JP5359123B2 - Diffraction grating or hologram - Google Patents

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JP5359123B2 JP2008219073A JP2008219073A JP5359123B2 JP 5359123 B2 JP5359123 B2 JP 5359123B2 JP 2008219073 A JP2008219073 A JP 2008219073A JP 2008219073 A JP2008219073 A JP 2008219073A JP 5359123 B2 JP5359123 B2 JP 5359123B2
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a diffraction grating or a hologram capable of improving such defects that to be "disordered" and to "strongly" diffract light by generating interference of light in accordance with "periodicity" of ruggedness are contradictory to each other when enhancing a forgery prevention effect according to disorderliness of hidden information and that a large fluctuation/irregularity is caused in brightness or tone of color of the diffraction image or hologram image when visually observing the whole of diffraction grating or hologram prepared by the technology, in regard to the diffraction grating or hologram having the hidden information according to a rugged structure incorporated as information difficult to ascertain by visible sight in various kinds of picture patterns used for security application. <P>SOLUTION: Diffraction grating lines each of which is formed by arranging prescribed information as the hidden information into a column of rugged shape are arrayed regularly in parallel with a period of length double the visible light wavelength and, thereby, the interference of the diffractive light of the diffractive grating or hologram is intensified to provide a diffractive image without fluctuation or irregularity. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、主にセキュリティ用途に使用される凹凸構造に関し、詳しくは、回折格子やホログラムなど、セキュリティ用途で使用される各種絵柄の中に、目視では確認困難な情報として組み込まれた凹凸構造による隠し情報を有する回折格子またはホログラムに関する。   The present invention relates to a concavo-convex structure mainly used for security applications, and more particularly, to a concavo-convex structure incorporated as information that is difficult to confirm visually in various patterns used for security applications such as diffraction gratings and holograms. The present invention relates to a diffraction grating or hologram having hidden information.

(主なる用途)本発明の回折格子又はホログラムの主なる用途としては、偽造防止分野に使用される回折格子又はホログラムであって、具体的には、クレジットカード等の偽造されて使用されると、カード保持者やカード会社等に損害を与え得るもの、運転免許証、社員証、会員証等の身分証明書、入学試験用の受験票、パスポート等、紙幣、商品券、ポイントカード、株券、証券、抽選券、馬券、預金通帳、乗車券、通行券、航空券、種々の催事の入場券、遊戯券、交通機関や公衆電話用のプリペイドカード等がある。   (Main application) The main application of the diffraction grating or hologram of the present invention is a diffraction grating or hologram used in the field of anti-counterfeiting. Can cause damage to cardholders and card companies, driver's licenses, employee ID cards, ID cards such as membership cards, entrance examinations for entrance examinations, passports, banknotes, gift certificates, point cards, stock certificates, There are securities, lottery tickets, horse betting tickets, bankbooks, boarding tickets, pass tickets, air tickets, admission tickets for various events, play tickets, prepaid cards for transportation and public telephones.

これらはいずれも、経済的、もしくは社会的な価値を有する情報を保持した情報記録体であり、偽造による損害を防止する目的で、記録体そのものの真正性を識別できる機能を有することが望まれる。   Each of these is an information recording body that holds information having economic or social value, and it is desirable to have a function that can identify the authenticity of the recording body for the purpose of preventing damage caused by forgery. .

また、これら情報記録体以外であっても、高額商品、例えば、高級腕時計、高級皮革製品、貴金属製品、もしくは宝飾品等の、しばしば、高級ブランド品と言われるもの、または、それら高額商品の収納箱やケース等も偽造され得るものである。また、量産品でも有名ブランドのもの、例えば、オーディオ製品、電化製品等、または、それらに吊り下げられるタグも、偽造の対象となりやすい。   In addition to these information recording media, expensive products such as luxury watches, luxury leather products, precious metal products, jewelry, etc., often referred to as luxury brand products, or storage of such expensive products. Boxes and cases can also be forged. In addition, mass-produced products of famous brands, such as audio products, electrical appliances, etc., or tags that are hung on them are also subject to forgery.

さらに、著作物である音楽ソフト、映像ソフト、コンピュータソフト、もしくはゲームソフト等が記録された記憶体、またはそれらのケース等も、やはり偽造の対象となり得る。また、プリンター用のトナー、用紙など、交換する備品を純正材料に限定している製品などにも、偽造による損害を防止する目的で、そのものの真正性を識別できる機能を有することが望まれる。   Furthermore, a storage body in which music software, video software, computer software, game software, or the like, which is a copyrighted work, or cases thereof can also be forged. In addition, it is desirable that products such as printer toner, paper, and the like in which supplies to be replaced are limited to genuine materials have a function of identifying their authenticity for the purpose of preventing damage caused by forgery.

特に、本発明の回折格子又はホログラムは、同一のものを作成することが物理的にも経済的にも不可能なものが望まれる分野、すなわち、芸術品や、骨董品等の鑑定しなければその価値を証明できない分野、もしくは、非常に貴重なものであって模造品でないことを所有者や関係者のみ知り得る方法により確認する必要がある分野等に最適である。   In particular, the diffraction gratings or holograms of the present invention must be identified in fields where it is physically and economically impossible to produce the same, that is, arts and antiques. It is most suitable for the field where the value cannot be proved, or the field where it is necessary to confirm by the method that only the owner or the person concerned can know that it is very precious and not imitation.

高額な金券類に着目すると、近年、カラーコピー機による偽造事件が頻発している。
そのために、高額紙幣や商品券等の金券類は、デザインの一部にカラーコピー機のセンサーでは読み取ることができない小さな網点や細線を、同じ反射濃度でデザインされた絵柄の中に組み込んでいる。その結果、これらの高額紙幣や商品券をカラーコピー機によって複写しようとすると、コピー機のスキャナーが小さな網点や細線を読み落とし、その部分が白く抜けることでコピー品であると判別している。
Focusing on expensive cash vouchers, forgery cases with color copiers have frequently occurred in recent years.
For this reason, money vouchers such as high-value banknotes and gift certificates incorporate a small halftone dot or fine line that cannot be read by a color copier sensor in a part of the design, in a pattern designed with the same reflection density. . As a result, when trying to copy these high-value banknotes and gift certificates with a color copier, the copier scanner reads out small dots and fine lines, and those parts are identified as white and are identified as copies. .

(背景技術)
また、高度な複製技術を必要とするホログラムが、一部の高額紙幣や、その他の金券類に採用されている。
ホログラムは、また、その凹凸面に金属の反射層を形成することにより、ホログラムをコピーした時にホログラム形成部を黒に再現するため、コピー牽制手段として利用されている。
しかしながら、技術の進歩によって、ホログラムに近似の偽造品が出現するようになってきた。そして、このような偽造品をチェックするために、ホログラムの光回折構造即ち回折格子の中に判別困難な隠し情報を組み込んで真偽判別の手段として使用する技術が開示されている。
ところがこれらの技術を使用した製品も、見る角度によって隠し情報が微かに判別されてしまうという課題があった。
(Background technology)
In addition, holograms that require advanced duplication techniques have been adopted for some high-value banknotes and other cash vouchers.
Holograms are also used as copy restraining means because a metal reflection layer is formed on the uneven surface to reproduce the hologram forming portion in black when the hologram is copied.
However, due to technological progress, counterfeit products similar to holograms have appeared. In order to check such a counterfeit product, a technique is disclosed in which hidden information that is difficult to discriminate is incorporated into a light diffraction structure of a hologram, that is, a diffraction grating, and used as a means for discriminating authenticity.
However, products using these technologies also have a problem that hidden information is slightly discriminated depending on the viewing angle.

このような課題に対して、目視手段による判別が極めて困難な隠し情報を含む回折格子により構成された真贋識別構造及びその作製方法が提供されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1で開示されている技術は、回折格子で構成されたデザインの中に、第一の隠し情報を有し、その第一の隠し情報の中にさらに文字・記号又はこれらの組み合わせによる第ニの隠し情報を凹凸によって形成するものである。この第ニの隠し情報のサイズは、0.5μm〜50μmであり、簡易な顕微鏡を用いても判読が困難である。   In order to solve such a problem, an authenticity identification structure constituted by a diffraction grating including hidden information that is extremely difficult to discriminate by a visual means and a manufacturing method thereof are provided (for example, see Patent Document 1). The technique disclosed in Patent Document 1 has first hidden information in a design constituted by a diffraction grating, and the first hidden information further includes characters / symbols or a combination thereof. The hidden information is formed by unevenness. The size of the second hidden information is 0.5 μm to 50 μm and is difficult to read even with a simple microscope.

また、例え第ニの隠し情報として形成されている凹凸の情報を精密な顕微鏡で判読したとしても、その情報は無秩序(ランダムな)情報であり、且つ、そのサイズも無秩序に形成されているため、偽造を試みる場合は、回折格子デザインの全ての部分の情報及びサイズを判読し尽くして再現しなければ真正なものを作ることは不可能であるため、高い偽造防止効果を有する。   Moreover, even if the information on the unevenness formed as the second hidden information is read with a precise microscope, the information is random (random) information and the size is also formed randomly. When trying to counterfeit, since it is impossible to make an authentic one unless the information and size of all parts of the diffraction grating design are completely read and reproduced, it has a high anti-counterfeiting effect.

特開2007−292899号公報JP 2007-292899 A

特許文献1に開示されている技術は、その無秩序性によって偽造防止効果を高めたものであるが、「無秩序」であることと、凹凸の「周期性」により透過光若しくは反射光の干渉を発生させて光を「強く」回折させるという「回折の原理・原則」とは、相反し、この技術により作成された回折格子またはホログラム全体を目視にて観察した場合、その回折画像やホログラム画像の明るさや色合いに大きなバラツキ・ムラが発生していた。しかも、そのバラツキ・ムラの発生度合いは設計段階では予想がつかず、実際に回折格子またはホログラムを作成してその仕上がり(画像の明るさや色調)を観察し部分的に修正するという手順をとらざるを得ないという欠点があった。   The technique disclosed in Patent Document 1 has improved anti-counterfeiting effect due to its disorder, but it is “disorder” and generates interference of transmitted light or reflected light due to “periodicity” of unevenness. This is contrary to the “principle principle / principle” of diffracting light “strongly”. When the entire diffraction grating or hologram produced by this technique is observed visually, the brightness of the diffraction image or hologram image There were large variations and unevenness in the shade. Moreover, the degree of variation and unevenness cannot be predicted at the design stage, and the procedure of actually creating a diffraction grating or hologram and observing the finish (brightness and color tone of the image) and partially correcting it is not taken. There was a drawback of not obtaining.

発明の回折格子またはホログラムは、可視光波長の2倍の長さの周期のレリーフ形状を有する回折格子または、その回折格子で構成されるホログラム、であって、その回折格子線が、所定の文字、記号、図柄の何れか、または、何れかの組み合わせ情報(以下所定情報という)を表示する一列の凹凸構造からなり、かつ、前記回折格子線の並びに垂直な方向での断面が周期性を有する回折格子線群のレリーフ形状を構成するとともに、前記断面の形状が周期性を備えている。 Grating or hologram beam of the present invention, the diffraction grating having a relief shape of the period of twice the length of the visible light wavelength or, a hologram, and in that the diffraction grating, whose grating lines, predetermined The section of the diffraction grating lines in the vertical direction is periodic, and is composed of a row of uneven structures for displaying any of the characters, symbols, designs, or any combination information (hereinafter referred to as predetermined information). thereby constituting a diffraction grating line group relief profile having the shape of the cross section that have a periodicity.

基本構造として、「回折格子線」が平行に複数並んでおり(以下、回折格子線群ともいう。)、この複数の線群の並びに垂直な方向での断面をみると、周期性を有する「回折格子線群のレリーフ形状」を観察できる。
このレリーフ形状は、「完全な周期性」(曲線が、その一周期分を、全く同一形状で繰り返して形成されている。)を有する。
As a basic structure, a plurality of “diffraction grating lines” are arranged in parallel (hereinafter also referred to as “diffraction grating line group”). The relief shape of the diffraction grating line group can be observed.
This relief shape has “perfect periodicity” (the curve is formed by repeating one cycle of the same shape in exactly the same shape).

すなわち、回折格子線群の中の一本の「回折格子線」に垂直な方向での断面は、その格子線のところが、例えば一つの凸で構成され、それに続く格子線間の溝の部分が、一つの凹で構成されている形状となる(この一つずつの凹凸が一周期となる。)。この凹凸形状(一周期分)が、並んでいる他の「回折格子線」の垂直方向の断面と全て同一となっていることを意味する。 That is, the cross section in the direction perpendicular to one “diffraction grating line” in the diffraction grating line group is configured by, for example, one convex portion of the grating line, and the groove portion between the subsequent grating lines is formed. , It becomes a shape constituted by one concave (this one unevenness is one cycle). This means that the uneven shape (for one period) is the same as the vertical cross section of the other “diffraction grating lines” arranged side by side.

例えるならば、三角関数と同様の周期性を備えている。周期性を持つあらゆる関数(あらゆる凹凸形状)は、必ず「正規三角関数の和」で表わされるが、この場合の「正規三角関数の和」の一周期分が、「回折格子線」1本の断面とそれに続く回折格子線間の溝1本の断面で形成される一組の凹凸形状に対比される。   For example, it has the same periodicity as a trigonometric function. Every function with periodicity (any irregular shape) is always represented by “sum of normal trigonometric functions”. In this case, one period of “sum of normal trigonometric functions” is one “diffraction grating line”. This is contrasted with a set of concavo-convex shapes formed by a cross section and a cross section of a single groove between the diffraction grating lines.

