[0001] Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement zur Herstellung von Wertdokumenten,
wie Banknoten, Schecks oder dergleichen, das ein Substrat mit einer Oberseite aufweist
und mindestens ein Bild bereitstellt, wobei das Bild durch eine Mikrokavitätenstruktur,
die eine Vielzahl nebeneinanderliegender Mikrokavitäten aufweist, und einen glatten
Bereich gebildet ist, die Mikrokavitäten jeweils in einer zur Oberseite parallel liegenden
Raumrichtung eine Strukturweite von 0,5 µm bis 3 µm und senkrecht dazu eine Strukturtiefe
aufweisen und ein Aspektverhältnis haben, das durch das Verhältnis von Strukturtiefe
zu Strukturweite definiert ist, und auf die Mikrokavitätenstruktur und den glatten
Bereich eine metallhaltige Beschichtung aufgebracht ist.
[0002] Die Erfindung betrifft weiter ein Wertdokument mit einem solchen Sicherheitselement.
[0003] Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Herstellungsverfahren für ein Sicherheitselement
für Wertdokumente, wie Banknoten, Schecks oder dergleichen, das mindestens ein Bild
bereitstellt, wobei an einem Substrat, das eine Oberseite aufweist, zur Erzeugung
eines Bilds eine Mikrokavitätenstruktur, die eine Vielzahl nebeneinanderliegender
Mikrokavitäten aufweist, und ein glatter Bereich ausgebildet wird, die Mikrokavitäten
jeweils in einer zur Oberseite parallel liegenden Raumrichtung mit einer Strukturweite
von 0,5 µm bis 3 µm und senkrecht dazu mit einer Strukturtiefe ausgebildet sind und
ein Aspektverhältnis haben, das durch das Verhältnis von Strukturtiefe zu Strukturweite
definiert ist, und auf die Mikrokavitätenstruktur und den glatten Bereich eine metallhaltige
Beschichtung aufgebracht wird.
[0004] Im Stand der Technik sind Sicherheitselemente bekannt, die eine Mikrokavitätenstruktur
aufweisen. Sie stellen Mikrobilder bereit, die mit Moire-Vergrößerungsanordnungen
vergrößert sichtbar sind. Die Gestaltung von Mikrobildern für Moire-Vergrößerungsanordnungen
ist im Stand der Technik bereits in vielerlei Hinsicht diskutiert.
[0005] Mikrokavitätenstrukturen sind auch bekannt, um eine Absorption von einfallender Strahlung
zu bewirken und dadurch beispielsweise einen Hintergrund für ein Bild bereitzustellen.
Die
EP 1434695 B1 beschreibt eine absorbierende Struktur mit einer Periode kleiner als die Lichtwellenlänge.
Die Struktur ist als Kreuzgitter mit sinusförmigem Profil aufgebaut. Die
WO 2005/106601 A2 betrifft Moire-Vergrößerungsanordnungen mit Mikrobildern, welche aus antireflektierenden
Bereichen und teilweise reflektierenden Bereichen bestehen. Die antireflektierende
Fläche wird durch Nanostrukturen mit einer Periode kleiner als 700 nm und einer Tiefe
zwischen 150 und 350 nm gebildet. In der
EP 1979768 A1 sind Mehrschichtkörper mit Mikrolinsenanordnung erläutert, bei denen Mikrobilder
durch Mikrolöcher bzw. durch Bereiche mit unterschiedlicher Opazität erzeugt werden.
Die
WO 2002/101669 A2 beschreibt Mikrobilder, welche durch feine Punkte oder Perforationen gebildet werden.
Die
EP 1476317 A1 sowie die
US 7468842 B2 beschreiben konkave bzw. konvexe Oberflächen, Bildelemente als Reliefoberflächen,
welche mit Farbe gefüllt werden, und "light trap patterns", gebildet durch Sub-Wellenlängenstrukturen,
zur Erzeugung von Mikrobildern für Moiré-Vergrößerungsanordnungen.
[0006] Aus der
DE 102008046128 A1 ist eine Mattstruktur für ein Sicherheitselement bekannt, die eine Vielzahl von Mikroelementen
mit jeweils einer lateralen Abmessung unter 50 µm aufweist, wobei mindestens ein Geometrieparameter
der Mikroelemente zufällig variiert, um den Matteffekt zu erzeugen. Der Geometrieparameter
kann die Tiefe der Mikroelemente sein.
[0007] Die
WO 2005/095119 A1 beschreibt ein Sicherheitselement in Form eines mehrschichtigen Folienkörpers, der
einen blickwinkelabhängigen Farbverschiebungseffekt mittels Interferenz zeigt. In
einer Replizierlackschicht ist dabei eine Reliefstruktur abgeformt, die hinsichtlich
ihrer Geometrie so ausgestaltet ist, dass der Farbverschiebungseffekt nur in einzelnen
Abschnitten erzeugt wird. Dazu wird das Aspektverhältnis der Reliefstruktur variiert.
[0008] Die
DE 102006050047 A1 beschreibt ein Durchsichtsicherheitselement mit Mikrostrukturen, die als Mikrokavitäten
ausgebildet sind, welche einen Abstand von 1 µm voneinander haben.
[0009] Metallisierte Sicherheitselemente, welche eine erhöhte Transmission in fein strukturierten
Bereichen aufweisen, sind aus der
EP 1786632 B1 bekannt. Darin ist eine mit einer Metallschicht versehene Reliefstruktur offenbart,
die als diffraktive Struktur ausgebildet ist und Bereiche aus sinusförmigen Lineargittern
oder aus Kreuzgittern enthält, die eine Periode im Subwellenlängenbereich haben. Um
den gewünschten Transmissionseffekt zu erzielen, weisen die Strukturelemente ein Aspektverhältnis
von größer als 0,5 auf. Die Herstellung solcher Strukturen, insbesondere auch die
Replizierung und die Prägung von Subwellenlängenstrukturen mit hohem Aspektverhältnis,
ist nicht ganz unproblematisch.
[0010] Aus der
WO 2012/069163 A1 ist ein reflektives Sicherheitselement bekannt, das eine Mikrokavitätenstruktur aufweist,
die als Retroreflektoren arbeiten. Durch geeignete Strukturierung wird ein farbiges
Bild in Draufsicht erzeugt. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die
Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und insbesondere ein verbessertes Sicherheitselement
mit durch Mikrokavitäten strukturiertem Bild zu schaffen, das hinsichtlich des Herstellverfahrens
weniger eingeschränkt ist und dennoch ein in Transmission erkennbares hochaufgelöstes
Bild bereitstellen kann.
[0011] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Sicherheitselement zur Herstellung
von Wertdokumenten, wie Banknoten, Schecks oder dergleichen, das ein Substrat mit
einer Oberseite aufweist und mindestens ein Bild bereitstellt, wobei
- das Bild durch eine Mikrokavitätenstruktur, die eine Vielzahl nebeneinanderliegender
Mikrokavitäten aufweist, und einen glatten Bereich gebildet ist,
- die Mikrokavitäten jeweils in einer zur Oberseite parallel liegenden Raumrichtung
eine Strukturweite von 0,5 µm bis 3 µm und senkrecht dazu eine Strukturtiefe aufweisen
und ein Aspektverhältnis haben, das durch das Verhältnis von Strukturtiefe zu Strukturweite
definiert ist, und
- auf die Mikrokavitätenstruktur und den glatten Bereich eine metallhaltige Beschichtung
aufgebracht ist,
- das Aspektverhältnis der Mikrokavitäten größer als 0,3 ist und
- die metallhaltige Beschichtung so ausgebildet ist, dass Mikrokavitätenstruktur und
glatter Bereich in Durchlichtbetrachtung einen Helligkeitsunterschied von mindestens
10 % haben, so dass die Mikrokavitätenstruktur einen ersten Bildbereich und der glatte
Bereich einen zweiten Bildbereich des Bildes bilden.
[0012] Die Aufgabe wird weiter gelöst mit einem Herstellungsverfahren für ein Sicherheitselement
für Wertdokumente, wie Banknoten, Schecks oder dergleichen, das mindestens ein Bild
bereitstellt, wobei
- an einem Substrat, das eine Oberseite aufweist, zur Erzeugung eines Bilds eine Mikrokavitätenstruktur,
die eine Vielzahl nebeneinanderliegender Mikrokavitäten aufweist, und ein glatter
Bereich ausgebildet wird,
- die Mikrokavitäten jeweils in einer zur Oberseite parallel liegenden Raumrichtung
mit einer Strukturweite von 0,5 µm bis 3 µm und senkrecht dazu mit einer Strukturtiefe
ausgebildet sind und ein Aspektverhältnis haben, das durch das Verhältnis von Strukturtiefe
zu Strukturweite definiert ist,
- auf die Mikrokavitätenstruktur und den glatten Bereich eine metallhaltige Beschichtung
aufgebracht wird,
- das Aspektverhältnis der Mikrokavitäten größer als 0,3 ist und
- die metallhaltige Beschichtung so ausgebildet wird, dass Mikrokavitätenstruktur und
glatter Bereich in Durchlichtbetrachtung einen Helligkeitsunterschied von mindestens
10 % haben, so dass die Mikrokavitätenstruktur einen ersten Bildbereich und der glatte
Bereich einen zweiten Bildbereich des Bildes bilden.
[0013] Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst mit einem Wertdokument, das ein Sicherheitselement
der genannten Art aufweist.
[0014] Die erhöhte Transmission der Mikrokavitätenstruktur der Erfindung kann insbesondere
genutzt werden, um Sicherheitselemente mit hochaufgelösten Durchsichtsmotiven zu erzeugen.
Die Bildinformation des Bildes wird durch die Form der Mikrokavitätenstruktur codiert.
