(57)【要約】【課題】従来の技術とは明確に差別化でき偽造・模造が困難である凹凸パターン形成体及び凹凸パターン形成体の製造方法を提供する。【解決手段】基材と、前記基材の一方の面に光吸収層と、樹脂層と、が順に積層され、前記樹脂層の表面に複数種類の凹凸パターンが形成されており、前記光吸収層が、熱可塑性及び感光すると発熱する性質を備える光吸収層であることを特徴とする凹凸パターン形成体及び凹凸パターン形成体の製造方法を提供する。【選択図】図１
2011118090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材の一方の面に光吸収層と、
樹脂層と、
が順に積層され、
前記樹脂層の表面に複数種類の凹凸パターンが形成されており、
前記光吸収層が、熱可塑性及び感光すると発熱する性質を備える光吸収層であることを特徴とする凹凸パターン形成体。
【請求項２】
基材と、
前記基材の一方の面に光吸収層と、
樹脂層と、
が順に積層され、
前記樹脂層の表面に複数種類の凹凸パターンが形成されており、
前記光吸収層が、熱可塑性及び感光すると発熱する性質を備える光吸収層であることを特徴とする凹凸パターン形成体の製造方法であって、
前記樹脂層の表面に、凹凸パターンを有する原版を密着及び加圧する加圧工程と、
前記基材の他方の面から、遮光部及び透過部が配列された遮光板を介して光を照射し、光照射された前記光吸収層及び樹脂層を発熱させ、前記樹脂層の表面に凹凸パターンを成形する露光工程と、
を少なくとも備えた凹凸パターン形成体の製造方法。
【請求項３】
前記露光工程は、光照射を連続又は不連続にする露光手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の凹凸パターン形成体の製造方法。
【請求項４】
前記遮光板が、前記遮光部及び透過部を、時系列で変更する変更手段を備えることを特徴とする請求項２乃至３のいずれかに記載の凹凸パターン形成体の製造方法。
【請求項５】
前記遮光板が、液晶パネルであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の凹凸パターン形成体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レリーフホログラムや回折格子などが記録された微細凹凸パターンの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、商品券や小切手等の有価証券類やクレジットカードやキャッシュカード、ＩＤカード等のカード類、パスポートや免許証等の証明書類の偽造防止を目的として、通常の印刷物とは異なる視覚効果をもつ表示体を転写箔やステッカー等の形態にして、前記証券類やカードなどの証明書類の表面に貼付、圧着するなどして設けることが行われている。また、有価証券類や証明書類以外の物品においても偽造品の流通が社会問題化しており、そのような物品についても同様の偽造防止技術を適用する機会が多くなってきている。
【０００３】
偽造防止技術としては、マイクロ文字、特殊発光インキ、すかし、回折格子、ホログラムなどがある。この偽造防止技術は大きく二つに分けることができる。一つは、簡易な機器や測定装置などを使用して真偽を判別する偽造対策である。もう一つは、肉眼で容易に真偽判定が可能な偽造対策である。
【０００４】
近年では、電子線描画装置（ＥＢ装置）で様々な微細構造を作製し目視で類似技術と差別化できるセキュリティデバイスの開発が行われている。しかし、ＥＢ装置だけではデザインのバリエーションに限りがある。そこでＥＢ装置や切削機などで作製した複数の原版の光学的特長を組み合わせた新デバイスの実現が試みられている。
【０００５】
複数の原版を組み合わせる方法としては、原版を熱して熱可塑性樹脂に転写することを繰り返すことにより原版の微細凹凸パターンを作製する方法がある。しかし、この方法では原版全体を加熱している。よって、所定の微細凹凸パターンのみを転写することが困難である。また、原版と接している熱可塑性樹脂が融解するため、以前転写したパターンが強制的に消去されてしまうという問題があった。
【０００６】
