(57)【要約】【課題】立体的な絵柄を持ち検証容易な光学素子を提供する。【解決手段】光学素子１は、ドットごとに、平面視で複数の円弧状の溝２ａがランダムなピッチで形成されている基板３と、基板３の上に溝２ａにそって形成される反射層４とを備える。溝２ａの深さは、白色又は他の色で絵柄を立体表現するように調整されている。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子において、
ドットごとに、平面視で複数の円弧状の溝がランダムなピッチで形成されている基板と、
前記基板の上に前記溝にそって形成される反射層と
を具備し、
前記溝の深さは、白色又は他の色で絵柄を立体表現するように調整されている
ことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
請求項１の光学素子において、
前記反射層のうち前記絵柄を除く部分を除去し、光透過としたことを特徴とする光学素子。
【請求項３】
光学素子を形成するための転写箔の製造方法において、
ドットごとに、平面視で複数の円弧状の溝をランダムなピッチで形成し、白色又は他の色で絵柄を立体表現するためのデータに基づいて、第１の透明基板に塗布されたレジストに対して電子線による描画・現像を行う工程と、
前記レジストの表面に対する導通加工を行い、メッキにより複版し、エンボス版を製造する工程と、
第２の透明基板の上に、剥離層を塗工する工程と、
前記剥離層の上に、微細構造形成層を塗工する工程と、
前記微細構造形成層を前記エンボス版で型押しし、硬化し、前記溝を形成する工程と、
前記溝の形成された前記微細構造形成層に対して、前記反射層を形成する工程と、
前記反射層の上に、接着層を形成する工程と
を具備する製造方法。
【請求項４】
請求項３の製造方法において、
前記反射層を形成する工程の後に、前記反射層のうち前記絵柄を除く部分を除去する工程をさらに具備する製造方法。
【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素子及び光学素子を形成するための転写箔の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板の表面に、回折格子（グレーディング）をドットごとに配置することによって、回折格子パターンの形成された光学素子が使用されている。
【０００３】
また、立体的（３次元的）な絵柄を表現することが可能な回折格子パターンを含む光学素子も使用されている。立体的な絵柄を表現できる回折格子パターンを持つ光学素子は、例えば、回折格子がドットを構成し、曲線を平行移動した複数の線の集まりにより回折格子を構成し、この回折格子を曲線の移動方向に直交する方向に分割することで、形成される。
【０００４】
上記のような光学素子は、例えば、カード、有価証券、ブランドプロテクトに対して形成され、偽造防止効果、装飾効果、及び／又は、美的効果をもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２９７６７７４号公報
【特許文献２】特許第２９７９９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
回折格子パターンを持つ表示体は、観察者に対して、レインボー状に変化する絵柄を提供する。
【０００７】
しかしながら、レインボー状の絵柄は、わずかな角度の違いにより著しく色が変化し、絵柄の検証が困難な場合がある。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、立体的な絵柄を持ち検証容易な光学素子及び光学素子を形成するための転写箔の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様において、光学素子は、ドットごとに、平面視で複数の円弧状の溝がランダムなピッチで形成されている基板と、基板の上に溝にそって形成される反射層とを備える。溝の深さは、白色又は他の色で絵柄を立体表現するように調整されている。
【００１０】
第２の態様に係る光学素子は、第１の態様に係る光学素子において、反射層のうち絵柄を除く部分を除去し、光透過としている。
【００１１】
第３の態様に係る光学素子を形成するための転写箔の製造方法は、ドットごとに、平面視で複数の円弧状の溝をランダムなピッチで形成し、白色又は他の色で絵柄を立体表現するためのデータに基づいて、第１の透明基板に塗布されたレジストに対して電子線による描画・現像を行う工程と、レジストの表面に対する導通加工を行い、メッキにより複版し、エンボス版を製造する工程と、第２の透明基板の上に、剥離層を塗工する工程と、剥離層の上に、微細構造形成層を塗工する工程と、微細構造形成層をエンボス版で型押しし、硬化し、前記溝を形成する工程と、溝の形成された微細構造形成層に対して、反射層を形成する工程と、反射層の上に、接着層を形成する工程とを備える。
【００１２】
第４の態様に係る製造方法は、第３の製造方法において、反射層を形成する工程の後に、反射層のうち絵柄を除く部分を除去する工程をさらに含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の態様においては、立体的な絵柄を持ち検証容易な光学素子を提供することができる。また、本発明の態様においては、偽造防止効果、装飾効果、及び／又は、美的効果に優れた光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る光学素子の一例を示す平面図。
【図２】第１の実施形態に係る１ドットの一例を示す平面図。
【図３】光学素子に備えられる複数の溝の長手方向に対してほぼ垂直な断面の一例を示す図。
【図４】従来の画素構造の一例を示す図。
【図５】従来の光学素子の光の反射状態の一例を示す図。
【図６】第１の実施形態に係る画素構造の一例を示す図。
【図７】第２の実施形態に係る光学素子の一例を概略的に示す平面図。
【図８】図７に示す光学素子のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。
【図９】図７及び図８に示す光学素子の製造方法を概略的に示す断面図。
【図１０】図７及び図８に示す光学素子の製造方法を概略的に示す断面図。
【図１１】図７及び図８に示す光学素子の製造方法を概略的に示す断面図。
【図１２】図７及び図８に示す光学素子の製造方法を概略的に示す断面図。
【図１３】第２の実施形態の一変形例に係る光学素子を概略的に示す平面図。
