ГОНИОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ ЗАЩИТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
GONIOLUMINISCENT PROTECTIVE ELEMENT AND METHOD OF ITS PRODUCTION

Изобретение относится к гониолюминесцентному защитному элементу, который, предпочтительно, выполнен в виде защищенного от подделки документа или интегрирован в него, а также к способу изготовления гониолюминесцентного защитного элемента.
В качестве защитных элементов рассматриваются структуры и конструктивные единицы, которые имеют по меньшей мере один защитный признак. В свою очередь, защитными признаками являются признаки, которые затрудняют или, предпочтительно, делают невозможной имитацию, подделку, дублирование или тому подобное. Кроме того, защитные признаки должны обеспечивать возможность верификации самих себя для того, чтобы, например, можно было проверить их подлинность и/или отсутствие фальсификации.
Наряду с проверкой подлинности защитного элемента, в нем часто может быть также закодирована информация, которая посредством защитного элемента или же защитного признака непосредственно защищена от подделки и/или имитации.
Защищенными от подделки документами являются объекты, которые содержат по меньшей мере один защитный признак. В качестве защищенных от подделки документов можно, лишь в качестве примера, назвать: удостоверения личности, загранпаспорта, удостоверения личности в виде карточек, удостоверения контроля допуска, визы, акцизные марки, билеты, водительские удостоверения, документы на автомобиль, ценные документы, такие как банкноты, чеки, знаки почтовой оплаты, банковские карты, кредитные карты, любые чип-карты и самоклеящиеся этикетки (например, для защиты изделия). Такие защищенные от подделки документы имеют по меньшей мере один защитный признак, как правило, множество различных защитных признаков. В защищенный от подделки документ могут быть интегрированы уже предварительно изготовленные, выполненные в виде полуфабрикатов защитные элементы, такие как например, отражательная или тисненая голограмма. Однако в защищенный от подделки документ могут быть также интегрированы отдельные компоненты или элементы, которые вместе вносят свой вклад в образование защитного признака.
В соответствии с этим, в более широком смысле защищенный от подделки документ всегда представляет собой защитный элемент, так как он является конструктивной единицей по меньшей мере с одним защитным признаком.
Из уровня техники известно множество защитных признаков и защитных элементов. Например, из уровня техники известны защитные элементы или же защищенные от подделки документы, в которых информация напечатана так называемой оптически изменяющейся краской (OVI - Optically Variable Ink). Оптически изменяющаяся краска отличается тем, что под разными углами зрения различаются разные цветовые ощущения или же цветовые стимулы напечатанной информации.
Из уровня техники также известны защищенные от подделки документы или же защитные элементы, которые содержат структуры, которые в связи с интерференционными эффектами показывают зависимость от угла зрения. К таким защитным элементам, прежде всего, относятся, например, объемные голограммы, которые, как правило, имеют высокую селективность по углу относительно восстановления записанной в объемной голограмме информации. Кроме того, объемные голограммы отличаются высокой селективностью по длинам волн относительно восстанавливающего света, с помощью которого является возможным восстановление голограммы.
2
Из DE 60114156 Т2 известны эффектные пигменты, в которые дополнительно внедрены люминесцентные вещества. В данном случае недостатком является тот факт, что при создании эффектного пигмента приходится подчиняться «необходимостям» (толщина слоя, показатель преломления сердцевинного материала), и поэтому при опрокидывании не происходит достаточного и значительного оптического эффекта. Если, например, как описано в патенте, в качестве сердцевинной области с низким показателем преломления внедряется люминофор, то для этого в распоряжении имеется только толщина слоя с типичными 400 (+-200) нм, которая должна быть точно соблюдена. В результате этого, например, применение типичных люминофоров с размерами частиц несколько микрон в диаметре исключено. Кроме того, типичные основные кристаллические решетки для люминофоров имеют более высокий показатель преломления по сравнению с типичными OVI-материалами основы, например MgF, в результате чего эффект изменения цвета при опрокидывании сильно ограничен, и следовательно типичные основные кристаллические решетки люминофора непригодны для создания OVI-материалов.
Тем не менее, несмотря на уже известное число зависимых от угла защитных признаков и защитных элементов существует потребность в создании новых защитных признаков и защитных элементов для того, чтобы обеспечить защищенность от подделки защищенных от подделки документов и защищенных соответствующим защитным признаком объектов. Прежде всего, желательно создать просто и надежно проверяемый защитный признак.
Поэтому в основе изобретения лежит техническая задача создать защитный элемент, который имеет зависимый от угла защитный признак, который может быть просто проверен, и способ его изготовления.