この問題を改善した製造方法に、原版の微小面積を加熱して所定の領域のみに微細凹凸パターンを成形する方式が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公昭６１−２０７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとしている課題は、従来の技術とは明確に差別化でき偽造・模造が困難である凹凸パターン形成体及び凹凸パターン形成体の製造方法を提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、
基材と、
前記基材の一方の面に光吸収層と、
樹脂層と、
が順に積層され、
前記樹脂層の表面に複数種類の凹凸パターンが形成されており、
前記光吸収層が、熱可塑性及び感光すると発熱する性質を備える光吸収層であることを特徴とする凹凸パターン形成体
である。
第２の発明は、
基材と、
前記基材の一方の面に光吸収層と、
樹脂層と、
が順に積層され、
前記樹脂層の表面に複数種類の凹凸パターンが形成されており、
前記光吸収層が、熱可塑性及び感光すると発熱する性質を備える光吸収層であることを特徴とする凹凸パターン形成体の製造方法であって、
前記樹脂層の表面に、凹凸パターンを有する原版を密着及び加圧する加圧工程と、
前記基材の他方の面から、遮光部及び透過部が配列された遮光板を介して光を照射し、光照射された前記光吸収層及び樹脂層を発熱させ、前記樹脂層の表面に凹凸パターンを成形する露光工程と、
を少なくとも備えた凹凸パターン形成体の製造方法
である。
第３の発明は、
前記露光工程は、光照射を連続又は不連続にさせる露光手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の凹凸パターン形成体の製造方法
である。
第４の発明は、
前記遮光板が、前記遮光部及び透過部を、時系列で変更する変更手段を備えることを特徴とする請求項２乃至３のいずれかに記載の凹凸パターン形成体の製造方法
である。
第５の発明は、
前記遮光板が、液晶パネルであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の凹凸パターン形成体の製造方法
である。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明によると、感光すると発熱する性質を備える光吸収層を備えているので、発熱した光吸収層上の樹脂層のみを加熱することができ、加熱した箇所にのみ凹凸パターンを形成することができる。また、原版全体を加熱することなく、所望の位置のみに凹凸パターンを形成することが可能となる。よって、偽造・模造が困難である凹凸パターンを提供することができる。
例えば、樹脂層に熱可塑性樹脂を用いると光吸収層が持つ熱によって、局所的に熱可塑性樹脂が加熱され融解するため、加熱した箇所にのみ凹凸パターンを形成することができる。そのため、以前転写した凹凸パターンが消去されてしまうことなく、一つの凹凸パターン形成体に複数種類の凹凸パターン配置することが可能な凹凸パターン形成体を提供することができる。
第２の発明によると、原版全体を加熱することなく、所望の位置のみに凹凸パターンを形成することが可能となる。また、遮光板を用いているため、光吸収層を選択的に加熱することができるので、デザイン性や意匠性を備えた凹凸パターン形成層を提供することができる。よって、偽造・模造が困難である凹凸パターンを提供することができる。
例えば、樹脂層に熱可塑性樹脂を用いると光吸収層が持つ熱によって、局所的に熱可塑性樹脂が加熱され融解するため、加熱した箇所にのみ凹凸パターンを形成することができる。そのため、以前転写した凹凸パターンが消去されてしまうことなく、一つの凹凸パターン形成体に複数種類の凹凸パターン配置することが可能な凹凸パターン形成体を提供することができる。
また、遮光板を用いて任意の微細な凹凸パターンを樹脂層に成形できるため、凹凸パターンをオン・デマンドに成形することが可能である。
また、ＥＢ装置や切削などでデザインする必要はなく、あらかじめ特定の凹凸パターンを持つ原版および遮光板を作製しておけばよい。よってデザイン変更により、新たに原版を作製する必要がなくコストを下げることが可能である。
