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Title:
SECURITY ELEMENT HAVING RELIEF STRUCTURE AND PRODUCTION METHOD THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/184715
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a security element (S) for producing security documents, such as bank notes, checks, or the like, which shows a theme in front of a background, which has a relief structure (7, 10, 12-14, 16, 17), which covers a theme region (1, 4) of the security element (S) and provides the theme there and covers a background region (2) of the security element (S) and provides the background there, wherein there is an outline (3), which delimits the theme from the background, which is also formed by the relief structure, wherein the relief structure (12, 14 and 17) of the outline differs from the relief structure (10, 13, 16a) of the theme region and the relief structure (7, 16b) of the background region (2) such that there is a brightness and/or color contrast between the outline (3), on the one hand, and the theme region (1, 4) and background region (2), on the other.

Inventors:
LOCHBIHLER HANS (DE)
FUHSE CHRISTIAN (DE)
GERHARDT THOMAS (DE)
SCHERER MAIK RUDOLF JOHANN (DE)
AMTHOR FALK (DE)
RAHM MICHAEL (DE)
PFEIFFER MATTHIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/000100
Publication Date:
October 11, 2018
Filing Date:
March 19, 2018
Export Citation:
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Assignee:
GIESECKE DEVRIENT CURRENCY TECH GMBH (DE)
International Classes:
B42D25/23; B42D25/324; B42D25/24; B42D25/29; B42D25/328; B42D25/351; B42D25/373; B42D25/425; B42D25/45
Domestic Patent References:
WO2013091858A12013-06-27
WO2011029602A22011-03-17
WO1997019820A11997-06-05
WO2013053435A12013-04-18
WO2012156049A12012-11-22
WO2013091858A92014-04-17
WO2008080499A12008-07-10
WO2006026975A22006-03-16
Foreign References:
DE102008046128A12010-03-11
EP1434695B12005-02-02
EP2453269A12012-05-16
US9188716B22015-11-17
DE102014011425A12016-02-04
DE102010049617A12012-04-26
EP1562758B12006-04-12
DE102010047250A12011-06-09
Other References:
H. LOCHBIHLER: "Colored images generated by metallic sub-wavelength gratings", OPT. EXPRESS, vol. 17, 2009, pages 12189 - 12196, XP055365719, DOI: doi:https://doi.org/10.1364/OE.17.012189
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Sicherheitselement zur Herstellung von Wertdokumenten, wie Bank- noten, Schecks oder dergleichen, das ein Motiv vor einem Hintergrund zeigt, wobei das Sicherheitselement (S) eine Reliefstruktur (7, 10, 12, 13, 14, 16, 17) aufweist, die einen Motivbereich (1, 4) des Sicherheitselements (S) bedeckt und dort das Motiv bereitstellt und einen Hintergrundbereich (2) des Sicherheitselements (S) bedeckt und dort den Hintergrund bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umrisslinienbereich (3) vorgesehen ist, der den Motivbereich (1, 4) gegen den Hinter grundbereich (2) abgrenzt und der ebenfalls durch die Reliefstruktur gebildet ist, wobei die Reliefstruktur (12, 14, 17) des Umrisslinienbereichs sich von der Reliefstruktur (12, 13, 16a) des Motivbereiches (1, 4) und der Reliefstruktur (7, 16) des Hintergrundbereichs (2) unterscheidet, so dass ein Helligkeits- und/ oder Farbkontrast zwischen Umrisslinienbereich (3) einerseits und Motivbereich (1, 4) und Hinter grundbereich (2) andererseits besteht.

2. Sicherheitselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefstruktur (12, 14) des Umrisslinienbereichs (3) ein Subwellenlängen- gitter aufweist.

3. Sicherheitselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Motivbereich (1, 4) und Hintergrundbereich (2) ansonsten frei von Subwel- lengittern sind.

4. Sicherheitselement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefstruktur des Umrisslinienbereichs (3) eine Mottenaugenstruk- tur (14) aufweist. - 2 -

5. Sicherheitselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Motivbereich (1, 4) und Hintergrundbereich (2) ansonsten frei von Motten- augenstrukturen sind. 6. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefstruktur (12, 14) des Umrisslinienbereiches (3) Mikrokavitäten aufweist.

7. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Reliefstruktur des Umrisslinienbereichs (3) eine Mik- rospiegelstruktur aufweist.

8. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefstruktur des Umrisslinienbereichs (3) eine Ho- logrammstruktur aufweist.

9. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefstruktur des Umrisslinienbereichs (3) Retrore- flexionsstrukturen aufweist.

10. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefstruktur des Umrisslinienbereichs (3) metallisch, hochbrechend oder mit einem farbeffekterzeugenden Schichtverbund beschichtet ist.

11. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefstruktur den Umrisslinienbereich (3) mit einer Strukturierung des Umrisslinienbereichs (3) bildet.

12. Sicherheitselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung des Umrisslinienbereichs (3) Unterbrechungen des Umrisslinienbereichs (3) und/ oder mit dem bloßen Auge nicht erkenn- oder auflösbaren Mikrotext oder Informationen umfasst.

13. Wertdokument mit einem Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 12.

14. Herstellungsverfahren für ein Sicherheitselement (S) zur Herstellung von Wertdokumenten, wie Banknoten, Schecks oder dergleichen, das ein

Motiv vor einem Hintergrund zeigt, wobei eine Reliefstruktur (7, 10, 12, 13, 14, 16, 17) erzeugt wird, die einen Motivbereich (1, 4) des Sicherheitselements (S) bedeckt und dort das Motiv bereitstellt und einen Hintergrundbereich (2) des Sicherheitselements (S) bedeckt und dort den Hintergrund bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umrisslinienbereich (3) vorgesehen wird, der den Motivbereich (1, 4) gegen den Hintergrundbereich (2) abgrenzt und der ebenfalls durch die Reliefstruktur gebildet wird, wobei die Reliefstruktur (12, 14, 17) des Umrisslinienbereichs (3) sich von der Reliefstruktur (10, 13, 16a) des Motivbereiches (1, 4) und der Relief struktur (7, 16b) des Hinter- grundbereichs (2) unterscheidet, so dass ein Helligkeits- und/ oder Farbkontrast zwischen Umrisslinienbereich (3) einerseits und Motivbereich und Hintergrundbereich (2) andererseits besteht.

15. Herstellungsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 hergestellt wird.

Description:
S i c h e r he i ts e l e me n t m i t R e l i e f str u k t u r u n d H e r s te l l u n g sv erf a hr e n hi e rf ü r

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitselement zur Herstellung von Wertdokumenten, wie Banknoten, Schecks oder dergleichen, das ein Motiv vor einem Hintergrund zeigt, wobei das Sicherheitselement eine Reliefstruktur aufweist, die einen Motivbereich des Sicherheitselements bedeckt und dort das Motiv bereitstellt und einen Hintergrundbereich des Sicherheit- selements bedeckt und dort den Hintergrund bereitstellt.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Wertdokument mit einem Sicherheitselement. Die Erfindung bezieht sich schließlich auch auf ein Herstellungsverfahren für ein Sicherheitselement zur Herstellung von Wertdokumenten, wie Banknoten, Schecks oder dergleichen, das ein Motiv vor einem Hintergrund zeigt, wobei eine Reliefstruktur erzeugt wird, die einen Motivbereich des Sicherheitselements bedeckt und dort das Motiv bereitstellt und einen Hinter- grundbereich des Sicherheitselements bedeckt und dort den Hintergrund bereitstellt.

Sicherheitsmerkmale für Banknoten enthalten Motive, wie beispielsweise Symbole, Bilder oder Echtfarbenbilder, welche eine besonders gute Erkenn- barkeit und Fälschungssicherheit erreichen sollen. Solche Motive sind beispielsweise aus folgenden Veröffentlichungen bekannt: H. Lochbihler,„Co- lored images generated by metallic sub-wavelength gratings", Opt. Express, Vol.17, Seiten 12189-12196, 2009; WO 2012/156049 AI; EP 1434695 Bl; EP 2453269 AI; WO 2013/091858 A9; US 9188716 B2 und DE 102014011425 AI. Motive mit solchen Sicherheitselementen sind jedoch verbesserungswürdig, was die Erkennbarkeit bei schlechten Lichtbedingungen angeht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitselement, ein Wertdokument und ein Herstellverfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die Erkennbarkeit gesteigert ist. Zugleich sollte eine einfache Herstellung möglich sein.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen 1, 10 und 11 definiert.

Das Sicherheitselement zur Herstellung von Wertdokumenten, wie Banknoten, Schecks oder dergleichen, das ein Motiv vor einem Hintergrund zeigt, weist eine Reliefstruktur auf, die einen Motivbereich des Sicherheitselements bedeckt und dort das Motiv bereitstellt und einen Hintergrundbereich des Sicherheitselements bedeckt und dort den Hintergrund bereitstellt; zusätzlich ist ein Umrisslinienbereich vorgesehen, der den Motivbereich gegen den Hintergrundbereich abgrenzt und der ebenfalls durch die Reliefstruktur gebildet ist, wobei die Reliefstruktur des Umrisslinienbereichs sich von der Reliefstruktur des Motivbereiches und der des Hintergrundbereichs unter- scheidet, so dass ein Helligkeits- und/ oder Farbkontrast zwischen Umrisslinienbereich einerseits und Motivbereich und Hintergrundbereich andererseits besteht.

