JP5504825B2 - 表示体 - Google Patents
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回折格子技術を用いた偽造防止技術の利点としては、他の偽造防止技術に比べて判別用の機器類を使わずに真偽判定が容易にできる目視判別機能(いわゆるオバート機能)を有すること、また、高価で高度な技術(EB描画装置やナノインプリント技術等)が必要であり他者が容易に製造できないこと、さらには、回折格子を備える媒体の総厚が薄く、回折光による独特の輝きがあり、意匠性に優れていること、などが挙げられる。
これに対して、特許文献1に示すような、回折格子の中でも高精細化したものが最近提案されている。この文献では通常の回折格子の2倍以上の細かさを有する2次元の回折格子を提案している。この高精細な回折格子は通常のホログラム製造工程よりもはるかに難しい工程で作製され、ナノインプリントの技法を取り入れなければ得ることができないものである。そして、この高精細な回折格子は、従来の回折格子とは全く異なり、正面方向(大部分の視域)では黒色を示し、対象物に対して水平方向に近い角度(法線方向に対し深い角度)で回折光が射出するという特徴を有している。
このように新しい光学特性を有するものはセキュリティデバイスとして有効であるが、最近ではよりセキュリティ性に優れるデバイスの提供が望まれている。
て、前記光透過層の一方の主面に、前記凹凸構造領域を複数備えており、その中の少なく
とも1つの凹凸構造領域においては、その中心間距離及び配置パターンが他の凹凸構造領
域のものとは異なることを特徴とする。
する金属光沢色を異なる色に変えるために、この光透過層11に染料や顔料などを混ぜ、この染料や顔料に特定の波長の光を吸収させるようにすることも可能である。
なお、図2には、光透過層11側から表示体10を観察する構成のものを描いているが、反射層13側から表示体10を観察する構成を採用することもできる。
14cが設けられている。これら凹部又は凸部14cは、ランダムに配置され、大きさもランダムになっている。各凹凸構造の大きさは、例えば1μm乃至100μmの範囲にあり、典型的には1μm乃至10μmの範囲にある。また、単なる等方性散乱でなく、異方性散乱を呈するようにする場合は、平面方向のいずれかの方向(1軸もしくは多軸)において配置もしくは形状を偏るようにしてもよい。
スによって施すようにすればよい。ベナードセル形状由来の散乱成分に限り、フィルム上にエンボス層を塗工する際、エンボス層をベナードセル形状の面とすることで複数回のエンボス工程を通さずに可散乱及び回折構造を設けることが可能となる。
拡散板によるスペックル干渉パターンとはコヒーレント性の良い光が粗面で散乱反射または透過した時に生ずる明暗の斑点模様であり、粗面の微小な凹凸で散乱した光が不規則な位相関係で干渉することによって生じるものである。
このようなパターンを有するフィルムの作製方法としては以下のような方法を挙げることができる。
すなわち、まず、拡散板にコヒーレントな光を当て、その結果出来たスペックルパターンをフォトレジストに記録し、しかる後にその記録面上にニッケルなどの導電膜を蒸着法などで形成し、ニッケル電鋳することにより、ニッケル製原版を作製する。次に、このニッケル製原版に紫外線硬化樹脂を流し込み、紫外線で硬化させた後、剥離して異方性散乱フィルムを作製したり、熱可塑性樹脂に加熱したニッケル製原版を押し当ててパターンを賦型して異方性散乱フィルムを作製すればよい。
塗料やインキの塗膜の乾燥が急激である場合や、粒子の分散が不十分な状態である場合、さらには、相溶性が悪い樹脂の混合物の場合に、塗膜内部と表面との間での熱的対流によって、表面状態が亀の甲羅のような紋様や不定形の区画状になる現象である。インキ中の溶媒の沸点の+30度以上の乾燥温度で、乾燥路の風量を大きくし、急激に乾燥させることでベナードセルが形成できる。図15にベナードセル由来の散乱パターンのイメージ図の一例を示す。
構造物である第1凹凸構造領域12aでも可能となり、垂線方向からのデザイン表現だけでなく、深い角度からのデザイン表現ができるようになり、さらに構造が複雑となっていて、偽造団にとっても構造を推測することが非常に困難になる。
まず、第4凹凸構造領域12dの凹凸構造に起因した視覚効果について説明する。
回折格子を照明すると、回折格子は、入射光である照明光の進行方向に対して特定の方向に強い回折光を射出する。
d=λ/(sinα−sinβ) …(1)