第３の発明によると、凹凸パターン形成体を移動又は停止し、光照射を連続又は不連続照射することによって、様々なデザインの凹凸パターンを形成できる。よって、偽造・模造が困難である凹凸パターン形成体を提供することができる。
例えば、円パターンの透過部を備えた遮光板を用いて凹凸パターン形成体を移動させながら光照射を行って形成した凹凸パターンは、視点及び終点が丸みを帯びた形状を備えたラインとなる。一方、停止状態で露光をすると、輪郭が円の凹凸パターンを備えた凹凸パターン形成体を提供することができる。
また、ある領域を成形間隔が１００μｍ以下になるような点の集合体で作製しベタ柄を表現することが可能であるため、目視で観察した場合にはベタ柄として視認されるが、拡大して確認すると点の集合体でベタ柄が表現されていることが確認でき、偽造防止効果を向上させることが可能である。他には目視ではラインに見えても、拡大すると微小な隙間とドットの連続パターンなどを形成することができる。
第４の発明によると、移動手段と変更手段を組み合わせながら、凹凸パターン形成体に光照射することによって、様々なデザインの凹凸パターンを形成できる。よって、偽造・模造が困難である凹凸パターンを提供することができる。
例えば、遮光板の遮光部及び透過部のパターンを変えながら光照射を行うと、光の形状を変化させることができるので任意の形状に微細凹凸パターンを成形することが可能であり、成形パターンにより差別化することが可能で偽造防止効果の向上させることができる。その他にも位置によって太さの異なるラインなどを形成することができる。
第５の発明によると、遮光板に液晶パネルを用いることによって、さらに微細なデザインの凹凸パターンをオン・デマンドで形成できる。よって、偽造・模造が困難である凹凸パターンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の凹凸パターン形成体を示した模式図。
【図２】本発明の凹凸パターン形成体の製造方法を示した模式図。
【図３】本発明の凹凸パターン形成体の製造方法に用いられる装置の一例を示した模式図。
【図４】樹脂層に線状の凹凸パターンを成形した模式図。
【図５】樹脂層に点状の凹凸パターンを成形した模式図。
【図６】遮光板の透過部の形状の一態様示した模式図。
【図７】凹凸パターンの形状の一態様を示した模式図
【図８】凹凸パターンの形状の一態様を示した模式図。
【図９】凹凸パターン形成体の一態様を示した模式図。
【図１０】凹凸パターン形成体の拡大図。
【図１１】遮光板の透過部の形状の別の態様を示した模式図。
【図１２】凹凸パターンの形状の一態様を示した模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態における凹凸パターン形成体の一例を示した模式図である。基材１の一方の面に光吸収層２と、樹脂層３とが順に積層され、樹脂層３の表面に複数種類の凹凸パターンが形成されている。
【００１３】
基材１に用いる材料としては、透明な基材を用いることが好ましい。例えば熱可塑性樹脂やガラス材料を用いる。熱可塑性樹脂としては、公知の材料と用いれば良く、アクリルやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などが挙げられる。また、ガラス材料としては公知の材料と用いれば良く、例えば石英ガラス、フロートガラスなどが挙げられる。好ましくは石英ガラスを用いると、透明性が高いことや熱可塑性樹脂に比べ硬質であるためより良い凹凸パターン形状を成形することが可能である。
【００１４】
光吸収層２は有色層であり、好ましくは光を吸収しやすい色、特に黒色が好ましい。材料としては、顔料や染料などを用いても良いし、有機材料やその他金属など公知の材料を用いても良い。また、光を吸収し発熱する材料を含有していても良い。
【００１５】
樹脂層３は、熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、Ｔｇは、基材や光吸収層よりも低く、５０〜２００℃であると成形しやすいため好ましい。例えば、アクリルやポリプロピレン（ＰＰ）などが挙げられる。ＰＰを用いると、常温で軟質であるため、原版の凹凸が形成しやすい。
