(57)【要約】      （修正有）【課題】より高い偽造防止効果を有する光学素子及び製造方法を提供する。【解決手段】複数の第１画素が形成された主面を有する第１画像部１００と、第１画像部１００の主面の反対側に複数の第２画素が形成された主面を有する第２画像部２００とを備え、各第１画素は、複数の凹部又は凸部からなる第１領域と、複数の凹部又は凸部からなり、第１領域と比較して見かけ上の面積に対する表面積の比がより大きい第２領域とを含み、回折構造及び／または光散乱構造を形成する第１層を具備し、各第２画素は、第２領域と同一な又は近似した形状の複数の凹部又は凸部からなる第３領域と、光反射特性を有した第４領域とを含む第２層を具備し、第１画像部１００の主面側から観察する条件において、第１領域の分布に応じた画像を表示すると共に、第３領域の分布に応じた複数パターンの画像を第２領域を通じて表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１画素が形成された主面を有する第１画像部と、前記第１画像部の主面の反対側に複数の第２画素が形成された主面を有する第２画像部とを備える光学素子であって、
前記複数の第１画素の少なくとも１つは、
複数の凹部又は凸部からなる第１領域と、複数の凹部又は凸部からなり、前記第１領域と比較して見かけ上の面積に対する表面積の比がより大きい第２領域とを含み、回折構造及び／または光散乱構造を形成する第１層を具備し、
前記複数の第２画素の少なくとも１つは、
前記第２領域と同一な又は近似した形状の複数の凹部又は凸部からなる第３領域と、平坦面からなり光反射特性を有した第４領域とを含む第２層を具備し、
前記光学素子本体は、前記第１画像部の主面側から観察する条件において、前記第１領域の分布に応じた画像を表示すると共に、前記第３領域の分布に応じた複数パターンの画像を前記第２領域を通じて表示することを特徴とする光学素子。
【請求項２】
複数の第１画素が形成された主面を有する第１画像部と、前記第１画像部の主面の反対側に複数の第２画素が形成された主面を有する第２画像部とを備える光学素子であって、
前記複数の第１画素の少なくとも１つは、
前記第１画像部の主面側から観察する条件において赤色、緑色及び青色を表示するように構成された複数の領域を含む複数の凹部又は凸部からなる第１領域と、複数の凹部又は複数の凸部からなり、前記第１領域と比較して見かけ上の面積に対する表面積の比がより大きい第２領域とを含む第１レリーフ構造形成層と、
前記第１レリーフ構造形成層の材料とは屈折率が異なる第１材料からなり、少なくとも前記第１領域を被覆する第１層と、
前記第１材料とは異なる第２材料からなり、前記第１層を被覆する第２層と
を具備し、
前記複数の第２画素の少なくとも１つは、
前記第２領域と同一な又は近似した形状の複数の凹部又は凸部からなる第３領域と、平坦面からなる第４領域とを含む第２レリーフ構造形成層と、
前記第３領域を被覆し、前記第２レリーフ構造形成層を準備するときに用いる熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は放射線硬化樹脂と屈折率が近似した材料からなるコーティング層と、
前記第２レリーフ構造形成層の材料とは屈折率が異なる第３材料からなり、少なくとも前記第４領域を被覆する第３層と、
前記第３材料とは異なる第４材料からなり、前記第３層を被覆する第４層と
を具備し、
前記光学素子本体は、前記第１画像部の主面側から観察する条件において、前記第１領域の分布に応じた画像を表示すると共に、前記第３領域の分布に応じた複数パターンの画像を前記第２領域を通じて表示することを特徴とする光学素子。
【請求項３】
前記複数の第１画素及び前記複数の第２画素の少なくとも１つは、それぞれ、
１０μｍ乃至１００μｍの範囲内の厚みであることを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記コーティング層は、前記第３領域による光学効果を無効化する又は減じることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光学素子。
【請求項５】
前記第２領域は、前記第３領域の分布に応じた複数パターンの画像を視認可能とするための窓として機能することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項６】
前記第１領域の分布に応じた画像は、ホログラム画像であり、
前記第３領域の分布に応じた複数パターンの画像は、透かし画像であることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項７】
前記透かし画像は、
前記光学素子本体を傾ける角度を変化させることにより切り替わることを特徴とする請求項６に記載の光学素子。
【請求項８】
請求項２乃至請求項７のいずれか１項に記載の光学素子を窓部を有する用紙に抄き込んだことを特徴とする用紙。
【請求項９】
請求項２乃至請求項７のいずれか１項に記載の光学素子を製造する光学素子製造方法であって、
前記第１画像部の主面に対向する面と、前記第２画像部の主面に対向する面とに接着剤を塗布して貼り合せる工程を具備したことを特徴とする光学素子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子、用紙及び光学素子製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有価証券、証明書、ブランド品、電子機器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、このような物品には偽造防止効果に優れた表示体を設けることがある。
【０００３】
こ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等の微細構造（即ち、光学素子）を含んでいる。これら光学素子は、例えば観察角度の変化に応じて、色の変化を生じる。また、これら光学素子は、解析及び偽造することが困難である。それゆえ、このような光学素子は比較的高い偽造防止効果を発揮し得る。
【０００４】
しかしながら、現在ではホログラム作成技術等が普及したことによって、上記した光学素子の偽造防止効果が小さくなりつつある。
【０００５】
このため、より高い偽造防止効果を実現させるために、例えば、ホログラムを構成する金属層の一部を除去して透かし機能を付与するという技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３３３５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した技術では、透かし機能により観察可能な透かし画像を１パターンしか設けることができず、従来の光学素子と比較して、飛躍的に偽造防止効果を高め得るものではない。
【０００８】
そこで、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る。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の局面に対応する発明は、複数の第１画素が形成された主面を有する第１画像部と、前記第１画像部の主面の反対側に複数の第２画素が形成された主面を有する第２画像部とを備える光学素子であって、前記複数の第１画素の少なくとも１つは、複数の凹部又は凸部からなる第１領域と、複数の凹部又は凸部からなり、前記第１領域と比較して見かけ上の面積に対する表面積の比がより大きい第２領域とを含み、回折構造及び／または光散乱構造を形成する第１層を具備し、前記複数の第２画素の少なくとも１つは、前記第２領域と同一な又は近似した形状の複数の凹部又は凸部からなる第３領域と、平坦面からなり光反射特性を有した第４領域とを含む第２層を具備し、前記光学素子本体は、前記第１画像部の主面側から観察する条件において、前記第１領域の分布に応じた画像を表示すると共に、前記第３領域の分布に応じた複数パターンの画像を前記第２領域を通じて表示することを特徴とする光学素子である。
【００１０】