【図１４】図１３に示す光学素子のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図。
【図１５】第２の実施形態の他の変形例に係る光学素子を概略的に示す平面図。
【図１６】図１５に示す光学素子のＸ−Ｘ線に沿った断面図。
【図１７】第２の実施形態の他の態様に係る光学素子の一例を概略的に示す平面図。
【図１８】図１７に示す光学素子のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図。
【図１９】図１５及び図１６に示す光学素子の製造方法を概略的に示す断面図。
【図２０】図１５及び図１６に示す光学素子の製造方法を概略的に示す断面図。
【図２１】図１５及び図１６に示す光学素子の製造方法を概略的に示す断面図。
【図２２】図１５及び図１６に示す光学素子の製造方法を概略的に示す断面図。
【図２３】図１５及び図１６に示す光学素子の製造方法を概略的に示す断面図。
【図２４】第３の実施形態に係る転写箔の一例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は実質的に同一の機能及び構成要素については、同一符号を付し、説明を省略するか又は必要な場合のみ説明を行う。
【００１６】
［第１の実施形態］
本実施形態においては、立体的な絵柄を持ち、白色表示又は他の色の表示により検証容易な光学素子について説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る光学素子の一例を示す平面図である。
【００１８】
図２は、本実施形態に係る１ドットの一例を示す平面図である。
【００１９】
光学素子１は、光散乱構造を持つ複数のドット２を含む。複数のドット２は、マトリクス状に配置される。なお、ドット２は、画素に相当するとしてもよい。
【００２０】
各ドット２には、平面視で、例えば、横方向又は縦方向など、任意の方向に伸びる円弧状（アーチ状）であり線状の複数の溝２ａ（回折格子：グレーディング）が形成される。各溝２ａのピッチはランダムであり、光散乱構造を持つ。換言すれば、複数の溝２ａは、曲線を、任意にピッチを変化させて平行移動した複数の線の集まりである。
【００２１】
複数の溝２ａにより、光の回折する角度が変わる。この円弧状の複数の溝２ａにより、観察者は、光学素子を正面から観察すると、右目と左目とで視差のある画像を見る。これにより、立体的な絵柄を表現する光学素子１を実現することができる。観察者が水平方向に視点を移動した場合、この視点移動に伴って観察される絵柄もスムーズに変化し、回り込んで視認されたような効果が得られる。このため、広い視野角で自然な立体感を得ることができる。
【００２２】
図３は、光学素子１に備えられる複数の溝２ａの長手方向に対してほぼ垂直な断面の一例を示す。
【００２３】
複数の溝２ａの間のピッチ、複数の溝２ａの幅などをランダムとすると、観察者にドット２の散乱光が強く観察され、このドット２を例えば白色などで表現することができる。
【００２４】
本実施形態に係る光学素子１は、基板（凹凸形成層、微細構造形成層、又はレリーフ構造形成層）３、反射層４、透明樹脂層５を備える。
【００２５】
基板３には、ランダムなピッチで複数の溝２ａが形成される。この基板３は、例えば、接着層としてもよい。
【００２６】
溝２ａの形成された基板３の表面の上には、反射層４が形成される。反射層４は、基板３に形成された溝２ａの表面形状にそって形成される。
【００２７】
反射層４としては、例えば、金属反射層が用いられる。
【００２８】
反射層４の上には、透明樹脂層５が形成される。
【００２９】
本実施形態において、溝２ａの深さは、溝２ａの底部によって反射された反射光と、溝２ａの形成されていない表面によって反射された反射光とが干渉し、白色で観察されるように調整されている。しかしながら、白色ではない他の色が、ドット２ごとに、又は、ドット２内の一部で、観察されるように、ドット２ごとに、又はドット２内の一部で、溝２ａの深さを調整し、光学素子１のカラー表示を実現してもよい。換言すれば、各ドット２は、構造色指向性散乱を実現してもよい。
【００３０】
以下で、従来の回折構造を持つ画素構造と散乱構造を持つ画素構造とを比較して説明する。
【００３１】
図４は、従来の画素構造の一例を示す図である。
【００３２】
この図４においては、回折構造を持つ画素の輝度の変化を表現している。横軸の一端側が左側の視差画像を表現し、他端側が右側の視差画像を表現する。縦軸は、面積で輝度を表現する。
【００３３】
図５は、従来の光学素子の光の反射状態の一例を示す図である。
【００３４】
光源からの白色光は、従来の光学素子１ａによって反射され、角度に応じて、赤、緑、青の光で観察者側へ照射される。これにより、光学素子１ａは、レインボー状の絵柄を表現する。
【００３５】
これに対して、図６は、本実施形態に係る画素構造の一例を示す図である。
【００３６】
この図６においては、光散乱構造を持つ画素の輝度の変化を表現している。図６の横軸は、上記図４と同様に、横軸の一端側が左側の視差画像を表現し、他端側が右側の視差画像を表現する。縦軸も、上記図４と同様に、面積で輝度を表現する。
【００３７】
光散乱構造を持つドット２は、左側と右側とで異なる輝度を実現する。円弧状であり複数の溝２ａのピッチ、複数の溝の幅がランダムな画素を含む光学素子１は、視差画像を実現することができる。
【００３８】
さらに、溝２ａの深さを制御することにより、絵柄を白色にすることができる。なお、溝２ａの深さを、ドット２ごとに、又は、ドット２内で部分的に、制御することで、多色表現とすることもできる。
【００３９】
溝２ａの形成方向は、自由に設定でき、又は、ドット２内に複数の方向を持つとしてもよい。
【００４０】
以上説明した本実施形態に係る光学素子１においては、光散乱構造により、広い視野角で安定した白色立体画像を表現することができる。
【００４１】
また、構造色指向性散乱により、白色ではない他の色を表現することができる。
【００４２】
本実施形態に係る光学素子１においては、絵柄、溝２ａのピッチ、方向、曲率、曲線角度、深さなど、製造に必要なデータ量が増加するため、製造コストの向上を抑制しながら、偽造、模倣、コピーを困難にすることができ、セキュリティ性を向上させることができる。
【００４３】
本実施形態に係る光学素子１においては、白色、又は、他の色で、絵柄を表現することができ、意匠性を向上させることができる。特に、明るい白色で絵柄を表示した場合には、観察者に高級感を与えることができる。
【００４４】
［第２の実施形態］