【００１６】
図２は本発明の実施の形態における製造方法の一例を示した説明図である。図２（a）に示すように、アクリル等からなる透明な基材１の光入射面とは反対の面に光吸収層２と熱可塑性樹脂からなる樹脂層３を備える凹凸パターン形成層７と、表面に微細凹凸パターンを有する原版４を用意する。
【００１７】
なお、原版４は、金属材料を用いるのが好ましく、銅やニッケルなどが好ましい。
【００１８】
また、原版４の表面に有する凹凸形状は、ホログラフィー技術やＥＢ装置など、公知の技術を用いて成形する。
【００１９】
また、原版４の表面に有する凹凸形状としては、１ｍｍ辺り５００乃至１５００本の溝が形成されている回折格子であり、それぞれ回折格子の溝方向の角度が異なっている。今回の表示体には回折格子を用いているが、特に回折格子に限定しているものではなく、さらに微細な１ｍｍ辺りに３０００本以上の溝が形成されている凹凸パターンや、１ｍｍ辺りに２００本程度の溝が形成されている荒い散乱構造、凸部でも凹部でも問題ない。凹凸溝の向きや深さについても特に限定するものではなく、目的や仕様、デザインなどによって適宜選択すれば良い。また、原版は金属でできており厚みは５０ｕｍ〜３００ｕｍ程度である。
【００２０】
次に図２（ｂ）に示すように、凹凸パターン形成体７と原版４を密着及び加圧させた状態で、基材１側から光吸収層２に向けて光照射源から光６を照射する。その際凹凸パターン形成体７と光照射源との間には、照射する光を部分的に遮光する遮光板５が設けられている。照射された光６は光吸収層２に到達し光熱変換が行われ、照射部の光吸収層２が加熱される。光吸収層２の熱は接触している樹脂層３を融解あるいは軟化させる。融解あるいは軟化した樹脂層３において、原版４が密着しているので原版パターンに対応する微細凹凸パターンが樹脂層３に成形される。
【００２１】
凹凸パターン形成体７と原版を密着及び加圧させる方法としては、原版４を空気圧で基板１へ押し付けている。或いはボールのようなもので局所的に原版裏側から凹凸パターン形成体７方向に圧力を加えても良い。
【００２２】
熱可塑性樹脂からなる樹脂層３が冷却した状態で、原版４を凹凸パターン形成体７から剥離すると図２（ｃ）に示すように、樹脂層３に原版の微細凹凸パターンが成形された凹凸パターン形成体７が得られる。
【００２３】
図３は本発明の微細凹凸パターン製造方法に用いられる装置の一例を示した模式図である。図３（ａ）は、光照射源の照射スポット径を可変させるための遮光板５及び光照射光６を集光させるレンズ９、照射位置を制御するステージ１１とから構成されている。光照射源１０には出力エネルギーを調節したり、照射光をＯＮ／ＯＦＦさせる機能を有している。ステージ１１は凹凸パターン形成体７と原版４を密着させた状態でＸ−Ｙ方向に移動可能となっている。
【００２４】
また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す装置の成形部で遮光した光を縮小結像した図である。例えば遮光板５の中央部だけ光を遮光した照射光６を用いて微細凹凸パターンの成形を行った場合には、中央部だけ微細凹凸パターンが成形されずその周りに微細凹凸パターンが成形される。これらの成形パターンは一括で成形されているため、Ｘ−Ｙステージなどを制御する必要はなく比較的簡単に成形することが可能である。また、図３（ｂ）の実線及び点線は光路を示している。
【００２５】
図４は、樹脂層に線状の凹凸パターンを成形した模式図である。凹凸パターン形成体７と原版４を密着させた状態で、照射光６を微小面積に照射し、レリーフ成形層に原版の微細凹凸パターンを成形すると同時に、Ｘ−Ｙステージを移動して樹脂層に線状の凹凸パターンを成形している。
【００２６】
図５は、樹脂層に点状の凹凸パターンを成形した模式図である。凹凸パターン形成体７と原版４を密着させた状態で、光６を微小面積に照射し、樹脂層３に原版４の微細凹凸パターンを成形する。次に光照射光をＯＦＦし、ステージを移動して、また光６を微小面積に照射し、レリーフ形成層３に原版４の微細凹凸パターンを成形する。この動作を繰り返すことによりレリーフ形成層に点状の微細凹凸パターンを成形した。