この等式(1)において、dは回折格子の格子定数を表し、λは入射光及び回折光の波長を表している。また、αは、0次回折光、すなわち、透過光又は正反射光の射出角を表している。換言すれば、αの絶対値は、照明光の入射角と等しく、入射角とはZ軸に対して対称な関係である(反射型回折格子の場合)。なお、α、βは、Z軸から時計回りの方向を正方向とする。
例えば、回折格子は、その法線方向に1次回折光を射出するとする。すなわち、1次回折光の射出角βは、0°であるとする。そして、観察者は、この1次回折光を知覚するとし、このときの0次回折光の射出角をαNとすると、等式(1)は、下記等式(2)へと簡略化することができる。
等式(2)から明らかなように、観察者に特定の色を知覚させるには、その色に対応した波長λと照明光の入射角|αN|と格子定数dとを、それらが等式(2)に示す関係を満足するように設定すればよい。例えば、波長が400nm乃至700nmの範囲内にある全ての光成分を含んだ白色光を照明光として使用し、照明光の入射角|αN|を45°とし、さらに、空間周波数(格子定数の逆数)が1000本/mm乃至1800本/mmの範囲内で分布している回折格子を使用するとする。この場合、回折格子をその法線方向から観察すると、空間周波数が約1600本/mmの部分は青く見え、空間周波数が約1100本/mmの部分は赤く見える。
図11は、第4凹凸構造領域が回折光を射出する様子を概略的に示す図である。図12は、第2凹凸構造領域12bが回折光を射出する様子を概略的に示す図である。図11及び図12において、31a及び31bは照明光を示し、32a及び32bは正反射光又は0次回折光を示し、33a及び33bは1次回折光を示している。
的には、第2凹凸構造領域12bは黒色に見える。なお、ここで、「黒色」は、例えば、表示体10に法線方向から光を照射し、正反射光の強度を測定したときに、波長が400nm乃至700nmの範囲内にある全ての光成分について反射率が10%以下であることを意味する。
また、この構成を採用する場合、凹部又は凸部14bの中心間距離は、例えば、200nm乃至350nmの範囲内としてもよい。こうすると、上記等式(2)から明らかなように、第2凹凸構造領域12bは、赤色に対応した波長を有する回折光を射出せず、青色に対応した波長を有する回折光を射出する。他方、第4凹凸構造領域12dは、赤色に対応した波長を有する回折光を射出する。そのため、この場合、第4凹凸構造領域12dが赤色に対応した波長を有する回折光を射出する場合と比較して、表示体10が真正品であることの確認がより容易になる。
第1凹凸構造領域12aにおける回折光についての効果は、第2凹凸構造領域12bと同じように作用するので、図12を用いて説明する。
してより小さい中心間距離で二次元的に配置されている。そのため、凹部又は凸部14aが規則的に配列され、第1凹凸構造領域12aが回折光33bを射出したとしても、観察者は、この回折光33bと、これと同じ波長を有する第4凹凸構造領域12dからの回折光33aとを同時に知覚することはない。そして、回折格子の格子定数と凹部又は凸部14bの中心間距離との差が十分に大きければ、波長の如何に拘らず、観察者は、第4凹凸構造領域12dからの回折光33aと第2凹凸構造領域12bからの回折光33bとを同時に知覚することはない。すなわち、この場合、観察者は、第4凹凸構造領域12dからの回折光33aを視認可能な観察角度範囲で、第1凹凸構造領域12aからの回折光33bを視認することはない。
凸構造領域12dとに対応した凸構造及び/又は凹構造を1枚の原版に形成し、この凸構造及び/又は凹構造を光透過層11に転写することにより、夫々の凸構造及び/又は凹構造を同時に形成することができる。したがって、原版に凸構造及び/又は凹構造を高精度に形成しておけば、第1凹凸構造領域12aと第2凹凸構造領域12b、第3凹凸構造領域12c、第4凹凸構造領域12dの各々との位置ずれの問題が生じ得ない。また、微細な凹凸構造と高精度の特徴は、高精細な像表示を可能とし、他の方法によって作られたものとの区別が容易となる。真正品が極めて高精度に安定して製造できるという事実は、偽造品や模造品との区別を一層容易にする。
次にこの部分金属除去方法について説明する。
を、X方向及びY方向の一方で比較的長く設定し、他方で比較的短く設定すると、Y方向及びX方向の一方に垂直な方向から表示体10を照明した場合には第1凹凸構造領域12aから回折光を射出させ、Y方向及びX方向の他方に垂直な方向から表示体10を照明した場合には第1凹凸構造領域12aからの回折光の射出を防止できる。
