光学素子、ラベル付き物品、光学キット及び判別方法
【課題】固化した液晶材料を含んだ光学素子が表示する像の観察条件に応じた変化の多様性を高めると共に、液晶材料の使用量を低減可能とする。
【解決手段】本発明の光学素子10は、長さ方向が揃い且つ前記長さ方向と交差する方向に隣り合った複数の第1溝が各々に設けられた複数の凹部形成領域131乃至133を一方の主面が含んだ光透過性の凹部形成層13と、前記主面に支持されると共に固化された液晶材料からなる液晶層15と、前記凹部形成層13の他方の主面と向き合うと共に光散乱性を有する第1反射層12とを具備し、前記複数の凹部形成領域131乃至133は各々が前記液晶層15によって被覆されている1つ以上の第1凹部形成領域131,132と、各々が前記液晶層15によって被覆されていない1つ以上の第2凹部形成領域133とを含んだことを特徴とする。
【解決手段】本発明の光学素子10は、長さ方向が揃い且つ前記長さ方向と交差する方向に隣り合った複数の第1溝が各々に設けられた複数の凹部形成領域131乃至133を一方の主面が含んだ光透過性の凹部形成層13と、前記主面に支持されると共に固化された液晶材料からなる液晶層15と、前記凹部形成層13の他方の主面と向き合うと共に光散乱性を有する第1反射層12とを具備し、前記複数の凹部形成領域131乃至133は各々が前記液晶層15によって被覆されている1つ以上の第1凹部形成領域131,132と、各々が前記液晶層15によって被覆されていない1つ以上の第2凹部形成領域133とを含んだことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、偽造防止効果、装飾効果及び/又は美的効果を提供する表示技術に関する。
【背景技術】
【0002】
偽造防止には、潜像を利用することがある。潜像は、例えば、万線モアレ又は凹版印刷を利用して形成することができる。
【0003】
万線モアレを利用した潜像は、潜像とすべき像と、高密度に配列した多数の線とを重ねることにより得られる。この像は、肉眼で観察した場合には多数の線が識別を困難とし、それら線を隠すことにより識別が容易になる。
【0004】
凹版印刷を利用した潜像は、インキ層に凹パターン及び/又は凸パターンを設けることにより得られる。凹パターン及び/又は凸パターンが形成している像は、正面から観察した場合には識別が困難であり、斜めから観察することにより可視化する。
【0005】
万線モアレ又は凹版印刷を利用した偽造防止技術は、真偽判定が比較的容易である。しかしながら、これらの方法で形成した像は、肉眼で観察した場合に識別が不可能な訳ではない。そのため、これら潜像は、それ自体の存在を悟られ易い。
【0006】
潜像は、蛍光インキ及び赤外線吸収インキなどの特殊インキを使用して形成することもできる。蛍光インキは、紫外線を照射することにより発光するインキであって、これを用いて形成した潜像は、紫外線照射により可視化する。赤外線吸収インキは、赤外線吸収率が高いインキであって、これを用いて形成した潜像は、例えば、赤外線カメラで観察することにより可視化する。
【0007】
特殊インキを使用して形成した潜像は、それ自体の存在を悟られ難い。しかしながら、その可視化には、紫外線ランプ又は赤外線カメラなどの装置が必要である。
【0008】
潜像は、液晶材料を使用して形成することもできる。例えば、光反射性を有する基材上に、高分子液晶材料などの固化した液晶材料からなる薄膜を形成する。液晶分子のメソゲン基は、例えば、薄膜の下地にラビング処理又は光配向処理などの配向処理を施しておくことにより、略一方向に配向させる。
【0009】
このようにして形成したパターンは、肉眼で観察した場合には、光学的に等方性の層と同様に見える。それゆえ、このパターンで潜像を構成することができる。そして、このパターンを形成した薄膜は位相差層として機能するので、偏光子を介して観察した場合には、その遅相軸と偏光子の光透過軸とが為す角度に応じた明るさの変化を生じる。即ち、この薄膜に形成された潜像は、偏光子を介して観察することにより可視化する。
【0010】
液晶材料を使用して形成した潜像は、それ自体の存在が悟られ難い。加えて、この潜像は、偏光フィルムなどの偏光子で可視化することができ、大きな装置は不要である。そのため、液晶材料を使用した偽造防止技術は、高い関心を集めている。
【0011】
例えば、特許文献1には、OVD(optically variable device)層と潜像形成層とを積層することが記載されている。潜像形成層は、例えば、高分子液晶材料からなる。OVD層は、例えば、ホログラムである。
【0012】
この積層体を肉眼で観察した場合には、ホログラムの視覚効果、即ち、虹色及び観察角度に応じた色変化を確認することができる。そして、潜像形成層が形成している潜像は、偏光子を介して観察することにより可視化する。このように、液晶材料とホログラムとを組み合わせると、多様に変化する像を形成することができる。従って、液晶材料のみを使用した場合と比較して、より高い偽造防止効果を達成できる。
【0013】
しかしながら、偽造技術の進歩は著しい。それゆえ、偽造防止技術には更なる進歩が望まれている。そして、液晶材料は非常に高価であるので、液晶材料を使用した偽造防止技術は、コストの観点で不利である。
【特許文献1】特開2001−63300号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本発明の目的は、固化した液晶材料を含んだ光学素子が表示する像の観察条件に応じた変化の多様性を高めると共に、液晶材料の使用量を低減可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明の第1側面によると、長さ方向が揃い且つ前記長さ方向と交差する方向に隣り合った複数の第1溝が各々に設けられた複数の凹部形成領域を一方の主面が含んだ光透過性の凹部形成層と、前記主面に支持されると共に固化された液晶材料からなる液晶層と、前記凹部形成層の他方の主面と向き合うと共に光散乱性を有する第1反射層とを具備し、前記複数の凹部形成領域は各々が前記液晶層によって被覆されている1つ以上の第1凹部形成領域と、各々が前記液晶層によって被覆されていない1つ以上の第2凹部形成領域とを含んだことを特徴とする光学素子が提供される。
【0016】
本発明の第2側面によると、第1側面に係る光学素子と、これを支持した物品とを含んだことを特徴とするラベル付き物品が提供される。
【0017】
本発明の第3側面によると、第1側面に係る光学素子と偏光子とを含んだことを特徴とする光学キットが提供される。
【0018】
本発明の第4側面によると、真正であるか否かが未知の物品を真正品と非真正品との間で判別する方法であって、前記真正品は第1側面に係る光学素子を支持した物品であり、前記真正であるか否かが未知の物品が、偏光子なしで前記一方の主面に対して傾いた方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察した場合と同じ色を表示し、前記偏光子を介して前記主面に対して垂直な方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察したときとは異なる色を表示し、前記偏光子を介して前記一方の主面に対して傾いた方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察したとき及び前記偏光子を介して前記主面に対して垂直な方向から観察したときとは異なる色を表示する第1表示部と、干渉色を表示するか又は光散乱異方性を示す第2表示部とを含んでいない場合に、前記真正であるか否かが未知の物品は非真正品であると判断することを含んだことを特徴とする判別方法が提供される。
【発明の効果】
【0019】
本発明によると、固化した液晶材料を含んだ光学素子が表示する像の観察条件に応じた変化の多様性を高めると共に、液晶材料の使用量を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【0021】
図1は、本発明の第1態様に係る光学素子を概略的に示す平面図である。図2は、図1に示す光学素子のII−II線に沿った断面図である。図3は、図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の一例を示す平面図である。図4は、図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の他の例を示す平面図である。図5は、図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の更に他の例を示す平面図である。図6は、図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の更に他の例を示す平面図である。なお、図1及び図2において、X方向は光学素子10の主面に平行な方向であり、Y方向は光学素子10の主面に平行であり且つX方向に対して垂直な方向であり、Z方向はX方向及びY方向に対して垂直な方向である。
【0022】
図1及び図2に示す光学素子10は、例えば、真正品であることが確認されるべき物品に支持させる表示体である。この光学素子10は、基材11と第1反射層12と凹部形成層13と第2反射層14と液晶層15とを含んでいる。光学素子10の前面は、液晶層15側の面である。
【0023】
基材11は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの樹脂からなるフィルム又はシートである。基材11の前面には、微細な凹凸が設けられている。基材11は、光透過性を有していてもよく、有していなくてもよい。また、基材11は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。
【0024】
第1反射層12は、光散乱性を有している反射層であって、基材11の全面を被覆している。第1反射層12は、基材11の一部のみを被覆していてもよい。
【0025】
反射層12の前面は、基材11の前面の構造に対応した微細な凹凸構造を有している。反射層12の前面に設けられた凹凸構造は、入射光を様々な方向に乱反射する。
【0026】
反射層12は、例えば、金属層である。金属層の材料としては、例えば、アルミニウム、銀又はそれらの合金を使用することができる。金属層は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法などの気相堆積法により形成することができる。
【0027】
反射層12は、前面に微細な凹凸構造が設けられた1層又は多層の誘電体層であってもよい。反射層12として、例えば、ZnOからなる単層の誘電体層を使用した場合、肉眼で光学素子10を観察したときに基材11の色を知覚することができる。また、偏光子を介して光学素子10を観察したときには、液晶層12などが与える視覚効果に、基材11の色が与える視覚効果を加えることができる。反射層12として多層誘電体層を使用した場合には、光学素子10に波長選択性を与えることができる。従って、反射層12として金属蒸着層や単層の誘電体層を使用した場合とは異なる視覚効果を得ることができる。多層誘電体層は、基材11上に、例えば、硫化亜鉛などの高屈折率材料とフッ化マグネシウムなどの低屈折率の材料とを交互に蒸着することによって得られる。
【0028】
反射層12として、金属層と誘電体層とを含んだ積層体を使用してもよい。例えば、金属層上に1層又は多層の誘電体層を形成してもよい。
ここでは、一例として、反射層12は金属層であるとする。
【0029】
凹部形成層13は、光透過性であって、反射層12を被覆している。凹部形成層13の前面には、複数の第1溝が設けられている。この例では、凹部形成層13の前面は、図2に示すように、各々に複数の溝が設けられた3つの領域131乃至133を含んでいる。
【0030】
領域131乃至133の各々は、凹部形成領域である。領域131乃至133の各々には、長さ方向が揃い且つこの長さ方向と交差する方向に隣り合った複数の溝が設けられている。領域131乃至133は、溝の長さ方向が異なっていてもよく、同一であってもよい。また、領域131及び132の一方は、省略してもよい。或いは、凹部形成層13の前面は、複数の溝が設けられた他の領域を更に含んでいてもよい。
【0031】
ここでは、一例として、領域131には、長さ方向がX方向に略平行な溝が設けられ、領域132には、長さ方向がY方向に略平行な溝が設けられているとする。また、領域133に設ける溝の長手方向は任意であるが、ここでは、一例として、X方向に対して45°の角度を為しているとする。
【0032】
凹部形成層13の前面は、図2に示すように、溝が設けられていない領域134を更に含んでいる。領域134は、省略することができる。
【0033】
凹部形成領域131乃至133には、様々な構造を採用することができる。例えば、凹部形成領域131乃至133の各々には、図3に示すように、複数の溝を幅方向に等間隔で平行に並べた構造を採用することができる。
【0034】
これら溝は、図4に示すように、互いに平行でなくてもよい。但し、これらの溝が平行に近いほど、凹部形成領域131及び132に対応した液晶層15の各々の部分において、液晶分子又はそれらのメソゲン基の長軸が揃い易くなる。これらの溝が為す角度は、例えば5°以下とし、典型的には3°以下とする。
【0035】
領域131乃至133の各々において、これら溝は、縦横に並べてもよい。また、溝の長さは、互いに等しくてもよく、互いに異なっていてもよい。また、長さ方向に隣り合う溝間の距離は均一であってもよく、不均一であってもよい。更に、幅方向に隣り合う溝間の距離は均一であってもよく、不均一であってもよい。例えば、図5に示すように、凹部形成領域の各々には、互いに長さが等しい溝を縦横に並べてもよい。或いは、図6に示すように、様々な長さの溝をランダムに並べてもよい。
【0036】
図3乃至図5に示す構造を採用した場合、溝を略平行とし且つピッチを適宜設定することなどにより、これら溝で回折格子を構成することができる。図6に示す構造を採用した場合、これら溝で一方向性拡散パターンを形成することができる。なお、この一方向性拡散パターンは、溝の長さ方向に垂直な面内での拡散能が、凹部形成層13の主面に垂直であり且つ溝の長さ方向に平行な面内での拡散能と比較してより大きい光拡散特性、即ち、光散乱異方性を示すパターンである。ここでは、一例として、領域131乃至133の各々に設けられた溝は、回折格子を構成していることとする。
