JP6268941B2 - Device for preventing forgery and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は、基材上に形成された液晶潜像を、偏光フィルターを用いて顕在化させることでデバイスの真偽判定を行うことが可能な偽造防止用デバイスに関するものである。 The present invention relates to an anti-counterfeiting device that can determine the authenticity of a device by exposing a liquid crystal latent image formed on a substrate using a polarizing filter.
従来から潜像を偽造防止に用いた技術は種々存在する。例えば、万線のピッチの隙間を利用して隠し文字等を入れ、万線部分を隠蔽することで隠し文字が現れる方法や、凹版印刷により、角度を変えた場合に文字が現れる方法がある。しかし、これらの方法はよく見ると潜像が見えてしまう。また、網点や万線のピッチもしくは角度を部分的に変えた潜像を形成し、この潜像に整然と並んだ網点もしくは万線の透明フィルムを重ねることにより、画像が出現する方法がある。しかし、この方法では複雑な画像を形成できないという問題がある（例えば特許文献１）。 Conventionally, there are various techniques using a latent image for preventing forgery. For example, there are a method in which a hidden character or the like is inserted by using a gap between the pitches of the lines and the line portion is concealed, or a method in which characters appear when the angle is changed by intaglio printing. However, when these methods are looked closely, a latent image can be seen. In addition, there is a method in which a latent image is formed by partially changing the pitch or angle of halftone dots and lines, and an image appears by overlaying a halftone dot or line of transparent film regularly arranged on the latent image. . However, this method has a problem that a complex image cannot be formed (for example, Patent Document 1).
また、特殊インキを用いることにより潜像を形成する方法として、熱をかけることにより可逆的に発色もしくは消色し、しばらく放置すると元の状態に戻る可逆性感熱発色インキ（サーモクロミックインキ）を用いた方法などがある。しかし、これらの方法はインキの耐性という点において問題がある。 In addition, as a method of forming a latent image by using special ink, reversible thermochromic ink (thermochromic ink) that reversibly develops or discolors by applying heat and returns to its original state when left for a while. There was a method. However, these methods have problems in terms of ink resistance.
同様に特殊インキを用いる方法として、紫外線を照射することにより発色するフォトクロミックインキを用いた方法、紫外線を照射することにより発光する蛍光インキを用いた方法、赤外光を吸収するインキにて潜像を形成し、この潜像上に可視光を透過させず赤外光を透過させる層を設ける方法などがある。しかし、これらの方法は潜像を表示するために大掛かりな装置が必要になる。 Similarly, as a method using a special ink, a method using a photochromic ink that develops a color when irradiated with ultraviolet rays, a method using a fluorescent ink that emits light when irradiated with ultraviolet rays, and a latent image using an ink that absorbs infrared light. And a layer for transmitting infrared light without transmitting visible light is provided on the latent image. However, these methods require a large-scale device to display the latent image.
また、特許文献２では、潜像の形成に液晶を用いた方法が提案されている。液晶潜像は通常ではまったく視認できず化学的にも安定で長寿命である。液晶分子は棒状であり配列の仕方により光学的性質（屈折率）が異なるが、配向は種々の方法で制御固定化できる。 Patent Document 2 proposes a method using a liquid crystal for forming a latent image. The liquid crystal latent image is usually not visible at all and is chemically stable and has a long life. The liquid crystal molecules are rod-like and have different optical properties (refractive index) depending on the arrangement, but the orientation can be controlled and fixed by various methods.
また、非特許文献１では、液晶層に色素を加えることにより、色素の色による潜像表示の例が提案されている。更には、架橋領域と、非架橋領域の2種類について色付きと透明の２表示パターンについて記載されている。 Non-Patent Document 1 proposes an example of a latent image display using a color of a dye by adding the dye to the liquid crystal layer. Further, two types of display patterns, colored and transparent, are described for the two types of crosslinked region and non-crosslinked region.
