Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements, welches eine Lichtleitstruktur aufweist, sowie ein solches Sicherheitselement.

Sicherheitselemente sind Entitäten, die verwendet werden, um einen Schutz gegen eine Nachahmung, Verfälschung oder ein Duplizieren zu bieten. Sicherheitselemente können beispielsweise selbst als Wert- oder Sicherheitsdokumente ausgebildet werden oder in solche integriert werden, um diese gegen Nachahmung, Verfälschung oder ein Kopieren zu sichern bzw. eine unautorisierte Verfälschung nachweisbar zu machen.

Aus der US 4,710,614 ist ein Sicherheitsdokument bekannt, welches ein Substrat aufweist, das mindestens eine optische Faser enthält, deren mindestens eines Ende mit einer Oberfläche des Substrats bündig abschließt, um eine Authentizität des Dokuments mittels eines Test nachweisen zu können. Die optische Faser weist eine transparente Beschichtung auf und ist in dem Substrat in einer Tiefe angeordnet, die geringer als eine Eindringtiefe einer elektromagnetischen Strahlung in das Substrat ist. Die durch das Substrat eindringende elektromagnetische Strahlung wird so in der optischen Faser eingefangen und dort mittels Totalreflexion an einer Grenzfläche der optischen Faser in der optischen Faser zu dem mindestens einem Ende geleitet. Während der Einstrahlung der elektromagnetischen Strahlung durch das Substrat kann somit an der einen

Oberfläche eine Leuchterscheinung am Austritt der optischen Faser zur Verifikation nachgewiesen werden. Dort ist auch erwähnt, die optische Faser mit Luminophoren zu dotieren, um in der Faser Licht einer bestimmten Wellenlänge einzukoppeln bzw. in der Faser zu erzeugen und zu der Seitenfläche zu leiten.

Aus der WO 2006/056089 A2 ist ein Sicherheitsdokument bekannt, welches einen Wellenleiter umfasst, der von einer transparenten Schicht gebildet ist und beispielsweise teilflächig über einer elektrolumineszenten Schicht angeordnet ist. Um Licht in den Wellenleiter einzukoppeln, sind ein Oberflächengitter oder ein Volumenhologramm vorgesehen, die ein Teil des Lichts, welches aus der elektrolumineszenten Schicht austritt, in die transparente Schicht des Wellenleiters hinein ablenkt, so dass sich dieses Licht in dem Lichtwellenleiter ausbreiten kann. An einem hiervon beabstandeten Ende ist eine zweite Gitterstruktur vorgesehen, die Licht aus der transparenten Schicht des Wellenleiters durch eine Seitenfläche auskoppelt. Hierbei wird beispielsweise im Bereich der zweiten Gitterstruktur die Bedingung für eine Totalreflexion an der Grenzfläche der transparenten Schicht zu einer Nachbarschicht gestört, so dass an dieser Stelle ein Lichtaustritt aus der als Wellenleiter dienenden transparenten Schicht erfolgt.

Auch bei einem Ausbilden eines transparenten Wert- oder Sicherheitselements, welches beispielsweise aus transparenten Kunststoffschichten laminiert wird, von denen eine fluoreszierende Materialien enthält, tritt ein so genanntes Kantenleuchten auf, wenn die Fluoreszenz angeregt wird. Hierbei wirkt der gesamte Dokumentenkörper als Wellenleiter oder Lichtleitstruktur, wobei an der Grenzfläche Dokumentkörper - Luft eine Totalreflexion auftritt. Werden jedoch opake Schichten in ein solches Sicherheitsdokument eingebracht oder auch Druckschichten auf- oder eingebracht, so wird die Wellenleitereigenschaft des Dokuments gestört und ein Kantenleuchten bei Anregung der Fluoreszenz gestört. Ein Teil des Lichts verlässt nun einen flächig kartenförmig ausgebildeten Dokumentkörper durch die Ober- oder Unterseite und nicht mehr durch die umlaufenden stirnseitigen Kanten.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Sicherheitselement zu schaffen, welches eine Lichtwellenleitung ausnutzt und hierüber ein für eine Verifikation geeignetes Sicherheitsmerkmal schafft, bei dem ein Lichtaustritt aus einer Austrittsfläche der Lichtleitstruktur ausgewertet wird. Insbesondere ist ein Sicherheitselement wünschenswert, in welches gezielt Informationen codiert werden können, die beim Anregen und Auswerten des Kantenleuchtens verifiziert werden können.

Grundidee der Erfindung

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, ein Sicherheitselement zu schaffen bzw.

herzustellen, welches eine Lichtleitstruktur aufweist, wobei die Lichtleitstruktur einen transparenten Kern und einen ebenfalls transparenten Mantel umfasst, wobei der Brechungsindex des Kerns größer als der Brechungsindex des Mantels ist, so dass in dem Kern eine Wellenleitung unter Ausnutzung einer Totalreflexion an einer Grenzfläche Kern - Mantel stattfinden kann und so eine Lichtleitung zu einer Austrittsfläche des Kerns möglich ist. Geschaffen wird somit ein Materialverbund, der in ein Wert- oder Sicherheitsdokument integriert werden kann und unabhängig von anderen auf die Schichten aufgebrachte Bedruckungen oder zwischen die Schichten eingebrachte weitere Sicherheitselemente oder Merkmale ist oder selbst als Wert- oder Sicherheitsdokument ausgestaltet werden kann. Um eine Codierung von Informationen zu ermöglichen, ist ferner vorgesehen, dass das transparente Material des Kerns lokal gezielt unter

Verwendung einer Zubereitung lokal hinsichtlich seiner Volumentransmissionseigenschaft verändert wird. Hierdurch wird es möglich, lokal die Lichtausbreitung in dem Kern der Lichtleitstruktur zu beeinträchtigen oder vollständig zu unterbinden, so dass an der Austrittsfläche, welche beispielsweise an eine Kante eines Wertdokuments geführt ist, das aus der Kante austretende Licht in ein wahrnehmbares Muster aufweist. Im Gegensatz zu Ausführungsformen aus dem Stand der Technik, die eine Lichtleitung über eine Störung der Lichtleitung an der Oberfläche des Kern bewirken, können andere Effekte und vor allem größere Intensitätsunterschiede bewirkt werden.