【0037】
凹部形成層13は、例えば、感光性樹脂材料に、二光束干渉法を用いてホログラムパターンを記録する方法や、電子ビームによってパターンを描画する方法により形成することができる。或いは、表面レリーフ型ホログラムの製造で行われているように、微細な線状の凸部を設けた金型を樹脂に押し付けることにより形成することができる。例えば、凹部形成層13は、基材11と反射層12との積層体上に形成された熱可塑性樹脂層に、線状の凸部が設けられた原版を、熱を印加しながら押し当てる方法、即ち、熱エンボス加工法により得られる。或いは、凹部形成層13は、基材11と反射層12との積層体上に紫外線硬化樹脂を塗布し、これに原版を押し当てながら基材11側から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させ、その後、原版を取り除く方法により形成することも可能である。
【0038】
これらの方法によれば、1つの面内に溝の長さ方向が異なる複数の凹部形成領域を形成することができる。また、これらの方法によると、1つの面内に溝の深さ、幅、及び/又は溝などが異なる複数の凹部形成領域を形成することもできる。
【0039】
先の原版は、例えば、二光束干渉法を用いてホログラムパターンを記録する方法、電子ビームによってパターンを描画する方法、又はバイトによって切削する方法により得られた母型の電鋳を行うことにより得られる。凹部形成層に上記のような多様性をもたせない場合は、ラビング加工により溝を形成してもよい。
【0040】
これら溝の深さは、例えば、0.05μm乃至1μmの範囲とする。また、溝の長さは、例えば、0.5μm以上とする。溝のピッチは、例えば0.1μm以上であり、典型的には0.75μm以上である。又、溝のピッチは、例えば10μm以下であり、典型的には2μm以下である。液晶分子又はそのメソゲン基を高い秩序度で配向させるには、溝のピッチは小さいことが有利である。
【0041】
第2反射層14は、例えば、アルミニウム蒸着層などの金属蒸着層である。反射層14は、凹部形成層13の主面のうち、凹部形成領域133の全体を被覆し、他の領域は被覆していない。
【0042】
反射層14には、反射層12について説明したのと同様の材料及び層構成を採用することができる。即ち、反射層14は、金属層、1層若しくは多層の誘電体層、又はそれらの積層体であってもよい。
【0043】
反射層14は、凹部形成領域133の一部のみを被覆していてもよい。或いは、反射層14は、凹部形成領域131及び132の一部を更に被覆していてもよい。反射層14は、領域134の一部又は全部を更に被覆していてもよい。この場合、反射層14は、凹部形成領域131及び132の一部を更に被覆していてもよい。
【0044】
ここでは、一例として、反射層14は、金属層であるとする。また、ここでは、一例として、反射層14は、凹部形成領域133の全体を被覆し、凹部形成領域131及び132並びに領域134は被覆していないとする。
【0045】
反射層14の表面形状は、その下地表面の形状に対応している。ここでは、反射層14の表面には、凹部形成領域133に設けられた複数の第1溝に対応して、複数の第2溝が設けられている。凹部形成領域133に設けられた複数の第1溝が回折格子を構成している場合、第2溝も回折格子を構成する。また、凹部形成領域133に設けられた複数の第1溝が一方向性拡散パターンを構成している場合、第2溝も一方向性拡散パターンを構成する。
【0046】
液晶層15は、凹部形成層13及び反射層14うち、凹部形成領域131及び132の少なくとも一部を被覆し、反射層14の少なくとも一部は被覆していない。液晶層15は、領域134を被覆していてもよく、一部のみ被覆していてもよく、被覆していなくてもよい。ここでは、一例として、液晶層15は、領域131、132及び134を被覆し、領域133を被覆していないとする。以下、液晶層15のうち領域131、132及び134上に形成された部分を、それぞれ、液晶部分151、152及び154と呼ぶ。また、領域133上に設けられた液晶層15の開口を開口部分153と呼ぶ。そして、光学素子10のうち、部分151乃至154に対応した領域を、それぞれ、表示部101乃至104と呼ぶ。
【0047】
液晶層15は、固化された液晶材料からなる。即ち、液晶層15は、流動性を有する液晶材料を非流動化してなる。
【0048】
液晶層15は、典型的には、流動性を有する重合性液晶材料を紫外線又は熱により硬化させてなる高分子液晶層である。高分子液晶層は、例えば、以下の方法により形成することができる。まず、光重合性を有するネマチック液晶材料を凹部形成層13及び反射層14上に塗布する。液晶材料は、例えば、スクリーン印刷法、グラビア印刷法及びフレキソ印刷法などの印刷法を用いて塗布することができる。例えば、印刷法を利用すると、塗膜を所望のパターンに形成することができる。次いで、液晶材料に紫外線を照射して、それらの重合を生じさせる。これにより、液晶分子又はそれらのメソゲン基の長軸の向きが固定された液晶層15を得ることができる。液晶層15の材料として、コレステリック液晶材料やスメクチック液晶材料を用いてもよい。
【0049】
凹部形成領域131及び132の各々は、液晶部分151が含んでいる液晶分子又はそれらのメソゲン基を、溝の長さ方向に沿うように配向させる。ここでは、一例として、液晶部分151及び152の各々では、メソゲン基の長軸が略一方向に揃っていることとする。即ち、ここでは、メソゲン基は、液晶部分151ではX方向に配向し、液晶部分152ではY方向に配向していることとする。
【0050】
液晶部分151及び152は、メソゲン基が配向しているので、複屈折性を有している。液晶部分151ではメソゲン基はX方向に配向しているので、そのX方向についての屈折率は異常光線屈折率neであり、Y方向についての屈折率は常光線屈折率noである。屈折率neは屈折率noよりも大きいので、液晶部分151の遅相軸はX方向と平行であり、進相軸はY方向と平行である。また、液晶部分152の遅相軸はY方向と平行であり、進相軸はX方向と平行である。
【0051】
液晶部分154では、理想的には、メソゲン基は配向していない。しかしながら、典型的には、液晶部分154では、液晶部分151及び152ほど高い秩序度で配向している訳ではないが、僅かに配向している。ここでは、一例として、液晶部分154では、メソゲン基は配向していないこととする。即ち、液晶部分154は、光学的に等方性であるとする。なお、液晶部分154では、例えば、領域134にラビング処理などの配向処理を施すことにより、メソゲン基を比較的高い秩序度で配向させることができる。
【0052】
次に、この光学素子10に白色光を照射し、これを肉眼で観察した場合に見える像について説明する。なお、白色光とは、可視領域内の全ての波長の非偏光からなる光である。
【0053】
図7は、図1及び図2に示す光学素子が表示する像の一例を示す平面図である。
光学素子10に白色光を照射し、これを正面から肉眼で観察した場合、図7に示すように、表示部101、102及び104は互いからの判別が不可能又は困難であり、表示部103は表示部101、102及び104からの判別が容易である。これについて、より詳細に説明する。
【0054】
表示部101に入射した照明光としての白色光は、図2に示す液晶部分151を透過し、領域131に入射する。領域131に設けられた溝は回折格子を構成しているので、この入射光の一部は、回折光として凹部形成層13に入射する。凹部形成層13を透過した回折光は、反射層12によって反射される。反射層12は光散乱性を有しているので、この反射光は散乱光である。この散乱光は、凹部形成層13を透過する。凹部形成層13の前面には回折格子が設けられているが、反射層12からの反射光が散乱光であるのに加え、通常の環境中では照明光の入射角も様々である。それゆえ、反射層12からの反射光は、散乱光として液晶部分151に入射する。その後、この散乱光は液晶部分151を透過し、観察者は、この散乱光を表示光として知覚する。従って、表示部101は銀白色に見える。
【0055】
表示部102と表示部101とは、その平面形状を除き、回折格子を構成している溝の長さ方向のみが異なっている。先の説明から明らかなように、表示部101を肉眼で観察した場合、回折格子は表示色や明るさに影響を与えない。従って、表示部102も銀白色に見える。
【0056】
表示部103に入射した照明光としての白色光は、反射層14に入射する。反射層14に設けられた溝は回折格子を構成しているので、反射層14が反射する光は、回折光である。観察者は、この回折光を表示光として知覚する。従って、表示部103は、例えば虹色に光って見える。
【0057】
表示部104は、その平面形状を除き、凹部形成層13の対応箇所に溝が設けられておらず、メソゲン基が配向していない点でのみ、表示部101とは異なっている。先の説明から明らかなように、表示部101を肉眼で観察した場合、回折格子は表示色や明るさに影響を与えない。従って、表示部104も銀白色に見える。
【0058】
このように、表示部101、102及び104は銀白色に見え、表示部103は虹色に見える。そして、表示部101、102及び104は、明るさがほぼ等しい。従って、光学素子10に白色光を照射し、これを正面から肉眼で観察した場合、図7に示すように、表示部101、102及び104は互いからの判別が不可能又は困難であり、表示部103は表示部101、102及び104からの判別が容易である。
【0059】
なお、光学素子10に白色光を照射し、これを肉眼で観察する場合、表示部101、102及び104の表示色は観察角度を変化させても銀白色のまま変化せず、表示部103の表示色は観察角度に応じて変化する。また、観察角度を傾けたまま、光学素子10をその法線の周りで回転させると、表示部101、102及び104の表示色は銀白色のまま変化せず、表示部103の表示色は回転角度に応じて変化する。
【0060】
次に、偏光子を介して光学素子10を観察した場合に見える画像について説明する。ここでは、一例として、偏光子として直線偏光フィルムを使用することとする。
【0061】
図8は、図1及び図2に示す光学素子と直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な像の一例を概略的に示す平面図である。
【0062】
図8では、図1及び図2に示す光学素子10と吸収型の直線偏光フィルム50とを、偏光フィルム50側から光学素子10を見た場合に、偏光フィルム50の透過軸がX方向に対して反時計回りに45°の角度を為すように重ねている。このような配置を採用し、これを正面から観察すると、図8に示すように、表示部101乃至103は表示部104からの判別が容易であり、表示部101及び102は表示部103からの判別が容易であり且つ互いからの判別が不可能又は困難である。これについて、より詳細に説明する。
【0063】
直線偏光フィルム50に照明光として白色光を照射すると、直線偏光フィルム50は、その透過軸に平行な偏光面(電場ベクトルの振動面)を有する直線偏光を透過させ、その透過軸に垂直な偏光面を有する直線偏光を吸収する。
【0064】
表示部101に入射した直線偏光は、図2に示す液晶部分151を透過する。液晶部分151では、メソゲン基はX方向と略平行に配向している。即ち、偏光フィルム50側から見て、液晶部分151の遅相軸は、偏光フィルム50の透過軸に対して反時計回りに45°回転させた方向に平行である。従って、例えば、先の直線偏光のうち、或る特定波長λ0の光成分は、液晶部分151を透過することにより右円偏光へと変換され、残りの光成分は、液晶部分151を透過することにより右楕円偏光へと変換される。
【0065】
これら右円偏光及び右楕円偏光は、領域131に入射する。領域131に設けられた溝は回折格子を構成しているので、この入射光の一部は、回折光として凹部形成層13に入射する。
【0066】
凹部形成層13を透過した回折光としての右円偏光及び右楕円偏光は、反射層12によって反射される。右円偏光及び右楕円偏光は、それぞれ、反射層12によって反射されることにより、左円偏光及び左楕円偏光へと変換される。また、反射層12は光散乱性を有しているので、この反射光は散乱光である。
【0067】
この散乱光としての左円偏光及び左楕円偏光は、凹部形成層13を透過する。凹部形成層13の前面には回折格子が設けられているが、反射層12からの反射光が散乱光であるのに加え、通常の環境中では照明光の入射角も様々である。それゆえ、反射層12からの反射光は、散乱光として液晶部分151に入射する。
【0068】
この入射光は、散乱光であるので、正面方向へ進行する光成分と、斜め方向へ進行する光成分とを含んでいる。正面方向へ進行する光成分のうち、特定波長λ0の左円偏光は、液晶部分151を透過することにより偏光面が偏光フィルム50の透過軸に対して垂直な直線偏光へと変換される。そして、残りの光成分は、液晶部分151を透過することにより、左楕円偏光若しくは左円偏光又は右楕円偏光若しくは円偏光へと変換される。
【0069】
即ち、偏光フィルム50の透過軸に対して平行な偏光面を有する光成分のみに着目した場合、表示部101に入射する光成分の強度に対する表示部101が射出する光成分の強度の比は、波長依存性を有することとなる。換言すれば、偏光フィルム50に入射する照明光の強度に対する偏光フィルム50が射出する表示光の強度の比は、波長依存性を有することとなる。従って、表示部101は、着色して見える。なお、表示部101が着色して見える理由については、後で数式を参照しながら説明する。
【0070】
表示部102と表示部101とは、その平面形状を除き、回折格子を構成している溝の長さ方向が90°異なっている点でのみ相違している。それゆえ、表示部102は、円偏光又は楕円偏光の偏光面の回転方向が逆であること以外は、表示部101について説明したのと同様に振舞う。従って、表示部102は、表示部101と同様に着色して見える。
【0071】
表示部103は、液晶層が設けられていないので光学的に等方性である。従って、表示部103が射出する光は、理想的には、偏光フィルム50によって吸収されることなく、偏光フィルム50を透過する。それゆえ、表示部103は虹色に光って見える。
【0072】
