(57)【要約】      （修正有）【課題】偽造が困難で模倣品を抑制する事が出来ると共に、販売店舗においてその場で容易に真性品か模倣品か識別する事が可能な、ダイヤモンド単結晶体及び文字、図形、記号の提供。【解決手段】ドット状のダイヤモンド単結晶で形成されており、各ドット２は四角錐で、四角錘の底面の任意の一辺が10μｍ以上好ましくは、５０μｍ〜１ｍｍであり、更に各ドットの任意の一辺が、互いに平行又は角度ズレθが10度以下で同一方向に形成されているダイヤモンド単結晶体。前記ダイヤモンド単結晶体で形成された、文字、図形、記号。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドット状のダイヤモンド単結晶で形成されており、
各ドットは四角錐で、四角錘の底面の任意の一辺が10μｍ以上であり、
更に各ドットの任意の一辺が、互いに平行又は10度以下で同一方向に形成されているダイヤモンド単結晶体。
【請求項２】
前記任意の一辺が50μｍ以上１ｍｍ以下である請求項１記載のダイヤモンド単結晶体。
【請求項３】
前記任意の一辺が、互いに平行又は５度以下で同一方向に形成されている請求項１又は２に記載のダイヤモンド単結晶体。
【請求項４】
前記任意の一辺が、互いに平行又は１度以下で同一方向に形成されている請求項１〜３の何れかに記載のダイヤモンド単結晶体。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載のダイヤモンド単結晶体で形成されている、文字、図形、記号。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤモンド単結晶体及び文字、図形、記号に関する。
【背景技術】
【０００２】
有名ブランドのバックや腕時計、装身具と云った様々な製品に関して、模倣品による被害が広がっている。模倣品が企業に与える被害は大きく、例えば低価格の模倣品が出回ると真正品の販売機会の損失だけでなく、ビジネスモデルの破綻にもなりかねない。また粗悪な模倣品により悪い風評が広がると、長年に亘って育んできたブランドイメージの信用を失うことにもなりかねない。
【０００３】
そこで、模倣品による被害を防ぐために、真正品と模倣品を識別する技術が開発されており、例えば、微細な形状の回折光学素子の作製技術や、微細なパターン等を描く技術が挙げられる。
【０００４】
このような微細な形状やパターン自体の形成に、高度で独自の技術が求められる事から、模倣品対策に有効である。更に、より模倣品の流通を抑制する技術として、微細な形状やパターンをダイヤモンドで作製する事が挙げられる。
【０００５】
ダイヤモンドは古くから各種製品の装飾用として用いられている。ダイヤモンドで微細な形状やパターンを作製する事が出来れば、装飾性の向上と模倣品の識別を同時に達成可能となる。また、ダイヤモンドは最高のモース硬度を誇り、形状やパターン毎の成形加工や研磨加工が困難或いは時間が掛かる為、ダイヤモンドで作製した微細な形状やパターン自体の模倣を抑制又は防止する事が可能となる。従って、ダイヤモンドの微細な形状やパターンを各種製品に備え、真正品と模倣品の識別部品として使用する事は、模倣品の抑制として最適と思われる。
【０００６】
ダイヤモンドの微細加工技術としては、以下の特許文献１と非特許文献１が考案されている。それぞれの特徴を以下に記す。
【０００７】
特許文献１は、気相合成法を用い、文字や図形の形状にドット状のダイヤモンド結晶を設けることを特徴とする。
【０００８】
非特許文献１は、ドット状にダイヤモンド単結晶の成長起点を制御することを特徴とする。この技術により、形状の揃ったドット状のダイヤモンド単結晶を作製する事が可能となると共に、成長起点の位置を制御する事でパターン状にダイヤモンド単結晶を整然と並べる事が出来る。非特許文献１では、最終的にはダイヤモンド基板の作製に主眼を置いている為、ドット毎のサイズは１μｍオーダーであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０２−０９５９００号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Y. Ando, J. Kuwabara, K. Suzuki, A. Sawabe, Diamond and Related Materials,13（2004）1975.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