Definitionen

Ein Sicherheitselement ist eine bauliche Einheit, die zumindest ein Sicherheitsmerkmal umfasst. Ein Sicherheitselement kann eine selbständige bauliche Einheit sein, die mit einem Sicherheitsdokument, welches auch ein Wertdokument sein kann, verbunden, beispielsweise verklebt, werden kann. Es kann sich aber auch um einen integralen Bestandteil eines Sicherheitsdokuments handeln. Ein Beispiel für ersteres ist ein auf eine Banknote aufklebbarer so genannter Holopatch (ein Hologramm aufweisender Patch, beispielsweise ein Hologrammfilmabschnitt) oder ein auf ein Sicherheitsdokument aufklebbares Visum. Ein Beispiel für letzteres ist ein in ein Ausweisdokument

eingeprägtes beugendes Oberflächenrelief.

Ein Sicherheitsmerkmal ist eine Struktur, die (gegenüber einfachem Kopieren) nur mit erhöhten Aufwand oder gar nicht unautorisiert herstellbar bzw. reproduzierbar ist, beziehungsweise eine Fälschung oder Verfälschung visuell und/oder maschinell erkennbar macht.

Als Sicherheitsdokumente seien lediglich beispielhaft genannt: Personalausweise, Reisepässe, ID-Karten, Zugangskontrollausweise, Visa, Steuerzeichen, Tickets,

Führerscheine, Kraftfahrzeugpapiere sowie Wertdokumente, welche insbesondere Banknoten, Schecks, Postwertzeichen und Kreditkarten umfassen, und beliebige Chipkarten und Haftetiketten (z.B. zur Produktsicherung). Sicherheitsdokumente, die ebenfalls einen Wert verkörpern, werden auch als Wertdokumente bezeichnet. Eine scharfe Abgrenzung dieser beiden Begrifflichkeiten ist häufig nicht möglich. Eine

Kreditkarte stellt beispielsweise ein über Sicherheitsmerkmale und Sicherheitselemente gegen Nachahmung und Verfälschung geschütztes Sicherheitsdokument dar, welches über den reinen Materialwert der Karte keinen Wert unmittelbar repräsentiert, jedoch eine Verfügung über große Vermögenswerte ermöglicht.

Eine Lichtleitfaser ist eine Faser aus einem transparenten Material, an dessen

Grenzfläche über Totalreflexion eine Leitung von Licht im Innern der Faser erfolgen kann.

Ein Muster besteht typischerweise aus einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Mustereinheiten. Die Mustereinheiten eines Musters sind einander zugeordnet und in definierter Weise lateral zueinander angeordnet, typischerweise in Ein- oder

Zweiraumdimensionen, und ergeben in der Gesamtbetrachtung eine Darstellung, beispielsweise ein Bild, ein Symbol, ein Logo, einen Schriftzug (Buchstaben, Zahlen, alphanumerische Zeichen) oder ein Code (z.B. ein Strichcode). Ein

Individualisierungsmuster ist ein Muster, welches zur Individualisierung verwendet wird.

Individualisierend ist ein Muster, wenn es einzigartig für eine Person oder einen

Gegenstand oder eine Gruppe von Personen oder Gegenständen aus einer größten Gesamtheit von Personen oder Gegenständen ist. Ein für eine Gruppe von Personen innerhalb der Gesamtmenge der Einwohner eines Landes individualisierender Code ist beispielsweise die Stadt des Wohnortes. Ein für eine Person individualisierender Code ist beispielsweise die Nummer des Personalausweises oder das Passbild. Ein für eine Gruppe von Geldscheinen innerhalb der Gesamtmenge der Geldscheine

individualisierender Code ist die Wertigkeit. Für einen Geldschein individualisierend ist die Seriennummer. Nicht individualisierend ist ein Muster, welches für alle Elemente einer Gesamtheit identisch ist. Für Geldscheine ist dies beispielsweise ein Wappen, welches auf allen Geldscheinen aufgedruckt ist.

Unter Wellenleitung oder Lichtwellenleitung wird ein Prozess verstanden, bei dem an einer Grenzschicht zwischen Medien unterschiedlichen Brechungsindexes eine

Totalreflexion stattfindet. Licht oder allgemein elektromagnetische Strahlung, die sich in dem Medium mit dem größeren Brechungsindex ausbreitet und unter einem stumpfen Winkel auf die Grenzfläche vom optisch dichteren Medium (dem Medium mit dem größeren optischen Brechungsindex) zu dem optisch dünneren Medium (Medium mit dem geringeren optischen Brechungsindex) unter einem Winkel gemessen gegen eine Oberflächennormale der Grenzfläche auftrifft, der größer als ein kritischer Winkel ist, wird in das optisch dichtere Medium zurückreflektiert. Als Lichtwellenleitung oder Wellenleitung wird somit ein Prozess verstanden, beim dem Licht an den Grenzflächen eines Mediums reflektiert wird und so eine gerichtete Lichtausbreitung in dem Medium entlang dessen Ausdehnung möglich ist.