Ein hoher Detailreichtum ist möglich, ohne dass ein aufwendiges Druckverfahren etc.
erforderlich wäre. Die Transmission der Mikrokavitäten ist dabei durch das Aspektverhältnis
in Kombination mit der Beschichtung der Mikrokavitäten eingestellt. Das Aspektverhältnis
der Mikrokavitäten liegt dabei vorzugsweise zwischen 0,3 und 0,8, besonders bevorzugt
zwischen 0,3 und 0,5.
[0015] Die optischen Eigenschaften von Mikrokavitäten, deren Strukturweite im Bereich von
5 µm und mehr liegt und damit Größenordnungen größer ist als die Wellenlänge des einfallenden
Lichtes, können durch die Strahlenoptik beschrieben werden. Solche Mikrokavitäten
können bei bestimmten Geometrien retroreflektierende Eigenschaften haben. Wenn jedoch
die Strukturweite in der Größenordnung der Lichtwellenlänge liegt, dominiert die Lichtbeugung
an den Mikrokavitäten, während die Gesetze der geometrischen Optik nur noch als Annäherung
gültig sind (vgl.
H. Ichikawa, "Numerical analysis of microretroreflectors: transition from reflection
to diffraction", J. Opt. A, Pure Appl. Opt. 6, S. 121, 2004). Das Beugungsverhalten von Mikrokavitäten mit Strukturweiten im Mikrometerbereich,
wie sie die Erfindung verwendet, ist wissenschaftlich noch nicht vollständig untersucht.
Dies trifft insbesondere auf Mikrokavitäten zu, welche mit einem Mehrschichtaufbau
überzogen sind.
[0016] Die im Sicherheitselement eingesetzten Mikrokavitäten sind so groß, dass eine Lichtbeugung
nicht (mehr) dominiert, andererseits so klein, dass strahlenoptische Reflexion (noch)
nicht dominiert. Dieser Zwischenbereich hat sich als vorteilhaft für Herstellbarkeit
und Fälschungssicherheit des Sicherheitselementes herausgestellt. Unterhalb einer
Abmessung bzw. Aperturweite von 2 bis 3 µm tritt allmählich Beugung des Lichtes an
Strukturen in Größenordnungen der Wellenlänge auf, wodurch der Streu- bzw. der Beugungsanteil
steigt. Oberhalb dieser Grenze steigt hingegen der Anteil der spekularen Reflektion.
Dann wird die Profilform der Mikrokavitäten relevanter. Eine laterale Strukturweite
einer Mikrokavität nicht über 3 µm ist deshalb günstig. Unterhalb 0,5 µm dominiert
die Lichtbeugung, was eine einfache Bildgebung erheblich erschweren würde. Somit ergibt
sich insgesamt eine laterale Größe der Mikrokavitäten in zumindest einer Raumrichtung
zwischen 0,5 µm und 3 µm, besonders bevorzugt größer/ gleich 0,7 µm und/ oder kleiner/
gleich 2 µm.
[0017] Der gewählte Größenbereich realisiert eine gute optische Wirkung der Mikrokavitäten
bei vergleichbar einfacher Herstellung. Überraschenderweise würden größere Mikrokavitäten
den Herstellaufwand steigern, da dann die genaue Profilform relevant würde. Die erfindungsgemäßen
Mikrokavitäten sind insbesondere keine Retroreflektoren.
[0018] Jede Mikrokavität kann als Bildelement in Form eines in Durchsicht eine gewisse Transparenz
herstellenden Pixels aufgefasst werden kann. Der gewählte Größenbereich führt zu einer
guten Pixeldichte bei üblichen Bildgrößen.
[0019] Erfinderseitig wurde erkannt, dass das Zusammenwirken von Aspektverhältnis der Mikrokavitätenstruktur
und metallhaltiger Beschichtung bei den erfindungsgemäßen Aperturweiten ein in Durchsicht
gut erkennbares und auch durch die Anordnung der Mikrokavitäten strukturiertes Bild
ermöglichen, ohne dass beispielsweise eine Strukturierung der Beschichtung nötig wäre.
[0020] Ein bestimmtes Beschichtungsverfahren, insbesondere ein gerichtetes Beschichtungsverfahren
ist hierfür nicht erforderlich. So kann die Beschichtungsdicke in jeder Mikrokavität
homogen sein und es ist keine Ausdünnung der Beschichtung z. B. an den Flanken der
Mikrokavitäten nötig. Die Schichtdicke ist damit optional an Boden und Flanken der
Mikrokavität gleich. Die Herstellung des Sicherheitselementes ist damit vereinfacht,
und dennoch ist ein in Durchsicht fein strukturiertes Bild möglich.
[0021] Unter einer metallhaltigen Beschichtung ist im Sinne dieser Beschreibung sowohl eine
Beschichtung zu verstehen, die nur aus Metall besteht, als auch eine Schichtstruktur,
die Metall enthält. Eine solche Schichtstruktur kann aus einer einzigen Komposit-Schicht
bestehen, die Metalleinlagerungen hat. Sie kann aber auch aus einem Mehrschichtaufbau
bestehen, in dem eine oder mehrere Schichten metallisch sind. Ein nachfolgend noch
näher erläutertes Beispiel umfasst einen Interferenzschichtaufbau, der eine Metallschicht
aufweist.
[0022] Die Erfindung erreicht weiter, dass das Sicherheitselement auch in Reflexion erkennbar
ist, da die metallhaltige Beschichtung in den glatten Bereichen eine höhere Reflexion
erzeugt als an den Stellen des Sicherheitselementes, die Mikrokavitätenstrukturen
tragen. Da die Mikrokavitätenstrukturen die Transparenz des Durchsichtelementes erhöhen,
die Reflexion jedoch herabsetzen, findet zwischen Betrachtung im Auflicht und in Durchsicht
eine Intensitätsinvertierung statt. Dies erhöht die Erkennbarkeit und prägende Wirkung
des Sicherheitselementes.
[0023] Die glatten Bereiche können eine gewisse Rauhigkeit aufweisen, solange ein mittleres
Aspektverhältnis von 0,2 nicht überschnitten wird.
[0024] Die Mikrokavitätenstruktur erlaubt es, das Bild zu strukturieren. Dabei reduziert
sich für zunehmende Abstände zwischen benachbarten Mikrokavitäten die Transmission
gemäß dem Flächenanteil der Mikrokavitäten in Bezug auf die Gesamtfläche. Ein Abstand
zwischen zwei benachbarten Mikrokavitäten in der Mikrokavitätenstruktur, der zwischen
0 und 200 nm liegt, ist daher vorteilhaft. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung
stoßen die Mikrokavitäten in der Mikrokavitätenstruktur unmittelbar aneinander. Das
Aspektverhältnis der Mikrokavitäten wirkt sich, wie bereits erwähnt, auf ihr Transmissionsverhalten
aus. Es ist deshalb bevorzugt, den ersten Bildbereich des Bildes, insbesondere den
Vordergrund, durch zwei verschiedene Arten von Mikrokavitäten zu strukturieren, die
sich hinsichtlich des Aspektverhältnisses unterscheiden. Tiefere Mikrokavitäten haben
eine höhere Helligkeit in Durchlichtbetrachtung als flachere Mikrokavitäten.
[0025] Eine kontinuierliche Intensitätsvariation im Durchlicht kann man erreichen, wenn
das Aspektverhältnis der Mikrokavitäten in der Mikrokavitätenstruktur gemäß einem
den ersten Bildbereich, insbesondere den Vordergrund des Bildes definierenden, vorbestimmten
Muster variiert.
[0026] Es ist besonders bevorzugt, dass die metallhaltige Beschichtung ein Interferenzschichtaufbau
mit der Schichtfolge Metall-Dielektrikum-Metall ist. Dann können Resonanzeffekte ausgenutzt
werden, die bei bestimmten Aspektverhältnissen, insbesondere in Kombination mit bestimmten
Aperturweiten, eine Rolle spielen. Auf diese Weise kann nicht nur die Transmissions-
und Reflexionswirkung der Mikrokavitätenstrukturen eingestellt werden, es lässt sich
auch ein Farbeffekt erzeugen, der beispielsweise vom Betrachtungswinkel abhängen kann.
Mit einem Interferenzschichtaufbau überzogene Mikrokavitäten zeigen insbesondere einen
starken Intensitäts- bzw. Farbkontrast gegenüber dem glatten Bereich. Als Dielektrikum
kommt insbesondere SiO
2 in Frage, als Metall Aluminium oder Chrom.
[0027] Einen besonders guten Helligkeitsunterschied im Durchlicht erhält man bei einem Interferenzschichtaufbau,
der hinsichtlich seiner Materialfolge und/oder Schichtdickenfolge symmetrisch ist.
Besonders bevorzugt ist eine Schichtfolge Aluminium-SiO
2-Aluminium, wobei die Schichtdicke des Aluminiums zwischen 7 und 25 nm, bevorzugt
zwischen 10 und 15 nm, und die des SiO
2 zwischen 70 und 250 nm liegt.
[0028] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann die metallhaltige Beschichtung
durch eine Metallschicht gebildet sein. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere
dann von Vorteil, wenn die glatten Bereiche opak erscheinen sollen. Der Begriff Metall
schließt dabei auch Metall-Legierungen ein. Als Metallschichten kommen beispielsweise
Schichten aus Aluminium, Kupfer, Chrom, Silber, Gold oder einer Al-Cu-Legierung in
Betracht, wobei die Schichtdicke der Metallschicht vorzugsweise zwischen 10 und 100
nm liegt.
[0029] Mit bestimmten Ausführungsformen der metallhaltigen Beschichtung, nämlich bei besonders
hohen Metallschichtdicken, kann ein besonders starker Hell-Dunkel-Kontrast im Durchlicht
erzeugt werden. Dieser Kontrast geht jedoch auf Kosten eines Farbeffektes, der dann
nur noch sehr schwach ausgeprägt realisiert werden kann. Es ist deshalb insbesondere
für solche Ausgestaltungen bevorzugt, dass über oder unter der Mikrokavitätenstruktur
und dem glatten Bereich eine Farbschicht vorgesehen ist, um einen Farbeffekt im Durchlicht
zu erzeugen.