模倣品防止の観点では、ダイヤモンドから成るドットが微細で、形状が揃っており、各ドットが整然と配列していることが求められる。その理由として、ダイヤモンドから成るドット自体が粗悪で再現性が無ければ、ドット自体が模倣されても真性品と識別出来ず、模倣品防止に役立たない為である。
【００１２】
以上の観点から、前記特許文献１には次のような課題があった。特許文献１の出願当時の技術では、多結晶のダイヤモンドから成るドットしか作製する事が出来なかった。現に特許文献１の明細書に記載されている実施例では、シリコンなどの非ダイヤモンド基板へのダイヤモンド核形成による多結晶のダイヤモンドの形成が記載されている。
【００１３】
多結晶のダイヤモンドでは図８（Paul W May, CVD Diamond - a new Technology for the Future, Endeavour Magazine 19（3）,（1995）pp101）の様に、様々な結晶面がランダムに発生するため、ドットの形状が不定形になってドット毎の形状のバラツキが大きくなり、整然と並んだパターンにはならない。
【００１４】
従って、再現性良く精密で微細な形状又はパターンをダイヤモンドで作製する為には、ダイヤモンド単結晶で微細な形状又はパターンを作製する必要がある。
【００１５】
非特許文献１には、ドット状のダイヤモンド単結晶の作製が開示されている。しかし、非特許文献１にも次のような課題があった。
【００１６】
模倣品防止技術として微細な形状又はパターンを用いる為には、実際に真性品と模倣品が流通する販売店舗で、店員や判定人により微細な形状又はパターンが目視で観察されて、その場で即座に真性品と模倣品が判別できる事が最も望ましい。人間の肉眼の分解能は約50μｍ程度であり、個人差を踏まえても10μｍ以上の大きさで微細な形状又はパターンが形成されている事が好ましい。しかし非特許文献１に開示されている、１μｍオーダーのダイヤモンド単結晶のパターンでは、肉眼での識別は不可能であった。
【００１７】
本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、偽造が困難で模倣品を抑制する事が出来ると共に、販売店舗においてその場で容易に真性品か模倣品か識別する事が可能な、ダイヤモンド単結晶体及び文字、図形、記号の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記課題は、以下の本発明により解決される。即ち、本発明のダイヤモンド単結晶体は、ドット状のダイヤモンド単結晶で形成されており、各ドットは四角錐で、四角錘の底面の任意の一辺が10μｍ以上であり、更に各ドットの任意の一辺が、互いに平行又は10度以下で同一方向に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
上述した特徴により、本発明に係るダイヤモンド単結晶体及び文字、図形、記号に依れば、偽造が困難で模倣品を抑制する事が出来ると共に、販売店舗においてその場で容易に真性品か模倣品か識別する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る、ダイヤモンド単結晶体を示す模式図である。
【図２】図１のダイヤモンド単結晶体を形成する、ドット状のダイヤモンド単結晶を示す模式図である。
