ES2402364T3 - Electronic security means for security documents that use a thermoelectric power generator - Google Patents

Abstract

Documento de seguridad que comprende medios de susDocumento de seguridad que comprende medios de sustrato (1) y al menos un medio de seguridad electrótrato (1) y al menos un medio de seguridad electrónico(5), donde dicho documento de seguridad es un nico(5), donde dicho documento de seguridad es un billete, caracterizado porque dicho documento de sbillete, caracterizado porque dicho documento de seguridadcomprende además al menos un medio de geneeguridadcomprende además al menos un medio de generación de energía termoeléctrica (2) conectado eléración de energía termoeléctrica (2) conectado eléctricamente adichos medios de seguridad electrónicctricamente adichos medios de seguridad electrónicos (5), donde dicha característica de seguridad deos (5), donde dicha característica de seguridad del billete puede activarsecuando un usuario toca lol billete puede activarsecuando un usuario toca los medios de generación de energía termoeléctrica, s medios de generación de energía termoeléctrica, y donde el grosor de dicho documentode seguridad ey donde el grosor de dicho documentode seguridad es inferior a 100 μm. s inferior a 100 μm.Security document comprising means of their security document comprising means of substrate (1) and at least one electropractic security means (1) and at least one electronic security means (5), wherein said security document is a unique ( 5), wherein said security document is a bill, characterized in that said sbillete document, characterized in that said security document further comprises at least one means of gene-security also comprises at least one means of generating thermoelectric energy (2) connected thermoelectric energy generation (2) electrically connected said electronic security means said electronic security means (5), where said security feature of (5), where said security feature of the ticket can be activated when a user touches the ticket can be activated when a user touches the media of thermoelectric power generation, s means of generating energy thermoelectric guide, and where the thickness of said security document and where the thickness of said security document is less than 100 μm. s less than 100 μm.

Description

Medios de seguridad electrónicos para documentos de seguridad que utilizan un generador de energía termoeléctrica Electronic security means for security documents that use a thermoelectric power generator

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

1.one.

Campo de la invención  Field of the Invention

La presente invención se refiere a medios de seguridad electrónicos para billetes y, más preferentemente, a medios de seguridad electrónicos que comprenden medios de visualización (tales como cristales líquidos o tinta electrónica microencapsulada) para proporcionar un cambio de visualización visible cuando se aplica un gradiente de temperatura al documento de seguridad. The present invention relates to electronic security means for banknotes and, more preferably, electronic security means comprising display means (such as liquid crystals or microencapsulated electronic ink) to provide a visible display change when a gradient of temperature to the security document.

2.2.

Descripción de la técnica relacionada  Description of the related technique

La utilización de características de seguridad de autenticación propia para producir documentos sirve para protegerlos contra la reproducción no autorizada por parte de falsificadores. Esto es necesario, en particular, para documentos de seguridad tales como billetes, cheques, cheques de viaje, acciones, etc. También existe la necesidad de proteger documentos que no tienen un valor monetario directo, tales como documentos de identificación, pasaportes, etc., contra copias no autorizadas. The use of own authentication security features to produce documents serves to protect them against unauthorized reproduction by counterfeiters. This is necessary, in particular, for security documents such as tickets, checks, travelers checks, stocks, etc. There is also a need to protect documents that do not have a direct monetary value, such as identification documents, passports, etc., against unauthorized copies.

En particular, en el caso de los documentos de seguridad, los cuales circulan a diario, por ejemplo, billetes, un falsificador puede tener éxito a la hora de copiar el contenido del documento grabado ópticamente, por ejemplo la imagen impresa óptica de los billetes, de manera engañosamente precisa. Una protección contra esta acción es la característica de autenticidad incluida en el documento de seguridad, utilizada para producir los documentos, como resultado de la estructura impartida al documento de seguridad durante su fabricación, característica de autenticidad que supuestamente no puede copiarse prácticamente por ningún falsificador con los medios con los que pueda contar. Además, se conoce la aplicación de marcas de agua o la introducción de un hilo de seguridad en el documento. Sin embargo, estas medidas convencionales ya no pueden considerarse satisfactorias en vista de los avances de los medios de trabajo utilizado por los falsificadores. En particular, en el caso de regiones con una crisis política global, los grupos proclives a la guerra, o incluso países enteros, utilizan la falsificación como un instrumento bélico. Por consiguiente, los recursos utilizados para la falsificación son bastante avanzados. In particular, in the case of security documents, which circulate on a daily basis, for example, bills, a forger can succeed in copying the contents of the optically recorded document, for example the optical printed image of the bills, deceptively accurate. A protection against this action is the authenticity characteristic included in the security document, used to produce the documents, as a result of the structure imparted to the security document during its manufacture, a characteristic of authenticity that supposedly cannot be copied practically by any counterfeiter with the means you can count on. In addition, the application of watermarks or the introduction of a security thread in the document is known. However, these conventional measures can no longer be considered satisfactory in view of the advances in the means of work used by counterfeiters. In particular, in the case of regions with a global political crisis, war-prone groups, or even entire countries, use counterfeiting as a warlike instrument. Therefore, the resources used for counterfeiting are quite advanced.

El documento EP 1 431 062 sugiere documentos de seguridad que comprenden medios de sustrato, medios de suministro de energía eléctrica incorporados, tales como células fotovoltaicas, y medios de seguridad electrónicos que utilizan dichos medios de suministro de energía incorporados. Sin embargo, la característica de seguridad no puede activarse por el usuario de la característica, en caso de que fuera necesario. Además, una característica de seguridad de ese tipo está limitada por la capacidad del medio de suministro de energía y/o por la disponibilidad de la fuente de generación de energía correspondiente. EP 1 431 062 suggests security documents comprising substrate means, built-in power supply means, such as photovoltaic cells, and electronic security means using said built-in power supply means. However, the security feature cannot be activated by the feature user, if necessary. In addition, such a safety feature is limited by the capacity of the power supply means and / or by the availability of the corresponding power generation source.

El documento CN 1 184 303 describe una característica contra la falsificación que consiste en una fuente de alimentación, un circuito controlador y activador, y una unidad de visualización de panel. La unidad de visualización se fabrica mediante tecnología de semiconductor y mediante un procesamiento preciso, y es difícil de falsificar. Sin embargo, el uso de la tecnología de semiconductor y la necesidad de un controlador de visualización y de un circuito activador limitan el tamaño, la flexibilidad y la durabilidad de este dispositivo. Document CN 1 184 303 describes an anti-counterfeit feature consisting of a power supply, a controller and activator circuit, and a panel display unit. The display unit is manufactured using semiconductor technology and precise processing, and it is difficult to falsify. However, the use of semiconductor technology and the need for a display controller and an activator circuit limit the size, flexibility and durability of this device.

También existe una técnica anterior destacada en el diseño y fabricación de disposiciones termoeléctricas de película delgada para la generación de energía. There is also an outstanding prior art in the design and manufacture of thin film thermoelectric arrangements for power generation.

