EP1673233A2 - Codierungssystem für wertdokumente - Google Patents

Codierungssystem für wertdokumente

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Publication number
EP1673233A2
EP1673233A2 EP04765836A EP04765836A EP1673233A2 EP 1673233 A2 EP1673233 A2 EP 1673233A2 EP 04765836 A EP04765836 A EP 04765836A EP 04765836 A EP04765836 A EP 04765836A EP 1673233 A2 EP1673233 A2 EP 1673233A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
approximately
emission
luminescent
coding
coding according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP04765836A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1673233B1 (de
Inventor
Thomas Giering
Wolfgang Rauscher
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Giesecke+Devrient GmbH
Original Assignee
Giesecke+Devrient GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke+Devrient GmbH filed Critical Giesecke+Devrient GmbH
Publication of EP1673233A2 publication Critical patent/EP1673233A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1673233B1 publication Critical patent/EP1673233B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/20—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
    • B42D25/29—Securities; Bank notes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/36—Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials
    • B42D25/378—Special inks
    • B42D25/387—Special inks absorbing or reflecting ultraviolet light
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]

Definitions

  • the invention relates to a coding for objects to be secured.
  • the object of the invention is to propose coding with an increased number of coding possibilities.
  • the coding has at least one pair of mutually assigned luminescent substances with a first and a second luminescent substance which emit in a common emission range lying outside the visible spectral range.
  • the emission spectra of the first and of the second luminescent substance overlap in at least a partial area of the said emission area in such a way that the emission spectrum of the first luminescent substance is due to the emission spectrum of the second luminescent substance is added.
  • the common emission range of the two luminescent substances extends from approximately 750 nm to approximately 2500 nm, preferably from approximately 800 nm to approximately 2200 nm, particularly preferably from approximately 1000 nm to approximately 1700 nm. If the luminescence emission relevant for the coding lies in the Range above about 1000 nm, so it is removed from the comparatively simple detection by commercially available infrared detectors based on silicon.
  • the first and / or second luminescent substance is formed on the basis of a doped host lattice.
  • These luminescent substances can e.g. are excited by directly irradiating into the absorption bands of the luminescent ions and then emitting them.
  • absorbing host gratings or so-called “sensitizers” can also be used, which absorb the excitation radiation and transmit it to the luminescent ion, which then emits itself with its characteristic wavelengths. It goes without saying that the host gratings and / or the dopants for the the two luminescent substances can be different in order to obtain different excitation and / or emission ranges.
  • the host lattice absorbs in the visible spectral range and, if appropriate, additionally in the near infrared range to about 1.1 ⁇ m.
  • the excitation can then take place via light sources, such as halogen lamps, flash lamps, LEDs, lasers or xenon arc lamps, with high effectiveness, so that only small amounts of the luminescent substance are required.
  • the small amount of substance makes it difficult to prove the substance used for potential counterfeiters. If the host lattice absorbs up to about 1100 nm in the near infrared, easily detectable emission lines of the dopant ions can be suppressed, so that only the more complex emission to be detected remains at longer wavelengths.
  • lurriculum substances are used which absorb even in the visible spectral range, preferably over the largest part of the visible spectral range, particularly preferably into the near infrared range. Even then, emissions in these more accessible spectral ranges are suppressed.
  • the first and / or second luminescent substance is a luminescent substance based on a host lattice doped with rare earth elements. Neodymium, erbium, holmium, thulium, ytterbium, praseodymium, dysprosium or a combination of these elements are particularly suitable as dopants.
  • the first and / or second luminescent substance is a luminescent substance based on a host lattice doped with a chromophore, the chromophore from the group consisting of scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, Copper and zinc is selected.
  • a host lattice doped with a chromophore the chromophore from the group consisting of scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, Copper and zinc is selected.
  • the dopants and host lattices mentioned in WO 02/070279 are also suitable for use as luminescent substances in codings according to the invention. At least one of the host lattices can be doped with several chromophores.
  • the two variants antennas can be combined so that one of the luminescent substances is based on a rare earth-doped host lattice, the other luminescent substance is formed on the basis of a host lattice with a chromophore.
  • the host lattice can have a perovskite structure or a garnet structure, for example. At least one of the host lattices can also be formed by a mixed crystal. Further possible configurations of the host lattice and the dopants are listed in EP-B-0052624 or EP-B-0 053 124, the disclosures of which are included in the present application.