第２の局面に対応する発明は、複数の第１画素が形成された主面を有する第１画像部と、前記第１画像部の主面の反対側に複数の第２画素が形成された主面を有する第２画像部とを備える光学素子であって、前記複数の第１画素の少なくとも１つは、前記第１画像部の主面側から観察する条件において赤色、緑色及び青色を表示するように構成された複数の領域を含む複数の凹部又は凸部からなる第１領域と、複数の凹部又は複数の凸部からなり、前記第１領域と比較して見かけ上の面積に対する表面積の比がより大きい第２領域とを含む第１レリーフ構造形成層と、前記第１レリーフ構造形成層の材料とは屈折率が異なる第１材料からなり、少なくとも前記第１領域を被覆する第１層と、前記第１材料とは異なる第２材料からなり、前記第１層を被覆する第２層とを具備し、前記複数の第２画素の少なくとも１つは、前記第２領域と同一な又は近似した形状の複数の凹部又は凸部からなる第３領域と、平坦面からなる第４領域とを含む第２レリーフ構造形成層と、前記第３領域を被覆し、前記第２レリーフ構造形成層を準備するときに用いる熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は放射線硬化樹脂と屈折率が近似した材料からなるコーティング層と、前記第２レリーフ構造形成層の材料とは屈折率が異なる第３材料からなり、少なくとも前記第４領域を被覆する第３層と、前記第３材料とは異なる第４材料からなり、前記第３層を被覆する第４層とを具備し、前記光学素子本体は、前記第１画像部の主面側から観察する条件において、前記第１領域の分布に応じた画像を表示すると共に、前記第３領域の分布に応じた複数パターンの画像を前記第２領域を通じて表示することを特徴とする光学素子である。
【００１１】
第３の局面に対応する発明は、第２の局面に対応する光学素子において、前記複数の第１画素及び前記複数の第２画素の少なくとも１つは、それぞれ、１０μｍ乃至１００μｍの範囲内の厚みであることを特徴とする光学素子である。
【００１２】
第４の局面に対応する発明は、第２又は第３の局面に対応する光学素子において、前記コーティング層は、前記第３領域による光学効果を無効化する又は減じることを特徴とする光学素子である。
【００１３】
第５の局面に対応する発明は、第２乃至第４の局面に対応する光学素子において、前記第２領域は、前記第３領域の分布に応じた複数パターンの画像を視認可能とするための窓として機能することを特徴とする光学素子である。
【００１４】
第６の局面に対応する発明は、第２乃至第５の局面に対応する光学素子において、前記第１領域の分布に応じた画像は、ホログラム画像であり、前記第３領域の分布に応じた複数パターンの画像は、透かし画像であることを特徴とする光学素子である。
【００１５】
第７の局面に対応する発明は、第６の局面に対応する光学素子において、前記透かし画像は、前記光学素子本体を傾ける角度を変化させることにより切り替わることを特徴とする光学素子である。
【００１６】
第８の局面に対応する発明は、第２乃至第７の局面に対応する光学素子を窓部を有する用紙に抄き込んだことを特徴とする用紙である。
【００１７】
第９の局面に対応する発明は、第２乃至第７の局面に対応する光学素子を製造する光学素子製造方法であって、前記第１画像部の主面に対向する面と、前記第２画像部の主面に対向する面とに接着剤を塗布して貼り合せる工程を具備したことを特徴とする光学素子製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、高い偽造防止効果を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一態様に係る光学素子を概略的に示す平面図である。
【図２】図１に示す第１画像部の一部を拡大して示す平面図である。
【図３】図１及び図２に示す第１画像部を構成している画素の一例を示す平面図である。
【図４】図３に示す画素のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】第１画像部の製造方法を概略的に示す断面図である。
【図６】第１画像部の製造方法を概略的に示す断面図である。
【図７】第１画像部の製造方法を概略的に示す断面図である。
【図８】図３及び図４に示す第３領域に設けられている複数の凹部又は凸部として採用可能な構造の一例を拡大して示す斜視図である。
【図９】図１に示す第２画像部を構成している画素の一例を示す平面図である。
【図１０】図９に示す画素のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図１１】第２画像部の製造方法を概略的に示す断面図である。
【図１２】第２画像部の製造方法を概略的に示す断面図である。
【図１３】第２画像部の製造方法を概略的に示す断面図である。
【図１４】第２画像部の製造方法を概略的に示す断面図である。
【図１５】光学素子に白色光を照明したときの状況の一例を示す模式図である。
【図１６】第１画像部を構成している画素の変形例を示す平面図である。
【図１７】第２画像部を構成している画素の変形例を示す平面図である。
【図１８】光学素子に白色光を照明したときの状況の一例を示す模式図である。
【図１９】光学素子を抄き込んだ有価証券の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【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、本発明の一態様に係る光学素子を概略的に示す平面図である。
【００２２】
図１に示す光学素子１０は、ホログラム画像を構成する第１画像部１００と、透かし画像を構成する第２画像部２００とを備えている。なお、スペーサ３００は、第１画像部１００を構成する基材と第２画像部２００を構成する基材とを貼り合せることで構成されるものである。
【００２３】
以下では、第１画像部１００について説明した後に、第２画像部２００について説明することとする。まず、第１画像部１００について詳細に説明する。
【００２４】
図２は、図１に示す第１画像部の一部を拡大して示す平面図であり、図３は、第１画像部を構成している画素の一例を示す平面図である。図４は、図３に示す画素のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【００２５】
図３に示すように、画素ＰＥは、赤色表示用画素ＰＥＲと、緑色表示用画素ＰＥＧと、青色表示用画素ＰＥＢと、これら画素ＰＥＲ、ＰＥＧ及びＰＥＢ上に蒸着させた金属を除去した窓部Ｗとを備えている。なお、画素ＰＥＲ、ＰＥＧ及びＰＥＢは、典型的には、面積が互いに等しい。
【００２６】
赤色表示用画素ＰＥＲは、第１サブ領域ＳＲ１と、第２領域Ｒ２とを備えている。なお、この第１サブ領域ＳＲ１は、第１画像部１００の主面の法線と交差する斜め方向から観察する条件（以下、単に斜め方向から観察する条件と表記）において、赤色を表示するように構成されている。即ち、第１サブ領域ＳＲ１は、斜め方向から観察する条件において、赤色に対応した波長の回折光を射出するように構成された複数の凹部又は凸部を備えている。
【００２７】
緑色表示用画素ＰＥＧは、第２サブ領域ＳＲ２と、第２領域Ｒ２とを備えている。なお、この第２サブ領域ＳＲ２は、斜め方向から観察する条件において、緑色を表示するように構成されている。即ち、第２サブ領域ＳＲ２は、斜め方向から観察する条件において、緑色に対応した波長の回折光を射出するように構成された複数の凹部又は凸部を備えている。
【００２８】
青色表示用画素ＰＥＢは、第３サブ領域ＳＲ３と、第２領域Ｒ２とを備えている。なお、この第３サブ領域ＳＲ３は、斜め方向から観察する条件において、青色を表示するように構成されている。即ち、第３サブ領域ＳＲ３は、斜め方向から観察する条件において、青色に対応した波長の回折光を射出するように構成された複数の凹部又は凸部を備えている。
【００２９】
窓部Ｗは、第２領域Ｒ２と、第３領域Ｒ３とを備えている。なお、この第３領域Ｒ３は、第１画像部１００の主面を観察する条件において、後述する第２画像部２００により構成される透かし画像を表示する（視認可能とする）ように構成されている。即ち、第３領域Ｒ３は、第１画像部１００の主面を観察する条件において、光を透過するように構成された複数の凹部又は凸部を備えている。
【００３０】
なお、以下の説明においては、第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３を含む領域を便宜的に第１領域と称する。また、以下の説明においては、図４に示すように、第２領域Ｒ２は平坦な鏡面構造であるとするが、これに限定されず、例えば、第２領域Ｒ２は表面積があまり大きくない回折格子によって形成されてもよい。
【００３１】
図４に示すように、画素ＰＥは、レリーフ構造形成層１１０と、第１層１２０´と、第２層１３０´とを備えている。
【００３２】
レリーフ構造形成層１１０の一方の主面には、レリーフ構造が設けられている。第１層１２０´は、レリーフ構造形成層１１０の先の主面を部分的に被覆している。第２層１３０´は、第１層１２０´を被覆している。なお、この画素ＰＥの構造等については、後で詳しく説明する。