Im Herstellungsverfahren für ein Sicherheitselement zur Herstellung von Wertdokumenten, wie Banknoten, Schecks oder dergleichen, das ein Motiv vor einem Hintergrund zeigt, wird eine Reliefstruktur erzeugt, die einen Motivbereich des Sicherheitselements bedeckt und dort das Motiv bereitstellt und einen Hintergrundbereich des Sicherheitselements bedeckt und dort den Hintergrund bereitstellt, und ein Umrisslinienbereich vorgesehen, der den Motivbereich gegen den Hintergrundbereich abgrenzt und der ebenfalls durch die Reliefstruktur gebildet wird, wobei die Reliefstruktur des Umrisslinienbereichs sich von der Reliefstruktur des Motivbereiches und der des Hintergrundbereichs unterscheidet, so dass ein Helligkeits- und/ oder Farb- kontrast zwischen Umrisslinienbereich einerseits und Motivbereich und Hintergrundbereich andererseits besteht.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass das Motiv leichter erkennbar ist, wenn es durch eine kontrastreiche Umrisslinie vom Hintergrund ab- gegrenzt ist. Um einen besonders guten Kontrast zu erreichen und die Herstellbarkeit zu erleichtern, wird die Umrisslinie ebenfalls durch die Reliefstruktur definiert, die sich jedoch im Umrisslinienbereich vom Motivbereich und dem Hintergrundbereich unterscheidet, so dass ein Helligkeitsund/oder Farbkontrast zwischen dem Umrisslinienbereich einerseits und dem Motivbereich und dem Hintergrundbereich andererseits besteht. Durch dieses Vorgehen werden Passerungsanforderungen, die beispielsweise beim herkömmlichen Drucken einer Umrisslinie mit kontrastreicher Farbe entstünden, umgangen. Zugleich kann die Umrisslinie so gestaltet werden, dass der maximale Kontrast zum Motiv sowie zum Hintergrund erreicht wird, d.h. es ist beispielsweise auch eine helle Umrisslinie einfach möglich. Die Erfindung erhöht somit für einen Betrachter die Wahrnehmbarkeit des Motivs deutlich.

Der Kontrast zwischen Umrisslinienbereich und Motivbereich sowie Hinter- grundbereich kann beispielsweise durch entsprechende Wahl der Profilgeometrie der Reliefstruktur erreicht werden. Die Reliefstrukturen sind in der Regel beschichtet, z.B. metallisch, hochbrechend oder mit einem farb- effekterzeugenden Schichtverbund, wie er z.B. aus WO 2008/080499 AI bekannt ist. Zum Erzeugen von Motiven sind aus dem Stand der Technik ver- schiedene Reliefstrukturen bekannt, d.h. mit diesen Reliefstrukturen kann ein Kontrast zwischen Motivbereich einerseits und Hintergrundbereich andererseits erreicht werden. Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise Reliefstrukturen mit Mikrospiegeln bekannt (vgl. DE 102010049617 AI). Die- se Mikrospiegel können in Pixeln angeordnet sein, die jeweils gleich orientierte Mikrospiegel aufweisen. Weiter können Fresnelstrukturen (vgl.