本実施形態においては、例えば光散乱構造を持たない部分（例えば、絵柄ではない部分、又は、光学素子１ではない部分）などのような所望の部分の反射層４を選択的に除去し、この所望の部分を光が透過するように加工することについて説明する。
【００４５】
この反射層４の除去には、例えば、ナノエッジ加工が用いられる。
【００４６】
図７は、本実施形態に係る光学素子の一例を概略的に示す平面図である。
【００４７】
図８は、図７に示す光学素子のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図７及び図８では、光学素子１０の主面に平行であり且つ互いに直交する方向をＸ方向及びＹ方向とし、光学素子１０の主面に垂直な方向をＺ方向としている。また、図７では、光学素子１０のうち後述する第１領域Ｒ１に対応した部分を表示部ＤＰ１とし、後述する第２領域Ｒ２に対応した部分を表示部ＤＰ２としている。
【００４８】
図７及び図８に示す光学素子１０は、レリーフ（微細）構造形成層１１０と、第１層１２０´と、第２層１３０´とを備えている。
【００４９】
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、光学素子１０の構造等については、後で詳しく説明する。
【００５０】
次に、図９乃至図１２を参照しながら、図７及び図８に示す光学素子１０の製造方法について説明する。
【００５１】
図９乃至図１２は、図７及び図８に示す光学素子の製造方法を概略的に示す断面図である。
【００５２】
この方法では、まず、図９に示すように、互いに隣接した第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２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。
【００５３】
第１領域Ｒ１は、複数の溝２ａが設けられている。複数の溝２ａは、上述のように、不規則に配列される。複数の溝２ａは、典型的には、白色光で照明したときに光散乱光を射出する。
【００５４】
これら複数の溝２ａ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９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。
【００５５】
第２領域Ｒ２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を含む。これら複数の凹部又は凸部は、一次元的に配列していてもよく、二次元的に配列していてもよい。また、これら複数の凹部又は凸部は、規則的に配列していてもよく、不規則に配列していてもよい。図９には、第２領域Ｒ２に、複数の凹部として、一次元的に且つ規則的に配列した複数の溝が設けられている場合を描いている。これら複数の溝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９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。
【００５６】
第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１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。
【００５７】
第１領域Ｒ１に複数の溝２ａが設けられている場合、第２領域Ｒ２の複数の凹部又は凸部は、典型的には、第１領域Ｒ１の複数の溝２ａと比較して、凹部の開口部の径若しくは幅に対する深さの比の平均値又は凸部の底部の径若しくは幅に対する高さの比の平均値がより大きい。図９に示す例では、第２領域Ｒ２に設けられた複数の溝は、第１領域Ｒ１に設けられた溝２ａと比較して、溝の開口部の幅に対する深さの比がより大きい。
【００５８】
第２領域Ｒ２に設ける複数の溝の開口部の幅は、例えば１００ｎｍ乃至３０００ｎｍの範囲内とする。また、これら複数の溝の深さは、例えば８０ｎｍ乃至６０００ｎｍの範囲内とする。領域Ｒ１及びＲ２の双方に複数の溝が設けられている場合、第２領域Ｒ２に設ける複数の溝の開口部の幅に対する深さの比の平均値は、第１領域Ｒ１に設けた複数の溝２ａの開口部の幅に対する深さの比の平均値と比較してより大きくする。
【００５９】
レリーフ構造形成層１１０は、例えば、微細な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。
【００６０】
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。
【００６１】
または、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。
【００６２】
または、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。または、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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
次に、図１０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、領域Ｒ１及びＲ２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の領域Ｒ１及びＲ２を含んだ主面上に、反射層１２０を形成する。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
または、透明性が比較的高い第１材料として、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。
【００７１】
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。
【００７２】
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Ｒ１の見かけ上の面積に対する第１領域Ｒ１の位置における第１材料の量の比と、第２領域Ｒ２の見かけ上の面積に対する第２領域Ｒ２の位置における第１材料の量の比とが、互いに等しくなるようにして行う。
【００７３】
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。すなわち、この設定膜厚は、反射層１２０が以下の要件を満足するようにして定める。
【００７４】
