偏光潜像積層体および媒体
【課題】高耐性で潜像の視認性の高い偏光潜像積層体を提供する。
【解決手段】延伸方向を互いに直交させて積層した２枚の延伸ポリマーフィルムの間の少なくとも一部に、位相子および／または偏光子からなる偏光潜像デバイスを具備したことを特徴とする偏光潜像積層体。
【解決手段】延伸方向を互いに直交させて積層した２枚の延伸ポリマーフィルムの間の少なくとも一部に、位相子および／または偏光子からなる偏光潜像デバイスを具備したことを特徴とする偏光潜像積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光潜像積層体およびそれを用いた媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カードやパスポートなどの認証媒体、商品券や株券などの有価証券媒体には、偽造の困難なデバイスを貼付することにより、目視もしくは検証具を用いて真偽判定をする方法が用いられている。
【０００３】
また、近年では、製品の贋造品の流通が問題となり、これら流通を防ぐため、有価証券類と同等の技術を用いることが増えている。
【０００４】
偽造防止技術は、（１）一般のユーザが偽造防止技術と認知でき真偽判定できるいわゆるオバート技術と、（２）特定のユーザのみが偽造防止技術の存在を知り真偽判定できるいわゆるコバート技術に分けられる。
【０００５】
オバート技術の代表としては、ホログラムなどの回折構造形成体、Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｉｎｋ（略称ＯＶＩ）などの多層干渉膜などがあげられる。また、コバート技術の代表としては、蛍光印刷、万線潜像などがあげられる。これらは、ともに重要な地位を占め、通常、これらの組み合わせにより製品化されることが多い。
【０００６】
また、パターンで位相子の光軸を変化させたデバイス、パターンで位相子の光軸を変化させたデバイスと偏光子との組み合わせ、パターンで偏光子の光軸を変化させたデバイスなどが提案されている。
【特許文献１】特表２００１−５２５０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記デバイスでは、少なくとも片側が薄い塗膜であるため、耐光性、耐摩性などを向上させることが難しい。たとえ、延伸フィルムでカバーする場合も、延伸フィルムは延伸方向の裂く力に弱く、耐久性を落とすこととなる。さらに、複屈折性を持つため偏光潜像デバイスとの組み合わせは難しかった。
【０００８】
本発明の目的は、高耐性で潜像の視認性の高い偏光潜像積層体、およびそれを用いた媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、延伸方向を互いに直交させて積層した２枚の延伸ポリマーフィルムの間の少なくとも一部に、位相子および／または偏光子からなる偏光潜像デバイスを具備したことを特徴とする偏光潜像積層体である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記偏光潜像デバイスの下層に反射層を具備したことを特徴とする請求項１に記載の偏光潜像積層体である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記反射層に回折構造を形成したことを特徴とする請求項２に記載の偏光潜像積層体である。
【００１２】
請求項４に係る発明は、前記偏光潜像デバイスが、第１の角度で配向させた液晶分子または二色性染料と、第２の角度で配向させた液晶分子または二色性染料とを具備したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の偏光潜像積層体である。
【００１３】
請求項５に係る発明は、前記偏光潜像デバイスの液晶分子または二色性分子を、ラビング配向法、または光配向法、またはエンボス配向法によって配向したことを特徴とする請求項４に記載の偏光潜像積層体である。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の偏光潜像積層体を少なくとも一部に具備したことを特徴とする媒体である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の偏光潜像積層体は、偏光潜像デバイスを両側から延伸方向が直交した延伸ポリマーフィルムで挟んでいるのでいずれの方向からも裂け難く耐性を向上させることができ、しかも位相差を打ち消すことができるので潜像の視認性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明でいう位相子とは、電界のｘ，ｙ成分間の相対位相差を変化させ、前記のような位相差を生じさせる素子を指す。位相子としては、配向した液晶および液晶ポリマーなど；ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ＰＥＮフィルムなどの押出無延伸フィルム、１軸延伸フィルム、２軸延伸フィルムなど；方解石、水晶などの無機結晶などが挙げられる。
【００１７】
本発明でいう偏光子とは、偏光二色性をもつデバイスの総称である。例として、ＰＶＡにヨウ素もしくは二色性染料を含浸させ、延伸配向させた吸収型偏光子、もしくは、二色性染料を配向膜の上で配向させた吸収型偏光子、もしくは、コレステリック液晶にλ／４位相子を組み合わせた反射型偏光子、複屈折性多層フィルムを積層した反射型偏光子（３Ｍ社製）、ブルースター角でレンチキュラーレンズ状に形成したプリズム偏光子、複屈折物質を回折格子状に形成した複屈折回折偏光子、回折構造の溝を深く形成した回折偏光子などを利用することができる。この他にも、反射光、もしくは、透過光にて特定偏光成分を分離もしくは抽出できる素子であれば、本発明で偏光子として利用可能である。