【図３】図１のダイヤモンド単結晶体を形成する、ドット状の各ダイヤモンド単結晶に於ける底面の任意の一辺が、角度ズレを起こしている状態を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係るダイヤモンド単結晶体の製造工程のうち、下地基板の用意からIr単結晶膜全面への核形成までの工程を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係るダイヤモンド単結晶体の製造工程のうち、レジスト膜形成から除去までの工程を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係るダイヤモンド単結晶体の製造工程のうち、ドットをエピタキシャル成長させる工程を示す模式図である。
【図７】本発明の実施例に係る、ダイヤモンド単結晶体を示すSEM像写真である。
【図８】多結晶のダイヤモンドの形成状態の一例を示すSEM像写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本実施の形態の第一の特徴は、ダイヤモンド単結晶体がドット状のダイヤモンド単結晶で形成されており、各ドットは四角錐で、四角錘の底面の任意の一辺が10μｍ以上であり、更に各ドットの任意の一辺が、互いに平行又は10度以下で同一方向に形成されている事とした。
【００２２】
この構成に依れば、偽造が困難で模倣品を抑制する事が出来るダイヤモンド単結晶体を作製する事が可能となる。更に、ダイヤモンド単結晶体を各種製品に備え、そのダイヤモンド単結晶体を観察する事で、各種製品が真性品か模倣品か識別する事が可能となる。
【００２３】
第二の特徴は、任意の一辺が50μｍ以上１ｍｍ以下である事とした。
【００２４】
この構成に依れば、販売店舗において、店員や判定人の肉眼の分解能の個人差に影響されず、観察装置や道具を用いる事無く、ダイヤモンド単結晶体を観察して各ドットの任意の一辺に於ける角度ズレを認識する事が出来る。このようなダイヤモンド単結晶体を各種製品に備える事で、販売店舗のその場でより一層容易に且つ即座に、個人差に影響されずに各種製品が真性品か模倣品か識別する事が可能となる。
【００２５】
第三の特徴は、任意の一辺が、互いに平行又は５度以下で同一方向に形成されている事とした。
【００２６】
この構成に依れば、目視により一見しただけでは角度ズレの存在までは認識困難にする事が出来る。従って、模倣品の製造業者が容易に偽造防止対策（即ち、ダイヤモンド単結晶体）自体を模倣できないようにさせることが可能となり、一層、真性品の偽造防止効果を高めることが出来る。
【００２７】
第四の特徴は、任意の一辺が、互いに平行又は１度以下で同一方向に形成されている事とした。
【００２８】
この構成に依れば、より一層、真性品の偽造防止効果を高めることが可能となる。
【００２９】
第五の特徴は、前記何れかのダイヤモンド単結晶体で形成されている、文字、図形、記号である。
【００３０】
この構成に依れば、文字や図形、記号を形成したダイヤモンド単結晶体を真性品に備えることにより、文字や図形又は記号に直接、偽造防止対策を施す事が可能となる。従って、製品そのもので真贋を判定することが可能となるため、信頼性の高い偽造防止効果を製品に持たせることが可能となる。
【００３１】
更に真性品の何処に偽造防止対策を施しているのか、又は、何を以て偽造防止対策としているのか自体を判別困難にすることが可能となり、模倣品の製造業者が容易に偽造防止対策自体を模倣できないようにさせることが出来る。よって一層、真性品の偽造防止効果を高めることが可能となる。
【００３２】
文字又は図形又は記号としては、アルファベット、ひらがな、カタカナ、漢字、数字、漢数字、符号等のあらゆる文字や、ブランドロゴを含む。また図形としては、円や三角形又は四角形といった基本的な図形や、より複雑な幾何学模様、又はブランドや製造者を示すトレードマークも含む。
【００３３】
以下、図１〜図３を参照して、本発明に係るダイヤモンド単結晶体を詳細に説明する。ダイヤモンド単結晶体１は、規則的に並んだ多数のドット状ダイヤモンド単結晶２（以下、「ドット２」と表記）から構成される。
【００３４】
各ドット２は、縦横に等間隔に配置されるようにIr膜上に形成されている。各ドット２の外形形状は四角錐で、底面が正方形に形成されている。底面の４つの辺の内、任意の一辺2aが少なくとも10μｍ以上に形成されている。
【００３５】
