeugen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
Es zeigt:
1 Schematische Darstellung eines Querschnittes eines auf einer Banknote aufgebrachten erfindungsgemäßen Sicherheitselementes in einer ersten Ausführungsform,
2 Schematische Darstellung eines Querschnittes eines auf einer Banknote aufgebrachten erfindungsgemäßen Sicherheitselementes in einer zweiten Ausführungsform.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnittes entlang der x-Achse 110 eines auf einer Banknote 104 aufgebrachten erfindungsgemäßen Sicherheitselementes zur Echtheitserkennung der Banknote in einer Ausführungsform. Die y-Achse steht vorliegend senkrecht auf der Bildebene und verläuft in die Bildebene hinein. Das Sicherheitselement besteht vorliegend aus drei Schichten 101–103 und ist mit der dritten Schicht 103 auf die Banknote 104 so aufgebracht, dass eine Ablösung des Sicherheitselementes zu einer Zerstörung der Banknote 104 führen würde. Die erste Schicht 101 des Sicherheitselementes besteht aus einem Material mit einem Brechungsindex n₁ und weist an der Unterseite 108 der ersten Schicht 101 eine Struktur 105, vorliegend die ringförmig ausgeprägte Struktur einer Fresnellinse, auf.
Die zweite Schicht 102 des Sicherheitselementes ist unter der ersten Schicht 101 unmittelbar auf der strukturierten Oberfläche 108 angeordnet und besteht aus Material mit einem (Gesamt-)Brechungsindex n₂, wobei gilt, dass n₂ ≠ n₁, insbesondere dass n₂ >> n₁ oder n₂ << n₁ ist. Weiterhin enthält die zweite Schicht 102 vorliegend ein oder mehrere metallische Elemente, deren Konzentration im dargestellten Querschnitt durch das Sicherheitselement, von links nach rechts abnimmt, wobei die Konzentrationsverteilung derart gewählt ist, dass die Transmission T des Lichts durch die zweite Schicht 102 gemäß einer vorgebbaren stetigen Funktion T = T(x, y), vorliegend einer linearen Erhöhung der Transmission in Richtung der x-Achse von der linken Querschnittsseite zur rechten Querschnittsseite, variiert. In der 1 ist die beschriebene variierende Konzentrationsverteilung C(x, y) durch den Streifen 109 dargestellt, in dem der Grauwert von links nach rechts abnimmt. Natürlich kann die Konzentrationsverteilung der metallischen Elemente dabei über die Dicke der zweiten Schicht lokal konstant sein, so dass vorliegend gilt:
wobei x, y, z dreidimensionale Ortkoordinaten in der zweiten Schicht sind.
Vorliegend sei entsprechend auf die strukturierte Oberfläche 108 eine Schicht aufgebracht, die Kupfer oder Aluminium mit einer eindimensional, d. h. in Richtung der x-Achse variierenden lokalen Konzentration C(x, y) enthält, so dass die Transmission durch die zweite Schicht sich entlang der x-Achse im Bereich der Struktur 105 linear von links nach rechts von einem Transmissionsgrad von 30% nach 80% ändert.
Die dritte für das Licht transparente Schicht 103 weist vorliegend bspw. ein rot lumineszierendes Material auf, und ist auf der der ersten Schicht 101 gegenüberliegenden Seite der zweiten Schicht 102 angeordnet, und mit der zweiten Schicht 102 Licht leitend verbunden. In die dritte Schicht 103 ist weiterhin mittels Laseranwendung durch gezielte Störung der schichteigenen Totalreflexion ein Motiv 106, bspw. ein Text, eingebracht worden. Blickt ein Beobachter nun bspw. bei Tageslicht auf die Oberseite 107 des Sicherheitselementes, so erkennt er in einem bestimmten Blickwinkelbereich das rot leuchtende Motiv (Text) in einem vermeintlich dreidimensionalen kugelförmigen Raum.
Das hier beschriebene Sicherheitselement ermöglicht je nach gewählter Strukturierung der Unterseite der ersten Schicht 101, nach Wahl der Brechungsindexdifferenz zwischen erster und zweiter Schicht, nach Wahl der Variation der flächigen Transmission T(x, y) über die zweite Schicht 102, nach Wahl des lumineszierenden Materials der dritten Schicht 103, sowie nach einem entsprechenden zusätzlichen Einbringen von Motiven oder optischen Informationen in eine der drei Schichten oder in weitere zwischen der zweiten und dritten Schicht angeordnete Licht leitenden Schichten, die unterschiedlichsten optischen Effekte. Das Sicherheitselement ist weitestgehend fälschungssicher und günstig herstellbar.
Insbesondere erzeugt die Struktur 105 einen optischen Effekt, insbesondere Lupeneffekt, Kippeffekt, Verzerrungseffekt etc., beim Betrachten des Motivs 106. Ferner kenn die Struktur 105 als Lichtauskopplung einer innerhalb des gesamten Sicherheitselements, insbesondere an der Oberseite 107, auftretenden Totalreflexion wirken, sodass die Struktur 105 zusätzlich heller wirkt als ein diese umgebender Bereich der ersten Schicht 101, der insbesondere plan gestaltet ist, also keine Struktur aufweist.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnittes eines auf einer Banknote aufgebrachten erfindungsgemäßen Sicherheitselementes in einer zweiten Ausführungsform. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von 1lediglich dadurch, dass die Anordnung der Schichten 101 und 102 im Sicherheitselement getauscht wurden. Dabei ist es möglich, die dann dem Betrachter zugewandte zweite Schicht 102 mit einer Schutzschicht, insbesondere in Form eines Schutzlacks, zu versehen, die vorzugsweise für Licht vollständig transparent ist. Ansonsten wird auf die vorstehende Beschreibung der 1 verwiesen.
Bezugszeichenliste