[0030] Durch das Aspektverhältnis der Mikrokavitäten und die Beschichtung wird die Intensität,
mit der die einzelnen Mikrokavitäten Licht durchlassen und so das Bild im Durchlicht
sichtbar machen, moduliert. Das Aspektverhältnis ist das Verhältnis von maximaler
Tiefe zu minimaler lateraler Ausdehnung und gemäß der gewünschten Bildstruktur im
Sicherheitselement variiert. Aufwendige Druckverfahren zur Bereitstellung kleiner
und dennoch fein strukturierter Bilder sind deshalb nicht mehr nötig. Stattdessen
können einfache Replizierverfahren zur Erzeugung von Mikrokavitäten verwendet werden.
[0031] Die Bildinformation kann durch die entsprechende Verteilung der Mikrokavitäten in
Form eines monochromen Bildes dargestellt werden. Verschiedene Aspektverhältnisse
bzw. eine kontinuierliche Variation des Aspektverhältnisses sind natürlich möglich
und führen zu einem Graustufenbild.
[0032] Unter Herstellgesichtspunkten ist es vorteilhaft, dass sich im Sicherheitselement
die Oberflächenbeschichtung auf den Mikrokavitäten lateral nicht ändert, um unterschiedliche
Helligkeiten in Transmission zu erzeugen. Sie ist für alle Mikrokavitäten im Wesentlichen
gleich, und dennoch wird ein unterschiedlicher Durchlichteindruck für die Mikrokavitäten
gegenüber dem glatten Bereich und auch innerhalb der Mikrokavitätenstruktur durch
Mikrokavitäten mit verschiedenem Aspektverhältnis erreicht.
[0033] Die Mikrokavitäten können in ihrer Öffnung grundsätzlich jede beliebige Form haben,
beispielsweise quadratische Aperturen. Es ist aber auch möglich, Mikrokavitäten so
zu gestalten, dass deren Kanten den Grenzbereich eines Bildelementes oder Motivs des
Bildes bilden. Dadurch können Bildelemente innerhalb des Bildes scharf gegeneinander
abgegrenzt werden, da die Ränder der Bildelemente sehr deutlich sichtbar sind.
[0034] Die Geometrie der Mikrokavitäten ist keinesfalls auf rotationssymmetrische Formen
oder Formen, die in Draufsicht, also in ihrer Apertur, einen kreisförmigen Umriss
haben, beschränkt. Asphären oder Freiformflächen, wie sie z. B. von Lampenreflektoren
bekannt sind, können gleichermaßen verwendet werden. Für die Mikrokavitäten ist weiter
eine nicht-rotationssymmetrische Apertur, insbesondere eine rinnenförmige Apertur
möglich. Die zwei Arten können sich dann hinsichtlich der Richtung, entlang der sich
die nichtrotationssymmetrischen Mikrokavitäten erstrecken, unterscheiden. Insbesondere
können auch rinnenförmige Vertiefungen verwendet werden, die beispielsweise die Form
eines Halbzylinders haben, welcher nur in einer Richtung gekrümmt, in der anderen
jedoch längserstreckt ist.
[0035] Ferner können durch nicht-rotationssymmetrische Mikrokavitäten mit unterschiedlicher
Orientierung auch Effekte realisiert werden, die einem Betrachter einen dreidimensionalen
Objekteindruck vermitteln. Hierzu kann die Höheninformation bzw. die Distanz des wiederzugebenden
Objektes zum Betrachter durch den Orientierungswinkel solcher Mikrokavitäten codiert
werden. In diesem Fall nimmt ein Betrachter eine lateral unterschiedliche Parallaxe
in der ebenen, mit Mikrokavitäten strukturierten Oberfläche wahr. Der räumliche Eindruck
kann verstärkt werden, indem bei der Herstellung der Mikrokavitäten zusätzlich die
Strukturtiefe der Mikrokavitäten als Funktion der Höhe bzw. der Reflexionseigenschaften
des Objektes variiert wird. Ein räumlicher Eindruck lässt sich ebenfalls erzielen,
wenn das Intensitätsprofil des Motivs pixelweise in solche Mikrokavitäten mit codiertem
Orientierungswinkel umgesetzt wird.
[0036] Für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren kommen insbesondere Direktbelichtungstechniken,
z. B. mit Hilfe eines Laserwriters in Frage. Die Herstellung kann analog zu den bekannten
Herstellungsverfahren für Mikrolinsen erfolgen. Das Original der Mikrokavitätenstruktur
wird über Direktbelichtung mit Hilfe eines Laserwriters in ein mit Photolack beschichtetes
Substrat geschrieben und anschließend der belichtete Anteil des Photolacks entfernt.
Ein belichtetes Original kann anschließend galvanisch abgeformt und somit ein Prägestempel
erzeugt werden. Letztendlich wird die Struktur über einen Prägeprozess beispielsweise
in UV-Lack auf Folie oder direkt (z. B. per Heißprägen in die Oberfläche der Folie)
repliziert. Alternativ kann ein Nanoimprint-Verfahren eingesetzt werden. Aufwendigere
Verfahren zur Originalherstellung wie Elektronenstrahl- oder "Focussed Ion Beam"-Belichtungsverfahren
erlauben eine noch feinere Ausgestaltung der Geometrie der Mikrokavitäten. Diese Herstellungsverfahren
bieten viele Gestaltungsmöglichkeiten in der Wahl der Geometrie der Mikrokavitäten.
So können ohne Mehraufwand auch nicht-rotationssymmetrische bzw. nichtsphärische Geometrien
von Mikrokavitäten mit höherer Genauigkeit als mit dem oben genannten Laser-Direktbelichtungsverfahren
realisiert werden.
[0037] Anschließend erfolgt eine Beschichtung der Oberfläche, z. B. mit einer Metallschicht
und/oder einem Interferenzschichtaufbau. Hierzu kommen unter anderem Elektronenstrahlbedampfen,
Sputtern oder thermisches Verdampfen unter Vakuum in Frage. Zum Abschluss wird die
Struktur zum Schutz vorzugsweise mit einer Deckschicht kaschiert.
[0038] Bei konstanter Aperturweite können Mikrokavitäten mit unterschiedlichen Aspektverhältnissen
auch allein durch eine Variation der Tiefe der Mikrokavitäten, beispielsweise über
eine entsprechende Variation der Belichtungsintensität eines Laserwriters, erzeugt
werden. Eine solche Vorgehensweise bietet den Vorteil einer wesentlich einfacheren
Datenaufbereitung.
[0039] Das Sicherheitselement kann insbesondere als Sicherheitsfaden, Aufreißfaden, Sicherheitsband,
Sicherheitsstreifen, Patch, Folienelement oder als Etikett ausgebildet sein. Insbesondere
kann das Sicherheitselement transparente Bereiche oder Ausnehmungen überspannen und/
oder für eine Sicherheitskarte oder ein Ausweisdokument (z.B. Reisepass) eingesetzt
werden.
[0040] Das Sicherheitselement kann insbesondere Teil einer noch nicht umlauffähige Vorstufe
zu einem Wertdokument sein, das neben dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement beispielsweise
auch weitere Echtheitsmerkmale (wie z. B. im Volumen vorgesehene Lumineszenzstoffe)
aufweisen kann. Unter Wertdokumenten werden hier einerseits das Sicherheitselement
aufweisende Dokumente verstanden. Andererseits können Wertdokumente auch sonstige
Dokumente und Gegenstände sein, die mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement versehen
werden können, damit die Wertdokumente nicht kopierbare Echtheitsmerkmale aufweisen,
wodurch eine Echtheitsüberprüfung möglich ist und zugleich unerwünschte Kopien verhindert
werden. Chip- oder Sicherheitskarten, wie z. B. Bank- oder Kreditkarten, sind weitere
Beispiele für ein Wertdokument.
[0041] Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren kann so ausgebildet werden, dass die beschriebenen
bevorzugten Ausbildungen und Ausführungsformen des Sicherheitselementes hergestellt
werden.
[0042] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden
Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung
zu verlassen.
[0043] Nachfolgend wird die Erfindung beispielshalber anhand der beigefügten Zeichnungen,
die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Zur besseren
Anschaulichkeit wird in den Figuren auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Darstellung
verzichtet. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung eines Teils eines Sicherheitselementes mit einer Mikrokavitätenstruktur,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer Beschichtung der Mikrokavitätenstruktur,
- Fig. 3 bis 6
- schematische Darstellungen verschiedener Geometrien, welche für die Mikrokavitätenstruktur
der Figur 1 möglich sind,
- Fig. 7 bis 9
- Draufsichten auf ein Mikrobild, wie es in der Ausführungsform gemäß Figur 1 erzeugt
werden kann, und
- Fig. 10 und 11
- schematische Darstellungen zweier weiterer Ausführungsformen.
[0044] In den Figuren wird nachfolgend ein Sicherheitselement 1 beschrieben, das ein Bild
in Transmission, d. h. im Durchlicht bereitstellt. Das Bild wird durch eine Mikrokavitätenstruktur
erzeugt.
[0045] Im Einzelnen ist das Sicherheitselement 1 auf einer transparenten Folie 2 aufgebaut,
auf welcher sich eine Prägelackschicht 3 befindet. In die Prägelackschicht 3 ist eine
Mikrokavitätenstruktur 4 abgeformt, die Mikrokavitäten 5, 6 unterschiedlicher Tiefe
aufweist. Ebenfalls ist am Sicherheitselement 1 ein glatter Bereich 7 vorhanden. Die
Mikrokavitäten haben, wie noch erläutert werden wird, Ausdehnungen, die mit dem unbewaffneten
Auge nicht aufgelöst werden können.
