(57)【要約】【課題】より高い偽造防止効果を実現すること。【解決手段】２００ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内の最小中心間距離で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および／または凹部が設けられ、反射性材料層によって少なくとも一部を被覆された第１界面部を含みさらにと、方向の揃った複数の直線状の凸部および／または凹部の、あるいは方向の揃った複数の平面形状が円形、楕円形または多角形である複数の凸部および／または凹部の光散乱領域からなり、反射性材料層によって少なくとも一部を被覆された第２界面部と、を含んだ第１光学効果層と、  前記第１光学効果層を間に挟んで前記反射性材料層と向き合っているか又は、前記反射性材料層を間に挟んで前記第１光学効果層と向き合った部分を備え、コレステリック液晶、パール顔料及び多層干渉膜の少なくとも１つを含んだ第２光学効果層とを具備した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２００ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内の最小中心間距離で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および／または凹部が設けられ、反射性材料層によって少なくとも一部を被覆された第１界面部と、
方向の揃った複数の直線状の凸部および／または凹部の、あるいは方向の揃った複数の平面形状が、楕円形または多角形である複数の凸部および／または凹部の光散乱領域からなり、反射性材料層によって少なくとも一部を被覆された第２界面部と、を含んだ第１光学効果層と、
前記第１光学効果層を間に挟んで前記反射性材料層と向き合っているか又は、前記反射性材料層を間に挟んで前記第１光学効果層と向き合った部分を備え、コレステリック液晶、パール顔料及び多層干渉膜の少なくとも１つを含んだ第２光学効果層とを具備した表示体。
【請求項２】
基材と、前記基材に支持された請求項１に記載の表示体とを具備したことを特徴とする表示体付き物品。
【請求項３】
前記基材は紙であり、前記表示体は前記紙の内部に埋め込まれていることを特徴とする請求項２に記載の表示体付き物品。
【請求項４】
前記表示体はスレッド状であることを特徴とする請求項３に記載の表示体付き物品。
【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技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
有価証券、証明書、ブランド品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、そのような物品には、偽造防止効果に優れた表示体を支持させることがある。
【０００３】
そ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などの微細構造を含んでいる。これら微細構造は、解析することが困難である。また、これら微細構造を含んだ表示体を製造するためには、電子線描画装置などの高価な製造設備が必要であり、それゆえ、このような表示体は、高い偽造防止効果を発揮し得る。
【０００４】
複数の溝からなるレリーフ型回折格子が設けられた第一界面部と、前記複数の溝の最小中心間距離と比較してより小さい中心間距離で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が設けられた第二界面部とを備えたことを特徴とする表示体が提案されている。この表示体は、高精細な構造を含んでおり、かつ特殊な光学特性を有している（特許文献１）。
【０００５】
また、平坦な鏡面部分と、レリーフ構造体があり、このレリーフ構造は可視光スペクトルの短波長端における所定の極限波長λより短い周期を有する提案がなされている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０７４７０号公報
【特許文献２】特許第４３１５３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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り、前述の従来技術に対して、さらに新たな光学効果を加えることにより、より不正な偽造を困難とすることができる高いセキュリティ効果を有する光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、２００ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内の最小中心間距離で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および／または凹部が設けられ、反射性材料層によって少なくとも一部を被覆された第１界面部と、
