WO2005010809A1 - Sicherheitselement zur rf-identifikation - Google Patents

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WO2005010809A1
WO2005010809A1 PCT/EP2004/007970 EP2004007970W WO2005010809A1 WO 2005010809 A1 WO2005010809 A1 WO 2005010809A1 EP 2004007970 W EP2004007970 W EP 2004007970W WO 2005010809 A1 WO2005010809 A1 WO 2005010809A1
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conductive layer
relief structure
electrically conductive
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PCT/EP2004/007970
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Norbert Lutz
John Anthony Peters
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Ovd Kinegram Ag
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Definitions

  • the invention relates to a security element for RF identification, which has a flexible, electrically non-conductive substrate layer and a first conductive layer made of an electrically conductive material which is applied to the substrate layer and is shaped in a pattern in a first surface area of the substrate layer to form an RF component ,
  • the invention further relates to a method for producing such a security element.
  • US Pat. No. 5,528,222 describes an RF identification circuit which reflects an RF carrier sent from a base station back to the base station and here modulates additional information on the reflected signal in accordance with a preprogrammed information protocol.
  • the RF identification circuit has a semiconductor circuit with a memory and one or more RF components of an RF circuit.
  • the semiconductor circuit is mounted on a substrate.
  • the RF signal received by the antenna is passed on to the semiconductor circuit.
  • the substrate is a flexible, non-conductive substrate.
  • the antenna is an integral part of the substrate. It consists of a 25 to 35 ⁇ m thick copper sheet that is applied to a polyester or polyamide layer. Due to this structure, the RF identification circuit has a very thin and mechanically flexible shape, so that it is well suited as a security element for credit cards and passports.
  • the object of the invention is to provide an improved security element for RF identification.
  • a security element for RF identification which has a flexible, electrically non-conductive substrate layer and a first conductive layer made of an electrically conductive material which is applied to the substrate layer and has a pattern in a first surface area of the substrate layer to form an RF component is formed, and in the area of the first conductive layer assigned to the RF component, a first relief structure is molded, at least in some areas.
  • the invention is further solved by a method for producing a security element for RF identification, in which a first conductive layer made of an electrically conductive material is applied in a patterned manner to form an RF component on a flexible, electrically conductive substrate layer in a first surface area of the substrate layer and in the surface area assigned to the RF component in the first conductive layer, at least in some areas, a first relief structure for changing electrical properties of the RF component is molded.
  • the advantage of the invention is that the mechanical flexibility of security elements for RF identification can be increased further and that the production costs are reduced.
  • the invention makes it possible to reduce the thickness of the electrically conductive layer and at the same time to keep the quality of the RF components of the security element constant. Conversely, it is possible to improve the quality of the RF components and thus the electrical properties of the security element with a constant dimension and thickness of the RF components.
  • Radio Frequency Identification Radio Frequency Identification
  • the transponder here has, for example, an antenna which is part of a resonance circuit and / or is connected to a semiconductor chip.
  • RF components are components for processing RF signals, for example antennas, coils or capacitors.
  • the conductive layer is shaped in the form of an RF antenna or coil in the first surface area, with the grooves of the relief structure being more longitudinal on average in the area of the conductive layer assigned to the RF antenna or coil are oriented to the direction of flow of the electrical current as transverse to the direction of flow of the electrical current.
  • the quality factor Q which by
  • the thickness of the electrically conductive layer constant and to reduce the width of the conductor tracks forming the RF antenna or coil, as a result of which the packing density can be increased. It is particularly advantageous here to orient the grooves of the relief structure in the region of the conductive layer assigned to the RF antenna or coil along the direction of flow of the electrical current. As a result, a particularly high reduction in the ohmic resistance is achieved.
  • the first electrically conductive layer is expediently formed in the first region in the form of one or more conductor tracks with a width of 5 ⁇ m to 10 mm, preferably in the region of 100 ⁇ m.
  • the security element has a second electrically conductive layer, the first and the second electrically conductive layer forming a capacitive element in the first surface area.
  • the relief structure now increases the surface of the electrically conductive layer in the first area, thereby increasing the charge density in the first area. This also increases the capacitance of the capacitive element that is provided in the first area. This effect can be used to reduce the surface area provided for the capacitive element or to use the relief structure to fine-tune the resonance frequency of a resonant circuit. This makes it possible to increase the packing density of the security element, to lower production costs and to improve the electrical properties of the security element.
  • first relief structure in the area of the capacitive element, which is formed by a relief structure with a plurality of intersecting grooves. This makes it possible to achieve a particularly high fractal component and thus a particularly high charge density. This can also be achieved by molding a second relief structure, at least in regions, in the surface area assigned to the capacitive element in the second conductive layer.
  • the use of relief structures with a profile depth in the range from 50 nm to 10 ⁇ m and a spatial frequency of 100 to 2000 lines per mm are particularly suitable. Furthermore, the first has proven to be advantageous to conduct electrically conductive layer in a thickness of 50 nm to 50 ⁇ m, preferably about 500 nm. With such a combination of relief depth, spatial frequency and layer thickness of the electrically conductive layer, the advantages achieved by the invention described above are particularly high.
  • first electrically conductive layer to the substrate layer by vapor deposition of a partial layer.
  • the metal layer can already be partially vapor-deposited in the first area by the use of vapor deposition masks to form the RF component. Further, it is possible 'that first a full-area vapor deposition is carried out and then the first surface area partially in pattern form to form the RF component is demetallized. This results in advantages in terms of production technology in the production of the first conductive layer, in particular in the layer thickness range described above.
  • the substrate layer prefferably has a replication layer and for the first relief structure to be molded into the surface of the replication layer facing the first conductive layer.
  • the relief structure is thus molded both in the surface of the replication layer and in the first conductive layer, so that the substrate layer supports the relief shape of the first conductive layer.
  • a sawtooth-shaped relief structure for example a blaze grating, is preferably used as the relief structure.
  • Such a profile shape represents a successful compromise between a high fractal component (effective width to projected width) and the possibility of using conventional and proven ones
  • the relief structure not only serves to improve the electrical properties of RF components, but also serves to generate optical security features.
  • the relief structure thus has, for example, diffractive areas which achieve diffractive effects when light is incident and which serve as a further security feature.
  • the security element is a film element, in particular an embossing film, a laminating film, a sticker film or a partial element of a transfer layer of such a film.
  • the security element can thus be produced particularly inexpensively.
  • the optical security element can thus be used, for example, particularly easily and inexpensively on security documents such as passports, driver's licenses, admission tickets,
  • Credit cards, tickets for transport systems or software licenses can be applied. This also applies to the application of the security element to products, for example for securing goods, tracking goods or authenticating goods. It is also possible to build the security element particularly thin and flexible.
  • the security element expediently has a resonator circuit for RF identification and / or a chip.
  • a resonator circuit for RF identification and / or a chip When embodied as a film element, it is also possible to implement the chip in the film element or to implement the electrical logic of the chip in one or more layers of the film element.
  • the tunability of the security element is further increased by the fact that two or more capacitive partial elements connected with connecting tracks are formed in the first conductive layer from an electrically conductive material.
  • the resonance frequency of the security element is fine-tuned, one or more of these connecting paths to capacitive sub-elements are then severed, for example by means of a laser beam.
  • the security element can be tuned to an individual resonance frequency, for example in an individualization or personalization step, so that flexible use is made possible and production costs are reduced.
  • 1 a shows a schematic illustration of a security element according to the invention for RF identification.
  • Fig. 1 b shows an equivalent circuit diagram of the security element according to Fig. 1 a.
  • FIG. 1 c shows a functional diagram to clarify the functioning of the security element according to FIG. 1a.
  • FIG. 2a shows a schematic illustration of a security element according to the invention for RF identification.
  • FIG. 2c show schematic representations of partial areas of the security element according to FIG. 2a.
  • FIG. 5 show schematic representations to illustrate alternative embodiments of the security element according to FIG. 2a.
  • 6c show schematic representations of surface areas of security elements according to the invention.
  • FIG. 7b show schematic representations of a further security element according to the invention for RF identification.
  • FIG. 8a shows a schematic representation of a further security element according to the invention for RF identification.
  • FIG. 8b and 8c show equivalent circuit diagrams of RF components of the security element according to FIG. 8a.
  • 9a to 9d show schematic representations of further security elements according to the invention for RF identification.
  • 1 a shows a security element for RF identification 1, which is formed by a substrate layer 11 and a layer made of an electrically conductive material that is applied to the top and bottom of the substrate layer 11.
  • the substrate layer 11 is formed from a thin elastic plastic material, for example a thickness of 20 ⁇ m.
  • the conductive layer applied to the upper side of the substrate layer 11 is shaped in a pattern, so that it forms an RF antenna coil 12 and a plate of a capacitive element 13.
  • the conductive layer attached to the underside of the substrate layer is also shaped in a pattern to form an RF component and likewise forms a plate 14 in the region of the plate 13, which together with the plate 13 forms the capacitive element.
  • the layers made of an electrically conductive material have a thickness of 50 nm to 50 ⁇ m.
  • the patterned shape of the conductive layer shown in FIG. 1 a is produced by an etching process from a full-surface metal layer, by applying a conductive paste or a thin metal wire. Furthermore, a relief structure for changing the electrical parameters of this RF component is molded into the conductive layer applied to the surface of the substrate layer 11 in the area of the RF antenna coil.
  • the relief structure is molded in a metal wire that is fixed on a planar substrate layer.