ところが、上記に掲げる方法を用いて単一のデバイスに複数の潜像を埋め込もうとした場合、その製造工程が複雑化または多工程化し、製造コストが増加する問題があるため、現在、広く実用されている潜像含有デバイスにおいて含まれる潜像数は２種類である。埋
め込まれた潜像が２種類である場合、偽造防止用デバイスの偽造・模造は比較的容易に行われてしまうため、セキュリティー性の面において問題がある。そこで本発明は、複数の潜像、好ましくは３個以上の潜像を、一デバイス中に容易に含みうることが可能な、偽造防止用デバイスの提供を目的とした。
However, when a plurality of latent images are embedded in a single device using the method described above, the manufacturing process becomes complicated or multi-processed, resulting in an increase in manufacturing cost. There are two types of latent images included in a latent image-containing device in practical use. When there are two types of embedded latent images, forgery / imitation of the anti-counterfeit device is performed relatively easily, and there is a problem in terms of security. Accordingly, an object of the present invention is to provide an anti-counterfeit device that can easily include a plurality of latent images, preferably three or more latent images, in one device.
上記目的を達成するための本発明は、少なくとも潜像形成層と、保護層と、がこの順に積層された偽造防止用デバイスであって、前記潜像形成層は、それぞれ偏光方向の異なる領域が二次元的に複数敷設された液晶層を含むことを特徴とする偽造防止用デバイスとしたものである。 To achieve the above object, the present invention provides an anti-counterfeit device in which at least a latent image forming layer and a protective layer are laminated in this order, and each of the latent image forming layers has regions having different polarization directions. The present invention is a forgery-preventing device characterized in that it includes a plurality of two-dimensionally laid liquid crystal layers.
また、本発明は、前記潜像形成層は、偏光方向の異なる領域を３つ以上有することを特徴とする偽造防止用デバイスとしたものである。 Further, the present invention, the latent image forming layer is obtained by a counterfeit prevention devices that characterized by having a polarization direction different areas three or more.
また、本発明は、前記潜像形成層は、潜像となる潜像材料付き液晶を含むことを特徴とする偽造防止用デバイスとしたものである。 Further, the present invention, the latent image forming layer is obtained by a counterfeit prevention devices that comprising a latent image material LCD serving as a latent image.
また、本発明は、前記潜像材料は、色素材料で構成されることを特徴とする偽造防止用デバイスとしたものである。 Further, the present invention, the latent image material is obtained by a counterfeit prevention devices that characterized in that it is composed of a dye material.
また、本発明は、前記潜像形成層は、配向層を含むことを特徴とする偽造防止用デバイスとしたものである。 Further, the present invention, the latent image forming layer is obtained by a counterfeit prevention devices that comprising the alignment layer.
また、本発明は、偽造防止用デバイスの製造方法であって、前記液晶層は、複数の偏光方向を備えたワイヤーグリッド方式の偏光マスクを介して紫外線を液晶層に１回照射して配向されることを特徴とする偽造防止用デバイスの製造方法としたものである。 Further, the present invention provides a method of manufacturing a device for counterfeit prevention, the liquid crystal layer is irradiated once through the polarization mask wire-grid having a plurality of polarization directions ultraviolet to the liquid crystal layer oriented This is a method of manufacturing a forgery prevention device.
また、本発明は、偽造防止用デバイスの製造方法であって、前記配向層は、複数の偏光方向を備えたワイヤーグリッド方式の偏光マスクを介して紫外線を配向層に１回照射して配向されることを特徴とする偽造防止用デバイスの製造方法としたものである。 Further, the present invention provides a method for producing a forgery-prevention device, wherein the alignment layer is irradiated once to ultraviolet light through a polarization mask wire-grid having a plurality of polarization direction to the orientation layer orientation This is a method of manufacturing a forgery prevention device.
