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Dokumentenidentifikation DE102005052928A1 16.05.2007
Titel Durchsichtssicherheitselement und Verfahren zu seiner Herstellung
Anmelder Giesecke & Devrient GmbH, 81677 München, DE
Erfinder Hoffmüller, Winfried, Dr., 83646 Bad Tölz, DE;
Pillo, Thorsten, Dr., 83607 Holzkirchen, DE;
Heim, Manfred, Dr., 81543 München, DE;
Burchard, Theodor, Dr., 83703 Gmund, DE
DE-Anmeldedatum 03.11.2005
DE-Aktenzeichen 102005052928
Offenlegungstag 16.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.05.2007
IPC-Hauptklasse B44F 1/12(2006.01)A, F, I, 20051103, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G07D 7/12(2006.01)A, L, I, 20051103, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein doppelseitiges Durchsichtsicherheitselement (20) zur Absicherung von Wertgegenständen, mit in das Sicherheitselement eingebrachten Motiven in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen, umfassend eine erste optisch aktive Schicht (24) aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material, die in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich Licht mit einer vorbestimmten zirkularen Polarisation selektiv reflektiert, und eine zweite (22) und dritte (26) optisch aktive Schicht, die beiderseits der ersten optisch aktiven Schicht (24) angeordnet sind und die für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich jeweils eine phasenschiebende Schicht bilden. Die zweite und dritte optisch aktive Schicht (22, 26) enthalten dabei voneinander unabhängige Motive zur Verifizierung des Sicherheitselements (20) von gegenüberliegenden Seiten her.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein doppelseitiges Durchsichtssicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen, mit in das Sicherheitselement eingebrachten Motiven in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Sicherheitselements sowie einen mit einem solchen Sicherheitselement ausgestatteten Wertgegenstand.

Durchsichtsfenster sind bei Banknoten im Bereich von Polymernoten seit längerem bekannt. Das Versehen einer Banknote mit einem Durchsichtsfenster alleine bietet allerdings noch keine zusätzliche Fälschungssicherheit für die Note. Daher sind verschiedene Sicherheitsmerkmale für Durchsichtsfenster vorgeschlagen und teilweise auch in Banknoten umgesetzt worden.

So sind aus der Druckschrift AU 488 652 Sicherheitsdokumente bekannt, bei denen Sicherheitsmerkmale mittels Durchlichtbetrachtung geprüft werden können. Zwischen Kunststoffbahnen ist ein optisch variables Sicherheitselement angeordnet, das über ein transparentes Durchsichtsfenster in der darüber liegenden Abdeckbahn betrachtet werden kann.

Als Sicherheitselemente werden vielfach optisch variable Elemente eingesetzt, die dem Betrachter unter unterschiedlichen Betrachtungswinkeln einen unterschiedlichen Bildeindruck, beispielsweise einen unterschiedlichen Farbeindruck vermitteln. Aus der Druckschrift EP 0 435 029 A2 ist ein solches Sicherheitselement mit einer kunststoffähnlichen Schicht aus einem Flüssigkristallpolymer bekannt, die bei Zimmertemperatur ein ausgeprägtes Farbwechselspiel zeigt. Die optisch variablen Effekte der Flüssigkristallpolymere lassen sich mit einem Druckbild aus schwarzer Farbe kombinieren, wodurch sich Muster erzeugen lassen, die im Durchlicht schwarz erscheinen. Im Auflicht dagegen zeigen nur die mit dem Druckbild versehenen Bereiche einen Farbwechsel.

Auch andere Wertgegenstände, wie etwa Markenartikel, Wertdokumente, wie Urkunden, Gutscheine, Schecks, oder andere fälschungsgefährdete Papiere, wie Pässe und sonstige Ausweisdokumente, werden zur Absicherung oft mit Sicherheitselementen ausgestattet, die eine Überprüfung der Echtheit des Wertgegenstands gestatten und die zugleich als Schutz vor unerlaubter Reproduktion dienen.

Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art mit hoher Fälschungssicherheit anzugeben, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement und das Herstellungsverfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung enthält ein gattungsgemäßes Durchsichtssicherheitselement

  • – eine erste optisch aktive Schicht aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material, die in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich Licht mit einer vorbestimmten zirkularen Polarisation selektiv reflektiert, und
  • – eine zweite und dritte optisch aktive Schicht, die beiderseits der ersten optisch aktiven Schicht angeordnet sind, und die für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich jeweils eine phasenschiebende Schicht bilden.

Die zweite und dritte optisch aktive Schicht enthalten dabei voneinander unabhängige Motive zur Verifizierung des Sicherheitselements von gegenüberliegenden Seiten her. Voneinander unabhängig bedeutet dabei, dass zwei getrennte Motive vorliegen, die jeweils von gegenüberliegenden Seiten des Sicherheitselements geprüft werden können, und die nicht aufeinander bezogen sein müssen.

Phasenschiebende Schichten sind optisch aktive Schichten, die auf die Phase einer transmittierten Lichtwelle wirken. Die Teilstrahlen einer einfallenden polarisierten Lichtwelle erhalten dabei aufgrund unterschiedlicher Brechzahlen einen Gangunterschied und somit eine Phasendifferenz. Beträgt die Phasendifferenz der beiden Teilstrahlen gerade eine halbe oder viertel Wellenlänge so erhält man so genannte &lgr;/2 oder &lgr;/4 Schichten. Die phasenschiebenden Schichten der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht auf diese Werte beschränkt, sondern können jede beliebige Phasendifferenz erzeugen. Bevorzugt ist im Rahmen der Erfindung eine oder beide der phasenschiebenden Schichten aus nematischem flüssigkristallinem Material gebildet.

Wie weiter unten im Detail erläutert, kann das Sicherheitselement zur Verifikation beispielsweise mit einem Linearpolarisator oder einem Zirkularpolarisator betrachtet werden oder mit entsprechend polarisiertem Licht beleuchtet werden. Während bei Betrachtung des Sicherheitselements im Durchlicht typischerweise keines der Motive der phasenschiebenden Schichten erkennbar ist, werden die Motive mithilfe eines entsprechenden Polarisationsfilters deutlich sichtbar gemacht. Es versteht sich, dass das Vorliegen der Motive auch maschinell geprüft werden kann. Die nachfolgend beschriebenen Effekte treten vor einem dunklen Hintergrund jeweils besonders deutlich hervor.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bildet eine oder beide der phasenschiebenden Schichten für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich zumindest in Teilbereichen eine &lgr;/4-Schicht. Wie weiter unter erläutert, sind diese Ausgestaltungen besonders auf die Verifizierung mit hilfe von Linearpolarisatoren ausgelegt.

In anderen, ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung bildet eine oder beide der phasenschiebenden Schichten für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich zumindest in Teilbereichen eine &lgr;/2-Schicht. Diese Ausgestaltung sind besonders auf die Verifizierung mit Hilfe von Zirkularpolarisatoren ausrichtet.

In allen Ausgestaltungen können die Motive mit Vorteil durch bereichsweise unterschiedliche Ausrichtung einer oder beider der phasenschiebenden Schichten gebildet sein. Die motivbildende Wirkung beruht dabei auf einer je nach Ausrichtung unterschiedlichen Wechselwirkung des einfallenden polarisierten Lichts mit den phasenschiebenden Schichten. Beispielsweise kann einfallendes linear polarisiertes Licht je nach Schichtausrichtung in rechts- oder linkspolarisiertes Licht umgewandelt werden, wie weiter unten im Detail erläutert. Es versteht sich, dass auch andere Wechselwirkungen zwischen den phasenschiebenden Schichten und der Polarisation des einfallenden Lichts ausgenutzt werden können.

