DE102023121166A1

DE102023121166A1 - Optically variable see-through security element, data carrier and manufacturing process

Info

Publication number: DE102023121166A1
Application number: DE102023121166.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Rahm; André Gregarek
Original assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority date: 2023-08-08
Filing date: 2023-08-08
Publication date: 2025-02-13
Also published as: WO2025031536A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisch variables Durchsichtssicherheitselement (12) zur Absicherung von Datenträgern (10), mit einem Linsenraster (22) aus einer Mehrzahl von in einem ersten Raster angeordneten Mikrolinsen (24), deren brechende Wirkung eine Fokusebene definiert, einer im Wesentlichen in der Fokusebene des Linsenrasters (22) angeordneten Farbwechselbeschichtung (30), die in Aufsicht und Durchsicht unterschiedliche Farben zeigt, und einer im Wesentlichen in der Fokusebene des Linsenrasters (22) angeordneten Mikrostrukturanordnung aus einer Mehrzahl von in einem zweiten Raster angeordneten Mikrostrukturen (40, 42), die bei Betrachtung durch das Linsenraster (22) in Durchsicht in vorgegebenen Betrachtungsrichtungen ein oder mehrere Motivbilder (16-T2, 16-T3) erzeugen. Die Mikrostrukturen (40, 42) sind dabei in oder direkt auf der Farbwechselbeschichtung (30) ausgebildet.

The invention relates to an optically variable see-through security element (12) for securing data carriers (10), with a lens grid (22) made up of a plurality of microlenses (24) arranged in a first grid, the refractive effect of which defines a focal plane, a color-changing coating (30) arranged essentially in the focal plane of the lens grid (22) which shows different colors when viewed from above and when viewed through, and a microstructure arrangement arranged essentially in the focal plane of the lens grid (22) made up of a plurality of microstructures (40, 42) arranged in a second grid which, when viewed through the lens grid (22) when viewed through, generate one or more motif images (16-T2, 16-T3) in predetermined viewing directions. The microstructures (40, 42) are formed in or directly on the color-changing coating (30).

Description

Die Erfindung betrifft ein optisch variables Durchsichtssicherheitselement, einen Datenträger mit einem solchen Durchsichtssicherheitselement, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Durchsichtssicherheitselements.The invention relates to an optically variable see-through security element, a data carrier with such a see-through security element, and a method for producing such a see-through security element.

Datenträger, wie Wert- oder Ausweisdokumente, aber auch andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen versehen, die eine Überprüfung der Echtheit der Datenträger gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen.Data storage media, such as valuables or identification documents, but also other valuable items, such as branded goods, are often provided with security elements for security purposes. These allow the authenticity of the data storage media to be verified and at the same time serve as protection against unauthorized reproduction.

Dabei gewinnen Durchsichtssicherheitsmerkmale, wie etwa Durchsichtsfenster in Banknoten, zunehmend an Bedeutung, da diese leicht zu erkennen, aber dennoch schwer zu fälschen sind.See-through security features, such as see-through windows in banknotes, are becoming increasingly important because they are easy to detect but difficult to counterfeit.

So ist auch bereits versucht worden, Mikrolinsenmerkmale in Durchsichtssicherheitselementen, wie etwa Durchsichtsfenstern einer Banknote einzusetzen. Während die Mikrolinsenmerkmale in solchen Durchsichtsfenstern in Aufsicht von der Vorderseite durchaus attraktiv wirken, sind sie von der Rückseite oft unscharf und im Durchlicht aufgrund der starken Lichtbrechung an den einzelnen Linsen und der damit verbundenen Streuwirkung des Fensters im Ganzen eher wenig attraktiv. Bei eingefärbten Mikrolinsenmerkmalen lässt sich andererseits der statische optische Eindruck oft sehr leicht bereits mit einem Farbkopierer reproduzieren, so dass die Fälschungssicherheit nicht optimal ist.Attempts have already been made to use microlens features in see-through security elements, such as the see-through windows of a banknote. While the microlens features in such see-through windows look quite attractive when viewed from the front, they are often blurred from the back and are not very attractive in transmitted light due to the strong light refraction at the individual lenses and the associated scattering effect of the window as a whole. On the other hand, with colored microlens features, the static optical impression can often be reproduced very easily using a color copier, so that the level of security against counterfeiting is not optimal.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein optisch variables Durchsichtssicherheitselement mit attraktivem visuellenBased on this, the invention is based on the object of providing an optically variable see-through security element with an attractive visual

Erscheinungsbild und hoher Fälschungssicherheit anzugeben. Die Erfindung soll auch ein Wertdokument mit einem solchen Durchsichtssicherheitselement und ein Herstellungsverfahren für ein solches Durchsichtssicherheitselement angeben.appearance and high security against forgery. The invention is also intended to specify a value document with such a see-through security element and a manufacturing method for such a see-through security element.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the features of the independent claims. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung stellt ein optisch variables Durchsichtssicherheitselement für die Absicherung von Datenträgern, insbesondere von Banknoten und anderer Wertdokumenten bereit.The invention provides an optically variable see-through security element for securing data carriers, in particular banknotes and other value documents.

Das Durchsichtssicherheitselement enthält ein Linsenraster aus einer Mehrzahl von in einem ersten Raster angeordneten Mikrolinsen, deren brechende Wirkung eine Fokusebene definiert, enthält eine im Wesentlichen in der Fokusebene des Linsenrasters angeordnete Farbwechselbeschichtung, die in Aufsicht und Durchsicht unterschiedliche Farben zeigt, und enthält eine im Wesentlichen in der Fokusebene des Linsenrasters angeordnete Mikrostrukturanordnung aus einer Mehrzahl von in einem zweiten Raster angeordneten Mikrostrukturen, die bei Betrachtung durch das Linsenraster in Durchsicht in vorgegebenen Betrachtungsrichtungen ein oder mehrere Motivbilder erzeugen. Die Mikrostrukturen sind dabei in oder direkt auf der Farbwechselbeschichtung ausgebildet.The see-through security element contains a lens grid made up of a plurality of microlenses arranged in a first grid, the refractive effect of which defines a focal plane, contains a color-changing coating arranged essentially in the focal plane of the lens grid, which shows different colors when viewed from above and when viewed through, and contains a microstructure arrangement arranged essentially in the focal plane of the lens grid made up of a plurality of microstructures arranged in a second grid, which generate one or more motif images when viewed through the lens grid in a transparent manner in predetermined viewing directions. The microstructures are formed in or directly on the color-changing coating.

Das erfindungsgemäße Durchsichtssicherheitselement basiert auf einer Kombination zumindest zweier, ineinander verwobener, optisch variabler Effekte, nämlich einerseits eines Farbwechseleffekts beim Wechsel zwischen Aufsicht- und Durchsichtbetrachtung und andererseits eines optisch variablen Mikrolinsenmerkmals, das insbesondere in Aufsicht verborgen sein kann und sich erst beim Betrachten und Kippen des Sicherheitselements in Durchsicht überraschend zeigt. Zudem ist der Farbwechseleffekt auch bei Rückseitenbetrachtung beim Wechsel von Aufsicht zu Durchsicht sichtbar, so dass das Sicherheitselement in allen Betrachtungssituationen ein visuell attraktives Erscheinungsbild zeigt.The see-through security element according to the invention is based on a combination of at least two interwoven, optically variable effects, namely, on the one hand, a color change effect when changing between top view and see-through view and, on the other hand, an optically variable microlens feature that can be hidden in particular when viewed from above and only surprisingly becomes apparent when the security element is viewed and tilted when viewed from below. In addition, the color change effect is also visible when viewed from the back when changing from top view to see-through view, so that the security element has a visually attractive appearance in all viewing situations.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Mikrostrukturen zumindest teilweise durch mikroskopische Öffnungen in der Farbwechselbeschichtung gebildet. Als mikroskopische Öffnungen werden Öffnungen bezeichnet, die im Gegensatz zu großflächigeren Negativkennzeichen mit bloßem Auge kaum oder gar nicht aufzulösen sind. Typischerweise weisen die mikroskopischen Öffnungen Durchmesser von einigen Mikrometern, konkret von 1 µm bis 10 µm auf.In a preferred embodiment, the microstructures are at least partially formed by microscopic openings in the color-changing coating. Microscopic openings are openings that, in contrast to larger negative markings, can hardly or not at all be resolved with the naked eye. The microscopic openings typically have diameters of a few micrometers, specifically from 1 µm to 10 µm.

Eine Kombination von Mikrostrukturen in Form mikroskopischer Öffnungen und großflächigeren Negativkennzeichen stellt dabei eine besonders bevorzugte Ausführungsform dar - die Negativkennzeichen werden vom Betrachter als statisch wahrgenommen, während die von den mikroskopischen Öffnungen im Zusammenspiel mit den Mikrolinsen erzeugten Mikrolinseneffekte sich beim Kippen verändern bzw. bewegen. Diese Bewegungen werden gegen den von den Negativkennzeichen erzeugten ruhenden Referenzpunkten besonders deutlich wahrgenommen.A combination of microstructures in the form of microscopic openings and larger negative markings represents a particularly preferred embodiment - the negative markings are perceived by the viewer as static, while the microlens effects created by the microscopic openings in conjunction with the microlenses change or move when tilted. These movements are perceived particularly clearly against the stationary reference points created by the negative markings.

Mit Vorteil sind die Mikrostrukturen zumindest teilweise durch laserablatierte Teilbereiche oder durch mittels Laserstrahlung in eine transparente Modifikation umgewandelte Teilbereiche der Farbwechselbeschichtung gebildet. Für eine optimale Ablation bzw. Umwandlung kann die Wellenlänge des eingesetzten Lasers auf die Dicke einer später noch im Detail diskutierten dielektrischen Abstandsschicht der Farbwechselbeschichtung angepasst werden.Advantageously, the microstructures are formed at least partially by laser-ablated partial areas or by partial areas of the color-change coating that have been converted into a transparent modification by means of laser radiation. For optimal ablation or conversion, the wavelength of the laser used can be adjusted to the thickness of a dielectric spacer layer of the color change coating, which will be discussed in detail later.