また、本発明は、前記液晶層は、複数の偏光方向を備えたワイヤーグリッド方式の偏光マスクを介して紫外線を液晶層に１回照射して配向されることを特徴とする工程、前記配向層は、複数の偏光方向を備えたワイヤーグリッド方式の偏光マスクを介して紫外線を配向層に１回照射して配向されることを特徴とする工程、請求項６及び請求項７に記載の両方の工程を有することを特徴とする偽造防止用デバイスの製造方法としたものである。 Further, the present invention, the liquid crystal layer, the step, characterized in that the ultraviolet light through the polarization mask wire-grid having a plurality of polarization directions are oriented irradiated once to the liquid crystal layer, the alignment layer The method according to claim 6, wherein the alignment is performed by irradiating the alignment layer once with an ultraviolet ray through a wire grid type polarization mask having a plurality of polarization directions . The present invention provides a method for manufacturing a forgery prevention device characterized by comprising a step.
本偽造防止用デバイスは、潜像形成層が、それぞれ偏光方向の異なる領域が二次元的に複数敷設された液晶層を含むことによって、デバイスに潜像を含むことが可能となり、偽造防止効果を発揮する。 In this anti-counterfeiting device, the latent image forming layer includes a liquid crystal layer in which a plurality of regions each having a different polarization direction are two-dimensionally laid. Demonstrate.
また、本偽造防止用デバイスは、前記偏光方向の異なる領域が３つ以上二次元平面上に敷設されていることにより、その数に応じた潜像パターンを含むことが可能であり、より高い偽造防止効果を発揮する。 Further, the anti-counterfeiting device, by different regions of the polarization direction is laid on three or more two-dimensional plane, it is possible to include a latent image pattern corresponding to the number, the higher forgery Demonstrate the prevention effect.
また、本偽造防止用デバイスは、前記潜像形成層中に含まれる液晶が色彩を有することにより、より多彩な潜像パターンを表現することが可能となり、更に高い偽造防止効果を発揮する。 The device for the anti-counterfeit a liquid crystal included in the latent image formation layer is by having color, it becomes possible to express a wider variety latent image pattern, exhibit a higher forgery prevention effect.
また、本偽造防止用デバイスは、前記潜像形成層中に、前記液晶層とは別に配向層を有することより、より高い精度での配向制御が可能となり、更に高い偽造防止効果を発揮する。 Further, the anti-counterfeit devices, the latent image forming layer, than to have a separate alignment layer and the liquid crystal layer, it is possible to control the orientation of a higher accuracy, it exerts a higher forgery prevention effect.
また、本偽造防止用デバイスの製造方法は、本偽造防止用デバイスの製造方法であり、複数の偏光方向を備えたワイヤーグリッド方式の偏光マスクを介して紫外線を液晶層に照射して配向することにより、前記液晶層中への複数の偏光領域の形成を１回の露光で達成することが可能となるため、単一の偏光方向を備えたマスクを介して複数回露光を行う場合よりも製造コストを削減できる。また、露光回毎にマスクと前記液晶層との位置合わせを行う必要もないため、形成するパターンが微小な場合であっても、所望のパターンを高い精度で形成することが可能である。 The manufacturing method of the present anti-counterfeiting device is a manufacturing method of the present anti-counterfeiting device, it is oriented by irradiating the liquid crystal layer to ultraviolet light through a polarization mask wire-grid having a plurality of polarization directions This makes it possible to achieve the formation of a plurality of polarizing regions in the liquid crystal layer by a single exposure, so that it is manufactured more than when performing a plurality of exposures through a mask having a single polarization direction. Cost can be reduced. In addition, since it is not necessary to align the mask and the liquid crystal layer for each exposure, a desired pattern can be formed with high accuracy even when the pattern to be formed is very small.
以下、本発明になる偽造防止用デバイスの原理と実施形態について図面を参照して説明する。図１は、偽造防止用デバイス１０の一例を示す断面視の図である。 Hereinafter, the principle and embodiments of an anti-counterfeit device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a forgery prevention device 10.