ある光源(観察する光ともいう。)でこの回折格子線群を照明した場合、その光源の光の波長と、この凹凸形状及び、その周期の大きさ、凹凸の数との関係から、この回折格子線群の回折光(回折格子線群を透過もしくは反射するときに、この回折格子線群によって回折した光。再生画像もしくは回折画像ともいう。種々の回折格子線群の集合体(その周期や、平行に並べる角度を種々変えた回折格子線群の集まり)である場合は、個々の回折格子線群の再生画像が合わさり、より複雑な再生画像、さらにはホログラム画像となる。)の回折強度及び回折角度(回折方向)等が決定される。   When this diffraction grating line group is illuminated with a certain light source (also referred to as light to be observed), this diffraction is based on the relationship between the wavelength of the light from the light source, the uneven shape, the period size, and the number of uneven portions. Diffraction light of a grating line group (light diffracted by this diffraction grating line group when transmitted or reflected through the diffraction grating line group. Also referred to as a reproduction image or a diffraction image. In the case of a group of diffraction grating line groups in which the angles arranged in parallel are varied), the reproduction images of the individual diffraction grating line groups are combined to form a more complex reproduction image and further a hologram image. And the diffraction angle (diffraction direction) and the like are determined.

本発明のように観察する光を可視光とした場合、その波長は、ほぼ400nm〜800nmとなることから、上記した周期は、その2倍すなわち、0.8μm〜1.6μmとなる。
この範囲の中でどの数値を採用するかは、実際に使用する観察する光の波長もしくは波長域や、回折光により再現する再生画像、すなわち、回折画像やホログラム画像のデザインにより決定される。
When the light to be observed is visible light as in the present invention, the wavelength is approximately 400 nm to 800 nm, and thus the above-described period is twice, that is, 0.8 μm to 1.6 μm.
Which numerical value is adopted in this range is determined by the wavelength or wavelength range of the actually used observation light and the reproduction image reproduced by the diffracted light, that is, the design of the diffraction image or hologram image.

一組の「回折格子線」と「回折格子線間の溝」(以後、これを併せて「一本の回折格子線」ともいう。)の断面の凹凸形状について、その「回折格子線」に沿った方向にみると、その凹凸形状は所定情報の形状により、様々に形を変えることになるが、一組の「回折格子線」と「回折格子線間の溝」の断面の凹凸形状と、その隣の同様の断面の凹凸形状は(一つの回折格子線群の中では、)、同調して様々に形を変える。その形状の変化は「回折格子線」の端から端まで同期している。
すなわち、本発明の複数の「回折格子線」を俯瞰すると、一本の回折格子線に沿った複雑な凹凸構造が、それと平行に、全く同じ形状で何本も並んでいることが判る。
Regarding the concavo-convex shape of the cross section of a pair of “diffraction grating lines” and “grooves between diffraction grating lines” (hereinafter also referred to as “one diffraction grating line”), When viewed in the direction along, the shape of the unevenness will change variously depending on the shape of the predetermined information, but the uneven shape of the cross section of a pair of “diffraction grating lines” and “grooves between diffraction grating lines” The adjacent concavo-convex shape of the same cross-section (within one diffraction grating line group) changes its shape in synchronism. The change of the shape is synchronized from end to end of the “diffraction grating line”.
That is, when a plurality of “diffraction grating lines” of the present invention are looked down, it can be seen that a number of complicated uneven structures along one diffraction grating line are arranged in parallel with each other in exactly the same shape.

本発明において、単純な具体例を示すと、一つの「回折格子線」に沿って、隠し情報としての所定情報(例えば“H“という文字)が、活版印刷における「”H“文字の凸版」のように、凹凸構造で形成されている。これが、その「回折格子線」に沿って「HHHHHHH・・」と形成されている。この「回折格子線」と平行に複数形成されている回折格子線群は、端から端までこの「回折格子線」とまったく同一の立体形状をしており、且つ、上記した垂直な方向にみると、全ての「回折格子線」上の文字が同じ位置にくるように配置されている。 In the present invention, as a simple specific example, along one “diffraction grating line”, predetermined information as hidden information (for example, a letter “H”) is “letterplate of letter“ H ”in letterpress printing”. as in, it is formed in a concavo-convex structure. This is formed as “HHHHHHH...” Along the “diffraction grating line”. A plurality of diffraction grating line groups formed in parallel with the “diffraction grating lines” have the same three-dimensional shape as the “diffraction grating lines” from end to end, and are viewed in the vertical direction described above. And all the characters on the “diffraction grating line” are arranged at the same position.

この配置によって、垂直方向の断面形状が、三角関数のように正確な周期性を持つことになる。この断面形状の周期が、光の回折方向及び色調を決める要素となるため、「回折格子線」に対して垂直方向に周期性を持たせることが、カラーホログラム画像等の複雑な再生画像を設計する点で望ましい。但し、垂直方向でなくても、所定の方向(垂直方向から所定の角度ずらした方向)に周期性を持たしたとしても本発明の効果を得ることは可能である。   With this arrangement, the cross-sectional shape in the vertical direction has an accurate periodicity like a trigonometric function. Since the period of this cross-sectional shape is a factor that determines the diffraction direction and color tone of light, it is possible to design a complex reproduced image such as a color hologram image by having periodicity in the direction perpendicular to the “diffraction grating line”. This is desirable. However, the effect of the present invention can be obtained even if the periodicity is provided in a predetermined direction (a direction shifted by a predetermined angle from the vertical direction), even if not in the vertical direction.

ただし、上記例示のように所定情報が“H”文字単一であった場合は、「回折格子線」に平行な方向に同一文字が並ぶため、「回折格子線」に平行な方向でも「周期性」が発生し、この方向へも強い回折光を生み出す。この場合は、「回折格子線」に垂直な方向への回折光と、「回折格子線」へ平行な方向への回折光が強く発生し、さらに対角方向等へも2次的回折光が発生するため、本発明の目的としている(再生画像形成に寄与する)垂直方向への回折光の強度を弱める結果となる。   However, when the predetermined information is a single “H” character as shown in the above example, since the same character is arranged in a direction parallel to the “diffraction grating line”, the “period” is also in the direction parallel to the “diffraction grating line”. ”Occurs, producing strong diffracted light in this direction. In this case, diffracted light in a direction perpendicular to the “diffraction grating line” and diffracted light in a direction parallel to the “diffraction grating line” are generated strongly, and second-order diffracted light is also generated diagonally. Therefore, the intensity of the diffracted light in the vertical direction (contributing to the formation of the reproduced image), which is the object of the present invention, is reduced.

垂直方向の「回折格子線」の数は、その周期が可視光波長の2倍であることから(可視光波長領域は、400nm〜800nmであるから、その周期は、その範囲内で観察する光に応じて設定することになる。)、10本以上存在することが望ましく、且つ、上記した回折格子線に平行な方向への回折を抑えるために、同一文字列とせず、“HOL・・”というように、少なくとも3文字以上(可視光波長の3倍以上)、望ましくは5文字以上(可視光波長の5倍以上)の文字の繰り返しであることが好適である。   The number of “diffraction grating lines” in the vertical direction is that the period is twice the visible light wavelength (the visible light wavelength region is 400 nm to 800 nm, so the period is the light to be observed within that range. It is desirable that 10 or more exist, and in order to suppress diffraction in a direction parallel to the diffraction grating line, the same character string is not used, but “HOL. Thus, it is preferable to repeat the characters of at least 3 characters (3 times or more of visible light wavelength), desirably 5 characters or more (5 times or more of visible light wavelength).

以上の条件が揃うことにより、白色の可視光を観察する光として、本発明の回折格子を照明すると、所定方向に所望の強度・色調を有する回折光を観察することができる。
もちろん、所定情報は上記例に限るものでなく、文字、記号、図柄の何れか、または、これらの組み合わせ情報とすることができ、また、周期や角度の異なる回折格子群を組み合わせて、カラーホログラムを再現することも好適である。
When the above conditions are met, when the diffraction grating of the present invention is illuminated as light for observing white visible light, diffracted light having a desired intensity and color tone in a predetermined direction can be observed.
Of course, the predetermined information is not limited to the above example, and can be any of characters, symbols, designs, or a combination thereof, and color holograms can be obtained by combining diffraction grating groups having different periods and angles. It is also suitable to reproduce.

本発明の回折格子を用いることにより、上記した設計通りの回折角度・強度・色調を有する回折光を安定して得ることができ、表現したいホログラム画像を所望のものとすることが容易となる。
凹凸の形状は、所定情報を表わす凸部と平坦な凹部、所定情報を表わす凸部と点対称となる凹部、もしくはその逆の組み合わせ、さらには、3階層以上の階層を持つ階段構造等、所定情報を読み出せる構造であれば、あらゆる構造を採用することができる。
By using the diffraction grating of the present invention, it is possible to stably obtain diffracted light having the diffraction angle, intensity, and color tone as designed above, and it is easy to obtain a desired hologram image.
The shape of the unevenness is a predetermined shape such as a convex portion representing a predetermined information and a flat concave portion, a convex portion representing the predetermined information and a concave portion which is point-symmetric, or the reverse combination, or a staircase structure having three or more layers. Any structure that can read information can be adopted.

但し、凹凸形状が複雑になるほど、その繰り返しによる回折光の分布が複雑となり、回折光の強度や色調を想定する(設計する)ことが困難となるため、その場合には、回折光シミュレーション等の手法を用いることで所望の再生画像を設計することができる。また、実際に回折光を測定しその強度分布、色調分布を初期条件とした上で、再生すべき回折格子またはホログラムが持つ強度分布、色調分布を再現可能な構造を設計してもよい。   However, as the uneven shape becomes more complicated, the distribution of diffracted light due to repetition becomes more complicated, and it becomes difficult to assume (design) the intensity and color tone of the diffracted light. A desired reproduced image can be designed by using the technique. Further, a structure capable of reproducing the intensity distribution and the color tone distribution of the diffraction grating or hologram to be reproduced may be designed after actually measuring the diffracted light and setting the intensity distribution and the color tone distribution as initial conditions.

凹凸形状は、可視光波長程度の大きさ、すなわち、0.4μm〜0.8μmの大きさで所定情報を表わすが、さらに凹凸形状を複雑なものとすることができ、0.01μm以下のサイズで形成した浅く微細な凹凸変化や、凹部から凸部へ変化していく曲線をも所定情報として取り入れることができるため、これらの複雑な変化をも真正性判定の要素とでき、「偽造」することをさらに困難とできる。凹凸形状の高さ、すなわちレリーフ形状深さの最大値は、回折光強度の設計や、上記した形成方法さらには形成材料の屈折率等により決定されるが、0.8μm以下、望ましくは、0.20μm〜0.50μmが好適である。   The concavo-convex shape represents predetermined information with a size of about visible light wavelength, that is, a size of 0.4 μm to 0.8 μm, but the concavo-convex shape can be further complicated, and the size is 0.01 μm or less. Because it is possible to incorporate the shallow and fine unevenness change formed in step 1 and the curve that changes from the concave portion to the convex portion as the predetermined information, these complex changes can also be used as an element of authenticity judgment and “forge” This can be made even more difficult. The height of the concavo-convex shape, that is, the maximum value of the relief shape depth is determined by the design of the diffracted light intensity, the above-described forming method, and the refractive index of the forming material, but is 0.8 μm or less, preferably 0 20 μm to 0.50 μm is preferable.

この凹凸部を形成するため、種々の方法が用いられる。特に電子線リソグラフィーやX線リソグラフィーを用いることにより、高解像度であって、且つ、形成面全体の凹凸形状の安定性(回折格子やホログラムの全面に渡ってその所定の凹凸形状が各々同一の形状であること。凹凸形状再現性、すなわち歪みの無い周期性、歪みの無い画像再現性を実現することに寄与する。)、及び、回折格子線の平行度(10mmで0.01μm以内)、間隔精度(10mm内で、各線のズレが0.05μm以内)に優れるレリーフを得ることができる。   Various methods are used to form the uneven portion. In particular, by using electron beam lithography or X-ray lithography, it has high resolution and the stability of the concavo-convex shape of the entire formation surface (the predetermined concavo-convex shape is the same shape over the entire surface of the diffraction grating or hologram). Contributes to realizing reproducibility of uneven shape, that is, periodicity without distortion and image reproducibility without distortion.), Parallelism of diffraction grating lines (within 0.01 μm at 10 mm), spacing A relief excellent in accuracy (within 10 mm, the deviation of each line is within 0.05 μm) can be obtained.

また、これらリソグラフィー手法は、回折格子線の所定情報の位置精度が非常に高いという特性があり、回折格子に垂直な方向での断面形状をみたとき、各回折格子線の同一情報の同一位置(例えば、“H”の左端部)の切断面になり、高い周期性効果をかもし出すことが可能となる。即ち、設計通りのバラツキ・ムラの無いレリーフ構造を得ることができるとともに、設計通りの再現性を有する回折格子またはホログラムを得ることができる。
電子線レジスト用化合物には、ポジ型として、ポリメチルメタクリレート、ポリオレフィンスルフォン等、ネガ型電子線レジストとして、不飽和系高分子、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が用いられるが、カリックスアレーン系レジストは特に高解像度である。また、電子線描画装置としては、加速電圧が高い(50kV以上)ものが好ましく、電子ビーム系をnmオーダーまで絞ることができる装置がより好ましい。
X線レジスト用化合物としては、ポリメチルメタクリレート等が用いられる。
In addition, these lithography techniques have a characteristic that the positional accuracy of the predetermined information of the diffraction grating lines is very high. When the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the diffraction grating is viewed, the same position of the same information on each diffraction grating line ( For example, it becomes a cut surface at the left end portion of “H”, and a high periodicity effect can be produced. That is, it is possible to obtain a relief structure free from variations and unevenness as designed, and to obtain a diffraction grating or hologram having reproducibility as designed.
For electron beam resist compounds, polymethyl methacrylate, polyolefin sulfone, etc. are used as positive types, and unsaturated polymers, epoxy resins, silicone resins, etc. are used as negative type electron beam resists. High resolution. Further, the electron beam drawing apparatus preferably has a high acceleration voltage (50 kV or more), and more preferably an apparatus capable of narrowing the electron beam system to the nm order.
As the X-ray resist compound, polymethyl methacrylate or the like is used.

