(57)【要約】  入射用の窓部を別途設けることなく、光学的に機能する積層体、冊子体を提供する。  カード１は、上透明層２１と、上透明層２１よりも下側に配置された導光層５１と、導光層５１の内部を通った光が到達することによって光学的に機能する回折格子５２ａとを有する光学要素層５０と、上側から見た状態で回折格子５２ａよりも外側に位置し、光を導光層５１の内部に反射する反射壁１３ａと、を備える。
2018074595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明層と、
前記透明層よりも下側に配置された導光層と、前記導光層の内部を通った光が到達することによって光学的に機能する光学機能部とを有する光学要素層と、
上側から見た状態で前記光学機能部よりも外側に位置し、光を前記導光層の内部に反射する反射部と、
を備える積層体。
【請求項２】
請求項１に記載の積層体において、
この積層体を形成する樹脂層に埋め込まれた透明な埋込部材を備え、
前記光学要素層は、前記埋込部材よりも上側に配置され、
前記反射部は、前記樹脂層のうち前記埋込部材を囲い、不透明又は半透明に構成された壁部であること、
を特徴とする積層体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の積層体において、
前記光学機能部は、回折格子であること、
を特徴とする積層体。
【請求項４】
請求項３に記載の積層体において、
前記光学要素層の前記光学機能部を覆い、前記光学機能部を形成する光学機能部形成層よりも高屈折である高屈折率層を備え、
前記光学機能部形成層及び前記高屈折率層の屈折率差は、前記回折格子の機能を発揮する程度に大きいこと、
を特徴とする積層体。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の積層体において、
上側から見た状態で、前記光学要素層の外形は、前記光学要素層を収容する収容部の外形よりも大きく、
前記光学要素層は、撓んだ状態で、前記収容部に収容されていること、
を特徴とする積層体。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の積層体において、
前記光学要素層を収容する収容部の前記反射部は、上面に反射面を有する段部を備えること、
を特徴とする積層体。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の積層体において、
前記光学要素層よりも下側に配置された反射層を備えること、
を特徴とする積層体。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の積層体において、
前記光学要素層を上側から見た状態における前記光学要素層の外形を構成する辺の少なくとも一部は、外部に露出して配置されていること、
を特徴とする積層体。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の積層体において、
この積層体は、カードであること、
を特徴とする積層体。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の積層体を含む冊子体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的に機能する積層体、冊子体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、導波路を埋め込んで、光をこの導波路に入射させて、窓部から出射させるセキュリティドキュメントがあった（例えば特許文献１）。
しかし、従来のセキュリティドキュメントは、光を導波路に入射させるために、出射用の窓部の他に、入射用の窓部が必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５５５９３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、入射用の窓部を別途設けることなく、光学的に機能する積層体、冊子体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により、課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。また、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。【０００６】
・第１の発明は、透明層（２１，１５）と、前記透明層よりも下側に配置された導光層と、前記導光層の内部を通った光が到達することによって光学的に機能する光学機能部（５２ａ）とを有する光学要素層（５０，２５０，５５０）と、上側から見た状態で前記光学機能部よりも外側に位置し、光を前記導光層の内部に反射する反射部（１３ａ，３１３ａ，４１３ａ）と、を備える積層体である。
・第２の発明は、第１の発明の積層体において、この積層体を形成する樹脂層（１１，１２，１５，２１，２２）に埋め込まれた透明な埋込部材（３１，５３１）を備え、前記光学要素層（５０，２５０，５５０）は、前記埋込部材よりも上側に配置され、前記反射部は、前記樹脂層のうち前記埋込部材を囲い、不透明又は半透明に構成された壁部（１３ａ，３１３ａ，４１３ａ）であること、を特徴とする積層体である。
・第３の発明は、第１又は第２の発明の積層体において、前記光学機能部（５２ａ）は、回折格子であること、を特徴とする積層体である。
・第４の発明は、第３の発明の積層体において、前記光学要素層（５０，２５０，５５０）の前記光学機能部（５２ａ）を覆い、前記光学機能部を形成する光学機能部形成層よりも高屈折である高屈折率層（５３，２５３）を備え、前記光学機能部形成層及び前記高屈折率層の屈折率差は、前記回折格子（５２ａ）の機能を発揮する程度に大きいこと、を特徴とする積層体である。