  • the first and second luminescent substances are formed on the basis of different host gratings which have a crystal field of different strength and which are each doped with the same dopant. Due to the influence of the crystal field at the location of the dopant, its electronic levels are shifted compared to the undisturbed state. Since the size of the shift varies for the different levels, there are shifts in the energetic distances of the electronic levels and thus also in the position of the emission lines, depending on the strength and symmetry of the crystal field. If the same dopant is selected for the first and second luminescent substances, small shifts of the associated emission lines with respect to the undisturbed emission can be adjusted in a controlled manner by suitable selection of host lattices with different crystal fields.
  • Said sub-area, in which the luminescence spectra of the first and second luminescent substances additionally overlap, preferably has a width of 200 nm or less, preferably 100 nm or less on .
  • the partial range extends from approximately 850 nm to approximately 970 nm.
  • the partial range extends from approximately 920 nm to approximately 1060 nm, or from approximately 1040 nm to approximately 1140 nm, or from approximately 1100 nm to approximately 1400 nm, preferably from approximately 1100 nm to approximately 1250 nm, particularly preferably from approximately 1120 nm to approximately 1220 nm, or from approximately 1300 nm to approximately 1500 nm, or from approximately 1400 nm to approximately 1700 nm
  • the first and the second luminescent substance advantageously each have at least one emission line, the positions of which are entirely at a distance of approximately 50 nm or less, preferably approximately 30 nm or less, particularly preferably approximately 20 nm or less particularly preferably have about 10 nm or less.
  • the emission lines are narrow-band and in particular have a half width of about 50 nm or less, preferably about 30 nm or less, particularly preferably about 20 nm or less, very particularly preferably about 10 nm or less.
  • the coding contains a further luminescent substance which has at least one emission line outside the sub-area mentioned.
  • the emission line is preferably outside the visible spectral range, in particular in the infrared spectral range above 1100 nm
  • the coding can also have a plurality of pairs of luminescent substances assigned to one another, which can each be formed as described.
  • the pairs of luminescent substances are preferably matched to one another in such a way that the subregions in which the emission spectra of the two luminescent substances additionally overlap are different for different pairs.
  • a large number of luminescent substance pairs or luminescent substance mixtures can be generated by variations and combination of the different dopants and host lattices, the emission lines of which are relevant for the coding and additionally overlap in different spectral subregions.
  • very compact codings can be formed which, with a high density of information, take up little space on the object to be protected.
  • the coding can be formed by the presence or absence of individual or more luminescent substances within the partial area of the emission spectrum according to the invention or else individual or more luminescent substances in different partial areas.
  • the items to be secured include, in particular, value documents, such as banknotes, shares, bonds, certificates, vouchers, checks, high-quality admission tickets, credit cards, identity cards, passports and other identification documents. documents, as well as security papers for the production of such value documents.
  • value documents such as banknotes, shares, bonds, certificates, vouchers, checks, high-quality admission tickets, credit cards, identity cards, passports and other identification documents. documents, as well as security papers for the production of such value documents.
  • At least one of the luminescent substances can be printed on the value document.
  • Several of the luminescent substances for example a pair of luminescent substances assigned to one another, can also be printed together in one printing ink on the value document.
  • the printing inks used for this can be transparent or contain additional color pigments which must not impair the detection of the luminescent substances. They preferably have transparent areas in the excitation and in the considered emission area of the luminescent substances.
  • the value document preferably comprises a substrate which is formed by a printed or unprinted cotton fiber paper, a cotton / synthetic fiber paper, a cellulose-containing paper or a coated, printed or unprinted plastic film.
  • a laminated multilayer substrate can also be used.
  • One or more of the luminescent substances can also be introduced into the volume of the value document, in particular the value document substrate.
  • the luminescent substances can be introduced into the volume of a paper substrate, for example, by a method as described in EP-A 0 659 935 and DE 101 20818. To this extent, the disclosures of the cited documents are included in the present avoidance.
  • the luminescent substances can also be added to the paper pulp before the sheet formation.
  • the luminescent substances can also be added to the paper pulp before the sheet formation.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an object to be secured with a coding according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows schematic emission profiles of various luminescent substances, as can be used for the coding of FIG. 1.
  • Fig. 1 shows an object 10 to be secured, which is provided with a coding 11 according to an embodiment of the invention.
  • Coding 11 contains two pairs of luminescent substances 12, 13 and 14, 15 which are assigned to one another and which, after excitation, show emissions in the infrared spectral range between 1000 and 1500 nm, which additionally overlap one another in a partial area, as described in more detail below.
  • regions 16 with the first pair of luminescent substances 12, 13, regions 17 with the second pair of luminescent substances 14, 15 and regions 18 without luminescent substances along predetermined geometric patterns, any information, for example a product code, can be represented by the coding 11.