Zur Ausrichtung der phasenschiebenden Schichten sind zweckmäßig eine oder mehrere Photoalignmentschichten vorgesehen. Alignmentschichten (Ausrichtungsschichten) aus linearen Photopolymeren, die durch Belichtung mit polarisiertem Licht strukturiert werden können, sind bekannt. In einer Alignmentschicht können beispielsweise zwei Ausrichtungsrichtungen mit Photoauflösung vorgegeben werden, indem die Alignmentschicht in einem ersten Schritt durch eine Maske mit linear polarisierter UV-Strahlung belichtet wird. In einem zweiten Schritt wird die Maske entfernt und die zuvor unbelichtet gebliebenen Bereiche werden mit um 90° gedrehter linear polarisierter UV-Strahlung belichtet. Werden auf eine derartige Alignmentschicht nematische Flüssigkristalle aufgebracht, so orientieren sie sich jeweils an der lokalen Ausrichtung der Alignmentschicht.

Alternativ können zur Ausrichtung der phasenschiebenden Schichten auch auf andere Weise strukturierte, insbesondere geprägte Alignmentschichten vorgesehen sein, die in Bereiche mit unterschiedlichen Ausrichtungsrichtungen unterteilt sind. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist die geprägte Alignmentschicht eine diffraktive Struktur auf. Werden auf eine derartige Alignmentschicht nematische Flüssigkristalle aufgebracht, so orientieren sich diese, wie auch bei der vorstehend beschriebenen Photoalignmentschicht, jeweils an der lokalen Ausrichtung der Alignmentschicht.

Die Motive können auch durch eine bereichsweise unterschiedliche Dicke einer oder beider der phasenschiebenden Schichten gebildet sein. Beispielsweise kann der Grad der Phasendrehung proportional zur Schichtdicke sein, so dass die Beeinflussung des polarisierten Lichts über die Schichtdicke gezielt eingestellt werden kann.

Eine oder beide der phasenschiebenden Schichten können auch nur bereichsweise in Form eines Motivs vorliegen. Diese Gestaltung stellt sich als Extremfall der eben genannten Ausgestaltung dar, wenn die ausgesparten Bereiche der phasenschiebenden Schichten als Schichten mit einer Schichtdicke von Null aufgefasst werden.

Insbesondere wenn eine oder beide der phasenschiebenden Schichten nur partiell vorliegen, werden sie mit Vorteil unmittelbar über oder unter einer vollflächigen Transferhilfsschicht angeordnet, die bei der Herstellung der Übertragung der partiellen Schicht auf ein Zielsubstrat dient. Die Transferhilfsschicht weist dazu zweckmäßig eine größere Haftung zur partiellen Schicht als zu einem abzulösenden Substrat auf, so dass Letzteres nach dem Transfer auf das Zielsubstrat abgezogen werden kann, ohne die phasenschiebende Schicht zu beschädigen.

Auf diese Weise können durch wiederholtes Aufeinandertransferieren von einzelnen Schichten oder Schichtverbünden sehr komplexe Schichtaufbauten geschaffen werden, wobei für die einzelnen Schichten oder Schichtverbünde durch die separate Herstellung jeweils optimale Herstellungsbedingungen gewählt werden können. So können erfindungsgemäß auch Schichtverbünde kombiniert werden, die einander ausschließende Herstellungsbedingungen oder einander störende Substrate benötigen, da diese bei oder nach dem Zusammenfügen der Teil-Schichtverbünde entfernt werden können.

Als Transferhilfsschicht wird vorzugsweise eine UV-härtende Lackschicht aufgebracht, insbesondere aufgedruckt. Zweckmäßig enthält die UV-härtende Lackschicht Photoinitiatoren, wobei zur Auswahl des optimalen Photoinitiators im Einzelfall eine Abwägung zwischen ausreichend hoher Haftung der Transferhilfsschicht zur zu übertragenden Schicht und ausreichend geringer Haftung zum abzulösenden Substrat gesucht werden muss.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird als Transferhilfsschicht eine Schicht aus cholesterischem flüssigkristallinem Material aufgebracht, beispielsweise aufgedruckt. Diese Funktion wird in besonders bevorzugten Ausgestaltungen von der ersten optisch aktiven Schicht übernommen, so dass diese zugleich eine Transferhilfsschicht für eine der phasenschiebenden Schichten bildet.

In zweckmäßigen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Sicherheitselemente sind eine oder mehrere optisch im Wesentlichen isotrope Kleberschichten und/oder eine oder mehrere optisch im Wesentlichen isotrope Haftvermittlerschichten vorgesehen.

Zur weiteren Erhöhung der Fälschungssicherheit können die Sicherheitselemente auch Negativinformationen in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen aufweisen, die durch Aussparungen in einer oder mehreren der optisch aktiven Schichten gebildet sind. Auch können nicht-transparente Bereiche in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen vorgesehen sein, die durch partielles Aufbringen von Druckfarbe oder Magnetfarbe auf einer oder beiden Seiten der ersten optisch aktiven Schicht gebildet sind.

In einer vorteilhaften Erfindungsvariante sind die optisch aktiven Schichten beiderseits einer Trägerfolie angeordnet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die optisch aktiven Schichten auf einer Seite einer Trägerfolie angeordnet sind. Die optisch aktiven Schichten können auch zwischen zwei Trägerfolien angeordnet sein, um einen besonders hohen Schutz der optisch wirksamen Schichtenfolge zu erreichen.

Bevorzugt sind die Trägerfolie oder die Trägerfolien für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich optisch im Wesentlichen isotrop. Sie können dazu beispielsweise aus Cycloolefin-Copolymeren bestehen oder durch eine Kombination von zwei oder mehr unterschiedlich gereckten Kunststofffolien gebildet sein.

Alternativ weisen die Trägerfolie(n) für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich eine definierte optische Anisotropie mit einem über die Ausdehnung des Sicherheitselements konstanten Gangunterschied auf. Dabei werden insbesondere Trägerfolien mit einem Gangunterschied von n*&lgr;, mit n aus den natürlichen Zahlen, und vor allem mit einem Gangunterschied von 1*&lgr; bevorzugt, da die Lichtpolarisation bei Durchlauf durch eine derartige Folie, wie bei einer optisch isotropen Folie, im Wesentlichen unverändert bleibt.

Zumindest eine der phasenschiebenden Schichten kann mit Vorteil in Form eines Motivs auf die Trägerfolie aufgedruckt sein.

Die Erfindung enthält weiter ein Verfahren zur Herstellung eines doppelseitigen Durchsichtssicherheitselements, das Motive in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen aufweist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine erste optisch aktive Schicht aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material bereitgestellt, welche in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich Licht mit einer vorbestimmten zirkularen Polarisation selektiv reflektiert, und werden eine zweite und dritte optisch aktive Schicht, die für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich jeweils eine phasenschiebende Schicht bilden, beiderseits der ersten optisch aktiven Schicht angeordnet. Die zweite und dritte optisch aktive Schicht werden dabei mit voneinander unabhängigen Motiven zur Verifizierung des Sicherheitselements von gegenüberliegenden Seiten versehen.

Eine oder beide der phasenschiebenden Schichten werden mit Vorteil aus nematischem flüssigkristallinem Material gebildet. Insbesondere werden die flüssigkristallinen Schichten mittels Tiefdruck, Siebdruck, Flexodruck, Knifecoating oder Curtaincoating aufgedruckt.

