WO2017153196A1 - Sicherheitselement sowie ein verfahren zur herstellung eines sicherheitselements - Google Patents

Sicherheitselement sowie ein verfahren zur herstellung eines sicherheitselements Download PDF

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Wayne Robert Tompkin
Markus Burkhardt
Norbert Lutz
Harald Walter
Andreas Schilling
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OVD Kinegram AG
Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
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Definitions

  • the invention relates to a security element, a method for producing a security element and a security document with a
  • Security documents such as banknotes, passports, ID cards,
  • security elements often have light-diffractive, diffractive structures such as holograms.
  • Security elements provide the viewer with a tilt of the
  • Security elements also optically variable thin-film elements used, which in a tilting for the viewer different color impressions,
  • the invention is now based on the object to provide a security element and a method for producing a security element, which is characterized by a novel optically variable effect, which differs from the previously described known optically variable effects.
  • This task is performed by a security element with a first
  • Volumenhologrammtik which spans a coordinate system with the mutually perpendicular coordinate axes x and y spans in a non-bent state of the security element solved, wherein in the first
  • Volume hologram layer is introduced a first volume hologram in at least a first region, wherein the first volume hologram is formed such that a first information in a first predefined bent state of the security element is visible to a viewer in a first viewing situation and is not visible in the unbent state of the security element in the first viewing situation, or vice versa.
  • This object is further achieved by a method for producing a security element with a first
  • a volume hologram layer in particular according to one of claims 1 to 43, the method comprising the steps of: a) providing the first volume hologram layer; b) arranging a first master having a first surface structure on the first volume hologram layer; c) exposing the first master and the first volume hologram layer by means of coherent light, wherein the first volume hologram thus introduced into the first volume hologram layer is shaped in such a way that a first information in a first predefined bent state of the
  • Security element is visible to a viewer in a first viewing situation and is not visible in the unbent state of the security element in the first viewing situation or vice versa. This task is also solved by a security document with a
  • the invention is based on the finding that by shaping the above-specified volume hologram layer, an optically variable effect can be generated, which differs from the aforementioned known optically variable effects. While at previous
  • Security elements has shown here is an optically variable effect generated by bending the security element, so that, for example, a
  • optically variable effect seen in bending clearly differs from an optical effect of the volume hologram when tilted.
  • the optically variable effect according to the invention can, depending on the design of the volume hologram
  • Security element according to the invention increases the security against counterfeiting, since a counterfeiter must now also take into account a bent state of the security element in a possible imitation. Furthermore, that is
  • the security element can not be copied by molding a surface relief.
  • volume hologram In a "volume hologram" is in particular - in contrast to
  • Embossed holograms where the information only as a relief on the surface a film is applied and diffracted by the incident light - the information stored in the material volume. Over a modulation of at least two coherent waves occurs in this volume of material as a recording medium for superposition of these waves.
  • Volume hologram stored in so-called Bragg planes and contain the holographic information as a variation of the refractive index of the material.
  • Volume hologram applies the Bragg condition, which has the consequence that a volume hologram only by reference beams with specific
  • n ⁇ 2d sin ⁇ , where n is a natural number, ⁇ the
  • bending is also understood to mean buckling, so that a bent security element can have one or more break points or fold lines on which the security element is bent sharply or abruptly.
  • bent state of the security element is understood to mean a bent security element, that is to say that the shape of a
  • Safety element in a bent state was changed by the force.
  • the security element is curved or bent in the bent state and flat or flat when not bent.
  • predefined is meant a predetermined value or range of values or a predetermined shape or geometry, for example, a security element in a predefined bent state follows the shape of a parabola, the parameters describing the parabola being fixed within tolerance limits for the predefined bent state ,
  • viewing situation here means the relative positional relationships of the observer, a lighting device and the security element to one another
  • the situation relationships do not change.
  • the distances or angular relationships of the observer, the illumination device and the security element to each other in a particular viewing situation remain substantially the same.
  • “invisible” is understood to be only slightly visible, so that it is possible for the "Invisible” information for the viewer, especially in comparison to the “visible” information, only slightly recognizable.
  • area is understood to mean in each case a defined area of a layer which, when viewed perpendicular to one of the first
  • Volume hologram layer spanned level is taken.
  • the defined area occupied by the area is determined in the non-bent state of the security element.
  • Further advantageous embodiments of the invention are in the
  • the first volume hologram is formed in such a way that at least one second information in at least one second predefined bent state of the security element is visible to the viewer in the first viewing situation and is not visible in the unbent state of the security element in the first viewing situation or the other way around.
  • This ensures that in a second predefined bent state of the security element, a second information for the viewer in the first viewing situation is visible.
  • the first and the second information complement each other, so that for an untrained observer from the combination of the first and the second
  • the first information may be visible in the first and in the second predefined bent state. So can the
  • Security element recognizable motive upon bending of the security element in the second bent state changes.
  • a picture story can be generated for the viewer, which is also intuitive and self-explanatory for the layman.
  • the viewer is "rewarded" by bending through the discovery of the history of the picture and the counterfeit security is further increased, since a counterfeiter now has to observe several bent states
  • An example of such a pictorial story is a picture that turns like a puzzle piece for bending Piece composed.
  • the security element in the first and / or the at least one second predefined bent state is bent about the x-axis and / or the y-axis.
  • the security element in the first and / or the at least one second predefined bent state is bent about a horizontal and / or vertical axis of the security element.
  • a bend about the x-axis and / or y-axis is also understood to mean a bend to a parallel to one of these axes.
  • the security element in the first and / or the at least one second predefined bent state is bent toward the viewer, in particular such that the security element has a concave shape in the first and / or the at least one second predefined bent state, and / or that the security element of the
  • the security element in the first and / or the at least one second predefined bent state has a convex shape. Furthermore, it is possible for the first and / or the at least one second predefined bent state of the security element to follow approximately the shape of a half parabola or a parabola.
  • the security element has at least one bending line around which the security element is bent in the first and / or the at least one second predefined bent state of the security element.
  • the bending line preferably lies in the at least one first region, in which the first volume hologram is introduced into the first volume hologram layer.
  • the thickness of the security element is reduced in a region of the bending line.
  • the thickness of the first volume hologram layer is reduced in the region of the bending line
  • the thicknesses of one or more further layers of the security element preferably by at least 1 ⁇ , preferably by at least 2.5 ⁇ , more preferably by at least 5 ⁇ , even more preferably by at least 10 ⁇ . It is also possible that the thicknesses of one or more further layers of the security element, in particular a carrier layer and / or a
  • Protective lacquer layer are reduced in the area of the bending line. Furthermore, it is possible that at least one of the layers of the security element is not present in the region of the bending line, so that the thickness of the security element is thereby reduced. It is also possible that in the area of the bending line perforations or other local openings of the
  • the width of the region of reduced thickness of the security element is preferably between 5 ⁇ and 10 mm, preferably between 50 ⁇ and 5 mm, more preferably between 100 ⁇ and 5 mm. This makes it possible that the security element is bent along a bending line whose Position on the security element is predetermined by the reduction in thickness.
  • the security element in the first and / or the at least one second predefined bent state is bent symmetrically or asymmetrically with respect to the bending line.
  • symmetrical is preferably understood to mean geometric symmetry, so that the security element symmetrically curved in the first and / or the at least one second predefined bent state can be imaged onto itself by movement and / or the at least one second predefined bent state symmetrically curved security element is bent mirror-inverted with respect to the bending line.
  • asymmetric here preferably a bend in the first and / or the at least one second bent state is referred to, which is not symmetrical.
  • Coordinate axes x and y spanned plane between a surface of the security element and one of the coordinate axes x or y
  • included angles are different on both sides of the bending line.
  • the angles differ by less than 5 °, preferably by less than 2.5 °, more preferably by less than 1 °.
  • a predefined limit value is exceeded on application of the Laplace operator ⁇ to a surface of the security element described by a function F (x, y), and the unbent state is not exceeded, the function F (x, y) being the distance of the surface of the
  • predefined bent state of the security element another predefined limit when applying the Laplace operator ⁇ on the
  • Function F (x, y) is not exceeded, so that when applying the Laplace- operator ⁇ to the function F (x, y) of the first and / or the at least one second predefined bent state by a range of values between the predefined limit and the further predefined limit value is determined.
  • the bending radius in the first and / or the at least one second predefined bent state of the security element is between 1 mm and 100 mm, preferably between 2 mm and 50 mm, more preferably between 4 mm and 30 mm.
  • bending radius is here understood the radius r of the largest circle, which bears tangentially on the bending line or the bending point and at the same time no intersections with the security element and / or
  • Security element by at least 2 mm, preferably 5 mm, more preferably 10 mm different. Furthermore, it is expedient that the security element is bendable, preferably is easily and reversibly bendable, in particular that the shape of the
  • Security element by force is changeable.
  • the security element in the direction of the coordinate axis x or y, about which the security element is bent in the first and / or the at least one second predefined bent state has a length of at least 5 mm, preferably of at least 10 mm, more preferably of at least 20 mm , even more preferably of at least 50 mm.
  • the security element in the non-bent state of the security element, has an areal extent of at least 5 mm ⁇ 1 mm, preferably of at least 10 mm ⁇ 2 mm, even more preferably of at least 50 mm ⁇ 10 mm.
  • the first volume hologram has two or more first zones in the at least one first region, wherein the two or more first zones in the first predefined bent state of the security element for the viewer in the first viewing situation, the first information
  • the first volume hologram has two or more second zones in the at least one first area, wherein the two or more second zones in the at least one second predefined bent state of the security element for the viewer in the first viewing situation, the at least one second Provide information.
  • the at least one second information is generated by the two or more second zones of the at least one first area in the first viewing situation.
  • Security element a surface extent of at least 5 mx 5 ⁇ , preferably of 50 ⁇ x 50 ⁇ , even more preferably of 500 ⁇ x 500 ⁇ have. It is also expedient if the two or more first zones and / or the two or more second zones are arranged according to a grid.
  • the grid is a one-dimensional grid
  • dot matrix in particular a dot matrix, is.
  • dot matrix is also here
  • Pixel grid understood from quadrangular, in particular rectangular or square areas. It is further possible that the two or more first zones and / or the two or more second zones are interlaced. Thus, it is possible that the two or more first zones are arranged alternately with the two or more second zones and that the two or more first zones are adjacent to the two or more second zones
  • the grid width is smaller than the resolution limit of the unarmed human eye, in particular that the grid is less than 300 ⁇ , preferably less than 150 ⁇ , is.
  • the two or more first zones and / or the two or more second zones are arranged on both sides of the bending line.
  • at least one of the first zones to lie on a first side of the bending line and for at least one of the first zones to lie on a second side of the bending line.
  • the two or more first zones are in the first predefined bent state of the security element and / or the two or a plurality of second zones in the at least one second predefined bent state of the security element in the first
  • Volume hologram layer in the unbent state spanned plane and the viewing direction of an observer included included angle. Also, as the illumination angle, the plane subtended between the plane defined by the first volume hologram layer in the non-bent state and the illumination direction of a lighting device
  • the viewing angle and the illumination angle for the respective zone change in the two or more first and / or second zones.
  • the first volume hologram layer has Bragg planes formed by variations in refractive index.
  • at least one of the parameters differs from the Bragg planes and the orientation of the Bragg planes in the two or more first zones and / or in the two or more second zones. This makes it possible, for example, that the two or more first zones and / or the two or more second zones for the
  • the distance of the Bragg planes differs by more than 5 nm, preferably more than 10 nm, even more preferably by more than 20 nm, and / or if that of the Bragg planes and that of the first Volume hologram layer included angle differs by more than 2 °, preferably by more than 5 °, more preferably by more than 10 °, even more preferably by more than 20 °.
  • Generating the first information in the first predefined bent state of the security element in the first viewing situation contributes.
  • the alignment of the Bragg planes in the two or more first zones in the flat state is not equal to each other.
  • the orientation of the Bragg planes in the two or more second zones is substantially equal to one another. This can be achieved that each of the two or more second zones for
  • Generating the at least one second information in the at least one second predefined bent state of the security element in the first viewing situation contributes. This also means that the Alignment of the Bragg planes in the two or more second zones in the flat state is not equal to each other.
  • reflected and / or diffracted light are included angles.
  • a first master is used for producing a security element, which is created on the basis of a curved intermediate master, wherein the bending of the curved intermediate master of the bending of the first and / or the at least one second predefined bent state of the security element corresponds.
  • the intermediate master may for example be a film with a holographically exposed photoresist, wherein the film in the holographic exposure corresponding to the bending of the first and / or the at least one second predefined bent state of the
  • a first master is used, which is produced by means of distorting optics, in particular cylindrical lenses.
  • the distorting optics in this case expose the first master in such a way that the first volume hologram introduced into the first volume hologram layer by means of the first master is shaped such that the first and / or the at least one second information in the first and / or at least a second predefined bent state of the security element is visible to a viewer in a first viewing situation and in the unbent state of the security element in the first one
  • a first master containing a computer-generated hologram (CGH) for producing a security element, this CGH for a curved surface corresponding to the bend of the first and / or the at least one second predefined bent state of the security element is calculated.
  • the curvature of the bent security element is thus in the calculated CGH
  • first master is used whose first surface structure is a Kinegram®, a symmetric lattice
  • asymmetric grating in particular a blaze grating, a binary grating, a multi-stage phase grating, isotropic or anisotropic matt structures, a retroreflective structure, a (substantially) refractive-active
  • Macrostructure in particular a microprism structure or a micromirror, in particular fresnel-like or otherwise executed free-form surfaces or combinations thereof.
  • grating structures with statistically varying parameters grating period,
  • blaze gratings whose flank angles are designed for the illumination and viewing angles of the corresponding zones of the security element in the first and / or at least one second predefined bent state are suitable.
  • the depth t of the blazed gratings is preferably optimized to the wavelength for which the first volumetric hologram is designed, according to the following formula:
  • the depth t should preferably not be greater than the period of the blaze gratings.
  • a first master which has at least two partial areas, the incident light in at least two
  • the first surface structure of the first master preferably differs in the at least two subregions, in particular in at least one of the parameters profile shape, grating depth, grating period and azimuth angle.
  • the first master prefferably has a symmetrical grid structure in a first partial area and to have a first asymmetrical grid structure in a second partial area, the grid periods and / or grid depths of the grid structures differing in the first and second partial areas.
  • the first master prefferably has a second asymmetrical lattice structure in a third partial region, wherein the lattice periods and / or lattice depths of the first and second asymmetric lattice structures differ. It is advantageous that the first volume hologram layer and the first master are exposed by coherent light beams of different wavelengths and / or different directions of incidence. Advantageously, the coherent light beam passes through the first
  • Volume hologram layer through and is at the first
  • the master is in particular the object to be reconstructed. It makes sense that the first master, directly or with the interposition of a transparent optical medium to the first
  • Volume hologram layer is arranged.
  • the exposure is effected with laser light with a power density in the range of 0.5 to 5 W / cm 2 or with an energy density in the range of 5 to 50 mJ / cm 2 , particularly preferably with a power density in the range of 1 to 3 W / cm 2 or with an energy density in the range of 10 to 30 mJ / cm 2 .
  • Volumenhologramm für is fixed by curing, in particular by means of UV radiation.
  • a second volume hologram is introduced into at least one second area in the first volume hologram layer.
  • the second volume hologram is formed such that a third information in the non-bent state of the security element in the first viewing situation is visible.
  • This makes it possible for the observer to perceive the third information, for example an image of a sun, in the first viewing situation in the unbent state of the security element, and to perceive the first information in the first curved state of the security element, for example to perceive an image of a cloud and a sun ,
  • the at least one first region and the at least one second region are scanned into one another, in particular the at least one first region is arranged alternately with the at least one second region and the at least one first region is arranged adjacent to the at least one second region.
  • Volume hologram layer has a third volume hologram.
  • the method further comprises the following steps, which are carried out in particular after the steps a) to c): d) applying a second volume hologram layer; e) arranging a second master having a second surface structure on the second
  • volume hologram layer f) exposing the second master and the second volume hologram layer by means of coherent light, so that in this way a third volume hologram is introduced into the second volume hologram layer.
  • first volume hologram layer and the second volume hologram layer are exposing the second master and the second volume hologram layer by means of coherent light, so that in this way a third volume hologram is introduced into the second volume hologram layer.
  • volume hologram layer when viewed perpendicular to a plane defined by the first volume hologram layer of the security element plane in the non-bent state of the security element arranged one above the other. It is furthermore possible to arrange further volume hologram layers, in particular a third, fourth, fifth volume hologram layer, one above the other like the first and the second volume hologram layer.
  • the security element has at least a third volume hologram in at least one second volume hologram layer.
  • Volume hologram layer and the third volume hologram in the second volume hologram layer are aligned register to each other.
  • the third volume hologram is formed such that a fourth information in a third predefined bent state of the security element for a viewer in the first
  • the curved state shows the first information and / or the at least one second information in the first viewing situation and shows the fourth information in the third curved state in the first viewing situation.
  • the first and / or at least one second information may be recognizable in the case of a concavely curved shape of the security element
  • the third information may be in the case of a convexly curved shape of the security element
  • the second volume hologram is formed such that a fifth information in the unbent state of the security element in the first
  • Security element perceives the fifth information and the first
  • bent state of the security element perceives the first information.
  • Exposing the second master and / or further master and the second and / or further volume hologram layers is here referred to the corresponding embodiments relating to the first master.
  • the security element in at least a third area a relief structure selected from the group diffractive grating, Kinegram® or hologram, Blazegitter, binary grating, multi-level
  • Phase grating linear grating, cross grating, hexagonal grating, asymmetric or symmetrical grating structure, retroreflective structure, in particular binary or continuous fresnel-like freeform surfaces, diffractive or refractive macrostructure, in particular lens structure or microprism structure,
  • Moth eye structure or anisotropic or isotropic matte structure, or an overlay or combinations of two or more of the aforementioned relief structures are preferably, preferably,
  • Grid structures with statistically varying parameters grid period
  • Security elements in particular in the first and / or at least a second and / or third predefined bent state of the security element, are visible to combine with generated by the relief structures optical effects whose visibility shows no or a slight dependence on a bend.
  • the effect is achieved, for example, that an optical effect produced by the relief structures, in particular by diffractive lenses and / or by binary or continuous free-form surfaces and / or by a retroreflective structure, is visible in the undeflected state of the security element, and by the first information in FIG first curved state is added, wherein the characteristic appearance of the optical effect generated by the relief structure in the first predefined bent state does not change or only slightly.
  • Replication lacquer layer comprises.
  • the replication lacquer layer consists for example of a thermoplastic lacquer in which a relief structure is formed by means of heat and pressure by the action of a stamping tool. Furthermore, it is also possible that the replication lacquer layer is formed by a UV-crosslinkable lacquer and the relief structure by means of UV replication in the
  • Replizierlacktik is molded.
  • the relief structure is molded onto the uncured replication lacquer layer by the action of an embossing tool and the replication lacquer layer is cured by irradiation with UV light before and / or immediately during and / or after the impression.
  • the relief structure is preferably shaped into the replication lacquer layer in the at least one third area. It is also advantageous that the
  • Replizierlack stands a layer thickness between 0.2 ⁇ and 4 ⁇ , preferably 0.3 ⁇ and 2 ⁇ , more preferably 0.4 ⁇ and 1, 5 ⁇ having.
  • the security element preferably has a reflection layer in at least a fourth area.
  • the reflection layer is Preferably, a metal layer of aluminum, chromium, gold, copper, silver or an alloy of such metals, in vacuo in a
  • the reflection layer may also be a non-metallic layer.
  • the reflection layer can be a printed or high-resolution structured color layer or another layer which absorbs radiation, in particular in the visible spectral range.
  • the reflection layer is formed in particular as a color layer.
  • the color layer is
  • the reflection layer can be over the entire surface or even in regions,
  • the reflection layer can be applied over the entire area and then be removed again by surface area by means of known structuring methods (for example by means of etching resist, by means of photoresist, by means of a washing process).
  • a partial metallisation may be for example a KINEGRAM ® or a metallic nano text.
  • the reflection layer is formed rastered.
  • the partially metallized reflection layer is formed rasterformig.
  • the screened reflection layer may also be non-metallic and in particular consist of a printed or high-resolution structured colored layer.
  • the at least one first and / or second and / or third and / or fourth area are aligned register-accurate.
  • the information supplementing the respective areas particularly preferably complements each other.
  • Register or register or register accuracy or registration accuracy is to be understood as a positional accuracy of two or more elements and / or layers relative to one another. In this case, the register accuracy should move within a predetermined tolerance and be as small as possible.
  • positionally accurate positioning can in particular by means of sensor, preferably optically detectable registration marks or
  • Register marks take place. These register marks or register marks can either represent special separate elements or regions or layers or themselves be part of the elements or regions or layers to be positioned.
  • the first volume hologram in the first volume hologram layer may likewise preferably not be full-surface but raster-shaped, ie only
  • Volume hologram is arranged according to a grid.
  • the first volume hologram is arranged such that the respective areas of the first volume hologram congruently register with the
  • the first volume hologram is preferably arranged below, in particular with respect to the viewing direction of the security element, the reflection layer. Next is advantageous if the grid of the first
  • Volume hologram is designed as a line grid. In the non-bent state of the security element, the reflection layer thus hides the first volume hologram, whereby the first volume hologram in the
  • the reflection layer no longer completely covers the first volume hologram, so that the first volume hologram becomes visible or at least partially visible.
  • Volume hologram layer and the partially metallized and / or screened reflection layer has a transparent spacer layer
  • Security element two grid-shaped, preferably partially metallized
  • Reflective layers between which preferably a transparent
  • Spacer layer is arranged. Furthermore, a further spacer or lacquer layer can be arranged between the reflection layers and the Volumenholgramm Mrs.
  • the two reflection layers are preferably arranged offset relative to one another in such a way that the transparent regions of the one
  • Reflection layer of the existing or present in particular the metallized areas of the other reflection layer, in particular when viewed perpendicular to a plane spanned by the first volume hologram layer in the non-bent state of the security element, are covered.
  • the two reflection layers are positioned so as to be "in gap" relative to one another, whereby the two reflection layers are arranged in relation to one another in such a way that, in the unbent state of the security element, they lie below them, for example over the entire surface completely cover the first holograms, so that the first
  • volume hologram therefore, is essentially not visible to the viewer.
  • the reflection layers no longer cover the first volume hologram, so that it becomes visible or at least partially visible.
  • the grid of the reflection layer and / or the reflection layers and / or the first volume hologram is a regular grid. However, it is also possible that it is an irregular grid.
  • the lines of the line grid run parallel to the bending line of the security element.
  • the line widths and / or the line distances between 1 ⁇ and 50 ⁇ , preferably between 2 ⁇ and 10 ⁇ .
  • Volume holograms are not constant, but vary.
  • the line widths and / or line distances preferably vary perpendicularly to the bending line, in particular as a function of the bending of the first and / or the at least one second bent state of the security element.
  • the line widths and the line spacings of the raster of the reflection layer and / or the reflection layers and the layer thickness of the transparent spacer layer are selected such that the effect of the visibility of the first volume hologram in the first and / or at least one second predefined bent state, for example at a predetermined Bend radius of the security element is maximized.
  • the layer thickness of the transparent spacer layer essentially corresponds to the raster periods of the line patterns of the reflection layers or of the reflection layer.
  • the line widths and / or the line distances between 1 ⁇ and 50 ⁇ , preferably between 2 ⁇ and 10 ⁇ .
  • the spacer layer has a layer thickness between 1 ⁇ and 50 ⁇ , preferably between 2 ⁇ and 10 ⁇ having.
  • the lines of the line grid of the two reflection layers run parallel to the bending line of the security element. It is also possible to provide, instead of a transparent spacer layer with a constant layer thickness, a transparent spacer layer whose thickness varies.
  • both a continuous variation of the layer thickness and a stepped, discrete variation of the layer thickness are possible. Thereby, it is possible to improve the effect of the visibility of the first volume hologram in the first and / or at least a second predefined bent state, as well as the effect of the non-visibility in the planar state.
  • the thickness of the spacer layer changes perpendicular to
  • the spacer layer in the range of Bending line or along the bending line has the largest layer thickness and the layer thickness decreases with distance from the bending line or is less. This means, in particular, that a smaller layer thickness of the spacer layer is provided in the region of small bending angles and a smaller layer thickness of the spacer layer is provided in the region of larger bending angles. The decrease can be both continuous and stepped.
  • the reflection layer and / or the reflection layers can be formed by a transparent reflection layer, preferably a thin or finely structured metallic layer or a dielectric HRI or LRI layer (high refraction index - HRI, low refraction index - LRI).
  • a transparent reflection layer preferably a thin or finely structured metallic layer or a dielectric HRI or LRI layer (high refraction index - HRI, low refraction index - LRI).
  • a dielectric HRI or LRI layer high refraction index - HRI, low refraction index - LRI
  • Reflection layer consists for example of a vapor deposited layer of a metal oxide or metal sulfide, e.g. Titanium oxide, etc. with a thickness of 10 nm to 150 nm.
  • a metal oxide or metal sulfide e.g. Titanium oxide, etc. with a thickness of 10 nm to 150 nm.
  • the structured reflection layer or the structured reflection layers is not provided over the entire area, but only partially over the underlying volume hologram. This allows in particular that a region of the volume hologram is also visible in the flat state, so that the viewer's attention to the Security element is directed. During bending, an increasing part of the volume hologram becomes visible.
  • one of the reflection layers is formed as a line grid, the other reflection layer, however, as a screened layer of areal grid elements.
  • the formation of moiré effects is exploited by the two spaced-apart layers arranged one above the other.
  • the geometric shapes of the two reflection layers and their dimensions are obtained by mathematical calculation, for example by means of software for the calculation of moiré effects.
  • the first target variable specified is that the moire produces a completely or almost completely opaque surface in the planar state of the security element.
  • the underlying volume hologram is covered in a flat state and thus invisible or almost invisible.
  • a second target size it is predetermined, for example, that in the bent state of the security element, windows or transparent areas are produced in the superimposed reflection layers by the moiré effect, which have certain geometric shapes. In these transparent areas, the underlying volume hologram becomes visible.
  • Reflection layer or the reflection layers apply accordingly also for the absorption layer. It is also conceivable that only a single grid to cover the
  • Volume hologram is used in the flat state. This has the advantage that no register retention would be necessary as with the two or more metal grids.
  • the reflection layer or a metal grid lies here in
  • flanks ago The reflection layer is formed in particular flank-shaped.
  • the reflection layer extends not only in the x / y plane, but also in the z direction.
  • the flank-shaped reflection layer or the flanks act similarly to the lamellae in a so-called "privacy filter" for computer screens
  • the light can pass through the reflection layer substantially perpendicularly, ie in the z-direction.
  • the flanks of the reflection layer block the light coming from the volume hologram almost completely, but the intensity of the volume hologram is reduced even for smaller angles, since with the critical angle g the light can only pass from a few points of the volume hologram.
  • Metallrasters takes place in particular in that a lamellar or cup-shaped structure is replicated.
  • Cup rims can be between 1 ⁇ and 50 ⁇ , preferably between 2 ⁇ and 20 ⁇ and more preferably between 2 ⁇ and 10 ⁇ lie.
  • the spacing of the lamellae or cup edges should preferably be less than or equal to 10 ⁇ H, more preferably less than 5 ⁇ H and even better less than 2 ⁇ H.
  • the replicated structure is then over the entire surface with a reflective layer, preferably with a thin metal layer, for example, in a thickness of 20 nm to 30 nm, in particular with aluminum vapor-deposited.
  • a reflective layer preferably with a thin metal layer, for example, in a thickness of 20 nm to 30 nm, in particular with aluminum vapor-deposited.
  • the at least one third and / or fourth area forms a graphic element, in particular a motif, an image, a symbol, a logo and / or an alphanumeric character.
  • the at least one first area may form a frame around the at least one third and / or fourth area. It is also possible that the at least one first region completely surrounds the at least one third and / or fourth region. Alternatively, it is also possible that the at least one third and / or fourth area completely surrounds the at least one first and / or second area.
  • the first and / or the at least one second and / or the third and / or the fourth information represents one or more symbols, logos, motifs, images, characters or alphanumeric characters.
  • the first and / or second Volumenhologramm silk a layer thickness between 3 ⁇ and 100 ⁇ , preferably between 10 ⁇ and 30 ⁇ on.
  • first and / or second and / or further volume hologram layers consist of a photopolymer, in particular of Omni DX 796 (DuPont), silver halide emulsions or dichromated gelatin.
  • the security element preferably comprises a carrier layer, in particular a transparent carrier layer.
  • PEN polyethylene naphthalate
  • BOPP biaxially oriented polypropylene
  • the security element can also be created directly on the substrate.
  • the volume hologram can be made directly in the manufacture of polymer banknotes or polymer banknote substrates.
  • the volume hologram layer and, if appropriate, further layers below and / or above the volume hologram layer can each be applied directly to the substrate by known printing methods such as screen printing, gravure printing, offset printing or inkjet printing, and the
  • Volume hologram layer are exposed directly on the substrate.
  • the security element at least one
  • a security element may include
  • Identification document passport document, visa, credit card, banknote, security or the like is formed.
  • the security element may also lie over a transparent window area of a security document. This may be, for example, a transparent region of a polymer or hybrid banknote or a punched or lasered hole in a paper banknote. It is possible, for example, via a suitable screening of the structures in the master, two
  • Integrate volume holograms in the volume hologram layer which show different optical effects in the bent state when viewed from the front and the back of the security document. These different optical effects can either be seen if the bend is kept the same, ie once convex and once concave. The different effects can also be seen, though
  • the bend is inverted, so when viewing from the front and the back, the same bending shape - convex or concave - is available.
  • Fig. 1 shows schematically a security document
  • Fig. 2a to Fig. 2c show schematically a tilting of a
  • FIGS. 3 a to 3d schematically show a bending of a
  • Security element Fig. 4 shows schematically a bent security element
  • Fig. 5a, b and Fig. 6a, b show schematically bending variants of a
  • FIG. 7 shows schematically the function of a curved one
  • Fig. 8 shows a diagram showing bending variants
  • Fig. 9a shows schematically a bent security element
  • Fig. 9b shows a schematically and simplified represented
  • FIGS. 10a to 10d schematically show method steps for
  • FIG. 1 1 shows a receptacle of a security element in one embodiment
  • Fig. 12 shows schematically an example of an application
  • FIGS. 13 a to 13 j show schematically application examples of FIGS
  • Fig. 14 shows schematically an example of an application
  • FIGS. 15a to 15c schematically show a curved one
  • Security document with a security element Fig. 16a, b show schematically a flat or curved
  • Fig. 17 shows a schematic representation of characteristics for
  • FIG. 18 shows the dependence of the determined line widths and line distances on the angle of curvature each show schematically a flat
  • Security document with a security element with spacer layer with variable thickness shows each schematically a flat
  • Security document with a security element show schematically a flat or curved security document with a security element schematically shows a flat security document with a security element schematically an example of an application
  • Security element shows a plan view of a section of a line grid executed layer shows a plan view of a section of a screened layer of areal
  • FIG. 27 shows schematically a flat security document with a security element Fig. 28a to 28d show a possible manufacturing method for in
  • Fig. 1 shows the top view of a security document 2 with a
  • the security document 2 is a banknote in the example shown in FIG. However, it is also possible that the security document 2 is an identification document, passport document, visa, credit card, security or the like.
  • the security document 2 consists of a flexible, elastic or inelastic substrate 17 on which the security element 1 is arranged.
  • the substrate 17 is preferably a substrate of paper material which is provided with an imprint and into which further security features, such as watermarks or
  • the substrate 17 or the security document 2 can be a paper banknote or a paper visa.
  • the substrate 17 is a plastic film or a laminate consisting of one or more paper and / or plastic layers.
  • plastic films for polymer banknotes are for example the substrate Guardian® from Innovia or Safeguard® from De La Rue or also Tyvek® from Dupont.
