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Dokumentenidentifikation DE102007012714A1 04.10.2007
Titel Sicherheitselement und Verfahren zu seiner Herstellung
Anmelder Giesecke & Devrient GmbH, 81677 München, DE
Erfinder Menz, Irina, Dr., 85630 Grasbrunn, DE
DE-Anmeldedatum 16.03.2007
DE-Aktenzeichen 102007012714
Offenlegungstag 04.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.10.2007
IPC-Hauptklasse B44F 1/12(2006.01)A, F, I, 20070316, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement (20) für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit einer Bildelementfläche mit ersten und zweiten Bildelementen, wobei die ersten Bildelemente eine offene Bildinformation (22) darstellen, und die zweiten Bildelemente eine versteckte Bildinformation (26) erzeugen. Erfindungsgemäß sind die zweiten Bildelemente im Wesentlichen in der gesamten Bildelementfläche angeordnet und erzeugen bei Beleuchtung mit divergentem monochromatischen Licht (24) die versteckte Bildinformation (26) in Form eines visuell erkennbaren virtuellen Bildes.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit einer Bildelementfläche mit ersten und zweiten Bildelementen, wobei die ersten Bildelemente eine offene Bildinformation darstellen, und die zweiten Bildelemente eine versteckte Bildinformation erzeugen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Sicherheitselements.

Auf Produktkennzeichnungen, Wertdokumente oder Wertpapiere aufgebrachte Hologramme, holographische Gitterbilder und andere hologrammähnliche Beugungsstrukturen haben sich als nicht kopierbare Echtheitsmerkmale in den vergangenen Jahren weltweit durchgesetzt. Inzwischen werden jedoch auch Hologramme von Fälschern nachgeahmt und in Umlauf gebracht, die vom Bürger nicht ohne weiteres als Nachahmungen erkannt werden können.

Um eine weitergehende Echtheitsprüfung der Hologramme oder der hologrammähnlichen Strukturen zu ermöglichen, werden daher oft zusätzliche Informationen in das Design des Hologramms oder in die holographische Folie selbst eingebracht, die mit geeigneten Auslesegeräten verifiziert werden können.

Beispielsweise ist in der Druckschrift US 6 392 768 B1 ein Dot-Matrix-Hologramm mit einer einbelichteten versteckten Information beschrieben, bei dem die versteckte optische Information durch Bestrahlung des Hologramms mit parallelem Laserlicht als reelles Bild auf einer Projektionsfläche ausgelesen werden kann.

Derartige Möglichkeiten zur weitergehenden Echtheitsabsicherung sind allerdings bereits seit längerem bekannt, so dass ein Fälscher die versteckten Informationen mit einem herkömmlichen Laserpointer und einer Projektionsfläche auslesen und nachstellen kann. Ein weiterer Nachteil der beschriebenen Absicherung tritt vor allem bei transparenten Hologrammfolien auf, da diese aufgrund des niedrigeren Beugungswirkungsgrades der hochbrechenden Beschichtungen verglichen mit metallisierten Hologrammfolien eine höhere Laserintensität zum Auslesen der versteckten Information erfordern. Dies birgt bei unsachgemäßer Handhabung des Auslesegeräts gesundheitliche Gefahren für das menschliche Auge, so dass oft zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden müssen.

Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement der eingangs genannten Art anzugeben, das die Nachteile des Stands der Technik vermeidet. Insbesondere soll das Sicherheitselement mit neuartigen versteckten Bildinformationen versehen sein und so einen höheren Fälschungsschutz aufweisen.

Diese Aufgabe wird durch das Sicherheitselement mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements, ein Sicherheitspapier, ein Datenträger sowie ein Verfahren zur Prüfung der Echtheit eines Sicherheitselements sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass bei einem gattungsgemäßen Sicherheitselement die zweiten Bildelemente im Wesentlichen in der gesamten Bildelementfläche angeordnet sind und bei Beleuchtung mit divergentem monochromatischen Licht die versteckte Bildinformation in Form eines visuell erkennbaren virtuellen Bildes erzeugen.

Da jede reale Strahlung eine endliche Linienbreite aufweist, versteht sich, dass der Begriff „monochromatisches Licht" sich nicht auf Licht mit einer mathematisch exakt scharfen Wellenlänge bezieht, sondern vielmehr auf Licht mit einer Linienbreite, die sehr klein im Vergleich zur Mittenfrequenz ist. Monochromatische Strahlung in diesem Sinn kann beispielsweise mit üblichen Laserquellen, aber auch mit anderen Strahlungsquellen in Verbindung mit einem schmalbandigen Filter erzeugt werden.