・第５の発明は、第１から第４のいずれかの発明の積層体において、上側から見た状態で、前記光学要素層（２５０）の外形は、前記収容部（１３）の外形よりも大きく、前記光学要素層は、撓んだ状態で、前記収容部に収容されていること、を特徴とする積層体である。
・第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明の積層体において、前記収容層（１１，１２）は、複数の樹脂シートを重ねたものであり、前記収容部（４１３）の前記反射部（４１３ａ）は、上面に反射面を有する段部（４１３ｄ）を備えること、を特徴とする積層体である。
・第７の発明は、第１から第６のいずれかの発明の積層体において、前記光学要素層（５０）よりも下側に配置された反射層（４１２ａ）を備えること、を特徴とする積層体である。
・第８の発明は、第１から第７のいずれかの発明の積層体において、前記光学要素層（５０）を上側から見た状態における前記光学要素層の外形を構成する辺の少なくとも一部は、外部に露出して配置されていること、を特徴とする積層体（３０１）である。
・第９の発明は、第１から第８のいずれかの発明の積層体において、この積層体（１，２０１，３０１，４０１，５０１）は、カードであること、を特徴とする積層体である。
・第１０の発明は、第１から第７のいずれかの発明の積層体（１，２０１，３０１，４０１，５０１）を含む冊子体である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、入射用の窓部を別途設けることなく、光学的に機能する積層体、冊子体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】第１実施形態のカード１を説明する図である。
【図１Ｂ】第１実施形態のカード１を説明する図である。
【図２】図１Ｂの二点鎖線内（矢印２部）の拡大図である。
【図３】第１実施形態のカード１の製造方法を説明する断面図である。
【図４Ａ】第２実施形態のカード２０１を説明する図である。
【図４Ｂ】第２実施形態のカード２０１を説明する図である。
【図５】第２実施形態のカード２０１の製造方法を説明する断面図である。
【図６Ａ】第３実施形態のカード３０１を説明する図である。
【図６Ｂ】第３実施形態のカード３０１を説明する図である。
【図７】第４実施形態のカード４０１の断面図（図２に相当する図）である。
【図８Ａ】第５実施形態のカード５０１の断面図（図１Ｂに相当する図）である。
【図８Ｂ】第５実施形態のカード５０１の製造方法を説明する断面図（図３に相当する図）である。
【図９】図８Ａの二点鎖線内（矢印９部）の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１Ａ及び図１Ｂは、第１実施形態のカード１を説明する図である。
図１Ａは、カード１の上面を法線方向から見た図である。
図１Ｂは、図１ＡのＢ−Ｂ部断面図である。
図２は、図１Ｂの二点鎖線内（矢印２部）の拡大図である。
実施形態、図面では、説明と理解を容易にするために、ＸＹＺ直交座標系を設けた。この座標系は、図１Ａの状態を基準に、左右方向Ｘ（左側Ｘ１、右側Ｘ２）、縦方向Ｙ（下側Ｙ１、上側Ｙ２）、厚さ方向Ｚを表す。各構成の厚さは、適宜、誇張して図示した。また、厚さ方向Ｚ（下側Ｚ１、上側Ｚ２）の向きは、説明の便宜上定めたものであり、カード１の表裏を限定するものではない。
【００１０】
カード１（積層体）は、例えばＩＤカードとして利用されるものである。なお、実施形態において、カードの概念は、ＩＤカード等に限定されず、実施形態の積層体の構成を備える媒体を広く含む。例えば、カード１は、非接触通信ＩＣチップ、ループアンテナ、ヒンジ等を設けることにより、パスポートのデータページ等に用いられるものを含む。この場合には、カード１の外形を、パスポート等の大きさに合わせてもよい。
また、積層体は、例えば、金券、チケット等に用いてもよい。
カード１は、上基材１１、下基材１２、レーザ発色層１５、上透明層２１、下透明層２２、透明ブロック３０を備える。
上側Ｚ２から下側Ｚ１に向けて、上透明層２１、レーザ発色層１５、上基材１１、下基材１２、下透明層２２が、この順番で積層されている。これらの部材は、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＴ−Ｇ（非結晶性ＰＥＴコポリマー）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の樹脂シート材により形成できる。
樹脂シート材の組み合わせは、限定されず、例えば、導光層５１（後述する）をＰＥＴとし、他の層をＰＣとしてもよい。
【００１１】
上基材１１及び下基材１２は、カード１の基材を構成する。なお、実施形態では、カード１の基材は、２層の構成である例を説明するが、これに限定されず、単層、又は３層以上の構成でもよい。
上基材１１及び下基材１２の色彩は、白色である。
上基材１１、下基材１２は、それぞれ上印刷層１１ａ、下印刷層１２ａを備える。
上印刷層１１ａ、下印刷層１２ａは、それぞれ上基材１１の上面、下基材１２の下面に設けられている。
上印刷層１１ａは、共通情報、つまりカード所有者間で共通の情報が印刷されている。共通情報は、例えば、「ＩＤ  ＣＡＲＤ」、「○×  Ｃｏｍｐａｎｙ」という文字情報、地紋等の模様（図示せず）等である。上印刷層１１ａは、例えばオフセット印刷等によって形成できる。下印刷層１２ａも同様に、共通情報が印刷されている。
上印刷層１１ａの情報は、レーザ発色層１５、上透明層２１を通って、視認可能である。下印刷層１２ａの情報は、下透明層２２を通って、視認可能である。
【００１２】
また、上基材１１及び下基材１２は、透明ブロック３０を収容する（収容層）である。
すなわち、上基材１１及び下基材１２は、収容部１３を備える。