EP 1562758 Bl) verwendet werden oder auch mit Mikrospiegeln kombiniert werden. Für Mikrospiegel sind Reliefhöhen von 1 μιτι bis maximal 100 μιη bekannt und laterale Abmessungen von unter 10 μπι bis unter 100 μπι. Eine weitere bekannte Reliefstruktur zum Erzeugen eines Motivs sind Hologrammgitter in Form von Reliefhologrammen. Sie bestehen aus metallisierten Relief strukturen mit Gitterperioden von 500 nm bis 2 μπι und sind so angeordnet, dass ein Betrachter ein Motiv oder ein Echtfarbenbild in der ersten Beugungsordnung wahrnimmt. Die US 9188716 Bl verwendet Reli- efstrukturen in Form von Retroreflexionsstrukturen zum Erzeugen farbiger Motive. Zum Erzeugen eines Motivs oder des Hintergrunds sind weiter ein- oder zweidimensionale Subwellenlängengitter bekannt, beispielsweise aus der Veröffentlichung H. Lochbihler,„Colored images generated by metallic sub-wavelength gratings", Opt. Express, Vol. 17, Seiten 12189-12196, 2009, oder der WO 2012/156049. Durch pixel weise Anordnung von Relief strukturen mit unterschiedlichen Profilparametern können Echtfarbenbilder in der nullten Beugungsordnung erzeugt werden, die ebenfalls zur Erzeugung eines Motivs vor einem Hintergrund verwendet werden können. Weiter ist es möglich, mit der Aneinanderreihung von bestimmten Reliefstrukturen, bei- spielsweise Mikrostrukturen, Bewegungseffekte in einem Bild hervorzurufen (vgl. DE 102010047250 AI). All diese verschiedenen Reliefstrukturen können im Rahmen der vorliegenden Erfindung zur Erzeugung des Motivs und des Hintergrunds, d.h. im Motivbereich und dem Hintergrundbereich und zur Erzeugung der Umrisslinie verwendet und kombiniert werden. Natürlich kann für Hintergrundbereich und Motivbereich und Umrisslinie jeweils eine andere Reliefstruktur verwendet werden. Entscheidend ist es, dass ein optisch mit dem unbewaffneten Auge wahrnehmbarer Kontrast zwischen Umrisslinienbereich und Motivbereich sowie zwischen Umrisslinienbereich und Hintergrundbereich besteht. Ein weiteres Beispiel für Subwellenlängenstruk- turen sind sogenannte Mottenaugenstrukturen (vgl. WO 2006/026975 A2 und EP 2453269 AI). Die Erzeugung farbiger Motive kann dadurch erfolgen, dass eine Reliefstruktur angefärbt wird. In einer Weiterbildung kann der Umrisslinienbereich mit einer Strukturierung ausgestattet werden, indem die Reliefstruktur entsprechend gestaltet wird. Die Strukturierung kann eine Unterbrechung des Umrisslinienbereichs bedeuten und/ oder mit bloßem Auge nicht erkennbaren Mikrotext oder Informationen umfassen.

Bei dem Umrisslinienbereich kann es sich auch um eine Konturlinie innerhalb eines komplexen Motivs handeln. Ein komplexes Motiv besteht aus mehreren Motivbestandteilen, wobei einer der Motivbestandteile in der optischen Wahrnehmung gegenüber dem anderen als Hintergrund zu verstehen ist, so dass der Umrisslinienbereich den Hintergrundbereich, also einen Motivbereich des komplexen Motivs, gegen einen anderen Motivbereich des komplexen Motivs abgrenzt. Der Umrisslinienbereich kann in speziellen Ausführungsformen auch unstrukturiert sein. Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren beispielshalber noch näher erläutert, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale zeigen. In den Zeichnungen zeigt: eine Draufsicht auf ein Sicherheitselement mit mehreren Motiven vor einem Hintergrund, wobei Umrisslinien die Motive gegen den Hintergrund abgrenzen, Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung durch das Sicherheitselement S mit drei Bereichen I bis III entsprechend dem Motivbereich, dem Umrisslinienbereich und dem Hintergrundbereich des Sicherheitselementes der Fig. 1, Fig. 3 eine Darstellung ähnlich der Fig. 2, wobei andere Reliefstrukturen für Motivbereich, Hintergrundbereich und Umrisslinienbereich verwendet werden, und

. 4 eine Darstellung ähnlich der Fig. 2 und 3, wobei wiederum andere Reliefstrukturen für Motivbereich, Hintergrundbereich und Umrisslinienbereich zum Einsatz kommen.