  • the achievable packing density can be increased in that a relief structure is not only molded in the top and bottom of the wire (in relation to the substrate layer), but also in that a relief structure is molded in the side surfaces of the wire.
  • the relief structures Adjacent wire paths preferably have interlocking relief structure shapes, for example rectangular, sine or triangular structures that are phase-shifted with respect to one another by half a period.
  • 1 b shows an electrical circuit 14 which is formed from the parallel connection of a resistor R, a capacitor C and an inductance L.
  • a voltage is induced in the RF antenna coil 12 by the RF signals emitted by a reading device, so that an output voltage V 0 is present at the circuit.
  • V 0 2 ⁇ - f ⁇ - N - Q - S - B 0 - cosa, where f Q is the resonant frequency, N is the number of turns of the RF antenna coil 12, S is the area enclosed by the RF antenna coil 12, B 0 is the strength of the signal received by the RF reader and ⁇ is the angle between the Is the propagation vector of the received signal and the plane spanned by the RF antenna coil 12.
  • a quality factor in the range from 40 to 60 has proven to be the best compromise between induced signal strength and bandwidth. This practical determined factor deviates from the maximum quality factor Qmax determined above, since the bandwidth is to be selected somewhat higher than the theoretically determined value due to faulty tolerances of the capacitive and inductive components and mismatching of the chip.
  • the quality factor Q depends on the resistance R, the capacitance C and the inductance L.
  • the capacitance C and the inductance L are predetermined by the carrier frequency used by the reading device, which corresponds to the resonance frequency.
  • the influence of the resistance R essentially remains
  • An additional parameter is now introduced, by means of which the resistance R is influenced and the transponder can thus be set to an optimal operating state:
  • the resistance R is now not only dependent on the thickness of the electrically conductive layer and the shape of the electrically conductive layer, but also further depending on the relief shape, relief depth and the
  • the layer thickness of the electrically conductive layer is generally predetermined by the manufacturing technology and can therefore usually not be changed to fine-tune the quality factor.
  • the shape of the electrically conductive layer also influences the signal strength: for example, the width of the conductor tracks forming the antenna coil cannot be varied as desired, since the width of the conductor tracks also influences the area enclosed by the coil, i.e. H. the wider the conductor tracks of the coil, the lower the signal strength for the same available area (see formula above).
  • Area of the RF antenna coil 12 further oriented on average more longitudinally to the direction of flow of the electric current than transverse to the direction of flow of the electric current, this results in a reduction in the resistance R with a constant thickness of the conductive layer, so that there is a constant for the RF antenna coil available area and constant thickness of the electrically conductive layer improves the signal strength (see formula above).
  • the film element 2a shows a security element for RF identification, which is formed by a film element 2.
  • the film element 2 is an embossing film.
  • the film element 2 is a Transfer, sticker or laminating film or that a security element according to the invention is formed by the transfer layer of an embossing, transfer or laminating film.
  • the film element 2 has a carrier film 21 and a transfer layer 22.
  • the transfer layer 22 has a release and / or protective lacquer layer 23, two replication layers 24 and 25, two electrically conductive layers 29 and 30 and an adhesive layer 26.
  • the carrier layer 21 consists, for example, of a polyester film with a thickness of 12 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the release and / or protective lacquer layer 23 is applied to the carrier film in a layer thickness of 0.3 to 1.2 ⁇ m.
  • the replication layers 24 and 25 have a layer thickness of 20 ⁇ m or less.
  • the replication layer 24 is preferably a transparent, thermoplastic material that is applied, for example, by means of a printing process to the film body formed by the carrier film 21 and the protective lacquer and / or release layer 24. After drying, a relief structure 27 is replicated in the replication layer 24 by means of an embossing tool in the areas 31 to 37.
  • the replication is carried out by means of a UV replication process in which a UV replication lacquer is applied to the film body formed by the carrier film 21 and the release and / or protective lacquer layer 23 and then partially for replication of the relief structure 27 is irradiated with UV light. After the replication of the relief structure 27, the replication lacquer hardens by crosslinking or in some other way.
  • the thin, electrically conductive layer 29 is now applied over the entire area to the replication layer 24 in a layer thickness of 50 nm to 50 ⁇ m, preferably 1 ⁇ m to 10 ⁇ m, for example by vapor deposition or by sputtering or printing.
  • the electrically conductive layer here preferably consists of a metal layer, for example of copper, aluminum, gold, silver or brass.
  • the conductive layer can also consist of an alloy of the aforementioned materials or of another conductive material, for example of a conductive polymer.
  • the electrically conductive layer is partially demetallized in regions 38, 32, 34 and 36, so that, for example, in regions 31 to 37 Fig. 2b shown trace results.
  • the demetalization can be carried out by printing an etching resist and subsequent etching, by printing an etchant or by printing a washing mask before coating and a washing process after coating.
  • Other methods are the exposure of photoresist with the following etching or the laser ablation.
  • the replication layer 25 is then applied, into which a relief structure 28 is then replicated, as already described above with reference to the layers 24 and 29, and then the electrically conductive layer is applied in a partial and pattern-like form, as shown in FIG. 2a ,
  • the adhesive layer 26 is then applied.
  • the adhesive layer 26 is, for example, a thermally activatable adhesive.
  • the replication layer 25 and the electrically conductive layer 30 could also be dispensed with here.
  • the film body 2 it is of course also possible for the film body 2 to have further layers which, for example, provide optically recognizable security features.
  • the film body can also have a thin-film layer system for generating viewing angle-dependent color shifts by means of interference.
  • the electrically conductive layer 29 is shaped in the form of a planar coil with two turns, as shown in FIG. 2b.
  • the coil has the following dimensions: the length of the coil is 8 cm, the width of the coil is 5 cm, the width of the turns is 2 mm, the distance between the turns is 2 mm, and the thickness of the electrically conductive layer is, depending on the choice the relief structure 27 between 50 nm and 10 ⁇ m.
  • a coil resistance R must be selected, for which the following applies:
  • F is the fractal factor.
  • the fractal factor F is the ratio of the effective width to the projected width of the conductor tracks of the coil.
  • the skin effect that changes the resistance at high frequencies must also be considered here.
  • the skin depth Ds is determined by the following formula:
  • ⁇ is the permeability of the material and ⁇ is the electrical conductivity.
  • the skin effect With carrier frequencies in the range of 13.56 MHz and a thickness of the electrically conductive layer that is significantly smaller than 20 ⁇ m, the skin effect is negligible. In contrast, at higher frequencies, for example in the 895 MHz or 2.45 GHz band, the skin effect also has an effect on layer thicknesses of the electrically conductive layer in the range from 1 ⁇ m to 50 nm.
  • the surface area 4 has four partial areas 41 to 44, in which the orientation of the relief structure 27 is different in each case.
  • the grooves of the relief structure 27 are oriented horizontally in the partial areas 41 and 43 and vertically in the partial areas 44 and 42. This ensures that the grooves of the relief structure 27 are largely oriented along the direction of flow of the electric current.
  • the relief structure shown in FIG. 2c is used as the profile shape for the relief structure 27.
  • FIG. 2c shows a section of a conductor track of the coil, which has a width 45 and in which the relief structure 27 is molded.
  • the relief structure 27 here has a grating period 47 and a profile depth 46.
  • the fractal factor F now results from the ratio of the effective width, which is determined by the grating period 47 and the relief depth 46, and the projected width, that is to say the width 45 a fracture factor is calculated using a sawtooth profile
  • a fractal factor of 1.62 for a lattice period of 2 ⁇ m, a fractal factor of 2.41 for a lattice period of 1 ⁇ m and a fractal factor of 4 result for a profile depth of 1 ⁇ m , 24 with a grating period of 0.5 ⁇ m.
  • the layer thickness of the electrically conductive layer without a relief structure should be chosen to be 1.43 ⁇ m thick, if a relief structure with a fractal factor of 1.62 is chosen to be 0.88 ⁇ m thick to choose with a fractal factor of 2.41 to 0.59 ⁇ m thick and to choose with a fractal factor of 4.24 0.32 ⁇ m thick.
  • the quality factor and the layer thickness to be selected for the electrically conductive layer 27 are thus influenced very significantly by the relief structure 27.
  • FIGS. 3 and 4 now show further possibilities for positioning and shaping a relief structure 27 in the area 4.
  • FIG. 3 shows a surface area 51 and a relief structure 52.
  • the grooves of the relief structure 52 are arranged in the form of concentric rectangles.
  • the conductor tracks of the coil are now provided, so that the relief structure 52 is provided not only in the area of the conductor tracks but also in the spaces between the conductor tracks. This has the advantage that the relief structure 52 can be used for different RF components, for example for coils with different numbers of turns.
  • Relief structure is molded.
  • the electrically conductive layer is likewise only provided in the partial areas 54, so that the relief structure “traces” the areas in which the electrically conductive layer is present.
  • the grooves of the relief structure are each oriented in the direction of flow of the electrical current and are always oriented in the longitudinal direction of the conductor tracks that form the coil.
  • any other relief structures can of course also be used as the relief structure.
  • Profile shapes can be used.
  • the spatial frequency and the profile depth can also be varied. As already shown above, spatial frequencies between 100 and 2000 lines per mm are particularly well suited, since this has a strong influence on the fractal factor.
  • the profile depth is preferably selected from the range from 50 nm to 10 ⁇ m.
  • the relief structure 27 it is also possible for the relief structure 27 to achieve not only the electrical effect shown above but also an optical effect which can be used for example as an additional security feature of security element 2. It is thus possible, for example, to use structures which have a specific optical diffraction effect, such as holograms, diffraction gratings, kineforms and the like. Like. To design, which on the one hand show the electrical effect described above as well as an optical effect as an additional optical security feature.