  • the luminescent substances 12 and 13 are each formed on the basis of a neodymium-doped host lattice and have, as in the left-hand part of FIG. 2 shown, each have an emission line in the range around 1064 nm. However, the two luminescent substances 12, 13 are formed on the basis of different host lattices, which generate a differently strong crystal field at the location of the neodymium ion.
  • the interaction between the crystal field and the neodymions results in emission lines 22 and 23 which are shifted slightly for the undisturbed value for both luminescent substances.
  • the peak position of the luminescent curve 22 of the first luminescent substance 12 is at a wavelength of 1065 nm and the
  • the two luminescence spectra 22, 23 overlap one another in the partial range from approximately 1000 nm to approximately 1150 nm in such a way that the emission spectrum 22 of the first luminescent substance 12 is supplemented by the emission spectrum 23 of the second luminescent substance 13 , Because of the small distance between the two lines, the presence of the two luminescent substances 12 and 13 can practically not be recognized from the enveloping emission curve without prior knowledge of the substances used, so that the coding has a high level of security against forgery. Since the spectrum is generated by different matrices in which the luminescent ions are located in different crystal fields, there are also no matrices that generate the same emission spectrum by themselves.
  • nescent substances 14, 15 are each formed on the basis of a host lattice doped with a chromophore, the chromophore being selected from the group consisting of scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper and zinc.
  • the envelope of the luminescent emissions of the two luminescent substances 14, 15 practically cannot be inferred from the type of luminescent substance used without further information.
  • the luminescence emission of the aforementioned luminescent substances 12 and 13 at a wavelength of approximately 1300 nm is shown in the right-hand part of FIG. 2.
  • narrow emission lines 32 and 33 which are located close to one another and whose common luminescence emission can only be separated with high-resolution detectors.
  • the coding 11 can also contain a further luminescent substance which, after excitation, shows an emission at a wavelength above 1100 nm.
  • the emission wavelength is tuned in such a way that it does not fall into the overlapping areas of the first or second pair of luminescent substances.
  • the presence or absence of the further luminescent substance in certain areas can also be used for coding and thus further increases the number of coding possibilities.
  • the coding shown in FIG. 1 can be used, for example, to represent a ternary code in which the state "0" is represented by an area without luminescent substances, the state "1" is represented by an area with the first pair of luminescent substances 12, 13 and the state "2" an area is represented with the second pair of luminescent substances 14, 15.
  • This enables compact coding that combines high information density with a small footprint. It goes without saying that the use of the above-mentioned further luminescent substance or the use of further luminescent substance pairs of the type described above enables even denser coding.

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Finance (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Credit Cards Or The Like (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
  • Inspection Of Paper Currency And Valuable Securities (AREA)

Description

Codierungssystem für Wertdokumente
Die Erfindung betrifft eine Codierung für abzusichernde Gegenstände.
Um eine gut maschinenlesbare Codierung für ein Sicherheitspapier zu schaffen, wurde in der Druckschrift WO 01/48311 vorgeschlagen, das Sicherheitspapier mit wenigstens zwei A-rten von Melierfasern zu versehen, die sich hinsichtlich ihrer lumineszierenden Eigenschaften unterscheiden. Dabei liegt in definierten, nicht überlappenden Teilbereichen des Sicherheitspapiers jeweils nur eine der unterschiedliclien Melierfasern vor, so dass durch die geometrische Anordnung der Teilbereiche und die Anwesenheit bzw. Abwesenheit von Melierfasern eine Codierung erzeugt werden kann. Allerdings ist aufgrund des sehr begrenzten auf einem Sicherheitspapier zur Verfügung stehenden Platzes die Zahl der so erzeugbaren geometrischen Anordnungen limitiert.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Codierung mit einer erhöhten Zahl an Codiermöglichkeiten vorzuschlagen.