【００１８】
本発明でいう偏光潜像デバイスとは、パターン状の複屈折層もしくはこれと偏光子と組み合わせたもの、２方向以上の遅相軸でパターニングした複屈折層もしくはこれと偏光子と組み合わせたもの、２方向以上の光軸で偏光子をパターニングしたパターン偏光子などがあげられる。
【００１９】
遅相軸とは、位相子において屈折率が小さく相対的に光の速度が速い方の軸を進相軸と呼ぶのに対して、屈折率が小さく相対的に光の速度が遅い方の軸を指すものである。
【００２０】
パターン状の複屈折性層の形成方法としては、液晶をパターンで印刷する方法、液晶を部分的に配向させる方法、複屈折性の延伸フィルムをパターンで貼り合せる方法、複屈折性の延伸フィルムに部分的に物理的もしくは化学的な刺激を与えて複屈折性を部分的に破壊する方法などがある。
【００２１】
液晶をパターンで印刷する方法は、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷などがある。液晶の配向方向をコントロールするため、ラビング配向法もしくは光配向法、エンボス配向法などを用いることができる。
【００２２】
光配向法とは、基板上の膜に偏光などの異方性を有する光を照射し、膜内の分子の再配列や異方的な化学反応を誘起する方法で、膜に異方性を与え、これによって液晶分子が配向することを利用したものである。光配向のメカニズムとしては、アゾベンゼン誘導体の光異性化、桂皮酸エステル、クマリン、カルコンやベンゾフェノンなどの誘導体の光二量化や架橋、ポリイミドなどの光分解などがある。
【００２３】
ラビング法は、基板上にポリマー溶液を塗布して作製した配向膜を布で擦る方法で、擦った方向に配向膜表面の性質が変化し、この方向に液晶分子が並ぶという性質を利用したものである。配向膜には、ポリイミド、ＰＶＡなどが用いられる。
【００２４】
エンボス配向法は、基材にエンボス加工により細かな溝をエンボス成型する方法で、溝に沿わせて液晶を配向させる方法である。
【００２５】
液晶を部分的に配向させるには、配向膜形成時にマスクを掛けて処理することにより、パターン状の配向膜を形成し、全面に液晶をコーティングしてパターン状の複屈折性層を形成する方法があげられる。
【００２６】
２方向以上の光軸でパターニングした複屈折性層もしくは偏光子は、２方向以上に配向するように形成した配向膜の上に、液晶もしくは二色性染料をコーティングすることにより作製可能である。
【００２７】
２方向以上に液晶もしくは二色性染料が配向するように配向膜を形成するには、光配向法、ラビング配向法、エンボス配向法を用いることができる。
【００２８】
光配向法を用いる場合は、適当な波長帯域の偏光光もしくは斜めからの非偏光光によるフォトマスクを通したパターン露光の後、未露光部を処理するため方向を変えて露光することにより、２方向以上に液晶もしくは二色性染料を配向させる配向膜を形成することができる。
【００２９】
ラビング配向法を用いる場合は、基材上に塗布した配向剤の全面を布でラビングし、部分的にマスクを掛け、再び方向を変えて布で擦った後、マスクを除去することにより、２方向以上に配向させる配向膜を形成することができる。
【００３０】
エンボス配向法では、２方向以上の細かな溝を形成することにより２方向以上に液晶もしくは二色性染料を配向させることができる。
【００３１】
基材上に、これら配向剤を形成する方法としては、グラビアコーティング法、マイクログラビアコーティング法、溶融押出法など公知の手法を用いることができる。
【００３２】
これら配向膜の上に塗工する液晶もしくは二色性染料は、配向性を有するポリマーであっても、アクリル基などの反応性官能基を有するモノマーでも構わない。配向膜の上に液晶もしくは二色性染料を形成する方法としては、グラビアコーティング法、マイクログラビアコーティング法など公知の手法を用いることができる。コーティングした液晶もしくは二色性染料は、熱処理することにより、配向を促進することができる。反応性官能基を有する液晶もしくは二色性染料モノマーは、配向後に電子線もしくは紫外線もしくは熱により硬化させる。
【００３３】
２方向以上の遅相軸でパターニングした複屈折性層もしくは偏光子は、光配向法やラビング法により、配向膜自身が複屈折性もしくは偏光二色性を持つものなども利用でき、作製方法は問わない。
【００３４】
複屈折性物質とは、透明な複屈折性を有する材質である。複屈折とは、物質の屈折率が光軸方向によってことなることで、複屈折を持つ物質に光を入射した時、異常光線ｅ（屈折率：ｎｅ）と常光線ｏ（屈折率：ｎｏ）の間で位相差を生じる現象である。
【００３５】
この異常光線と常光線の屈折率の差は、複屈折率Δｎと呼ばれ、次の式で表される。
【００３６】
Δｎ＝ｎｅ−ｎｏ
また、位相差値δは、複屈折性物質を通過する層厚ｄに比例し、次の式で表される。
【００３７】
δ＝Δｎ・ｄ
即ち、位相差値は、膜厚比例する。更に反射層を用いる場合は、反射前後で２回複屈折性物質を通るため、位相差値が２倍となる。
【００３８】
位相差値が透過光の波長λの半分（λ／２）のとき、複屈折性物質の遅相軸と偏光光の偏光面がなす角度がθの時、偏光面を２θ回す性質を持つ。よって、θ＝４５°の時、偏光面が９０°回転する。
【００３９】
反射層の上にλ／４の位相差値を持つ位相子を形成し、偏光フィルムを重ねた場合、偏光フィルムの透過光軸と位相子の遅相軸がなす角度が４５°の時、偏光フィルムを透過した光が９０°回転して偏光フィルムに戻ってくるときに透過できないため、暗部となる。また、偏光フィルムの透過光軸と位相子の遅相軸がなす角度が０°の時、偏光フィルムを透過した光がそのまま戻ってきて透過できるため、明部となる。
【００４０】
また、複屈折性材料の性質として、遅相軸方向が平行な２層を通るとき、位相差値は積算され、遅相軸方向が直交な２層のとき、位相差値は打ち消しあう。