  • Examples of laminates of paper and plastic layers, also called hybrid substrates, are, for example, Durasafe® from Landquart or "Hybrid” from Giesecke & Devrient
  • the thickness of the carrier substrate 17 is, in particular in the case of a banknote, between 6 ⁇ m and 150 ⁇ , preferably between 15 ⁇ and 50 ⁇ .
  • the security document 2 lies in the xy plane and is thus flat in the state shown in FIG.
  • Security element 1 has, as shown in Fig. 1, the dimensions ⁇ and Ay.
  • the security element 1 is applied to the security document 2 by means of embossing, in particular by means of cold or hot stamping.
  • Transfer film is provided so that an application of the
  • Security elements 1 can be done on a security document 2 by means of embossing.
  • a transfer film has at least one security element 1, wherein the at least one security element 1 is detachably arranged by a carrier layer in the form of a carrier film of the transfer film.
  • a release layer is present to the security element 1 after embossing of the
  • the security element 1 can by means of an adhesive layer, in particular of a cold or hot glue, on
  • the security element may also be on a laminating film
  • the security element 1 fixed on the security document 2 is applied to the security document 2 in such a way that it adapts to form and / or geometry changes of the security document 2.
  • the security element 1 is bendable, so that the shape of the security element 1 is changed by the action of force or is changeable. If, for example, the security document 2 shown in FIG. 1 is bent symmetrically about the x-axis in the middle of the security document 2, then the applied security element 1 essentially undergoes the same change in shape as the security document 2 in the region of
  • FIGS. 2 a to 2 c and FIGS. 3 a to 3 d The difference between tilting and bending of the security element 1 will first be illustrated below with reference to FIGS. 2 a to 2 c and FIGS. 3 a to 3 d. In the following, for the sake of simplicity, only a tilting or bending of the security element 1 will be discussed and not, as is usually shown in the figures, a tilting or bending of the security document 2 together with the security document 1 arranged thereon
  • FIGS. 2a to 2c schematically show a tilting of a security element 1 about the x-axis. Under tilting is understood here that the
  • FIG. 2 a shows the security document 2 along the section A - B shown in FIG. 1 in a side view.
  • the Security document 2 and the attached security identifier 1 is located in Fig. 2a in the xy plane and is of the
  • Lighting device 8 for example, the sun, illuminated. As shown in FIG. 2a, light from the security element 1 passes here under the different viewing angles CM, C (2 and 03 into the eye of FIG.
  • Security element 1 enters the eye of the observer 7, such that the angles CM ', C ⁇ ' and 03 'are all smaller in the tilted state of the security element 1.
  • the horizontal axis which here corresponds to the x-axis, away from the viewer, thus all reduce
  • Security elements 1 in the tilted state the same angle ⁇ with respect to the y-axis.
  • FIGS. 3 a to 3d schematically show a bending of a security element 1.
  • bending is meant the deformation of an object in a certain way by exerting a force Security element 1 will therefore exert force on the
  • Security identity 1 understood, the shape of the security element 1 is changed by the force or is changeable. A bent security element 1 thus has in comparison to the unbent
  • Security element 1 on a changed geometry also means buckling, so that a bent security element 1 can have one or more break points or bend lines, on which the security element 1 is sharply or abruptly bent in Fig. 3a.
  • bending also means buckling, so that a bent security element 1 can have one or more break points or bend lines, on which the security element 1 is sharply or abruptly bent in Fig. 3a.
  • Level at which security document 2 along the section A - B shown in Fig. 1 in a side view as in Fig. 2a, wherein light from the security document 2 arranged on the security element 1 in this case under the different viewing angles CM, C (2 and 03 in the eye If the security element 1, as shown in Fig. 3b, bent around the bending point 9 of the viewer 7 or
  • the viewing angles ⁇ ⁇ and 03 ', under which light from the security element 1 enters the eye of the viewer 7, on different sides of the bending point 9 change in different ways.
  • the viewing angle ⁇ ⁇ smaller, whereas the
  • Viewing angle 03 ' is greater compared to the unbent state of the security element 1 in Fig. 3a.
  • the viewing angle 02 in the bending point 9 remains the same.
  • Fig. 3b shows the extreme case of bending, namely buckling.
  • Fig. 3c also shows the changed viewing angles ⁇ ⁇ and 03 'in a bent state of the security element 1, wherein the bent state of Fig. 3c
  • Tilting point 6 is the same. Furthermore, the angle ⁇ removed at the bending point 9, as shown in FIG. 3d, differs from the angles ⁇ 1 and ⁇ 2. As shown in Fig. 3d, the angle ⁇ at the bending point 9 is zero. The bending point 9 lies in the area of the security element 1, as can be seen from FIGS. 3 a to 3d.
  • Security element 1 to one of the coordinate axes x and y
  • spanned two-dimensional reference surface describes. For example, for a security element 1 in a non-bent state, AF (x, y) ⁇ G and for a security element 1 in the bent state AF (x, y)> G.
  • the amount of AF (x, y) is preferably compared with the predefined limit value G.
  • FIG. 4 shows schematically the representation of a curved security element 1. As shown in Fig. 4, the bent state of a security element 1 by the bending radius r can be described. By “bending radius” is here understood the radius r of the largest circle, which tangent to the
  • Security element 1 has.
  • the bending radius in the bent state of the security element 1 is preferably between 1 mm and 100 mm, preferably between 2 mm and 50 mm, more preferably between 4 mm and 30 mm and even more preferably between 10 mm and 25 mm.
  • Fig. 5a, b and Fig. 6a, b show schematically bending variants of a
  • FIG. 5a, b show the bending of the security element 1 about the horizontal axis, which corresponds here to a parallel to the x-axis.
  • FIG. 5a shows a security document 2 with a security element 1 arranged thereon in the unbent state.
  • CM, C viewing angles
  • Security document 2 and arranged thereon security element 1 are bent around the horizontal axis.
  • Security document 2 are bent around the bending line 9, as shown in Fig. 5b.
  • FIG. 6a, b show the bending of the security element 1 about the vertical axis, which corresponds here to a parallel to the y-axis.
  • FIG. 6a shows a security document 2 with a security element 1 arranged thereon in the unbent state.
  • the design of the security document 2 reference is made here to the above statements. As already explained, light from the security element 1 arrives here among the different ones
  • FIG. 6b shows the security document 2 with the security element 2 and the security element 1 arranged thereon bent about the vertical axis is bent around the bending line 9, as shown in Fig. 6b.As already explained change here in the bent state of the security element 1, the
  • FIG. 7 shows schematically the function of a curved security element 1 with a volume hologram layer 1 1 into which a volume hologram 1 1 v is introduced. As shown in FIG. 7, the volume hologram 1 1 v is formed such that information in the bent state of the
  • Security element 1 is visible to a viewer 7 in a viewing situation and is not visible in the non-bent state of the security element 1 in the same viewing situation.
  • the security element in FIG. 7 has a length of 30 mm in the direction of the coordinate axis y. It is also possible that the security element 1 in the direction of Coordinate axis x or y, around which the security element 1 in the
  • curved state has a length of at least 5 mm, preferably of at least 10 mm, more preferably of at least 20 mm, even more preferably of at least 50 mm.
  • the volume hologram layer 1 1 is preferably a layer of a photopolymer, in particular of Omni DX 796 from DuPont, Wilmington, United States of America. Further, it is also possible that the volume hologram layer 1 1 is formed of a silver halide emulsion or dichromated gelatin.
  • the layer thickness of the Volumenhologramm für 1 1 is preferably between 3 ⁇ and 100 ⁇ , in particular mussl O ⁇ and 30 ⁇ .
  • the volume hologram 1 1 v has a periodic modulation of the refractive index, which is indicated in FIG. 7 by the alternately arranged dark lines in the enlarged representations of the security element 1.
  • refraction of light at the interface between volume hologram layer 1 1 and adjacent paint layer or air was neglected.
  • Refractive index variations in the Volumenhologramm Mrs 1 1 a plurality of nodes are formed, which cause a diffraction of the incident light 13 and thus form an optically active element.
  • the nodes As shown in FIG. 7, are arranged in planes which run essentially parallel to one another.
  • the nodes have a refractive index n ', of a refractive index n of the rest
  • Volume hologram layer 1 1 thus has a location-dependent refractive index n ', which describes a stored in the Volumenhologramm Weg 1 1 three-dimensional refractive index pattern.
  • n ' which describes a stored in the Volumenhologramm für 1 1 three-dimensional refractive index pattern.
  • These planes formed by refractive index variations are also referred to as Bragg planes 12.
  • the difference ⁇ in refractive index between 0.005 and 0.1 is preferably between 0.01 and 0.05.
  • This three-dimensional refractive index pattern can be generated by a holographic interference arrangement, for example by a structure in which a coherent light beam, in particular a laser source, on a arranged on the volume hologram layer 1 1 master with a
  • volume hologram 1 1 v incident on the volume hologram layer 1 1 light beam is first refracted at the volume hologram layer 1 1 and then deflected at the master by diffraction at the surface structure.
  • the deflected beams represent the object wave, which interferes with the reference wave embodied by the incident light beam and, in the volume hologram layer 1 1, is a local one
  • Volume hologram layer 1 1 changed locally.
  • the refractive index variations are located in the Bragg planes 12.
  • Fig. 10 shows this process by way of example.
  • the Bragg planes 12 in the zones 10a, 10b and 10c are aligned such that they are in the bent state of the
  • Security element 1 incident light 13 bow and / or
  • Security elements 1 is here referred to the above statements. That in the Volume hologram layer 1 1 introduced volume hologram is thus designed for a predetermined bent state of the security element.
  • the volume hologram has the zones 10a, 10b and 10c, the zones 10a, 10b and 10c providing information to the viewer 7 in a predefined bent state of the security element 1 in a viewing situation.
  • the angles included between the normals on the Bragg planes 12 and the direction of the incident light 13 are substantially equal to those between the two
  • the color of the light 14 diffracted and / or reflected by the respective zone 10a, 10b and 10c can also be determined for the viewer 7, for example. This makes it possible, for example, for the light diffracted and / or reflected by the zones 10a, 10b and 10c to appear to the viewer 7 in the same color or in different colors. It is advantageous for different colors if the distance between the Bragg planes differs by more than 2 nm, preferably more than 10 nm, even more preferably by more than 20 nm.
  • the distance of the Bragg planes in the zone 10a is approximately 260 nm, the light diffracted and / or reflected by the zone 10a appears green to the viewer.
  • the Bragg planes in the zone 10b of, for example, approximately 320 nm, the light diffracted and / or reflected by the zone 10b appears red to the viewer.
  • the zones 10a, 10b, and 10c may provide the viewer with common information, such as an image, with each zone 10a, 10b, and 10c producing a portion of the image.
  • the zones 10a, 10b and 10c may each generate a single piece of information to the viewer.
  • the zone 10a may generate a letter for the viewer 7 in one color and the zone 10b may generate another letter for the viewer 7 in another color.
  • the zones 10a, 10b and 10c shown in FIG. 7 have, in the non-bent state of the security element 1 in the direction of one of the coordinate axes y, a length of 200 ⁇ m.
  • the zones 10a, 10b and 10c in the non-bent state of the security element 1 in the direction of one of the coordinate axes x and / or y a length of at least 10 ⁇ , preferably 500 ⁇ , even more preferably 2000 ⁇ on.
  • the zones 10a, 10b and 10c may also be distributed quasi-continuously and not discretely.
  • Fig. 8 shows a diagram which specifies bending variants. As already explained, the volume hologram is for one or more curved
  • the volume hologram is here for a
  • predetermined bending variant 801 created so that the information for the viewer is visible only when bending the security element in this predetermined bending variant.
  • the division of the bent state of the security element can first be made according to FIG.
  • the security element in the predefined bent state is thus bent about the x-axis and / or the y-axis.
  • a bend about the x-axis and / or y-axis is also understood to mean a bend to a parallel to one of these axes.
  • a further classification of the bent state of the security element can be distinguished according to whether the security element is bent in the predefined bent state towards the viewer, in particular whether the security element has a concave shape 804, 806 in the predefined bent state, and / or whether Security element of that
  • the bent state of the security element may be of a symmetrical bending shape (with respect to a bend line) 808, 810, 812, 814 or an asymmetrical bend shape (with respect to the bend line) 809, 81 1, 813, 815 be differentiated.
  • bending variants 801 shown in FIG. 8 can be further specified.
  • bending variants 801 may be further specified by means of the bend radius, the above-described geometric characteristics of the curved state of the security element, or by the mathematical Laplace function.
  • predetermined bending variant now determines the orientation of the Bragg planes in the zones such that the desired information is visible to the viewer in the predefined bent state.
  • the exact angular sizes for this case can be determined, for example, by the geometric characteristics in this case, as shown in Fig. 3d.
  • the orientation of the individual zones, which then generate the information corresponding to the viewer in this bent state can then be determined on the basis of the angles ⁇ , ⁇ and ⁇ 2. Zones which are not aligned accordingly are not or hardly visible in the predefined bent state or do not contribute to the information for the viewer.
  • the Bragg planes in these zones are oriented so that they become visible in further predefined bent states. For example, upon further bending of the security element or upon a change from a concave curved security element to a convexly curved security element of further zones, further information can be generated or the existing information can be supplemented.
  • the Bragg planes are aligned in the other zones such that the further information is only visible to the viewer in the further predefined bent state of the security element.
  • the distance of the Bragg planes in the zones and / or the other zones differs, so that different color impressions can be generated for the viewer.
  • Fig. 8 represents only one possible division, further divisions are possible.
  • the divisions can therefore determine the predetermined bent state of the security element, in which as described above a Information for a viewer in a viewing situation is visible and in the unbent state of the security element in the
  • FIG. 9a shows schematically a bent security element. 1
  • Security element 1 is here, as explained above, applied to a security document 2, for example, a banknote.
  • the security element 1 comprises a volume hologram layer in which a volume hologram is introduced.
  • the volume hologram is designed in such a way that it generates information for the viewer 7 in the viewing situation shown in FIG. 9a in the predefined bent state of the security element 1 shown in FIG. 9a.
  • the bent state shown in Fig. 9a is characterized in that the security element 1 left of the bending point 9 is not bent because it is on a flat surface, such as a
  • Volume hologram here has the zones 10d, 10e and 10f, wherein the Bragg planes in the zones 10d, 10e and 10f are aligned such that for the viewer 7 in the viewing situation shown in Fig. 9a and in that shown in Fig. 9a curved state information is visible. In the unbent state and in the same viewing situation is for the
  • Fig. 9b shows an exemplary strip design shown schematically and simplified, which is designed for viewing as shown in Fig. 9a.
  • the numeral "75" and the portrait, formed for example as in particular fresnel-like freeform surface, include zones 10d and lie in the flat
  • Design elements include zones 10e and 10f and only fully illuminate when bent or show the desired information only when bent.
  • the pigeon may be a hologram created on a curved exposed master. In the flat state, only a washed-out, unrecognizable surface can be seen here. When bent, the pigeon appears. At the same time the frame lights up
  • FIGS. 10a to 10d schematically show method steps for producing a security element 1.
  • PEN polyethylene naphthalate
  • BOPP biaxially oriented polypropylene
  • volumenhologramm Mrs 1 1 applied.
  • the volume hologram layer 11 is preferably applied to the carrier layer 16 by printing, casting, eg slot casting or knife coating.
  • the Volumenhologramm Mrs 1 1 consists for example of Omni DX 796 DuPont, Wilmington, United States of America and has a layer thickness between 3 ⁇ and 100 ⁇ on.
  • the layer thickness of Volunnenhologrannnn für 1 1 in Fig. 10a is for example 25 ⁇ .
  • a release layer is applied to the carrier layer 16 before the volume hologram layer 1 1 is printed, cast or knife-coated.
  • the release layer may be provided to facilitate later release of the carrier layer from the volume hologram layer.
  • the security element 1 at least one
  • Barrier layer and / or at least one stabilizing layer and / or at least one adhesive layer in particular comprising acrylates, PVC, polyurethane or polyester.
  • volume hologram layer 1 1 arranged.
  • the volume hologram layer 1 1 can be brought into contact with the side of the master 18 having the surface structure directly or with the interposition of a transparent optical medium.
  • the master 18 is designed in such a way that the volume hologram to be written into the volume hologram layer 11 by means of the master 18 contains information in a predefined bent state
  • Security element 1 for a viewer in a viewing situation makes visible and not visible in the non-bent state of the security element in the first viewing situation or vice versa.
  • Such a master 18 can be created, for example, starting from a curved intermediate master, wherein the bend of the curved
  • an intermediate master is initially created by means of holographic exposure, the intermediate master being present in the predefined bent state.
  • a flat master 18 Starting from this curved intermediate master is then a flat master 18 with the
  • the flat master 18 may also be a particular Fresnel-like
  • Cylindrical lens structure is occupied as surface texture, lit in
  • FIGS. 11a and 11b show this on the basis of a pattern with a volume hologram applied to a black background.
  • the volume hologram was created with a flat master with a fresnel-like cylindrical lens structure as a surface structure, which for a predefined bent state with a
  • FIG. 11 a shows the photographed volume hologram in the flat state and FIG. 11 b shows the photographed volume hologram in FIG
  • predefined bent state with the radius of curvature of about 38 mm.
  • the curvature around the bending point is symmetrical here.
  • In the flat state essentially only the area which lies in the bending point lights up.
  • a larger area illuminates around the bending point.
  • This can be used inter alia as a design element, for example as a frame around another design element, said frame focus in the predefined bent state of the security element 1, the viewer's attention to this area.
  • the frame in Fig. 9b is a concrete example thereof.
  • Cylindrical lens structures can be e.g. using e-beam lithography
  • the depth of the fresnel-like cylindrical lens structure is adjusted to the wavelength at which the volume hologram appears.
  • a structural depth is chosen that is half that
  • Wavelength of the incident light corresponds. Furthermore, it is also possible to produce the master 18 by means of distorting optics, in particular by means of cylindrical lenses. Here, the beam path is distorted during the holographic production of a flat master by means of distorting optics such that the in
  • Volumenhologramm Mrs 1 1 to be written volume hologram is visible only in the bent state for the viewer.
  • the structure of Fig. 10b is then exposed to a coherent light beam 19.
  • the coherent light beam 19 for example a laser beam of the wavelength 640 nm, passes through the carrier layer 16 and the volume hologram layer 11 and is deflected or reflected back and / or on the surface structure of the opaque master 18
  • the Volunnenhologrannnn here has in the zones 10g Bragg planes 12, which are aligned in different angular position to each other.
  • the different orientation of the Bragg planes 12 in the zones 10g arises here by the of
  • the master 18 can have at least two partial regions which reflect or diffract incident light into at least two different zones of the volume hologram layer 11.
  • the subregions are in this case designed such that they reflect and / or diffract the incident light in a predetermined angular position, which is determined in such a way that the desired alignment of the Bragg planes in the volume hologram layer 1 1 arises.
  • the angular position into which the at least two subregions reflect and / or diffract the incident light beam are different on the one hand and also depend on the angular position in which the coherent light beam 19 is radiated onto the at least two subregions.
  • deflection angle is to be understood as the angle by which the surface structure of the master 18 in the respective subregion is perpendicularly incident
  • the surface structures of the master 18 include
  • Kinegram® linear or crossed sine, anisotropic or isotropic matte structures, lens structures, fresnel-like free-form surfaces, kinoform structures or computer generated holograms, a symmetric lattice, an asymmetric lattice, in particular a blaze lattice, predominantly refractive microstructures such as micromirrors, a binary lattice Multi-stage phase grating or combinations thereof.
  • grating structures with statistically varying parameters grating period
  • blaze grids or predominantly refractive microstructures are suitable whose flank angles are designed for the illumination and viewing angles of the corresponding zones of the security element in the predefined bent state.
  • volume hologram layer 1 1 and the master 18 by coherent light beams 19, in particular by a laser-generated light beams, different wavelengths and / or
  • the information generated by the volume hologram in the bent state of the security element appear in different colors and / or are visible in different viewing situations.
  • the surface structures of the master 18 partially provide no information.
  • the areas of the master 18 that do not provide information may be used as a background structure.
  • Such background structures can be so for example be formed so that stray light and / or disturbing reflections are reduced.
  • the areas of the master 18 that do not contain image information as moth-eye structure, in particular cross lattice structures (square or hexagonal) or statistical structures with high line numbers or Spatialfrequenzen (for example, more than 2000 lines / mm, in particular more than 3000 lines / mm) and / or as a mirror and / or as a matt structure and / or as a scattering grid. It is also possible to use antireflection structures or structures specially optimized for this purpose.
  • the surface structure of the master 18 differs in the at least two sub-areas, in particular, the different
  • Distribution functions can be defined.
  • the master 18 has a symmetrical lattice structure in a first partial region and a first asymmetric lattice structure, in particular a blazed lattice, in a second partial region, wherein the lattice periods and / or lattice depths of the lattice structures differ in the first and second partial regions , Furthermore, the master 18 can, in a third subregion, have a second asymmetrical lattice structure,
  • the grating period in the first subregion is 600 lines / mm
  • the grating period in the second subregion is 300 lines / mm
  • in the third subregion 100 lines / mm.
  • Security document such as a banknote to apply.
  • FIG. 12 shows schematically an application example of a security element 1.
  • the security element 1 is here, as explained above, to a
  • Security document 2 for example, a banknote applied.
  • Security element 1 comprises a volume hologram layer in which a volume hologram is introduced.
  • the volume hologram is configured in such a way that information is sequentially completed when bending into the predefined, curved final state E of the security element 1 shown in FIG. 12 for the viewer 7 in the viewing situation shown in FIG.
  • the bent states Z, E shown in FIG. 12 are characterized in that the security element 1 on the left of
  • Bending point 9 is not bent and the security element 1 is bent to the right of the bending point 9 on the viewer 7 to in the predefined bent end state E.
  • Part of the information here is generated by a zone 10h of the volume hologram, which lies to the left of the bending point 9. This part of the information is thus for the viewer 7 in the in Fig. 12
  • the viewing situation shown inside is visible and remains unchanged. Therefore, the part of the information generated by the zone 10h is also visible to the viewer 7 in the unbent state U.
  • the security element on the right of the bending point 9, as shown in FIG. 12 is bent toward the observer, the observer 7 sequentially displays further parts of the information until the complete information for the viewer 7 is visible in the predefined bent final state E.
  • zones 10i, 10j to the right of the bending point 9.
  • the viewer 7 for example, when bending to the predefined final state E piece by piece a building appear as a skyscraper, in the unbent state of the security element U, for example, only the ground floor is visible to the viewer, in the bent intermediate state Z are, for example 60th % of the building visible and in the curved
  • FIGS. 13a to 13i show schematically application examples of FIG.
  • FIGS. 13a to 13i show possible optically variable effects of FIG.
  • Fig. 13a shows an optical effect, which is perceptible to the viewer when bending the security element 1 about the horizontal axis in a convex shape.
  • the bending variant thus corresponds to the bending variant 810 of FIG. 8.
  • the security element 1 has, as described above
  • the unbent state of the security element 1 only the letter B is relatively clearly recognizable to the viewer. The reason for this is that the letter B is arranged in a zone of the security element 1, which undergoes no or only a slight change in shape during the bending in the predetermined bent state of the security element 1.
  • the Bragg planes are thus oriented in the zone of the volume hologram layer forming the letter B in such a way that the letter B is visible to the observer both in the unbent state and in the predefined curved state. If the security element 1 is bent into the predetermined bent state, further information 21 is available to the viewer
  • the Bragg planes are thus oriented in the zones forming the information 21 in such a way that the letters A and C are for the
  • Fig. 13b also shows an optical effect which is perceptible to the observer when the security element 1 is bent around the horizontal axis into a convex shape. Again, in the not bent and in the
  • predefined bent states of the letter B comparatively clearly recognizable.
  • the viewer in a first predefined bent state of the security element 1, in addition to the letter B, the viewer only sees the information 22, which represents the letter A.
  • the information disappears 22, but now is for the viewer in addition to the letter B, the information 40, which the Letters C represents recognizable.
  • the volume hologram has in this case, therefore, two information 22, 40, which in two different
  • bent states are visible to the viewer or comparatively clearly visible.
  • FIG. 13c corresponds to FIG. 13b with the difference that now the letter A can be recognized by the observer both in the non-bent state and in the two bent states.
  • the information 23, 41 is here on the same side of the bending line of FIG. 13b.
  • Such a security element 1 can be produced for example by means of a master whose surface structure
  • the azimuth angle of the grating may be, for example, 0 °, the line density being adjusted according to the curvature of the security element 1 in the bent states.
  • the line density in the portion which is to represent the letter A in the volume hologram to be written may be 600 lines / mm, and 1000 lines / mm in the portion which is to later represent the letter B.
  • the line density may for example be 1400 lines / mm.
  • FIG. 13d corresponds to FIG. 13b with the difference that the information 24 and 42 light up in respectively different colors. As already explained, This can be different during the production of the security feature 1, for example by exposure to coherent light beams
  • Wavelengths and / or different exposure angles can be achieved. It is also possible for the surface structure of the master used for the production to have different lattice structures in the corresponding partial areas, which can be found in particular in the parameters
  • Grid depth, grating period, profile shape and azimuth angle differ, where these parameters can also be defined by statistical distribution functions, and the volume holograms with different
  • Fig. 13e shows an optical effect perceivable to the viewer when bending the security element 1 around the horizontal axis into a convex shape.
  • Security elements 1 the color. It does not change the subject or it does not appear to the viewer a new motive in a bending for the viewer, but only the color impression of the perceptible information changes. Such an effect can be achieved for example by two nested volume holograms. The first
  • Volume hologram is as explained above formed such that the information 25 in the bent state of the security element 1 is visible to the viewer in a different color than in the unbent state.
  • the second volume hologram is a
  • Volume hologram which is designed such that the information 25 is already visible in the unbent state of the security element 1. However, the information 25 generates in the unbent state of the
  • the first volume hologram is preferably in at least a first area of the volume hologram layer and the second volume hologram in at least a second area of the volume hologram
  • volume hologram layer arranged, wherein the at least one first and second area are scanned into each other. Furthermore, such an effect can be achieved by a first and a third volume hologram, wherein the first and third volume holograms are introduced into two volume hologram layers, which are arranged one above the other.
  • the first volume hologram is formed in the first volume hologram layer in such a way that the subject undergoes a color change of the motif when the security element 1 is bent relative to the motif produced by the third volume hologram.
  • the first volume hologram in the first volume hologram layer and the third volume hologram in the second volume hologram layer are register-aligned.
  • Fig. 13f corresponds to Fig. 13e with the difference that not the
  • Fig. 13g corresponds to Fig. 13a with the difference that the
  • Security document 2 has a pressure 60, which is supplemented by bending the security element 1 in a predefined bent state by the then visible to the viewer information 27 of the volume hologram.
  • the volume hologram and the print are aligned register exactly with each other.
  • the pressure 60 shows the information which becomes visible to the viewer when bent into the predefined bent state of the security element 1.
  • the security element 1 it is possible for the security element 1 to be applied to a pressure 60 already applied to the security document 2.
  • the pressure 60 can in this case again show the information which becomes visible to the viewer when bending into the predefined bent state of the security element 1 or the information of the pressure and that of the volume hologram are complementary. In the two last-mentioned cases, the pressure thus forms a reference for the information recognizable to the viewer only in the bent state of the security element 1.
  • pressure and volume hologram are designed so that when bending the security document a word
  • Fig. 13h shows a security document 2 with a security element 1, wherein the security element 1 in two different curved
  • States two different information 28, 43 shows.
  • a first bent state which corresponds to a bending of the security element 1 about the horizontal axis into a concave shape for the viewer, the information 28 is recognizable to the viewer.
  • a second bent state of the security element the bending of the security element 1
  • the information 43 can be seen around the horizontal axis in a convex form for the observer, with the colors of the letters A and C changing again between the first and second bent state as described above.
  • the motifs can change when changing from concave to convex bending form.
  • the bent states shown in FIG. 13h correspond to the bending variants 808 and 809 of FIG. 8.
  • FIG. 13i shows a security document 2 with a security element 1.
  • the security element 1 generates in the unbent state for the viewer a design with two dark rectangles, the rectangles appear blue, for example in the color against a white background.
  • the bent state of the security element 1 changes both the recognizable for the viewer design and the color impression.
  • the dark rectangles vanish and a strip-shaped color impression, for example of two red and one white stripes, is produced for the viewer.
  • Security element 1 in particular the volume hologram layer of the security element 1, is here referred to the above statements.
  • the security element 1 in the square areas 50 a is here referred to the above statements.
  • the reflection layer can, as shown in Fig. 13i, above the
  • Volume hologram layer may be arranged, but it may also be arranged below the Volumenhologramm harsh.
  • the reflective layer is preferably a metal layer of aluminum, chromium, gold, copper, silver or an alloy thereof Metals, which is evaporated in a vacuum in a layer thickness of 0.01 ⁇ to 0.15 ⁇ .
  • the reflection layer is preferably first applied over the entire surface. Subsequently, the reflective layer is removed again by surface area by means of known structuring methods (by means of etching resist, by means of photoresist, by means of a washing process), so that partial metallization in the regions 50 is produced. As shown in FIG. 13i, the regions 50 form a motif, for example in the form of squares. The areas 50 are thus visible to the viewer regardless of the bending of the security element 1 and thus complement each other with the effects of the security element 1, which is a function of the bending of the
  • FIG. 13 j shows a security document 2 with a security element 1.
  • the security element 1 shows this optical effects, which both a
  • bent state is a function of the tilting of the
  • Security elements 1 on With regard to the configuration of such a security element, reference is made here to the above statements, in particular in the context of FIGS. 13d and 13e, wherein, in particular, the first
  • Volume hologram is designed such that it has a parallax and thus before the plane defined by the security element 1 level for the Viewer appears and the second volume hologram is designed such that it has no parallax and thus appears in the plane spanned by the security element 1 level for the viewer.
  • the volume hologram can be provided, which shows the information 29 in the bent state. In the unbent state either nothing is visible, or only a blurred area without the information 29.
  • the volume hologram which in the bent state generates the information 29 in the form of the three-dimensional impression of the motif, may for example be a CGH calculated for a curved surface as it is in the bent state.
  • this volume hologram can also be a 3D hologram, which is based on a master, which, as explained above, is based on a curved-exposed intermediate master.
  • Fig. 14 schematically shows an example of application of a security element 1 with a volume hologram layer.
  • a volume hologram is introduced in a region 51, which is formed in such a way that complete image information is only visible in a bent state of the security element 1.
  • part of the information 30u is already in the unbent state of FIG. 14
  • the region 52 is configured in the form of a pattern in the form of a flame motif.
  • the relief structure is, for example, a binary or continuous Fresnel-like free-form surface, which is characterized in particular by the fact that it
  • the security element 1 preferably has a replication lacquer layer into which a relief structure is molded.
  • the replication lacquer layer consists for example of a thermoplastic lacquer in which the relief structure is shaped by means of heat and pressure by the action of an embossing tool.
  • the replication lacquer layer it is also possible for the replication lacquer layer to be formed by a UV-crosslinkable lacquer and for the relief structure to be shaped into the replication lacquer layer by means of UV replication.
  • the relief structure is formed by the action of an embossing tool on the uncured Replizierlack GmbH and hardened the Replizierlacktik immediately during or after the impression by irradiation with UV radiation.
  • Replizierlack Anlagen has in particular a layer thickness between 0.1 ⁇ and 20 ⁇ , preferably 0.2 ⁇ and 10 ⁇ , more preferably 0.4 ⁇ and 5 ⁇ on.
  • the security element 1, in particular in the area 50 has a reflection layer.
  • the reflective layer is preferably a metal layer of aluminum, chromium, gold, copper, silver or an alloy of such metals, which is evaporated in a vacuum in a layer thickness of 0.01 ⁇ m to 0.15 ⁇ m.
  • FIGS. 15 a to 15 c schematically show the bending of a security document 2 with a security element 1.
  • the security element 1 is applied to the substrate 17 by means of the adhesive layer 15.