Die gestellte Auf abe wird durch die Codierung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildunge der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß weist die Codierung zumindest ein Paar einander zugeordneter Lumineszenzstoffe mit einem ersten und einem zweiten Lumineszenzstoff auf, die in einem gemeinsamen, außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs liegenden Emissionsbereich emittieren. Die Emissionsspektren des ersten und des zweiten Lumineszenzstoff s überlappen dabei in wenigstens einem Teilbereich des genannten Emissionsbereichs derart, dass das Emissionsspektrum des ersten Lumineszenzstoffs durch das Emissionsspektrum des zweiten Lurnineszenzstoffs charakteristisch ergänzt wird. Dadurch wird eine hochwertige und hochsichere Codierung geschaffen, bei der die spektrale Auflösung der einander ergänzenden Lurnineszenzernissionen nur mit hohem technischen Aufwand gelingt. Zugleich kann durch die Vielzahl möglicher Lumineszenzstoffpaare eine große Zahl an Codierungen erzeugt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung erstreckt sich der gemeinsame Emissionsbereich der beiden Lumineszenzstoffe von etwa 750 nm bis etwa 2500 nm, bevorzugt von etwa 800 nm bis etwa 2200 nm, besonders bevorzugt von etwa 1000 nm bis etwa 1700 nm. Liegt die für die Codierung relevante Lumineszenzemission im Bereich oberhalb von etwa 1000 nm, so ist sie dem vergleichsweise einfachen Nachweis durch handelsübliche Infrarotdetektoren auf Siliziumbasis entzogen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der erste und/ oder zweite Lumineszenzstoff auf Basis eines dotierten Wirtsgitters gebildet. Diese Lumineszenzstoffe können z.B. dadurch angeregt werden, dass direkt in die Absorptionsbanden der lumineszierenden Ionen eingestrahlt wird und diese sodann emittieren. In bevorzugten Varianten können auch absorbierende Wirtsgitter oder so genannte „Sensitizer" eingesetzt werden, die die Anregungsstrahlung absorbieren und auf das lumineszierende Ion übertragen, das dann selbst mit seinen charakteristischen Wellenlängen emittiert. Es versteht sich, dass die Wirtsgitter und/ oder die Dotierstoffe für die beiden Lumineszenz- Stoffe verschieden sein können, um unterschiedliche Anregungs- und/ oder Emissionsbereiche zu erhalten.
In einer bevorzugten Ausgestaltung absorbiert das Wirtsgitter im sichtbaren Spektralbereich und gegebenenfalls zusätzlich im nahen Infrarotbereich bis zu etwa 1,1 μm. Die Anregung kann dann über Lichtquellen, wie Halogenlampen, Blitzlampen, LEDs, Laser oder Xenonbogenlampen, mit hoher Effektivität erfolgen, so dass nur geringe Stoffmengen des Lumineszenzstoffs erforderlich sind. Die geringe Stoffmenge erschwert dabei den Nachweis der eingesetzten Substanz für potentielle Fälscher. Absorbiert das Wirtsgitter im nahen Infrarot bis zu etwa 1100 nm, so können leicht nachweisbare Emissi- onslinien der Dotierstoffionen unterdrückt werden, so dass nur die aufwändiger zu detektierende Emission bei größeren Wellenlängen verbleibt.
In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung werden Lurr neszenzstoffe verwendet, die selbst im sichtbaren Spektralbereich, bevorzugt über den größten Teil des sichtbaren Spektralbereichs, besonders bevorzugt bis in den nahen Infrarotbereich hinein absorbieren. Auch dann werden Emissionen in diesen leichter zugänglichen Spektralbereichen unterdrückt.
In einer vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Codierung ist der erste und/ oder zweite Lumineszenzstoff ein Lumineszenzstoff auf Basis eines mit Seltenerdelementen dotierten Wirtsgitters. Als Dotierstoffe kommen dabei insbesondere Neodym, Erbium, Holmium, Thulium, Ytterbium, Pra- seodym, Dysprosium oder eine Kombination dieser Elemente infrage.
Nach einer anderen vorteilhaften Variante ist der erste und/ oder zweite Lumineszenzstoff ein Lumineszenzstoff auf Basis eines mit einem Chromo- phor dotierten Wirtsgitters, wobei der Chromophor aus der Gruppe Scandi- um, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer und Zink ausgewählt ist. Auch die in der WO 02/070279 genannten Dotierstoffe und Wirtsgitter sind für den Einsatz als Lumineszenzstoff in erfindungsgemäßen Codierungen geeignet. Zumindest eines der Wirtsgitter kann mit mehreren Chromophoren dotiert sein. Es versteht sich, dass die beiden Vari- anten kombiniert werden können, dass also einer der Lumineszenzstoffe auf Basis eines seltenerddotierten Wirtsgitters, der andere Lumineszenzstoff auf Basis eines Wirtsgitter mit einem Chromophor gebildet ist.