回折強度を大きくするため、上記凹凸形状が回折格子線に沿った方向にもあまり変化しないよう配慮することはさらに望ましい。このように、所定情報の判読し難さと回折強度という相反するものを両立させることが本発明の特徴である。このレリーフ原盤を用いて、レリーフ回折格子またはホログラムの各種製造方法を採用することにより、高度な偽造防止性を有し、且つ、意匠性に優れる回折格子またはホログラムのシートや、ラベル、転写箔を製造し、セキュリティー性を付与すべき各種媒体へ形成して、各種媒体の真正性を証明する。   In order to increase the diffraction intensity, it is more desirable to consider that the uneven shape does not change so much in the direction along the diffraction grating line. As described above, it is a feature of the present invention to satisfy both the difficulty of interpreting predetermined information and the conflicting intensities of diffraction. Using this relief master, various manufacturing methods for relief diffraction gratings or holograms enable the production of diffraction gratings or hologram sheets, labels, and transfer foils that are highly anti-counterfeiting and excellent in design. Manufacture and form on various media that should be given security, and verify the authenticity of the various media.

本発明の回折格子またはホログラムは、前記所定情報が「白抜き表示」されており、その画線部と、非画線部の面積が同一となり、かつ、前記非画線部の面積が所定情報表示エリアの非画線部と「回折格子」間エリアの合計であることを特徴とするものである。
非画線部の面積は、所定情報表示エリアの非画線部と、「回折格子線」と「回折格子線」との間のエリアとの合計(例えば凹部の面積の合計)であり、それ以外は画線部の面積となる(例えば凸部の面積の合計)。この面積比を1対1として、凹部すなわち矩形の底面と、凸部すなわち矩形の上面の面積を同じとするものである。
Grating or hologram beam of the present invention is pre-Symbol predetermined information is "white display", the image area of that, is the same area of the non-image area, and the area of the non-image portion Is the sum of the non-image area of the predetermined information display area and the area between the “diffraction gratings”.
The area of the non-image area is the sum of the non-image area of the predetermined information display area and the area between the “diffraction grating line” and the “diffraction grating line” (for example, the total area of the recesses). Otherwise, the area of the image line portion (for example, the total area of the convex portions). This area ratio is set to 1: 1, and the area of the concave portion, that is, the rectangular bottom surface, and the convex portion, that is, the rectangular top surface are made the same.

これにより、矩形状回折格子の底面反射光と上面反射光の光の量が、所定情報個々で同一とすることができるため、所定情報のない凹凸が1対1の矩形状回折格子に近い回折効率を得ることができる。また、画線部面積を大きく確保できるため、所定情報の判読性を高めることができる。 Thereby, since the amount of light of the bottom surface reflected light and the top surface reflected light of the rectangular diffraction grating can be made the same for each predetermined information, the unevenness without the predetermined information is a diffraction close to a one-to-one rectangular diffraction grating. Efficiency can be obtained. In addition, since the area of the image line portion can be secured large, the legibility of the predetermined information can be improved.

本発明の回折格子またはホログラムの第の態様は、前記所定情報が可視光波長の5倍以上、かつ、20倍以内の長さの繰り返し情報であることを特徴とするものである。
矩形状回折格子の回折効率は、回折格子線が所定情報をもたない場合、「回折格子線」に垂直な方向での断面が凹凸比1対1の標準的な矩形状(1次元)回折格子であるときが最も高く(正面から観察すると1次元格子に見える)、「回折格子線」に垂直な方向及び、「回折格子線」に平行な方向の両方向での断面の凹凸比が1対1の標準的な矩形状(2次元)回折格子であるときが最も低い(正面から観察すると2次元格子に見える)。
また、前記断面の形状を見たとき、その凸部断面形状と、その凹部断面形状が、その凸部と凹部の切り替わり点を中心として点対称に形成されているとき回折効率が高くなり好ましい。
A second aspect of the diffraction grating or hologram of the present invention, prior Symbol predetermined information more than five times the wavelength of visible light, and is characterized in that it is repeated length information within 20 times.
The diffraction efficiency of a rectangular diffraction grating is a standard rectangular (one-dimensional) diffraction in which the cross section in the direction perpendicular to the “diffraction grating line” has an irregularity ratio of 1: 1 when the diffraction grating line does not have predetermined information. It is the highest when it is a grating (it looks like a one-dimensional grating when viewed from the front), and the ratio of the unevenness of the cross section in both directions perpendicular to the “diffraction grating line” and parallel to the “diffraction grating line” is one pair. It is lowest when it is one standard rectangular (two-dimensional) diffraction grating (it looks like a two-dimensional grating when viewed from the front).
Further, when the shape of the cross section is viewed, it is preferable that the cross sectional shape of the convex portion and the cross sectional shape of the concave portion are formed symmetrically with respect to the switching point between the convex portion and the concave portion so that the diffraction efficiency becomes high. .

しかし、上記1次元回折格子に位置づけられる回折格子線群の中で、「回折格子線」方向の断面が端から端までまったく周期性のないランダムな凹凸であった場合(垂直方向の断面における周期性は有る)には、回折光の干渉による増幅効果が回折格子方向では見込めないため、少なくとも、可視光波長の20倍以内での周期性、好ましくは、可視光波長の10倍以内であることが望ましい。但し、1倍の場合は、上記した二次元格子となって返って回折効率が低下するため、可視光波長の3倍以上、できれば5倍以上であることが好適である。
従って、所定情報の繰り返し長さは、可視光波長の20倍以内、好ましくは、5倍以上、且つ、10倍以内であることが好適である。
However, in the diffraction grating line group positioned in the one-dimensional diffraction grating, when the cross section in the “diffraction grating line” direction is random unevenness having no periodicity from end to end (period in the vertical cross section). Since the amplification effect due to interference of diffracted light cannot be expected in the direction of the diffraction grating, the periodicity within at least 20 times the visible light wavelength, preferably within 10 times the visible light wavelength. Is desirable. However, in the case of 1 time, since it becomes the above-described two-dimensional grating and the diffraction efficiency is lowered, it is preferable that it is 3 times or more of the visible light wavelength, preferably 5 times or more.
Accordingly, the repetition length of the predetermined information is preferably within 20 times the visible light wavelength, preferably 5 times or more and within 10 times.

さらに、本発明の回折格子またはホログラムによれば、隠し情報である所定の情報を一列の凹凸形状としてなる一本の回折格子線を、可視光波長の2倍の長さの周期で規則正しく平行に配列することで、その回折格子またはホログラムの「透過光」もしくは「反射光」(合わせて「回折光」ともいう)の干渉性を高め、且つ、バラツキやムラのない回折画像を得ることができるという効果がある。さらには、所定情報の判読性と回折強度の両立を図ることができる。 Furthermore, according to the diffraction grating or hologram beam of the present invention, the single grating lines comprising the predetermined information is a hidden information as unevenness of a line, regularly parallel with a period twice as long as the wavelength of visible light By arranging the diffraction grating or the diffraction grating or hologram, the interference of “transmitted light” or “reflected light” (also referred to as “diffracted light”) of the diffraction grating or hologram can be improved, and a diffraction image free from variation and unevenness can be obtained. There is an effect that can be done. Furthermore, it is possible to achieve both readability of predetermined information and diffraction intensity.

併せて、回折光強度分布が安定しているため、設計段階で期待した通りの再生画像を得ることができ、観察しながら仕上がりを部分修正するという手間は不要となる効果がある。
また、凹凸構造を矩形波形とすることにより、回折光強度を高め、設計段階での再生画像予測を容易にする効果がある。
In addition, since the diffracted light intensity distribution is stable, it is possible to obtain a reproduced image as expected in the design stage, and there is an effect that the trouble of partially correcting the finish while observing is unnecessary.
Further , by making the concavo-convex structure into a rectangular waveform, there is an effect that the intensity of diffracted light is increased and reproduction image prediction at the design stage is facilitated.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
図1を参照して、本発明の所定情報を表わす回折格子の一例について説明する。
図1の回折格子線は、所定の文字、記号、図柄の何れか、または、これらの組み合わせ情報(以下所定情報という)を表示する一列の凹凸構造からなる所定情報を表わす、一列の凹凸構造からなる。この所定情報は、任意の文字、記号、図柄の何れか、または、これらの組み合わせ情報とすることができる。凹凸構造形成方法もサブミクロン加工(1μm以下のパターン加工)が可能な微細加工方法のいずれをも採用することができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
With reference to FIG. 1, an example of a diffraction grating representing predetermined information of the present invention will be described.
The diffraction grating lines in FIG. 1 represent a predetermined information consisting of a single line of concave / convex structure that displays any one of predetermined characters, symbols, designs, or combination information thereof (hereinafter referred to as predetermined information). Become. The predetermined information may be any character, symbol, or design, or combination information thereof. As the concavo-convex structure forming method, any of fine processing methods capable of submicron processing (pattern processing of 1 μm or less) can be adopted.

図1の例(回折格子A)では、所定情報として「A○C・・」という文字が設定されており、凸部と凹部は線対称になっている。文字の高さ・幅は、0.5μm×0.5μm(周期1.0μmの回折格子となる)であり、これは、電子線リソグラフィーにより形成できる。電子線レジストの厚さを0.6μmとし、電子線強度を線対称に分布させ、現像処理時間を抑えることで、凹凸が連続的に変化するレリーフ原盤を形成することができる。   In the example of FIG. 1 (diffraction grating A), the letters “AAC ··” are set as the predetermined information, and the convex portion and the concave portion are line-symmetric. The height / width of the character is 0.5 μm × 0.5 μm (becomes a diffraction grating with a period of 1.0 μm), which can be formed by electron beam lithography. By setting the thickness of the electron beam resist to 0.6 μm, distributing the electron beam intensity symmetrically, and suppressing the development processing time, it is possible to form a relief master in which irregularities continuously change.

このレリーフ原盤のa―a断面をみると、図2のように周期性のあるなだらかな曲線となっており、一周期内の曲線は、その中心点を対称点とする点対称性を有している。
図3は、回折格子Aを上から見た図である。
これと同様に、同一所定情報の配列にて、文字高さ・幅が、0.625μm×0.5μm(周期1.25μmの回折格子となる)、及び0.75μm×0.5μm(周期1.5μmの回折格子となる)の回折格子線群を形成し、それぞれを図4の3つのエリア(B1、B2、B3)に配置して円形の回折格子体Bの原盤を作成できる。
Looking at the aa cross section of this relief master, it is a gentle curve with periodicity as shown in FIG. 2, and the curve within one period has point symmetry with its center point as the symmetry point. ing.
FIG. 3 is a view of the diffraction grating A as viewed from above.
Similarly, in the same predetermined information array, the character height / width is 0.625 μm × 0.5 μm (becomes a diffraction grating with a period of 1.25 μm) and 0.75 μm × 0.5 μm (period 1). A diffraction grating line group (which becomes a .5 μm diffraction grating) is formed, and each is arranged in three areas (B1, B2, B3) in FIG.

これら回折格子線群のレリーフ周期や、レリーフ深さ(図2における高さ)を調節することにより、観察したときの色調や明るさ(光の強度)を制御することができ、また、各回折格子線群の配置方法等(回折格子線群の占有する形、面積及び点在させる方法等)を工夫することにより、複雑なデザインの回折格子や、カラーホログラムを形成することができる。すなわち、所定のエリアに、同一のピッチ、同一の角度を持つ回折格子線群を埋めてエリア毎の回折格子線群を形成し、個々のエリアには、所定の面積、所定のピッチ、角度が割り当てられていて、全エリアを白色光で観察すると、カラーホログラム画像を見ることができる。   By adjusting the relief period and relief depth (height in FIG. 2) of these diffraction grating lines, the color tone and brightness (light intensity) when observed can be controlled, and each diffraction By devising the arrangement method of the grating line group (the shape occupied by the diffraction grating line group, the area, the method of interspersing, etc.), it is possible to form a diffraction grating with a complicated design or a color hologram. That is, a diffraction grating line group having the same pitch and the same angle is filled in a predetermined area to form a diffraction grating line group for each area, and each area has a predetermined area, a predetermined pitch, and an angle. If all the areas are allocated and observed with white light, a color hologram image can be seen.

次に、上記した回折格子原盤を用いて、シート状の回折格子又はホログラムを作成する方法を述べる。
透明基材として、厚みを薄くすることが可能であって、機械的強度や、回折格子又はホログラムシート、ラベル、及び転写シートを製造する際の加工に耐える耐溶剤性および耐熱性を有するものを使用する。使用目的にもよるので、限定されるものではないが、フィルム状もしくはシート状のプラスチックが好ましい。
Next, a method for creating a sheet-like diffraction grating or hologram using the above-described diffraction grating master will be described.
As a transparent base material, it is possible to reduce the thickness, and have mechanical strength and solvent resistance and heat resistance that can withstand the processing when manufacturing diffraction gratings or hologram sheets, labels, and transfer sheets. use. Since it depends on the purpose of use, it is not limited, but a film-like or sheet-like plastic is preferable.

例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアリレート、トリアセチルセルロース(TAC)、ジアセチルセルロース、ポリエチレン/ビニルアルコール等の各種のプラスチックフィルムを例示することができる。
透明基材の厚さは、同様の配慮から、5〜50μm、特に5〜15μmとすることが望ましい。転写シートを形成する際、透明基材1に、通常用いられる酢酸セルロース樹脂やメタクリル樹脂等からなる剥離層を設けても良い。
For example, various plastic films such as polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, polyvinyl alcohol, polysulfone, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyarylate, triacetyl cellulose (TAC), diacetyl cellulose, and polyethylene / vinyl alcohol can be exemplified. .
From the same consideration, the thickness of the transparent substrate is desirably 5 to 50 μm, particularly 5 to 15 μm. When forming the transfer sheet, the transparent substrate 1 may be provided with a release layer made of a commonly used cellulose acetate resin, methacrylic resin or the like.