収容部１３は、透明ブロック３０を収容する穴である。収容部１３は、上基材１１及び下基材１２に連続して設けられている。収容部１３を上側Ｚ２から見た形状は、四角形であるが、これに限定されず、例えば円形等でよい。
収容部１３の内側面は、光を、透明ブロック３０の内側に反射する反射壁１３ａ（反射部）である。反射壁１３ａは、上基材１１及び下基材１２の色彩（つまり白色）であり、透明ブロック３０は、透明である。このため、上基材１１及び下基材１２と、透明ブロック３０との界面である反射壁１３ａにおいて反射した光は、透明ブロック３０内部に向けて反射後、透明ブロック３０内部を進む。光の進み方の詳細は、後述する。
上側Ｚ２から見た状態で、反射壁１３ａは、回折格子５２ａ（後述する）よりも外側に位置する。
【００１３】
レーザ発色層１５は、透光性を有する層である。レーザ発色層１５は、発色剤を含有している。このため、レーザ発色層１５のうちレーザ光が照射された範囲は、発熱し、また黒色に発色することにより、レーザマーキングされる。実施形態では、このように発色させることを「レーザ印刷、レーザ印字」等ともいう。
なお、レーザ発色層１５の材料は、レーザ光を照射されることにより発色するものであれば、発色剤を含有していなくてもよい。また、発色は、黒色以外でもよい。
レーザ発色層１５は、カード所有者の個別の情報が印刷されている。図１の例では、個別情報は、カード所有者の氏名「ＡＡＡ  ＢＢＢ」である。
レーザ発色層１５にレーザ印刷された情報は、上透明層２１を通って、視認可能である。
【００１４】
上透明層２１は、透光性を有する層である。上透明層２１は、レーザ発色層１５の保護等をする層である。
下透明層２２は、上透明層２１と同様な層であり、透光性を有し、また、下基材１２の保護等をする層である。
上透明層２１の下面、上面、透明層の下面、上面には、必要に応じて印刷層を設けてもよい。この場合には、これらの印刷層は、上側Ｚ２から見た状態で、透明ブロック３０の設置範囲以外に設ける。これは、透明ブロック３０に入射する光を、妨げないようにするためである。但し、これらの印刷層は、回折格子形成層５２の回折格子５２ａ（後述する）に対応した光を通過するものであれば、透明ブロック３０の設置範囲内に設けてもよい。例えば、回折格子５２ａが緑色の波長を回折させるものの場合、これらの印刷層は、緑色の波長を通過するものであれば、透明ブロック３０の設置範囲内に設けてもよい。
【００１５】
（透明ブロック３０）
図２に示すように、透明ブロック３０の上側Ｚ２には、上透明層２１、レーザ発色層１５が配置され、また、下側Ｚ１には、下透明層２２が配置される。
透明ブロック３０の外形（左右方向Ｘ、縦方向Ｙ、厚さ方向Ｚの各長さ）は、収容部１３に丁度収まる大きさである。これにより、透明ブロック３０は、カード形成する樹脂層（上基材１１、下基材１２、レーザ発色層１５、上透明層２１、下透明層２２）に埋め込まれる。
但し、透明ブロック３０の外壁（周囲の壁部）、及び収容部１３の反射壁１３ａの間は、若干の隙間を有した形態でもよい。この形態でも、反射壁１３ａは、光を、透明ブロック３０の内側に反射できるためである。
【００１６】
透明ブロック３０は、埋込部材３１、光学要素層５０を備える。
上側Ｚ２から下側Ｚ１に向けて、光学要素層５０、埋込部材３１の順番で重ねられている。埋込部材３１及び光学要素層５０は、透光性を有する。このため、透明ブロック３０全体としても、透明である。
【００１７】
埋込部材３１は、上透明層２１等と同様な樹脂シート材の単層、又はこれらの複層によって形成される。埋込部材３１及び下透明層２２が熱溶着しにくい材料である場合等には、埋込部材３１の下面に、ＨＳ層（ヒートシール層）を設けてもよい。
【００１８】
光学要素層５０は、導光層５１、回折格子形成層５２（光学機能部形成層）、高屈折率層５３、ＨＳ層６１，６２を備える。
上側Ｚ２から下側Ｚ１に向けて、ＨＳ層６１、高屈折率層５３、回折格子形成層５２、導光層５１、ＨＳ層６２の順番で重ねられている。
導光層５１は、上透明層２１等と同様なシート材によって形成される。
導光層５１は、後述するように、光学要素層５０に入った光を、回折格子形成層５２の回折格子５２ａへと導く機能を有する。
【００１９】
回折格子形成層５２は、回折格子５２ａが形成されている。
回折格子５２ａは、回折格子形成層５２の上面を、凹凸状に形成したものである。
上側Ｚ２から見ると、回折格子５２ａの設置範囲の形状は、星形である（図１Ａ参照）。
回折格子５２ａは、導光層５１を通って到達した光（以下「到達光」ともいう）を、高屈折率層５３に向けて出射する。回折格子５２ａは、到達光Ｌ２，Ｌ２２のうち、回折格子５２ａから高屈折率層５３への入射角θ、かつ、特定の波長の光を、出射する。なお、入射角θ、波長は、ある特定の範囲を有していてもよい。出射される光の波長は、回折格子５２ａの凹凸の周期によって、異なる。これにより、回折格子５２ａは、特定の色彩（例えば緑色等）の光を、高屈折率層５３に出射できる。
【００２０】
このように、回折格子５２ａは、到達光Ｌ２，Ｌ２２のうち、特定の入射角θ、特定の波長の光を高屈折率層５３に向けて出射するという、光学的な機能を有する。
実施形態では、一例として、高屈折率層５３への入射角θの光が、回折されることにより、真っすぐ上側Ｚ２に、つまり出射角＝０°で出射される例を示す（図２参照）。以下、回折された光を、回折光ともいう。
【００２１】
回折格子５２ａは、例えば、周期構造を有する原版を作製後、この原版を回折格子形成層５２に賦形することにより形成できる。
回折格子形成層５２の材料は、従来からレリーフ型ホログラム等の形成に使用されている樹脂材料、例えば、樹脂、紫外線硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂等の硬化性樹脂の硬化物、熱可塑性樹脂等を用いることができる。
【００２２】
