Sicherheitselement mit einem elektrisch stimulierbaren polarisationsabhangigen Volumenhologramm und Verfahren zu dessen Herstellung

Die Erfindung betrifft Sicherheitselemente, die ein elektrisch stimulierbares Hologramm umfassen sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung Die Sicherheitselemente dienen dazu, ein Sicherheits- und/oder Wertdokument gegen Fälschung und/oder Kopieren zu sichern Eine Art von Sicherheitselementen umfasst Volumenhologramme In einem Volumenhologramm sind Informationen gespeichert, die oftmals auch individualisierende Angaben, beispielsweise Seriennummern, Ausweisnummern, biometrische Daten, geografische Daten, Bilder (Passbilder), usw , enthalten Diese Informationen können in Klarschrift bzw Bildform oder optisch codiert bzw maschinenlesbar in dem Hologramm gespeichert sein

Ein mögliches Verfahren zur Herstellung von Hologrammen mit individualisierenden Angaben ist beispielsweise in der Literaturstelle EP 0 896 260 A2 beschrieben Die Grundzuge werden im Folgenden kurz erläutert Zunächst wird ein Hologrammmaster, der als Hologramm ausgebildet ist, hergestellt Dann wird der Hologrammmaster hinter ein holografisches Aufzeichnungsmateπal positioniert, beispielsweise in flächigen Kontakt, gegebenenfalls getrennt durch eine Schutzfoiie Kohärentes Licht, beispielsweise 3L.3 einem Laser, wird auf die dem Hologrammmaster abgewandte Seite des holografischen Aufzeichnungsmateπals eingestrahlt, typischerweise mit definierter Wellenlange und definiertem Inzidenzwinkel, gegebenenfalls nach Maßgabe des vom Hologrammmaster zu rekonstruierenden holografischen Musters Es durchdringt das holografische Aufzeichnungsmateπal und wird vom Hologrammmaster gebeugt bzw reflektiert, wobei sich das Hologramm durch Interferenz mit dem einfallenden Licht in dem holografischen Aufzeichπungsmateπal abbildet und durch photochemische oder photophysikahsche Prozesse im holografischen Aufzeichnungsmateπal speichert Dabei kann der Hologrammmaster so ausgelegt sein, dass er für mehrere Wellenlangen empfindlich ist und diese entsprechend beugt bzw reflektiert Auch andere geometrische Anordnungen als die hier Beschriebene sind möglich

Ferner kann ein solches Kontaktkopierverfahren auch mit Hologrammmastern ausgeführt werden, die kein Hologramm sind Solche Hologrammmaster können beispielsweise eine sagezahnartige oder schuppenartige Struktur aufweisen, wie sie aus der DE 2007 06796 U1 bekannt sind

Eine Individualisierung des Hologramms kann über eine Modulation des verwendeten Lichts erfolgen. Aus der Praxis sind Spatial Light Modulatoren in Form von Liquid Crystal Displays (LCD) bekannt. Die Funktionsweise ähnelt hierbei einer Projektion eines Dias, wobei der Spatial Light Modulator anstelle des Dias tritt. Aus der Praxis sind des weiteren digitale Projektoren bekannt, die beispielsweise einen Digital Micro Mirror Device (DMD) oder einen Liquid Crystal on Silicon (LCoS) als Spatial Light Modulator umfassen.

Alternativ kann eine Individualisierung über individuell bedruckte Folien vorgenommen werden, die ahnlich zu einem Diapositiv in dem Strahlengang des kohärenten Lichts, ggf. auch innig mit dem holografischen Material verbunden, angeordnet werden

Eine Belichtung des Hologramms kann mit Licht einer Wellenlänge (einfarbig) oder mit unterschiedlichen Wellenlängen (farbig) erfolgen. Hierbei können in den unterschiedlichen Wellenlangen unterschiedliche Individualisierungsmuster in das Hologramm gespeichert werden.

Um eine Fälschungssicherheit und/oder Manipulationssicherheit von Sicherheitselementen mit einem Volumenhologramm weiter zu steigern, sind Sicherheitselemente bekannt, die eine veränderte optische Rekonstruktion bei Einwirkung einer externen Anregung aufweisen. In der WO 2007/042176 A1 ist beispielsweise ein interaktives Sicherheitselement beschrieben, dass mindestens ein Volumenhologramm umfasst. Das Volumenhologramm reagiert auf mindestens eine äußere Anregung und zeigt einen definierten optischen Effekt in Form einer Abbildung, wobei der optische Effekt in Form der Abbildung vorzugsweise für unterschiedliche Betrachtungswinkel unterschiedlich ist und die unterschiedlichen Abbildungen zumindest dann beobachtbar sind, wenn die externe Anregung angewendet worden ist. Ferner sind ein Verfahren zur Verifikation des interaktiven Sicherheitselements sowie eine Anwendung als öffentliches Merkmal für Sicherheitsprodukte, beispielsweise Banknoten, Reisepässe, Identifikationsdokumente, Eintrittskarten, usw , beschrieben

Aus der WO 00/62104 A1 sind ein System und ein Verfahren zur Modulation einer Lichtintensität bekannt. Beschrieben ist ein Lichtintensitätsmodulator, der ein Hologramm verwendet Bei einer Ausführungsform umfasst der Lichtintensitätsmodulator einen elektrischen Schaltkreis und ein holografisches optisches Element, welches ein Hologramm umfasst. Das holografische optische Element ist elektrisch mit einer variablen Spannung verknüpft und empfängt diese, die von dem elektrischen Schaltkreis erzeugt ist. Zusätzlich empfängt das holografische optische Element einfallendes Licht einer Lichtquelle. Das

holografische optische Element empfangt und beugt das einfallende Licht, um erstes und zweites Ausgabehcht zu erzeugen Eine Intensität des ersten Ausgabelichts variiert direkt mit einer Große der Spannung Das erste und zweite Ausgabehcht schließen einen von Null verschiedenen Winkel zwischen einander ein Bei dem beschriebenen System wird beim Anlegen einer Wechselspannung ein Brechungsindex in einem polymerdispergierten Flussigkπstall verändert

Aus der US 6,821 ,457 B1 ist ein photopolymeπsierbares Material bekannt, welches eine Einschrittaufzeichnung eines Volumenhologramms gestattet, dessen Eigenschaften elektrisch gesteuert werden können Ein polymerdispergiertes Flussigknstall umfasst eine homogene Mischung aus einem nematischen Flussigknstall und einem multifunktionalen Pentaacrylmonomer in Kombination mit einem Photoinitiator, Co-Inιtιator und einem Vernetzungsmittel Das vorgeschlagene Material kann ein Interferenzmuster als Hologramm speichern Hierbei werden deutlich getrennte Flussigkπstalldomanen und ausgehartete Polymerdomanen geschaffen Volumentransmissionsgitter, die mit dem neuen Material hergestellt sind, können elektrisch zwischen einer nahezu hundertprozentigen Beugungseffizienz und einer nahezu nullprozentigen Beugungseffizienz geschaltet werden

Die bekannten Sicherheitselemente und/oder -matenal'en gestatten es zwar, elektrisch stimulierbare Hologramme herzustellen, jedoch lassen sich insbesondere komplizierte holografische Strukturen, die gegebenenfalls eine Mehrfachbelichtung eines holografischen Aufzeichnungsmateπals erfordern, nicht realisieren

