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Die
Erfindung betrifft einen Datenträger
mit einem gedruckten Motiv und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
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Datenträger im Sinne
der Erfindung sind insbesondere Sicherheits- oder Wertdokumente,
wie Banknoten aus Papier oder Polymerfolien oder sonstigen Folien,
Ausweiskarten, Pässe,
Visa-Sticker, Scheckformulare, Aktien, Urkunden, Briefmarken, Flugscheine
und Ähnliches
sowie Etiketten, Siegel, Verpackungen oder andere Elemente für die Produktsicherung.
Die vereinfachende Benennung „Datenträger" und „Sicherheits-
oder Wertdokument" schließt deshalb
im Folgenden stets Dokumente der genannten Art ein. Ebenfalls eingeschlossen
unter der Benennung „Datenträger" sind Sicherheitspapiere
(z.B. in Rollenform) und Papierbögen,
die als Vorstufe zur Fertigung einzelner solcher oben genannter Wertdokumente
etc. dienen können
(vgl. unten).
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Derartige
Papiere, deren Handels- oder Nutzwert den Materialwert bei weitem übersteigt, müssen durch
geeignete Maßnahmen
als echt erkennbar und von Nachahmungen und Fälschungen unterscheidbar sein.
Sie werden daher mit besonderen Sicherheitselementen versehen, die
Idealerweise nicht oder nur mit großem Aufwand nachahmbar und nicht
verfälschbar
sind.
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In
der Vergangenheit haben sich besonders diejenigen Sicherheitselemente
bewährt,
die vom Betrachter ohne Hilfsmittel identifiziert und als echt erkannt
werden können,
aber gleichzeitig nur unter größtem Aufwand
herstellbar sind. Dabei handelt es sich z.B. um in Hochdrucktechnik
oder Stichtiefdrucktechnik erzeugte künstlerische Motive, die sehr
fein ausgearbeitet sind und daher nur schwer originalgetreu nachzuahmen
sind.
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Als
künstlerische
Motive werden beispielsweise Personen-, Tier-, Landschafts- oder
Bauwerkportraits realisiert.
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Zur
Erzeugung der Motive ist grundsätzlich jede
Drucktechnik geeignet, wie zum Beispiel Siebdruck, Flexodruck, Hochdruck
und Tiefdruck, insbesondere (Stahl-) Stichtiefdruck.
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Besonders
geeignet als Drucktechnik für
die Motive ist die Stichtiefdrucktechnik, die sich durch ihre charakteristische,
auch für
den Laien leicht erkennbare Taktilität auszeichnen und mit anderen gängigen Druckverfahren
oder durch Kopiergeräte nicht
nachgeahmt werden können.
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Der
Stichtiefdruck zeichnet sich dadurch aus, dass er mit Druckplatten
durchgeführt
wird, in die Vertiefungen eingraviert oder geätzt sind. In diese Vertiefungen
wird Farbe gefüllt, überschüssige Farbe wird
mit einem Rakel abgezogen. Anschließend wird das gewünschte Substrat
auf die Druckplatte gepresst oder umgekehrt und dabei die Farbe
aus den Vertiefungen auf das Substrat übertragen. Gleichzeitig wird
das Substrat mittels der Vertiefungen geprägt, so dass die für den Stichtiefdruck
typische taktile Struktur ausgebildet wird.
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Beim
klassischen Stichtiefdruck haben die Vertiefungen die Form von geeignet
angeordneten dünnen
Linien oder Punkten. Entsprechend wird das Motiv dadurch erzeugt,
dass in dem gewünschten Druckbereich
dünne Linien
oder Punkte aufgedruckt werden, so dass die Gesamtheit der Linien
bzw. Punkte, aus ausreichendem Abstand betrachtet, dem Betrachter
letztlich einen Eindruck eines gewünschten flächigen Motivs vermittelt. Die
Stichtiefdruckmotive sind je nach Linienbreite entweder visuell
oder taktil oder sowohl visuell als auch taktil wahrnehmbar.
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Aus
DE 101 62 050.0 ist ein
Stichtiefdruckverfahren bekannt, mit dem sich vollflächige Farbflächen erzeugen
lassen. Hierbei werden Druckplatten verwendet, bei denen die eingravierten
Linien einander überlappen.
Mit anderen Worten verbleiben zwischen den Linien Stege oder Kanten,
die nicht ganz bis an die Oberfläche
der Druckplatte reichen. Dadurch überlappen im mit der Druckplatte
erzeugten Druckmotiv die Liniert, so dass eine durchgängige Fläche erzeugt
wird.