Wesentlich bei der Erfindung ist, dass die versteckte Bildinformation erst bei Beleuchtung mit divergentem Licht rekonstruiert wird. Insbesondere ist die versteckte Bildinformation zweckmäßig bei Beleuchtung mit parallelem Licht, wie etwa dem parallelen monochromatischen Licht handelsüblicher Laserpointer, sowie bei Beleuchtung mit breitbandigem Licht, wie etwa Tageslicht oder dem Licht üblicher Glühlampen, Leuchtstoffröhren und dergleichen, nicht erkennbar.

Die Strahlung üblicher Laser wird im Rahmen dieser Anmeldung als paralleles Licht bezeichnet, auch wenn sie aufgrund der Wellennatur des Lichtes eine gewisse, physikalisch unvermeidliche Strahlaufweitung aufweist. Ein Gaußsches Bündel weitet sich beispielsweise mit einem halben Divergenzwinkel &thgr; = &lgr;/(&pgr;R) auf, wobei &lgr; die Wellenlänge und R den Radius der Strahltaille bezeichnet. Die beugungsbegrenzte Strahldivergenz und sogar die größere Strahldivergenz herkömmlicher Laserpointer ist jedoch mit weniger als 2 mrad außerordentlich klein, so dass im vorliegend interessierenden Abstandbereich bis zu einigen Metern keine nennenswerte Strahlaufweitung zu beobachten ist. Im Gegensatz zu derartigem „parallelen Licht" wird im Rahmen der Erfindung unter „divergentem Licht" Strahlung mit einem halben Divergenzwinkel von 1° oder mehr, vorzugsweise von 5° oder mehr, und typischerweise von etwa 10° bis 20° verstanden.

Die Erfindung beruht dabei auf dem Gedanken, die offen sichtbare Information mit einer versteckten Information zu kombinieren, die nur unter speziellen und schwer nachzustellenden Beleuchtungsbedingungen ausgelesen werden kann. Um die Auslesbarkeit der versteckten Information erst bei Beleuchtung mit divergentem monochromatischen Licht sicherzustellen, ist die Beherrschung einer aufwändigen und technisch anspruchsvollen hochauflösenden Hologrammbelichtungstechnik erforderlich. Wie weiter unten genauer beschrieben, muss bei der Herstellung derartiger Sicherheitselemente zumindest ein Belichtungsschritt mit divergentem Licht durchgeführt werden. Eine solche, mit divergentem Licht eingeschriebene versteckte Information ist für den potentiellen Fälscher außerordentlich schwer nachzustellen, so dass eine hohe Fälschungssicherheit erreicht wird.

Das rekonstruierte virtuelle Bild kann darüber hinaus mit einem wesentlich höheren Kontrast erzeugt werden als herkömmliche reelle Bilder, die auf einen Schirm projiziert werden müssen. Zugleich stellt die Divergenz der Auslesestrahlung sicher, dass am Ort des Betrachters oder dritter Personen eine ungefährliche Strahlintensität herrscht. Das Auslesen der versteckten Information gestaltet sich erfindungsgemäß jedoch nicht nur sicherer, sondern auch einfacher, da das virtuelle Bild direkt beobachtet werden kann und kein Projektionsschirm für die Betrachtung erforderlich ist.

Weiter ermöglicht die divergente Auslesestrahlung, gleichzeitig eine größere Fläche des Sicherheitselements zu beleuchten, so dass die versteckte Information auch ohne genaue Kenntnis ihrer Lage innerhalb des Sicherheitselements ausgelesen werden kann. Bei herkömmlichen Hologrammen, deren versteckte Information mit einem parallelen Laserstrahl kleinen Durchmessers ausgelesen wird, muss der Laserstrahl dagegen in der Regel genau auf die richtige Stelle des Hologramms gerichtet werden, um die versteckte Information sichtbar machen zu können.

In einer bevorzugten Ausgestaltung liegt das erzeugte virtuelle Bild in Betrachtungsrichtung vor oder hinter der Ebene des Sicherheitselements. Es hebt sich dann deutlich von der üblicherweise in der Ebene des Sicherheitselements liegenden offenen Bildinformation ab und kann leicht als zusätzliche Information erkannt werden.