Technisches Problem der Erfindung

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein verbessertes Sicherheitselement oder ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements zu schaffen, welches über eine angelegte Spannung stimulierbar ist, um einen optisch wahrnehmbaren Effekt auszulosen, wobei nicht speziell an eine elektrische Stimulation angepasste Volumenhologramme verwendet werden können

Definitionen

Ein Sicherheitselement ist eine bauliche Einheit, die zumindest ein Sicherheitsmerkmai umfasst Ein Sicherheitselement kann eine selbststandige bauliche Einheit sein, die mit einem Sicherheits- und/oder Wertdokument verbunden, beispielsweise verklebt, werden

kann, es kann sich aber auch um einen integralen Bestandteil eines Sicherheits- und/oder Wertdokumentes handeln Ein Beispiel für Erstes ist ein auf ein Sicherheits- und/oder Wertdokument aufklebbares Visum Em Beispiel für Letzteres ist ein in einen Geldschein oder einen Ausweis integriertes, beispielsweise einlaminiertes Hologramm

Ein Sicherheitsmerkmai ist eine Struktur, die nur mit (gegenüber einfachem Kopieren) erhöhtem Aufwand oder gar nicht unautorisiert herstellbar bzw reproduzierbar ist

Ein Muster besteht typischerweise aus einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Mustereinheiten bzw Pixel Die Mustereinheiten bzw Pixel eines Musters sind einander zugeordnet und in definierter Weise lateral zueinander angeordnet, typischerweise in zwei Raumdimensionen Die Mustereinheiten sind in der Regel gleich beschaffen Sie können jedoch auch unterschiedlich, beispielsweise unterschiedlich groß oder unregelmäßig angeordnet, sein

Als Sicherheits- und/oder Wertdokumente seien lediglich beispielhaft genannt Personalausweise, Reisepasse, ID-Karten, Zugangskontrollausweise, Visa, Steuerzeichen, Tickets, Fuhrerscheine, Kraftfahrzeugpapiere, Banknoten, Schecks, Postwertzeichen, Kreditkarten, Bankkarten, beliebige ChiDkarten und HaftPtikptten (z B zu ^r Produktsicherung) Solche Sicherheits- und/oder Wertdokumente weisen typischerweise mindestens ein Substrat, mindestens eine Druckschicht und optional eine transparente Deckschicht auf Ein Substrat ist eine Tragerstruktur, auf welche die Druckschicht mit Informationen, Bildern, Mustern und dergleichen aufgebracht wird Als Materialien für ein Substrat kommen alle fachublichen Werkstoffe auf Papier- und/oder Kunststoffbasis in Frage

Ein Spatial Light Modulator (SLM) erlaubt eine zweidimensional ortsaufgeloste Beleuchtung bzw Bestrahlung eines meist flächigen Gegenstandes mit modulierter Intensität und/oder Phase Hierbei kann es sich beispielsweise um einen DMD (Digital Micro Mirror Device) Chip, ein LCD (Liquid Crystal Display) Transmissionsdisplay oder ein LCoS (Liquid Crystal on Silicon) Display handeln Allen ist gemeinsam, dass eine Vielzahl von SLM-Pixeln gebildet ist, wobei jedes SLM-Pixel unabhängig von anderen SLM-Pixeln aktivierbar oder deaktivierbar ist (auch Zwischenstufen sind möglich), wodurch durch entsprechende Ansteuerung der SLM-Pixel sich Muster oder Bilder projizieren lassen Durch die freie Ansteuerbarkeit können auch ohne weiteres verschiedene Bilder oder Muster in zeitlicher Folge hintereinander generiert werden, beispielsweise in Form eines Passfotos

Ein Code bzw Muster ist individualisierend, wenn er einzigartig für eine Person oder einen Gegenstand oder eine Gruppe von Personen oder Gegenstanden aus einer größeren Gesamtmenge an Personen oder Gegenstanden ist Em 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 das Passbild Eine Seriennummer eines Ausweises ist hingegen für diesen ein individualisierendes Merkmal Ein für eine Gruppe von Geldscheinen innerhalb der Gesamtmenge der Geldscheine individualisierender Code ist die Wertigkeit Für einen Geldschein individualisierend ist die Seriennummer Beispiele für nicht individualisierende Codes bzw Muster sind Wappen, Siegel, Hoheitszeichen, etc für Sicherheit oder Wertdokumente eines Hoheitsgebiets Als personalisierende Informationen werden solche angesehen, die einer Person zuordenbare Informationen umfassen Diese können beispielsweise Bildinformationen, beispielsweise ein Passbild, ein Fingerabdruck usw , oder alphanumerische Zeichenfolgen, wie einen Namen, eine Adresse, einen Wohnort, ein Geburtsdatum usw , umfassen

Ein holografisches Aufzeichnungsmateπal ist ^p ine Schicht aus e^em Material, welches photosensitiv ist, und in welcher sich Holografien durch irreversible, aber auch reversible photochemische und/oder photophysikahsche Prozesse im Wege der Belichtung speichern lassen Alle bekannten Materialien können eingesetzt werden, so dass auf die Fachliteratur des Durchschnittsfachmannes verwiesen werden kann Lediglich beispielhaft seien die in der Holografie üblichen Photopolymere genannt

Der Begriff der Farbe wird im Rahmen der Erfindung als eine Wellenlange oder ein eng begrenztes Wellenlangenintervall bzw eine Spektrallinie verstanden Mischfarben weisen mehrere verschiedene Wellenlangen bzw Spektrallinien auf Der Begriff der Farbe umfasst daher neben dem sichtbaren Bereich auch UV und IR

Flussigkπstalle sind Substanzen, die in einer Phase vorliegen, welche zum einen fluide Eigenschaften wie eine Flüssigkeit aufweist, andererseits jedoch optische Eigenschaften, beispielsweise eine Doppelbrechung, aufweist, wie diese für Kristalle typisch sind

Nematische Flussigknstalle sind jene, die in einer so genannten nematischen Phase vorliegen, bei der sich die einzelnen Moleküle (Flussigknstalle) entlang ihrer Molekulachse

ausrichten Eine Unterform der nematischen Phase ist die cholestensche, die eine nematische Ordnung mit sich kontinuierlich drehender Vorzugsorientierung aufweist Dies bedeutet, dass sich eine langreichweitige helikale Uberstruktur ergibt

Als eine Flussigkristallzelle wird eine funktionelle Einheit aufgefasst, die zwischen Ausrichtungsschichten angeordnete Flussigkπstaile sowie zugeordnete Elektroden umfasst, zwischen denen eine Spannung angelegt werden kann, so dass sich über das sich ergebende elektrische Feld eine Beeinflussung der kollektiven optischen Eigenschaften der Flussigknstalle ergibt Insbesondere kann eine Ausrichtung der Flussigknstalle beeinflusst werden, welche einen Einfluss auf die polarisierenden Eigenschaften der Flussigkristallzelle hat Die Flussigkristallzelle muss nicht als monolithische Baueinheit ausgeführt sein Die einzelnen Bestandteile müssen nicht alle unmittelbar aneinander angrenzen Zwischen einer oder beiden Elektroden und den Ausrichtungsschichten sowie den Flussigkπstallen können andere Elemente, die nicht zur Flussigkristallzelle gehören, angeordnet sein

Eine Ausrichtungsschicht ist eine Entitat, die eine Ausrichtung von an diese Ausrichtungsschicht angrenzenden Flussigkristallen beeinflusst Die Ausrichtungsschicht kann eine speziell behandelte Oberflache einer anderen baulichen Einheit, beispielsweise eines Substrats oder einer Elektrode sein