第１に、反射層１２０のうち第１領域Ｒ１に対応した部分が、第１領域Ｒ１の表面形状に対応した表面形状を有するようにする。図１０に示す例では、この部分は、第１領域Ｒ１に設けられた複数の溝２ａに対応した表面形状を有した連続膜を形成している。
【００７５】
第２に、反射層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か、又は、第２領域Ｒ２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１０には、一例として、前者の場合を描いている。すなわち、図１０に示す例では、この部分は、第２領域Ｒ２に設けられた複数の溝に対応した表面形状を有した連続膜を形成している。
【００７６】
なお、上述したように、第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１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。したがって、反射層１２０が領域Ｒ１及びＲ２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、反射層１２０のうち第２領域Ｒ２に対応した部分は、第１領域Ｒ１に対応した部分と比較して、平均膜厚がより小さくなる。
【００７７】
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。
【００７８】
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Ｒ１に対応した部分では第１領域Ｒ１の表面形状に対応した表面形状を有しており且つ第２領域Ｒ２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層１２０を形成することができる。
【００７９】
反射層１２０の設定膜厚は、典型的には、第２領域Ｒ２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、第１領域Ｒ１に複数の溝２ａが設けられている場合、この設定膜厚は、典型的には、これらの深さ又は高さと比較してより小さくする。
【００８０】
具体的には、反射層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。
【００８１】
反射層１２０のうち第１領域Ｒ１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、光学素子１０の生産性が低下する場合がある。
【００８２】
次いで、図１１に示すように、反射層１２０の材料とは異なる第２材料を、反射層１２０に対して気相堆積させる。これにより、反射層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。
【００８３】
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。
【００８４】
または、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が挙げられる。または、このような有機化合物として、これら重合性化合物と開始剤とを混合し、放射線硬化樹脂として気相堆積した後に、放射線照射によって重合させたものを使用してもよい。
【００８５】
または、第２材料として、金属アルコキシドを使用してもよい。または、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。
【００８６】
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。
【００８７】
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Ｒ１の見かけ上の面積に対する第１領域Ｒ１の位置における第２材料の量の比と、第２領域Ｒ２の見かけ上の面積に対する第２領域Ｒ２の位置における第２材料の量の比とが、互いに等しくなるようにして行う。
【００８８】
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。すなわち、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。
【００８９】
第１に、マスク層１３０のうち第１領域Ｒ１に対応した部分が、第１領域Ｒ１の表面形状に対応した表面形状を有するようにする。図１１に示す例では、この部分は、第１領域Ｒ１に設けられた複数の溝２ａに対応した表面形状を有した連続膜を形成している。
【００９０】
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か、又は、第２領域Ｒ２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１１には、一例として、後者の場合を描いている。すなわち、図１１に示す例では、この部分は、反射層１２０の上で、第２領域Ｒ２に設けられた複数の溝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。
【００９１】
なお、上述したように、第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１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。したがって、マスク層１３０が領域Ｒ１及びＲ２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２領域Ｒ２に対応した部分は、第１領域Ｒ１に対応した部分と比較して、平均膜厚がより小さくなる。
【００９２】
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Ｒ１に対応した部分では第１領域Ｒ１の表面形状に対応した表面形状を有しており且つ第２領域Ｒ２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。
【００９３】
マスク層１３０の設定膜厚は、典型的には、第２領域Ｒ２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、第１領域Ｒ１に複数の溝２ａが設けられている場合、この設定膜厚は、典型的には、これら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、反射層１２０の設定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Ｒ１に対応した部分の平均膜厚は、典型的には、反射層１２０のうち第１領域Ｒ１に対応した部分の平均膜厚と比較してより小さくする。