表示部104は、その平面形状を除き、凹部形成層13の対応箇所に溝が設けられておらず、メソゲン基が配向していない点でのみ、表示部101とは異なっている。即ち、表示部104では、領域134は回折格子を含んでおらず、液晶部分154は光学的に等方性である。従って、表示部104が射出する光は、理想的には、偏光フィルム50によって吸収されることなく、偏光フィルム50を透過する。それゆえ、表示部104は、銀白色に見える。
【0073】
なお、典型的には、液晶部分154では、メソゲン基は僅かに配向している。即ち、典型的には、液晶部分154は、光学的に僅かに異方性である。その理由を以下に説明する。
【0074】
凹部形成層13の前面に溝を設けた場合、それら溝の上部では、メソゲン基の配向には、溝が影響を与える可能性がある。また、液晶層15の下地が平坦であり且つ配向処理が施されていない場合、メソゲン基の配向に、液晶層15の形成方法が影響を及ぼすことがある。例えば、液晶層15の材料を一方向に塗布したときには、液晶層15の下地が平坦であり且つ配向処理が施されていない場合であっても、メソゲン基が僅かに配向することがある。
【0075】
このような理由で、液晶部分154においてメソゲン基が僅かに配向し、その結果、液晶部分154が光学的に僅かに異方性を有することがある。但し、この場合、表示部104は僅かに着色することがあるが、それら表示部の見え方や表示部間の判別に影響を与えるほどではない。
【0076】
このように、表示部101及び102は着色して見え、表示部103は虹色に見え、表示部104は銀白色に見える。そして、表示部101及び102は、明るさがほぼ等しい。従って、光学素子10に偏光フィルム50を重ね、これに白色光を照射して正面から観察した場合、図8に示すように、表示部101乃至103は表示部104からの判別が容易であり、表示部101及び102は、表示部103からの判別が容易であり且つ互いからの判別が不可能又は困難である。
【0077】
なお、このとき、表示部101及び102の互いからの判別は、理論的には不可能である。しかしながら、偏光フィルム50や凹部形成層3に設けた溝の精度に起因して、表示部101及び102間で、表示光のスペクトルに相違を生じ、その結果、それらを互いから判別可能となることがある。
【0078】
ここで、表示部101が着色して見える理由について、数式を参照しながら説明する。なお、液晶部分151は、波長λ0の光に対して四分の一波長板としての役割を果たすとする。
【0079】
偏光フィルム50が法線方向に射出した波長λ0の直線偏光は、偏光面がX方向に垂直な直線偏光成分と偏光面がY方向に垂直な直線偏光成分との和であると考えることができる。上記の通り、液晶部分151のX方向についての屈折率は異常光線屈折率neであり、Y方向についての屈折率は常光線屈折率noである。従って、液晶部分151は、これら直線偏光成分に、往路と復路との各々でλ0/4の位相差を与える。即ち、液晶部分151は、これら直線偏光成分に合計でλ0/2の位相差を与える。そのため、表示部101が法線方向に射出する波長λ0の光は、偏光フィルム50を透過できない。
【0080】
ところで、リターデイションReは、下記等式(1)に示すように、液晶層の膜厚dとその複屈折性Δnとに依存する。
Re=Δn×d …(1)
ここで、Δn=ne−noである。
【0081】
一対の直線偏光フィルムをそれらの透過軸が直交するように向かい合わせ、それらの間に液晶層をその光学軸が直線偏光フィルムの透過軸に対して45°の角度を為すように介在させる。一方の直線偏光フィルムをその法線方向から波長λの光で照明した場合、液晶層に入射する光の強度をI0とし、他方の直線偏光フィルムを透過する光の強度をIとすると、強度Iは、下記等式(2)で表すことができる。
I=I0×sin2(Re×π/λ) …(2)
複屈折性Δnは波長依存性を有しており、複屈折性Δnと波長nとは比例関係にはない。それゆえ、等式(2)から明らかなように、透過光のスペクトルは、入射光のスペクトルとは異なるプロファイルを有することとなる。
【0082】
このように、液晶層を一対の直線偏光フィルムで挟むと、入射光とはスペクトルのプロファイルが異なる透過光を得ることができる。これと同様に、液晶層を直線偏光フィルムと反射層とで挟んだ場合にも、入射光とはスペクトルのプロファイルが異なる反射光を得ることができる。このような理由で、表示部101は着色して見える。
【0083】
図9は、図1及び図2に示す光学素子が表示する像の他の例を示す斜視図である。
図9に示すように、図8に示す状態から観察方向をX方向に垂直な面内で傾けると、回折格子に由来する表示部103の表示色が変化するのに加え、表示部101及び102の表示色が互いに異なる色へと変化する。その結果、表示部101及び102の互いからの判別が容易になる。例えば、法線方向から観察した場合に表示部101及び102はオレンジ色に見えていたとすると、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けることにより、表示部101は赤色へと変化し、表示部102は緑色へと変化する。表示部101及び102で生じる色変化の理由を以下に説明する。
【0084】
観察角度θを傾けると、液晶層の実効的な複屈折性Δn’が複屈折性Δnから変化するのに加え、以下の等式(3)に示す液晶層の実効的な膜厚d’が液晶層の実際の膜厚dの2倍よりも大きくなる。
d’=2d/cosθ …(3)
即ち、観察角度に応じて、上記等式(1)に示すリターデイションReが変化し、それゆえ、上記等式(2)に示す強度Iが変化する。その結果、観察角度に応じて、表示光のスペクトルのプロファイルが変化する。
【0085】
複屈折性Δn’は、照明光の入射角と、照明光の伝搬方向に平行な直線の液晶層主面上への投影が液晶層の光学軸に対して為す角度とに依存する。具体的には、液晶部分151の複屈折性Δn’は、その光学軸はX方向と平行であるので、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けても変化しない。これに対し、液晶部分152の複屈折性Δn’は、その光学軸はY方向に平行であるので、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けるのに伴って変化する。
【0086】
このように、表示部101は、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けた場合、実効的な膜厚d’の変化に起因した色変化を生じる。これに対し、表示部101は、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けた場合、実効的な膜厚d’の変化と実効的な複屈折性Δn’の変化とに起因した色変化を生じる。このため、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けると、表示部101及び102の表示色は互いに異なる色へと変化し、その結果、表示部101及び102の互いからの判別が容易になる。
【0087】
図10は、図1及び図2に示す光学素子が表示する像の更に他の例を示す斜視図である。
【0088】
図10には、図9に示す状態から、光学素子10を偏光フィルム50と重ねたまま、その法線の周りで90°回転させた場合に観察可能な像を描いている。観察方向を斜めとしたまま、光学素子10を偏光フィルム50と共にその法線の周りで90°回転させると、表示部101と表示部102との間で表示色が入れ替わる。そして、回折格子に由来する表示部103の表示色は、回転角を大きくすると、0°乃至45°の範囲内では回折格子の実効的な格子定数が大きくなることに伴う変化を生じ、45°乃至90°の範囲内ではこれとは逆の変化を生じる。それゆえ、表示部103の表示色は、回転前と回転後とで互いに等しい。なお、図10を参照しながら説明した色変化は、図9に示す状態から、光学素子10のみをその法線の周りで90°回転させた場合にも生じる。
【0089】
このように、図1及び図2に示す光学素子10が表示する像は、以下に例示するように、観察条件に応じて多様に変化する。
【0090】
・表示部101及び102は、偏光フィルム50なしで法線方向から観察した場合に、互いに等しい色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50なしで法線方向から観察した場合と、偏光フィルム50なしで斜め方向から観察した場合とで同じ色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50を介して法線方向から観察した場合に、互いにほぼ等しい色を表示する。
【0091】
・表示部101及び102は、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、互いに異なる色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50を介して法線方向から観察した場合と、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合とで異なる色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50の位置及び方位を固定し、光学素子10をその法線の周りで回転させながら偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に色変化を生じる。
【0092】
・表示部101及び102は、光学素子10の位置及び方位を固定し、偏光フィルム50をその法線の周りで回転させながら、これを介して斜め方向から観察した場合に色変化を生じる。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50の位置及び方位を固定し、光学素子10をその法線の周りで回転させながら、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、表示色が入れ替わる。
・表示部101及び102は、光学素子10と偏光フィルム50との相対的な配置を固定し、それらをその法線の周りで回転させながら、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、表示色が入れ替わる。
【0093】
・表示部103は、干渉色を表示する。なお、凹部形成領域133に設けた溝が一方向性拡散パターンを構成している場合には、表示部103は光散乱異方性を示す。
・表示部103は、観察角度に応じて色及び明るさが変化する。
・表示部103は、光学素子10をその法線の周りで回転させながら斜め方向から観察した場合に色変化を生じる。
【0094】
・表示部103は、偏光フィルム50をその法線の周りで回転させながら、これを介して斜め方向から観察した場合に、色変化を生じない。
【0095】
・表示部104は、偏光フィルム50なしで法線方向から観察した場合に、表示部101及び102と同じ色を表示する。
・表示部104は、偏光フィルム50なしで法線方向から観察した場合と、偏光フィルム50なしで斜め方向から観察した場合とで同じ色を表示する。但し、液晶部分154が完全には光学的に等方性でない場合、表示部104は、偏光フィルム50なしで法線方向から観察したときと、偏光フィルム50なしで斜め方向から観察したときとで僅かに異なる色を表示する。
【0096】
・表示部104は、光学素子10をその法線の周りで回転させながら斜め方向から観察した場合に色変化を生じない。
【0097】
・表示部104は、偏光フィルム50をその法線の周りで回転させながら、これを介して斜め方向から観察した場合に色変化を生じない。但し、液晶部分154が完全には光学的に等方性でない場合、表示部104は、偏光フィルム50をその法線の周りで回転させながら、これを介して斜め方向から観察したときに僅かな色変化を生じる。
【0098】
上記のように、図1及び図2に示す光学素子10が表示する像は観察条件に応じて多様に変化するので、この光学素子10は、例えば、優れた偽造防止効果、装飾効果及び/又は美的効果を提供する。
【0099】
例えば、この光学素子10とこれを支持した物品とを含んだラベル付き物品を真正品とした場合、真正であるか否かが未知の物品が上述した特徴の1つ以上を示さないときには、その物品は非真正品であると判断することができる。即ち、真正であるか否かが未知の物品を真正品と非真正品との間で判別することができる。従って、例えば、有価証券、銀行券、身分証明書などの証明書、及びクレジットカードなどの印刷物や美術品及び工芸品などの高級品の偽造を防止又は抑制することができる。
【0100】
なお、光学素子10をラベルとして利用する場合、光学素子10は物品に様々な方法で支持させることができる。例えば、光学素子10に粘着剤層を設け、この粘着剤層を介して光学素子10を物品に貼り付けてもよい。或いは、光学素子10と熱可塑性樹脂からなる接着層とを含んだ転写箔を製造し、熱及び圧力を利用した転写により、光学素子10を物品に貼り付けてもよい。或いは、光学素子10を含んだタグを製造し、これを紐及び鎖などの取付具を介して物品に支持させてもよい。或いは、光学素子10を含んだ包装材料を製造し、この包装材料で物品を包装してもよい。
【0101】
この光学素子10は、偽造防止以外の目的で使用することも可能である。例えば、この光学素子10と偏光フィルム50とを含んだ光学キットは、先の真偽判定に利用可能であるのに加え、玩具、学習教材又は装飾品等としても利用することができる。
【0102】
また、この光学素子10では、液晶層15は、反射層14を被覆していない。複屈折性を必要としない表示部において液晶層15を省略すると、表示に殆ど影響を与えることなしに、液晶材料の使用量を低減することができる。即ち、低コスト化が可能となる。
【0103】
次に、本発明の第2態様について説明する。
図11は、本発明の第2態様に係る光学素子を概略的に示す断面図である。
【0104】
この光学素子10は、以下の構成を採用したこと以外は、図1及び図2を参照しながら説明した光学素子10と同様の構造を有している。即ち、この光学素子10では、凹部形成層13の凹部形成領域131に対応した部分は、凹部形成層13の凹部形成領域132に対応した部分と比較してより厚い。また、液晶部分151は、液晶部分152と比較してより薄い。そして、凹部形成領域131に設けられた溝の長さ方向は、Y方向に平行である。
【0105】
この光学素子10は、肉眼で観察した場合には、図7を参照しながら説明したのと同様の像を表示する。但し、この光学素子10は、偏光子を介して観察した場合に、図1及び図2を参照しながら説明した光学素子10とは異なる像を表示する。