Gemäß einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung sind die Mikrostrukturen zumindest teilweise durch farbige Mikrostrukturelemente über oder in der Farbwechselbeschichtung gebildet.According to another, likewise advantageous embodiment, the microstructures are at least partially formed by colored microstructure elements above or in the color change coating.

Vorteilhaft können die Mikrostrukturen auch zumindest teilweise durch erhabene oder vertiefte Teilbereiche der Farbwechselbeschichtung gebildet sein. Bei einer besonders einfachen Ausführungsform bestehen die Mikrostrukturen aus vollflächig mit der Farbwechselbeschichtung versehenen Prägestrukturen. Die Prägestrukturen können insbesondere in einen thermoplastischen Lack oder einen strahlungshärtenden Lack, bevorzugt einen UV-Lack, eingeprägt sein. Die erhabenen und vertieften Teilbereiche können dabei eine Vielzahl von Formen und Geometrien annehmen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Strukturen mit asymmetrischen oder symmetrischem Querschnittsprofil, Strukturen mit trapezförmigem Querschnittsprofil, binäre Strukturen, Strukturen mit Stufenrelief und/oder konkave oder konvexe Strukturen, wobei das Querschnittsprofil auch mit abgerundeten Kanten ausgebildet sein kann.Advantageously, the microstructures can also be formed at least partially by raised or recessed partial areas of the color-changing coating. In a particularly simple embodiment, the microstructures consist of embossed structures provided with the color-changing coating over the entire surface. The embossed structures can be embossed in particular in a thermoplastic varnish or a radiation-curing varnish, preferably a UV varnish. The raised and recessed partial areas can take on a variety of shapes and geometries, including, but not limited to, structures with an asymmetrical or symmetrical cross-sectional profile, structures with a trapezoidal cross-sectional profile, binary structures, structures with a stepped relief and/or concave or convex structures, whereby the cross-sectional profile can also be formed with rounded edges.

Die genannten Gestaltungen der Mikrostrukturen können auch kombiniert sein, beispielsweise können erhabene oder vertiefte Teilbereiche der Farbwechselbeschichtung oder Öffnungen in der Farbwechselbeschichtung mit einer geeigneten Farbe gefüllt sein. Auch kann beispielsweise ein erstes Motivbild des Sicherheitselements durch Mikrostrukturen in Form mikroskopischer Öffnungen, und ein zweites Motivbild durch farbige Mikrostrukturelemente gebildet sein.The aforementioned designs of the microstructures can also be combined; for example, raised or recessed areas of the color-changing coating or openings in the color-changing coating can be filled with a suitable color. For example, a first motif image of the security element can also be formed by microstructures in the form of microscopic openings, and a second motif image by colored microstructure elements.

Wenn die Mikrostrukturen keine reinen Öffnungen bzw. demetallisierte Bereiche in der Farbwechselbeschichtung darstellen, sondern zusätzlich geprägte Höhenunterschiede enthalten, die optional mit kontrastierender Farbe gefüllt sind, so ist das Mikrolinsenmerkmal nicht nur in Durchsicht, sondern auch in Aufsicht über die Umrisse bzw. Kanten der ein Motivbild erzeugenden Mikrostrukturen gut wahrnehmbar. In Aufsicht von der Vorderseite ist dann der optisch variable Mikrolinseneffekt in der Aufsichtsfarbe der Farbwechselbeschichtung sichtbar. In Durchsicht ist derselbe Mikrolinseneffekt in der Durchsichtsfarbe der Farbwechselbeschichtung erkennbar. Von der Rückseite her betrachtet ist das Mikrolinsenmerkmal je nach Beleuchtungssituation zwar nur mit reduzierter Schärfe und abgewandelt zu sehen, der für die Farbwechselbeschichtung typische Farbwechsel beim Übergang von einer Betrachtungssituation in Aufsicht zu einer Betrachtungssituation in Durchsicht ist aber auch in diesem Fall deutlich sichtbar.If the microstructures are not pure openings or demetallized areas in the color-changing coating, but also contain embossed height differences that are optionally filled with contrasting color, the microlens feature is clearly visible not only when viewed through, but also when viewed from above via the outlines or edges of the microstructures that create a motif image. When viewed from the front, the optically variable microlens effect is then visible in the view color of the color-changing coating. When viewed through, the same microlens effect is visible in the transparent color of the color-changing coating. When viewed from the back, the microlens feature can only be seen with reduced sharpness and in a modified form depending on the lighting situation, but the color change typical of the color-changing coating when moving from a view situation when viewed from above to a view situation when viewed through is also clearly visible in this case.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen das erste Raster der Mikrolinsen und das zweite Raster der Mikrostrukturen gleiche Rasterweite und gleiche Orientierung auf. Dies schließt nicht aus, dass die beiden Raster in der Ebene gegeneinander versetzt sind, so dass bei senkrechter Betrachtung kein Motivbild sichtbar ist. Die Funktionsweise des Mikrolinsenmerkmals entspricht dann im Wesentlichen der Funktionsweise eines Linsenkippbilds.In an advantageous embodiment, the first grid of the microlenses and the second grid of the microstructures have the same grid width and the same orientation. This does not exclude the possibility that the two grids are offset from one another in the plane, so that no motif image is visible when viewed vertically. The functioning of the microlens feature then essentially corresponds to the functioning of a lens tilt image.

In einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung unterscheiden sich die Rasterweiten des ersten und zweiten Rasters und/oder sind das erste und zweite Raster gegeneinander gedreht. Die Unterschiede in der Rasterweite betragen dabei vorteilhaft höchstens einige Prozent, die Drehung der Raster gegeneinander vorteilhaft höchstens einige Grad. Die Funktionsweise des Mikrolinsenmerkmals entspricht bei solchen Rastern der Funktionsweise einer Moire-Vergrößerungsanordnung oder einer sogenannten Modulo-Vergrößerungsanordnung. Die Grundprinzipien derartiger mikrooptischer Darstellungsanordnungen sind in der Druckschrift WO 2009/000528 A1 erläutert, deren Offenbarung insoweit in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird.In another, equally advantageous embodiment, the grid widths of the first and second grids differ and/or the first and second grids are rotated relative to one another. The differences in the grid width are advantageously a few percent at most, and the rotation of the grids relative to one another is advantageously a few degrees at most. The functionality of the microlens feature in such grids corresponds to the functionality of a moiré magnification arrangement or a so-called modulo magnification arrangement. The basic principles of such micro-optical display arrangements are described in the publication WO 2009/000528 A1 explained, the disclosure of which is incorporated into the present description.

Das Linsenraster ist mit Vorteil ein eindimensionales Raster mit definierter Rasterweite, oder ein regelmäßiges zweidimensionales Raster, insbesondere ein hexagonales, quadratisches, rechteckiges oder parallelogrammförmiges Raster. Die Rasterweite bzw. Rasterperiode liegt typischerweise zwischen 500 µm und 3 µm, bevorzugt zwischen 50 µm und 5 µm, besonders bevorzugt zwischen 30 µm und 8 µm.The lens grid is advantageously a one-dimensional grid with a defined grid width, or a regular two-dimensional grid, in particular a hexagonal, square, rectangular or parallelogram-shaped grid. The grid width or grid period is typically between 500 µm and 3 µm, preferably between 50 µm and 5 µm, particularly preferably between 30 µm and 8 µm.

Der Abstand benachbarter Mikrolinsen ist vorzugsweise gering, um eine hohe Flächendeckung und damit eine kontrastreiche Darstellung zu gewährleisten. Sphärisch oder asphärisch ausgestalteten Mikrolinsen weisen vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 5 µm und 50 µm und insbesondere einen Durchmesser zwischen lediglich 10 µm und 35 µm auf und sind daher mit bloßem Auge nicht zu erkennen. Stabförmige ausgestaltete Mikrolinsen weisen vorteilhaft eine Breite zwischen 5 µm und 50 µm, insbesondere zwischen 10 µm und 35 µm auf. Die Länge der Stablinsen kann wesentlich größer sein und einige Millimeter oder sogar Zentimeter betragen.The distance between neighboring microlenses is preferably small in order to ensure a high surface coverage and thus a high-contrast display. Spherical or aspherical microlenses preferably have a diameter between 5 µm and 50 µm and in particular a diameter between just 10 µm and 35 µm and are therefore not visible to the naked eye. Rod-shaped microlenses advantageously have a width between 5 µm and 50 µm, in particular between 10 µm and 35 µm. The length of the rod lenses can be significantly greater and amount to several millimeters or even centimeters.

Das Linsenraster und die Farbwechselbeschichtung sind vorteilhaft auf gegenüberliegenden Seiten einer transparenten Trägerfolie, beispielsweise einer PET-Folie ausgebildet. Die Trägerfolie dient dabei sowohl als mechanischer Träger als auch als optischer Abstandshalter.The lens grid and the color-changing coating are advantageously formed on opposite sides of a transparent carrier film, for example a PET film. The carrier film serves both as a mechanical carrier and as an optical spacer.

Die Farbwechselbeschichtung ist mit Vorteil durch ein dreilagiges Schichtsystem mit zwei semitransparenten Metallschichten und einer dazwischenliegenden dielektrischen Abstandsschicht gebildet. Die dielektrische Abstandsschicht weist dabei zweckmäßig eine Schichtdicke zwischen 50 nm und 600 nm, bevorzugt zwischen 100 nm und 400 nm auf und/oder ist aus einem der Materialien ZnS, SiO₂, MgF₂ und Al₂O₃ gebildet. Die semitransparenten Metallschichten weisen zweckmäßig eine Schichtdicke zwischen 3 nm und 20 nm, bevorzugt zwischen 5 nm und 10 nm auf und/oder sind aus Al, Cr, Ag, Cu, Fe, Ni, Au oder Legierungen, die eines oder mehrere dieser Elemente enthalten, gebildet. Solche dreilagigen Schichtsysteme sind besonders gut geeignet, um einen Farbwechseleffekt in Aufsicht/ Durchsicht zu erzeugen. Die Dicken der beiden semitransparenten Metallschichten können, müssen aber nicht unbedingt gleich sein.The color change coating is advantageously formed by a three-layer system with two semi-transparent metal layers and a dielectric spacer layer in between. The dielectric spacer layer expediently has a layer thickness between 50 nm and 600 nm, preferably between 100 nm and 400 nm and/or is made of one of the materials ZnS, SiO ₂ , MgF ₂ and Al ₂ O ₃ . The semi-transparent metal layers expediently have a layer thickness between 3 nm and 20 nm, preferably between 5 nm and 10 nm and/or are made of Al, Cr, Ag, Cu, Fe, Ni, Au or alloys that contain one or more of these elements. Such three-layer systems are particularly well suited to creating a color change effect when viewed from above/through. The thicknesses of the two semi-transparent metal layers can, but do not necessarily have to, be the same.