方向の揃った複数の直線状の凸部および／または凹部の、あるいは方向の揃った複数の平面形状が楕円形または多角形である複数の凸部および／または凹部の光散乱領域からなり、反射性材料層によって少なくとも一部を被覆された第２界面部と、を含んだ第１光学効果層と、
前記第１光学効果層を間に挟んで前記反射性材料層と向き合っているか又は、前記反射性材料層を間に挟んで前記第１光学効果層と向き合った部分を備え、コレステリック液晶、パール顔料及び多層干渉膜の少なくとも１つを含んだ第２光学効果層とを具備した表示体である。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、基材と、前記基材に支持された請求項１に記載の表示体とを具備したことを特徴とする表示体付き物品である。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、前記基材は紙であり、前記表示体は前記紙の内部に埋め込まれていることを特徴とする請求項２に記載の表示体付き物品である。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、前記表示体はスレッド状であることを特徴とする請求項３に記載の表示体付き物品である。
【発明の効果】
【００１２】
従来の光学素子とは異なり、色変化、補色による色変化、回折光、散乱光といった見え方の新規で、偽造防止効果、装飾効果及び美的効果のある光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一態様に係る表示体を概略的に示す平面図。
【図２】図１に示す表示体のＸ−Ｘ’線に沿った断面図。
【図３】図１及び図２に示す表示体の第２界面部に採用可能な線状の異方性散乱領域の一例を概略的に示す平面図。
【図４】図１及び図２に示す表示体の第２界面部に採用可能な線状以外の形状の凸部および／または凹部を含んだ異方性散乱領域の例を概略的に示す斜視図。
【図５】図１及び図２に示す表示体の第２界面部に採用可能な線状以外の形状の凸部および／または凹部を含んだ異方性散乱領域の例を概略的に示す斜視図。
【図６】図１及び図２に示す表示体の第１界面部に採用可能な構造の一例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本願発明の平面図であり、図２は、図１のＸ−Ｘ’面の断面図であり、高精細な構造に加えて、さらにカラーシフト効果を付加した光学素子である。具体的には、第１光学層３と、第２光学層４を有し、第１光学層３は、光学構造形成層５と反射層６を有し、かつ光学構造形成層５は少なくとも第一界面部１と第二界面部２を有する。
【００１５】
第一界面部１は、図６に構造の一例として示すように、２００〜５００ｎｍの範囲内の最小中心間距離で二次元的に配置され、各々が順テーパ形状を有する複数の凹部又は凸部からなる回折構造を有し、第二界面部２は、凹部又は凸部からなる異方性散乱構造を有し、第２光学層４は、多層干渉構造を有する。
【００１６】
第二界面部２は、方向のそろった複数の直線状の凹部又は凸部からなる異方性散乱構造８を有し、さらに、第２光学層４は、コレステリック液晶層または屈折率の異なるフィルムを複数積層した多層干渉フィルムである。正反射光を観測する時、反射角の変化（垂直方向に対し大体０°〜４５°）に伴い、第一界面部１において、第２光学層４による色変化（色Ａ⇒色Ｂ）を認識することができ、第二界面部２においては、第２光学層４で見える色の補色による色変化（色Ａの補色⇒色Ｂの補色）を認識できる。
【００１７】
図３は図１及び図２に示す表示体の第２界面部に採用可能な線状の異方性散乱領域の一例を概略平面図であり、方向のそろった複数の直線状の凸部および／または凹部からなり、直線方向とその直線に対して、直角方向では反射光が異なる。図４、図５は線以外の平面形状の凸部および／または凹部を含んだ異方性散乱領域の例を示しており、同様な効果を示す。異方性散乱領域の凹凸構造が図４のように多角形である場合、凹凸構造の平面形状の方向が揃っているとは、多角形の辺の方向が揃っていることを意味する。特に矩形形状では直交する２辺に平行な方向で異方性が強まることから好ましい。また、図５のように楕円形の場合、平面形状の方向が揃っているとは楕円の長軸方向が揃っていることを意味する。
【００１８】
視角を深い角度（垂直方向に対し大体７０°〜９０°）で観測する時、第一界面部において、第１光学層による回折光を認識することができ、第二界面部においては、散乱光を認識できる。このように従来の光学素子とは異なった見え方の新規の光学素子とすることができる。
【００１９】
さらに、第二界面部２を方向のそろった複数の直線状の凹部又は凸部からなる異方性散乱構造８とすることで、正反射光を観測する時、反射角の変化（垂直方向に対し大体０°〜４５°）に伴い、第二界面部２の散乱方向において、第１界面において第２光学層４により見える色変化（色Ａ⇒色Ｂ）の補色の色変化（色Ａの補色⇒色Ｂの補色）を認識でき、非散乱方向において光の吸収を認識できる。また、視角を深い角度（垂直方向に対し大体７０°〜９０°）で観測する時、第二界面部２の散乱方向において、散乱光を認識でき、非散乱方向において光の吸収を認識できる。
【００２０】