【００２７】
図６は、遮光板の透過部の形状の一態様示した模式図であり、遮光板１２の形状を示した図である。透過部と遮光部を備えており、図６（a）には、透過部が丸型にデザインされた遮光板１２ａ、図６（ｂ）には、透過部が星型にデザインされた遮光板１２ｂ、（ｃ）には、透過部が四角型にデザインされた遮光板１２ｃを例として示した。今回示した遮光板は、単純な構造であるが、透過部が複雑な形状やデザインを備えた遮光板（集光した場合に回折限界は超えない程度）を用いても問題はない。
【００２８】
遮光板の作製方法としては、例えばガラスに紫外線によって性質変化する材料を塗布し感光基板を作製する。次に透明または半透明のフィルムにマスクパターンを描き、それを感光基板に重ねて紫外線を照射し現像液に入れエッチングを行うことにより遮光板を作製する。
【００２９】
図７は、遮光板の透過部の形状の一態様示した模式図であり、図６の遮光板１２を利用して線状に微細な凹凸パターンを成形した図である。図７に示すように、レリーフ成形材には成形の始点と終点に特徴が現れる。図６（a）の遮光板１２ａを用いた場合には、始点と終点部が円状になった凹凸パターン１３ａが成形される。また図６（ｂ）の遮光板１２ｂを用いた場合には始点には、二本の突起が成形され、終点では一本の突起が成形された凹凸パターン１３ｂができる。図６（ｃ）の遮光板１２ｃを用いた場合には、始点と終点の形状が角状で成形された凹凸パターン１３ｃができる。
【００３０】
図８は、凹凸パターンの形状の一態様を示した模式図である。遮光板を利用して、ステージの移動と停止、光照射と光未照射を組み合わせる。凹凸パターン形成体７に光照射を行う。照射終了後、凹凸パターン形成体７を光照射エリアが重ならない距離まで移動させ、停止する。その後再び光照射を行う。この動作を繰り返すことにより点状に微細な凹凸パターンを成形することができる。図７のような線状パターンでは、凹凸パターン形成体７には成形の始点から終点にかけて特徴が現れる。一方、図８の態様では、遮光体の透過部エリアのデザインがわずかな間隔を設けながら連続して配置された点状パターンとなっている。この間隔は目視で確認できない程度に狭ければ良く、１ｕｍ乃至１００ｕｍ以下の間隔であることが好ましい。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の遮光板を用いた場合には図８（ａ）においては、遮光体１２ａを用いた時の点状パターン１４ａが複数配列されている。また、図８（ｂ）においては、遮光体１２ｂを用いた時の点状パターン１４ｂが複数配列されている。また、図８（ｃ）においては、遮光体１２ｃを用いた時の点状パターン１４ｃが複数配列されている。
【００３１】
図７、図８は説明するために成形パターンを大きく示してあるが実際には目視で観察することはできず、顕微鏡で観察することによって視認できるものである。
【００３２】
微細な凹凸パターンを線状や点状に成形、また遮光板のパターンを用いて照射スポット径を所定の形状に微細凹凸パターンを成形することでデザイン性の向上や偽造防止効果を向上させることが可能である。
【００３３】
（実施の形態２）  図９は、本発明の製造方法を用いて微細な凹凸パターンを成形した凹凸パターン形成体の一態様を示した模式図であり、図１０は、図９の一部を拡大した拡大図である。以下に作製の手順について説明する。
【００３４】
第１工程では、凹凸パターン形成体７の成形領域Aに遮光板１２ａを用いて光照射し、原版４ａを加圧して樹脂層３に原版４ａの凹凸形状が転写された、微細な凹凸パターン１５aを成形したものである。肉眼では、大きな四角形が確認されるが、拡大して確認すると、成形領域Aの成形部の始点と終点は遮光板の丸みを帯びた形状になっている。また始点と終点の道中は線状に凹凸パターンが成形されている。そして線状の凹凸パターンが連続して配置された構成となっている。
【００３５】