Auch wenn dreilagige Schichtsysteme gegenwärtig bevorzugt sind, kann die Farbwechselschicht grundsätzlich auch durch eine dünne Si-Schicht mit einer Schichtdicke in der Größenordnung von 10 nm, alleine oder in Verbindung mit einer semitransparenten Metallschicht gebildet sein. Eine weitere Alternative besteht in der Verwendung einer einzelnen dielektrischen Schicht, deren Brechungsindex sich von den Brechungsindizes der beiden sie umgebenden Schichten ausreichend unterscheidet.Although three-layer systems are currently preferred, the color change layer can in principle also be formed by a thin Si layer with a layer thickness in the order of 10 nm, alone or in combination with a semi-transparent metal layer. Another alternative is to use a single dielectric layer whose refractive index differs sufficiently from the refractive indices of the two layers surrounding it.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Farbwechselbeschichtung in einem Teilbereich des Sicherheitselements ausgespart, bevorzugt in Form von Negativkennzeichen und besonders bevorzugt in Form einer Negativschrift in Form kleiner, aber mit dem bloßen Auge noch auflösbarer alphanumerischer Zeichen.In an advantageous development of the invention, the color-changing coating is recessed in a partial area of the security element, preferably in the form of negative characters and particularly preferably in the form of negative writing in the form of small alphanumeric characters that can still be resolved with the naked eye.

Die Lage und Form der Mikrostrukturen sind vorzugsweise gerade so gewählt, dass ein Betrachter des Sicherheitsmerkmals beim Blick durch die Mikrolinsenanordnung auf die Mikrostrukturebene die gewünschten optisch variablen Effekte sieht. Beispielsweise können folgende Effekte realisiert werden: ein Kippeffekt zwischen zwei Bildern mit Sinnzusammenhang zwischen den beiden Bildern, ein Kippeffekt zwischen zwei Bildern ohne Sinnzusammenhang zwischen den beiden Bildern, ein Kippeffekt zwischen beliebig vielen Bildern mit Sinnzusammenhang zwischen den einzelnen Bildern, ein Kippeffekt zwischen beliebig vielen Bildern ohne Sinnzusammenhang zwischen den einzelnen Bildern, Vergrößerungs-, Bewegungs- und Tiefeneffekte, Morpheffekte oder Pumpeffekte. Unter Tiefeneffekten werden unterschiedliche dreidimensional wahrnehmbare Effekte verstanden, insbesondere sind davon Motive umfasst, die in einer bestimmten, von der Betrachtungsebene in z-Richtung beabstandeten Ebene wahrnehmbar sind, Motive in unterschiedlichen, diskreten z-Ebenen, sowie auch dreidimensional wahrnehmbare Objekte in sich kontinuierlich in z-Richtung erstreckenden Bereichen.The position and shape of the microstructures are preferably chosen so that a viewer of the security feature sees the desired optically variable effects when looking through the microlens arrangement onto the microstructure level. For example, the following effects can be achieved: a tilting effect between two images with a meaningful connection between the two images, a tilting effect between two images without a meaningful connection between the two images, a tilting effect between any number of images with a meaningful connection between the individual images, a tilting effect between any number of images without a meaningful connection between the individual images, magnification, movement and depth effects, morph effects or pumping effects. Depth effects are understood to mean different three-dimensionally perceptible effects, in particular they include motifs that are perceptible in a specific plane spaced apart from the viewing plane in the z direction, motifs in different, discrete z planes, as well as three-dimensionally perceptible objects in areas that extend continuously in the z direction.

Die Mikrolinseneffekte können beim Kippen des Sicherheitsmerkmals um verschiedene, in der Ebene des Sicherheitselements liegende Achsen auftreten. Auch Kombinationen dieser Effekte sind möglich und in vielen Fällen visuell besonders attraktiv. Wie oben erwähnt, folgt in einer vorteilhaften Ausgestaltung die Anordnung der Mikrostrukturen im Wesentlichen der Anordnung der Mikrolinsen und weist damit auch den gleichen Gittertyp auf.The microlens effects can occur when the security feature is tilted around different axes lying in the plane of the security element. Combinations of these effects are also possible and in many cases are particularly visually attractive. As mentioned above, in an advantageous embodiment the arrangement of the microstructures essentially follows the arrangement of the microlenses and thus also has the same grating type.

Der mit Mikrostrukturen versehene Flächenbereich kann sich über den gesamten Bereich der Farbwechselbeschichtung erstrecken, er kann aber auch nur einen beliebig geformten Teilbereich davon einnehmen. Die Mikrostrukturen enthaltenden Flächenbereiche können deckungsgleich oder annähernd deckungsgleich mit den mit Mikrolinsen versehenen Flächenbereichen sein, sie können aber auch kleiner oder größer sein bzw. an manchen Stellen über die Mikrolinsenfläche hinausragen oder dahinter zurückweichen. Allerdings ist vorteilhaft stets ein mit bloßem Auge gut erkennbarer Überlapp vorhanden.The surface area provided with microstructures can extend over the entire area of the color-changing coating, but it can also only cover a partial area of any shape. The surface areas containing microstructures can be congruent or almost congruent with the surface areas provided with microlenses, but they can also be smaller or larger or protrude beyond the microlens surface in some places or recede behind it. However, it is advantageous that there is always an overlap that is clearly visible to the naked eye.

Eine vorteilhafte Möglichkeit, einen von einem Durchsichtssicherheitselement bedeckten Fensterbereich noch besser erkennbar zu gestalten, besteht darin, die mit Mikrolinsen gefüllten Flächenbereiche etwa deckungsgleich mit den mit der Farbwechselbeschichtung ausgestatteten Flächenbereichen zu überlagern. Dies ist technologisch sehr herausfordernd, da die Mikrolinsenprägung bzw. die Beschichtung mit dem dafür prägbaren Lack einerseits, und die Demetallisierung der Farbwechselbeschichtung andererseits in unterschiedlichen und voneinander unabhängigen Arbeitsgängen stattfinden. Die Mikrolinsen enthaltenden Flächen trotzdem deckungsgleich oder zumindest annähernd deckungsgleich mit der Farbwechselbeschichtung ins Register zu bringen, erfordert daher eine aufwendige technische Ausstattung und erhöht dadurch den Fälschungsschutz des Sicherheitselements weiter.An advantageous way of making a window area covered by a see-through security element even more recognizable is to overlay the surface areas filled with microlenses so that they are more or less congruent with the surface areas equipped with the color-changing coating. This is very challenging from a technological point of view, since the microlens embossing or coating with the embossable lacquer on the one hand and the demetallization of the color-changing coating on the other hand take place in different and independent work steps. Nevertheless, bringing the areas containing microlenses into register so that they are congruent or at least almost congruent with the color-changing coating requires complex technical equipment and thus further increases the counterfeit protection of the security element.

Zugleich wird der Fensterbereich besser erkennbar, da in den transparenten Bereichen ohne Farbwechselbeschichtung die lichtstreuende Wirkung der Mikrolinsen entfällt, so dass ein Betrachter diese Bereiche nicht nur in voller Helligkeit wahrnimmt, sondern auch Objekte durch den Fensterbereich hindurch in guter Schärfe sehen kann.At the same time, the window area becomes more visible because the light-scattering effect of the microlenses is eliminated in the transparent areas without a color-changing coating, so that a viewer not only perceives these areas in full brightness, but can also see objects through the window area in good sharpness.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der optisch variable Mikrolinseneffekt so gestaltet, dass er in Aufsicht nicht oder nur sehr schwer wahrgenommen werden kann. Ein Betrachter sieht dann nur den Fensterbereich und die Farbwechselbeschichtung mit ihrer speziellen Umrissform. Sobald der Betrachter die Betrachtungssituation dahingehend ändert, dass Licht mit ausreichender Helligkeit von hinten durch das Sicherheitselement in sein Auge fällt, erkennt er nicht nur die farbwechselnde Wirkung der Farbwechselbeschichtung in Form des durch ihre Umrissform dargestellten Motivs, sondern überraschend auch den Mikrolinseneffekt und eventuelle Negativkennzeichen.In a further advantageous embodiment, the optically variable microlens effect is designed in such a way that it cannot be perceived or can only be perceived with great difficulty when viewed from above. A viewer then only sees the window area and the color-changing coating with its special outline. As soon as the viewer changes the viewing situation so that light with sufficient brightness falls into his eye from behind through the security element, he not only recognizes the color-changing effect of the color-changing coating in the form of the motif represented by its outline, but also surprisingly the microlens effect and any negative markings.