  • FIG. 5 shows a relief shape 60, for example, which results from an overlay of a rough structure with a period 62 and a fine structure with a period 61.
  • the fine structure can be used primarily to achieve the electrical effects described above, whereas the
  • Coarse structure primarily serves to generate a certain optical security feature. Such a combination of coarse structure and fine structure then makes it possible to decouple the optimal surface design to be selected for the achievement of the electrical effect from the optical surface design necessary for the achievement of the optical security feature.
  • FIGS. 6a to 6c show surface areas 63, 64 and 65 in which an electrically conductive layer is formed in each case to form an RF antenna.
  • the surface area 63 has partial surfaces 631 to 634, in each of which an electrically conductive layer is applied to a relief structure.
  • Relief structure is oriented in the vertical direction in the partial areas 631 and 632 and oriented in the horizontal direction in the partial areas 633 and 634.
  • the surface area 64 has partial surfaces 641 to 647, in each of which an electrically conductive layer is applied to a relief structure.
  • the relief structure is oriented vertically in the partial areas 642, 644 and 647 and horizontally in the partial areas 641, 643, 645 and 646.
  • the surface area 65 has an electrically conductive layer applied to a relief structure in partial areas 651 to 660.
  • the relief structure is oriented vertically in the partial areas 652, 654, 655, 657 and 659 and horizontally in the partial areas 651, 653, 656, 658 and 660.
  • FIG. 7a shows a security element 7 with a substrate layer 71, an RF antenna coil 72 and a capacitive element 70.
  • the RF antenna coil 72 is configured like the RF antenna coil 12 according to FIG. 1a or the coil in the area 4 according to FIGS. 2b and 2c.
  • the exact structure of the capacitive element 70 is shown in FIG. 7b.
  • FIG. 7b shows a section through the capacitive element 70 and shows two electrically conductive layers 73 and 76, two replication layers 74 and 75 and a carrier layer 80.
  • the electrically conductive layers 73 and 76 and the replication layers 74 and 75 are like the electrically conductive layers 29 and 30 or the replication layers 24 and 25 according to FIG. 2a.
  • Backing layer 80 is, for example, a polyester film or an adhesion-promoting layer. However, layer 80 could also be dispensed with.
  • the capacitance 70 is further connected to the RF antenna coil 72 via connecting elements 77. As shown in FIG. 7b, a relief structure 78 and 79 is molded in the electrically conductive layers 73 and 76, respectively.
  • K is the electricity constant
  • ⁇ 0 is the permeability constant
  • A is the area of the capacitor plates
  • d s is the distance between the capacitor plates.
  • ⁇ 0 is approximately 8.9-10 "12 coui 2 / Nm 2
  • d s is approximately 20 ⁇ m.
  • the relief structures 78 and 79 give the effect of enlarging the effective area explained with reference to FIG. 2c, so that here, too, the area A in the above formula is to be multiplied by the fractal factor. If, as shown in FIG.
  • the relief structures 78 and 79 not only serve to influence the electrical properties of the capacitive element 70, but also produce optical effects which are used as an optical security feature.
  • 8a now shows a further exemplary embodiment of the invention, in which the methods illustrated in FIGS. 1a and 7a are combined with a design of the capacitive element, in which the capacitive element is formed from a multiplicity of capacitive partial elements connected via connecting tracks , 8a thus shows a security element 8 with an RF antenna coil 81, a plurality of capacitances Ci to C 7 and a plurality of connecting paths which connect the RF antenna coil 81 to the capacitances Ci to C 6 .
  • By deliberately cutting through the connecting tracks it is later possible to change the capacitance of the capacitive element afterwards and thus to change the resonance frequency of the RF resonator circuit. For example, as shown in FIG.
  • connection paths are cut here, for example, by means of a laser.
  • FIG. 9a shows a security element 91.
  • This security element has an inductance and a capacitance which are connected to form a resonance circuit.
  • a microchip is not provided here.
  • Such a security element serves, for example, to protect against theft and reacts to a very specific carrier frequency.
  • 9b shows a security element 92 which has an inductance and a capacitance.
  • the capacity can be individualized by means of the method described in FIG. 8a, so that this security element responds to a specific, personalized frequency.
  • Such a security element can be used, for example, for identification and authentication.
  • 9c shows a security element 92 in which a coil with different capacitances is connected in such a way that different resonance circuits result and the circuit accordingly has two or more resonance frequencies. By subsequently removing individual connecting tracks, it is possible to code information by determining the resonance frequencies which this circuit has. For example, when using eight different resonance frequencies 2 8 -1 coding options are possible.
  • Such a security element can be used for identification and authentication.
  • FIG. 9d shows a security element 93 which has an antenna and a microchip 94.
  • Communication between the transponder and the reading device can consist in the transmission of a simple ID identifier or in a process in which data stored in the transponder are identified and newly stored.
  • Such an element can read and write data and communicate with a reading device, so that complex functions, in particular complex identification, authentication, e-commerce and e-government functions can be implemented here.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement (2) zur RF-Identifikation sowie ein Verfahren zur Erzeugung eines solchen Sicherheitselements. Das Sicherheitselement weist eine flexible, elektrisch nicht leitende Substratschicht (24) und eine auf der Substratschicht aufgebrachte leitfähige Schicht (29) aus einem elektrisch leitenden Material auf, die in einem ersten Flächenbereich der Substratschicht musterförmig zur Bildung eines RF-Bauteils ausgeformt ist. In dem dem RF-Bauteil zugeordneten Flächenbereich ist in der ersten leitfähigen Schicht (29) zumindestens bereichsweise eine erste Reliefstruktur (27) abgeformt.

Description

Sicherheitselement zur RF-Identifikation
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitselement zur RF-Identifikation, das eine flexible, elektrisch nicht leitende Substratschicht und eine auf die Substratschicht aufgebrachte erste leitfähige Schicht aus einem elektrisch leitenden Material aufweist, die in einem ersten Flächenbereich der Substratschicht musterförmig zur Bildung eines RF-Bauteils ausgeformt ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Erzeugen eines derartigen Sicherheitselementes.
US 4,220,956 beschreibt eine RF-Identifikationsschaltung (RF = Radio Frequency), die eine Reihe von Antennen besitzt, die mittels eines Ätzprozesses aus einem Kupferlaminat gefertigt, sind. Das Kupferlaminat ist auf einem Dielektrikum aufgebracht. Da das Dielektrikum keine elektrischen Funktionen erbringt, kann es sehr dünn ausgeformt werden, wodurch sich die mechanische Flexibilität der RF- Identifikationsschaltung erhöht.
US 5,528,222 beschreibt eine RF-Identifikationsschaltung, die einen von einer Basisstation gesendeten RF-Träger zurück zur Basisstation reflektiert und hierbei dem reflektierten Signal eine zusätzliche Information gemäß eines vorprogrammierten Informationsprotokolls aufmoduliert. Die RF- Identifikationsschaltung weist eine Halbleiterschaltung mit einem Speicher und ein oder mehrere RF-Bauteile einer RF-Schaltung auf. Die Halbleiterschaltung ist auf einem Substrat montiert. Das von der Antenne empfangene RF-Signal wird an die Halbleiterschaltung weitergeleitet. Bei dem Substrat handelt es sich um ein flexibles, nicht leitendes Substrat. Die Antenne ist ein integraler Bestandteil des Substrates. Sie besteht aus einer 25 bis 35 μm dicken Kupferbahn, die auf einer Polyester- oder Polyamid-Schicht aufgebracht ist. Aufgrund dieses Aufbaus hat die RF-Identifikationsschaltung eine sehr dünne und mechanisch flexible Form, so daß sie sich gut als Sicherheitselement für Kreditkarten und Pässe eignet.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Sicherheitselement zur RF-Identifikation bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird von einem Sicherheitselement zur RF-Identifikation gelöst, das eine flexible, elektrisch nicht leitende Substratschicht und eine auf die Substratschicht aufgebrachte erste leitfähige Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Material aufweist, die in einem ersten Flächenbereich der Substratschicht musterförmig zur Bildung eines RF-Bauteils ausgeformt ist, und bei dem in dem dem RF-Bauteil zugeordneten Flächenbereich der ersten leitfähigen Schicht zumindest bereichsweise eine erste Reliefstruktur abgeformt ist. Die Erfindung wird weiter von einem Verfahren zum Erzeugen eines Sicherheitselements zur RF-Identifikation gelöst, bei dem auf einer flexiblen, elektrisch leitenden Substratschicht in einem ersten Flächenbereich der Substratschicht eine erste leitfähige Schicht aus einem elektrisch leitenden Material musterförmig zur Bildung eines RF-Bauteils ausgeformt aufgebracht wird und bei dem in dem dem RF-Bauteil zugeordneten Flächenbereich in der ersten leitfähigen Schicht zumindest bereichsweise eine erste Reliefstruktur zur Änderung von elektrischen Eigenschaften des RF-Bauteils abgeformt wird.
Durch die Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß die mechanische Flexibilität von Sicherheitselementen zur RF-Identifikation weiter erhöht werden kann und daß die Produktionskosten gesenkt werden. So ist es durch die Erfindung zum einen möglich, die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht zu reduzieren und gleichzeitig die Güte der RF-Bauteile des Sicherheitselements konstant zu halten. Umgekehrt ist es möglich, bei konstanter Abmessung und Dicke der RF-Bauteile die Güte der RF- Bauteile und damit die elektrischen Eigenschaften des Sicherheitselements zu verbessern.