Для решения технической задачи предусмотрено создание гониолюминесцентного защитного элемента, который содержит первый и второй элемент, которые по меньшей мере частично перекрываются. При этом второй элемент обращен в сторону рассматривания защитного элемента, с которой защитный элемент рассматривается при верификации. В то время как первый элемент содержит первые люминесцентные средства, второй элемент содержит по меньшей мере одну интерференционную структуру, которая в выделенном диапазоне длин волн имеет зависимую от ориентации пропускную способность или отражательную способность, которая вызывает различаемое изменение рассматриваемого люминесцентного света при изменении ориентации точно под одним углом ориентации или в ограниченном диапазоне угла ориентации. Первый элемент и второй элемент согласованы друг с другом так, что при рассматривании во время возбуждения люминесценции первых люминесцентных средств в зависимости от ориентации рассматривания и/или направления облучения возбуждающим светом сквозь второй элемент является различимым оптическое изменение при выделенной ориентации или же ограниченном диапазоне ориентации. Это означает, что для выделенного связного диапазона длин волн при точно одной ориентации или же диапазоне ориентации происходит изменение пропускания или отражения. Для изготовления такого гониолюминесцентного защитного элемента первый и второй элемент располагаются относительно друг друга так, что второй элемент по меньшей мере частично перекрывает первый элемент, и второй элемент обращен в сторону рассматривания. При этом согласование первого элемента со вторым элементом или же наоборот должно происходить так, чтобы люминесцентные средства в возбужденном состоянии в выделенном диапазоне длин волн испускали свет, или чтобы выделенный диапазон длин волн совпадал с диапазоном длин волн, в котором первые люминесцентные средства посредством облучения возбуждающим светом являются возбудимыми к люминесценции. В первом случае через изменение пропускной или же отражательной способности люминесцентный свет относительно своей интенсивности в выделенном диапазоне длин волн изменяется вторым элементом в зависимости от ориентации. Напротив, во втором случае в зависимости от ориентации изменяется возбуждение люминесценции как таковой. Второй элемент содержит по меньшей мере одну интерференционную структуру, которая при точно одной ориентации или в ограниченном диапазоне ориентации изменяет свое пропускание или отражение по меньшей мере для одной длины волны или же одного диапазона длин волн. Эта длина волны или же этот диапазон длин волн соответствует описанной выше выделенной длине волны или же выделенному диапазону длин волн, которая, в свою очередь, соответствует длине волны излучения или же диапазону длин волн излучения, при котором люминесцентное средство светится, или длине волны возбуждения или же диапазону длин волн возбуждения. То есть, интерференционная структура изменяет свою пропускную способность и/или отражательную способность для света в выделенном диапазоне длин волн при точно одной ориентации или же в точно одном диапазоне ориентации. Благоприятным в изобретении является то, что создается зависимый от угла зрения защитный элемент, который, как правило, может быть проверен посредством простого визуального контроля с помощью источника возбуждения для люминесценции. Так как имеется точно одна ориентация или же один ограниченный диапазон ориентации, при которой видимый или рассматриваемый люминесцентный свет изменяется по своей интенсивности или спектральному составу во время изменения ориентации, например, при опрокидывании защищенного от подделки документа, такой защитный признак может быть надежно верифицирован и необученными или мало обученными лицами. Выделенная ориентация определена углом (полярным углом) относительно вертикали к поверхности. Азимутальный угол, то есть угол в плоскости поверхности между любой осью в плоскости и проекцией направления рассматривания или облучения в плоскость, напротив, может быть любым. В случае применения объемных голограмм диапазон азимутального угла также может быть ограничен. Ограниченный диапазон ориентации определен ограниченным угловым диапазоном для полярного угла направления рассматривания или облучения. По меньшей мере, одна интерференционная структура может быть образована из нескольких одинаковых составных частей, которые, однако, соответственно самостоятельно показывают соответствующие интерференционные свойства, которые имеет вся структура в целом. Это означает, что составные части имеют аналогичные зависимые от ориентации пропускные и/или отражательные характеристики.
Под признаком «изменение пропускной способности и/или отражательной способности для света в выделенном диапазоне длин волн при точно одной ориентации или же в точно одном диапазоне ориентации» подразумевается, что при изменении ориентации происходит переход от одной пропускной способности и/или отражательной способности к другой, отличной от нее пропускной способности и/или отражательной способности, когда достигнута точно одна ориентация или ограниченный диапазон ориентации.
Однако, проявление зависимого от ориентации изменения пропускания или отражения в выделенном диапазоне длин волн при точно одной ориентации или в ограниченном диапазоне ориентации не во всех вариантах осуществления означает, что изменение наблюдаемого люминесцентного света проявляется только при точно этой ориентации. Более того по меньшей мере одна интерференционная структура может быть выбрана и так, что отражение и/или пропускание при точно одной ориентации изменяется, но при продолженном изменении ориентации остается по существу постоянным. Для измеренных относительно вертикали полярных углов, которые меньше, чем относящийся к выделенной ориентации полярный угол по меньшей мере один интерференционный элемент показывает, например, первые пропускные и/или отражательные характеристики в выделенном диапазоне длин волн. При полярных углах больше, чем полярный угол, который относится к точно одной ориентации, по меньшей мере один интерференционный элемент имеет отклоняющиеся пропускные и/или отражательные характеристики в выделенном диапазоне длин волн. Изменение между пропускными и/или отражательными характеристиками проявляется при точно одной ориентации. Аналогичное относится к диапазону ориентации, в котором проявляется переход между различными отражательными и пропускными характеристиками.
В других вариантах осуществления пропускные характеристики и/или отражательные характеристики в выделенном диапазоне длин волн одинаковы для всех ориентации, кроме точно одной ориентации или же кроме ограниченного диапазона ориентации, при которой или же в котором пропускные характеристики и/или отражательные характеристики для света в выделенном диапазоне длин волн изменяются.
Кроме того, благоприятным является предлагаемое отделение зависимого от угла элемента от люминесцирующего элемента, то есть использование двух независимых элементов, благодаря чему оба элемента могут быть оптимизированы или же выбраны отдельно для того, чтобы во взаимодействии достигнуть значительного оптического эффекта.
Благодаря разделению первого элемента и второго элемента согласно изобретению здесь существует существенно большая свобода выбора при выборе и комбинировании элементов. Так, могут быть применены люминофоры независимо от их физических и химических свойств (например, показателя преломления, размеров частиц, основной кристаллической решетки...); или же, например, одновременно органические и неорганические люминофоры.
По меньшей мере одна интерференционная структура, которая используется для второго элемента, имеет соответственно одно предпочтительное направление.