高屈折率層５３は、回折格子形成層５２の上面を覆う薄膜である。高屈折率層５３の屈折率は、回折格子形成層５２の屈折率、ＨＳ層６１の屈折率よりも大きい。
高屈折率層５３は、例えば、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｒｂ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｂｉ等の金属、上記金属の酸化物、ＺｎＳ等の上記金属の硫化物等の材料を、回折格子形成層５２上に真空成膜法により形成できる。
なお、回折格子形成層５２、高屈折率層５３の材料は、回折格子５２ａが十分に機能できる程度に、両者間の屈折率差を有するものを、適宜選択すればよい。
【００２３】
ＨＳ層６１は、高屈折率層５３及びレーザ発色層１５の間を接着する接着層である。
ＨＳ層６２は、導光層５１及び樹脂層の間を接着する接着層である。
ＨＳ層６１，６２は、熱可塑性の接着材（ポリエステル系樹脂等）により形成される。
【００２４】
（透明ブロック３０の設置範囲の観察態様）
カード１を上側Ｚ２から見た状態における、透明ブロック３０の設置範囲の観察態様について説明する。
図２に示すように、カード１の外部から上透明層２１に入射する光Ｌは、上透明層２１、レーザ発色層１５から、さらに透明ブロック３０のＨＳ層６１、高屈折率層５３、回折格子形成層５２、導光層５１を通って、反射壁１３ａに到達する。
この場合、ペン状のライト等を用いて、より強い光を入射してもよい。また、入射角をある程度大きくした方が、光を反射壁１３ａに確実に到達させることができ、また、界面６１ａ，６２ａ（後述する）で確実に反射させることができる。
反射壁１３ａに到達した光は、例えば、以下のように進む。なお、図２において、光の屈折、反射等は、模式的に図示した。
【００２５】
（１）光のうち反射壁１３ａで鏡面反射のような形態で反射した光Ｌ１は、導光層５１及びＨＳ層６２の界面６２ａで反射する。その後、導光層５１、ＨＳ層６１、回折格子形成層５２、高屈折率層５３を通って、高屈折率層５３及びＨＳ層６１の界面６１ａで反射する。これらの反射を繰り返して、到達光Ｌ２が、回折格子５２ａに到達する。
この場合、高屈折率層５３は、ＨＳ層６１の屈折率よりも大きいので、高屈折率層５３及びＨＳ層６１の層間は、全反射の条件が成立しやすい。
（２）光のうち反射壁１３ａで乱反射する光Ｌ２１も、（１）と同様に、導光層５１及びＨＳ層６２の界面６２ａで反射し、また、高屈折率層５３及びＨＳ層６１の界面６１ａで反射する。これらの反射を繰り返して、到達光Ｌ２２が、回折格子５２ａに到達する。
【００２６】
このように、反射壁１３ａで反射した光Ｌ１，Ｌ２１は、導光層５１、回折格子形成層５２、高屈折率層５３の内部を導かれることにより、到達光Ｌ２，Ｌ２２として、回折格子５２ａに到達する。この場合、反射壁１３ａは、白色であるので、より多くの光を反射できる。
なお、実際には、光学要素層５０内部での光Ｌ１，Ｌ２１の進み方は、複雑である。例えば、光Ｌ１，Ｌ２１は、反射壁１３ａでの反射を何度も繰り返して、回折格子５２ａに到達したりする。この場合にも、反射壁１３ａは、白色であるので、より多くの光を反射できる。
【００２７】
ここで、上記（１）、（２）では、導光層５１、回折格子形成層５２、高屈折率層５３を通る光について説明したが、光の進み方は、透明ブロック３０全体としても複雑である。また、透明ブロック３０と、その他の透明層（上透明層２１、レーザ発色層１５、下透明層２２等）とを含んだ範囲でも複雑である。
例えば、光は、以下のように進んで、回折格子５２ａに到達したりする。
・埋込部材３１内部に入った光Ｌ３１が、透明ブロック３０全体の内部において、反射、屈折を繰り返した後、回折格子５２ａに到達する。
・光Ｌ３１が、上透明層２１の上面、下透明層２２の下面等で、屈折、反射等しながら、回折格子５２ａに到達する。
【００２８】
このため、埋込部材３１、その他の透明層（上透明層２１、レーザ発色層１５、下透明層２２等）が、導光層の一部と機能する場合がある。このような場合でも、反射壁１３ａは、これらの光も、より多く反射する。これにより、透明ブロック３０内部に入った光Ｌのうち多くが、回折格子５２ａへと導かれる。このため、反射壁１３ａは、到達光の光量を大きくすることができる。
【００２９】
（３）回折格子５２ａへの到達光Ｌ２，Ｌ２２のうち、高屈折率層５３への入射角θのものは、回折格子５２ａの機能によって回折されながら、高屈折率層５３に入射する。
例えば、到達光Ｌ２，Ｌ２２が白色光であり、回折格子５２ａが緑色の波長を出射する場合には、到達光Ｌ２，Ｌ２２のうち緑色の波長のものが、高屈折率層５３に回折光として入射する。
この場合、前述したように、到達光Ｌ２，Ｌ２２の光量が大きいので、回折光の光量も大きくできる。
【００３０】
また、回折格子形成層５２、高屈折率層５３は、前述したような屈折率差を有するので、回折格子５２ａは、光学的な機能を確実に発揮する。
すなわち、実施形態とは異なり高屈折率層５３を設けずに回折格子形成層５２及びＨＳ層６１が直接接触している形態では、通常は、回折格子形成層５２及びＨＳ層６１の間に、十分に大きな屈折率差を得ることができない。その理由は、両者がともに樹脂層であるので、両者の屈折率がほぼ同じであるためである。このため、この形態の回折格子は、光学的な機能を確実に発揮できない。
【００３１】
（４）回折光は、ＨＳ層６１に入射後、さらに、レーザ発色層１５、上透明層２１を通って、カード１の外部、つまり空気中に向けて、光Ｌ３、Ｌ２３として出射する。
ここで、回折格子５２ａの設置範囲以外の領域は、透明であるので、カード１よりも下側Ｚ１の空間が透けて観察される。
これにより、ブロックを上側Ｚ２から観察すると、光Ｌ３、Ｌ２３は、回折格子５２ａの設置範囲である星形の範囲で観察される。回折光の光量が大きいので、光Ｌ３、Ｌ２３も大きくなる。このため、星形の範囲は、明るく光るため、明確に観察できる。