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Unterschiedliche
Farbtiefen und/ oder Farbtöne
lassen sich bei jedem mit Linien arbeitenden Druckverfahren dadurch
realisieren, dass Linien unterschiedlicher Breite und/ oder unterschiedlichen gegenseitigen
Abstands aufgetragen werden. So ergeben vom visuellen Eindruck her
dünne Linien
in großem
Abstand einen hellen Farbton und breite Linien in geringem Abstand
einen dunklen, satten Farbton. Durch abwechselnd aufgetragene Linien
in unterschiedlichen Farben ergeben sich im visuellen Eindruck Mischfarben.
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Werden
lasierende Farben verwendet, bestimmt die Dicke des Farbauftrags
den Farbton. So erhält
man beim Bedrucken eines weißen
Datenträgers
mit geringen Farbschichtdicken eine helle Farbtönung, beim Bedrucken mit dicken
Farbschichten dunklere Farbtöne.
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Zum
Drucken der Motive werden üblicherweise
pastöse
oder fließfähige Druckfarben
verwendet, die ein Lösungsmittel
und darin verteilte Farbpigmente enthalten. Zusätzlich kann in der Druckfarbe noch
ein Bindemittel enthalten sein. Die einzelnen Farbpigmente können selbst
eine komplexe innere Struktur haben. Nach dem Aufdrucken der Druckfarbe
auf eine ge wünschte
Unterlage entweicht das Lösungsmitfel
zumindest teilweise aus der Druckfarbe, und die farbgebenden Farbpigmente
bleiben zurück.
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Zur
Herstellung der genannten Datenträger (Wertpapiere etc.) wird
typischerweise zuerst ein Sicherheitspapier gefertigt. Hierzu werden
auf ein Papiersubstrat, das beispielsweise in Form eines zu einer
Papierrolle aufgerollten Papierbandes vorliegt, Sicherheitsmerkmale
und/ oder Motive aufgebracht werden. Für eine weitere Verarbeitung
im Stichtiefdruck werden üblicherweise
von dem Sicherheitspapier einzelne Bögen abgeschnitten und anschließend bedruckt
und ggf. mit weiteren Merkmalen versehen. Danach werden die Bögen in einzelne
Wertdokumente, beispielsweise Banknoten, zerschnitten.
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Die
meisten Drucke für
Datenträger
wie Wertpapiere sind mehrfarbig. Die unterschiedlichen Farben können gleichzeitig
oder nacheinander, d.h. sequentiell aufgedruckt werden, werden aber
meistens sequentiell, in aufeinanderfolgenden Teil-Druckvorgängen aufgedruckt.
Damit die Teilmotive in den unterschiedlichen Farben schließlich, übereinander gedruckt,
ein einheitliches Bild ergeben, müssen die einzelnen Teil-Druckvorgänge mit
einer hohen Passergenauigkeit durchgeführt werden. Dies bedeutet, dass
die unterschiedlich farbigen Bilder nicht lateral, in der Ebene
des Drucksubstrats (Datenträgers)
gegeneinander verschoben sein dürfen,
da sonst im Druckbild Farbränder
entstehen.
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Bei
einer Druckmaschine wird üblicherweise das
zu bedruckende Substrat zwischen zwei parallelstehenden, drehbar
gelagerten Zylindern hindurchgeführt.
Auf dem einen Zylinder, dem Druckzylinder, ist auf der Oberfläche die
eingefärbte
Druckplatte angeordnet. Der andere Zylinder dient als Ge genzylinder,
um unter Druck das Motiv der Druckplatte auf das Substrat zu übertragen.
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Zum
sequentiellen, mehrfarbigen Drucken ist beispielsweise die Mehrzylinderdruckmaschine
bekannt. Bei dieser durchläuft
das Substrat nacheinander mehrere Druckwerke, von denen jedes ein
Paar von Zylindern und Einrichtungen zum Auftragen der Farbe auf
den jeweiligen Druckzylinder aufweist. Mit jedem Druckwerk wird
eine andere Farbe gedruckt. Dazwischen läuft das Substrat mehr oder
weniger frei.
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Als
weitere Druckmaschine ist die Einzylinderdruckmaschine, oder gleichbedeutend
Zentralzylinderdruckmaschine, bekannt. Bei einer solchen Einzylinderdruckmaschine
läuft das
Substrat straff gespannt um einen einzigen Zentralzylinder, an dessen Umfang
mehrere Druckwerke mit jeweils einem Druckzylinder angeordnet sind.
Auf jedem der Druckzylinder ist die Druckplatte für eine andere
Farbe angeordnet. Das um den Zentralzylinder umlaufende Papier passiert
so in Umfangsrichtung des Zentralzylinders nacheinander die Druckzylinder
für die
unterschiedlichen Farben. Der Vorteil bei der Zentralzylinderdruckmaschine
ist, dass das zu bedruckende Substrat stets auf dem Zentralzylinder
anliegt und somit zwischen den Druckwerken keine freie Bahnlänge verläuft, wodurch
eine optimale Substratführung des
zu bedruckenden Substrats zwischen den einzelnen Druckwerken gewährleistet
ist. Daher hat die Einzylinderdruckmaschine eine besonders hohe Passergenauigkeit.