[0046] Figur 2 zeigt schematisch zur Veranschaulichung einige Mikrokavitäten. In der Figur
ist eine Strukturweite w eingetragen. Sie stellt in Draufsicht auf die Mikrokavitätenstruktur
4 den kleinsten Querschnitt dar. Ebenfalls in Figur 2 eingetragen ist die Strukturtiefe
t der einzelnen Mikrokavitäten. Die Strukturweite w jeder Mikrokavität beträgt zwischen
0,5 und 3 µm. Die Strukturtiefe t ist so gewählt, dass ein Aspektverhältnis t/w für
jede der Mikrokavitäten der Mikrokavitätenstruktur 4 größer als 0, 3, vorzugsweise
zwischen 0,3 und 0,5, gegeben ist. Die Mikrokavitäten sind so groß, dass eine Lichtbeugung
nicht (mehr) dominiert, andererseits hinsichtlich ihrer Strukturweite w und der Strukturtiefe
t so klein, dass strahlenoptische Effekte (noch) nicht dominieren.
[0047] Die Mikrokavitätenstruktur 4 bildet das Sicherheitselement 1 als Durchsichtselement
aus, wobei die Helligkeit in Transmission im Bereich der Mikrokavitätenstruktur 4
anders ist als im glatten Bereich 7.
[0048] Figur 1 zeigt schematisch in der Mikrokavitätenstruktur 4 Mikrokavitäten 5 und 6
unterschiedlichen Aspektverhältnisses. Für beide Mikrokavitäten 5, 6 gelten die genannten
Größenbereiche, insbesondere ein Aspektverhältnis von 0,3 bis 0,5. Der glatte Bereich
7 und die flacheren Mikrokavitäten bewirken eine geringere Lichttransmission als die
tieferen Mikrokavitäten.
[0049] Dieser Unterschied hängt jedoch nicht damit zusammen, dass die Prägelackschicht 5
im Bereich der Mikrokavitätenstruktur 4 dünner wäre. Aufgrund der Schichtdicken der
Prägelackschicht, die um mehrere Größenordnungen dicker sind als die Strukturtiefe
t, und aufgrund der Tatsache, dass die Prägelackschicht 3 transparent ist, kann die
unterschiedliche Transmission im Durchlicht nicht von fehlender Materialdicke der
Prägelackschicht 3 herrühren.
[0050] Auch kommt der Unterschied bzw. der beobachtete Effekt der erhöhten Transmission
in den mit Mikrokavitäten versehenen Bereichen nicht allein dadurch zustande, dass
sich wegen der vergrößerten Oberfläche der Mikrokavitäten im Vergleich zu einer ebenen
Fläche relativ gesehen weniger Metall in den Mikrokavitäten anlagert.
[0051] Die unterschiedliche Transmission ist vielmehr insbesondere dadurch bewirkt, dass
an der Oberseite des Sicherheitselementes 1 sowohl im Bereich der Mikrokavitätenstruktur
4 als auch im glatten Bereich 7 eine metallhaltige Beschichtung 9 vorgesehen ist.
Ohne an diese Erklärung gebunden zu sein, tritt durch das Zusammenwirken von Aspektverhältnis
der Mikrokavitätenstruktur und metallhaltiger Beschichtung bei den erfindungsgemäßen
Aperturweiten vermutlich ein elektromagnetischer Resonanzeffekt auf, welcher zusätzlich
dafür sorgt, dass die einfallende Strahlung E zu einem höheren Anteil als transmittierte
Strahlung T transmittiert wird, wenn die eirifallende Strahlung E durch die Mikrokavitätenstruktur
4 fällt. In der Durchlichtbetrachtung ist damit das Sicherheitselement heller an denjenigen
Stellen, an denen sich die Mikrokavitätenstruktur 4 befindet. Innerhalb der Mikrokavitätenstruktur
4 erscheinen dabei Abschnitte mit tieferen Mikrokavitäten 6 nochmals heller als Abschnitte
mit vergleichsweise flacheren Mikrokavitäten 5.
[0052] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Beschichtung 9 als Interferenzschichtsystem
aufgebaut, beispielsweise in Form eines Dreilagenschichtsystems. In einer Ausführungsform
kommt die Schichtfolge Al-SiO
2-Al zur Anwendung.
[0053] In Durchsicht ist damit im Sicherheitselement eine Strukturierung geschaffen, die
Bildbereiche bereitstellt, nämlich Bildbereiche 8a, die durch den glatten Bereich
7 gebildet sind und dunkel erscheinen. Heller dagegen abgegrenzt sind Bildbereiche
8b und 8c, in denen die Mikrokavitätenstruktur 4 liegt, wobei der Bildbereich 8b heller
erscheint als der Bildbereich 8c, weil dessen Mikrokavitäten 5 ein geringeres Aspektverhältnis
haben als die Mikrokavitäten 6 des Bildbereiches 8c.
[0054] Für den Effekt, der, wie nachfolgend noch erläutert wird, zur Bilderzeugung eingesetzt
wird, ist es wesentlich, dass die Mikrokavitätenstruktur 4 wie der glatte Bereich
7 mit derselben Beschichtung 9 versehen werden. Die Helligkeitsunterschiede in Transmission
erfordern dann keine Strukturierung der Beschichtung 9. Die Bildinformation ist durch
einen Prägeprozess codiert, nämlich durch die geeignete Prägung der Prägelackschicht
3. Ein hochauflösender Druckprozess etc. ist nicht nötig.
[0055] In einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Dicke der Beschichtung 9 auch
innerhalb jeder Mikrokavität 5, 6 einheitlich ist. Dann ist es nicht erforderlich,
spezielle Beschichtungsverfahren anzuwenden, die zu einer Ausdünnung der Beschichtung
9 in den Flanken der Mikrokavitäten 5, 6 der Mikrokavitätenstruktur 4 führen, auch
wenn solche Beschichtungsverfahren gemäß der Erfindung natürlich möglich sind.
[0056] In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Beschichtungsverfahren verwendet,
das ein ungerichtetes Aufdampfen der Schichten umfasst. Ein solches Beschichtungsverfahren
ist beispielsweise Sputtern. In weiteren Ausführungsformen werden andere Schichtauftragverfahren
verwendet, beispielsweise chemische Abscheideverfahren etc., die eine gleichmäßige
Schichtdicke 9 - jeweils gesehen zur Flächennormalen - erreichen. Mit Abscheideverfahren
wird eine Schichtdicke realisiert, die auf der Mikrokavitätenstruktur 4 und dem glatten
Bereich 7 im Wesentlichen gleich ist.
[0057] In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Dicke der Beschichtung
9 an den Flanken der Mikrokavitäten 5, 6 der Mikrokavitätenstruktur 4 ausgedünnt ist.
Eine solche Ausdünnung an den Flanken erhöht die Transmission im Bereich der Mikrokavitäten
noch zusätzlich. Geeignete Beschichtungsverfahren, mit denen ein gerichtetes Beschichten
möglich ist, sind beispielsweise Elektronenstrahlbedampfung oder thermisches Verdampfen.
[0058] Die Beschichtung 9 ist in allen Ausführungsformen so ausgeführt, dass sich die Helligkeit
zwischen den glatten Bereichen 7 und der Mikrokavitätenstruktur 4 in Transmission
um mindestens 10 % unterscheidet. Durch entsprechende Gestaltung der Beschichtung
9 in Kombination mit entsprechender Geometrie der Mikrokavitätenstruktur 4 ist auf
diese Weise sichergestellt, dass im Durchlicht ein ausreichender Helligkeitsunterschied
zwischen den glatten Bereichen 7 und der Mikrokavitätenstruktur 4 vorhanden ist.
[0059] Die metallische Beschichtung 9 bewirkt einen weiteren Vorteil. Im Drauflicht ist
das von der Mikrokavitätenstruktur 4 erzeugte Motiv ebenfalls erkennbar - mit einer
Kontrastumkehr gegenüber der Durchlichtbetrachtung.
[0060] Verwendet man den erwähnten Interferenzschichtaufbau aus Aluminium und Siliziumdioxid
in der Schichtfolge 15 nm Al/90 nm SiO
2/15 nm Al, erhält man bei einem Aspektverhältnis von 0,5 für die Mikrokavitäten in
Transmission folgende L*C*h-Werte:
Bereich |
L* |
C* |
h |
4 |
45 |
11 |
285 |
7 |
25 |
53 |
290 |
[0061] Die Helligkeit L* ist damit im Bereich der Mikrokavitätenstruktur 4 fast doppelt
so groß wie im glatten Bereich 7. Die Buntheit C* ist dagegen im glatten Bereich 7
wesentlich höher. Der Farbeindruck h ist für beide Bereiche weitgehend ähnlich.
[0062] In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist ein Sicherheitselement unterschiedlich
tiefe Mikrokavitäten auf, nämlich vergleichsweise flache Mikrokavitäten 5 mit einem
Aspektverhältnis von 0,3 und vergleichsweise tiefe Mikrokavitäten 6 mit einem Aspektverhältnis
von 0,5. Das Element ist mit einer 80 nm dicken Aluminiumschicht bedampft. Man erhält
folgende L*C*h-Werte:
Bereich |
L* |
C* |
h |
5 |
50 |
5 |
82 |
6 |
69 |
4 |
73 |
7 |
<1 |
- |
- |
[0063] Die Helligkeitswerte L* zeigen, dass der Hell-Dunkel-Kontrast sehr deutlich ausgeprägt
ist. Der glatte Bereich 7 ist nahezu opak. Es ist aber auch ein deutlicher Kontrast
zwischen tiefen und flachen Mikrokavitäten 5, 6 erkennbar. Die Transmission ist nahezu
farblich neutral. Sie erscheint in einem leichten Grünton. Die Buntheitswerte C* sind
relativ klein. Es ist deshalb in einer Weiterbildung vorgesehen, durch Aufbringen
einer Farbschicht über oder unterhalb der Prägelackschicht 3 zusätzlich eine Farbe
in Transmission zu erzeugen.