Unter RF-Identifikation (RF-ID = Radio Frequency-Identification) ist allgemein eine kontaktlose RF-Kommunikation zwischen einem Transponder, der einem Gegenstand oder einer Person zugeordnet ist, und einer Lesevorrichtung zu verstehen. Der Transponder weist hierbei beispielsweise eine Antenne auf, die Teil eines Resonanzschaltkreises ist und/ oder mit einem Halbleiterchip verbunden ist. Unter RF-Bauteilen sind Bauteile zur Verarbeitung von RF Signalen, beispielsweise Antennen, Spulen oder Kondensatoren zu verstehen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.
Gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist im ersten Flächenbereich die leitfähige Schicht in Form einer RF-Antenne oder -Spule ausgeformt, wobei in dem der RF-Antenne bzw. der -Spule zugeordneten Bereich der leitfähigen Schicht die Rillen der Relief Struktur im Mittel mehr längs zur Flussrichtung des elektrischen Stromes als quer zur Flussrichtung des elektrischen Stromes orientiert sind. Hierdurch wird der Qualitätsfaktor Q, der durch
C Q = R
mit R = ohmscher Widerstand der Schaltung, C = Kapazität, L = Gesamtinduktivität der Antenne, definiert ist, verbessert. Durch eine derartige Reliefstruktur wird zum einen die effektive Breite der die RF-Antenne bzw. -Spule bildenden Leiterbahnen vergrößert, wodurch der Widerstand der Leiterbahnen bei konstanter Dicke der leitfähigen Schicht reduziert wird, zum anderen wirkt sich die hierdurch erzielte Vergrößerung der Oberfläche der leitfähigen Schicht in dem Bereich der RF-Antenne bzw. -Spule auf den Skin-Effekt aus, wodurch sich eine weitere Reduktion des Wirkwiderstandes der RF-Antenne bzw. -Spule ergibt. Hierdurch ist es dann möglich, die elektrisch leitfähige Schicht dünner auszuformen und hierbei die Güte der Antenne bzw. Spule konstant zu halten. Hierdurch werden die Herstellungskosten verringert und es wird ermöglicht, Sicherheitselemente mit hoher mechanischer Flexibilität herzustellen. Alternativ ist es möglich, die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht konstant zu halten und die Breite der die RF-Antenne bzw. -Spule bildenden Leiterbahnen zu reduzieren, wodurch sich die Packungsdichte erhöhen lässt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, die Rillen der Reliefstruktur in dem der RF- Antenne bzw. -Spule zugeordneten Bereich der leitfähigen Schicht längs der Flussrichtung des elektrischen Stromes zu orientieren. Hierdurch wird eine besonders hohe Reduzierung des ohmschen Widerstandes erzielt.
Zweckmäßigerweise wird hierbei die erste elektrisch leitfähige Schicht in dem ersten Bereich in Form einer oder mehrerer Leiterbahnen mit einer Breite von 5 μm bis 10 mm, vorzugsweise im Bereich von 100 μm, ausgeformt.
Gemäß eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung weist das Sicherheitselement eine zweite elektrisch leitfähige Schicht auf, wobei die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht im ersten Flächenbereich ein kapazitives Element bilden. Durch die Reliefstruktur wird hier nun die Oberfläche der elektrisch leitfähigen Schicht im ersten Flächenbereich erhöht, wodurch sich die Ladungsdichte im ersten Flächenbereich erhöht. Hierdurch erhöht sich dann auch die Kapazität des kapazitiven Elements, das im ersten Flächenbereich bereitgestellt wird. Dieser Effekt kann dazu verwendet werden, den für das kapazitive Element vorgesehenen Flächenbereich zu reduzieren oder mittels der Relief Struktur eine Feinabstimmung der Resonanzfrequenz eines Schwingkreises zu bewirken. Damit ist es möglich, die Packungsdichte des Sicherheitselements zu erhöhen, Produktionskosten zu senken und die elektrischen Eigenschaften des Sicherheitselements zu verbessern.
Besonders vorteilhaft ist es hier, im Bereich des kapazitiven Elementes eine erste Reliefstruktur vorzusehen, die von einer Reliefstruktur mit einer Vielzahl von sich kreuzenden Rillen gebildet wird. Hierdurch ist es möglich, eine besonders hohe fraktale Komponente und damit eine besonders hohe Ladungsdichte zu erzielen. Dies ist auch dadurch erzielbar, daß in dem dem kapazitiven Element zugeordneten Flächenbereich in der zweiten leitfähigen Schicht zumindest bereichsweise eine zweite Relief Struktur abgeformt ist.
Es hat sich gezeigt, daß die Verwendung von Reliefstrukturen mit einer Profiltiefe im Bereich von 50 nm bis 10 μm und einer Spatialfrequenz von 100 bis 2000 Linien pro mm besonders geeignet sind. Weiter hat es sich als vorteilhaft gezeigt, die erste elektrisch leitfähige Schicht in einer Dicke von 50 nm bis 50 μm, bevorzugt etwa 500 nm, auszuführen. Bei einer derartigen Kombination von Relieftiefe, Spatialfrequenz und Schichtdicke der elektrisch leitfähigen Schicht sind die durch die Erfindung erzielten, oben geschilderten Vorteile besonders hoch.
Es hat sich weiter als zweckmäßig gezeigt, die erste elektrisch leitfähige Schicht mittels Aufdampfen einer Teilschicht auf die Substratschicht aufzubringen. Die Metallschicht kann hierbei durch die Verwendung von Bedampfungsmasken bereits partiell musterförmig zur Bildung des RF-Bauteils im ersten Flächenbereich aufgedampft werden. Weiter ist es möglich,'daß zuerst eine vollflächige Bedampfung erfolgt und sodann der erste Flächenbereich partiell musterförmig zur Bildung des RF-Bauteils demetallisiert wird. Hierdurcfrergeben sich produktionstechnische Vorteile bei der Herstellung der ersten leitfähigen Schicht, insbesondere in dem oben geschilderten Schichtdickebereich.
Es ist zweckmäßig, daß die Substratschicht eine Replizierschicht aufweist und die erste Reliefstruktur in die der ersten leitfähigen Schicht zugewandten Oberfläche der Replizierschicht abgeformt ist. Damit ist die Reliefstruktur sowohl in der Oberfläche der Replizierschicht als auch in der ersten leitfähigen Schicht abgeformt, so daß die Substratschicht die Reliefform der ersten leitfähigen Schicht stützt.
Als Reliefstruktur ist bevorzugt eine sägezahnförmige Relief Struktur, beispielsweise ein Blaze-Gitter, zu verwenden. Eine derartige Profilform stellt einen gelungenen Kompromiss zwischen einer hohen fraktalen Komponente (effektive Breite zu projizierter Breite) und der Möglichkeit dar, durch übliche und erprobte
Beschichtungsverfahren eine erste leitfähige Schicht konstanter Dicke zu erzielen. Weiter hat sich die Verwendung von Reliefstrukturen als vorteilhaft erwiesen, die aus der Überlagerung einer Grobstruktur und einer Feinstruktur gebildet werden.
Gemäß eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung dient die Reliefstruktur nicht nur zur Verbesserung der elektrischen Eigenschaften von RF- Bauteilen, sondern dient zusätzlich der Erzeugung von optischen Sicherheitsmerkmalen. Die Reliefstruktur weist so beispielsweise diffraktive Bereiche auf, die bei Lichteinfall beugungsoptische Effekte erzielen, die als weiteres Sicherheitsmerkmal dienen.
Besonders vorteilhaft ist es weiter, wenn das Sicherheitselement ein Folienelement darstellt, insbesondere eine Prägefolie, eine Laminierfolie, eine Stickerfolie oder ein Teilelement einer Übertragungslage einer derartigen Folie ist. Das Sicherheitselement lässt sich damit besonders kostengünstig produzieren. Weiter ergeben sich große Vorteile bei der späteren Anwendung: Das optische Sicherheitselement kann damit beispielsweise besonders einfach und kostengünstig auf Sicherheitsdokumente, wie Reisepässe, Führerscheine, Eintrittskarten,
Kreditkarten, Fahrkarten für Transportsysteme oder Software-Lizenzen, aufgebracht werden. Dies gilt ebenso für das Aufbringen des Sicherheitselements auf Produkte, beispielsweise zur Warensicherung, zur Warenverfolgung oder zur Waren- Authentifizierung. Weiter ist es möglich, das Sicherheitselement besonders dünn und flexibel aufzubauen.
Zweckmäßigerweise weist das Sicherheitselement eine Resonatorschaltung zur RF- Identifikation und/oder einen Chip auf. Bei der Ausführung als Folienelement ist es hierbei auch möglich, den Chip in das Folienelement zu implementieren oder die elektrische Logik des Chips in ein oder mehreren Schichten des Folienelements zu implementieren. Die Abstimmbarkeit des Sicherheitselementes wird weiter dadurch erhöht, daß in der ersten leitfähigen Schicht aus einem elektrisch leitenden Material zwei oder mehr mit Verbindungsbahnen verbundene kapazitiven Teil-Elemente ausgeformt werden. Bei der Feinabstimmung der Resonanzfrequenz des Sicherheitselements werden dann ein oder mehrere dieser Verbindungsbahnen zu kapazitiven Teilelementen beispielsweise mittels eines Laserstrahls durchtrennt. Dadurch kann das Sicherheitselement beispielsweise in einem Individualisierungsoder Personalisierungsschritt auf eine individuelle Resonanzfrequenz abgestimmt werden, so daß ein flexibler Einsatz ermöglicht und Produktionskosten gesenkt werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert. Fig. 1 a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Sicherheitselements zur RF-Identifikation.