【００４１】
複屈折性物質を偏光光が透過する場合には、複屈折性物質が持つ位相差値δと、透過する偏光光の光軸と複屈折層の遅相軸がなす角度に応じて、位相差が生じ、透過する偏光光の状態が変化する。
【００４２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４３】
図１は本発明による偏光潜像積層体の一例を示す分解斜視図である。図１に示すように、偏光潜像デバイス（１３）は２つのポリマーフィルム（１１）と（１２）との間に配置されている。ポリマーフィルム（１１）および（１２）は延伸ポリマーフィルムである。図１には、ポリマーフィルム（１１）および（１２）、ならびに偏光潜像デバイス（１３）の光軸方向（１４）を示している。図２は図１の偏光潜像積層体の平面図である。
【００４４】
ポリマーフィルム（１１、１２）としては、ＰＥＴ、ＰＰ、ＰＥ、ＴＡＣ、ＰＥＮなどの樹脂フィルムを用いることができる。これらのフィルムの間に偏光潜像デバイス（１３）をはさんでラミネートし、偏光潜像積層体とする（図１）。使用するポリマーフィルムの厚さは、１２〜２００μｍが望ましい。
【００４５】
ポリマーフィルム（１１、１２）は、延伸、無延伸を問わず利用可能である。ポリマーフィルムが偏光潜像デバイスの両側に存在するため、耐薬品性、耐摩耗性が格段に向上する。紫外線吸収剤を練りこんだポリマーフィルムを用いることにより、耐光性を高めることができる。
【００４６】
ポリマーフィルムは、延伸フィルムの方が強靭であるため好ましい。但し、延伸フィルムを用いる場合にも欠点がある。第１の欠点は、延伸方向に裂け易いことである。第２の欠点は、延伸方向を光軸とする複屈折性を持つことである。本発明では、これら欠点を２枚のポリマーフィルムの延伸方向を直交させて貼り合せることで解決する手段を提供している。
【００４７】
延伸方向を直交させて貼り合せた結果、裂く力がかかった時、何れかのポリマーフィルムが延伸方向でないため裂けにくい。また、２枚のポリマーフィルムの延伸方向を直交させた場合に互いに位相差を打ち消し合うため、複屈折性偏光潜像デバイスの設計を大きく狂わせることがなく高いコントラストを維持できる。
【００４８】
必要に応じて、反射層を設けることができる。反射層は、２枚のポリマーフィルムの間の他、外側に設けても構わない。反射層としては、金属もしくは高屈折率セラミックスを用いることができる。金属としては、Ａｌ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕなどの金属のほかにインコネル、青銅、アルミ青銅などの合金を用いることができる。セラミックスとしては、ＴｉＯ２、ＺｎＳ、Ｆｅ２Ｏ３などの高屈折率材料を用いることができる。これら材料を基材上に蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどを用いて１０ｎｍから１００ｎｍ程度で形成する。また、金属箔やセラミック板を基材とすることができる。前記方法で別の基材に形成したものを転写しても構わない。
【００４９】
反射層がハーフミラーやセラミックの時には反射層が透けるため、背景による外乱を防ぎ、潜像の視認性をあげるために背面側に着色することができる。着色は、パターンでも全面でも構わない。着色層は、既存の印刷やコーティング方法を用いることができる。
【００５０】
反射層はパターン状に設けても良い。パターン状に設ける方法としては、パスタ加工、水洗シーライト加工、レーザー加工などが挙げられる。
【００５１】
反射層に回折構造を設けてもよい。回折構造画像は、回折構造により画像を形成したもので、回折構造としてはホログラムおよび回折格子を用いることができる。
【００５２】
ホログラムは、光学的な撮影方法により微細な凹凸パターンからなるレリーフ型のマスター版を作製し、次に、このマスター版から電気メッキ法により凹凸パターンを複製したニッケル製のプレス版を作製し、そして、このプレス版によりホログラムを形成する層上に加熱押圧するという方法により大量複製が行わる。このタイプのホログラムはレリーフ型ホログラムと称されている。
【００５３】
回折格子を用いたものは、このような実際のものを撮影するホログラムとは異なり、微少なエリアに複数種類の単純な回折格子を配置して画素とし、グレーティングイメージ、ドットマトリックス（ピクセルグラム等）と呼ばれる画像を表現するものである。このような回折格子を用いた画像は、レリーフ型ホログラムと同様な方法で大量複製が行われる。
【００５４】
基材に回折構造が形成しにくい場合には、回折構造形成層を設けることができる。回折構造は、反射層を形成する前に回折構造を形成しておいて、それに形状が追従するように反射層を形成しても、反射層に直接、回折構造を形成してもよい。
【００５５】
図３は本発明の一実施例に係る偏光潜像積層体の分解斜視図である。図３に示すように、一方の延伸ポリプロピレン（ＰＰ）基材（２１）上に偏光潜像デバイス（２３）が形成され、他方のＰＰ基材（２２）上に回折構造形成層（２５）が形成されている。また、偏光潜像デバイス（２３）を形成した面と、ＰＰ基材（２２）の回折構造形成層（２５）を形成していない方の面とが向かい合うように前記２つのＰＰ基材が配置されている。さらに、２つのＰＰ基材は、両者の光軸方向が直交するように配置されている。ＰＰ基材（２１）および偏光潜像デバイス（２３）の光軸方向（２４）を示す。なお、ＰＰ基材（２２）の光軸方向は示していない。
【００５６】
図４は図３の偏光潜像積層体の平面図である。ＰＰ基材（２２）上には画像（２８）が形成されている。
【００５７】
図５は図４のＸ−Ｘ’線に沿う断面図である。ＰＰ基材（２１）の偏光潜像デバイス形成面と、ＰＰ基材（２２）の回折構造形成層（２５）を形成していない面とが向かい合って配置され、両者の間に接着層（２６）が設けられている。また、回折構造形成層（２５）の表面に保護層（２７）が形成されている。