El documento "Miniature low power/high voltage thermoelectric generators”, Electronics Letters, de D.M Rowe, D. V. Morgan y J. Kiely, vol. 25, nº. 2, página 166, 1989, desvela la fabricación de un convertidor termoeléctrico en miniatura de baja potencia/alta tensión. El dispositivo, que surgió a raíz de un requisito de la industria de gas británica acerca de una fuente autónoma de energía eléctrica para su utilización en sistemas de supervisión de gas de los consumidores, genera fracciones de un microvatio a varios voltios. The document "Miniature low power / high voltage thermoelectric generators”, Electronics Letters, by DM Rowe, DV Morgan and J. Kiely, vol. 25, No. 2, page 166, 1989, discloses the manufacture of a miniature thermoelectric converter of low power / high voltage The device, which arose from a requirement of the British gas industry about an autonomous source of electrical energy for use in consumer gas monitoring systems, generates fractions from one microwatt to several volts

La patente estadounidense 6.388.185 y la solicitud de patente estadounidense 20030041892 describen un dispositivo para generar energía para hacer funcionar un componente electrónico. El dispositivo incluye un sustrato conductor de calor (compuesto, por ejemplo, de diamante o de otro material de alta conductividad térmica) dispuesto en contacto térmico con una región de alta temperatura. Durante el funcionamiento, el calor fluye desde la región de alta temperatura hacia el sustrato conductor de calor, desde el cual el calor fluye hacia el generador de energía eléctrica. Un material termoeléctrico (por ejemplo, una película basada en una aleación BiTe u otro material termoeléctrico) está dispuesto en contacto térmico con el sustrato conductor de calor. Una región de baja temperatura está situada en el lado del material termoeléctrico opuesto al lado de la región de alta temperatura. El gradiente térmico genera energía eléctrica y activa un componente eléctrico. U.S. Patent 6,388,185 and U.S. Patent Application 20030041892 describe a device for generating power to operate an electronic component. The device includes a heat conducting substrate (composed, for example, of diamond or other high thermal conductivity material) disposed in thermal contact with a high temperature region. During operation, heat flows from the high temperature region to the heat conducting substrate, from which heat flows to the electric power generator. A thermoelectric material (for example, a film based on a BiTe alloy or other thermoelectric material) is arranged in thermal contact with the heat conducting substrate. A low temperature region is located on the side of the thermoelectric material opposite the side of the high temperature region. The thermal gradient generates electrical energy and activates an electrical component.

El documento, “Microfabrication of thermoelectric generators on flexible foil substrates as a power source for autonomous Microsystems”, de Wenmin Qu et al., J. Micromech. Microeng. 11 146-152, 2001, se refiere a un generador termoeléctrico flexible con unas dimensiones globales de 16 x 20 x 0,05 mm que consiste en una pluralidad de microbandas de termopares Sb-Bi incrustadas en una película de epoxi flexible con un grosor de 50 !m. El generador puede generar una tensión de 0,25 V a una diferencia de temperatura de 30 K. The document, "Microfabrication of thermoelectric generators on flexible foil substrates as a power source for autonomous Microsystems", by Wenmin Qu et al., J. Micromech. Microeng 11 146-152, 2001, refers to a flexible thermoelectric generator with global dimensions of 16 x 20 x 0.05 mm consisting of a plurality of Sb-Bi thermocouple microbands embedded in a flexible epoxy film with a thickness of 50! M. The generator can generate a voltage of 0.25 V at a temperature difference of 30 K.

La solicitud de patente estadounidense 2003137500 describe un dispositivo que comprende una unidad termoeléctrica, una unidad de microcontrolador, una unidad de visualización flexible y conexiones eléctricas entre las unidades mencionadas anteriormente, donde la unidad de visualización flexible muestra efectos visuales determinados por la unidad de microcontrolador, y el dispositivo se activa principalmente mediante una unidad termoeléctrica. US patent application 2003137500 describes a device comprising a thermoelectric unit, a microcontroller unit, a flexible display unit and electrical connections between the units mentioned above, where the flexible display unit shows visual effects determined by the microcontroller unit, and the device is mainly activated by a thermoelectric unit.

La patente estadounidense 5.786.875 desvela un medio de visualización de cristal líquido activado de manera térmica que utiliza elementos termoeléctricos para hacer que moléculas de cristal líquido pasen de un estado óptico a otro. La invención combina elementos termoeléctricos como una parte integrante del medio de visualización y reivindica que el medio de visualización puede fabricarse sobre una película flexible. US Patent 5,786,875 discloses a thermally activated liquid crystal display medium that uses thermoelectric elements to cause liquid crystal molecules to pass from one optical state to another. The invention combines thermoelectric elements as an integral part of the display means and claims that the display means can be manufactured on a flexible film.

Sin embargo, ninguno de estos documentos sugiere la utilización de elementos termoeléctricos como medios de generación de energía para medios de seguridad electrónicos en un documento de seguridad. However, none of these documents suggests the use of thermoelectric elements as means of generating energy for electronic security means in a security document.

El documento US 2005/0139250 A1 se refiere a pares termoeléctricos de película delgada y alto rendimiento que permiten la fabricación de al menos dispositivos de suministro de energía de un nivel de microvatios a vatios que funcionan a tensiones superiores a un voltio incluso cuando se activan solamente por pequeñas diferencias de temperatura. Por lo tanto, este documento desvela que en determinadas realizaciones, termoelementos TE de tipo p y de tipo n están dispuestos sobre un sustrato flexible. Sin embargo, no desvela que dichos termoelementos estén conectados a medios de seguridad electrónicos presentes también en dicho sustrato. Document US 2005/0139250 A1 refers to thermoelectric pairs of thin film and high performance that allow the manufacture of at least power supply devices of a level of microwatts to watts operating at voltages greater than one volt even when activated only Due to small temperature differences. Therefore, this document discloses that in certain embodiments, thermo elements TE of type p and of type n are arranged on a flexible substrate. However, it does not disclose that said thermoelements are connected to electronic security means also present in said substrate.

Esta referencia indica que los pares termoeléctricos pueden utilizarse para activar sensores para el control de proliferación de armas militares, operaciones en el campo de batalla, recopilación de información y actividades de seguridad y protección. Tiene como objetivo la detección de intrusos, la detección de armas en buzones, la vigilancia, etc. No se contempla la utilización de dichos pares termoeléctricos en una característica de seguridad que pueda activarse por el usuario mediante contacto. This reference indicates that thermoelectric pairs can be used to activate sensors for the control of proliferation of military weapons, operations on the battlefield, information gathering and security and protection activities. Its objective is the detection of intruders, the detection of weapons in mailboxes, surveillance, etc. The use of said thermoelectric pairs in a safety feature that can be activated by the user by contact is not contemplated.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN SUMMARY OF THE INVENTION

El objetivo principal de la presente invención es proporcionar una característica de seguridad evidente más flexible y fiable para billetes que pueda autenticarse por un miembro del público general y que tenga propiedades mejoradas a prueba de falsificaciones. Además, la característica de seguridad será altamente flexible y tendrá un grosor relativamente pequeño y una gran durabilidad. The main objective of the present invention is to provide a more flexible and reliable obvious security feature for bills that can be authenticated by a member of the general public and that has improved counterfeit-proof properties. In addition, the safety feature will be highly flexible and will have a relatively small thickness and great durability.

Para conseguir éstos y otros objetos de la presente invención se proporciona un documento de seguridad que comprende medios de sustrato y al menos un medio de seguridad electrónico, donde dicho documento de seguridad también comprende al menos un medio de generación de energía termoeléctrica conectado eléctricamente a dichos medios de seguridad electrónicos, donde dicho documento de seguridad es un billete, donde dicha característica de seguridad del billete puede activarse por un usuario tocando los medios de generación de energía termoeléctrica, y donde el grosor de dicho documento de seguridad es inferior a 100 !m. To achieve these and other objects of the present invention, a security document is provided comprising substrate means and at least one electronic security means, wherein said security document also comprises at least one thermoelectric power generation means electrically connected to said electronic security means, where said security document is a ticket, where said security feature of the ticket can be activated by a user touching the means of generating thermoelectric power, and where the thickness of said security document is less than 100 µm .

De este modo se proporciona una característica de seguridad evidente altamente flexible y fiable para billetes que puede autenticarse por un miembro del público general de una manera muy sencilla y que tiene propiedades mejoradas a prueba de falsificaciones. This provides a highly flexible and reliable obvious security feature for banknotes that can be authenticated by a member of the general public in a very simple way and that has improved counterfeit-proof properties.