[0064] Die spektrale Transmission wurde mit einem Spektralphotometer (Lambda 900, Perkin
Elmer) gemessen und die Farbwerte L*, C*, h dann nach dem bekannten Verfahren (siehe
u.a.
G. A. Klein, Industrial Color Physics, Springer, 2010) aus den gemessenen Spektren errechnet. Bei der Berechnung der Werte L*, C* und h
der vorstehenden Tabellen wurden die spektrale Emission einer D65 Normbeleuchtung
und die Empfindlichkeitskurven (englisch: stimulus) eines 10° Beobachters zugrunde
gelegt.
Figur 2 zeigt exemplarisch, dass die Mikrokavitätenstruktur 4 und die glatten Bereiche
7 mit einer zusätzlichen Decklackschicht 13 abgedeckt und beispielsweise vor Verschmutzung
oder Abformung durch Fälscher geschützt werden können. Die für eine Ausführungsform
genannte Farbschicht kann beispielsweise unter der Prägelackschicht 3 oder über der
Decklackschicht 13 angebracht werden.
[0065] Die Figuren 3 bis 6 zeigen Beispiele verschiedener möglicher Mikrokavitäten 4. In
Figur 1 ist exemplarisch eine Mikrokavitätenstruktur 4 dargestellt, deren Oberfläche
jeweils durch die Geometrie eines Kegelschnittes gebildet ist. Die Aperturen, d. h.
die Draufsichten längs der optischen Achse, sind in zwei lateralen Raumrichtungen,
d. h. quer zur optischen Achse gleich. Die Aperturen der Mikrokavitäten 3 sind nicht
auf rotationssymmetrische und auch nicht auf für alle Mikrokavitäten einheitliche
Formen beschränkt. Figur 3 zeigt eine quadratische Apertur für die Mikrokavitäten
5, die in Schnittebenen, welche zueinander senkrecht stehen und sich in der optischen
Achse schneiden, jeweils das gleiche Tiefenprofil zeigen.
[0066] Es sind auch Vertiefungen möglich, welche nur in einer Richtung gekrümmt sind und
der anderen Richtung ungekrümmt sind. Figur 4 zeigt eine Ausführungsform mit einer
solchen Mikrokavitätenstruktur 4.
[0067] Den Mikrokavitätenstrukturen 4 der Figuren 3 bis 4 ist gemein, dass ihre Aperturen,
exemplarisch als Quadrat oder Kreis, keine Strukturweite haben, die größer als 3 µm
ist. Für die Erzeugung eines Bildes genügt es jedoch, wenn diese Begrenzung nur in
einer Richtung parallel zur Oberfläche eingehalten wird. Entsprechende nicht-rotationssymmetrische,
rinnenförmige Mikrokavitäten 5 zeigt die Figur 5. Die Mikrokavitäten 5 der dort dargestellten
Mikrokavitätenstruktur 4 erstrecken sich längs einer Richtung 8, ggf. auch über deutlich
mehr als 3 µm.
[0068] Die konkave Wölbung der Mikrokavitäten 5 ist nicht auf Halbellipsen oder Halbkreise
beschränkt. Es können asphärische Wölbungen oder auch asymmetrische Formen Verwendung
finden, wie beispielsweise die Figur 6 zeigt. Hier haben die Mikrokavitäten 5, obschon
insgesamt immer noch konkav, irregulär gewölbte Oberflächen und zum Teil auch konvexe
Abschnitte.
[0069] Die Steigerung der Lichttransmission an Mikrokavitäten 5 solcher Mikrokavitätenstrukturen
hängt kaum von der detaillierten Oberflächenkrümmung ab, da die minimalen Strukturweiten
zwischen 0,5 µm und 3 µm liegen. Daher gelten bei der Wechselwirkung mit dem einfallenden
Licht nicht mehr zwingend und allein die Gesetze der geometrischen Optik, sondern
es findet auch eine Wechselwirkung von elektromagnetischen Wellen statt. Modifikationen
bzw. kleinere Abweichungen in der Wölbung von Mikrokavitäten im Wellenlängen- oder
Sub-Wellenlängenbereich haben daher keine signifikante Auswirkung auf das Transmissionsverhalten
solcher Mikrokavitäten 5. Dies hat den Vorteil, dass bei der Herstellung der Mikrokavitätenstruktur
4 die Mikrokavitäten 5, welche unterschiedliche Transmission zeigen sollen, im Wesentlichen
nur in einem Parameter, nämlich im Aspektverhältnis (maximale Tiefe zu minimaler lateraler
Ausdehnung) variiert werden müssen. Dies erleichtert die Herstellung erheblich, da
keine gesteigerten Präzisionsanforderungen an die Profilform gestellt werden.
[0070] Figur 7 zeigt ein Bild 11 mit einem Motiv 12 als Zahl "25". Es ist durch Mikrokavitäten
gemäß Figur 3 gebildet, also aus Mikrokavitäten, die eine quadratische Apertur haben.
Jede Mikrokavität bildet ein Pixel 10, so dass die Mikrokavitätenstruktur 4 insgesamt
einen ersten Bildbereich, im Ausführungsbeispiel den Vordergrund des Bildes 11 bereitstellt.
In der Mikrokavitätenstruktur 4 sind die Mikrokavitäten exemplarisch periodisch in
einem festen Muster angeordnet. Das ist nicht zwingend; auch ein aperiodisches oder
quasi-statistisches Muster ist möglich. Die in Figur 7 für die einzelnen Pixel dargestellten
Grauwerte geben das Aspektverhältnis der einzelnen Mikrokavitäten wieder. Die Mikrokavitäten
innerhalb des Motivs 12 sind um etwa 20 % tiefer als die Mikrokavitäten im umgebenden
Bereich. Um die Mikrokavitätenstruktur 4 herum ist der glatte Bereich 7 vorgesehen,
der einen zweiten Bildbereich und hier den Hintergrund des Bildes 11 bildet.
[0071] Mikrokavitäten, welche im Grenzbereich des Motivs 12 liegen, sind optional auf der
Seite des Motivs 12 tiefer als auf der anderen Seite. Dies hat den Vorteil, dass auch
mit großer Pixelierung oder geringer Pixelanzahl durch die Mikrokavitäten relativ
feine Muster nachgebildet werden können.
[0072] Die Gestaltung eines Bildes 11 ist nicht auf Mikrokavitäten mit quadratischen oder
symmetrischen Aperturen beschränkt, wie Figur 8 zeigt. Hier ist ein Bild 11 zu sehen,
das einen Stern als Motiv 12 aufweist. Die Kanten der Aperturen der Pixel 10, d. h.
der Mikrokavitäten sind so ausgebildet, dass sie mit dem Rand des Motivs 12 zusammenfallen.
Dies bewirkt, dass diese Kanten sehr deutlich durch das am Grenzbereich gestreute
Bild nachgebildet werden und der Rand des Motivs 12 besonders gut und scharf erkennbar
ist.
[0073] Auch in der Ausführungsform gemäß Figur 8 ist die Mikrokavitätenstruktur 4 durch
den glatten Bereich 7 umgeben, welcher hier den Bildhintergrund darstellt. In den
Abbildungen der Figuren 7 und 8 ist dieser Hintergrund als vergleichsweise schmaler
Streifen ausgestaltet. Dies ist lediglich exemplarisch zu sehen. Vielmehr können die
glatten Bereiche 7 auch größere Flächenabschnitte des Sicherheitselementes 1 bzw.
des Bildes 11 abdecken. Auch ist es möglich, dass der glatte Bereich 7 einen demetallisierten
Teilbereich zur Erzeugung eines in Durchsicht wie Reflexion klar sichtbaren weiteren
Motivs oder Musters enthält. Solche Demetallisierungen sind im Stand der Technik auch
unter der Bezeichnung "Cleartext" bekannt.
[0074] Die Gestaltung des Motivs 12 durch das Bild 11 ist nicht auf die Wahl zwischen periodischem
Muster und aperiodischem Muster für die Mikrokavitätenstruktur 4 eingeschränkt. So
ist es möglich, den Abstand der Zentren der Mikrokavitäten 5, also die minimale Strukturweite
w, gemäß vorgegebenen Funktionen kontinuierlich entlang zumindest einer Richtung zu
verändern.
[0075] Die Realisierung eines Bildes 11 auf Basis der Mikrokavitätenstruktur 4 erfolgt in
einer besonders bevorzugten Ausführungsform so, dass die Mikrokavitätenstruktur 4
mit ihrem Umriss ein Motiv darstellt. Eine exemplarische Ausführung zeigt Figur 9.
Dort ist das Bild eines Vogels durch eine Mikrokavitätenstruktur 4 bestehend aus Mikrokavitäten
6 größerer Tiefe und Mikrokavitäten 5 kleinerer Tiefe dargestellt. Figur 9 zeigt die
Helligkeitsverteilung im Durchlicht. Die Mikrokavitäten 6 erzeugen aufgrund ihres
vergleichsweise höheren Aspektverhältnisses eine höhere Intensität im Durchlicht als
die Mikrokavitäten 5. Die Darstellung der Figur 9 ist dabei dahingehend vereinfacht,
als die Mikrokavitäten selbst nicht gezeigt sind. Die hellgrauen Bereiche werden also
von einer Vielzahl an Mikrokavitäten 6 gebildet, die dunkelgrauen Bereiche von einer
Vielzahl an Mikrokavitäten 5. Die dunklen Abschnitte des Bildes 11 werden durch den
Hintergrund 7 gebildet.