Fig. 1 b zeigt ein Ersatzschaltbild des Sicherheitselementes nach Fig. 1 a.
Fig. 1 c zeigt ein Funktionsdiagramm zur Verdeutlichung der Funktionsweise des Sicherheitselementes nach Fig. 1a.
Fig. 2a zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Sicherheitselementes zur RF-Identifikation.
Fig. 2b und
Fig. 2c zeigen schematische Darstellungen von Teilbereichen des Sicherheitselementes nach Fig. 2a.
Fig. 3, bis
Fig. 5 zeigen schematische Darstellungen zur Verdeutlichung alternativer Ausführungsformen des Sicherheitselementes nach Fig. 2a.
Fig. 6a bis
Fig. 6c zeigen schematische Darstellungen von Flächenbereichen erfindungsgemäßer Sicherheitselemente.
Fig. 7a und
Fig. 7b zeigen schematische Darstellungen eines weiteren erfindungsgemäßen Sicherheitselementes zur RF-Identifikation.
Fig. 8a zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Sicherheitselementes zur RF-Identifikation.
Fig. 8b und Fig. 8c zeigen Ersatzschaltbilder von RF-Bauteilen des Sicherheitselementes nach Fig. 8a.
Fig. 9a bis Fig. 9d zeigen schematische Darstellungen weiterer erfindungsgemäßer Sicherheitselemente zur RF-Identifikation.
Fig. 1a zeigt ein Sicherheitselement zur RF-Identifikation 1 , das von einer Substratschicht 11 und einer auf der Ober- und Unterseite der Substratschicht 11 aufgebrachten Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet wird.
Die Substratschicht 11 wird von einem dünnen elastischen Kunststoffmaterial, beispielsweise einer Dicke von 20 μm, gebildet. Die auf der Oberseite der Substratschicht 11 aufgebrachte leitfähige Schicht ist musterförmig ausgeformt, so daß sie eine RF-Antennenspule 12 und eine Platte eines kapazitiven Elements 13 bildet. Die auf der Unterseite der Substratschicht angebrachte leitfähige Schicht ist ebenfalls musterförmig zur Bildung eines RF-Bauteils ausgeformt und bildet im Bereich der Platte 13 ebenfalls eine Platte 14 aus, die zusammen mit der Platte 13 das kapazitive Element bildet.
Die Schichten aus einem elektrisch leitfähigen Material haben eine Dicke von 50 nm bis 50 μm. Die in Fig. 1a gezeigte musterförmige Form der leitfähigen Schicht wird durch einen Ätzprozess aus einer vollflächigen Metallschicht, durch Auftragen einer leitfähigen Paste oder eines dünnen Metalldrahtes erzeugt. Weiter wird in die auf der Oberfläche der Substratschicht 11 aufgebrachte leitfähige Schicht im Bereich der RF- Antennenspule eine Reliefstruktur zur Veränderung der elektrischen Parameter dieses RF-Bauteils abgeformt.
So ist die Relief Struktur beispielsweise in einem Metalldraht abgeformt, der auf einer planaren Substratschicht fixiert ist. Die erzielbare Packungsdichte kann hierbei dadurch erhöht werden, daß nicht nur in der Ober- und Unterseite des Drahtes ( in Bezug auf die Substratschicht) eine Reliefstruktur abgeformt ist, sondern daß auch in den Seitenflächen des Drahtes eine Reliefstruktur abgeformt ist. Die Reliefstrukturen benachbarter Drahtbahnen weisen hierbei bevorzugt ineinandergreifende Reliefstrukturformen auf, beispielsweise um eine halbe Periode gegeneinander phasenverschobene Rechteck-, Sinus- oder Dreieckstrukturen.
Durch die musterförmige Ausgestaltung der leitfähigen Schichten wird eine parallele Resonanzschaltung gebildet, deren Ersatzschaltbild in Fig. 1 b gezeigt ist:
Fig. 1 b zeigt eine elektrische Schaltung 14, die aus der Parallelschaltung eines Widerstandes R, einer Kapazität C und einer Induktivität L gebildet wird. Durch die von einer Lesevorrichtung abgestrahlten RF-Signale wird in der RF-Antennenspule 12 eine Spannung induziert, so daß an dem Schaltkreis eine Ausgangs-Spannung V0 anliegt.
Fig. 1c zeigt nun eine Darstellung einer Funktion 15, die die Ausgangsspannung V0\n Abhängigkeit von der Frequenz des von der Lesevorrichtung abgestrahlten RF- Signals beschreibt.
Bei der Resonanzfrequenz f0, mit
2π^LC beträgt die Bandbreite B der Schaltung nach Fig. 1 b
B = 2π - R - C
Damit beträgt der Qualitätsfaktor Q = ^- = R - J—
Damit ergibt sich schließlich folgender Zusammenhang für die Spannung V0 und damit für die induzierte Signalstärke:
V0 = 2π - fϋ - N - Q - S - B0 - cosa , wobei fQ die Resonanzfrequenz ist, N die Zahl der Windungen der RF- Antennenspule 12 ist, S die von der RF-Antennenspule 12 umschlossene Fläche ist, B0 die Stärke des von dem RF-Lesegerät empfangenen Signals ist und α der Winkel zwischen dem Ausbreitungsvektor des empfangenen Signals und der von der RF- Antennenspule 12 aufgespannten Ebene ist.
Die Bandbreite des Resonators sollte mindestens doppelt so groß wie die Datenrate der Lesevorrichtung sein. Wird nun von einer typischen Datenrate von 70 KHz, einer Bandbreite von 150 Hz und einer Trägerfrequenz von 13,56 MHz ausgegangen, so beträgt der maximale Qualitätsfaktor Qmax = 13,56 MHz / 150 KHz = 96,86.
Je höher der Qualitätsfaktor ist, je größer ist das induzierte Signal und damit der Leseabstand zwischen Lesevorrichtung und Sicherheitselement 1 , um so kleiner ist jedoch dann auch die Bandbreite und damit die verwertbare Datenrate. Das beste Ergebnis bringt nun ein Transponder, wenn sich der Qualitätsfaktor der Antennenschaltung in einem bestimmten, von der Trägerfrequenz und der Datenrate abhängigen Bereich befindet.
Für das oben beschriebene Ausführungsbeispiel mit einer Trägerfrequenz von 13,56 MHz und einer Datenrate von 70 KHz hat sich ein Qualitätsfaktor im Bereich von 40 bis 60 als bester Kompromiss zwischen induzierter Signalstärke und Bandbreite erwiesen. Dieser praktische ermittelte Faktor weicht von dem oben ermittelten maximalen Qualitätsfaktor Qmax ab, da die Bandbreite aufgrund von Fehltoleranzen der kapazitiven und induktiven Komponenten sowie Fehlanpassungen des Chips etwas höher als der theoretisch ermittelte Wert zu wählen ist.
Wie bereits oben dargestellt, hängt der Qualitätsfaktor Q von dem Widerstand R, der Kapazität C und der Induktivität L ab. Die Kapazität C und die Induktivität L ist durch die von der Lesevorrichtung verwendeten Trägefrequenz, die der Resonanzfrequenz entspricht, vorbestimmt. Zur Einstellung eines optimalen Qualitätsfaktors verbleibt damit im wesentlichen die Beeinflussung des Widerstands R. Durch die Erfindung wird nun ein zusätzlicher Parameter eingeführt, mittels dem der Widerstand R beeinflußt und damit der Transponder auf einen optimalen Betriebszustand eingestellt werden kann: Der Widerstand R ist nun nicht nur abhängig von der Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht und der Formgebung der elektrisch leitfähigen Schicht, sondern weiter abhängig von der Reliefform, Relieftiefe und der
Spatialfrequenz der in die elektrisch leitfähigen Schicht abgeformten Reliefstruktur.
Die Schichtdicke der elektrisch leitfähigen Schicht ist im Regelfall durch die Fertigungstechnologie vorgegeben und kann so üblicherweise nicht zur Feinabstimmung des Qualitätsfaktors verändert werden. Die Ausformung der elektrisch leitfähigen Schicht beeinflußt weiter auch die Signalstärke: So kann beispielsweise die Breite der die Antennenspule bildenden Leiterbahnen nicht beliebig variiert werden, da die Breite der Leiterbahnen weiter auch die von der Spule umschlossene Fläche beeinflußt, d. h. die Signalstärke bei gleicher zur Verfügung stehender Fläche um so geringer ist, je breiter die Leiterbahnen der Spule sind (siehe obige Formel).
Damit kann durch die Gestaltung der Relief Struktur zum einen eine präzise Feineinstellung des Widerstandes R und damit ein für den jeweiligen Transponder optimaler Qualitätsfaktor erzielt werden. Werden die Rillen der Reliefstruktur im
Bereich der RF-Antennenspule 12 weiter im Mittel mehr längs zur Flussrichtung des elektrischen Stromes als quer zur Flussrichtung des elektrischen Stromes orientiert, so ergibt sich bei konstanter Dicke der leitfähigen Schicht eine Verringerung des Widerstandes R, so daß sich bei konstanter für die RF-Antennenspule zur Verfügung stehenden Fläche und konstanter Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht die Signalstärke verbessert (siehe obige Formel).
Anhand von Fig. 2a, Fig. 2b und Fig. 2c wird nun der Aufbau eines erfindungsgemäßen Sicherheitselementes detailliert erläutert.