回折格子やホログラムを形成する層(以下ホログラム形成層という。)を構成するための透明な樹脂材料としては、各種の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、もしくは電離放射線硬化性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としてはアクリル酸エステル樹脂、アクリルアミド樹脂、ニトロセルロース樹脂、もしくはポリスチレン樹脂等が、また、熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、エポキシ変性アクリル樹脂、エポキシ変性不飽和ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、もしくはフェノール樹脂等が挙げられる。   Various thermoplastic resins, thermosetting resins, or ionizing radiation curable resins can be used as a transparent resin material for constituting a diffraction grating or a layer for forming a hologram (hereinafter referred to as a hologram forming layer). . Thermoplastic resins include acrylic ester resins, acrylamide resins, nitrocellulose resins, or polystyrene resins. Thermosetting resins include unsaturated polyester resins, acrylic urethane resins, epoxy-modified acrylic resins, and epoxy-modified unsaturated resins. A polyester resin, an alkyd resin, a phenol resin, etc. are mentioned.

これらの熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂は、1種もしくは2種以上を使用することができる。これらの樹脂の1種もしくは2種以上は、各種イソシアネート樹脂を用いて架橋させてもよいし、あるいは、各種の硬化触媒、例えば、ナフテン酸コバルト、もしくはナフテン酸亜鉛等の金属石鹸を配合するか、または、熱もしくは紫外線で重合を開始させるためのベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド等の過酸化物、ベンゾフェノン、アセトフェノン、アントラキノン、ナフトキノン、アゾビスイソブチロニトリル、もしくはジフェニルスルフィド等を配合しても良い。   These thermoplastic resins and thermosetting resins can be used alone or in combination of two or more. One or more of these resins may be cross-linked using various isocyanate resins, or various curing catalysts, for example, metal soap such as cobalt naphthenate or zinc naphthenate may be blended. Or peroxide such as benzoyl peroxide and methyl ethyl ketone peroxide for initiating polymerization with heat or ultraviolet light, benzophenone, acetophenone, anthraquinone, naphthoquinone, azobisisobutyronitrile, or diphenyl sulfide good.

また、電離放射線硬化性樹脂としては、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、アクリル変性ポリエステル等を挙げることができ、このような電離放射線硬化性樹脂に架橋構造を導入するか、もしくは粘度を調整する目的で、単官能モノマーもしくは多官能モノマー、またはオリゴマー等を配合して用いてもよい。微細な凹凸を精密に複製するためには、この粘度を0.001〜0.1パスカル秒とすると好適である。この精密性は、真正性判定において重要であり、原盤の形状を欠陥なく忠実に再現できること、さらには、複製後の収縮・膨張を小さくすることが可能となる電離放射線硬化方法が望ましい。   Examples of the ionizing radiation curable resin include epoxy acrylate, urethane acrylate, acrylic-modified polyester, etc., for the purpose of introducing a crosslinked structure into such an ionizing radiation curable resin or adjusting the viscosity, A monofunctional monomer, a polyfunctional monomer, or an oligomer may be blended and used. In order to accurately reproduce fine irregularities, it is preferable that the viscosity is 0.001 to 0.1 Pascal second. This precision is important in authenticity determination, and an ionizing radiation curing method that can faithfully reproduce the shape of the master without any defects and that can reduce shrinkage and expansion after replication is desirable.

熱硬化性樹脂や電離放射線硬化性樹脂を用いる場合に、型面に未硬化の樹脂を密着させたまま、加熱もしくは電離放射線照射により、硬化を行わせ、硬化後に剥離することによって、硬化反応や熱変化による変形の少ないレリーフホログラムの微細凹凸を形成することができる。この方法によれば、0.01μm程度の微細な凹凸変化も精密に複製することができる。
さらに、微細な形状を精密に再現する方法として、複製後の熱収縮などの歪みや変形を最小とするため、低温・高圧下で複製を行うことも好適である。
この場合、複製方式は、平板式もしくは、回転式を用い、線圧0.1トン/m〜10トン/m、複製温度は、通常60℃〜200℃とすることが好適である。
When a thermosetting resin or ionizing radiation curable resin is used, curing is performed by heating or irradiation with ionizing radiation while keeping an uncured resin in close contact with the mold surface. It is possible to form fine irregularities of a relief hologram that is less deformed by thermal changes. According to this method, a minute unevenness change of about 0.01 μm can be accurately replicated.
Furthermore, as a method for accurately reproducing a fine shape, it is also preferable to perform replication at low temperature and high pressure in order to minimize distortion and deformation such as heat shrinkage after replication.
In this case, it is preferable that the duplication method is a flat plate type or a rotary type, the linear pressure is 0.1 ton / m to 10 ton / m, and the duplication temperature is usually 60 ° C. to 200 ° C.

さらに、ホログラム形成層のホログラムレリーフ面に、一部または全面に反射性薄膜層を形成する。この薄膜は、入射した光を反射する必要があるため、ホログラム形成層よりも高い屈折率を有する薄膜であれば、特に限定されない。
反射性薄膜としては、真空薄膜法などにより形成される金属薄膜などの金属光沢反射層、又は透明反射層のいずれでもよいが、金属光沢反射層を部分的に設けたり、透明反射層を設けた場合は、その反射層に接して設けたセキュリティ対象物をこの透明反射層を通して確認できるので好ましい。
Further, a reflective thin film layer is formed on part or all of the hologram relief surface of the hologram forming layer. Since this thin film needs to reflect incident light, it is not particularly limited as long as it is a thin film having a higher refractive index than the hologram forming layer.
The reflective thin film may be either a metallic gloss reflective layer such as a metal thin film formed by a vacuum thin film method or a transparent reflective layer, but a metallic gloss reflective layer is provided partially or a transparent reflective layer is provided. In this case, it is preferable because the security object provided in contact with the reflective layer can be confirmed through the transparent reflective layer.

透明反射層としては、ほぼ無色透明な色相で、その光学的な屈折率がホログラム形成層のそれとは異なることにより、金属光沢が無いにもかかわらず、ホログラムなどの光輝性を視認できることから、透明なホログラムを作製することができる。例えば、ホログラム形成層よりも光屈折率の高い薄膜、例として、ZnS、TiO2、Al23、Sb23、SiO、SnO2、ITOなどがある。 As a transparent reflective layer, it is almost colorless and transparent, and its optical refractive index is different from that of the hologram forming layer. A simple hologram can be produced. For example, a thin film having a higher refractive index than that of the hologram forming layer, for example, ZnS, TiO 2 , Al 2 O 3 , Sb 2 S 3 , SiO, SnO 2 , ITO, etc.

好ましくは、金属酸化物又は窒化物であり、具体的には、Be、Mg、Ca、Cr、Mn、Cu、Ag、Al、Sn、In、Te、Ti、Fe、Co、Zn、Ge、Pb、Cd、Bi、Se、Ga、Rb、Sb、Pb、Ni、Sr、Ba、La、Ce、Auなどの酸化物又は窒化物他はそれらを2種以上を混合したものなどが例示できる。またアルミニウムなどの一般的な光反射性の金属薄膜も、厚みが20nm以下になると、透明性が出てきて透明反射層として使用できる。 Preferably, it is a metal oxide or nitride, specifically, Be, Mg, Ca, Cr, Mn, Cu, Ag, Al, Sn, In, Te, Ti, Fe, Co, Zn, Ge, Pb. Cd, Bi, Se, Ga, Rb, Sb, Pb, Ni, Sr, Ba, La, Ce, Au, and other oxides or nitrides, and the like can be exemplified by a mixture of two or more thereof. Also, a general light-reflective metal thin film such as aluminum can be used as a transparent reflective layer when it has a thickness of 20 nm or less and becomes transparent.

透明金属化合物の形成は、金属の薄膜と同様、ホログラム形成層のホログラムレリーフ面に、10〜2000nm程度、好ましくは20〜1000nmの厚さになるよう、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、CVD(化学蒸着法)などの真空薄膜法などにより設ければよい。微細な凹凸を忠実に覆うには、特にCVDが好適である。但し、レリーフホログラムに接している面からの反射光だけでなく、反対面での反射光で同様の再生画像を得るためには、薄膜の凹凸をレリーフホログラムと同様の形状にする必要があり、上記薄膜の厚さを10nm程度とする。   As with the metal thin film, the transparent metal compound is formed by vapor deposition, sputtering, ion plating, CVD (chemical) on the hologram relief surface of the hologram forming layer so as to have a thickness of about 10 to 2000 nm, preferably 20 to 1000 nm. It may be provided by a vacuum thin film method such as a vapor deposition method. In order to faithfully cover fine irregularities, CVD is particularly suitable. However, in order to obtain the same reproduced image not only with the reflected light from the surface in contact with the relief hologram but also with the reflected light on the opposite surface, it is necessary to make the unevenness of the thin film the same shape as the relief hologram, The thickness of the thin film is about 10 nm.

回折格子又はホログラムは、転写形態で使用する場合は、上記反射層の上に、感熱接着剤層を形成して転写用フィルムと成し、熱せられた金属の型等によって、接着剤層を含めた極めて薄い樹脂層をセキュリティ対象物上に転写して使用する。
回折格子又はホログラムをラベル形態で使用する場合は、上記反射層の上に粘着剤層を形成し、粘着剤面を剥離紙で被覆して、基材フィルムを剥離紙と一緒に所定の大きさに打ち抜いてラベルとし、剥離紙を剥がしてセキュリティ対象物に貼付して使用する。
When the diffraction grating or hologram is used in a transfer form, a heat-sensitive adhesive layer is formed on the reflective layer to form a transfer film, and the adhesive layer is included depending on the heated metal mold or the like. A very thin resin layer is transferred onto the security object.
When a diffraction grating or hologram is used in the form of a label, an adhesive layer is formed on the reflective layer, the adhesive surface is covered with release paper, and the base film is sized together with the release paper. Used as a label by punching it out, peeling off the release paper and sticking it on the security object.

もちろん、本発明の回折格子又はホログラムが、その意匠性や、偽造防止性だけでなく、セキュリティ対象物の唯一の真正性証明手段ということであれば、セキュリティ対象物から容易に剥離可能であってはならず、セキュリティ対象物を成形加工する際に本発明の回折格子又はホログラムを一体成形として埋め込んだり、本発明の回折格子又はホログラムを剥離しようとした時、セキュリティ対象物もしくは、本発明の回折格子又はホログラムそのものが破壊される等、セキュリティ対象物と一体不可分としてさらに偽造防止性を高めることも望ましい。   Of course, if the diffraction grating or hologram of the present invention is not only the design property and anti-counterfeiting property, but is the only means for authenticating the security object, it can be easily peeled off from the security object. When the security object is molded, the diffraction grating or hologram of the present invention is embedded as an integral molding, or when the diffraction grating or hologram of the present invention is to be peeled off, the security object or diffraction of the present invention It is also desirable to further improve the anti-counterfeiting as an integral part of the security object, such as the grating or the hologram itself being destroyed.

例えば、1mm板ガラス2枚の間に、50μmのガラス接着シートを介して本ホログラムシートを配し、100℃、3kg/cm2の圧力で接着、固定することができる。また、アクリル樹脂を、120℃で2色成型(2種の樹脂を同時成形し、2層からなる成型品を作る方法。)するときに、その間にホログラムシートを挿入し、樹脂成型品の内部へ埋め込むことも好適である。さらに、証明カードの塩化ビニル製100μmオーバーシートの下に挟み込み、通常のカード加工によりカード内に留めることも好適である。
これらは、素材が透明であるので外部から光学的に所定情報を読み出すことができる。
For example, the hologram sheet can be disposed between two 1 mm plate glasses via a 50 μm glass adhesive sheet and bonded and fixed at 100 ° C. and a pressure of 3 kg / cm 2. Also, when acrylic resin is molded in two colors at 120 ° C. (a method in which two types of resins are molded at the same time to produce a molded product consisting of two layers), a hologram sheet is inserted between them, and the interior of the molded resin product It is also preferable to embed in. Further, it is also preferable to sandwich the certificate card under a vinyl chloride 100 μm oversheet and to keep it in the card by ordinary card processing.
Since these materials are transparent, predetermined information can be read optically from the outside.

さらには、本発明の回折格子又はホログラムは、「回折格子線」の集合である回折格子線群の回折像となる「再生画像」(多数の回折像の集合体として一つの画像を形成したもの)や「カラーホログラム画像」(回折格子線群を、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)三色それぞれの回折画像再生用に適宜振り分け、白色光によって観察することにより、カラーホログラムを見ることができるようにしたもの)の再生効率(回折強度を示す指標の一つ)を確保するため、「回折格子線」のピッチを可視光波長(400nmから800nm)の2倍の長さ(0.8μmから1.6μm)とし、一本の回折格子線にある所定情報(高さ0.4μmから0.8μm、幅0.4μmから0.8μmの個々の情報の連なり)の凹凸形状と、他の「回折格子線」の凹凸形状を全く同一、且つ、格子線に垂直方向にみた時、全く同一位置に配置されるよう構成し、光の干渉効果を高めて、回折光強度を高めている。   Furthermore, the diffraction grating or hologram of the present invention is a "reconstructed image" (a single image formed as a collection of a number of diffraction images) that is a diffraction image of a diffraction grating line group that is a set of "diffraction grating lines". ) Or “color hologram image” (a diffraction hologram line group is appropriately distributed for reproduction of diffraction images of three colors of R (red), G (green), and B (blue), and is observed with white light. The pitch of the “diffraction grating line” is twice as long as the visible light wavelength (400 nm to 800 nm) in order to ensure the reproduction efficiency (one of the indices indicating the diffraction intensity). (0.8 μm to 1.6 μm) and irregular shape of predetermined information (a series of individual information of height 0.4 μm to 0.8 μm, width 0.4 μm to 0.8 μm) on one diffraction grating line And other "diffraction grating lines Identical irregularities of, and, when viewed in a direction perpendicular to the grating lines, and configured to be positioned exactly in the same position, to enhance the interference effect of light, to enhance the diffracted light intensity.