第１光学層３は、基材上に形成することができる。基材としては、ＰＥＴ等の公知のプラスチックフィルムを用いることができる。
【００２１】
第１光学層３は、光学構造形成層５を有し、例えば、光透過性の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び紫外線又は電子線硬化性樹脂（以下、光硬化性樹脂ともいう）などの樹脂を使用する。第１光学層３の材料として熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を用いると、原版を用いた転写により、一方の主面に、凹構造及び／又は凸構造を容易に形成することができる。
【００２２】
光透過性を有する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、ニトロセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルスチレン共重合体、塩化ビニル及びポリメタクリル酸メチルが挙げられる。
【００２３】
光透過性を有する熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステルウレタン、アクリルウレタン、エポキシウレタン、シリコーン、エポキシ及びメラミン樹脂が挙げられる。光硬化性樹脂とは、紫外線及び電子線などの光の照射によって硬化する樹脂をいう。光の照射によってラジカル重合する代表的な樹脂としては、分子中にアクリロイル基を有するアクリル樹脂が挙げられ、例えば、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系若しくはポリオールアクリレート系のオリゴマー若しくはポリマー、単官能、２官能若しくは多官能重合性（メタ）アクリル系モノマー（例えば、テトラヒドロフルフリルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレン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、ペンタエリトリトールトリアクリレート又はペンタエリトリトールテトラアクリレート）又はそのオリゴマー若しくはポリマー、又はこれらの混合物が使用される。
【００２４】
反射層６は、第一界面部１の少なくとも一部を被覆している。反射層６としては、例えば、アルミニウム、銀、錫、クロム、ニッケル、銅、金及びこれらの合金などの金属材料からなる金属又は合金層を使用することができる。この場合、反射層６は、典型的には、真空製膜法を用いて形成する。真空製膜法としては、例えば、真空蒸着法及びスパッタリ
ング法が挙げられる。反射層６の厚みは、例えば、１ｎｍ乃至１００ｎｍの範囲内とする。
【００２５】
反射層６は、表示体に、視認性がより優れた像を表示させる役割を担っている。また、反射層６を設けることにより、第１光学層３の一方の主面に設けられた凹構造及び／又は凸構造の損傷を生じ難くすることも可能となる。
【００２６】
第一界面部１は、高精細な構造にすることにより、浅い角度では光が吸収され、深い角度では回折光を認識できるものとなる。第一界面部１には、図５に示すような複数の凹部又は凸部が設けられている。これら凹部又は凸部は、２００ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内の最小中心間距離で二次元的に配置されている。凹部又は凸部は、典型的には、規則的に配置されている。凹部又は凸部の各々は、順テーパ形状を有している。凹部又は凸部の深さ又は高さは、通常は溝の深さよりも大きく、典型的には０．３μｍ乃至０．５μｍの範囲内にある。凹部又は凸部の最小中心間距離に対する深さ又は高さの比（以下、アスペクト比ともいう）は、例えば、０．５乃至１．５の範囲内にある。
【００２７】
これらの構造は、版を用いて光学構造形成層５の形成時又は形成後に形成することができる。第二界面部２は散乱構造とする。また、方向によって散乱をする図３、図４、図５に示した異方性散乱構造８でも良い。
【００２８】
第２光学層は、第１光学層３と向き合った部分を備えている。図２には、一例として、第２光学層が光学構造形成層５側に向き、反射層６を外側にして第１光学層３の全体と向き合っている場合を描いているが、第２光学層が光学構造形成層５との間に反射層６を挟んで第１光学層３の全体と向き合うようにしても良い。第２光学層と第１光学層の積層は、第１光学層上に直接形成しても良いし、別の基材に形成し、接着剤を介して第１光学層に転写して積層しても良い。
【００２９】
第２光学層は、コレステリック液晶、パール顔料及び多層干渉膜の少なくとも１つを含んでいる。第２光学層は、典型的には、コレステリック液晶を含んでいる。第２光学層がコレステリック液晶を含んでいる場合、第２光学層は、例えば、コレステリック構造を有する化合物を含んだ材料、又は、ネマチック液晶にカイラル剤を添加してコレステリック構造を持たせたものを含んだ材料を用いて製造することができる。コレステリック液晶は、例えば、ネマチック液晶に添加するカイラル剤の量及び種類などを変化させることにより、そのヘリカルピッチ及び偏光面のねじれ方向を変化させることが可能である。