Als Volumentransmissionseigenschaft wird hier die Eigenschaft eines Medium

verstanden, Licht durch das Volumen des Mediums zu transmittieren. Ein transparentes Medium weist somit eine hohe Volumentransmission auf, ein opakes Medium hingegen eine sehr geringe oder gar keine Volumentransmission.

Als Licht wird hier elektromagnetische Strahlung aufgefasst, deren Wellenlänge sich vom infraroten Wellenlängenbereich über den sichtbaren Wellenlängenbereich bis in den ultravioletten Wellenlängenbereich erstrecken kann.

Als Lichtleitstruktur wird ein Materialverbund aufgefasst, welcher einen transparenten Kern und an mindestens zwei gegenüberliegenden Seitenflächen einen ebenfalls transparenten Mantel aufweist. Hierbei besitzt das Material des Kerns einen höheren Brechungsindex als das Material des Mantels. Somit ist in dem Kern, der eine hohe Volumentransmission für zumindest eine Wellenlänge aufweisen muss, für die ebenfalls der Mantel eine hohe Volumentransmission aufweist, eine Lichtwellenleitung in dem Kern möglich.

Bevorzugte Ausführungsformen

Insbesondere wird ein Verfahren zum Herstellen eines Sicherheitselements geschaffen, welches eine Lichtleitstruktur aufweist, wobei die Lichtleitstruktur einen transparenten Kern und einen ebenfalls transparenten Mantel umfasst, wobei der Brechungsindex des Kerns größer als der Brechungsindex des Mantels ist, so dass in dem Kern eine

Wellenleitung unter Ausnutzung einer Totalreflexion an der Grenzfläche Mantel - Kern stattfinden kann und so eine Lichtwellenleitung zu einer Austrittsfläche des Kerns möglich ist, wobei vorgesehen ist, das transparente Material des Kerns lokal gezielt unter Verwendung einer Zubereitung lokal in seinen Volumentransmissionseigenschaften zu verändern. Man erhält somit ein Sicherheitselement, umfassend eine Lichtleitstruktur, wobei die Lichtleitstruktur einen transparenten Kern und einen ebenfalls transparenten Mantel umfasst und wobei der Brechungsindex des Kerns größer als der Brechungsindex des Mantels ist, so dass eine Totalreflexion zur Lichtwellenleitung an der Grenzfläche Kern - Mantel stattfinden kann, so dass eine Lichtwellenleitung zu einer Austrittsfläche des Kerns möglich ist, wobei vorgesehen ist, dass eine Volumentransmissionseigenschaft des Kerns lokal modifiziert ist, so dass bei einer Wellenleitung in der Lichtleitstruktur an der Austrittsfläche ein aufgrund der lokal modifizierten Volumentransmissionseigenschaft verursachtes Muster beobachtbar ist. Die Volumentransmissionseigenschaften des Kerns werden vorzugsweise mittels einer lokal aufgebrachten Zubereitung modifiziert.

Besonders bevorzugt wird die Zubereitung mittels eines drucktechnischen Verfahrens aufgebracht. Hierbei kommen alle Druckverfahren in Betracht, mit denen gezielt eine flüssige Zubereitung auf den Kern oder, sofern der Kern bereits von dem Mantel umgeben ist, auf die Lichtleitstruktur aufgebracht werden kann. Als drucktechnische Verfahren kommen Hoch-, Flach-, Tief- und Digitaldruck, insbesondere in den Ausprägungen Offset- und Siebdruck, sowie optische Verfahren mittels Laser, insbesondere Laserbeschriftung, in Betracht.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zubereitung Farbmittel umfasst. Farbmittel umfassen Farbstoffe und Farbpigmente. Bei einer solchen

Ausführungsform werden mittels der Zubereitung in den Kern Farbpartikel eindiffundiert, die die Transmissionseigenschaften lokal verändern, insbesondere eine Transmission für einzelne oder sämtliche Wellenlängen reduzieren. Die lokalen Modifizierungen eines solchen Sicherheitselements umfassen somit eindiffundierte Farbmittel.

Die Modifizierung kann ausgeführt werden, indem eine Seite oder beide Seiten eines beispielsweise flächig ausgebildeten Kerns, welcher beispielsweise eine transparente Kunststofffolie sein kann, mit ein und derselben oder unterschiedlichen Zubereitungen beaufschlagt wird. Ein Aufbringen der Zubereitung oder Zubereitungen auf

unterschiedliche Seiten, vorzugsweise gegenüberliegende Seite des Kerns beschleunigen eine Modifizierung in die Tiefe von der Oberfläche aus betrachtet. Werden beispielsweise Farbmittel lokal in den Kern mittels Diffusion eingebracht, so ist die benötigte Substanz und auch die benötigte Zeit zum Erreichen einer Diffusion der Farbmittel, die beispielsweise eine gesamte Folienschicht lokal durchdringen, reduziert. Als Kernmaterial können transparente sowie eingefärbte transparente Folien verwendet werden. Werden lokal unterschiedliche Farbmittel eindiffundiert, so kann das entstehende Muster beispielsweise darin bestehen, dass unterschiedliche Wellenlängen unterschiedlich hinsichtlich ihrer Transmission durch den Kern eingeschränkt sind und somit ein farbiges Muster beobachtbar ist, sofern in den Kern weißes Licht eingekoppelt wird.

Werden hingegen schwarze Farbmittel verwendet, so ist es möglich, eine Verringerung einer Transmission von Licht sämtlicher Wellenlängen lokal zu erreichen.

Die Volumentransmissionseigenschaften des Kerns können auch über eine Zubereitung lokal modifiziert werden, welche Lösungsmittel umfasst. Hierüber ist es beispielsweise möglich, eine transparente Folie lokal in eine transluzente Folie umzuwandeln, in der lokal diffuse Lichtstreuung auftritt. Bei einer Ausführungsform sind somit die lokalen

Modifizierungen mittels Einwirkung von Lösungsmitteln hergestellt und stellen

transluzente Volumengebiete dar.