【００３３】
次に、図４乃至図７を参照しながら、第１画像部１００（を構成している画素ＰＥ）の製造方法について説明する。
【００３４】
図５乃至図７は、第１画像部の製造方法を概略的に示す断面図である。この方法では、まず、図５に示すように、互いに隣接した第１領域（第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２、第３サブ領域ＳＲ３（但し、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３は、図５が断面図であるため、図示されない））、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３を含んだ主面を有したレリーフ構造形成層１１０を準備する。
【００３５】
第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２、第３サブ領域ＳＲ３は、凹構造及び／又は凸構造が設けられている。凹構造及び凸構造は、それぞれ、複数の凹部及び複数の凸部からなる。これら凹部又は凸部は、例えばストライプ状に配置されている。これら凹部又は凸部は、典型的には、白色光で照明したときに回折光を射出する回折格子又はホログラムを形成している。
【００３６】
これら複数の凹部又は凸部の長さ方向に垂直な断面の形状は、例えば、Ｖ字形状及びＵ字形状等の先細り形状とするか又は矩形状とする。図５には、一例として、上記の断面形状がＶ字形状である場合を描いている。
【００３７】
第１サブ領域ＳＲ１に設ける複数の凹部又は凸部の中心間距離は、８６０ｎｍ乃至８８０ｎｍの範囲内とする。第２サブ領域ＳＲ２に設ける複数の凹部又は凸部の中心間距離は、７５５ｎｍ乃至７７５ｎｍの範囲内とする。第３サブ領域ＳＲ３に設ける複数の凹部又は凸部の中心間距離は、６３５ｎｍ乃至６５５ｎｍの範囲内とする。
【００３８】
また、これら複数の凹部又は凸部の中心間距離に対する深さ又は高さの比の平均値は、例えば０．５以下とし、典型的には０．０５乃至０．３の範囲内とする。
【００３９】
なお、ここで「中心間距離」とは、隣り合った凹部間の距離、又は、隣り合った凸部間の距離を意味している。
【００４０】
第３領域Ｒ３は、凹構造及び／又は凸構造が設けられている。これら凹構造及び凸構造は、それぞれ、複数の凹部及び複数の凸部からなる。これら複数の凹部又は凸部は、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を備えている。
【００４１】
第３領域Ｒ３は、第１領域と比較して、見かけ上の面積に対する表面積の比がより大きい。なお、ここでは、領域の「見かけ上の面積」とは、当該領域に平行な平面への当該領域の正射影の面積、即ち、凹構造及び凸構造を無視した当該領域の面積を意味することとする。また、領域の「表面積」とは、凹構造及び凸構造を考慮した当該領域の面積を意味することとする。
【００４２】
第３領域Ｒ３の複数の凹部又は凸部は、典型的には、第１領域の複数の凹部又は凸部と比較して、凹部又は凸部の中心間距離に対する深さ又は高さの比の平均値がより大きい。図５に示す例では、第３領域Ｒ３に設けられた複数の凹部又は凸部は、第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２、第３サブ領域ＳＲ３（但し、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３は、図５が断面図であるため、図示されない）に設けられた複数の凹部又は凸部と比較して、中心間距離に対する深さ又は高さの比がより大きい。
【００４３】
第３領域Ｒ３に設ける凹部又は凸部の中心間距離は、２５０ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内とする。
【００４４】
また、第３領域Ｒ３に設ける複数の凹部又は凸部の中心間距離に対する深さ又は高さの比の平均値は、第１領域に設けられる複数の凹部又は凸部の中心間距離に対する深さ又は高さの比の平均値と比較してより大きくする。第３領域Ｒ３に設ける複数の凹部又は凸部の中心間距離に対する深さ又は高さの比の平均値は、例えば０．８乃至２．０の範囲内とし、典型的には０．８乃至１．２の範囲内とする。この値が過度に大きいと、レリーフ構造形成層１１０の生産性が低下する場合がある。
【００４５】
レリーフ構造形成層１１０は、例えば、微細な凸部と平坦面と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。この際、これら凸部の形状は、第１領域及び第３領域Ｒ３の双方に設ける凸部の形状に対応した形状とする。
【００４６】
レリーフ構造形成層１１０は、例えば、基材上に熱可塑性樹脂を塗布し、これに上記の凸部と平坦面とが設けられた原版を、熱を印加しながら押し当てる方法により形成する。この場合、上記の熱可塑性樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、セルロース系樹脂、ビニル系樹脂、これらの混合物、又は、これらの共重合物を使用する。
【００４７】
或いは、レリーフ構造形成層１１０は、基材上に熱硬化性樹脂層を塗布し、これに上記の凸部と平坦面とが設けられた原版を押し当てながら熱を印加し、その後、原版を取り除く方法により形成してもよい。この場合、熱硬化性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール系樹脂、これらの混合物、又は、これらの共重合物を使用する。なお、このウレタン樹脂は、例えば、反応性水酸基を有したアクリルポリオール及びポリエステルポリオール等に、架橋剤としてポリイソシアネートを添加して、これらを架橋させることにより得られる。
【００４８】
或いは、レリーフ構造形成層１１０は、基材上に放射線硬化樹脂を塗布し、これに原版を押し当てながら紫外線等の放射線を照射して上記材料を硬化させ、その後、原版を取り除く方法により形成してもよい。或いは、レリーフ構造形成層１１０は、基材と原版との間に上記組成物を流し込み、放射線を照射して上記材料を硬化させ、その後、原版を取り除く方法により形成してもよい。
【００４９】
放射線硬化樹脂は、典型的には、重合性化合物と開始剤とを含んでいる。
【００５０】
重合性化合物としては、例えば、光ラジカル重合が可能な化合物を使用する。光ラジカル重合が可能な化合物としては、例えば、エチレン性不飽和結合又はエチレン性不飽和基を有したモノマー、オリゴマー又はポリマーを使用する。或いは、光ラジカル重合が可能な化合物として、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチル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、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールペンタアクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のモノマー、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート及びポリエステルアクリレート等のオリゴマー、又は、ウレタン変性アクリル樹脂及びエポキシ変性アクリル樹脂等のポリマーを使用してもよい。
【００５１】
重合性化合物として光ラジカル重合が可能な化合物を使用する場合、開始剤としては、光ラジカル重合開始剤を使用する。この光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル及びベンゾインエチルエーテル等のベンゾイン系化合物、アントラキノン及びメチルアントラキノン等のアントラキノン系化合物、アセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、ベンゾフェノン、ヒドロキシアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、α−アミノアセトフェノン及び２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルホリノプロパン−１−オン等のフェニルケトン系化合物、ベンジルジメチルケタール、チオキサントン、アシルホスフィンオキサイド、又は、ミヒラーズケトンを使用する。
【００５２】
或いは、重合化合物として、光カチオン重合が可能な化合物を使用してもよい。光カチオン重合が可能な化合物としては、例えば、エポキシ基を備えたモノマー、オリゴマー若しくはポリマー、オキセタン骨格含有化合物、又は、ビニルエーテル類を使用する。