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Gemäß einem
anderen Aspekt, der beispielsweise in
DE 10163 267.3 oder PCT/EP02/14606
adressiert ist, wird als Sicherheitsmerkmal vorgeschlagen, Sicherheitsdokumente
wie Banknoten zusätzlich
mit einem Chip zu versehen, in dem sich Daten in elektronischer
Form abspeichern lassen. Der Chip hat die äußere Gestalt eines flachen Plättchens.
Damit der Chip sich gut in das Sicherheitsdokument integrieren lässt, ohne
dass das Sicherheitdokument ausgebeult wird, ist es erforderlich,
dass der Chip sehr dünn
ist. Um dünne
Chips auf Siliziumbasis (oder auf Basis von anderen kristallinen,
insbesondere einkristallinen oder polykristallinen, Halbleitern,
ggf. auch Verbindungshalbleitern) zu erzielen, ist es bekannt, Chips
in Standarddicke dünnzuschleifen.
Die dünngeschliffenen
Chips haben allerdings den Nachteil; dass sie bruchempfindlich sind.
Neben kristallinen (einkristallinen oder polykristallinen) Siliziumchips
sowie amorphen Dünnschicht-Silizium-Chips
sind Chips auf der Basis von organischen Polymeren in der Entwicklung.
Solche Chips auf Polymerbasis sind flexibel und daher weniger bruchempfindlich.
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Sowohl
Chips auf Siliziumbasis als auch solche auf Polymerbasis stellen
einen Fremdkörper
im Sicherheitsdokument dar, der sich mehr oder weniger auffällig vom
Sicherheitsdokument abhebt, so dass die Gefahr besteht, dass der
Chip vorsätzlich oder
unabsichtlich manipuliert und verfälscht oder beschädigt wird.
Hierdurch ist die Fälschungssicherheit
des Sicherheitsdokuments beeinträchtigt.
Daher ist es wünschenswert,
dass der Chip möglichst
unauffällig
und gut integriert in das Sicherheitsdokument eingebaut ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Datenträger zu schaffen,
der einen besonders hohen Fälschungsschutz
bietet, und ein Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Datenträgers bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Dadurch,
dass der elektronische Schaltkreis Bestandteile aufweist, die zugleich
Schaltkreisteile und Elemente des Motivs in dem Druckbereich sind, ist
der Schaltkreis besonders gut und unauffällig in den Datenträger integriert
und folglich besonders gut gegen vorsätzliche und unabsichtliche
Manipulationen, Schädigungen
und Verfälschungen
geschützt. Somit
ist ein Datenträger
mit einem besonders hohen Fälschungsschutz
geschaffen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
mindestens eines der Graphikelemente als Linie ausgebildet ist und
hat die Funktion einer elektrisch oder optisch leitfähigen Leiterbahn.
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Zusätzlich oder
alternativ hat mindestens eines der Graphikelemente die Funktion
eines elektrischen oder optischen Bauelements oder eines Teils eines
solchen Sauelements.
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In
dem Fall, dass Leiterbahnen und mindestens ein Bauelement vorgesehen
sind, kann insbesondere in dem Motiv mindestens ein Verbindungspunkt
und/ oder Kreuzungspunkt von mindestens zwei Linien vorgesehen sein,
wobei durch jede der beiden Linien eine Leiterbahn gebildet ist
und wobei das Bauelement an dem Verbindungspunkt bzw. Kreuzungspunkt
der mindestens zwei Linien angeordnet ist.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
hat ein Teil der Linien die Funktion einer Antenne zur Kontaktierung
des elektronischen Schaltkreises. Diese Ausführungsform hat den Vorteil,
dass der Datenträger
kontaktlos kontaktiert werden kann und dadurch, im Vergleich zu
einem kontaktbehaftet kontaktierten Datenträger, nur gering mechanisch
belastet wird. Andererseits ist dadurch, dass die Linien als Antenne
verwendet werden, die Antenne besonders unauffällig in den Datenträger integriert.
Alternativ kann für
den Schaltkreis eine kontaktbehaftete Kontaktierung vorgesehen sein.
Die Kontaktierung des Schaltkreises kann weiter gemäß jedem
geeigneten der in
DE 10163
267.3 oder PCT/EP02/14606 beschriebenen Verfahren durchgeführt werden.