En particular, la característica de seguridad del documento puede activarse por el usuario de manera relativamente sencilla, por ejemplo tocando los medios de generación de energía termoeléctrica. Esto da como resultado la generación de pequeñas cantidades de energía eléctrica que hacen funcionar a los medios de seguridad electrónicos y que muestran la característica de seguridad. In particular, the security feature of the document can be activated by the user in a relatively simple manner, for example by touching the means of generating thermoelectric power. This results in the generation of small amounts of electrical energy that operate the electronic security means and that show the safety feature.

Además, la presente invención supera las limitaciones de tamaño, flexibilidad y durabilidad de los medios de visualización electro-ópticos, de las fuentes de energía eléctrica y de las interconexiones eléctricas convencionales. El documento de seguridad de la presente invención es extremadamente delgado. Además, el documento de seguridad de la presente invención tiene una flexibilidad muy alta y una gran durabilidad. In addition, the present invention overcomes the limitations of size, flexibility and durability of the electro-optical display means, of the sources of electrical energy and of the conventional electrical interconnections. The security document of the present invention is extremely thin. In addition, the security document of the present invention has very high flexibility and great durability.

Variaciones especialmente adecuadas del documento de seguridad de la presente invención se describen en las reivindicaciones de producto dependientes. Especially suitable variations of the security document of the present invention are described in the dependent product claims.

Las reivindicaciones de proceso describen procedimientos particularmente adecuados para la fabricación del documento de seguridad de la presente invención, y las reivindicaciones de uso se refieren a maneras particularmente favorables de utilizar el documento de seguridad de la presente invención. The process claims describe particularly suitable procedures for the manufacture of the security document of the present invention, and the claims for use refer to particularly favorable ways of using the security document of the present invention.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La FIG. 1 es una vista en planta que ilustra una realización preferida del documento de seguridad de la presente invención. FIG. 1 is a plan view illustrating a preferred embodiment of the security document of the present invention.

La FIG. 2 es una vista en perspectiva (con el grosor de los componentes ampliado en gran medida) de una realización preferida de los medios de generación de energía termoeléctrica utilizados en la presente invención. FIG. 2 is a perspective view (with the thickness of the components greatly expanded) of a preferred embodiment of the thermoelectric power generation means used in the present invention.

La FIG. 3 es una vista en perspectiva (con el grosor de los componentes ampliado en gran medida) de otra realización preferida de los medios de generación de energía termoeléctrica utilizados en la presente invención. FIG. 3 is a perspective view (with the thickness of the components greatly expanded) of another preferred embodiment of the thermoelectric power generation means used in the present invention.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

A continuación se proporciona una descripción detallada de la presente invención. Proporciona un documento de seguridad que comprende medios de sustrato y al menos un medio de seguridad electrónico, donde dicho documento de seguridad es un billete. A detailed description of the present invention is provided below. It provides a security document comprising substrate means and at least one electronic security means, where said security document is a ticket.

Según la presente invención, el documento de seguridad también comprende al menos un medio de generación de energía termoeléctrica conectado eléctricamente a dichos medios de seguridad electrónicos. Los medios de generación de energía termoeléctrica son ampliamente conocidos en la técnica y se refieren a todo tipo de medios de generación de energía que utilizan el efecto Seebeck. Dicho efecto puede observarse cuando dos conductores diferentes (extremidades de termoelementos) están unidos entre sí para formar una unión o un termopar. According to the present invention, the security document also comprises at least one thermoelectric power generating means electrically connected to said electronic security means. Thermoelectric power generation means are widely known in the art and refer to all types of power generation means that use the Seebeck effect. This effect can be observed when two different conductors (thermoelectric extremities) are joined together to form a joint or a thermocouple.

Si dos materiales de diferente capacidad de carga se unen y se exponen a una fuente de calor, entonces fluye corriente entre los dos materiales y se produce una tensión medible. Por tanto, la conexión de dos conductores distintos con diferentes niveles Fermi dará como resultado un flujo de electrones desde el conductor de nivel superior hacia el de nivel inferior hasta que un cambio en el potencial electrostático haga que los dos niveles Fermi tengan el mismo valor. La tensión creada se describe como el efecto Seebeck. If two materials of different load capacity are joined and exposed to a heat source, then current flows between the two materials and a measurable voltage is produced. Therefore, the connection of two different conductors with different Fermi levels will result in a flow of electrons from the upper level conductor to the lower level until a change in electrostatic potential causes the two Fermi levels to have the same value. The tension created is described as the Seebeck effect.

Los medios de generación de energía termoeléctrica de la presente invención utilizan preferentemente uniones de semiconductores en lugar de metales de manera que, como el calor fluye hacia el semiconductor, se generan portadoras de carga que se desplazan a través de la unión para producir una tensión Seebeck en los bordes. The thermoelectric power generation means of the present invention preferably use semiconductor junctions instead of metals such that, as heat flows to the semiconductor, charge carriers are generated that travel through the junction to produce a Seebeck voltage. on the edges

La magnitud de la tensión se controla mediante los materiales de tipo n y de tipo p que se utilizan preferentemente y mediante la cantidad de flexión de banda producida por el ajuste de nivel Fermi entre los mismos. La relación de la diferencia de temperatura con respecto a la tensión es el coeficiente de Seebeck (e) y se expresa normalmente en unidades de !V K-1. The magnitude of the tension is controlled by the n-type and p-type materials that are preferably used and by the amount of band bending produced by the Fermi level adjustment between them. The ratio of the temperature difference to the voltage is the Seebeck coefficient (e) and is normally expressed in units of! V K-1.

En principio, no hay restricciones particulares en los materiales de tipo n y de tipo p utilizados en la presente invención. Sin embargo, materiales particularmente adecuados se seleccionan a partir del grupo que consiste en AlInN, carburo de boro (B4C), A170, 8Pd20, 9Mn8,3, retículo de SiGe, InP, SiC, Sb2Te3, Bi2Te3, Bi2Te3/Sb2Te3, SnO2:F, FeS2, ZnO, Bi, BiTe (0,14% en vidrio vycor poroso), HfFe5, ZrTe5, Ge-Se-Te modificado con Pb, Ge dopado con B, Ge dopado con Sb, Ge dopado con Au, Fe, Si, (Ca2CoO3)X(CoO2), AgCoO2, CuAlO2, una combinación (tipo B) de platino y rodio al 6% (metal de tipo p) y platino y rodio al 30% (material de tipo n), una combinación (tipo E) de níquel y cromo al 10% (metal de tipo p) y constantán (material de tipo n), una combinación (tipo N) de hierro (metal de tipo p) y constantán (material de tipo n), una combinación (tipo K) de níquel y cromo al 10% (metal de tipo p) y níquel (material de tipo n), una combinación (tipo N (AWG14)) de Nicrosil (metal de tipo p) y Nisil (material de tipo n), una combinación (tipo N (AWG28)) de Nicrosil (metal de tipo p) y Nisil (material de tipo n), una combinación (tipo R) de platino y rodio al 13% (metal de tipo p) y platino (material de tipo n), una combinación (tipo S) de platino y rodio al 10% (metal de tipo p) y platino (material de tipo n), una combinación (tipo T) de cobre (metal de tipo p) y constantán (material de tipo n) y una combinación (tipo W-Re) de wolframio y renio al 5 % (metal de tipo p) y wolframio y renio al 26% (material de tipo n). In principle, there are no particular restrictions on the n-type and p-type materials used in the present invention. However, particularly suitable materials are selected from the group consisting of AlInN, boron carbide (B4C), A170, 8Pd20, 9Mn8,3, SiGe reticulum, InP, SiC, Sb2Te3, Bi2Te3, Bi2Te3 / Sb2Te3, SnO2: F, FeS2, ZnO, Bi, BiTe (0.14% in porous vycor glass), HfFe5, ZrTe5, Ge-Se-Te modified with Pb, Ge doped with B, Ge doped with Sb, Ge doped with Au, Fe, If, (Ca2CoO3) X (CoO2), AgCoO2, CuAlO2, a combination (type B) of 6% platinum and rhodium (type p metal) and 30% platinum and rhodium (type n material), a combination ( type E) of 10% nickel and chromium (metal of type p) and constantán (material of type n), a combination (type N) of iron (metal of type p) and constantán (material of type n), a combination (type K) of nickel and 10% chromium (metal of type p) and nickel (material of type n), a combination (type N (AWG14)) of Nicrosil (metal of type p) and Nisil (material of type n ), a combination (type N (AWG28)) of Nicrosil (metal of type p) and Nisil (material of type n), a combination (type R) of 13% platinum and rhodium (type p metal) and platinum (type n material), a combination (type S) of 10% platinum and rhodium (type p metal ) and platinum (type n material), a combination (type T) of copper (type p metal) and constantán (type n material) and a combination (type W-Re) of tungsten and 5% rhenium (metal of type p) and tungsten and rhenium at 26% (type n material).