Для того чтобы сделать возможным визуальный контроль человеком таким образом, в одном предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что выделенный диапазон длин волн находится в видимом диапазоне длин волн. В таком случае второй элемент предпочтительно выполнен так, что относительно облучения возбуждающим светом сквозь второй элемент не происходит зависимого от ориентации оказания влияния на пропускание или отражение. При этом является возможным наблюдение защитного признака согласно изобретению простым образом, при котором защитный элемент рассматривается под разными углами.
Для того чтобы можно было надежно различать зависимое от ориентации изменение, в одном предпочтительно варианте осуществления предусмотрено, что является достижимым зависимое от ориентации изменение пропускной способности и/или отражательной способности более чем на 30%, предпочтительно более чем на 50% и наиболее предпочтительно более чем на 80%. Особо просто зависимое от ориентации изменение является различимым, если элемент содержит по меньшей мере две (сбоку) граничащих друг с другом области, из которых по меньшей мере одна из по меньшей мере двух областей не перекрывается или не перекрыта вторым элементом. Зависимое от ориентации изменение различимой люминесценции проявляется при изменении ориентации только в той области или областях первого элемента, которые перекрыты вторым элементом. Так как, например, глаз человека хорошо приспособлен к тому, чтобы хорошо различать относительные отличия по цветовому тону и/или интенсивности, зависимое от ориентации изменение восприятия в этом варианте осуществления обнаруживается особо просто.
Первый элемент может содержать первые люминесцентные средства, которые имеют узкополосный или широкополосный спектр люминесценции. Как правило, первые люминесцентные средства будут содержать узкополосный спектр люминесценции с одной несколькими расположенными смежно или на расстоянии друг от друга в спектре длин волн спектральными линиями. Согласование первого элемента, то есть первых люминесцентных средств, со вторым элементом, то есть выделенным диапазоном длин волн, в котором происходит зависимое от ориентации изменение отражательной и/или пропускной способности, происходит в вариантах осуществления, в которых посредством зависимости от ориентации оказывается влияние на спектр люминесценции так, что первое люминесцентное средство испускает люминесцентный свет в выделенном диапазоне длин волн, имеет предпочтительно максимум люминесценции первых люминесцентных средств.
Для того чтобы установить, прежде всего, определенный цвет люминесценции, является благоприятным добавление к первому элементу дополнительных люминесцентных средств. Они имеют отклоняющееся от спектрального распределения первого люминесцентного средства спектральное распределение. Чтобы, например, осуществить изменение цвета, которое может быть воспринято наблюдателем и без не перекрытой вторым элементом сравнительной области первого элемента, является благоприятным, если второй элемент выполнен так, что зависимая от ориентации пропускная способность и/или отражательная способность в выделенном диапазоне длин волн является спектрально селективной относительно большего, содержащего выделенный диапазон длин волн диапазона длин волн. Спектрально селективная зависимость от ориентации означает, что изменение пропускания и/или отражения проявляется только в ограниченном диапазоне длин волн, здесь в выделенном диапазоне длин волн. Это означает, что изменение отражательной способности или пропускной способности варьируется только в выделенном диапазоне длин волн в зависимости от ориентации. Напротив, в граничащей спектральной области или диапазоне длин волн не наблюдается никакого изменения или наблюдается лишь очень намного меньшее изменение пропускной и/или отражательной способности. При люминесцентном свете, который является широкополосным и/или состоит из нескольких спектральных линий, которые не все находятся в выделенном диапазоне длин волн, это приводит к тому, что только для части спектральных линий или же спектральной области или диапазона длин волн люминесцентного света происходит зависимое от ориентации изменение пропускной способности и/или отражательной способности. За счет этого цветовое впечатление изменяется в зависимости от ориентации, так цветовое впечатление, которое различает человек, смотрящий на люминесцентный свет, в результате сложения цветов зависит от спектрального состава люминесцентного света. Если вторым элементом пропускается или отражается только часть спектра, это приводит к изменению спектрального состава различаемого спектрального распределения и через это к изменению цвета.
В одном предпочтительном варианте осуществления предусмотрено, что в защитный элемент записывается информация. Это может быть, например, индивидуализирующая и/или персонализирующая информация. В качестве индивидуализирующей рассматривается такая информация, которая обеспечивает возможность различения защитного признака от другого защитного признака такого же вида. Индивидуализирующей информацией может быть, например, серийный номер. В качестве персонализирующей информации рассматривается такая информация, которая содержит сведения о личности, которой выписан защитный элемент. Если защитный элемент интегрирован, например, в используемый в качестве паспорта документ, в качестве персонализирующей информации могут использоваться закодированное в защитный элемент имя, дата рождения, биометрические данные, например, изображение лица, отпечатки пальцев и т.д. Индивидуализация и/или персонализация, прежде всего, является возможной как посредством плоскостного структурирования первого элемента, так и посредством плоскостного структурирования второго элемента и/или структурирования области перекрытия. Таким образом, предпочтительные варианты осуществления предусматривают, что первая информация записывается в первом элементе, и/или вторая информация записывается во втором элементе. В этой связи использование понятий «первая» и «вторая» информация не представляет собой приоритезирование информации.
В качестве первых и/или дополнительных люминесцентных средств могут быть использованы все известные специалисту возбудимые к люминесценции вещества и средства. Предпочтительно используются люминесцентные средства, которые показывают флюоресценцию или фосфоресценцию. В случае с люминесценцией речь может идти о фотолюминесценции, электролюминесценции, включая излучение света органическими или неорганическими светодиодами, или о радиолюминесценции. Являются предпочтительными люминесцентные средства, которые прозрачны в видимом диапазоне длин волн, так что первый элемент является прозрачным в видимом диапазоне длин волн. За счет этого может быть достигнуто то, что по возможности на объекте, который снабжен защитным элементом, нанесенный печатный слой или печатный слой, который в защитном элементе нанесен при рассматривании со стороны взгляда под первым элементом, относительно восприятия не ухудшается, пока не возбуждается люминесценция. Кроме того, люминесцентные средства могут также содержаться в видимой печатной краске (пигменте).