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Vorzugsweise
hat der durch das Graphikelement gebildete Teil des Schaltkreises
eine elektrische Leitfähigkeit
bzw. Lichtleitfähigkeit,
die durch die Zusammensetzung der zum Drucken des Teils verwendeten
Druckfarbe erzielt wird.
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Der
Datenträger
kann gleichzeitig sowohl Linien, die als elektrisch leitende Bahnen
wirken, als auch Linien, die als lichtleitende Bahnen wirken, aufweisen,
sowohl im selben Motiv als auch in unterschiedlichen Motiven, und
ggf. zusätzlich
elektrische und/ oder optische Bauelemente.
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Anhand
der nachfolgenden Beispiele und Figuren werden die Vorteile der
Erfindung erläutert.
Es zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes Motiv
(Designelement);
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2 eine schematische Darstellung
eines FET, der zwischen zwei als Linien ausgestalteten Graphikelementen
angeordnet ist, gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung, im Querschnitt;
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3 den FET aus 2A, in Aufsicht.
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1 zeigt ein Motiv in Form
einer Säule 101,
das auf eine Banknote aufgedruckt ist. Die Säule 101 weist eine
Mehrzahl von Linien 102,103 auf. Durch eine Konturlinie 102 ist
die Säule
berandet. Die Konturlinie 102 ist aus einer Druckfarbe
gedruckt, die Silberleitpaste enthält oder vollständig aus
Silberleitpaste besteht, d.h. im letzteren Fall wird die Silberleitpaste
als Druckfarbe verwendet. Zudem weist die Säule 101 Mauerlinien 103 auf,
durch die ein gemauertes Erscheinungsbild der Säule 101 erzeugt wird. Die
Mauerlinien 103 sind aus einer Druckfarbe gedruckt, die
Farbpigmente mit einem farbigen leitfähigen Polymermaterial aufweist.
An einigen Kreuzungspunkten 104 von Mauerlinien 103,
die in 1 fett dargestellt
sind, sind elektronische Bauelemente vorgesehen.
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2, 3 zeigen eine schematische Darstellung
eines FET, der zwischen zwei als Linien ausgestalteten Graphikelementen
angeordnet ist, gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung, im Querschnitt bzw. in Aufsicht. 2, 3 zeigen
genauer eine erste Linie und eine zweite Linie, die einander kreuzen,
wobei am Kreuzungspunkt der ersten und der zweiten Linie ein Feldeffekttransistor
(FET) angeordnet ist. Durch die erste Linie sind eine Gateleitung 201 und
eine damit einstückig
ausgebildete Gate-Elektrode 202 des FET realisiert. Durch
die zweite Linie sind eine Datenleitung 203, die Source-Elektrode 204 und
die Drain-Elektrode 205 sowie der Kanalbereich 206 des
FET ausgebildet. Die Source-Elektrode 204 und die Drain-Elektrode 205 sowie der
Kanalbereich 206 sind in die Datenleitung 203 des
FET eingefügt.
Zwischen der Gateleitung 201 einerseits und der Datenleitung 203,
der Source-Elektrode 204, der Drain-Elektrode 205 sowie
dem Kanalbereich 206 andererseits ist eine Isolierschicht 207 angeordnet,
die sich mindestens so weit über
die Datenleitung 203 erstreckt, dass sie die elektrische
Isolierung der Datenleitung 203 von der Gateleitung 201 gewährleistet.
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Die
Gateleitung 201, die Datenleitung 203, die Gate-Elektrode 202,
die Source-Elektrode 204 und die Drain-Elektrode 205 sind
aus einer Druckfarbe gedruckt, die Farbpigmente mit einem leitfähigen Polymermaterial
aufweist.
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Der
Kanalbereich 206 ist aus einer Druckfarbe gedruckt, die
Farbpigmente mit einem halbleitenden Polymermaterial aufweist. Die
Isolierschicht 207 ist aus einem isolierenden Polymermaterial
gedruckt. Bei einer Ausgestaltungsvariante sind der Kanalbereich 206 sowie
die Isolierschicht 207 aus einer transparenten Druckfarbe
mit den entsprechenden Eigenschaften (halbleitend, isolierend) hergestellt.
Diese Variante hat, insbesondere bei der Verwendung von lasierenden
Farben, den Vorteil, dass der Farbton des Kreuzungspunkts der beiden
Linien mit dem Bauelement (Transistor, FET), der ja mehr Farbschichten
hat als eine einzelne Linie, dennoch im wesentlichen der gleiche
ist wie der Farbton einer einzelnen Linie, so dass das Bauelement
besonders unauffällig
untergebracht ist. Bei einer weiteren Ausgestaltungsvariante wird
die mehrschichtige Farbanordnung am Kreuzungspunkt mit dem Bauelement
dazu verwendet, um für
den visuellen Eindruck Mischfarben zu erzeugen.