[0076] Im Bild 11 ist zusätzlich und exemplarisch ein hochtransparentes Bildelement vorhanden,
das durch eine Demetallisierung 14 im glatten Bereich 7 erzeugt wird. Es handelt sich
um das bereits erwähnte "Cleartext"-Element. Die Jahreszahldarstellung im oberen Teil
des Bildes 11 wurde hingegen durch eine Struktur aus Mikrokavitäten 6 erzeugt. Während
die Jahreszahldarstellungen einen starken Kontrast in Reflexion aufweisen, erscheinen
beide in Transmission hell vor einer opaken Umgebung, wobei allerdings die durch die
Mikrokavitäten 6 erzeugte Jahreszahldarstellung weniger hell ist als der demetallisierte
Bereich 14.
[0077] Der hochtransparente Bereich 14 kann beispielsweise durch Laserbestrahlung metallisierter
Mikrokavitäten erzeugt werden. Durch die Erhöhung des elektromagnetischen Feldes in
den Mikrokavitäten wird dort das Laserlicht bevorzugt absorbiert, während es bei einer
entsprechenden Dosierung im Bereich der glatten Oberfläche reflektiert wird. Es kommt
dadurch im Bereich der Mikrokavitäten zu einer Laserablation. Auf diese Weise lassen
sich durch feine Strukturierung der Mikrokavitäten im Zusammenwirken mit einer Laserbestrahlung
hochtransparente Bereiche mit einer hohen Auflösung erzeugen.
[0078] Die Herstellung der Mikrokavitätenstruktur 4 erfolgt bevorzugt, wie im allgemeinen
Teil der Beschreibung erläutert, durch Laserdirektbelichtung in einem photolithografischen
Verfahren. Mikrokavitäten 5, 6 mit Abmessungen bis zu einem minimalen Durchmesser
von 0,5 µm können mithilfe eines Laserwriters direkt in Photolack geschrieben werden.
Aufgrund der nichtlinearen Empfindlichkeit gängiger Photolacke können bei geeigneter
Wahl der Belichtungsintensität Strukturen erzeugt werden, die deutlich feiner als
der Strahldurchmesser des Lasers sind. Die Strukturtiefe kann sehr einfach durch die
Wahl der Belichtungsintensität variiert werden.
[0079] Zur Herstellung von Mikrokavitäten mit hoher Genauigkeit können optional auch Elektronenstrahl-
bzw. "Focussed Ion Beam"-Belichtungsverfahren infrage kommen. Ein belichtetes Original
kann nach dem Entwickeln des Photolacks anschließend galvanisch abgeformt und über
einen Prägeprozess in UV-Lack auf Folie oder direkt in die Oberfläche der Folie repliziert
werden. Alternativ können auch Nanoimprint-Verfahren eingesetzt werden.
[0080] In einem letzten Schritt erfolgt die Beschichtung der Oberfläche, z. B. durch ungerichtetes
Bedampfen. Metallisierte Oberflächen bzw. Interferenzschichtsysteme können durch Elektronenstrahlbedampfung,
Sputtern oder durch Verdampfen unter Vakuum aufgebracht werden. Anschließend wird
bevorzugt die beschichtete Seite zum Schutz mit der Decklackschicht 13 versehen.
[0081] Die Bilder können auch versteckte Informationen, z. B. Mikroschrift, Seriennummern,
Symbole, etc., welche mit einem unbewaffneten Auge nicht aufgelöst werden können,
auf einem Wertdokument niederlegen. Die Mikrobilder haben vorteilhafterweise wesentlich
kleinere Strukturen als bekannte Lasergravuren. Die Verwendung der Mikrokavitätenstruktur
4 erlaubt eine sehr feine Strukturierung von Bildern oder Motiven mit hoher lateraler
Auflösung, die mit herkömmlichen Druckverfahren nicht möglich ist.
[0082] Figur 10 zeigt eine Ausgestaltung des Sicherheitselementes, bei der die Transmissionseffekte
erfindungsgemäßer Mikrokavitäten für ein nur in Reflexion zu betrachtendes farbiges
Sicherheitselement ausgenutzt werden. Bei dem Sicherheitselement ist unter der Prägelackschicht
3 eine Farbschicht 15 und darunter eine reflektierende Schicht 16 vorgesehen ist.
Die reflektierende Schicht 16 kann insbesondere durch eine Metallschicht gebildet
sein, beispielsweise durch eine Schicht aus Aluminium, Kupfer, Chrom, Silber oder
Gold. Auf diese Weise kann auch bei einer metallischen (und daher unter Umständen
farblich nahezu neutralen) Beschichtung 9 in der Mikrokavitätenstruktur 4 und dem
glatten Bereich 7 ein Farbeffekt erzeugt werden. Optional kann die Farbschicht 15
transluzent ausgebildet sein. Das Sicherheitselement 1 enthält (wie die vorher beschriebenen
Sicherheitselemente auch) glatte Bereiche 7, welche Bildbereiche I bilden sowie eine
Mikrokavitätenstruktur 4, welche einen Bildbereich II bilden. Die Beschichtung 9 ist
so ausgebildet, dass bei einer zweimaligen Transmission durch die Bildbereiche I Licht
auf eine Intensität von maximal 10% abgeschwächt wird, eine zweimalige Transmission
durch die Mikrokavitätenstruktur 4 im Bildbereich II jedoch noch mit ausreichender
Intensität gewährleistet ist. Dies ist beispielsweise bei Aluminium ab einer Schichtdicke
von etwa 13 nm der Fall. In Reflexion unterscheiden sich die Bildbereiche I und II
durch die optische Wirkung der Mikrokavitätenstruktur 4. Dabei fällt das einfallende
Licht E auf die darunterliegende Farbschicht 15. Aufgrund der dort vorgesehenen Metallschicht
16 wird es gespiegelt und transmittiert erneut durch die Mikrokavitätenstruktur 4
(Pfeil R). Ein Beobachter nimmt diesen Lichtpfad und damit den Bildbereich II in Reflexion
daher farbig wahr, wohingegen die Bildbereiche I aufgrund der geringen Intensität
des transmittierten Lichts im Wesentlichen unverändert metallisch erscheinen.
[0083] In einer hier nicht gezeigten Ausgestaltung kann anstelle der Decklackschicht 13
eine Prägelackschicht vorgesehen sein, in die die Mikrokavitätenstruktur 4 abgeformt
ist. Anstelle der Prägelackschicht 3 aus Figur 10 kann bei dieser Ausgestaltung zwischen
der Farbschicht 15 und der Beschichtung 9 beispielsweise eine weitere Lackschicht
vorgesehen sein.
[0084] Lässt man die reflektierende Schicht 16 weg, was in einer weiteren Ausführungsform
möglich ist, sieht ein Beobachter die transmittierte Strahlung T im Bereich der Mikrokavitätenstruktur
4, also im Bildbereich II, heller und mit einer durch die Farbschicht 15 vorgegebenen
Farbe.
[0085] In einer weiteren Ausführungsform, die in Figur 11 gezeigt ist und die sich ebenfalls
die Transmissionseffekte erfindungsgemäßer Mikrokavitäten zu Nutze macht, befindet
sich zusätzlich zur Farbschicht 15 eine weitere Farbschicht 17 oberhalb der Mikrokavitätenstruktur
4 und dem glatten Bereich 7. Diese Farbschicht 17 hat vorzugsweise einen anderen Farbton
als die Farbschicht 15. Unter der Farbschicht 15 ist ferner eine reflektierende Schicht
16, beispielsweise eine Schicht aus Aluminium vorgesehen. Die Bildbereiche I werden
entsprechend in Reflexion im Farbton der oberen Farbschicht wahrgenommen, der Bildbereich
II mit der Mikrokavitätenstruktur 4 dagegen als Mischfarbe der beiden Farbschichten
15 und 17. Natürlich kann auch in der Ausführungsform der Figur 11 die reflektierende
Schicht 16 entfallen. Dann erscheint der Bildbereich II in der Mischfarbe, die durch
die Farbschichten 15 und 17 vorgegeben ist, für die transmittierte Strahlung T.
[0086] Wie bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert, sind im Rahmen der anspruchsgemäßen
Definition der Erfindung verschiedene Abwandlungen möglich. Einige seien hier exemplarisch
erwähnt:
Die Mikrokavitätenstruktur 4 wurde vorstehend in einem Ausführungsbeispiel geschildert,
das Mikrokavitäten 5, 6 mit unterschiedlichem Aspektverhältnis aufweist. Dies ist
nicht zwingend. Es ist sowohl möglich, Mikrokavitäten mit einheitlichem Aspektverhältnis
zu verwenden, als auch Aspektverhältnisse, die mehr als zwei verschiedene Werte realisieren.
[0087] Das Aspektverhältnis ist in den vorstehenden Ausführungsbeispielen durch die Variation
der Strukturtiefe t eingestellt. Gleichermaßen ist auch eine Variation der Strukturweite
w möglich, um das Aspektverhältnis zu modifizieren. Im Rahmen der angegebenen Bemaßung
kann natürlich sowohl t als auch w variiert werden.
[0088] Der glatte Bereich 7 ist in den Zeichnungen als vollständig glatt eingetragen. Dies
ist nicht zwingend erforderlich. Er kann auch eine Restrauhigkeit haben, wobei ein
Aspektverhältnis von 0,2 nicht überschritten wird.
[0089] Die Ausrichtung der Mikrokavitätenstruktur ist für den Durchlichteffekt irrelevant.
Eine Invertierung des Sicherheitselements gegenüber der Darstellung der Figur 1 bzw.
2 ist damit jederzeit möglich.
[0090] Die Mikrokavitätenstruktur und der glatte Bereich zum Erzeugen eines Durchlichtbildes
können mit anderen Sicherheitsmerkmalen, die zum Schutz von Wertdokumenten bekannt
sind, in beliebiger Weise kombiniert werden. Damit wird zusätzliche Fälschungssicherheit
erreicht.