【００３２】
なお、上記説明では、光Ｌを上側Ｚ２から透明ブロック３０に入射させる形態を説明したが、光Ｌを下側Ｚ１から透明ブロック３０に入射させる形態でもよい。この形でも、下透明層２２を通った光は、反射壁１３ａに到達し、上記（１）から（４）と同様に進む。このため、この形態でも、透明ブロック３０を上側Ｚ２から観察すると、回折格子５２ａの設置範囲を、明確に観察できる。
【００３３】
（製造方法）
図３は、第１実施形態のカード１の製造方法を説明する断面図である。
図３に示すように、カード１は、熱プレス加工によって製造できる。
但し、前工程として、光学要素層５０、埋込部材３１、上基材１１、下基材１２を以下のように製造する。
光学要素層５０は、導光層５１上に回折格子形成層５２、高屈折率層５３を順に積層後、ＨＳ層６１，６２を形成することにより製造できる。光学要素層５０は、複数個分を面方向（ＸＹ面方向）に配列（いわゆる多面付け）した１枚のシートを製造し、プレス等で個片にしてもよい。
埋込部材３１は、複層構成の場合には、熱プレスによって層間を熱溶着する。埋込部材３１も光学要素層５０と同様に、複数個分の埋込部材３１を面方向に配列した１枚のシートを製造後、個片にしてもよい。
上基材１１、下基材１２には、収容部１３を形成する穴１３ｂ，１３ｃを、プレス加工等によって設けておく。
【００３４】
その後は、以下の工程に従う。
（１）図３に示すように、上基材１１、下基材１２を重ねる。
（２）光学要素層５０及び埋込部材３１を、上基材１１、下基材１２の穴１３ｂ，１３ｃに挿入する。
なお、光学要素層５０、埋込部材３１は、透明ブロック３０の形態に加工後、穴１３ｂ，１３ｃに収容してよい。この場合には、例えば、ＨＳ層６２が接着性を発現する温度は、ＨＳ層６１が接着性を発現する温度よりも低ければよい。このような性質を有するＨＳ層６１，６２を選択することにより、低い温度でＨＳ層６２のみの接着性を発現させて、光学要素層５０、埋込部材３１の間を接着できる。
【００３５】
（３）光学要素層５０及び埋込部材３１を穴１３ｂ，１３ｃに挿入した状態で、上透明層２１、レーザ発色層１５、上基材１１、下基材１２、下透明層２２を順に重ねる。
（４）上記（３）のように重ねたものを、熱プレス板８１，８２の間に挟んで、熱プレスする。
これにより、各層間が熱溶着する。
この場合、レーザ発色層１５及び高屈折率層５３の間は、ＨＳ層６１によって接着する。また、導光層５１及び埋込部材３１の間は、ＨＳ層６２によって接着する。
【００３６】
また、透明ブロック３０（光学要素層５０及び埋込部材３１）の材料と、上基材１１及び下基材１２の材料とが熱溶着しやすいものである場合には、透明ブロック３０の外壁と、収容部１３の反射壁１３ａの間は、熱溶着する。一方、透明ブロック３０の材料と、上基材１１及び下基材１２の材料とが熱溶着しないものである場合には、透明ブロック３０の外壁と、収容部１３の反射壁１３ａの間は、熱溶着しない。
但し、前述したように、反射壁１３ａは、光を反射することにより、透明ブロック３０内部に光を導く機能を発揮できればよい。このため、透明ブロック３０の外壁と、収容部１３の反射壁１３ａの間は、熱溶着していても、熱溶着しなくてもよい。また、これらの間は、密着していても、隙間を有していてもよい。
【００３７】
なお、（１）から（４）の工程も、複数個分のカード１の部材を面方向に配列した積層体を製造後、個片にしてもよいが、詳細な説明は、省略する。
（５）カード発行時にレーザ照射することにより、可変情報をレーザ印字する。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態のカード１は、光を反射壁１３ａで反射させることにより、回折格子５２ａの設置範囲を明確に観察することができる。また、カード１は、ブロックに高屈折率層５３を設けたので、透明ブロック３０をカード１内部に収容しても、回折格子５２ａの機能を確実に発揮できる。
また、カード１は、光を、回折格子５２ａを備える透明ブロック３０自体に入射できるので、光を入射するための窓部を別途設けることが不要である。このため、カード１の構造は、簡単である。
【００３９】
なお、透明ブロック３０は、光学要素層５０、埋込部材３１を備える例を示したが、光学要素の上に、さらに透明な他の埋込部材を配置してもよい。つまり、透明ブロック３０は、他の埋込部材、光学要素層５０、埋込部材３１の順に配置した形態でもよい。この場合、透明ブロック３０は、これらの層間を接着したアッセンブリとしてもよい。これにより、光学要素層５０の回折格子５２ａは、外部に露出しないので、部品単体の取り扱い時（保管、輸送時等）に、汚損から保護できる。
【００４０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾（下２桁）に同一の符号を適宜付して、重複する説明を適宜省略する。
図４Ａ及び図４Ｂは、第２実施形態のカード２０１を説明する図である。
図４Ａは、カード２０１の上面を法線方向から見た図である。
図４Ｂは、図４ＡのＢ−Ｂ部断面図である。
図４Ａ）に示すように、上側Ｚ２から見た状態で（つまりＸＹ平面において）、光学要素層２５０の外形は、収容部１３の外形よりも、一回り大きい。
図４Ｂに示すように、このため、光学要素層２５０は、撓んだ状態で、収容部１３に収容される。
【００４１】
図５は、第２実施形態のカード２０１の製造方法を説明する断面図である。
カード２０１を製造する場合には、第１実施形態と同様に、上基材１１、下基材１２を重ねた状態で、埋込部材３１を、上基材１１の穴１３ｂ、下基材１２の穴１３ｃに挿入する。
その後、光学要素層２５０を、上基材１１上に機械等で載置する。この場合、ＸＹ平面において、光学要素層２５０の中心と、上基材１１の穴１３ｂの中心とを位置合わせる。
その後の工程は、第１実施形態と同様である。
【００４２】