図１に示す偽造防止デバイス１０（以下、単にデバイスとも記す。）は、基材１と、この基材１の一方の面に形成された潜像形成層２と、この潜像形成層２の上に形成されて潜像形成層２を被覆して保護する保護層３とから構成されている。潜像形成層２は、具体的には偏光方向の異なる液晶配向領域が二次元的に複数敷設された液晶層を含む。また、この構成をより効果的にするために、潜像形成層２の液晶層と基材１の間に液晶を配向させるための配向層４を設けることができる。但し、配向層４を配置しなくても、液晶分子の配向が好適に維持される場合、配向層４を設ける必要はない。その他、基材層１と、潜像形成層２と、保護層３との各層間、或いはその表面に、必要に応じて別の新たな層を設けたり、表面処理を施すことを当然に妨げない。 An anti-counterfeit device 10 (hereinafter also simply referred to as a device) shown in FIG. 1 includes a base material 1, a latent image forming layer 2 formed on one surface of the base material 1, and the latent image forming layer 2. And a protective layer 3 which is formed thereon and covers and protects the latent image forming layer 2. Specifically, the latent image forming layer 2 includes a liquid crystal layer in which a plurality of liquid crystal alignment regions having different polarization directions are laid in two dimensions. In order to make this configuration more effective, an alignment layer 4 for aligning liquid crystals can be provided between the liquid crystal layer of the latent image forming layer 2 and the substrate 1. However, even if the alignment layer 4 is not disposed, it is not necessary to provide the alignment layer 4 when the alignment of the liquid crystal molecules is suitably maintained. In addition, it is naturally obstructed to provide another new layer or surface treatment as needed on each surface of the base layer 1, the latent image forming layer 2 and the protective layer 3 or on the surface thereof. Absent.
図１に示すデバイスは、透過型、反射型、もしくはその両方の光学系で使用できるデバイスであってよい。例えば、デバイスを構成する各層において透明性の材料を使用した場合、基材層側からの透過光を光源とした透過型の光学系とできるし、或いは基材１において不透明な材料を使用した場合には、保護層側から入射した光が、基材層１で反射して判別者に届くため、反射型の光学系となる。 The device shown in FIG. 1 may be a device that can be used in transmissive, reflective, or both optical systems. For example, when a transparent material is used in each layer constituting the device, a transmissive optical system using light transmitted from the substrate layer side as a light source can be used, or when an opaque material is used in the substrate 1 Since the light incident from the protective layer side is reflected by the base material layer 1 and reaches the discriminator, a reflection type optical system is formed.
基材１は、透明であっても不透明であっても良く、特に制限されるものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアセテート、ポリスチレン、エポキシ樹脂などのフィルム、または、上質紙、コート紙、合成紙等の紙等、一般的な貨幣やカードに使用される基材の材料を用いることができる。また、基材１上には画像が形成されていてもよい。画像は、その材料、形成方法について、特に制限されるものではないが、形成にかかるコストを抑えたい場合は、着色したインキ等を凸版印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、平版印刷、グ
ラビア印刷、オフセット印刷などの印刷法式によって形成することが好ましい。形成する画像のパターンとしては特に制限は無く、例えば単なる単色の着色画素であってもよいし、絵柄、文字等でよい。
The substrate 1 may be transparent or opaque and is not particularly limited. For example, polyethylene terephthalate (PET), triacetyl cellulose, polycarbonate, polyester, polyacetate, polystyrene, epoxy resin, etc. The material of the base material used for general money and a card | curd, such as paper of high quality paper, coated paper, synthetic paper, etc. can be used. An image may be formed on the substrate 1. The image is not particularly limited in terms of its material and formation method, but if you want to reduce the cost of formation, use colored ink etc. for letterpress printing, flexographic printing, screen printing, planographic printing, gravure printing, offset It is preferably formed by a printing method such as printing. The pattern of the image to be formed is not particularly limited, and may be, for example, a simple single color pixel, a pattern, a character, or the like.