Второй элемент соответственно в одной спектральной области люминесценции, а также в одной спектральной области возбуждающего света по меньшей мере в одной ориентации является прозрачным или частично прозрачным.
Второй элемент может содержать одну или несколько оптических интерференционных структур. Подходящими интерференционными структурами оказались многослойные интерференционные структуры. Например, могут применяться соэкструдированные пленки, которые подобраны так, что ниже выделенной длины волны они имеют высокую пропускную способность, а выше выделенной длины волны низкую пропускную способность. То же самое может быть реализовано и для отражательной способности. Также является возможным, ниже выделенной длины волны иметь низкую пропускную способность, а выше - высокую пропускную способность или же соответственно отражательную способность. Такие структуры известны специалисту как так называемые фильтры пропускания нижних частот или фильтры пропускания верхних частот. Эти структуры имеют такое свойство, что при выделенной длине волны происходит изменение пропускной способности и/или отражательной способности при вертикальном рассматривании слоев. Если ориентация относительно вертикального рассматривания изменяется, выделенная длина волны смещается в сторону более коротких длин волн. Диапазон, в котором смещается эта выделенная длина волны при изменении ориентации, определяет выделенный диапазон длин волн интерференционного элемента.
Сходное поведение обнаруживают так называемые эффектные пигменты, прежде всего, электрические многослойные интерференционные эффектные пигменты, которые содержат несколько, например, напыленных или осажденных на частицы слюды диэлектрических слоев, или металл-диэлектрические эффектные пигменты Фабри-Перо, при которых диэлектрическая частица покрыта частично проницаемыми металлическими слоями. Эффектные пигменты изготавливаются так, что они имеют собственную предпочтительную ориентацию. Это означает, что им присуще предпочтительное направление, которое, например, эквивалентно вертикали в соэкструдированных пленках. При изготовлении эффектных пигментов исходные частицы выбираются так, что они вдоль одной плоскости имеют большую плоскостную протяженность, чем во всех других возможных ориентациях в пространстве. При образовании второго элемента могут быть применены несколько интерференционных структур одинакового или разного вида, при этом, однако, они ориентируются соответственно по отношению к своей собственной предпочтительной ориентации относительно друг друга по меньшей мере в максимально возможной степени. Наряду с фильтрами пропускания верхних частот и фильтрами пропускания нижних частот, разумеется, применимы и полосовые фильтры, которые пропускают или блокируют только один определенный диапазон длин волн, который при опрокидывании также смещается. Другие возможные интерференционные структуры могут быть изготовлены, например, посредством жидких кристаллов. Также могут благоприятно применяться объемные голограммы или структуры Липпмана-Брэгга. Объемные голограммы дают, например то преимущество, что в них независимо от плоскостного структурирования при изготовлении может записываться комплексная информация, которая может считываться при восстановлении. В защитном элементе согласно изобретению восстановление происходит только тогда, когда угол зрения совпадает с определенным при изготовлении углом восстановления. Кроме того, в объемной голограмме может быть записана различная информация для различных спектральных линий, которая, кроме того, может быть восстановлена под различными углами зрения и углами освещения. Однако, существенным является то, что объемная голограмма выполнена так, что зависимое от ориентации изменение пропускания и/или отражения проявляется для определенного диапазона длин волн при одной ориентации или в диапазоне ориентации.
Разумеется, возможны варианты осуществления, в которых второй элемент содержит различные интерференционные структуры.
Индивидуализация и/или персонализация защитного элемента является возможной особо просто, так как по меньшей мере первый элемент, предпочтительно изготавливается с помощью техники печати. Люминесцентные средства просто интегрируются в печатные краски и/или печатные чернила.
В одном особо предпочтительном варианте осуществления с помощью техники печати изготавливается и второй элемент. Прежде всего, упомянутые эффектные пигменты, но также и жидкие кристаллы, которые образуют холестерическую фазу или чешуйки соэкструдированных материалов (например, соэкструдированных пленок или стекол) могут быть нанесены с помощью техники печати. При этом используется то, что собственная ориентация по меньшей мере у эффектных пигментов и чешуек, которые имеют предпочтительное направление, сопровождается геометрической формой, так что геометрическое построение на поверхности приводит к тому, что отдельные интерференционные структуры совместно ориентируются относительно друг друга и первого элемента или же направления рассматривания. Однако, важно то, что образующаяся из нескольких компонентов, которые также содержат все интерференционные структуры, интерференционная структура имеет предпочтительное направление только относительно одного пространственного направления (вертикали к поверхности). Только так обеспечивается то, что изменение пропускания и/или изменение отражения проявляется для выбранного диапазона длин волн только при точно одной ориентации, то есть при полярном угле относительно вертикали.