Grundzuge der Erfindung und bevorzugte Ausfuhrungsform

Die Erfindung schafft ein Sicherheitselement, umfassend mindestens eine Flussigkeitskristallzelle, welche zwischen zwei einander gegenüberliegend angeordneten Ausrichtungsschichten angeordnete Flussigknstalle umfasst, wobei die den Flussigkristallen zugewandten Oberflachen der Ausrichtungsschichten so beschaffen sind, dass sich die Flussigknstalle, d h die Moleküle eines Flussigkπstallmediums, in einem feldfreien Grundzustand helixartig ausrichten, wobei der mindestens einen Flussigkeitskristallzelle zwei Elektroden zugeordnet sind, zwischen denen ein elektrisches Feld anlegbar ist, bei dessen Existenz ein Umschaltzustand eintritt, bei dem sich die Flussigknstalle umorientieren, und auf einer Lichtemfallseite der Flussigknstalle der mindestens einen Flussigkristallzelle ein Polarisationsfilter angeordnet ist, wobei vorgesehen ist, auf einer der Lichtemfallseite gegenüberliegenden Lichtausfallseite der Flussigknstalle der mindestens einen Flussigkeitskristallzelle mindestens ein Hologramm anzuordnen, dessen Rekonstruktion von einem Polansationszustand des zur Rekonstruktion verwendeten Lichts abhangig ist Dies bedeutet, dass beispielsweise insbesondere eine Beugungseffizienz des Hologramms von

einem Polaπsationszustand des Lichts abhangig ist Da die Flussigkπstallzelle eine Polansationsrichtung des durchtretenden Lichts beeinflusst, kann über eine änderung der optischen Eigenschaft der Flussigkπstallzelle eine änderung der beobachtbaren und/oder nachweisbaren Rekonstruktion erreicht werden Eine Flussigkeitskπstallzelle ist so ausgebildet, dass sie durch die Zelle hindurch tretendes polarisiertes Licht im feldfreien Grundzustand verändert In dem Umschaltzustand richten sich die Flussigkπstalle (in der Regel Moleküle) parallel zu dem elektrischen Feld aus In diesem Zustand kann das Licht durch die Flussigkeitsknstallzelle hindurchtreten, ohne dass dessen Polaπsationszustand verändert wird Ist das an einer Lichtausfallseite der Flussigkπstalle der Flussigkeitsknstallzelle angeordnete mindestens eine Hologramm so ausgebildet, dass dessen Beugungseffizienz von dem Polaπsationswinkel des einfallenden Rekonstruktionslichts abhangig ist, so kann über eine Beeinflussung der Polarisation des auftreffenden Lichts durch ein elektrisch induziertes Umschalten zwischen dem Grundzustand und dem Umschaltzustand eine Rekonstruktion des Hologramms elektrisch schaltend beeinflusst werden

Hierbei wird eine Flussigkeitsknstallzelle vorteilhafterweise so ausgestaltet, dass linear polarisiertes Licht, welches auf der Lichteinfallseite in die Flussigknstalle der Flussigkeitsknstallzelle einfallt im Polaπsationszustand so verändert wird, dass eine Polansationsrichtung gemessen quer zur Ausbreitungsrichtung um einen Winkel von 90° oder 270° gedreht wird Dies bedeutet, dass der elektrische Feldvektor des Lichts in der Flussigkeitsknstallzelle um 90° oder 270° gedreht wird Es ergibt sich für den Fachmann, dass eine zusätzliche Drehung des elektrischen Feldvektors um ein Vielfaches von 180° jeweils im Wesentlichen dasselbe bewirkt Da polaπsationsabhangige Hologramme eine cos ² θ-Abhangιgkeιt vom Polaπsationswinkel, gemessen in einer Ebene senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Lichts relativ zur Beugungsebene, aufweisen, wird durch eine änderung der Polansationsrichtung um 90°, 270° bei einer geeigneten Ausrichtung des Hologramms relativ zu der ursprünglichen Polaπsationsrichtung des Lichts ein maximaler Unterschied bei der Beugungseffizienz optimalerweise zwischen null Prozent und einem Maximum, vorzugsweise von mehr als 90 Prozent, oder umgekehrt bewirkt Wird durch den Polarisationsfilter vor der Lichteinfallseite der Flussigknstalle der Flussigkeitsknstallzelle beispielsweise linear polarisiertes Licht erzeugt, so wird dessen elektrischer Vektor, d h die Polaπsationsrichtung, um beispielsweise 270° beim Durchtreten durch die Flussigkπstallzelle im Grundzustand gedreht Das mindestens eine Hologramm ist nun vorzugsweise so ausgerichtet, dass es von diesem Licht optimal rekonstruiert wird, d h eine maximale Beugungseffizienz aufweist Befindet sich die Flussigknstallzelle hingegen im

Umschaltzustand, so wird eine Polarisationsπchtung des linearpolaπsierten Lichts nicht verändert Dies bedeutet, das aus der Flussigkπstallzelle austretende Licht ist senkrecht polarisiert zu dem Licht, welches im Grundzustand aus der Flussigkπstallzelle austritt Aufgrund der polaπsationsabhangigen Rekonstruktion, welche einer cos ² θ-Abhangιgkeιt folgt, ist die Beugungseffizienz für dieses Licht minimal Man erhalt somit ein Sicherheitsmerkmai, bei dem die Rekonstruktion des Hologramms abhangig von dem Zustand der Flussigkπstallzelle des Sicherheitselementes ist Durch ein Anlegen einer geeigneten Spannung lasst sich somit ein einfach wahrzunehmender optischer Effekt auslosen, der zur Verifikation hinsichtlich einer Echtheit und/oder einer Unversehrtheit des Sicherheitsmerkmais verwendet werden kann

Grundsätzlich können auch andere als so genannte verdrillte nematische Flussigkπstallzellen (twisted nematic, TN), beispielsweise STN-Flussigkπstallzellen (Super-Twisted-Nematic, STN), DSTN-Flussigkristallzellen (Double-Super-Twist-Nematic, DSTN), PDLC- Flussigkπstallzellen (Polymer-Dispersed-Liquid-Cπstall, PDLC) usw eingesetzt werden Aufgrund der Polaπsationsabhangigkeit des Volumenhologramms kann gegenüber den sonst üblichen Anordnungen jedoch auf einer Lichtausfallseite ein Polarisationsfilter eingespart werden

Ein Verfahren zum Erzeugen eines Sicherheitselements sieht vor, dass mindestens eine Flussigknstallzelle, welche zwischen zwei einander gegenüberliegend angeordneten Ausrichtungsschichten angeordnete Flussigknstalle umfasst, wobei die den Flussigknstallen zugewandten Oberflachen der Ausrichtungsschichten so beschaffen sind, dass sich die Flussigknstalle in einem feldfreien Grundzustand helixartig ausrichten, und sich die Flussigknstalle in einem ein elektrisches Feld aufweisenden Umschaltzustand umorientieren, zwischen zwei der mindestens einen Flussigknstallzelle zugeordneten Elektroden angeordnet wird, zwischen denen das elektrische Feld zum Erzeugen des Umschaltzustands anlegbar ist, und vor einer Lichtemfallseite der Flussigknstalle der Flussigknstallzelle ein Polarisationsfilter angeordnet wird, wobei vorgesehen ist, dass auf einer Lichtemfallseite gegenüberliegenden Lichtausfallseite der Flussigknstalle der mindestens einen Flussigknstallzelle mindestens ein Hologramm angeordnet wird, dessen Rekonstruktion von einem Polansationszustand des Lichts abhangig ist Ein so hergestelltes Sicherheitsmerkmal kann beispielsweise in ein Sicherheits- und/oder Wertdokument integriert werden, um dieses gegenüber Fälschungen zu sichern Dieses kann beispielsweise durch ein Einlamimeren und/oder ein Aufkleben oder auf beliebig andere Art und Weise erfolgen Formulierungen wie „vor der Lichtemfallseite" oder „auf einer Lichtemfallseite gegenüberliegenden