一辺2aの大きさＷは、人間の肉眼により目視で確認可能な大きさであれば、特に限定されない。但し、ダイヤモンド単結晶体１を装飾用途だけで無く、模倣品防止の識別部品としても用いる場合、過大な寸法では識別手段として適さない。その理由として、真性品の何処に偽造防止対策を施しているのか、又は、何を以て偽造防止対策としているのか自体を判別困難にする事が、模倣品の製造業者が容易に識別部品自体を模倣出来なくなり、真性品の偽造防止上、有効の為である。
【００３６】
以上の観点から、一辺2aの大きさＷの上限は１ｍｍ以下が望ましい。大きさＷを１ｍｍ以下に設定する事により、肉眼で一見すると複数のドット２から成るダイヤモンド単結晶体１の存在が認識されるだけで装飾性の向上を高められると共に、個々のドット２を目視により一見しただけでの偽造防止部品の発見を、困難なものとする事が出来る。
【００３７】
本発明に係るダイヤモンド単結晶体１では、各ドット２をダイヤモンド単結晶で形成する事により、複数のドット２間に亘る様々な結晶面のランダムな発生を防止する事が可能となる。従って、各ドット２の形状を一定に成形する事が可能となり、ドット２毎の形状のバラツキを抑制又は解消する事ができ、整然とドット２が並んだパターンでダイヤモンド単結晶体１を構成する事が可能となる。
【００３８】
具体的には、各ドット２の任意の一辺2aが、図１に示される様に互いに平行で同一線上に形成されている事が、ダイヤモンド単結晶体１の再現性という点では最も好ましい。
【００３９】
但し図３に示すように、ドット２間に亘る縦横方向での一辺2a1又は2a2線上での角度ズレが、角度θで以て形成されても、その角度θを10度以下に抑えて各ドット縦横の一辺2a1又は2a2を同一方向に形成しても良い。一辺2aの大きさＷの上限を１ｍｍ以下に形成している為、ドット２の存在だけで無く各ドット２間に亘る10度以下の角度ズレも、人間の肉眼により目視で確認する事が可能となる。
【００４０】
なお角度θの上限として10度と云う角度が、肉眼の分解能の個人差に影響されずに目視により角度θの存在を確認可能となる限界値であると云う事を、本出願人は実験検証により見出した。従って、このようなダイヤモンド単結晶体１を偽造防止部品として、各種製品に備える事により、販売店舗において肉眼によりダイヤモンド単結晶体１を観察する事で、その場で容易に真性品か模倣品か識別する事が可能となる。更に、各ドットがダイヤモンド単結晶で形成されると共に、角度θが10度以下に抑えられて形成されている為、ダイヤモンド単結晶体１自体の偽造が困難となり模倣品を抑制する事が出来る。
【００４１】
なお、角度θが10度を超えると、各ドット２が雑然と形成され、ダイヤモンド単結晶体１の再現性が低下し、各ドット２をダイヤモンド単結晶で形成する意義が無くなる為、好ましくない。
【００４２】
一辺2aの大きさＷの下限値は任意に設定可能であるが、個人差を踏まえた肉眼分解能の下限値の点からみて10μｍ以上に設定する事が、各ドット２の肉眼での識別が確保される下限なので望ましい。10μｍ未満では個人差を踏まえても目視でのドット２の存在を認識する事が不可能となる。従って、ダイヤモンド単結晶体１を偽造防止部品として使用しても、販売店舗での真性品又は模倣品の識別が不可能となる。10μｍ以上の場合、個人差により光学顕微鏡と云った観察装置や道具を用いて識別するか、肉眼で識別するかが分かれる。
【００４３】
更に一辺2aの大きさＷを50μｍ以上１ｍｍ以下に形成する事により、販売店舗において、店員や判定人の肉眼の分解能の個人差に影響されず且つ観察装置や道具を用いる事無く、ダイヤモンド単結晶体１を観察して各ドット２の任意の一辺2aに於ける角度ズレ（角度θの存在）を認識する事が出来る。従って、このようなダイヤモンド単結晶体１を各種製品に備える事で、販売店舗のその場でより一層容易に且つ即座に、個人差に影響されずに各種製品が真性品か模倣品か識別する事が可能となり、一層好ましい。
【００４４】