【００３０】
また、液晶分子の両末端に、アクリル基などの重合基を導入することもできる。こうすると、各液晶分子を配向させた後に、その配向を固定することが容易となる。第２光学層がコレステリック液晶を含んでいる場合、第２光学層４は、コレステリック液晶からなる層であってもよく、コレステリック液晶顔料を含んだ層であっても良い。
【００３１】
第２光学層４がパール顔料を含んでいる場合、第２光学層４は、典型的には、印刷法又は塗布法により形成する。これら印刷法又は塗布法としては、公知の方法を採用することができる。第２光学層４が含み得る多層干渉膜は、屈折率が互いに異なった複数の層が積層されてなる。多層干渉膜を構成する各層は、例えば、金属薄膜、セラミクス薄膜又は有機ポリマー薄膜である。多層干渉膜は、例えば、屈折率が互いに異なった層の交互積層体を含んでいる。例えば、セラミクス薄膜又は光透過率を２０乃至７０％の範囲内とした金属薄膜と、有機ポリマー薄膜とを、所定の厚みで交互に積層させることにより、特定波長の可視光のみを吸収又は反射する多層干渉膜が得られる。
【００３２】
以下に、多層干渉膜を構成する各層に採用可能な材料の例を挙げる。なお、以下におい
て、化学式又は化合物名の後ろに記載した括弧内の数値は、各々の屈折率を表している。セラミクスとしては、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（２．０）、ＷＯ３（２．０）、ＳｉＯ（２．０）、Ｓｉ２Ｏ３（２．５）、Ｉｎ２Ｏ３（２．０）、ＰｂＯ（２．６）、Ｔａ２Ｏ３（２．４）、ＺｎＯ（２．１）、ＺｒＯ２（２．０）、ＭｇＯ（１．６）、Ｓｉ２Ｏ２（１．５）、ＭｇＦ２（１．４）、ＣｅＦ３（１．６）、ＣａＦ２（１．３〜１．４）、ＡｌＦ３（１．６）、Ａｌ２Ｏ３（１．６）及びＧａＯ（１．７）を挙げることができる。
【００３３】
金属としては、Ａｌ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｉ、及びこれらの合金を挙げることができ、有機ポリマーとしては、ポリエチレン（１．５１）、ポリプロピレン（１．４９）、ポリテトラフロロエチレン（１．３５）、ポリメチルメタクリレート（１．４９）及びポリスチレン（１．６０）を挙げることができる。
【００３４】
第２光学層４が多層干渉膜を含んでいる場合、第２光学層４は、膜厚、成膜速度、積層数及び光学膜厚などの制御が可能な公知の方法を用いて形成する。このような方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法及び化学気相堆積法（ＣＶＤ法）が挙げられる。なお、光学膜厚とは、屈折率と膜厚との積である。
【００３５】
あるいは、上記の多層干渉膜は、多層同時押し出しにより形成された多層フィルムであってもよい。この多層フィルムは、屈折率が互いに異なった複数のプラスチック薄膜の交互積層体である。これらプラスチック薄膜の各々は、プラスチック材料を含んでいる。これらプラスチック薄膜の各々は、必要に応じて、助剤を含んでいても良い。
【００３６】
正反射光を観測する時、反射角の変化（垂直方向に対し大体０°〜４５°）に伴い、第一界面部において、第２光学層４による色変化（色Ａ⇒色Ｂ）を認識することができ、第二界面部においては、第一界面部において第２光学層４により見える色の補色による色変化（色Ａの補色⇒色Ｂの補色）を認識できる。
【００３７】
第二界面部２の色変化は多層膜本来の色変化であり、色Ａ、Ｂと多層膜の色について関連させると、色Ａ：多層膜本来の色Ａ’の補色、色Ｂ：多層膜本来の色Ｂ’の補色となる。
【００３８】
第一界面部１と第２光学層（多層膜とした時）とを組み合わせた場合、垂直方向に対し大体０°〜４５°〜７０°〜９０°傾けると、多層膜のみ：色Ａの補色〜色Ｂの補色〜透明〜透明、第一界面部１のみ：黒〜黒〜第一界面部１の構造による色変化（回折光）〜第一界面部１の構造による色（回折光）のように見え、第一界面部１の黒上に多層膜があると、多層膜本来の色の補色が見える。組み合わせると、色Ａ〜色Ｂ〜第一界面部１の構造による色変化（回折光）〜第一界面部１の構造による色（回折光）のように見える。
【００３９】
視角を深い角度（垂直方向に対し大体７０°〜９０°）で観測する時、第一界面部１において、第１光学層３による回折光を認識することができ、第二界面部２においては、散乱光を認識できる。このように従来の光学素子とは異なった見え方の新規の光学素子とすることができる。
【００４０】
本発明の光学素子は、接着層７を設けてシールとすることもでき、また、剥離性の基材上に形成し、転写箔として用いても良い。また、紙などにすきこんでも良い。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・第一界面部
２・・・第二界面部
３・・・第１光学層
４・・・第２光学層
５・・・光学構造形成層
６・・・反射層
７・・・接着層
８・・・異方性散乱構造
【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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