Dies gelingt insbesondere dann, wenn die Mikrostrukturen aus reinen Öffnungen in der Farbwechselbeschichtung gebildet sind, die beispielsweise durch Laserablation hergestellt sind, und vorteilhaft klein sind, also flächenmäßig nur einen geringen Anteil im Vergleich zur Gesamtfläche einnehmen. In Auflicht werden die kleinen Öffnungen dann von der Reflexionswirkung der überwiegend semitransparent verspiegelten Fläche überstrahlt, so dass der Betrachter sie nicht wahrnimmt. Erkennbar werden die kleinen Öffnungen erst, wenn eine starke Lichtquelle hinter dem Sicherheitsmerkmal so viel Licht auf das Sicherheitselement strahlt, dass es über den von vorne auffallenden und reflektierten Anteil dominiert. Besonders geeignet sind für diese Ausführungsform Kippeffekte, bei denen die Motive nur unter kleinen Raumwinkelbereichen zu sehen sind. Um kleine Raumwinkelbereiche zu realisieren, sollte sich die Farbwechselbeschichtung möglichst gut in der Fokusebene des Lasers befinden.This is particularly successful when the microstructures are formed from pure openings in the color-changing coating, which are produced, for example, by laser ablation, and are advantageously small, i.e. they only take up a small proportion of the total area. In incident light, the small openings are then outshone by the reflective effect of the predominantly semi-transparent mirrored surface, so that the viewer does not notice them. The small openings only become visible when a strong light source behind the security feature shines so much light onto the security element that it dominates the portion that is noticeable and reflected from the front. Tilting effects in which the motifs can only be seen at small solid angles are particularly suitable for this embodiment. In order to achieve small solid angles, the color-changing coating should be located as well as possible in the laser's focal plane.

Die Erfindung enthält auch einen Datenträger mit einem Durchsichtssicherheitselement der beschriebenen Art, das in oder über einem lichtdurchlässigen Teilbereich des Datenträgers angeordnet ist. Bei dem Datenträger kann es sich insbesondere um ein Wertdokument, wie eine Banknote, insbesondere eine Papierbanknote, eine Polymerbanknote oder eine Folienverbundbanknote, um eine Aktie, eine Anleihe, eine Urkunde, einen Gutschein, einen Scheck, ein Siegel, eine Steuerbanderole, eine hochwertige Eintrittskarte, aber auch um eine Ausweiskarte, wie etwa eine Kreditkarte, eine Bankkarte, eine Barzahlungskarte, eine Berechtigungskarte, einen Personalausweis oder eine Passpersonalisierungsseite handeln. Der lichtdurchlässige Teilbereich ist insbesondere eine durchgehende Öffnung in dem Datenträger, beispielsweise ein Loch in einer Papierbanknote, das von dem Durchsichtssicherheitselement abgedeckt ist.The invention also includes a data carrier with a see-through security element of the type described, which is arranged in or above a translucent partial area of the data carrier. The data carrier can in particular be a value document, such as a banknote, in particular a paper banknote, a polymer banknote or a film composite banknote, a share, a bond, a certificate, a voucher, a check, a seal, a tax stamp, a high-value admission ticket, but also an identification card, such as a credit card, a bank card, a cash payment card, an authorization card, an identity card or a passport personalization page. The translucent partial area is in particular a continuous opening in the data carrier, for example a hole in a paper banknote, which is covered by the see-through security element.

Die Erfindung enthält schließlich auch ein Verfahren zum Herstellen eines optisch variablen Durchsichtssicherheitselement der beschriebenen Art, bei dem

- ein Linsenraster aus einer Mehrzahl von in einem ersten Raster angeordneten Mikrolinsen erzeugt wird,
- eine Farbwechselbeschichtung, die in Aufsicht und Durchsicht unterschiedliche Farben zeigt, im Wesentlichen in der Fokusebene des Linsenrasters angeordnet wird, und
- eine Mikrostrukturanordnung aus einer Mehrzahl von in einem zweiten Raster angeordneten Mikrostrukturen in oder direkt auf der Farbwechselbeschichtung ausgebildet wird.

Finally, the invention also includes a method for producing an optically variable see-through security element of the type described, in which

- a lens grid is produced from a plurality of microlenses arranged in a first grid,
- a colour-changing coating which shows different colours when viewed from above and through, arranged essentially in the focal plane of the lens grid, and
- a microstructure arrangement comprising a plurality of microstructures arranged in a second grid is formed in or directly on the color change coating.

Die Mikrolinsen werden dabei bevorzugt durch Heißprägen in ein thermoplastisches Material oder durch Prägen in ein UV-härtendes Material, begleitet und/oder gefolgt von einer UV-Belichtung, hergestellt. Um sie vor Verschmutzung oder anderen Umwelteinflüssen zu schützen, können die Linsen mit einem Material mit abweichendem Brechungsindex eingebettet werden, wobei sich die Brechzahldifferenz zwischen Linsenmaterial und einbettendem Material neben dem Krümmungsradius der Linsen auf die Brennweite auswirkt, was bei der Auslegung des Sicherheitselements berücksichtigt werden muss.The microlenses are preferably produced by hot embossing in a thermoplastic material or by embossing in a UV-curing material, accompanied and/or followed by UV exposure. To protect them from contamination or other environmental influences, the lenses can be embedded with a material with a different refractive index, whereby the difference in refractive index between the lens material and the embedding material affects the focal length in addition to the radius of curvature of the lenses, which must be taken into account when designing the security element.

Die für die Farbwechselschicht vorteilhaft eingesetzten Schichtsysteme werden in der Regel vollflächig hergestellt, wobei zumeist PVD-Prozesse eingesetzt werden. Infrage kommen beispielsweise Elektronenstrahlbedampfung, Schiffchenbedampfung, Sputtern und dergleichen. In bevorzugten Ausgestaltungen wird die vollflächig aufgebrachte Schicht nachträglich lateral strukturiert, um ihr visuell attraktive Umrissformen, zum Beispiel in Form von alphanumerischen Zeichen oder anderen Motiven, zu verleihen. Diese bereichsweise laterale Entfernung des Schichtsystems kann mit Ätzprozessen oder Lift-Off-Prozessen durchgeführt werden, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Es entstehen transparente Abschnitte, die mit bloßem Auge erkennbar sind, und die in dieser Beschreibung auch Negativkennzeichen genannt werden.The layer systems advantageously used for the color change layer are generally produced over the entire surface, with PVD processes being used in most cases. Examples of possible methods include electron beam vapor deposition, boat vapor deposition, sputtering and the like. In preferred embodiments, the layer applied over the entire surface is subsequently structured laterally in order to give it visually attractive outline shapes, for example in the form of alphanumeric characters or other motifs. This partial lateral removal of the layer system can be carried out using etching processes or lift-off processes that are known from the prior art. Transparent sections are created that are visible to the naked eye and are also referred to as negative markings in this description.

Für die Herstellung der Mikrostrukturen kommen insbesondere folgende Verfahren in Betracht:

Einbelichtung mit einem Laser: Belichtet man mit einem Laser durch die Mikrolinsen auf die im Wesentlichen in der Fokusebene befindliche Farbwechselbeschichtung, so wird diese in den Brennpunkten (bei sphärischen Linsen) bzw. den Brennlinien (Zylinderlinsen) ablatiert oder das Metall in eine transparente Modifikation umgewandelt. Auf diese Weise können auch aus verschiedenen Richtungen unterschiedliche Bilder einbelichtet werden, so dass ein Kippbild entsteht. Statt in die Fokusebene zu belichten kann auch etwas außerhalb der Fokusebene einbelichtet werden. Dadurch sind die ablatierten Kreisflächen bzw. Linien etwas größer und dadurch auch unter einem größeren Winkelbereich sichtbar.

The following processes in particular are considered for the production of microstructures:

Laser exposure: If a laser is used to expose the color change coating, which is essentially located in the focal plane, through the microlenses, this is ablated in the focal points (in the case of spherical lenses) or the focal lines (cylindrical lenses) or the metal is converted into a transparent modification. In this way, Different images are exposed from different directions, creating a tilted image. Instead of exposing in the focal plane, something can also be exposed outside the focal plane. This makes the ablated circular areas or lines somewhat larger and therefore visible at a larger angle.

Die die mikroskopischen Öffnungen bildenden Mikrostrukturen können auch durch Prägen in einen UV-Lack (vor)definiert werden, wobei die zu entfernenden Bereiche mit feinen Strukturen bevorzugt mit hohem Aspektverhältnis bereitgestellt werden. Nach dem Beschichten mit der Farbwechselbeschichtung erfolgt ein Ätzprozess, der die Beschichtung, oder zumindest eine der Metallschichten, in den feinstrukturierten Bereichen entfernt, während die Beschichtung in den nicht strukturierten Bereichen erhalten bleibt.The microstructures forming the microscopic openings can also be (pre)defined by embossing in a UV varnish, whereby the areas to be removed are provided with fine structures, preferably with a high aspect ratio. After coating with the color change coating, an etching process is carried out which removes the coating, or at least one of the metal layers, in the finely structured areas, while the coating is retained in the non-structured areas.

Auch selektiver Metalltransfer kommt für die Herstellung der die mikroskopischen Öffnungen bildenden Mikrostrukturen in Frage: Durch UV-Prägen werden auf einer ersten Folie Mikrostrukturen mit gegenüber der Umgebung erhabenen oder vertieften Bereichen erzeugt. Nach einem Beschichten mit der Farbwechselbeschichtung, welches nicht haftfest erfolgt, wird die erste Folie mit einer zweiten Folie mit vollflächig aufgetragener Klebstoffschicht verklebt. Beim Abziehen der zweiten Folie werden die auf den erhabenen Bereichen der ersten Folie (der Donorfolie) befindlichen Teile der Farbwechselbeschichtung bzw. der Hintergrund (bei vertieften Strukturen) mit abgezogen und verbleiben auf der zweiten Folie (der Akzeptorfolie). Beide Folien können mit Mikrolinsen ausgestattet und zu einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement weiterverarbeitet werden.Selective metal transfer can also be used to produce the microstructures that form the microscopic openings: UV embossing is used to create microstructures on a first film with areas that are raised or recessed relative to the surroundings. After coating with the color-changing coating, which is not adhesive, the first film is bonded to a second film with an adhesive layer applied over the entire surface. When the second film is peeled off, the parts of the color-changing coating or the background (in the case of recessed structures) that are on the raised areas of the first film (the donor film) are also peeled off and remain on the second film (the acceptor film). Both films can be equipped with microlenses and further processed into a security element according to the invention.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung heben sich die Mikrostrukturen farbig gegen die Aufsichts- und/oder gegen die Durchsichtsfarbe der Farbwechselbeschichtung ab. Bei dieser Ausgestaltung können die Mikrostrukturen durch Prägen in UV-Lack definiert werden, so dass ein Oberflächenrelief aus erhabenen und vertieften Bereichen entsteht. Anschließend werden die Vertiefungen mit bekannten Farbfüllverfahren für Mikrostrukturen mit einer geeignet kontrastierenden Farbe gefüllt, und dann die Farbwechselbeschichtung aufgebracht. Je nach Aufbau des Sicherheitselements kann es auch sinnvoll sein, die Reihenfolge des Farbfüllens und Beschichtens umzukehren.In another preferred embodiment, the microstructures stand out in color against the visible and/or transparent color of the color-changing coating. In this embodiment, the microstructures can be defined by embossing in UV varnish, so that a surface relief is created from raised and recessed areas. The recesses are then filled with a suitably contrasting color using known color-filling processes for microstructures, and then the color-changing coating is applied. Depending on the structure of the security element, it may also be useful to reverse the order of color filling and coating.