Durch die unterschiedlichen lokalen Modifizierungen ist es allgemein möglich, das in dem Kern geleitete Licht zu filtern. Dieses kann eine wellenlängenselektive Filterung oder auch eine wellenlängenunabhängige Filterung sein.

Bei der Herstellung des Sicherheitselements wird es bevorzugt, die lokale Modifikation in dem Kern vorzunehmen, bevor dieser mit dem Mantel beschichtet wird. Der Mantel kann auf beliebige Art und Weise auf den Kern beschichtet werden, beispielsweise als dünne Schicht aufgedruckt werden. Bei anderen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass beispielsweise ein als Folie ausgebildeter Kern nach dem Einbringen der lokalen

Modifizierungen zwischen zwei ebenfalls transparente Folien angeordnet wird, die einen geringeren Brechungsindex aufweisen. Ein Zusammenfügen der den Kern bildenden Folie mit den Mantelfolien kann beispielsweise über eine Lamination erfolgen. Insbesondere ist es auch möglich, den Kern und die Mantelfolien gemeinsam mit weiteren Folien und übrigen Elementen in einem Schritt zu einem Sicherheitsdokument zu laminieren.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird der Kern drucktechnisch oder auf andere Weise, beispielsweise mittels Rakeln, auf eine den Mantel bildende Folie aufgebracht. Ebenso ist es möglich, sowohl den Mantel als auch den Kern mittels aufeinander folgender Beschichtungs- und/oder Druckschritte zu erzeugen. So kann zunächst eine

Mantelschicht auf eine Folie beschichtet werden. Anschließend wird eine weitere Schicht mit einem größeren Brechungsindex als Kernschicht aufgebracht. Nachfolgend wird wieder eine Mantelschicht mit geringerem Brechungsindex als die Kernschicht

aufgebracht. Es versteht sich dass die erste Mantelschicht oder die zweite Mantelschicht oder auch beide Mantelschichten auch durch eine Folie ausgebildet werden können.

Der Mantel weist vorzugsweise einen Brechungsindex auf, der dem der übrigen Folien entspricht.

Um eine Verifikation des durch die modifizierte Lichtleitstruktur geschaffenen

Sicherheitselements zu ermöglichen, ist es notwendig, Licht in den Lichtwellenleiter einzukoppeln. Bei einigen Ausführungsformen ist hierfür eine Lichtquelle in dem

Sicherheitselement vorgesehen. Die Lichtquelle kann jede beliebige Lichtquelle sein, die für eine Lichteinkopplung in den Kern mit diesem lichttechnisch gekoppelt ist. Als

Lichtquellen kommen insbesondere lumineszierende Schichten in Betracht. Hierbei kommen sowohl Photolumineszenz- als auch Elektrolumineszenzschichten in Betracht. Letztere werden über ein Anlegen eines elektrischen Felds zur Aussendung von Licht angeregt. Photolumineszierende Schichten werden über elektromagnetische Strahlung zum Aussenden von Licht angeregt.

Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass Lumineszenzstoffe in ein Volumengebiet des Kerns integriert werden oder der Kern mit einem solchen Gebiet bereitgestellt wird. Ist die Lichtleitstruktur flächig ausgebildet und erstreckt sich beispielsweise über die gesamte Fläche eines Wert- oder Sicherheitsdokuments, in welches es integriert werden soll oder integriert ist, so kann über die Vorder- oder Rückseite eines kartenförmigen Wert- oder Sicherheitsdokuments Licht eingestrahlt werden, um eine Lichtleitung in der

Lichtleitstruktur auszulösen. Alternativ ist es möglich, eine mit Lumineszenzstoffen versehene Folie angrenzend an eine Seitenkante einer flächig ausgebildeten

Lichtleitstruktur anzuordnen, so dass über eine Kante eine Einkopplung von Licht in die Lichtleitstruktur möglich ist und eine Beobachtung des Lichtaustritts an einer

gegenüberliegenden Seitenkante, der Austrittsfläche, vorgenommen werden kann.

Die Lumineszenzstoffe können so ausgebildet sein, dass diese beispielsweise mit sichtbarer, infraroter oder ultravioletter Strahlung angeregt werden. Ferner ist es möglich, dass die erzeugte Lumineszenzstrahlung im sichtbaren oder auch im nicht sichtbaren Wellenlängenbereich liegt, so dass eine Verifikation des Sicherheitselements nur mit Hilfe entsprechender Erfassungseinrichtungen für den entsprechenden Wellenlängenbereich im ultravioletten oder infraroten erfolgen kann. Ferner ist es möglich, unterschiedliche Lumineszenzstoffe in den Kern oder eine andere Lichtquelle einzubringen, so dass die erzeugte Lumineszenzstrahlung Licht unterschiedlicher Wellenlängen umfasst, welches dann durch die lokalen Modifizierungen gegebenenfalls unterschiedlich gefiltert wird.

Ebenso können Lumineszenzstoffe über eine Zubereitung für eine anschließende

Diffusion in den Kern aufgebracht werden, um die lokalen

Volumentransmissionseigenschaften zu verändern.