Eine oder mehrere der optisch aktiven Schichten werden vorzugsweise auf einer Releasefolie (Trennfolie) erzeugt, die nach dem Kombinieren der optisch aktiven Schichten von dem entstandenen Schichtverbund abgezogen wird. Alternativ oder zusätzlich wird eine oder mehrere der optisch aktiven Schichten auf einer optisch im Wesentlichen isotropen Trägerfolie erzeugt, die nach dem Kombinieren der optisch aktiven Schichten in dem entstandenen Schichtverbund verbleibt. Wie oben erwähnt, kann anstelle einer optisch isotropen Trägerfolie auch eine Trägerfolie mit einer definierten optischen Anisotropie und einem über die Ausdehnung des Sicherheitselements konstanten Gangunterschied eingesetzt werden.

Zumindest eine der phasenschiebenden Schichten wird mit Vorteil auf eine Releasefolie aufgedruckt, insbesondere partiell in Form eines Motivs.

Die Erfindung umfasst auch einen Wertgegenstand, wie einen Markenartikel, ein Wertdokument oder dergleichen, welcher mit einem doppelseitigen Durchsichtssicherheitselement der beschriebenen Art ausgestattet ist. Das Durchsichtssicherheitselement ist dabei zweckmäßig in oder über einem Fensterbereich oder einer durchgehenden Öffnung des Wertgegenstands angeordnet. Bei dem Wertgegenstand kann es sich beispielsweise um ein Sicherheitspapier, ein Wertdokument oder eine Produktverpackung handeln.

Die Erfindung enthält weiter ein Verfahren zur Echtheitsprüfung eines Durchsichtssicherheitselements oder Wertgegenstands der oben beschriebenen Art, bei dem das Durchsichtssicherheitselement mit Hilfe eines Linearpolarisators oder eines Zirkularpolarisators von einer oder von beiden Seiten auf das Vorliegen vorbestimmter Motive geprüft wird, und die Echtheit des Sicherheitselements auf Grundlage des Prüfungsergebnisses beurteilt wird.

In einer vorteilhaften Erfindungsvariante ist der Linearpolarisator oder Zirkularpolarisator in einem Fensterbereich oder einer durchgehenden Öffnung des Wertgegenstands vorgesehen. Der Wertgegenstand ist dabei zweckmäßig flexibel, so dass das Durchsichtssicherheitselement und der Linear- oder Zirkularpolarisator durch Biegen oder Falten des Wertgegenstands zur Selbstauthentifizierung übereinander legbar sind.

Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Zur besseren Anschaulichkeit wird in den Figuren auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Darstellung verzichtet.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einem Durchsichtsbereich, über dem ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement angeordnet ist,

2 schematisch den prinzipiellen Schichtaufbau eines Sicherheitselements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Erläuterung dessen grundsätzlicher Funktionsweise,

3 die Herstellung eines doppelseitigen Durchsichtssicherheitselements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei (a) einen ersten und zweiten Schichtverbund vor dem Kaschieren und (b) das fertige Sicherheitselement mit entfernter Releasefolie zeigt,

4 ein Durchsichtssicherheitselement nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die optisch aktiven Schichten auf beiden Seiten durch Folien geschützt sind,

5 die Herstellung eines doppelseitigen Durchsichtssicherheitselements nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei (a) einen ersten und zweiten Schichtverbund vor dem Kaschieren und (b) das fertige Sicherheitselement zeigt,

6 schematisch den grundlegenden Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements, bei dem die Motive drucktechnisch erzeugt werden,

7 die Herstellung eines doppelseitigen Durchsichtssicherheitselements nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei (a) das fertige Sicherheitselement und (b) die separat hergestellten Schichten bzw. Schichtverbünde vor dem Kaschieren zeigt,

8 ein Durchsichtssicherheitselement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,

9 die Herstellung eines auf einer Seite einer Trägerfolie aufgebauten Sicherheitselements nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei (a) die separat hergestellten Schichten bzw. Schichtverbünde vor dem Kaschieren, und (b) das fertige Sicherheitselement zeigt,

10 in (a) die Herstellung und in (b) das fertige Sicherheitselement für eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels der 9,

11 ein zwischen zwei isotropen Trägerfolien aufgebautes Durchsichtssicherheitselement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,

12 einen Aufbau eines erfindungsgemäßen Durchsichtssicherheitselements, der besonders für leicht anisotrope Trägerfolien geeignet ist, und

13 die Herstellung eines Durchsichtssicherheitselements nach noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel einer Banknote erläutert. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die in einem Teilbereich der Note einen Durchsichtsbereich 12 enthält. Der Durchsichtsbereich 12 kann beispielsweise eine durchgehende Öffnung oder ein transparenter Teilbereich der Banknote 10 sein. In oder über diesem Durchsichtsbereich 12 ist ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement 14 angeordnet, dessen Sicherheitsmerkmale von beiden Seiten der Banknote 10 her geprüft werden können.

Die grundsätzliche Funktionsweise erfindungsgemäßer Sicherheitselemente wird nun anhand des prinzipiellen Schichtaufbaus der 2 erläutert, der lediglich die im Rahmen der Erfindung zwingend erforderlichen Schichten zeigt.

Das minimale Sicherheitselement 20 der 2 enthält als eine erste optisch aktive Schicht eine Schicht 24 aus cholesterischem flüssigkristallinem Material. Die cholesterische Schicht 24 reflektiert in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich je nach dem eingesetzten Verdriller selektiv Licht einer vorbestimmten zirkularen Polarisation. Für die weitere Erläuterung wird angenommen, dass die cholesterische Schicht 24 rechtszirkular polarisiertes Licht reflektiert. Licht gegenläufiger Polarisationsrichtung, im Ausführungsbeispiel also linkszirkular polarisiertes Licht wird von der cholesterischen Schicht 24 dagegen ohne wesentliche Absorption durchgelassen.

Weiter sind eine zweite optisch aktive Schicht 22 und eine dritte optisch aktive Schicht 26, die im Ausführungsbeispiel jeweils aus nematischem flüssigkristallinem Material bestehen, auf gegenüberliegenden Seiten der cholesterischen Schicht 24 angeordnet. Sie bilden für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich jeweils eine phasenschiebende Schicht, wobei für die Erläuterung der 2 angenommen wird, dass die beiden phasenschiebenden Schichten 22 und 26 aufgrund ihrer Schichtdicke jeweils eine &lgr;/4-Schicht bilden. Die Seite des Sicherheitselements, auf der die erste phasenschiebende Schicht 22 aufgebracht ist, wird nachfolgend als Vorderseite bezeichnet, die Seite der zweiten phasenschiebenden Schicht 26 als Rückseite.

Die beiden phasenschiebenden Schichten 22 und 26 enthalten voneinander unabhängige Motive in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen, die der Verifizierung des Sicherheitselements von gegenüberliegenden Seiten her dienen.

Die Motive können auf unterschiedliche Arten in das Sicherheitselement 20 eingebracht werden. Für die allgemeine Erläuterung der 2 wird angenommen, dass die phasenschiebenden Schichten 22, 26 jeweils erste und zweite Bereiche 22-1, 22-2 bzw. 26-1, 26-2, aufweisen, in denen das nematische Flüssigkristallmaterial um 90° gegeneinander gedreht aufgebracht ist. In anderen Ausgestaltungen können die ersten oder zweiten Bereiche beispielsweise auch durch andere Ausrichtungen, durch Dickenvariationen der phasenschiebenden Schichten oder durch Aussparungen in den phasenschiebenden Schichten gebildet sein, wie weiter unten beschrieben.