Bezugszeichenliste
[0091]
- 1
- Sicherheitselement
- 2
- Folie
- 3
- Prägelackschicht
- 4
- Mikrokavitätenstruktur
- 5, 6
- Mikrokavitäten
- 7
- glatter Bereich
- 8a-c
- Bildbereich
- 9
- Beschichtung
- 10
- Pixel
- 11
- Bild
- 12
- Motiv
- 13
- Decklackschicht
- 14
- Demetallisierung
- 15
- Farbschicht
- 16
- reflektierende Schicht
- 17
- Farbschicht
- t
- Strukturtiefe
- w
- Strukturweite
- E
- einfallende Strahlung
- R
- reflektierte Strahlung
- I, II
- Bildbereich
1. Sicherheitselement zur Herstellung von Wertdokumenten, wie Banknoten, Schecks oder
dergleichen, das ein Substrat (3) mit einer Oberseite aufweist und mindestens ein
Bild (11) bereitstellt, wobei
- das Bild (11) durch eine Mikrokavitätenstruktur (4), die eine Vielzahl nebeneinanderliegender
Mikrokavitäten (5, 6) aufweist, und einen glatten Bereich (7) gebildet ist,
- die Mikrokavitäten (4) jeweils in einer zur Oberseite parallel liegenden Raumrichtung
eine Strukturweite (w) von 0,5 µm bis 3 µm und senkrecht dazu eine Strukturtiefe (t)
aufweisen und ein Aspektverhältnis haben, das durch das Verhältnis von Strukturtiefe
(t) zu Strukturweite (w) definiert ist, und
- auf die Mikrokavitätenstruktur (4) und den glatten Bereich (7) eine metallhaltige
Beschichtung aufgebracht ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das Aspektverhältnis der Mikrokavitäten (5, 6) größer als 0,3 ist und
- die metallhaltige Beschichtung (9) auf der Mikrokavitätenstruktur (4) so ausgebildet
ist, dass die Mikrokavitätenstruktur (4) und der glatte Bereich (7) in Durchlichtbetrachtung
einen Helligkeitsunterschied von mindestens 10 % haben, so dass die Mikrokavitätenstruktur
(4) einen ersten Bildbereich und der glatte Bereich (7) einen zweiten Bildbereich
des Bildes (11) bilden.
2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aspektverhältnis der Mikrokavitäten (5, 6) zwischen 0,3 und 0,8, bevorzugt zwischen
0,3 und 0,5 liegt.
3. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die metallhaltige Beschichtung (9) auf der Mikrokavitätenstruktur (4) die gleiche
Schichtdicke hat.
4. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mikrokavitätenstruktur (4) die Mikrokavitäten (5, 6) unmittelbar aneinander
stoßen.
5. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokavitätenstruktur (4) mindestens zwei Arten von Mikrokavitäten (5, 6) aufweist,
die sich hinsichtlich des Aspektverhältnisses unterscheiden, wobei der erste Bildbereich
des Bildes (11) durch die mindestens zwei verschiedenen Arten von Mikrokavitäten (5,
6) strukturiert ist.
6. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aspektverhältnis der Mikrokavitäten (5, 6) in der Mikrokavitätenstruktur (4)
gemäß einen den ersten Bildbereich des Bildes (11) definierenden, vorbestimmten Muster
variiert.
7. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die metallhaltige Beschichtung (9) ein Interferenzschichtaufbau mit der Schichtfolge
Metall - Dielektrikum - Metall ist.
8. Sicherheitselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum SiO2 ist und/ oder das Metall Al oder Cr ist.
9. Sicherheitselement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Interferenzschichtaufbau hinsichtlich seiner Materialfolge und/oder Schichtdickenfolge
symmetrisch ist, insbesondere die Schichtfolge Al- SiO2 -Al aufweist.
10. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die metallhaltige Beschichtung (9) durch eine Metallschicht gebildet ist.
11. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass über oder unter der Mikrokavitätenstruktur (4) eine Farbschicht vorgesehen ist.
12. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokavitäten (5, 6) nicht-rotationssymmetrisch, insbesondere rinnenförmig sind,
und sich jeweils entlang einer Richtung erstrecken.
13. Wertdokument mit einem Sicherheitselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
14. Herstellungsverfahren für ein Sicherheitselement (1) für Wertdokumente, wie Banknoten,
Schecks oder dergleichen, das mindestens ein Bild (11) bereitstellt, wobei
- an einem Substrat (3), das eine Oberseite aufweist, zur Erzeugung eines Bilds (11)
eine Mikrokavitätenstruktur (4), die eine Vielzahl nebeneinanderliegender Mikrokavitäten
(5, 6) aufweist, und ein glatter Bereich (7) ausgebildet wird,
- die Mikrokavitäten (5, 6) jeweils in einer zur Oberseite parallel liegenden Raumrichtung
mit einer Strukturweite (w) von 0,5 µm bis 3 µm und senkrecht dazu mit einer Strukturtiefe
(t) ausgebildet sind und ein Aspektverhältnis haben, das durch das Verhältnis von
Strukturtiefe (t) zu Strukturweite (w) definiert ist, und
- auf die Mikrokavitätenstruktur (4) und den glatten Bereich (7) eine metallhaltige
Beschichtung (9) aufgebracht wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das Aspektverhältnis der Mikrokavitäten (5, 6) größer als 0,3 ist und
- die metallhaltige Beschichtung (9) auf der Mikrokavitätenstruktur (4) so ausgebildet
wird, dass die Mikrokavitätenstruktur (4) und der glatte Bereich (7) in Durchlichtbetrachtung
einen Helligkeitsunterschied von mindestens 10 % haben, so dass die Mikrokavitätenstruktur
(4) einen ersten Bildbereich und der glatte Bereich (7) einen zweiten Bildbereich
des Bildes (11) bilden.
15. Herstellungsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Aspektverhältnis der Mikrokavitäten (5, 6) zwischen 0,3 und 0,8, bevorzugt zwischen
0,3 und 0,5 liegt.
16. Herstellungsverfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die metallhaltige Beschichtung (9) auf der Mikrokavitätenstruktur (4) in der gleichen
Schichtdicke ausgebildet wird.
17. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mikrokavitätenstruktur (4) die Mikrokavitäten (5, 6) unmittelbar aneinanderstoßend
ausgebildet werden.
18. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokavitätenstruktur (4) mit mindestens zwei Arten von Mikrokavitäten (5, 6)
aufgebildet wird, die sich hinsichtlich des Aspektverhältnisses unterscheiden, wobei
der erste Bildbereich des Bildes (11) durch die mindestens zwei verschiedenen Arten
von Mikrokavitäten (5, 6) strukturiert wird.
19. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Aspektverhältnis der Mikrokavitäten (5, 6) in der Mikrokavitätenstruktur (4)
gemäß einem den ersten Bildbereich des Bildes (11) definierenden, vorbestimmten Muster
variiert wird.
20. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Beschichtung (9) ein Interferenzschichtaufbau mit der Schichtfolge Metall - Dielektrikum
- Metall verwendet wird.
21. Herstellungsverfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Dielektrikum SiO2 und/oder als Metall Al oder Cr verwendet wird.
22. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass über oder unter der Mikrokavitätenstruktur (4) eine Farbschicht vorgesehen wird.
23. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokavitäten (5, 6) nicht-rotationssymmetrisch, insbesondere rinnenförmig ausgebildet
werden, und sich jeweils entlang einer Richtung (8) erstrecken.
1. A security element for manufacturing value documents, such as banknotes, checks or
the like, having a substrate (3) with an upper side and making available at least
one image (11), wherein
- the image (11) is formed by a micro cavity structure (4) having a multiplicity of
adjacent micro cavities (5, 6) and by a smooth region (7),
- the micro cavities (4) have, respectively in a spatial direction lying parallel
to the upper side, a structure width (w) of 0.5 µm to 3 µm and perpendicularly thereto
a structure depth (t), and have an aspect ratio defined by the ratio of the structure
depth (t) to the structure width (w), and
- to the micro cavity structure (4) and the smooth region (7) a metalliferous coating
is applied,
characterized in that
- the aspect ratio of the micro cavities (5, 6) is greater than 0.3 and
- the metalliferous coating (9) on the micro cavity structure (4) is so configured
that the micro cavity structure (4) and the smooth region (7) upon transmissive viewing
have a brightness difference of at least 10%, such that the micro cavity structure
(4) forms a first image region and the smooth region (7) forms a second image region
of the image (11).
2. The security element according to claim 1, characterized in that the aspect ratio of the micro cavities (5, 6) lies between 0.3 and 0.8, preferably
between 0.3 and 0.5.
3. The security element according to claim 1 or 2, characterized in that the metalliferous coating (9) on the micro cavity structure (4) has the same layer
thickness.
4. The security element according to any of the claims 1 to 3, characterized in that in the micro cavity structure (4) the micro cavities (5, 6) are immediately adjoining
each other.
5. The security element according to any of the claims 1 to 4, characterized in that the micro cavity structure (4) has at least two types of micro cavities (5, 6) which
differ in view of the aspect ratio, wherein the first image region of the image (11)
is structured by the at least two different types of micro cavities (5,6).
6. The security element according to any of the claims 1 to 4, characterized in that in the aspect ratio of the micro cavities (5, 6) in the micro cavity structure (4)
varies in accordance with a predetermined pattern defining the first image region
of the image (11).
7. The security element according to any of the claims 1 to 6, characterized in that in the metalliferous coating (9) is an interference layer structure with the layer
sequence metal - dielectric - metal.
8. The security element according to claim 7, characterized in that the dielectric is SiO2 and/or the metal is Al or Cr.
9. The security element according to claim 7 or 8, characterized in that the interference layer structure is symmetric in view of its material sequence and/or
layer thickness sequence, in particular has the layer sequence Al - SiO2 - Al.
10. The security element according to any of the claims 1 to 6, characterized in that the metalliferous coating (9) is formed by a metal layer.
11. The security element according to any of the claims 1 to 10, characterized in that an ink layer is provided above or below the micro cavity structure (4).