本実施形態では、上記位置合わせする場合に、光学要素層２５０の外形が上基材１１の穴１３ｂの外形よりも大きいので、位置ずれが目立たない。これにより、本実施形態のカード２０１は、この位置ずれの許容範囲を緩和できるので、製造時の作業性がよい。
【００４３】
また、本実施形態とは異なり両者の外形が等しい形態では、各部材の加工誤差等によって、光学要素層２５０が上基材１１の穴１３ｂに対してきつい場合があったり、これとは逆に緩い場合があったりする。このため、この形態では、高い加工精度が、要求される。
これに対して、本実施形態の光学要素層２５０の外形は、収容部１３の外形よりも、一回り大きいので、各部材の加工誤差の許容範囲を緩和できる。
【００４４】
（第３実施形態）
図６Ａ及び図６Ｂは、第３実施形態のカード３０１を説明する図である。
図６Ａは、カード３０１の上面を法線方向から見た図である。
図６Ｂは、図６ＡのＢ−Ｂ部断面図である。
図６Ａに示すように、本実施形態の透明ブロック３０は、カード３０１の右辺部の縁部に設けられている。このため、透明ブロック３０の右辺部は、カード３０１の右側面に露出している。
また、収容部３１３は、穴ではなく、上基材１１、下基材１２の右辺部に設けた切り欠き状である。
透明ブロック３０の３辺部は、収容部３１３の３つの内側面に保持される。また、透明ブロック３０の上面、下面は、それぞれ、レーザ発色層１５、下透明層２２に溶着する。
これにより、収容部３１３は、カード３０１の内部に確実に保持される。
【００４５】
上記形態でも、収容部３１３の３つの内側面は、反射壁３１３ａとして機能する。
また、カード３０１は、透明ブロック３０の端部が露出しているので、光は、透明ブロック３０に直接入射する。これにより、透明ブロック３０へ入射する光量を多くすることができるので、回折光の光量も多くすることができる。
さらに、カード３０１は、デザイン性を向上できる。
【００４６】
なお、透明ブロック３０の配置は、上記に限定されず、透明ブロック３０の一部がカード３０１の側面に露出する形態であればよい。例えば、透明ブロック３０は、カード３０１のコーナ部に配置されていてよい。
【００４７】
（第４実施形態）
図７は、第４実施形態のカード４０１の断面図（図２に相当する図）である。
本実施形態では、上基材１１、下基材１２を重ねる前の状態において（図示は省略する）、上基材１１の穴４１３ｂの外形が、下基材１２の穴４１３ｃの外形よりも大きい。
図７に示すように、このため、上基材１１、下基材１２を重ねた状態では、収容部４１３の反射壁４１３ａは、上基材１１の穴４１３ｂで形成される部分と、下基材１２の穴４１３ｃで形成される部分との間に、段部４１３ｄが形成される。
【００４８】
そのため、透明ブロック４３０に入射した光Ｌ４１の一部は、段部４１３ｄの上面の平面（反射面）で反射し、下側Ｚ１に抜けない。そのため、カード４０１は、下側Ｚ１に抜ける光を減らすことができるので、到達光Ｌ４２の光量を多くすることができる。
すなわち、矢印Ａ１に示すように、段部４１３ｄを備えない形態では、光Ｌ４１は、下側Ｚ１に抜けてしまうので、到達光の光量が減少してしまう。
【００４９】
また、透明ブロック４３０の下面には、反射層４１２ａが形成されている。
反射層４１２ａは、例えば、下透明層２２の上面に対して、白色のインクをオフセット印刷したり、金属、酸化物を蒸着等することにより、形成できる。
反射層４１２ａも、段部４１３ｄと同様に、透明ブロック４３０に入射した光Ｌ５１を、下側Ｚ１に抜けないように反射する。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態のカード４０１は、段部４１３ｄ、反射層４１２ａを備えるので、回折格子５２ａに到達する到達光の光量を多くすることができる。これにより、回折光の光量を多くすることができる。
【００５１】
なお、カード４０１は、段部４１３ｄ及び反射層４１２ａのいずれか一方を備えていてもよい。
また、反射層４１２ａは、以下のように形成してもよい。
・反射層４１２ａは、埋込部材３１の全面を覆っていてもよい。この場合には、下側Ｚ１に抜ける光を確実に反射する。
・反射層４１２ａは、白色の樹脂シート等により形成してもよい。
・反射層４１２ａの厚さ方向Ｚにおける積層位置は、光学要素層５０よりも下側Ｚ１であれば、限定されない。例えば、反射層４１２ａは、光学要素層５０と、埋込部材３１との層間に設けてもよい。
【００５２】
（第５実施形態）
図８Ａは、第５実施形態のカード５０１の断面図（図１Ｂに相当する図）である。
図８Ｂは、第５実施形態のカード５０１の製造方法を説明する断面図（図３に相当する図）である。
図９は、図８Ａの二点鎖線内（矢印９部）の拡大図である。
図８Ａに示すように、本実施形態の光学要素層５５０は、上透明層２１及びレーザ発色層１５の層間に配置されている。光学要素層５５０の層構成は、第１実施形態と同様である（図９参照）。
埋込部材５３１の厚さと、収容部１３の深さ（厚さ方向Ｚの長さ）とは、同等である。
【００５３】
上記構成により、光学要素層５５０、埋込部材５３１の間には、透明なレーザ発色層１５が配置されるので、厚さ方向Ｚにおいて、両者は、離間している。
また、埋込部材５３１は、収容部１３に収容されており、一方、光学要素層５５０は、収容部１３に収容されていない。厚さ方向Ｚにおいて、光学要素層５５０は、収容部１３よりも上側に位置する。
【００５４】
図８Ｂに示すように、カード５０１を製造する場合には、埋込部材５３１のみを上基材１１、下基材１２の穴１３ｂ，１３ｃに挿入する。そして、上基材１１の上に、下側から上側に向けて、レーザ発色層１５、光学要素層５５０、上透明層２１の順に重ね、かつ、下基材１２の下側に下透明層２２を重ねた状態にする。その状態で、熱プレス加工することにより、各層間を接着する。
【００５５】
（光学要素層５５０の設置範囲の観察態様）