Fig. 2a zeigt ein Sicherheitselement zur RF-Identifikation, das von einem Folienelement 2 gebildet wird. Bei dem Folienelement 2 handelt es sich um eine Prägefolie. Es ist jedoch auch möglich, daß es sich bei dem Folienelement 2 um eine Transfer-, Sticker- oder Laminierfolie handelt oder daß ein erfindungsgemäßes Sicherheitselement von der Übertragungslage einer Präge-, Transfer- oder Laminierfolie gebildet wird. Das Folienelement 2 weist eine Trägerfolie 21 und eine Übertragungslage 22 auf. Die Übertragungslage 22 weist eine Ablöse- und/oder Schutzlackschicht 23, zwei Replizierschichten 24 und 25, zwei elektrisch leitende Schichten 29 und 30 sowie eine Klebeschicht 26 auf. Die Trägerschicht 21 besteht beispielsweise aus einer Polyesterfolie mit einer Dicke von 12 μm bis 50 μm. Auf die Trägerfolie ist die Ablöse- und/oder Schutzlackschicht 23 in einer Schichtdicke von 0,3 bis 1 ,2 μm aufgebracht. Die Replizierschichten 24 und 25 haben eine Schichtdicke von 20 μm oder weniger.
Bei der Replizierschicht 24 handelt es sich vorzugsweise um ein transparentes, thermoplastisches Kunststoffmaterial, das beispielsweise mittels eines Druckverfahrens auf den von der Trägerfolie 21 und der Schutzlack- und/oder Ablöseschicht 24 gebildeten Folienkörper aufgebracht wird. Nach Trocknung wird in die Replizierschicht 24 mittels eines Prägewerkzeugs in den Bereichen 31 bis 37 eine Reliefstruktur 27 repliziert. Es ist hier jedoch auch möglich, daß die Replikation mittels eines UV-Replikationsverfahrens durchgeführt wird, bei dem ein UV- Replizierlack auf den von der Trägerfolie 21 und der Ablöse- und/oder Schutzlackschicht 23 gebildeten Folienkörper aufgetragen und anschließend zur Replikation der Reliefstruktur 27 partiell mit UV-Licht bestrahlt wird. Nach der Replikation der Reliefstruktur 27 erhärtet der Replizierlack durch Vernetzung oder in sonstiger Weise. Auf die Replizierschicht 24 wird nun die dünne, elektrisch leitende Schicht 29 vollflächig in einer Schichtdicke von 50 nm bis 50 μm, bevorzugt 1 μm bis 10 μm, aufgebracht, beispielsweise durch Aufdampfen bzw. durch Sputtern oder Drucken. Die elektrisch leitfähige Schicht besteht hierbei vorzugsweise aus einer Metallschicht, beispielsweise aus Kupfer, Aluminium, Gold, Silber oder Messing. Die leitfähige Schicht kann auch aus einer Legierung der vorgenannten Materialien oder aus einem sonstigen leitfähigen Material, beispielsweise aus einem leitfähigen Polymer, bestehen.
Anschließend wir die elektrisch leitfähige Schicht in den Bereichen 38, 32, 34 und 36 partiell demetallisiert, so daß sich beispielsweise in den Bereichen 31 bis 37 das in Fig. 2b gezeigte Leiterbahnenbild ergibt. Die Demetallisierung kann hierbei durch Aufdrucken eines Ätzresists und anschließendes Ätzen, durch Aufdrucken eines Ätzmittels oder durch Aufdrucken einer Waschmaske vor Beschichtung und einem Waschvorgang nach Beschichtung erfolgen. Weiter ist es natürlich auch möglich, durch entsprechend ausgeformte Bedampfungsmasken die Bedampfung bereits in der in Fig. 2a und Fig. 2b gezeigten Form partiell und musterförmig vorzunehmen. Weitere Verfahren sind die Belichtung von Photoresist mit folgendem Ätzen bzw. die Laserablation.
Anschließend wird die Replizierschicht 25 aufgebracht, in die dann, wie bereits oben in Bezug auf die Schichten 24 und 29 beschrieben, eine Reliefstruktur 28 repliziert wird und sodann die elektrisch leitfähige Schicht in partieller und musterförmiger Form, wie in Fig. 2a dargestellt, aufgebracht wird. Anschließend wird die Klebeschicht 26 aufgebracht. Bei der Klebeschicht 26 handelt es sich beispielsweise um einen thermisch aktivierbaren Kleber.
Auf die Replizierschicht 25 und die elektrisch leitfähige Schicht 30 könnte hier auch verzichtet werden. Weiter ist es natürlich auch möglich, daß der Folienkörper 2 noch weitere Schichten aufweist, die beispielsweise optisch erkennbare Sicherheitsmerkmale bereitstellen. So kann der Folienkörper beispielsweise noch ein Dünnfilmschichtsystem zur Erzeugung von blickwinkelabhängigen Farbverschiebungen mittels Interferenz aufweisen.
Fig. 2b zeigt nun einen Ausschnitt des Folienelements 2 mit einem Flächenbereich 4. In dem Flächenbereich 4 ist die elektrisch leitfähige Schicht 29 in Form einer planaren Spule mit zwei Windungen, wie in Fig. 2b dargestellt, ausgeformt.
Die Spule hat hier beispielsweise folgende Abmessungen: Die Länge der Spule beträgt 8 cm, die Breite der Spule 5 cm, die Breite der Windungen beträgt 2 mm, der Abstand der Windungen beträgt 2 mm, und die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht beträgt je nach Wahl der Reliefstruktur 27 zwischen 50 nm und 10 μm. Um nun einen Qualitätsfaktor Q von 50 zu erzielen, ist ein Spulenwiderstand R zu wählen, für den gilt:
Figure imgf000016_0001
Damit ist eine Dicke te der elektrisch leitfähigen Schicht 29 zu wählen, für die folgende Bedingung gilt: p - l te = w - E - 50 L
wobei p der spezifische Widerstand, I die Gesamtlänge der Leiterbahn der Spule, F der fraktale Faktor ist. Der fraktale Faktor F ist das Verhältnis der effektiven Breite zur projizierten Breite der Leiterbahnen der Spule.
Weiter ist hier auch noch der Skin-Εffekt zu betrachten, der den Widerstand bei hohen Frequenzen verändert. Die Skin-Tiefe Ds wird hierbei durch die folgende Formel bestimmt:
Figure imgf000016_0002
wobei μ die Permeabilität des Materials und σ die elektrische Leitfähigkeit ist.
Bei Trägerfrequenzen im Bereich von 13,56 MHz und einer Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht, die deutlich kleiner als 20 μm ist, ist der Skin-Εffekt vernachlässigbar. Bei höheren Frequenzen, beispielsweise im 895 MHz oder 2,45 GHz Band, wirkt sich der Skin-Εffekt hingegen auch bei Schichtdicken der elektrisch leitfähigen Schicht im Bereich von 1 μm bis 50 nm aus. Mit der Vergrößerung der Oberfläche, die durch die Reliefstruktur 27 erzielt wird, wird aufgrund des Skin-Εffekts der Widerstand der Spule verringert. Der Flächenbereich 4 weist vier Teilbereiche 41 bis 44 auf, in denen die Orientierung der Reliefstruktur 27 jeweils unterschiedlich ist. So sind die Rillen der Reliefstruktur 27 in den Teilbereichen 41 und 43 waagerecht und in den Teilbereichen 44 und 42 senkrecht orientiert. Hierdurch wird erreicht, daß die Rillen der Reliefstruktur 27 weitestgehend längs der Flussrichtung des elektrischen Stromes orientiert sind.
Als Profilform für die Reliefstruktur 27 wird die in Fig. 2c gezeigte Relief Struktur verwendet.
Fig. 2c zeigt einen Ausschnitt einer Leiterbahn der Spule, die eine Breite 45 hat und in der die Reliefstruktur 27 abgeformt ist. Die Reliefstruktur 27 hat hierbei eine Gitterperiode 47 und eine Profiltiefe 46. Der fraktale Faktor F ergibt sich nun aus dem Verhältnis der effektiven Breite, die von der Gitterperiode 47 und der Relieftiefe 46 bestimmt wird, und der projizierten Breite, also der Breite 45. Für ein Sägezahnprofil berechnet sich der fraktale Faktor
Figure imgf000017_0001
wobei h = die Höhe und d = die Periode ist.
Für die in Fig. 2c gezeigte sägezahnförmige Reliefstruktur ergibt sich somit bei einer Profiltiefe von 1 μm ein fraktaler Faktor von 1 ,62 bei einer Gitterperiode von 2 μm, ein fraktaler Faktor 2,41 bei einer Gitterperiode von 1 μm und ein fraktaler Faktor von 4,24 bei einer Gitterperiode von 0,5 μm.
Um nun bei der oben beschriebenen Spule einen Qualitätsfaktor von 100 zu erzielen, ist die Schichtdicke der elektrisch leitfähigen Schicht ohne Reliefstruktur 1 ,43 μm dick zu wählen, bei Verwendung einer Reliefstruktur mit einem fraktalen Faktor von 1 ,62 0,88 μm dick zu wählen, bei einem fraktalen Faktor von 2,41 0,59 μm dick zu wählen und bei einem fraktalen Faktor von 4,24 0,32 μm dick zu wählen. Wie hieraus ersichtlich ist, wird somit der Qualitätsfaktor und die zu wählende Schichtdicke der elektrisch leitfähigen Schicht 27 ganz wesentlich von der Reliefstruktur 27 beeinflußt. Die Figuren Fig. 3 und Fig. 4 zeigen nun weitere Möglichkeiten auf, eine Reliefstruktur 27 in dem Flächenbereich 4 zu positionieren und auszuformen.