【００５８】
図６および図７は本発明による偏光潜像積層体の偏光潜像デバイス（１３）部分に検証具（１９）を重ねた図である。
【００５９】
これら偏光潜像積層体中の偏光潜像デバイス（１３、２３）を、検証具を通さない通常の目視で観察した場合には、人間の目に複屈折性層もしくは偏光子の光軸方向を見分けることがでないため潜像が見えない。よって、通常の透明なポリマーフィルムもしくは反射層もしくは回折構造画像として見える。
【００６０】
しかし、偏光フィルムである検証具（１９）を通しての視認、もしくは、偏光フィルムで挟んでの視認の場合、偏光潜像デバイス（１３）および（２３）を通った偏光光は、透過する部分の位相子もしくは偏光子により偏光状態が変化し、視認側の偏光子の透過率がことなるため、潜像が現れる。これにより、セキュリティ媒体の真偽判定が可能となる。
【００６１】
さらに、偏光潜像デバイスの設計次第で、検証具と偏光潜像デバイスの光軸の成す角度によっては、潜像をポジ（図６）とネガ（図７）を切り替えて出現させることもできる。
【実施例】
【００６２】
[潜像デバイス形成フィルムの作製]
紫外線吸収剤を練りこんだ透明な５０μｍの厚さのλ／２の位相差値を持つ一軸延伸ポリプロピレンフィルムに、押出法を用いて溶融したポリプロピレン樹脂を１０μｍコーティングし、液晶分子を４５°の角度を成すように絵柄パターンで配向させるための微細な凹凸構造を形成した冷却ロールに抱かせて、成型、冷却固定を行った。得られたフィルムに、５５０ｎｍにおいてΔｎ＝０．１８の紫外線硬化型液晶ＵＣＬ−００８（大日本インキ製造株式会社製）をλ／４の位相差となる膜厚で、凹凸構造を形成したポリプロピレンの一部にストライプ状にグラビア印刷で塗付し、６５℃の乾燥炉で６０秒間加熱乾燥し、窒素ガス雰囲気下で紫外線ランプを用いて０．５Ｊ／ｃｍ２紫外線を照射し、硬化し、潜像デバイスを形成したフィルムを得た。
【００６３】
[ホログラムフィルムの作製]
紫外線吸収剤を練りこんだ透明な５０μｍの厚さのλ／２の位相差値を持つ一軸延伸ポリプロピレンフィルムに、押出法を用いて溶融したポリプロピレン樹脂を１０μｍコーティングし、ホログラムを形成した冷却ロールに抱かせて、成型、冷却固定を行った。ホログラム（回折構造）を形成した面にＡｌ層を真空蒸着法を用いて５０ｎｍの膜厚で形成して回折構造形成層とし、表面を保護するために１液のウレタン樹脂をコーティングして保護層を形成した。ガラス転移温度（Ｔｇ）が５０℃の塩素化ポリプロピレンを２μｍのドライ膜厚でグラビアコーティング法を用いて、ホログラムと反対側に接着層として塗付し、ホログラムフィルムを得た。
【００６４】
[偏光潜像積層体の作製]
潜像デバイスを形成したフィルムの潜像デバイス形成面と、ホログラムフィルムの接着層面を、それぞれのフィルムの延伸方向（光軸方向）が、直交するように１００℃でラミネートした。潜像デバイス以外の部分に絵柄をオフセット印刷、凹版印刷を用いて表裏に印刷し、偏光潜像積層体を得た。
【００６５】
[偏光潜像積層体の効果]
検証具を用いない通常の目視では、表裏ともホログラムを形成した媒体に見えるが、潜像デバイス形成フィルム側から検証具を通して見るとコントラストの高い潜像が現れた。またこの媒体は、いずれの方向からも裂けにくく耐性の高いものであった。
【００６６】
これらの結果は、延伸フィルムの延伸方向を直交させて配置することにより、直交する位相差が互いに打ち消し合い、液晶による潜像が設計通りに機能するとともに、裂け難い方向のポリマーフィルムが裂け易い方向のポリマーフィルムをカバーする効果によるものであった。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明による偏光潜像積層体の分解斜視図である。
【図２】図１の偏光潜像積層体の平面図である。
【図３】本発明による実施例における偏光潜像積層体の分解斜視図である。
【図４】図３の偏光潜像積層体の平面図である。
【図５】図４のＸ−Ｘ’に沿う断面図である。
【図６】本発明による偏光潜像積層体に検証具を重ねた図である。
【図７】本発明による偏光潜像積層体に検証具を重ねた図である。
【符号の説明】
【００６８】
１１、１２…ポリマーフィルム、１３、２３…偏光潜像デバイス、１４、２４…光軸方向、１９…検証具、２１、２２…ＰＰ基材、２５…回折構造形成層、２６…接着層、２７…保護層、２８…画像。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光潜像積層体およびそれを用いた媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カードやパスポートなどの認証媒体、商品券や株券などの有価証券媒体には、偽造の困難なデバイスを貼付することにより、目視もしくは検証具を用いて真偽判定をする方法が用いられている。
【０００３】
また、近年では、製品の贋造品の流通が問題となり、これら流通を防ぐため、有価証券類と同等の技術を用いることが増えている。
【０００４】
偽造防止技術は、（１）一般のユーザが偽造防止技術と認知でき真偽判定できるいわゆるオバート技術と、（２）特定のユーザのみが偽造防止技術の存在を知り真偽判定できるいわゆるコバート技術に分けられる。
【０００５】
オバート技術の代表としては、ホログラムなどの回折構造形成体、Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｉｎｋ（略称ＯＶＩ）などの多層干渉膜などがあげられる。また、コバート技術の代表としては、蛍光印刷、万線潜像などがあげられる。これらは、ともに重要な地位を占め、通常、これらの組み合わせにより製品化されることが多い。
【０００６】