この位置精度が高精度であればあるほど(所定情報幅の±10%以内、望ましくは±1%以内)、回折光強度を高めることができる。
ただし、この垂直方向の同一性を垂直方向でなく、80度方向、70度方向としても(位置精度を維持した上で)、強い回折強度を得ることができるが、垂直方向が最も回折効率が高く望ましい。
凹凸の深さも、0〜可視光波長(0.8μm)まで、なだらかな曲線状でも階段状でもよいが、所定情報一つ一つの凹凸形状で想定される回折強度が高いものが望ましく、複数の所定情報の凹凸形状で想定される回折強度さらには、回折格子線群としての回折強度が高いものがさらに望ましい。
The higher the position accuracy is (within ± 10% of the predetermined information width, preferably within ± 1%), the higher the diffracted light intensity can be.
However, strong diffraction intensity can be obtained even if the identity in the vertical direction is not the vertical direction but also the 80 degree direction and the 70 degree direction (while maintaining the positional accuracy), but the vertical direction has the highest diffraction efficiency. Highly desirable.
The depth of the unevenness may be a gentle curve or a stepped shape from 0 to the visible light wavelength (0.8 μm), but it is desirable that the unevenness shape assumed for each predetermined information has a high diffraction intensity. It is more desirable that the diffraction intensity assumed for the concave / convex shape of the predetermined information and the diffraction intensity as a diffraction grating line group be high.

そのために、図1の例のように凸部と凹部が可視光波長周期で繰り返す「回折格子線」の、その垂直な方向での断面形状を見たとき、その凸部断面形状と、その凹部断面形状が、その凸部と凹部の切り替わり点を中心として点対称に形成されているときが回折効率が高くなり好ましい。また、回折格子の形成し易さから、例えば、凸部に所定情報を含めて、凹部は平坦としてもよく、さらには、凹部を平坦として、凸部を階段状にし、回折強度を確保しつつ、回折効率の設計計算を容易とすることもできる。   Therefore, when the cross-sectional shape in the perpendicular direction of the “diffraction grating line” in which the convex portion and the concave portion repeat at a visible light wavelength period as in the example of FIG. 1 is seen, the convex sectional shape and the concave portion It is preferable that the cross-sectional shape is formed symmetrically with respect to the switching point between the convex portion and the concave portion because the diffraction efficiency is high. In addition, for ease of formation of the diffraction grating, for example, the convex portion may include predetermined information and the concave portion may be flat, and further, the concave portion may be flat and the convex portion may be stepped to ensure diffraction intensity. In addition, design calculation of diffraction efficiency can be facilitated.

所定情報は、任意でよく、ランダムなものであっても(ランダム数字発生器により発生したランダム数字など)、同一文字・記号・図柄の繰り返しとしてもよく、(その場合は回折効率の計算が容易となる)、目視では確認困難な情報として組み込む情報であるため、セキュリティ用途として採用された上記カラーホログラム画像としての各種絵柄に関連する情報や、このカラーホログラム画像が転写もしくは貼付されるセキュリティ対象物に関連する情報もしくは、関連する商品や、その商品を提供する会社の名称、マーク等、本発明の回折格子またはホログラムの真正性を証明できる情報を盛り込むこともできる。   The predetermined information may be arbitrary, may be random (such as a random number generated by a random number generator), or may be the same letter / symbol / design repeated (in this case, the diffraction efficiency can be easily calculated). Because it is information that is incorporated as information that is difficult to confirm visually, information related to various patterns as the color hologram image adopted for security applications, and security objects to which this color hologram image is transferred or pasted It is also possible to include information that can prove the authenticity of the diffraction grating or hologram of the present invention, such as information related to the above, or related products, names of companies that provide the products, and marks.

上記例では、所定情報幅を0.5μmとしたが、この幅に制限はなく任意に設定できる。例えば、「回折格子線」の端から橋まで一つの文字・記号・図柄であってもよく、例えばカラーホログラム画像の端から端まで、途中の「回折格子線」の途切れに関係なく、情報としてつながっているものであってもよい。
この所定情報は、目視や簡易顕微鏡では判別できないため、真正性を確認するためには
倍率の高い精密顕微鏡を用いてその情報を読み出し、「正規な情報」(所定情報を実際に物理的形状として形成した時の、真正であると判定するための情報。所定情報そのものだけでなく、形状等の情報を含めても良い。また、所定情報でなく、その形状を測定したデータ等や、部分的に変形した情報等を用いても良い。)か否かを判定する必要がある。
In the above example, the predetermined information width is 0.5 μm, but this width is not limited and can be arbitrarily set. For example, it may be a single character / symbol / pattern from the end of the “diffraction grating line” to the bridge. For example, from the end of the color hologram image to the end, the “diffraction grating line” is interrupted as information. It may be connected.
Since this predetermined information cannot be discriminated by visual observation or a simple microscope, in order to confirm the authenticity, the information is read using a high-precision microscope, and “regular information” (the predetermined information is actually converted into a physical shape). Information for determining authenticity at the time of formation, which may include not only the predetermined information itself but also information such as the shape, etc. In addition to the predetermined information, the data obtained by measuring the shape, etc. It may be necessary to determine whether or not the information transformed into the above may be used.

判定者は、判定を行う時には、「正規な情報」に関する正確な知識を有する必要があるが、上記したようにカラーホログラム画像としての各種絵柄やセキュリティ対象物等に関する情報であれば、特段の照会等を必要とせず、判定者へ「関連情報が隠し文字として入っている。」程度の申し送りを事前にしておくことで、簡易に真正と類推することができる。もしくは、隠し文字の特徴の一部のみを申し送りして置く方法も使用できる。   The judge needs to have accurate knowledge about the “regular information” when making the judgment. However, as described above, if the information is about various designs or security objects as a color hologram image, a special inquiry will be made. It is possible to easily presume that the information is authentic by preliminarily sending a message of “related information is included as a hidden character” to the judge. Alternatively, it is also possible to use a method in which only a part of the hidden character feature is sent and placed.

もちろん、「真正性を鑑定する場合」(偽造品が真正品かの判定を何らかの証拠に用いる場合等、信頼性の高い判定をする場合。)には、「正規な情報」として、例えば、文字、記号、図柄の情報だけでなく、そのサイズ、画線部の太さ、凹凸の高さ等、より多くの情報を設定し、その全てを確認する必要がある。
所定情報の「正規な情報」をデータで残す方法として、高解像度のレーザー顕微鏡による3次元形状情報を取得しておき、このデータと、鑑定のために測定した「真正性を確認するもの」のデータを照合し、「50%以上の一致」あるいは照合項目によっては「100%の一致」等の「ある程度の一致」をもって「真正」と判断する方法を使用することも好適である。
Of course, when “authenticating authenticity” (when determining whether a counterfeit product is authentic, for example, when making a highly reliable determination, such as when using some evidence), as “regular information”, for example, text In addition to information on symbols and symbols, it is necessary to set more information such as the size, the thickness of the image area, the height of the unevenness, and check all of them.
As a method of leaving the “regular information” of the predetermined information in the data, the three-dimensional shape information obtained by a high-resolution laser microscope is acquired, and this data and the “confirm authenticity” measured for the appraisal It is also preferable to use a method of collating data and determining “authentic” with “a certain degree of coincidence” such as “50% or more coincidence” or “100% coincidence” depending on the collation item.

これらの正規な情報は、真正性を鑑定する鍵となる情報であるため、物理的もしくは電子的に、セキュリティレベルの高い場所(物理的もしくは電子的)に保存、保管することが望ましい。もちろん、DES(Data Encryption Standard。暗号化方式の規格)やAES(Advanced Encryption Standard。同左。)等による暗号化を施してもよい。その場合は、共通鍵方式や、さらに秘匿性の高い公開鍵方式等の種々の鍵管理方式を併用し、複数の鑑定者へ鍵情報を秘匿性を維持しつつ提供することも好適である。   Since these pieces of legitimate information are key information for authenticating the authenticity, it is desirable to store and store them physically or electronically in a place with high security level (physical or electronic). Of course, encryption by DES (Data Encryption Standard), AES (Advanced Encryption Standard, same as the left) or the like may be performed. In that case, it is also preferable to provide key information to a plurality of appraisers while maintaining the confidentiality by using various key management methods such as a common key method and a public key method with higher confidentiality.

単純な例では、所定の用紙に書いて、金庫等に保管してもよいし、電子データとして、アクセス制限(パスワード設定等)されたサーバーの所定のホルダに記録しておき、数人程度に限定した人のみが読み出しできるように、ホルダを読み出す際にも、パスワード入力を要求するシステムとしても良い。いずれにしても、正規な情報の秘匿性のレベルに対応し、且つ、可用性(使いやすさ)を考慮して管理方式を定めることが求められる。   In a simple example, it may be written on a predetermined sheet and stored in a safe or the like, or recorded as electronic data in a predetermined holder of a server that is restricted in access (password setting, etc.) The system may require a password input when reading the holder so that only a limited person can read it. In any case, it is required to define a management method in consideration of the level of confidentiality of legitimate information and considering availability (ease of use).

また、所定情報を「回折格子線」の途中で変更したり、回折格子線群のピッチ(周期)、角度を変えた時に変更することも偽造防止性を高めるために好適である。さらには、回折格子線群のピッチ、角度が同一のエリアにある「回折格子線」は、エリアとエリアの間のブランクに無関係に、「一続き」(ブランクがなく続いていると想定したときの並びを意味する)の所定情報を形成したものであってもよい。   It is also preferable to change the predetermined information in the middle of the “diffraction grating line” or to change the pitch information when the pitch (period) or angle of the diffraction grating line group is changed. Furthermore, “diffraction grating lines” in an area where the pitch and angle of the diffraction grating line group are the same are “continuous” (assuming that there is no blank, regardless of the blank between the areas) A predetermined information) may be formed.

こうすることで、全く同一のものを偽造しようとする者が、本発明の回折格子またはホログラムの全ての「回折格子線」の全ての所定情報を解読しない限り、「同一のもの」を偽造することができない状況とすることができる。
もちろん、回折格子線群毎に、所定情報を変更してもよいが、この場合は、所定情報毎の回折効率を考慮した配置とする必要がある。
所定情報や、その凹凸形状に関する情報は、実際の絵柄としての情報や、凹凸設計情報、さらには各リソグラフィー形成情報(電子線リソグラフィーでは、電子線描画プログラム等)により真正性証明情報として保有できる。もちろん、「回折格子線」のピッチ、角度等の情報も同様である。
By doing so, a person who intends to counterfeit exactly the same thing forges the “same thing” unless he / she decodes all the predetermined information of all “diffraction grating lines” of the diffraction grating or hologram of the present invention. The situation can not be.
Of course, the predetermined information may be changed for each diffraction grating line group, but in this case, it is necessary to arrange the diffraction efficiency for each predetermined information.
Predetermined information and information on the uneven shape can be held as authenticity proof information by information as an actual pattern, uneven design information, and each lithography formation information (in electron beam lithography, an electron beam drawing program or the like). Of course, the same applies to information such as the pitch and angle of the “diffraction grating line”.

凹凸構造形成方法としては、上記した電子線リソグラフィー、X線リソグラフィー等の高精度なパターンを形成することができるリソグラフィー法のみならず、金属薄膜形成法等の高精度な均一膜厚さを形成することができる各種薄膜形成方法とそのパターン化方法を組み合わせる方法等を用いることができる。この場合は、薄膜を形成する基盤の表面平滑精度を高くすることで、欠陥の少ない、形状精度nmレベルであり、且つ理想的な矩形を作り出すことができる。さらには、その物理的安定性から、複製時に加温・加圧が可能であり、樹脂等への複製精度を向上させることができる。   As a method for forming the concavo-convex structure, not only a lithography method capable of forming a high-precision pattern such as the electron beam lithography and X-ray lithography described above, but also a high-precision uniform film thickness such as a metal thin film formation method is formed. Various thin film forming methods that can be used and methods for combining the patterning methods can be used. In this case, by increasing the surface smoothing accuracy of the substrate on which the thin film is formed, it is possible to create an ideal rectangle having few defects and a shape accuracy of nm level. Furthermore, due to its physical stability, heating and pressurization are possible during duplication, and the duplication accuracy to a resin or the like can be improved.

回折格子Aの回折効率は、図4の回折格子Bのそれぞれのエリア(B1、B2、B3)を、それぞれの光源、周期1.0μmのエリアを青色半導体レーザー、周期1.25μmのエリアを緑色半導体レーザー、周期1.5μmのエリアを赤色半導体レーザーで測定したところ、それぞれ、4%、6%、7%であった。回折格子体B全体を、白色光で照明したところ、それぞれのエリアが、青色、緑色、赤色に分かれて鮮やかに観察された。   The diffraction efficiency of the diffraction grating A is as follows. Each area (B1, B2, B3) of the diffraction grating B shown in FIG. 4 is a light source, an area with a period of 1.0 μm is a blue semiconductor laser, and an area with a period of 1.25 μm is green. When the area of the semiconductor laser and the period of 1.5 μm was measured by the red semiconductor laser, they were 4%, 6%, and 7%, respectively. When the entire diffraction grating B was illuminated with white light, each area was vividly observed divided into blue, green and red.