En la presente invención se prefieren especialmente semiconductores. Éstos se fabrican preferentemente mediante cristalización direccional de la metalurgia de polvos fundidos o prensados. In the present invention semiconductors are especially preferred. These are preferably manufactured by directional crystallization of the metallurgy of molten or pressed powders.

Materiales semiconductores especialmente adecuados para los materiales semiconductores de tipo n incluyen Bi2Te3-xSex, donde x es un número comprendido en el intervalo entre 0 y 3, SiGe, InP o Ge dopado con Sb. Semiconductor materials especially suitable for n-type semiconductor materials include Bi2Te3-xSex, where x is a number in the range between 0 and 3, SiGe, InP or Ge doped with Sb.

Materiales semiconductores especialmente adecuados para los materiales semiconductores de tipo p incluyen Bi2-ySbyTe3, donde y es un número comprendido en el intervalo entre 0 y 2, Sb2Te3, SiGe o Ge dopado con B. Semiconductor materials especially suitable for p-type semiconductor materials include Bi2-ySbyTe3, where y is a number in the range between 0 and 2, Sb2Te3, SiGe or Ge doped with B.

La elección de los materiales semiconductores se basa en una combinación del efecto termoeléctrico, la facilidad de deposición y fabricación, la robustez física y la resistencia a ataques químicos. The choice of semiconductor materials is based on a combination of thermoelectric effect, ease of deposition and manufacturing, physical robustness and resistance to chemical attacks.

La tensión de salida (incluso desde termopares semiconductores) es relativamente baja y, por lo tanto, es preferible que una pluralidad de termopares estén conectados eléctricamente en serie y térmicamente en paralelo. Estos termopares están cubiertos preferentemente por una placa de alta conductividad térmica y baja conductividad eléctrica. The output voltage (even from semiconductor thermocouples) is relatively low and, therefore, it is preferable that a plurality of thermocouples are electrically connected in series and thermally in parallel. These thermocouples are preferably covered by a plate with high thermal conductivity and low electrical conductivity.

En otra realización especialmente preferida de la presente invención, el documento de seguridad comprende al menos dos medios de generación de energía termoeléctrica conectados eléctricamente en paralelo. In another especially preferred embodiment of the present invention, the security document comprises at least two thermoelectric power generation means electrically connected in parallel.

Los medios de generación de energía termoeléctrica pueden impregnarse y recubrirse con un material polimérico blando y flexible para mejorar la robustez y la flexibilidad y para proporcionar una capa protectora. The thermoelectric power generation means can be impregnated and coated with a soft and flexible polymeric material to improve robustness and flexibility and to provide a protective layer.

La forma real de los medios de generación de energía termoeléctrica no es crítica y puede ser cuadrada, rectangular, redonda u ovalada, por ejemplo. The actual shape of the thermoelectric power generation means is not critical and can be square, rectangular, round or oval, for example.

Cuando se maneja el documento de seguridad a temperatura ambiente (20ºC) y se aplica un gradiente de temperatura de 10 K, la tensión generada por los medios de generación de energía termoeléctrica es preferentemente de al menos 0,5 V, más preferentemente de al menos 1 V y, en particular, de al menos 1,5 V. When the security document is handled at room temperature (20 ° C) and a temperature gradient of 10 K is applied, the voltage generated by the thermoelectric power generation means is preferably at least 0.5 V, more preferably at least 1 V and, in particular, at least 1.5 V.

Detalles adicionales relacionados con los medios de generación de energía termoeléctrica pueden encontrarse en la bibliografía técnica, especialmente en: Additional details related to the means of generating thermoelectric power can be found in the technical literature, especially in:

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el documento "Miniature low power/high voltage thermoelectric generators”, Electronics Letters, de D.M Rowe, the document "Miniature low power / high voltage thermoelectric generators”, Electronics Letters, by D.M Rowe,

D. V. Morgan y J. Kiely, vol. 25, nº. 2, página 166, 1989; D. V. Morgan and J. Kiely, vol. 25, no. 2, page 166, 1989;

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la patente estadounidense 6.388.185 y la solicitud de patente estadounidense 20030041892; U.S. Patent 6,388,185 and U.S. Patent Application 20030041892;

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el documento “Microfabrication of thermoelectric generators on flexible foil substrates as a power source for autonomous microsystems”, de Wenmin Qu et al., J. Micromech. Microeng. 11 146-152, 2001; the document "Microfabrication of thermoelectric generators on flexible foil substrates as a power source for autonomous microsystems", by Wenmin Qu et al., J. Micromech. Microeng 11 146-152, 2001;

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la solicitud de patente estadounidense 2003137500; y U.S. Patent Application 2003137500; Y

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la patente estadounidense 5.786.875. U.S. Patent 5,786,875.

En la presente invención, los medios de generación de energía termoeléctrica están conectados a los medios de seguridad electrónicos, preferentemente a través de una o más pistas eléctricamente conductoras. De ese modo, las pistas eléctricamente conductoras pueden fabricarse con cualquier material eléctricamente conductor, pero tienen preferentemente una resistividad p inferior a 106 Q·cm, muy preferentemente inferior a 10-2 Q·cm, cuando se miden a 25ºC. La utilización de pistas de cobre ha resultado ser una ventaja particular. In the present invention, the thermoelectric power generation means are connected to the electronic safety means, preferably through one or more electrically conductive tracks. Thus, the electrically conductive tracks can be manufactured with any electrically conductive material, but preferably have a resistivity p of less than 106 Q · cm, most preferably less than 10-2 Q · cm, when measured at 25 ° C. The use of copper tracks has proved to be a particular advantage.

Los medios de seguridad electrónicos del documento de seguridad no están limitados en modo alguno y pueden ser cualquier medio conocido en la técnica. Sin embargo, es particularmente ventajoso que los medios de seguridad sean una característica de seguridad evidente cuando estén activados. El término “característica evidente” utilizado en este documento se refiere a una característica que puede verificarse de manera sencilla por un miembro del público general utilizando solamente la propia característica y sin requerir ningún aparato adicional. Características en las que la característica solo puede leerse por un aparato mecánico especial de denominan "características encubiertas", las cuales no se prefieren para los fines de la presente invención. The electronic security means of the security document are not limited in any way and may be any means known in the art. However, it is particularly advantageous for security means to be an obvious security feature when activated. The term "obvious characteristic" used in this document refers to a characteristic that can be verified easily by a member of the general public using only the characteristic itself and without requiring any additional apparatus. Features in which the feature can only be read by a special mechanical apparatus called "covert features", which are not preferred for the purposes of the present invention.

Además, los medios de seguridad electrónicos son preferentemente medios de visualización de baja potencia que tienen un consumo de energía eléctrica de preferentemente 1 mW o menos y, en particular, de 10-5 W o menos. In addition, the electronic security means are preferably low power display means having an electric power consumption of preferably 1 mW or less and, in particular, 10-5 W or less.