Lichtausfallseite der Flüssigkristalle der mindestens einen Flüssigkristallzelle" sollen jeweils einen Bereich vor bzw. hinter der Lichteinfallseite bzw. Lichtausfallseite der Flüssigkristalle bezeichnen. Hierbei muss eine vor, hinter und/oder auf einer Lichteinfall oder einer Lichtausfallseite angeordnete Einheit nicht unmittelbar an die Flüssigkristalle angrenzen. Vielmehr können ein oder mehrere Elemente, beispielsweise eine Elektrode, zwischen den Flüssigkristallen und der entsprechenden Einheit angeordnet sein.

Die beschriebene Ausführungsform der Erfindung weist ein unterschiedliches Rekonstruktionsverhalten des Hologramms im Grundzustand und im Umschaltzustand der Flüssigkristallzelle auf, auch ohne dass zwischen der Lichtausfallseite der Flüssigkristalle der Flüssigkristallzelle und dem mindestens einen Hologramm ein Polarisationsfilter angeordnet ist, wie dies sonst bei handelsüblichen Flüssigkristallanzeigen üblich ist. Bei diesen ist vor der Lichteinfallseite der Flüssigkristalle der Flüssigkristallzelle und "hinter" der Lichtausfallseite der Flüssigkristalle der Flüssigkristallzelle jeweils ein Polarisationsfilter angeordnet. Diese sind zueinander in ausgewählter Weise orientiert. Bei einer Ausführungsform, bei der die Polarisationsfilter zueinander parallel ausgerichtet sind, wird Licht durch die Anordnung nur im Umschaltzustand transmittiert. Im Grundzustand hingegen tritt aus dem zweiten Polarisationsfilter kein Licht aus. Hierbei ist angenommen, dass die Polarisation des Lichts beim Durchtreten durch die Flüssigkristallzelle im Gruπdzustand urn 90° gedreht wird. Sind die Polarisationsfilter hingegen zueinander gekreuzt, d. h. orthogonal orientiert, tritt durch die Anordnung aus Polarisationsfiltern und Flüssigkristallzelle im Grundzustand Licht aus und im Umschaltzustand hingegen keines. Die Anordnung nach dem Stand der Technik ist dann im Grundzustand intransparent. Bei der beschriebenen Vorrichtung gemäß der Erfindung tritt hingegen in dem Falle, dass das Licht nicht für eine Rekonstruktion optimal oder korrekt polarisiert ist, Licht durch das mindestens eine Hologramm aus. Dies bedeutet aber zusätzlich auch, das Licht, welches nicht unter einem optimalen Rekonstruktionswinkel für das mindestens eine Hologramm auf dieses auftrifft, durch dieses hindurch tritt, so dass gegebenenfalls hinter dem mindestens einen Hologramm angeordnete Informationen, beispielsweise auf eine darunter liegende Schicht aufgedruckte Zeichen, Muster, Texte, usw., für einen Betrachter sichtbar sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist somit das mindestens eine Hologramm relativ zu dem Polarisationsfilter so ausgerichtet und je mindestens eine Flüssigkristallzelle so ausgestaltet, dass das mindestens eine Hologramm in dem feldfreien Grundzustand der Flüssigkristallzelle eine maximale Beugungseffizienz und in dem Umschaltzustand der Flüssigkristallzelle eine minimale Beugungseffizienz aufweist. Eine andere Ausgestaltung

sieht genau das Gegenteil vor, dass das mindestens eine Hologramm in dem feldfreien Grundzustand der Flussigkπstallzelle eine minimale Beugungseffizienz und in dem Umschaltzustand der Flussigkristallzelle eine maximale Beugungseffizienz aufweist Die Ausgestaltung der Flussigkristallzelle legt beispielsweise fest, um welchen Betrag die Polaπsationsrichtung des hindurchtretenden Lichts gedreht wird

In dem mindestens einen Hologramm kann eine Reflexionshologrammstruktur oder eine Transmissionshologrammstruktur gespeichert sein Es ist ebenfalls möglich, dass sowohl eine Reflexionshologrammstruktur als auch eine Transmissionshologrammstruktur in dem mindestens einen Hologramm gespeichert sind, die für gleiche und/oder unterschiedliche Polaπsationsrichtungen eine maximale bzw minimale Beugungseffizienz aufweisen Darüber hinaus ist es möglich, holografische Strukturen, sowohl Reflexions- als auch Transmissionsstrukturen, in dem mindestens einen Hologramm zu speichern, die für unterschiedliche Wellenlangen rekonstruieren, d h unterschiedliche Wellenlangen beugen Hierdurch wird es möglich, das mindestens eine Hologramm unterschiedlich auszugestalten und eine Vielzahl von unterschiedlichen Sicherheitsmerkmalen in das mindestens eine Hologramm einzuspeichern

insbesondere kann das ^m| ndestens eine Hologramm eine Individualisierungsinformation eines oder mehrerer Individualisierungsmuster umfassen Um auch eine über das Anlegen einer oder mehrerer elektrischer Spannungen eine Individualisierungsinformation zusätzlich sichtbar zu machen, ist bei einer Ausfuhrungsform der Erfindung vorgesehen, dass zusätzlich eine oder mehrere Flussigkπstallzellen neben der mindestens einen Flussigkristallzelle angeordnet sind bzw werden, denen jeweils Elektroden zugeordnet sind bzw werden, um bei Anlegen eines elektrischen Feldes eine Umorientierung der Flussigkristalle zu erreichen, und vor deren Einfallsseite der Polarisationsfilter oder weitere Polarisationsfilter angeordnet sind Bei einer Ausfuhrung ist somit zwischen einem Polarisationsfilter und mindestens einem Hologramm eine Vielzahl individuell ausgebildeter Flussigkeitskristallzellen ausgebildet, denen jeweils zwei Elektroden zugeordnet sind, um die Zellen zwischen dem Grundzustand und dem Umschaltzustand durch ein Anlegen einer Spannung umzuschalten Hierbei können in den einzelnen Flussigkπstallzellen individuell jeweils zwei eigene Elektroden zugeordnet sein Ebenso sind Ausfuhrungsformen möglich, bei denen die Flussigkeitskristallzellen jeweils eine gemeinsame Elektrode besitzen und zusatzlich eine individuell zugeordnete Elektrode zum Umschalten der einzelnen Flussigkeitskristallzellen aufweisen Ferner ist es möglich, diese individuellen Elektroden gruppenweise zu verbinden, so dass über ein Anlegen einer Spannung an einen Kontakt

eine Vielzahl der weiteren Flüssigkeitskristallzellen gemeinsam geschaltet werden kann. über eine Anordnung der einzelnen Flüssigkeitskristallzellen kann somit ebenfalls ein Individualisierungsmuster realisiert werden. Am einfachsten ist dies möglich, wenn die mindestens eine Flüssigkristallzelle und die weiteren Flüssigkristallzellen in einem matrixartigen Raster oder einer beliebig anderen Anordnung erzeugt werden und anschließend deren Elektroden selektiv zu einer oder mehreren Gruppen zusammengefasst werden. Dieses kann auf einfache Weise erfolgen, indem zunächst alle den Flüssigkristallzellen individuell zugeordneten Elektroden elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Anschließend ist es möglich, zur Individualisierung die elektrisch leitenden Verbindungen zwischen einzelnen der Flüssigkristallzellen und/oder an einem gemeinsamen elektrischen Kontaktpunkt, über den die Spannung angelegt werden kann, gezielt zu unterbrechen.