101: erste Schicht
102: zweite Schicht
103: dritte Schicht
104: Banknote oder allgemein: Objekt
105: Struktur
106: durch gezielte Störungen der schichteigenen Totalreflexion eingebrachtes Motiv, Zeichen, optische Information etc.
107: zweite Seite der ersten Schicht
108: erste Seite der ersten Schicht
109: Schematische Darstellung, einer Ausführungsform, bei der in der zweiten Schicht metallische Elemente enthalten sind, deren Konzentration im dargestellten Querschnitt durch das Sicherheitselement von links nach rechts abnimmt
110: x-Achse in der Schichtebene der zweiten Schicht

Claims

Sicherheitselement zur Echtheitserkennung, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement aufweist: – eine für Lichttransparente erste Schicht (101) mit einem Brechungsindex n₁, mit einer eine Struktur (105) aufweisenden Oberfläche an einer ersten Seite (108) der ersten Schicht (101), – eine an der ersten Schicht (101) unmittelbar auf der strukturierten Oberfläche angeordnete zweite Schicht (102) mit einem Brechungsindex n₂, wobei gilt, dass n₂ ≠ n₁, insbesondere n₂ >> n₁ oder n₂ << n₁ ist, und die Transmission T des Lichts durch die zweite Schicht (102) gemäß einer vorgebbaren stetigen Funktion T = T(x, y) ortsabhängig in der zweiten Schicht (102) variiert, wobei x und y Ortskoordinaten in einer Schichtebene der zweiten Schicht (102) sind, und – eine lumineszierendes Material aufweisende, für das Licht transparente dritte Schicht (103), die auf der der ersten Schicht (101) gegenüberliegenden Seite der zweiten Schicht (102) angeordnet ist und die mit der zweiten Schicht (102) Licht leitend verbunden ist, oder die an der der ersten Seite der ersten Schicht (101) gegenüberliegenden zweiten Seite (107) der ersten Schicht (101) angeordnet ist und mit der ersten Schicht (101) Licht leitend verbunden ist.
Sicherheitselement gemäß Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (102) metallische Elemente enthält oder vollständig durch metallische Elemente gebildet ist, deren Konzentration C(x, y) ortsabhängig so in der Schichtebene variiert, dass die Transmission T gemäß der Funktion T = T(x, y) variiert.
Sicherheitselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (102) metallische Elemente enthält oder vollständig durch metallische Elemente gebildet ist, und die Dicke D(x, y) der zweiten Schicht ortsabhängig so in der Schichtebene variiert, dass die Transmission T gemäß der Funktion T = T(x, y) variiert.
Sicherheitselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement eine Dicke von < 100 μm, bevorzugt < 50 μm, insbesondere 5–30 μm aufweist.
Sicherheitselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen im Bereich von 1 nm bis 1.000 nm ist.
Sicherheitselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Material fluoreszierend ist.
Sicherheitselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (105) eine konzentrische, elliptische, parallele, trapezförmige oder sternförmige Geometrie aufweist.
Sicherheitselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (105) die ringförmige Stufenstruktur einer Fresnellinse aufweist.
Sicherheitselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (105) die ringförmige Struktur einer Fresnel-Zonenplatte aufweist.
Sicherheitselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Transmission T(x, y) der zweiten Schicht (102) zumindest in einer horizontalen Richtung der zweiten Schicht (102) linear abnimmt.
Folienelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in die dritte Schicht (103) durch gezielte Störung der schichteigenen Totalreflexion ein Motiv (106) eingebracht ist.
Folienelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der dritten (103) Schicht und einem Schichtenverbund bestehend aus erster Schicht (101) und zweiter Schicht (102), eine für Licht transparente vierte Schicht angeordnet ist, in die durch gezielte Störung der schichteigenen Totalreflexion ein Motiv (106) eingebracht ist.
Folienelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schicht (103) unmittelbar auf der der ersten Schicht (101) gegenüberliegenden Seite der zweiten Schicht (102) angeordnet ist.