【００５３】
重合性化合物として光カチオン重合が可能な化合物を使用する場合、開始剤としては、光カチオン重合開始剤を使用する。この光カチオン重合開始剤としては、例えば、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ホスホニウム塩又は混合配位子金属塩を使用する。
【００５４】
或いは、重合性化合物として、光ラジカル重合が可能な化合物と光カチオン重合が可能な化合物との混合物を使用してもよい。この場合、開始剤としては、例えば、光ラジカル重合開始剤と光カチオン重合開始剤との混合物を使用する。或いは、この場合、光ラジカル重合及び光カチオン重合の双方の開始剤として機能し得る重合開始剤を使用してもよい。このような開始剤としては、例えば、芳香族ヨードニウム塩又は芳香族スルホニウム塩を使用する。
【００５５】
なお、放射線硬化樹脂に占める開始剤の割合は、例えば、０．１乃至１５質量％の範囲内とする。
【００５６】
放射線硬化樹脂は、増感色素、染料、顔料、重合禁止剤、レベリング剤、消泡剤、タレ止め剤、付着向上剤、塗面改質剤、可塑剤、含窒素化合物、エポキシ樹脂等の架橋剤、離型剤又はこれらの組み合わせを更に含んでいてもよい。また、放射線硬化樹脂には、その成形性を向上させるべく、非反応性の樹脂を更に含有させてもよい。この非反応性の樹脂としては、例えば、上記の熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂を使用することができる。
【００５７】
レリーフ構造形成層１１０の形成に用いる上記の原版は、例えば、電子線描画装置又はナノインプリント装置を用いて製造する。こうすると、上述した複数の凹部又は凸部を高い精度で形成することができる。なお、通常は、原版の凹凸構造を転写して反転版を製造し、この反転版の凹凸構造を転写して複製版を製造する。そして、必要に応じ、複製版を原版として用いて反転版を製造し、この反転版の凹凸構造を転写して複製版を更に製造する。実際の製造では、通常、このようにして得られる複製版を使用する。
【００５８】
レリーフ構造形成層１１０は、典型的には、基材と、その上に形成された樹脂層とを含んでいる。この基材としては、典型的には、フィルム基材を使用する。このフィルム基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム及びポリプロピレン（ＰＰ）フィルム等のプラスチックフィルムを使用する。或いは、基材として、紙、合成紙、プラスチック複層紙又は樹脂含浸紙を使用してもよい。なお、基材は、省略してもよい。
【００５９】
樹脂層は、例えば、上述した方法により形成される。樹脂層の厚みは、例えば０．１μｍ乃至１０μｍの範囲内とする。この厚みが過度に大きいと、加工時の加圧等による樹脂のはみ出し及び／又は皺の形成が生じ易くなる。この厚みが過度に小さいと、所望の凹構造及び／又は凸構造の形成が困難となる場合がある。また、樹脂層の厚みは、その主面に設けるべき凹部又は凸部の深さ又は高さと等しくするか又はそれより大きくする。この厚みは、例えば、凹部又は凸部の深さ又は高さの１乃至１０倍の範囲内とし、典型的には、その３乃至５倍の範囲内とする。
【００６０】
なお、レリーフ構造形成層１１０の形成は、例えば、特許第４１９４０７３号公報に開示されている「プレス法」、実用新案登録第２５２４０９２号公報に開示されている「キャスティング法」、又は、特開２００７−１１８５６３号公報に開示されている「フォトポリマー法」を用いて行ってもよい。
【００６１】
次に、図６に示すように、レリーフ構造形成層１１０の材料とは屈折率が異なる第１材料を、第１領域、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３の全体に対して気相堆積させる。これにより、レリーフ構造形成層１１０の第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３（但し、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３は、図６が断面図であるため、図示されない）と、第２領域Ｒ２と、第３領域Ｒ３とを含んだ主面上に、反射材料層１２０を形成する。
【００６２】
この第１材料としては、例えば、レリーフ構造形成層１１０の材料との屈折率の差が０．２以上である材料を使用する。この差が小さいと、レリーフ構造形成層１１０と後述する第１層１２０´との界面における反射が生じ難くなる場合がある。また、金属材料を用いることができる。
【００６３】
第１材料としては典型的には、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ及びこれらの合金からなる群より選択される少なくとも１つの金属材料を使用する。
【００６４】
或いは、透明性が比較的高い第１材料として、以下に列挙するセラミック材料又は有機ポリマー材料を使用してもよい。なお、以下に示す化学式又は化合物名の後に記載した括弧内の数値は、各材料の屈折率を意味している。
【００６５】
即ち、セラミック材料としては、例えば、Ｓｂ２Ｏ３（３．０）、Ｆｅ２Ｏ３（２．７）、ＴｉＯ２（２．６）、ＣｄＳ（２．６）、ＣｅＯ２（２．３）、ＺｎＳ（２．３）、ＰｂＣｌ２（２．３）、ＣｄＯ（２．２）、Ｓｂ２Ｏ３（５）、ＷＯ３（５）、ＳｉＯ（５）、Ｓｉ２Ｏ３（２．５）、Ｉｎ２Ｏ３（２．０）、ＰｂＯ（２．６）、Ｔａ２Ｏ３（２．４）、ＺｎＯ（２．１）、ＺｒＯ２（５）、ＭｇＯ（１）、ＳｉＯ２（１．４５）、Ｓｉ２Ｏ２（１０）、ＭｇＦ２（４）、ＣｅＦ３（１）、ＣａＦ２（１．３〜１．４）、ＡｌＦ３（１）、Ａｌ２Ｏ３（１）又はＧａＯ（２）を使用することができる。
【００６６】
有機ポリマー材料としては、例えば、ポリエチレン（１．５１）、ポリプロピレン（１．４９）、ポリテトラフルオロエチレン（１．３５）、ポリメチルメタクリレート（１．４９）又はポリスチレン（１．６０）を使用することができる。
【００６７】
第１材料の気相堆積は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法又は化学蒸着法（ＣＶＤ法）を用いて行う。
【００６８】
この気相堆積は、レリーフ構造形成層１１０の主面に平行な面内方向について均一な密度で行う。具体的には、この気相堆積は、第１領域（第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３）の見かけ上の面積に対する第１領域の位置における第１材料の量の比と、第２領域Ｒ２の面積に対する第２領域Ｒ２の位置における第１材料の量の比と、第３領域Ｒ３の見かけ上の面積に対する第３領域Ｒ３の位置における材料の比とが、互いに等しくなるようにして行う。
【００６９】
また、この気相堆積では、典型的には、レリーフ構造形成層１１０の主面が平坦面のみからなると仮定した場合の膜厚（以下、設定膜厚という）を、以下のように定める。即ち、この設定膜厚は、反射材料層１２０が以下の要件を満足するようにして定める。
【００７０】
第１に、反射材料層１２０のうち第１領域に対応した部分が、第１領域の表面形状に対応した表面形状を有するようにする。図６に示す例では、この部分は、第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３（但し、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３は、図６が断面図であるため、図示されない）に設けられた複数の凹部又は凸部に対応した表面形状を有した連続膜を形成している。
【００７１】
第２に、反射材料層１２０のうち第２領域Ｒ２に対応した部分が、第２領域Ｒ２の表面形状に対応した表面形状を有するようにする。図６に示す例では、この部分は、第２領域Ｒ２に対応した表面形状（即ち、平坦面）を有した連続膜を形成している。
【００７２】
第３に、反射材料層１２０のうち第３領域Ｒ３に対応した部分が、第３領域Ｒ３の表面形状に対応した表面形状を有するか、又は、第３領域Ｒ３に設けられた複数の凹部又は凸部の配置に対応して部分的に開口しているようにする。図６には、一例として、前者の場合を描いている。即ち、図６に示す例では、この部分は、第３領域Ｒ３に設けられた複数の凹部又は凸部に対応した表面形状を有した連続膜を形成している。
【００７３】