Besonders vorteilhaft ist es, eine weitere drucktechnisch aufgebrachte Information mit der Lichtleitstruktur in der Weise zu koppeln, dass bei einer Verfälschung oder Veränderung der gedruckten Information ebenfalls eine Veränderung hinsichtlich der

Lichtleiteigenschaften der Lichtleitstruktur auftreten, insbesondere eine Reduktion der Lichtleiteigenschaften oder Lichteinkopplungseigenschaften eintrifft.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist somit vorgesehen, auf oder in eine Oberfläche des Mantels eine visuell wahrnehmbare Information drucktechnisch zu codieren, die eine Lichtwellenleitung im Kern nicht beeinträchtigt, bei deren Entfernung jedoch der Mantel zumindest lokal so beschädigt oder entfernt wird, dass eine Lichtwellenleitung an der Grenze des Kerns dort lokal gestört ist. Besonders bei Ausführungsformen, bei denen der Mantel oder der Kern durch eine dünne Schicht gebildet ist, welche lediglich eine

Schichtstärke aufweist, welche in der Größenordnung des Drei- bis Zwanzigfachen der für die Lichtleitung vorgesehenen Lichtwellenlänge, vorzugsweise des Drei- bis Zehnfachen, noch bevorzugter des Drei- bis Fünffachen dieser Wellenlänge liegt, kann durch ein drucktechnisches Aufbringen einer Information, beispielsweise eines Lichtbilds einer Person, die Information mit der Lichtleitstruktur gekoppelt werden. Wird eine Drucktinte verwendet, die auf derselben chemischen Basis hergestellt ist wie auch die Mantelfläche des Lichtleiters, so kann sich eine nahezu homogene Verbindung zwischen der die aufgedruckte Information enthaltenden Drucktinte und dem Mantelmaterial ergeben. In einem solchen Fall lässt sich die drucktechnische Information in der Regel nicht abtragen, ohne auch die Mantelschicht oder sogar die Kernschicht zu entfernen oder zumindest zu beschädigen. Vorzugsweise wir die drucktechnische Information über jenen Bereich angeordnet, in dem die Lichterzeugung oder Einkopplung in den Lichtwellenleiter erfolgt. Ist der Kern des Lichtwellenleiters beispielsweise nur lokal mit Lumineszenzstoffen oder -pigmenten durchsetzt und nur dieses Gebiet für eine Photolumineszenzanregung vorgesehen, so wird vorzugsweise die Information auf oder in die Mantelfläche über diesem Gebiet, dass auch als Lichtsammeifeld bezeichnet wird, aufgebracht. Findet anschließend eine

Modifikation des Lichtsammelfelds statt, indem beispielsweise Teile des Lichtbilds entfernt und hierbei auch die Mantelschicht lokal zerstört wird, so ist in diesem Bereich eine Lichtwellenleitung über Totalreflexion an der Grenzfläche nicht möglich. Somit fällt zumindest ein Teilbereich des Lichtsammelfelds aus, um Fluoreszenzlicht in den Rest des Kerns zu lenken. Somit wird eine Intensität des beobachtbaren Kantenleuchtens an der Austrittsfläche verringert oder nahezu vollständig unterbunden. Wird die drucktechnische Information in einem Bereich zwischen der Lichtquelle und der Austrittsfläche aufgebracht und bei einer Modifikation die Mantelfläche darunter beschädigt, so kann ein ähnlicher Effekt beobachtet werden, da in diesem Bereich die Lichtwellenleitung über Totalreflexion reduziert oder unterbunden ist und lediglich eine Transmission der parallel zum Kern ausgerichteten Lichtstrahlung stattfinden kann, welche jedoch nur einen sehr geringen Teil der Gesamtlichtintensität darstellt.

Bei einer Ausführungsform sind die Lumineszenzstoffe nur in einem Teilbereich des Kerns angeordnet, um ein Lichtsammeigebiet auszubilden.

Besonders bevorzugt ist die Lichtleitstruktur flächig ausgedehnt und erfolgt eine

Lichtleitung in einer Fläche, besonders bevorzugt über eine Gesamte Fläche eines Wertoder Sicherheitsdokuments, in welches die Lichtleitstruktur integriert wird.

Als bevorzugtes Material für den Kern und den Mantel werden Polymere verwendet, die einen unterschiedlichen Brechungsindex aufweisen. Bevorzugte Polymere sind

Polycarbonat (PC), insbesondere Bisphenol-A-Polycarbonat, Polyethylenterephthalat (PET), deren Derivaten wie Glykol-modifiziertem PET (PETG), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylbutyral (PVB), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyimid (PI), Polyvinylalkohol (PVA), Polystyrol (PS), Polyvinylphenol (PVP),

Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), thermoplatischen Elastomeren (TPE), insbesondere thermoplastischem Polyurethan (TPU), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), sowie deren Derivaten, koextrudierten Folien, welche unter anderen diese Materialien enthalten, sowie Hybridmaterialien, welche unter anderen die oben genannten Materialien enthalten. Besonders bevorzugt ist Polycarbonat. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform bestehen kann und Mantel aus dem gleichen Polymer, wobei unterschiedliche

Brechungsindices durch unterschiedliche Zusatzstoffe erzeugt sind. Hierdurch wird eine besonders innige Verbindung zwischen Mantel und Kern erreicht. Geeignete Zusatzstoffe sind insbesondere Ti0 ₂ mit einem Partikeldurchmesser welcher kleiner als die halbe Wellenlänge, insbesondere kleiner als 100 nm, ist.

Besonders bevorzugt wird das Sicherheitselement als flächig ausgedehntes,

vorzugsweise kartenförmiges, Wert- oder Sicherheitsdokument ausgebildet, wobei die Lichtleitstruktur ausgebildet und in das Sicherheitselement integriert wird, dass in dem Kern eine Lichtleitung parallel zur flächigen Ausdehnung erfolgen kann und die

Austrittsfläche Bestandteil einer Kante des Wert- oder Sicherheitsdokuments ist oder mit der Kante über transparente Materialien verbunden ist.