また、パターンで位相子の光軸を変化させたデバイス、パターンで位相子の光軸を変化させたデバイスと偏光子との組み合わせ、パターンで偏光子の光軸を変化させたデバイスなどが提案されている。
【特許文献１】特表２００１−５２５０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記デバイスでは、少なくとも片側が薄い塗膜であるため、耐光性、耐摩性などを向上させることが難しい。たとえ、延伸フィルムでカバーする場合も、延伸フィルムは延伸方向の裂く力に弱く、耐久性を落とすこととなる。さらに、複屈折性を持つため偏光潜像デバイスとの組み合わせは難しかった。
【０００８】
本発明の目的は、高耐性で潜像の視認性の高い偏光潜像積層体、およびそれを用いた媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、延伸方向を互いに直交させて積層した２枚の延伸ポリマーフィルムの間の少なくとも一部に、位相子および／または偏光子からなる偏光潜像デバイスを具備したことを特徴とする偏光潜像積層体である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記偏光潜像デバイスの下層に反射層を具備したことを特徴とする請求項１に記載の偏光潜像積層体である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記反射層に回折構造を形成したことを特徴とする請求項２に記載の偏光潜像積層体である。
【００１２】
請求項４に係る発明は、前記偏光潜像デバイスが、第１の角度で配向させた液晶分子または二色性染料と、第２の角度で配向させた液晶分子または二色性染料とを具備したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の偏光潜像積層体である。
【００１３】
請求項５に係る発明は、前記偏光潜像デバイスの液晶分子または二色性分子を、ラビング配向法、または光配向法、またはエンボス配向法によって配向したことを特徴とする請求項４に記載の偏光潜像積層体である。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の偏光潜像積層体を少なくとも一部に具備したことを特徴とする媒体である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の偏光潜像積層体は、偏光潜像デバイスを両側から延伸方向が直交した延伸ポリマーフィルムで挟んでいるのでいずれの方向からも裂け難く耐性を向上させることができ、しかも位相差を打ち消すことができるので潜像の視認性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明でいう位相子とは、電界のｘ，ｙ成分間の相対位相差を変化させ、前記のような位相差を生じさせる素子を指す。位相子としては、配向した液晶および液晶ポリマーなど；ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ＰＥＮフィルムなどの押出無延伸フィルム、１軸延伸フィルム、２軸延伸フィルムなど；方解石、水晶などの無機結晶などが挙げられる。
【００１７】
本発明でいう偏光子とは、偏光二色性をもつデバイスの総称である。例として、ＰＶＡにヨウ素もしくは二色性染料を含浸させ、延伸配向させた吸収型偏光子、もしくは、二色性染料を配向膜の上で配向させた吸収型偏光子、もしくは、コレステリック液晶にλ／４位相子を組み合わせた反射型偏光子、複屈折性多層フィルムを積層した反射型偏光子（３Ｍ社製）、ブルースター角でレンチキュラーレンズ状に形成したプリズム偏光子、複屈折物質を回折格子状に形成した複屈折回折偏光子、回折構造の溝を深く形成した回折偏光子などを利用することができる。この他にも、反射光、もしくは、透過光にて特定偏光成分を分離もしくは抽出できる素子であれば、本発明で偏光子として利用可能である。
【００１８】
本発明でいう偏光潜像デバイスとは、パターン状の複屈折層もしくはこれと偏光子と組み合わせたもの、２方向以上の遅相軸でパターニングした複屈折層もしくはこれと偏光子と組み合わせたもの、２方向以上の光軸で偏光子をパターニングしたパターン偏光子などがあげられる。
【００１９】
遅相軸とは、位相子において屈折率が小さく相対的に光の速度が速い方の軸を進相軸と呼ぶのに対して、屈折率が小さく相対的に光の速度が遅い方の軸を指すものである。
【００２０】
パターン状の複屈折性層の形成方法としては、液晶をパターンで印刷する方法、液晶を部分的に配向させる方法、複屈折性の延伸フィルムをパターンで貼り合せる方法、複屈折性の延伸フィルムに部分的に物理的もしくは化学的な刺激を与えて複屈折性を部分的に破壊する方法などがある。
【００２１】
液晶をパターンで印刷する方法は、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷などがある。液晶の配向方向をコントロールするため、ラビング配向法もしくは光配向法、エンボス配向法などを用いることができる。
【００２２】
光配向法とは、基板上の膜に偏光などの異方性を有する光を照射し、膜内の分子の再配列や異方的な化学反応を誘起する方法で、膜に異方性を与え、これによって液晶分子が配向することを利用したものである。光配向のメカニズムとしては、アゾベンゼン誘導体の光異性化、桂皮酸エステル、クマリン、カルコンやベンゾフェノンなどの誘導体の光二量化や架橋、ポリイミドなどの光分解などがある。
【００２３】
ラビング法は、基板上にポリマー溶液を塗布して作製した配向膜を布で擦る方法で、擦った方向に配向膜表面の性質が変化し、この方向に液晶分子が並ぶという性質を利用したものである。配向膜には、ポリイミド、ＰＶＡなどが用いられる。