Medios de seguridad electrónicos particularmente adecuados para los fines de la presente invención incluyen medios de visualización de tinta electroforética, medios de visualización de cristal líquido y/o diodos de emisión de luz poliméricos. Electronic security means particularly suitable for the purposes of the present invention include electrophoretic ink display media, liquid crystal display media and / or polymeric light emitting diodes.

El tipo de medio de sustrato utilizado en la presente invención no es crítico. Sin embargo, se prefiere la utilización de medios de sustrato que comprenden papel, plástico, polímero, láminas metálicas elementales, láminas de aleaciones metálicas y/o papel sintético. The type of substrate medium used in the present invention is not critical. However, the use of substrate media comprising paper, plastic, polymer, elementary metal sheets, metal alloy sheets and / or synthetic paper is preferred.

El documento de seguridad de la presente invención es relativamente delgado y su grosor es inferior a 100 !m. En una realización especialmente preferida, el grosor total de los medios de generación de energía termoeléctrica, sin incluir el grosor del sustrato, está comprendido entre 10 y 50 !m aproximadamente. El grosor de las interconexiones entre la fuente de alimentación y el medio de visualización está preferentemente dentro del intervalo comprendido entre 1 y 30 !m aproximadamente. The security document of the present invention is relatively thin and its thickness is less than 100 µm. In a particularly preferred embodiment, the total thickness of the thermoelectric power generation means, not including the thickness of the substrate, is between approximately 10 and 50 µm. The thickness of the interconnections between the power supply and the display means is preferably within the range of approximately 1 to 30 µm.

Procedimientos para la producción de un documento de seguridad de la presente invención son evidentes para los expertos en la técnica. Los medios de sustrato están dotados preferentemente de los medios de generación de energía termoeléctrica y de los medios de seguridad electrónicos, donde todos los componentes, incluyendo los medios de seguridad electrónicos, pueden estar previstos simultáneamente en un sustrato común. Como alternativa, para sustratos que no sean compatibles con las técnicas de fabricación requeridas para los medios de seguridad electrónicos, los medios de generación de energía termoeléctrica y las interconexiones pueden proporcionarse en el sustrato antes o después, preferentemente antes, de que el ensamblado de visualización se acople al sustrato. En este último caso, la conexión eléctrica se realizará garantizando que las placas de contacto impresas y expuestas en el sustrato estén alineadas con las placas de contacto de los medios de seguridad electrónicos. Procedures for the production of a security document of the present invention are apparent to those skilled in the art. The substrate means are preferably provided with thermoelectric power generation means and electronic security means, where all components, including electronic security means, can be provided simultaneously on a common substrate. Alternatively, for substrates that are not compatible with the manufacturing techniques required for electronic security means, thermoelectric power generation means and interconnections can be provided on the substrate before or after, preferably before, that the display assembly It attaches to the substrate. In the latter case, the electrical connection will be made ensuring that the contact plates printed and exposed on the substrate are aligned with the contact plates of the electronic safety means.

5 Los materiales semiconductores pueden depositarse mediante varios procedimientos, incluyendo sol-gel, pirólisis de pulverización, pirólisis de pared caliente, evaporización instantánea, deposición en vacío, deposición de vapor químico y deposición electroquímica. La técnica de deposición considerada como la más adecuada para la aplicación prevista es la electrodeposición. En esta técnica, una tinta catalítica especialmente formulada se imprime sobre el sustrato en un patrón deseado. Después, el sustrato se sumerge en una disolución química que contiene iones del metal que va a depositarse. A lo largo del tiempo se produce una deposición sin corriente eléctrica del metal sobre las áreas de sustrato impresas con la tinta catalítica. Esta técnica es ventajosa en comparación con otros procedimientos para producir las pistas eléctricamente conductoras y los medios de generación de energía termoeléctrica deseados, tales como imprimir tintas cargadas con metal, ya que la técnica produce material 5 Semiconductor materials can be deposited by various procedures, including sol-gel, spray pyrolysis, hot wall pyrolysis, instant evaporation, vacuum deposition, chemical vapor deposition and electrochemical deposition. The deposition technique considered the most suitable for the intended application is electrodeposition. In this technique, a specially formulated catalytic ink is printed on the substrate in a desired pattern. Then, the substrate is immersed in a chemical solution containing ions of the metal to be deposited. Over time there is a deposition without electric current of the metal on the substrate areas printed with the catalytic ink. This technique is advantageous compared to other methods for producing the electrically conductive tracks and the desired thermoelectric power generation means, such as printing inks loaded with metal, since the technique produces material

15 depositado con una densidad muy parecida a la del material bruto. Además, esta técnica es ventajosa sobre la impresión estándar de tintas cargadas, ya que la adhesión del material depositado al sustrato es mayor. 15 deposited with a density very similar to that of the raw material. In addition, this technique is advantageous over the standard printing of loaded inks, since the adhesion of the deposited material to the substrate is greater.

La técnica de deposición sin corriente eléctrica mencionada anteriormente se describe en detalle en la solicitud de patente WO 02/099163 y es adecuada para una pluralidad de sustratos (tales como poliéster, polipropileno, papel sintético, paños de ligamentos finos y policarbonato) y para una pluralidad de metales depositados (incluyendo cobre, níquel, cobalto, hierro, estaño y diversas aleaciones magnéticas y no magnéticas). Sin embargo, la presente invención no excluye otros procedimientos de deposición. The deposition technique without electric current mentioned above is described in detail in patent application WO 02/099163 and is suitable for a plurality of substrates (such as polyester, polypropylene, synthetic paper, fine ligament cloths and polycarbonate) and for a plurality of deposited metals (including copper, nickel, cobalt, iron, tin and various magnetic and non-magnetic alloys). However, the present invention does not exclude other deposition procedures.

En una realización especialmente preferida de la presente invención, al menos un medio de generación de energía In an especially preferred embodiment of the present invention, at least one power generation means

25 termoeléctrica y al menos un medio de seguridad electrónico están previstos en la parte delantera del documento de seguridad, y al menos un medio de generación de energía termoeléctrica y, preferentemente, al menos un medio de seguridad electrónico están previstos en la parte trasera del documento de seguridad, preferentemente muy cerca el uno del otro para permitir la aplicación simultánea de un gradiente de temperatura a través de una sujeción cálida, tal como el dedo gordo y el dedo índice de la mano de una persona. 25 thermoelectric and at least one electronic security means are provided at the front of the security document, and at least one means of generating thermoelectric power and, preferably, at least one electronic security means are provided at the rear of the document safety, preferably very close to each other to allow the simultaneous application of a temperature gradient through a warm hold, such as the big toe and the index finger of a person's hand.

Para comprobar la autenticidad del documento de seguridad de la presente invención, se aplica un gradiente de temperatura a los medios de generación de energía termoeléctrica, observándose un cambio de estado en dichos medios de seguridad electrónicos. Por tanto, el gradiente de temperatura es preferentemente de al menos 1 K, muy preferentemente de al menos 5 K y más preferentemente de al menos 10 K. Los medios de seguridad electrónicos To verify the authenticity of the security document of the present invention, a temperature gradient is applied to the thermoelectric power generation means, a change of state being observed in said electronic security means. Therefore, the temperature gradient is preferably at least 1 K, most preferably at least 5 K and more preferably at least 10 K. Electronic security means

35 se activan mediante la aplicación del gradiente de temperatura al documento de seguridad. En esta invención solamente se requiere un gradiente de temperatura muy bajo, ya que para medios de visualización de tipo electroforético, tales como tintas electroforéticas microencapsuladas, o medios de visualización de tipo cristal líquido, solamente se requiere un nivel muy bajo de corriente eléctrica para el funcionamiento del medio de visualización. 35 are activated by applying the temperature gradient to the security document. In this invention only a very low temperature gradient is required, since for electrophoretic type display media, such as microencapsulated electrophoretic inks, or liquid crystal type display media, only a very low level of electrical current is required for the display media operation.