また、隠し文字としての「A○C・・」は、目視ではもちろんのこと、簡易顕微鏡(倍率200倍、400倍)で判読しようとしたが、文字・記号まで読み取ることは出来なかった。しかし、所定の設定調整を施した高解像度レーザー顕微鏡では明確に判読できた。
もちろん、これより解像度の高い顕微鏡、例えば、共焦点レーザー顕微鏡 、電子顕微鏡
透過型電子顕微鏡 、走査型電子顕微鏡、走査型プローブ顕微鏡 、原子間力顕微鏡、走査型トンネル顕微鏡 、走査型近接場光顕微鏡 、X線顕微鏡等、物理的に測定が可能なように対応できる範囲で利用できる。さらに、共焦点法や、位相シフト干渉法等の解像度を向上する手法も利用できる。これらの顕微鏡映像を高解像度CCDカメラ等を用いた画像処理方法により、画像を精密につなぎ合わせて、広範囲のエリアに対する情報とすることもできる。これらを用いることで、それぞれの特徴に応じて、偽造防止性を高めるとともに、判定の信頼性を向上させることも出来る。
In addition, “A ○ C...” As a hidden character was read by a simple microscope (magnification 200 ×, 400 ×) as well as by visual observation, but it was not possible to read the character / symbol. However, it was clearly readable with a high-resolution laser microscope that had been adjusted to the specified setting.
Of course, higher resolution microscopes such as confocal laser microscopes, electron microscopes, transmission electron microscopes, scanning electron microscopes, scanning probe microscopes, atomic force microscopes, scanning tunneling microscopes, scanning near-field light microscopes, It can be used in a range that can be physically measured, such as an X-ray microscope. Furthermore, techniques for improving resolution such as confocal method and phase shift interferometry can also be used. By using an image processing method using a high-resolution CCD camera or the like for these microscopic images, the images can be joined together precisely to obtain information for a wide area. By using these, it is possible to improve the anti-counterfeiting property and improve the reliability of determination according to each feature.

但し、「真正性」判定(もしくは鑑定)をする手法は、上記した「多くの所定情報を読み出す方法」にこだわらず、一つの文字、記号や図柄もしくはさらにその一部に注目し、この一つの文字、記号や図柄もしくはさらにその一部を「精密に測定」して、その立体形状のみを「真正性」判定に使用する方法も用いることができる。
この場合、注目した部分を全て同一のものとせず、少し変形(太さを2倍としたり、欠陥を付加したりする。)しておき、それらの情報を、「真正性」判定用に使用することができる。すなわち、「真正性」判定に使用する情報は、セキュリティ管理をする側が定めることができ(その任意性がさらに偽造防止性を高める。)、偽造者からは到底類推できないものとすることが可能となる。
However, the method for determining (or appraising) “authenticity” is not limited to the above-mentioned “method of reading a large amount of predetermined information”, but paying attention to one character, symbol, symbol or part thereof, and this one It is also possible to use a method in which characters, symbols, symbols or parts thereof are “precisely measured” and only the three-dimensional shape is used for “authenticity” determination.
In this case, do not make all the focused parts the same, but slightly deform (double the thickness or add a defect) and use the information for “authenticity” determination can do. In other words, the information used for the “authenticity” determination can be determined by the security management side (the voluntary nature further enhances the anti-counterfeiting property), and it can be assumed that the counterfeiter cannot make any analogy. Become.

図5の回折格子線(回折格子C)は、所定情報を“H”とした例である。
1本の回折格子線に沿って「HHHHHHH・・」と形成されている。この「回折格子線」と平行に複数形成されている回折格子線群は、端から端までこの「回折格子線」とまったく同一の立体形状をしており、且つ、上記した垂直な方向にみると、全格子線上の文字が同一位置に位置するように配置されている。
「回折格子線」のa−a断面の形状を図6に、b−b断面の形状を図7に示す。いずれも矩形状になっている。
The diffraction grating line (diffraction grating C) in FIG. 5 is an example in which the predetermined information is “H”.
“HHHHHHH...” Is formed along one diffraction grating line. A plurality of diffraction grating line groups formed in parallel with the “diffraction grating lines” have the same three-dimensional shape as the “diffraction grating lines” from end to end, and are viewed in the vertical direction described above. The characters on all the grid lines are arranged at the same position.
FIG. 6 shows the shape of the “diffraction grating line” along the line aa, and FIG. 7 shows the shape of the line bb. Both are rectangular.

図8は、回折格子Cを上から見た図である。
文字の高さ・幅は、0.75μm×0.4μm(周期1.5μmの回折格子となる。)であり、これは、電子線リソグラフィーにより形成できる。電子線レジストの厚さを0.3μmとし、電子線を十分にあて、現像処理後、電子線をあてた部分の電子線レジストがすべて除かれ、あてていない部分の電子線レジストがほぼ残存する形となり、矩形とすることができた。
FIG. 8 is a view of the diffraction grating C as viewed from above.
The height / width of the character is 0.75 μm × 0.4 μm (a diffraction grating with a period of 1.5 μm), which can be formed by electron beam lithography. The thickness of the electron beam resist is set to 0.3 μm, the electron beam is sufficiently applied, and after the development processing, the electron beam resist in the portion to which the electron beam is applied is completely removed, and the electron beam resist in the portion to which the electron beam is not applied substantially remains. It became a shape and could be a rectangle.

この回折格子Cを赤色半導体レーザーで照明し、回折効率を測定したところ、10%であり、やや高い回折効率を得ることができた。白色光で照明したところ、鮮やかな赤色を観察することができた。
回折格子Cは、「回折格子線」に垂直な方向での周期性だけでなく、「回折格子線」に平行な方向にも周期性を有するため、回折光が十字方向へ回折し(1次回折光が4方向へ向かって回折する。)、その対角方向にも回折光が存在する(2次回折光。4方向あり。)ため、回折光が各方向へ分散し、一方向のみの回折効率測定値は、あまり大きくなっていない。
When this diffraction grating C was illuminated with a red semiconductor laser and the diffraction efficiency was measured, it was 10%, and a slightly higher diffraction efficiency could be obtained. When illuminated with white light, a bright red color could be observed.
The diffraction grating C has not only periodicity in a direction perpendicular to the “diffraction grating line” but also periodicity in a direction parallel to the “diffraction grating line”, so that the diffracted light is diffracted in the cross direction (next time). Folded light is diffracted in four directions), and diffracted light is also present in the diagonal direction (second-order diffracted light. There are four directions). Therefore, the diffracted light is dispersed in each direction, and diffraction efficiency in only one direction. The measured value is not so large.

また、回折光方向が多いため、カラーホログラム画像を構成する(その設計をする)には不向きであった。これは、設定した文字“H”そのものの対照性によるところが大きく、他の文字や、記号例えば、“Q”や、“&”等を採用することにより改善可能である。また、採用するフォントや、文字そのものを変形して、所望の回折光のみの強度を改善することもできる。回折光が所定の方向に集約すればするほど、その方向の回折効率は大きくなる。   Further, since there are many diffracted light directions, it is not suitable for forming (designing) a color hologram image. This largely depends on the contrast of the set character “H” itself, and can be improved by using other characters and symbols such as “Q” and “&”. Moreover, the intensity | strength of only the desired diffracted light can also be improved by deform | transforming the font to employ | adopt and the character itself. The more concentrated the diffracted light is in a predetermined direction, the greater the diffraction efficiency in that direction.

隠し文字としての「HHH・・」は、目視ではもちろんのこと、簡易顕微鏡(倍率200倍、400倍)で判読しようとしたが、文字・記号まで読み取ることは出来なかったものの、類推はできた。これも、“H”の単純さに因るところが大きく、他の文字、記号により改善可能である。   “HHH.. . This is largely due to the simplicity of “H” and can be improved by other characters and symbols.

図9の回折格子線(回折格子D)も、所定情報“H”とし、文字の高さ・幅は、0.75μm×0.5μm(周期1.5μmの回折格子となる。)とし、形成方法も回折格子Cと同一としたが、その“H”を「白抜き」文字の形で表現したものである。
その「回折格子線」のa−a断面の形状を図10に示す。図10にある通り、矩形状になっている。文字部分の面積を文字が割り当てられたエリア、すなわち0.75μm×0.5μmの面積に対して1/10としたため、白抜きで表現された文字の線幅は1/30となる。図11は、回折格子Dを上からみた図である。
The diffraction grating line (diffraction grating D) in FIG. 9 is also formed with the predetermined information “H”, and the height and width of the characters are 0.75 μm × 0.5 μm (a diffraction grating with a period of 1.5 μm). The method is also the same as that of the diffraction grating C, but its “H” is expressed in the form of a “white” character.
The shape of the “diffraction grating line” taken along the line aa is shown in FIG. As shown in FIG. 10, it is rectangular. Since the area of the character portion is 1/10 of the area to which the character is assigned, that is, the area of 0.75 μm × 0.5 μm, the line width of the character expressed in white is 1/30. FIG. 11 is a view of the diffraction grating D as viewed from above.

従って、a−a断面に現れる文字部の凹部は、文字が無いときの矩形(周期1.5μmの標準的な矩形)の1/30程度もしくは、それ以下となり、この凹部からの回折光の影響がかなり小くなる。この結果、回折格子Dによる回折は、文字が無いときの矩形(周期1.5μmの標準的な矩形)による回折光と同様となり、大きな回折効率を得ることができた。
この回折格子Dを赤色半導体レーザーで照明し、回折効率を測定したところ、24%であり、高い回折効率を得ることができた。白色光で照明したところ、鮮やかな赤色を観察することができた。
Therefore, the concave portion of the character portion appearing in the aa cross section is about 1/30 or less of the rectangle when there is no character (standard rectangle with a period of 1.5 μm), and the influence of the diffracted light from this concave portion. Is considerably smaller. As a result, the diffraction by the diffraction grating D was the same as the diffracted light by a rectangle (a standard rectangle having a period of 1.5 μm) when there was no character, and a large diffraction efficiency could be obtained.
When this diffraction grating D was illuminated with a red semiconductor laser and the diffraction efficiency was measured, it was 24%, and a high diffraction efficiency could be obtained. When illuminated with white light, a bright red color could be observed.

回折格子Dの回折光は、1次回折光の2方向のみであり、2次回折光は見られなかった。このため回折光が各方向へ分散せず、一方向の回折効率測定値は、かなり大きくなっている。
隠し文字としての「HHH・・」は、目視ではもちろんのこと、簡易顕微鏡(倍率200倍、400倍)で判読しようとしたが、文字・記号まで読み取ることは出来なかった。さらに、白抜き文字面積を小さくするため、文字・記号・図柄の高さ・幅を小さくすることができる。これにより、所定情報の判読性をより困難にすることができると共に、回折効率をさらに向上させることができる。カラーホログラム画像の設計し易さも大幅に改善されている。
The diffraction light of the diffraction grating D is only in the two directions of the first-order diffracted light, and no second-order diffracted light was seen. For this reason, the diffracted light is not dispersed in each direction, and the measured value of diffraction efficiency in one direction is considerably large.
Although “HHH...” As a hidden character was to be read with a simple microscope (magnification 200 ×, 400 ×) as a matter of course, it was not possible to read the characters / symbols. Furthermore, the height / width of characters / symbols / designs can be reduced in order to reduce the area of white characters. Thereby, the readability of the predetermined information can be made more difficult, and the diffraction efficiency can be further improved. The ease of designing color hologram images has also been greatly improved.

また、所定情報を「白抜き」とする場合、その画線部は10nm以下となる部分がでてくる。このような場合は、使用するリソグラフィー手段により差があるものの矩形とならず、なだらかな凹凸形状となることもある。この場合は、その幅が非常に小さいため「回折格子線」としての回折効率には影響を及ぼさず、判読時には光学的に読み取れることから、部分的に矩形でない部分が発生しても本発明の目的を達成することができる。   Further, when the predetermined information is “outlined”, the image line portion has a portion of 10 nm or less. In such a case, although there is a difference depending on the lithography means to be used, it may not be rectangular but may have a gentle uneven shape. In this case, since the width is very small, the diffraction efficiency as a “diffraction grating line” is not affected, and it can be read optically at the time of interpretation. Aim can be achieved.

逆に電子線リソグラフィーにおける電子線の強度を小さくして、現像処理を加減し「白抜き」そのものを敢て10nm幅以下とし、(この場合深さも浅くなる。)光学顕微鏡を目視にて覗くだけでは、所定情報を読み取れず、レーザー顕微鏡等の3次元計測可能な手段を用いてのみ判読できるという手法を用いることで、よりセキュリティ性を高めることも好適である。   Conversely, by reducing the intensity of the electron beam in electron beam lithography, adjusting the development process to make the “white” itself less than 10 nm wide (in this case, the depth is also shallow). Then, it is also preferable to further improve security by using a technique in which the predetermined information cannot be read and can be read only using a means capable of three-dimensional measurement such as a laser microscope.

さらに、光学顕微鏡に具備されている「明視野」での観察でなく、「暗視野」(高開口数成分(円錐の外周表面構造)のみをもって照明しているため、基本的には「散乱光」を読み取ることとなる。)での観察により、僅かな凹凸を情報として判読する方法を採用することも好適である。「暗視野」と同様に、斜め方向からのみ照明し、凸部で発生するその凸部の影を情報として判読する方法を採用すると、偽造者が、凹凸形状をいかに精密に計測しても、所定情報に至ることができないようにすることもできる。   Furthermore, since the illumination is performed only with “dark field” (high numerical aperture component (cone outer peripheral surface structure)) instead of observation with “bright field” provided in the optical microscope, basically “scattered light” It is also preferable to adopt a method in which slight unevenness is read as information by the observation in (1). As with `` dark field '', if a method of illuminating only from an oblique direction and interpreting the shadow of the convex portion generated at the convex portion as information is used, the forger can measure the uneven shape precisely, It is also possible to prevent the predetermined information from being reached.

図12の回折格子線(回折格子E)は、文字の高さ・幅を、0.75μm×0.5μm(周期1.5μmの回折格子となる。)とし、形成方法も回折格子Cと同一としたが、所定情報“H”の占有する面積(画線部面積)と、所定情報以外の部分の面積(非画線部+「回折格子線」間部の面積)を同一の大きさとした。
こうすることで、画線部面積を確保できるため、所定情報を鑑定するときに、鑑定し易くすると同時に、所定情報が特殊なもの(太さ、曲がり等、本発明でのみ使用する形)とできることで、その文字形状等の設定情報を知りえない限り、同一のものの作成をほぼ不可能とすることができる。
The diffraction grating line (diffraction grating E) in FIG. 12 has a character height / width of 0.75 μm × 0.5 μm (a diffraction grating with a period of 1.5 μm), and the formation method is the same as that of the diffraction grating C. and was, but the area (image area area) occupied by the predetermined information "H", the area of a portion other than the predetermined information (non-image portions + of the "grating lines" the inter area) of the same size did.
In this way, since the area of the image area can be secured, it is easy to make an appraisal when appraising predetermined information, and at the same time, the predetermined information is special (thickness, bending, etc., used only in the present invention). By doing so, it is almost impossible to create the same object unless the setting information such as the character shape is known.