次に、潜像形成層２について説明する。潜像形成層２は異なる複数の偏光領域を併せ持つ液晶層を少なくとも有する。潜像形成層２の液晶層を形成する液晶分子は、液晶分子を直接露光することにより配向させることができる。或いは、別途、配向層４を配置することで、配向層の配向規制力あるいは配向層上に形成される凹凸パターンに沿って配向させることもできる。潜像形成層２の液晶層を形成する液晶分子としては、流動性が高く配向が容易であり、且つ配向した液晶分子を光照射により配向を保ったまま硬化させることが可能である光重合性のネマチック液晶が好適である。 Next, the latent image forming layer 2 will be described. The latent image forming layer 2 has at least a liquid crystal layer having a plurality of different polarization regions. The liquid crystal molecules forming the liquid crystal layer of the latent image forming layer 2 can be aligned by directly exposing the liquid crystal molecules. Alternatively, by arranging the alignment layer 4 separately, the alignment layer 4 can be aligned along the alignment regulating force of the alignment layer or the uneven pattern formed on the alignment layer. The liquid crystal molecules forming the liquid crystal layer of the latent image forming layer 2 have high fluidity and are easily aligned, and can be cured while maintaining the alignment by light irradiation. The nematic liquid crystal is preferable.
ネマチック液晶化合物としては、例えば、アルキルシアノビフェニル、アルコキシビフェニル、アルキルターフェニル、フェニルシクロヘキサン、ビフェニルシクロヘキサン、フェニルビシクロヘキサン、ピリミジン、シクロヘキサンカルボン酸エステル、ハロゲン化シアノフェノールエステル、アルキル安息香酸エステル、アルキルシアノトラン、ジアルコキシトラン、アルキルアルコキシトラン、アルキルシクロヘキシルトラン、アルキルビシクロヘキサン、シクロヘキシルフェニルエチレン、アルキルシクロヘキシルシクロヘキセン、アルキルベンズアルデヒドアジン、アルケニルベンズアルデヒドアジン、フェニルナフタレン、フェニルテトラヒドロナフタレン、フェニルデカヒドロナフタレン、これらの誘導体、またはそれら化合物のアクリレートを使用することができる。また、架橋型の性質を併せ持つ液晶も使用することができる。更に、液晶は赤、緑、青などの色彩を有する潜像材料を含んでも良い。潜像材料としては色素材料等があげられ、例えば側鎖に、BBOT、アゾ系色素、フタロシアニン系色素などの各色素が共有結合した液晶、もしくはこれら色素材料が混ぜ合わされた液晶などを使用することができる。 Nematic liquid crystal compounds include, for example, alkylcyanobiphenyl, alkoxybiphenyl, alkylterphenyl, phenylcyclohexane, biphenylcyclohexane, phenylbicyclohexane, pyrimidine, cyclohexanecarboxylic acid ester, halogenated cyanophenol ester, alkylbenzoic acid ester, alkylcyanotolane. , Dialkoxytolane, alkylalkoxytolane, alkylcyclohexyltolane, alkylbicyclohexane, cyclohexylphenylethylene, alkylcyclohexylcyclohexene, alkylbenzaldehyde azine, alkenylbenzaldehyde azine, phenylnaphthalene, phenyltetrahydronaphthalene, phenyldecahydronaphthalene, derivatives thereof, or Those compounds It may be used in acrylate. In addition, a liquid crystal having a crosslinking type property can also be used. Further, the liquid crystal may include a latent image material having colors such as red, green, and blue. Examples of the latent image material include a dye material. For example, a liquid crystal in which each dye such as BBOT, an azo dye, and a phthalocyanine dye is covalently bonded to the side chain, or a liquid crystal mixed with these dye materials is used. Can do.