Das Wirtsgitter kann beispielsweise eine Perovskitstruktur oder eine Granatstruktur aufweisen. Zumindest eines der Wirtsgitter kann auch durch einen Mischkristall gebildet sein. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Wirtsgitter und der Dotierstoffe sind in der EP-B-0052624 oder der EP-B-0 053 124 aufgeführt, deren Offenbarungen insoweit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Codierung sind der erste und zweite Lumineszenzstoff auf Basis unterschiedlicher Wirtsgitter gebildet, die ein verschieden starkes Kristallfeld aufweisen und die jeweils mit demselben Dotierstoff dotiert sind. Durch den Einfluss des Kristallfelds am Ort des Dotierstoffs werden dessen elektronische Niveaus gegenüber dem ungestörten Zustand verschoben. Da die Größe der Verschiebung für die verschiedenen Niveaus variiert, ergeben sich, abhängig von Stärke und Symmetrie des Kristallfelds, Verschiebungen in den energe- tischen Abständen der elektronischen Niveaus und damit auch in der Lage der Emissionslinien. Wird für den ersten und zweiten Lurnineszenzstoff derselbe Dotierstoff gewählt, so können durch geeignete Wahl von Wirtsgittern mit verschieden starkem Kristallfeld kontrolliert kleine Verschiebungen der zugehörigen Emissionslinien gegenüber der ungestörten Emission eingestellt werden.
Der genannte Teilbereich, in dem sich die Lumineszenzspektren des ersten und zweiten Lumineszenzstoffs ergänzend überlappen, weist vorzugsweise eine Breite von 200 nm oder weniger, bevorzugt von 100 nm oder weniger auf . In einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich der Teilbereich von etwa 850 nm bis etwa 970 nm. In anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltungen erstreckt sich der Teilbereich von etwa 920 nm bis etwa 1060 nm, oder von etwa 1040 nm bis etwa 1140 nm, oder von etwa 1100 nm bis etwa 1400 nm, bevorzugt von etwa 1100 nm bis etwa 1250 nm, besonders bevorzugt von etwa 1120 nm bis etwa 1220 nm, oder von etwa 1300 nm bis etwa 1500 nm, oder von etwa 1400 nm bis etwa 1700 nm
Der erste und der zweite Lumineszenzstoff weisen in dem genannten Teilbe- reich mit Vorteil jeweils wenigstens eine Emissionslinie auf, deren Positionen einen Abstand von etwa 50 nm oder weniger, bevorzugt von etwa 30 nm oder weniger, besonders bevorzugt von etwa 20 nm oder weniger, ganz besonders bevorzugt von etwa 10 nm oder weniger aufweisen. Ein derart geringer Abstand der Emissionslinien erschwert den Nachweis, dass zwei un- terschiedliche Lumineszenzstoffe vorliegen, beträchtlich. In bevorzugten Ausgestaltungen sind die Emissionslinien schmalbandig und weisen insbesondere eine Halbwertsbreite von etwa 50 nm oder weniger, bevorzugt von etwa 30 nm oder weniger, besonders bevorzugt von etwa 20 nm oder weniger, ganz besonders bevorzugt von etwa 10 nm oder weniger auf.
Nach einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung enthält die Codierung einen weiteren Lumineszenzstoff, der zumindest eine Emissionslinie außerhalb des genannten Teilbereichs aufweist. Die Emissionslinie liegt dabei vorzugsweise außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs, insbesondere im infraroten Spektralbereich oberhalb von 1100 nm. Unter „infraroter
Spektralbereich" wird erfindungsgemäß der Wellenlängenbereich ab 750 nm und größer, vorzugsweise 800 nm und größer verstanden. Die Codierung kann auch mehrere Paare einander zugeordneter Lumineszenzstoffe aufweisen, die jeweils wie beschrieben gebildet sein können. Die Lumineszenzstoffpaare sind dabei vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, dass die Teilbereiche, in denen sich die Emissionsspektren der beiden Lumi- neszenzstoffe ergänzend überlappen, für verschiedene Paare verschieden sind.
Es können auch weitere Lumineszenzstoff e vorgesehen werden, die das erfindungsgemäße Paar an Lumineszenzstoffen weiter ergänzen. So können die zusätzlichen Lumineszenzstoffe im gleichen Teilbereich des Spektrums emittieren und das Emissionsspektrum des erfindungsgemäßen Lumineszenzstoffpaares weiter ergänzen.
Durch Variationen und Kombination der verschiedenen Dotierstoffe und Wirtsgitter lassen sich eine Vielzahl von Lumineszenzstoffpaaren bzw. Lumineszenzstoff mischungen erzeugen, deren für die Codierung relevante Emissionslinien sich jeweils in unterschiedlichen spektralen Teilbereichen ergänzend überlappen. Dadurch können sehr kompakte Codierungen gebildet werden, die bei hoher Informationsdichte nur wenig Raum auf dem ab- zusichernden Gegenstand einnehmen. Die Codierung kann dabei durch die An- bzw. Abwesenheit einzelner oder mehrerer Lumineszenzstoffe innerhalb des erfindungsgemäßen Teilbereichs des Emissionsspektrums oder aber auch einzelner oder mehrerer Lumineszenzstoffe in unterschiedlichen Teilbereichen gebildet werden.