【００９５】
続いて、マスク層１３０を、反射層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２領域Ｒ２の位置で、反射層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。または、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１１に示すように、マスク層１３０のうち第１領域Ｒ１に対応した部分は連続膜を形成しているのに対し、第２領域Ｒ２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易い。したがって、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２領域Ｒ２上では、反射層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】
したがって、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１２に示すように、反射層１２０のうち第２領域Ｒ２に対応した部分のみを除去することができる。これにより、領域Ｒ１及びＲ２のうち第１領域Ｒ１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７及び図８に示す光学素子１０を得る。
【０１０１】
上述した方法によって得られる光学素子１０には、以下の特徴がある。
【０１０２】
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、領域Ｒ１及びＲ２のうち、第１領域Ｒ１のみを被覆している。即ち、第１層１２０´は、第１領域Ｒ１に対応した位置にのみ設けられている。また、第２領域Ｒ２の見かけ上の面積に対する第２領域Ｒ２の位置における第１材料の量の比は、ゼロである。
【０１０３】
第１層１２０´は、第１領域Ｒ１の表面形状に対応した表面形状を有している。図７及び図８に示す例では、第１層１２０´は、第１領域Ｒ１に設けられた複数の溝２ａに対応した表面形状を有している。第１領域Ｒ１に設けられた複数の溝２ａは、典型的には、白色光で照明したときに散乱光を射出するように表面に形成されている。この場合、光学素子１０の表示部ＤＰ１は、散乱光に対応した色を表示し得る。したがって、この場合、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。
【０１０４】
第１層１２０´の輪郭の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Ｒ１の輪郭と重なり合っている。すなわち、第１層１２０´は、第１領域Ｒ１の形状に対応してパターニングされている。したがって、領域Ｒ１及びＲ２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。
【０１０５】
なお、図９乃至図１２を参照しながら説明した方法では、反射層１２０のうち第１領域Ｒ１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。したがって、第１層１２０´のうち第１領域Ｒ１に対応した部分の平均膜厚は、典型的には、反射層１２０のうち第１領域Ｒ１に対応した部分の平均膜厚と等しい。
【０１０６】
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、領域Ｒ１及びＲ２のうち第１領域Ｒ１の全体のみと向き合っている。すなわち、第１層１２０´の輪郭の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２層１３０´の輪郭の上記主面への正射影と重なり合っている。また、第２領域Ｒ２の見かけ上の面積に対する第２領域Ｒ２の位置における第２材料の量の比は、ゼロである。
【０１０７】
第２層１３０´のうち第１領域Ｒ１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Ｒ１に対応した部分の平均膜厚と等しいか又はより小さい。
【０１０８】
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の偽造をより困難とすることができる。
【０１０９】
また、第２材料として着色している材料を使用し、光学素子１０を第２層１３０´側から観察した場合、第２層１３０´は、光学素子１０の他の部分の色彩に影響を与えることなしに、光学素子１０のうち第１層１２０´が設けられた部分の色彩を変化させることを可能とする。例えば、第１材料としてＡｌを使用し且つ第２材料としてＳｎ又はＣｒを使用した場合、光学素子１０のうち第１層１２０´が設けられた部分に、黒味を帯びた色彩を付与することができる。または、第１材料としてＡｌを使用し且つ第２材料としてＺｎＳを使用した場合、光学素子１０のうち第１層１２０´が設けられた部分に、黄味を帯びた色彩を付与することができる。なお、第１層１２０´の平均膜厚が小さい場合には、光学素子１０をレリーフ構造形成層１１０側から観察した場合であっても、これら効果を達成することができる。
【０１１０】
なお、領域Ｒ１に設ける溝２ａ及びＲ２に設ける複数の凹部又は凸部は、レリーフホログラム、回折格子、サブ波長格子、マイクロレンズ、偏光素子、集光素子、散乱素子、拡散素子又はこれらの組み合わせを形成していてもよい。
【０１１１】
例えば、反射層１２０とマスク層１３０との双方が領域Ｒ１及びＲ２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、反射層１２０及びマスク層１３０のうち第２領域Ｒ２に対応した部分は、それぞれ、これら層のうち第１領域Ｒ１に対応した部分と比較して、平均膜厚がより小さい。
【０１１２】
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２領域Ｒ２上でのみマスク層１３０を開口させることができる。
【０１１３】
したがって、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、図７及び図８に示す光学素子１０を製造することが可能である。
【０１１４】