  • the substrate 17 is preferably a substrate 17
  • the security element 1 further comprises a volume hologram layer 1 1, in which a volume hologram
  • the volume hologram has the zones 10 j and 10 k, the zones 10 j providing first information to the viewer 7 in the predefined bent state of the security element 1 shown in FIG. 15 b, and the zones 10 k being predefined in FIG. 15 c bent state of the security element 1 for the viewer 7 provide a second information.
  • the viewer 7 sees this in the process
  • Security element distinguishes. In the non-bent state of the security element 1 shown in FIG. 15a, the viewer does not recognize any information. If the security element 1 is bent into the first bent state shown in FIG. 15b, then the viewer 7 recognizes a first information generated by the zones 10j. At the first information it can
  • the Bragg planes in the zones 10 j are aligned such that the first information is predefined in the first one
  • the second information may be, for example, an open flower of a flower.
  • the Bragg planes in the zones 10k are aligned in such a way that the second information in the second predefined bent state is visible to the viewer 7.
  • the bending radii differ in the first and the second predefined bent state of the security element 1 by at least 2 mm, preferably 5 mm, more preferably 10 mm.
  • FIGS. 16 a and 16 b schematically show the bending of a security document 2 with a security element 1.
  • the security document 2 consists of a flexible substrate 17, on which the security element 1 is applied by means of an adhesive layer 15.
  • the security element 1 further comprises a volume hologram layer 1 1, a reflection layer 17r and the
  • the lacquer layer 1711 is preferably a
  • the lacquer layer 1711 is preferably transparent and has a layer thickness between 0.1 ⁇ m and 10 ⁇ m, preferably between 0.3 ⁇ m and 1 ⁇ m, more preferably between 0.5 ⁇ m and 1 ⁇ m.
  • the resist layer 1712 is preferably a transparent spacer layer disposed between the volume hologram layer 11 and the reflection layer 17r.
  • the reflection layer 17r is preferably a
  • the reflection layer 17r may also be a printed or high-resolution structured color layer or another layer which absorbs radiation in the visible spectral range.
  • reflection layer 17r is applied only in regions, so that a partial metallization or partial coating is present.
  • the reflection layer 17r can first be applied over the entire surface and subsequently by means of known structuring methods (for example by means of etching resist, by means of photoresist, by means of washing methods)
  • the partially metallized reflection layer 17r is arranged in a raster.
  • the grid is preferably a line grid.
  • the volume hologram 1 1 v is arranged in regions according to a grid, wherein the areas into which the volume hologram 1 1 v into the volume hologram layer 1 1
  • Reflection layer 17r are arranged.
  • the regions with the volume hologram 11 are preferably arranged in the register with the reflection layer.
  • the grid is thus preferably also a line grid, which is arranged in particular register-accurate with the line grid of the reflection layer 17r.
  • the adhesive layer shown in Fig. 16a and 16b has a layer thickness of 2 ⁇ on.
  • the reflection layer 17r now covers the volume hologram 1 1 v arranged in the register so that the volume hologram 1 1 v for a viewer, in particular under normal illumination conditions and / or at a normal viewing distance and / or a normal one
  • Incident light 19 which is diffracted and / or reflected by the volume hologram 1 1 v, can now not reach the observer because of the reflection layer 17 r, so that the light is emitted
  • Volume hologram 1 1 v is not or almost invisible to the viewer.
  • security element 1 now covers reflection layer 17r, in particular due to the deformation of the layers of the security element caused by the bending of the security element and the resulting displacement of reflection layer 17r with respect to volume hologram 1 1 v, the volume hologram 1 1 v is no longer completely off. so that now shown in Fig. 16b portions of the
  • Volume hologram can be visible and from the volume hologram 1 1 v diffracted and / or reflected light 14 at the reflection layer 17r can pass to the viewer. For the viewer, the volume hologram 1 1 v is then at least partially visible in the predefined bent state of the security element 1. On the security element 1 incident light 19e passes through the partially metallized reflection layer 17r to the
  • volume hologram 1 1 v is there reflected and / or diffracted and can now at least partially pass the reflection layer 17r to the viewer due to the bending of the security element 1.
  • the line widths and line spacings of the rasters of the reflection layer 17r and / or the volume hologram 11 are 1 and v
  • Layer thickness of the transparent spacer layer 1712 selected such that the visibility of the Volumenhologrannnns 1 1 v in the predefined bent state of the security element 1 is maximized.
  • the lines of the line grid as shown in FIGS. 16b and 16b, run parallel or predominantly parallel to the bending line of the security element 1.
  • the line widths and line spacings of the rasters of the reflection layer 17r and the corresponding line widths and line spacings of the volume hologram 11 v are determined by geometric construction or mathematical calculation. This is based on the characteristics defined in FIG. For the sake of simplicity, the case of a curvature with a constant bending diameter D is drawn there. However, line grids and volume holograms can also be designed for any other type of curvature. Other important parameters that are taken into account are the opening angles ⁇ and ⁇ as well as the viewing angle ⁇ and the viewing distance h.
  • FIG. 18 shows the dependence of the thus determined line widths and
  • Curvature angles also increase the widths and distances of the grid.
  • the widths and spacings are at a 45 ° bend angle in the thickness layer of the spacer layer.
  • the widths and spacings are at a 45 ° bend angle in the thickness layer of the spacer layer.
  • Spacer layer for example, 10 ⁇ lie the line distances and Line widths of the reflection layer and the corresponding line spacings and line widths of the volume hologram in the range of 10 ⁇ .
  • the spacer layer or lacquer layer 1712 may not be provided with a constant thickness, as shown in FIGS. 16a and 16b, but with a variable thickness. This is shown for example in FIG. 19.
  • the thickness of the spacer layer increases.
  • the thickness of the spacer layer changes perpendicular to the bending line.
  • the bendline extends out of the leaf level. It is advantageous if the spacer layer in the region of the bending line or along the bending line has the greatest layer thickness and the layer thickness decreases or becomes smaller with distance from the bending line. This means, in particular, that in the region of small bending angles a greater layer thickness of the spacer layer and in the region of greater bending angles a smaller layer thickness of the
  • the advantage is that, by varying the thickness of the spacer layer, the line widths and line spacings of the screens of the reflection layer 17r can be made more uniform and thus the volume hologram 11b is equally well visible at all points in the bent state and, moreover, the appearance of the metallization is more uniform ,
  • the spacer layer or the lacquered inserts 1712 not to be provided as a layer with a constant thickness or continuously varying thickness, but as a stepped layer, see FIG. 20.
  • it can be provided to use two or more spacer layers 1712, 1713 instead of a single spacer layer 1712 and two or more partial reflection layers 17r1, 17r2 instead of a single partial reflection layer, see FIG. 21.
  • the line widths can be made smaller and the line spacing larger.
  • the volume hologram 1 1 v is better in the bent state and / or less visible in the non-bent state.
  • FIGS. 22 a and 22 b schematically show the bending of a security document 2 with a security element 1.
  • the security document 2 consists of a flexible substrate 17, on which the security element 1 is applied by means of an adhesive layer 15.
  • the security element 1 further comprises a volume hologram layer 1 1, the reflection layers 17r1 and 17r2 and the resist layers 1711, 1712 and 1713.
  • the resist layer 1712 is preferably transparent
  • the transparent spacer layer 1712 and 1713 preferably have a layer thickness between 1 ⁇ and 50 ⁇ , preferably between 2 ⁇ and 10 ⁇ on.
  • the transparent spacer layer 1712 and 1713 shown in FIGS. 22a and 22b have layer thicknesses of 5 ⁇ m, for example.
  • the reflection layers 17r1 and 17r2 are, as shown in FIGS. 22a and 22b, respectively formed in regions and raster-shaped.
  • the grid is preferably a line grid with line widths and / or
  • the line grid shown in FIGS. 22a and 22b has line widths and line spacings of 5 ⁇ .
  • the rasters of the reflection layers 17r1 and 17r2 are offset relative to one another in such a way that the non-metallized regions of the reflection layer 17r1 are covered by the metallized regions of the reflection layer 17r2, in particular when viewed perpendicular to a plane spanned by the volume hologram layer 11 in the undeflected state of the security element 1 are and vice versa.
  • the two reflection layers 17r1 and 17r2 are positioned so as to be "in gap" relative to one another.
  • the two reflection layers 17r1 and 17r2 are therefore arranged relative to one another in such a way that they introduce the entire surface area underneath in the unbent state of the security element 1
  • Security elements 1 cover the reflective layers 17r1 and 17r2, however, the volume hologram 1 1 v no longer completely, so that now, in particular due to the bending of the security element in the predefined bent state caused deformation of the layers of the security element, from the volume hologram 1 1 v diffracted and / or reflected light 14 can pass the reflection layers 17r1 and 17r2 past the viewer. For the viewer, the volume hologram 1 1 v is then at least partially visible in the predefined bent state of the security element 1.
  • the line widths and line spacings of the grid are the same.
  • Spacer layers 17I2 and 17I3 chosen such that the visibility of the volume hologram 1 1 v in the predefined bent state of the security element 1 is maximized. It is advantageous if the
  • Layer thicknesses of the spacer layers 1712 and 1713 substantially correspond to the pitch period of the line patterns of the reflection layers 17r1 and 17r2. It is also possible that the line widths and / or
  • Line spacings vary, in particular as a function of the predefined bent state of the security element 1.
  • the line widths and spacings of the two line screens are in turn determined in particular by geometric construction, as described above, or by calculation.
  • the lines of the line grid as shown in FIGS. 22 a and 22 b, extend parallel to the bending line of the security element 1.
  • the spacer layers 1712 and 1713 may not be provided with constant thicknesses, as shown in FIGS. 22a and 22b, but with variable thicknesses.
  • the advantage is that by varying the thickness of the spacer layers 1712 and 1713
  • Reflection layers 17r1 and 17r2 can be made more uniform and thus the volume hologram 1 1 v in the bent state at all points is equally visible and also the appearance of the metallization is more uniform.
  • the line widths can be made smaller and the line distances larger. As a result, the volume hologram is better in the bent state and less visible in the unbent state.
  • FIG. 23 shows a security document 2, in particular a further variant of the layer structure in FIG. 22. It is preferred only one of
  • Reflection layers 17r1 as a line grid, the other reflection layer 17r2, however, as a screened layer of area raster elements
  • the upper reflection layer 17r1 is designed as a line grid, while the lower reflection layer 17r2 is designed as a screened layer of planar raster elements. But it is also the reverse case possible.
  • Reflection layers 17r1 and 17r2 as well as their dimensions result in particular by mathematical calculation, for example by means of a software for the calculation of moiré effects.
  • Lacquer layer 1712 which forms the spacer layer of the two reflection layers 17r1, 17r2, in particular decisive for the calculation.
  • the first target in the calculation is given that the Moire in the plane State of the security element 1 generates a completely or almost completely opaque surface, as shown in Fig. 24 left.
  • the underlying volume hologram 1 1 v is covered in the flat state and thus invisible or almost invisible.
  • second goal size becomes
  • Security elements 1 are generated by the moiré effect at least two windows or transparent areas in the superimposed reflection layers having, for example, the shape of the numerals "3" and "5", as shown in Fig. 24 right. In these transparent areas, the underlying volume hologram 1 1 v, which is in the
  • Volume hologram layer is formed, visible.
  • Fig. 25 shows the plan view of a section of a line grid executed as a layer.
  • a thickness of a spacer layer or lacquer layer of 170 ⁇ for example, line widths of 70 to 90 ⁇ (g, h), while the line distances 20 to 30 ⁇ (e, f) amount.
  • FIG. 26 shows a plan view of a detail of a screened layer of areal raster elements.
  • structure widths of 10 to 70 ⁇ m (g, h) result, for example, while the structural distances are 10 to 80 ⁇ m (e, f).
  • FIG. 27 a further embodiment of a security element 1 is shown.
  • the security element shown in Figure 27 has only one
  • Reflection layer 17r 'on.
  • the reflection layer 17r ' is present essentially as flanks.
  • the reflection layer 17r 'therefore extends not only in the x / y plane, but also extends in the z-direction.
  • Reflection layer 17r or the flanks act similarly to the lamellae in a so-called "privacy filter" for computer screens
  • the light can pass through the reflection layer substantially perpendicularly, ie in the z-direction
  • the intensity of the volume hologram is reduced even for smaller angles, because with the critical angle g the light can pass only from a few points of the volume hologram.
  • Figures 28a to 28d show one possible method of manufacturing the security element 2 shown in Figure 27.
  • a lamellar or cup-shaped structure 62 is replicated, the structure may be a lacquer layer ( Figure 18a).
  • Cup rims can be between 1 ⁇ and 50 ⁇ , preferably between 2 ⁇ and 20 ⁇ and more preferably between 2 ⁇ and 10 ⁇ lie.
  • the spacing d of the lamellae 60 or cup edges should preferably be less than or equal to 10 ⁇ H, more preferably less than 5 ⁇ H and even better less than 2 ⁇ H.
  • the replicated structure 62 is completely coated with a reflection layer, preferably with a thin metal layer 64, for example in a thickness of 20 nm to 30 nm, in particular with aluminum (FIG. 18b).
  • a reflection layer preferably with a thin metal layer 64, for example in a thickness of 20 nm to 30 nm, in particular with aluminum (FIG. 18b).
  • a lacquer layer can still be applied to the reflection layer 17'r.
  • the single-layer reflection layer 17r ' can then with a
  • Volume hologram layer 1 1 combined and applied to a flexible substrate 17, such as a paper banknote, applied (Fig. 18d). Between the
  • a layer 68 may be arranged.
  • This layer 68 may be an adhesive layer and / or an adhesion promoter layer. On the layer 68 can also be dispensed with.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement (1) mit einer ersten Volumenhologrammschicht (11), die ein Koordinatensystem mit den senkrecht zueinander stehenden Koordinatenachsen x und y (3, 4) in einem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1) aufspannt, wobei in die erste Volumenhologrammschicht (11) ein erstes Volumenhologramm in mindestens einem ersten Bereich (51) eingebracht ist, wobei das erste Volumenhologramm derart ausgeformt ist, dass eine erste Information (21-30) in einem ersten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1) für einen Betrachter (7) in einer ersten Betrachtungssituation sichtbar ist und in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1) in der ersten Betrachtungssituation nicht sichtbar ist oder umgekehrt.

Description

Sicherheitselement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines
Sicherheitselements
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement, ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements sowie ein Sicherheitsdokument mit einem
Sicherheitselement.
Optisch wirksame Sicherheitselemente werden insbesondere auf
Sicherheitsdokumenten wie etwa Banknoten, Pässen, Ausweisen,
Scheckkarten, Kreditkarten, Visa oder Zertifikaten sowohl für informative als auch für dekorative Zwecke eingesetzt. Derartige Sicherheitselemente erhöhen einerseits den Fälschungsschutz, beispielsweise gegenüber modernen
Farbkopierern und anderen Reproduktionssystemen, und sind andererseits für den Laien leicht und eindeutig erkennbar, so dass der Laie die Echtheit eines mit einem derartigen Sicherheitselement ausgestatteten Sicherheitsdokuments eindeutig bestimmen kann und somit Fälschungen oder Manipulationen erkennen kann.
Zu diesem Zweck weisen Sicherheitselemente häufig Licht beugende, diffraktive Strukturen wie beispielsweise Hologramme auf. Diese
Sicherheitselemente bieten dem Betrachter bei einem Verkippen des
Sicherheitselements optisch variable Effekte. Häufig werden als
Sicherheitselemente auch optisch variable Dünnfilmelemente eingesetzt, die bei einem Verkippen für den Betrachter unterschiedliche Farbeindrücke,
insbesondere als Farbwechsel vermitteln. Jedoch finden sich derartige
Sicherheitselemente heute auf einer Vielzahl von Sicherheitsdokumenten, wie beispielsweise Banknoten, so dass der Laie diese im alltäglichen Gebrauch kaum noch beachtet, wodurch Fälschungen oder Manipulationen insbesondere durch Laien weniger häufig erkannt werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabenstellung zugrunde, ein Sicherheitselement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements bereitzustellen, welches sich durch einen neuartigen optisch variablen Effekt auszeichnet, welcher sich von den vorhergehend beschriebenen bekannten optisch variablen Effekten unterscheidet.
Diese Aufgabe wird durch ein Sicherheitselement mit einer ersten
Volumenhologrammschicht, die ein Koordinatensystem mit den senkrecht zueinander stehenden Koordinatenachsen x und y in einem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements aufspannt, gelöst, wobei in die erste
Volumenhologrammschicht ein erstes Volumenhologramm in mindestens einem ersten Bereich eingebracht ist, wobei das erste Volumenhologramm derart ausgeformt ist, dass eine erste Information in einem ersten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements für einen Betrachter in einer ersten Betrachtungssituation sichtbar ist und in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements in der ersten Betrachtungssituation nicht sichtbar ist oder umgekehrt. Diese Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements mit einer ersten
Volumenhologrammschicht, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 43, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Bereitstellen der ersten Volumenhologrammschicht; b) Anordnen eines ersten Masters mit einer ersten Oberflächenstruktur an der ersten Volumenhologrammschicht; c) Belichten des ersten Masters und der ersten Volumenhologrammschicht mittels kohärentem Licht, wobei das auf diese Weise in die erste Volumenhologrammschicht eingebrachte erste Volumenhologramm derart ausgeformt ist, dass eine erste Information in einem ersten vordefinierten gebogenen Zustand des
Sicherheitselements für einen Betrachter in einer ersten Betrachtungssituation sichtbar ist und in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements in der ersten Betrachtungssituation nicht sichtbar ist oder umgekehrt. Diese Aufgabe wird auch gelöst von einem Sicherheitsdokument mit einem
Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 1 bis 43. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass durch Ausformung der oben spezifizierten Volumenhologrammschicht sich ein optisch variabler Effekt generieren lässt, welcher sich von den vorgenannten bekannten optisch variablen Effekten unterscheidet. Während sich bei bisherigen
Sicherheitselementen ein optisch variabler Effekt bei einem Kippen der
Sicherheitselemente gezeigt hat, wird hier ein optisch variabler Effekt durch ein Biegen des Sicherheitselements erzeugt, so dass beispielsweise eine
Information erst im gebogenen Zustand des Sicherheitselements für den Betrachter sichtbar wird. Dies erzeugt bei einem Betrachter einen überraschenden neuartigen Eindruck, der sich von den bekannten optisch variablen Effekten unterscheidet. Insbesondere unterscheidet sich der optisch variable Effekt, welcher beim Biegen zu sehen ist, deutlich von einem optischen Effekt des Volumenhologramms beim Kippen. Der erfindungsgemäße optisch variable Effekt kann je nach Ausgestaltung des Volumenhologramms
beispielsweise sowohl bei einem„Hinbiegen" als auch bei einem„Wegbiegen" auftreten. Hierdurch wird die Neugier des Betrachters geweckt, wodurch das Sicherheitselement häufiger betrachtet wird und Fälschungen somit häufiger erkannt werden. Dadurch, dass der optisch variable Effekt lediglich bei einem Biegen (und nicht beim Kippen) des Sicherheitselements auftritt, wird
insbesondere dem Laien eine eindeutige Identifizierung des Effekts ermöglicht, der sich weiter durch eine hohe Einprägsamkeit auszeichnet. Der Betrachter kann intuitiv durch Biegen beispielsweise die Echtheit eines
Sicherheitsdokuments mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement überprüfen. Hierbei ist von Vorteil, dass insbesondere Sicherheitsdokumente wie beispielsweise Ausweisdokumente, Passdokumente, Visa, Banknoten oder Wertpapiere flexibel bzw. biegbar sind und im alltäglichen Gebrauch auch häufig gebogen werden, so dass die Aufmerksamkeit auf diesen optischen Effekt für Benutzer der Sicherheitsdokumente mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitselement weiter erhöht wird. Weiter wird durch das
erfindungsgemäße Sicherheitselement die Fälschungssicherheit erhöht, da ein Fälscher nun auch einen gebogenen Zustand des Sicherheitselements bei einer möglichen Nachahmung berücksichtigen muss. Ferner ist das
Sicherheitselement aufgrund des Volumenhologramms nicht durch Abformen eines Oberflächenreliefs kopierbar.
Bei einem„Volumenhologramm" wird insbesondere - im Gegensatz zu
Prägehologrammen, bei dem die Information nur als Relief auf der Oberfläche einer Folie aufgebracht ist und über das einfallende Licht gebeugt wird - die Informationen im Materialvolumen gespeichert. Über eine Modulation von mindestens zwei kohärenten Wellen kommt es in diesem Materialvolumen als Aufzeichnungsmedium zur Überlagerung dieser Wellen. Die dabei
entstehenden Interferenzmuster werden im Materialvolumen des
Volumenhologramms in sogenannten Bragg-Ebenen gespeichert und enthalten die holographische Information als Variation des Brechungsindex des Materials. Beim Rekonstruieren des Volumenhologramms wird die gespeicherte
Information der Objektwelle ausgelesen. Bei der Beugung an einem
Volumenhologramm gilt die Bragg-Bedingung, was zur Folge hat, dass ein Volumenhologramm nur durch Referenzstrahlen mit ganz bestimmten
Einfallswinkeln und Wellenlängen rekonstruiert werden kann. Die Bragg- Bedingung lautet n λ = 2d sin Θ, wobei n eine natürliche Zahl ist, λ die
Wellenlänge und d der Abstand der Bragg-Ebenen. Der Komplementärwinkel 9heißt Braggwinkel oder Glanzwinkel und berechnet sich aus dem vom Lot gemessenen Einfallswinkel wie folgt: Θ = 90 - a.
Unter„Biegen" wird hierbei die Verformung eines Gegenstands in einer bestimmten Weise durch Ausüben einer Kraft verstanden. Unter„Biegen" eines Sicherheitselements wird daher das Ausüben von Kraft auf das
Sicherheitselement verstanden, wobei die Form des Sicherheitselements durch die Kräfte in Wirkung verändert wird oder veränderbar ist. Ein gebogenes
Sicherheitselement weist also im Vergleich zu dem ungebogenen
Sicherheitselement eine veränderte Geometrie auf. Weiter wird unter„Biegen" auch ein Knicken verstanden, so dass ein gebogenes Sicherheitselements ein oder mehrere Knickpunkte bzw. Knicklinien aufweisen kann, an denen das Sicherheitselement scharf bzw. abrupt umgebogen ist. Unter„gebogener Zustand" des Sicherheitselements wird hier ein gebogenes Sicherheitselement verstanden. Das heißt, dass die Form eines
Sicherheitselements in einem gebogenen Zustand durch die Krafteinwirkung verändert wurde. Vorzugsweise ist das Sicherheitselement im gebogenen Zustand gekrümmt bzw. geknickt und im nicht gebogenen Zustand flach bzw. plan.
Unter„vordefiniert" wird hierbei ein vorbestimmter Wert oder Wertebereich bzw. eine vorbestimmte Form oder Geometrie verstanden. So folgt beispielsweise ein Sicherheitselement in einem vordefinierten gebogenen Zustand der Form einer Parabel, wobei die die Parabel beschreibenden Parameter für den vordefinierten gebogenen Zustand innerhalb von Toleranzgrenzen festliegen.
Unter„Betrachtungssituation" werden hierbei die relativen Lagebeziehungen des Betrachters, einer Beleuchtungseinrichtung und des Sicherheitselements zueinander verstanden. Das heißt, dass in einer bestimmten
Betrachtungssituation sich die Lagebeziehungen zueinander nicht ändern. So bleiben beispielsweise die Abstände bzw. Winkelbeziehungen des Betrachters, der Beleuchtungseinrichtung und des Sicherheitselement zueinander in einer bestimmten Betrachtungssituation im Wesentlichen gleich.
Unter„sichtbar" wird hierbei verstanden, dass die Information für den
Betrachter, insbesondere unter normalen Beleuchtungsverhältnissen und bei einem normalen Betrachtungsabstand, erkennbar ist. Unter„nicht sichtbar" wird hierbei verstanden, dass die Information für den Betrachter, insbesondere unter normalen Beleuchtungsverhältnissen und bei einem normalen
Betrachtungsabstand, nicht erkennbar ist. Vorzugsweise wird unter„nicht sichtbar" auch nur geringfügig sichtbar verstanden. So ist es möglich, dass die „nicht sichtbare" Information für den Betrachter, insbesondere im Vergleich zur „sichtbaren" Information, nur noch geringfügig erkennbar ist.
Unter„Bereich" wird hierbei jeweils eine definierte Fläche einer Schicht verstanden, die bei Betrachtung senkrecht zu einer von der ersten
Volumenhologrammschicht aufgespannten Ebene eingenommen wird.
Vorzugsweise wird die von dem Bereich eingenommene definierte Fläche im nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements bestimmt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen bezeichnet.
Es ist möglich, dass das erste Volumenhologramm derart ausgeformt ist, dass zumindest eine zweite Information in zumindest einem zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements für den Betrachter in der ersten Betrachtungssituation sichtbar ist und in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements in der ersten Betrachtungssituation nicht sichtbar ist oder umgekehrt. Hierdurch wird erreicht, dass in einem zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements eine zweite Information für den Betrachter in der ersten Betrachtungssituation sichtbar wird. Bevorzugt ergänzen sich dabei die erste und die zweite Information, sodass für einen ungeübten Betrachter aus der Kombination der ersten und der zweiten
Information ein logisch zu erwartendes Bild oder eine logisch zu erwartende Bildabfolge entsteht. Hierbei kann die erste Information im ersten und im zweiten vordefinierten gebogenen Zustand sichtbar sein. So kann der
Betrachter beispielsweise im ersten gebogenen Zustand des
Sicherheitselements eine geschlossene Blüte sehen und im zweiten gebogenen Zustand des Sicherheitselements eine geöffnete Blüte sehen. So ist es möglich, dass sich ein für den Betrachter im ersten gebogenen Zustand des
Sicherheitselements erkennbares Motiv bei Biegung des Sicherheitselements in den zweiten gebogenen Zustand ändert. Hierdurch kann beispielsweise eine Bildgeschichte für den Betrachter erzeugt werden, was auch für den Laien intuitiv und selbsterklärend ist. Der Betrachter wird beim Biegen durch das Entdecken der Bildgeschichte„belohnt". Weiter wird die Fälschungssicherheit weiter erhöht, da ein Fälscher nun mehrere gebogene Zustände beachten muss. Ein Beispiel für eine derartige Bildgeschichte ist ein Bild, welches sich beim Biegen wie ein Puzzle Stück für Stück zusammensetzt.
Vorteilhafterweise ist das Sicherheitselement in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand um die x-Achse und/oder die y-Achse gebogen. So ist es möglich, dass das Sicherheitselement in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand um eine horizontale und/oder vertikale Achse des Sicherheitselements gebogen ist. Unter einer Biegung um die x-Achse und/oder y-Achse wird auch eine Biegung zu einer Parallelen zu einer dieser Achsen verstanden.
Vorzugsweise ist das Sicherheitselement in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand zu dem Betrachter hin gebogen, insbesondere derart, dass das Sicherheitselement in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand eine konkave Form aufweist, und/oder dass das Sicherheitselement von dem
Betrachter weg gebogen ist, insbesondere derart dass das Sicherheitselement in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand eine konvexe Form aufweist. Weiter ist es möglich, dass der erste und/oder der zumindest eine zweite vordefinierte gebogene Zustand des Sicherheitselements näherungsweise der Form einer halben Parabel oder einer Parabel folgt. Bevorzugt weist das Sicherheitselement zumindest eine Biegelinie auf, um die das Sicherheitselement in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements gebogen ist.
Vorzugsweise liegt die Biegelinie in dem mindestens einen ersten Bereich, in welchem das erste Volumenhologramm in die erste Volumenhologrammschicht eingebracht ist.
Weiter ist es möglich, dass die Dicke des Sicherheitselements in einem Bereich der Biegelinie verringert ist. So ist es möglich, dass die Dicke der ersten Volumenhologrammschicht im Bereich der Biegelinie verringert ist,
vorzugsweise um mindestens 1 μιτι, bevorzugt um mindestens 2,5 μιτι, weiter bevorzugt um mindestens 5 μιτι, noch weiter bevorzugt um mindestens 10 μιτι. Es ist auch möglich, dass die Dicken ein oder mehrerer weiterer Schichten des Sicherheitselements, insbesondere eine Trägerschicht und/oder eine
Schutzlackschicht, im Bereich der Biegelinie verringert sind. Weiter ist es möglich, dass mindestens eine der Schichten des Sicherheitselements im Bereich der Biegelinie nicht vorhanden ist, so dass hierdurch die Dicke des Sicherheitselements verringert ist. Weiter ist es möglich, dass im Bereich der Biegelinie Perforationen oder andere lokale Durchbrechungen des
Sicherheitselements und/oder des Sicherheitsdokuments angeordnet sind. Die Breite des Bereichs mit verringerter Dicke des Sicherheitselements beträgt vorzugsweise zwischen 5 μιτι und 10 mm, bevorzugt zwischen 50 μιτι und 5 mm, weiter bevorzugt zwischen 100 μιτι und 5 mm. Hierdurch ist es möglich, dass das Sicherheitselement entlang einer Biegelinie gebogen wird, deren Position auf dem Sicherheitselement durch die Dickenverringerung vorgegeben ist.
Weiter ist es möglich, dass das Sicherheitselement in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand symmetrisch oder asymmetrisch bezogen auf die Biegelinie gebogen ist.
Unter„symmetrisch" wird hierbei bevorzugt eine geometrische Symmetrie verstanden, so dass das in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand symmetrisch gebogene Sicherheitselement durch Bewegung auf sich selbst abgebildet werden kann. So ist es möglich, dass das in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand symmetrisch gebogene Sicherheitselement spiegelbildlich bezogen auf die Biegelinie gebogen ist. Als„asymmetrisch" wird hier bevorzugt eine Biegung in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten gebogenen Zustand bezeichnet, die nicht symmetrisch ist.
Auch ist es möglich, dass die in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements bei Betrachtung des Sicherheitselements parallel zu einer von den
Koordinatenachsen x und y aufgespannten Ebene zwischen einer Oberfläche des Sicherheitselements und einer der Koordinatenachsen x oder y
eingeschlossenen Winkel beidseitig der Biegelinie unterschiedlich sind. Vorzugsweise sind die in dem nicht gebogenen Zustand des
Sicherheitselements bei Betrachtung des Sicherheitselements parallel zu einer von den Koordinatenachsen x und y aufgespannten Ebene zwischen einer Oberfläche des Sicherheitselements und einer der Koordinatenachsen x oder y eingeschlossenen Winkel beidseitig der Biegelinie im Wesentlichen gleich, insbesondere unterscheiden sich die Winkel um weniger als 5°, bevorzugt um weniger als 2,5°, weiter bevorzugt um weniger als 1 °. Weiter ist es möglich, dass in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements ein vordefinierter Grenzwert bei Anwendung des Laplace-Operators Δ auf eine von einer Funktion F(x,y) beschriebene Oberfläche des Sicherheitselements überschritten wird und in dem nicht gebogenen Zustand nicht überschritten wird, wobei die Funktion F(x,y) den Abstand der Oberfläche des
Sicherheitselements zu einer von den Koordinatenachsen x und y
aufgespannten zweidimensionalen Referenzfläche beschreibt. Es ist auch möglich, dass in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten
vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements ein weiterer vordefinierter Grenzwert bei Anwendung des Laplace-Operators Δ auf die
Funktion F(x,y) nicht überschritten wird, so dass bei Anwendung des Laplace- Operators Δ auf die Funktion F(x,y) der erste und/oder der zumindest eine zweite vordefinierte gebogene Zustand durch einen Wertebereich, der zwischen dem vordefinierten Grenzwert und dem weiteren vordefinierten Grenzwert liegt, bestimmt wird.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt der Biegeradius in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements zwischen 1 mm und 100 mm, bevorzugt zwischen 2 mm und 50 mm, weiter bevorzugt zwischen 4 mm und 30 mm.