Als abzusichernde Gegenstände kommen insbesondere Wertdokumente, wie Banknoten, Aktien, Anleihen, Urkunden, Gutscheine, Schecks, hochwertige Eintrittskarten, Kreditkarten, Identitätskarten, Pässe und sonstige Ausweis- dokumente, sowie Sicherheitspapiere für die Herstellung solcher Wertdokumente in Betracht.
Zumindest einer der Lumineszenzstoffe kann auf das Wertdokument auf ge- druckt sein. Dabei können auch mehrere der Lumineszenzstoffe, beispielsweise ein einander zugeordnetes Lumineszenzstoffpaar, in einer Druckfarbe gemeinsam auf das Wertdokument aufgedruckt sein. Die hierfür verwendeten Druckfarben können transparent sein oder zusätzliche Farbpigmente enthalten, die den Nachweis der Lumineszenzstoffe nicht beeinträchtigen dürfen. Sie weisen vorzugsweise im Anregungs- und im betrachteten Emissionsbereich der Lumineszenzstoffe transparente Bereiche auf.
Das Wertdokument umfasst vorzugsweise ein Substrat, das durch ein bedrucktes oder unbedrucktes Baumwollfaserpapier, ein Baumwoll-/Synthese- faserpapier, ein cellulosehaltiges Papier oder eine beschichtete, bedruckte oder unbedruckte Kunststoffolie gebildet wird. Auch ein laminiertes mehrschichtiges Substrat kommt in Betracht.
Einer oder mehrere der Lumineszenzstoffe können auch in das Volumen des Wertdokuments, insbesondere das Wertdokumentsubstrat, eingebracht sein. Das Einbringen der Lumineszenzstoffe in das Volumen eines Papiersubstrats kann beispielsweise nach einem Verfahren erfolgen, wie es in den Druckschriften EP-A 0 659 935 und DE 101 20818 beschrieben ist. Die Offenbarungen der genannten Druckschriften werden insoweit in die vorliegende An- meidung einbezogen.
Alternativ können die Lumineszenzstoffe auch zufallsbedingt der Papiermasse vor der Blattbildung zugesetzt werden. Ein weiteres Ausführungsbeispiel sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Fig. erläutert. Zur besseren Anschaulichkeit wird in den Fig. auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Darstellung verzichtet.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines abzusichernden Gegenstands mit einer Codierung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Fig. 2 schematische Emissionsverläufe verschiedener Lumineszenzstoffe, wie sie für die Codierung der Fig. 1 eingesetzt werden können.
Fig. 1 zeigt einen abzusichernden Gegenstand 10, der mit einer Codierung 11 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung versehen ist.
Die Codierung 11 enthält zwei Paare einander zugeordneter Lumineszenzstoffe 12, 13, bzw. 14, 15, die nach Anregung Emissionen im infraroten Spek- tralbereich zwischen 1000 und 1500 nm zeigen, welche einander in einem Teilbereich jeweils ergänzend überlappen, wie nachfolgend genauer beschrieben. Durch eine Anordnung von Bereichen 16 mit dem ersten Lumineszenzstoffpaar 12, 13, Bereichen 17 mit dem zweiten Lumineszenzstoffpaar 14, 15 und Bereichen 18 ohne Lumineszenzstoffe entlang vorgegebener geo- metrischer Muster lässt sich eine beliebige Information, beispielsweise ein Produktcode, durch die Codierung 11 darstellen.
Die Lumineszenzstoffe 12 und 13 sind jeweils auf Basis eines neodymdotierten Wirtsgitters gebildet und weisen, wie im linken Bildteil der Fig. 2 gezeigt, jeweils eine Emissionslinie im Bereich um 1064 nm auf. Die beiden Lumineszenzstoffe 12, 13 sind allerdings auf Basis unterschiedlicher Wirtsgitter ausgebildet, die am Ort des Neodymions ein unterschiedlich starkes Kristallfeld erzeugen.
Durch die Wechselwirkung zwischen dem Kristallfeld und den Neodymionen ergeben sich, wie oben erläutert, für beide Lumineszenzstoffe leicht gegen den ungestörten Wert verschobene Emissionslinien 22 bzw. 23. Im Ausführungsbeispiel liegt die Peakposition des Lumineszenzverlaufs 22 des ersten Lumineszenzstoffs 12 bei einer Wellenlänge von 1065 nm und die
Peakposition des Lumineszenzverlaufs 23 des zweiten Lumineszenzstoffs 13 bei etwa 1090 nm.