図９に示すように、カード５０１の外部から上透明層２１に入射する光Ｌは、上透明層２１、光学要素層５５０、レーザ発色層１５から、さらに埋込部材５３１を通って、反射壁１３ａに到達する。
反射壁１３ａに到達した光は、例えば、以下のように進む。
【００５６】
（１）光のうち反射壁１３ａで鏡面反射のような形態で反射した光Ｌ６１は、下透明層２２の下面（下透明層２２及び空気の界面）で反射する。その後、光Ｌ６１は、反対側（図中左側）の反射壁１３ａで反射後、レーザ発色層１５を通って、光学要素層５５０に入射する。
（２）光のうち反射壁１３ａで乱反射する光Ｌ６２も、（１）と同様に、レーザ発色層１５を通って、光学要素層５５０に入射する。
上記（１）、（２）のように光学要素層５５０に入射した光Ｌ６１，Ｌ６２は、第１実施形態と同様に、導光層５１、回折格子形成層５２、高屈折率層５３の内部を導かれることにより、到達光Ｌ６３として、回折格子５２ａに到達する。
さらに、到達光Ｌ６３のうち高屈折率層５３への入射角θのものは、第１実施形態と同様に、回折格子５２ａの機能によって回折されながら高屈折率層５３に入射後、カード５０１の外部に向けて、光Ｌ６４として出射する。
なお、光学要素層５５０、埋込部材５３１、その他の透明層（上透明層２１、レーザ発色層１５、下透明層２２等）での光の進み方は、第１実施形態で説明したように、複雑である。こうように複雑に進む光の多くも、反射壁１３ａで、反射されることになる。これにより、より多く光が回折格子５２ａへと導かれるので、回折格子５２ａの設置範囲は、明るく、かつ、明確に観察できる。
【００５７】
このように、本実施形態のカード５０１は、反射壁１３ａを備えることにより、第１実施形態と同様に、光を反射壁１３ａで反射させるので、より多くの光を回折格子５２ａに導くことができる。
なお、本実施形態のカード５０１は、レーザ発色層１５を光学要素層５５０よりも上側Ｚ２に配置してもよい。この場合には、第１実施形態と同様に、光学要素層５５０及び埋込部材５３１を、直接接触させることにより、透明ブロックの形態にできる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、後述する変形形態等のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。
【００５９】
（変形形態）
（１）実施形態において、光学機能部は、回折格子である例を示したが、これに限定されない。
光学機能部は、例えば、蛍光インク等を塗布することにより形成した蛍光層でもよい。この場合には、透明ブロックに、紫外線を入射すればよい。この場合でも、蛍光層への紫外線の到達光の光量を多くできるので、蛍光層は、明るく発光する。
【００６０】
（２）実施形態において、光学要素層は、透明ブロックの最上層として配置された例を示したが、これに限定されない。光学要素層は、透明ブロックのいずれかの層に配置されていればよい。例えば、光学要素層の上側及び下側の両方に、透明な樹脂層を配置してもよい。
【００６１】
（３）実施形態において、入射光の色彩、反射壁の色彩（上基材及び下基材の色彩）は、両方とも白色である例を示したが、これに限定されない。これらの色彩の組み合わせは、回折格子の機能に応じて、適宜選択できる。
例えば、回折格子が緑色の波長で機能する場合には、到達光が、緑色の波長を含むように、これらの色彩の組み合わせを設定すればよい。
また、入射光が白色であり、反射壁が緑色であってもよい。この場合には、緑色の波長の到達光が回折格子に到達する。そして、到達光のなかから回折格子の機能に対応した入射角のものを、回折して出射させることができる。
【００６２】
さらに、実施形態において、上基材及び下基材の色彩自体が、白色、つまり、回折格子の機能に対応した色彩である例を示したが、これに限定されない。上基材及び下基材の色彩に関わらず、反射壁が、光を反射できる構成であればよい。例えば、上基材及び下基材が透明であり、反射壁が塗装等によって、回折格子の機能に対応した色彩に着色されていてもよい。ここで、回折格子の機能に対応した色彩とは、回折格子が回折を行うことができる光の波長と近い波長の色彩を指している。
なお、反射部は、不透明又は半透明に構成された壁部であれば、その色彩は、上述したような回折格子の機能に対応した色彩とは異なる色彩であってもよい。
【００６３】
（４）実施形態において、上側から下側に向けて、高屈折率層５３、回折格子形成層５２、導光層５１が配置されている例を示したが、これに限定されない。
上側から下側に向けて、導光層５１、回折格子形成層５２、高屈折率層５３が配置された形態でもよい。この形態では、導光層５１は、光を積極的には導光することはなく、回折格子形成層５２を支持する支持基材としての機能を有する。
また、高屈折率層５３及び回折格子形成層５２が、他の層に転写可能な部材である場合には、導光層５１を削除した形態でもよい。
これらの形態では、回折格子形成層５２、高屈折率層５３よりも下側に配置された透明層（例えば、レーザ発色層、透明ブロック、埋込部材、下透明層等）が、導光層として機能する。また、これらの形態では、光学要素層とは、回折格子形成層５２及び高屈折率層５３と、この透明層とを備える部材の概念である。
【００６４】
（５）実施形態において、カードを構成する基材等は、樹脂シート材である例を示したが、これに限定されない。カードを構成する基材等は、例えば紙材等でもよい。
【００６５】
（６）実施形態において、積層体がカードを構成する例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、積層体は、複数枚のページを備えた冊子体の少なくとも１つのページを構成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１，２０１，３０１，４０１…カード    １１…上基材    １２…下基材    １３，３１３，４１３…収容部    １３ａ，３１３ａ，４１３ａ…反射壁    １３ｂ，１３ｃ，４１３ｂ，４１３ｃ…穴    １５…レーザ発色層    ２１…上透明層    ２２…下透明層    ３０，４３０…透明ブロック    ３１…埋込部材    ５０，２５０…光学要素層    ５１，２５１…導光層    ５２，２５２…回折格子形成層    ５２ａ…回折格子    ５３，２５３…高屈折率層    ６１，６２，２６１，２６２…ＨＳ層    ４１２ａ…反射層    ４１３ｄ…段部    