Fig. 1 zeigt ein Sicherheitselement S, das als Motiv einen Kolibri mit einer Jahreszahl vor einem strukturierten Hintergrund darstellt. Ein Motivbereich 1 und ein Hintergrundbereich 2 sind durch unterschiedliche Relief strukturen gebildet, welche in Reflexion einen optischen Kontrast ausbilden, so dass das Motiv mit dem unbewaffneten Auge wahrgenommen werden kann. Das Motiv ist durch eine schmale Umrisslinie vom Hintergrund abgegrenzt. Die Jahreszahl ist ebenfalls durch eine Umrisslinie vom Hintergrund abgehoben. Die Umrisslinien in Umrisslinienbereichen 3 sind ebenfalls durch Reliefstrukturen erzeugt, welche so gestaltet sind, dass sie einen Kontrast sowohl zum Motivbereich 1, 4 als auch zum Hintergrundbereich 2 bilden. Dies erhöht für einen Betrachter die Wahrnehmbarkeit der Motive deutlich. Der Motivbereich 1, 4 und der Hintergrundbereich 2 sind durch Reliefstrukturen gebildet, welche beispielsweise metallisiert und in ein Dielektrikum eingebettet sind. Gleiches gilt für die Umrisslinie 3. Der Kontrast zwischen den verschiedenen Bereichen entsteht durch entsprechende Wahl der Profilgeometrie der Reliefstruktur.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung für Beispiele solcher Reliefstrukturen. Dabei entspricht der Bereich I dem Motivbereich 1 oder 4, der Bereich II dem Hintergrundbereich 2 und der Bereich III dem Umrisslinienbereich 3. Das Sicherheitselement S ist auf einer Substratfolie 5 ausgebildet, auf welcher eine Prägelackschicht 6 aufgebracht wurde, in die die Reliefstruktur eingebracht wurde, die dann metallisiert wurde. Eine Decklackschicht 8 und eine Deckfolie 9 komplettieren das Sicherheitselement S, das beispielsweise einen Fensterbereich einer Banknote überspannen kann. Sowohl der Bereich I als auch der Bereich II sind in der Ausführungsform der Hologrammgitter 7, 10 mit sinusförmigem Profil gebildet. Die Hologrammgitter 7 und 10 unterscheiden sich in ihrer Ausgestaltung hinsichtlich des von ihnen erzeugten Bildes. Der kontrastierende Umrisslinienbereich 3 ist durch ein Subwellenlängengitter 12 im Bereich III realisiert. Das Subwellenlängen- gitter 12 kann ein- oder auch zweidimensional periodisch sein. Es erzeugt einen Kontrast sowohl gegenüber dem Hologrammgitter 7 als auch gegenüber dem Hologrammgitter 10 und hebt somit als Umrisslinie das Motiv, das durch den Motivbereich 1, 4 gebildet ist, vor dem Hintergrund, welcher durch den Hintergrundbereich 2 gebildet ist, hervor.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, um zu veranschaulichen, dass die Reliefstrukturen in den Bereichen I, II und III in großen Bereichen frei wählbar sind, solange ein Kontrast zwischen den Bereichen I und II besteht und ein Kontrast zwischen dem Bereich III und den Bereichen I und II gegeben ist. In der Ausführungsform der Fig. 3 ist der Hintergrundbereich 2 unterschiedlich gestaltet. Er ist zum einen, d.h. in einigen Abschnitten, durch das Hologrammgitter 7 gebildet und zum anderen, d.h. in anderen Abschnitten, durch eine glatte Fläche 15. Der Motivbereich ist durch eine Mikrospiegelan- Ordnung 13 realisiert. Die Umrisslinienbereiche sind mit lichtabsorbierenden Mottenaugenstrukturen 14 in den Bereichen III gefüllt.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Umrisslinienbereich eine helle Umrandung realisiert. Die Bereiche I und II sind hier mit transmissiven Ho- logrammgittern ausgestaltet, wie sie beispielsweise aus der DE 102014011425 AI bekannt sind. Sie haben neben der nullten Beugungsordnung 0. O. und der ersten Beugungsordnung 1. O. auch zusätzlich eine Wirkung in Transmission, d.h. einfallende Strahlung E wird nicht nur reflektiert als reflektierte Strahlung R, wie dies in den Ausführungsformen der Fig. 2 und 3 der Fall war, sondern auch als transmittierte Strahlung T teilweise transmittiert. Auf diese Weise ist auch ein Durchlichtmotiv möglich. Im Bereich III wird dies mit einem konventionellen Hologrammgitter kombiniert, welches nach der Metallisierung opak ist. Auf diese Weise wird in Draufsicht eine Abgrenzung des Motivbereichs 1, 4 gegen den Hintergrundbereich 2 erreicht, die eine hel- le Umrisslinie bewirkt. Die Struktur der Fig. 4 zeigt auch in Transmission ein Motiv. In dieser Betrachtungsweise erscheint die Umrisslinie, d.h. der Bereich III dunkel und verstärkt die Erkennbarkeit dieses Motivs. Diese Kontrastveränderungen in Transmission können ganz allgemein durch opake Umrisslinien realisiert werden. Hierfür eignen sich Reliefstrukturen die me- tallisiert sind und ein Profil haben, welches ein Aspektverhältnis, d. h. ein Verhältnis von Tiefe zu Periode von unter 0,4 haben. Besondere Beispiele sind glatte metallisierte Flächen, Mikrospiegelanordnungen, Mattstrukturen oder konventionelle holographische Strukturen etc. Transmissive Strukturen können insbesondere solche sein, wie sie in der eingangs genannten Veröf- fentlichung von Lochbihler, Opt. Express, oder aus der WO 2012/156049 bekannt sind. Solche transmissiven Strukturen erscheinen allgemein in Reflexion dunkler als opake metallische Strukturen mit niedrigem Aspektverhältnis, da der transmittierte Lichtanteil die Reflexion vermindert. Daher verbessern diese flachen Strukturen als helle Umrisslinien die Wahrnehmung des Motivs in Reflexion deutlich.