第２工程では、凹凸パターン形成体７の成形領域Ｂに、遮光板１２ｂを用いて光照射し、原版４ａを加圧して、原版４ａの凹凸形状が転写された凹凸パターン１６ａを形成する。凹凸パターン１６ａは、肉眼では、頂点が下向きの三角形が確認されるが、拡大すると星型の点状パターンが複数配列されている。
また、遮光板１２ｃを用いて光照射をし、原版４ｂを加圧して、原版４ｂの凹凸形状が転写された凹凸パターン１７ａを形成する。凹凸パターン１７ａは、肉眼では、横線が一本形成されているように見えるが、拡大すると、成形領域Ａのように線状に微細凹凸パターンを成形するのではなく、小さな四角形の点状パターンが間隔をあけて複数配列されている。パターンの間隔は１００μｍで成形されており肉眼では線状に視認される。
【００３６】
第３工程では、凹凸パターン形成体７は、ステージに対して反時計周りに４５°回転させてから固定して使用した。凹凸パターン形成体７の成形領域Ｃに、遮光板１２ｃを用いて光照射し、原版４ａを加圧して、原版４ａの凹凸形状が転写された凹凸パターン１９ａを形成する。肉眼では、大きな四角形が形成されているように見えるが、拡大して確認すると、成形領域Ｃの成形部の始点と終点は角を帯びた形状になっている。また始点と終点の道中は線状に凹凸パターンが成形されている。そして斜線状の凹凸パターンが連続して配置された構成となっている。
その後、凹凸パターン形成体７を元の位置に戻し、凹凸パターン１９ａの上に、遮光板１２ｂを用いて光照射し、原版４ｄを加圧して、原版４ａの凹凸形状が転写された凹凸パターン１８ａを形成する。この場合、肉眼では太い斜線が一本警醒されているように見えるが、拡大して確認すると、凹凸パターン１９ａは星型の点状パターンが狭いピッチで複数配列されている。
【００３７】
このように、肉眼で観察すると線や三角に模様が視認されるが、拡大観察したものでは四角や星の集合から線や三角が構成されていることがわかる。よって、目視で表示体を観察した場合と顕微鏡で観察した場合とでは明らかに模様が異なる。よって、光の形状を変化させることでセキュリティ性を向上させることが可能である。
【００３８】
（実施の形態３）
図１１は、遮光板の透過部の形状の別の態様を示した模式図である。
遮光板の透過部の形状を時系列で図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）のように変更すると同時に凹凸パターン形成体をＸ−Ｙステージにより移動させながら微細凹凸パターンを成形する。
【００３９】
上記のように遮光板の形状を変更しながらレリーフ成形材を移動させることにより、微細な凹凸パターンの成形形状がレリーフ成形材の成形位置により変化する。図１２は、凹凸パターンの形状の一態様を示した模式図であり、微細な凹凸パターンの成形形状は、図１２のように波線のような凹凸パターン２１に成形される。このように、成形の形状によりセキュリティ性を向上させることが可能である。
【００４０】
上述の成形形状を実現するために用いる遮光板としては、液晶パネルが挙げられる。液晶パネルの画素毎に透過機能と遮光機能を持たせ、時系列で各画素の透過及び遮光を選択することで、時系列で透過部のパターンを変化させることが可能となる。中でも光透過性を有する光透過型液晶パネルが好ましい。
【符号の説明】
【００４１】
１…基板、２…光吸収層、３…レリーフ成形層、４…原版、５…遮光板、６…光、７…レリーフ成形材、８…ミラー、９…レンズ、１０…射光源、１１…Ｘ−Ｙステージ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…遮光板、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ…凹凸パターン、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ…凹凸パターン、１５a、１６ａ、１７ａ、１８ａ、１９a…凹凸パターン、１５ｂ、１６ｂ、１７ｂ、１８ｂ、１９ｂ…凹凸パターン、２０…表示体、２１…凹凸パターン
【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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