De hecho, se ha descubierto que a temperatura ambiente (25ºC) o inferior, el calor corporal que se produce al ejercer una presión con la piel del cuerpo humano, preferentemente con al menos un dedo, muy preferentemente el dedo pulgar o el dedo índice, sobre los medios de generación de energía termoeléctrica es suficiente para obtener el gradiente de temperatura requerido para el funcionamiento de los medios de seguridad electrónicos, en particular los medios de visualización electroforéticos. In fact, it has been discovered that at room temperature (25 ° C) or lower, the body heat that is produced by exerting pressure with the skin of the human body, preferably with at least one finger, most preferably the thumb or index finger, on the means of generating thermoelectric power it is sufficient to obtain the temperature gradient required for the operation of the electronic safety means, in particular the electrophoretic display means.

45 El gradiente de temperatura que siempre estará disponible es el del calor corporal comparado con la temperatura ambiente. En reposo, la producción de calor basal del cuerpo humano es por lo general de 90 W aproximadamente. El área de superficie típica de la piel es de 2 m2 aproximadamente y aunque proporcionalmente se pierde más calor en superficies de piel expuestas que en áreas del cuerpo cubiertas con ropa, solo una cantidad muy pequeña de calor puede aprovecharse en el área de un dedo, concretamente en el orden de décimas de milivatios. 45 The temperature gradient that will always be available is that of body heat compared to room temperature. At rest, the basal heat production of the human body is usually about 90 W. The typical surface area of the skin is approximately 2 m2 and although proportionally more heat is lost on exposed skin surfaces than on areas of body covered with clothing, only a very small amount of heat can be used in the area of a finger, specifically in the order of tenths of milliwatts.

La eficacia con la que esta energía puede recuperarse está limitada por el ciclo de Carnot. Es posible calcular la eficacia de conversión teórica máxima a varias temperaturas ambiente utilizando la siguiente relación: The efficiency with which this energy can be recovered is limited by the Carnot cycle. It is possible to calculate the maximum theoretical conversion efficiency at various ambient temperatures using the following relationship:

En esta ecuación, Tcorporal y Tambiente son las temperaturas absolutas (K) de la superficie corporal y de las condiciones ambientales, y se supone que Tcorporal > Tambiente. Considerando que la temperatura típica de la piel es de 34ºC, a una temperatura ambiente de 20ºC, la eficacia de Carnot es del 4,56%, mientras que a una temperatura ambiente de 25ºC disminuye hasta el 2,93%. In this equation, Tcorporal and Tambiente are the absolute temperatures (K) of the body surface and of the environmental conditions, and it is assumed that Tcorporal> Tambiente. Considering that the typical skin temperature is 34 ° C, at an ambient temperature of 20 ° C, Carnot's effectiveness is 4.56%, while at an ambient temperature of 25 ° C it decreases to 2.93%.

Aunque pueden considerarse gradientes de temperatura más altos (quizá soplando sobre un elemento para enfriarlo o utilizando superficies frías tales como ventanas), las siguientes consideraciones están limitadas al caso libremente disponible descrito anteriormente. Por tanto, utilizando el calor corporal como la fuente de calor, y antes de que se tenga en cuenta la eficacia de conversión del dispositivo termoeléctrico, la máxima energía térmica disponible será del orden de 1 mW o inferior. La proporción de este calor que se convierte en energía utilizable depende de la eficacia de la célula termoeléctrica, que depende del "factor de mérito" termoeléctrico. La eficacia global, <max, de una célula termoeléctrica para convertir calor en energía eléctrica puede estimarse utilizando la expresión: Although higher temperature gradients may be considered (perhaps by blowing on an element to cool it or by using cold surfaces such as windows), the following considerations are limited to the freely available case described above. Therefore, using body heat as the heat source, and before the conversion efficiency of the thermoelectric device is taken into account, the maximum thermal energy available will be of the order of 1 mW or less. The proportion of this heat that is converted into usable energy depends on the efficiency of the thermoelectric cell, which depends on the thermoelectric "merit factor". The overall efficiency, <max, of a thermoelectric cell to convert heat into electrical energy can be estimated using the expression:

donde Tcaliente es la temperatura de la superficie superior calentada del generador y Tfría es la temperatura de la superficie inferior del generador, y where Tcaliente is the temperature of the upper heated surface of the generator and Tfría is the temperature of the lower surface of the generator, and

y Y

donde e es el coeficiente de Seebeck (V K-1) del material termoeléctrico utilizado en el generador, ( es la conductividad eléctrica del material termoeléctrico utilizado en el generador (Q-1 m-1), y I es la conductividad térmica del material termoeléctrico utilizado en el generador (W m-1 K-1), y where e is the Seebeck coefficient (V K-1) of the thermoelectric material used in the generator, (it is the electrical conductivity of the thermoelectric material used in the generator (Q-1 m-1), and I is the thermal conductivity of the material thermoelectric used in the generator (W m-1 K-1), and

Para un factor de mérito razonable, Z, para materiales termoeléctricos semiconductores de 2 x 10-3 K-1 aproximadamente y para un gradiente de temperatura de 10K con el lado frío de la célula mantenido a temperatura ambiente, puede estimarse como inferior al 0,5 %. Por lo tanto, la energía máxima extraída del área de huella dactilar del dedo pulgar es del orden de décimas de microvatios. For a reasonable merit factor, Z, for semiconductor thermoelectric materials of approximately 2 x 10-3 K-1 and for a temperature gradient of 10K with the cold side of the cell maintained at room temperature, can be estimated as below 0, 5 %. Therefore, the maximum energy extracted from the thumbprint area of the thumb is of the order of tenths of microwatts.

También pueden considerarse fuentes de calor alternativas para el funcionamiento de la característica, por ejemplo el soplado de aire cálido y la utilización de placas calientes “detrás del mostrador”. En este caso puede haber mayores gradientes de temperatura, lo que da lugar a una mayor energía de salida desde el dispositivo termoeléctrico. La energía producida por el dispositivo termoeléctrico puede ser suficiente para el funcionamiento de medios de visualización que requieren más energía, tales como LED de semiconductor, medios de visualización electrocrómicos, medios de visualización termocrómicos y medios de visualización electroluminiscentes. Se contempla que estas posibles variaciones están dentro del alcance de la presente invención. Alternative sources of heat can also be considered for the operation of the feature, for example the blowing of warm air and the use of hot plates "behind the counter". In this case there may be higher temperature gradients, which results in a higher output energy from the thermoelectric device. The energy produced by the thermoelectric device may be sufficient for the operation of display media that require more energy, such as semiconductor LEDs, electrochromic display media, thermochromic display media and electroluminescent display media. It is contemplated that these possible variations are within the scope of the present invention.