In einer Abwandlung dieser Ausgestaltung wird zum Füllen der Vertiefungen eine Farbe verwendet, die Licht absorbiert und somit in Durchsicht opak wirkt. In diesem Fall muss die verwendete Farbe keinen farblichen Kontrast zur Durchsichtsfarbe der Farbwechselbeschichtung aufweisen, da der Kontrast bereits durch die unterschiedliche Opazität erzielt wird. Bei Ausgestaltungen, bei denen das optisch variable Mikrolinsenmerkmal in Aufsicht verborgen sein soll, wird die verwendete Farbe zweckmäßig ohne farblichen Kontrast zur Aufsichtsfarbe gewählt.In a variation of this design, a color that absorbs light and thus appears opaque when viewed through is used to fill the recesses. In this case, the color used does not have to have a color contrast to the transparent color of the color-changing coating, since the contrast is already achieved by the different opacity. In designs in which the optically variable microlens feature is to be hidden when viewed through, the color used is expediently chosen without a color contrast to the viewed color.

Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.Further embodiments and advantages of the invention are explained below with reference to the figures, in which a true-to-scale and true-to-proportion reproduction was omitted in order to increase clarity.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem erfindungsgemäßen optisch variablen Sicherheitselement,
2 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements im Querschnitt,
3 einen Ausschnitt eines Sicherheitselements nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt, und
4 einen Ausschnitt eines Sicherheitselements nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung im Querschnitt.

They show:

1 a schematic representation of a banknote with an optically variable security element according to the invention,
2 a section of a security element according to the invention in cross section,
3 a section of a security element according to another embodiment of the invention in cross section, and
4 a section of a security element according to a further embodiment of the invention in cross section.

Die Erfindung wird nun am Beispiel von Sicherheitselementen für Banknoten erläutert. 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10 mit einem erfindungsgemäßen optisch variablen Sicherheitselement 12 in Form eines aufgeklebten Transferelements. Es versteht sich allerdings, dass die Erfindung nicht auf Transferelemente und Banknoten beschränkt ist, sondern bei allen Arten von Sicherheitselementen eingesetzt werden kann, beispielsweise bei Etiketten auf Waren und Verpackungen oder bei der Absicherung von Dokumenten, Ausweisen, Pässen, Kreditkarten, Gesundheitskarten und dergleichen. Bei Banknoten und ähnlichen Dokumenten kommen neben Transferelementen beispielsweise auch Sicherheitsfäden oder Sicherheitsstreifen in Betracht. Bevorzugt ist die Erfindung für Patchs und sogenannte LEAD (Longlasting Economical Anticopy Device)-Streifen vorgesehen. Diese liegen im Fall von Papiersubstraten in Form von L-Patchs und L-LEAD-Streifen, bei Polymersubstraten auch in den Transfervarianten (T-LEAD) vor. L-LEAD-Streifen unterscheiden sich von T-LEAD-Streifen im Wesentlichen dadurch, dass bei einem T-LEAD-Streifen in der Regel eine gegebenenfalls vorhandene Trägerfolie nach der Applikation auf ein Wertdokumentsubstrat entfernt wird, während bei einem L-LEAD-Streifen mindestens eine stabilisierende Folie im Folienaufbau verbleibt. Wertdokumentsubstrate können neben Papier- oder Polymersubstraten auch Papier/Polymer-Verbundsubstrate sein.The invention will now be explained using the example of security elements for banknotes. 1 shows a schematic representation of a banknote 10 with an optically variable security element 12 according to the invention in the form of an adhesive-on transfer element. It is understood, however, that the invention is not restricted to transfer elements and banknotes, but can be used for all types of security elements, for example for labels on goods and packaging or for securing documents, ID cards, passports, credit cards, health cards and the like. In the case of banknotes and similar documents, security threads or security strips can also be used in addition to transfer elements. The invention is preferably intended for patches and so-called LEAD (Longlasting Economical Anticopy Device) strips. In the case of paper substrates, these are in the form of L-patches and L-LEAD strips, and in the case of polymer substrates also in the transfer variants (T-LEAD). L-LEAD strips differ from T-LEAD strips in that with a T-LEAD strip, any carrier film that may be present is usually removed after application to a value document substrate, whereas with an L-LEAD strip, at least one stabilizing film remains in the film structure. In addition to paper or polymer substrates, value document substrates can also be paper/polymer composite substrates.

Das in 1 gezeigte Sicherheitselement 12 ist in einem Fensterbereich 14 der Banknote 10 angeordnet und deckt dort eine durchgehende Öffnung oder einen transparenten Teilbereich der Banknote ab. Bei Betrachtung der Banknote 10 in Aufsicht, insbesondere vor einem dunklen Hintergrund, erscheint das Sicherheitselement 12 für einen Betrachter gleichförmig mit einer metallisch reflektierenden Goldfarbe (Bild 16-R, Betrachtungssituation R in 1). Dieses Aufsichtserscheinungsbild 16-R bleibt bei einem Hin-und-Her-Kippen 18 des Sicherheitselements 12 im Wesentlichen unverändert.The 1 The security element 12 shown is arranged in a window area 14 of the banknote 10 and covers a continuous opening or a transparent part of the banknote. When looking at the banknote 10 from above, in particular against a dark background, the security element 12 appears to an observer to be uniform with a metallically reflective gold color (Figure 16-R, viewing situation R in 1 ). This top view appearance 16-R remains essentially unchanged when the security element 12 is tilted back and forth 18.

Wird die Banknote 10 allerdings vor einem hellen Hintergrund in Durchsicht betrachtet, so ändert sich das Erscheinungsbild des Sicherheitselements 12 deutlich: Anstatt goldfarben erscheint das Sicherheitselement 12 nunmehr blau und zeigt beim Kippen zudem in verschiedenen Betrachtungsrichtungen unterschiedliche Bildmotive. Beispielsweise erscheint das Sicherheitselement 12 in einem ersten Winkelbereich um die senkrechte Betrachtungsrichtung gleichförmig blau (Bild 16-T1, Betrachtungssituation T1 in 1). Beim Kippen der Banknote 10 nach unten tritt in einem zweiten Winkelbereich um einen schrägen Betrachtungswinkel ein Bild 16-T2 mit der hellen Wertzahl „10“ vor blauem Hintergrund in Erscheinung (Betrachtungssituation T2 in 1), während beim Kippen der Banknote 10 nach oben in einem dritten Winkelbereich um einen schrägen Betrachtungswinkel von unten ein Bild 16-T3 mit mehreren hellen Sternen vor blauem Hintergrund in Erscheinung tritt (Betrachtungssituation T3 in 1).However, if the banknote 10 is viewed against a light background, the appearance of the security element 12 changes significantly: instead of gold, the security element 12 now appears blue and, when tilted, also shows different image motifs in different viewing directions. For example, the security element 12 appears uniformly blue in a first angular range around the vertical viewing direction (Figure 16-T1, viewing situation T1 in 1 ). When the banknote 10 is tilted downwards, an image 16-T2 with the bright value “10” against a blue background appears in a second angle range at an oblique viewing angle (viewing situation T2 in 1 ), while when the banknote 10 is tilted upwards in a third angle range at an oblique viewing angle from below, an image 16-T3 with several bright stars against a blue background appears (viewing situation T3 in 1 ).

Das Sicherheitselement 12 kombiniert daher mehrere miteinander wechselwirkende optische variable Effekte, nämlich einerseits einen Farbwechseleffekt Gold/Blau beim Wechsel von Aufsicht zu Durchsicht und andererseits einen auf einem Mikrolinsenmerkmal beruhenden Kippbildeffekt (gleichförmig blau - Wertzahl „10“ - helle Sterne), der in Aufsicht nicht erkennbar ist, sondern sich für den Betrachter überraschend erst beim Betrachten und Kippen des Sicherheitselements in Durchsicht zeigt. Das Sicherheitselement 12 erscheint auch bei einer Betrachtung der Banknote 10 von der Rückseite her visuell attraktiv, da der Farbwechseleffekt auch bei Rückseitenbetrachtung sichtbar ist, und beispielsweise durch eine Kombination mit einem Negativtext weiter visuell aufgewertet werden kann.The security element 12 therefore combines several optically variable effects that interact with one another, namely, on the one hand, a gold/blue color change effect when changing from top view to transparent view and, on the other hand, a tilting image effect based on a microlens feature (uniform blue - value number "10" - bright stars), which is not visible when viewed from top view, but rather only becomes apparent to the viewer when viewing and tilting the security element in transparent view, surprising the viewer. The security element 12 also appears visually attractive when viewing the banknote 10 from the back, since the color change effect is also visible when viewed from the back, and can be further visually enhanced, for example, by combining it with a negative text.

Der besondere Aufbau und die Funktionsweise erfindungsgemäßer Sicherheitselemente werden nun mit Bezug auf die 2 bis 4 näher erläutert, die jeweils einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements im Querschnitt zeigen.The special structure and the functioning of the security elements according to the invention will now be described with reference to the 2 to 4 explained in more detail, each showing a section of a security element according to the invention in cross section.