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Die
Datenleitung 203, Source- und Drain-Elektrode 204, 205 und
der Kanalbereich 206 werden gemäß einer Ausführungsform
vor der Gateleitung 201 und der Gate-Elektrode 202 aufgedruckt. Hierdurch
wird ein FET mit obenliegendem Gate 202 geschaffen. Gemäß einer
anderen Ausführungsform wird
in umgekehrter Reihenfolge gedruckt, so dass ein FET mit obenliegendem
Kanalbereich 206 geschaffen wird.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform ist
an einem Kreuzungspunkt zweier Linien, die die Funktion elektrischer
Leitungen haben, ein Bipolartransistors angeordnet. Hierzu sind
die Leitungen aus einer im Druckresultat p-leitenden (bzw. n-leitenden) Druckfarbe
gedruckt, und dazwischen ist ein Element aus einer im Druckresultat
n-leitenden (bzw. p-leitenden) Druckfarbe gedruckt, so dass an der
Kreuzung eine pnp-Schichtstruktur (bzw. npn-Schichtstruktur) ausgebildet wird. Im
Druckresultat leitend bedeutet hierbei, dass das fertig gedruckte
und ggf. getrocknete Motiv entsprechend leitend ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist die Druckfarbe Farbpigmente in der Gestalt elektrisch
leitfähiger
Partikel auf. Z.B. weist die Druckfarbe Metallpartikel auf oder
intrinsisch oder extrinsisch leitfähige Polymere oder leitfähige Kompositpartikel,
die Metalle und/ oder leitfähige
Polymere und ggf. weitere leitende und/ oder nicht-leitende Substanzen
enthalten. Ggf. tritt die elektrische Leitfähigkeit eines mit der Druckfarbe
gedruckten Motivs erst auf, nachdem in der Druckfarbe enthaltene
Lösungsmittel
verdunstet oder weggeschlagen (d.h. in das Drucksubstrat entwichen)
sind.
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Bei
der Verwendung von elektrisch leitfähigen Polymeren als Farbpigmente
werden vorzugsweise durch die Verwendung unterschiedlicher Polymere
unterschiedliche Farben erzeugt. Beispielsweise werden die Farben
grün, blau
und rot durch Polyanilin, Poly-3,4-ethylendioxythiophen (BAYTRONTM) bzw. Polyacetylen realisiert. Druckfarben
mit Mischungen unterschiedlicher Polymere werden bevorzugt verwendet,
um Mischfarben zu erzeugen. Alternativ werden Mischfarben dadurch
erzeugt, dass Linien unterschiedlicher Farben abwechselnd gedruckt werden.
Farben unterschiedlicher Sättigung
werden beispielsweise dadurch erzeugt, dass Farbschichten unterschiedlicher
Dicke aufgetragen werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform werden
als polymere Farbpigmente in der Druckfarbe mit Leitfähigkeitsruß dotierte,
intrinsisch nicht leitfähige
Polymere verwendet, die ihre elektrische Leitfähigkeit erst durch die Dotierung
erhalten. Diese werden insbesondere zur Erzeugung schwarzer oder brauner
Linien verwendet, so dass, je nach den weiteren Parametern wie Li nienbreite
und -abstand und/ oder ggf. Farbschichtdicke und / oder Dotierungsgrad,
schwarze, graue und braune Farbtöne
in unterschiedlichen Sättigungsgraden
erzeugt werden. Gemäß einer
Variante wird zur Erzeugung möglichst
tief schwarzer oder brauner Farben für die polymeren Farbpigmente
ein farbloses Polymermaterial verwendet, das mit dem Leitfähigkeitsruß dotiert
ist. Zur Erzeugung von Mischfarben mit Schwarzanteil oder Braunanteil
wird ein farbiges, mit Leitfähigkeitsruß dotiertes
Polymermaterial verwendet.
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Bei
der Verwendung von Farbpigmenten mit Metallen (Metallpigmenten)
werden gemäß einer
Variante durch die Verwendung von Silberleitpaste Grautöne und Silbertöne erzeugt.
Durch die Verwendung anderer Metallpigmente werden weitere Farbtöne wie schwarz,
braun und rotbraun erzeugt.
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Die
Farbpigmente können
Polymexmaterialien bzw. Metalle nur einer Sorte enthalten oder Mischungen
aus unterschiedlichen Polymermaterialien oder unterschiedlichen
Metallen oder Mischungen aus Metallen und Polymermaterialien und/
oder anderen elektrisch leitfähigen
Materialien enthalten. Durch die unterschiedlichen Mischungen lassen
sich insbesondere unterschiedliche Farbtöne und Leitfähigkeitseigenschaften
erzeugen.
