説明

表示体及び表示体付き物品

【課題】より高い偽造防止効果を実現すること。
【解決手段】200nm乃至500nmの範囲内の最小中心間距離で二次元的に配置されると共に各々が順テーパ形状を有する複数の凸部および/または凹部が設けられ、反射性材料層によって少なくとも一部を被覆された第1界面部を含みさらにと、
方向の揃った複数の直線状の凸部および/または凹部の、あるいは方向の揃った複数の平面形状が円形、楕円形または多角形である複数の凸部および/または凹部の光散乱領域からなり、反射性材料層によって少なくとも一部を被覆された第2界面部と、を含んだ第1光学効果層と、
前記第1光学効果層を間に挟んで前記反射性材料層と向き合っているか又は、前記反射性材料層を間に挟んで前記第1光学効果層と向き合った部分を備え、コレステリック液晶、パール顔料及び多層干渉膜の少なくとも1つを含んだ第2光学効果層とを具備した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、偽造防止効果、装飾効果及び/又は美的効果を提供する光学技術に関する。
【背景技術】
【0002】
有価証券、証明書、ブランド品及び個人認証媒体などの物品は、偽造が困難であることが望まれる。そのため、そのような物品には、偽造防止効果に優れた表示体を支持させることがある。
【0003】
そのような表示体の多くは、回折格子、ホログラム及びレンズアレイなどの微細構造を含んでいる。これら微細構造は、解析することが困難である。また、これら微細構造を含んだ表示体を製造するためには、電子線描画装置などの高価な製造設備が必要であり、それゆえ、このような表示体は、高い偽造防止効果を発揮し得る。
【0004】
複数の溝からなるレリーフ型回折格子が設けられた第一界面部と、前記複数の溝の最小中心間距離と比較してより小さい中心間距離で二次元的に配置されると共に各々が順テーパ形状を有する複数の凹部又は凸部が設けられた第二界面部とを備えたことを特徴とする表示体が提案されている。この表示体は、高精細な構造を含んでおり、かつ特殊な光学特性を有している(特許文献1)。
【0005】
また、平坦な鏡面部分と、レリーフ構造体があり、このレリーフ構造は可視光スペクトルの短波長端における所定の極限波長λより短い周期を有する提案がなされている(特許文献2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2008−107470号公報
【特許文献2】特許第4315334号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、より高い偽造防止効果を実現することにあり、前述の従来技術に対して、さらに新たな光学効果を加えることにより、より不正な偽造を困難とすることができる高いセキュリティ効果を有する光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の課題を解決するための手段として、請求項1に記載の発明は、200nm乃至500nmの範囲内の最小中心間距離で二次元的に配置されると共に各々が順テーパ形状を有する複数の凸部および/または凹部が設けられ、反射性材料層によって少なくとも一部を被覆された第1界面部と、
方向の揃った複数の直線状の凸部および/または凹部の、あるいは方向の揃った複数の平面形状が楕円形または多角形である複数の凸部および/または凹部の光散乱領域からなり、反射性材料層によって少なくとも一部を被覆された第2界面部と、を含んだ第1光学効果層と、
前記第1光学効果層を間に挟んで前記反射性材料層と向き合っているか又は、前記反射性材料層を間に挟んで前記第1光学効果層と向き合った部分を備え、コレステリック液晶、パール顔料及び多層干渉膜の少なくとも1つを含んだ第2光学効果層とを具備した表示体である。
【0009】
また、請求項2に記載の発明は、基材と、前記基材に支持された請求項1に記載の表示体とを具備したことを特徴とする表示体付き物品である。
【0010】
また、請求項3に記載の発明は、前記基材は紙であり、前記表示体は前記紙の内部に埋め込まれていることを特徴とする請求項2に記載の表示体付き物品である。
【0011】
また、請求項4に記載の発明は、前記表示体はスレッド状であることを特徴とする請求項3に記載の表示体付き物品である。
【発明の効果】
【0012】
従来の光学素子とは異なり、色変化、補色による色変化、回折光、散乱光といった見え方の新規で、偽造防止効果、装飾効果及び美的効果のある光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の一態様に係る表示体を概略的に示す平面図。
【図2】図1に示す表示体のX−X’線に沿った断面図。
【図3】図1及び図2に示す表示体の第2界面部に採用可能な線状の異方性散乱領域の一例を概略的に示す平面図。
【図4】図1及び図2に示す表示体の第2界面部に採用可能な線状以外の形状の凸部および/または凹部を含んだ異方性散乱領域の例を概略的に示す斜視図。