Es ist somit möglich, eine Anzeigematrix zu bilden, mit der sich beliebige, individuelle Muster, Bilder oder Textinformation usw., darstellen lassen. Diese Anzeigematrix ist vorteilhafter aus Zeilen und Spalten aufgebaut, diese Form bildet eine Passivmatrix. Durch ein zeilenweises Ansteuern ist die Darstellung von Bildinformationen möglich. Alternativ kann die Anzeige auch als Aktivmatrix aufgebaut sein, bei der sich jedem Bildpunkt (Pixel, Mustereinheit) ein aktives Schaltεlεmεnt zugeordnet ist, z. B. eine Diode oder ein Transistor.

Die Elektroden sind vorzugsweise transparent ausgestaltet. Insbesondere bietet sich eine Ausgestaltung der Elektroden mittels transparenter Metalloxide, wie Indiumzinnoxid (SnO ₂ ) ITO, Indiumzinkoxid, ZnO, Antimonzinnoxid (ATO), oder organischer Materialien, wie PEDOT/PSS, Pani®, Orgacon® an. Eine Individualisierung kann bei der Herstellung oder nachträglich beispielsweise durch gezielte Laserbestrahlung und eine hierdurch hervorgerufene Ablation einzelner Elektroden oder von Verbindungen erreicht werden. Alternative Methoden umfassen ätzen und photolithografische Strukturierung, aber auch Drucken, Sputtern, Spincoaten.

Um insbesondere auch transmissionsholografische Strukturen auf nicht transparenten Sicherheitsdokumenten verwenden zu können, ist bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass an einer von der Flüssigkristallzelle und/oder den mehreren Flüssigkristallzellen abgewandten Seite des Hologramms ein reflektierendes Element, insbesondere ein spiegelndes Element, angeordnet ist oder wird. Ein solches kann beispielsweise eine metallische Schicht sein. Eine solche Schicht kann auf einem Substratträger beispielsweise durch Drucken mittels unterschiedlicher Druckverfahren

aufgebracht werden. Alternativ kann eine solche Schicht durch Sputtem, Bedampfen, oder ähnliches aufgebracht werden. Das mindestens eine Hologramm sowie die Flüssigkeitskristallzelle oder -zellen sowie Elektroden und der Polarisationsfilter oder die Polarisationsfilter können hierüber angebracht werden.

Das erzeugte Sicherheitselement kann unterschiedliche Ausprägungen annehmen. Insbesondere kann über oder mit dem Sicherheitselement eine erste individualisierende und/oder personalisierende Information, beispielsweise ein Gesichtsbild einer Person, gespeichert werden. Bei einer Ausführungsform erfolgt dieses, indem in dem mindestens einen Hologramm eine oder mehrere individualisierende und/oder personalisierende erste Informationen gespeichert sind oder werden.

Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass alternativ oder zusätzlich die eine und die mehreren weiteren Flüssigkristallzellen individuell ansteuerbar sind und eine Anzeigevorrichtung ausbilden. Somit kann über eine gezielte Ansteuerung erreicht werden, dass beispielsweise nur bestimmte Bereiche des mindestens einen Hologramms rekonstruiert werden oder nicht rekonstruiert werden.

Wieder eine andere Ausführungsform sieht vor, dass ein oder mehrere Schaitelemente mit der mindestens einen Flüssigkristallzelle und/oder den mehreren weiteren Flüssigkristallzellen verbunden sind, so dass diese einzeln und/oder gruppenweise über das eine oder die mehreren Schaltelemente mit einer Spannung beaufschlagbar sind. Hierüber wird beispielsweise eine weitere Möglichkeit geschaffen, eine individualisierende oder personalisierende Information in dem Sicherheitsmerkmal zu speichern und gezielt abzurufen.

Ferner sieht eine Ausführungsform alternativ oder zusätzlich vor, dass einige Flüssigkristallzellen der mindestens einen und der mehreren weiteren Flüssigkristallzellen und/oder einige der diesen einigen Flüssigkristallzellen zugeordneten weiteren Polarisationsfilter so ausgebildet sind, dass diese einigen Flüssigkristallzellen in einem spannungslosen Zustand eine von den übrigen Flüssigkristallzellen abweichende Polarisationseigenschaft aufweisen und über eine relative Anordnung dieser einigen Flüssigkristallzellen zueinander und/oder gegenüber den Ausrichtungsschichten der übrigen Flüssigkristallzellen eine zweite individualisierende und/oder personalisierende Information gespeichert ist. Diese kann beispielsweise erreicht werden, in dem die Ausrichtungsschichten relativ zu einem gemeinsamen Polarisationsfilter so ausgestaltet und

ausgerichtet werden, dass diese um 90° gegenüber den übrigen Flüssigkristallzellen gedreht sind. Alternativ können bei einer Verwendung von den Flüssigkristallzellen individuell zugeordneten mehreren weiteren Polarisationsfiltern diese für die einigen Flüssigkristallzellen, die gleich aufgebaut und ausgerichtet sind wie die übrigen Flüssigkristallzellen, anders als für die übrigen Flüssigkristallzellen orientiert sein oder werden.

Ferner kann eine individualisierende und/oder personalisierende Information gespeichert werden, in dem die der mindestens einen Flüssigkristallzelle und den mehreren weiteren Flüssigkristallzellen zugeordneten Elektroden so strukturiert werden, dass eine Auswahl hiervon über ein Anlegen einer einzigen Spannung gemeinsam zwischen ihrem Grundzustand und ihrem Umschaltzustand umgeschaltet werden können. Dieses ermöglicht es, dass die Auswahl der Flüssigkristallzellen umgeschaltet wird, während die verbleibenden übrigen Flüssigkristallzellen nicht verändert werden.

Die einzelnen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen die entsprechenden Vorteile die Merkmale des Sicherheitselements auf.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 : eine schematische Schnittansicht durch ein Sicherheitselement;

Fig. 2: eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Polarisationsabhängigkeit der Beugungseffizienz eines Hologramms;

Fig. 3a: eine schematische Schnittdarstellung durch ein Sicherheitselement, bei dem keine Spannung zwischen den Elektroden anliegt und eine hohe Beugungseffizienz des Hologramms vorliegt;

Fig. 3b: eine schematische Darstellung des Sicherheitselements nach Fig. 3a, bei dem eine Spannung zwischen den Elektroden angelegt ist, und eine Beugungseffizienz minimal ist;

Fig. 4: eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein Sicherheitselement, welches eine Vielzahl von Flüssigkristallzellen und zugeordneten Elektroden aufweist; und