Fig. 3 zeigt einen Flächenbereich 51 und eine Relief Struktur 52. Wie in Fig. 3 angedeutet, sind die Rillen der Relief Struktur 52 in Form von konzentrischen Rechtecken angeordnet. In dem Bereich, in dem die Reliefstruktur 52 abgeformt ist, werden nun die Leiterbahnen der Spule vorgesehen, so daß die Reliefstruktur 52 nicht nur im Bereich der Leiterbahnen, sondern auch in den Zwischenräumen zwischen den Leiterbahnen vorgesehen ist. Dies hat den Vorteil, daß die Reliefstruktur 52 für verschiedene RF-Bauteile Verwendung finden kann, beispielsweise für Spulen mit unterschiedlicher Windungszahl Verwendung finden kann.
Fig. 4 zeigt nun einen Flächenbereich 53, in dessen Teilbereich 54 eine
Reliefstruktur abgeformt ist. Die elektrisch leitfähige Schicht ist hierbei ebenfalls nur in den Teilbereichen 54 vorgesehen, so daß die Reliefstruktur die Bereiche, in der die elektrische leitfähige Schicht vorliegt, „nachzeichnet". In dem Teilbereich 54 sind hierbei die Rillen der Reliefstruktur jeweils in Flussrichtung des elektrischen Stromes orientiert und sind so stets in Längsrichtung der Leiterbahnen orientiert, die die Spule bilden.
Neben der in Fig. 2c gezeigten Reliefstruktur sind natürlich auch beliebige andere Reliefstrukturen als Reliefstruktur verwendbar. So sind beispielsweise Reliefstrukturen mit sinusförmigen, rechteckförmigen oder dreieckförmigen
Profilformen verwendbar. Auch die Spatialfrequenz und die Profiltiefe kann variiert werden. Wie bereits oben aufgezeigt, sind hierbei vor allem Spatialfrequenzen zwischen 100 und 2000 Linien pro mm besonders gut geeignet, da hierdurch eine starke Beeinflussung des fraktalen Faktors erfolgt. Die Profiltiefe wird hierbei bevorzugt aus dem Bereich von 50 nm bis 10 μm gewählt.
Weiter ist es auch möglich, daß durch die Reliefstruktur 27 neben der oben aufgezeigten elektrischen Wirkung auch ein optischer Effekt erzielt wird, der beispielsweise als zusätzliches Sicherheitsmerkmal des Sicherheitselements 2 Verwendung finden kann. So ist es beispielsweise möglich, gezielt beugungsoptisch wirksame Strukturen, wie beispielsweise Hologramme, Beugungsgitter, Kineforms u. dgl., zu gestalten, die zum einen den oben beschriebenen elektrischen Effekt als auch eine optische Wirkung als zusätzliches optisches Sicherheitsmerkmal zeigen.
In Fig. 5 ist so beispielsweise eine Reliefform 60 gezeigt, die sich aus einer Überlagerung einer Grobstruktur mit einer Periode 62 und einer Feinstruktur mit einer Periode 61 ergibt. Die Feinstruktur kann hier beispielsweise primär zur Erzielung der oben beschriebenen elektrischen Effekte verwendet werden, wohingegen die
Grobstruktur primär der Erzeugung eines bestimmten optischen Sicherheitsmerkmals dient. Durch eine derartige Kombination von Grobstruktur und Feinstruktur ist es dann möglich, die für die Erzielung des elektrischen Effekts zu wählende optimale Flächengestaltung von der für die Erzielung des optischen Sicherheitsmerkmals notwendigen optischen Flächengestaltung zu entkoppeln.
Auch die umgekehrte Möglichkeit besteht, d.h. die Grobstruktur dient primär der Erzeugung des optischen und die Feinstruktur dient primär zur Erzeugung des elektrischen Effekts.
Die Figuren Fig. 6a bis Fig. 6c zeigen Flächenbereiche 63, 64 und 65, in denen eine elektrisch leitfähige Schicht jeweils zur Bildung einer RF-Antenne ausgeformt ist.
Der Flächenbereich 63 weist Teilflächen 631 bis 634 auf, in der jeweils eine elektrisch leitfähige Schicht auf einer Reliefstruktur aufgebracht ist. Diese
Reliefstruktur ist in den Teilbereichen 631 und 632 in senkrechter Richtung orientiert und in den Teilbereichen 633 und 634 in waagerechter Richtung orientiert.
Der Flächenbereich 64 weist Teilflächen 641 bis 647 auf, in denen jeweils eine elektrisch leitfähige Schicht auf einer Relief Struktur aufgebracht ist. Die Reliefstruktur ist hierbei in den Teilbereichen 642, 644 und 647 senkrecht und in den Teilbereichen 641 , 643, 645 und 646 waagerecht orientiert. Der Flächenbereich 65 weist in Teilbereichen 651 bis 660 eine auf einer Relief Struktur aufgebrachte elektrisch leitfähige Schicht auf. Die Reliefstruktur ist in den Teilbereichen 652, 654, 655, 657 und 659 senkrecht und in den Teilbereichen 651 , 653, 656, 658 und 660 waagerecht orientiert.
In Bezug auf die sonstige Ausformung der Reliefstrukturen wird auf die Figuren Fig. 2c, Fig. 3 und Fig. 4 verwiesen.
Fig. 7a zeigt ein Sicherheitselement 7 mit einer Substratschicht 71 , einer RF- Antennenspule 72 und einem kapazitiven Element 70.
Die RF-Antennenspule 72 ist wie die RF-Antennenspule 12 nach Fig. 1a oder die Spule im Flächenbereich 4 nach Fig. 2b und Fig. 2c ausgestaltet. Der genaue Aufbau des kapazitiven Elements 70 ist in Fig. 7b gezeigt.
Fig. 7b zeigt einen Schnitt durch das kapazitive Element 70 und zeigt zwei elektrisch leitfähige Schichten 73 und 76, zwei Replizierschichten 74 und 75 und eine Trägerschicht 80. Die elektrisch leitfähigen Schichten 73 und 76 sowie die Replizierschichten 74 und 75 sind wie die elektrisch leitfähigen Schichten 29 und 30 bzw. die Replizierschichten 24 und 25 nach Fig. 2a ausgestaltet. Bei der
Trägerschicht 80 handelt es sich beispielsweise um eine Polyesterfolie oder um eine Haftvermittlungsschicht. Auf die Schicht 80 könnte jedoch auch verzichtet werden. Die Kapazität 70 ist weiter über Verbindungselemente 77 mit der RF-Antennenspule 72 verbunden. Wie in Fig. 7b gezeigt, ist in den elektrisch leitfähigen Schichten 73 und 76 eine Reliefstruktur 78 bzw. 79 abgeformt.
Die Kapazität C des kapazitiven Elements 70 bestimmt sich auf C = — — , ' ds wobei K die Elektrizitätskonstante ist, ε0 die Permeabilitätskonstante ist, A die Fläche der Kondensatorplatten ist und ds die Distanz zwischen den Kondensatorplatten ist. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt K 2J bis 2,3, ε0 ungefähr 8,9 - 10"12 coui2/N-m2 und ds ungefähr 20 μm. - Auch hier ergibt sich durch die Reliefstrukturen 78 und 79 der anhand von Fig. 2c erläuterte Effekt einer Vergrößerung der effektiven Fläche, so daß auch hier in der obigen Formel die Fläche A mit dem fraktalen Faktor zu multiplizieren ist. Ist, wie in Fig. 7 gezeigt, beidseitig eine Reliefstruktur in der elektrisch leitfähigen Schicht abgeformt, so ist die Fläche A mit den fraktalen Faktoren beider Reliefstrukturen zu multiplizieren. Haben die Relief Strukturen 78 und 79 beispielsweise eine Relieftiefe von 1 μm und eine Gitterperiode von 1 μm, so ist die Fläche mit dem fraktalen Faktor 2,41 x 2,41 = 5,81 zu multiplizieren.
Damit ist es möglich, durch die Reliefstrukturen 78 und 79 den Flächenbedarf des kapazitiven Elements erheblich zu reduzieren oder mittels einer gezielten Gestaltung der Reliefstrukturen 78 und 79 bei vorgegebener Fläche die Kapazität des kapazitiven Elements zur Abstimmung der Resonanzfrequenz zu justieren
Figure imgf000021_0001
Auch hier ergibt sich, wie bereits oben beschrieben, die Möglichkeit, daß die Reliefstrukturen 78 und 79 nicht nur der Beeinflussung der elektrischen Eigenschaften des kapazitiven Elements 70 dienen, sondern auch optische Effekte erzeugen, die als optisches Sicherheitsmerkmal Verwendung finden.