Unter„Biegeradius" wird hier der Radius r des größten Kreises verstanden, welcher tangential an die Biegelinie bzw. den Biegepunkt anliegt und gleichzeitig keine Schnittpunkte mit dem Sicherheitselement und/oder
Sicherheitsdokument aufweist. Ein ungebogenes, flaches Sicherheitselement hat folglich einen unendlichen Biegeradius. Weiter ist es von Vorteil, dass sich der Biegeradius in dem ersten und dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des
Sicherheitselements um mindestens 2 mm, bevorzugt 5 mm, weiter bevorzugt 10 mm, unterscheidet. Ferner ist es zweckmäßig, dass das Sicherheitselement biegbar ist, bevorzugt leicht und reversibel biegbar ist, insbesondere dass die Form des
Sicherheitselements durch Krafteinwirkung, bevorzugt geringe Krafteinwirkung, veränderbar ist. Vorzugsweise weist das Sicherheitselement in Richtung der Koordinatenachse x oder y, um die das Sicherheitselement in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand gebogen ist, eine Länge von mindestens 5 mm, bevorzugt von mindestens 10 mm, weiter bevorzugt von mindestens 20mm, noch weiter bevorzugt von mindestens 50 mm auf.
Vorteilhafterweise weist das Sicherheitselement in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements eine Flächenausdehnung von mindestens 5 mm x 1 mm, bevorzugt von mindestens 10 mm x 2 mm, noch weiter bevorzugt von mindestens 50 mm x 10 mm auf.
Gemäß eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels weist das erste Volumenhologramm in dem mindestens einen ersten Bereich zwei oder mehrere erste Zonen auf, wobei die zwei oder mehreren ersten Zonen in dem ersten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselennents für den Betrachter in der ersten Betrachtungssituation die erste Information
bereitstellen. Hierdurch ist es möglich, dass die erste Information von den zwei oder mehreren ersten Zonen des mindestens einen ersten Bereichs in der ersten Betrachtungssituation generiert wird.
Weiter ist es möglich, dass das erste Volumenhologramm zwei oder mehrere zweite Zonen in dem mindestens einen ersten Bereich aufweist, wobei die zwei oder mehreren zweiten Zonen in dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements für den Betrachter in der ersten Betrachtungssituation die zumindest eine zweite Information bereitstellen.
Hierdurch ist es möglich, dass die zumindest eine zweite Information von den zwei oder mehreren zweiten Zonen des mindestens einen ersten Bereichs in der ersten Betrachtungssituation generiert wird.
Hierbei ist von Vorteil, wenn die zwei oder mehreren ersten Zonen und/oder die zwei oder mehreren zweiten Zonen im nicht gebogenen Zustand des
Sicherheitselements in Richtung einer der Koordinatenachsen x und/oder y eine Länge von mindestens 5 μιτι, bevorzugt 50 μιτι, noch weiter bevorzugt 500 μιτι aufweisen.
Weiter ist es möglich, dass die zwei oder mehreren ersten Zonen und/oder die zwei oder mehreren zweiten Zonen im nicht gebogenen Zustand des
Sicherheitselements eine Flächenausdehnung von mindestens 5 m x 5 μιτι, bevorzugt von 50 μιτι x 50 μιτι, noch weiter bevorzugt von 500 μιτι x 500 μιτι, aufweisen. Weiter ist es zweckmäßig, wenn die zwei oder mehreren ersten Zonen und/oder die zwei oder mehreren zweiten Zonen gemäß einem Raster angeordnet sind.
Hierbei ist es möglich, dass das Raster ein eindimensionales Raster,
insbesondere ein Linienraster, oder ein zweidimensionales Raster,
insbesondere ein Punktraster, ist. Unter Punktraster wird hier auch ein
Pixelraster aus viereckigen, insbesondere rechteckigen oder quadratischen Flächenbereichen verstanden. Es ist weiter möglich, dass die zwei oder mehreren ersten Zonen und/oder die zwei oder mehreren zweiten Zonen ineinander gerastert sind. So ist es möglich, dass die zwei oder mehreren ersten Zonen abwechselnd mit den zwei oder mehreren zweiten Zonen angeordnet sind und dass die zwei oder mehreren ersten Zonen benachbart zu den zwei oder mehreren zweiten Zonen
angeordnet sind.
Ferner ist es möglich, dass die Rasterweite kleiner als die Auflösungsgrenze des unbewaffneten menschlichen Auges ist, insbesondere dass die Rasterweite kleiner als 300 μιτι, bevorzugt kleiner als 150 μιτι, ist.
Vorteilhafterweise sind die zwei oder mehreren ersten Zonen und/oder die zwei oder mehreren zweiten Zonen beidseitig der Biegelinie angeordnet. So ist es beispielsweise möglich, dass zumindest eine der ersten Zonen auf einer ersten Seite der Biegelinie liegt und zumindest eine der ersten Zonen auf einer zweiten Seite der Biegelinie liegt.
Vorzugsweise sind die zwei oder mehreren ersten Zonen in dem ersten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements und/oder die zwei oder mehreren zweiten Zonen in dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements in der ersten
Betrachtungssituation für den Betrachter unter unterschiedlichen
Beleuchtungswinkeln und Betrachtungswinkeln sichtbar.
Als Betrachtungswinkel wird der zwischen der von der ersten
Volumenhologrammschicht im nicht gebogenen Zustand aufgespannten Ebene und der Betrachtungsrichtung eines Beobachters eingeschlossene Winkel verstanden. Ebenso wird als Beleuchtungswinkel der zwischen der von der ersten Volumenhologrammschicht im nicht gebogenen Zustand aufgespannten Ebene und der Beleuchtungsrichtung einer Beleuchtungseinrichtung
eingeschlossene Winkel verstanden. Wird das Sicherheitselement gebogen, ändern sich damit in den zwei oder mehreren ersten und/oder zweiten Zonen der Betrachtungswinkel und der Beleuchtungswinkel für die jeweilige Zone.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die erste Volumenhologrammschicht durch Brechzahlvariationen gebildete Bragg- Ebenen auf. Vorteilhafterweise unterscheidet sich zumindest einer der Parameter Abstand der Bragg-Ebenen und Ausrichtung der Bragg-Ebenen in den zwei oder mehreren ersten Zonen und/oder in den zwei oder mehreren zweiten Zonen. Hierdurch wird es beispielsweise ermöglicht, dass die zwei oder mehreren ersten Zonen und/oder die zwei oder mehreren zweiten Zonen für den
Betrachter in unterschiedlichen Farben erscheinen. Weiter wird es
beispielsweise durch die Ausrichtung der Bragg-Ebenen bestimmt, ob die zwei oder mehreren ersten Zonen und/oder die zwei oder mehreren zweiten Zonen in dem ersten und/oder zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand für den Betrachter sichtbar sind.
Hierbei ist von Vorteil, wenn sich der Abstand der Bragg-Ebenen um mehr als 5 nm, bevorzugt mehr als 10 nm, noch weiter bevorzugt um mehr als 20 nm unterscheidet und/oder wenn sich der von den Bragg-Ebenen und der von der ersten Volumenhologrammschicht eingeschlossene Winkel sich um mehr als 2°, bevorzugt um mehr als 5 °, weiter bevorzugt um mehr als 10 °, noch weiter bevorzugt um mehr als 20 °, unterscheidet.
Vorzugsweise ist in dem ersten vordefinierten gebogenen Zustand des
Sicherheitselements die Ausrichtung der Bragg-Ebenen in den zwei oder mehreren ersten Zonen im Wesentlichen zueinander gleich. Hierdurch kann erreicht werden, dass jede der zwei oder mehreren ersten Zonen zur
Generierung der ersten Information in dem ersten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements in der ersten Betrachtungssituation beiträgt. Dies hat weiterhin zur Folge, dass die Ausrichtung der Bragg-Ebenen in den zwei oder mehreren ersten Zonen im flachen Zustand zueinander nicht gleich ist.
Weiter ist es möglich, dass in dem zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements die Ausrichtung der Bragg-Ebenen in den zwei oder mehreren zweiten Zonen im Wesentlichen zueinander gleich ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass jede der zwei oder mehreren zweiten Zonen zur
Generierung der zumindest einen zweiten Information in dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements in der ersten Betrachtungssituation beiträgt. Dies hat weiterhin zur Folge, dass die Ausrichtung der Bragg-Ebenen in den zwei oder mehreren zweiten Zonen im flachen Zustand zueinander nicht gleich ist.
Ferner ist es möglich, dass in dem ersten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements in den zwei oder mehreren ersten Zonen und/oder in dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand in den zwei oder mehreren zweiten Zonen des Sicherheitselements die zwischen den Normalen auf die Bragg-Ebenen und der Richtung des einfallenden Lichts eingeschlossenen Winkel im Wesentlichen gleich den zwischen den Normalen auf die Bragg-Ebenen und der Richtung des von den Bragg-Ebenen
reflektierten und/oder gebeugten Lichts eingeschlossenen Winkeln sind.
Bevorzugt wird zur Herstellung eines Sicherheitselements ein erster Master verwendet, der ausgehend von einem gebogenen Zwischenmaster erstellt wird, wobei die Biegung des gebogenen Zwischenmasters der Biegung des ersten und/oder des zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustands des Sicherheitselements entspricht. Der Zwischenmaster kann beispielsweise eine Folie mit einem holographisch belichteten Photoresist sein, wobei die Folie bei der holographischen Belichtung entsprechend der Biegung des ersten und/oder des zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustands des
Sicherheitselements gebogen ist.
Weiter ist es möglich, dass ein erster Master verwendet wird, der mittels verzerrender Optiken, insbesondere Zylinderlinsen, hergestellt ist. Die verzerrenden Optiken belichten den ersten Master hierbei derart, dass das mittels des ersten Masters in die erste Volumenhologrammschicht eingebrachte erste Volumenhologramm derart ausgeformt ist, dass die erste und/oder die zumindest eine zweite Information in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements für einen Betrachter in einer ersten Betrachtungssituation sichtbar ist und in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements in der ersten
Betrachtungssituation nicht sichtbar ist oder umgekehrt.
Weiter ist es möglich, dass zur Herstellung eines Sicherheitselementes ein erster Master verwendet wird, welcher ein Computer generiertes Hologramm (CGH) beinhaltet, wobei dieses CGH für eine gekrümmte Fläche entsprechend der Biegung des ersten und/oder des zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustands des Sicherheitselements berechnet ist. Die Krümmung des gebogenen Sicherheitselements wird also im berechneten CGH
vorkompensiert.
Auch ist es möglich, dass ein erster Master verwendet wird, dessen erste Oberflächenstruktur ein Kinegram®, ein symmetrisches Gitter, ein
asymmetrisches Gitter, insbesondere ein Blazegitter, ein Binärgitter, ein mehrstufiges Phasengitter, isotrope oder anisotrope Mattstrukturen, eine retroreflektierende Struktur, eine (im Wesentlichen) refraktiv wirkende
Makrostruktur, insbesondere eine Mikroprismenstruktur oder ein Mikrospiegel, insbesondere fresnelartige oder auch anders ausgeführte Freiformflächen oder Kombinationen daraus umfasst. Zusätzlich können hier vorteilhafterweise Gitterstrukturen mit statistisch variierenden Parametern (Gitterperiode,
Profilform, Gittertiefe, Azimutausrichtung) vorgesehen sein. Insbesondere eignen sich Blazegitter, deren Flankenwinkel auf die Beleuchtungs- und Betrachtungswinkel der entsprechenden Zonen des Sicherheitselements in dem ersten und/oder zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustands ausgelegt sind. Hierbei ist die Tiefe t der Blazegitter bevorzugt auf die Wellenlänge, für welche des erste Volunnenhologrannnn ausgelegt ist, gemäß folgender Formel optimiert:
t = n x λ/2 mit: n e N
Gleichzeitig sollte aber die Tiefe t bevorzugt nicht größer sein als die Periode der Blazegitter.
Ferner ist von Vorteil, dass ein erster Master verwendet wird, der mindestens zwei Teilbereiche aufweist, die einfallendes Licht in mindestens zwei
unterschiedliche Zonen der ersten Volumenhologrammschicht reflektieren oder beugen.
Vorzugsweise unterscheidet sich die erste Oberflächenstruktur des ersten Masters in den mindestens zwei Teilbereichen, insbesondere in mindestens einem der Parameter Profilform, Gittertiefe, Gitterperiode und Azimutwinkel.
Es ist möglich, dass der erste Master in einem ersten Teilbereich eine symmetrische Gitterstruktur, aufweist und in einem zweiten Teilbereich eine erste asymmetrische Gitterstruktur aufweist, wobei sich die Gitterperioden und/oder Gittertiefen der Gitterstrukturen in dem ersten und zweiten Teilbereich unterscheiden.
Weiter ist es möglich, dass der erste Master in einem dritten Teilbereich eine zweite asymmetrische Gitterstruktur aufweist, wobei sich die Gitterperioden und/oder Gittertiefen der ersten und zweiten asymmetrischen Gitterstruktur unterscheiden. Es ist von Vorteil, dass die erste Volumenhologrammschicht und der erste Master durch kohärente Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen und/oder unterschiedlicher Einfallsrichtungen belichtet werden. Vorteilhafterweise tritt der kohärente Lichtstrahl durch die erste
Volumenhologrammschicht hindurch und wird an der ersten
Oberflächenstruktur des ersten Masters gebeugt oder reflektiert. Der Master ist hierbei insbesondere das zu rekonstruierende Objekt. Es ist sinnvoll, dass der erste Master unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines transparenten optischen Mediums an die erste
Volumenhologrammschicht angeordnet wird.
Vorzugsweise erfolgt die Belichtung mit Laserlicht mit einer Leistungsdichte im Bereich von 0,5 bis 5 W/cm2 bzw. mit einer Energiedichte im Bereich von 5 bis 50 mJ/cm2, besonders bevorzugt mit einer Leistungsdichte im Bereich von 1 bis 3 W/cm2 bzw. mit einer Energiedichte im Bereich von 10 bis 30 mJ/cm2.
Weiter ist es zweckmäßig, dass nach dem Belichten die erste
Volumenhologrammschicht durch Aushärten, insbesondere mittels UV- Strahlung, fixiert wird.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist in die erste Volumenhologrammschicht ein zweites Volumenhologramm in mindestens einem zweiten Bereich eingebracht.
Vorzugsweise ist das zweite Volumenhologramm derart ausgeformt, dass eine dritte Information in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements in der ersten Betrachtungssituation sichtbar ist. Hierdurch ist es möglich, dass der Betrachter in der ersten Betrachtungssituation im nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements die dritte Information, beispielsweise ein Bild einer Sonne wahrnimmt, und im ersten gebogenen Zustand des Sicherheitselements die erste Information wahrnimmt, beispielsweise ein Bild einer Wolke und einer Sonne wahrnimmt.
Vorteilhafterweise sind der mindestens eine erste Bereich und der mindestens eine zweite Bereich ineinander gerastert, insbesondere ist der mindestens eine erste Bereich abwechselnd mit dem mindestens einen zweiten Bereich angeordnet und der mindestens eine erste Bereich ist benachbart zu dem mindestens einen zweiten Bereich angeordnet.
Es ist auch möglich, dass das Sicherheitselement in einer zweiten
Volumenhologrammschicht ein drittes Volumenhologramm aufweist. So ist es möglich, dass das Verfahren weiter die folgenden Schritte umfasst, welche insbesondere nach den Schritten a) bis c) ausgeführt werden: d) Aufbringen einer zweiten Volumenhologrammschicht; e) Anordnen eines zweiten Masters mit einer zweiten Oberflächenstruktur an der zweiten
Volumenhologrammschicht; f) Belichten des zweiten Masters und der zweiten Volumenhologrammschicht mittels kohärentem Licht, so dass auf diese Weise in die zweite Volumenhologrammschicht ein drittes Volumenhologramm eingebracht wird. Bevorzugt sind die erste Volumenhologrammschicht und die zweite
Volumenhologrammschicht bei Betrachtung senkrecht auf eine von der ersten Volumenhologrammschicht des Sicherheitselements aufgespannten Ebene in nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements übereinander angeordnet. Es ist weiterhin möglich, weitere Volumenhologrammschichten, insbesondere eine dritte, vierte, fünfte Volumenhologrammschicht wie die erste und die zweite Volumenhologrammschicht übereinander anzuordnen. So ist es möglich, dass das Sicherheitselement in zumindest einer zweiten Volumenhologrammschicht zumindest ein drittes Volumenhologramm aufweist.
Weiter ist es möglich, dass das erste Volumenhologramm in der ersten
Volumenhologrammschicht und das dritte Volumenhologramm in der zweiten Volumenhologrammschicht registergenau zueinander ausgerichtet sind.
Weiter ist es von Vorteil, dass das dritte Volumenhologramm derart ausgeformt ist, dass eine vierte Information in einem dritten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements für einen Betrachter in der ersten
Betrachtungssituation sichtbar ist und in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements in der ersten Betrachtungssituation nicht sichtbar ist oder umgekehrt. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, dass das
Sicherheitselement in dem ersten und/oder zumindest einen zweiten
gebogenen Zustand die erste Information und/oder die zumindest eine zweite Information in der ersten Betrachtungssituation zeigt und in dem dritten gebogenen Zustand in der ersten Betrachtungssituation die vierte Information zeigt. Beispielsweise kann die erste und/oder zumindest eine zweite Information bei einer konkav gebogenen Form des Sicherheitselements erkennbar sein und die dritte Information kann bei einer konvex gebogenen Form des
Sicherheitselements sichtbar sein. Es ist jedoch auch möglich, dass das zweite Volumenhologramm derart ausgeformt ist, dass eine fünfte Information in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements in der ersten
Betrachtungssituation sichtbar ist. Hierdurch ist es möglich, dass der Betrachter in der ersten Betrachtungssituation im nicht gebogenen Zustand des
Sicherheitselements die fünfte Information wahrnimmt und im ersten
gebogenen Zustand des Sicherheitselements die erste Information wahrnimmt. Bezüglich möglicher Ausführungsformen des zweiten Masters und/oder weiterer Master sowie der Schritte des Anordnens des zweiten Masters und des
Belichtens des zweiten Masters und/oder weiterer Master und der zweiten und/oder weiterer Volumenhologrammschichten ist hier auf die entsprechenden Ausführungsformen den ersten Master betreffend verwiesen.
Es ist ferner von Vorteil, wenn das Sicherheitselement in mindestens einem dritten Bereich eine Reliefstruktur ausgewählt aus der Gruppe diffraktives Gitter, Kinegram® oder Hologramm, Blazegitter, Binärgitter, mehrstufiges
Phasengitter, Lineargitter, Kreuzgitter, Hexagonalgitter, asymmetrische oder symmetrische Gitterstruktur, retroreflektierende Struktur, insbesondere binäre oder kontinuierliche fresnelartige Freiformflächen, diffraktive oder refraktive Makrostruktur, insbesondere Linsenstruktur oder Mikroprismenstruktur,
Mikrolinse, Mikroprisma, Beugungsstruktur Nullter Ordnung,
Mottenaugenstruktur oder anisotrope oder isotrope Mattstruktur, oder eine Überlagerung oder Kombinationen von zwei oder mehr der vorgenannten Reliefstrukturen umfasst. Weiter können zusätzlich vorzugsweise
Gitterstrukturen mit statistisch variierenden Parametern (Gitterperiode,
Profilform, Gittertiefe, Azimutausrichtung) vorgesehen sein. Hierdurch ist es möglich, die erste und/oder zumindest eine zweite und/oder vierte Information, welche in Abhängigkeit einer Biegung des
Sicherheitselements, insbesondere im ersten und/oder zumindest einen zweiten und/oder dritten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements, sichtbar sind, mit durch die Reliefstrukturen erzeugten optischen Effekten zu kombinieren, deren Sichtbarkeit keine oder eine geringfügige Abhängigkeit von einer Biegung zeigt. Hierdurch wird beispielsweise der Effekt erzielt, dass ein durch die Reliefstrukturen, insbesondere durch diffraktive Linsen und/oder durch binäre oder kontinuierliche Freiformflächen und/oder durch eine retroreflektierende Struktur, erzeugter optischer Effekt im nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements sichtbar ist und durch die erste Information im ersten gebogenen Zustand ergänzt wird, wobei sich das charakteristische Erscheinungsbild des von der Reliefstruktur erzeugten optischen Effekts im ersten vordefinierten gebogenen Zustand nicht oder nur geringfügig verändert.
Weiter ist es hierbei möglich, dass das Sicherheitselement eine
Replizierlackschicht umfasst. Die Replizierlackschicht besteht beispielsweise aus einem thermoplastischen Lack, in den mittels Hitze und Druck durch Einwirkung eines Prägewerkzeugs eine Reliefstruktur abgeformt ist. Weiter ist es auch möglich, dass die Replizierlackschicht von einem UV-vernetzbaren Lack gebildet wird und die Reliefstruktur mittels UV-Replikation in die
Replizierlackschicht abgeformt wird. Dabei wird die Reliefstruktur durch Einwirkung eines Prägewerkzeugs auf die ungehärtete Replizierlackschicht abgeformt und die Replizierlackschicht vor und/oder unmittelbar während und/oder nach der Abformung durch Bestrahlung mit UV-Licht gehärtet.
Bevorzugt ist in die Replizierlackschicht in dem mindestens einen dritten Bereich die Reliefstruktur abgeformt. Weiter ist es von Vorteil, dass die
Replizierlackschicht eine Schichtdicke zwischen 0,2 μιτι und 4 μιτι, bevorzugt 0,3 μιτι und 2 μιτι, weiter bevorzugt 0,4 μιτι und 1 ,5 μιτι, aufweist.
Vorzugsweise weist das Sicherheitselement in mindestens einem vierten Bereich eine Reflexionsschicht auf. Bei der Reflexionsschicht handelt es sich vorzugsweise um eine Metallschicht aus Aluminium, Chrom, Gold, Kupfer, Silber oder einer Legierung solcher Metalle, die im Vakuum in einer
Schichtdicke von 0,01 μιτι bis 0,15 μιτι aufgedampft wird. Es kann sich bei der Reflexionsschicht aber auch grundsätzlich um eine nicht-metallische Schicht handeln. Die Reflexionsschicht kann eine gedruckte oder hochaufgelöst strukturierte Farbschicht oder eine sonstige Schicht sein, die Strahlung insbesondere im sichtbaren Spektralbereich absorbiert. Die Reflexionsschicht ist insbesondere als Farbschicht ausgebildet. Die Farbschicht wird
insbesondere mittels des HD-Demet-Prozesses hergestellt.
Die Reflexionsschicht kann vollflächig oder auch nur bereichsweise,
insbesondere als Teilmetallisierung, aufgebracht sein. Die Reflexionsschicht kann hierzu beispielsweise vollflächig aufgebracht werden und anschließend mittels bekannter Strukturierungsverfahren (beispielsweise mittels Ätzresist, mittels Photoresist, mittels Waschverfahren) flächenbereichsweise wieder entfernt werden. Eine derartige Teilmetallisierung kann beispielsweise ein KINEGRAM® oder ein metallischer Nanotext sein.
Bevorzugt ist die Reflexionsschicht gerastert ausgebildet. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die teilmetallisierte Reflexionsschicht rasterformig ausgebildet. Alternativ kann die gerasterte Reflexionsschicht auch nichtmetallisch sein und insbesondere aus einer gedruckten oder hochaufgelöst strukturierten Farbschicht bestehen. Vorzugsweise sind der mindestens eine erste und/oder zweite und/oder dritte und/oder vierte Bereich registergenau zueinander ausgerichtet. Besonders bevorzugt ergänzen sich hierbei die Informationen, welche die jeweiligen Bereiche darstellen. Unter Register oder Passer bzw. Registergenauigkeit oder Passergenauigkeit ist eine Lagegenauigkeit zweier oder mehr Elemente und/oder Schichten relativ zueinander zu verstehen. Dabei soll sich die Registergenauigkeit innerhalb einer vorgegebenen Toleranz bewegen und dabei möglichst gering sein.
Gleichzeitig ist die Registergenauigkeit von mehreren Elementen und/oder Schichten zueinander ein wichtiges Merkmal, um die Prozesssicherheit zu erhöhen. Die lagegenaue Positionierung kann dabei insbesondere mittels sensorisch, vorzugsweise optisch detektierbarer Passermarken oder
Registermarken erfolgen. Diese Passermarken oder Registermarken können dabei entweder spezielle separate Elemente oder Bereiche oder Schichten darstellen oder selbst Teil der zu positionierenden Elemente oder Bereiche oder Schichten sein. Das erste Volumenhologramm in der ersten Volumenhologrammschicht kann ebenfalls bevorzugt nicht vollflächig, sondern rasterförmig, also nur
bereichsweise, ausgebildet sein. So ist es möglich, dass das erste
Volumenhologramm gemäß einem Raster angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist das erste Volumenhologramm derart angeordnet, dass die jeweiligen Bereiche des ersten Volumenhologramms deckungsgleich im Register mit den
metallisierten Bereichen der Reflexionsschicht angeordnet sind. Vorzugsweise ist das erste Volumenhologramm hierbei unterhalb, insbesondere bezogen auf die Betrachtungsrichtung des Sicherheitselements, der Reflexionsschicht angeordnet. Weiter ist von Vorteil, wenn das Raster des ersten
Volumenhologramms als Linienraster ausgebildet ist. Im nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselementes verdeckt die Reflexionsschicht somit das erste Volumenhologramm, wodurch das erste Volumenhologramm im
Wesentlichen nicht sichtbar ist. In dem ersten und/oder zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements deckt die Reflexionsschicht das erste Volunnenhologrannnn dagegen nicht mehr vollständig ab, so dass das erste Volumenhologramm sichtbar oder zumindest teilweise sichtbar wird.
Vorzugsweise ist zwischen der ersten Volumenhologrammschicht und der Reflexionsschicht, insbesondere zwischen der ersten
Volumenhologrammschicht und der teilmetallisierten und/oder gerastert ausgebildeten Reflexionsschicht eine transparente Abstandsschicht
angeordnet.
Gemäß eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels weist das
Sicherheitselement zwei rasterförmige, bevorzugt teilmetallisierte
Reflexionsschichten auf, zwischen denen bevorzugt eine transparente
Abstandsschicht angeordnet ist. Ferner kann zwischen den Reflexionsschichten und der Volumenholgrammschicht eine weitere Abstands- bzw. Lackschicht angeordnet sein.
Die beiden Reflexionsschichten sind dabei bevorzugt relativ zueinander so versetzt angeordnet, dass die transparenten Bereiche der einen
Reflexionsschicht von den vorhandenen bzw. präsenden, insbesondere den metallisierten Bereichen der anderen Reflexionsschicht, insbesondere bei Betrachtung senkrecht zu einer von der ersten Volumenhologrammschicht aufgespannten Ebene im nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements, abgedeckt sind. Die beiden Reflexionsschichten sind sozusagen„auf Lücke" relativ zueinander positioniert. Die beiden Reflexionsschichten sind dadurch derart in Bezug zueinander angeordnet, dass sie im nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements das darunter liegende, beispielsweise vollflächige erste Volunnenhologrannnn komplett abdecken, so dass das erste
Volumenhologramm daher für den Betrachter im Wesentlichen nicht sichtbar ist. In dem ersten und/oder zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements decken die Reflexionsschichten das erste Volumenhologramm dagegen nicht mehr ab, so dass dieses sichtbar oder zumindest teilweise sichtbar wird. Unter transparente Bereiche im
Zusammenhang mit rasterförmig werden vorliegend insbesondere Bereiche verstanden, wo die Reflexionsschicht nicht vorkommt. Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem Raster der Reflexionsschicht und/oder der Reflexionsschichten und/oder des ersten Volumenhologramms um ein regelmäßiges Raster. Es ist jedoch auch möglich, dass es sich um ein unregelmäßiges Raster handelt. Vorzugsweise ist das Raster der Reflexionsschicht und/oder der
Reflexionsschichten und/oder das Raster des ersten Volumenhologramms als Linienraster ausgebildet. Vorzugsweise verlaufen die Linien des Linienrasters dabei parallel zur Biegelinie des Sicherheitselements. Bevorzugt betragen die Linienbreiten und/oder die Linienabstände zwischen 1 μιτι und 50 μιτη, bevorzugt zwischen 2 μιτι und 10 μιτι.
Zur Anpassung an die Biegelinie kann es erforderlich sein, dass die
Linienbreiten und/oder Linienabstände des Rasters der Reflexionsschicht und/oder der Reflexionsschichten und/oder das Raster des ersten
Volumenhologramms nicht konstant sind, sondern variieren. Bevorzugt variieren die Linienbreiten und/oder Linienabstände senkrecht zu der Biegelinie, insbesondere in Abhängigkeit der Biegung des ersten und/oder des zumindest einen zweiten gebogenen Zustands des Sicherheitselements. Insbesondere sind die Linienbreiten und die Linienabstände des Rasters der Reflexionsschicht und/oder der Reflexionsschichten und die Schichtdicke der transparenten Abstandsschicht so gewählt, dass der Effekt der Sichtbarkeit des ersten Volumenhologramms in dem ersten und/oder zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand, beispielsweise bei einem vorbestimmten Biegeradius, des Sicherheitselements maximiert ist.
Von Vorteil ist es, wenn die Schichtdicke der transparenten Abstandsschicht im Wesentlichen den Rasterperioden der Linienraster der Reflexionsschichten bzw. der Reflexionsschicht entspricht. Vorzugsweise betragen die Linienbreiten und/oder die Linienabstände zwischen 1 μιτι und 50 μιτι, bevorzugt zwischen 2 μιτι und 10 μιτι. Es ist von Vorteil, wenn die Abstandsschicht eine Schichtdicke zwischen 1 μιτι und 50 μιτι, bevorzugt zwischen 2 μιτι und 10 μιτι, aufweist. Vorzugsweise verlaufen die Linien der Linienraster der beiden Reflexionsschichten parallel zur Biegelinie des Sicherheitselements. Es ist auch möglich, anstelle einer transparenten Abstandsschicht mit konstanter Schichtdicke eine transparente Abstandsschicht vorzusehen, deren Dicke variiert. Es ist sowohl eine kontinuierliche Variation der Schichtdicke als auch eine gestufte, diskrete Variation der Schichtdicke möglich. Dadurch ist es möglich, den Effekt der Sichtbarkeit des ersten Volumenhologramms in dem ersten und/oder zumindest einem zweiten vordefinierten gebogenen Zustand, als auch den Effekt der NichtSichtbarkeit im ebenen Zustand zu verbessern. Insbesondere ändert sich die Dicke der Abstandsschicht senkrecht zur
Biegelinie. Von Vorteil ist es, wenn die Abstandsschicht im Bereich der Biegelinie bzw. entlang der Biegelinie die größte Schichtdicke aufweist und die Schichtdicke mit Entfernung von der Biegelinie abnimmt bzw. geringer wird. Dies bedeutet insbesondere, dass im Bereich kleiner Biegewinkel eine größere Schichtdicke der Abstandsschicht und im Bereich größerer Biegewinkel eine geringere Schichtdicke der Abstandsschicht vorgesehen ist. Die Abnahme kann sowohl kontinuierlich wie auch gestuft sein.
Weiter ist es aber grundsätzlich auch möglich, dass die Reflexionsschicht und/oder die Reflexionsschichten von einer transparenten Reflexionsschicht gebildet ist, vorzugsweise einer dünnen oder fein strukturierten metallischen Schicht oder einer dielektrischen HRI- oder LRI-Schicht (engl, high refraction index - HRI, low refraction index - LRI). Eine solche dielektrische
Reflexionsschicht besteht beispielsweise aus einer aufgedampften Schicht aus einem Metalloxid oder Metallsulfid, z.B. Titanoxid, etc. mit einer Dicke von 10 nm bis 150 nm.