画線部、すなわち、凸部上面から反射する回折光と、「非画線部+回折格子線間部」、すなわち、凹部底面から反射する回折光の光の量を同一とすることで、高い回折効率をかもし出すことができる。実際に回折効率は、回折格子Cにみられる程の2次回折光がでなかったため、16%であった。 隠し文字としての「HHH・・」は、目視ではもちろんのこと、簡易顕微鏡(倍率200倍、400倍)で判読しようとしたが、文字・記号まで読み取ることは出来なかったものの、類推はできた。これも、所定情報“H”の単純さに因るところが大きく、他の文字、記号により改善可能である。   By making the amount of light of the diffracted light reflected from the top surface of the image line portion, that is, the convex portion, and the light of the diffracted light reflected from the bottom surface of the non-image line portion + diffraction grating line, that is, the concave surface high, The diffraction efficiency can be increased. Actually, the diffraction efficiency was 16% because the second-order diffracted light as seen in the diffraction grating C was not generated. “HHH.. . This is largely due to the simplicity of the predetermined information “H”, and can be improved by using other characters and symbols.

しかも、所定情報の形そのものを工夫する(電子描画データ作成の簡便性から、既存の種々のフォントを採用してもよいが、独自に画線の太さや曲がり方等を工夫してもよい。)ことにより、この判読性及び回折効率をさらに改善することが可能である。
上記したように、所定情報の形を工夫した場合は、所定情報の深さ、すなわち、電子線レジストの厚さを調節して、回折効率を高く維持する必要がある。
In addition, the shape of the predetermined information itself is devised (various existing fonts may be adopted for the convenience of creating electronic drawing data, but the thickness of the image line, the bending method, etc. may be devised independently. Therefore, it is possible to further improve the legibility and diffraction efficiency.
As described above, when the shape of the predetermined information is devised, it is necessary to maintain the diffraction efficiency high by adjusting the depth of the predetermined information, that is, the thickness of the electron beam resist.

図13の回折格子線(回折格子F)は、文字の高さ・幅を、0.75μm×0.5μm(周期1.5μmの回折格子となる。)とし、形成方法も回折格子Cと同一としたが、所定情報を“HOLOG”(図13は一部省略)とした。こうすることで、回折格子C等にみられる2次回折光を抑え、1次回折光の強度を高めるとともに、20文字以内の繰り返しとすることで、回折光の予測を立てやすく、カラーホログラム画像の設計をし易くした。
そのa−a断面の形状及び、b−b断面の形状を、それぞれ図14、図15に示す。
回折効率は、回折格子Cのような2次回折光がでていないため、12%であった。
隠し文字としての“HOLOG”は、目視ではもちろんのこと、簡易顕微鏡(倍率200倍、400倍)で判読しようとしたが、文字・記号まで読み取ることは出来なかった。
The diffraction grating line (diffraction grating F) in FIG. 13 has a character height / width of 0.75 μm × 0.5 μm (a diffraction grating with a period of 1.5 μm), and is formed in the same manner as diffraction grating C. However, the predetermined information is “HOLOG” (partially omitted in FIG. 13). In this way, the second-order diffracted light seen in the diffraction grating C or the like is suppressed, the intensity of the first-order diffracted light is increased, and the repetition of less than 20 characters makes it easy to predict the diffracted light, and the design of the color hologram image It was easy to do.
The shape of the aa cross section and the shape of the bb cross section are shown in FIGS. 14 and 15, respectively.
The diffraction efficiency was 12% because the second-order diffracted light unlike the diffraction grating C was not emitted.
“HOLOG” as a hidden character was read by a simple microscope (200 ×, 400 × magnification) as well as by visual observation, but it was not possible to read even characters and symbols.

2次回折光の強度は、文字数が増加するにつれて減少するが、3文字(可視光波長の3倍)で十分小さくなる。さらに文字数を増加すると、徐々に減少するが5文字以上では大きな変動はない。逆に、文字数が増加することで「回折格子線」上のムラが目立つようになる。このムラは、カラーホログラム画像の設計に対しての阻害要因となる。従って、文字列では20文字が限界となる。結局、所定情報の繰り返し長さは、可視光波長の20倍以内、好ましくは、5倍以上、且つ、10倍以内であることが好適である。   The intensity of the second-order diffracted light decreases as the number of letters increases, but it becomes sufficiently small with three letters (three times the visible light wavelength). When the number of characters is further increased, the number of characters gradually decreases, but there is no significant change with five or more characters. On the contrary, the unevenness on the “diffraction grating line” becomes conspicuous as the number of characters increases. This unevenness becomes an obstacle to the design of the color hologram image. Therefore, the character string has a limit of 20 characters. As a result, the repetition length of the predetermined information is preferably 20 times or less of the visible light wavelength, preferably 5 times or more and 10 times or less.

(実施例1)
電子線レジストを0.6μm形成したパターン形成基盤に、予め用意した制御データにより、電子ビームの強度を変化させながら所定の回折格子パターンに沿って電子ビームを照射した。まず、0.5μm幅の線上に、所定情報「A○C○E○G○I○・・○Y」、及びその繰り返し」を各文字サイズが、0.5μm×0.5μmとなるように、続いて、その「回折格子線」に接して、0.5μm幅の線状に、その電子ビーム強度変化を逆にして同様に「A○C○E○G○H○・・○Y」を同様のサイズで、且つ、そのスタート位置を高精度に合わせて照射した。この照射を、図4の半径20mmの円の一つのエリアにそのエリアが埋まるまで実施した。
Example 1
An electron beam was irradiated along a predetermined diffraction grating pattern while changing the intensity of the electron beam according to control data prepared in advance on a pattern formation substrate on which an electron beam resist was formed to 0.6 μm. First, on the 0.5 μm width line, the predetermined information “A * C * E * G * I * .. * Y and its repetition” is set so that each character size is 0.5 μm × 0.5 μm. Subsequently, in contact with the “diffraction grating line”, the electron beam intensity change is reversed in the same manner as “A * C * E * G * H *. Were irradiated with the same size and with the start position adjusted with high accuracy. This irradiation was performed until the area was filled in one area of a circle with a radius of 20 mm in FIG.

次に、同様に、0.625μm幅の線上に、同様の所定文字を0.625μm×0.5μmサイズで照射し、同様に図4の円のもう一つのエリアを埋めた。
さらに、図4の残るエリアを、0.75μm幅の線状に、0.75μm×0.5μmサイズの所定文字をそのエリアが埋まるように照射し、図4の円内の全エリアを埋めた。
この基盤を現像処理して、所望の凹凸レリーフ原盤を得た。
Next, similarly, the same predetermined character was irradiated with a size of 0.625 μm × 0.5 μm on a 0.625 μm-width line, and the other area of the circle in FIG. 4 was similarly filled.
Furthermore, the remaining area in FIG. 4 was irradiated with a predetermined character of 0.75 μm × 0.5 μm size in a line of 0.75 μm width so that the area was filled, and the entire area in the circle in FIG. 4 was filled. .
The substrate was developed to obtain a desired uneven relief master.

この原盤と、16μm厚さのポリエチレンテレフタレート(東レ製「ルミラー」)との間に、電離放射線硬化性樹脂として、
・<電離放射線硬化組成物A>
2−ヒドロキシエチルアクリレート 100重量部
ジブチルチンジラウリレート 0.1重量部
イソシアン酸メチル 50重量部
を反応させて得られた電離放射線硬化組成物Aを用いて、
・<電離放射線硬化組成物B>
電離放射線硬化組成物A 80重量部
ポリウレタン樹脂(デスモコール130、住友バイエルウレタン社製) 20重量部
上記、電離放射線硬化組成物Bを作製し、この電離放射線硬化組成物Bを10μm導入して、フィルムを送り出しながら電子線照射装置「エレクトロカーテン」(アメリカのESI社製)を用い、150KeV、15mAの条件で3Mradの線量を照射して、硬化させた。
Between this master and 16 μm thick polyethylene terephthalate (Toray “Lumilar”), as ionizing radiation curable resin,
・ <Ionizing radiation curable composition A>
2-hydroxyethyl acrylate 100 parts by weight Dibutyltin dilaurate 0.1 part by weight Ionizing radiation curable composition A obtained by reacting methyl isocyanate 50 parts by weight,
・ <Ionizing radiation curable composition B>
Ionizing radiation curable composition A 80 parts by weight Polyurethane resin (Desmocol 130, manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.) 20 parts by weight The above ionizing radiation curable composition B was prepared, and 10 μm of this ionizing radiation curable composition B was introduced. While sending out the film, an electron beam irradiation apparatus “Electro Curtain” (manufactured by ESI, USA) was used to irradiate with a dose of 3 Mrad under the conditions of 150 KeV and 15 mA to be cured.

この後、原盤と電子線レジストを剥離、除去し、硬化した透明な樹脂材料からなる層の片面にレリーフホログラムの微細凹凸を形成することができた。
この透明樹脂の表面に真空蒸着法によりアルミニウム薄膜100nmを形成し、ホログラムシートとした。このホログラムシートに接着剤を塗工し、パスポートの顔写真を一部覆うように接着した。
このパスポートのホログラム部分をハロゲンランプで照明し、目視で観察すると、円形ホログラムが3色に分かれて鮮明に見えた。さらに、倍率20倍と400倍の顕微鏡で拡大して確認したところ、所定情報を判読することは出来なかった。
After that, the master and the electron beam resist were peeled off and removed, and the fine irregularities of the relief hologram could be formed on one side of the layer made of a cured transparent resin material.
An aluminum thin film having a thickness of 100 nm was formed on the surface of the transparent resin by a vacuum deposition method to obtain a hologram sheet. An adhesive was applied to the hologram sheet and adhered so as to partially cover the face photograph of the passport.
When the hologram portion of this passport was illuminated with a halogen lamp and visually observed, the circular hologram was divided into three colors and looked clear. Furthermore, when it was enlarged and confirmed with a microscope with a magnification of 20 times and 400 times, predetermined information could not be read.

このホログラム部分を高解像度レーザー顕微鏡で観察することで、各回折格子の所定情報を判読することができ、予め極秘情報として入手した(パスポートを管理する関係者のみが所定情報のサイズ、並び等の情報(以下、所定情報関連情報という。)を知らされるという意味。)所定情報関連情報と、判読した情報を比較し、パスポートの真正性を確認した。   By observing this hologram part with a high-resolution laser microscope, it is possible to read the predetermined information of each diffraction grating, and obtained in advance as top secret information (only the person who manages the passport has the size, arrangement, etc. of the predetermined information) Information (hereinafter referred to as “predetermined information related information”) is notified. The predetermined information related information is compared with the read information, and the authenticity of the passport is confirmed.

別途、このホログラムの回折効率を各色半導体レーザーを用いて測定したところ、それぞれ、4%、6%、7%であり、やや高い回折効率を得た。   Separately, when the diffraction efficiency of this hologram was measured using each color semiconductor laser, it was 4%, 6%, and 7%, respectively, and a slightly higher diffraction efficiency was obtained.

(実施例2)
電子線レジストを0.3μm形成したパターン形成基盤に、予め用意した制御データにより、電子ビームの強度を変化させながら所定の回折格子パターンに沿って電子ビームを照射した。まず、0.5μm幅の線上に、所定情報「HHHHHHH・・」を各文字サイズが、0.5μm×0.4μmとなるように、続いて、その「回折格子線」に接して、0.5μm幅の線状に、全面露光で電子ビームを照射した。この照射を、図4の半径20mmの円の一つのエリアにそのエリアが埋まるまで実施し、実施例1と同様に現像処理した。
次に、再度電子線レジストを、0.4μmとし、0.625μm幅の線上に、同様の所定文字を0.625μm×0.4μmサイズで照射した以外は実施例1と同様に処理し、図4の円のもう一つのエリアを埋めた。
さらに、図4の残るエリアを、電子線レジスト厚さを0.5μm、0.75μm幅の線状に、0.75μm×0.4μmサイズの所定文字をそのエリアが埋まるように照射した以外は実施例1と同様とし、図4の円内の全エリアを埋めた。
この基盤を現像処理することにより、非画線部のレジストを完全に除去し、この位置を凹凸の凹部底面とし、画線部を凸部上面として、所望の矩形状レリーフ原盤を得た。
(Example 2)
An electron beam was irradiated along a predetermined diffraction grating pattern while changing the intensity of the electron beam according to control data prepared in advance on a pattern formation substrate on which an electron beam resist was formed to 0.3 μm. First, predetermined information “HHHHHHH...” Is placed on a line having a width of 0.5 μm so that each character size is 0.5 μm × 0.4 μm. An electron beam was irradiated on the entire surface in a 5 μm-wide line. This irradiation was carried out until one area of a circle with a radius of 20 mm in FIG.
Next, the electron beam resist is again 0.4 μm, and the same processing as in Example 1 is performed except that the same predetermined characters are irradiated on the 0.625 μm width line in a size of 0.625 μm × 0.4 μm. Filled another area of the circle of 4.
Furthermore, the remaining area in FIG. 4 was irradiated with a predetermined character of 0.75 μm × 0.4 μm in such a manner that the electron beam resist thickness was linear with a thickness of 0.5 μm and a width of 0.75 μm so that the area was filled. In the same manner as in Example 1, all the areas in the circle of FIG. 4 were filled.
By developing this base, the resist in the non-image area was completely removed, and the desired rectangular relief master was obtained with this position as the concave and concave bottom surface and the image area as the convex upper surface.

この後は、実施例1と同様に作成し、実施例2のホログラム形成パスポートを得た。
このパスポートのホログラム部分をハロゲンランプで照明し、目視で観察すると、円形ホログラムが3色に分かれて鮮明に見えた。さらに、倍率20倍と400倍の顕微鏡で拡大して確認したところ、所定情報を判読することは出来なかった。
After that, the hologram forming passport of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1.
When the hologram portion of this passport was illuminated with a halogen lamp and visually observed, the circular hologram was divided into three colors and looked clear. Furthermore, when it was enlarged and confirmed with a microscope with a magnification of 20 times and 400 times, predetermined information could not be read.