Если в качестве интерференционной структуры используются объемная голограмма или соэкструдированные пленки, то является возможным их нанесение на готовый ценный документ, при этом в ценном документе содержатся люминесцентные вещества в качестве первого элемента, и во взаимодействии проявляется оптический эффект согласно изобретению. Если в качестве интерференционной структуры используются объемная голограмма или соэкструдированные пленки, то является возможным напечатывать первый элемент на голографическую записывающую среду объемной голограммы или же на соэкструдированные пленки, при этом стороной печати является соответственно обращенная от стороны рассматривания защитного элемента сторона второго элемента. В других вариантах осуществления первый элемент предпочтительно наносится с помощью техники печати на субстрат. В случае с субстратом речь может идти о любом известном специалисту субстратном слое, прежде всего, на пластиковой основе, текстильной основе и/или бумажной основе. Примерами пластиков являются представители группы, включающей ПК (поликарбонат, прежде всего, бисфенол-А-поликарбонат), ПЭТ (полиэтиленгликольтерефталат), ПММА (полиметилметакрилат), ТПУ (термопластичные эластомеры полиуретана), ПЭ (полиэтилен), ПП (полипропилен), ПИ (полиимид или политрансизопрен), АБС (акрилнитрил-бутадиен-стирол), ПВХ (поливинилхлорид) и сополимеры таких полимеров. Второй элемент может быть напечатан или нанесен непосредственно на субстрат с напечатанным на нем первым элементом. Нанесение может происходить, например, с помощью клеев, которые действуют термически и/или УФ-структурирующим образом. В качестве альтернативы может происходить ламинирование, при котором оба элемента или находящиеся между ними слои под влиянием давления и температуры сцепляющим образом соединяются. Также является возможным между первым элементом и вторым элементом располагать прозрачные субстратные слои, которые, как в диапазоне длин волн возбуждающего света, так и люминесцентного света являются прозрачными или по меньшей мере частично прозрачными или же люминесцентными.
Особое преимущество при подходящем выборе интерференционных структур состоит в том, что защитный элемент может быть нанесен почти на любой субстрат с использованием печатнотехнических средств и способов. При этом является просто возможным хранить и защищать в защитном элементе информацию, прежде всего, индивидуализирующую и/или персонализирующую информацию.
Также возможными являются варианты осуществления, которые содержат третий элемент, который также содержит по меньшей мере одну интерференционную структуру и частично перекрывает первый элемент. За счет этого могут быть созданы защитные элементы, которые, например, обеспечивают зависимое от ориентации инверсное изменение цвета в различных областях защитного элемента одновременно, то есть при произведенном изменении ориентации.
Далее изобретение поясняется более подробно со ссылкой на чертежи:
Фиг.1а: схематический вид защитного элемента в разрезе;
Фиг.1б: схематический вид сверху на защитный элемент согласно фиг.1а;
Фиг.2а: схематический вид в разрезе защитного элемента согласно фиг.1 при возбуждении УФ-излучением и вертикальном рассматривании;
Фиг.2б: вид сверху на защитный элемент согласно фиг.2а;
Фиг.3а: схематический вид в разрезе защитного элемента согласно фиг.1 при возбуждении УФ-излучением и рассматривании в ориентации, отклоняющейся от вертикального рассматривания;
Фиг.3б: вид сверху на защитный элемент согласно фиг.3а;
Фиг.4: графическое представление отражательной способности/пропускной способности, нанесенной по отношению к длине волны в зависимости от различных углов рассматривания; и
Фиг.5а-5в: схематический вид сверху на другой защитный элемент при вертикальном рассматривании без возбуждения люминесценции (а), при вертикальном рассматривании с возбуждением люминесценции (6) и рассматривании в отклоняющейся от вертикали ориентации при возбуждении люминесценции.
На фиг.1 схематически изображен защитный элемент 1. На субстрат 2 нанесен, предпочтительно напечатан, первый элемент 3. Первый элемент 3 содержит одно или несколько люминесцентных средств, которые проявляют люминесценцию в видимом диапазоне длин волн после возбуждения или при возбуждении коротковолновым светом, например в УФ-диапазоне длин волн. Нанесение люминесцентных средств может происходить, например, способом высокой печати, глубокой печати, трафаретной печати, цифровой печати или плоской печати, прежде всего офсетной печати, который может быть способом влажной офсетной печати, безводной офсетной печати или сухой офсетной печати. Для индивидуализирующей или персонализирующей печати подходит, например, способ струйной печати. Над первым элементом 3 расположен обращенный в сторону 4 рассматривания защитного элемента 1 второй элемент 5, который по меньшей мере частично перекрывает первый элемент 3. Второй элемент 5 содержит одну или несколько интерференционных структур. В случае с интерференционными структурами речь может идти, например, о соэкструдированных пленках. Интерференционными структурами также могут быть многослойные интерференционные эффектные пигменты из диэлектрических слоев или металл-диэлектрические эффектные пигменты Фабри-Перо или же жидкие кристаллы, которые образуют холестерическую фазу, или их комбинации. Указанные последними интерференционные структуры проще всего наносятся печатным способом, например трафаретной печатью. Однако также могут быть применены любые другие способы печати, если интерференционные структуры печатаются так, что они ориентируются относительно первого элемента таким образом, что собственная ориентация относительно зависимого от ориентации интерференционного свойства для всех интерференционных структур является идентичной или почти идентичной. Если, например, используются диэлектрические многослойные интерференционные эффектные пигменты, они имеют прозрачную сердцевину, например частицу слюды, которая покрыта несколькими диэлектрическими слоями. Частица слюды имеет в одной пространственной плоскости плоскостную протяженность, которая больше, чем во всех других возможных пространственных направлениях. Это означает, что диэлектрический многослойный интерференционный эффектный пигмент имеет уплощенную форму. При печати таких диэлектрических многослойных интерференционных эффектных пигментов они ориентируются так, что они располагаются своей плоской стороной по существу параллельно субстрату или же плоской поверхности первого элемента или расположенного между первым элементом и вторым элементом субстратного слоя. Единая ориентация нескольких диэлектрических многослойных интерференционных эффектных пигментов является необходимой, так что макроскопически