Wie in der Fig. 2 deutlich zu erkennen, überlappen die beiden Lumineszenz- spektren 22, 23 einander im Teilbereich von etwa 1000 nm bis etwa 1150 nm derart, dass das Emissionsspektrum 22 des ersten Lumineszenzstoffs 12 durch das Emissionsspektrum 23 des zweiten Lumineszenzstoffs 13 ergänzt wird. Aufgrund des geringen Abstands der beiden Linien lässt sich das Vorhandensein der beiden Lumineszenzstoffe 12 und 13 ohne vorherige Kennt- nis der eingesetzten Stoffe aus der einhüllenden Emissionskurve praktisch nicht erkennen, so dass die Codierung eine hohe Fälschungssicherheit aufweist. Da das Spektrum durch verschiedene Matrizen erzeugt wird, in denen sich die Lumineszenzionen in verschiedenen Kristallfeldern befinden, gibt es auch keine Matrizen, die für sich genommen das gleiche Emissionsspektrum erzeugen.
Der mittlere Bildteil der Fig. 2 zeigt den Emissionsverlauf 24 und 25 der Lumineszenzstoffe 14 bzw. 15 des zweiten Lumineszenzstoffpaars in dem für sie relevanten Teilbereich bei Wellenlängen von 1150 bis 1250 nm. Die Lumi- neszenzstoff e 14, 15 sind im Ausführungsbeispiel jeweils auf Basis eines mit einem Chromophor dotierten Wirtsgitters gebildet, wobei der Chromophor aus der Gruppe Scandium, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer und Zink ausgewählt ist. Wie bei dem ersten Lumineszenz- stoffpaar kann der Einhüllenden der Lumineszenzemissionen der beiden Lumineszenzstoffe 14, 15 die Art der eingesetzten Lurnineszenzstoff e ohne weitere Informationen praktisch nicht entnommen werden.
Als weiteres Beispiel ist im rechten Bildteil der Fig. 2 die Lumineszenzemis- sion der zuvor erwähnten Lumineszenzstoffe 12 und 13 bei einer Wellenlänge von etwa 1300 nm gezeigt. Auch dort ergeben sich nahe beieinander liegende, schmale Emissionslinien 32 bzw. 33, deren gemeinsame Lumineszenzemission nur mit hochauflösenden Detektoren getrennt werden kann.
Die Codierung 11 kann neben den beiden Lumineszenzstoffpaaren 12, 13 bzw. 14, 15 auch einen weiteren Lumineszenzstoff enthalten, der nach Anregung eine Emission bei einer Wellenlänge oberhalb von 1100 nm zeigt. Die Emissionswellenlänge ist dabei so abgestimmt, dass sie nicht in die Überlappungsbereiche des ersten oder zweiten Lumineszenzstoffpaars fällt. Die An- Wesenheit oder Abwesenheit des weiteren Lumineszenzstoffs in bestimmten Bereichen kann ebenfalls zur Codierung eingesetzt werden und erhöht so die Zahl der Codierungsmöglichkeiten weiter.
Mit der in Fig. 1 gezeigten Codierung kann beispielsweise ein Ternärcode dargestellt werden, bei dem der Zustand „0" durch einen Bereich ohne Lumineszenzstoffe, der Zustand „1" durch einen Bereich mit dem ersten Lumineszenzstoffpaar 12, 13 und der Zustand „2" durch einen Bereich mit dem zweiten Lumineszenzstoffpaar 14, 15 repräsentiert wird. Dies ermöglicht eine kompakte Codierung, die eine hohe Informationsdichte mit geringem Flächenbedarf vereint. Es versteht sich, dass durch den Einsatz des oben genannten weiteren Lumineszenzstoffs oder durch die Verwendung weiterer Lumineszenzstoffpaare der oben beschriebenen Art noch dichtere Codierungen möglich sind.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Codierung mit zumindest einem Paar einander zugeordneter Lumineszenzstoffe mit einem ersten und einem zweiten Lunrineszenzstoff, die in ei- nem gemeinsamen, außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs liegenden Emissionsbereich emittieren, wobei die Emissionsspektren des ersten und zweiten Lumineszenzstoffs in wenigstens einem Teilbereich des genannten Emissionsbereichs derart überlappen, dass das Emissionsspektrum des ersten Lumineszenzstoffs durch das Emissionsspektrum des zweiten Lurnines- zenzstoffs charakteristisch ergänzt wird.
2. Codierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Emissionsbereich sich von etwa 750 nm bis etwa 2500 nm, bevorzugt von etwa 800 nm bis etwa 2200 nm, besonders bevorzugt von etwa 1000 nm bis etwa 1700 nm erstreckt.
3. Codierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/ oder zweite Lumineszenzstoff auf Basis eines dotierten Wirtsgitters gebildet ist.
4. Codierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/ oder zweite Lumineszenzstoff auf Basis eines mit Seltenerdelementen dotierten Wirtsgitters gebildet ist.
5. Codierung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirtsgitter mit Neodym, Erbium, Holmium, Thulium, Ytterbium, Praseodym, Dysprosium oder einer Kombination dieser Elemente dotiert ist.
6. Codierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/ oder zweite Lumineszenzstoff auf Basis eines mit einem Chromophor dotierten Wirtsgitters gebildet ist, wobei der Chromophor aus der Gruppe Scandium, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Kupfer und Zink ausgewählt ist.
7. Codierung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Wirtsgitter mit mehreren Chromophoren dotiert ist.
8. Codierung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Wirtsgitter durch einen Mischkristall gebildet ist.
9. Codierung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch ge- kennzeichnet, dass der erste und der zweite Lumineszenzstoff auf Basis unterschiedlicher Wirtsgitter gebildet sind, die ein verschieden starkes Kristallfeld aufweisen und die jeweils mit demselben Dotierstoff dotiert sind.
10. Codierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge- kennzeichnet, dass der genannte Teilbereich, in dem sich die Emissionsspektren des ersten und zweiten Lumineszenzstoffs ergänzend überlappen, eine Breite von 200 nm oder weniger, bevorzugt von 100 nm oder weniger aufweist.
11. Codierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich der genannte Teilbereich, in dem sich die Emissionsspektren des ersten und zweiten Lumineszenzstoffs ergänzend überlappen, von etwa 850 nm bis etwa 970 nm, oder von etwa 920 nm bis etwa 1060 nm, oder von etwa 1040 nm bis etwa 1140 nm, oder von etwa 1100 nm bis etwa 1400 nm, bevorzugt von etwa 1100 nm bis etwa 1250 nm, besonders bevorzugt von etwa 1120 nm bis etwa 1220 nm, oder von etwa 1300 nm bis etwa 1500 nm, oder von etwa 1400 nm bis etwa 1700 nm erstreckt.
12. Codierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Lumineszenzstoff in dem genannten Teilbereich jeweils wenigstens eine Emissionslinie aufweisen, deren Positionen einen Abstand von etwa 30 nm oder weniger, bevorzugt von etwa 20 nm oder weniger, besonders bevorzugt von etwa 10 nm oder weniger aufweisen.
13. Codierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung einen weiteren Lumineszenzstoff enthält, der zumindest eine Emissionslinie außerhalb des genannten Teilbereichs aufweist.
14. Codierung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Emissionslinie außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs liegt, wobei die Emissionslinie bevorzugt im infraroten Spektralbereich oberhalb von 1100 nm liegt.
15. Codierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung mehrere Paare einander zugeordneter Lumineszenzstoffe, wie in den Ansprüchen 1 bis 14 angegeben, aufweist.
16. Codierung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche, in denen das Emissionsspektrum des ersten und zweiten Lumineszenzstoffs eines Paars einander ergänzend überlappen, für verschiedene Paare einander zugeordneter Lumineszenzstoffe verschieden sind.
17. Codierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung wenigstens einen zweiten Lumineszenzstoff aufweist, der ebenfalls in dem genannten Teilbereich des Spektrums emittiert und das Emissionsspektrum des ersten und/ oder zweiten Lumi- neszenzstoffs charakteristisch ergänzt wird.
18. Codiersystem für Wertdokumente mit zumindest einem Paar einander zugeordneter Lumineszenzstoffe mit einem ersten und einem zweiten Lumineszenzstoff, die in einem gemeinsamen, außerhalb des sichtbaren Spektral- bereichs liegenden Emissionsbereich emittieren, wobei die Emissionsspektren des ersten und zweiten Lumineszenzstoffs in wenigstens einem Teilbereich des genannten Emissionsbereichs derart überlappen, dass das Emissionsspektrum des ersten Lumineszenzstoffs durch das Emissionsspektrum des zweiten Lumineszenzstoffs charakteristisch ergänzt wird und zu unter- scheidende Wertdokumente mit unterschiedlichen ersten und/ oder zweiten Lumineszenzstoffen ausgestattet sind.
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