Weiter ist es auch möglich drei oder mehr übereinanderliegende strukturierte Reflexionsschichten und zwei oder mehr transparente Abstandsschichten vorzusehen. Dies ermöglicht eine bessere Sichtbarkeit des
Volumenhologramms im gebogenen Zustand und einen größeren
Betrachtungswinkelbereich, in welchem das Volumenhologramm im ebenen Zustand nicht sichtbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist die strukturierte Reflexionsschicht bzw. sind die strukturierten Reflexionsschichten nicht vollflächig, sondern nur partiell über dem darunter liegenden Volumenhologramm vorgesehen. Dies erlaubt insbesondere, dass ein Bereich des Volumenhologramms auch im ebenen Zustand sichtbar ist, sodass die Aufmerksamkeit des Betrachters auf das Sicherheitselement gelenkt wird. Beim Biegen wird dann ein immer größerer Teil des Volumenhologramms sichtbar.
In einer weiteren Variante ist eine der Reflexionsschichten als Linienraster, die andere Reflexionsschicht dagegen als gerasterte Schicht aus flächenhaften Rasterelementen ausgebildet. Dabei wird die Bildung von Moire-Effekten durch die beiden beabstandeten und übereinander angeordneten Schichten ausgenutzt. Die geometrischen Formen der beiden Reflexionsschichten sowie deren Dimensionen ergeben sich durch mathematische Berechnung, beispielsweise mittels einer Software für die Berechnung von Moire-Effekten. Als erste Zielgröße wird bei der Berechnung beispielsweise vorgegeben, dass das Moire im ebenen Zustand des Sicherheitselements eine vollständig oder nahezu vollständig undurchsichtige Fläche erzeugt. Dadurch ist das darunter liegende Volumenhologramm im ebenen Zustand abgedeckt und damit unsichtbar oder nahezu unsichtbar. Als zweite Zielgröße wird beispielsweise vorgegeben, dass im gebogenen Zustand des Sicherheitselements durch den Moire-Effekt Fenster bzw. transparente Bereiche in den übereinander liegenden Reflexionsschichten erzeugt werden, die bestimmte geometrische Formen aufweisen. In diesen transparenten Bereichen wird das darunter liegende Volumenhologramm sichtbar.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel können anstelle der strukturierten Reflexionsschicht bzw. der strukturierten Reflexionsschichten auch eine strukturierte Absorptionsschicht oder zwei beabstandete Absorptionsschichten vorgesehen sein. Die oben genannten Ausführungsformen bezüglich der
Reflexionsschicht bzw. der Reflexionsschichten gelten entsprechend auch für die Absorptionsschicht. Denkbar ist auch, dass nur ein einziges Raster zur Abdeckung des
Volumenhologramms im flachen Zustand verwendet wird. Dies hat den Vorteil, dass keine Registerhaltigkeit wie bei den zwei oder mehr Metallrastern notwendig wäre. Die Reflexionsschicht bzw. ein Metallraster liegt hier im
Wesentlichen als Flanken vor. Die Reflexionsschicht ist insbesondere flankenförmig ausgebildet. Die Reflexionsschicht erstreckt sich dabei nicht nur in der x/y-Ebene, sondern auch in z-Richtung. Die flankenförmig ausgebildete Reflexionsschicht bzw. die Flanken wirken dabei ähnlich wie die Lamellen in einem sogenannten„privacy filter" für Computer-Bildschirme. Das Licht kann im Wesentlichen senkrecht, d.h. in z-Richtung durch die Reflexionsschicht hindurchtreten. Sobald ein Grenzwinkel g überschritten wird, blockieren die Flanken der Reflexionsschicht das Licht, welches vom Volumenhologramm kommt, nahezu komplett. Es wird aber auch schon für kleinere Winkel die Intensität des Volumenhologramms reduziert, da mit dem Grenzwinkel g nur noch von wenigen Punkten des Volumenhologramms aus das Licht passieren kann.
Die Herstellung einer solchen Reflexionsschicht bzw. eines solchen
Metallrasters erfolgt insbesondere dadurch, dass eine lamellenartige oder tassenförmige Struktur repliziert wird. Die Höhe H der Lamellen oder
Tassenränder kann zwischen 1 μιτι und 50 μιτι, bevorzugt zwischen 2 μιτι und 20 μιτι und besonders bevorzugt zwischen 2 μιτι und 10 μιτι liegen. Der Abstand der Lamellen oder Tassenränder sollte bevorzugt kleiner oder gleich 10 x H, besser kleiner 5 x H und noch besser kleiner als 2 x H sein. In einem weiteren Schritt wird die replizierte Struktur dann vollflächig mit einer Reflexionsschicht, bevorzugt mit einer dünnen Metallschicht, beispielsweise in einer Dicke von 20 nm bis 30 nm, insbesondere mit Aluminium, bedampft. In einem
Demetallisierungsschritt wird dann die Reflexionsschicht und/oder die Metallschicht wieder bereichsweise entfernt. Im Wesentlichen wird nur in den Vertiefungen zwischen den Lamellen bzw. den Wänden der„Mikrotassen", d.h. nur vom„Boden" der Strukturen, das Metall entfernt. Übrig bleiben im
Wesentlichen flankenförmig ausgebildete Elemente bzw. eine flankenförmig ausgebildete Reflexionsschicht. Der Demetallisierungsschntt kann grundsätzlich mit allen bekannten Demetallisierungsverfahren durchgeführt werden.
Vorteilhafterweise bildet der mindestens eine dritte und/oder vierte Bereich ein graphisches Element, insbesondere ein Motiv, ein Bild, ein Symbol, ein Logo und/oder ein alphanumerisches Zeichen aus.
Weiter ist es möglich, dass der mindestens eine erste Bereich einen Rahmen um den mindestens einen dritten und/oder vierten Bereich bildet. Auch ist es möglich, dass der mindestens eine erste Bereich den mindestens einen dritten und/oder vierten Bereich vollständig umgibt. Alternativ ist es auch möglich, dass der mindestens eine dritte und/oder der vierte Bereich den mindestens einen ersten und/oder zweiten Bereich vollständig umgibt.
Ferner ist es zweckmäßig, dass die erste und/oder die zumindest eine zweite und/oder die dritte und/oder die vierte Information ein oder mehrere Symbole, Logos, Motive, Bilder, Zeichen oder alphanumerische Charaktere darstellt.
Vorzugsweise weist die erste und/oder zweite Volumenhologrammschicht eine Schichtdicke zwischen 3 μιτι und 100 μιτι, bevorzugt zwischen 10 μιτι und 30 μιτι, auf.
Weiter ist es zweckmäßig, wenn die erste und/oder zweite und/oder weitere Volumenhologrammschichten aus einem Photopolymer, insbesondere aus Omni DX 796 (DuPont), Silberhalogenid-Emulsionen oder dichromatischer Gelatine, ausgebildet ist.
Bevorzugt umfasst das Sicherheitselement zumindest vor dem Aufbringen auf ein Substrat, beispielsweise das Sicherheitsdokument, eine Trägerschicht, insbesondere eine transparente Trägerschicht. Vorzugsweise besteht die Trägerschicht aus einer selbsttragenden Folie aus PET (=
Polyethylenterephthalat), PEN (= Polyethylennaphthalat) oder BOPP (= biaxial orientiertes Polypropylen) und weist eine Dicke zwischen 5 μιτι und 250 μιτι, bevorzugt zwischen 10 μιτι und 50 μιτι auf. Nach der Applikation auf das Substrat, beispielsweise das Sicherheitsdokument, ist es möglich, die
Trägerschicht zu entfernen.
Alternativ kann das Sicherheitselement aber auch direkt auf dem Substrat erstellt werden. Z.B. kann das Volumenhologramm direkt bei der Herstellung von Polymerbanknoten oder Polymerbanknotensubstraten hergestellt werden. Dabei kann insbesondere die Volumenhologrammschicht und gegebenenfalls noch weitere Schichten unter und/oder über der Volumenhologrammschicht jeweils durch bekannte Druckverfahren wie Siebdruck, Tiefdruck, Offsetdruck oder Tintenstrahldruck direkt auf das Substrat aufgebracht und die
Volumenhologrammschicht direkt auf dem Substrat belichtet werden.
Weiter ist es möglich, dass das Sicherheitselement mindestens eine
Schutzlackschicht und/oder mindestens eine Versiegelungsschicht und/oder mindestens eine Haftvermittlungsschicht und/oder mindestens eine
Barriereschicht und/oder mindestens eine Stabilisierungsschicht und/oder mindestens eine Kleberschicht, insbesondere umfassend Acrylate, PVC, Polyurethan oder Polyester, umfasst. Unter Verwendung eines derartigen Sicherheitselements kann ein
Sicherheitsdokument geschaffen werden, welches insbesondere als
Ausweisdokument, Passdokument, Visum, Kreditkarte, Banknote, Wertpapier oder dergleichen ausgebildet ist.
Das Sicherheitselement kann auch über einem transparenten Fensterbereich eines Sicherheitsdokuments liegen. Dies kann beispielsweise ein transparenter Bereich einer Polymer- oder Hybridbanknote sein oder ein gestanztes oder gelasertes Loch in einer Papierbanknote. Hierbei ist es, zum Beispiel über eine geeignete Rasterung der Strukturen im Master, möglich, zwei
Volumenhologramme in die Volumenhologrammschicht zu integrieren, welche im gebogenen Zustand unterschiedliche optische Effekte bei Betrachtung von der Vorder- und der Rückseite des Sicherheitsdokuments zeigen. Diese unterschiedlichen optischen Effekte können entweder zu sehen sein, wenn die Biegung gleich gehalten wird, also einmal konvex und einmal konkav ist. Die unterschiedlichen Effekte können aber auch zu sehen sein, wenn beim
Umdrehen des Sicherheitsdokumentes die Biegung invertiert wird, also bei der Betrachtung von der Vorder- und der Rückseite liegt die gleiche Biegeform - konvex oder konkav - vor.
Inn Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung exemplarisch unter Zuhilfenahnne der beiliegenden, nicht maßstabgetreuen Figuren erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Sicherheitsdokument mit
einem Sicherheitselement in Draufsicht
Fig. 2a bis Fig. 2c zeigen schematisch ein Kippen eines
Sicherheitselements Fig. 3a bis Fig. 3d zeigen schematisch ein Biegen eines
Sicherheitselements Fig. 4 zeigt schematisch ein gebogenes Sicherheitselement
Fig. 5a, b und Fig. 6a, b zeigen schematisch Biegevarianten eines
Sicherheitselements Fig. 7 zeigt schematisch die Funktion eines gebogenen
Sicherheitselements
Fig. 8 zeigt ein Diagramm, welches Biegevarianten
spezifiziert
Fig. 9a zeigt schematisch ein gebogenes Sicherheitselement
Fig. 9b zeigt ein schematisch und vereinfacht dargestelltes
Streifendesign, welches für eine Betrachtung wie in Fig. 9a gezeigt ausgelegt ist Fig. 10a bis Fig. 10d zeigen schematisch Verfahrensschritte zur
Herstellung eines Sicherheitselements Fig. 1 1 zeigt eine Aufnahme eines Sicherheitselements in einer Ausgestaltung
Fig. 12 zeigt schematisch ein Anwendungsbeispiel eines
Sicherheitselements
Fig. 13a bis Fig. 13 j zeigen schematisch Anwendungsbeispiele von
Sicherheitselementen
Fig. 14 zeigt schematisch ein Anwendungsbeispiel eines
Sicherheitselements
Fig. 15a bis 15c zeigen schematisch ein gebogenes
Sicherheitsdokument mit einem Sicherheitselement Fig. 16a, b zeigen schematisch ein flaches bzw. gebogenes
Sicherheitsdokument mit einem Sicherheitselement
Fig. 17 zeigt schematische Darstellung von Kenngrößen zur
Ermittlung von Linienbreiten und Linienabstände des Volumenhologramms bzw. der Reflexionsschicht
Fig. 18 zeigt die Abhängigkeit der ermittelten Linienbreiten und Linienabstände vom Krümmungswinkel zeigen jeweils schematisch ein flaches
Sicherheitsdokunnent mit einem Sicherheitselement mit Abstandsschicht mit variabler Schichtdicke zeigt jeweils schematisch ein flaches
Sicherheitsdokument mit einem Sicherheitselement zeigen schematisch ein flaches bzw. gebogenes Sicherheitsdokument mit einem Sicherheitselement zeigt schematisch ein flaches Sicherheitsdokument mit einem Sicherheitselement schematisch ein Anwendungsbeispiel eines
Sicherheitselements zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer als Linienraster ausgeführten Schicht zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer gerasterten Schicht aus flächenhaften
Rasterelementen Fig. 27 zeigt schematisch ein flaches Sicherheitsdokument mit einem Sicherheitselement Fig. 28a bis 28d zeigen eine mögliche Herstellmethode für das in
Figur 27 gezeigte Sicherheitselement
Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf ein Sicherheitsdokument 2 mit einem
Sicherheitselement 1 . Das Sicherheitsdokument 2 ist in dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel eine Banknote. Es ist jedoch auch möglich, dass es sich bei dem Sicherheitsdokument 2 um ein Ausweisdokument, Passdokument, Visum, Kreditkarte, Wertpapier oder dergleichen handelt. Das Sicherheitsdokument 2 besteht aus einem flexiblen, elastischen oder unelastischen Substrat 17, auf dem das Sicherheitselement 1 angeordnet ist. Bei dem Substrat 17 handelt es sich vorzugsweise um ein Substrat aus Papiermaterial, das mit einem Aufdruck versehen ist und in das weitere Sicherheitsmerkmale, wie beispielsweise Wasserzeichen oder
Sicherheitsfäden, eingebracht und/oder aufgebracht sind. Insbesondere kann es sich bei dem Substrat 17 bzw. bei dem Sicherheitsdokument 2 um eine Papierbanknote oder ein Papiervisum handeln. Es ist jedoch auch möglich, dass es sich bei dem Substrat 17 um eine Kunststofffolie oder um ein aus ein oder mehreren Papier- und/oder Kunststoffschichten bestehendes Laminat handelt. Beispiele für Kunststofffolien für Polymerbanknoten, insbesondere aus BOPP sind z.B. das Substrat Guardian® von Innovia oder Safeguard® von De La Rue oder auch Tyvek® von Dupont. Beispiele für Laminate aus Papier- und Kunststoffschichten, auch Hybrid-Substrate genannt, sind beispielsweise Durasafe® von Landquart oder„Hybrid" von Giesecke&Devrient. Die Dicke des Trägersubstrats 17 liegt dabei, insbesondere falls es sich um eine Banknote handelt, zwischen 6 μιτι und 150 μιτι, bevorzugt zwischen 15 μιτι und 50 μιτι. Die Sicherheitsdokument 2 liegt wie in Fig. 1 gezeigt in der xy-Ebene und ist damit in dem in Fig. 1 gezeigten Zustand plan bzw. flach. Das
Sicherheitselement 1 weist, wie in Fig. 1 gezeigt, die Abmessungen Δχ und Ay auf.
Vorzugsweise wird das Sicherheitselement 1 auf das Sicherheitsdokument 2 mittels Prägen, insbesondere mittels Kalt- oder Heißprägen aufgebracht.
Hierbei hat es sich bewährt, wenn das Sicherheitselement 1 auf einer
Transferfolie bereitgestellt wird, so dass eine Applikation des
Sicherheitselements 1 auf ein Sicherheitsdokument 2 mittels Prägens erfolgen kann. Eine solche Transferfolie weist mindestens ein Sicherheitselement 1 auf, wobei das mindestens eine Sicherheitselement 1 von einer Trägerschicht in Form einer Trägerfolie der Transferfolie ablösbar angeordnet ist. Ausgehend von der Trägerschicht der Transferfolie ist hier üblicherweise eine Ablöseschicht vorhanden, um das Sicherheitselement 1 nach dem Prägen von der
Trägerschicht lösen zu können. Das Sicherheitselement 1 kann mittels einer Klebstoffschicht, insbesondere aus einem Kalt- oder Heißkleber, am
Sicherheitsdokument 2 fixiert werden.
Alternativ kann das Sicherheitselement auch auf einer Laminierfolie
bereitgestellt werden, wobei die Applikation durch Laminieren erfolgt und die Trägerschicht auf dem Sicherheitselement verbleibt.
Es ist auch denkbar, das Sicherheitselement 1 direkt auf dem
Sicherheitsdokument 2 zu erzeugen. Dabei kann insbesondere die
Volumenhologrammschicht 1 1 und ggf. noch weitere Schichten unter und/oder über der Volumenhologrammschicht 1 1 jeweils durch bekannte Druckverfahren wie Siebdruck, Tiefdruck, Offsetdruck oder Tintenstrahldruck direkt auf das Substrat 17 aufgebracht und die Volumenhologrammschicht direkt auf dem Substrat 17 belichtet werden.
Das auf dem Sicherheitsdokument 2 fixierte Sicherheitselement 1 ist dabei derart auf dem Sicherheitsdokument 2 aufgebracht, dass es sich Formund/oder Geometrieveränderungen des Sicherheitsdokuments 2 anpasst.
Insbesondere ist das Sicherheitselement 1 biegbar, so dass die Form des Sicherheitselements 1 durch Krafteinwirkung verändert wird oder veränderbar ist. Wird so beispielsweise das in Fig. 1 gezeigte Sicherheitsdokument 2 in der Mitte des Sicherheitsdokuments 2 symmetrisch um die x-Achse gebogen, so vollzieht das aufgebrachte Sicherheitselement 1 im Wesentlichen dieselbe Formänderung wie das Sicherheitsdokument 2 im Bereich des
Sicherheitselements 1 . Im Folgenden wird zunächst der Unterschied zwischen einem Kippen und einem Biegen des Sicherheitselements 1 anhand der Fig. 2a bis Fig. 2c und der Fig. 3a bis Fig. 3d veranschaulicht. Im Folgenden wird der Einfachheit halber lediglich von einem Kippen bzw. Biegen des Sicherheitselements 1 gesprochen und nicht wie meist in den Figuren dargestellt von einem Kippen bzw. Biegen des Sicherheitsdokuments 2 zusammen mit dem darauf angeordneten
Sicherheitselement 1 .
Fig. 2a bis Fig. 2c zeigen schematisch ein Kippen eines Sicherheitselements 1 um die x-Achse. Unter Kippen wird hier verstanden, dass das
Sicherheitselement 1 in eine Schräglage gebracht wird, wobei sich die Form des Sicherheitselements 1 dabei nicht verändert. Das Sicherheitselement 1 ist bei einem Kippen daher starr. Fig. 2a zeigt das Sicherheitsdokument 2 entlang des in Fig. 1 gezeigten Schnitts A - B in einer Seitenansicht. Das Sicherheitsdokument 2 und das darauf angebrachte Sicherheitselennent 1 befindet sich in Fig. 2a in der xy-Ebene und wird von der
Beleuchtungseinrichtung 8, beispielsweise der Sonne, beleuchtet. Wie in Fig. 2a gezeigt, gelangt Licht von dem Sicherheitselement 1 hierbei unter den unterschiedlichen Betrachtungswinkeln CM , C(2 und 03 in das Auge eines
Betrachters 7. Wird das Sicherheitselement 1 , wie in Fig. 2b gezeigt, um den Kipppunkt 6 um den Winkel Ψ aus der xy-Ebene herausgekippt, ändern sich die Betrachtungswinkel CM , 02 und 03, unter denen das Licht von dem
Sicherheitselement 1 in das Auge des Betrachters 7 gelangt, derart, dass die Winkel CM', C^' und 03' im gekippten Zustand des Sicherheitselements 1 alle kleiner sind. Bei einem Kippen um die horizontale Achse, welche hier der x- Achse entspricht, von dem Betrachter weg, verkleinern sich somit alle
Betrachtungswinkel, wie in Fig. 2b gezeigt, im Vergleich zu dem ursprünglichen ungekippten Zustand in Fig. 2a. Wird das Sicherheitselement 1 ebenfalls um die horizontale x-Achse auf den Betrachter zu gekippt, vergrößern sich alle
Betrachtungswinkel, unter denen Licht von dem Sicherheitselement 1 in das Auge des Betrachters 7 gelangt. Gleiches gilt für ein Kippen um die vertikale y- Achse. Somit verändern sich bei einem Kippen sowohl um die horizontale Achse als auch um die vertikale Achse des Sicherheitselements 1 alle
Betrachtungswinkel in die gleiche Richtung, unabhängig davon von welcher Seite des Kipppunkts 6 aus das Licht kommt. Wie in Fig. 2c gezeigt, weist das gesamte Sicherheitsdokument und damit auch alle Bereiche des
Sicherheitselements 1 im gekippten Zustand den gleichen Winkel Ψ im Bezug zur y-Achse auf.
Fig. 3a bis Fig. 3d zeigen schematisch ein Biegen eines Sicherheitselements 1 . Unter„Biegen" wird hierbei die Verformung eines Gegenstands in einer bestimmten Weise durch Ausüben einer Kraft verstanden. Unter„Biegen" eines Sicherheitselements 1 wird daher das Ausüben von Kraft auf das
Sicherheitselennent 1 verstanden, wobei die Form des Sicherheitselements 1 durch die Krafteinwirkung verändert wird oder veränderbar ist. Ein gebogenes Sicherheitselement 1 weist also im Vergleich zu dem ungebogenen
Sicherheitselement 1 eine veränderte Geometrie auf. Weiter wird unter„Biegen" auch ein Knicken verstanden, so dass ein gebogenes Sicherheitselements 1 ein oder mehrere Knickpunkte bzw. Knicklinien aufweisen kann, an denen das Sicherheitselement 1 scharf bzw. abrupt umgebogen ist. Fig. 3a zeigt erneut das in der der xy-Ebene befindliche Sicherheitsdokument 2 entlang des in Fig. 1 gezeigten Schnitts A - B in einer Seitenansicht wie in Fig. 2a, wobei Licht von dem auf dem Sicherheitsdokument 2 angeordneten Sicherheitselement 1 hierbei unter den unterschiedlichen Betrachtungswinkeln CM , C(2 und 03 in das Auge eines Betrachters 7 gelangt. Wird das Sicherheitselement 1 , wie in Fig. 3b gezeigt, um den Biegepunkt 9 von dem Betrachter 7 weggebogen bzw.
geknickt, ändern sich die Betrachtungswinkel α· und 03', unter denen Licht von dem Sicherheitselement 1 in das Auge des Betrachters 7 gelangt, auf unterschiedlichen Seiten des Biegepunkts 9 in unterschiedlicher Weise. So wird beispielsweise der Betrachtungswinkel α· kleiner, wohingegen der
Betrachtungswinkel 03' größer wird im Vergleich zu dem ungebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 in Fig. 3a. Der Betrachtungswinkel 02 im Biegepunkt 9 hingegen bleibt gleich. Wird das Sicherheitselement 1 dagegen auf den Betrachter 7 zu gebogen, so dass eine konkave Form des Sicherheitselements 1 entsteht, ändern sich die Betrachtungswinkel umgekehrt. Fig. 3b zeigt den Extremfall des Biegens, nämlich das Knicken. Fig. 3c zeigt ebenfalls die geänderten Betrachtungswinkel α· und 03' in einem gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 , wobei der gebogene Zustand der Fig. 3c
näherungsweise durch eine Parabel beschrieben werden kann. Auch hier ändern sich die Betrachtungswinkel α· und 03' auf unterschiedlichen Seiten des Biegepunkts 9 ähnlich wie oben ausgeführt. Wie in Fig. 3d gezeigt, sind insbesondere im Vergleich zu einem gekippten Sicherheitselement, wie in Fig. 2c gezeigt, bei einem gebogenen Sicherheitselement 1 die Winkel Ψ im Bezug zur y-Achse im Bereich des Sicherheitselements 1 unterschiedlich. So unterscheiden sich die Winkel Ψι und Ψ2 auf beiden Seiten des Biegepunkts 9, wohingegen der Winkel Ψ, wie in Fig. 2c gezeigt, auf beiden Seiten des
Kipppunkts 6 gleich ist. Weiter unterscheidet sich der im Biegepunkt 9 abgenommene Winkel Ψ, wie in Fig. 3d gezeigt, von den Winkel Ψ1 und Ψ2. Wie in Fig. 3d gezeigt, ist der Winkel Ψ im Biegepunkt 9 gleich null. Der Biegepunkt 9 liegt hierbei im Bereich des Sicherheitselements 1 , wie den Fig. 3a bis Fig. 3d zu entnehmen ist.
Wie der Fig. 2a bis Fig. 2c und der Fig. 3a bis Fig. 3d und obigen Ausführungen zu entnehmen unterscheiden sich die geometrischen Beziehungen der
Beleuchtungs- und Betrachtungswinkel in einem gekippten und einem gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 voneinander.
Weiter ist es möglich, den oben insbesondere über geometrische
Charakteristika beschriebenen gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 über die mathematische Laplace-Funktion zu beschreiben. So ist es möglich, dass in dem gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 ein vordefinierter Grenzwert G bei Anwendung des Laplace-Operators Δ auf eine von einer Funktion F(x,y) beschriebene Oberfläche des Sicherheitselements 1
überschritten wird und in dem nicht gebogenen Zustand nicht überschritten wird, wobei die Funktion F(x,y) den Abstand der Oberfläche des
Sicherheitselements 1 zu einer von den Koordinatenachsen x und y
aufgespannten zweidimensionalen Referenzfläche beschreibt. Beispielsweise gilt für ein Sicherheitselement 1 in einem nicht gebogenen Zustand AF(x,y) < G und für ein Sicherheitselement 1 im gebogenen Zustand gilt AF(x,y) > G.
Bevorzugt wird hierbei der Betrag von AF(x,y) mit dem vordefinierten Grenzwert G verglichen. Fig. 4 zeigt schematisch die Darstellung eines gebogenen Sicherheitselements 1 . Wie in Fig. 4 gezeigt, kann der gebogene Zustand eines Sicherheitselements 1 durch den Biegeradius r beschrieben werden. Unter„Biegeradius" wird hier der Radius r des größten Kreises verstanden, welcher tangential an den
Biegepunkt 9 anliegt und gleichzeitig keine Schnittpunkte mit dem
Sicherheitselement 1 aufweist. Vorzugsweise beträgt der Biegeradius in gebogenem Zustand des Sicherheitselements 1 zwischen 1 mm und 100 mm, bevorzugt zwischen 2 mm und 50 mm, weiter bevorzugt zwischen 4 mm und 30 mm und noch weiter bevorzugt zwischen 10 mm und 25 mm. Fig. 5a, b und Fig. 6a, b zeigen schematisch Biegevarianten eines
Sicherheitselements 1 . Fig. 5a, b zeigen das Biegen des Sicherheitselements 1 um die horizontale Achse, welche hier einer Parallelen zur x-Achse entspricht. Hierbei zeigt Fig. 5a ein Sicherheitsdokument 2 mit einem darauf angeordneten Sicherheitselement 1 im ungebogenen Zustand. Bezüglich der Ausgestaltung des Sicherheitsdokuments 2 ist hier auf obige Ausführungen verwiesen. Wie bereits erläutert gelangt Licht von dem Sicherheitselement 1 hierbei unter den unterschiedlichen Betrachtungswinkeln CM , C(2 und 03 in das Auge eines
Betrachters 7. Fig. 5b zeigt nun das Sicherheitsdokument 2, wobei das
Sicherheitsdokument 2 und das darauf angeordnete Sicherheitselement 1 um die horizontale Achse gebogen sind. Das Sicherheitselement 1 und das
Sicherheitsdokument 2 sind dabei um die Biegelinie 9 gebogen, wie in Fig. 5b gezeigt. Wie bereits erläutert, ändern sich hierbei im gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 die Betrachtungswinkel α· und 03' unterschiedlich auf unterschiedlichen Seiten der Biegelinie 9. Der Betrachtungswinkel C(2 um die Biegelinie 9 hingegen bleibt gleich.
Fig. 6a, b zeigen das Biegen des Sicherheitselements 1 um die vertikale Achse, welche hier einer Parallelen zur y-Achse entspricht. Hierbei zeigt Fig. 6a ein Sicherheitsdokument 2 mit einem darauf angeordneten Sicherheitselement 1 im ungebogenen Zustand. Bezüglich der Ausgestaltung des Sicherheitsdokuments 2 ist hier auf obige Ausführungen verwiesen. Wie bereits erläutert gelangt Licht von dem Sicherheitselement 1 hierbei unter den unterschiedlichen
Betrachtungswinkeln CM , C(2 und 03 in das Auge eines Betrachters 7. Fig. 6b zeigt nun das Sicherheitsdokument 2, wobei das Sicherheitselement 2 und das darauf angeordnete Sicherheitselement 1 um die vertikale Achse gebogen sind. Das Sicherheitselement 1 und das Sicherheitsdokument 2 sind dabei um die Biegelinie 9 gebogen, wie in Fig. 6b gezeigt. Wie bereits erläutert ändern sich hierbei im gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 die
Betrachtungswinkel α· und 03' unterschiedlich auf unterschiedlichen Seiten der Biegelinie 9, wohingegen der Betrachtungswinkel 02 um die Biegelinie 9 gleich bleibt. Fig. 7 zeigt schematisch die Funktion eines gebogenen Sicherheitselements 1 mit einer Volumenhologrammschicht 1 1 , in welche ein Volumenhologramm 1 1 v eingebracht ist. Wie in Fig. 7 gezeigt, ist das Volumenhologramm 1 1 v derart ausgeformt, dass eine Information in dem gebogenen Zustand des
Sicherheitselements 1 für einen Betrachter 7 in einer Betrachtungssituation sichtbar ist und in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 in derselben Betrachtungssituation nicht sichtbar ist. Das Sicherheitselement in Fig. 7 weist eine Länge von 30 mm in Richtung der Koordinatenachse y auf. Es ist auch möglich, dass das Sicherheitselement 1 in Richtung der Koordinatenachse x oder y, um die das Sicherheitselement 1 in dem
gebogenen Zustand gebogen ist, eine Länge von mindestens 5 mm, bevorzugt von mindestens 10 mm, weiter bevorzugt von mindestens 20 mm, noch weiter bevorzugt von mindestens 50 mm, aufweist.
Bei der Volumenhologrammschicht 1 1 handelt es sich bevorzugt um eine Schicht aus einem Photopolymer, insbesondere aus Omni DX 796 der Firma DuPont, Wilmington, Vereinigte Staaten von Amerika. Weiter es ist es auch möglich, dass die Volumenhologrammschicht 1 1 aus einer Silberhalogenid- Emulsion oder dichromatischer Gelatine ausgebildet ist. Die Schichtdicke der Volumenhologrammschicht 1 1 beträgt vorzugsweise zwischen 3 μιτι und 100 μιτι, insbesondere zwischenl O μιτι und 30 μιτι.
In die Volumenhologrammschicht 1 1 ist ein Volumenhologramm 1 1 v
eingebracht. Das Volumenhologramm 1 1 v weist eine periodische Modulation des Brechungsindex auf, der in Fig. 7 durch die abwechselnd angeordneten dunklen Linien in den vergrößerten Darstellungen des Sicherheitselements 1 angedeutet ist. In den vergrößerten schematischen Darstellungen wurde Lichtbrechung an der Grenzfläche zwischen Volumenhologrammschicht 1 1 und angrenzender Lackschicht oder Luft vernachlässigt. Durch die
Brechzahlvariationen ist in der Volumenhologrammschicht 1 1 eine Vielzahl von Knoten ausgebildet, die eine Beugung des einfallenden Lichts 13 hervorrufen und somit ein optisch wirkendes Element ausbilden. In den einzelnen Zonen 10a, 10b und 10c sind die Knoten, wie in Fig. 7 gezeigt, in im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Ebenen angeordnet. Die Knoten weisen eine Brechzahl n' auf, die von einer Brechzahl n der übrigen
Volumenhologrammschicht 1 1 um δ abweicht: n' = n + δ. Die
Volumenhologrammschicht 1 1 weist also eine ortsabhängige Brechzahl n' auf, die ein in der Volumenhologrammschicht 1 1 gespeichertes dreidimensionales Brechzahlmuster beschreibt. Diese durch Brechzahlvariationen gebildeten Ebenen werden auch als Bragg-Ebenen 12 bezeichnet. Typischerweise ist der Unterschied δ in der Brechzahl zwischen 0,005 und 0,1 bevorzugt zwischen 0,01 und 0,05.