проявляется зависимый от ориентации, то есть зависимый от угла зрения, интерференционный эффект, который приводит к оптически различаемому изменению защитного элемента, как более подробно объясняется далее. То же самое относится к чешуйкам из соэкструдированных материалов, которые имеют геометрическую форму, которая адаптирована к предпочтительному направлению интерференционных свойств. То есть предпочтительное геометрическое направление определено относительно предпочтительного направления интерференции. Чешуйки соэкструдированных материалов имеют, например, плоскую форму. Нормаль к определенной плоской формой поверхности совпадает, например, с вертикалью, относительно которой определена зависимая от направления отражательная и/или пропускная способность соэкструдированного материала. В других вариантах осуществления защитный элемент 1 может содержать дополнительные слои, а сам, предпочтительно, выполнен как защищенный от подделки документ, например паспорт или идентификационный документ, или как ценный документ или тому подобное. В представленном варианте осуществления под субстратным слоем 2 расположен слой 6 усилителя сцепления, так что защитный элемент 1 может быть нанесен на другие защищенные от подделки документы и/или объекты, например, способом горячего штампования. Другие возможности проявления слоя усилителя сцепления представляет, например, описанный в DE 102006048464 А1 клей, который на первой стадии может быть высушен с помощью УФ-отверждения, в результате чего элемент может быть без блокирования размещен в роликовой форме, а на второй стадии, например в процессе ламинирования, термически соединяется с находящимся ниже субстратом. В качестве альтернативы, этим клеем, конечно, может быть, при необходимости на частичной поверхности, может быть нанесена печать или покрытие и на субстрат, так что позже при ламинировании он сцепляется с бесклеевым защитным элементом. Еще одним примером является описанный в DE 102007052949 А1 способ, в котором элемент или субстрат покрывается смесью из растворителя или растворителей и производного поликарбоната на основе геминально дизамещенного дигидроксдифенилциклоалкана, высушивается, а затем, например, посредством ламинирования сцепляется с другим слоем.
Специалисту понятно, что, как в первом элементе, так и во втором элементе простым образом может быть записана первая и вторая информация. Прежде всего, это относится к случаю, если элементы изготавливаются с помощью техники печати. При печати, например, является возможным выполнить почти любое плоскостное структурирование первого элемента и второго элемента и за счет этого кодировать информацию, например, в виде буквенно-цифровых знаков и/или графических символов и/или изображений. Если в качестве интерференционных структур используются соэкструдированные пленки, они также могут быть плоскостно структурированы, например посредством высечек или тому подобного. Если в качестве интерференционного элемента используется объемная голограмма, то в объемной голограмме, как известно специалисту, может быть записана информация, которая может быть считана из нее только при восстановлении голограммы под заданной восстановительной геометрией, которая содержит направление падения восстанавливающего света и направление рассматривания.
Люминесцентные средства, которые содержит первый элемент, предпочтительно выполнены так, что они являются прозрачными в видимом диапазоне длин волн. Также и второй элемент тоже выполнен так, что он по меньшей мере в частичном диапазоне видимого спектра длин волн является прозрачным или частично прозрачным. За счет этого, прежде всего, является возможным, что записанная в субстрате 2 информация, которая нанесена, например, посредством обычного печатного слоя (не показан), является видимой для смотрящего, пока не возбуждена люминесценция первого элемента.
Для того чтобы проверить и/или верифицировать защитный элемент 1, защитный элемент облучается возбуждающим светом 7. Это свет в ультрафиолетовом диапазоне длин волн, который настроен на люминесцентные средства первого элемента 3 так, что он приводит к люминесценции этих люминесцентных средств. На фиг.2а представлена эта ситуация для защитного элемента 1 согласно фиг.1а. Сплошными стрелками показан люминесцентный свет 8, который смотрящий различает при вертикальном виде сверху на защитный элемент 1. Однако, возбуждающий свет 7 может, например, быть и в видимом диапазоне длин волн (так называемая флюоресценция дневного света). Также и при возбуждении в инфракрасном диапазоне длин волн удается испускать, например, видимый с помощью антистоксовых-свойств свет.
На фиг.3а показана ситуация, при которой защитный элемент 1 также облучается возбуждающим светом 7, так что в первом элементе генерируется люминесцентный свет 8. Однако, при этом теперь показан люминесцентный свет 8, который смотрящий различает при другой, отклоняющейся от вертикальной, ориентации. По меньшей мере часть люминесцентного света 8' отражается во втором элементе 5, то есть в интерференционной структуре или интерференционных структурах. Это означает, что пропускная способность интерференционной структуры или интерференционных структур второго элемента 5 при изменении ориентации уменьшается.
Схематически пропускная способность/отражательная способность интерференционного элемента показана на фиг.4. Там пропускная способность (отражательная способность) показана по отношению к длине волны для вертикального рассматривания 11 (сплошная линия) и для рассматривания под углом 60° 12 относительно вертикали к поверхности (штриховая линия). При выделенной длине 13 волны происходит скачкообразное изменение пропускной способности (отражательной способности) при вертикальном рассматривании. При опрокидывании эта выделенная длина 13' волны, на которой происходит скачкообразное изменение пропускания (отражения), смещается в сторону более коротких длин волн. Диапазон длин волн, в котором происходит изменение пропускной способности (отражательной способности), также называется выделенным диапазоном 14 длин волн или выделенной спектральной областью. Для того чтобы при опрокинутом рассматривании защитного элемента во время возбуждения люминесценции имел место оптически различаемый эффект, люминесцентные средства первого элемента должны быть согласованы с интерференционными структурами второго элемента так, чтобы происходило значительное испускание люминесцентного света в этой выделенной спектральной области или диапазоне 14 длин волн. Если спектр люминесценции первого элемента имеет линейчатый спектр, то предпочтительно одна из спектральных линий спектра люминесценции находится в выделенной спектральной области или диапазоне 14 длин волн.