Die zweiten Bildelemente sind vorzugsweise so angeordnet und ausgelegt, dass sie das virtuelle Bild bei Beleuchtung aus einer vorbestimmten Beleuchtungsrichtung erzeugen. Die vorbestimmte Beleuchtungsrichtung schließt dabei mit der Normalen auf die Bildelementfläche einen Winkel zwischen 0° und 60°, vorzugsweise zwischen 0° und 45° ein.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Sicherheitselements ist vorgesehen, dass das erzeugte virtuelle Bild ein 2D- oder 3D-Hologramm darstellt.

In manchen Ausführungsformen bietet es sich an, den Informationsgehalt der versteckten Information auf den Informationsgehalt der von den ersten Bildelementen dargestellten offenen Information zu beziehen. Beispielsweise kann die versteckte Information die offene Information vervollständigen oder ergänzen, und so eine besonders einfache Prüfung der Korrektheit der versteckten Information ermöglichen.

Bei bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung stellt die offene Bildinformation ein Hologramm, ein holographisches Gitterbild oder eine andere hologrammähnliche Beugungsstruktur dar. Auch ist die offene Bildinformation vorzugsweise bereits bei ambienter Beleuchtung der Bildelementfläche sichtbar.

Besonders zweckmäßig ist es ferner, wenn die ersten Bildelemente im Wesentlichen in der gesamten Bildelementfläche angeordnet sind. Da erfindungsgemäß auch die zweiten Bildelemente im Wesentlichen in der gesamten Bildelementfläche angeordnet sind, ergibt sich für ein solches Sicherheitselement vorteilhafterweise ein besonders hoher Fälschungsschutz, da die vollflächige Anordnung erster und zweiter Bildelemente nur sehr schwer nachgeahmt werden kann.

Sehr deutlich treten die Vorteile der Erfindung des Weiteren in Ausführungsformen zutage, in denen die ersten und zweiten Bildelemente in eine transparente Folie eingeprägt sind. Um den Kontrast bei der Betrachtung zu erhöhen, ist die Prägung dabei zweckmäßig mit einer hochbrechenden Beschichtung versehen. Da bei transparenten Folien eine höhere Laserintensität benötigt wird, um die versteckte Information auslesen zu können, weisen herkömmliche transparente Hologrammfolien ein erhöhtes Gefährdungspotential bei unsachgemäßer Handhabung der Ausleselaser auf.

Während die Laserintensität pro Einheitsfläche bei paralleler Laserstrahlung (Strahldivergenz herkömmlicher Laserpointer: < 2 mrad) nur sehr langsam mit der Entfernung von der Laserquelle abnimmt, ist die Laserintensität pro Einheitsfläche bei der erfindungsgemäß eingesetzten divergenten Strahlung nahe der Laserquelle sehr hoch und nimmt mit dem Abstand von der Quelle rasch ab. Die Verwendung divergenter Auslesestrahlung ermöglicht daher, gleichzeitig eine hohe Laserintensität am Ort des Hologramms und eine ungefährlich niedrige Strahlintensität am Ort des Betrachters oder dritter Personen zu erreichen.

Setzt man beispielsweise als Strahlungsquelle einen divergenten Laserpointer mit einer Ausgangsleistung von 1 mW und einem halben Divergenzwinkel von 15° ein, so erhält man im Abstand von 1 cm von der Laserquelle einen hellen Laserfleck mit einem Durchmesser von etwa 0,5 cm und einer Laserintensität von rund 45 W/m2. Mit dieser Intensität kann eine sehr klare und helle Rekonstruktion des virtuellen Bildes erreicht werden. Bereits im Abstand von 10 cm von der Laserquelle hat der Laserfleck einen Durchmesser von etwa 5 cm und eine völlig ungefährliche Intensität von 0,45 W/m2, so dass eine Gesundheitsgefährdung des Betrachters oder umstehender Personen ausgeschlossen ist.

Um eine klar auslesbare versteckte Information innerhalb einer hellen und kontrastreichen offenen Information zu erhalten, sind die Herstellungsparameter zweckmäßig so aufeinander abgestimmt, dass in der geprägten Folie die Prägetiefe der ersten Bildelemente, die die offene Bildinformation darstellen, größer ist als die Prägetiefe der zweiten Bildelemente, die die versteckte Information erzeugen.

Die zweiten Bildelemente sind zweckmäßig derart in der Bildelementfläche angeordnet, dass die durch die ersten Bildelemente dargestellte offene Information im Wesentlichen nicht beeinträchtigt wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die zweiten Bildelemente nur einen kleinen Anteil der gesamten Bildelementfläche belegen und gleichmäßig über die Bildelementfläche verteilt sind.