図7に示す構造では、凹部又は凸部14aは、四角柱形状を有している。凹部又は凸部14aは、三角柱形状などの四角柱形状以外の角柱形状を有していてもよい。
00nmで凹凸構造の高さが不均一である2次元レリーフ型回折格子が形成されている領域46a及び領域46b、鏡面である領域46dを含んでいる。領域46aは溝の最小中心間距離は約300nmで形成され、領域46bは溝の最小中心間距離は約400nmで形成されている。
E5100)上に、下記組成の塗液の薄膜をグラビア法により塗布した後、乾燥させ、厚み1μmの剥離層を得た。
ポリエチレンワックス(添加剤180 東洋インキ製) 5重量部
溶剤(メチルエチルケトン) 1000重量部
イソシアネート硬化剤(UR100B 東洋インキ製造製) 10重量部
溶剤(メチルエチルケトン) 10重量部
けたロールにて、前記工程で得られた積層フィルムの光透過層に連続的に熱圧エンボスすることで微細凹凸レリーフフィルムを得た。
ここで使用した凹凸構造領域の凹凸パターンは周期を360nmピッチとし、凸部は円柱状で散乱成分はベナードセルを元にした配置パターンを使用した。
このときの電子線顕微鏡による平面写真を図16に、傾斜写真を図17にそれぞれ示した。
エポキシ樹脂(EP1100L ジャパンエポキシレジン製) 40重量部
粉末シリカ(サイロホービック♯100 富士シリシア製) 10重量部
溶剤(トルエン) 100重量部
溶剤(メチルエチルケトン) 100重量部
このようにしてできた偽造防止転写箔は、正面からは散乱して白く表示され、傾けると回折光特有の分光を呈する輝く表示体であった。
Claims (6)
- 光透過層の一方の主面に、二次元的に配列した複数の凹部及び/又は凸部が設けられた凹凸構造領域を備えると共に、その凹凸構造領域の少なくとも一部を被覆する反射層を具備しており、凹凸構造領域中の複数の凹部及び/又は凸部はそれらの最小中心間距離が200nm乃至500nmの範囲内にあると共に、特定の周期性を有し、前記複数の凹部及び/又は凸部が設けられた凹凸構造領域には、ほぼ同一の深さ又は高さを有する凹部又は凸部が連続的に隣接して設けられている部分が、長さ10μm以上に渡ってその一部に設けられ、正面方向(表示体に対して垂線方向)ではよく散乱し、深い角度方向(表示体の水平に近い方向)では散乱が少ない異方性散乱要素を組み込み、かつ深い角度方向(表示体の水平に近い方向)で再帰方向へ回折光が射出するように凹部の深さ及び/又は凸部の高さは不均一であることを特徴とする表示体。
- 前記凹部の最大深さ及び/又は前記凸部の最大高さは750nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の表示体。
- 前記凹凸構造領域に設けられた複数の凹部及び/又は凸部のなす配置パターンは、ベナードセル由来のパターンであることを特徴とする請求項1又は2に記載の表示体。
- 前記光透過層の一方の主面に、前記凹凸構造領域を複数備えており、その中の少なくとも1つの凹凸構造領域においては、その中心間距離及び配置パターンが他の凹凸構造領域のものとは異なることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の表示体。
- 前記光透過層の一方の主面に、1次元回折格子パターン領域を有し、その1次元回折格子パターン領域内の凹部及び/又は凸部の中心間距離は、前記凹凸構造領域の凹部及び/又は凸部の中心間距離に比べて大きく、1次元回折格子パターン領域の凹部の深さ及び/又は凸部の高さは、前記凹凸構造領域の凹部の最大深さ及び/又は凸部の最大高さに比べ小さいことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の表示体。
- 前記光透過層の一方の主面に、凹凸構造領域を複数備えており、少なくとも前記凹凸構造領域以外の凹凸構造領域内の複数の凹部及び/又は凸部の最小中心間距離が200nm乃至500nmの範囲内にあると共に、その領域内の複数の凹部及び/又は凸部は特定の周期性を有し、かつそれら複数の凹部の深さ及び/又は凸部の高さはほぼ均一である順テーパ状凹凸構造を有していることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の表示体。
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