Dieses dreidimensionale Brechzahlmuster kann durch eine holographische Interferenzanordnung erzeugt werden, beispielsweise durch einen Aufbau, bei welchem ein kohärenter Lichtstrahl, insbesondere einer Laserquelle, an einem an die Volumenhologrammschicht 1 1 angeordneten Master mit einer
Oberflächenstruktur abgelenkt wird. Der zum Einbringen des
Volumenhologramms 1 1 v auf die Volumenhologrammschicht 1 1 auftreffende Lichtstrahl wird zunächst an der Volumenhologrammschicht 1 1 gebrochen und anschließend an dem Master durch Beugung an der Oberflächenstruktur abgelenkt. Die abgelenkten Strahlen stellen dabei die Objektwelle dar, welche mit der durch den einfallenden Lichtstrahl verkörperten Referenzwelle interferiert und dabei in der Volumenhologrammschicht 1 1 eine lokale
Polymerisation auslöst. Infolge der Polymerisation ist die Brechzahl der
Volumenhologrammschicht 1 1 lokal geändert. Die Brechzahlvariationen sind in den Bragg-Ebenen 12 lokalisiert. Fig. 10 zeigt diesen Prozess beispielhaft.
Wie in Fig. 7 gezeigt, sind die Bragg-Ebenen 12 in den Zonen 10a, 10b und 10c hierbei derart ausgerichtet, dass diese im gebogenen Zustand des
Sicherheitselements 1 einfallendes Licht 13 derart beugen und/oder
reflektieren, dass das von den Bragg-Ebenen 12 gebeugte und/oder reflektierte Licht 14 in das Auge des Betrachters gelangt, so dass für den Betrachter 7 eine Information wahrnehmbar ist. Bezüglich des gebogenen Zustands des
Sicherheitselements 1 ist hier auf obige Ausführungen verwiesen. Das in die Volumenhologrammschicht 1 1 eingebrachte Volumenhologramm ist also für einen vorbestimmten gebogenen Zustand des Sicherheitselements ausgelegt. Hierzu weist das Volumenhologramm die Zonen 10a, 10b und 10c auf, wobei die Zonen 10a, 10b und 10c in dem vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 für den Betrachter 7 in einer Betrachtungssituation eine Information bereitstellen.
Wie in Fig. 7 gezeigt, sind in dem vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 in den Zonen 10a, 10b und 10c die zwischen den Normalen auf die Bragg-Ebenen 12 und der Richtung des einfallenden Lichts 13 eingeschlossenen Winkel im Wesentlichen gleich den zwischen den
Normalen auf die Bragg-Ebenen 12 und der Richtung des von den Bragg- Ebenen reflektierten und/oder gebeugten Lichts 14 eingeschlossenen Winkeln. Vorzugsweise ist also in dem vordefinierten gebogenen Zustand des
Sicherheitselements 1 die Ausrichtung der Bragg-Ebenen 12 in den Zonen 10a, 10b und 10c im Wesentlichen zueinander gleich.
Durch den Parameter Abstand der Bragg-Ebenen in den Zonen 10a, 10b und 10c kann beispielsweise auch die Farbe des von der jeweiligen Zone 10a, 10b und 10c gebeugten und/oder reflektierten Lichts 14 für den Betrachter 7 bestimmt werden. Hierdurch wird es beispielsweise ermöglicht, dass das von den Zonen 10a, 10b und 10c gebeugte und/oder reflektierte Licht für den Betrachter 7 in der gleichen Farbe oder in unterschiedlichen Farben erscheint. Für unterschiedliche Farben ist von Vorteil, wenn sich der Abstand der Bragg- Ebenen um mehr als 2 nm, bevorzugt mehr als 10 nm, noch weiter bevorzugt um mehr als 20 nm unterscheidet. Beträgt der Abstand der Bragg-Ebenen in der Zone 10a beispielsweise ca. 260 nm so erscheint das von der Zone 10a gebeugte und/oder reflektierte Licht dem Betrachter grün. Bei einem Abstand der Bragg-Ebenen in der Zone 10b von beispielsweise ca. 320 nm erscheint das von der Zone 10b gebeugte und/oder reflektierte Licht dem Betrachter hingegen rot. Die Zonen 10a, 10b und 10c können für den Betrachter eine gemeinsame Information erzeugen, beispielsweise ein Bild, wobei jede Zone 10a, 10b und 10c einen Teil des Bildes erzeugt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Zonen 10a, 10b und 10c jede eine einzelne Information für den Betrachter erzeugt. Beispielsweise kann die Zone 10a einen Buchstaben für den Betrachter 7 in einer Farbe erzeugen und die Zone 10b einen weiteren Buchstaben für den Betrachter 7 in einer weiteren Farbe erzeugen.
Die in Fig. 7 gezeigten Zonen 10a, 10b und 10c weisen im nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 in Richtung einer der Koordinatenachse y eine Länge von 200 μιτι auf. Vorzugsweise weisen die Zonen 10a, 10b und 10c im nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 in Richtung einer der Koordinatenachsen x und/oder y eine Länge von mindestens 10 μιτι, bevorzugt 500 μιτι, noch weiter bevorzugt 2000 μιτι auf. Insbesondere können die Zonen 10a, 10b und 10c auch quasikontinuierlich und nicht diskret verteilt sein bzw. vorliegen.
Fig. 8 zeigt ein Diagramm, welches Biegevarianten spezifiziert. Wie bereits erläutert, ist das Volumenhologramm für einen oder mehrere gebogene
Zustände des Sicherheitselements ausgelegt. So ist es beispielsweise möglich, dass wie in Fig. 7 gezeigt, eine Information für den Betrachter 7 lediglich bei einem von dem Betrachter 7 weg gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 sichtbar ist. Fig. 8 zeigt nun eine mögliche Einteilung von Biegevarianten eines
Sicherheitselements. Das Volumenhologramm wird hierbei für eine
vorbestimmte Biegevariante 801 erstellt, so dass die Information für den Betrachter erst bei Biegung des Sicherheitselements in diese vorbestimmte Biegevariante sichtbar wird. Wie in Fig. 8 gezeigt kann die Einteilung des gebogenen Zustands des Sicherheitselements zunächst nach einer
horizontalen Biegerichtung 802 und/oder einer vertikalen Beigerichtung 803 unterschieden werden. Vorteilhafterweise ist das Sicherheitselement in dem vordefinierten gebogenen Zustand also um die x-Achse und/oder die y-Achse gebogen. Unter einer Biegung um die x-Achse und/oder y-Achse wird auch eine Biegung zu einer Parallelen zu einer dieser Achsen verstanden. Ein weitere Einteilung des gebogenen Zustands des Sicherheitselements kann danach unterschieden werden, ob das Sicherheitselement in dem vordefinierten gebogenen Zustand zu dem Betrachter hin gebogen ist, insbesondere ob das Sicherheitselement in dem vordefinierten gebogenen Zustand eine konkave Form 804, 806 aufweist, und/oder ob das Sicherheitselement von dem
Betrachter weg gebogen ist, insbesondere ob das Sicherheitselement in dem vordefinierten gebogenen Zustand eine konvexe Form 805, 807 aufweist.
Weiter kann der gebogene Zustand des Sicherheitselements, wie in Fig. 8 gezeigt, nach einer symmetrischen Biegeform (bezogen auf eine Biegelinie) 808, 810, 812, 814 oder einer asymmetrischen Biegeform (bezogen auf die Biegelinie) 809, 81 1 , 813, 815 unterschieden werden.
Die einzelnen in Fig. 8 gezeigten Biegevarianten 801 können dabei weiter spezifiziert werden. So können die Biegevarianten 801 beispielsweise, wie oben ausgeführt, mittels des Biegeradius, den oben beschriebenen geometrischen Charakteristika des gebogenen Zustands des Sicherheitselements oder mittels der mathematischen Laplace-Funktion weiter spezifiziert werden. Die
vorbestimmte Biegevariante bestimmt nun die Ausrichtung der Bragg-Ebenen in den Zonen derart, dass die gewünschte Information für den Betrachter in dem vordefinierten gebogenen Zustand sichtbar ist. So kann beispielsweise zunächst bestimmt werden, dass die Information in dem Fall 805 der Fig. 8 für den Betrachter sichtbar sein soll, d.h. die Information soll bei einer horizontalen Biegerichtung von dem Betrachter weg sichtbar sein. Die exakten Winkelgrößen für diesen Fall können beispielsweise über die geometrischen Charakteristika in diesem Fall bestimmt werden, wie in Fig. 3d gezeigt. Die Ausrichtung der einzelnen Zonen, welche die Information dann entsprechend für den Betrachter in diesem gebogenen Zustand generieren, können dann anhand der Winkel Ψ, Ψι und Ψ2 festgelegt werden. Zonen, welche nicht entsprechend ausgerichtet sind, sind in dem vordefinierten gebogenen Zustand nicht oder kaum sichtbar bzw. tragen nicht zur Information für den Betrachter bei. Es ist jedoch möglich, dass die Bragg-Ebenen in diesen Zonen derart ausgerichtet sind, dass diese in weiteren vordefinierten gebogenen Zuständen Sichtbar werden. Beispielsweise kann bei einem Weiterbiegen des Sicherheitselements oder bei einem Wechsel von einem konkav gebogenen Sicherheitselement zu einem konvex gebogenen Sicherheitselement von weiteren Zonen eine weitere Information erzeugt werden oder die vorhandene Information ergänzt werden. Hier sind die Bragg- Ebenen wie bereits erläutert in den weiteren Zonen derart ausgerichtet, dass die weitere Information lediglich in dem weiteren vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements für den Betrachter sichtbar ist. Weiter ist es auch möglich, dass sich der Abstand der Bragg-Ebenen in den Zonen und/oder den weiteren Zonen unterscheidet, so dass unterschiedliche Farbeindrücke für den Betrachter erzeugt werden können.
Fig. 8 stellt lediglich eine mögliche Einteilung dar, weitere Einteilungen sind möglich. Die Einteilungen können also den vorbestimmten gebogenen Zustand des Sicherheitselements bestimmen, in welchem wie oben beschrieben eine Information für einen Betrachter in einer Betrachtungssituation sichtbar ist und in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements in der
Betrachtungssituation nicht sichtbar ist oder umgekehrt Fig. 9a zeigt schematisch ein gebogenes Sicherheitselement 1 . Das
Sicherheitselement 1 ist hier, wie oben erläutert, auf ein Sicherheitsdokument 2, beispielsweise eine Banknote, aufgebracht. Das Sicherheitselement 1 umfasst eine Volumenhologrammschicht, in welche ein Volumenhologramm eingebracht ist. Das Volumenhologramm ist hierbei derart ausgestaltet, dass es in dem in Fig. 9a gezeigten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 für den Betrachter 7 in der in Fig. 9a gezeigten Betrachtungssituation eine Information erzeugt. Der in Fig. 9a gezeigte gebogene Zustand zeichnet sich dadurch aus, dass das Sicherheitselement 1 links des Biegepunkts 9 nicht gebogen ist, weil es auf einer ebenen Unterlage, beispielsweise einer
Tischoberfläche, aufliegt und das Sicherheitselement 1 rechts des Biegepunkts 9 auf den Betrachter 7 zu gebogen ist. Der in Fig. 9a gezeigte gebogene
Zustand entspricht also der Biegevariante 809 der Fig. 8. Die Form des
Sicherheitselementes im derart gebogenen Zustand 1 kann weiter
näherungsweise durch eine halbe Parabel beschrieben werden. Das
Volumenhologramm weist hierbei die Zonen 10d, 10e und 10f auf, wobei die Bragg-Ebenen in den Zonen 10d, 10e und 10f derart ausgerichtet sind, dass für den Betrachter 7 in der in Fig. 9a gezeigten Betrachtungssituation und in dem in Fig. 9a gezeigten gebogenen Zustand eine Information sichtbar ist. Im nicht gebogenen Zustand und bei derselben Betrachtungssituation ist für den
Betrachter 7 lediglich das von der Zone 10d reflektierte und/oder gebeugte Licht erkennbar, das von den Zonen 10e und 10f reflektierte und/oder gebeugte Licht wird hingegen nicht zu dem Auge des Betrachter gelenkt. Fig. 9b zeigt ein beispielhaftes, schematisch und vereinfacht dargestelltes Streifendesign, welches für eine Betrachtung wie in Fig. 9a gezeigt ausgelegt ist. Die Wertziffer„75" und das Portrait, z.B. als insbesondere fresnelartige Freiformfläche ausgebildet, beinhalten Zonen 10d und liegen im flachen
Bereich, d.h. oberhalb des Biegepunktes 9. Der Rahmen und das Bild der
Taube sowie die Denomination, hier tffy liegen unterhalb des Biegepunktes und damit im gebogenen Bereich des Sicherheitselementes 1 . Diese
Designelemente beinhalten Zonen 10e und 10f und leuchten erst im gebogenen Zustand komplett auf bzw. zeigen erst im gebogenen Zustand die gewünschte Information. Beispielsweise kann die Taube ein Hologramm sein, welches auf einem gekrümmt belichteten Master erstellt wurde. Im flachen Zustand ist hierbei nur eine verwaschene, unkenntliche Fläche zu sehen. Im gebogenen Zustand erscheint dann die Taube. Gleichzeitig leuchtet der Rahmen
vollständig auf und die Denomination tff erscheint.
Fig. 10a bis Fig. 10d zeigen schematisch Verfahrensschritte zur Herstellung eines Sicherheitselements 1 . Fig. 10a zeigt eine transparente Trägerschicht 16 in Form einer selbsttragenden Trägerfolie, beispielswiese aus PET (=
Polyethylenterephthalat), PEN (= Polyethylennaphthalat) oder BOPP (= biaxial orientiertes Polypropylen) mit einer Dicke zwischen 10 μιτι und 50 μιτι. Die Schichtdicke der transparenten Trägerschicht 16 in Fig. 10a beträgt
beispielsweise 15 μιτι. Auf die transparente Trägerschicht 16 ist eine
Volumenhologrammschicht 1 1 aufgebracht. Die Volumenhologrammschicht 1 1 wird vorzugsweise durch Drucken, Gießen, z.B. Schlitzgießen oder Rakeln auf die Trägerschicht 16 aufgebracht. Die Volumenhologrammschicht 1 1 besteht beispielsweise aus Omni DX 796 der Firma DuPont, Wilmington, Vereinigte Staaten von Amerika und weist eine Schichtdicke zwischen 3 μιτι und 100 μιτι auf. Die Schichtdicke der Volunnenhologrannnnschicht 1 1 in Fig. 10a beträgt beispielsweise 25 μιτι.
Weiter ist es möglich, dass zunächst eine Ablöseschicht auf die Trägerschicht 16 aufgebracht wird, bevor die Volumenhologrammschicht 1 1 aufgedruckt, gegossen oder aufgerakelt wird. Die Ablöseschicht kann vorgesehen sein, um das spätere Ablösen der Trägerschicht von der Volumenhologrammschicht zu erleichtern. Weiter ist es möglich, dass das Sicherheitselement 1 mindestens eine
Schutzlackschicht und/oder mindestens eine Versiegelungsschicht und/oder mindestens eine Haftvermittlungsschicht und/oder mindestens eine
Barriereschicht und/oder mindestens eine Stabilisierungsschicht und/oder mindestens eine Kleberschicht, insbesondere umfassend Acrylate, PVC, Polyurethan oder Polyester, umfasst.
Wie in Fig. 10b gezeigt, wird unterhalb der Volumenhologrammschicht 1 1 ein, bevorzugt opaker, Master 18 mit einer Oberflächenstruktur an die
Volumenhologrammschicht 1 1 angeordnet. Die Volumenhologrammschicht 1 1 kann hierbei unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines transparenten optischen Mediums in Kontakt mit der die Oberflächenstruktur aufweisenden Seite des Masters 18 gebracht werden.
Der Master 18 ist hierbei derart ausgestaltet, dass das mittels des Masters 18 in die Volumenhologrammschicht 1 1 einzuschreibende Volumenhologramm eine Information in einem vordefinierten gebogenen Zustand des
Sicherheitselements 1 für einen Betrachter in einer Betrachtungssituation sichtbar macht und in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements in der ersten Betrachtungssituation nicht sichtbar macht oder umgekehrt.
Ein derartiger Master 18 kann beispielsweise ausgehend von einem gebogenen Zwischenmaster erstellt werden, wobei die Biegung des gebogenen
Zwischenmasters der Biegung des vordefinierten gebogenen Zustands des Sicherheitselements 1 entspricht. Es wird also zunächst mittels holographischer Belichtung ein Zwischenmaster erstellt, wobei der Zwischenmaster in dem vordefinierten gebogenen Zustand vorliegt. Ausgehend von diesem gebogenen Zwischenmaster wird anschließend ein flacher Master 18 mit der
Oberflächenstruktur erstellt, der an die Volumenhologrammschicht 1 1 angeordnet wird.
Der flache Master 18 kann auch eine insbesondere fresnelartige
Zylinderlinsenstruktur als Oberflächenstruktur aufweisen, wobei die Krümmung der Fresnellinse die Biegung des Sicherheitselementes 1 kompensiert. Die Fläche des Sicherheitselementes 1 , die mit der fresnelartige
Zylinderlinsenstruktur als Oberflächenstruktur belegt ist, leuchtet im
vordefinierten gebogenen Zustand komplett auf. Fig. 1 1 a und 1 1 b zeigen dies anhand eines Musters mit einem Volumenhologramm, appliziert auf einen schwarzen Hintergrund. Das Volumenhologramm wurde mit einem flachen Master mit einer fresnelartigen Zylinderlinsenstruktur als Oberflächenstruktur erstellt, welche für einen vordefinierten gebogenen Zustand mit einem
Krümmungsradius von ca. 38 mm ausgelegt ist. Das Volumenhologramm wurde durch Belichtung mit einem grünen Laser mit einer Wellenlänge von 532 nm erzeugt. Figur 1 1 a zeigt das fotografierte Volumenhologramm im flachen Zustand und Figur 1 1 b zeigt das fotografierte Volumenhologramm im
vordefinierten gebogenen Zustand mit dem Krümmungsradius von ca. 38 mm. Die Krümmung um den Biegepunkt ist hier symmetrisch. Im flachen Zustand leuchtet im Wesentlichen nur der Bereich auf, welche im Biegepunkt liegt. Im vordefinierten gebogenen Zustand hingegen leuchtet eine größere Fläche um den Biegepunkt herum auf. Dies kann u.a. als Designelement verwendet werden, z.B. als ein Rahmen um ein anderes Designelement, wobei dieser Rahmen im vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselementes 1 die Aufmerksamkeit des Betrachters auf diesen Bereich fokussieren. Der Rahmen in Fig. 9b ist ein konkretes Beispiel hierzu. Derartige fresnelartige
Zylinderlinsenstrukturen lassen sich z.B. mittels e-Beam Lithographie
herstellen. Bevorzugt ist die Tiefe der fresnelartige Zylinderlinsenstruktur auf die Wellenlänge, bei der das Volumenhologramm erscheint, angepasst.
Beispielsweise wird dafür eine Strukturtiefe gewählt, die der halben
Wellenlänge des eingestrahlten Lichts entspricht. Weiter ist es auch möglich, den Master 18 mittels verzerrender Optiken, insbesondere mittels Zylinderlinsen herzustellen. Hierbei wird der Strahlengang während der holographischen Erzeugung eines flachen Masters mittels verzerrender Optiken derart verzerrt, dass das in die
Volumenhologrammschicht 1 1 einzuschreibende Volumenhologramm lediglich im gebogenen Zustand für den Betrachter sichtbar ist.
Wie in Fig. 10c gezeigt, wird der Aufbau aus Fig. 10b anschließend mit einem kohärenten Lichtstrahl 19 belichtet. Der kohärente Lichtstrahl 19, beispielsweise ein Laserstrahl der Wellenlänge 640 nm, tritt durch die Trägerschicht 16 und die Volumenhologrammschicht 1 1 hindurch und wird an der Oberflächenstruktur des opaken Masters 18 abgelenkt bzw. zurückreflektiert und/oder
zurückgebeugt. Die abgelenkten bzw. gebeugten Lichtstrahlen 20 interferieren in der Volumenhologrammschicht 1 1 mit dem einfallenden Lichtstrahl 19, so dass auf diese Weise in die Volunnenhologrannnnschicht 1 1 ein Volunnenhologrannnn eingebracht wird. Das Volunnenhologrannnn weist hierbei in den Zonen 10g Bragg-Ebenen 12 auf, die in unterschiedlicher Winkellage zueinander ausgerichtet sind. Die unterschiedliche Ausrichtung der Bragg- Ebenen 12 in den Zonen 10g entsteht hierbei durch die von der
Oberflächenstruktur bewirkte Ablenkung des Lichts 20 in unterschiedliche Richtungen. Die Abstände der Bragg-Ebenen sind im Wesentlichen durch die Wellenlänge der Belichtung bestimmt. Anschließend wird das
Volumenhologramm durch Aushärten der Volumenhologrammschicht 1 1 fixiert. Dies kann beispielsweise durch eine Bestrahlung mit UV-Licht erfolgen.
Weiter ist es möglich, dass der Master 18 mindestens zwei Teilbereiche aufweist, die einfallendes Licht in mindestens zwei unterschiedliche Zonen der Volumenhologrammschicht 1 1 reflektieren oder beugen. Die Teilbereiche sind hierbei so ausgestaltet, dass sie das einfallende Licht in einer vorbestimmten Winkellage reflektieren und/oder beugen, die so bestimmt ist, dass die gewünschte Ausrichtung der Bragg-Ebenen in der Volumenhologrammschicht 1 1 entsteht. Die Winkellage, in welche die mindestens zwei Teilbereiche den einfallenden Lichtstrahl reflektieren und/oder beugen, sind so zum einen unterschiedlich und hängen weiter auch von der Winkellage ab, in der der kohärente Lichtstrahl 19 auf die mindestens zwei Teilbereiche gestrahlt wird. Die gewünschte Orientierung der Bragg-Ebenen 12 in dem vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 sowie der Aufbau einer vorgegebenen holographischen Belichtungseinrichtung bestimmen hierbei den Ablenkungswinkel der mindestens zwei Teilbereiche. Unter Ablenkungswinkel ist hierbei der Winkel zu verstehen, um welchen die Oberflächenstruktur des Masters 18 in dem jeweiligen Teilbereich einen senkrecht einfallenden
Lichtstrahl durch Reflexion und/oder Beugung aus der Flächennormale ablenkt. Vorzugsweise umfassen die Oberflächenstrukturen des Masters 18 ein
Kinegram®, lineare oder gekreuzte Sinusgitter, anisotrope oder isotrope Mattstrukturen, Linsenstrukturen, fresnelartige Freiformflächen, Kinoform- Strukturen oder Computer generierte Hologramme, ein symmetrisches Gitter, ein asymmetrisches Gitter, insbesondere ein Blazegitter, überwiegend refraktiv wirkende Mikrostrukturen wie beispielsweise Mikrospiegel, ein Binärgitter, ein mehrstufiges Phasengitter oder Kombinationen daraus. Weiter können hier Gitterstrukturen mit statistisch variierenden Parametern (Gitterperiode,
Profilform, Gittertiefe, Azimutausrichtung) vorgesehen sein. Insbesondere eignen sich Blazegitter oder überwiegend refraktiv wirkende Mikrostrukturen, deren Flankenwinkel auf die Beleuchtungs- und Betrachtungswinkel der entsprechenden Zonen des Sicherheitselements in dem vordefinierten gebogenen Zustand ausgelegt sind.
Es kann vorgesehen sein, dass die Volumenhologrammschicht 1 1 und der Master 18 durch kohärente Lichtstrahlen 19, insbesondere von einem Laser generierte Lichtstrahlen, unterschiedlicher Wellenlänge und/oder
unterschiedlicher Einstrahlwinkel belichtet werden. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die von dem Volumenhologramm im gebogenen Zustand des Sicherheitselements erzeugten Informationen in unterschiedlichen Farben erscheinen und/oder bei unterschiedlichen Betrachtungssituationen sichtbar sind. Es kann vorgesehen sein, dass die Oberflächenstrukturen des Masters 18 teilweise keine Information bereitstellen. Die Bereiche des Masters 18, die keine Information bereitstellen, können beispielsweise als Hintergrundstruktur verwendet werden. Derartige Hintergrundstrukturen können beispielsweise so ausgebildet sein, dass Streulicht und/oder störende Reflexionen vermindert werden. Das kann dadurch erzielt werden, dass die Bereiche des Masters 18, die keine Bildinformation beinhalten, als Mottenaugen-Struktur, insbesondere Kreuzgitterstrukturen (quadratisch oder hexagonal) oder statistische Strukturen mit hohen Linienzahlen bzw. Spatialfrequenzen (beispielsweise mehr als 2000 Linien/mm, insbesondere mehr als 3000 Linien/mm) und/oder als Spiegel und/oder als Mattstruktur und/oder als Streugitter ausgebildet sind. Es können auch Antireflexstrukturen oder weitergehend speziell dafür optimierte Strukturen dazu verwendet werden.
Bevorzugt unterscheidet sich die Oberflächenstruktur des Masters 18 in den mindestens zwei Teilbereichen, insbesondere unterscheidet sich die
Oberflächenstruktur des Masters 18 in mindestens einem der Parameter Profilform, Gittertiefe, Gitterperiode und Azimutwinkel in den mindestens zwei Teilbereichen, wobei diese Parameter auch über statistische
Verteilungsfunktionen definiert sein können.
Weiter kann vorgesehen sein, dass der Master 18 in einem ersten Teilbereich eine symmetrische Gitterstruktur aufweist und in einem zweiten Teilbereich eine erste asymmetrische Gitterstruktur, insbesondere ein Blazegitter, aufweist, wobei sich die Gitterperioden und/oder Gittertiefen der Gitterstrukturen in dem ersten und zweiten Teilbereich unterscheiden. Weiter kann der Master 18 in einem dritten Teilbereich eine zweite asymmetrische Gitterstruktur,
insbesondere ein Blazegitter, aufweisen, wobei sich die Gitterperioden und/oder die Gittertiefen der ersten und zweiten asymmetrischen Gitterstruktur
unterscheiden. So ist es beispielsweise möglich, dass die Gitterperiode im ersten Teilbereich 600 Linien/mm, die Gitterperiode im zweiten Teilbereich 300 Linien/mm und im dritten Teilbereich 100 Linien/mm beträgt. Nach einem Aushärten der Volunnenhologrannnnschicht 1 1 wird, wie in Fig. 10d gezeigt, der Master 18 entfernt und anschließend kann eine Kleberschicht 15 auf die der Trägerschicht 16 abgewandten Seite der Volunnenhologrannnnschicht 1 1 aufgebracht werden, mittels derer das Sicherheitselement 1 mit dem in die Volumenhologrammschicht 1 1 eingebrachten Volumenhologramm auf ein Substrat, insbesondere ein flexibles Substrat, appliziert werden kann. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, das Sicherheitselement 1 auf ein
Sicherheitsdokument, beispielsweise eine Banknote, zu applizieren. Bevorzugt wird vor dem Aufbringen der Kleberschicht noch eine weitere, als transparente oder auch als transparente eingefärbte Schicht ausgebildete,
Versiegelungsschicht auf die Volumenhologrammschicht 1 1 aufgebracht.
Fig. 12 zeigt schematisch ein Anwendungsbeispiel eines Sicherheitselements 1 . Das Sicherheitselement 1 ist hier, wie oben erläutert, auf ein
Sicherheitsdokument 2, beispielsweise eine Banknote, aufgebracht. Das
Sicherheitselement 1 umfasst eine Volumenhologrammschicht, in welche ein Volumenhologramm eingebracht ist. Das Volumenhologramm ist hierbei derart ausgestaltet, dass bei einem Biegen in den in Fig. 12 gezeigten vordefinierten gebogenen Endzustand E des Sicherheitselements 1 für den Betrachter 7 in der in Fig. 12 gezeigten Betrachtungssituation sequentiell eine Information vervollständigt wird. Die in Fig. 12 gezeigten gebogenen Zustände Z, E zeichnen sich dadurch aus, dass das Sicherheitselement 1 links des
Biegepunkts 9 nicht gebogen wird und das Sicherheitselement 1 rechts des Biegepunkts 9 auf den Betrachter 7 zu bis in den vordefinierten gebogenen Endzustand E gebogen wird. Ein Teil der Information wird hierbei von einer Zone 10h des Volumenhologramms erzeugt, die links des Biegepunkts 9 liegt. Dieser Teil der Information ist somit für den Betrachter 7 in der in Fig. 12 gezeigten Betrachtungssituation innnner sichtbar und bleibt unverändert. Daher ist der von der Zone 10h erzeugte Teil der Information auch im ungebogenen Zustand U für den Betrachter 7 sichtbar. Wird das Sicherheitselement rechts des Biegepunkts 9, wie in Fig. 12 gezeigt auf den Betrachter zu gebogen, so erscheinen dem Betrachter 7 sequentiell weitere Teile der Information, bis in dem vordefinierten gebogenen Endzustand E die vollständige Information für den Betrachter 7 sichtbar ist. Diese weiteren Teilinformationen werden von Zonen 10i, 10 j rechts des Biegepunktes 9 erzeugt. So kann dem Betrachter 7 beispielsweise beim Biegen bis in den vordefinierten Endzustand E Stück für Stück ein Gebäude, wie ein Wolkenkratzer erscheinen, wobei im ungebogenen Zustand des Sicherheitselements U beispielsweise lediglich das Erdgeschoss für den Betrachter erkennbar ist, in dem gebogenen Zwischenzustand Z sind beispielsweise 60% des Gebäudes sichtbar und im dem gebogenen
Endzustand E ist das Gebäude vollständig sichtbar.
Fig. 13a bis Fig. 13i zeigen schematisch Anwendungsbeispiele von
Sicherheitselementen 1 . Wie in den Fig. 13a bis Fig. 13i gezeigt ist, sind die Sicherheitselemente 1 auf den Sicherheitsdokumenten 2 angeordnet. Die Fig. 13a bis Fig. 13i zeigen hierbei mögliche optisch variable Effekte von
Sicherheitselementen 1 in gebogenen und nicht gebogenen Zuständen.
So zeigt Fig. 13a einen optischen Effekt, der für den Betrachter bei Biegung des Sicherheitselements 1 um die horizontale Achse in eine konvexe Form wahrnehmbar ist. Die Biegevariante entspricht also der Biegevariante 810 der Fig. 8. Das Sicherheitselement 1 weist wie oben beschrieben eine
Volumenhologrammschicht auf, in die ein Volumenhologramm eingebracht ist, wobei das Volumenhologramm derart ausgeformt ist, dass eine Information 21 in einem vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 für einen Betrachter in einer Betrachtungssituation sichtbar ist und in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 in der Betrachtungssituation nicht sichtbar oder nicht erkennbar ist. Im nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 ist für den Betrachter lediglich der Buchstabe B vergleichsweise deutlich erkennbar. Ursächlich hierfür ist, dass der Buchstabe B in einer Zone des Sicherheitselements 1 angeordnet ist, die keine oder nur eine geringe Formveränderung während der Biegung in den vorbestimmten gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 erfährt. Die Bragg-Ebenen sind in der den Buchstaben B bildenden Zone der Volumenhologrammschicht also derart ausgerichtet, dass der Buchstabe B für den Betrachter sowohl im nicht gebogenen Zustand als auch in dem vordefinierten gebogenen Zustand sichtbar ist. Wird das Sicherheitselement 1 in den vorbestimmten gebogenen Zustand gebogen, sind für den Betrachter weitere Informationen 21
wahrnehmbar. Die Bragg-Ebenen sind in den die Informationen 21 bildenden Zonen also derart ausgerichtet, dass die Buchstaben A und C für den
Betrachter im gebogenen Zustand sichtbar und vergleichsweise deutlich erkennbar sind.