Schließlich ist es auch denkbar, dass die ersten und zweiten Bildelemente in eine transparente Folie eingeprägt werden, die mit einer total reflektierenden Metallbeschichtung versehen ist. Eine solche Ausführungsform weist die Vorteile der Erfindung auf und ist für den Betrachter visuell sehr ansprechend.

Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements mit einer offenen und einer versteckten Bildinformation, bei dem

  • – in einer Bildelementfläche des Sicherheitselements erste Bildelemente erzeugt werden, die die offene Bildinformation darstellen, und
  • – im Wesentlichen über die gesamte Bildelementfläche verteilt, zweite Bildelemente erzeugt werden, die bei Beleuchtung mit divergentem monochromatischen Licht die versteckte Bildinformation in Form eines visuell erkennbaren virtuellen Bildes erzeugen.

Die ersten Bildelemente können in Form eines Hologramms, eines holographischen Gitterbilds oder einer anderen hologrammähnlichen Beugungsstruktur erzeugt werden. Die Herstellung kann beispielsweise mithilfe der Dot-Matrix-Technik, E-Beam-Technik oder auch auf holographischem Wege erfolgen. Die zweiten Bildelemente werden vorzugsweise durch eine holographische Belichtung mit divergentem Licht erzeugt.

Bei einer bevorzugten Verfahrensvariante wird, um die ersten und zweiten Bildelemente zu erzeugen

  • – eine Photoresistplatte ein erstes Mal belichtet, um ein latentes Bild der ersten Bildelemente zu erzeugen,
  • – wird die Photoresistplatte ein zweites Mal holographisch belichtet, um ein latentes Bild der zweiten Bildelemente zu erzeugen, wobei die zweite Belichtung mit divergentem Licht, insbesondere mit divergentem Referenz- und Objektstrahl, durchgeführt wird.

Bevorzugt weist die zur Belichtung vorgesehene Photoresistplatte einen positiv arbeitenden Photoresist, insbesondere einen Photoresist auf Novolak-Basis, und eine spezielle lichtempfindliche Komponente auf.

Besonders bevorzugt ist der Photoresist ein Novolak-Naphthochinondiazid-Stoffgemisch in einem organischen Lösemittelgemisch mit dem Hauptbestandteil 1-Methoxy-2-propylacetat und weist der Photoresist eine hohe Empfindlichkeit im Wellenlängenbereich über 450 nm auf.

Die zur Belichtung vorgesehene Photoresistplatte wird bevorzugt dadurch hergestellt, dass der Photoresist bei einer Temperatur von 20°C bis 25°C und einer relativen Luftfeuchte von 30% bis 50% mittels Schleuderbeschichtung auf eine Platte aufgetragen wird.

Die erste und/oder zweite Belichtung der Photoresistplatte erfolgt bevorzugt mit Licht, dessen Wellenlänge zwischen 450 nm und 500 nm liegt.

Mit Vorteil wird die Photoresistplatte nach der Belichtung entwickelt, mithilfe der entwickelten Platte eine Prägematrize hergestellt, und mithilfe der Prägematrize ein Sicherheitselement mit einer offenen und einer versteckten Bildinformation erzeugt.

Die Erfindung umfasst ferner ein Sicherheitspapier für die Herstellung von Wertdokumenten oder dergleichen und einen Datenträger, insbesondere ein Wertdokument, wie eine Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, die mit einem Sicherheitselement der beschriebenen Art ausgestattet sind.

Um ein Sicherheitselement, bei dem es sich mutmaßlich um ein Sicherheitselement der beschriebenen Art handelt, auf Echtheit zu prüfen, kann erfindungsgemäß wie folgt vorgegangen werden:

Zunächst wird eine erwartete versteckte Bildinformation des Sicherheitselements festgelegt und zwar in Form eines visuell erkennbaren virtuellen Bildes der beschriebenen Art. Dann wird das zu prüfende Sicherheitselement mit divergentem monochromatischen Licht beaufschlagt und das Erscheinen oder Nichterscheinen einer versteckten Bildinformation erfasst. Erscheint eine versteckte Bildinformation, wird diese mit der erwarteten versteckten Bildinformation verglichen. Anhand des Erscheinens und gegebenenfalls des Vergleichs der erschienenen mit der erwarteten Bildinformation kann dann beurteilt werden, ob das geprüfte Sicherheitselement echt ist. Insbesondere kann das Sicherheitselement als nicht echt verworfen werden, wenn keine versteckte Bildinformation erscheint. Auch das Erscheinen einer anderen als der erwarteten Bildinformation führt zu demselben Schluss. Es versteht sich, dass dabei je nach Art der versteckten Information gewisse Abweichungen zugelassen werden können. Die erwartete Information kann auch durch einen Bezug auf die offene Information gegeben sein, beispielsweise kann im einfachsten Fall die offene Information nochmals als versteckte Information codiert sein.