Die Ausführungsformen der Fig. 2 bis 4 zeigen natürlich nur beispielhaft die laterale Anordnung unterschiedlicher Reliefstrukturen in den Bereichen I bis III. Es sind gleichermaßen andere Kombinationen von Mikrospiegelanord- nungen, fresnelartigen Strukturen, μ-Linsen, Hologrammgittern, Retrorefle- xionsstrukturen, ein- oder zweidimensionalen Subwellenlängengittern bzw. Mottenaugenstrukturen und Mikrokavitäten möglich, welche für einen Betrachter einen Helligkeits- und/ oder Farbkontrast zwischen den jeweiligen Bereichen bereitstellen.

Es ist auch möglich, dunkle Strukturen in den Umrisslinienbereichen bereitzustellen. Solche erscheinen aus unterschiedlichen, bevorzugt allen Betrachtungsrichtungen dunkel. Hierfür eignen sich besonders die in Fig. 3 verwen- deten Mottenaugenstrukturen 14. Aus der Literatur sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, solche Mottenaugenstrukturen 14 zu erzeugen. Exemplarisch wird auf die bereits genannte WO 2006/026975 A2 oder die EP 1434695 Bl verwiesen. Diese Veröffentlichungen schildern metallisch bedampfte Random-Oberflächen, welche eine Brechzahlgradientenschicht ausbilden und eine gute Absorptionswirkung haben. Die Strukturtiefe liegt hierbei bevorzugt bei mehr als 50 nm und der mittlere Abstand benachbarter Erhebungen liegt unter 500 nm, daher der Name Subwellenlängenstrukturen. Solche Random-Oberflächen können aus Kunststoffsubstraten, z.B. PMMA, mit einem Plasmaätzprozess erzeugt werden. Alternativ können auch perio- disch angeordnete Mottenaugenstrukturen eingesetzt werden. Ferner ist es bekannt, dass Mottenaugenstrukturen, welche mit einem Multilayer, z.B. einer sogenannten Color-Shift-Beschichtung überzogen sind, kontrastreiche dunkle Farben liefern (vgl. EP 2453269 AI). Auch Strukturen, welche einen mittleren Abstand größer als 500 nm haben, können nach einer Metallisierung eine hohe Absorptionswirkung zeigen. Solche sogenannten Mikrokavi- täten haben bevorzugt eine halbsphärische Vertiefung mit einem Verhältnis von Tiefe zu Aperturweite über 0,5 und sind beispielsweise hexagonal oder orthogonal nebeneinander angeordnet. Aus der EP 1434695 Bl ist eine Mot- tenaugenstruktur bekannt, welche durch ein metallisiertes Kreuzgitter mit einer Periode von unter 420 nm gebildet ist. Auch kann zur Lichtabsorption ein zweidimensional periodisches Subwellenlängengitter eingesetzt werden, wie es beispielsweise in der WO 2012/156049 AI beschrieben ist. Dieses Gitter eignet sich auch zur Farbfilterung. Die Geometrieparameter des Gitters können so gewählt werden, dass es zu maximaler Lichtabsorption kommt und die mittlere Reflexion unter 20 %, bevorzugt unter 10 % liegt.

Die Abgrenzung zwischen Hintergrundbereich, Motivbereich und Umrisslinienbereich kann durch solche als Farbfilter wirkende Strukturen erreicht werden. Diese müssen dabei nicht unbedingt schwarz sein, sondern können auch in einer anderen Farbe erscheinen, z.B. Rot oder Blau. Dunkle Farben sind für die Erkennbarkeit des Motivs jedoch vorteilhaft. Diese genannten metallischen Subwellenlängenstrukturen zeigen eine erhöhte Lichtabsorption im sichtbaren Spektralbereich, zum Teil durch eine resonante Licht- absorption, welche zu einer Farbigkeit der Reflexion führen. Ein hoher Kontrast zwischen dem Umrisslinienbereich und dem Motivbereich bzw. Hintergrundbereich ist gewährleistet, da die mittlere Absorption im sichtbaren Wellenlängenbereich stets höher ist, als die von spiegelglatten Oberflächen, wie z.B. Mikrospiegeln. Alternativ können diese Strukturen auch aus einigen Richtungen nicht dunkel sein. So kann man beispielsweise den Umrisslinienbereich ebenfalls durch Mikrospiegel füllen, die alle gleich orientiert sind und dann nur unter einem Winkel gleichzeitig hell aufleuchten. Dies hat zwar den Nachteil, dass die Bereiche III dann unter einem bestimmten Win- kel (unerwünscht) hell aufleuchten, unter diesem Winkel also der Umrisslinienbereich unter bestimmten Umständen nicht die Abgrenzung zwischen Motiv und Hintergrund bewirkt, man erhält für diesen Nachteil jedoch eine technisch besonders leichte Realisierbarkeit, da keine weiteren Strukturen neben Mikrospiegeln hergestellt werden müssen, insbesondere keine Nano- strukturen. Es ist dann möglich, die Relief strukturen für Hintergrundbereich, Umrisslinienbereich und Motivbereich ausschließlich durch Mikrospiegel auszuführen, wobei sich nur die Orientierung der Mikrospiegel zwischen den einzelnen Bereichen ändert. Vorteilhaft wählt man den Winkel des unerwünschten Aufleuchtens dieser Bereiche so, dass es möglichst wenig auf- fällt, beispielsweise können in diesem Bereich alle Spiegel maximal nach unten orientiert sein, so dass nur bei sehr schrägem Einblick der Aufleuchtef- fekt eintritt. Alternativ kann eine Verkippung in Ost/ West-Richtung mit extrem weit beispielsweise nach Osten orientierter Ausrichtung der Mikrospiegel gewählt werden.