【００２４】
エンボス配向法は、基材にエンボス加工により細かな溝をエンボス成型する方法で、溝に沿わせて液晶を配向させる方法である。
【００２５】
液晶を部分的に配向させるには、配向膜形成時にマスクを掛けて処理することにより、パターン状の配向膜を形成し、全面に液晶をコーティングしてパターン状の複屈折性層を形成する方法があげられる。
【００２６】
２方向以上の光軸でパターニングした複屈折性層もしくは偏光子は、２方向以上に配向するように形成した配向膜の上に、液晶もしくは二色性染料をコーティングすることにより作製可能である。
【００２７】
２方向以上に液晶もしくは二色性染料が配向するように配向膜を形成するには、光配向法、ラビング配向法、エンボス配向法を用いることができる。
【００２８】
光配向法を用いる場合は、適当な波長帯域の偏光光もしくは斜めからの非偏光光によるフォトマスクを通したパターン露光の後、未露光部を処理するため方向を変えて露光することにより、２方向以上に液晶もしくは二色性染料を配向させる配向膜を形成することができる。
【００２９】
ラビング配向法を用いる場合は、基材上に塗布した配向剤の全面を布でラビングし、部分的にマスクを掛け、再び方向を変えて布で擦った後、マスクを除去することにより、２方向以上に配向させる配向膜を形成することができる。
【００３０】
エンボス配向法では、２方向以上の細かな溝を形成することにより２方向以上に液晶もしくは二色性染料を配向させることができる。
【００３１】
基材上に、これら配向剤を形成する方法としては、グラビアコーティング法、マイクログラビアコーティング法、溶融押出法など公知の手法を用いることができる。
【００３２】
これら配向膜の上に塗工する液晶もしくは二色性染料は、配向性を有するポリマーであっても、アクリル基などの反応性官能基を有するモノマーでも構わない。配向膜の上に液晶もしくは二色性染料を形成する方法としては、グラビアコーティング法、マイクログラビアコーティング法など公知の手法を用いることができる。コーティングした液晶もしくは二色性染料は、熱処理することにより、配向を促進することができる。反応性官能基を有する液晶もしくは二色性染料モノマーは、配向後に電子線もしくは紫外線もしくは熱により硬化させる。
【００３３】
２方向以上の遅相軸でパターニングした複屈折性層もしくは偏光子は、光配向法やラビング法により、配向膜自身が複屈折性もしくは偏光二色性を持つものなども利用でき、作製方法は問わない。
【００３４】
複屈折性物質とは、透明な複屈折性を有する材質である。複屈折とは、物質の屈折率が光軸方向によってことなることで、複屈折を持つ物質に光を入射した時、異常光線ｅ（屈折率：ｎｅ）と常光線ｏ（屈折率：ｎｏ）の間で位相差を生じる現象である。
【００３５】
この異常光線と常光線の屈折率の差は、複屈折率Δｎと呼ばれ、次の式で表される。
【００３６】
Δｎ＝ｎｅ−ｎｏ
また、位相差値δは、複屈折性物質を通過する層厚ｄに比例し、次の式で表される。
【００３７】
δ＝Δｎ・ｄ
即ち、位相差値は、膜厚比例する。更に反射層を用いる場合は、反射前後で２回複屈折性物質を通るため、位相差値が２倍となる。
【００３８】
位相差値が透過光の波長λの半分（λ／２）のとき、複屈折性物質の遅相軸と偏光光の偏光面がなす角度がθの時、偏光面を２θ回す性質を持つ。よって、θ＝４５°の時、偏光面が９０°回転する。
【００３９】
反射層の上にλ／４の位相差値を持つ位相子を形成し、偏光フィルムを重ねた場合、偏光フィルムの透過光軸と位相子の遅相軸がなす角度が４５°の時、偏光フィルムを透過した光が９０°回転して偏光フィルムに戻ってくるときに透過できないため、暗部となる。また、偏光フィルムの透過光軸と位相子の遅相軸がなす角度が０°の時、偏光フィルムを透過した光がそのまま戻ってきて透過できるため、明部となる。
【００４０】
また、複屈折性材料の性質として、遅相軸方向が平行な２層を通るとき、位相差値は積算され、遅相軸方向が直交な２層のとき、位相差値は打ち消しあう。
【００４１】
複屈折性物質を偏光光が透過する場合には、複屈折性物質が持つ位相差値δと、透過する偏光光の光軸と複屈折層の遅相軸がなす角度に応じて、位相差が生じ、透過する偏光光の状態が変化する。
【００４２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４３】
図１は本発明による偏光潜像積層体の一例を示す分解斜視図である。図１に示すように、偏光潜像デバイス（１３）は２つのポリマーフィルム（１１）と（１２）との間に配置されている。ポリマーフィルム（１１）および（１２）は延伸ポリマーフィルムである。図１には、ポリマーフィルム（１１）および（１２）、ならびに偏光潜像デバイス（１３）の光軸方向（１４）を示している。図２は図１の偏光潜像積層体の平面図である。
【００４４】
ポリマーフィルム（１１、１２）としては、ＰＥＴ、ＰＰ、ＰＥ、ＴＡＣ、ＰＥＮなどの樹脂フィルムを用いることができる。これらのフィルムの間に偏光潜像デバイス（１３）をはさんでラミネートし、偏光潜像積層体とする（図１）。使用するポリマーフィルムの厚さは、１２〜２００μｍが望ましい。
【００４５】
ポリマーフィルム（１１、１２）は、延伸、無延伸を問わず利用可能である。ポリマーフィルムが偏光潜像デバイスの両側に存在するため、耐薬品性、耐摩耗性が格段に向上する。紫外線吸収剤を練りこんだポリマーフィルムを用いることにより、耐光性を高めることができる。
【００４６】
ポリマーフィルムは、延伸フィルムの方が強靭であるため好ましい。但し、延伸フィルムを用いる場合にも欠点がある。第１の欠点は、延伸方向に裂け易いことである。第２の欠点は、延伸方向を光軸とする複屈折性を持つことである。本発明では、これら欠点を２枚のポリマーフィルムの延伸方向を直交させて貼り合せることで解決する手段を提供している。