Fig 5 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie A-A nach Fig 4

In Fig 1 ist schematisch eine Schnittansicht durch ein Sicherheitselement 1 dargestellt Das Sicherheitselement umfasst ein Hologramm 2 Dieses ist in der Regel ein optisch dickes Gitter, und kann auf jede dem Fachmann bekannte Art hergestellt sein Insbesondere kann das Hologramm über eine Kontaktkopie in ein Aufzeichnungsmateπal belichtet sein Besonders bevorzugt werden Ausfuhrungsformen, bei denen das Hologramm 2 für eine Person und/oder einen Gegenstand individualisiert ist Dies bedeutet, dass beispielsweise ein Individualisierungsmuster in dem Hologramm 2 gespeichert ist Das Hologramm 2 kann ein- oder mehrfarbig ausgebildet sein Hierbei ist das Hologramm 2 so ausgestaltet, dass es eine Polaπsationsabhangigkeit hinsichtlich einer Beugungseffizienz bei einer Rekonstruktion des Hologramms 2 aufweist Dieses wird weiter unten unter Bezugnahme auf Fig 2 naher erläutert

Das Sicherheitselement 1 umfasst ferner eine Flussigknstallzelle 3, die Flussigkristalle 4 zwischen einander gegenüberliegenden Ausrichtungsschichten 5 der Flussigknstallzelle 3 einschließt Die Ausrichtungsschichten 5 sind so ausgebildet, dass sich eine nematische Phase de ^r F'usεigkπεtal'e 4 in einer choiεsterischcn Formation ausbildet Dies bedeutet, dass sich die nematischen Flussigkristalle 4 anliegend an die Ausrichtungsschichten 5 jeweils gleichförmig ausrichten Ein Abstand der Ausrichtungsschichten 5 und eine Oberflachenbeschaffenheit der Ausrichtungsschichten 5 sind so gewählt, dass sich eine helixartige Verbindung der nematischen Flussigkristalle 4zwιschen den an die Ausrichtungsschichten 5 angrenzenden Flussigkπstallen ausbildet Die Flussigknstallzelle 3 umfasst ferner Elektroden 6 und 7, die relativ zu den Flussigkπstallen 4 so angeordnet sind, dass über ein Anlegen einer Spannung, d h einem Beaufschlagen mit einer Ladung, sich zwischen den Elektroden 6 und 7 ein elektrisches Feld ausbildet, welches eine Orientierung der Flussigkristalle in der Flussigknstallzelle 3 und hierüber eine polansationsverandernde Eigenschaft der Flussigknstallzelle 3 verändert In der dargestellten Ausfuhrungsform sind die Elektroden oberhalb und unterhalb des Flussigknstalls 4 angeordnet Zwischen den Elektroden 6 und 7 ist eine Spannung anlegbar

In einem Grundzustand, in dem keine Spannung zwischen den Elektroden 6, 7 angelegt ist, d h , die Flussigknstallzelle 3 feldfrei ist, richten sich die nematischen Flussigkristalle 4 in der Flussigknstallzelle 3 so aus, dass sie die beschriebene helixartige Struktur ausbilden Wird hingegen eine Spannung zwischen den Elektroden 6, 7 angelegt, so dass in der

Flüssigkristallzelle 3 ein elektrisches Feld vorherrscht, so ändern die Flüssigkristalle 4 ihre Orientierung und richten sich an dem elektrischen Feld aus. Dieser Zustand wird Umschaltzustand genannt. Im Grundzustand wird ein Polarisationsvektor von Licht, welches durch die Flüssigkristallzelle 3 hindurchtritt, gedreht. Eine Drehung entspricht etwa einer Drehung, die die Flüssigkristalle durch ihre helixartige Struktur festlegen. Sind die an die gegenüberliegenden Ausrichtungsschichten 5 angrenzenden nematischen Kristalle gegeneinander beispielsweise um 90° oder 270° verdreht, so wird eine Polarisationsrichtung des Lichts beim Durchtritt durch die Flüssigkristallzelle 3 im Grundzustand ebenfalls um 90° bzw. 270° gedreht. Hierbei wird davon ausgegangen, dass das eintretende Licht beispielsweise linear polarisiert ist. Im Umschaltzustand, in dem sich die nematischen Flüssigkristalle an dem elektrischen Feld ausrichten, wird hingegen eine Polarisationsrichtung des durch die Flüssigkristallzelle 3 hindurchtretenden Lichts nicht verändert. Um zu erreichen, dass nur polarisiertes Licht einer vorgegebenen Polarisierungsrichtung durch die Flüssigkristallzelle 3 tritt, umfasst das Sicherheitselement ferner einen Polarisationsfilter 8. Der Polarisationsfilter 8 ist in der Lage auftreffendes Licht beispielsweise linear zu polarisieren.

Anhand von Fig. 2 soll eine Polarisationsabhängigkeit einer Beugungseffizienz eines optisch dicken Gitters, d. h. eines Volumenhologramms erläutert werden. Auf ein Hologramm 2 treffen zwei unterschiedlich polarisierte Rekonstruktionslichtstrahlen 9, 10 auf, die unterschiedlich polarisiert sind. Der eine Rekonstruktionslichtstrahl 9 ist senkrecht zur Beugungsebene polarisiert, d. h., die elektrischen Feldvektoren 11 stehen senkrecht auf der Beugungsebene, die durch den einen einfallenden Rekonstruktionslichtstrahl 9 und den gebeugten Rekonstruktionslichtstrahl 9 ¹ festgelegt ist. In diesem Falle ist die Beugung maximal. Der andere Rekonstruktionslichtstrahl 10 weist eine Polarisationsrichtung auf, bei der die elektrischen Feldvektoren 11 parallel zur Beugungsebene ausgerichtet sind. In diesem Falle ist eine Beugungseffizienz minimal. Im optimalen Falle beträgt die Beugungseffizienz bei einem senkrecht zur Beugungsebene polarisierten Rekonstruktionslichtstrahl 9 mehr als 90 % und die Beugungseffizienz bei einem einfallenden Rekonstruktionslichtstrahl 10, der in der Beugungsebene polarisiert ist, 0 %. Bezeichnet θ den Winkel des elektrischen Feldvektors relativ zur Beugungsebene, so gilt für die Beugungseffizienz eine Abhängigkeit vom cos ² θ. In der Praxis ist die Winkelabhängigkeit nicht bei allen Hologrammen so stark ausgeprägt, wie hier beispielhaft beschrieben. Eine starke Abhängigkeit von der Polarisationsrichtung erhält man jedoch in der Regel, wenn der Winkel zwischen dem einfallenden Rekonstruktionsstrahl und dem ausfallenden rekonstruierten, d. h. dem gebeugten, Strahl 90° entspricht. Eine

Polaπsationsrichtungsabhangigkeit beobachtet man häufig jedoch auch bei anderer Rekonstruktionsgeometrie