В представленном на фиг.1а-3а примере осуществления исходят из того, что первый элемент, то есть одна или несколько интерференционных структур первого элемента, имеют отражательную способность, которая увеличивается при опрокидывании в диапазоне длин волн люминесцентного излучения 8, или пропускную способность, которая уменьшается. Как специалисту известно, могут быть образованы различные интерференционные структуры, которые и ведут себя противоположным образом, что означает, сильное пропускание (слабое отражение) при коротких длинах волн и слабое пропускание (сильное отражение) при больших длинах волн. Конечно, аналогично могут генерироваться и полосовые фильтры.
На фиг.1б-3б представлены схематические виды на защитный элемент 1 согласно фиг.1а-3а, которые в каждом случае соответствуют друг другу. На фиг.1б видно, что второй элемент 5 перекрывает первый элемент 3 лишь частично и, кроме того, структурирован так, что его можно было бы интерпретировать как штрих-код. В виде согласно фиг.1б люминесценция не возбуждена.
На фиг.2б представлен вертикальный вид сверху на защитный элемент, в котором возбуждена люминесценция люминесцентных средств первого элемента 3. Испускание люминесцентного света обозначено штриховкой. Толщина штрихов штриховки указывает на интенсивность различаемого люминесцентного света. Хорошо видно, что во всей области плоскостной протяженности первого элемента 3 является различимой сильная люминесценция.
На фиг.3б дан вид сверху в отклоняющейся от вертикального рассматривания ориентации при возбуждении люминесценции. Видно, что в перекрытых областях 9, в которых второй элемент 5 частично перекрывает первый элемент 3, произошло заметное ослабление люминесценции. В результате этого структура второго элемента 5 является различимой смотрящим как затемненная область, которая соответствует перекрытой области 9, которая в виде сверху согласно фиг.2б была невидимой, так как второй элемент 5 там является прозрачным.
На фиг.5а-5в представлены схематические виды сверху на другой вариант осуществления защитного элемента 1. В представленном варианте осуществления в первый элемент 3 закодирована информация, которая в данном случае схематически представлена как А. Второй элемент выполнен 5 таким образом, что он перекрывает только часть, половину 15, первого элемента 3.
В виде согласно фиг.5а, при котором люминесценция не возбуждена, информация первого элемента 3 является неразличимой, поскольку люминесцентные средства первого элемента 3 в видимом диапазоне длин волн являются прозрачными.
На фиг.5б представлена ситуация, в которой возбуждена люминесценция люминесцентных средств первого элемента 3. Защитный элемент 1 рассматривается в вертикальном виде сверху. Хорошо видна люминесценция во всей области первого элемента 3. Таким образом, при этом виде записанная в первом элементе 3 информация является четко различимой.
На фиг 5в представлен вид защитного элемента 1, в котором защитный элемент 1 рассматривается в отклоняющейся ориентации. Интерференционная структура или интерференционные структуры второго элемента 5 в области люминесценции в этой ориентации почти не имеют пропускания. Поэтому посредством испускаемого люминесцентного излучения различимой является только неперекрытая половина 16 буквы А. Таким образом, для пользователя возникает сильный контраст, так что защитный элемент может быть просто верифицирован.
Описанные варианты осуществления являются лишь примерными, очень упрощенными вариантами. Специалисту понятно, что возможны значительно более сложные варианты осуществления. Прежде всего, могут быть нанесены дополнительные элементы, которые имеют интерференционные структуры, которые, например, имеют противоположные пропускные/отражательные характеристики относительно второго элемента и перекрывают другие части первой информации.
Если содержащиеся в первом элементе люминесцентные средства испускают люминесцентный свет в большой спектральной области или в виде нескольких далеко разнесенных друг от друга в спектре длин волн спектральных линий, то зависимое от угла зрения или же зависимое от опрокидывания изменение отражательной способности или же пропускной способности приводит только к спектрально селективному изменению. Это означает, что изменением отражательной способности/пропускной способности затронут только люминесцентный свет в ограниченной спектральной области. Однако, при соответствующем выборе люминесцентных средств это приводит к тому, что происходит отчетливо различаемое изменение цвета при опрокидывании. Если вторым элементом перекрыт не весь первый элемент, то, разумеется, изменение цвета происходит только в части первого элемента при опрокидывании. Таким образом, и в таком случае защитный элемент может быть просто верифицирован за счет того, что в частичной области первого элемента происходит отчетливо различаемое изменение цвета.
Первая информация может быть записана в первом элементе и «цветовым образом». Прежде всего, если первый элемент содержит несколько различных люминесцентных средств, часть информации может быть произведена с помощью первого люминесцентного средства, которое испускает люминесцентный свет, который вызывает первое цветовое впечатление. С помощью одного или нескольких других люминесцентных средств, которые испускают люминесцентный свет отклоняющихся цветовых впечатлений, может быть произведена другая информация или фон. Поскольку второй элемент имеет спектрально селективную зависимость пропускной способности/отражательной способности от ориентации в выделенном диапазоне длин волн, при соответствующем выборе люминесцентных средств влияние оказывается только на люминесцентный свет первых люминесцентных средств, например он отражается. Представленные на фиг.2а и 3а виды в таком варианте осуществления могут быть интерпретированы и так, что люминесцентный свет 8 имеет различные длины волн. В то время как при вертикальном виде сверху (ср. фиг.2а) пропускается люминесцентный свет 8 обеих длин волн, в опрокинутом состоянии (фиг.3а) пропускается только люминесцентный свет 8 одной длины волны, а остальной люминесцентный свет 8', напротив, отражается во втором элементе 5.