12. The security element according to any of the claims 1 to 11, characterized in that the micro cavities (5, 6) are non-rotationally symmetric, in particular trough-shaped,
and extend respectively along a direction.
13. A value document with a security element (1) according to any of the claims 1 to 12.
14. A manufacturing method for a security element (1) for value documents, such as banknotes,
checks or the like, making available at least one image (11), wherein
- on a substrate (3) having an upper side, there are configured, in order to produce
an image (11), a micro cavity structure (4) having a multiplicity of adjacent micro
cavities (5, 6) and a smooth region (7),
- the micro cavities (5, 6) are configured respectively in a spatial direction lying
parallel to the upper side, with a structure width (w) of 0.5 to 3 µm and perpendicularly
thereto with a structure depth (t), and have an aspect ratio defined by the ratio
between the structure depth (t) to the structure width (w), and
- to the micro cavity structure (4) and the smooth region (7) a metalliferous coating
(9) is applied,
characterized in that
- the aspect ratio of the micro cavities (5, 6) is greater than 0.3 and
- the metalliferous coating (9) on the micro cavity structure (4) is so configured
that the micro cavity structure (4) and the smooth region (7) upon transmissive viewing
have a brightness difference of at least 10%, such that the micro cavity structure
(4) forms a first image region and the smooth region (7) forms a second image region
of the image (11).
15. The manufacturing method according to claim 14, characterized in that the aspect ratio of the micro cavities (5, 6) lies between 0.3 and 0.8, preferably
between 0.3 and 0.5.
16. The manufacturing method according to claim 14 or 15, characterized in that the metalliferous coating (9) on the micro cavity structure (4) is configured in
the same layer thickness.
17. The manufacturing method according to any of the claims 14 to 16, characterized in that in the micro cavity structure (4) the micro cavities (5, 6) are configured to be
immediately mutually adjoining.
18. The manufacturing method according to any of the claims 14 to 17, characterized in that the micro cavity structure (4) is configured with at least two types of micro cavities
(5, 6) which differ in view of the aspect ratio, wherein the first image region of
the image (11) is structured by the at least two different types of micro cavities
(5, 6).
19. The manufacturing method according to any of the claims 14 to 17, characterized in that the aspect ratio of the micro cavities (5, 6) in the micro cavity structure (4) varies
in accordance with a predetermined pattern defining the first image region of the
image (11).
20. The manufacturing method according to any of the claims 14 to 19, characterized in that as coating (9) an interference layer structure is utilized with the layer sequence
metal - dielectric - metal.
21. The manufacturing method according to claim 20, characterized in that SiO2 is utilized as dielectric and/ or Al or Cr is utilized as metal.
22. The manufacturing method according to any of the claims 14 to 21, characterized in that an ink layer is provided above or below the micro cavity structure (4).
23. The manufacturing method according to any of the claims 14 to 22, characterized in that the micro cavities (5, 6) are configured to be non-rotationally symmetric, in particular
trough-shaped, and extend respectively along a direction (8).
1. Élément de sécurité destiné à la fabrication de documents de valeur tels que billets
de banque, chèques ou objets similaires, qui comporte un substrat (3) ayant une face
de dessus et met à disposition au moins une image (11), cependant que
- l'image (11) est constituée par une structure à microcavités (4) dotée d'une pluralité
de microcavités (5, 6) juxtaposées et par une zone lisse (7),
- les microcavités (4) présentent respectivement, dans une direction spatiale parallèle
à la face de dessus, une largeur de structure (w) située entre 0,5 µm et 3 µm et,
perpendiculairement à cela, une profondeur de structure (t), et ont un rapport d'aspect
qui est défini par le rapport entre la profondeur de structure (t) et la largeur de
structure (w), et
- sur la structure à microcavités (4) et la zone lisse (7), un revêtement contenant
du métal est appliqué,
caractérisé en ce que
- le rapport d'aspect des microcavités (5, 6) est supérieur à 0,3 et
- le revêtement contenant du métal (9) agencé sur la structure à microcavités (4)
est réalisée de telle façon que la structure à microcavités (4) et la zone lisse (7)
ont, lors d'une observation en transmission, une différence de luminosité d'au moins
10%, de telle sorte que la structure à microcavités (4) constitue une première zone
d'image et la zone lisse (7) constitue une deuxième zone d'image de l'image (11).
2. Élément de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport d'aspect des microcavités (5, 6) est situé entre 0,3 et 0,8, de préférence
entre 0,3 et 0,5.
3. Élément de sécurité selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que revêtement contenant du métal (9) agencé sur la structure à microcavités (4) a la
même épaisseur de couche.
4. Élément de sécurité selon une des revendications de 1 à 3, caractérisé en ce que, dans la structure à microcavités (4), les microcavités (5, 6) se trouvent directement
bout à bout.
5. Élément de sécurité selon une des revendications de 1 à 4, caractérisé en ce que la structure à microcavités (4) comporte au moins deux sortes de microcavités (5,
6) qui se différencient quant au rapport d'aspect, la première zone d'image de l'image
(11) étant structurée par les au moins deux sortes différentes de microcavités (5,
6).
6. Élément de sécurité selon une des revendications de 1 à 4, caractérisé en ce que le rapport d'aspect des microcavités (5, 6) dans la structure à microcavités (4)
varie conformément à un motif prédéterminé définissant la première zone d'image de
l'image (11).
7. Élément de sécurité selon une des revendications de 1 à 6, caractérisé en ce que le revêtement contenant du métal (9) est une structure en couches interférentielles
ayant la succession de couches métal - diélectrique - métal.
8. Élément de sécurité selon la revendication 7, caractérisé en ce que le diélectrique est du SiO2 et/ou le métal est du Al ou Cr.
9. Élément de sécurité selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la structure en couches interférentielles est, quant à sa succession de matériaux
et/ou succession d'épaisseurs de couches, symétrique, et comporte en particulier la
succession de couches Al - SiO2 - Al.
10. Élément de sécurité selon une des revendications de 1 à 6, caractérisé en ce que le revêtement contenant du métal (9) est constitué par une couche de métal.
11. Élément de sécurité selon une des revendications de 1 à 10, caractérisé en ce que, au-dessus ou en-dessous de la structure à microcavités (4), une couche d'encre est
prévue.
12. Élément de sécurité selon une des revendications de 1 à 11, caractérisé en ce que les microcavités (5, 6) sont sans symétrie de révolution, en particulier en forme
de rigole, et s'étendent respectivement le long d'une direction.
13. Document de valeur comprenant un élément de sécurité (1) selon une des revendications
de 1 à 12.
14. Procédé de fabrication pour un élément de sécurité (1) destiné à des documents de
valeur tels que billets de banque, chèques ou objets similaires, qui met à disposition
au moins une image (11), cependant que
- en un substrat (3) comportant une face de dessus, pour la génération d'une image
(11), une structure à microcavités (4) comportant une pluralité de microcavités (5,
6) juxtaposées et une zone lisse (7) est réalisée,
- les microcavités (5, 6) sont respectivement réalisées dans une direction spatiale
parallèle à la face de dessus avec une largeur de structure (w) située entre 0,5 µm
et 3 µm et, perpendiculairement à cela, avec une profondeur de structure (t), et ont
un rapport d'aspect qui est défini par le rapport entre la profondeur de structure
(t) et la largeur de structure (w), et
- sur la structure à microcavités (4) et la zone lisse (7), un revêtement contenant
du métal (9) est appliqué,
caractérisé en ce que
- le rapport d'aspect des microcavités (5, 6) est supérieur à 0,3 et
- le revêtement contenant du métal (9) agencé sur la structure à microcavités (4)
est réalisé de telle façon que la structure à microcavités (4) et la zone lisse (7)
ont, lors d'une observation en transmission, une différence de luminosité d'au moins
10%, de telle sorte que la structure à microcavités (4) constitue une première zone
d'image et la zone lisse (7) constitue une deuxième zone d'image de l'image (11).
15. Procédé de fabrication selon la revendication 14, caractérisé en ce que le rapport d'aspect des microcavités (5, 6) est situé entre 0,3 et 0,8, de préférence
entre 0,3 et 0,5.
16. Procédé de fabrication selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que le revêtement contenant du métal (9) agencé sur la structure à microcavités (4) est
réalisé en la même épaisseur de couche.
17. Procédé de fabrication selon une des revendications de 14 à 16, caractérisé en ce que, dans la structure à microcavités (4), les microcavités (5, 6) sont réalisées de
façon directement bout à bout.
18. Procédé de fabrication selon une des revendications de 14 à 17, caractérisé en ce que la structure à microcavités (4) est réalisée avec au moins deux sortes de microcavités
(5, 6) qui se différencient quant au rapport d'aspect, la première zone d'image de
l'image (11) étant structurée par les au moins deux sortes différentes de microcavités
(5, 6).
19. Procédé de fabrication selon une des revendications de 14 à 17, caractérisé en ce que le rapport d'aspect des microcavités (5, 6) dans la structure à microcavités (4)
est soumise à une variation conformément à un motif prédéterminé définissant la première
zone d'image de l'image (11).
20. Procédé de fabrication selon une des revendications de 14 à 19, caractérisé en ce que, en tant que revêtement (9), c'est une structure en couches interférentielles ayant
la succession de couches métal - diélectrique - métal qui est utilisée.
21. Procédé de fabrication selon la revendication 20, caractérisé en ce que, en tant que diélectrique, c'est du SiO2, et/ou en tant que métal, c'est du Al ou Cr qui est utilisé.
22. Procédé de fabrication selon une des revendications de 14 à 21, caractérisé en ce que, au-dessus ou en-dessous de la structure à microcavités (4), une couche d'encre est
prévue.
23. Procédé de fabrication selon une des revendications de 14 à 22, caractérisé en ce que les microcavités (5, 6) sont réalisées sans symétrie de révolution, en particulier
en forme de rigole, et s'étendent respectivement le long d'une direction (8).