【図5】図1及び図2に示す表示体の第2界面部に採用可能な線状以外の形状の凸部および/または凹部を含んだ異方性散乱領域の例を概略的に示す斜視図。
【図6】図1及び図2に示す表示体の第1界面部に採用可能な構造の一例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図1は本願発明の平面図であり、図2は、図1のX−X’面の断面図であり、高精細な構造に加えて、さらにカラーシフト効果を付加した光学素子である。具体的には、第1光学層3と、第2光学層4を有し、第1光学層3は、光学構造形成層5と反射層6を有し、かつ光学構造形成層5は少なくとも第一界面部1と第二界面部2を有する。
【0015】
第一界面部1は、図6に構造の一例として示すように、200〜500nmの範囲内の最小中心間距離で二次元的に配置され、各々が順テーパ形状を有する複数の凹部又は凸部からなる回折構造を有し、第二界面部2は、凹部又は凸部からなる異方性散乱構造を有し、第2光学層4は、多層干渉構造を有する。
【0016】
第二界面部2は、方向のそろった複数の直線状の凹部又は凸部からなる異方性散乱構造8を有し、さらに、第2光学層4は、コレステリック液晶層または屈折率の異なるフィルムを複数積層した多層干渉フィルムである。正反射光を観測する時、反射角の変化(垂直方向に対し大体0°〜45°)に伴い、第一界面部1において、第2光学層4による色変化(色A⇒色B)を認識することができ、第二界面部2においては、第2光学層4で見える色の補色による色変化(色Aの補色⇒色Bの補色)を認識できる。
【0017】
図3は図1及び図2に示す表示体の第2界面部に採用可能な線状の異方性散乱領域の一例を概略平面図であり、方向のそろった複数の直線状の凸部および/または凹部からなり、直線方向とその直線に対して、直角方向では反射光が異なる。図4、図5は線以外の平面形状の凸部および/または凹部を含んだ異方性散乱領域の例を示しており、同様な効果を示す。異方性散乱領域の凹凸構造が図4のように多角形である場合、凹凸構造の平面形状の方向が揃っているとは、多角形の辺の方向が揃っていることを意味する。特に矩形形状では直交する2辺に平行な方向で異方性が強まることから好ましい。また、図5のように楕円形の場合、平面形状の方向が揃っているとは楕円の長軸方向が揃っていることを意味する。
【0018】
視角を深い角度(垂直方向に対し大体70°〜90°)で観測する時、第一界面部において、第1光学層による回折光を認識することができ、第二界面部においては、散乱光を認識できる。このように従来の光学素子とは異なった見え方の新規の光学素子とすることができる。
【0019】
さらに、第二界面部2を方向のそろった複数の直線状の凹部又は凸部からなる異方性散乱構造8とすることで、正反射光を観測する時、反射角の変化(垂直方向に対し大体0°〜45°)に伴い、第二界面部2の散乱方向において、第1界面において第2光学層4により見える色変化(色A⇒色B)の補色の色変化(色Aの補色⇒色Bの補色)を認識でき、非散乱方向において光の吸収を認識できる。また、視角を深い角度(垂直方向に対し大体70°〜90°)で観測する時、第二界面部2の散乱方向において、散乱光を認識でき、非散乱方向において光の吸収を認識できる。
【0020】
第1光学層3は、基材上に形成することができる。基材としては、PET等の公知のプラスチックフィルムを用いることができる。
【0021】
第1光学層3は、光学構造形成層5を有し、例えば、光透過性の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び紫外線又は電子線硬化性樹脂(以下、光硬化性樹脂ともいう)などの樹脂を使用する。第1光学層3の材料として熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を用いると、原版を用いた転写により、一方の主面に、凹構造及び/又は凸構造を容易に形成することができる。
【0022】
光透過性を有する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、ニトロセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルスチレン共重合体、塩化ビニル及びポリメタクリル酸メチルが挙げられる。
【0023】
光透過性を有する熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステルウレタン、アクリルウレタン、エポキシウレタン、シリコーン、エポキシ及びメラミン樹脂が挙げられる。光硬化性樹脂とは、紫外線及び電子線などの光の照射によって硬化する樹脂をいう。光の照射によってラジカル重合する代表的な樹脂としては、分子中にアクリロイル基を有するアクリル樹脂が挙げられ、例えば、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系若しくはポリオールアクリレート系のオリゴマー若しくはポリマー、単官能、2官能若しくは多官能重合性(メタ)アクリル系モノマー(例えば、テトラヒドロフルフリルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート又はペンタエリトリトールテトラアクリレート)又はそのオリゴマー若しくはポリマー、又はこれらの混合物が使用される。