Fig. 13b zeigt ebenfalls einen optischen Effekt, der für den Betrachter bei Biegung des Sicherheitselements 1 um die horizontale Achse in eine konvexe Form wahrnehmbar ist. Auch hier ist im nicht gebogenen und in den
vordefinierten gebogenen Zuständen der Buchstabe B vergleichsweise deutlich erkennbar. Im Unterschied zu Fig. 13a erscheint dem Betrachter in einem ersten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 zusätzlich zu dem Buchstaben B lediglich die Information 22, welche den Buchstaben A darstellt. Bei einem Weiterbiegen in einen zweiten vordefinierten Zustand des Sicherheitselements 1 verschwindet die Information 22, jedoch ist nun für den Betrachter zusätzlich zu dem Buchstaben B die Information 40, welche den Buchstaben C darstellt, erkennbar. Das Volumenhologramm weist in diesem Fall also zwei Informationen 22, 40 auf, die in zwei unterschiedlichen
gebogenen Zuständen für den Betrachter sichtbar oder vergleichsweise deutlich erkennbar sind.
Fig. 13c entspricht der Fig. 13b mit dem Unterschied, dass nun der Buchstabe A für den Betrachter sowohl im nicht gebogenen Zustand als auch in den beiden gebogenen Zuständen erkennbar ist. Im Unterschied zu Fig. 13b liegen die Informationen 23, 41 hier auf der gleichen Seite der Biegelinie des
Sicherheitselements 1 . Weiter ist in dem ersten vordefinierten gebogenen Zustand nun die Information 23, welche den Buchstaben B darstellt,
vergleichsweise deutlich erkennbar und in dem zweiten vordefinierten Zustand ist die Information 41 , welche den Buchstaben C darstellt, vergleichsweise deutlich erkennbar. Ein derartiges Sicherheitselement 1 kann beispielsweise mittels eines Masters erzeugt werden, dessen Oberflächenstruktur
symmetrische und asymmetrische Blazegitter aufweist. Der Azimutwinkel der Gitter kann beispielsweise 0° betragen, wobei die Liniendichte entsprechend der Krümmung des Sicherheitselements 1 in den gebogenen Zuständen angepasst wird. Beispielsweise kann die Liniendichte, in dem Teilbereich, welcher in dem einzuschreibenden Volumenhologramm den Buchstaben A darstellen soll, 600 Linien/mm betragen und in dem Teilbereich, welcher später den Buchstaben B darstellen soll, 1000 Linien/mm betragen. In dem
Teilbereich, welcher später in dem mittels des Masters einzuschreibenden Volumenhologramm den Buchstaben C darstellen soll, kann die Liniendichte beispielsweise 1400 Linien/mm betragen.
Fig. 13d entspricht Fig. 13b mit dem Unterschied, dass die Informationen 24 und 42 in jeweils unterschiedlichen Farben aufleuchten. Wie bereits erläutert, kann dies während der Herstellung des Sicherheitselennents 1 beispielsweise durch eine Belichtung durch kohärente Lichtstrahlen unterschiedlicher
Wellenlängen und/oder unterschiedliche Belichtungswinkel erreicht werden. Auch ist es möglich, dass die Oberflächenstruktur des zur Herstellung verwendeten Masters in den entsprechenden Teilbereichen unterschiedliche Gitterstrukturen aufweist, welche sich insbesondere in den Parametern
Gittertiefe, Gitterperiode, Profilform und Azimutwinkel unterscheiden, wobei diese Parameter auch über statistische Verteilungsfunktionen definiert sein können, und die Volumenhologramme mit unterschiedlichen
Farbwahrnehmungen erzeugen.
Fig. 13e zeigt einen optischen Effekt, der für den Betrachter bei Biegung des Sicherheitselements 1 um die horizontale Achse in eine konvexe Form wahrnehmbar ist. Wie in Fig. 13e gezeigt, ändern hier die Informationen 25, welche hier die Buchstaben A und C darstellen, bei einem Biegen des
Sicherheitselements 1 die Farbe. Es ändert sich bei einem Biegen für den Betrachter also nicht das Motiv oder es erscheint dem Betrachter kein neues Motiv, vielmehr ändert sich lediglich der Farbeindruck der wahrnehmbaren Information. Ein derartiger Effekt kann beispielsweise durch zwei ineinander gerasterte Volumenhologramme erreicht werden. Das erste
Volumenhologramm ist dabei wie oben erläutert derart ausgeformt, dass die Informationen 25 im gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 für den Betrachter in einer anderen Farbe sichtbar ist als im nicht gebogenen Zustand. Bei dem zweiten Volumenhologramm handelt es sich um ein
Volumenhologramm, das derart ausgestaltet ist, dass die Informationen 25 im nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 bereits sichtbar ist. Jedoch erzeugt die Information 25 im nicht gebogenen Zustand des
Sicherheitselements 1 eine andere Farbwahrnehmung für den Betrachter als im gebogenen Zustand. Das erste Volumenhologrannnn ist vorzugsweise in mindestens einem ersten Bereich der Volumenhologrammschicht und das zweite Volumenhologramm in mindestens einem zweiten Bereich der
Volumenhologrammschicht angeordnet, wobei der mindestens eine erste und zweite Bereich ineinander gerastert sind. Weiter kann ein derartiger Effekt durch ein erstes und ein drittes Volumenhologramm erreicht werden, wobei das erste und das dritte Volumenhologramm in zwei Volumenhologrammschichten eingebracht sind, welche übereinander angeordnet sind. Wie bereits erläutert, ist das erste Volumenhologramm in der ersten Volumenhologrammschicht derart ausgeformt, dass sich für den Betrachter ein Farbwechsel des Motivs bei einem Biegen des Sicherheitselements 1 gegenüber dem von dem dritten Volumenhologramm erzeugten Motiv vollzieht. Vorteilhafterweise ist das erste Volumenhologramm in der ersten Volumenhologrammschicht und das dritte Volumenhologramm in der zweiten Volumenhologrammschicht registergenau zueinander ausgerichtet.
Fig. 13f entspricht Fig. 13e mit dem Unterschied, dass sich nicht der
Farbeindruck der Information ändert, sondern sich vielmehr das Motiv der Information 26 ändert. Wie in Fig. 13f gezeigt, wird aus den für den Betrachter im nicht gebogenen Zustand erkennbaren Buchstaben A und C ein Porträt bzw. eine geometrische Figur. Ein derartiger Motiv- oder Bild-Flip kann
beispielsweise durch die Rasterung von zwei Hologrammen erzielt werden. Hierbei wird bevorzugt das eine Hologramm, welches die Buchstaben A und C erzeugt, im flachen Zustand, das heißt als flaches Substrat bzw. Master belichtet und das andere Hologramm, welches das Portrait und das Dreieck erzeugt, im gekrümmten Zustand, das heißt auf einem gekrümmten Substrat bzw. Master für den vordefinierten gebogenen Zustand belichtet. Weiter es möglich, dass sich zusätzlich die Farbwahrnehmung wie oben erläutert ändert. Fig. 13g entspricht Fig. 13a mit dem Unterschied, dass das
Sicherheitsdokument 2 einen Druck 60 aufweist, welcher bei einem Biegen des Sicherheitselements 1 in einem vordefinierten gebogenen Zustand durch die dann für den Betrachter sichtbaren Informationen 27 des Volumenhologramms ergänzt wird. Das Volumenhologramm und der Druck sind hierbei registergenau zueinander ausgerichtet. Auch ist es möglich, dass der Druck 60 die Information zeigt, welche bei einem Biegen in den vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 für den Betrachter sichtbar wird. Weiter ist es möglich, dass das Sicherheitselement 1 auf einen bereits auf dem Sicherheitsdokument 2 aufgebrachten Druck 60 appliziert ist. Der Druck 60 kann hierbei wieder die Information zeigen, welche bei einem Biegen in den vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 für den Betrachter sichtbar wird oder die Information des Drucks und die des Volumenhologramms ergänzen sich. In den beiden zuletzt genannten Fällen bildet der Druck also eine Referenz für die erst im gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 für den Betrachter erkennbare Information. Bevorzugt sind Druck und Volumenhologramm so ausgelegt, dass beim Biegen des Sicherheitsdokuments ein Wort
vervollständigt wird. Beispielsweise entsteht aus der Zeichenfolge "Ban..ote" das Wort "Banknote".
Fig. 13h zeigt ein Sicherheitsdokument 2 mit einem Sicherheitselement 1 , wobei das Sicherheitselement 1 in zwei unterschiedlichen gebogenen
Zuständen zwei unterschiedliche Informationen 28, 43 zeigt. In einem ersten gebogenen Zustand, der einer Biegung des Sicherheitselements 1 um die horizontale Achse in eine konkave Form für den Betrachter entspricht, sind für den Betrachter die Informationen 28 erkennbar. In einem zweiten gebogenen Zustand des Sicherheitselements, der einer Biegung des Sicherheitselements 1 um die horizontale Achse in eine konvexe Form für den Betrachter entspricht, sind für den Betrachter die Informationen 43 erkennbar, wobei sich hier erneut wie bereits oben beschrieben die Farben der Buchstaben A und C zwischen dem ersten und zweiten gebogenen Zustand ändern. Alternativ können sich natürlich auch die Motive ändern beim Wechsel von konkave auf konvexe Biegeform. Die in Fig. 13h gezeigten gebogenen Zustände entsprechen den Biegevarianten 808 und 809 der Fig. 8.
Fig. 13i zeigt ein Sicherheitsdokument 2 mit einem Sicherheitselement 1 . Das Sicherheitselement 1 erzeugt dabei im nicht gebogenen Zustand für den Betrachter ein Design mit zwei dunklen Rechtecken, wobei die Rechtecke beispielsweise in der Farbe blau vor einem weißen Hintergrund erscheinen. Im gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 hingegen ändert sich sowohl das für den Betrachter erkennbare Design als auch der Farbeindruck. In dem in Fig. 13i gezeigten Beispiel verschwinden die dunklen Rechtecke und es wird für den Betrachter ein streifenförmiger Farbeindruck, beispielsweise aus zwei roten und einem weißen Streifen, erzeugt. Bezüglich der Ausgestaltung des
Sicherheitselements 1 , insbesondere der Volumenhologrammschicht des Sicherheitselements 1 , ist hier auf obige Ausführungen verwiesen. Weiter weist das Sicherheitselement 1 in den quadratischen Bereichen 50 eine
Reflexionsschicht auf.
Die Reflexionsschicht kann, wie in Fig. 13i dargestellt, oberhalb der
Volumenhologrammschicht angeordnet sein, sie kann aber auch unter der Volumenhologrammschicht angeordnet sein.
Bei der Reflexionsschicht handelt es sich vorzugsweise um eine Metallschicht aus Aluminium, Chrom, Gold, Kupfer, Silber oder einer Legierung solcher Metalle, die im Vakuum in einer Schichtdicke von 0,01 μιτι bis 0,15 μιτι aufgedampft wird. Die Reflexionsschicht wird hierbei bevorzugt zunächst vollflächig aufgebracht. Anschließend wird die Reflexionsschicht mittels bekannter Strukturierungsverfahren (mittels Ätzresist, mittels Photoresist, mittels Waschverfahren) flächenbereichsweise wieder entfernt, so dass eine Teilmetallisierung in den Bereichen 50 entsteht. Wie in Fig. 13i gezeigt, bilden die Bereiche 50 ein Motiv, beispielsweise in Form von Quadraten, aus. Die Bereiche 50 sind somit unabhängig von der Biegung des Sicherheitselements 1 für den Betrachter sichtbar und ergänzen sich somit mit den Effekten des Sicherheitselements 1 , welche eine Abhängigkeit von der Biegung des
Sicherheitselements 1 zeigen.
Fig. 13 j zeigt ein Sicherheitsdokument 2 mit einem Sicherheitselement 1 . Das Sicherheitselement 1 zeigt hierbei optische Effekte, welche sowohl eine
Abhängigkeit von einem Kippen des Sicherheitselements 1 und eine
Abhängigkeit von einem Biegen des Sicherheitselements 1 zeigen. Wird das Sicherheitselement 1 im nicht gebogenen Zustand um die vertikale Achse, wie in Fig. 13i gezeigt, gekippt, ist für den Betrachter immer eine Information 29u in Form eines zweidimensionalen Motivs erkennbar. Wird das Sicherheitselement 1 um die horizontale Achse gebogen und um die vertikale Achse, wie in Fig. 13i gezeigt gekippt, entsteht für den Betrachter eine Information 29 in Form eines dreidimensionalen Eindrucks des Motivs. Das Motiv weist also erst im
gebogenen Zustand eine Abhängigkeit von dem Kippen des
Sicherheitselements 1 auf. Bezüglich der Ausgestaltung eines derartigen Sicherheitselements ist hier auf obige Ausführungen, insbesondere im Rahmen der Fig. 13d und Fig. 13e verwiesen, wobei insbesondere das erste
Volumenhologramm derart ausgestaltet ist, dass es eine Parallaxe aufweist und damit vor der von dem Sicherheitselement 1 aufgespannten Ebene für den Betrachter erscheint und das zweite Volumenhologramm derart ausgestaltet ist, dass es keine Parallaxe aufweist und damit in der von dem Sicherheitselement 1 aufgespannten Ebene für den Betrachter erscheint. Alternativ kann auch nur das Volumenhologramm vorgesehen sein, welches im gebogenen Zustand die Information 29 zeigt. Im nicht gebogenen Zustand ist entweder nichts zu sehen, oder nur eine verschwommene Fläche ohne die Information 29.
Das Volumenhologramm, welches im gebogenen Zustand die Information 29 in Form des dreidimensionalen Eindrucks des Motivs erzeugt, kann beispielsweise ein CGH sein, welches für eine gekrümmte Fläche wie sie in dem gebogenen Zustand vorliegt, berechnet wurde. Alternativ kann dieses Volumenhologramm auch ein 3D-Hologramm sein, welches auf einem Master beruht, der wie oben erläutert auf einem gekrümmt belichteten Zwischenmaster beruht. Fig. 14 zeigt schematisch ein Anwendungsbeispiel eines Sicherheitselements 1 mit einer Volumenhologrammschicht. In die Volumenhologrammschicht ist in einem Bereich 51 ein Volumenhologramm eingebracht, das derart ausgeformt ist, dass eine vollständige Bild-Information erst in einem gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 sichtbar ist. Wie in Fig. 14 gezeigt, ist ein Teil der Information 30u bereits in dem nicht gebogenen Zustand des
Sicherheitselements 1 sichtbar. Weiter weist das Sicherheitselement 1 im Bereich 52 eine Reliefstruktur auf. Der Bereich 52 ist hierbei musterförmig in Form eines Flammenmotivs ausgestaltet. Bei der Relief struktur handelt es sich beispielsweise um eine binäre oder kontinuierliche fresnelartige Freiformfläche, welche sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass diese ihr
charakteristisches Erscheinungsbild bei einem Biegen des Sicherheitselements 1 nicht oder lediglich geringfügig verändert. Wird das Sicherheitselement 1 , wie in Fig. 13 gezeigt, nun in den vordefinierten gebogenen Zustand gebracht, erscheint für den Betrachter die Information 30, welche die Information 30u ergänzt und einen vollständigen Rahmen um den Bereich 52 bildet.
Vorzugsweise weist das Sicherheitselement 1 eine Replizierlackschicht auf, in welche eine Reliefstruktur abgeformt ist. Die Replizierlackschicht besteht beispielsweise aus einem thermoplastischen Lack, in den mittels Hitze und Druck durch Einwirkung eines Prägewerkzeugs die Reliefstruktur abgeformt ist. Weiter ist es auch möglich, dass die Replizierlackschicht von einem UV- vernetzbaren Lack gebildet wird und die Reliefstruktur mittels UV-Replikation in die Replizierlackschicht abgeformt wird. Dabei wird die Reliefstruktur durch Einwirkung eines Prägewerkzeugs auf die ungehärtete Replizierlackschicht abgeformt und die Replizierlackschicht unmittelbar während oder nach der Abformung durch Bestrahlung mit UV-Strahlung gehärtet. Eine derartige
Replizierlackschicht weist insbesondere eine Schichtdicke zwischen 0,1 μιτι und 20 μιτι, bevorzugt 0,2 μιτι und 10 μιτι, weiter bevorzugt 0,4 μιτι und 5 μιτι, auf. Hierbei ist es weiter möglich, dass das Sicherheitselement 1 , insbesondere in dem Bereich 50 eine Reflexionsschicht aufweist. Bei der Reflexionsschicht handelt es sich vorzugsweise um eine Metallschicht aus Aluminium, Chrom, Gold, Kupfer, Silber oder einer Legierung solcher Metalle, die im Vakuum in einer Schichtdicke von 0,01 μιτι bis 0,15 μιτι aufgedampft wird.
Fig. 15a bis 15c zeigen schematisch das Biegen eines Sicherheitsdokuments 2 mit einem Sicherheitselement 1 . Das Sicherheitselement 1 ist wie in Fig. 14a gezeigt auf das Substrat 17 mittels der Kleberschicht 15 aufgebracht. Bei dem Substrat 17 handelt es sich vorzugsweise um ein Substrat 17 aus
Papiermaterial, das mit einem Aufdruck versehen ist und in das weitere Sicherheitsmerkmale, wie beispielsweise Wasserzeichen oder Sicherheitsfäden, eingebracht sind. Das Sicherheitselement 1 weist weiter eine Volumenhologrammschicht 1 1 auf, in welche ein Volumenhologramm
eingebracht ist. Das Volumenhologramm weist hierbei die Zonen 10 j und 10k auf, wobei die Zonen 10 j in dem in Fig. 15b gezeigten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 für den Betrachter 7 eine erste Information bereitstellen und die Zonen 10k in dem in Fig. 15c gezeigten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 für den Betrachter 7 eine zweite Information bereitstellen. Der Betrachter 7 erblickt hierbei das
Sicherheitselement 1 jeweils in derselben Betrachtungssituation, wobei sich lediglich wie in den Fig. 15b und Fig. 15c gezeigt die Biegung des
Sicherheitselements unterscheidet. In dem in Fig. 15a gezeigten nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 erkennt der Betrachter keine Information. Wird das Sicherheitselement 1 in den in Fig. 15b gezeigten ersten gebogenen Zustand gebogen, so erkennt der Betrachter 7 eine von den Zonen 10j erzeugte erste Information. Bei der ersten Information kann es
beispielsweise um das Motiv einer geschlossenen Blüte einer Blume handeln. Wie bereits erläutert sind hierbei die Bragg-Ebenen in den Zonen 10 j derart ausgerichtet, dass die erste Information in dem ersten vordefinierten
gebogenen Zustand für den Betrachter 7 sichtbar ist. Wird das
Sicherheitselement 1 , wie in Fig. 15c gezeigt, nun weitergebogen, verschwindet für den Betrachter 7 die erste Information, jedoch kann der Betrachter 7 nun eine zweite Information erkennen, welche von den Zonen 10k erzeugt wird. Bei der zweiten Information kann es sich beispielsweise um eine geöffnete Blüte einer Blume handeln. Wie bereits erläutert sind hierbei die Bragg-Ebenen in den Zonen 10k derart ausgerichtet, dass die zweite Information in dem zweiten vordefinierten gebogenen Zustand für den Betrachter 7 sichtbar ist.
Vorzugsweise unterscheiden sich die Biegeradien in dem ersten und dem zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 um mindestens 2 mm, bevorzugt 5 mm, weiter bevorzugt 10 mm.
Fig. 16a und 16b zeigen schematisch das Biegen eines Sicherheitsdokuments 2 mit einem Sicherheitselement 1 . Das Sicherheitsdokument 2 besteht aus einem flexiblen Substrat 17, auf dem das Sicherheitselement 1 mittels einer Kleberschicht 15 aufgebracht ist. Das Sicherheitselement 1 umfasst weiter eine Volumenhologrammschicht 1 1 , eine Reflexionsschicht 17r sowie die
Lackschichten 1711 und 1712.
Bei der Lackschicht 1711 handelt es sich vorzugsweise um eine
Schutzlackschicht. Bevorzugt ist die Lackschicht 1711 transparent und weist eine Schichtdicke zwischen 0,1 μιτι und 10 μιτι, bevorzugt zwischen 0,3 μιτι und 1 μιτι, weiter bevorzugt zwischen 0,5 μιτι und 1 μιτι auf. Bei der Lackschicht 1712 handelt es vorzugsweise um eine transparente Abstandsschicht, die zwischen der Volumenhologrammschicht 1 1 und der Reflexionsschicht 17r angeordnet ist. Die Lackschichten 1711 und 1712 umfassen bevorzugt PMMA (=
Polymethylmethacrylat), PVC, Acrylat oder Carnaubawachs. Bei der Reflexionsschicht 17r handelt es sich vorzugsweise um eine
Metallschicht aus Aluminium, Chrom, Gold, Kupfer, Silber oder einer Legierung solcher Metalle, die im Vakuum in einer Schichtdicke von 0,01 μιτι bis 0,15 μιτι aufgedampft wird. Alternativ kann die Reflexionsschicht 17r auch eine gedruckte oder hochaufgelöst strukturierte Farbschicht oder eine sonstige Schicht sein, die Strahlung im sichtbaren Spektralbereich absorbiert. Die
Reflexionsschicht 17r ist, wie in Fig. 16a und 16b gezeigt, nur bereichsweise aufgebracht, so dass eine Teilmetallisierung bzw. Teilbeschichtung vorliegt. Hierzu kann die Reflexionsschicht 17r zunächst vollflächig aufgebracht werden und anschließend mittels bekannter Strukturierungsverfahren (beispielsweise mittels Ätzresist, mittels Photoresist, mittels Waschverfahren)
flächenbereichsweise wieder entfernt werden. Wie in Fig. 16a und 16b gezeigt, ist die teilmetallisierte Reflexionsschicht 17r gemäß einem Raster angeordnet. Bei dem Raster handelt es sich vorzugsweise um ein Linienraster.
In die Volumenhologrammschicht 1 1 ist ein Volumenhologramm 1 1 v
eingebracht. Das Volumenhologramm 1 1 v ist, wie in den Fig. 16a und 16b gezeigt, bereichsweise gemäß einem Raster angeordnet, wobei die Bereiche, in die das Volumenhologramm 1 1 v in die Volumenhologrammschicht 1 1
eingebracht sind, deckungsgleich mit den metallisierten Bereichen der
Reflexionsschicht 17r angeordnet sind. Bevorzugt sind die Bereiche mit dem Volumenhologramm 1 1 v im Register mit der Reflexionsschicht angeordnet. Bei dem Raster handelt es sich somit vorzugsweise ebenfalls um ein Linienraster, welches insbesondere registergenau mit dem Linienraster der Reflexionsschicht 17r angeordnet ist. Bezüglich der weiteren Ausgestaltung der
Volumenhologrammschicht 1 1 und des Volumenhologramms 1 1 v ist hier auf obige Ausführungen verwiesen. Die Kleberschicht 15 umfasst bevorzugt Acrylate, PVC (= Polyvinylchlorid), PUR (= Polyurethane) oder Polyester und weist weiter vorzugsweise eine Schichtdicke zwischen 0,1 μιτι und 20 μιτι, bevorzugt zwischen 0,1 μιτι und 10 μιτι, weiter bevorzugt zwischen 0,5 μιτι und 5 μιτι, noch weiter bevorzugt zwischen 0,8 μιτι und 3 μιτι auf. Die in Fig. 16a und 16b gezeigte Kleberschicht weist eine Schichtdicke von 2 μιτι auf.
Bezüglich der Ausgestaltung des Substrats 17 ist hier auf obige Ausführungen verwiesen. In dem in Fig. 16a gezeigten nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 verdeckt die Reflexionsschicht 17r nun das im Register dazu angeordnete Volumenhologramm 1 1 v, so dass das Volumenhologramm 1 1 v für einen Betrachter, insbesondere unter normalen Beleuchtungsverhältnissen und/oder bei einem normalen Betrachtungsabstand und/oder einem normalen
Betrachtungswinkel, beispielsweise bei senkrechter oder nahezu senkrechter Betrachtung, weitgehend unsichtbar ist. Einfallendes Licht 19, welches von dem Volumenhologramm 1 1 v gebeugt und/oder reflektiert wird, kann nun aufgrund der Reflexionsschicht 17r nicht zum Betrachter gelangen, so dass das
Volumenhologramm 1 1 v für den Betrachter nicht oder nahezu nicht sichtbar ist.
In dem in 16b gezeigten vordefinierten gebogenen Zustand des
Sicherheitselements 1 deckt die Reflexionsschicht 17r hingegen nun, insbesondere aufgrund der durch die Biegung des Sicherheitselements hervorgerufenen Verformung der Schichten des Sicherheitselements und die daraus resultierende Verschiebung der Reflexionsschicht 17r in Bezug auf das Volumenhologramm 1 1 v, das Volumenhologramm 1 1 v nicht mehr vollständig ab, so dass nun die in Fig. 16b gezeigten Teilbereiche des
Volumenhologramms sichtbar werden und von dem Volumenhologramm 1 1 v gebeugtes und/oder reflektiertes Licht 14 an der Reflexionsschicht 17r vorbei zum Betrachter gelangen kann. Für den Betrachter ist das Volumenhologramm 1 1 v dann in dem vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 zumindest teilweise sichtbar. Auf das Sicherheitselement 1 einfallendes Licht 19e gelangt durch die teilmetallisierte Reflexionsschicht 17r zu dem
Volumenhologramm 1 1 v, wird dort reflektiert und/oder gebeugt und kann nun aufgrund der Biegung des Sicherheitselements 1 zumindest teilweise an der Reflexionsschicht 17r vorbei zum Betrachter gelangen. Vorzugsweise sind die Linienbreiten und Linienabstände der Raster der Reflexionsschicht 17r und/oder des Volumenhologrannnns 1 1 v und die
Schichtdicke der transparenten Abstandsschicht 1712 derart gewählt, dass die Sichtbarkeit des Volumenhologrannnns 1 1 v in dem vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 maximiert ist. Vorzugsweise verlaufen die Linien der Linienraster, wie in Fig. 16b und 16b gezeigt, dabei parallel bzw. überwiegend parallel zur Biegelinie des Sicherheitselements 1 . Die Linienbreiten und Linienabstände der Raster der Reflexionsschicht 17r und die entsprechenden Linienbreiten und Linienabstände des Volumenhologramms 1 1 v werden durch geometrische Konstruktion oder mathematische Berechnung ermittelt. Dabei liegen die in Fig. 17 definierten Kenngrößen zugrunde. Der Einfachheit halber ist dort der Fall einer Krümmung mit einem konstanten Biegedurchmesser D gezeichnet. Linienraster und Volumenhologramm können so aber auch für jedwede andere Krümmungsform ausgelegt werden. Weitere wichtige Größen, die berücksichtigt werden, sind die Öffnungswinkel ß und δ sowie der Betrachtungswinkel α und der Betrachtungsabstand h. Figur 18 zeigt die Abhängigkeit der so ermittelten Linienbreiten und
Linienabstände vom Krümmungswinkel. Im ebenen Bereich, bei sehr kleinen Krümmungswinkeln, müssen sehr feine Rasterlinien und sehr fein gerasterte Volumenhologramme vorgesehen werden. Mit zunehmendem
Krümmungswinkel nehmen auch die Breiten und Abstände der Raster zu.
Typischerweise liegen die Breiten und Abstände bei einem Krümmungswinkel von 45° im Bereich der Dicke der Abstandsschicht. Bei einer Dicke der
Abstandsschicht von beispielsweise 10 μιτι liegen die Linienabstände und Linienbreiten der Reflexionsschicht und die entsprechenden Linienabstände und Linienbreiten des Volumenhologramms im Bereich von 10 μηη .
In einer Variante kann die Abstandsschicht bzw. die Lackschicht 1712 nicht, wie in Fig. 16a und 16b gezeigt, mit einer konstanten Dicke, sondern mit einer variablen Dicke vorgesehen sein. Dies ist beispielsweise in Figur 19 gezeigt. Insbesondere nimmt die Dicke der Abstandsschicht Insbesondere ändert sich die Dicke der Abstandsschicht senkrecht zur Biegelinie. In Figur 19 erstreckt sich die Biegelinie aus der Blattebene hinaus. Von Vorteil ist es, wenn die Abstandsschicht im Bereich der Biegelinie bzw. entlang der Biegelinie die größte Schichtdicke aufweist und die Schichtdicke mit Entfernung von der Biegelinie abnimmt bzw. geringer wird. Dies bedeutet insbesondere, dass im Bereich kleiner Biegewinkel eine größere Schichtdicke der Abstandsschicht und im Bereich größerer Biegewinkel eine geringere Schichtdicke der
Abstandsschicht vorliegt. In Figur 19 nimmt die Schichtdicke der
Abstandsschicht 1712 ausgehend von der Biegelinie kontinuierlich ab.
Der Vorteil ist, dass durch die Variation der Dicke der Abstandsschicht die Linienbreiten und Linienabstände der Raster der Reflexionsschicht 17r gleichmäßiger gestaltet werden können und dadurch das Volumenhologramm 1 1 v im gebogenen Zustand an allen Stellen gleich gut sichtbar ist und zudem das Erscheinungsbild der Metallisierung gleichmäßiger ist.
In einer Variante kann es auch vorgesehen sein, die Abstandsschicht bzw. die Lackschickt 1712 nicht als Schicht mit konstanter Dicke oder kontinuierlich variierender Dicke vorzusehen, sondern als gestufte Schicht, siehe Fig. 20. In einer weiteren Variante kann vorgesehen sein, anstelle einer einzigen Abstandsschicht 1712 zwei oder mehr Abstandsschichten 1712, 1713 und anstelle einer einzigen partiellen Reflexionsschicht zwei oder mehr partielle Reflexionsschichten 17r1 , 17r2 zu verwenden, siehe Fig. 21 . Dadurch, dass mindestens zwei Reflexionsschichten 17r1 , 17r2 vorhanden sind, die insbesondere seitlich zueinander versetzt sind und deren Linienbreiten und Linienabstände an die Krümmung angepasst sind, können die Linienbreiten geringer und die Linienabstände größer gewählt werden. Dadurch ist das Volumenhologramm 1 1 v im gebogenen Zustand besser und/oder im nicht gebogenen Zustand schlechter sichtbar.
Fig. 22a und 22b zeigen schematisch das Biegen eines Sicherheitsdokuments 2 mit einem Sicherheitselement 1 . Das Sicherheitsdokument 2 besteht aus einem flexiblen Substrat 17, auf dem das Sicherheitselement 1 mittels einer Kleberschicht 15 aufgebracht ist. Das Sicherheitselement 1 umfasst weiter eine Volumenhologrammschicht 1 1 , die Reflexionsschichten 17r1 und 17r2 sowie die Lackschichten 1711 , 1712 und 1713.
Zwischen den Reflexionsschichten 17r1 und 17r2 ist, wie in Fig. 22a und 22b gezeigt, die Lackschicht 1712, welche bevorzugt als transparente
Abstandsschicht dient, angeordnet. Zwischen der Reflexionsschicht 17r3 und der Volumenhologrammschicht 1 1 ist optional eine weitere Lackschicht 1713, welche insbesondere als transparente Abstandsschicht dient, angeordnet. Die transparenten Abstandsschichten 1712 und 1713 weisen vorzugsweise eine Schichtdicke zwischen 1 μιτι und 50 μιτι, bevorzugt zwischen 2 μιτι und 10 μιτι auf. Die in Fig. 22a und 22b gezeigten transparente Abstandsschicht 1712 und 1713 weisen zum Beispiel Schichtdicken von 5 μιτι auf. Bezüglich der weiteren Ausgestaltung der Schichten 1711 , 1712 und 1713 ist hier auf obige
Ausführungen verwiesen.