本実施形態では、反射層１２０及びマスク層１３０のうち第２領域Ｒ２に対応した部分を完全に除去する場合について説明したが、これら部分の一部が残存するようにしてもよい。例えば、エッチング処理に供する時間をより短くすることにより、第２領域Ｒ２の見かけ上の面積に対する第２領域Ｒ２の位置における第１材料の量の比が、ゼロより大きく且つ第１領域Ｒ１の見かけ上の面積に対する第１領域Ｒ１の位置における第１材料の量の比と比較してより小さくなるようにしてもよい。または、同様にして、第２領域Ｒ２の見かけ上の面積に対する第２領域Ｒ２の位置における第２材料の量の比が、ゼロより大きく且つ第１領域Ｒ１の見かけ上の面積に対する第１領域Ｒ１の位置における第２材料の量の比と比較してより小さくなるようにしてもよい。
【０１１５】
本実施形態では、反射層１２０及び第１層１２０´が単層構造を有している場合について説明したが、これら層は、多層構造を有していてもよい。これにより、例えば、光学素子１０において、第１層１２０´が多層干渉膜を形成するようにしてもよい。この場合、第１層１２０´は、例えば、レリーフ構造形成層１１０側から、ミラー層とスペーサ層とハーフミラー層とがこの順に積層した多層膜を含んでいる。
【０１１６】
ミラー層は、金属層であり、典型的には、金属の単体又は合金を含んでいる。ミラー層が含んでいる金属としては、例えば、アルミニウム、金、銅及び銀が挙げられる。この金属としては、アルミニウムが特に好ましい。
【０１１７】
スペーサ層は、典型的には、誘電材料を含んでいる。この誘電材料は、透明であることが好ましい。このような誘電材料としては、例えば、ＳｉＯ２及びＭｇＦ２が挙げられる。
【０１１８】
ハーフミラー層は、光透過性のある反射層であり、典型的には、金属の単体、合金、金属酸化物又は金属硫化物を含んでいる。
【０１１９】
本実施形態ではマスク層１３０及び第２層１３０´が単層構造を有している場合について説明したが、これら層は、多層構造を有していてもよい。これにより、例えば、光学素子１０において、第２層１３０´が多層干渉膜を形成するようにしてもよい。
【０１２０】
第１層１２０´と第２層１３０´との積層構造は、多層干渉膜を形成するようにしてもよい。
【０１２１】
このような場合には、図９乃至図１２を参照しながら説明した方法を利用すると、多層干渉膜を安定に且つ高い位置精度で形成することが可能となる。
【０１２２】
図９乃至図１２を参照しながら説明した方法において、第１層１２０´及び第２層１３０´を形成した後、図１０及び図１２を参照しながら説明した工程を繰り返してもよい。こうすると、第１領域Ｒ１上に、第１層１２０´と第２層１３０´とが交互に積層した構造を得ることができる。こうすると、例えば、第１領域Ｒ１上に、多層干渉膜を形成することが可能となる。この場合にも、多層干渉膜を安定に且つ高い位置精度で形成することが可能となる。
【０１２３】
なお、図９乃至図１２を参照しながら説明した方法において、エッチング処理等によって第１層１２０´を形成した後、第２層１３０´を除去してもよい。この第２層１３０´の除去は、例えば、第１材料と第２材料とのイオン化傾向の差異に基づいた第１材料のイオン化が懸念される場合に有効である。
【０１２４】
図１３は、一変形例に係る光学素子を概略的に示す平面図である。図１４は、図１３に示す光学素子のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。図１３及び図１４に示す光学素子１０は、レリーフ構造形成層１１０の主面に含まれる領域Ｒ１及びＲ２の構成を異ならしめることを除いては、図７乃至図１２を参照しながら説明したのと同様の方法により製造することができる。
【０１２５】
図１３及び図１４に示す光学素子１０では、第１領域Ｒ１は、「ＴＰ」なるマイクロ文字に対応した輪郭を有している。
【０１２６】
第１領域Ｒ１は、平坦面からなる平坦領域ＦＲと、複数の凹部又は凸部を備えた凹凸領域ＵＲとを備えている。平坦領域ＦＲは、凹凸領域ＵＲを縁取っている。図１３では、光学素子１０のうち平坦領域ＦＲに対応した部分を表示部ＤＰＦとし、光学素子１０のうち凹凸領域ＵＲに対応した部分を表示部ＤＰＵとしている。
【０１２７】
表示部ＤＰＵを縁取っている表示部ＤＰＦの幅は、例えば１０μｍ乃至２０００μｍの範囲内にあり、典型的には５０μｍ乃至１０００μｍの範囲内にある。このような表示部ＤＰＦを形成するためには、第１層１２０´を極めて高い位置精度で形成する必要がある。したがって、このような光学素子１０を従来のパターニング方法を用いて製造することは、不可能であるか又は極めて困難である。
【０１２８】
他方、先に図７乃至図１２を参照しながら説明した方法を用いると、上述したように、第１層１２０´を高い位置精度で形成することができる。したがって、このような方法を用いると、上記のマイクロ文字のような微細な像であっても、優れた解像度で表示させることが可能となる。
【０１２９】
図１５は、他の変形例に係る光学素子を概略的に示す平面図である。図１６は、図１５に示す光学素子のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図１５では、光学素子１０のうち後述する第１サブ領域ＳＲ１に対応した部分を表示部ＤＳＰ１とし、第２サブ領域ＳＲ２に対応した部分を表示部ＤＳＰ２としている。
【０１３０】
図１５及び図１６に示す光学素子１０は、以下の点を除いては、図７及び図８に示す光学素子１０と同様の構成を有している。
【０１３１】
図１５及び図１６に示す光学素子１０では、第１領域Ｒ１は、第１サブ領域ＳＲ１と第２サブ領域ＳＲ２とを含んでいる。第１サブ領域ＳＲ１は、第２領域Ｒ２と隣接し、領域Ｒ１及びＲ２間の境界に沿って延びている。第２サブ領域ＳＲ２は、第１サブ領域ＳＲ１を間に挟んで第２領域Ｒ２と隣接している。第２サブ領域ＳＲ２の輪郭は、典型的には、第１領域Ｒ１の輪郭に沿った形状を有している。
【０１３２】
第１層１２０´は、第２サブ領域ＳＲ２に対応した位置にのみ設けられている。すなわち、領域Ｒ１及びＲ２のうち第２サブ領域ＳＲ２のみが第１層１２０´によって被覆されている。そして、第１層１２０´のうち第２サブ領域ＳＲ２に対応した部分は、第２サブ領域ＳＲ２の表面形状に対応した表面形状を有している。
【０１３３】
第２層１３０´は、典型的には、第１領域Ｒ１の全体と向き合っている。すなわち、典型的には、第２層１３０´は、第１層１２０´を被覆した第１部分Ｐ１と、第１部分Ｐ１からその外側に突き出た第２部分Ｐ２とを含んでいる。そして、第１層１２０´の輪郭のレリーフ構造形成層１１０の主面への第１正射影は、典型的には、気相堆積層の輪郭の上記主面への第２正射影に沿った形状を有し且つ第２正射影に取り囲まれている。
【０１３４】