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Gemäß einer
Variante sind die einzelnen Farbpigmente vollständig aus dem leitfähigen Polymermaterial
bzw. Metall gebildet.
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Gemäß einer
weiteren Variante sind die einzelnen Farbpigmente aus einem Kompositmaterial gebildet,
das neben dem Polymermaterial bzw. Metall weitere Materialien aufweist.
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Zusätzlich zu
elektronenleitenden (elektrisch leitfähigen) Strukturen oder alternativ
dazu sind in dem Motiv gemäß einer
weiteren Ausführungsform der
Erfindung lichtleitende Strukturen oder Elemente vorgesehen. Der
lichtleitende Effekt solcher Strukturen wird z.B. ausgenutzt, um
eine lichtleitende Verbindung zwischen zwei Bauelementen zu schaffen und
kann insbesondere bei optischen Computern seine Anwendung finden.
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Gemäß unterschiedlichen
Varianten dieser Ausführungsform
der Erfindung weist die Druckfarbe lichtleitende Farbstoffe und/
oder lichtleitende Farbpigmente und/ oder eine mit Farbstoffen und/
oder Farbpigmenten versehene lichtleitende Matrix auf, so dass in
jedem Fall das mit der Druckfarbe gedruckte Motiv die gewünschten
lichtleitenden Eigenschaften hat. Optional sind in der Druckfarbe
zusätzlich
Lösungsmittel
enthalten. Ggf. treten die lichtleitenden Eigenschaften erst auf,
nachdem in der Druckfarbe enthaltene Lösungsmittel verdunstet oder
weggeschlagen (d.h. in das Drucksubstrat entwichen) sind oder nachdem
chemische Reaktionen wie z.B. Polymerisationen in der Druckfarbe
erfolgt sind.. Vorzugsweise wird eine Druckfarbe verwendet, bei
der farbgebende Farbstoffe in einer lichtleitenden Matrix gelöst sind,
da eine solche Druckfarbe besonders homogene lichtleitende Eigenschaften
hat.
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Falls
Farbstoffe verwendet werden, sind diese vorzugsweise in einer geeigneten
Matrix gelöst. Als
Ausgangsmaterial für
die Matrix wird vorzugsweise ein Monomer, beispielsweise Methylmetacrylat (MMA),
verwendet. Das Monomer wird mit einem geeigneten Lösungsmittel
und einem geeigneten Initiator sowie dem Fluoreszenzfarbstoff versetzt
und polymerisiert so zu einem gefärbten Polymer. Beispielsweise
entsteht mit MMA als Ausgangsmaterial nach der Polyreaktion PMMA
(Polymethylmetacrylat, Plexiglas), das den Farbstoff beinhaltet.
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Falls
Farbpigmente verwendet werden, sind diese vorzugsweise in einer
geeigneten Matrix suspendiert.
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Die
lichtleitenden Farbpigmente können,
wie die oben beschriebenen elektrisch leitfähigen Farbpigmente, ausschließlich einen
einzigen lichtleitenden Farbstoff aufweisen oder Mischungen unterschiedlicher
lichtleitender Farbstoffe oder Mischungen aus unterschiedlichen
leitenden, nichtleitenden, farbgebenden und nicht-farbgebenden Substanzen aufweisen.
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Wahlweise
werden in der Druckfarbe als Farbstoffe Leuchtfarbstoffe (Fluoreszenzfarbstoffe) verwendet
bzw. als Farbpigmente Leuchtpigmente (Lumineszenzpigmente) verwendet.
In diesem Fall haben die Farbstoffe bzw. Farbpigmente die zusätzliche
vorteilhafte Wirkung, dass sie eine zusätzliche Möglichkeit zum Einkoppeln von
Licht in das gedruckte Graphikelement, z.B. also die lichtleitende Bahn,
schaffen. Fällt
Licht in einem steilen Winkel, im Extremfall im rechten Winkel,
auf eine gedruckte lichtleitende Bahn, so wird bei einem Lichtleiter
ohne Farbstoffe oder Farbpartikel der Großteil des Lichts transmittiert.
Bei einem Lichtleiter mit Farbstoffen bzw. Farbpartikeln absorbieren
diese einen erheblichen Teil des Lichts und strahlen leicht frequenzverschobenes
Licht in die lichtleitende Bahn ab, wo es wie üblich über Totalreflexion weitergeleitet
wird.
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Insbesondere
werden als Leuchtfarbstoffe beispielsweise ein oder mehrere der
in
DE 40 29167 A1 und
den darin genannten Dokumenten angeführten Fluoreszenzfarbstoffe
verwendet. Fluoreszenzfarbstoffe sind in vielen Farben wie z.B.
gelb, rot oder violett erhältlich.