Die Reflexionsschichten 17r1 und 17r2 sind, wie in Fig. 22a und 22b gezeigt, jeweils bereichsweise und rasterförmig ausgebildet. Bei dem Raster handelt es sich vorzugsweise um ein Linienraster mit Linienbreiten und/oder
Linienabständen zwischen 1 μιτι und 50 μιτι, bevorzugt zwischen 2 μιτι und 10 μιτι. Das in Fig. 22a und 22b gezeigte Linienraster weist Linienbreiten und Linienabstände von 5 μιτι auf. Die Raster der Reflexionsschichten 17r1 und 17r2 sind derart zueinander versetzt, dass, insbesondere bei Betrachtung senkrecht zu einer von der Volumenhologrammschicht 1 1 aufgespannten Ebene im nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 , die nicht metallisierten Bereiche der Reflexionsschicht 17r1 von den metallisierten Bereichen der Reflexionsschicht 17r2 abgedeckt sind und umgekehrt. Die beiden Reflexionsschichten 17r1 und 17r2 sind sozusagen„auf Lücke" relativ zueinander positioniert. Die beiden Reflexionsschichten 17r1 und 17r2 sind daher derart zueinander angeordnet, dass sie im nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 das darunter liegende, vollflächige eingebrachte
Volumenhologramm 1 1 v, komplett oder nahezu komplett abdecken.
Im in Fig. 22a gezeigten nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselement 1 ist das Volumenhologramm 1 1 v daher für den Betrachter im Wesentlichen unsichtbar. In dem in Fig. 22b gezeigten vordefinierten gebogenen Zustand des
Sicherheitselements 1 decken die Reflexionsschichten 17r1 und 17r2 hingegen das Volumenhologramm 1 1 v nicht mehr vollständig ab, so dass nun, insbesondere aufgrund der durch die Biegung des Sicherheitselements in den vordefinierten gebogenen Zustand hervorgerufenen Verformung der Schichten des Sicherheitselements, von dem Volumenhologramm 1 1 v gebeugtes und/oder reflektiertes Licht 14 an den Reflexionsschichten 17r1 und 17r2 vorbei zum Betrachter gelangen kann. Für den Betrachter ist das Volumenhologramm 1 1 v dann in dem vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 zumindest teilweise sichtbar.
Vorzugsweise sind die Linienbreiten und Linienabstände der Raster der
Reflexionsschichten 17r1 und 17r2 und die Schichtdicken der
Abstandsschichten 17I2 und 17I3 derart gewählt, dass die Sichtbarkeit des Volumenhologramms 1 1 v in dem vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 maximiert ist. Hierbei ist von Vorteil, wenn die
Schichtdicken der Abstandsschichten 1712 und 1713 im Wesentlichen der Rasterperiode der Linienraster der Reflexionsschichten 17r1 und 17r2 entsprechen. Weiter ist es möglich, dass die Linienbreiten und/oder
Linienabstände variieren, insbesondere in Abhängigkeit vom vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements 1 . Die Linienbreiten und - abstände der beiden Linienraster werden insbesondere wiederum durch geometrische Konstruktion, wie vorher beschrieben, oder durch Berechnung ermittelt. Vorzugsweise verlaufen die Linien der Linienraster, wie in Fig. 22a und 22b gezeigt, dabei parallel zur Biegelinie des Sicherheitselements 1 .
In einer Variante können die Abstandsschichten 1712 und 1713 nicht, wie in Fig. 22a und 22b gezeigt, mit konstanten Dicken, sondern mit variablen Dicken vorgesehen sein. Der Vorteil ist, dass durch die Variation der Dicke der
Abstandsschichten die Linienbreiten und Linienabstände der Raster der
Reflexionsschichten 17r1 und 17r2 gleichmäßiger gestaltet werden können und dadurch das Volumenhologramm 1 1 v im gebogenen Zustand an allen Stellen gleich gut sichtbar ist und zudem das Erscheinungsbild der Metallisierung gleichmäßiger ist.
In einer weiteren Variante kann auch vorgesehen sein, anstelle von zwei Reflexionsschichten 17r1 und 17r2 drei oder mehr Reflexionsschichten zu verwenden. Dadurch, dass mindestens drei Reflexionsschichten vorhanden sind, können die Linienbreiten geringer und die Linienabstände größer gewählt werden. Dadurch ist das Volumenhologramm im gebogenen Zustand besser und im nicht gebogenen Zustand weniger gut sichtbar.
Bezüglich der weiteren Ausgestaltung der Schichten 17r1 und 17r2 und der Ausgestaltung der Schichten 1 1 , 15 und 17 ist hier auf obige Ausführungen verwiesen. In Fig. 23 ist ein Sicherheitsdokument 2, insbesondere eine weitere Variante zu dem Schichtaufbau in Fig. 22 gezeigt. Dabei ist bevorzugt nur eine der
Reflexionsschichten 17r1 als Linienraster, die andere Reflexionsschicht 17r2 dagegen als gerasterte Schicht aus flächenhaften Rasterelementen
ausgebildet. Vorzugsweise ist die obere Reflexionsschicht 17r1 als Linienraster ausgelegt, während die untere Reflexionsschicht 17r2 als gerasterte Schicht aus flächenhaften Rasterelementen ausgelegt ist. Es ist aber auch der umgekehrte Fall möglich. Die geometrischen Formen der beiden
Reflexionsschichten 17r1 und 17r2 sowie deren Dimensionen ergeben sich insbesondere durch mathematische Berechnung, beispielsweise mittels einer Software für die Berechnung von Moire-Effekten. Dabei ist die Dicke der
Lackschicht 1712, die die Abstandsschicht der beiden Reflexionsschichten 17r1 , 17r2 bildet, insbesondere maßgeblich für die Berechnung. Als erste Zielgröße bei der Berechnung wird beispielsweise vorgegeben, dass das Moire im ebenen Zustand des Sicherheitselements 1 eine vollständig oder nahezu vollständig undurchsichtige Fläche erzeugt, wie in Fig. 24 links gezeigt. Dadurch ist das darunter liegende Volumenhologramm 1 1 v im ebenen Zustand abgedeckt und damit unsichtbar oder nahezu unsichtbar. Als zweite Zielgröße wird
beispielsweise vorgegeben, dass im gebogenen Zustand des
Sicherheitselements 1 durch den Moire-Effekt zumindest zwei Fenster bzw. transparente Bereiche in den übereinander liegenden Reflexionsschichten erzeugt werden, die beispielsweise die Form der Ziffern„3" und„5" aufweisen, wie in Fig. 24 rechts gezeigt. In diesen transparenten Bereichen wird das darunter liegende Volumenhologramm 1 1 v, das in der
Volumenhologrammschicht ausgebildet ist, sichtbar.
Fig. 25 zeigt die Draufsicht auf einen Ausschnitt einer als Linienraster ausgeführten Schicht. Bei einer Dicke einer Abstandsschicht bzw. Lackschicht von 170 μιτι ergeben sich beispielsweise Linienbreiten von 70 bis 90 μιτι (g, h), während die Linienabstände 20 bis 30 μιτι (e, f) betragen. Fig. 26 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer gerasterten Schicht aus flächenhaften Rasterelementen. Bei einer Dicke einer Abstandsschicht bzw. Lackschicht von 170 μιτι ergeben sich beispielsweise Strukturbreiten von 10 bis 70 μιτι (g, h), während die Strukturabstände 10 bis 80 μιτι (e, f) betragen.
In Fig. 27 ist eine weitere Ausgestaltung eines Sicherheitselements 1 gezeigt. Das in Figur 27 gezeigte Sicherheitselement weist lediglich eine
Reflexionsschicht 17r' auf. Die Reflexionsschicht 17r' übernimmt im
Wesentlichen die Funktion der in Figur 22a gezeigten Reflexionsschichten 17r1 , 17r2, die gerastet ausgebildet und zueinander versetzt angeordnet sind. In Figur 27 liegt die Reflexionsschicht 17r' im Wesentlichen als Flanken vor. Die Reflexionsschicht 17r' erstreckt sich daher nicht nur in der x/y-Ebene, sondern erstreckt sich auch in z-Richtung. Die flankenförmig ausgebildete
Reflexionsschicht 17r' bzw. die Flanken wirken ähnlich wie die Lamellen in einem sogenannten„privacy filter" für Computer-Bildschirme. Das Licht kann im Wesentlichen senkrecht, d.h. in z-Richtung durch die Reflexionsschicht hindurchtreten. Sobald ein Grenzwinkel g überschritten wird, blockieren die Flanken der Reflexionsschicht das Licht, welches vom Volumenhologramm kommt, nahezu komplett. Es wird aber auch schon für kleinere Winkel die Intensität des Volumenhologramms reduziert, da mit dem Grenzwinkel g nur noch von wenigen Punkten des Volumenhologramms aus das Licht passieren kann.
Die Figuren 28a bis 28d zeigen eine mögliche Herstellmethode für das in Figur 27 gezeigte Sicherheitselement 2. Zunächst wird eine lamellenartige oder tassenförmige Struktur 62 repliziert, bei der Struktur kann es sich um eine Lackschicht handeln (Fig. 18a). Die Höhe H der Lamellen 60 oder
Tassenränder kann zwischen 1 μιτι und 50 μιτι, bevorzugt zwischen 2 μιτι und 20 μιτι und besonders bevorzugt zwischen 2 μιτι und 10 μιτι liegen. Der Abstand d der Lamellen 60 oder Tassenränder sollte bevorzugt kleiner oder gleich 10 x H, besser kleiner 5 x H und noch besser kleiner als 2 x H sein. Anschließend wird die replizierte Struktur 62 vollflächig mit einer Reflexionsschicht, bevorzugt mit einer dünnen Metallschicht 64, beispielsweise in einer Dicke von 20 nm bis 30 nm, insbesondere mit Aluminium, bedampft (Fig. 18b). In einem
Demetallisierungsschritt wird dann die Reflexionsschicht und/oder die
Metallschicht bereichsweise wieder entfernt. Im Wesentlichen wird nur in den Vertiefungen zwischen den Lamellen 60 bzw. den Wänden der„Mikrotassen", d.h. nur vom„Boden" der Strukturen, das Metall entfernt. Übrig bleiben im Wesentlichen flankenförmig ausgebildete Elemente 66 (Fig. 18c). Der Demetallisierungsschritt kann grundsätzlich mit allen bekannten
Demetallisierungsverfahren durchgeführt werden.
Nachdem die flankenförmig ausgebildete Reflexionsschicht 17r' ausgebildet ist, kann auf die Reflexionsschicht 17'r noch eine Lackschicht aufgebracht werden. Die einlagige Reflexionsschicht 17r' kann dann mit einer
Volumenhologrammschicht 1 1 kombiniert und auf ein flexibles Substrat 17, wie eine Papierbanknote, appliziert werden (Fig. 18d). Zwischen der
Reflexionsschicht 17r' und dem Volumenhologramm 1 1 v kann eine Schicht 68 angeordnet sein. Bei dieser Schicht 68 kann es sich um eine Kleberschicht und/oder eine Haftvermittlerschicht handeln. Auf die Schicht 68 kann aber auch verzichtet werden.
Bezugszeichenliste
1 Sicherheitselement
2 Sicherheitsdokument
3, 4, 5 Koordinatenachsen x, y, z
6 Kipplinie, Kipppunkt
7 Betrachter
8 Beleuchtungseinrichtung
9 Biegelinie, Biegepunkt
10a, 10b, 10c, 10d, 10e,
10f, 10g, 10h, 10i Zonen
1 1 Volunnenhologrannnnschicht
1 1 v Volumenhologramm
12 Bragg-Ebenen
13 einfallendes Licht
14 gebeugtes und/oder reflektiertes Licht
15 Kleberschicht
16 Trägerschicht
17 Substrat
1711 , 1712, 1713 Lackschichten
17r, 17r', 17r1 , 17r2 Reflexionsschichten
18 Master
19 kohärenter Lichtstrahl
19e einfallendes Licht
20 abgelenkte Lichtstrahlen
21 , 22, 23, 24, 25, 26, 27,
28, 29, 30 erste Information 40, 41 , 42, 43 zweite Information
50, 51 , 52 Bereiche
60 Lamellen
62 lamellenartige Struktur
64 vollflächige Metallisierungsschicht/
Reflexionsschicht
66 demetallisierte Schicht/ strukturierte bzw.
Reflexionsschicht
68 Schicht
D Biegedurchmesser
ß Öffnungswinkel
δ Öffnungswinkel
α Betrachtungswinkel
h Betrachtungsabstand
d Abstand Lamellen
g Grenzwinkel
H Höhe Lamelle

Claims

A n s p r ü c h e
1 . Sicherheitselennent (1 ) mit einer ersten Volumenhologrammschicht (1 1 ), die ein Koordinatensystem mit den senkrecht zueinander stehenden
Koordinatenachsen x und y (3, 4) in einem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ) aufspannt, wobei in die erste
Volumenhologrammschicht (1 1 ) ein erstes Volumenhologramm in mindestens einem ersten Bereich (51 ) eingebracht ist, wobei das erste
Volumenhologramm derart ausgeformt ist, dass eine erste Information (21 - 30) in einem ersten vordefinierten gebogenen Zustand des
Sicherheitselements (1 ) für einen Betrachter (7) in einer ersten
Betrachtungssituation sichtbar ist und in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ) in der ersten Betrachtungssituation nicht sichtbar ist oder umgekehrt.
2. Sicherheitselennent (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Volumenhologramm derart ausgeformt ist, dass zumindest eine zweite Information (40-43) in zumindest einem zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ) für den Betrachter (7) in der ersten Betrachtungssituation sichtbar ist und in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ) in der ersten Betrachtungssituation nicht sichtbar ist oder umgekehrt. 3. Sicherheitselement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sicherheitselement (1 ) in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand um die x-Achse und/oder die y-Achse gebogen ist.
4. Sicherheitselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sicherheitselement in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand zu dem Betrachter (7) hin gebogen ist, insbesondere derart, dass das Sicherheitselement (1 ) in dem ersten und/oder dem zumindest einen vordefinierten zweiten gebogenen Zustand eine konkave Form aufweist, und/oder dass das
Sicherheitselement (1 ) von dem Betrachter (7) weg gebogen ist, insbesondere derart dass das Sicherheitselement (1 ) in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand eine konvexe Form aufweist. Sicherheitselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Sicherheitselement (1 ) zumindest eine Biegelinie (9) aufweist, um die das Sicherheitselement (1 ) in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ) gebogen ist.
Sicherheitselement (1 ) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sicherheitselement (1 ) in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand symmetrisch oder asymmetrisch bezogen auf die Biegelinie (9) gebogen ist.
Sicherheitselement (1 ) nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ) bei Betrachtung des Sicherheitselements (1 ) parallel zu einer von den Koordinatenachsen x und y aufgespannten Ebene die zwischen einer Oberfläche des
Sicherheitselements (1 ) und einer der Koordinatenachsen x oder y (3, 4) eingeschlossenen Winkel beidseitig der Biegelinie unterschiedlich sind.
Sicherheitselement (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ) bei Betrachtung des Sicherheitselements (1 ) parallel zu einer von den
Koordinatenachsen x und y (3, 4) aufgespannten Ebene die zwischen einer Oberfläche des Sicherheitselements (1 ) und einer der Koordinatenachsen x oder y (3, 4) eingeschlossenen Winkel beidseitig der Biegelinie (9) im Wesentlichen gleich sind, insbesondere sich um weniger als 5°, bevorzugt um weniger als 2,5°, weiter bevorzugt um weniger als 1 °, unterscheiden. 9. Sicherheitselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ) ein vordefinierter
Grenzwert bei Anwendung des Laplace-Operators Δ auf eine von einer Funktion F(x,y) beschriebene Oberfläche des Sicherheitselements (1 ) überschritten wird und in dem nicht gebogenen Zustand nicht überschritten wird, wobei die Funktion F(x,y) den Abstand der Oberfläche des
Sicherheitselements (1 ) zu einer von den Koordinatenachsen x und y (3, 4) aufgespannten zweidimensionalen Referenzfläche beschreibt.
10. Sicherheitselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Biegeradius (r) in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ) zwischen 1 mm und 100 mm, bevorzugt zwischen 2 mm und 50 mm, weiter bevorzugt zwischen 4 mm und 30 mm, liegt.
1 1 . Sicherheitselement (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich der Biegeradius (r) in dem ersten und dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ) um mindestens 2 mm, bevorzugt 5 mm, weiter bevorzugt 10 mm,
unterscheidet.
12. Sicherheitselennent (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Sicherheitselement (1 ) in Richtung der Koordinatenachse x oder y (3, 4), um die das Sicherheitselement (1 ) in dem ersten und/oder dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand gebogen ist, eine Länge von mindestens 5 mm, bevorzugt von mindestens 10 mm, weiter bevorzugt von mindestens 20 mm, noch weiter bevorzugt von mindestens 50 mm, aufweist.
13. Sicherheitselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Volumenhologramm in dem mindestens einen ersten Bereich (51 ) zwei oder mehrere erste Zonen (1 Oa-j) aufweist, wobei die zwei oder mehreren ersten Zonen (1 Oa-j) in dem ersten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ) für den Betrachter in der ersten Betrachtungssituation die erste Information (21 -30) bereitstellen.
14. Sicherheitselement (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Volumenhologramm zwei oder mehrere zweite Zonen (10k) in dem mindestens einen ersten Bereich (51 ) aufweist, wobei die zwei oder mehreren zweiten Zonen (10k) in dem zumindest einen zweiten
vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements für den
Betrachter in der ersten Betrachtungssituation die zumindest eine zweite
Information (40-43) bereitstellen.
15. Sicherheitselement (1 ) nach einem der Ansprüche 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zwei oder mehreren ersten Zonen (1 Oa-j) und/oder die zwei oder mehreren zweiten Zonen (10k) im nicht gebogenen Zustand des
Sicherheitselements (1 ) in Richtung einer der Koordinatenachsen x und/oder y (3, 4) eine Länge von mindestens 5 μιτι, bevorzugt 50 μιτι, noch weiter bevorzugt 500 μιτι aufweisen.
16. Sicherheitselement (1 ) nach einem der Ansprüche 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zwei oder mehreren ersten Zonen (1 Oa-j) und/oder die zwei oder mehreren zweiten Zonen (10k) im nicht gebogenen Zustand des
Sicherheitselements (1 ) eine Flächenausdehnung von mindestens 5 μιτι x 5 μιτι, bevorzugt von 50 μιτι x 50 μιτι, noch weiter bevorzugt von 500 μιτι x 500 μιτι, aufweisen.
17. Sicherheitselement (1 ) nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zwei oder mehreren ersten Zonen (1 Oa-j) und/oder die zwei oder mehreren zweiten Zonen (10k) gemäß einem Raster angeordnet sind.
18. Sicherheitselement (1 ) nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Raster ein eindimensionales Raster, insbesondere ein
Linienraster, oder ein zweidimensionales Raster, insbesondere ein
Punktraster, ist. Sicherheitselennent (1 ) nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 13 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zwei oder mehreren ersten Zonen (1 Oa-j) und/oder die zwei oder mehreren zweiten Zonen (10k) beidseitig der Biegelinie (9) angeordnet sind.
Sicherheitselement (1 ) nach einem der Ansprüche 13 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zwei oder mehreren ersten Zonen (1 Oa-j) in dem ersten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ) und/oder die zwei oder mehreren zweiten Zonen (10k) in dem zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ) in der ersten Betrachtungssituation für den Betrachter (7) unter
unterschiedlichen Beleuchtungswinkeln und Betrachtungswinkeln sichtbar sind.
Sicherheitselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Volumenhologrammschicht (1 1 ) durch Brechzahlvariationen gebildete Bragg-Ebenen (12) aufweist.
Sicherheitselement (1 ) nach Anspruch 21 und einem der Ansprüche 13 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich zumindest einer der Parameter Abstand der Bragg-Ebenen (12) und Ausrichtung der Bragg-Ebenen (12) in den zwei oder mehreren ersten Zonen (1 Oa-j) und/oder den zwei oder mehreren zweiten Zonen (10k) unterscheidet.
23. Sicherheitselement (1 ) nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich der Abstand der Bragg-Ebenen (12) um mehr als 5 nm, bevorzugt mehr als 10 nm, noch weiter bevorzugt um mehr als 20 nm unterscheidet und/oder dass sich der von den Bragg-Ebenen (12) und der von der ersten Volumenholgrammschicht (1 1 ) eingeschlossene Winkel sich um mehr als 2°, bevorzugt um mehr als 5°, weiter bevorzugt um mehr als
10°, noch weiter bevorzugt um mehr als 20°, unterscheidet.
24. Sicherheitselement (1 ) nach einem der Ansprüche 21 bis 23 und einem der Ansprüche 13 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem ersten vordefinierten gebogenen Zustand des
Sicherheitselements (1 ) die Ausrichtung der Bragg-Ebenen (12) in den zwei oder mehreren ersten Zonen (1 Oa-j) im Wesentlichen zueinander gleich ist. 25. Sicherheitselement (1 ) nach einem der Ansprüche 21 bis 24 und einem der Ansprüche 13 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des
Sicherheitselements (1 ) die Ausrichtung der Bragg-Ebenen (12) in den zwei oder mehreren zweiten Zonen (10k) im Wesentlichen zueinander gleich ist.
26. Sicherheitselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in die erste Volumenhologrammschicht (1 1 ) ein zweites
Volumenhologramm in mindestens einem zweiten Bereich eingebracht ist.
27. Sicherheitselement (1 ) nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass das zweite Volumenhologramm derart ausgeformt ist, dass eine dritte Information in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ) in der ersten Betrachtungssituation sichtbar ist.
Sicherheitselement (1 ) nach einem der Ansprüche 26 und 27,
dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens eine erste Bereich (51 ) und der mindestens eine zweite Bereich ineinander gerastert sind, insbesondere dass der mindestens eine erste Bereich (51 ) abwechselnd mit dem mindestens einen zweiten Bereich angeordnet ist und dass der mindestens eine erste Bereich (51 ) benachbart zu dem mindestens einen zweiten Bereich angeordnet ist.
29. Sicherheitselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sicherheitselement (1 ) in einer zweiten
Volumenhologrammschicht ein drittes Volumenhologramm aufweist.
30. Sicherheitselement (1 ) nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Volumenhologrammschicht (1 1 ) und die zweite
Volumenhologrammschicht bei Betrachtung senkrecht auf eine von der ersten Volumenhologrammschicht (1 1 ) des Sicherheitselements (1 ) aufgespannten Ebene in nicht gebogenen Zustand des
Sicherheitselements (1 ) übereinander angeordnet sind.
31 . Sicherheitselement (1 ) nach einem der Ansprüche 29 oder 30,
dadurch gekennzeichnet,
dass das dritte Volumenhologramm derart ausgeformt ist, dass eine vierte Information in einem dritten vordefinierten gebogenen Zustand des
Sicherheitselements für einen Betrachter (7) in der ersten
Betrachtungssituation sichtbar ist und in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ) in der ersten Betrachtungssituation nicht sichtbar ist oder umgekehrt.
32. Sicherheitselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sicherheitselement in mindestens einem dritten Bereich (52) eine
Reliefstruktur ausgewählt aus der Gruppe diffraktives Gitter, Kinegram® oder Hologramm, Blazegitter, Binärgitter, mehrstufiges Phasengitter, Lineargitter, Kreuzgitter, Hexagonalgitter, asymmetrische oder
symmetrische Gitterstruktur, retroreflektierende Struktur, insbesondere binäre oder kontinuierliche Freiformflächen, diffraktive oder refraktive
Makrostruktur, insbesondere Linsenstruktur oder Mikroprismenstruktur, Mikrolinse, Mikroprisma, Beugungsstruktur Nullter Ordnung,
Mottenaugenstruktur oder anisotrope oder isotrope Mattstruktur, oder eine Überlagerung oder Kombinationen von zwei oder mehr der vorgenannten Reliefstrukturen umfasst.
33. Sicherheitselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitselement in mindestens einem vierten Bereich zumindest eine Reflexionsschicht (17r, 17r', 17r1 , 17r2) umfasst.
34. Sicherheitselement (1 ) nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Reflexionsschicht bzw. zumindest eine der Reflexionsschichten (17r, 17r', 17r1 , 17r2) rasterförmig ausgebildet ist.
35. Sicherheitselement (1 ) nach Anspruch 34,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Volumenhologramm (1 1 v) rasterförmig ausgebildet ist, wobei die Bereiche des ersten Volumenhologramms (1 1 v) deckungsgleich im Register mit den Bereichen der Reflexionsschicht (17r) angeordnet sind und wobei bevorzugt das erste Volumenhologramm (1 1 v) unterhalb der Reflexionsschicht (17r), insbesondere auf die Betrachtungsrichtung des
Sicherheitselements, angeordnet ist.
36. Sicherheitselement (1 ) nach Anspruch 34,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sicherheitselement (1 ) zwei rasterförmige, bevorzugt
teilmetallisierte Reflexionsschichten (17r1 , 17r2) aufweist, die so
angeordnet sind, dass nicht vorhandene Bereiche, bevorzugt transparente Bereiche der einen Reflexionsschicht (17r1 , 17r2) von präsenten
Bereichen, insbesondere von metallisierten Bereichen der anderen
Reflexionsschicht(17r1 , 17r2), insbesondere bei Betrachtung senkrecht zu einer von der ersten Volumenhologrammschicht (1 1 ) aufgespannten Ebene im nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ), abgedeckt sind.
37. Sicherheitselement (1 ) nach einem der Ansprüche 33 bis 36,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der Volumenhologrammschicht (1 1 ) und der
Reflexionsschicht (17r, 17r') und/oder zwischen den Reflexionsschichten (17r2, 17r3) eine transparente Abstandsschicht (17I2, 17I3) angeordnet ist.
38. Sicherheitselement (1 ) nach Anspruch 37,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schichtdicke der Abstandsschicht (1712, 1713) variiert.
39. Sicherheitselement nach einem der Ansprüche 33 bis 38,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Reflexionsschicht (17r') flankenförmig ausgebildet ist. 40. Sicherheitselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste (21 -30) und/oder die zumindest eine zweite (40-43) und/oder die dritte und/oder die vierte Information ein oder mehrere Symbole, Logos, Motive, Bilder Zeichen oder alphanumerische Charaktere darstellt.
41 . Sicherheitselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und/oder zweite Volumenhologrammschicht eine
Schichtdicke zwischen 3 μιτι und 100 μιτι, bevorzugt zwischen 10μηη und 30 μιτι, aufweist.
42. Sicherheitselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Volumenhologrammschicht aus einem Photopolymer, insbesondere aus Omni DX 796 (DuPont), Silberhalogenid- Emulsionen oder dichromatischer Gelatine, ausgebildet ist. 43. Sicherheitselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sicherheitselement (1 ) biegbar ist, insbesondere dass die Form des Sicherheitselements (1 ) durch Krafteinwirkung veränderbar ist. 44. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitselements (1 ) mit einer ersten Volumenhologrammschicht (1 1 ), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 43, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
a) Bereitstellen der ersten Volumenhologrammschicht (1 1 );
b) Anordnen eines ersten Masters (18) mit einer ersten Oberflächenstruktur an der ersten Volumenhologrammschicht (1 1 );
c) Belichten des ersten Masters (18) und der ersten
Volumenhologrammschicht (1 1 ) mittels kohärentem Licht (19), wobei das auf diese Weise in die erste Volumenhologrammschicht (1 1 ) eingebrachte erste Volumenhologramm derart ausgeformt ist, dass eine erste Information (21 -30) in einem ersten vordefinierten gebogenen Zustand des
Sicherheitselements (1 ) für einen Betrachter (7) in einer ersten
Betrachtungssituation sichtbar ist und in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ) in der ersten Betrachtungssituation nicht sichtbar ist oder umgekehrt.
45. Verfahren nach Anspruch 44,
dadurch gekennzeichnet,
dass das in dem Schritt c) eingebrachte erste Volumenhologramm derart ausgeformt ist, dass zumindest eine zweite Information (40-43) in zumindest einem zweiten vordefinierten gebogenen Zustand des
Sicherheitselements (1 ) für den Betrachter (7) in der ersten
Betrachtungssituation sichtbar ist und in dem nicht gebogenen Zustand des Sicherheitselements (1 ) in der ersten Betrachtungssituation nicht sichtbar ist oder umgekehrt.
46. Verfahren nach einem der Ansprüche 44 oder 45,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Schritt b) ein erster Master (18) verwendet wird, der ausgehend von einem gebogenen Zwischenmaster erstellt wird, wobei die Biegung des gebogenen Zwischenmasters der Biegung des ersten und/oder des zumindest einen zweiten vordefinierten gebogenen Zustands des Sicherheitselements (1 ) entspricht.
47. Verfahren nach einem der Ansprüche 44 oder 45,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Schritt b) ein erster Master (18) verwendet wird, der mittels verzerrender Optiken, insbesondere Zylinderlinsen, hergestellt ist.
48. Verfahren nach einem der Ansprüche 44 bis 47,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Schritt b) ein erster Master (18) verwendet wird, dessen erste Oberflächenstruktur ein Kinegram®, ein symmetrisches Gitter, ein asymmetrisches Gitter, insbesondere ein Blazegitter, ein Binärgitter, ein mehrstufiges Phasengitter isotrope oder anisotrope Mattstrukturen, eine retroreflektierende Struktur, eine (im wesentlichen) refraktiv wirkende Makrostruktur, insbesondere Mikrophsmenstruktur oder Mikrospiegel, fresnelartige Freiformflächen oder Kombinationen daraus umfasst.
49. Verfahren nach einem der Ansprüche 44 bis 48,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Schritt b) ein erster Master (18) verwendet wird, der mindestens zwei Teilbereiche aufweist, die einfallendes Licht in mindestens zwei unterschiedliche Zonen der ersten Volumenhologrammschicht (1 1 ) reflektieren oder beugen.
50. Verfahren nach Anspruch 49,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die erste Oberflächenstruktur des ersten Masters (18) in den mindestens zwei Teilbereichen unterscheidet, insbesondere sich in mindestens einem der Parameter Profilform, Gittertiefe, Gitterperiode und
Azimutwinkel unterscheidet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 49 oder 50,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Master (18) in einem ersten Teilbereich eine symmetrische Gitterstruktur, aufweist und in einem zweiten Teilbereich eine erste asymmetrische Gitterstruktur aufweist, wobei sich die Gitterperioden und/oder Gittertiefen der Gitterstrukturen in dem ersten und zweiten Teilbereich unterscheiden.
Verfahren nach Anspruch 49,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Master (18) in einem dritten Teilbereich eine zweite asymmetrischen Gitterstruktur aufweist, wobei sich die Gitterperioden und/oder Gittertiefen der ersten und zweiten asymmetrischen Gitterstruktur unterscheiden. 53. Verfahren nach einem der Ansprüche 44 bis 52,
dadurch gekennzeichnet wird,
dass in dem Schritt c) die erste Volumenhologrammschicht (1 1 ) und der erste Master (18) durch kohärente Lichtstrahlen (19) unterschiedlicher Wellenlängen und/oder unterschiedlicher Einfallsrichtungen belichtet werden.
54. Verfahren nach einem der Ansprüche 44 bis 53,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Schritt c) der kohärente Lichtstrahl (19) durch die erste Volumenhologrammschicht (1 1 ) hindurchtritt und an der ersten
Oberflächenstruktur des ersten Masters (18) gebeugt oder reflektiert wird.
55. Verfahren nach einem der Ansprüche 44 bis 54,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Schritt b) der erste Master (18) unmittelbar oder unter
Zwischenschaltung eines transparenten optischen Mediums an die erste Volumenhologrammschicht (1 1 ) angeordnet wird.
56. Verfahren nach einem der Ansprüche 44 bis 55,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Belichtung mit Laserlicht mit einer Leistungsdichte im Bereich von 0,5 bis 5 W/cm2 , bevorzugt im Bereich von 1 bis 3 W/cm2, erfolgt.
57. Verfahren nach einem der Ansprüche 44 bis 56,
dadurch gekennzeichnet,
dass nach dem Belichten die erste Volumenhologrammschicht (1 1 ) durch Aushärten, insbesondere mittels UV-Strahlung, fixiert wird.
58. Sicherheitsdokument (2) mit einem Sicherheitselement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 43.
59. Sicherheitsdokument (2) nach Anspruch 58,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sicherheitsdokument (2) als Ausweisdokument, Passdokument, Visum, Kreditkarte, Banknote, Wertpapier oder dergleichen ausgebildet ist.
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