Zur Ausbildung heller Umrisslinien eignen sich Reliefstrukturen mit niedrigem Aspektverhältnis. Nach der Metallisierung sind solche Strukturen in Transmission weitgehend opak und erscheinen für einen Betrachter in Reflexion hell. Besonders eignen sich hierfür Mikrospiegel, Hologrammgitter, Ret- roreflexionstrukturen und ebene Flächen.

Bei Verwendung von Color-Shift-Beschichtung kann die Reliefstruktur die Color-Shift-Farbe im Umrisslinienbereich verändern, um die Abgrenzung zu bewirken. Zur guten Erkennbarkeit beträgt die mittlere Helligkeit des Umrisslinienbereichs weniger als 50% der mittleren Helligkeit des Motivbereichs sowie des Hintergrundbereichs in Reflexion und optional auch in Transmission. Alternativ ist die mittlere Helligkeit des Umrisslinienbereichs mehr als 20% höher als die des Motivbereichs sowie des Hintergrundbereichs in Reflexion und optional auch in Transmission.

In Motivbereich sowie Hintergrundbereich sind bevorzugt Mikrospiegel, Hologrammgitter und/ oder Sägezahngitter verwendet, im Umrisslinienbe- reich Sub Wellenlängenstrukturen (insbesondere f arbfilternde oder Mottenaugen), Hologrammgitter und/ oder Mattstrukturen.

Die Reliefstruktur wird bevorzugt mit lithographischen Verfahren, z.B. einer e-Beam Anlage oder einer Laserschreibanlage, welche beispielsweise mit ei- nem Zwei-Photonenabsorptionsprozess arbeitet, hergestellt. Alternativ kann sie in einem zweistufigen lithographischen Prozess erzeugt werden. In einem ersten Schritt wird eine Nanostrukturierung vorgenommen. Dies erfolgt zum Beispiel durch einen elektronenstrahllithographischen Prozess. Alternativ kommen auch Laserstrahlinterferenz verfahren in Frage. Aperiodische Mot- tenaugenstrukturen können außerdem durch Plasmaätzen oder durch Strukturieren mit ultrakurzen Laserpulsen erzeugt werden. In einem Folgeschritt wird ein solches Original oder eine Kopie davon mit Photolack eingeebnet. Hierzu eignen sich vor allem Spincoating- oder Dip-Coating-erfahren. Dann wird die Reliefstruktur in einem photolithographischen Schritt in den Photo- lack geschrieben und die gewünschten Bereiche der Strukturen werden freibelichtet. Dieser Prozess kann mit Hilfe eines Laserwriters im Direktbelich- tungsverfahren erfolgen. Das so entstandene Original kann anschließend galvanisch oder unter Verwendung von Photopolymeren (z.B. Ormocere) umkopiert werden. Die Oberflächenstruktur eines auf diese Weise hergesteil- ten Stempels kann nun durch ein Step-and-Repeat- Verfahren auf einer größeren Fläche nebeneinander vervielfältigt werden. Durch galvanische Ab- formung dieses auf der Fläche replizierten Originals kann davon ein Prägezylinder hergestellt werden. Schließlich kann die Struktur in einem kontinu- ierlichen Rolle-zu-Rolle-Prozess auf Folie geprägt werden. Hierbei kommen Nanoimprint- Verfahren wie Heißprägen oder Prägen in UV-härtbare Materialien in Frage. Schließlich wird die geprägte Folie metallisch bedampft. Die gängigen Bedampfungsverfahren sind Elektronenstrahl-Bedampfen, thermisches Verdampfen oder Sputtern. Als metallisches Material können Metalle, wie z.B. Aluminium, Silber, Kupfer, Palladium, Gold, Chrom, Nickel, Eisen, Kobalt und/ oder Wolfram sowie deren Legierungen eingesetzt werden. Nach dem Bedampfen wird die Struktur optional einkaschiert und mit der Deckfolie 9 geschützt. Statt einer einfachen Metallbeschichtung kann die Reliefstruktur auch mit einer Mehrfachschicht überzogen werden. Hierzu kommen insbesondere sogenannte Color-Shift-Beschichtungen in Frage, welche aus einer halbtransparenten Metallschicht, einer dielektrischen Abstandsschicht und einer darunter befindlichen metallischen Spiegelschicht bestehen. Als Dielektrika eignen sich insbesondere S1O2, MgF 2 , Ta 2 Os, ZnS und Polymere. Als weitere Alternative kommt eine dielektrische Beschich- tung mit einem hochbrechenden Material in Frage. Wenn zusätzlich demetallisierte Bereiche auf dem Folienelement gefordert sind, wird vor dem Bedampfen auf den gewünschten Bereichen Waschfarbe aufgedruckt und diese dann nach dem Bedampfen entfernt. Alternativ können diese Bereiche auch mit Laserdemetallisierung oder nasschemischen Ätzverfahren erzeugt wer- den.