液晶層は、例えば、液晶材料を溶剤に懸濁後、基材上にコーティングし、これを熱乾燥することで形成できる。基材上へのコーティング法としては、例えば、スピンコート法、スリットコート法、インクジェット法、バーコート法、また凸版印刷、スクリーン印刷、平版印刷、グラビア印刷、オフセット印刷などの印刷法や、およびこれらを組み合わせた方法を利用することができる。また、塗工膜の熱乾燥は、例えば、減圧乾燥機、コンベクションオーブン、ＩＲオーブンまたはホットプレート等によって行うことができる。 The liquid crystal layer can be formed, for example, by suspending a liquid crystal material in a solvent, coating the substrate, and then thermally drying it. Examples of the coating method on the substrate include a spin coating method, a slit coating method, an ink jet method, a bar coating method, and printing methods such as relief printing, screen printing, planographic printing, gravure printing, offset printing, and the like. It is possible to use a method combining the above. Further, the coating film can be thermally dried by, for example, a vacuum dryer, a convection oven, an IR oven, or a hot plate.
溶剤としては、例えば、シクロヘキサノン、ブチルセロソルブアセテート、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、トルエン、アニソール、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、ｄ−リモネン、石油系溶剤、またはそれらの２種以上を含んだ混合物を使用することができる。 Examples of the solvent include cyclohexanone, butyl cellosolve acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, propylene glycol monopropyl ether, toluene, anisole, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, isopropyl alcohol, butanol, isobutyl ketone, d-limonene, Petroleum solvents or mixtures containing two or more of them can be used.
その他塗膜に必要な性能に応じて、キラル剤、光重合開始剤、熱重合開始剤、増感剤、連鎖移動剤、多官能モノマーおよび／またはオリゴマー、樹脂、界面活性剤、重合禁止剤、貯蔵安定剤および密着向上剤などの成分を、この液晶化合物を含んだ組成物の液晶性、および光配向層の異方性を失わない範囲で加える。これらの材料、および溶剤等については、例えば特開２０１１−２３２５３７に記載の材料が使用できる。 Depending on the performance required for the coating film, chiral agent, photopolymerization initiator, thermal polymerization initiator, sensitizer, chain transfer agent, polyfunctional monomer and / or oligomer, resin, surfactant, polymerization inhibitor, Components such as a storage stabilizer and an adhesion improver are added as long as the liquid crystallinity of the composition containing the liquid crystal compound and the anisotropy of the photo-alignment layer are not lost. As for these materials, solvents, and the like, for example, materials described in JP2011-232537A can be used.
次に、潜像形成層中の液晶層へ、それぞれ偏光方向が異なる複数の領域を形成する方法について説明する。図２に示す例は、従来方法になる。即ち、従来方法によれば、例えばそれぞれ偏光方向が異なる２つの領域を形成する場合は、単一の偏光方向のみを有するマスク１１ａを介して液晶層前駆体を露光してから（図２（ａ））、それと直交する偏光方向のみ有するマスク１１ｂ使ってもう一度露光を繰り返す（図２（ｂ））ことで行ってい
た。そのため従来方法によれば、複数回の露光を繰り返す必要があった。
Next, a method for forming a plurality of regions having different polarization directions on the liquid crystal layer in the latent image forming layer will be described. The example shown in FIG. 2 is a conventional method. That is, according to the conventional method, for example, when two regions having different polarization directions are formed, the liquid crystal layer precursor is exposed through the mask 11a having only a single polarization direction (see FIG. )), And the exposure was repeated once again using the mask 11b having only the polarization direction orthogonal thereto (FIG. 2B). Therefore, according to the conventional method, it is necessary to repeat the exposure a plurality of times.