Особо предпочтительно, описанные защитные элементы выполнены в виде защищенных от подделки и/или ценных документов, которые содержат дополнительные защитные признаки и/или защитные элементы. В качестве альтернативы защитные элементы могут быть интегрированы в защищенный от подделки и/или ценный документ.
Специалисту понятно, что для такого защитного элемента имеется множество других возможностей выполнения.
В качества примеров более детально были пояснены варианты осуществления, в которых первый элемент и второй элемент, предпочтительно, нанесены с помощью техники печати. В других вариантах осуществления первый элемент также может быть интегрирован в субстрат или сам быть субстратом, на который наносится второй элемент. Например, люминесцентные средства могут быть интегрированы в субстрат, например пластиковую пленку.
Также является возможным внедрять в субстрат люминесцентные средства в виде смешанных волокон или планшетов. Для внедрения таких элементов, прежде всего, подходит бумага.
Кроме того, если бумага имеет поверхностную структуру, например в виде ощутимого водяного знака, нанесенный на нее второй элемент адаптируется к этой поверхностной структуре. Таким образом, угловая селективность второго элемента при верификации признака будет следовать форме поверхностной структуры. Таким образом, поверхностная структура при возбуждении люминесценции становится видимой в отраженном свете.
Кроме того, любой подходящий рельеф поверхности воспроизводится в защитном признаке согласно изобретению. Рельефы поверхности могут возникать, например, посредством тиснения субстрата посредством металлографской печати или посредством ламинирования, например с помощью структурированных ламинирующих пластин.
В случае с выполненными в виде пластиковых карт ценными и/или защищенными от подделки документами изготовление типичным образом происходит в виде ламината. Типичный способ изготовления такого ценного и/или защищенного от подделки документа для внедрения описанного защитного элемента предусматривает следующее:
1) подготовку слоев субстрата из указанных пластиков, типичным образом толщиной от 10 мкм до 1000 мкм, предпочтительно от 50 мкм до 250 мкм. На слои субстрата может быть нанесена печать, они могут быть прозрачными, просвечивающими, непрозрачными, приспособленными к лазерной гравировке, и т.д. Могут также использоваться слои субстрата с вкладкой (inlay), состоящей из бесконтактного чипа и антенны. Один или все слои субстрата могут также иметь клеевой слой. Слои субстрата не обязательно должны все состоять из одного и того же материала.
2) на один из слоев субстрата наносится, предпочтительно напечатывается, первый элемент.
3) на этот слой субстрата с печатью, или на другом слое субстрата, например, выполненном в виде прозрачной пленки слое субстрата, одним из описанных выше способов наносится второй элемент. В случае нанесения на другом слое субстрата эта стадия по времени, конечно, не обязательно должна происходить после нанесения печати.
4) слой (слои) субстрата с первым и вторым элементом приводятся в контакт вместе с другими слоями субстрата и под воздействием давления и температуры ламинируются. При этом образуется прочная связь между отдельными слоями субстрата, которая также называется ламинатом.
5) затем ламинат дополнительно обрабатывается, например относительно его формы контура, посредством штанцевания. При изготовлении с многократным использованием происходит разделение, например, также штанцеванием. При необходимости, перед штанцеванием или после штанцевания может происходить нанесение защитной пленки, например дифракционной защитной пленки. Также может быть нанесен слой защиты от царапин, например в виде лака. Также может быть использована комбинация из слоя защиты от царапин и защитной пленки.
Особый случай представляет собой последующее нанесение второго элемента на стадии 5. В этом случае второй элемент не ламинируется в корпус карты, а наклеен на него. Это может быть выгодно, прежде всего, если второй элемент индивидуализирован или персонализирован. Например, объемная голограмма может быть нанесена на часть поверхности или на всю поверхность, при этом ее часть в качестве второго элемента в смысле изобретения взаимодействует с расположенным ниже люминесцентным элементом.
В других вариантах осуществления, в которых, например, объемная голограмма засвечена в голографическую записывающую среду, первый элемент с помощью техники печати может быть нанесен на обращенной от стороны рассматривания стороне голографической записывающей среды. Предпочтительно, объемная голограмма засвечена не во всю поверхность пленки, так что и в этом случае являются реализуемыми варианты осуществления, при которых второй элемент (объемная голограмма) перекрывает только часть первого элемента.
Аналогичным образом может быть изготовлен защитный элемент при использовании соэкструдированных пленок. Например, субстрат с напечатанными на него первыми люминесцентными средствами, например бумага, с помощью процесса нанесения (например, способом горячего штампования) снабжается вторым элементом из соэкструдированной пленки, так что получается гониолюминесцентный эффект согласно изобретению. Также является благоприятным, если нанесенная способом горячего штампования соэкструдированная пленка имеет дополнительные защитные признаки, например является носителем дифракционного (частично-) металлизированного поверхностного тиснения, и таким образом при нормальном освещении отраженным светом имеет типичные оптические эффекты тисненых голограмм (как их проявляет, например, Kinegram) и при УФ-освещении в комбинации с расположенным ниже первым люминесцентным элементом гониолюминесцентный эффект.
Для осуществления изобретения описанные элементы и признаки могут быть применены в любом сочетании.
Перечень ссылочных обозначений
1 защитный элемент
2 субстрат
3 первый элемент
4 сторона рассматривания
5 второй элемент
6 слой усилителя сцепления
7 возбуждающий свет
8, 8′ люминесцентный свет
9 перекрытая область
11 пропускная способность/отражательная способность при 0°
12 пропускная способность/отражательная способность при 60°
13, 13′ выделенная длина волны
14 выделенный диапазон длин волн/спектральная область
15 перекрытая половина
16 неперекрытая половина