【0106】
図12は、図11に示す光学素子と直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な像の一例を概略的に示す平面図である。図13は、図11に示す光学素子が表示する像の他の例を示す斜視図である。図14は、図11に示す光学素子が表示する像の更に他の例を示す斜視図である。
【0107】
図12乃至図14では、図11に示す光学素子10と吸収型の直線偏光フィルム50とを、偏光フィルム50側から光学素子10を見た場合に、偏光フィルム50の透過軸がX方向に対して反時計回りに45°の角度を為すように重ねている。このような配置を採用し、これを正面から観察すると、図12に示すように、表示部101乃至104は互いからの判別が容易である。これについて、より詳細に説明する。
【0108】
等式(1)及び(2)を用いた説明から明らかなように、光学素子10と偏光フィルム50とを重ね、これらを正面から観察したときに表示部101及び102が表示する色は、液晶部分151及び152の厚さdに依存する。液晶部分151と液晶部分152とは厚さが異なっているので、表示部101及び102は、異なる色を表示する。例えば、表示部101及び102の一方は赤色に見え、他方は黄色に見える。
【0109】
このように、光学素子10に偏光フィルム50を重ねて正面から観察した場合、表示部101及び102は、異なる色を表示する。従って、図12に示す状態から観察方向をX方向に垂直な面内で傾けた場合に表示部101が表示する色は、図9に示す状態から光学素子10を偏光フィルム50と重ねたままその法線の周りで90°回転させた場合に表示部102が表示する色とは異なる。同様に、図12に示す状態から観察方向をX方向に垂直な面内で傾けた場合に表示部102が表示する色は、図9に示す状態から光学素子10を偏光フィルム50と重ねたままその法線の周りで90°回転させた場合に表示部101が表示する色とは異なる。
【0110】
即ち、この光学素子10は、図1及び図2を参照しながら説明した光学素子10とは異なり、以下の特徴を有していない。
【0111】
・表示部101及び102は、偏光フィルム50を介して法線方向から観察した場合に、互いにほぼ等しい色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50の位置及び方位を固定し、光学素子10をその法線の周りで回転させながら、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、表示色が入れ替わる。
・表示部101及び102は、光学素子10と偏光フィルム50との相対的な配置を固定し、それらをその法線の周りで回転させながら、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、表示色が入れ替わる。
その代わりに、この光学素子10は、以下の特徴を有している。
【0112】
・表示部101及び102は、偏光フィルム50を介して法線方向から観察した場合に、異なる色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50の位置及び方位を固定し、光学素子10をその法線の周りで回転させながら、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、互いに異なる色を表示しながら色変化を生じる。
・表示部101及び102は、光学素子10と偏光フィルム50との相対的な配置を固定し、偏光フィルム50をその法線の周りで回転させながら、これを介して斜め方向から観察した場合に、互いに異なる色を表示しながら色変化を生じる。
【0113】
従って、この光学素子10も、図1及び図2を参照しながら説明した光学素子10と同様に、例えば、優れた偽造防止効果、装飾効果及び/又は美的効果を提供する。それゆえ、この光学素子10とこれを支持した物品とを含んだラベル付き物品を真正品とした場合、真正であるか否かが未知の物品が上述した特徴の1つ以上を示さないときには、その物品は非真正品であると判断することができる。即ち、真正であるか否かが未知の物品を真正品と非真正品との間で判別することができる。また、この光学素子10と偏光フィルム50とを含んだ光学キットは、先の真偽判定に利用可能であるのに加え、玩具、学習教材又は装飾品等としても利用することができる。
【0114】
液晶部分151と液晶部分152とで厚さを異ならしめる場合、それらの厚さの差は、例えば、0.1μm乃至5μmの範囲内とする。この差が小さいと、偏光フィルム50を介して観察した場合に、表示部101と表示部102とを互いから判別することが難しくなる。この差が大きいと、より厚い液晶部分において、高い秩序度でメソゲン基を配向させることが難しくなる。その結果、偏光フィルム50を介して観察した場合に、設計通りの色を表示させることが難しくなる。
【0115】
上述した光学素子10には、様々な変形が可能である。
例えば、反射層12の前面の一部を、微細な凹凸構造を有していない平坦な鏡面としてもよい。この場合、凹部形成層13の前面のうち、反射層12の鏡面に対応した領域の少なくとも一部に、回折格子を構成する複数の溝を設けてもよい。こうすると、肉眼で観察した場合であっても、この部分と他の部分とを判別することができる。
【0116】
光学素子10は、反射層12と凹部形成層13との間に、光学的に略等方性の透明又は半透明層を更に含んでいてもよい。そのような中間層を使用すると、反射層12と凹部形成層13との密着性を向上させることや、反射層12の前面に設けられた凹凸構造が凹部形成層13の前面の形状に影響を与えるのを防止することができる。
【0117】
光学素子10は、以下に説明する保護層や粘着層を更に含んでいてもよい。
図15は、図1に示す光学素子の一変形例を示す断面図である。
図15に示す光学素子10は、液晶層15を被覆した保護層16を更に含んでいること以外は、図1及び図2を参照しながら説明した光学素子10と同様の構造を有している。保護層16を設けると、液晶層15などの損傷や光劣化を生じ難くすることができ、それゆえ、光学素子10が表示する像の劣化を抑制することができる。
【0118】
保護層16の材料としては、例えば、耐傷性に優れたハードコート材料を使用することができる。また、保護層16の材料としては、典型的には、透明性の高い材料を使用する。保護層16は、無色透明であってもよく、有色透明であってもよい。
【0119】
図16は、図1に示す光学素子の他の変形例を示す断面図である。
図16に示す光学素子10は、基材11の裏面を被覆した粘着層17を更に含んでいること以外は、図15を参照しながら説明した光学素子10と同様の構造を有している。この光学素子10は、物品に貼り付けて使用する用途に適している。なお、粘着層17は、剥離紙で被覆してもよい。
【0120】
偏光子として、偏光フィルム50を使用する代わりに、板状の偏光子などの他の形態の偏光子を使用してもよい。また、直線偏光子の代わりに、円偏光子又は楕円偏光子を使用してもよい。この場合、直線偏光子を使用した場合とは異なる色変化を観察できる。従って、より複雑な視覚効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0121】
【図1】本発明の第1態様に係る光学素子を概略的に示す平面図。
【図2】図1に示す光学素子のII−II線に沿った断面図。
【図3】図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の一例を示す平面図。
【図4】図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の他の例を示す平面図。
【図5】図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の更に他の例を示す平面図。
【図6】図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の更に他の例を示す平面図。
【図7】図1及び図2に示す光学素子が表示する像の一例を示す平面図。
【図8】図1及び図2に示す光学素子と直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な像の一例を概略的に示す平面図。
【図9】図1及び図2に示す光学素子が表示する像の他の例を示す斜視図。
【図10】図1及び図2に示す光学素子が表示する像の更に他の例を示す斜視図。
【図11】本発明の第2態様に係る光学素子を概略的に示す断面図。
【図12】図11に示す光学素子と直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な像の一例を概略的に示す平面図。
【図13】図11に示す光学素子が表示する像の他の例を示す斜視図。
【図14】図11に示す光学素子が表示する像の更に他の例を示す斜視図。
【図15】図1に示す光学素子の一変形例を示す断面図。
【図16】図1に示す光学素子の他の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
【0122】
10…光学素子、11…基材、12…第1反射層、13…凹部形成層、14…第2反射層、15…液晶層、16…保護層、17…粘着層、50…偏光フィルム、101…表示部、102…表示部、103…表示部、104…表示部、131…領域、132…領域、133…領域、134…領域、151…液晶部分、152…液晶部分、153…開口部分、154…液晶部分。
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、偽造防止効果、装飾効果及び/又は美的効果を提供する表示技術に関する。
【背景技術】
【0002】
偽造防止には、潜像を利用することがある。潜像は、例えば、万線モアレ又は凹版印刷を利用して形成することができる。
【0003】
万線モアレを利用した潜像は、潜像とすべき像と、高密度に配列した多数の線とを重ねることにより得られる。この像は、肉眼で観察した場合には多数の線が識別を困難とし、それら線を隠すことにより識別が容易になる。
【0004】
凹版印刷を利用した潜像は、インキ層に凹パターン及び/又は凸パターンを設けることにより得られる。凹パターン及び/又は凸パターンが形成している像は、正面から観察した場合には識別が困難であり、斜めから観察することにより可視化する。
【0005】
万線モアレ又は凹版印刷を利用した偽造防止技術は、真偽判定が比較的容易である。しかしながら、これらの方法で形成した像は、肉眼で観察した場合に識別が不可能な訳ではない。そのため、これら潜像は、それ自体の存在を悟られ易い。
【0006】
潜像は、蛍光インキ及び赤外線吸収インキなどの特殊インキを使用して形成することもできる。蛍光インキは、紫外線を照射することにより発光するインキであって、これを用いて形成した潜像は、紫外線照射により可視化する。赤外線吸収インキは、赤外線吸収率が高いインキであって、これを用いて形成した潜像は、例えば、赤外線カメラで観察することにより可視化する。
【0007】
特殊インキを使用して形成した潜像は、それ自体の存在を悟られ難い。しかしながら、その可視化には、紫外線ランプ又は赤外線カメラなどの装置が必要である。
【0008】
潜像は、液晶材料を使用して形成することもできる。例えば、光反射性を有する基材上に、高分子液晶材料などの固化した液晶材料からなる薄膜を形成する。液晶分子のメソゲン基は、例えば、薄膜の下地にラビング処理又は光配向処理などの配向処理を施しておくことにより、略一方向に配向させる。
【0009】
このようにして形成したパターンは、肉眼で観察した場合には、光学的に等方性の層と同様に見える。それゆえ、このパターンで潜像を構成することができる。そして、このパターンを形成した薄膜は位相差層として機能するので、偏光子を介して観察した場合には、その遅相軸と偏光子の光透過軸とが為す角度に応じた明るさの変化を生じる。即ち、この薄膜に形成された潜像は、偏光子を介して観察することにより可視化する。
【0010】
液晶材料を使用して形成した潜像は、それ自体の存在が悟られ難い。加えて、この潜像は、偏光フィルムなどの偏光子で可視化することができ、大きな装置は不要である。そのため、液晶材料を使用した偽造防止技術は、高い関心を集めている。
【0011】
例えば、特許文献1には、OVD(optically variable device)層と潜像形成層とを積層することが記載されている。潜像形成層は、例えば、高分子液晶材料からなる。OVD層は、例えば、ホログラムである。
【0012】
この積層体を肉眼で観察した場合には、ホログラムの視覚効果、即ち、虹色及び観察角度に応じた色変化を確認することができる。そして、潜像形成層が形成している潜像は、偏光子を介して観察することにより可視化する。このように、液晶材料とホログラムとを組み合わせると、多様に変化する像を形成することができる。従って、液晶材料のみを使用した場合と比較して、より高い偽造防止効果を達成できる。
【0013】
しかしながら、偽造技術の進歩は著しい。それゆえ、偽造防止技術には更なる進歩が望まれている。そして、液晶材料は非常に高価であるので、液晶材料を使用した偽造防止技術は、コストの観点で不利である。
【特許文献1】特開2001−63300号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本発明の目的は、固化した液晶材料を含んだ光学素子が表示する像の観察条件に応じた変化の多様性を高めると共に、液晶材料の使用量を低減可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明の第1側面によると、長さ方向が揃い且つ前記長さ方向と交差する方向に隣り合った複数の第1溝が各々に設けられた複数の凹部形成領域を一方の主面が含んだ光透過性の凹部形成層と、前記主面に支持されると共に固化された液晶材料からなる液晶層と、前記凹部形成層の他方の主面と向き合うと共に光散乱性を有する第1反射層とを具備し、前記複数の凹部形成領域は各々が前記液晶層によって被覆されている1つ以上の第1凹部形成領域と、各々が前記液晶層によって被覆されていない1つ以上の第2凹部形成領域とを含んだことを特徴とする光学素子が提供される。
【0016】