【0024】
反射層6は、第一界面部1の少なくとも一部を被覆している。反射層6としては、例えば、アルミニウム、銀、錫、クロム、ニッケル、銅、金及びこれらの合金などの金属材料からなる金属又は合金層を使用することができる。この場合、反射層6は、典型的には、真空製膜法を用いて形成する。真空製膜法としては、例えば、真空蒸着法及びスパッタリ
ング法が挙げられる。反射層6の厚みは、例えば、1nm乃至100nmの範囲内とする。
【0025】
反射層6は、表示体に、視認性がより優れた像を表示させる役割を担っている。また、反射層6を設けることにより、第1光学層3の一方の主面に設けられた凹構造及び/又は凸構造の損傷を生じ難くすることも可能となる。
【0026】
第一界面部1は、高精細な構造にすることにより、浅い角度では光が吸収され、深い角度では回折光を認識できるものとなる。第一界面部1には、図5に示すような複数の凹部又は凸部が設けられている。これら凹部又は凸部は、200nm乃至500nmの範囲内の最小中心間距離で二次元的に配置されている。凹部又は凸部は、典型的には、規則的に配置されている。凹部又は凸部の各々は、順テーパ形状を有している。凹部又は凸部の深さ又は高さは、通常は溝の深さよりも大きく、典型的には0.3μm乃至0.5μmの範囲内にある。凹部又は凸部の最小中心間距離に対する深さ又は高さの比(以下、アスペクト比ともいう)は、例えば、0.5乃至1.5の範囲内にある。
【0027】
これらの構造は、版を用いて光学構造形成層5の形成時又は形成後に形成することができる。第二界面部2は散乱構造とする。また、方向によって散乱をする図3、図4、図5に示した異方性散乱構造8でも良い。
【0028】
第2光学層は、第1光学層3と向き合った部分を備えている。図2には、一例として、第2光学層が光学構造形成層5側に向き、反射層6を外側にして第1光学層3の全体と向き合っている場合を描いているが、第2光学層が光学構造形成層5との間に反射層6を挟んで第1光学層3の全体と向き合うようにしても良い。第2光学層と第1光学層の積層は、第1光学層上に直接形成しても良いし、別の基材に形成し、接着剤を介して第1光学層に転写して積層しても良い。
【0029】
第2光学層は、コレステリック液晶、パール顔料及び多層干渉膜の少なくとも1つを含んでいる。第2光学層は、典型的には、コレステリック液晶を含んでいる。第2光学層がコレステリック液晶を含んでいる場合、第2光学層は、例えば、コレステリック構造を有する化合物を含んだ材料、又は、ネマチック液晶にカイラル剤を添加してコレステリック構造を持たせたものを含んだ材料を用いて製造することができる。コレステリック液晶は、例えば、ネマチック液晶に添加するカイラル剤の量及び種類などを変化させることにより、そのヘリカルピッチ及び偏光面のねじれ方向を変化させることが可能である。
【0030】
また、液晶分子の両末端に、アクリル基などの重合基を導入することもできる。こうすると、各液晶分子を配向させた後に、その配向を固定することが容易となる。第2光学層がコレステリック液晶を含んでいる場合、第2光学層4は、コレステリック液晶からなる層であってもよく、コレステリック液晶顔料を含んだ層であっても良い。
【0031】
第2光学層4がパール顔料を含んでいる場合、第2光学層4は、典型的には、印刷法又は塗布法により形成する。これら印刷法又は塗布法としては、公知の方法を採用することができる。第2光学層4が含み得る多層干渉膜は、屈折率が互いに異なった複数の層が積層されてなる。多層干渉膜を構成する各層は、例えば、金属薄膜、セラミクス薄膜又は有機ポリマー薄膜である。多層干渉膜は、例えば、屈折率が互いに異なった層の交互積層体を含んでいる。例えば、セラミクス薄膜又は光透過率を20乃至70%の範囲内とした金属薄膜と、有機ポリマー薄膜とを、所定の厚みで交互に積層させることにより、特定波長の可視光のみを吸収又は反射する多層干渉膜が得られる。
【0032】
以下に、多層干渉膜を構成する各層に採用可能な材料の例を挙げる。なお、以下におい
て、化学式又は化合物名の後ろに記載した括弧内の数値は、各々の屈折率を表している。セラミクスとしては、Sb(3.0)、Fe(2.7)、TiO(2.6)、CdS(2.6)、CeO(2.3)、ZnS(2.3)、PbCl(2.3)、CdO(2.2)、Sb(2.0)、WO(2.0)、SiO(2.0)、Si(2.5)、In(2.0)、PbO(2.6)、Ta(2.4)、ZnO(2.1)、ZrO(2.0)、MgO(1.6)、Si(1.5)、MgF(1.4)、CeF(1.6)、CaF(1.3〜1.4)、AlF(1.6)、Al(1.6)及びGaO(1.7)を挙げることができる。