Vorzugsweise sind die Fluoreszenzfarbstoffe in einen geeigneten,
vorzugsweise einen optisch klaren, Lack als Matrix eingebracht.
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Gemäß weiteren
Ausgestaltungen enthält die
Druckfarbe Lösungsmittel
und/ oder Bindemittel und/ oder Füllstoffe und/ oder Weichmacher.
Dies gilt für
die Druckfarbe für
elektrisch leitfähige
Elemente und ebenso für
die Druckfarbe für
lichtleitende Elemente.
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Der
Druckbereich kann jedes beliebige Motiv darstellen. Bevorzugt sind
besonders aufwändig
zu druckende Motive, insbesondere fein strukturierte Druckbilder
wie z.B. Guillochen, alphanumerische Zeichen etc. An die flächige Ausdehnung
des Druckbereichs werden keine weiteren Anforderungen gestellt.
So kann die gesamte Oberfläche
des Dokumentes bedruckt sein oder aber ein oder mehrere begrenzte
Bereiche.
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Die
gedruckten Elemente die als Linien ausgestaltet sind, oder ein Teil
davon können
beispielsweise derart angeordnet sein, dass durch sie ein Druckbereich
im wesentlichen gleichmäßig gefüllt ist, so
dass ein flächiger
visueller Farbeindruck erzeugt wird. Alternativ oder zusätzlich können gedruckte
Linien derart angeordnet sein, dass durch sie eine Kontur eines
Motivs oder eines Teilmotivs dargestellt ist.
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Je
nachdem, nach welchem Druckverfahren und mit welchen Druckparametern,
wie z.B. Linienbreite, Linienabstand, Dicke der aufgetragenen Farbschicht,
das Motiv gedruckt ist, kann das Motiv visuell oder taktil oder
sowohl visuell als auch taktil wahrnehmbar sein.
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Als
Drucktechniken zur Erzeugung des Motivs werden beispielsweise die
folgenden Druckverfahren eingesetzt: Hochdruck, Flexodruck, Tiefdruck, insbesondere
Stichtiefdruck, Siebdruck, Inkjetdruck, insbesondere Continuous
Inkjetdruck.
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Als
Druckverfahren zur Herstellung des Motivs für den erfindungsgemäßen Datenträger sind
solche Druckverfahren bevorzugt, bei denen die Druckfarben einen
hohen Lösungsmittelanteil
beinhalten, damit nach dem Wegschlagen bzw. Verdunsten des Lösungsgmittels
zwischen den einzelnen leitfähigen Partikeln
möglichst
wenig isolierende Materialien (z.B. Bindemittel) verbleiben. Als
Lösungsmittel
kann Wasser oder ein anderes Lösungsmittel
verwendet werden, in Abhängigkeit
von den verwendeten Farbpigmenten und weiteren Materialien, z.B.
Bindemitteln, wobei weiter auf die speziellen Anforderungen der
einzelnen Druckverfahren sowie der Herstellungs- bzw. Lieferformen
der Polymere Rücksicht
genommen wird. Beispielsweise wird Poly-3,4-ethylendioxythiophen
(BAYTRONTM) in einer wässrigen Dispersion geliefert,
und daher wird für
dieses Polymermaterial vorzugsweise ein wasserbasiertes Druckfarbensystem
verwendet.
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Prinzipiell
sind alle gängigen
Druckverfahren zum Herstellen des Motivs geeignet, jedoch sind Tief- oder
Flexodruck besonders vorteilhaft, da diese Druckverfahren mit Lösungsmittelanteilen
von 60 – 70
% bzw. Feststoffanteilen von 30 – 40 % in der Druckfarbe arbeiten
und somit bei einem besonders hohen Lösungsmittelanteil arbeiten.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird zum Drucken der Linien und ggf. der weiteren Elemente eine
Druckfarbe verwendet, die ein leitfähiges Bindemittel und / oder
einen leitfähigen Füllstoff
enthält.
Diese Ausführungsform
ist besonders für
den Stichtiefdruck, insbesondere den Stahlstichtiefdruck, bevorzugt,
da hier der Pigmentanteil, d.h. der Anteil an Farbpigmenten, in
der Druckfarbe sehr gering ist.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsvariante
werden nacheinander zwei oder mehr Druckvorgänge durchgeführt, bei
denen eine jeweilige Linie oder sonstiges Element zwei Mal bzw.
mehrmals möglichst
passergenau übereinander
gedruckt wird, um Fehlstellen (missing dots), die die Leitfähigkeit
unterbrechen würden,
zu beseitigen und im Ergebnis eine ununterbrochene Linie bzw. sonstiges Element
zu erzeugen.