本発明の第2側面によると、第1側面に係る光学素子と、これを支持した物品とを含んだことを特徴とするラベル付き物品が提供される。
【0017】
本発明の第3側面によると、第1側面に係る光学素子と偏光子とを含んだことを特徴とする光学キットが提供される。
【0018】
本発明の第4側面によると、真正であるか否かが未知の物品を真正品と非真正品との間で判別する方法であって、前記真正品は第1側面に係る光学素子を支持した物品であり、前記真正であるか否かが未知の物品が、偏光子なしで前記一方の主面に対して傾いた方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察した場合と同じ色を表示し、前記偏光子を介して前記主面に対して垂直な方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察したときとは異なる色を表示し、前記偏光子を介して前記一方の主面に対して傾いた方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察したとき及び前記偏光子を介して前記主面に対して垂直な方向から観察したときとは異なる色を表示する第1表示部と、干渉色を表示するか又は光散乱異方性を示す第2表示部とを含んでいない場合に、前記真正であるか否かが未知の物品は非真正品であると判断することを含んだことを特徴とする判別方法が提供される。
【発明の効果】
【0019】
本発明によると、固化した液晶材料を含んだ光学素子が表示する像の観察条件に応じた変化の多様性を高めると共に、液晶材料の使用量を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【0021】
図1は、本発明の第1態様に係る光学素子を概略的に示す平面図である。図2は、図1に示す光学素子のII−II線に沿った断面図である。図3は、図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の一例を示す平面図である。図4は、図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の他の例を示す平面図である。図5は、図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の更に他の例を示す平面図である。図6は、図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の更に他の例を示す平面図である。なお、図1及び図2において、X方向は光学素子10の主面に平行な方向であり、Y方向は光学素子10の主面に平行であり且つX方向に対して垂直な方向であり、Z方向はX方向及びY方向に対して垂直な方向である。
【0022】
図1及び図2に示す光学素子10は、例えば、真正品であることが確認されるべき物品に支持させる表示体である。この光学素子10は、基材11と第1反射層12と凹部形成層13と第2反射層14と液晶層15とを含んでいる。光学素子10の前面は、液晶層15側の面である。
【0023】
基材11は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの樹脂からなるフィルム又はシートである。基材11の前面には、微細な凹凸が設けられている。基材11は、光透過性を有していてもよく、有していなくてもよい。また、基材11は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。
【0024】
第1反射層12は、光散乱性を有している反射層であって、基材11の全面を被覆している。第1反射層12は、基材11の一部のみを被覆していてもよい。
【0025】
反射層12の前面は、基材11の前面の構造に対応した微細な凹凸構造を有している。反射層12の前面に設けられた凹凸構造は、入射光を様々な方向に乱反射する。
【0026】
反射層12は、例えば、金属層である。金属層の材料としては、例えば、アルミニウム、銀又はそれらの合金を使用することができる。金属層は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法などの気相堆積法により形成することができる。
【0027】
反射層12は、前面に微細な凹凸構造が設けられた1層又は多層の誘電体層であってもよい。反射層12として、例えば、ZnOからなる単層の誘電体層を使用した場合、肉眼で光学素子10を観察したときに基材11の色を知覚することができる。また、偏光子を介して光学素子10を観察したときには、液晶層12などが与える視覚効果に、基材11の色が与える視覚効果を加えることができる。反射層12として多層誘電体層を使用した場合には、光学素子10に波長選択性を与えることができる。従って、反射層12として金属蒸着層や単層の誘電体層を使用した場合とは異なる視覚効果を得ることができる。多層誘電体層は、基材11上に、例えば、硫化亜鉛などの高屈折率材料とフッ化マグネシウムなどの低屈折率の材料とを交互に蒸着することによって得られる。
【0028】
反射層12として、金属層と誘電体層とを含んだ積層体を使用してもよい。例えば、金属層上に1層又は多層の誘電体層を形成してもよい。
ここでは、一例として、反射層12は金属層であるとする。
【0029】
凹部形成層13は、光透過性であって、反射層12を被覆している。凹部形成層13の前面には、複数の第1溝が設けられている。この例では、凹部形成層13の前面は、図2に示すように、各々に複数の溝が設けられた3つの領域131乃至133を含んでいる。
【0030】
領域131乃至133の各々は、凹部形成領域である。領域131乃至133の各々には、長さ方向が揃い且つこの長さ方向と交差する方向に隣り合った複数の溝が設けられている。領域131乃至133は、溝の長さ方向が異なっていてもよく、同一であってもよい。また、領域131及び132の一方は、省略してもよい。或いは、凹部形成層13の前面は、複数の溝が設けられた他の領域を更に含んでいてもよい。
【0031】
ここでは、一例として、領域131には、長さ方向がX方向に略平行な溝が設けられ、領域132には、長さ方向がY方向に略平行な溝が設けられているとする。また、領域133に設ける溝の長手方向は任意であるが、ここでは、一例として、X方向に対して45°の角度を為しているとする。
【0032】
凹部形成層13の前面は、図2に示すように、溝が設けられていない領域134を更に含んでいる。領域134は、省略することができる。
【0033】
凹部形成領域131乃至133には、様々な構造を採用することができる。例えば、凹部形成領域131乃至133の各々には、図3に示すように、複数の溝を幅方向に等間隔で平行に並べた構造を採用することができる。
【0034】
これら溝は、図4に示すように、互いに平行でなくてもよい。但し、これらの溝が平行に近いほど、凹部形成領域131及び132に対応した液晶層15の各々の部分において、液晶分子又はそれらのメソゲン基の長軸が揃い易くなる。これらの溝が為す角度は、例えば5°以下とし、典型的には3°以下とする。
【0035】
領域131乃至133の各々において、これら溝は、縦横に並べてもよい。また、溝の長さは、互いに等しくてもよく、互いに異なっていてもよい。また、長さ方向に隣り合う溝間の距離は均一であってもよく、不均一であってもよい。更に、幅方向に隣り合う溝間の距離は均一であってもよく、不均一であってもよい。例えば、図5に示すように、凹部形成領域の各々には、互いに長さが等しい溝を縦横に並べてもよい。或いは、図6に示すように、様々な長さの溝をランダムに並べてもよい。
【0036】
図3乃至図5に示す構造を採用した場合、溝を略平行とし且つピッチを適宜設定することなどにより、これら溝で回折格子を構成することができる。図6に示す構造を採用した場合、これら溝で一方向性拡散パターンを形成することができる。なお、この一方向性拡散パターンは、溝の長さ方向に垂直な面内での拡散能が、凹部形成層13の主面に垂直であり且つ溝の長さ方向に平行な面内での拡散能と比較してより大きい光拡散特性、即ち、光散乱異方性を示すパターンである。ここでは、一例として、領域131乃至133の各々に設けられた溝は、回折格子を構成していることとする。
【0037】
凹部形成層13は、例えば、感光性樹脂材料に、二光束干渉法を用いてホログラムパターンを記録する方法や、電子ビームによってパターンを描画する方法により形成することができる。或いは、表面レリーフ型ホログラムの製造で行われているように、微細な線状の凸部を設けた金型を樹脂に押し付けることにより形成することができる。例えば、凹部形成層13は、基材11と反射層12との積層体上に形成された熱可塑性樹脂層に、線状の凸部が設けられた原版を、熱を印加しながら押し当てる方法、即ち、熱エンボス加工法により得られる。或いは、凹部形成層13は、基材11と反射層12との積層体上に紫外線硬化樹脂を塗布し、これに原版を押し当てながら基材11側から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させ、その後、原版を取り除く方法により形成することも可能である。
【0038】
これらの方法によれば、1つの面内に溝の長さ方向が異なる複数の凹部形成領域を形成することができる。また、これらの方法によると、1つの面内に溝の深さ、幅、及び/又は溝などが異なる複数の凹部形成領域を形成することもできる。
【0039】
先の原版は、例えば、二光束干渉法を用いてホログラムパターンを記録する方法、電子ビームによってパターンを描画する方法、又はバイトによって切削する方法により得られた母型の電鋳を行うことにより得られる。凹部形成層に上記のような多様性をもたせない場合は、ラビング加工により溝を形成してもよい。
【0040】
これら溝の深さは、例えば、0.05μm乃至1μmの範囲とする。また、溝の長さは、例えば、0.5μm以上とする。溝のピッチは、例えば0.1μm以上であり、典型的には0.75μm以上である。又、溝のピッチは、例えば10μm以下であり、典型的には2μm以下である。液晶分子又はそのメソゲン基を高い秩序度で配向させるには、溝のピッチは小さいことが有利である。
【0041】
第2反射層14は、例えば、アルミニウム蒸着層などの金属蒸着層である。反射層14は、凹部形成層13の主面のうち、凹部形成領域133の全体を被覆し、他の領域は被覆していない。
【0042】
反射層14には、反射層12について説明したのと同様の材料及び層構成を採用することができる。即ち、反射層14は、金属層、1層若しくは多層の誘電体層、又はそれらの積層体であってもよい。
【0043】
反射層14は、凹部形成領域133の一部のみを被覆していてもよい。或いは、反射層14は、凹部形成領域131及び132の一部を更に被覆していてもよい。反射層14は、領域134の一部又は全部を更に被覆していてもよい。この場合、反射層14は、凹部形成領域131及び132の一部を更に被覆していてもよい。
【0044】
ここでは、一例として、反射層14は、金属層であるとする。また、ここでは、一例として、反射層14は、凹部形成領域133の全体を被覆し、凹部形成領域131及び132並びに領域134は被覆していないとする。
【0045】
反射層14の表面形状は、その下地表面の形状に対応している。ここでは、反射層14の表面には、凹部形成領域133に設けられた複数の第1溝に対応して、複数の第2溝が設けられている。凹部形成領域133に設けられた複数の第1溝が回折格子を構成している場合、第2溝も回折格子を構成する。また、凹部形成領域133に設けられた複数の第1溝が一方向性拡散パターンを構成している場合、第2溝も一方向性拡散パターンを構成する。
【0046】
液晶層15は、凹部形成層13及び反射層14うち、凹部形成領域131及び132の少なくとも一部を被覆し、反射層14の少なくとも一部は被覆していない。液晶層15は、領域134を被覆していてもよく、一部のみ被覆していてもよく、被覆していなくてもよい。ここでは、一例として、液晶層15は、領域131、132及び134を被覆し、領域133を被覆していないとする。以下、液晶層15のうち領域131、132及び134上に形成された部分を、それぞれ、液晶部分151、152及び154と呼ぶ。また、領域133上に設けられた液晶層15の開口を開口部分153と呼ぶ。そして、光学素子10のうち、部分151乃至154に対応した領域を、それぞれ、表示部101乃至104と呼ぶ。
【0047】
液晶層15は、固化された液晶材料からなる。即ち、液晶層15は、流動性を有する液晶材料を非流動化してなる。
【0048】
液晶層15は、典型的には、流動性を有する重合性液晶材料を紫外線又は熱により硬化させてなる高分子液晶層である。高分子液晶層は、例えば、以下の方法により形成することができる。まず、光重合性を有するネマチック液晶材料を凹部形成層13及び反射層14上に塗布する。液晶材料は、例えば、スクリーン印刷法、グラビア印刷法及びフレキソ印刷法などの印刷法を用いて塗布することができる。例えば、印刷法を利用すると、塗膜を所望のパターンに形成することができる。次いで、液晶材料に紫外線を照射して、それらの重合を生じさせる。これにより、液晶分子又はそれらのメソゲン基の長軸の向きが固定された液晶層15を得ることができる。液晶層15の材料として、コレステリック液晶材料やスメクチック液晶材料を用いてもよい。
【0049】
凹部形成領域131及び132の各々は、液晶部分151が含んでいる液晶分子又はそれらのメソゲン基を、溝の長さ方向に沿うように配向させる。ここでは、一例として、液晶部分151及び152の各々では、メソゲン基の長軸が略一方向に揃っていることとする。即ち、ここでは、メソゲン基は、液晶部分151ではX方向に配向し、液晶部分152ではY方向に配向していることとする。
【0050】
液晶部分151及び152は、メソゲン基が配向しているので、複屈折性を有している。液晶部分151ではメソゲン基はX方向に配向しているので、そのX方向についての屈折率は異常光線屈折率neであり、Y方向についての屈折率は常光線屈折率noである。屈折率neは屈折率noよりも大きいので、液晶部分151の遅相軸はX方向と平行であり、進相軸はY方向と平行である。また、液晶部分152の遅相軸はY方向と平行であり、進相軸はX方向と平行である。
【0051】