【００４７】
延伸方向を直交させて貼り合せた結果、裂く力がかかった時、何れかのポリマーフィルムが延伸方向でないため裂けにくい。また、２枚のポリマーフィルムの延伸方向を直交させた場合に互いに位相差を打ち消し合うため、複屈折性偏光潜像デバイスの設計を大きく狂わせることがなく高いコントラストを維持できる。
【００４８】
必要に応じて、反射層を設けることができる。反射層は、２枚のポリマーフィルムの間の他、外側に設けても構わない。反射層としては、金属もしくは高屈折率セラミックスを用いることができる。金属としては、Ａｌ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕなどの金属のほかにインコネル、青銅、アルミ青銅などの合金を用いることができる。セラミックスとしては、ＴｉＯ２、ＺｎＳ、Ｆｅ２Ｏ３などの高屈折率材料を用いることができる。これら材料を基材上に蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどを用いて１０ｎｍから１００ｎｍ程度で形成する。また、金属箔やセラミック板を基材とすることができる。前記方法で別の基材に形成したものを転写しても構わない。
【００４９】
反射層がハーフミラーやセラミックの時には反射層が透けるため、背景による外乱を防ぎ、潜像の視認性をあげるために背面側に着色することができる。着色は、パターンでも全面でも構わない。着色層は、既存の印刷やコーティング方法を用いることができる。
【００５０】
反射層はパターン状に設けても良い。パターン状に設ける方法としては、パスタ加工、水洗シーライト加工、レーザー加工などが挙げられる。
【００５１】
反射層に回折構造を設けてもよい。回折構造画像は、回折構造により画像を形成したもので、回折構造としてはホログラムおよび回折格子を用いることができる。
【００５２】
ホログラムは、光学的な撮影方法により微細な凹凸パターンからなるレリーフ型のマスター版を作製し、次に、このマスター版から電気メッキ法により凹凸パターンを複製したニッケル製のプレス版を作製し、そして、このプレス版によりホログラムを形成する層上に加熱押圧するという方法により大量複製が行わる。このタイプのホログラムはレリーフ型ホログラムと称されている。
【００５３】
回折格子を用いたものは、このような実際のものを撮影するホログラムとは異なり、微少なエリアに複数種類の単純な回折格子を配置して画素とし、グレーティングイメージ、ドットマトリックス（ピクセルグラム等）と呼ばれる画像を表現するものである。このような回折格子を用いた画像は、レリーフ型ホログラムと同様な方法で大量複製が行われる。
【００５４】
基材に回折構造が形成しにくい場合には、回折構造形成層を設けることができる。回折構造は、反射層を形成する前に回折構造を形成しておいて、それに形状が追従するように反射層を形成しても、反射層に直接、回折構造を形成してもよい。
【００５５】
図３は本発明の一実施例に係る偏光潜像積層体の分解斜視図である。図３に示すように、一方の延伸ポリプロピレン（ＰＰ）基材（２１）上に偏光潜像デバイス（２３）が形成され、他方のＰＰ基材（２２）上に回折構造形成層（２５）が形成されている。また、偏光潜像デバイス（２３）を形成した面と、ＰＰ基材（２２）の回折構造形成層（２５）を形成していない方の面とが向かい合うように前記２つのＰＰ基材が配置されている。さらに、２つのＰＰ基材は、両者の光軸方向が直交するように配置されている。ＰＰ基材（２１）および偏光潜像デバイス（２３）の光軸方向（２４）を示す。なお、ＰＰ基材（２２）の光軸方向は示していない。
【００５６】
図４は図３の偏光潜像積層体の平面図である。ＰＰ基材（２２）上には画像（２８）が形成されている。
【００５７】
図５は図４のＸ−Ｘ’線に沿う断面図である。ＰＰ基材（２１）の偏光潜像デバイス形成面と、ＰＰ基材（２２）の回折構造形成層（２５）を形成していない面とが向かい合って配置され、両者の間に接着層（２６）が設けられている。また、回折構造形成層（２５）の表面に保護層（２７）が形成されている。
【００５８】
図６および図７は本発明による偏光潜像積層体の偏光潜像デバイス（１３）部分に検証具（１９）を重ねた図である。
【００５９】
これら偏光潜像積層体中の偏光潜像デバイス（１３、２３）を、検証具を通さない通常の目視で観察した場合には、人間の目に複屈折性層もしくは偏光子の光軸方向を見分けることがでないため潜像が見えない。よって、通常の透明なポリマーフィルムもしくは反射層もしくは回折構造画像として見える。
【００６０】
しかし、偏光フィルムである検証具（１９）を通しての視認、もしくは、偏光フィルムで挟んでの視認の場合、偏光潜像デバイス（１３）および（２３）を通った偏光光は、透過する部分の位相子もしくは偏光子により偏光状態が変化し、視認側の偏光子の透過率がことなるため、潜像が現れる。これにより、セキュリティ媒体の真偽判定が可能となる。
【００６１】
さらに、偏光潜像デバイスの設計次第で、検証具と偏光潜像デバイスの光軸の成す角度によっては、潜像をポジ（図６）とネガ（図７）を切り替えて出現させることもできる。
【実施例】
【００６２】
[潜像デバイス形成フィルムの作製]
紫外線吸収剤を練りこんだ透明な５０μｍの厚さのλ／２の位相差値を持つ一軸延伸ポリプロピレンフィルムに、押出法を用いて溶融したポリプロピレン樹脂を１０μｍコーティングし、液晶分子を４５°の角度を成すように絵柄パターンで配向させるための微細な凹凸構造を形成した冷却ロールに抱かせて、成型、冷却固定を行った。得られたフィルムに、５５０ｎｍにおいてΔｎ＝０．１８の紫外線硬化型液晶ＵＣＬ−００８（大日本インキ製造株式会社製）をλ／４の位相差となる膜厚で、凹凸構造を形成したポリプロピレンの一部にストライプ状にグラビア印刷で塗付し、６５℃の乾燥炉で６０秒間加熱乾燥し、窒素ガス雰囲気下で紫外線ランプを用いて０．５Ｊ／ｃｍ２紫外線を照射し、硬化し、潜像デバイスを形成したフィルムを得た。