なお、上述したように、第３領域Ｒ３は、第１領域と比較して、見かけ上の面積に対する表面積の比がより大きい。従って、反射材料層１２０が第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３と、第２領域Ｒ２と、第３領域Ｒ３との表面形状に対応した表面形状を有するように上記の設定膜厚を定めた場合、反射材料層１２０のうち第３領域Ｒ３に対応した部分は、第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３や第２領域Ｒ２に対応した部分と比較して、平均膜厚がより小さくなる。
【００７４】
なお、ここでは、層の「平均膜厚」とは、当該層の一方の面上の各点と当該層の他方の面に下ろした垂線の足との間の距離の平均値を意味することとする。
【００７５】
また、上記の設定膜厚を更に小さな値に定めることにより、第１領域及び第２領域Ｒ２に対応した部分では第１領域及び第２領域Ｒ２の表面形状にそれぞれ対応した表面形状を有しており且つ第３領域Ｒ３に対応した部分では複数の凹部又は凸部の配置に対応して部分的に開口した反射材料層１２０を形成することができる。
【００７６】
反射材料層１２０の設定膜厚は、典型的には、第３領域Ｒ３に設けられた複数の凹部又は凸部の深さ又は高さと比較してより小さくする。また、この設定膜厚は、典型的には、第１領域（第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３）に設けられた複数の凹部又は凸部の深さ又は高さと比較してより小さくする。
【００７７】
具体的には、反射材料層１２０の設定膜厚は、例えば５ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内とし、典型的には、３０ｎｍ乃至３００ｎｍの範囲内とする。この設定膜厚が過度に小さいと、レリーフ構造形成層１１０と後述する第１層１２０´との界面における反射が生じ難くなる場合がある。この設定膜厚が過度に大きいと、反射材料層１２０を上記の要件を満足するように形成することが困難となる場合がある。
【００７８】
反射材料層１２０のうち第１領域に対応した部分の平均膜厚は、例えば５ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内とし、典型的には３０ｎｍ乃至３００ｎｍの範囲内とする。この平均膜厚が過度に小さいと、レリーフ構造形成層１１０と後述する第１層１２０´との界面における反射が生じ難くなる場合がある。この平均膜厚が過度に大きいと、第１画像部１００の生産性、ひいては、光学素子１０の生産性が低下する場合がある。
【００７９】
次いで、図７に示すように、反射材料層１２０の材料とは異なる第２材料を、反射材料層１２０に対して気相堆積させる。これにより、反射材料層１２０を間に挟んでレリーフ構造形成層１１０と向き合ったマスク層１３０を形成する。
【００８０】
この第２材料としては、典型的には、無機物を使用する。この無機物としては、例えば、ＭｇＦ２、Ｓｎ、Ｃｒ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３が挙げられる。特には、第２材料としてＭｇＦ２を使用した場合、基材の曲げや衝撃に対するマスク層１３０及び第２層１３０´の追従性及び耐擦傷性を更に向上させることができる。
【００８１】
或いは、この第２材料として、有機物を使用してもよい。この有機物としては、例えば、重量平均分子量が１５００以下の有機物を使用する。このような有機物としては、例えば、アクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の重合性化合物と開始剤とを混合し、放射線硬化樹脂と気相堆積した後に、放射線照射によって重合させたものを使用してもよい。
【００８２】
或いは、第２材料として、金属アルコキシドを使用してもよい。或いは、第２材料として、金属アルコキシドを気相堆積した後、これを重合させたものを使用してもよい。この際、気相堆積の後、重合させる前に、乾燥処理を行ってもよい。
【００８３】
第２材料の気相堆積は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法又はＣＶＤ法を用いて行う。
【００８４】
この気相堆積は、レリーフ構造形成層１１０の主面に平行な面内方向について均一な密度で行う。具体的には、この気相堆積は、第１領域（第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３（但し、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３は、図７が断面図であるため、図示されない））の見かけ上の面積に対する第１領域の位置における第２材料の量の比と、第２領域Ｒ２の面積に対する第２領域Ｒ２の位置における第２材料の量の比と、第３領域Ｒ３の見かけ上の面積に対する第３領域Ｒ３の位置における第２材料の量の比とが、互いに等しくなるようにして行う。
【００８５】
また、この気相堆積では、マスク層１３０の設定膜厚を、以下のように定める。即ち、この設定膜厚は、マスク層１３０が以下の要件を満足するようにして定める。
【００８６】
第１に、マスク層１３０のうち第１領域に対応した部分が、第１領域の表面形状に対応した表面形状を有するようにする。図７に示す例では、この部分は、第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３に設けられた複数の凹部又は凸部に対応した表面形状を有した連続膜を形成している。
【００８７】
第２に、マスク層１３０のうち第２領域Ｒ２に対応した部分が、第２領域Ｒ２の表面形状に対応した表面形状を有するようにする。図７に示す例では、この部分は、第２領域Ｒ２に対応した表面形状（即ち、平坦面）を有した連続膜を形成している。
【００８８】
第３に、マスク層１３０のうち第３領域Ｒ３に対応した部分が、第３領域Ｒ３の表面形状に対応した表面形状を有するか、又は、第３領域Ｒ３に設けられた複数の凹部又は凸部の配置に対応して部分的に開口しているようにする。図７には、一例として、後者の場合を描いている。即ち、図７に示す例では、この部分は、反射材料層１２０の上で、第３領域Ｒ３に設けられた複数の凹部又は凸部の配置に対応して部分的に開口した不連続膜を形成している。
【００８９】
なお、上述したように、第３領域Ｒ３は、第１領域（第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３）と比較して、見かけ上の面積に対する表面積の比がより大きい。従って、マスク層１３０が第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３と、第２領域Ｒ２と、第３領域Ｒ３との表面形状に対応した表面形状を有するように上記の設定膜厚を定めた場合、マスク層１３０のうち第３領域Ｒ３に対応した部分は、第１領域（第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３）に対応した部分と比較して、平均膜厚がより小さくなる。
【００９０】
また、上記の設定膜厚を更に小さな値に定めることにより、第１領域に対応した部分では第１領域の表面形状に対応した表面形状を有しており且つ第３領域Ｒ３に対応した部分では複数の凹部又は凸部の配置に対応して部分的に開口したマスク層１３０を形成することができる。
【００９１】
マスク層１３０の設定膜厚は、典型的には、第３領域Ｒ３に設けられた複数の凹部又は凸部の深さ又は高さと比較してより小さくする。また、この設定膜厚は、典型的には、第１領域（第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３）に設けられた複数の凹部又は凸部の深さ又は高さと比較してより小さくする。そして、マスク層１３０の設定膜厚は、典型的には、反射材料層１２０の設定膜厚と比較してより小さくする。
【００９２】
具体的には、マスク層１３０の設定膜厚は、例えば０．３ｎｍ乃至２００ｎｍの範囲内とし、典型的には、３ｎｍ乃至８０ｎｍの範囲内とする。この設定膜厚が過度に小さいと、マスク層１３０のうち第１領域（第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３）に対応した部分の平均膜厚が過度に小さくなり、反射材料層１２０のうち第１領域に対応した部分のマスク層１３０による保護が不十分となる場合がある。この設定膜厚が過度に大きいと、反射材料層１２０のうち第３領域Ｒ３に対応した部分のマスク層１３０による保護が過剰となる場合がある。
【００９３】
マスク層１３０のうち第１領域（第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３）に対応した部分の平均膜厚は、典型的には、反射材料層１２０のうち第１領域に対応した部分の平均膜厚と比較してより小さくする。