液晶部分154では、理想的には、メソゲン基は配向していない。しかしながら、典型的には、液晶部分154では、液晶部分151及び152ほど高い秩序度で配向している訳ではないが、僅かに配向している。ここでは、一例として、液晶部分154では、メソゲン基は配向していないこととする。即ち、液晶部分154は、光学的に等方性であるとする。なお、液晶部分154では、例えば、領域134にラビング処理などの配向処理を施すことにより、メソゲン基を比較的高い秩序度で配向させることができる。
【0052】
次に、この光学素子10に白色光を照射し、これを肉眼で観察した場合に見える像について説明する。なお、白色光とは、可視領域内の全ての波長の非偏光からなる光である。
【0053】
図7は、図1及び図2に示す光学素子が表示する像の一例を示す平面図である。
光学素子10に白色光を照射し、これを正面から肉眼で観察した場合、図7に示すように、表示部101、102及び104は互いからの判別が不可能又は困難であり、表示部103は表示部101、102及び104からの判別が容易である。これについて、より詳細に説明する。
【0054】
表示部101に入射した照明光としての白色光は、図2に示す液晶部分151を透過し、領域131に入射する。領域131に設けられた溝は回折格子を構成しているので、この入射光の一部は、回折光として凹部形成層13に入射する。凹部形成層13を透過した回折光は、反射層12によって反射される。反射層12は光散乱性を有しているので、この反射光は散乱光である。この散乱光は、凹部形成層13を透過する。凹部形成層13の前面には回折格子が設けられているが、反射層12からの反射光が散乱光であるのに加え、通常の環境中では照明光の入射角も様々である。それゆえ、反射層12からの反射光は、散乱光として液晶部分151に入射する。その後、この散乱光は液晶部分151を透過し、観察者は、この散乱光を表示光として知覚する。従って、表示部101は銀白色に見える。
【0055】
表示部102と表示部101とは、その平面形状を除き、回折格子を構成している溝の長さ方向のみが異なっている。先の説明から明らかなように、表示部101を肉眼で観察した場合、回折格子は表示色や明るさに影響を与えない。従って、表示部102も銀白色に見える。
【0056】
表示部103に入射した照明光としての白色光は、反射層14に入射する。反射層14に設けられた溝は回折格子を構成しているので、反射層14が反射する光は、回折光である。観察者は、この回折光を表示光として知覚する。従って、表示部103は、例えば虹色に光って見える。
【0057】
表示部104は、その平面形状を除き、凹部形成層13の対応箇所に溝が設けられておらず、メソゲン基が配向していない点でのみ、表示部101とは異なっている。先の説明から明らかなように、表示部101を肉眼で観察した場合、回折格子は表示色や明るさに影響を与えない。従って、表示部104も銀白色に見える。
【0058】
このように、表示部101、102及び104は銀白色に見え、表示部103は虹色に見える。そして、表示部101、102及び104は、明るさがほぼ等しい。従って、光学素子10に白色光を照射し、これを正面から肉眼で観察した場合、図7に示すように、表示部101、102及び104は互いからの判別が不可能又は困難であり、表示部103は表示部101、102及び104からの判別が容易である。
【0059】
なお、光学素子10に白色光を照射し、これを肉眼で観察する場合、表示部101、102及び104の表示色は観察角度を変化させても銀白色のまま変化せず、表示部103の表示色は観察角度に応じて変化する。また、観察角度を傾けたまま、光学素子10をその法線の周りで回転させると、表示部101、102及び104の表示色は銀白色のまま変化せず、表示部103の表示色は回転角度に応じて変化する。
【0060】
次に、偏光子を介して光学素子10を観察した場合に見える画像について説明する。ここでは、一例として、偏光子として直線偏光フィルムを使用することとする。
【0061】
図8は、図1及び図2に示す光学素子と直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な像の一例を概略的に示す平面図である。
【0062】
図8では、図1及び図2に示す光学素子10と吸収型の直線偏光フィルム50とを、偏光フィルム50側から光学素子10を見た場合に、偏光フィルム50の透過軸がX方向に対して反時計回りに45°の角度を為すように重ねている。このような配置を採用し、これを正面から観察すると、図8に示すように、表示部101乃至103は表示部104からの判別が容易であり、表示部101及び102は表示部103からの判別が容易であり且つ互いからの判別が不可能又は困難である。これについて、より詳細に説明する。
【0063】
直線偏光フィルム50に照明光として白色光を照射すると、直線偏光フィルム50は、その透過軸に平行な偏光面(電場ベクトルの振動面)を有する直線偏光を透過させ、その透過軸に垂直な偏光面を有する直線偏光を吸収する。
【0064】
表示部101に入射した直線偏光は、図2に示す液晶部分151を透過する。液晶部分151では、メソゲン基はX方向と略平行に配向している。即ち、偏光フィルム50側から見て、液晶部分151の遅相軸は、偏光フィルム50の透過軸に対して反時計回りに45°回転させた方向に平行である。従って、例えば、先の直線偏光のうち、或る特定波長λ0の光成分は、液晶部分151を透過することにより右円偏光へと変換され、残りの光成分は、液晶部分151を透過することにより右楕円偏光へと変換される。
【0065】
これら右円偏光及び右楕円偏光は、領域131に入射する。領域131に設けられた溝は回折格子を構成しているので、この入射光の一部は、回折光として凹部形成層13に入射する。
【0066】
凹部形成層13を透過した回折光としての右円偏光及び右楕円偏光は、反射層12によって反射される。右円偏光及び右楕円偏光は、それぞれ、反射層12によって反射されることにより、左円偏光及び左楕円偏光へと変換される。また、反射層12は光散乱性を有しているので、この反射光は散乱光である。
【0067】
この散乱光としての左円偏光及び左楕円偏光は、凹部形成層13を透過する。凹部形成層13の前面には回折格子が設けられているが、反射層12からの反射光が散乱光であるのに加え、通常の環境中では照明光の入射角も様々である。それゆえ、反射層12からの反射光は、散乱光として液晶部分151に入射する。
【0068】
この入射光は、散乱光であるので、正面方向へ進行する光成分と、斜め方向へ進行する光成分とを含んでいる。正面方向へ進行する光成分のうち、特定波長λ0の左円偏光は、液晶部分151を透過することにより偏光面が偏光フィルム50の透過軸に対して垂直な直線偏光へと変換される。そして、残りの光成分は、液晶部分151を透過することにより、左楕円偏光若しくは左円偏光又は右楕円偏光若しくは円偏光へと変換される。
【0069】
即ち、偏光フィルム50の透過軸に対して平行な偏光面を有する光成分のみに着目した場合、表示部101に入射する光成分の強度に対する表示部101が射出する光成分の強度の比は、波長依存性を有することとなる。換言すれば、偏光フィルム50に入射する照明光の強度に対する偏光フィルム50が射出する表示光の強度の比は、波長依存性を有することとなる。従って、表示部101は、着色して見える。なお、表示部101が着色して見える理由については、後で数式を参照しながら説明する。
【0070】
表示部102と表示部101とは、その平面形状を除き、回折格子を構成している溝の長さ方向が90°異なっている点でのみ相違している。それゆえ、表示部102は、円偏光又は楕円偏光の偏光面の回転方向が逆であること以外は、表示部101について説明したのと同様に振舞う。従って、表示部102は、表示部101と同様に着色して見える。
【0071】
表示部103は、液晶層が設けられていないので光学的に等方性である。従って、表示部103が射出する光は、理想的には、偏光フィルム50によって吸収されることなく、偏光フィルム50を透過する。それゆえ、表示部103は虹色に光って見える。
【0072】
表示部104は、その平面形状を除き、凹部形成層13の対応箇所に溝が設けられておらず、メソゲン基が配向していない点でのみ、表示部101とは異なっている。即ち、表示部104では、領域134は回折格子を含んでおらず、液晶部分154は光学的に等方性である。従って、表示部104が射出する光は、理想的には、偏光フィルム50によって吸収されることなく、偏光フィルム50を透過する。それゆえ、表示部104は、銀白色に見える。
【0073】
なお、典型的には、液晶部分154では、メソゲン基は僅かに配向している。即ち、典型的には、液晶部分154は、光学的に僅かに異方性である。その理由を以下に説明する。
【0074】
凹部形成層13の前面に溝を設けた場合、それら溝の上部では、メソゲン基の配向には、溝が影響を与える可能性がある。また、液晶層15の下地が平坦であり且つ配向処理が施されていない場合、メソゲン基の配向に、液晶層15の形成方法が影響を及ぼすことがある。例えば、液晶層15の材料を一方向に塗布したときには、液晶層15の下地が平坦であり且つ配向処理が施されていない場合であっても、メソゲン基が僅かに配向することがある。
【0075】
このような理由で、液晶部分154においてメソゲン基が僅かに配向し、その結果、液晶部分154が光学的に僅かに異方性を有することがある。但し、この場合、表示部104は僅かに着色することがあるが、それら表示部の見え方や表示部間の判別に影響を与えるほどではない。
【0076】
このように、表示部101及び102は着色して見え、表示部103は虹色に見え、表示部104は銀白色に見える。そして、表示部101及び102は、明るさがほぼ等しい。従って、光学素子10に偏光フィルム50を重ね、これに白色光を照射して正面から観察した場合、図8に示すように、表示部101乃至103は表示部104からの判別が容易であり、表示部101及び102は、表示部103からの判別が容易であり且つ互いからの判別が不可能又は困難である。
【0077】
なお、このとき、表示部101及び102の互いからの判別は、理論的には不可能である。しかしながら、偏光フィルム50や凹部形成層3に設けた溝の精度に起因して、表示部101及び102間で、表示光のスペクトルに相違を生じ、その結果、それらを互いから判別可能となることがある。
【0078】
ここで、表示部101が着色して見える理由について、数式を参照しながら説明する。なお、液晶部分151は、波長λ0の光に対して四分の一波長板としての役割を果たすとする。
【0079】
偏光フィルム50が法線方向に射出した波長λ0の直線偏光は、偏光面がX方向に垂直な直線偏光成分と偏光面がY方向に垂直な直線偏光成分との和であると考えることができる。上記の通り、液晶部分151のX方向についての屈折率は異常光線屈折率neであり、Y方向についての屈折率は常光線屈折率noである。従って、液晶部分151は、これら直線偏光成分に、往路と復路との各々でλ0/4の位相差を与える。即ち、液晶部分151は、これら直線偏光成分に合計でλ0/2の位相差を与える。そのため、表示部101が法線方向に射出する波長λ0の光は、偏光フィルム50を透過できない。
【0080】
ところで、リターデイションReは、下記等式(1)に示すように、液晶層の膜厚dとその複屈折性Δnとに依存する。
Re=Δn×d …(1)
ここで、Δn=ne−noである。
【0081】
一対の直線偏光フィルムをそれらの透過軸が直交するように向かい合わせ、それらの間に液晶層をその光学軸が直線偏光フィルムの透過軸に対して45°の角度を為すように介在させる。一方の直線偏光フィルムをその法線方向から波長λの光で照明した場合、液晶層に入射する光の強度をI0とし、他方の直線偏光フィルムを透過する光の強度をIとすると、強度Iは、下記等式(2)で表すことができる。
I=I0×sin2(Re×π/λ) …(2)
複屈折性Δnは波長依存性を有しており、複屈折性Δnと波長nとは比例関係にはない。それゆえ、等式(2)から明らかなように、透過光のスペクトルは、入射光のスペクトルとは異なるプロファイルを有することとなる。
【0082】
このように、液晶層を一対の直線偏光フィルムで挟むと、入射光とはスペクトルのプロファイルが異なる透過光を得ることができる。これと同様に、液晶層を直線偏光フィルムと反射層とで挟んだ場合にも、入射光とはスペクトルのプロファイルが異なる反射光を得ることができる。このような理由で、表示部101は着色して見える。
【0083】
図9は、図1及び図2に示す光学素子が表示する像の他の例を示す斜視図である。
図9に示すように、図8に示す状態から観察方向をX方向に垂直な面内で傾けると、回折格子に由来する表示部103の表示色が変化するのに加え、表示部101及び102の表示色が互いに異なる色へと変化する。その結果、表示部101及び102の互いからの判別が容易になる。例えば、法線方向から観察した場合に表示部101及び102はオレンジ色に見えていたとすると、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けることにより、表示部101は赤色へと変化し、表示部102は緑色へと変化する。表示部101及び102で生じる色変化の理由を以下に説明する。
【0084】
観察角度θを傾けると、液晶層の実効的な複屈折性Δn’が複屈折性Δnから変化するのに加え、以下の等式(3)に示す液晶層の実効的な膜厚d’が液晶層の実際の膜厚dの2倍よりも大きくなる。
d’=2d/cosθ …(3)
即ち、観察角度に応じて、上記等式(1)に示すリターデイションReが変化し、それゆえ、上記等式(2)に示す強度Iが変化する。その結果、観察角度に応じて、表示光のスペクトルのプロファイルが変化する。
【0085】
複屈折性Δn’は、照明光の入射角と、照明光の伝搬方向に平行な直線の液晶層主面上への投影が液晶層の光学軸に対して為す角度とに依存する。具体的には、液晶部分151の複屈折性Δn’は、その光学軸はX方向と平行であるので、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けても変化しない。これに対し、液晶部分152の複屈折性Δn’は、その光学軸はY方向に平行であるので、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けるのに伴って変化する。
【0086】