Zurückkommend auf die Darstellung der 2 wird das Sicherheitselement 20 (das heißt, die Banknote oder das Wertdokument, das das Sicherheitselement 20 enthält) zur Verifikation mit einem auf Vorder- oder Rückseite aufgelegten linearen Polarisationsfilter betrachtet. Durch Drehung des Polarisationsfilters kann die Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts beliebig eingestellt werden. Die nachfolgend beschriebenen Effekte treten dabei vor einem dunklen Hintergrund besonders deutlich hervor.

Bei Betrachtung des Sicherheitselements 20 im Durchlicht ist keines der Motive der Schichten 22, 26 erkennbar, das Sicherheitselement erscheint lediglich leicht getönt.

Wird das Sicherheitselement 20 dagegen mit einem auf seiner Vorderseite geeignet aufliegenden linearen Polarisationsfilter in Aufsicht betrachtet, so tritt das Motiv der ersten phasenschiebenden Schicht 22 mit deutlichem Kontrast hervor.

Das auf das Sicherheitselement einfallende isotrope Licht wird durch das aufliegende Polarisationsfilter linear polarisiert. In der ersten phasenschiebenden Schicht 22 wird das linear polarisierte Licht dann je nach der lokalen Orientierung der nematischen &lgr;/4-Schicht in rechtszirkular oder linkszirkular polarisiertes Licht umgewandelt. Beispielsweise kann der Polarisationsvektor des Lichts so liegen, dass das Licht in den Bereichen 22-1 in rechtszirkular polarisiertes Licht, in den Bereichen 22-2 in linkszirkular polarisiertes Licht umgewandelt wird.

Nur eine der beiden Lichtarten, im Ausführungsbeispiel das rechtszirkular polarisierte Licht der Bereiche 22-1, wird von der cholesterischen Schicht 24 reflektiert, während der linkszirkular polarisierte Strahlungsanteil der Bereiche 22-2 transmittiert wird. Das reflektierte rechtszirkular polarisierte Licht wird von der nematischen &lgr;/4-Schicht 22 beim erneuten Durchlauf wieder in linear polarisiertes Licht umwandelt, wobei die erhaltene Linearpolarisation gerade der ursprünglichen Polarisation des Lichts entspricht, so dass es von dem aufliegenden Polarisationsfilter ohne nennenswerte Absorption durchgelassen wird.

In den Bereichen 22-1 strahlt das Sicherheitselement somit die einfallende Strahlung weitgehend zurück, sie erscheinen dem Betrachter in Aufsicht hell. Die Bereiche 22-2 erscheinen dagegen dunkel, da das dort auffallende Licht das Sicherheitselement ohne Reflexion durchläuft. Eine eventuelle Wechselwirkung des von der cholesterischen Schicht 24 transmittierten linkszirkular polarisierten Lichts mit der zweiten phasenschiebenden Schicht 26 tritt nicht in Erscheinung, da das transmittierte Licht das Sicherheitselement ohne weitere Reflexion verlässt und von einem dunklen Hintergrund absorbiert wird.

Insgesamt kann der Betrachter oder ein maschinelles Aufnahmesystem das durch die Bereiche 22-1 und 22-2 gebildete Motiv der ersten phasenschiebenden Schicht 22 somit mit hohem Kontrast wahrnehmen, während das Motiv der gegenüberliegenden phasenschiebenden Schicht 26 bei Betrachtung der Vorderseite nicht in Erscheinung tritt. Ausgehend von der beschriebenen Stellung des Polarisationsfilters erscheint das Motiv bei einer Drehung des linearen Polarisationsfilters um 90° als Negativbild. Es versteht sich, dass die korrekte Stellung des Polarisationsfilters vorab nicht bekannt sein muss (und oft nicht bekannt ist), da der Betrachter durch Drehen des Filters leicht eine Stellung mit korrekter Motivwiedergabe findet.

Wird das Sicherheitselement 20 (bzw. die Banknote, die das Sicherheitselement 20 enthält) umgedreht und mit einem auf seiner Rückseite geeignet aufliegenden Polarisationsfilter in Aufsicht betrachtet, so ist das Motiv der zweiten phasenschiebenden Schicht 26 zu erkennen. Analog zum beschriebenen Strahlengang bei der Betrachtung von der Vorderseite her tritt in diesem Fall das linear polarisierte Licht in die zweite phasenschiebende Schicht 26 ein und wird dort je nach der lokalen Orientierung der nematischen &lgr;/4-Schicht in den Bereichen 26-1 und 26-2 in rechtszirkular bzw. linkszirkular polarisiertes Licht umgewandelt. Nur das rechtszirkular polarisierte Licht, beispielsweise der Bereiche 26-1, wird von der cholesterischen Schicht 24 reflektiert, der linkszirkular polarisierte Strahlungsanteil wird transmittiert. Das reflektierte rechtszirkular polarisierte Licht wird von der nematischen &lgr;/4-Schicht 26 beim erneuten Durchlauf in linear polarisiertes Licht umwandelt, und von dem aufliegenden Polarisationsfilter ohne nennenswerte Absorption durchgelassen, da die erhaltene Linearpolarisation gerade der ursprünglichen Polarisation des Lichts entspricht.

Das durch die Bereiche 26-1 und 26-2 gebildete Motiv der zweiten phasenschiebenden Schicht 26 tritt somit mit hohem Kontrast hervor, da das Sicherheitselement 20 die einfallende Strahlung nur in den Bereichen 26-1 zurückstrahlt, so dass diese Bereiche hell, die transmittierenden Bereiche 26-2 dagegen dunkel erscheinen. Auch hier kann durch Drehung des linearen Polarisationsfilters um 90° ein Negativbild des Motivs erhalten werden. Bei Betrachtung von der Rückseite her tritt das Motiv der gegenüberliegenden ersten phasenschiebenden Schicht 22 nicht in Erscheinung. Die cholesterische Schicht 24 fungiert somit als motivabhängiger Spiegel, der zusammen mit den nematischen &lgr;/4-Schichten 22 und 26 je nach Betrachtungsrichtung ein unterschiedliches Motivbild zurückwirft.

3 illustriert schematisch die Herstellung eines doppelseitigen Durchsichtssicherheitselements 30 nach einem konkreten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei wird, wie in 3(a) gezeigt, ein erster Schichtverbund 32 aus einer Releasefolie 34, beispielsweise einer unbehandelten PET-Folie, einer ersten Alignmentschicht 36, beispielsweise einer Photoalignmentschicht, einer ersten phasenschiebenden Schicht 38 aus einem nematischen Flüssigkristallmaterial und einer optisch aktiven Schicht 40 aus cholesterischem Flüssigkristallmaterial erzeugt.

Der erste Schichtverbund 32 enthält dabei ein erstes Motiv, das im Ausführungsbeispiel wie folgt erzeugt wird: Auf die Releasefolie 34 wird eine photostrukturierbare Schicht 36 aus Polyvinylcinnamat oder Polyimid aufgebracht, die in der weiter oben beschriebenen Weise durch Belichtung mit polarisiertem Licht entsprechend dem ersten gewünschten Motiv strukturiert werden kann. Auf die strukturierte Schicht 36 wird dann eine nematische Flüssigkristallschicht 38 aufgebracht, die sich in den Bereichen 38-1 bzw. 38-2 entsprechend der jeweils von der Schicht 36 vorgegeben Ausrichtung orientieren. Die Schicht 36 fungiert dabei als Alignmentschicht für die nematische Flüssigkristallschicht 38, so dass sich das einbelichtete Motiv der Photoalignmentschicht 36 in die Flüssigkristallschicht 38 fortsetzt.