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.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Ausweisekarte mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitselement,

2 die offene Bildinformation eines computergenerierten Hologramms nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

3 das Hologramm von 2 bei Beaufschlagung mit divergenter Laserstrahlung, um die versteckte Bildinformation („OK") sichtbar zu machen, und

4 eine Prinzipskizze zur Erläuterung der Herstellung erfindungsgemäßer Sicherheitselemente.

Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel einer Ausweiskarte erläutert. 1 zeigt dazu schematisch eine Ausweiskarte 10 mit einem Portrait 12 des Karteninhabers und weiteren personenbezogenen Daten 14. Darüber hinaus weist die Ausweiskarte 10 zur Echtheitsabsicherung ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement 16 auf, das sowohl offene als auch versteckte Bildinformationen enthält.

Zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Sicherheitselemente zeigt 2 eine Aufsicht auf ein computergeneriertes Hologramm 20 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bei ambienter Beleuchtung, so dass nur die offene Bildinformation 22 erkennbar ist. Wie in 2 schematisch dargestellt, kann die offene Bildinformation 22 beispielsweise durch kinematische Effekte oder Farbverlaufseffekte gebildet sein, die bei der Betrachtung in der Bildebene des Hologramms angeordnet sind.

Um auch die versteckte Information erkennen zu können, muss das Hologramm der 2 mit divergenter Laserstrahlung 24 beaufschlagt werden, wie in 3 illustriert. Die divergente Laserstrahlung kann beispielsweise durch einen abgewandelten Laserpointer 25 mit einer eingebauten Aufweitungslinse bereitgestellt werden, der monochromatisches rotes Licht mit einem Divergenzwinkel 2&thgr; von etwa 20° emittiert.

Durch die Beleuchtung mit der divergenten Laserstrahlung wird die versteckte Bildinformation 26, die im Ausführungsbeispiel durch die Buchstabenfolge „OK" gegeben ist, in Form eines visuell erkennbaren virtuellen Bildes erzeugt. Die rekonstruierte Information erscheint dabei für den Betrachter vorzugsweise als ein vor der Bildebene des Hologramms 20 schwebendes oder, wie in 3, als ein hinter der Bildebene schwebendes virtuelles Bild 28, so dass sich die zusätzliche Information besonders deutlich von der offenen Bildinformation abhebt.

Durch geeignete Wahl der Aufnahmegeometrie kann die Beleuchtungsrichtung für die Rekonstruktion der versteckten Information 26 nach Belieben eingestellt werden, wie weiter unten genauer beschrieben.

Da die versteckte Information in Form eines virtuellen Bildes rekonstruiert wird, ist zum Auslesen kein Projektionsschirm erforderlich. Das virtuelle Bild kann vielmehr mit unbewaffnetem Auge betrachtet werden. Darüber erfordert das Auslesen der virtuellen Information eine geringere Laserleistung als die Projektion einer reellen Information auf einen Schirm, da der Kontrast eines rekonstruierten virtuellen Bildes größer als der Kontrast eines projizierten reellen Bildes ist.

Das zur Sichtbarmachung benötigte Auslesegerät kann sehr einfach gestaltet sein, da kein Projektionsschirm integriert werden muss. Es genügt beispielsweise die über eine Linse aufgeweitete divergente Strahlung eines konventionellen Laserpointers. Wie weiter oben bereits im Detail dargestellt, wird darüber hinaus durch die Verwendung divergenter Auslesestrahlung, deren Flächenleistung mit zunehmendem Abstand schnell abnimmt, die Bediensicherheit des Auslesegerätes wesentlich erhöht und die Gefährdung für das menschliche Auge durch die Laserstrahlung auf ein Minimum reduziert.

Letzteres ist insbesondere beim Auslesen transparenter Hologrammfolien von großem Vorteil, da dort der Auslese-Laserstahl einerseits stets auf der Folienrückseite austritt, und andererseits aufgrund des niedrigeren Beugungswirkungsgrades der hochbrechenden Beschichtungen eine höhere Lichtintensität erforderlich ist. Divergente Laserstrahlung erlaubt es, eine hohe Laserintensität am Ort des Hologramms mit einer ungefährlichen Strahlintensität am Ort des Betrachters und dritter Personen zu verbinden.