Varias realizaciones preferidas de la invención se describirán haciendo referencia a continuación a las figuras. La Fig. 1 es una vista en planta de una primera realización preferida particular de la presente invención. El documento de seguridad comprende un sustrato delgado flexible (1) y una superficie de generador termoeléctrico (2) depositada Several preferred embodiments of the invention will be described with reference to the figures below. Fig. 1 is a plan view of a first particular preferred embodiment of the present invention. The security document comprises a thin flexible substrate (1) and a deposited thermoelectric generator surface (2)

o impresa sobre dicho sustrato (1). La superficie de generador termoeléctrico (2) está eléctricamente conectada, a través de pistas flexibles eléctricamente conductoras 3 y 4, que pueden estar impresas o depositadas sobre el sustrato (1), a un medio de visualización de baja potencia delgado y flexible (5). El medio de visualización (5) puede estar impreso o depositado sobre el sustrato o adherido al sustrato antes o después de la impresión y/o deposición de los otros componentes de la característica. En cualquier caso, se establece una conectividad eléctrica entre el medio de visualización (5) y el generador termoeléctrico (2). El generador termoeléctrico (2) está diseñado de tal manera que la aplicación de una pequeña cantidad de calor, tal como la proporcionada por el calor corporal en forma de un dedo pulgar 6 presionado sobre el generador, genera la suficiente tensión y corriente eléctricas para hacer funcionar el medio de visualización. or printed on said substrate (1). The thermoelectric generator surface (2) is electrically connected, via electrically conductive flexible tracks 3 and 4, which can be printed or deposited on the substrate (1), to a thin and flexible low power display means (5) . The display means (5) may be printed or deposited on the substrate or adhered to the substrate before or after printing and / or deposition of the other feature components. In any case, an electrical connectivity is established between the display medium (5) and the thermoelectric generator (2). The thermoelectric generator (2) is designed in such a way that the application of a small amount of heat, such as that provided by body heat in the form of a thumb 6 pressed on the generator, generates enough electrical voltage and current to make operate the display medium.

La Fig. 2 es una vista en perspectiva de una realización preferida de los medios de generación de energía termoeléctrica utilizados en la presente invención, donde el grosor de los elementos se ha exagerado mucho para una mayor claridad. Los medios de generación de energía termoeléctrica comprenden una disposición de elementos termopares metálicos (7). Cada uno de los elementos termopares (7) comprende dos metales diferentes (8) y (9), que están en contacto entre sí. Cuando están conectados en serie utilizando pistas eléctricamente conductoras (10) como las mostradas, la tensión generada por cada uno de estos termopares bajo la aplicación de calor se acumulará para proporcionar una mayor tensión global. Se estima que, si se utiliza un termopar con un metal de tipo p, como una aleación de níquel al 90% y de cromo al 10%, y con un metal de tipo n, tal como una aleación de constantán, entonces 2000 termopares aproximadamente en serie producirán una tensión potencial de 1,2 voltios aproximadamente bajo la aplicación de un gradiente de temperatura de 10 grados centígrados. La tensión potencial inicial, y bajas corrientes eléctricas asociadas, que se genera mediante la aplicación de la fuente de calor (tal como el calor corporal que se obtiene al presionar el dedo pulgar sobre la disposición) será suficiente para hacer funcionar los medios de seguridad electrónicos, por ejemplo medios de visualización electroforéticos. Fig. 2 is a perspective view of a preferred embodiment of the thermoelectric power generation means used in the present invention, where the thickness of the elements has been greatly exaggerated for clarity. The thermoelectric power generation means comprise an arrangement of metallic thermocouple elements (7). Each of the thermocouple elements (7) comprises two different metals (8) and (9), which are in contact with each other. When connected in series using electrically conductive tracks (10) such as those shown, the voltage generated by each of these thermocouples under the application of heat will accumulate to provide greater overall voltage. It is estimated that, if a thermocouple with a p-type metal is used, such as a 90% nickel alloy and 10% chromium, and with an n-type metal, such as a constantan alloy, then approximately 2000 thermocouples in series they will produce a potential voltage of approximately 1.2 volts under the application of a temperature gradient of 10 degrees Celsius. The initial potential voltage, and associated low electrical currents, generated by the application of the heat source (such as body heat obtained by pressing the thumb on the arrangement) will be sufficient to operate the electronic security means , for example electrophoretic display means.

Como resultará evidente a cualquier experto en la técnica, puede haber muchos diseños geométricos diferentes de disposiciones de termopares. As will be apparent to any person skilled in the art, there may be many different geometric designs of thermocouple arrangements.

Se considera que los componentes (8) y (9) del generador termoeléctrico descrito anteriormente, que incluyen interconexiones eléctricas (10), pueden depositarse muy fácilmente sobre el sustrato utilizando una técnica de deposición sin corriente eléctrica. En la estructura de ejemplo mostrada en la Figura 2 se contempla que las interconexiones eléctricas (10) se depositen primero seguidas de los elementos termopares (8) y (9). Como alternativa, los componentes pueden electrochaparse encima de una capa modelada inicial eléctricamente conductora, la cual está o bien impresa (utilizando tinta cargada con sólidos) o bien depositada utilizando la técnica de deposición sin corriente eléctrica mencionada anteriormente. Pueden contemplarse otras diversas técnicas para depositar los materiales termoeléctricos incluyendo deposición de vapor químico, deposición en vacío, deposición sol-gel, pirólisis de pulverización, pirólisis de pared caliente y evaporación instantánea. It is considered that the components (8) and (9) of the thermoelectric generator described above, which include electrical interconnections (10), can be deposited very easily on the substrate using a deposition technique without electric current. In the example structure shown in Figure 2 it is contemplated that the electrical interconnections (10) are deposited first followed by the thermocouple elements (8) and (9). Alternatively, the components can be electroplated on top of an electrically conductive initial patterned layer, which is either printed (using ink charged with solids) or deposited using the deposition technique without electric current mentioned above. Various other techniques for depositing thermoelectric materials may be contemplated including chemical vapor deposition, vacuum deposition, sol-gel deposition, spray pyrolysis, hot wall pyrolysis and instant evaporation.

El tamaño (área) de los elementos termopares (7) descritos anteriormente puede ser normalmente de 100 micrómetros cuadrados (en una vista en planta). Por tanto, para 2000 elementos, el área global del generador termoeléctrico es de 80 milímetros cuadrados aproximadamente. El área mínima de los elementos y la separación entre los mismos sólo están limitadas por la resolución de la técnica de deposición o de impresión. El grosor de los elementos termopares puede estar comprendido normalmente entre 5 y 50 micrómetros aproximadamente. El grosor de las pistas de interconexión eléctrica puede estar comprendido normalmente entre 1 y 30 micrómetros. The size (area) of the thermocouple elements (7) described above can normally be 100 square micrometers (in a plan view). Therefore, for 2000 elements, the global area of the thermoelectric generator is approximately 80 square millimeters. The minimum area of the elements and the separation between them are only limited by the resolution of the deposition or printing technique. The thickness of the thermocouple elements can normally be between approximately 5 and 50 micrometers. The thickness of the electrical interconnection tracks can normally be between 1 and 30 micrometers.

La Fig. 3 es una vista en perspectiva de otra realización preferida de los medios de generación de energía termoeléctrica utilizados en la presente invención, donde el grosor de los elementos se ha exagerado mucho para una mayor claridad. Los medios de generación de energía termoeléctrica comprenden una disposición de elementos termopares (11). Cada termopar (11) consiste en un material semiconductor de tipo p (12) y en un material semiconductor de tipo n (13). Interconexiones eléctricas (10) conectan entre sí los termoelementos semiconductores de tipo p y de tipo n. Los materiales semiconductores tienen la ventaja de tener mayores coeficientes de Seebeck que los termopares metálicos y de tener una menor conductividad térmica, de manera que pueden soportar un mayor gradiente de temperatura continuo a través del dispositivo. Fig. 3 is a perspective view of another preferred embodiment of the thermoelectric power generation means used in the present invention, where the thickness of the elements has been greatly exaggerated for clarity. The thermoelectric power generation means comprise an arrangement of thermocouple elements (11). Each thermocouple (11) consists of a semiconductor material of type p (12) and a semiconductor material of type n (13). Electrical interconnections (10) connect semiconductor thermoelements of type p and type n together. Semiconductor materials have the advantage of having higher Seebeck coefficients than metal thermocouples and having a lower thermal conductivity, so that they can withstand a greater continuous temperature gradient across the device.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1.one.