Mit Bezug zunächst auf 2 enthält das Sicherheitselement 20 eine (optionale) transparente Trägerfolie 26, die auf ihrer Oberseite mit einem Linsenraster 22 aus einer Mehrzahl von in einem Raster angeordneten Mikrolinsen 24 versehen ist. Im Ausführungsbeispiel sind die Mikrolinsen 24 zweidimensional in einem regelmäßigen hexagonalen Raster mit einer Rasterperiode von 20 µm angeordnet.With reference first to 2 the security element 20 contains an (optional) transparent carrier film 26, which is provided on its upper side with a lens grid 22 made up of a plurality of microlenses 24 arranged in a grid. In the exemplary embodiment, the microlenses 24 are arranged two-dimensionally in a regular hexagonal grid with a grid period of 20 µm.

Auf die Unterseite der Trägerfolie 26 ist eine Farbwechselbeschichtung 30 aufgebracht, die durch ein semitransparentes, dreilagiges Schichtsystem gebildet ist, das aus einer 5 nm dicken Aluminiumschicht 32, einer 240 nm dicken SiO₂-Schicht 34 und einer weiteren, 5 nm dicken Aluminiumschicht 36 besteht.A color-changing coating 30 is applied to the underside of the carrier film 26, which is formed by a semi-transparent, three-layer system consisting of a 5 nm thick aluminum layer 32, a 240 nm thick SiO ₂ layer 34 and a further 5 nm thick aluminum layer 36.

Das Sicherheitselement 20 enthält typischerweise weitere Schichten, wie etwa Primer-, Schutz-, Abdeck- oder zusätzliche Funktionsschichten, die vorliegend jedoch nicht wesentlich sind und daher nicht im Detail beschrieben werden.The security element 20 typically contains further layers, such as primer, protective, covering or additional functional layers, which, however, are not essential here and are therefore not described in detail.

In 2 und den weiteren Figuren sind die Schichtdicken der Schichten 32, 34 und 36 des Schichtsystems der Farbwechselbeschichtung 30 zur Illustration stark übertrieben dargestellt. Tatsächlich liegen die Schichtdicken bei einem dreilagigen Schichtsystem mit zwei semitransparenten Metallschichten und einer dazwischen liegenden dielektrischen Abstandsschicht zweckmäßig zwischen 50 nm und 600 nm (dielektrische Abstandsschicht) bzw. zwischen 3 nm und 20 nm (semitransparente Metallschicht) und betragen damit lediglich einen Bruchteil der Abmessungen der Mikrolinsen 24 bzw. der Trägerfolie 26.In 2 and the other figures, the layer thicknesses of the layers 32, 34 and 36 of the layer system of the color change coating 30 are shown greatly exaggerated for illustration purposes. In fact, the layer thicknesses in a three-layer system with two semi-transparent metal layers and a dielectric spacer layer in between are suitably between 50 nm and 600 nm (dielectric spacer layer) or between 3 nm and 20 nm (semi-transparent metal layer) and thus only amount to a fraction of the dimensions of the microlenses 24 or the carrier film 26.

Durch das Zusammenspiel der beiden semitransparenten Aluminiumschichten 32, 36 und der dielektrischen Abstandsschicht 34 bildet das Schichtsystem eine Farbwechselbeschichtung 30, die in Aufsicht bzw. Reflexion goldfarben und bei Betrachtung in Durchsicht, also in Transmission, blau erscheint.Due to the interaction of the two semi-transparent aluminum layers 32, 36 and the dielectric spacer layer 34, the layer system forms a color-changing coating 30 which appears gold-colored when viewed from above or in reflection and blue when viewed through, i.e. in transmission.

Durch eine Änderung der Dicke der dielektrischen SiO₂-Schicht 34 können auch andere Farbwechsel für Betrachtung in Aufsicht bzw. Durchsicht erzeugt werden. Beispielsweise erscheint die Farbwechselbeschichtung bei einer Dicke der SiO₂-Schicht von 270 nm in Aufsicht violett, während sie in Durchsicht grün erscheint. Auch andere Farbkombinationen sind durch weitere Variationen der Dicke der Dielektrikumsschicht möglich.By changing the thickness of the dielectric SiO ₂ layer 34, other color changes can also be created for viewing in plan view or in transparency. For example, with a thickness of the SiO ₂ layer of 270 nm, the color change coating appears violet in plan view, while it appears green in transparency. Other color combinations are also possible by further variations in the thickness of the dielectric layer.

Die Dicke der Trägerfolie 26 und die Brennweite der Mikrolinsen 24 sind bei dem Sicherheitselement 20 so aufeinander abgestimmt, dass die Farbwechselbeschichtung 30 im Wesentlichen in der Fokusebene der Mikrolinsen 24 liegt. Dies ist problemlos möglich, da die Dicke der Farbwechselbeschichtung 30 (250 nm) wesentlich kleiner als die Brennweite der Mikrolinsen (typischerweise 10 µm bis 40 µm) ist. Die Trägerfolie 26 wirkt dabei zugleich als mechanischer Träger und optischer Abstandshalter.The thickness of the carrier film 26 and the focal length of the microlenses 24 are matched to one another in the security element 20 such that the color-changing coating 30 lies essentially in the focal plane of the microlenses 24. This is prob This is possible without any problems, since the thickness of the color change coating 30 (250 nm) is considerably smaller than the focal length of the microlenses (typically 10 µm to 40 µm). The carrier film 26 acts simultaneously as a mechanical carrier and optical spacer.

Zur Erzeugung der Motivbilder 16-T2, 16-T3 sind in der Farbwechselbeschichtung 30 Mikrostrukturen 40 bzw. 42 ausgebildet, die jeweils im selben Raster wie die Mikrolinsen 22 angeordnet sind.To produce the motif images 16-T2, 16-T3, microstructures 40 and 42 are formed in the color change coating 30, which are each arranged in the same grid as the microlenses 22.

Die Mikrostrukturen 40 und 42 sind im Ausführungsbeispiel der 2 jeweils durch mikroskopische Öffnungen in der Farbwechselschicht 30 gebildet, die bei Durchsichtsbetrachtung von der Unterseite, also der dem Linsenraster gegenüberliegenden Seite des Sicherheitselements 20 her beleuchtet werden und daher hell erscheinen.The microstructures 40 and 42 are in the embodiment of the 2 each formed by microscopic openings in the color-changing layer 30, which, when viewed through the lens, are illuminated from the underside, i.e. the side of the security element 20 opposite the lens grid, and therefore appear bright.

Die Mikrostrukturen 40 und 42 erzeugen, wie von Linsenkippbildern grundsätzlich bekannt, durch ihre räumliche Anordnung ein gewünschtes Motiv, hier die Darstellung der Wertzahl „10“ (Mikrostrukturen 40) bzw. der hellen Sterne (Mikrostrukturen 42).As is generally known from lens tilt images, the microstructures 40 and 42 produce a desired motif through their spatial arrangement, here the representation of the value number “10” (microstructures 40) or the bright stars (microstructures 42).

Die Mikrostrukturen 40 und 42 sind etwas gegen den Mittelpunkt der Mikrolinsen 22 versetzt, so dass bei senkrechter Durchsichtsbetrachtung keines der Motivbilder 16-T2, 16-T3 erkennbar ist, sondern das Sicherheitselement 20 gleichmäßig blau erscheint (Erscheinungsbild 16-T1). Die Motivbilder werden überraschend erst nach einem Verkippen des Sicherheitselements 20 sichtbar, wenn der Betrachter durch die Mikrolinsen 24 bzw. das Linsenraster 22 auf die im Durchlicht hell erscheinenden mikroskopischen Öffnungen der Mikrostrukturen 40 (Betrachtungssituation T2) oder 42 blickt (Betrachtungssituation T3).The microstructures 40 and 42 are slightly offset from the center of the microlenses 22, so that when viewed vertically, none of the motif images 16-T2, 16-T3 can be seen, but the security element 20 appears uniformly blue (appearance 16-T1). Surprisingly, the motif images only become visible after the security element 20 is tilted, when the viewer looks through the microlenses 24 or the lens grid 22 at the microscopic openings of the microstructures 40 (viewing situation T2) or 42 (viewing situation T3), which appear bright in transmitted light.

Durch den größeren Durchmesser der Mikrostrukturen 42 ist das Motivbild 16-T3 in einem größeren Winkelbereich sichtbar als die Wertzahl „10“ des Motivbilds 16-T2, die praktisch nur dann aufblitzt, wenn der Betrachter genau in dem schrägen Winkel der Betrachtungssituation T2 durch das Sicherheitselement 20 blickt.Due to the larger diameter of the microstructures 42, the motif image 16-T3 is visible in a larger angular range than the value number “10” of the motif image 16-T2, which practically only flashes when the observer looks through the security element 20 at exactly the oblique angle of the viewing situation T2.

Wie in 2 ebenfalls illustriert, können sich die mikroskopischen Öffnungen der Mikrostrukturen durch die gesamte Farbwechselschicht 30 erstrecken (wie bei den Mikrostrukturen 40), sie können aber auch nur einen Teil der Schichten erfassen (wie bei den Mikrostrukturen 42). Da die Farbwirkung der Farbwechselschicht 30 auf dem Zusammenwirken aller drei Teilschichten 32, 34, 36 beruht, wird die blaue Durchsichtsfarbe bereits durch Ausnehmungen beispielsweise nur in der oberen Aluminiumschicht 36 unterdrückt, so dass auch die Mikrostrukturen 42 hell vor dem blauen Hintergrund der vollständigen Farbwechselschicht 30 erscheinen. Da die verbleibende Schicht 32 allerdings einen Teil des Lichts reflektiert bzw. absorbiert, erscheinen die Mikrostrukturen 42 etwas dunkler als die Mikrostrukturen 40, bei denen auch die untere Aluminiumschicht 32 Ausnehmungen enthält und sich die Mikrostrukturen 40 durch die gesamte Farbwechselschicht 30 erstrecken.As in 2 also illustrated, the microscopic openings of the microstructures can extend through the entire color-changing layer 30 (as with the microstructures 40), but they can also only cover a portion of the layers (as with the microstructures 42). Since the color effect of the color-changing layer 30 is based on the interaction of all three partial layers 32, 34, 36, the blue transparent color is already suppressed by recesses, for example only in the upper aluminum layer 36, so that the microstructures 42 also appear bright against the blue background of the complete color-changing layer 30. However, since the remaining layer 32 reflects or absorbs some of the light, the microstructures 42 appear somewhat darker than the microstructures 40 in which the lower aluminum layer 32 also contains recesses and the microstructures 40 extend through the entire color-changing layer 30.