本発明では、図３（ａ）に例示するような、それぞれ偏光方向の異なる複数の領域をワイヤーグリッド偏光子で形成し、これを偏光マスク１１として使用することで、液晶層中の液晶分子を配向する。露光は、液晶分子に紫外線を照射してポリマー化させることで、領域ごとで異なる屈折率Δｎを持ち流動性を喪失した固体化液晶層を提供する。この際、液晶性材料の重合度、および光配向層との密着、表面硬度等を考慮して最適な露光量を適宜設定する。また、シンナメート基を含むネマチック液晶モノマーは、紫外線吸収に異方性があり、偏光した紫外線を照射すると特定方向を向いた液晶モノマーだけを選択的に光反応（ニ量化反応、異性化反応）させることができる。また、液晶材料の中に色素と紫外線硬化型樹脂を混合させて、紫外線照射させてもよい。 In the present invention, as shown in FIG. 3A, a plurality of regions each having a different polarization direction are formed with a wire grid polarizer, and this is used as the polarization mask 11, whereby liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are Orient. The exposure is performed by irradiating the liquid crystal molecules with ultraviolet rays to polymerize, thereby providing a solidified liquid crystal layer having a different refractive index Δn in each region and losing fluidity. At this time, an optimal exposure amount is appropriately set in consideration of the degree of polymerization of the liquid crystalline material, adhesion to the photo-alignment layer, surface hardness, and the like. In addition, nematic liquid crystal monomers containing cinnamate groups have anisotropy in ultraviolet absorption, and when irradiated with polarized ultraviolet rays, only a liquid crystal monomer oriented in a specific direction is selectively photoreacted (dimerization reaction, isomerization reaction). be able to. Further, a dye and an ultraviolet curable resin may be mixed in a liquid crystal material and irradiated with ultraviolet rays.
この方法によれば、一枚のワイヤーグリッド偏光子上に、それぞれ偏光方向の異なる複数の領域が敷設されているため、一度の露光で全ての潜像パターンを焼き付けることが可能となる。またこの際、一つの偏光領域のサイズ、パターン形状について特に制限はなく、例えば、文字や絵柄として形成してもよい。また或いは、図３（ｂ）に示すように、遮光領域２１と所望のパターンの開口領域２２を有する遮光用マスク２０と、複数の異なる偏光領域を有するワイヤーグリッド方式の偏光マスク１１を重ねることで、所望のパターン形状を液晶に潜像として埋め込むこともできる。図３中では、遮光用マスク／ワイヤーグリッド方式の偏光マスク／液晶層の順に並べて、遮光用マスク側から露光を行った例を記載しているが、本発明においては、光源５０から発された光が偏光マスクを通過して潜像形成層に特定のパターンを配向するものであれば、特に各々の配置関係を制限するものではなく、例えば、ワイヤーグリッド方式の偏光マスク／遮光用マスク／液晶層の順になっていても良い。 According to this method, since a plurality of regions having different polarization directions are laid on a single wire grid polarizer, it is possible to print all the latent image patterns with a single exposure. At this time, the size and pattern shape of one polarization region are not particularly limited, and for example, it may be formed as a character or a picture. Alternatively, as shown in FIG. 3B, a light shielding mask 20 having a light shielding region 21 and an opening region 22 having a desired pattern is overlapped with a wire grid type polarization mask 11 having a plurality of different polarization regions. A desired pattern shape can be embedded in the liquid crystal as a latent image. FIG. 3 shows an example in which light-shielding mask / wire grid type polarization mask / liquid crystal layer are arranged in this order and exposed from the light-shielding mask side. In the present invention, the light source 50 emits light. If the light passes through the polarizing mask and orients a specific pattern on the latent image forming layer, the arrangement relationship is not particularly limited. For example, a wire grid type polarizing mask / shading mask / liquid crystal It may be in the order of the layers.
ワイヤーグリッド偏光子の偏光作用について図４を用いて説明する。一般的に、偏光層（板）には、ヨウ素分子を樹脂フィルム内に配向させたものが用いられるが、本発明で用いられるワイヤーグリッド偏光子は、細い金属ワイヤー４１をストライプ状に並べることで偏光作用を発現したものである。ワイヤー４１へ直進する光４２は、ワイヤーに電流が流れることで生じる電磁誘導効果の影響を受けるため、金属表面上で所定の境界条件（電場Ｅが金属表面に垂直）を満たす光４２ａしか通り抜けられない。境界条件を満足しない光は、押し戻されて反射される（４２ｂ）。 The polarization action of the wire grid polarizer will be described with reference to FIG. In general, a polarizing layer (plate) is obtained by orienting iodine molecules in a resin film, but the wire grid polarizer used in the present invention is obtained by arranging thin metal wires 41 in a stripe shape. It exhibits a polarizing action. Since the light 42 traveling straight to the wire 41 is affected by the electromagnetic induction effect caused by the current flowing through the wire, only the light 42a that satisfies a predetermined boundary condition (the electric field E is perpendicular to the metal surface) can pass through the metal surface. Absent. Light that does not satisfy the boundary conditions is pushed back and reflected (42b).