Documento de seguridad que comprende medios de sustrato (1) y al menos un medio de seguridad electrónico (5), donde dicho documento de seguridad es un billete, caracterizado porque dicho documento de seguridad comprende además al menos un medio de generación de energía termoeléctrica (2) conectado eléctricamente a dichos medios de seguridad electrónicos (5), donde dicha característica de seguridad del billete puede activarse cuando un usuario toca los medios de generación de energía termoeléctrica, y donde el grosor de dicho documento de seguridad es inferior a 100 !m.  Security document comprising substrate means (1) and at least one electronic security means (5), wherein said security document is a ticket, characterized in that said security document further comprises at least one means of generating thermoelectric energy ( 2) electrically connected to said electronic security means (5), where said security feature of the ticket can be activated when a user touches the means of generating thermoelectric power, and where the thickness of said security document is less than 100 µm .

2.2.

Documento de seguridad de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho documento de seguridad comprende al menos dos medios de generación de energía termoeléctrica (2) conectados eléctricamente en serie.  Security document according to claim 1, characterized in that said security document comprises at least two thermoelectric power generation means (2) electrically connected in series.

3.3.

Documento de seguridad de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho documento de seguridad comprende al menos dos medios de generación de energía termoeléctrica (2) conectados eléctricamente en paralelo.  Security document according to at least one of the preceding claims, characterized in that said security document comprises at least two thermoelectric power generation means (2) electrically connected in parallel.

4.Four.

Documento de seguridad de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos medios de generación de energía termoeléctrica (2) comprenden al menos dos metales, aleaciones metálicas  Security document according to at least one of the preceding claims, characterized in that said thermoelectric power generation means (2) comprise at least two metals, metal alloys

o semiconductores diferentes que están en contacto entre sí (8, 9). or different semiconductors that are in contact with each other (8, 9).

5.5.

Documento de seguridad de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque dichos medios de generación de energía termoeléctrica (2) comprenden al menos un material de tipo n y al menos un material de tipo p.  Security document according to claim 4, characterized in that said thermoelectric power generation means (2) comprise at least one material of type n and at least one material of type p.

6.6.

Documento de seguridad de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque dicho material de tipo n es Bi2Te3-xSex, donde x es un número comprendido en el intervalo entre 0 y 3, SiGe, InP o Ge, dopado con Sb.  Security document according to claim 5, characterized in that said material of type n is Bi2Te3-xSex, where x is a number in the range between 0 and 3, SiGe, InP or Ge, doped with Sb.

7.7.

Documento de seguridad de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque el material de tipo p es Bi2-ySbyTe3, donde y es un número comprendido en el intervalo entre 0 y 2, Sb2Te3, SiGe o Ge, dopado con B.  Security document according to claim 5 or 6, characterized in that the p-type material is Bi2-ySbyTe3, where y is a number in the range between 0 and 2, Sb2Te3, SiGe or Ge, doped with B.

8.8.

Documento de seguridad de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos medios de generación de energía termoeléctrica (2) están cubiertos con una capa protectora.  Security document according to at least one of the preceding claims, characterized in that said thermoelectric power generation means (2) are covered with a protective layer.

9.9.

Documento de seguridad de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho documento de seguridad comprende pistas eléctricamente conductoras (10) que conectan eléctricamente dichos medios de generación de energía termoeléctrica (2) a dichos medios de seguridad electrónicos (5).  Security document according to at least one of the preceding claims, characterized in that said security document comprises electrically conductive tracks (10) that electrically connect said thermoelectric power generation means (2) to said electronic security means (5).

10. 10.

Documento de seguridad de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos medios de seguridad electrónicos (5) son una característica de seguridad evidente. Security document according to at least one of the preceding claims, characterized in that said electronic security means (5) are an obvious security feature.

11. eleven.

Documento de seguridad de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos medios de seguridad electrónicos (5) son medios de visualización de baja potencia. Security document according to at least one of the preceding claims, characterized in that said electronic security means (5) are low power display means.

12. 12.

Documento de seguridad de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque la energía que necesita dicho medio de visualización de baja potencia es 1 mW o menos. Security document according to claim 11, characterized in that the energy needed by said low power display means is 1 mW or less.

13. 13.

Documento de seguridad de acuerdo con la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque dichos medios de visualización de baja potencia son medios de visualización de tinta electroforética, medios de visualización de cristal líquido y/o diodos de emisión de luz poliméricos. Security document according to claim 11 or 12, characterized in that said low power display means are electrophoretic ink display means, liquid crystal display means and / or polymeric light emitting diodes.

14. 14.

Documento de seguridad de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos medios de sustrato (1) comprenden papel, plástico, polímero, láminas metálicas elementales, láminas de aleaciones metálicas y/o papel sintético. Security document according to at least one of the preceding claims, characterized in that said substrate means (1) comprise paper, plastic, polymer, elementary metal sheets, metal alloy sheets and / or synthetic paper.

15. fifteen.

Procedimiento para la producción de un documento de seguridad de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios de generación de energía termoeléctrica (2) y los medios de seguridad electrónicos (5) se disponen sobre los medios de sustrato (1). Method for the production of a security document according to at least one of the preceding claims, wherein the thermoelectric power generation means (2) and the electronic security means (5) are arranged on the substrate means ( one).

16. 16.

Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque dichos medios de generación de energía termoeléctrica (2) se disponen sobre dichos medios de sustrato (1) mediante la utilización de técnicas de deposición sin corriente eléctrica, electrochapado, deposición de vapor químico, deposición en vacío, deposición solgel, pirólisis de pulverización, pirólisis de pared caliente y/o evaporación instantánea. Method according to claim 15, characterized in that said thermoelectric power generation means (2) are arranged on said substrate means (1) by means of the use of deposition techniques without electric current, electroplating, chemical vapor deposition, deposition in vacuum, solgel deposition, spray pyrolysis, hot wall pyrolysis and / or instant evaporation.

17. 17.

Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 15 ó 16, caracterizado porque interconexiones eléctricas (10) se proporcionan sobre dichos medios de sustrato (1), y dichos medios de generación de energía termoeléctrica (2) y dichos medios de seguridad electrónicos (5) se disponen sobre dichas interconexiones eléctricas (10). Method according to claim 15 or 16, characterized in that electrical interconnections (10) are provided on said substrate means (1), and said thermoelectric power generation means (2) and said electronic security means (5) are arranged on said electrical interconnections (10).

18. 18.

Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado porque dichos medios de seguridad electrónicos (5) se disponen antes o después de la provisión de dichos medios de generación de energía termoeléctrica (2). Method according to at least one of claims 15 to 17, characterized in that said electronic security means (5) are arranged before or after the provision of said thermoelectric power generation means (2).

19. 19.

Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 15 a 18, caracterizado porque dichos medios de seguridad electrónicos (5) y dichos medios de generación de energía termoeléctrica (2) se disponen a ambos lados de dicho documento de seguridad. Method according to at least one of claims 15 to 18, characterized in that said electronic security means (5) and said thermoelectric power generation means (2) are arranged on both sides of said security document.

10 20. Utilización de un documento de seguridad de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 14 para comprobar su autenticidad, donde un gradiente de temperatura se aplica a dichos medios de generación de energía termoeléctrica (2), observándose un cambio de estado de dichos medios de seguridad electrónicos (5). 10. Use of a security document according to at least one of claims 1 to 14 to verify its authenticity, where a temperature gradient is applied to said thermoelectric power generation means (2), observing a change of state of said electronic security means (5). 21. Utilización de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizada porque dicho gradiente de temperatura es al 15 menos 1 K. 21. Use according to claim 20, characterized in that said temperature gradient is at least 1 K. 22. Utilización de acuerdo con la reivindicación 21, caracterizada porque dicho gradiente de temperatura se genera mediante el contacto de los medios de generación de energía termoeléctrica con la piel del cuerpo humano. 22. Use according to claim 21, characterized in that said temperature gradient is generated by contact of the means of generating thermoelectric energy with the skin of the human body.