Daneben wird ein zweiter Schichtverbund 42 mit einer optisch im Wesentlichen isotropen Folie 44, einer zweiten Alignmentschicht 46, beispielsweise einer Photoalignmentschicht, und einer zweiten phasenschiebenden Schicht 48 aus einem nematischen Flüssigkristallmaterial erzeugt. Der zweite Schichtverbund 42 enthält ein zweites Motiv, das mithilfe der Photoalignmentschicht 46 wie oben beschrieben erzeugt werden kann.

Der erste Schichtverbund 32 wird dann über eine Klebeschicht 50 (3(b)) auf die freie Rückseite der optisch isotropen Folie 44 des zweiten Schichtverbunds 42 aufkaschiert, wie durch den Pfeil 52 angedeutet. Anschließend wird die Releasefolie 34 durch Trennwicklung entfernt, so dass ein Sicherheitselement mit der in 3(b) dargestellten Schichtenfolge entsteht.

Für manche Anwendungen kann es von Vorteil sein, wenn die stabile Folie nicht, wie bei dem Ausführungsbeispiel der 3, in der Mitte der Schichtstruktur liegt, sondern wenn die optisch aktiven Schichten auf einer oder auf beiden Seiten durch Folien geschützt sind. 4 zeigt schematisch ein derartiges doppelseitiges Durchsichtssicherheitselement 60 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Zur Herstellung des Durchsichtssicherheitselements 60 wird auf einer geeignet vorbehandelten, optisch im Wesentlichen isotropen Folie 62 durch aufeinander folgendes Beschichten eine erste Photoalignmentschicht 64, eine erste phasenschiebende Schicht 66 aus einem nematischen Flüssigkristallmaterial, eine optisch aktive Schicht 68 aus cholesterischem Flüssigkristallmaterial, eine zweite Photoalignmentschicht 70 und eine zweite phasenschiebende Schicht 72 aus einem nematischen Flüssigkristallmaterial aufgebracht.

Analog zum Ausführungsbeispiel der 3 werden dabei durch Strukturieren der Photoalignmentschichten 64 und 70 Motive in den phasenschiebenden Schichten 66 und 72 erzeugt. Zwischen der Folie 62 und der ersten Photoalignmentschicht 64, sowie zwischen der cholesterischen Schicht 68 und der zweiten Photoalignmentschicht 70 können bei Bedarf Primer oder Haftvermittlerschichten 74 aufgebracht werden.

Auf diesen Schichtenverbund wird dann mittels eines Kaschierklebers 76 eine zweite, optisch im Wesentlichen isotrope Folie 78 aufgebracht, so dass das Durchsichtssicherheitselement 60 von beiden Seiten her geschützt ist. Die Funktionsweise des Sicherheitselements wird durch die optisch isotropen Folien 62, 78 nicht beeinträchtigt.

Das doppelseitige Durchsichtssicherheitselement der 5 entspricht mit seinem Schichtaufbau weitgehend dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel, unterscheidet sich allerdings von diesem in der Abfolge der auf die optisch isotropen Folien aufgebrachten Schichten. Zur Herstellung des Sicherheitselements der 5 wird ein erster Schichtverbund 65 erzeugt, indem auf einer optisch im Wesentlichen isotropen Folie 62 eine optionale Haftvermittlerschicht 74, eine erste Photoalignmentschicht 64, eine erste phasenschiebende Schicht 66 aus einem nematischen Flüssigkristallmaterial und eine optisch aktive Schicht 68 aus cholesterischem Flüssigkristallmaterial aufgebracht wird, wie in 5(a) gezeigt.

Daneben wird ein weiterer Schichtverbund 75 erzeugt, indem auf einer zweiten optisch im Wesentlichen isotropen Folie 78 eine optionale Haftvermittlerschicht 74; eine zweite Photoalignmentschicht 70 und eine zweite phasenschiebende Schicht 72 aufgebracht wird. Der zweite Schichtverbund 75 wird dann über eine Klebeschicht 76 (5(b)) auf die cholesterische Schicht 68 des ersten Schichtverbunds 65 aufkaschiert, wie durch das Bezugszeichen 79 angedeutet. Die beiden Schichtverbünde 65, 75 können zusätzlich mit Haftvermittlern versehen sein, um die Kaschierfestigkeit mit dem Kaschierkleber zu verbessern. Die optische Funktionsweise wird durch das geänderte Herstellungsverfahren der 5 nicht verändert.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Motive durch Ausrichtung der nematischen Flüssigkristalle mithilfe geeignet vorbehandelter Alignmentschichten in die phasenschiebenden Schichten eingebracht. Nachfolgend werden mit Bezug auf die 6 bis 13 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, bei denen die Motive ohne derartige alignmentfördernde Maßnahmen drucktechnisch erzeugt werden. Das zugrunde liegende Prinzip wird zunächst anhand der schematischen Darstellung der 6 erläutert.

Das Sicherheitselement 80 der 6 enthält als erste optisch aktive Schicht eine Schicht 84 aus cholesterischem flüssigkristallinem Material, die in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich je nach dem eingesetzten Verdriller Licht einer vorbestimmten zirkularen Polarisation selektiv reflektiert. Zur Erläuterung wird wieder angenommen, dass die cholesterische Schicht 84 rechtszirkular polarisiertes Licht reflektiert und Licht gegenläufiger Polarisationsrichtung ohne wesentliche Absorption transmittiert.

Eine zweite 82 und dritte 86 optisch aktive Schicht aus nematischem flüssigkristallinem Material sind auf gegenüberliegenden Seiten der cholesterischen Schicht 84 angeordnet. Sie bilden für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich jeweils eine phasenschiebende Schicht, wobei für die Erläuterung der 6 angenommen wird, dass die beiden phasenschiebenden Schichten 82, 86 aufgrund ihrer Schichtdicke im relevanten Wellenlängenbereich jeweils eine &lgr;/2-Schicht darstellen. Die Seite der ersten phasenschiebenden Schicht 82 wird nachfolgend als Vorderseite bezeichnet, die Seite der zweiten phasenschiebenden Schicht 86 als Rückseite.

Die phasenschiebenden Schichten 82, 86 sind nun nicht vollflächig, sondern nur partiell aufgedruckt, wobei die Form und Anordnung der gedruckten Bereiche 82-1, 86-1 und der ausgesparten Bereiche 82-2, 86-2 zwei voneinander unabhängige Motive in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen bilden, die der Verifizierung des Sicherheitselements 80 von gegenüberliegenden Seiten her dienen.

Anders als bei den weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgt die Verifikation des Sicherheitselements 80 nicht mit linearen Polarisationsfiltern, sondern mithilfe von Zirkularpolarisatoren, die nur Licht einer bestimmten zirkularen Polarisation durchlassen. Derartige Zirkularpolarisatoren können beispielsweise durch einen Linearpolarisator und ein nachgeschaltetes &lgr;/4-Plättchen gebildet sein.

Ohne Hilfsmittel sind die Motive der phasenschiebenden Schichten 82, 86 für den Betrachter nicht zur erkennen. Wird das Sicherheitselement 80 dagegen mit isotropem Licht beleucht und durch einen Zirkularpolarisator in Aufsicht betrachtet, so tritt je nach Lage des Sicherheitselements 80 das Motiv der ersten oder zweiten phasenschiebenden Schicht deutlich hervor.