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Um
eine Optimierung der Lebensdauer der erzeugten Schaltkreise zu erhalten
ist weiterhin gemäß einer
Variante der Erfindung das Design des Motivs (Schaltkreises) mit
redundanten Strukturen ausgestattet, die eventuelle Beschädigungen
kompensieren. Beispielsweise ist an einer Stelle, an der eine – elektrisch
oder optisch – leitende
Verbindung (Leitung) vorgesehen sein soll, nicht nur eine einzelne
Linie vorgesehen, sondern eine Doppellinie. Ist die eine der beiden
Linien nicht durchgängig
und daher nicht leitend, so steht immer noch die zweite Linie zur
Verfügung.
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Der
Stichtiefdruck, mit geeigneten Druckparametern, ist auch aus dem
Grund besonders bevorzugt, da hierbei, bei geeigneter Wahl der Druckparameter,
ein taktil wahrnehmbares Motiv erzeugt wird. Elektrische Leiterbahnen
oder optische Lichtleiterbahnen, die in der Regel ebenfalls taktil
wahrnehmbar sind, lassen sich daher besonders unauffällig anordnen.
Bei einem Motiv, das sowohl Linien und/ oder sonstige Elemente aufweist,
die zugleich die Funktion elektrischer bzw. optischer Leiterbahnen
bzw. Bauelemente haben, als auch Elemente/ Linien aufweist, die
keine solche Funktion haben, ist es bevorzugt, dass die Elemente/
Linien mit der Funktion und die Elemente/ Linien ohne die Funktion
derart identisch gestaltet sind, dass sie in visueller und/ oder taktiler
Hinsicht im wesentlichen nicht unterscheidbar sind. Hierdurch wird
vermieden, dass durch einfaches Betrachten oder Abtasten, ggf. jeweils
mit technischen Hilfsmitteln wie Mikroskopen oder Sonden, die Schaltkreisteile
in dem Motiv identifiziert werden.
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Von
der Seite der Druckmaschinen ist eine hohe Passergenauigkeit erforderlich.
Vorzugsweise wird daher zum erfindungsgemäßen Drucken eine Einzylinderdruckmaschine,
oder gleichbedeutend Zentralzylinderdruckmaschine, verwendet.
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Die
Motive können
direkt drucktechnisch auf den Datenträger, insbesondere das Wertpapier,
die Banknote bzw. das bogenförmige
Banknoten-Papier, gedruckt werden.
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Alternativ
kann das Motiv auf einen separaten Träger (Hilfssubstrat) aufgedruckt
werden und anschließend
auf den Datenträger
(Wertpapier, Sicherheitspapier etc.) übertragen werden. Als Träger kann
beispielsweise eine Transferfolie, insbesondere eine Heißprägefolie,
verwendet werden. Hierbei werden die Graphikelemente komplett auf
der Transferfolie vorbereitet und anschließend unter der Einwirkung von
Druck und / oder Wärme
zumindest bereichsweise auf das Wertdokument bzw. Sicherheitspapier übertragen.
Die Transferfolie wird anschließend
wieder abgezogen. Wahlweise wird zusätzlich eine Kleberschicht als
Haftvermittler zwischen dem Datenträger (Wertpapier, Sicherheitspapier
etc.) und dem vorgefertigten Motiv aufgebracht. Eine derartige Prägefolie
ist beispielsweise aus
DE 101
09 519 (WO 02/ 083430 A2) bekannt.
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Alternativ
ist vorgesehen, einen Träger
(z.B. eine Folie, z.B. aus einem Polymermaterial) vorzubereiten,
auf dem das Motiv nicht ablösbar
angebracht wird. Der Träger
mitsamt dem Motiv wird als Ganzes, als sogenanntes Patch, auf den
Datenträger
(Wertpapier etc.) übertragen
und dort befestigt, z.B. durch eine Kleberschicht.
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Gemäß einer
Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden zusätzlich
geeignete Ätztechniken
und photolithographische Verfahren zur Strukturierung des Motivs
eingesetzt, insbesondere, falls das Motiv wie oben beschrieben auf
einem Träger
vorgefertigt wird und anschließend
auf den Datenträger übertragen
wird. Die Verwendung von strukturiert aufgedampften Metallschichten
und Dünnschicht-Anordnungen
zur Erzeugung eines Farbkippeffektes (sog. Colourshift-Effekt),
ggf. mit anschließender
Transferierung auf das Sicherheitspapier (den Datenträger), ist
gemäß einer
weiteren Variante vorgesehen.
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Gemäß einer
bevorzugten Variante wird, zur noch besseren Gewährleistung der Funktionsfähigkeit
der Bauelemente, die Oberfläche
des zu bedruckenden Datenträgers
in einem vorgeschalteten Schritt geglättet. Dies wird z.B. durch
Aufbringen einer Kaschierung (bei Papier z.B. Streichen des Papiers)
durchgeführt.