更に、前記角度θを５度以下に形成する事で、光学顕微鏡等を使用したダイヤモンド単結晶体１の観察により、販売店舗のその場で真贋判定を行う事が可能となる事を本出願人は実験検証により見出した。即ち、角度θを５度以下に抑える事で、目視により一見しただけでは角度ズレの存在までは認識困難にする事が出来る。従って、模倣品の製造業者が容易に偽造防止対策（即ち、ダイヤモンド単結晶体１）自体を模倣できないようにさせることが可能となり、一層、真性品の偽造防止効果を高めることが出来る。
【００４５】
更に、前記角度θを１度以下に形成する事により、ダイヤモンド単結晶体１の全ての観察者が目視による観察では角度ズレの存在自体に気付かない事を、本出願人は実験検証により見出した。１度以下の角度ズレは光学顕微鏡等により観察可能である。従ってより一層、真性品の偽造防止効果を高めることが可能となる。
【００４６】
以上のようなダイヤモンド単結晶体１のドット２の並びにより、文字や図形又は記号を形成する事が出来る。文字又は図形又は記号としては、アルファベット、ひらがな、カタカナ、漢字、数字、漢数字、符号等のあらゆる文字や、ブランドロゴを含む。また図形としては、円や三角形又は四角形といった基本的な図形や、より複雑な幾何学模様、又はブランドや製造者を示すトレードマークも含む。
【００４７】
このような文字や図形又は記号を、腕時計用の外装部品（文字盤や時計バンドのバックル等も含む）又はムーブメントの一部部品、或いはアクセサリー類の装身具（リング、ネックレス、イヤリング、ブレスレット等）、タグやファスナー等の製品そのもののバルク体部分に直接形成するか、別部品として文字や図形又は記号を用意した上で製品に備える。
【００４８】
この構成に依れば、文字や図形、記号を形成したダイヤモンド単結晶体１を真性品に備えることとなり、文字や図形又は記号に直接、偽造防止対策を施す事が可能となる。従って、製品そのもので真贋を判定することが可能となるため、信頼性の高い偽造防止効果を製品に持たせることが可能となる。
【００４９】
ダイヤモンド単結晶体１はダイヤモンド単結晶の集合体なので装飾部品としても使用出来る為、一見すると単なる装飾部品であると観察者に思わせる事も可能となる。よって、真性品の何処に偽造防止対策を施しているのか、又は、何を以て偽造防止対策としているのか自体を判別困難にすることが可能となり、模倣品の製造業者が容易に偽造防止対策自体を模倣できないようにさせることが出来る。よって一層、真性品の偽造防止効果を高めることが可能となる。
【００５０】
次に、図４〜図６を参照して、本発明に係るダイヤモンド単結晶体の製造方法を詳細に説明する。まず、図４（ａ）に示すように下地基板３を用意する。下地基板３の材質は、例えば、酸化マグネシウム（MgO）、酸化アルミニウム（α−Al2O3：サファイア）、Si、石英、白金、イリジウム、チタン酸ストロンチウム（SrTiO3）等が挙げられる。
【００５１】
また下地基板３は、少なくとも片面3aが鏡面研磨されたものを用いる。後述するイリジウム（Ir）単結晶膜の成膜工程において、Ir単結晶膜は鏡面研磨された面側（片面3aの面上）に成長形成される。
【００５２】
鏡面研磨は、目安としては表面粗さRaで10ｎｍ以下まで研磨することがIr単結晶膜の品質確保の点で好ましい。Raの測定は、表面粗さ測定機により行う。
【００５３】
下地基板３を用意したら、次に片面3aの面上に図４（ｂ）に示すようにIr単結晶膜４を成膜する。
【００５４】
次に、図４（ｃ）に示すようにIr単結晶膜４の全面にプラズマを照射して核（サイト）を形成し種付けする。原料ガスとしてCH4／H2を供給しながらIr単結晶膜４に対向するように配置した図示しない電極に直流電圧を印加してプラズマを発生させ、Ir単結晶膜４の表面をプラズマに曝すことでイオン照射し、このイオン照射によりダイヤモンド単結晶がエピタキシャル成長する核（サイト）が形成される。
【００５５】
イオン照射の条件としては、例えば、電流密度を200ｍＡ／ｃｍ2、反応圧力を115Torr、CH4／H2ガス混合比を２％、ガス流量を200sccm、放電電圧を390Ｖ、下地基板３の温度を940℃、照射時間を３分とする。
【００５６】