Das einfallende isotrope Licht ist auch nach Durchlauf der ersten phasenschiebenden Schicht 82 noch isotrop, da der zusätzliche Gangunterschied von &lgr;/2 alle Polarisationsrichtungen in gleicher Weise beeinflusst. Die cholesterische Schicht 84 stellt die einzige reflektierende Schicht in dem Schichtaufbau der 6 dar. Sie reflektiert nach der obigen Festlegung gerade den rechtszirkular polarisierten Anteil des einfallenden isotropen Lichts, während der linkszirkular polarisierte Strahlungsanteil transmittiert wird.

Das reflektierte rechtszirkular polarisierte Licht wird nun in den gedruckten Bereichen 82-1 oder 86-1 von der nematischen &lgr;/2-Schicht beim erneuten Durchlauf in linkszirkular polarisiertes Licht umwandelt, während es in den ausgesparten Bereichen 82-2 oder 86-2 rechtszirkular polarisiert bleibt. Bei Betrachtung des Sicherheitselements durch einen Zirkularpolarisator, der nur rechtszirkular polarisiertes Licht durchlässt, erscheinen daher die Aussparung 82-2 oder 86-2 hell, die von der nematischen &lgr;/2-Schicht bedeckten Bereiche 82-1 oder 86-1 dagegen dunkel. Der umgekehrte Kontrast ergibt sich bei Betrachtung durch einen Zirkularpolarisator, der nur linkszirkular polarisiertes Licht transmittiert. Sind, wie im Ausführungsbeispiel, keine weiteren reflektierenden Schichten vorgesehen, wird der visuelle Eindruck bei Betrachtung von der Vorderseite (bzw. Rückseite) nicht durch eine Polarisationsänderung des transmittierten Lichts durch die rückseitige (bzw. vorderseitige) &lgr;/2-Schicht beeinflusst.

Eine andere Möglichkeit der Verifikation besteht darin, das Sicherheitselement 80 mit zirkular polarisiertem Licht zu beleuchten, beispielsweise indem isotrope Beleuchtungsstrahlung durch einen Zirkularpolarisator, der nur rechtszirkular polarisiertes Licht transmittiert, auf das Sicherheitselement gelenkt wird.

In den ausgesparten Bereichen 82-2 oder 86-2 wird die einfallende rechtszirkular polarisierte Strahlung von der cholesterischen Schicht 84 reflektiert, so dass diese Bereiche für einen Betrachter hell erscheinen. In den belegten Bereichen 82-1 oder 86-1 wird das einfallende Licht dagegen von der nematischen &lgr;/2-Schicht in linkszirkular polarisiertes Licht umwandelt, das von der cholesterischen Schicht 84 durchgelassen und von einem vorzugsweise dunklen Hintergrund absorbiert wird. Diese Bereiche erscheinen dem Betrachter daher dunkel. Auch hier kann der umkehrte Kontrast durch Betrachtung mit Licht gegenläufiger Polarisationsrichtung erhalten werden.

Nach der obigen Erläuterung versteht sich, dass bei Verwendung von nematischen &lgr;/2-Schichten der maximale Helligkeitskontrast zwischen belegten und ausgesparten Bereichen erreicht wird. Durch Einsatz von phasenschiebenden Schichten anderer Dicke und somit anderem Gangunterschied können auch mehrere Helligkeitsstufen vorgesehen werden. Beispielsweise kann ein Motiv mit 4 Helligkeitsstufen durch den Einsatz von phasenschiebenden Schichten mit einem Gangunterschied von 0 (ausgesparte Bereiche), &lgr;/6, &lgr;/3 und &lgr;/2 (maximale Dicke) erreicht werden. Analog können auch Motive mit einer größeren Zahl an Helligkeitsstufen verwirklicht werden.

Die Herstellung eines doppelseitigen Durchsichtssicherheitselements 90 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel dieser Erfindungsvariante wir nun mit Bezug auf 7 erläutert, wobei 7(a) das fertige Sicherheitselement 90 und 7(b) die separat hergestellten Schichten bzw. Schichtverbünde vor dem Kaschieren schematisch zeigt.

Zur Erzeugung eines ersten Schichtverbunds 92 wird auf eine glatte Kunststofffolie 94 guter Oberflächenqualität eine Schicht 96 aus nematischem flüssigkristallinem Material partiell in Form eines ersten gewünschten Motivs aufgedruckt. Auf diese Nematenschicht 96 und die Kunststofffolie 94 wird vollflächig eine Transferhilfsschicht 98 aufgedruckt, deren Haftung zur Kunststofffolie 94 geringer ist als zur Nematenschicht 96 und die der nachfolgenden Übertragung der nur partiell vorliegenden Nematenschicht 96 dient. Bei dieser Transferhilfsschicht kann es sich, wie oben genauer beschrieben, beispielsweise um eine UV-vernetzbare Lackschicht handeln.

Analog wird ein zweiter Schichtverbund 100 hergestellt, indem auf eine glatte Kunststofffolie 102 guter Oberflächenqualität eine Schicht 104 aus nematischem flüssigkristallinem Material partiell in Form eines zweiten gewünschten Motivs aufgedruckt wird. Auch auf die Nematenschicht 104 und die Kunststofffolie 102 wird vollflächig eine Transferhilfsschicht 106 aufgedruckt, deren Haftung zur Kunststofffolie 102 geringer ist als zur Nematenschicht 104.

Weiter wird auf eine optisch weitgehend isotrope Trägerfolie 108 eine cholesterische Schicht 110 aufkaschiert (Bezugszeichen 112), die beispielsweise rechtszirkular polarisiertes Licht des vorgegebenen Wellenlängenbereichs reflektiert. Die optisch isotrope Trägerfolie 108 kann beispielsweise aus Cycloolefin-Copolymeren oder einer Kombination von unterschiedlich gereckten Kunststofffolien bestehen. Dann werden der erste und zweite Schichtverbund 92 bzw. 100 auf die Ober- bzw. Unterseite des Schichtverbunds aus Trägerfolie 108 und cholesterischex Schicht 110 aufkaschiert, wie durch die Pfeile 114 und 116 angedeutet. Anschließend werden die Trägerfolien 94 und 102 durch Trennwickeln entfernt, so dass der in 7(a) gezeigte Schichtaufbau entsteht, bei dem das Bezugszeichen 118 die Kaschierklebeschichten bezeichnet.

Es versteht sich, dass für die Weiterverarbeitung je nach geplantem Einsatzgebiet weitere Schichten auf das Sicherheitselement 90 aufgebracht werden können. Beispielsweise kann das Sicherheitselement 90 beiderseitig heißsie gelfähig ausgestattet werden und wie ein Sicherheitsfaden für eine Banknote mit einer Öffnung einlaufen.

Bei der beschriebenen Herstellung kann ein Transferschritt eingespart werden, wenn die cholesterische Schicht 110 zugleich als Transferhilfsschicht für die Nematenschicht 104 des zweiten Schichtverbunds eingesetzt wird. Dabei wird ausgenutzt, dass die cholesterische Schicht 110, ebenso wie die oben beispielhaft genannte UV-vernetzbare Lackschicht, eine geringere Haftung zur Kunststofffolie 102 aufweist als zur Nematenschicht 104. Durch die veränderte Herstellung ergibt sich die in 8 gezeigte Ausgestaltung, bei der sich zwischen den nematischen Motivbereichen 104 cholesterisches Flüssigkristallmaterial befindet, so dass die cholesterische Schicht 110, anders als in der nur schematischen Darstellung der 8, entsprechend uneben sein kann.