【0033】
金属としては、Al、Fe、Mg、Zn、Au、Ag、Cr、Ni、Cu、Si、及びこれらの合金を挙げることができ、有機ポリマーとしては、ポリエチレン(1.51)、ポリプロピレン(1.49)、ポリテトラフロロエチレン(1.35)、ポリメチルメタクリレート(1.49)及びポリスチレン(1.60)を挙げることができる。
【0034】
第2光学層4が多層干渉膜を含んでいる場合、第2光学層4は、膜厚、成膜速度、積層数及び光学膜厚などの制御が可能な公知の方法を用いて形成する。このような方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法及び化学気相堆積法(CVD法)が挙げられる。なお、光学膜厚とは、屈折率と膜厚との積である。
【0035】
あるいは、上記の多層干渉膜は、多層同時押し出しにより形成された多層フィルムであってもよい。この多層フィルムは、屈折率が互いに異なった複数のプラスチック薄膜の交互積層体である。これらプラスチック薄膜の各々は、プラスチック材料を含んでいる。これらプラスチック薄膜の各々は、必要に応じて、助剤を含んでいても良い。
【0036】
正反射光を観測する時、反射角の変化(垂直方向に対し大体0°〜45°)に伴い、第一界面部において、第2光学層4による色変化(色A⇒色B)を認識することができ、第二界面部においては、第一界面部において第2光学層4により見える色の補色による色変化(色Aの補色⇒色Bの補色)を認識できる。
【0037】
第二界面部2の色変化は多層膜本来の色変化であり、色A、Bと多層膜の色について関連させると、色A:多層膜本来の色A’の補色、色B:多層膜本来の色B’の補色となる。
【0038】
第一界面部1と第2光学層(多層膜とした時)とを組み合わせた場合、垂直方向に対し大体0°〜45°〜70°〜90°傾けると、多層膜のみ:色Aの補色〜色Bの補色〜透明〜透明、第一界面部1のみ:黒〜黒〜第一界面部1の構造による色変化(回折光)〜第一界面部1の構造による色(回折光)のように見え、第一界面部1の黒上に多層膜があると、多層膜本来の色の補色が見える。組み合わせると、色A〜色B〜第一界面部1の構造による色変化(回折光)〜第一界面部1の構造による色(回折光)のように見える。
【0039】
視角を深い角度(垂直方向に対し大体70°〜90°)で観測する時、第一界面部1において、第1光学層3による回折光を認識することができ、第二界面部2においては、散乱光を認識できる。このように従来の光学素子とは異なった見え方の新規の光学素子とすることができる。
【0040】
本発明の光学素子は、接着層7を設けてシールとすることもでき、また、剥離性の基材上に形成し、転写箔として用いても良い。また、紙などにすきこんでも良い。
【符号の説明】
【0041】
1・・・第一界面部
2・・・第二界面部
3・・・第1光学層
4・・・第2光学層
5・・・光学構造形成層
6・・・反射層
7・・・接着層
8・・・異方性散乱構造

【特許請求の範囲】
【請求項1】
200nm乃至500nmの範囲内の最小中心間距離で二次元的に配置されると共に各々が順テーパ形状を有する複数の凸部および/または凹部が設けられ、反射性材料層によって少なくとも一部を被覆された第1界面部と、
方向の揃った複数の直線状の凸部および/または凹部の、あるいは方向の揃った複数の平面形状が、楕円形または多角形である複数の凸部および/または凹部の光散乱領域からなり、反射性材料層によって少なくとも一部を被覆された第2界面部と、を含んだ第1光学効果層と、
前記第1光学効果層を間に挟んで前記反射性材料層と向き合っているか又は、前記反射性材料層を間に挟んで前記第1光学効果層と向き合った部分を備え、コレステリック液晶、パール顔料及び多層干渉膜の少なくとも1つを含んだ第2光学効果層とを具備した表示体。
【請求項2】
基材と、前記基材に支持された請求項1に記載の表示体とを具備したことを特徴とする表示体付き物品。
【請求項3】
前記基材は紙であり、前記表示体は前記紙の内部に埋め込まれていることを特徴とする請求項2に記載の表示体付き物品。
【請求項4】
前記表示体はスレッド状であることを特徴とする請求項3に記載の表示体付き物品。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate


【公開番号】特開2012−245697(P2012−245697A)
【公開日】平成24年12月13日(2012.12.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−119275(P2011−119275)
【出願日】平成23年5月27日(2011.5.27)
【出願人】(000003193)凸版印刷株式会社 (10,630)
【Fターム(参考)】