Für die Herstellung erfindungsgemäßer Hologramme sind hochauflösende Hologrammbelichtungstechniken mit einem Belichtungsschritt mit divergentem Licht erforderlich. Um dabei in einem Hologramm mit kräftigen Farbkontrasten und kinematischen Effekten eine virtuell rekonstruierbare Information zu verstecken, die mit niedrigem Hintergrundrauschen, klar und deutlich und mit hoher Helligkeit ausgelesen werden kann, ist eine sorgfältige Wahl der Belichtungsintensitäten, der Entwicklungsbedingungen und der Photoresist-Zusammensetzung erforderlich, die es einem potentiellen Fälscher sehr schwer oder sogar unmöglich macht, den erfindungsgemäßen Effekt nachzustellen. Die richtige Wahl der vorstehend genannten Parameter hat eine besonders große Bedeutung, wenn im Wesentlichen die gesamte Bildelementfläche mit ersten und zweiten Bildelementen versehen wird.

Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Hologramms wird nunmehr mit Bezug auf die Prinzipskizze der 4 erläutert.

Zunächst wird die für die Belichtung erforderliche Photoresistplatte 30 hergestellt. Dazu wird bevorzugt ein positiv arbeitender Photoresist auf Novolak-Basis, z. B. ein Novolak-Naphthochinondiazid-Stoffgemisch, mit einer speziellen lichtempfindlichen Komponente auf eine Platte aufgetragen. Der Resistauftrag erfolgt dabei nach Anpassen des Resists an die Temperatur des möglichst klimatisierten Arbeitsraumes (optimale Bedingungen sind dabei 20°C bis 25°C bei einer relativen Luftfeuchte von 30% bzw. 50%) mittels eines Beschichtungsverfahrens, insbesondere einer Schleuderbeschichtung.

Im Allgemeinen sind dabei Schichtdicken von ca. 4,8 &mgr;m bei 1000 rpm (Umdrehungen/min) sowie ca. 2,4 &mgr;m bei 4000 rpm (Umdrehungen/min) realisierbar, wobei der Fachmann die erforderliche Schichtdicke in Abhängigkeit von den einzubelichtenden Bildinformationen auswählt.

Anschließend wird der Photoresist in der Regel einer Temperung unterzogen, was auf einer heißen Platte unter üblichen Bedingungen, z. B. 100°C, 2 Minuten, oder im Konvektionsofen im Temperaturbereich zwischen 90°C und 100°C für 30 Minuten erfolgen kann.

Der so bereitgestellte Photoresist weist bei 490 nm eine Empfindlichkeit von ca. 1 J/cm2 bis 2 J/cm2 auf und ist insbesondere für die Belichtung mit Licht einer Wellenlänge von 450 nm bis 500 nm bestens geeignet.

Grundsätzlich ist zwar für den Photoresist auf Novolak-Basis auch der Wellenlängenbereich von ca. 308 nm bis 450 nm zur Belichtung geeignet, allerdings nicht mit der besonders hohen Empfindlichkeit, die dieser Photoresist im Wellenlängenbereich von 450 nm bis 500 nm aufweist.

Die Herstellung einer vorstehend beschriebenen Photoresistplatte kann z. B. mittels des Photoresists SX AR-P 3500/5 erfolgen, welcher ein speziell für die vorliegende Erfindung geeigneter Photoresist ist und von der ALLRESIST GmbH, 15344 Strausberg, Deutschland, erhältlich ist.

Es versteht sich von selbst, dass neben diesem ganz speziellen Photoresist auch Photoresists mit abgewandelten Zusammensetzungen und/oder Empfindlichkeiten in anderen Wellenlängenbereichen vorteilhaft für die vorliegende Erfindung eingesetzt werden können.

Im Weiteren wird ein Hologramm mit der gewünschten offenen Bildinformation 22 auf die vorstehend beschriebene Photoresistplatte 30 belichtet. Dieser Belichtungsschritt kann mittels bekannter Verfahren, beispielsweise mit Dot-Matrix-Technik, einer holographischen Belichtung oder mit Elektronenstrahltechnik, erfolgen. Durch diesen ersten Belichtungsschritt wird in der Photoresistplatte 30 ein latentes Bild 32 der ersten Bildelemente des Hologramms 20 erzeugt.