Aus Gründen der Beständigkeit kann es auch vorteilhaft sein, den gesamten optisch wirksamen Schichtverbund auf einer Seite einer Trägerfolie aufzubauen, wie in 9 schematisch gezeigt. Dort wird auf eine optisch weitgehend isotrope Trägerfolie 120 ein erster Schichtverbund 122 aus einer glatten Kunststofffolie 124, einer in Form eines ersten gewünschten Motivs partiell aufgedruckten Schicht 126 aus nematischem flüssigkristallinem Material und einer UV-vernetzbaren Lackschicht 128 als Transferhilfsschicht aufkaschiert und die Kunststofffolie 124 anschließend entfernt, siehe 9(b).

Bei einem zweiten Schichtverbund 130 wird auf eine glatte Kunststofffolie 132 eine zweite Motivschicht 134 aus nematischem flüssigkristallinem Material aufgedruckt und als Transferhilfsschicht eine cholesterische Schicht 136 geeigneter Dicke aufgebracht. Der zweite Schichtverbund 130 wird auf die Trägerfolie 120 mit dem bereits aufgebrachten ersten Schichtverbund aufkaschiert und dann auch die zweite Kunststofffolie 132 durch Trennwicklung entfernt. Insgesamt entsteht das in 9(b) dargestellte doppelseitige Durchsichtssicherheitselement 140, bei dem das Bezugszeichen 138 die Kaschierklebeschichten bezeichnet.

Ist die optisch weitgehend isotrope Trägerfolie direkt mit Flüssigkristallmaterial bedruckbar, kann auf eine Kaschierkleberschicht und eine Transferhilfsschicht verzichtet werden, wie anhand der 10(a) schematisch illustriert. In diesem Fall wird eine Nematenschicht 154 der gewünschten Dicke und mit dem gewünschten ersten Motiv direkt auf die Trägerfolie 152 aufgedruckt. Der zweite Schichtverbund 130 wird wie bei dem Ausführungsbeispiel der 9 hergestellt, über eine Klebeschicht 156 auf die bedruckte Trägerfolie 152, 154 aufkaschiert und die Kunststofffolie 132 anschließend entfernt, so dass das doppelseitige Durchsichtssicherheitselement 150 der 10(b) entsteht.

Der gesamte Schichtaufbau kann auch zwischen zwei optisch weitgehend isotropen Trägerfolien angeordnet werden, wie anhand des Ausführungsbeispiels der 11 schematisch gezeigt. Das dort dargestellte Sicherheitselement 160 ist eine Variante des mit Bezug auf 9 beschriebenen Sicherheitselements 140, so dass die übereinstimmenden Schichten mit denselben Bezugszeichen benannt sind. Zusätzlich zum Ausführungsbeispiel der 9 ist eine zweite, optisch weitgehend isotrope Trägerfolie 162 vorgesehen, die zusammen mit der ersten Trägerfolie 120 den optisch wirksamen Schichtverbund einschließt und schützt. Die Abfolge der Kaschierungen ist dabei nicht streng vorgegeben: beispielsweise kann die Trägerfolie 162 über eine nicht dargestellte Klebeschicht auf das Sicherheitselement 140 der 9(b) aufkaschiert werden, oder die Abfolge der Nematenschicht 126 und der Transferhilfsschicht 128 kann vertauscht werden, ohne dass derartige Änderungen Auswirkungen auf die optische Funktionsweise des Sicherheitselements hätten.

Stehen keine idealen Trägerfolien (also optisch weitgehend isotrope Folien oder Folien mit einer wohl definierten Anisotropie der weiter unter erläuterten Art) zur Verfügung, können durch den in 12 schematisch gezeigten Aufbau mögliche Störungen durch eine Trägerfolie mit leicht anisotropen optischen Eigenschaften verringert werden.

Das doppelseitige Durchsichtssicherheitselement 170 der 12 enthält eine Trägerfolie 172 mit leichter optischer Anisotropie. Auf gegenüberliegende Seiten der Trägerfolie 172 sind über Klebeschichten 174 zwei Schichtverbünde 130 der in 9(a) gezeigten Art mit Motivt tragenden Nematenschichten 134-A und 134-B und gleichartigen cholesterischen Schichten 136-A bzw. 136-B aufkaschiert. Da jede Nematenschicht 134-A, 134-B mit einer eigenen cholesterischen Schicht 136-A, 136-B zusammenwirkt, um die Spiegelwirkung zu erzielen, stört eine leicht optische Anisotropie der Trägerfolie 172 die optische Funktionsweise des Sicherheitselements 170 nicht. Allerdings darf der Gangunterschied der Trägerfolie 172 bei gleichartigen cholesterischen Schichten 136-A bzw. 136-B nicht &lgr;/2 entsprechen, da dann gerade ein vollständiger Reflektor entstünde, der nicht mehr nur zirkular polarisiertes Licht reflektiert.

Werden die beiden cholesterischen Schichten allerdings auf Reflexion gegenläufiger zirkularer Polarisationsrichtungen ausgelegt, so weist die Trägerfolie mit Vorteil einen Gangunterschied von &lgr;/2 auf, da dann das durch die erste cholesterische Schicht transmittierte zirkular polarisierte Licht von der Trägerfolie in seiner Polarisationsrichtung gerade umgedreht wird und so auch von der zweiten, auf die gegenläufige Polarisationsrichtung ausgelegten cholesterischen Schicht durchgelassen wird.

Eine weitere Variante zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Durchsichtssicherheitselements 180 ist in 13 schematisch gezeigt. Bei diesem Herstellungsverfahren werden die Nematenschichten 184, 188 in der gewünschten Dicke und mit den gewünschten Motiven jeweils auf eine PET-Folie 182, 186 gedruckt. Auf eine der Nematenschichten 188 wird als Transferhilfsschicht zusätzlich die cholesterische Flüssigkristallschicht 190 gedruckt. Der Schichtverbund mit der Nematenschicht 188 und der cholesterischen Flüssigkristallschicht 190 wird dann auf die Folie 182, die die erste Nematenschichten 184 trägt, auflaminiert. Die Trägerfolie 186 des auflaminierten Schichtverbunds kann dann abgezogen werden, wie in 13 dargestellt.

Ist ein vollständig releasefähiger Verbund gewünscht, so kann auch auf einen Schichtenverbund aus Nematen und cholesterischen Flüssigkristallen zusätzlich eine Alignmentschicht, beispielsweise eine Photoalignmentschicht der oben beschriebenen Art, aufgebracht werden, und die zweite Nematenschicht als Motiv auf die Alignmentschicht aufgedruckt werden.

In allen beschriebenen Fällen, in denen optisch im Wesentlichen isotrope Trägerfolien eingesetzt wurden, können erfindungsgemäß auch Folien als Trägerfolien oder Kaschierfolien verwendet werden, deren Gangunterschied einem ganzzahligen Vielfachen von &lgr; entspricht. Insbesondere werden Trägerfolien mit einem Gangunterschied von 1*&lgr; bevorzugt, da dann die Schichtdickentoleranz maximal ist. Für den optischen Effekt ist darüber hinaus ebenfalls von Vorteil, wenn der Gangunterschied in einem möglichst großen Teilbereich des sichtbaren Spektrums annähernd konstant ist.

Alle beschriebenen Ausführungsbeispiele können auch mit weiteren Informationen durch Aussparungen in einzelnen Schichten oder durch Aussparungen in aufgebrachten Metallisierungsschichten versehen werden. Durch partiellen Druck von Magnetfarbe oder einfacher schwarzer Druckfarbe können auf einer oder beiden Seiten der cholesterischen Flüssigkristallschicht nicht-transparente Teilbereiche erzeugt werden. Der Farbkippeffekt der Flüssigkristallschichten erscheint in diesen Bereichen wegen des absorbierenden Hintergrunds brillanter.