Um eine Integration in ein Wert- oder Sicherheitsdokument zu erleichtern, ist bei einigen Ausführungsformen vorgesehen, dass das Sicherheitselement als Verbundkörper ausgebildet wird, der zumindest einseitig mit einer Klebstoff Schicht versehen ist, wobei die Klebstoffschicht vorzugsweise thermisch aktivierbar ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter

Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Sicherheitselements;

Fig. 2a eine schematische Draufsicht auf einen Kern zur Kenntlichmachung der drucktechnisch modifizierten Gebiete;

Fig. 2b eine schematische Ansicht einer Kante des Kerns nach Fig. 2a;

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Kante, bei der die lokale Modifizierung über ein Aufbringen einer Zubereitung auf eine Oberfläche eines Kerns bewirkt ist; Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Kante eines Kerns, bei dem eine

Modifizierung durch ein Aufbringen von Zubereitungen auf gegenüberliegende Seitenflächen des Kerns bewirkt ist;

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines

Sicherheitselements;

Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf einen Kern zur Kennzeichnung der modifizierten Bereiche;

Fig. 7 eine schematische Schnittansicht eines Wert- oder Sicherheitsdokuments, in welches der Kern nach Fig. 6 integriert ist; und

Fig. 8 eine schematische Schnittzeichnung durch ein weiteres

Sicherheitsdokument mit einem Sicherheitselement.

In Fig. 1 ist schematisch die Draufsicht auf ein Sicherheitselement 1 gezeigt. Dieses umfasst einen transparenten Kern 2, welcher in der dargestellten Ausführungsform flächig ausgedehnt ist. Anliegend an eine Oberseite 3 des Kerns 2 und eine Unterseite 4 des Kerns 3 ist ein aus Folien 5, 6 bestehender Mantel 7 angeordnet. Die Folien 5, 6 sind ebenfalls transparent. Der transparente Kern 2 weist einen Brechungsindex n-, auf, welcher größer als ein Brechungsindex n ₂ der Folien 5, 6 ist. Somit kann an den

Grenzflächen zwischen dem Kern 2 und den Folien 5, 6 des Mantels 7 eine Totalreflexion auftreten, sofern ein Winkel gemessen gegen eine Oberflächenormale (nicht

eingezeichnet) der Grenzfläche größer als ein kritischer Winkel ist, der von den

Brechungsindizes r n ₂ des transparenten Kerns 2 und der Folien 5, 6 des Mantels 7 abhängig ist. Der transparente Kern 2 und der transparente Mantel 7 bzw. die Folien 5, 6 können klar oder eingefärbt transparent sein.

Vor einem Zusammenfügen des Kerns 2 mit dem Mantel 7 sind lokale Volumengebiete 8- 10 durch ein Aufbringen auf entsprechende hierzu korrespondierte Oberflächenbereiche 1 1 -13 der Oberseite 3 des Kerns modifiziert worden. Auf die Bereiche 1 1 -13 ist eine Zubereitung aufgebracht worden, welche beispielsweise Farbpigmente umfasst. Diese Farbpigmente sind in den Kern von der Oberseite 3 aus in die Volumengebiete 8-10 eindiffundiert. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Menge der aufgebrachten Zubereitung so gewählt, dass die Diffusion sich von der Oberseite 3 um mehr als die Hälfte einer Materialstärke 14 des Kerns 2 in diesen hinein erstreckt sind. Sind die Farbpigmente so gewählt, dass diese beispielsweise schwarz sind und Licht sämtlicher sichtbaren Wellenlängen absorbieren, so wird eine Transparenz für sichtbares Licht in den Volumengebieten 8-10 deutlich reduziert oder auf Null zurückgeführt. Betrachtet man das Sicherheitselement 1 über eine Seitenkante 15, so erhält man ein Lichtmuster, welches zwei helle Felder 16, 17 umfasst, die sich über die gesamte Materialstärke 14 des Kerns 2 erstrecken. Eingegrenzt sind die hellen Felder 16, 17 durch Felder 18-20, deren der Oberseite 3 zugewandte Hälfte jeweils dunkel und deren der Unterseite 4 des Kerns 2 zugewandte Seite hell sind. Das in dem Kern geleitete Licht wird somit aufgrund der veränderten Volumentransmissionseigenschaften in den Volumengebieten 8-10 verändert. Diese Veränderung ist bei einer Betrachtung der Seitenkante 15 während der Lichtleitung in dem Kern 2 zu beobachten und hierüber eine Verifikation des

Sicherheitselements 1 möglich. Bei dieser Ausführungsform ist das Sicherheitselement 1 als Lichtleitstruktur ausgebildet.

In Fig. 2a ist die Draufsicht auf einen weiteren Kern 2 für ein Sicherheitselement dargestellt. Zu erkennen sind Oberflächenbereiche 21 -24, auf die eine oder

unterschiedliche Zubereitungen drucktechnisch aufgebracht werden, um den Kern 2 in seinem Volumen, d.h. in Volumengebieten unterhalb der Oberflächenbereiche 21 -24, lokal in seinen Volumentransmissionseigenschaften zu modifizieren.

In Fig. 2b ist die sich ergebende Ansicht einer Seitenkante 25 des Kerns 2 nach Fig. 2a schematisch dargestellt. Gut zu erkennen sind die zu den Oberflächenbereichen 21 -23 korrespondierenden Volumengebiete 26-28, die sich bei dieser Ausführungsform über eine gesamte Materialstärke 14 des Kerns 2 erstrecken. Zwischen den auch in dieser Ausführung durch die Eindiffusion von Farbpigmenten opak ausgebildeten

Volumengebieten 26-28 verbleiben Lichtkanäle 29, 30, in denen das in dem Kern geleitete Licht sich ungefiltert ausbreiten kann und somit aus der Kante 25 austritt.