このように、表示部101は、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けた場合、実効的な膜厚d’の変化に起因した色変化を生じる。これに対し、表示部101は、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けた場合、実効的な膜厚d’の変化と実効的な複屈折性Δn’の変化とに起因した色変化を生じる。このため、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けると、表示部101及び102の表示色は互いに異なる色へと変化し、その結果、表示部101及び102の互いからの判別が容易になる。
【0087】
図10は、図1及び図2に示す光学素子が表示する像の更に他の例を示す斜視図である。
【0088】
図10には、図9に示す状態から、光学素子10を偏光フィルム50と重ねたまま、その法線の周りで90°回転させた場合に観察可能な像を描いている。観察方向を斜めとしたまま、光学素子10を偏光フィルム50と共にその法線の周りで90°回転させると、表示部101と表示部102との間で表示色が入れ替わる。そして、回折格子に由来する表示部103の表示色は、回転角を大きくすると、0°乃至45°の範囲内では回折格子の実効的な格子定数が大きくなることに伴う変化を生じ、45°乃至90°の範囲内ではこれとは逆の変化を生じる。それゆえ、表示部103の表示色は、回転前と回転後とで互いに等しい。なお、図10を参照しながら説明した色変化は、図9に示す状態から、光学素子10のみをその法線の周りで90°回転させた場合にも生じる。
【0089】
このように、図1及び図2に示す光学素子10が表示する像は、以下に例示するように、観察条件に応じて多様に変化する。
【0090】
・表示部101及び102は、偏光フィルム50なしで法線方向から観察した場合に、互いに等しい色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50なしで法線方向から観察した場合と、偏光フィルム50なしで斜め方向から観察した場合とで同じ色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50を介して法線方向から観察した場合に、互いにほぼ等しい色を表示する。
【0091】
・表示部101及び102は、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、互いに異なる色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50を介して法線方向から観察した場合と、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合とで異なる色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50の位置及び方位を固定し、光学素子10をその法線の周りで回転させながら偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に色変化を生じる。
【0092】
・表示部101及び102は、光学素子10の位置及び方位を固定し、偏光フィルム50をその法線の周りで回転させながら、これを介して斜め方向から観察した場合に色変化を生じる。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50の位置及び方位を固定し、光学素子10をその法線の周りで回転させながら、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、表示色が入れ替わる。
・表示部101及び102は、光学素子10と偏光フィルム50との相対的な配置を固定し、それらをその法線の周りで回転させながら、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、表示色が入れ替わる。
【0093】
・表示部103は、干渉色を表示する。なお、凹部形成領域133に設けた溝が一方向性拡散パターンを構成している場合には、表示部103は光散乱異方性を示す。
・表示部103は、観察角度に応じて色及び明るさが変化する。
・表示部103は、光学素子10をその法線の周りで回転させながら斜め方向から観察した場合に色変化を生じる。
【0094】
・表示部103は、偏光フィルム50をその法線の周りで回転させながら、これを介して斜め方向から観察した場合に、色変化を生じない。
【0095】
・表示部104は、偏光フィルム50なしで法線方向から観察した場合に、表示部101及び102と同じ色を表示する。
・表示部104は、偏光フィルム50なしで法線方向から観察した場合と、偏光フィルム50なしで斜め方向から観察した場合とで同じ色を表示する。但し、液晶部分154が完全には光学的に等方性でない場合、表示部104は、偏光フィルム50なしで法線方向から観察したときと、偏光フィルム50なしで斜め方向から観察したときとで僅かに異なる色を表示する。
【0096】
・表示部104は、光学素子10をその法線の周りで回転させながら斜め方向から観察した場合に色変化を生じない。
【0097】
・表示部104は、偏光フィルム50をその法線の周りで回転させながら、これを介して斜め方向から観察した場合に色変化を生じない。但し、液晶部分154が完全には光学的に等方性でない場合、表示部104は、偏光フィルム50をその法線の周りで回転させながら、これを介して斜め方向から観察したときに僅かな色変化を生じる。
【0098】
上記のように、図1及び図2に示す光学素子10が表示する像は観察条件に応じて多様に変化するので、この光学素子10は、例えば、優れた偽造防止効果、装飾効果及び/又は美的効果を提供する。
【0099】
例えば、この光学素子10とこれを支持した物品とを含んだラベル付き物品を真正品とした場合、真正であるか否かが未知の物品が上述した特徴の1つ以上を示さないときには、その物品は非真正品であると判断することができる。即ち、真正であるか否かが未知の物品を真正品と非真正品との間で判別することができる。従って、例えば、有価証券、銀行券、身分証明書などの証明書、及びクレジットカードなどの印刷物や美術品及び工芸品などの高級品の偽造を防止又は抑制することができる。
【0100】
なお、光学素子10をラベルとして利用する場合、光学素子10は物品に様々な方法で支持させることができる。例えば、光学素子10に粘着剤層を設け、この粘着剤層を介して光学素子10を物品に貼り付けてもよい。或いは、光学素子10と熱可塑性樹脂からなる接着層とを含んだ転写箔を製造し、熱及び圧力を利用した転写により、光学素子10を物品に貼り付けてもよい。或いは、光学素子10を含んだタグを製造し、これを紐及び鎖などの取付具を介して物品に支持させてもよい。或いは、光学素子10を含んだ包装材料を製造し、この包装材料で物品を包装してもよい。
【0101】
この光学素子10は、偽造防止以外の目的で使用することも可能である。例えば、この光学素子10と偏光フィルム50とを含んだ光学キットは、先の真偽判定に利用可能であるのに加え、玩具、学習教材又は装飾品等としても利用することができる。
【0102】
また、この光学素子10では、液晶層15は、反射層14を被覆していない。複屈折性を必要としない表示部において液晶層15を省略すると、表示に殆ど影響を与えることなしに、液晶材料の使用量を低減することができる。即ち、低コスト化が可能となる。
【0103】
次に、本発明の第2態様について説明する。
図11は、本発明の第2態様に係る光学素子を概略的に示す断面図である。
【0104】
この光学素子10は、以下の構成を採用したこと以外は、図1及び図2を参照しながら説明した光学素子10と同様の構造を有している。即ち、この光学素子10では、凹部形成層13の凹部形成領域131に対応した部分は、凹部形成層13の凹部形成領域132に対応した部分と比較してより厚い。また、液晶部分151は、液晶部分152と比較してより薄い。そして、凹部形成領域131に設けられた溝の長さ方向は、Y方向に平行である。
【0105】
この光学素子10は、肉眼で観察した場合には、図7を参照しながら説明したのと同様の像を表示する。但し、この光学素子10は、偏光子を介して観察した場合に、図1及び図2を参照しながら説明した光学素子10とは異なる像を表示する。
【0106】
図12は、図11に示す光学素子と直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な像の一例を概略的に示す平面図である。図13は、図11に示す光学素子が表示する像の他の例を示す斜視図である。図14は、図11に示す光学素子が表示する像の更に他の例を示す斜視図である。
【0107】
図12乃至図14では、図11に示す光学素子10と吸収型の直線偏光フィルム50とを、偏光フィルム50側から光学素子10を見た場合に、偏光フィルム50の透過軸がX方向に対して反時計回りに45°の角度を為すように重ねている。このような配置を採用し、これを正面から観察すると、図12に示すように、表示部101乃至104は互いからの判別が容易である。これについて、より詳細に説明する。
【0108】
等式(1)及び(2)を用いた説明から明らかなように、光学素子10と偏光フィルム50とを重ね、これらを正面から観察したときに表示部101及び102が表示する色は、液晶部分151及び152の厚さdに依存する。液晶部分151と液晶部分152とは厚さが異なっているので、表示部101及び102は、異なる色を表示する。例えば、表示部101及び102の一方は赤色に見え、他方は黄色に見える。
【0109】
このように、光学素子10に偏光フィルム50を重ねて正面から観察した場合、表示部101及び102は、異なる色を表示する。従って、図12に示す状態から観察方向をX方向に垂直な面内で傾けた場合に表示部101が表示する色は、図9に示す状態から光学素子10を偏光フィルム50と重ねたままその法線の周りで90°回転させた場合に表示部102が表示する色とは異なる。同様に、図12に示す状態から観察方向をX方向に垂直な面内で傾けた場合に表示部102が表示する色は、図9に示す状態から光学素子10を偏光フィルム50と重ねたままその法線の周りで90°回転させた場合に表示部101が表示する色とは異なる。
【0110】
即ち、この光学素子10は、図1及び図2を参照しながら説明した光学素子10とは異なり、以下の特徴を有していない。
【0111】
・表示部101及び102は、偏光フィルム50を介して法線方向から観察した場合に、互いにほぼ等しい色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50の位置及び方位を固定し、光学素子10をその法線の周りで回転させながら、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、表示色が入れ替わる。
・表示部101及び102は、光学素子10と偏光フィルム50との相対的な配置を固定し、それらをその法線の周りで回転させながら、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、表示色が入れ替わる。
その代わりに、この光学素子10は、以下の特徴を有している。
【0112】
・表示部101及び102は、偏光フィルム50を介して法線方向から観察した場合に、異なる色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50の位置及び方位を固定し、光学素子10をその法線の周りで回転させながら、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、互いに異なる色を表示しながら色変化を生じる。
・表示部101及び102は、光学素子10と偏光フィルム50との相対的な配置を固定し、偏光フィルム50をその法線の周りで回転させながら、これを介して斜め方向から観察した場合に、互いに異なる色を表示しながら色変化を生じる。
【0113】
従って、この光学素子10も、図1及び図2を参照しながら説明した光学素子10と同様に、例えば、優れた偽造防止効果、装飾効果及び/又は美的効果を提供する。それゆえ、この光学素子10とこれを支持した物品とを含んだラベル付き物品を真正品とした場合、真正であるか否かが未知の物品が上述した特徴の1つ以上を示さないときには、その物品は非真正品であると判断することができる。即ち、真正であるか否かが未知の物品を真正品と非真正品との間で判別することができる。また、この光学素子10と偏光フィルム50とを含んだ光学キットは、先の真偽判定に利用可能であるのに加え、玩具、学習教材又は装飾品等としても利用することができる。
【0114】
液晶部分151と液晶部分152とで厚さを異ならしめる場合、それらの厚さの差は、例えば、0.1μm乃至5μmの範囲内とする。この差が小さいと、偏光フィルム50を介して観察した場合に、表示部101と表示部102とを互いから判別することが難しくなる。この差が大きいと、より厚い液晶部分において、高い秩序度でメソゲン基を配向させることが難しくなる。その結果、偏光フィルム50を介して観察した場合に、設計通りの色を表示させることが難しくなる。
【0115】
上述した光学素子10には、様々な変形が可能である。
例えば、反射層12の前面の一部を、微細な凹凸構造を有していない平坦な鏡面としてもよい。この場合、凹部形成層13の前面のうち、反射層12の鏡面に対応した領域の少なくとも一部に、回折格子を構成する複数の溝を設けてもよい。こうすると、肉眼で観察した場合であっても、この部分と他の部分とを判別することができる。
【0116】
光学素子10は、反射層12と凹部形成層13との間に、光学的に略等方性の透明又は半透明層を更に含んでいてもよい。そのような中間層を使用すると、反射層12と凹部形成層13との密着性を向上させることや、反射層12の前面に設けられた凹凸構造が凹部形成層13の前面の形状に影響を与えるのを防止することができる。
【0117】
光学素子10は、以下に説明する保護層や粘着層を更に含んでいてもよい。
図15は、図1に示す光学素子の一変形例を示す断面図である。
図15に示す光学素子10は、液晶層15を被覆した保護層16を更に含んでいること以外は、図1及び図2を参照しながら説明した光学素子10と同様の構造を有している。保護層16を設けると、液晶層15などの損傷や光劣化を生じ難くすることができ、それゆえ、光学素子10が表示する像の劣化を抑制することができる。
【0118】