In einer weiteren Ausführungsform ist ein Motiv (z.B. in Form einer Kordel) mit einem Bewegungseffekt versehen. Der Motivbereich 1, 4 ist durch eine Aneinanderreihung von MikroSpiegeln erzeugt und weist einen„Rolling Bar"-Effekt auf, wie sie z. B. aus DE 102010047250 AI bekannt sind, bei denen sich beim Kippen helle Balken auf und ab bewegen. Die Bewegungen mehrerer Balken können gleich oder auch gegenläufig sein. Solche Motive sind mit Umrisslinien deutlich besser zu erkennen, da ein Betrachter sonst unter Umständen nur ein„Durcheinander" heller Lichtreflexe sähe. Der Umrisslinienbereich macht die eigentliche Form für einen Betrachter gut sichtbar. Er kann z. B. durch farbfilternde Subwellenlängenstrukturen oder - falls eine dunkle Kontur gewünscht ist - durch Mottenaugenstrukturen realisiert sein. In besonders vorteilhaften Varianten können die Mikrospiegel mit einer farbkippenden Beschichtung (z.B. Dreifachschichtaufbau mit der Abfolge Absorber, Dielektrikum, Reflektor) versehen sein. Besonders vorteilhaft ändern die Reliefstrukturen im Umrisslinienbereich den Farbeindruck dieser Beschichtung, z. B. durch geeignete Subwellenlängenstrukturen. So lassen sich nicht nur helle oder dunkle Umrisslinien, sondern insbesondere auch Umrisslinien mit einer anderen Farbe als der Farbe innerhalb der Bewegungseffekte erzeugen.

Ein weiterer Effekt, der sich insbesondere mit Subwellenlängenstrukturen im Umrisslinienbereich erzeugen lässt, ist eine höhere Transmission. Metallische Subwellenlängengitter, welche eine ausgeprägte Transmission aufweisen, zeigen einen deutlichen Kontrast gegenüber ebenen Flächen, Hologrammgittern oder Mikrospiegelstrukturen. Insbesondere bei der Verwendung von Mottenaugenstrukturen im Umrisslinienbereich erscheint dieser in Aufsicht dunkel und in Durchsicht (z.B. bei Verwendung in einem Banknotenfenster) hell. Bei farbkippenden Beschichtungen (insbesondere z.B. auch mit zwei dünnen Absorberschichten, also dem Aufbau Absorber, Dielektrikum, Absorber) und/ oder Verwendung f arbfilternder Subwellenlängenstrukturen im Umrisslinienbereich kann sich die Farbe des Umrisslinienbereichs von der Farbe des Motivbereichs mit Bewegungseffekt in Auf- und Durchsicht unter- scheiden. Auch der Umrisslinienbereich selbst kann dabei in Auf- und Durchlicht verschiedene Farben zeigen.

B e z u gs z e i c he n

1, 4 Motivbereich

2 Hintergrundbereich

3 Umrisslinienbereich

5 Substratfolie

6 Prägelackschicht

7 Hologrammstruktur

8 Deckschicht

9 Deckfolie

10 Hologrammstruktur

12 Subwellenlängengitter

13 Mikrospiegelstruktur

14 Mottenaugenstruktur

15 glatter Bereich

16 transmissives Hologrammgitter

17 opakes Hologrammgitter

S Sicherheitselement

E einfallende Strahlung

R reflektierte Strahlung

T transmittierte Strahlung

0. O. Nullte Ordnung

l.O. Erste Ordnung

I-III Bereich