したがって、例えば、第２材料が着色している場合、光学素子１０のうち第１サブ領域ＳＲ１に対応した部分ＤＳＲ１と、第２サブ領域ＳＲ２に対応した部分ＤＳＲ２とで、異なる色彩を表示させることができる。この色彩の差異は、例えば、光学素子１０を顕微鏡を用いて観察することにより確認できる。または、第１サブ領域ＳＲ１が占める面積が大きい場合には、この色彩の差異を、肉眼で観察することができる。このように、図１５及び図１６を参照しながら説明した光学素子１０は、特殊な光学効果を発揮し得る。
【０１３５】
図１５及び図１６に示す光学素子１０は、例えば、以下のようにして製造する。すなわち、図７及び図９を参照しながら説明した工程の後、エッチング液の濃度及び温度並びにエッチング処理の時間等を調整することにより、反射層１２０のうち第１領域Ｒ１に対応した部分において、サイドエッチングを生じさせる。これにより、反射層１２０及びマスク層１３０のうち第２領域Ｒ２に対応した部分と共に、反射層１２０のうち第１サブ領域ＳＲ１に対応した部分を除去する。このようにして、図１５及び図１６に示す光学素子１０を得る。
【０１３６】
上記のサイドエッチングは、反射層１２０のうち第１領域Ｒ１に対応した部分の輪郭から、その内側に向けて、ほぼ均一な速さで生じる。それゆえ、このサイドエッチングにより除去される部分の幅、即ち、第１サブ領域ＳＲ１の輪郭と第１領域Ｒ１の輪郭との間の距離のバラつきは、比較的小さい。それゆえ、典型的には、第２サブ領域ＳＲ２の輪郭は、典型的には、第１領域Ｒ１の輪郭に沿った形状を有している。したがって、このような方法を採用した場合であっても、第１層１２０´を高い位置精度で形成することができる。
【０１３７】
また、反射層１２０のうち第１領域Ｒ１に対応した部分は、マスク層１３０により被覆されているため、側面からのサイドエッチングが生じる条件下においても、その主面からのエッチングは殆ど又は全く生じない。したがって、このような方法を採用した場合であっても、第１層１２０´を安定に形成することができる。
【０１３８】
なお、本実施形態では、第１層１２０´の輪郭のレリーフ構造形成層１１０の主面への第１正射影が気相堆積層の輪郭の上記主面への第２正射影に沿った形状を有し且つ第２正射影に取り囲まれている構成について説明したが、第１層１２０´及び第２層１３０´の構成はこれには限られない。例えば、エッチング後の構造を第１領域Ｒ１を横切るように切断した場合、第１正射影の一部は第２正射影の一部と重なり合い、第１正射影の残りの部分は第２正射影の残りの部分に沿った形状を有し且つ第２正射影に取り囲まれる。
【０１３９】
図１７は、本実施形態の他の態様に係る光学素子の一例を概略的に示す平面図である。図１８は、図１７に示す光学素子のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。図１９乃至図２３は、図１７及び図１８に示す光学素子の製造方法を概略的に示す断面図である。なお、図１７では、光学素子１０のうち後述する第３領域Ｒ３に対応した部分を、表示部ＤＰ３としている。
【０１４０】
以下、図１９乃至図２３を参照しながら、図１７及び図１８に示す光学素子１０の製造方法について説明する。
【０１４１】
まず、図１９に示すように、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２と第３領域Ｒ３と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。このレリーフ構造形成層１１０は、第３領域Ｒ３を更に含んでいることを除いては、図７を参照しながら説明したレリーフ構造形成層と同様の構成を有している。
【０１４２】
第３領域Ｒ３は、複数の凹部又は凸部が設けられている。そして、第３領域Ｒ３は、第１領域Ｒ１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。この第３領域Ｒ３は、典型的には、第２領域Ｒ２と同様の構成を有している。
【０１４３】
次に、図２０に示すように、第１材料を領域Ｒ１乃至Ｒ３の全体に対して気相堆積させる。これにより、反射層１２０を形成する。この反射層１２０の形成は、図１０を参照しながら説明したのと同様にして行う。図２０に示す例では、反射層１２０のうち第１領域Ｒ１に対応した部分は、第１領域Ｒ１に設けられた複数の溝２ａに対応した表面形状を有した連続膜を形成している。また、反射層１２０のうち領域Ｒ２及びＲ３に対応した部分は、これら領域Ｒ２及びＲ３に設けられた複数の溝に対応した表面形状を有した連続膜を形成している。
【０１４４】
次いで、図２１に示すように、第２材料を反射層１２０に対して気相堆積させる。これにより、マスク層１３０を形成する。このマスク層１３０の形成は、図１１を参照しながら説明したのと同様にして行う。
【０１４５】
図２１に示す例では、マスク層１３０のうち第１領域Ｒ１に対応した部分は、第１領域Ｒ１に設けられた複数の溝２ａに対応した表面形状を有した連続膜を形成している。また、マスク層１３０のうち領域Ｒ２及びＲ３に対応した部分は、反射層１２０の上で、これら領域Ｒ２及びＲ３に設けられた複数の溝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。
【０１４６】
続いて、図２２に示すように、領域Ｒ２及びＲ３のうち第３領域Ｒ３のみと向き合った被覆層１４０を形成する。被覆層１４０は、第１領域Ｒ１の少なくとも一部と更に向き合っていてもよい。図２２には、被覆層１４０が、第３領域Ｒ３の全体及び第１領域Ｒ１の一部と向き合っている場合を描いている。
【０１４７】
この被覆層１４０の形成は、公知のパターン形成方法を用いて行うことができる。この被覆層１４０の材料としては、例えば、上述した熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は放射線硬化樹脂を使用する。
【０１４８】
その後、マスク層１３０及び被覆層１４０を、反射層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２領域Ｒ２の位置で、反射層１２０の材料との反応を生じさせる。ここでは、反応性ガス又は液の一例として、反射層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。
【０１４９】
図２２に示すように、マスク層１３０のうち第１領域Ｒ１に対応した部分は連続膜を形成しているのに対し、第２領域Ｒ２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。これに起因して、反射層１２０のうち第２領域Ｒ２に対応した部分は、第１領域Ｒ１に対応した部分と比較してよりエッチングされ易い。