【００９４】
マスク層１３０のうち第１領域に対応した部分の平均膜厚は、例えば０．３ｎｍ乃至２００ｎｍの範囲内とし、典型的には３ｎｍ乃至８０ｎｍの範囲内とする。この平均膜厚が過度に小さいと、反射材料層１２０のうち第１領域に対応した部分のマスク層１３０による保護が不十分となり、後述する第１層１２０´のうち第１領域に対応した部分の平均膜厚が過度に小さくなる場合がある。この設定膜厚が過度に大きいと、反射材料層１２０のうち第３領域Ｒ３に対応した部分のマスク層１３０による保護が過剰となる場合がある。
【００９５】
続いて、マスク層１３０を、反射材料層１２０の材料との反応を生じ得る反応性ガス又は液に曝す。そして、少なくとも第３領域Ｒ３の位置で、反射材料層１２０の材料との上記反応を生じさせる。
【００９６】
ここでは、反応性ガス又は液として、反射材料層１２０の材料を溶解可能なエッチング液を使用する場合について説明する。このエッチング液としては、典型的には、水酸化ナトリウム溶液、炭酸ナトリウム溶液及び水酸化カリウム溶液等のアルカリ性溶液を使用する。或いは、エッチング液として、塩酸、硝酸、硫酸及び酢酸等の酸性溶液を使用してもよい。
【００９７】
図７に示すように、マスク層１３０のうち第１領域（第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３）及び第２領域Ｒ２に対応した部分は連続膜を形成しているのに対し、第３領域Ｒ３に対応した部分は、部分的に開口した不連続膜を形成している。反射材料層１２０のうちマスク層１３０によって被覆されていない部分は、反射材料層１２０のうちマスク層１３０によって被覆された部分と比較して、反応性ガス又は液と接触しやすい。従って、前者は、後者と比較してよりエッチングされ易い。
【００９８】
また、反射材料層１２０のうちマスク層１３０によって被覆されていない部分が除去されると、反射材料層１２０には、マスク層１３０の開口に対応した開口が生じる。エッチングを更に続けると、反射材料層１２０のエッチングは、各開口の位置で面内方向に進行する。その結果、第３領域Ｒ３上では、反射材料層１２０のうちマスク層１３０を支持している部分が、その上のマスク層１３０と共に除去される。
【００９９】
従って、エッチング液の濃度及び温度並びにエッチングの処理時間等を調整することにより、図４に示すように、反射材料層１２０のうち第３領域Ｒ３に対応した部分のみを除去することができる（即ち、窓部Ｗを得ることができる）。これにより、第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３と、第２領域Ｒ２とのみを被覆した第１層１２０´が得られる。
【０１００】
以上のようにして、図３及び図４に示す画素ＰＥからなる第１画像部１００を得る。
【０１０１】
なお、図８は、図３及び図４に示す第３領域に設けられている複数の凹部又は凸部として採用可能な構造の一例を拡大して示す斜視図である。
【０１０２】
図８に示す例では、第３領域Ｒ３には、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が設けられている。
【０１０３】
なお、第３領域Ｒ３に設けられている複数の凹部又は凸部の中心間距離は、上記したように２５０ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内である。つまり、本態様においては、第３領域Ｒ３の部分（つまり、エッチングされる部分）に表面積の大きいクロスグレーティングが形成され、上記したように当該クロスグレーティング部分の金属反射層のみが除去される。
【０１０４】
また、図３を参照しながら説明した画素ＰＥを備えた第１画像部１００は、サブ領域ＳＲ１乃至ＳＲ３の一部又は全部が省略された画素ＰＥを更に備えていてもよい。
【０１０５】
次に、第２画像部２００について詳細に説明する。
【０１０６】
図９は、第２画像部を構成している画素の一例を示す平面図である。図１０は、図９に示す画素のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【０１０７】
図９に示すようには、画素ＰＥ´は、画像１の画素、画像２の画素、画像３の画素及び画像４の画素を備えており、これら画素ＰＥ´の集合体が画像１乃至４（即ち、４パターンの透かし画像）を構成する。なお、画像１乃至４の画素の面積は、上述した図３に示す第３領域Ｒ３の面積に対応している。
【０１０８】
図１０に示すように、画素ＰＥ´は、上述した第２領域Ｒ２に相当する第２´領域Ｒ２´（請求項１の第４領域に対応）と、上述した第３領域Ｒ３に相当する第３´領域Ｒ３´（請求項１の第３領域に対応）とを備えている。第２´領域Ｒ２´は、画像１乃至４の画素上に反射材料層１２０（請求項１の第３層に対応）及びマスク層１３０（請求項１の第４層に対応）が積層された鏡面構造となっており、第３´領域Ｒ３´は、画像１乃至４の画素上にコーティング層１４０が積層されたレリーフ構造となっている。
【０１０９】
ここで、図１０乃至図１４を参照しながら、第２画像部２００（を構成している画素ＰＥ´）の製造方法について説明する。但し、第２画像部２００の製造方法は、上述した第１画像部１００の製造方法とほぼ同一であるため、以下では、詳細な説明は省略するものとする。
【０１１０】
図１１乃至図１４は、第２画像部の製造方法を概略的に示す断面図である。ここでは、まず、図１１に示すように、互いに隣接した第２´領域Ｒ２´及び第３´領域Ｒ３´を含んだ主面を有したレリーフ構造形成層１１０を準備する。
【０１１１】
次に、図１２に示すように、レリーフ構造形成層１１０の材料とは屈折率が異なる第１材料を、第２´領域Ｒ２´及び第３´領域Ｒ３´の全体に対して気相堆積させる。これにより、レリーフ構造形成層１１０の第２´領域Ｒ２´及び第３´領域Ｒ３´を含んだ主面上に、反射材料層１２０を形成する。
【０１１２】
次いで、図１３に示すように、反射材料層１２０の材料とは異なる第２材料を、反射材料層１２０に対して気相堆積させる。これにより、反射材料層１２０を間に挟んでレリーフ構造形成層１１０と向き合ったマスク層１３０を形成する。このとき、マスク層１３０のうち第３´領域Ｒ３´に対応した部分は、上述した第３領域Ｒ３と同様の形状であるため、図１３に示すように、複数の凹部又は凸部の配置に対応して部分的に開口した不連続膜を形成する。
【０１１３】
続いて、マスク層１３０を、反射材料層１２０の材料との反応を生じ得る反応性ガス又は液に曝す。これにより、図１４に示すように、反射材料層１２０のうち第３´領域Ｒ３´に対応した部分のみを除去することができる。
【０１１４】
しかる後、図１０に示すように、コーティング層１４０を、第３´領域Ｒ３´に積層させ、図９及び図１０に示す画素ＰＥ´からなる第２画像部２００を得る。なお、コーティング層１４０には、レリーフ構造形成層１１０を準備するときに用いた熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は放射線硬化樹脂と屈折率が近似した接着剤等を用いる。これにより、第３´領域Ｒ３´に形成されたピッチの細かい回折格子による光学効果を無効化することができる。
【０１１５】
そして、上述のようにして得た第１画像部１００及び第２画像部２００の基材を貼り合せることで光学素子１０を得ることができる。なお、第１画像部１００及び第２画像部２００を貼り合せることで得られるスペーサ３００の厚みは、画素ＰＥ及びＰＥ´の０．５乃至２．０倍の厚みであることが好ましい。また、画素ＰＥ及びＰＥ´の厚みは、２０μｍ乃至１００μｍであることが好ましい。
【０１１６】
このようにして得られる光学素子１０には、以下の特徴がある。なお、以下では、主に第１画像部１００を主体にして光学素子１０の特徴を述べるが、第２画像部２００のうち第１画像部１００と同様な構成である部分については、同様な特徴を有するものとする。
【０１１７】
第１層１２０´は、反射層であり、典型的には、上述した第１材料からなる。第１層１２０´は、第１領域（第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３）、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３のうち、第１領域及び第２領域Ｒ２を被覆している。即ち、第１層１２０´は、第１領域及び第２領域Ｒ２に対応した位置に設けられている。また、第３領域Ｒ３の見かけ上の面積に対する第３領域Ｒ３の位置における第１材料の量の比は、ゼロである。
【０１１８】