Anhand von Fig 3a und 3b soll nun das Verhalten des Sicherheitselements schematisch erläutert werden Gleiche technische Merkmale besitzen in allen Figuren dieselben Bezugszeichen In Fig 3 ist das Sicherheitselement nach Fig 1 erneut schematisch dargestellt, wobei die einzelnen Bestandteile durch Zwischenräume getrennt dargestellt sind Diese Zwischenräume existieren bei einem real hergestellten Sicherheitselement selbstverständlich nicht Das Sicherheitselement 1 ist ebenso aufgebaut wie das Sicherheitselement nach Fig 1 und umfasst einen Polarisationsfilter 8, eine Flussigknstallzelle 3 mit Flussigkristallen 4 und der Flussigkπstallzelle 3 zugeordneten Elektroden 6, 7 sowie ein polansationsabhangiges Hologramm 2 Im Folgenden (auch bei den weiteren beschriebenen Ausfuhrungsformen) wird davon ausgegangen, dass die Ausrichtungsschichten 5 jeweils auf den den Flussigkristallen 4 zugewandten Seiten der Elektroden 6, 7 ausgebildet sind Sie können bei anderen Ausfuhrungsformen auf einem Substart zwischen den Flussigkristallen und den Elektroden ausgebildet sein Auf das Sicherheitselement 1 trifft Rekonstruktionslicht 12 Aus dem Polarisationsfilter 8 tritt polarisiertes Rekonstruktionslicht 12', dessen elektrischer Feldvektor 11 in der Zeichnungsebene liegt Das polarisierte Rekon ^ς tmktionsiicht 12" tπtt dann durch die Elektrode 6, die einer Lichteinfallseite 13 der Flussigkπstalle 4 der Flussigknstallzelle 3 zugewandt ist Die Elektrode 6 und die Elektrode 7, die einer Lichtausfallseite 14 zugewandt ist, sind für das Rekonstruktionslicht 12 bzw das polarisierte Rekonstruktionslicht 12' transparent Für Rekonstruktionslicht im Wellenlangenbereich vom Infraroten, über das Sichtbare bis in den UV-Bereich bietet sich daher beispielsweise Indiumzinnoxid als Elektrodenmatenal an Bei anderen Ausfuhrungsformen kann das Hologramm zwischen der Lichtausfallseite 14 Flussigkπstalle 4 der Flussigknstallzelle 3 und der Elektrode 7 angeordnet sein In diesem Fall muss die Elektrode 7 nicht unbedingt transparent ausgebildet sein

In Fig 3a ist die Flussigknstallzelle 3 im Grundzustand, d h zwischen den Elektroden 6, 7 ist keine Spannung angelegt, wie mittels eines geöffneten Schalters 15 angedeutet ist, der eine Verbindung zu einer Spannungsquelle 16 unterbricht Die Flussigkristalle 4 in der Flussigknstallzelle 3 weisen somit eine nematische cholesteπsche Struktur auf Dies bedeutet, dass der elektrische Feldvektor 11 des polarisierten Rekonstruktionshchts 12' beim Passieren der Flussigknstallzelle 3, exakter der Flussigkristalle 4 der Flussigknstallzelle 3, gedreht wird Die Flussigknstallzelle 3 ist nun vorteilhafterweise so ausgebildet, dass der

elektrische Feldvektor 11 im Grundzustand um 90°, 270°, gedreht wird Das aus der Flussigknstallzelle 3 austretende Rekonstruktionslicht 12" ist somit senkrecht polarisiert zu dem in die Flussigknstallzelle 3 eintretenden Rekonstruktionslicht 12" Nach dem Passieren der Elektrode 7 trifft das Rekonstruktionslicht 12" auf das Hologramm 2 Dieses ist so ausgestaltet, dass es senkrecht zur Zeichnungsebene polarisiertes Rekonstruktionslicht maximal beugt Das gebeugte Rekonstruktionslicht 12'" tritt erneut durch die Elektrode 7 und die Flussigknstallzelle 3 Hierbei wird der elektrische Feldvektor 11 erneut gedreht und zwar genau so, dass das aus der Flussigkristallzelle 3 austretende gebeugte Rekonstruktionslicht 12 ^IV eine parallele Polarisationsπchtung zu dem in die Flussigknstallzelle 3 eintretenden polarisierten Rekonstruktionslicht 12' aufweist Somit kann das gebeugte Rekonstruktionslicht 12 ^IV ungehindert durch den Polarisationsfilter s austreten und eine Rekonstruktion des Hologramms 2 beobachtet werden

In Fig 3b ist dasselbe Sicherheitselement 1 erneut schematisch dargestellt, wobei jedoch der Schalter 15 geschlossen ist, so dass über die Spannungsquelle 16 eine Spannung zwischen den Elektroden 6, 7 anliegt Zwischen den Elektroden 6, 7 bildet sich somit ein elektrisches Feld aus, in dem sich die nematischen Flussigknstalle 4 ausrichten Die Flussigknstallzelle 3 befindet sich somit in dem Umschaltzustand Eine Richtung des Feldvektors 11 des polarisierten Rekonstruktionslichts 12" wirH in Hiesem Falle in dεr Flussigknstallzelle 3 nicht verändert Somit ist das aus der Flussigkristallzelle 3 austretende Rekonstruktionslicht 12" in diesem Falle immer noch in der Zeichnungsebene polarisiert Da das Hologramm 2 so ausgebildet ist, dass es senkrecht zur Zeichnungsebene polarisiertes Rekonstruktionslicht optimal beugt, beugt es dementsprechend in der Zeichnungsebene polarisiertes Licht mit minimaler Beugungseffizienz, im Idealfalle gar nicht In diesem Falle tritt das Rekonstruktionslicht 12" durch das Hologramm 2 hindurch

Für den Fachmann ergibt es sich, dass das Hologramm 2 selbstverständlich anders bezüglich des Polarisationsfilters 8 orientiert werden kann, nur so, dass im Grundzustand, d h ohne ein anliegendes Feld zwischen den Elektroden, das aus der Flussigknstallzelle 3 austretende Licht 12" so polarisiert ist, dass keine Rekonstruktion des Hologramms 2 stattfindet, hingegen im Umschaltzustand eine Rekonstruktion stattfindet

In Fig 4 ist eine schematische Draufsicht auf ein Sicherheitselement 1 gezeigt, welches eine Vielzahl von Flussigknstallzellen 3 umfasst, denen jeweils Elektroden 6 zugeordnet sind Diese Anordnung bildet eine Anzeigevorrichtung oder ein Display aus In Fig 5 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie A-A dargestellt, wobei die einzelnen

Bestandteile des Sicherheitselements 1 aus Gründen der Veranschaulichung erneut voneinander getrennt durch Zwischenräume dargestellt sind. Bei der dargestellten Ausführungsform ist für die Vielzahl der Flüssigkristallzellen 3 ein gemeinsamer Polarisationsfilter 8 vorgesehen. Jeder der Flüssigkristallzellen 3 ist genau eine Elektrode 6 zugeordnet. Ferner ist auf einer Lichtausfallseite der Flüssigkristalle 4 in der dargestellten Ausführungsform jeder Flüssigkristallzelle 3 eine weitere Elektrode 7 zugeordnet. Bei einer anderen Ausführungsform können diese Elektroden 7 durch eine gemeinsame Elektrode ersetzt werden, wie dies durch eine gestrichelte Linie 17 angedeutet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass das Hologramm 2 im Grundzustand der Flüssigkristallzellen 3 rekonstruiert wird, d. h. Rekonstruktionslicht mit maximaler Beugungseffizienz gebeugt wird. Die Flüssigkristallzellen 3, aus denen gebeugtes Rekonstruktionslicht austritt, sind in Fig. 4 grau dargestellt. Die den übrigen Flüssigkristallzellen 3 zugeordneten Elektroden 6 sind mit einer Spannungsquelle (nicht dargestellt) gekoppelt, so dass in den entsprechenden Flüssigkristallzellen 3 ein elektrisches Feld anliegt, so dass sich diese im Umschaltzustand befinden und entsprechend das Hologramm an diesen Stellen nicht rekonstruiert, d. h. das Rekonstruktionslicht nicht gebeugt wird. Die Elektroden können miteinander so elektrisch verbunden werden, dass über ein Anliegen einer einzelnen Spannung ein Individualisierungsmuster sichtbar wird. Alternativ kann das Sicherheitselement so ausgestaltet sein, dass die einzelnen Elektroden 6, 7 selektiv angesteuert werden können. Alternativ zu der Darstellung nach Fig. 4 und 5, in denen die einzelnen Flüssigkristallzelleπ 3 in einem regelmäßigen matrixartigen Muster angeordnet sind, können die Flüssigkristallzellen auch als beliebig geformte Segmente ausgebildet sein und hierüber ein Individualisierungsmuster realisieren. Ferner sind Ausführungsformen vorgesehen, bei denen die einzelnen Elektroden über integrierte Halbleiterschalter ansteuerbar sind. Ebenso ist es möglich, die Elektroden 6 beispielsweise zeilenartig und die Elektroden 7 spaltenweise miteinander zu verbinden, um hierüber über eine Spalten-Zeilen-Adressierung gezielt einzelne Flüssigkristallzellen ansprechen zu können. Die Vielzahl von Elektroden bietet die Möglichkeit, über eine gezielte Ansteuerung beliebige Muster oder Bilder „darzustellen". Dieses bedeutet, dass eine Rekonstruktion des Hologramms lokal beeinflusst werden kann. Die einzelnen rekonstruierenden und nicht rekonstruierenden Mustereinheiten oder zumindest verändert rekonstruierenden Mustereinheiten werden durch das gezielte Ansteuern der Elektroden herbeigeführt. Die Bereiche, in denen das Hologramm rekonstruiert, bilden beispielsweise eine Kontur eines Gesichts oder ähnlichen ab. Neben diesem über die Ansteuerung der Elektroden beeinflussten Muster kann auch eine Information ausgelesen, beobachtet und/oder ausgewertet werden, die in dem Hologramm codiert ist. Die Ansteuerung der einzelnen