【０１５０】
また、図２２に示すように、マスク層１３０のうち第３領域Ｒ３に対応した部分の上には、被覆層１４０が形成されている。他方、マスク層１３０のうち第２領域Ｒ２に対応した部分の上には、被覆層１４０が形成されていない。これに起因して、反射層１２０のうち第２領域Ｒ２に対応した部分は、第３領域Ｒ３に対応した部分と比較してよりエッチングされ易い。
【０１５１】
したがって、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２３に示すように、反射層１２０のうち第２領域Ｒ２に対応した部分のみを除去することができる。なお、この際、反射層１２０のうち第２領域Ｒ２に対応する部分の除去に伴って、マスク層１３０のうち第２領域Ｒ２に対応した部分も除去される。
【０１５２】
以上のようにして、図１７及び図１８に示す光学素子１０を得る。
【０１５３】
この光学素子１０は、レリーフ構造形成層１１０と第１層１２０´と第２層１３０´と被覆層１４０とを含んでいる。この光学素子１０では、第１領域Ｒ１以外の領域、すなわち第３領域Ｒ３上にも、第１層１２０´が存在する。それゆえ、例えば、第３領域Ｒ３に、ホログラム、回折格子、サブ波長格子、ゼロ次回折フィルタ及び偏光分離フィルタ等に対応した光学効果を発揮し得る複数の凹部又は凸部を設けることにより、更に特殊な視覚効果を有した光学素子１０を得ることができる。
【０１５４】
光学素子１０は、保護膜を更に備えていてもよい。光学素子１０は、その表面に、反射防止処理を施されていてもよい。また、光学素子１０を製造する際に、光学素子１０を構成する層の少なくとも１つの表面に、コロナ処理、フレーム処理又はプラズマ処理を施してもよい。
【０１５５】
なお、以上において説明した種々の態様及び変形例は、それらの２以上を組み合わせて適用されてもよい。
【０１５６】
また、以上において説明した技術は、反射層を部分的に設けるための公知のプロセスと組み合わせて使用してもよい。この公知のプロセスとしては、例えば、レーザーを用いて反射層をパターン状に除去するレーザー法を使用する。または、このプロセスとして、反射層上にマスクをパターン状に設けた後、反射層のうちマスクに被覆されていない部分を除去する方法を使用してもよい。または、このプロセスとして、層又は基材の主面上にマスクをパターン状に設け、上記主面の全体に亘って反射層を形成し、その後、反射層のうちマスク上に位置した部分をマスクと共に除去する方法を使用してもよい。なお、これらマスクの形成は、例えば、印刷法又はフォトレジスト法により行う。
【０１５７】
光学素子１０は、粘着ラベルの一部として使用してもよい。この粘着ラベルは、光学素子１０と、光学素子１０の背面上に設けられた粘着層とを備えている。
【０１５８】
または、光学素子１０は、転写箔の一部として使用してもよい。この転写箔は、光学素子１０と、光学素子１０を剥離可能に支持した支持体層とを備えている。
【０１５９】
光学素子１０は、物品に支持させて使用してもよい。例えば、光学素子１０は、プラスチック製のカード等に支持させてもよい。または、光学素子１０は、紙に漉き込んで使用してもよい。光学素子１０は、燐片状に破砕して、顔料の一成分として使用してもよい。
【０１６０】
光学素子１０は、偽造防止以外の目的で使用してもよい。例えば、光学素子１０は、玩具、学習教材又は装飾品としても使用することができる。
【０１６１】
［第３の実施形態］
本実施形態においては、上記第１及び第２の実施形態に係る光学素子の形成に用いられる転写箔の一例について説明する。
【０１６２】
図２４は、本実施形態に係る転写箔の一例を示す断面図である。
【０１６３】
転写箔６は、接着層６ｄ、微細構造形成層６ｃ、剥離層６ｂ、ＰＥＴ基材６ａを備える。接着層６ｄと微細構造形成層６ｃとの間は、Ａｌ蒸着、及び、ＭｇＦ２蒸着される。
【０１６４】
転写箔６は、ＰＥＴ基材６ａから接着層６ｄへ向けて積層されながら製造される。
【０１６５】
転写箔６の製造工程は、主に、原版であるエンボス版の製造工程と、転写箔加工工程と、転写工程とを含む。
【０１６６】
エンボス版の製造工程は、まず、立体散乱画素構造のデータを生成し、このデータに基づいて、エッチングする部分に、アステリウム構造のデータを生成する。
【０１６７】
次に、ガラスなどの透明基板に塗布されたポジレジストの上に、電子線で、アステリウム構造のデータを描画し、現像する。描画の際には、例えば、深さを変えて色表現するために、電子線の照射量を制御する。
【０１６８】
次に、表面にスパッタリングにより導通加工し、メッキにより複版し、エンボス版を生成する。
【０１６９】
転写箔加工工程は、まず、例えばＰＥＴ基材６ａなどの透明基板の上に、例えばアクリル系の剥離層６ｂを、グラビアコーティング法を用いて例えば１μｍ又は２μｍ程度の厚さで塗工する。
【０１７０】
次に、例えば紫外線（ＵＶ）硬化型の微細構造形成層６ｃをグラビアコーディング法を用いて例えば１μｍ又は２μｍ程度の厚さで塗工する。
【０１７１】
次に、例えば２００℃のエンボス版で型押しを行い、ＰＥＴ基材６ａ側から紫外線を照射して硬化する。
【０１７２】
次に、例えば５０ｎｍ程度の厚さでＡｌ蒸着し、重ねて例えば５０ｎｍ程度の厚さでＭｇＦ２蒸着し、反射層を形成する。
【０１７３】
次に、例えばＮａＯＨ（例えば３％程度の水溶液）で選択的なエッチング加工（ナノエッジ加工）を実行する。
【０１７４】
そして、例えば塩酸ビニルなどのような接着層６ｄをグラビアコーディング法でおよそ２μｍ程度の厚さで塗工する。
【０１７５】
転写工程は、およそ２００℃程度の表面温度のゴムロールを用いて、個人情報を記載したカードに転写箔６を転写する。
【０１７６】
本実施形態においては、偽造防止効果、装飾効果、及び／又は、美的効果に優れた光学素子を形成するための転写箔を製造することができる。
【０１７７】
上記の各実施形態は、発明の趣旨が変わらない範囲で様々に変更して適用することができる。上記の各実施形態は、自由に組み合わせて用いることができる。
【符号の説明】
【０１７８】
１…光学素子、２…ドット、２ａ…溝、３…基板、４…反射層、５…透明樹脂層、６…転写箔、６ａ…ＰＥＴ基材、６ｂ…剥離層、６ｃ…光散乱構造形成層、６ｄ…接着層。
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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