保護層16の材料としては、例えば、耐傷性に優れたハードコート材料を使用することができる。また、保護層16の材料としては、典型的には、透明性の高い材料を使用する。保護層16は、無色透明であってもよく、有色透明であってもよい。
【0119】
図16は、図1に示す光学素子の他の変形例を示す断面図である。
図16に示す光学素子10は、基材11の裏面を被覆した粘着層17を更に含んでいること以外は、図15を参照しながら説明した光学素子10と同様の構造を有している。この光学素子10は、物品に貼り付けて使用する用途に適している。なお、粘着層17は、剥離紙で被覆してもよい。
【0120】
偏光子として、偏光フィルム50を使用する代わりに、板状の偏光子などの他の形態の偏光子を使用してもよい。また、直線偏光子の代わりに、円偏光子又は楕円偏光子を使用してもよい。この場合、直線偏光子を使用した場合とは異なる色変化を観察できる。従って、より複雑な視覚効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0121】
【図1】本発明の第1態様に係る光学素子を概略的に示す平面図。
【図2】図1に示す光学素子のII−II線に沿った断面図。
【図3】図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の一例を示す平面図。
【図4】図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の他の例を示す平面図。
【図5】図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の更に他の例を示す平面図。
【図6】図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の更に他の例を示す平面図。
【図7】図1及び図2に示す光学素子が表示する像の一例を示す平面図。
【図8】図1及び図2に示す光学素子と直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な像の一例を概略的に示す平面図。
【図9】図1及び図2に示す光学素子が表示する像の他の例を示す斜視図。
【図10】図1及び図2に示す光学素子が表示する像の更に他の例を示す斜視図。
【図11】本発明の第2態様に係る光学素子を概略的に示す断面図。
【図12】図11に示す光学素子と直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な像の一例を概略的に示す平面図。
【図13】図11に示す光学素子が表示する像の他の例を示す斜視図。
【図14】図11に示す光学素子が表示する像の更に他の例を示す斜視図。
【図15】図1に示す光学素子の一変形例を示す断面図。
【図16】図1に示す光学素子の他の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
【0122】
10…光学素子、11…基材、12…第1反射層、13…凹部形成層、14…第2反射層、15…液晶層、16…保護層、17…粘着層、50…偏光フィルム、101…表示部、102…表示部、103…表示部、104…表示部、131…領域、132…領域、133…領域、134…領域、151…液晶部分、152…液晶部分、153…開口部分、154…液晶部分。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
長さ方向が揃い且つ前記長さ方向と交差する方向に隣り合った複数の第1溝が各々に設けられた複数の凹部形成領域を一方の主面が含んだ光透過性の凹部形成層と、前記主面に支持されると共に固化された液晶材料からなる液晶層と、前記凹部形成層の他方の主面と向き合うと共に光散乱性を有する第1反射層とを具備し、前記複数の凹部形成領域は各々が前記液晶層によって被覆されている1つ以上の第1凹部形成領域と、各々が前記液晶層によって被覆されていない1つ以上の第2凹部形成領域とを含んだことを特徴とする光学素子。
【請求項2】
前記複数の凹部形成領域うち少なくとも1つの凹部形成領域は他の凹部形成領域とは前記長さ方向が異なっていることを特徴とする請求項1に記載の光学素子。
【請求項3】
前記液晶層は膜厚が互いに異なる複数の部分を含んだことを特徴とする請求項1又は2に記載の光学素子。
【請求項4】
前記複数の凹部形成領域の少なくとも1つにおいて、前記複数の溝は回折格子を形成していることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の光学素子。
【請求項5】
前記複数の凹部形成領域の少なくとも1つにおいて、前記複数の溝は一方向性拡散パターンを形成していることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の光学素子。
【請求項6】
前記第1反射層は金属反射層を含んだことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の光学素子。
【請求項7】
前記第1反射層は1層又は多層の誘電体層を含んだことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の光学素子。
【請求項8】
前記一方の主面は溝が設けられていない領域を更に含んだことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の光学素子。
【請求項9】
前記1つ以上の第2凹部形成領域の少なくとも一部を被覆した第2反射層を更に具備し、前記第2反射層のうち前記第2凹部形成領域を被覆している部分の表面には、前記複数の第1溝に対応して複数の第2溝が設けられていることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の光学素子。
【請求項10】
前記1つ以上の第2凹部形成領域の少なくとも一部を被覆した第2反射層を更に具備し、前記第2反射層のうち前記第2凹部形成領域を被覆している部分の表面には、前記複数の第1溝に対応して複数の第2溝が設けられており、前記第2反射層は、前記溝が設けられていない領域の少なくとも一部を更に被覆したことを特徴とする請求項8に記載の光学素子。
【請求項11】
前記第2反射層は金属反射層を含んだことを特徴とする請求項9又は10に記載の光学素子。
【請求項12】
前記第2反射層は1層又は多層の誘電体層を含んだことを特徴とする請求項9乃至11の何れか1項に記載の光学素子。
【請求項13】
請求項1乃至12の何れか1項に記載の光学素子と、これを支持した物品とを含んだことを特徴とするラベル付き物品。
【請求項14】
請求項1乃至12の何れか1項に記載の光学素子と偏光子とを含んだことを特徴とする光学キット。
【請求項15】
真正であるか否かが未知の物品を真正品と非真正品との間で判別する方法であって、
前記真正品は請求項1乃至12の何れか1項に記載の光学素子を支持した物品であり、
前記真正であるか否かが未知の物品が、偏光子なしで前記一方の主面に対して傾いた方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察した場合と同じ色を表示し、前記偏光子を介して前記主面に対して垂直な方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察したときとは異なる色を表示し、前記偏光子を介して前記一方の主面に対して傾いた方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察したとき及び前記偏光子を介して前記主面に対して垂直な方向から観察したときとは異なる色を表示する第1表示部と、干渉色を表示するか又は光散乱異方性を示す第2表示部とを含んでいない場合に、前記真正であるか否かが未知の物品は非真正品であると判断することを含んだことを特徴とする判別方法。
【請求項16】
前記真正であるか否かが未知の物品が前記第1及び第2表示部を含んでいた場合であって、前記真正であるか否かが未知の物品を前記一方の主面の法線の周りで回転させながら前記偏光子を介して前記一方の主面に対して傾いた方向から観察したときに、前記第1表示部が表示する色に変化を生じない場合に、前記真正であるか否かが未知の物品は非真正品であると判断することを更に含んだことを特徴とする請求項15に記載の判別方法。
【請求項1】
長さ方向が揃い且つ前記長さ方向と交差する方向に隣り合った複数の第1溝が各々に設けられた複数の凹部形成領域を一方の主面が含んだ光透過性の凹部形成層と、前記主面に支持されると共に固化された液晶材料からなる液晶層と、前記凹部形成層の他方の主面と向き合うと共に光散乱性を有する第1反射層とを具備し、前記複数の凹部形成領域は各々が前記液晶層によって被覆されている1つ以上の第1凹部形成領域と、各々が前記液晶層によって被覆されていない1つ以上の第2凹部形成領域とを含んだことを特徴とする光学素子。
【請求項2】
前記複数の凹部形成領域うち少なくとも1つの凹部形成領域は他の凹部形成領域とは前記長さ方向が異なっていることを特徴とする請求項1に記載の光学素子。
【請求項3】
前記液晶層は膜厚が互いに異なる複数の部分を含んだことを特徴とする請求項1又は2に記載の光学素子。
【請求項4】
前記複数の凹部形成領域の少なくとも1つにおいて、前記複数の溝は回折格子を形成していることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の光学素子。
【請求項5】
前記複数の凹部形成領域の少なくとも1つにおいて、前記複数の溝は一方向性拡散パターンを形成していることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の光学素子。
【請求項6】
前記第1反射層は金属反射層を含んだことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の光学素子。
【請求項7】
前記第1反射層は1層又は多層の誘電体層を含んだことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の光学素子。
【請求項8】
前記一方の主面は溝が設けられていない領域を更に含んだことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の光学素子。
【請求項9】
前記1つ以上の第2凹部形成領域の少なくとも一部を被覆した第2反射層を更に具備し、前記第2反射層のうち前記第2凹部形成領域を被覆している部分の表面には、前記複数の第1溝に対応して複数の第2溝が設けられていることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の光学素子。
【請求項10】
前記1つ以上の第2凹部形成領域の少なくとも一部を被覆した第2反射層を更に具備し、前記第2反射層のうち前記第2凹部形成領域を被覆している部分の表面には、前記複数の第1溝に対応して複数の第2溝が設けられており、前記第2反射層は、前記溝が設けられていない領域の少なくとも一部を更に被覆したことを特徴とする請求項8に記載の光学素子。
【請求項11】
前記第2反射層は金属反射層を含んだことを特徴とする請求項9又は10に記載の光学素子。
【請求項12】
前記第2反射層は1層又は多層の誘電体層を含んだことを特徴とする請求項9乃至11の何れか1項に記載の光学素子。
【請求項13】
請求項1乃至12の何れか1項に記載の光学素子と、これを支持した物品とを含んだことを特徴とするラベル付き物品。
【請求項14】
請求項1乃至12の何れか1項に記載の光学素子と偏光子とを含んだことを特徴とする光学キット。
【請求項15】
真正であるか否かが未知の物品を真正品と非真正品との間で判別する方法であって、
前記真正品は請求項1乃至12の何れか1項に記載の光学素子を支持した物品であり、
前記真正であるか否かが未知の物品が、偏光子なしで前記一方の主面に対して傾いた方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察した場合と同じ色を表示し、前記偏光子を介して前記主面に対して垂直な方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察したときとは異なる色を表示し、前記偏光子を介して前記一方の主面に対して傾いた方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察したとき及び前記偏光子を介して前記主面に対して垂直な方向から観察したときとは異なる色を表示する第1表示部と、干渉色を表示するか又は光散乱異方性を示す第2表示部とを含んでいない場合に、前記真正であるか否かが未知の物品は非真正品であると判断することを含んだことを特徴とする判別方法。
【請求項16】
前記真正であるか否かが未知の物品が前記第1及び第2表示部を含んでいた場合であって、前記真正であるか否かが未知の物品を前記一方の主面の法線の周りで回転させながら前記偏光子を介して前記一方の主面に対して傾いた方向から観察したときに、前記第1表示部が表示する色に変化を生じない場合に、前記真正であるか否かが未知の物品は非真正品であると判断することを更に含んだことを特徴とする請求項15に記載の判別方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図2】
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【図15】
【図16】
【公開番号】特開2009−75169(P2009−75169A)
【公開日】平成21年4月9日(2009.4.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−241482(P2007−241482)
【出願日】平成19年9月18日(2007.9.18)
【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4月9日(2009.4.9)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年9月18日(2007.9.18)
【出願人】(000003193)凸版印刷株式会社 (10,630)
【Fターム(参考)】
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