第１層１２０´は、第１領域及び第２領域Ｒ２の表面形状に対応した表面形状を有している。図３及び図４に示す例では、第１層１２０´は、第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３に設けられた複数の凹部又は凸部に対応した表面形状と、第２領域Ｒ２に対応した表面形状（即ち、平坦面）とを有している。なお、第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３に設けられた複数の凹部又は凸部は、図１５（ａ）に示すように、第１画像部１００の主面側から白色光で照明したときに回折光を射出する回折格子又はホログラムを第１層１２０´の表面に形成している。この場合、第１画像部１００においては、第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３において射出される回折光に対応した色を表示し得る。
【０１１９】
また、本態様に係る光学素子１０は、第１画像部１００の他に、複数の画像の画素からなる第２画像部２００を有し、且つ第１画像部１００を構成する画素ＰＥには第１層１２０´及び第２層１３０´が除去された第３領域Ｒ３が設けられていることから、図１５（ｂ）に示すように、第２画像部２００の主面側から白色光で照明したときに、第２画像部２００においては、複数パターンの透かし画像を表示し得る。つまり、観察者は、第１画像部１００を構成する画素ＰＥに設けられた第３領域Ｒ３（窓部Ｗ）から第２画像部２００による複数の透かし画像を観察することが可能となる。なお、複数パターンの透かし画像は、光学素子１０を傾ける角度を変化させることで切り替えられる。従って、より優れた偽造防止効果及び装飾効果を達成することができる。
【０１２０】
第１層１２０´の輪郭レリーフ構造形成層１１０の主面への正射影は、その全体が第１領域（第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３）と第３領域Ｒ３との輪郭と重なり合っている。即ち、第１層１２０´は、第１領域及び第３領域Ｒ３の形状に対応してパターニングされている。従って、第１領域、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３を高い位置精度で形成しておくことにより、優れた位置精度で形成された第１層１２０´を得ることができる。
【０１２１】
なお、図５乃至図７を参照しながら説明した方法では、反射材料層１２０のうち第１領域（第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３）と第２領域Ｒ２とに対応した部分は、マスク層１３０によって被覆されている。それゆえ、上記のエッチング処理を行った場合でも、当該部分の膜厚は、殆ど又は全く減少しない。従って、第１層１２０´のうち第１領域及び第２領域Ｒ２に対応した部分の平均膜厚は、典型的には、反射材料層１２０のうち第１領域及び第２領域Ｒ２に対応した部分の平均膜厚と等しい。即ち、この平均膜厚は、例えば５ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内にあり、典型的には３０ｎｍ乃至３００ｎｍの範囲内にある。
【０１２２】
また、第２領域Ｒ２と第３領域Ｒ３との境界と、第１層１２０´の輪郭との最短距離の最大値は、例えば２０μｍ未満とし、好ましくは１０μｍ未満とし、より好ましくは３μｍ未満とする。
【０１２３】
第２層１３０´は、例えば、気相堆積法により形成される層である。第２層１３０´は、第１層１２０´を被覆している。第２層１３０´は、第１層１２０´を間に挟んで、第１領域（第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３）、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３のうち第１領域と第２領域Ｒ２の全体と向き合っている。即ち、第２層１３０´は、第１領域及び第２領域Ｒ２に対応した位置に設けられている。また、第３領域Ｒ３の見かけ上の面積に対する第３領域Ｒ３の位置における第２材料の量の比は、ゼロである。
【０１２４】
第２層１３０´のうち第１領域及び第２領域Ｒ２に対応した部分の平均膜厚は、マスク層１３０のうち第１領域及び第２領域Ｒ２に対応した部分の平均膜厚と等しいか又はより小さい。この平均膜厚は、例えば０．３ｎｍ乃至２００ｎｍの範囲内にあり、典型的には３ｎｍ乃至８０ｎｍの範囲内にある。
【０１２５】
第２層１３０´は、例えば、第１層１２０´を保護する役割を担っている。また、第２層１３０´を設けると、第２層１３０´が存在しない場合と比較して、光学素子１０（のうちの第１画像部１００）の偽造をより困難とすることができる。
【０１２６】
上記したように本態様に係る光学素子１０においては、第１画像部１００の第３領域Ｒ３に対してエッチングを行い、且つ第２画像部２００の第３´領域Ｒ３´に対してもエッチングを行うことで、これら領域Ｒ３及びＲ３´からは反射層が除去されている。これにより、観察者は、第１画像部１００の第３領域Ｒ３から第２画像部２００により表示される複数パターンの透かし画像を観察することが可能となる。
【０１２７】
即ち、本態様に係る光学素子１０によれば、第１画像部１００の第１領域によるホログラム画像を表示する他に、第１画像部１００の第３領域Ｒ３を通じて複数パターンの透かし画像も表示することができるため、より高い偽造防止効果を実現することが可能となる。
【０１２８】
なお、上では、反射材料層１２０が第１領域（第１サブ領域ＳＲ１、第２サブ領域ＳＲ２及び第３サブ領域ＳＲ３）、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３の表面形状に対応した表面形状を有しており、マスク層１３０のうち第１領域及び第２領域Ｒ２に対応した部分がこの第１領域及び第２領域Ｒ２の表面形状に対応した表面形状を有しており、マスク層１３０のうち第３領域Ｒ３に対応した部分が第３領域Ｒ３に設けられた複数の凹部又は凸部の配置に対応して部分的に開口している構成について説明したが、これら層の構成はこれには限られない。
【０１２９】
例えば、反射材料層１２０とマスク層１３０との双方が第１領域、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３の表面形状に対応した表面形状を有した構成を採用してもよい。この場合、先に述べたように、反射材料層１２０及びマスク層１３０のうち第３領域Ｒ３に対応した部分は、それぞれ、これら層のうち第１領域及び第２領域Ｒ２に対応した部分と比較して、平均膜厚がより小さい。
【０１３０】
一般に、マスク層１３０のうち平均膜厚がより小さい部分は、平均膜厚がより大きい部分と比較して、反応性ガス又は液を透過させ易い。また、反応性ガス又は液と第２材料とが反応し、この反応の生成物がマスク層１３０から直ちに除去される場合には、第３領域Ｒ３上でのみマスク層１３０を開口させることができる。
【０１３１】
従って、この場合においても、エッチング液の濃度及び温度並びにエッチングの処理時間等を調整することにより、光学素子１０（のうちの第１画像部１００）を製造することが可能である。
【０１３２】
或いは、反射材料層１２０とマスク層１３０との双方が、第１領域及び第２領域Ｒ２に対応した部分では第１領域及び第２領域Ｒ２の表面形状に対応した表面形状を有しており、第３領域Ｒ３に対応した部分では第３領域Ｒ３に設けられた複数の凹部又は凸部の配置に対応して部分的に開口している構成を採用してもよい。この場合において、エッチング液の濃度及び温度並びにエッチングの処理時間等を調整することにより、光学素子１０（のうちの第１画像部１００）を製造することが可能となる。
【０１３３】
また、上では、反応性ガス又は液としてエッチング液を使用する場合について説明したが、反応性ガス又は液はこれには限られない。例えば、反応性ガス又は液として、反射材料層１２０の材料を気化させ得るエッチングガスを使用してもよい。
【０１３４】
或いは、反応性ガス又は液として、第１材料との反応により、反射材料層１２０の一部を第１材料とは異なる材料からなる層に変化させ得るガス又は液を使用してもよい。この場合、例えば、反射材料層１２０のうち第３領域Ｒ３に対応した部分を除去する代わりに、当該部分を第１材料とは異なる材料からなる層に変化させることが可能となる。
【０１３５】