【００６３】
[ホログラムフィルムの作製]
紫外線吸収剤を練りこんだ透明な５０μｍの厚さのλ／２の位相差値を持つ一軸延伸ポリプロピレンフィルムに、押出法を用いて溶融したポリプロピレン樹脂を１０μｍコーティングし、ホログラムを形成した冷却ロールに抱かせて、成型、冷却固定を行った。ホログラム（回折構造）を形成した面にＡｌ層を真空蒸着法を用いて５０ｎｍの膜厚で形成して回折構造形成層とし、表面を保護するために１液のウレタン樹脂をコーティングして保護層を形成した。ガラス転移温度（Ｔｇ）が５０℃の塩素化ポリプロピレンを２μｍのドライ膜厚でグラビアコーティング法を用いて、ホログラムと反対側に接着層として塗付し、ホログラムフィルムを得た。
【００６４】
[偏光潜像積層体の作製]
潜像デバイスを形成したフィルムの潜像デバイス形成面と、ホログラムフィルムの接着層面を、それぞれのフィルムの延伸方向（光軸方向）が、直交するように１００℃でラミネートした。潜像デバイス以外の部分に絵柄をオフセット印刷、凹版印刷を用いて表裏に印刷し、偏光潜像積層体を得た。
【００６５】
[偏光潜像積層体の効果]
検証具を用いない通常の目視では、表裏ともホログラムを形成した媒体に見えるが、潜像デバイス形成フィルム側から検証具を通して見るとコントラストの高い潜像が現れた。またこの媒体は、いずれの方向からも裂けにくく耐性の高いものであった。
【００６６】
これらの結果は、延伸フィルムの延伸方向を直交させて配置することにより、直交する位相差が互いに打ち消し合い、液晶による潜像が設計通りに機能するとともに、裂け難い方向のポリマーフィルムが裂け易い方向のポリマーフィルムをカバーする効果によるものであった。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明による偏光潜像積層体の分解斜視図である。
【図２】図１の偏光潜像積層体の平面図である。
【図３】本発明による実施例における偏光潜像積層体の分解斜視図である。
【図４】図３の偏光潜像積層体の平面図である。
【図５】図４のＸ−Ｘ’に沿う断面図である。
【図６】本発明による偏光潜像積層体に検証具を重ねた図である。
【図７】本発明による偏光潜像積層体に検証具を重ねた図である。
【符号の説明】
【００６８】
１１、１２…ポリマーフィルム、１３、２３…偏光潜像デバイス、１４、２４…光軸方向、１９…検証具、２１、２２…ＰＰ基材、２５…回折構造形成層、２６…接着層、２７…保護層、２８…画像。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
延伸方向を互いに直交させて積層した２枚の延伸ポリマーフィルムの間の少なくとも一部に、位相子および／または偏光子からなる偏光潜像デバイスを具備したことを特徴とする偏光潜像積層体。
【請求項２】
前記偏光潜像デバイスの下層に反射層を具備したことを特徴とする請求項１に記載の偏光潜像積層体。
【請求項３】
前記反射層に回折構造を形成したことを特徴とする請求項２に記載の偏光潜像積層体。
【請求項４】
前記偏光潜像デバイスが、第１の角度で配向させた液晶分子または二色性染料と、第２の角度で配向させた液晶分子または二色性染料とを具備したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の偏光潜像積層体。
【請求項５】
前記偏光潜像デバイスの液晶分子または二色性分子を、ラビング配向法、または光配向法、またはエンボス配向法によって配向したことを特徴とする請求項４に記載の偏光潜像積層体。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の偏光潜像積層体を少なくとも一部に具備したことを特徴とする媒体。
【請求項１】
延伸方向を互いに直交させて積層した２枚の延伸ポリマーフィルムの間の少なくとも一部に、位相子および／または偏光子からなる偏光潜像デバイスを具備したことを特徴とする偏光潜像積層体。
【請求項２】
前記偏光潜像デバイスの下層に反射層を具備したことを特徴とする請求項１に記載の偏光潜像積層体。
【請求項３】
前記反射層に回折構造を形成したことを特徴とする請求項２に記載の偏光潜像積層体。
【請求項４】
前記偏光潜像デバイスが、第１の角度で配向させた液晶分子または二色性染料と、第２の角度で配向させた液晶分子または二色性染料とを具備したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の偏光潜像積層体。
【請求項５】
前記偏光潜像デバイスの液晶分子または二色性分子を、ラビング配向法、または光配向法、またはエンボス配向法によって配向したことを特徴とする請求項４に記載の偏光潜像積層体。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の偏光潜像積層体を少なくとも一部に具備したことを特徴とする媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１３９７６６（Ｐ２００９−１３９７６６Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１７６５５（Ｐ２００７−３１７６５５）
【出願日】平成１９年１２月７日（２００７．１２．７）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月７日（２００７．１２．７）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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