Anspruch[de]
Doppelseitiges Durchsichtssicherheitselement zur Absicherung von Wertgegenständen, mit in das Sicherheitselement eingebrachten Motiven in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen, gekennzeichnet durch

– eine erste optisch aktive Schicht aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material, die in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich Licht mit einer vorbestimmten zirkularen Polarisation selektiv reflektiert,

– eine zweite und dritte optisch aktive Schicht, die beiderseits der ersten optisch aktiven Schicht angeordnet sind und die für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich jeweils eine phasenschiebende Schicht bilden,

wobei die zweite und dritte optisch aktive Schicht voneinander unabhängige Motive zur Verifizierung des Sicherheitselements von gegenüberliegenden Seiten her enthalten.
Durchsichtssicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide der phasenschiebenden Schichten aus nematischem flüssigkristallinem Material gebildet sind. Durchsichtssicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide der phasenschiebenden Schichten für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich zumindest in Teilbereichen eine &lgr;/4-Schicht bilden. Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide der phasenschiebenden Schichten für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich zumindest in Teilbereichen eine &lgr;/2-Schicht bilden. Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Motive durch bereichsweise unterschiedliche Ausrichtung einer oder beider der phasenschiebenden Schichten gebildet sind. Durchsichtssicherheitselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Photoalignmentschichten zur Ausrichtung einer oder beider der phasenschiebenden Schichten vorgesehen sind. Durchsichtssicherheitselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere geprägte Alignmentschichten zur Ausrichtung einer oder beider der phasenschiebenden Schichten vorgesehen sind. Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Motive durch bereichsweise unterschiedliche Dicke einer oder beider der phasenschiebenden Schichten gebildet sind. Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide der phasenschiebenden Schichten nur bereichsweise in Form eines Motivs vorliegen. Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide der phasenschiebenden Schichten unmittelbar über oder unter einer vollflächigen Transferhilfsschicht angeordnet ist. Durchsichtssicherheitselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Transferhilfsschicht aus einer UV-härtenden Lackschicht gebildet ist. Durchsichtssicherheitselement nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Transferhilfsschicht aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material gebildet ist. Durchsichtssicherheitselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste optisch aktive Schicht eine Transferhilfsschicht für eine der phasenschiebenden Schichten bildet. Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere optisch im Wesentlichen isotrope Kleberschichten und/oder eine oder mehrere optisch im Wesentlichen isotrope Haftvermittlerschichten vorgesehen sind. Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement Negativinformationen in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen aufweist, die durch Aussparungen in einer oder mehreren der optisch aktiven Schichten gebildet sind. Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement nicht-transparente Bereiche in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen aufweist, die durch partielles Aufbringen von Druckfarbe oder Magnetfarbe auf einer oder beiden Seiten der ersten optisch aktiven Schicht gebildet sind. Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch aktiven Schichten beiderseits einer Trägerfolie angeordnet sind. Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch aktiven Schichten auf einer Seite einer Trägerfolie angeordnet sind. Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch aktiven Schichten zwischen zwei Trägerfolien angeordnet sind. Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Trägerfolie für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich optisch im Wesentlichen isotrop ist. Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Trägerfolie aus Cycloolefin-Copolymeren besteht. Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Trägerfolie aus einer Kombination von zwei oder mehr unterschiedlich gereckten Kunststofffolien besteht. Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Trägerfolie für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich eine definierte optische Anisotropie mit einem über die Ausdehnung des Sicherheitselements konstanten Gangunterschied aufweist. Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Trägerfolie eine optische Anisotropie mit einem Gangunterschied von n*&lgr;, mit n aus den natürlichen Zahlen, vorzugsweise mit einem Gangunterschied von 1*&lgr; aufweist. Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine der phasenschiebenden Schichten bereichsweise in Form eines Motivs auf die Trägerfolie aufgedruckt ist. Verfahren zur Herstellung eines doppelseitigen Durchsichtssicherheitselements, das Motive in Form von Mustern, Zeichen oder Codierungen aufweist, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

– Bereitstellen einer ersten optisch aktiven Schicht aus einem cholesterischen flüssigkristallinen Material, die in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich Licht mit einer vorbestimmten zirkularen Polarisation selektiv reflektiert, und

– Anordnen einer zweiten und dritten optisch aktiven Schicht, die für Licht aus dem vorbestimmten Wellenlängenbereich jeweils eine phasenschiebende Schicht bilden, beiderseits der ersten optisch aktiven Schicht,

wobei die zweite und dritte optisch aktive Schicht mit voneinander unabhängigen Motiven zur Verifizierung des Sicherheitselements von gegenüberliegenden Seiten versehen werden.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide der phasenschiebenden Schichten aus nematischem flüssigkristallinem Material gebildet werden. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssigkristallinen Schichten mittels Tiefdruck, Siebdruck, Flexodruck, Knifecoating oder Curtaincoating aufgedruckt werden. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der optisch aktiven Schichten auf einer Releasefolie erzeugt werden, die nach dem Kombinieren der optisch aktiven Schichten von dem entstandenen Schichtverbund abgezogen wird. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der optisch aktiven Schichten auf einer optisch im Wesentlichen isotropen Trägerfolie erzeugt werden, die nach dem Kombinieren der optisch aktiven Schichten in dem entstandenen Schichtverbund verbleibt. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der optisch aktiven Schichten auf einer Trägerfolie mit einer definierten optischen Anisotropie und einem über die Ausdehnung des Sicherheitselements konstanten Gangunterschied erzeugt werden, die nach dem Kombinieren der optisch aktiven Schichten in dem entstandenen Schichtverbund verbleibt. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der phasenschiebenden Schichten zur Ausrichtung des nematischen Flüssigkristallmaterials auf eine Alignmentschicht, insbesondere eine Photoalignmentschicht oder eine geprägte Alignmentschicht, aufgebracht wird. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass eine Photoalignmentschicht auf eine Releasefolie aufgebracht und der Photoalignmentschicht durch Belichtung ein Motiv in Form unterschiedlich ausgerichteter Bereiche eingeschrieben wird. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der phasenschiebenden Schichten auf eine Releasefolie aufgedruckt wird. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine phasenschiebende Schicht partiell aufgedruckt wird. Verfahren nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass auf die zumindest eine phasenschiebende Schicht vollflächig eine Transferhilfsschicht aufgebracht wird, deren Haftung zur Releasefolie geringer ist als zur phasenschiebenden Schicht. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der phasenschiebenden Schichten auf eine optisch im Wesentlichen isotrope Trägerfolie oder auf eine Trägerfolie mit einer definierten optischen Anisotropie aufgedruckt wird. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine phasenschiebende Schicht partiell aufgedruckt wird. Wertgegenstand, wie Markenartikel, Wertdokument oder dergleichen, mit einem doppelseitigen Durchsichtssicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 38. Wertgegenstand nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchsichtssicherheitselement in oder über einem Fensterbereich oder einer durchgehenden Öffnung des Wertgegenstands angeordnet ist. Wertgegenstand nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, dass der Wertgegenstand ein Sicherheitspapier, ein Wertdokument oder eine Produktverpackung ist. Verfahren zur Echtheitsprüfung eines Durchsichtssicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 38 oder eines Wertgegenstands nach einem der Ansprüche 39 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchsichtssicherheitselement mit Hilfe eines Linearpolarisator oder eines Zirkularpolarisators von einer oder von beiden Seiten auf das Vorliegen vorbestimmter Motive geprüft wird und die Echtheit des Sicherheitselements auf Grundlage des Prüfungsergebnisses beurteilt wird.






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