このような反応性ガス又は液としては、例えば、第１材料を酸化させ得る酸化剤を使用することができる。この酸化剤としては、例えば、酸素、オゾン、若しくはハロゲン、又は、二酸化炭素、次亜ハロゲン酸、亜ハロゲン酸、次ハロゲン酸、過ハロゲン酸、及びその塩などのハロゲン化物、過酸化水素、過硫酸塩類、ペルオキソ炭酸塩類、ペルオキソ硫酸塩類及びペルオキソリン酸塩類などの無機過酸化物、過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、過蟻酸、過酢酸、及び過安息香酸などの有機過酸化物、セリウム塩、Ｍｎ（ＩＩＩ）、Ｍｎ（ＩＶ）及びＭｎ（ＶＩ）塩、銀塩、銅塩、クロム塩、コバルト塩、重クロム酸塩、クロム酸塩、過マンガン酸塩、過フタル酸マグネシウム、塩化第二鉄、及び塩化第二銅などの金属又は金属化合物、又は、硝酸、硝酸塩、臭素酸塩、過ヨウ素酸塩、及びヨウ素酸塩などの無機酸若しくは無機酸塩を使用する。
【０１３６】
例えば、反射材料層１２０の材料としてＣｕを使用した場合、反射材料層１２０のうち少なくとも第２領域Ｒ２に対応した部分を酸化剤と反応させることにより、当該部分をＣｕ酸化物からなる層に変化させることができる。或いは、反射材料層１２０の材料としてＡｌを使用した場合、反射材料層１２０のうち少なくとも第３領域Ｒ３に対応した部分を酸化剤と反応させることにより、当該部分をベーマイト等のＡｌ酸化物からなる層に変化させることができる。
【０１３７】
或いは、上記の反応性ガス又は液として、反射材料層１２０の材料を還元させ得る還元剤を使用してもよい。この還元剤としては、例えば、硫化水素、二酸化硫黄、フッ化水素、アルコール、カルボン酸、水素ガス、水素プラズマ、遠隔水素プラズマ、ジエチルシラン、エチルシラン、ジメチルシラン、フェニルシラン、シラン、ジシラン、アミノシラン、ボラン、ジボラン、アラン、ゲルマン、ヒドラジン、アンモニア、ヒドラジン、メチルヒドラジン、１，１−ジメチルヒドラジン、１，２−ジメチルヒドラジン、ｔ−ブチルヒドラジン、ベンジルヒドラジン、２−ヒドラジノエタノール、１−ｎ−ブチル−１−フェニルヒドラジン、フェニルヒドラジン、１−ナフチルヒドラジン、４−クロロフェニルヒドラジン、１，１−ジフェニルヒドラジン、ｐ−ヒドラジノベンゼンスルホン酸、１，２−ジフェニルヒドラジン、ｐ−ヒドラジノベンゼンスルホン酸、１，２−ジフェニルヒドラジン、アセチルヒドラジン又はベンゾイルヒドラジンを使用する。
【０１３８】
なお、本態様では、第１画像部１００を構成する画素ＰＥが、図３に示すように、矩形状である場合について説明したが、これに限定されるものでなく、例えば図１６に示すように、第１画像部を構成する画素ＰＥは万線形状であってもよい。この場合、第２画像部２００を構成する画素ＰＥ´は、第１画像部１００の窓部Ｗに対応した形状でなくてはならないため、図１７に示すような形状（万線形状）となる。
【０１３９】
この場合においても、図１８（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１画像部１００の主面側から白色光で照明したときには回折光を射出してホログラム画像を表示し、且つ第２画像部２００の主面側から白色光で照明したときには複数パターンの透かし画像を表示する（即ち、観察者は、第１画像部１００の窓部Ｗを通じて、第２画像部２００により表示される複数パターンの透かし画像を観察することができる）。
【０１４０】
以上説明した一態様によれば、高い偽造防止効果を実現することが可能となる。
【０１４１】
例えば、粘着層最表面に設けたシールとして物品などに貼り付けたり、一方の最表面に剥離性の支持体を設け他方の面に粘着層を設けた転写箔として物品などに転写することで、高い偽造防止効果を実現することが可能となる。
【０１４２】
また、図１９に示すように、有価証券４００などに用いる用紙に光学素子１０を抄き込み、光学素子の画像が視認できるように窓部を設けることで、高い偽造防止効果を実現することが可能となる。
【０１４３】
また、本願発明は、上記態様そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記態様に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、上記態様に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる態様に亘る構成要素を適宜組合せてもよい。
【実施例】
【０１４４】
［製版］
まず、電子線描画器を用いて、電子線レジスト上に第１領域、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３に対応した形状を描画する。このレジストを現像し、所望の凹部又は凸部と平坦面とを形成した。その後、気相堆積法により導電層を成膜し、ニッケルスパッタで各凹部又は凸部の表面に導通をとり、ニッケル電鋳により第１画像部１００用の金型を作成した。このようにして版を作製した。
【０１４５】
また、電子線描画器を用いて、電子線レジスト上に第２´領域Ｒ２´及び第３´領域Ｒ３´に対応した形状を描画する。このレジストを現像し、所望の凹部又は凸部と平坦面とを形成した。その後、気相堆積法により導電層を成膜し、ニッケルスパッタで各凹部又は凸部の表面に導通をとり、ニッケル電鋳により第２画像部２００用の金型を作成した。このようにして版を作製した。
【０１４６】
［第１画像部の作成］
ポリエチレンテレフタラート樹脂からなるレリーフ構造形成層１１０の上に、放射線硬化樹脂からなる剥離層を塗布した。この剥離層の厚みは、２μｍであった。このようにして、原反を作成した。
【０１４７】
続いて、上記原反の樹脂からなる層側の面に、上記第１画像部１００用の金型を押し付け、レリーフ構造形成層１１０側から放射線を照射することで放射線硬化樹脂を硬化させ、金型を剥離して複製を行った。このようにして、一方の主面に複数の凹部又は凸部と平坦面とを備えたレリーフ構造形成層１１０を得た。
【０１４８】
次に、レリーフ構造形成層１１０の上に、アルミニウムとフッ化マグネシウムとを真空蒸着法で蒸着させた。アルミニウムとフッ化マグネシウムとの厚みは、５０μｍであった。このようにして、レリーフ構造形成層１１０の上に、反射材料層１２０とマスク層１３０とを得た。
【０１４９】
しかる後、アルカリ溶液中に浸漬して、エッチングを行った。このようにして、第１画像部１００を作成した。
【０１５０】
［第２画像部の作成］
ポリエチレンテレフタラート樹脂からなるレリーフ構造形成層１１０の上に、放射線硬化樹脂からなる剥離層を塗布した。この剥離層の厚みは、２μｍであった。このようにして、原反を作成した。
【０１５１】
続いて、上記原反の樹脂からなる層側の面に、上記第２画像部２００用の金型を押し付け、レリーフ構造形成層１１０側から放射線を照射することで放射線硬化樹脂を硬化させ、金型を剥離して複製を行った。このようにして、一方の主面に複数の凹部又は凸部と平坦面とを備えたレリーフ構造形成層１１０を得た。
【０１５２】
次に、レリーフ構造形成層１１０の上に、アルミニウムとフッ化マグネシウムとを真空蒸着法で蒸着させた。アルミニウムとフッ化マグネシウムとの厚みは、５０μｍであった。このようにして、レリーフ構造形成層１１０の上に、反射材料層１２０とマスク層１３０とを得た。
【０１５３】
続いて、アルカリ溶液中に浸漬して、エッチングを行った。このようにして、第３´領域Ｒ３´の反射材料層１２０とマスク層１３０とを除去した。
【０１５４】
しかる後、第３´領域Ｒ３´のレリーフ構造形成層１１０の上に、上記放射線硬化樹脂に近似した屈折率の接着剤を塗布した。このようにして、コーティング層１４０を得ると共に、第２画像部２００を作成した。
【０１５５】
［光学素子の作成］
上記第１画像部１００の主面に対向する面にラミ剤を塗布し、上記第２画像部２００の主面に対向する面を貼り合せた。ラミ剤の厚みは、２μｍであった。また、第１画像部１００と第２画像部２００とを貼り合せたことによるスペーサ３００は、３０μｍであった。このようにして、光学素子１０を作成した。
【符号の説明】
【０１５６】
１０…光学素子、１００…第１画像部、１１０…レリーフ構造形成層、１２０…反射材料層、１２０´…第１層、１３０…マスク層、１３０´…第２層、１４０…コーティング層、２００…第２画像部、３００…スペーサ、４００…有価証券、ＰＥ，ＰＥ´…画素、ＰＥＲ…赤色表示用画素、ＰＥＧ…緑色表示用画素、ＰＥＢ…青色表示用画素、Ｗ…窓部、ＳＲ１…第１サブ領域、ＳＲ２…第２サブ領域、ＳＲ３…第３サブ領域、Ｒ２…第２領域、Ｒ２´…第２´領域、Ｒ３…第３領域、Ｒ３´…第３´領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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