Die Mikrostrukturen 40, 42 können beispielsweise durch eine Laserbeaufschlagung einbelichtet werden. Wird etwa mit einem Laserstrahl durch die Mikrolinsen 24 die in der Fokusebene befindliche Farbwechselschicht 30 belichtet, so wird die Farbwechselschicht in den Brennpunkten ablatiert oder das Metall in eine transparente Modifikation umgewandelt. Durch Belichtung aus unterschiedlichen Richtungen können unterschiedliche Bilder 16-T2, 16-T3 einbelichtet werden, so dass ein Kippbild entsteht.The microstructures 40, 42 can be exposed, for example, by laser exposure. If the color-changing layer 30 located in the focal plane is exposed, for example, with a laser beam through the microlenses 24, the color-changing layer is ablated at the focal points or the metal is converted into a transparent modification. By exposing from different directions, different images 16-T2, 16-T3 can be exposed, so that a tilted image is created.

Statt genau in die Fokusebene zu belichten kann auch etwas außerhalb der Fokusebene einbelichtet werden. Die ablatierten Kreisflächen sind dann etwas größer und dadurch auch unter einem größeren Winkelbereich sichtbar (Mikrostrukturen 42). Alternativ kann die Erzeugung der Mikrostrukturen 40, 42 durch ein Prägen und Ätzen oder einen selektiven Metalltransfer erfolgen, wie weiter oben genauer beschrieben.Instead of exposing exactly in the focal plane, it is also possible to expose something outside the focal plane. The ablated circular areas are then somewhat larger and therefore visible at a larger angle range (microstructures 42). Alternatively, the microstructures 40, 42 can be created by embossing and etching or by selective metal transfer, as described in more detail above.

3 zeigt ein Sicherheitselement 50 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, das grundsätzlich wie das Sicherheitselement der 2 aufgebaut ist, bei dem allerdings die bilderzeugenden Mikrostrukturen nicht durch Öffnungen in der Farbwechselschicht, sondern durch über der Farbwechselschicht (zwischen der Trägerfolie 26 und der Farbwechselschicht 30) angeordnete, kleine farbige Mikrostrukturelemente 52 gebildet sind. Der Einfachheit halber sind nur die Mikrostrukturelemente 52 eines Motivbilds gezeigt, es versteht sich aber, dass auf diese Weise auch Mikrostrukturelemente für mehrere Motivbilder erzeugt werden können. 3 shows a security element 50 according to a further embodiment of the invention, which basically like the security element of the 2 is constructed, in which, however, the image-producing microstructures are not formed by openings in the color-changing layer, but by small colored microstructure elements 52 arranged above the color-changing layer (between the carrier film 26 and the color-changing layer 30). For the sake of simplicity, only the microstructure elements 52 of one motif image are shown, but it is understood that microstructure elements for several motif images can also be produced in this way.

Bei der Ausgestaltung der 3 wurde auf die Trägerfolie 26 eine UV-Prägelackschicht 54 aufgebracht und in Form der gewünschten Mikrostrukturelemente geprägt, so dass ein Oberflächenrelief aus erhabenen und vertieften Bereichen entsteht. Die geprägten Vertiefungen, deren Tiefe typischerweise bei einigen Mikrometern liegt, wurden mit an sich bekannten Farbfüllverfahren für Mikrostrukturen mit einer geeignet kontrastierenden Farbe gefüllt und dann die Farbwechselschicht 30 aufgebracht.When designing the 3 A UV embossing lacquer layer 54 was applied to the carrier film 26 and embossed in the form of the desired microstructure elements, so that a surface relief of raised and recessed areas is created. The embossed depressions, the depth of which is typically a few micrometers, were filled with a suitable contrasting color using known color filling methods for microstructures and then the color change layer 30 was applied.

Bei der Betrachtung durch das Linsenraster 22 heben sich die Mikrostrukturelemente 52 farbig sowohl gegen die Aufsichts- als auch gegen die Durchsichtsfarbe der Farbwechselschicht 30 ab. Ein Betrachter nimmt demnach in Aufsicht von oben durch die Mikrolinsen 24 den optisch variablen Mikrolinseneffekt mit der Aufsichtsfarbe (Gold) der Farbwechselschicht 30 als Hintergrund wahr. Das durch die farbgefüllten Vertiefungen erzeugte Motivbild erscheint in der Farbe der Farbfüllung. In Durchsicht entspricht die Hintergrundfarbe dann der Durchsichtsfarbe (im Ausführungsbeispiel Blau) der Farbwechselschicht 30, während das durch die farbgefüllten Vertiefungen erzeugte Motivbild farbgefiltert durch die Farbwechselschicht 30 und die Farbe der Farbfüllung wahrzunehmen ist (ggf. mit einem gewissen Farbanteil durch Reflexion). Bei Rückseitenbetrachtung ist das durch die farbgefüllten Vertiefungen erzeugte Motivbild in Aufsicht mit der Aufsichtsfarbe (Gold) nur schwach zu sehen. Bei Betrachtung in Durchsicht nimmt der Betrachter den Hintergrund mit der Durchsichtsfarbe und das Motivbild farbgefiltert durch die Farbe der Farbfüllung und die Farbwechselschicht 30 wahr (umso schärfer, je gerichteter die Beleuchtung ist).When viewed through the lens grid 22, the microstructure elements 52 stand out in color against both the top view and the Transparent color of the color change layer 30. A viewer therefore perceives the optically variable microlens effect with the transparent color (gold) of the color change layer 30 as the background when viewed from above through the microlenses 24. The motif image created by the color-filled depressions appears in the color of the color filling. When viewed through, the background color then corresponds to the transparent color (blue in the example) of the color change layer 30, while the motif image created by the color-filled depressions can be perceived as color-filtered by the color change layer 30 and the color of the color filling (possibly with a certain color component due to reflection). When viewed from the back, the motif image created by the color-filled depressions can only be seen faintly when viewed from above with the transparent color (gold). When viewed through, the viewer perceives the background with the transparent color and the motif image color-filtered by the color filling and the color change layer 30 (the sharper the more directed the lighting is).

In einer Abwandlung dieser Ausführungsform wird für die Mikrostrukturelemente eine Farbe verwendet, die Licht absorbiert und somit in Durchsicht opak wirkt. In diesem Fall muss die verwendete Farbe keinen farblichen Kontrast zur Durchsichtsfarbe der Farbwechselschicht 30 aufweisen, da der Kontrast bereits durch die unterschiedliche Opazität erzielt wird. Soll der optisch variable Mikrolinseneffekt dabei in Aufsicht verborgen bleiben, wird die verwendete Farbe ohne farblichen Kontrast zur Aufsichtsfarbe gewählt.In a modification of this embodiment, a color is used for the microstructure elements that absorbs light and thus appears opaque when viewed through. In this case, the color used does not have to have a color contrast to the transparent color of the color-changing layer 30, since the contrast is already achieved by the different opacity. If the optically variable microlens effect is to remain hidden when viewed through, the color used is selected without a color contrast to the viewed color.

Ein weiteres Prinzip der Ausbildung der bilderzeugenden Mikrostrukturen in erfindungsgemäßen Sicherheitselementen ist in 4 illustriert. Das Sicherheitselement 60 der 4 ist grundsätzlich ebenfalls wie das Sicherheitselement der 2 aufgebaut, die bilderzeugenden Mikrostrukturen 62 sind allerdings durch geprägte Höhenunterschiede in der Farbwechselschicht gebildet. Der Einfachheit halber sind nur die Mikrostrukturelemente 62 eines Motivbilds gezeigt, es versteht sich aber, dass auf diese Weise auch Mikrostrukturelemente für mehrere Motivbilder erzeugt werden können.A further principle of the formation of image-forming microstructures in security elements according to the invention is described in 4 illustrated. The security element 60 of the 4 is basically the same as the security element of the 2 constructed, the image-producing microstructures 62 are formed by embossed height differences in the color change layer. For the sake of simplicity, only the microstructure elements 62 of one motif image are shown, but it is understood that microstructure elements for several motif images can also be produced in this way.

Auch bei dieser Variante kann zu diesem Zweck auf die Trägerfolie 26 eine UV-Prägelackschicht 64 aufgebracht und in Form der gewünschten Mikrostrukturelemente geprägt werden, so dass ein Oberflächenrelief aus erhabenen und vertieften Bereichen entsteht. Beim Aufbringen der Farbwechselschicht 30 auf die Prägelackschicht 64 überträgt sich das Oberflächenrelief in die Farbwechselschicht 30.In this variant, too, a UV embossing lacquer layer 64 can be applied to the carrier film 26 for this purpose and embossed in the form of the desired microstructure elements, so that a surface relief is created from raised and recessed areas. When the color-changing layer 30 is applied to the embossing lacquer layer 64, the surface relief is transferred to the color-changing layer 30.

Zur Illustration sind auch hier die Schichtdicken der Schichten 32, 34 und 36 des Schichtsystems der Farbwechselbeschichtung 30 stark übertrieben dargestellt. Tatsächlich liegen typische Höhenunterschiede des Oberflächenreliefs im Bereich einiger Mikrometer, während die Schichtdicke des Schichtsystems 32, 34, 36 beispielsweise nur etwa 250 nm beträgt.For illustration purposes, the layer thicknesses of layers 32, 34 and 36 of the layer system of the color-changing coating 30 are also shown here in a greatly exaggerated manner. In fact, typical height differences of the surface relief are in the range of a few micrometers, while the layer thickness of the layer system 32, 34, 36 is only about 250 nm, for example.