Anschließend wird das latente Bild 32 auf der noch nicht entwickelten Photoresistplatte 30 ein zweites Mal holographisch belichtet, diesmal mit divergentem Referenzstrahl 34 und divergentem Objektstahl 36, um innerhalb der Bildelementfläche 38 ein latentes Bild der zweiten Bildelemente zu erzeugen. Dazu wird in den Objektstrahl 36 eine Mattscheibe 40 im Verbund mit einer Filmmaske 42 mit der zu versteckenden Bildinformation 26 eingebracht. Mit der gewählten Belichtungsgeometrie wird dabei auch die Beleuchtungsrichtung für die Rekonstruktion des virtuellen Bildes vorgegeben. Im Ergebnis weist somit im Wesentlichen die gesamte Bildelementfläche 38 latente Bilder der ersten und zweiten Bildelemente auf.

Dann wird die zweimalig belichtete Photoresistplatte 30 entwickelt. Die Entwicklung erfolgt nach einem üblichen Verfahren. Allerdings sollte auch der Entwickler den besonderen Gegebenheiten der vorliegenden Erfindung, insbesondere der hohen Empfindlichkeit des Photoresists angepasst sein. Demzufolge ist bei dem vorstehend genannten Photoresist SX AR-P 3500/5 insbesondere der ebenfalls von der ALLRESIST GmbH erhältliche Entwickler AR 300-26 mit Vorteil einsetzbar. Letzter kann unverdünnt oder aber bis zu einer Verdünnung von 1:1 für die Tauch-, Puddle- und Sprühentwicklung bei ca. 21°C bis 23°C eingesetzt werden.

Es versteht sich von selbst, dass die angebenen Entwicklerkonzentrationen lediglich Richtwerte sind und die genaue Entwicklerkonzentration an die spezifischen Gegebenheiten (Schichtdicke, Entwicklungszeit, Temperung) anzupassen ist. Ferner sei noch erwähnt, dass Tauchentwicklungen eine Entwicklungszeit von ca. 30 s bis 90 s bei ca. 21°C bis 23°C benötigen. Auch sind die Resistschichten unmittelbar nach der Entwicklung zu spülen und zu trocknen.

Nach der Entwicklung schließen sich die dem Fachmann bekannten Schritte zur Herstellung von Prägematrizen und der Prägung in prägbare Folien zur Massenproduktion von Hologrammetiketten, Heißprägefolien, Hologrammlaminatfolien und dergleichen an.

Um eine klar auslesbare versteckte Information innerhalb einer hellen und kontrastreichen offenen Information zu erhalten, werden die Photoresist-Zusammensetzung, die Belichtungsintensitäten und die Entwicklungsbedingungen der beiden Belichtungsschritte so aufeinander abgestimmt, dass nach der Belichtung der Photoresistplatte 30 und den erwähnten Schritten zur Prägematrizenherstellung und Prägung in den geprägten Folien eine Reliefstruktur erhalten wird, bei der die Prägetiefe der ersten Bildelemente, die die offene Bildinformation darstellen, größer ist als die Prägetiefe der zweiten Bildelemente, die die versteckte Information erzeugen. Auch ist darauf zu achten, dass die zweiten Bildelemente so in der gesamten Fläche der ersten Bildelemente angeordnet werden, dass die von diesen dargestellte offene Information im Wesentlichen nicht beeinträchtigt wird.


Anspruch[de]
Sicherheitselement für Sicherheitspapiere, Wertdokumente und dergleichen mit einer Bildelementfläche mit ersten und zweiten Bildelementen, wobei die ersten Bildelemente eine offene Bildinformation darstellen, und die zweiten Bildelemente eine versteckte Bildinformation erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Bildelemente im Wesentlichen in der gesamten Bildelementfläche angeordnet sind und bei Beleuchtung mit divergentem monochromatischen Licht die versteckte Bildinformation in Form eines visuell erkennbaren virtuellen Bildes erzeugen. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die versteckte Bildinformation bei Beleuchtung mit parallelem Licht nicht erkennbar ist. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die versteckte Bildinformation bei Beleuchtung mit breitbandigem Licht nicht erkennbar ist. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das virtuelle Bild in Betrachtungsrichtung vor oder hinter der Ebene des Sicherheitselements liegt. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Bildelemente so angeordnet und ausgelegt sind, dass sie das virtuelle Bild nur bei Beleuchtung aus einer vorbestimmten Beleuchtungsrichtung erzeugen. Sicherheitselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Beleuchtungsrichtung mit der Normalen auf die Bildelementfläche einen Winkel zwischen 0° und 60°, vorzugsweise zwischen 0° und 45° einschließt. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das virtuelle Bild ein 2D- oder 3D-Hologramm darstellt. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die versteckte Bildinformation auf eine von den ersten Bildelementen dargestellte Information bezogen ist. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die offene Bildinformation ein Hologramm, ein holographisches Gitterbild oder eine andere hologrammähnliche Beugungsstruktur darstellt. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die offene Bildinformation bei ambienter Beleuchtung der Bildelementfläche sichtbar ist. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bildelemente im Wesentlichen in der gesamten Bildelementfläche angeordnet sind. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Bildelemente in eine transparente Folie eingeprägt sind. Sicherheitselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägetiefe der ersten Bildelemente größer ist als die Prägetiefe der zweiten Bildelemente. Sicherheitselement nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung mit einer hochbrechenden Beschichtung versehen ist. Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Bildelemente derart in der Bildelementfläche angeordnet sind, dass die durch die ersten Bildelemente dargestellte offene Information im Wesentlichen nicht beeinträchtigt wird. Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements mit einer offenen und einer versteckten Bildinformation, bei dem