Elektroden kann durch eine externe Steuervorrichtung erfolgen Alternativ können jedoch auch aktive schaltende Elemente, beispielsweise Transistoren oder Ahnliches, in das Sicherheitselement integriert werden

Bei einer Herstellung eines Sicherheitselements wird zunächst ein Hologramm belichtet Dieses kann gemäß jedem beliebigen Verfahren im Stand der Technik ausgeführt werden Insbesondere ist es möglich, unterschiedliche Interferenzstrukturen bzw hologrammartige Strukturen in dem Hologramm zu speichern Diese können so ausgebildet sein, dass sie eine unterschiedliche Polansationsabhangigkeit aufweisen So ist es beispielsweise möglich, dass die unterschiedlichen hologrammartigen Strukturen jeweils durch Rekonstruktionslicht optimal rekonstruierbar sind, deren Polaπsationsvektoren senkrecht aufeinander stehen Bei einer solchen Ausfuhrungsform ist beispielsweise im Grundzustand einer oder mehrerer Flussigkeitskristallzellen die eine hologrammartige Struktur und im Umschaltzustand die andere hologrammartige Struktur rekonstruierbar Besonders bevorzugt werden reflektionshologrammartige Strukturen Andere Ausfuhrungsformen können jedoch Transmissionshologramme vorsehen Insbesondere, wenn das Sicherheitselement auf ein Sicherheitsdokument aufgebracht wird, welches nicht transparent ist, kann es vorgesehen sein, eine reflektierende Schicht auf einer von der Lichtausfallseite der Flussigkπstalle der Flussigkπstallzelle abgewandten Seite de ^« ; Hologramms vo ^r 2usehen, um das in Transmission rekonstruierte Hologramm durch das Hologramm hindurch zuruckzureflektieren

In dem Hologramm können individualisierende und/oder personalisierende Informationen gespeichert werden

über dem Hologramm werden bei der Herstellung des Sicherheitselements die Flussigkeitskπstallzelle oder die Flussigkeitskristallzellen mit den entsprechenden Elektroden angeordnet Werden mehrere Flussigknstallzellen über dem Hologramm angeordnet, so kann für diese Flussigknstallzellen eine gemeinsame Elektrode ausgebildet werden Um eine individuelle Ansteuerbarkeit der Flussigknstallzellen zu ermöglichen, weisen sie zusatzlich zu der gemeinsamen Elektrode dann auch noch eine „individuelle" Elektrode auf, die genau der entsprechenden Flussigkristallzelle zugeordnet ist Ferner werden zusätzlich der Polarisationsfilter sowie gegebenenfalls mehrerer Polarisationsfilter angeordnet Diese werden vorzugsweise fest miteinander verbunden Es wird darauf hingewiesen, dass jeder Flussigkeitskristallzelle ein eigener Polarisationsfilter zugeordnet sein kann, wobei den einzelnen Flussigkeitskristallzellen Polarisationsfilter zugeordnet werden können, die eine

unterschiedliche Polarisationsrichtung aufweisen Auch hierüber kann ein Individualisierungsmuster über eine Anordnung der Polarisationsfilter in das Sicherheitselement gespeichert werden

Eine personalisierende und/oder individualisierende Information kann auch gespeichert werden, indem die Ausrichtungsschichten von einer Auswahl der mehreren Flussigknstallzellen hinsichtlich ihrer Vorzugsrichtungen, in der sie eine Ausrichtung der Flussigkπstalle beeinflussen, unterschiedlich relativ zueinander und/oder den Ausrichtungsschichten der übrigen Flussigknstallzellen angeordnet werden

Die Erfindung ist in den Ausfuhrungsbeispielen beispielhaft unter Verwendung von nematischen Verdrillungs-Flussigknstallzellen (TN-Flussigkπstallzellen) beschreiben Es können jedoch auch andere Ausfuhrungsformen verwendet werden Insbesondere können die Elektroden seitlich in Bezug auf eine Lichteinfall- und/oder Lichtausfallseite der Flussigkπstalle der Flussigknstallzelle oder -zellen angeordnet sein Voraussetzung ist lediglich, dass eine Polarisation des hindurchtretenden Lichts in Abhängigkeit des über ein Anlegen einer Spannung an die Elektroden erzeugten elektrischen Felds verändert wird

Beschrieben wurde d'e Verwendung von einem Ho'ograrrsm Es ist jedoch auch möglich unterschiedliche Hologramme und/oder refraktive Strukturen relativ zu den Flussigknstallzellen einzubringen, die unterschiedlich ausgebildet sein können

Es ergibt sich für den Fachmann, dass eine Vielzahl von Kombinationen der einzelnen Merkmale möglich ist, um Sicherheitselemente herzustellen Diese werden vorzugsweise in ein Sicherheitsdokument und/oder Wertdokument integriert Beispielsweise kann ein Sicherheitselement auf einen vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Kartenkorper aufgeklebt werden Ebenso ist es möglich, ein Sicherheitselement in einen solchen Kartenkorper einzulaminieren

Bezugszeichenliste

1 Sicherheitselement

2 Hologramm

3 Flüssigkeitskristallzelle

4 Flüssigkristalle

5 Ausrichtungsschichten

6, 7 Elektroden

8 Polarisationsfilter

9 Rekonstruktionslichtstrahl

9' gebeugter Rekonstruktionslichtstrahl

10 weiterer Rekonstruktionslichtstrahl

1 1 Feldvektor des elektrischen Feldes

12 Rekonstruktionslicht

12" in der Ebene gedrehtes polarisiertes Rekonstruktionslicht

12'", 1. ü ^ιv gebeugtes Rekonstruktionslicht

13 Lichteinfallseite

14 Lichtausfallseite

15 Schalter

16 Spannungsquelle

17 gestrichelte Linie