Fig. 8a zeigt nun ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die unter Fig. 1 a und Fig. 7a verdeutlichten Verfahren mit einer Gestaltung des kapazitiven Elements kombiniert werden, bei dem das kapazitive Element aus einer Vielzahl von über Verbindungsbahnen verbundenen kapazitiven Teilelementen gebildet ist. Fig. 8a zeigt so ein Sicherheitselement 8 mit einer RF-Antennenspule 81 , mehrere Kapazitäten Ci bis C7 und mehreren Verbindungsbahnen, die die RF-Antennenspule 81 mit den Kapazitäten Ci bis C6 verbinden. Durch gezieltes Durchtrennen der Verbindungsbahnen ist es im späteren möglich, die Kapazität des kapazitiven Elements im Nachhinein zu verändern und damit die Resonanzfrequenz der RF- Resonatorschaltung zu verändern. So ist es beispielsweise, wie in Fig. 8b gezeigt, möglich, durch gezieltes Durchtrennen von Verbindungsbahnen die Kapazitäten Ci bis C3 in einer Reihenschaltung mit der durch die RF-Antennenspule 81 gebildeten Induktivität L zu verschalten und damit eine Resonatorschaltung 82 zu erhalten. Weiter ist es möglich, wie in Fig. 8c gezeigt, durch gezieltes Durchtrennen der Verbindungsbahnen die Kapazitäten Ci bis C3 in eine Parallelschaltung zu verbinden. Hierdurch ergibt sich eine Resonanzschaltung 83, in der die Summe der Teilkapazitäten Ci bis C3 der Induktivität L der RF-Antennenspule 81 gegenübersteht.
Wie hieraus ersichtlich ist, lassen sich durch die gezielte Durchtrennung der Verbindungsbahnen im Nachhinein eine Vielzahl unterschiedlicher Kapazitätswerte erzielen, so daß eine personalisierte, einzigartige Resonanzfrequenz im Nachhinein in das Sicherheitselement 8 codiert werden kann. Die Durchtrennung der Verbindungswege erfolgt hier beispielsweise mittels eines Lasers.
Anhand der Figuren Fig. 9a bis Fig. 9b werden nun weitere Möglichkeiten der Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Sicherheitselementes zur RF-Identifikation erläutert.
Fig. 9a zeigt ein Sicherheitselement 91. Dieses Sicherheitselement verfügt über eine Induktivität und eine Kapazität, die zu einem Resonanzschaltkreis verschaltet sind. Ein Mikrochip ist hier nicht vorgesehen. Ein derartiges Sicherheitselement dient beispielsweise der Diebstahlssicherung und reagiert auf eine ganz bestimmte Trägerfrequenz.
Fig. 9b zeigt ein Sicherheitselement 92, das über eine Induktivität und eine Kapazität verfügt. Die Kapazität ist mittels des in Fig. 8a beschriebenen Verfahrens individualisierbar, so daß dieses Sicherheitselement auf eine bestimmte, personalisierte Frequenz anspricht. Ein derartiges Sicherheitselement kann beispielsweise für Identifikation und Authentisierung eingesetzt werden. Fig. 9c zeigt ein Sicherheitselement 92, bei dem eine Spule mit verschiedenen Kapazitäten derart verschaltet sind, daß sich verschiedene Resonanzschaltkreise ergeben und die Schaltung demnach zwei oder mehr Resonanzfrequenzen besitzt. Durch nachträgliche Entfernung einzelner Verbindungsbahnen ist die Codierung von Informationen durch Bestimmung der Resonanzfrequenzen möglich, die diese Schaltung besitzt. So sind beispielsweise bei der Verwendung von acht unterschiedlichen Resonanz-Frequenzen 28-1 Möglichkeiten der Codierung möglich. Ein derartiges Sicherheitselement kann zur Identifizierung und Authentifizierung verwendet werden.
Fig. 9d zeigt ein Sicherheitselement 93, das über eine Antenne und einen Mikrochip 94 verfügt. Die Kommunikation zwischen Transponder und Leseeinrichtung kann in der Übermittlung einer einfachen ID-Kennung oder in einem Prozeß bestehen, bei dem in dem Transponder gespeicherte Daten identifiziert und neu gespeichert werden. Ein derartiges Element kann Daten lesen und Schreiben und mit einer Lesevorrichtung kommunizieren, so daß hier komplexe Funktionen, insbesondere komplexe Identifikations-, Authentisierungs-, E-Commerce- und E-Government- Funktionen realisiert werden können.

Claims

Patentansprüche
1. Sicherheitselement (1 , 2, 7, 8) zur RF-Identifikation, wobei das Sicherheitselement eine flexible, elektrisch nicht leitende Substratschicht (11 , 24, 74) und eine auf der Substratschicht aufgebrachte erste elektrisch leitfähige Schicht (29, 73) aus einem elektrisch leitenden Material aufweist, die in einem ersten Flächenbereich (4, 51, 53, 63, 64, 65) musterförmig zur Bildung eines RF- Bauteils (12, 13, 72, 70, 81) ausgeformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem dem RF-Bauteil zugeordneten Flächenbereich in der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (29, 73) zumindest bereichsweise eine erste Reliefstruktur (27, 28, 60, 78) abgeformt ist.
2. Sicherheitselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in dem dem RF-Bauteil zugeordneten Flächenbereich in der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (29, 73) zumindest bereichsweise eine erste Reliefstruktur (27, 28, 60, 78) zur Änderung der elektrischen Eigenschaften des RF-Bauteils abgeformt ist.
3. Sicherheitselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Substratschicht (24) eine Replizierschicht ist und die erste Reliefstruktur (27) in die der ersten elektrisch leitfähigen Schicht zugewandte Oberfläche der Replizierschicht (27) abgeformt ist.
4. Sicherheitselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektrisch leitfähige Schicht (29) eine auf die Substratschicht (24) aufgebrachte Metallschicht ist.
5. Sicherheitselement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektrisch leitfähige Schicht (29, 73) eine Dicke im Bereich von 50 nm bis 50 μm, bevorzugt 1 bis 10 μm, hat.
6. Sicherheitselement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektrisch leitfähige Schicht (29) im ersten Flächenbereich (2, 51 , 53, 63 bis 65) in Form einer RF-Antenne (12) oder einer Spule ausgeformt ist und daß in dem der RF-Antenne bzw. der Spule zugeordneten Bereich der leitfähigen Schicht (29) die Rillen der Reliefstruktur (27, 60). im Mittel mehr längs zur Flussrichtung des elektrischen Stroms als quer zur Flussrichtung des elektrischen Stroms orientiert sind.
7. Sicherheitselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen der Reliefstruktur (27) in dem der RF-Antenne bzw. -Spule zugeordneten Bereich der elektrisch leitfähigen Schicht längs der Flussrichtung des elektrischen Stroms orientiert sind.
8. Sicherheitselement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektrisch leitfähige Schicht (29) in dem ersten Flächenbereich (2) in Form ein oder mehrerer Leiterbahnen mit einer Breite von 50 μm bis 10 mm, vorzugsweise 100 μm, ausgeformt ist.
9. Sicherheitselement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitselement eine zweite elektrisch leitfähige Schicht (76) aufweist und daß im ersten Flächenbereich die erste und die zweite elektrisch leitfähige Schicht (73, 76) ein kapazitives Element (70) bilden.
10. Sicherheitselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem dem kapazitiven Element (70) zugeordneten Flächenbereich in der zweiten leitfähigen Schicht (76) zumindest bereichsweise eine zweite Reliefstruktur (79) abgeformt ist.
11. Sicherheitselement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Reliefstruktur (78) eine Vielzahl von sich kreuzenden Rillen aufweist.
12. Sicherheitselement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Relief Struktur eine Profiltiefe im Bereich von 50 nm bis 10 μm besitzt.
13. Sicherheitselement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reliefstruktur eine Spatialfrequenz im Bereich von 100 bis 2000 Linien pro mm besitzt.
14. Sicherheitselement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Relief Struktur (27) ein Sägezahn-, Dreieck-, Rechteck- oder Sinusprofil besitzt.
15. Optisches Sicherheitselement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Reliefstruktur (60) aus der Überlagerung einer Grobstruktur und einer Feinstruktur gebildet ist.
16. Sicherheitselement nach einem der vorgehenden Ansprüche, d ad u rch geke n nzeich net, daß die erste Reliefstruktur zusätzlich ein optisches Sicherheitsmerkmal erzeugt.
17. Sicherheitselement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dad u rch geke n nzei ch net, daß das Sicherheitselement eine Resonanzschaltung zur RF-Identifikation aufweist.
18. Sicherheitselement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dad u rch geke n nzei ch n et, daß das Sicherheitselement einen Chip aufweist.
19. Sicherheitselement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadu rch geke n nzei chnet, daß das Sicherheitselement ein Folienelement, insbesondere eine Prägefolie, eine Laminierfolie, eine Stickerfolie oder ein Teilelement einer Übertragungslage einer derartigen Folie ist.
20. Verfahren zum Erzeugen eines Sicherheitselements zur RF-Identifikation, wobei bei dem Verfahren auf einer flexiblen, elektrisch nicht leitenden Substratschicht (24) in einem ersten Flächenbereich der Substratschicht eine erste leitfähige Schicht (29) aus einem elektrisch leitenden Material musterförmig zur Bildung eines RF-Bauteils (12) ausgeformt aufgebracht wird, dad u rch geken nzeich net, daß in dem dem RF-Bauteil zugeordneten Flächenbereich (2) in der ersten leitfähigen Schicht (29) zumindest bereichsweise eine erste Reliefstruktur (27) zur Änderung von elektrischen Eigenschaften des RF-Bauteils abgeformt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die erste leitfähige Schicht (29) vollflächig, z.B. durch Bedampfung, auf die Substratschicht aufgebracht wird und dann partiell musterförmig zur Bildung des RF-Bauteils (12) demetallisiert wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten leitfähigen Schicht zwei oder mehr mit Verbindungsbahnen verbundene kapazitive Teil-Elemente ausgeformt werden und daß Verbindungsbahnen zu kapazitiven Teil-Elementen später zur Feinabstimmung der Resonanzfrequenz durchtrennt werden.
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