– in einer Bildelementfläche des Sicherheitselements erste Bildelemente erzeugt werden, die die offene Bildinformation darstellen, und

– im Wesentlichen über die gesamte Bildelementfläche verteilt, zweite Bildelemente erzeugt werden, die bei Beleuchtung mit divergentem monochromatischen Licht die versteckte Bildinformation in Form eines visuell erkennbaren virtuellen Bildes erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bildelemente in Form eines Hologramms, eines holographischen Gitterbilds oder einer anderen hologrammähnlichen Beugungsstruktur erzeugt werden. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bildelemente mittels Dot-Matrix-Technik oder E-Beam-Technik erzeugt werden. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bildelemente holographisch erzeugt werden. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Bildelemente durch eine holographische Belichtung mit divergentem Licht erzeugt werden. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass

– eine Photoresistplatte ein erstes Mal belichtet wird, um ein latentes Bild der ersten Bildelemente zu erzeugen, und

– die Photoresistplatte ein zweites Mal holographisch belichtet wird, um ein latentes Bild der zweiten Bildelemente zu erzeugen, wobei die zweite Belichtung mit divergentem Licht, insbesondere mit divergentem Referenz- und Objektstrahl durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Photoresistplatte einen positiv arbeitenden Photoresist, insbesondere einen Photoresist auf Novolak-Basis, und eine spezielle lichtempfindliche Komponente aufweist. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Photoresist ein Novolak-Naphthochinondiazid-Stoffgemisch in einem organischen Lösemittelgemisch mit dem Hauptbestandteil 1-Methoxy-2-propylacetat ist und eine hohe Empfindlichkeit im Wellenlängenbereich über 450 nm aufweist. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Belichtung vorgesehene Photoresistplatte dadurch herstellbar ist, dass der Photoresist bei einer Temperatur von 20°C bis 25°C und einer relativen Luftfeuchte von 30% bis 50% mittels Schleuderbeschichtung auf eine Platte aufgetragen wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Belichtung der Photoresistplatte mit Licht erfolgt, dessen Wellenlänge zwischen 450 nm und 500 nm liegt. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Photoresistplatte entwickelt wird, mithilfe der entwickelten Platte eine Prägematrize hergestellt wird, und mithilfe der Prägematrize ein Sicherheitselement mit einer offenen und einer versteckten Bildinformation erzeugt wird. Sicherheitspapier für die Herstellung von Wertdokumenten oder dergleichen, das mit einem Sicherheitselement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15 oder mit einem nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 26 hergestellten Sicherheitselement ausgestattet ist. Datenträger, insbesondere Wertdokument, wie Banknote, Ausweiskarte oder dergleichen, der mit einem Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder mit einem nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 26 hergestellten Sicherheitselement ausgestattet ist. Verwendung eines Sicherheitselements nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15 oder eines nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 26 hergestellten Sicherheitselements, eines Sicherheitspapiers nach Anspruch 27 oder eines Datenträgers nach Anspruch 28 zur Fälschungssicherung von Waren beliebiger Art. Verfahren zur Echtheitsprüfung eines Sicherheitselements, bei dem

– eine erwartete versteckte Bildinformation des Sicherheitselements in Form eines visuell erkennbaren virtuellen Bildes nach einem der Ansprüche 1 bis 26 festgelegt wird,

– das Sicherheitselement mit divergentem monochromatischen Licht beaufschlagt wird,

– das Erscheinen einer versteckten Bildinformation erfasst wird, und gegebenenfalls mit der erwarteten versteckten Bildinformation verglichen wird, und

– die Echtheit des Sicherheitselements anhand des Erscheinens und gegebenenfalls des Vergleichs der erschienenen mit der erwarteten Bildinformation beurteilt wird.






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