Die geprägten Höhenunterschiede können zusätzlich mit Öffnungen und demetallisierten Bereichen nach 2 und/oder mit farbgefüllten Vertiefungen nach 3 kombiniert sein. Ein solches Mikrolinsenmerkmal ist auch in Aufsicht gut wahrnehmbar. Ein Betrachter sieht in Aufsicht von oben durch die Mikrolinsen 24 den optisch variablen Mikrolinseneffekt in der Aufsichtsfarbe (im Ausführungsbeispiel Gold) der Farbwechselschicht 30, wobei das Motivbild über die Umrisse bzw. Kanten der geprägten bilderzeugenden Mikrostrukturen 62 definiert wird. In Durchsicht ist derselbe Mikrolinseneffekt in der Durchsichtsfarbe bzw. Hintergrundfarbe (im Ausführungsbeispiel Blau) der Farbwechselschicht 30 erkennbar, wobei auch in diesem Fall das Motivbild über die Umrisse bzw. Kanten der geprägten bilderzeugenden Mikrostrukturen 62 definiert wird. Von der Rückseite her betrachtet ist das Mikrolinsenmerkmal je nach Beleuchtungssituation nur mit reduzierter Schärfe und abgewandelt zu sehen, der für die Farbwechselschicht 30 typische Farbwechsel beim Übergang von einer Betrachtungssituation in Aufsicht zu einer Betrachtungssituation in Durchsicht ist aber auch in diesem Fall deutlich sichtbar.The embossed height differences can be additionally provided with openings and demetallized areas according to 2 and/or with color-filled recesses according to 3 Such a microlens feature is also clearly visible when viewed from above. When viewed from above through the microlenses 24, an observer sees the optically variable microlens effect in the view color (gold in the exemplary embodiment) of the color-changing layer 30, with the motif image being defined by the outlines or edges of the embossed image-generating microstructures 62. When viewed through, the same microlens effect is visible in the view color or background color (blue in the exemplary embodiment) of the color-changing layer 30, with the motif image also being defined by the outlines or edges of the embossed image-generating microstructures 62 in this case. When viewed from the back, the microlens feature can only be seen with reduced sharpness and in a modified form, depending on the lighting situation; however, the color change typical for the color-changing layer 30 when transitioning from a view situation when viewed from above to a view situation when viewed through is also clearly visible in this case.

Die Sicherheitselemente 20, 50, 60 können durch eine transparente Gestaltung in Teilbereichen des Fensterbereichs 14 visuell weiter aufgewertet werden. Die Farbwechselschicht wird dazu in diesen Teilbereichen entfernt, was dem Betrachter ermöglicht, das Fenster 14 sofort als solches zu erkennen. Zur Steigerung der Attraktivität und Fälschungssicherheit der Sicherheitselemente können die transparenten Teilbereiche insbesondere durch Negativkennzeichen in Form kleiner, aber mit dem bloßen Auge noch auflösbarer alphanumerischer Zeichen oder anderer Motive gebildet werden.The security elements 20, 50, 60 can be further visually enhanced by a transparent design in partial areas of the window area 14. The color-changing layer is removed in these partial areas, which allows the viewer to immediately recognize the window 14 as such. To increase the attractiveness and security against counterfeiting of the security elements, the transparent partial areas can be formed in particular by negative markings in the form of small alphanumeric characters or other motifs that can still be resolved with the naked eye.

Auf ihrer Unterseite können die Sicherheitselemente 20, 50, 60 weitere Schichten, beispielsweise eine Primerschicht, eine Schutzlackschicht, eine Abdeckschicht oder eine Klebstoffschicht, insbesondere eine Schicht aus einem UV-härtbaren Heißsiegelklebstoff, für die Verbindung des Sicherheitselements mit einem Zielsubstrat, wie etwa der Banknote 10, enthalten.On their underside, the security elements 20, 50, 60 can contain further layers, for example a primer layer, a protective lacquer layer, a cover layer or an adhesive layer, in particular a layer of a UV-curable heat-seal adhesive, for connecting the security element to a target substrate, such as the banknote 10.

Auch die Mikrolinsen 24 können mit weiteren Schichten und insbesondere mit einer hier nicht dargestellten Schutzlackschicht versehen sein, deren Brechungsindex vorzugsweise um mindestens 0,3 von dem Brechungsindex der Mikrolinsen 24 abweicht. In diesem Fall ändert sich durch die Schutzschicht die Brennweite der Linsen, was bei der Dimensionierung der Linsen-Krümmungsradien und/oder der Dicke der Abstandsschicht berücksichtigt werden muss. Neben dem Schutz vor Umwelteinflüssen verhindert eine derartige Schutzschicht auch, dass sich die Mikrolinsen 24 des Linsenrasters zu Fälschungszwecken leicht abformen lässt.The microlenses 24 can also be provided with further layers and in particular with a protective lacquer layer not shown here, the refractive index of which preferably differs by at least 0.3 from the refractive index of the microlenses 24. In this case, the protective layer changes the focal length of the lenses, which must be taken into account when dimensioning the lens curvature radii and/or the thickness of the spacer layer. In addition to protection against environmental influences, such a protective layer also prevents the microlenses 24 of the lens grid from being easily molded for counterfeiting purposes.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

1010: Banknotebanknote
1212: Sicherheitselementsecurity element
1414: Fensterbereichwindow area
16-R,16-R,: Betrachtungssituation Reflexionviewing situation reflection
16-T1, 16-T2, 16-T316-T1, 16-T2, 16-T3: Betrachtungssituationen Transmissionviewing situations transmission
2020: Sicherheitselementsecurity element
2222: Linsenrasterlens grid
2424: Mikrolinsenmicrolenses
2626: Trägerfoliecarrier film
3030: Farbwechselbeschichtungcolor-changing coating
3232: Aluminiumschichtaluminum layer
3434: SiO₂-SchichtSiO ₂ layer
3636: Aluminiumschichtaluminum layer
4040: Mikrostrukturenmicrostructures
4242: Mikrostrukturenmicrostructures
5050: Sicherheitselementsecurity element
5252: farbige Mikrostrukturelementecolored microstructure elements
5454: Prägelackschichtembossed lacquer layer
6060: Sicherheitselementsecurity element
6262: bilderzeugende Mikrostrukturenimage-forming microstructures
6464: Prägelackschichtembossed lacquer layer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2009/000528 A1 [0019]

Claims

Optically variable see-through security element for securing data carriers, with - a lens grid made up of a plurality of microlenses arranged in a first grid, the refractive effect of which defines a focal plane, - a color-changing coating arranged essentially in the focal plane of the lens grid, which shows different colors when viewed from above and when viewed through, and - a microstructure arrangement arranged essentially in the focal plane of the lens grid, made up of a plurality of microstructures arranged in a second grid, which produce one or more motif images when viewed through the lens grid in a transparent manner in predetermined viewing directions, - wherein the microstructures are formed in or directly on the color-changing coating.

Transparent security element according to claim 1 , characterized in that the microstructures are at least partially formed by microscopic openings in the color change coating.

Transparent security element according to claim 1 or 2 , characterized in that the microstructures are at least partially formed by laser-ablated partial areas or by partial areas of the color-change coating converted into a transparent modification by means of laser radiation.

See-through security element according to at least one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the microstructures are at least partially formed by colored microstructure elements on or in the color change coating.

See-through security element according to at least one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the microstructures are at least partially formed by raised or recessed portions of the color-changing coating.

See-through security element according to at least one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the position and shape of the microstructures are selected such that when the microstructure arrangement is viewed through the lens grid, an optically variable microlens effect, in particular a tilting effect, a magnification effect, a movement effect, a depth effect, a morphing effect and/or a pumping effect, is perceptible.

See-through security element according to at least one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the first and second grids have the same grid width and the same orientation.

See-through security element according to at least one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the grid widths of the first and second grids differ and/or that the first and second grids are rotated relative to each other.

See-through security element according to at least one of the Claims 1 until 8 , characterized in that the lens grid is a one-dimensional grid with a defined grid width, or a regular two-dimensional grid, in particular a hexagonal, square, rectangular or parallelogram-shaped grid.

See-through security element according to at least one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the lens grid and the color change coating are formed on opposite sides of a transparent carrier film.

See-through security element according to at least one of the Claims 1 until 10 , characterized in that the color change coating is formed by a three-layer system with two semi-transparent metal layers and an intermediate dielectric spacer layer.

Transparent security element according to claim 11 , characterized in that the dielectric spacer layer has a layer thickness between 50 nm and 600 nm, preferably between 100 nm and 400 nm and/or is formed from one of the materials ZnS, SiO ₂ , MgF ₂ and Al ₂ O ₃ .

Transparent security element according to claim 11 or 12 , characterized in that the semi-transparent metal layers have a layer thickness between 3 nm and 20 nm, preferably between 5 nm and 10 nm and/or are formed from Al, Cr, Ag, Cu, Fe, Ni, Au or alloys containing one or more of these elements.

See-through security element according to at least one of the Claims 1 until 13 , characterized in that the color change coating is recessed in a partial area of the security element, preferably in the form of negative markings, particularly preferably in the form of small, but alphanumeric characters that can still be resolved with the naked eye.

Data carrier with a see-through security element according to one of the Claims 1 until 14 which is arranged in or above a translucent portion of the data carrier.

Method for producing an optically variable see-through security element, in particular according to one of the Claims 1 until 14 , in which - a lens grid is produced from a plurality of microlenses arranged in a first grid, - a color-changing coating which shows different colors in plan and transmitted view is arranged substantially in the focal plane of the lens grid, and - a microstructure arrangement from a plurality of microstructures arranged in a second grid is formed in or directly on the color-changing coating.

procedure according to claim 16 , characterized in that the microstructures are at least partially defined by embossing in a UV varnish by providing the areas to be removed with fine structures, preferably with a high aspect ratio, wherein after coating with the color change coating, the color change coating, or at least one of the semi-transparent metal layers of the color change coating, is removed in the finely structured areas, while the color change coating is retained in the non-structured areas.

procedure according to claim 16 or 17 , characterized in that the microstructures are at least partially defined by embossing in UV varnish, so that a surface relief of raised and recessed areas is created, wherein the recessed areas are filled with a particularly contrasting color and then the color-changing coating is applied, or wherein the color-changing coating is applied to the surface relief of raised and recessed areas and then optionally the recessed areas are filled with a particularly contrasting color.