このホログラム部分を高解像度レーザー顕微鏡で観察することで、各回折格子の所定情報を判読することができ、予め極秘情報として入手した所定情報関連情報と、判読した情報を比較し、パスポートの真正性を確認した。
別途、このホログラムの回折効率を各色半導体レーザーを用いて測定したところ、それぞれ、10%、9%、10%となり、やや高い回折効率を得た。
By observing this hologram portion with a high-resolution laser microscope, it is possible to read the predetermined information of each diffraction grating, compare the read information with the information related to the predetermined information obtained in advance as confidential information, and authenticate the passport It was confirmed.
Separately, when the diffraction efficiency of this hologram was measured using each color semiconductor laser, it was 10%, 9%, and 10%, respectively, and a slightly high diffraction efficiency was obtained.

(実施例3)
所定情報「HHHHHHH・・」を白抜き文字とし、その画線部線幅を0.01μmとした以外は、実施例2と同様として、実施例3のホログラム形成パスポートを得た。
このパスポートのホログラム部分をハロゲンランプで照明し、目視で観察すると、円形ホログラムが3色に分かれて鮮明に見えた。さらに、倍率20倍と400倍の顕微鏡で拡大して確認したところ、全く所定情報を判読することは出来なかった。
(Example 3)
A hologram forming passport of Example 3 was obtained in the same manner as Example 2 except that the predetermined information “HHHHHHH...” Was a white character and the image line width was 0.01 μm.
When the hologram portion of this passport was illuminated with a halogen lamp and visually observed, the circular hologram was divided into three colors and looked clear. Furthermore, when it was enlarged and confirmed with a microscope with a magnification of 20 times and 400 times, predetermined information could not be read at all.

このホログラム部分を高解像度レーザー顕微鏡で観察することで、各回折格子の所定情報を判読することができ、予め極秘情報として入手した所定情報関連情報と、判読した情報を比較し、パスポートの真正性を確認した。
別途、このホログラムの回折効率を各色半導体レーザーを用いて測定したところ、それぞれ、25%、23%、24%と高い回折効率を得た。
By observing this hologram portion with a high-resolution laser microscope, it is possible to read the predetermined information of each diffraction grating, compare the read information with the information related to the predetermined information obtained in advance as confidential information, and authenticate the passport It was confirmed.
Separately, the diffraction efficiency of this hologram was measured using each color semiconductor laser, and high diffraction efficiencies of 25%, 23%, and 24% were obtained, respectively.

(実施例4)
所定情報「HHHHHHH・・」を図12の形とした以外は、実施例2と同様として、実施例4のホログラム形成パスポートを得た。この時の面積比は、54/46とした。
このパスポートのホログラム部分をハロゲンランプで照明し、目視で観察すると、円形ホログラムが3色に分かれて鮮明に見えた。さらに、倍率20倍と400倍の顕微鏡で拡大して確認したところ、所定情報を類推できたが、判読することは出来なかった。
Example 4
A hologram formation passport of Example 4 was obtained in the same manner as in Example 2 except that the predetermined information “HHHHHHH... The area ratio at this time was 54/46.
When the hologram portion of this passport was illuminated with a halogen lamp and visually observed, the circular hologram was divided into three colors and looked clear. Furthermore, when it was confirmed by magnifying with a microscope with a magnification of 20 times and 400 times, the predetermined information could be inferred but could not be read.

このホログラム部分を高解像度レーザー顕微鏡で観察することで、各回折格子の所定情報を判読することができ、予め極秘情報として入手した所定情報関連情報と、判読した情報を比較し、パスポートの真正性を確認した。
別途、このホログラムの回折効率を各色半導体レーザーを用いて測定したところ、それぞれ、13%、13%、16%と高い回折効率を得た。
By observing this hologram portion with a high-resolution laser microscope, it is possible to read the predetermined information of each diffraction grating, compare the read information with the information related to the predetermined information obtained in advance as confidential information, and authenticate the passport It was confirmed.
Separately, when the diffraction efficiency of this hologram was measured using each color semiconductor laser, high diffraction efficiencies of 13%, 13%, and 16% were obtained, respectively.

(実施例5)
所定情報を「HOLOGとその繰り返し」とした以外は、実施例2と同様として、実施例5のホログラム形成パスポートを得た。
このパスポートのホログラム部分をハロゲンランプで照明し、目視で観察すると、円形ホログラムが3色に分かれて鮮明に見えた。さらに、倍率20倍と400倍の顕微鏡で拡大して確認したところ、所定情報を判読することは出来なかった。
(Example 5)
A hologram formation passport of Example 5 was obtained in the same manner as Example 2 except that the predetermined information was “HOLOG and its repetition”.
When the hologram portion of this passport was illuminated with a halogen lamp and visually observed, the circular hologram was divided into three colors and looked clear. Furthermore, when it was enlarged and confirmed with a microscope with a magnification of 20 times and 400 times, predetermined information could not be read.

このホログラム部分を高解像度レーザー顕微鏡で観察することで、各回折格子の所定情報を判読することができ、予め極秘情報として入手した所定情報関連情報と、判読した情報を比較し、パスポートの真正性を確認した。
別途、このホログラムの回折効率を各色半導体レーザーを用いて測定したところ、それぞれ、11%、11%、12%とやや高い回折効率を得た。
By observing this hologram portion with a high-resolution laser microscope, it is possible to read the predetermined information of each diffraction grating, compare the read information with the information related to the predetermined information obtained in advance as confidential information, and authenticate the passport It was confirmed.
Separately, the diffraction efficiency of this hologram was measured using each color semiconductor laser, and a slightly higher diffraction efficiency of 11%, 11%, and 12% was obtained, respectively.

(比較例)
実施例2の所定情報として、「HHHHHHH・・」としたが、その文字のサイズを、文字高さ、文字幅とも0.3μm〜3.0μmの間でランダムに選択したサイズとしたことと、図4の円形エリアを全てこの条件で埋めた意外は、すべて実施例2と同様として、比較例を得た。
このパスポートのホログラム部分をハロゲンランプで照明し、目視で観察すると、円形ホログラムが3色に分かれておらず、少し虹色を呈しているだけであった。さらに、倍率20倍と400倍の顕微鏡で拡大して確認したところ、ところどころ所定情報を判読することができた。
(Comparative example)
As the predetermined information of Example 2, “HHHHHHH...” Was used, but the character size was selected at a random size between 0.3 μm and 3.0 μm for both the character height and character width, A comparative example was obtained in the same manner as in Example 2 except that the circular area in FIG.
When the hologram portion of this passport was illuminated with a halogen lamp and visually observed, the circular hologram was not divided into three colors, but only a little iridescent. Furthermore, when it was confirmed by magnifying with a microscope of 20 times and 400 times, predetermined information could be read in some places.

このホログラム部分を高解像度レーザー顕微鏡で観察することで、各回折格子の所定情報を全て判読することができ、予め極秘情報として入手した所定情報関連情報と、判読した情報を比較し、パスポートの真正性を確認することはできた。
別途、このホログラムの回折効率を赤色半導体レーザーを用いて測定したところ、3%と低い回折効率を得た。これは、光が種々の方向へ回折しており、一方向へ集中していないためと推察された。
(評価試験)ホログラムの再現性の評価は、意匠性については、ハロゲンランプ光原下にて目視判定した。ホログラムの明るさについては、回折格子の回折効率で評価した。
ハロゲンランプ:ローボルトハロゲンランプ35mm径ミラー付き
:電圧12V・光度2300cd(キャンデラ)
目視判定基準 :○ 再生画像が鮮やかにムラなく見える。隠し情報は見えない。
:× 隠し情報は見えないが、再生画像が暗く、ムラが見える。。
回折効率測定:光源:各色半導体レーザー:キコー技研MLXコリメートレーザー
:電圧DC4.8〜6.5V・平行光時ビーム径拡大6mm
:回折効率:反射光強度/入射光強度*100(%)
:判定基準:◎:回折効率が高い 回折効率 15%以上
:○:回折効率がやや高い 〃 5%〜15%
:×:回折効率が低い 〃 5%未満
By observing this hologram portion with a high-resolution laser microscope, it is possible to interpret all the predetermined information of each diffraction grating, compare the information that has been obtained in advance with the information related to the predetermined information obtained as confidential information, and authenticate the passport. I was able to confirm the sex.
Separately, when the diffraction efficiency of this hologram was measured using a red semiconductor laser, a diffraction efficiency as low as 3% was obtained. This is presumably because light is diffracted in various directions and is not concentrated in one direction.
(Evaluation test) The evaluation of the reproducibility of the hologram was visually determined for the design property under a halogen lamp light source. The brightness of the hologram was evaluated by the diffraction efficiency of the diffraction grating.
Halogen lamp: Low bolt halogen lamp with 35mm diameter mirror
: Voltage 12V, luminous intensity 2300cd (candela)
Visual judgment criteria: ○ The reproduced image looks vivid and uniform. Hidden information is not visible.
: X Hidden information is not visible, but the playback image is dark and uneven. .
Diffraction efficiency measurement: Light source: Each color semiconductor laser: Kiko Giken MLX collimated laser
: Voltage DC 4.8-6.5V, beam diameter expansion 6mm at the time of parallel light
: Diffraction efficiency: reflected light intensity / incident light intensity * 100 (%)
: Criteria: A: High diffraction efficiency Diffraction efficiency 15% or more
: ○: Slightly high diffraction efficiency 〃 5% ~ 15%
: ×: Low diffraction efficiency 未 満 Less than 5%

は、本発明の実施形態の一例を示す回折格子Aの俯瞰図である。These are overhead views of the diffraction grating A which shows an example of embodiment of this invention. は、回折格子Aのa−a線断面について説明するための図である。These are the figures for demonstrating the aa line cross section of the diffraction grating A. FIG. は、本発明の実施形態の一例を示す回折格子体Bの図である。These are figures of the diffraction grating body B which shows an example of embodiment of this invention. は、回折格子Aを上からみた図である。These are the figures which looked at the diffraction grating A from the top. は、本発明の実施形態の一例を示す回折格子Cの俯瞰図である。These are overhead views of the diffraction grating C which shows an example of embodiment of this invention. は、回折格子Cのa−a線断面について説明するための図である。These are the figures for demonstrating the aa line cross section of the diffraction grating C. FIG. は、回折格子Cのb−b線断面について説明するための図である。These are the figures for demonstrating the bb line | wire cross section of the diffraction grating C. FIG. は、回折格子Cを上からみた図である。These are the figures which looked at the diffraction grating C from the top. は、本発明の実施形態の一例を示す回折格子Dの俯瞰図である。These are overhead views of the diffraction grating D which shows an example of embodiment of this invention. は、回折格子Dのa−a線断面について説明するための図である。These are the figures for demonstrating the aa line cross section of the diffraction grating D. FIG. は、回折格子Dを上からみた図である。These are the figures which looked at the diffraction grating D from the top. は、本発明の実施形態の一例を示す回折格子Eを上からみた図である。These are the figures which looked at the diffraction grating E which shows an example of embodiment of this invention from the top. は、本発明の実施形態の一例を示す回折格子Fの俯瞰図である。These are overhead views of the diffraction grating F which shows an example of embodiment of this invention. は、回折格子Fのa−a線断面について説明するための図である。These are the figures for demonstrating the aa line cross section of the diffraction grating F. FIG. は、回折格子Fのb−b線断面について説明するための図である。These are the figures for demonstrating the bb line | wire cross section of the diffraction grating F. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

A、C、D、E、F 回折格子(回折格子線群)
B 回折格子体
B1、B2、B3 各回折格子線群
A, C, D, E, F Diffraction grating (Diffraction grating line group)
B Diffraction grating bodies B1, B2, B3 Each diffraction grating line group

Claims (3)

可視光波長の2倍の長さの周期のレリーフ形状を有する回折格子または、その回折格子で構成されるホログラムであって、
前記回折格子を構成するそれぞれの回折格子線が、所定の文字、記号、図柄の何れか、または、何れかの組み合わせ情報(以下所定情報という)を表示する一列の凹凸構造からなり、かつ、前記回折格子線の並びに垂直な方向での断面が周期性を有する回折格子線群のレリーフ形状を構成するとともに、前記断面の形状が周期性を備え
前記所定情報の画線部と非画線部の面積が同一となり、かつ、前記非画線部の面積が所定情報表示エリアの非画線部と「回折格子」間エリアの合計であることを特徴とする回折格子又はホログラム。
A diffraction grating having a relief shape with a period twice as long as a visible light wavelength, or a hologram composed of the diffraction grating,
Each of the diffraction grating lines constituting the diffraction grating is a predetermined character, symbol, design, or a combination of concavo-convex structures for displaying any combination information (hereinafter referred to as predetermined information), and While constituting the relief shape of the diffraction grating line group having a periodicity in the cross section in the vertical direction of the diffraction grating lines, the shape of the cross section has periodicity ,
The area of the predetermined information display area and the non-image area are the same, and the area of the non-image area is the sum of the area between the non-image area and the “diffraction grating” of the predetermined information display area. Characteristic diffraction grating or hologram.
前記所定情報が可視光波長の5倍以上、かつ、20倍以内の長さの繰り返し情報であることを特徴とする請求項記載の回折格子又はホログラム。 It said predetermined information is more than five times the wavelength of visible light, and a diffraction grating or hologram of claim 1, wherein the within 20 times the repetition length information. 前記断面が所定情報を表す凸部と、同凸部と点対称となる凹部との組み合わせからなることを特徴とする請求項1または2記載の回折格子又はホログラム。 The diffraction grating or hologram according to claim 1 or 2, wherein the cross section is composed of a combination of a convex portion representing predetermined information and a concave portion that is point-symmetric with the convex portion.
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