Werden andere Farbpigmente verwendet, so kann die Volumentransmissionseigenschaft auch nur für einzelne Wellenlängen verändert sein.

Werden beispielsweise Fluoreszenzpigmente in einzelne Volumengebiete eindiffundiert, so wird in diesen Volumengebieten Fluoreszenzstrahlung bestimmter Wellenlängen erzeugt. Sind die Volumengebiete nahe an jener Kante angeordnet, über welche eine Betrachtung des Sicherheitselements vorgenommen wird, so tritt Licht dieser Wellenlänge fast ausschließlich oder zumindest mit einer höheren Intensität aus jenen Bereichen der Kante aus, die an diese modifizierten Volumengebiete angrenzen.

In Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht eines Kerns dargestellt, der hinsichtlich seiner Volumentransmissionseigenschaften verändert worden ist, indem auf die Oberseite 3 eine Zubereitung aufgebracht worden ist und eine Eindiffusion von der Oberseite aus stattgefunden hat. In einem an die Oberseite angrenzenden Gebiet ist eine Transmission verändert.

Im Gegensatz hierzu ist in Fig. 4 eine schematische Schnittansicht durch den Kern 2 dargestellt, der hinsichtlich seiner Volumentransmissionseigenschaften modifiziert worden ist, indem sowohl über die Oberseite 3 als auch über die Unterseite 4 eine Diffusion ins Volumen des Kerns stattgefunden hat. Bei dieser Ausführungsform ist die Diffusion so ausgeführt, dass sich diese jeweils nur etwa um ein Drittel einer Materialstärke des gesamten Kerns in das Volumen des Kerns erstreckt.

In Fig. 5 ist schematisch ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Sicherheitselements beschrieben. Zunächst wird der Kern in Form einer Kernfolie bereitgestellt 41 . Anschließend werden auf einzelne Bereiche der Kernfolie vorzugsweise drucktechnisch eine oder mehrere Zubereitungen aufgebracht 42. Diese umfassen beispielsweise Farbpigmente oder auch Lösungsmittel, um den Kern über eine

Eindiffusion der Farbpigmente oder ein Anlösen mittels des Lösungsmittels in

Volumengebieten lokal zu modifizieren. Ein großer Vorteil besteht darin, dass nahezu kein Material auf die Kernfolie aufträgt bzw. von dieser entfernt wird, so dass deren

geometrische Abmessungen unverändert oder nahezu unverändert bleiben. Dieses ermöglicht eine problemlose Einbringung des Kerns in ein Wert- oder

Sicherheitsdokument bzw. eine einfache Beschichtung mit einem Mantel und/oder einer Ummantelung.

Wie angedeutet können die lokalen Volumenmodifikationen durch ein Eindiffundieren von Farbpigmenten erfolgen 43 oder auch durch ein Anlösen des Kerns 44. Ebenso ist es jedoch auch möglich, Fluoreszenzpigmente einzudiffundieren 45. Diese können zum einen verwendet werden, um in dem Kern zu einer lokalen Filterung beizutragen, indem eingekoppeltes Licht absorbiert und anschließend in Licht einer anderen Wellenlänge umgewandelt wird. Ebenso ist es jedoch auch möglich, diese Fluoreszenz- oder

Phosphoreszenzpigmente zu verwenden, um überhaupt eine Lichteinkopplung in den Kern als Lichtleiter zu bewirken. Hierbei werden die Fluoreszenzpigmente dann über externe Strahlung, die beispielsweise senkrecht zu einer Oberfläche einer flächig ausgebildeten Kernfolie eingestrahlt wird, angeregt. Die Fluoreszenz- und/oder

Phosphoreszenzpigmente senden dann Licht aus, welches für die Lichtleitung in dem Sicherheitselement vorgesehen ist. Alternativ kann selbstverständlich auch die bereitgestellte Kernfolie bereits Luminesszenzelemente enthalten. Ebenso ist es möglich, andere Lichtquellen mit dem Kern lichttechnisch zu koppeln.

Nachdem der Kern modifiziert worden ist, wird der Kern bei der Ausführungsform des beschriebenen Verfahrens mit dem Mantel beschichtet 46. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem drucktechnisch transparentes Kunststoff material aufgedruckt wird, dessen Brechungsindex geringer als der Brechungsindex des Kerns ist. Bei anderen

Ausführungsformen wird die Kernfolie zwischen transparente Mantelfolien geschichtet und mit diesen beispielsweise über eine Lamination verbunden. Dieses ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Kernfolie mit den Mantelfolien und weiteren Folien in einem

Arbeitsschritt direkt zu einem Dokumentkörper zusammengefügt werden 46'. Wird jedoch das Sicherheitselement als Verbundkörper bei der Herstellung eines Wert- oder

Sicherheitsdokuments in dieses integriert, so ist es vorteilhaft, das Sicherheitselement einseitig mit einer Klebeschicht zu versehen 47, die vorzugsweise thermisch aktivierbar ist.

Bei einer alternativen Ausführungsform dient eine Folie oder eine auf einer Folie aufgebrachte Schicht als eine Mantelschicht. Hierauf wird dann eine weitere Schicht als Kern, beispielsweise mittels Rakeln, aufgebracht. Die übrigen Schritte können dann analog zu den Schritten 42 bis 47 gemäß der Ausführungsform nach Fig. 5 ausgeführt werden.

In Fig. 6 ist schematisch die Draufsicht auf eine Kernfolie 2 dargestellt. Gekennzeichnet sind Bereiche 51 und 52, auf die Zubereitungen aufgebracht werden, um darunterliegende Volumengebiete des Kerns zu modifizieren. Während in das Volumengebiet unter dem Bereich 51 Lumineszenzpartikel eindiffundiert werden, um ein Lichtsammeigebiet auszubilden, werden in das Volumengebiet unter dem Bereich 52 Farbpartikel, beispielsweise schwarze Farbpigmente, eindiffundiert.