【図１Ａ】
2018074595.tif 000003
【図１Ｂ】
2018074595.tif 000004
【図２】
2018074595.tif 000005
【図３】
2018074595.tif 000006
【図４Ａ】
2018074595.tif 000007
【図４Ｂ】
2018074595.tif 000008
【図５】
2018074595.tif 000009
【図６Ａ】
2018074595.tif 000010
【図６Ｂ】
2018074595.tif 000011
【図７】
2018074595.tif 000012
【図８Ａ】
2018074595.tif 000013
【図８Ｂ】
2018074595.tif 000014
【図９】
2018074595.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月19日(2018.7.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明層と、
前記透明層よりも下側に配置された導光層と、前記導光層の内部を通った光が到達することによって光学的に機能する光学機能部とを有する光学要素層と、
上側から見た状態で前記光学機能部よりも外側に位置し、光を前記導光層の内部に反射する反射部と、
を備え、
上側から見た状態で前記反射部よりも前記光学機能部側の範囲に入射する光が、前記光学機能部に到達し、かつ、前記光学機能部の光学的な機能の結果としての光が、前記範囲内から出射すること、
を特徴とする積層体。
【請求項２】
透明層と、
前記透明層よりも下側に配置された導光層と、前記導光層の内部を通った光が到達することによって光学的に機能する光学機能部とを有する光学要素層と、
上側から見た状態で前記光学機能部よりも外側に位置し、光を前記導光層の内部に反射する反射部と、
を備え、
前記光学機能部は、前記導光層の内部を通った光が到達しない状態では、光学的な機能の結果が観察されないこと、
を特徴とする積層体。
【請求項３】
透明層と、
前記透明層よりも下側に配置された導光層と、前記導光層の内部を通った光が到達することによって光学的に機能する光学機能部とを有する光学要素層と、
上側から見た状態で前記光学機能部よりも外側に位置し、光を前記導光層の内部に反射する反射部と、
前記光学機能部よりも上側にあって、前記光学機能部を覆い、前記光学機能部を形成する光学機能部形成層よりも高屈折である高屈折率層と、
前記高屈折率層と前記透明層との間にあって、前記高屈折率層と前記透明層とを接着する接着層と、
を備え、
前記高屈折率層の屈折率は、前記接着層の屈折率よりも高いこと、
を特徴とする積層体。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の積層体において、
この積層体を形成する樹脂層に埋め込まれた透明な埋込部材を備え、
前記光学要素層は、前記埋込部材よりも上側に配置され、
前記反射部は、前記樹脂層のうち前記埋込部材を囲い、不透明又は半透明に構成された壁部であること、
を特徴とする積層体。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の積層体において、
前記光学機能部は、回折格子であること、
を特徴とする積層体。
【請求項６】
請求項５に記載の積層体において、
前記光学要素層の前記光学機能部を覆い、前記光学機能部を形成する光学機能部形成層よりも高屈折である高屈折率層を備え、
前記光学機能部形成層及び前記高屈折率層の屈折率差は、前記回折格子の機能を発揮する程度に大きいこと、
を特徴とする積層体。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の積層体において、
上側から見た状態で、前記光学要素層の外形は、前記光学要素層を収容する収容部の外形よりも大きく、
前記光学要素層は、撓んだ状態で、前記収容部に収容されていること、
を特徴とする積層体。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の積層体において、
前記光学要素層を収容する収容部の前記反射部は、上面に反射面を有する段部を備えること、
を特徴とする積層体。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の積層体において、
前記光学要素層よりも下側に配置された反射層を備えること、
を特徴とする積層体。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の積層体において、
前記光学要素層を上側から見た状態における前記光学要素層の外形を構成する辺の少なくとも一部は、外部に露出して配置されていること、
を特徴とする積層体。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の積層体において、
この積層体は、カードであること、
を特徴とする積層体。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の積層体を含む冊子体。
【国際調査報告】
2018074595.tif 000016
2018074595.tif 000017
2018074595.tif 000018
2018074595.tif 000019