次に、図５（ｄ）に示すように、リソグラフィー工程により、所定のダイヤモンド成長領域を保護するレジスト膜Ｒをパターン形成する。レジスト膜Ｒのパターンを、ダイヤモンド単結晶体１で形成した文字や図形又は記号としても良い。
【００５７】
次に、図５（ｅ）に示すように、レジスト膜Ｒをマスクとしてイオンビームエッチングなどのエッチング処理を施し、レジスト膜Ｒ形成以外の領域の核を除去し、所定のダイヤモンド成長領域のパターンに加工された核領域を形成する。この後、アッシング処理などにより図５（ｆ）に示すようにレジスト膜Ｒを除去する。
【００５８】
次に、図６に示すように、例えば、原料ガスとしてCH4／H2を供給しながらIr単結晶膜４に対向するように配置した図示しない電極に直流電圧を印加してプラズマを発生させ、直流プラズマCVDにより所定のパターンに加工した核領域の表面をプラズマに曝して、核領域にドット２をエピタキシャル成長させる。
【００５９】
エピタキシャル成長の条件としては、電極に印加する電圧の極性を前述のイオン照射におけるプラズマとは逆にして（基板側を負電位の陰極とし、電極側をアースとする陽極として）、例えば、放電電流を（600〜1000）×３ｍＡ、反応圧力を120Torr、CH4／H2ガス混合比を１〜５％、下地基板３の温度を980〜1200℃、成長時間を20〜120分とする。
【００６０】
以上のようにして、本実施形態に係るドット２から成るダイヤモンド単結晶体１を形成することが出来る。なお、下地基板３をダイヤモンド単結晶製の基板とすると共にIr単結晶膜４を省略し、ダイヤモンド単結晶製の下地基板の面上に直接プラズマを照射して核（サイト）を形成し種付け後、レジスト膜Ｒによる核領域のパターン加工、レジスト膜Ｒの除去、及び直流プラズマCVDによる核領域へのドット２のエピタキシャル成長を行って、本発明に係るダイヤモンド単結晶体１を形成しても良い。製造条件は図４（ｃ）〜図６と同一とする。
【００６１】
ドット２を下地基板３に対してヘテロエピタキシャル成長で形成することにより、下地基板３の面積の制約を受ける事無く、所望の面積のダイヤモンド単結晶体１を作製する事が可能となる。
【００６２】
またIr単結晶膜４を成膜する事により、下地基板３とドット２間の格子定数及び熱膨張係数の相違の緩衝機能を持たせる事が出来る。
【実施例】
【００６３】
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。
【００６４】
前述の図４〜図６の製造方法と条件によって、本実施例に係るダイヤモンド単結晶体として、底面が正方形から成る四角錐の外形形状を有するドットを、縦横に等間隔に配置する様にIr膜上に形成した。図７に形成したダイヤモンド単結晶体のSEM像写真を示す。各ドットはダイヤモンド単結晶で形成されている。更に底面の任意の一辺の大きさＷは13μｍ〜14μｍであり、角度θは最大でも1.0度であった。
【００６５】
このダイヤモンド単結晶体を被験者１０名（男女比１：１、年齢構成２６才〜５７才）に肉眼により目視で確認して貰ったところ、６０％と云う過半数の被験者がドットの存在と角度ズレの有無を認識する事が出来た。この結果から本実施例に係るダイヤモンド単結晶体を真性品に形成又は備える事により、真性品か模倣品かの識別部品として使用可能である事が判明した。
【符号の説明】
【００６６】
１      ダイヤモンド単結晶体
２      ドット状のダイヤモンド単結晶
2a      ドットの底面の任意の一辺
2a1、2a2      底面の一辺
３      下地基板
3a      下地基板の片面
４      Ir単結晶膜
Ｒ      レジスト膜
【図１】
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【図２】
2018008831.tif 000004
【図３】
2018008831.tif 000005
【図４】
2018008831.tif 000006
【図５】
2018008831.tif 000007
【図６】
2018008831.tif 000008
【図７】
2018008831.tif 000009
【図８】
2018008831.tif 000010