In Fig. 7 ist ein Wert- oder Sicherheitsdokument 61 schematisch gezeigt, in welches der Kern 2 nach Fig. 6 integriert ist. Angrenzend an den Kern 2 sind Mantelschichten 62, 63 ausgebildet. Diese sind beispielsweise drucktechnisch auf den Kern aufgebracht. Im Bereich oberhalb des Lichtsammeigebiets 64, welches zu dem Oberflächenbereich 51 bzw. dem darunterliegenden Volumengebiet korrespondiert, ist auf die Mantelschicht 62 eine weitere Druckschicht 65 zur Codierung einer Information, beispielsweise eines Lichtbilds, aufgebracht. Ein Brechungsindex der Drucktinte ist vorzugsweise angepasst an den Brechungsindex der Mantelschicht 62. Vorzugsweise ist die Drucktinte, mit der die Druckschicht 65 ausgebildet ist, aus auf Basis desselben Kunststoffmaterials gebildet, mit dem die Mantelschicht 62 auf den Kern 2 aufgedruckt ist. Das so erstellte

Sicherheitselement 66 ist mit weiteren Folien 67-69, die zusätzliche Druckschichten 70, 71 umfassen können, zu einem Dokumentkörper 72 des Sicherheitsdokuments 61 zusammengefügt, vorzugsweise über einen Laminationsvorgang. Über eine Einstrahlung von Licht 76 durch eine Oberfläche 73, 74 im Bereich des Lichtsammeigebiets 64 ist es möglich, Fluoreszenzlicht 77 in dem Kern 2 zu erzeugen, welche sich über eine

Lichtleitung in dem Kern zu einer Austrittskante 75 geleitet wird. Während das für die Anregung verwendete Licht 76 als Primärlicht bezeichnet werden kann, wird in dem Kern 2 durch die Lumineszenzstoffe erzeugte Fluoreszenzlicht77, das als Sekundärlicht bezeichnet wird, zu der Austrittskante 75 geleitet. In einem Volumengebiet 78, welches zu dem Volumengebiet unterhalb des Bereichs 52 nach Fig. 6 korrespondiert, wird eine Lichttransmission im Volumen des Kerns 2 unterbunden, so dass ein Lichtaustritt aus der Austrittskante 75 des Sicherheitselements 66 nicht über die gesamte Fläche dieselbe Intensität aufweist, sondern im Bereich angrenzend an das Volumengebiet 78 keinen oder einen deutlich verringerten Lichtaustritt zeigt.

Wird bei der Ausführungsform nach Fig. 7 das Lichtbild Beim Fälschen des Wert- oder Sicherheitsdokuments 61 ausgetauscht, so wird mit der Druckschicht 65 auch die

Mantelschicht 62 lokal zerstört. Somit kann ein Teil des Sekundärlichts 77, das in dem Lichtsammeigebiet 64 erzeugt wird und für eine Wellenleitung im Bereich des Lichtbilds an der Mantelschicht über eine Totalreflexion wieder in den Kern 2 zurückgelenkt werden müsste nicht reflektiert werden, so dass dieser Sekundärlichtanteil aus dem Sicherheitsdokument 61 über dessen Oberseite 73 austritt und nicht über die

Austrittsfläche 75.

In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform des Sicherheitsdokuments 81 gezeigt, in dem eine Lichtleitstruktur 82 integriert ist. Diese umfasst einen Kern 2, der mit einem Mantel 7 versehen ist, sowie Volumengebiete 83, die eine Transmissionseigenschaft abweichend von der des Rests des Kerns 2 aufweisen. Mit der Lichtleitstruktur 82 ist eine Lichtquelle 84 gekoppelt, die beispielsweise durch opake Folienabschnitte 85 verdeckt ist. Hierbei kann es sich um jede beliebige Lichtquelle handeln, die beispielsweise durch von au ßen zugeführte Energie in Form von Strom oder eines elektromagnetischen Wechselfelds aktivierbar ist. Beispielsweise kann es sich um eine organische Leuchtdiode handeln. Das Licht der Lichtquelle 84 wird in dem Kern zur Lichtleitung eingekoppelt und durch die Volumengebiete 83 gefiltert, so dass an einer Austrittskante 86 ein durch die

Volumengebiete entstandenes Filtermuster beobachtbar ist.

Es versteht sich, dass lediglich beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind.

Bezugszeichenliste

1 Sicherheitselement

2 Kern

3 Oberseite des Kerns

4 Unterseite des Kerns

5, 6 Folien

7 Mantel

8-10 Volumengebiete

1 1 -13 Oberflächenbereiche

14 Materialstärke

15 Seitenkante

16, 17 helle Felder

18-20 (halbdunkle) Felder

21 -24 Oberflächenbereiche

25 Seitenkante

26-28 Volumengebiete

29, 30 Lichtkanäle

41 -47 Verfahrensschritte

51 , 52 Bereiche

61 Wert- oder Sicherheitsdokument

62, 63 Mantelschichten

64 Lichtsammeigebiet

65 Druckschicht

66 Sicherheitselement

67-69 weitere Folien

70, 71 zusätzliche Druckschichten

72 Dokumentkörper

73, 74 Oberfläche

75 Austrittskante

76 Licht

77 Fluorenszenzlicht

78 Volumengebiet

81 weitere Ausführungsform des Sicherheitsdokuments

82 Lichtleitstruktur Volumengebiete Lichtquelle

opake Folienabschnitte Austrittskante