上記偏光作用を発揮するために、金属ワイヤー４１のストライプピッチは、入射光の波長よりも十分に小さい必要がある。より具体的には、一般的な可視光の波長の約４分の１長よりも短いことが好ましく、即ち２００ｎｍ程度以下が好ましい。また、ワイヤーグリッド式の偏光板４０は、ヨウ素型と異なり延伸処理がないため、フィルム基板上に微細加工技術を利用して、ピッチが２００ｎｍ程度以下の偏光方向が異なる微細な領域を作り込むことが可能となる（特許第４９６１９４１号参照）。 In order to exhibit the polarizing action, the stripe pitch of the metal wire 41 needs to be sufficiently smaller than the wavelength of incident light. More specifically, it is preferably shorter than about a quarter of the wavelength of general visible light, that is, about 200 nm or less. Also, unlike the iodine type, the wire grid type polarizing plate 40 has no stretching treatment, and therefore, a fine region having a different polarization direction with a pitch of about 200 nm or less is formed on the film substrate by using a fine processing technique. (See Japanese Patent No. 4961941).
ワイヤーグリッド方式の露光用マスクを製造する方法の一つを例示する。まず、ガラス基材の上に、例えばフォトレジスト薄膜を形成する。次に、先述した方法で表面に微細な周期的凹凸構造を有する金属製スタンパーを用いてレジスト薄膜を押圧し、凹凸構造を転写する。凹凸構造の周期は、２００ｎｍ程度以下が好ましい。 One example of a method for manufacturing a wire grid exposure mask will be described. First, for example, a photoresist thin film is formed on a glass substrate. Next, the resist thin film is pressed using a metal stamper having a fine periodic concavo-convex structure on the surface by the method described above to transfer the concavo-convex structure. The period of the concavo-convex structure is preferably about 200 nm or less.
次に、Ｏ２ガスを用いるＲＩＥエッチングによりレジスト層をエッチングしていくが、凹部の底部は、薄いレジスト層がエッチングにより貫通しガラス基材までエッチングされ、凸部に対応するレジストは残るように制御する。 Next, the resist layer is etched by RIE etching using O 2 gas, but the bottom of the recess is controlled so that the thin resist layer penetrates through the etching to the glass substrate, and the resist corresponding to the projection remains. To do.
次いで、スパッタにより、アルミニウムを膜着する。もちろん、金属層としては銅ある
いはクロムの積層膜等であっても構わない。最後に、レジスト層をリフトオフすれば、アルミ細線からなるストライプパターンを偏光層としてガラス基材に形成した露光用マスクを形成することができる。この方法によれば、本発明のように、偏光方向の異なる領域を二次元平面上に敷設する必要がある場合において、敷設すべき一つの偏光領域の面積が５μ〜１００μｍ程度であっても、精度良く製造が可能である。
Next, aluminum is deposited by sputtering. Of course, the metal layer may be a laminated film of copper or chromium. Finally, if the resist layer is lifted off, it is possible to form an exposure mask in which a stripe pattern made of fine aluminum wires is used as a polarizing layer on a glass substrate. According to this method, when it is necessary to lay regions having different polarization directions on a two-dimensional plane as in the present invention, even if the area of one polarization region to be laid is about 5 μm to 100 μm, It can be manufactured with high accuracy.
また前述したとおり、潜像形成層２の液晶層の配向については、別途、配向層４を配置することで、配向層の配向規制力、あるいは配向層上に形成される凹凸パターンに沿って配向させることもできる。 Further, as described above, the alignment of the liquid crystal layer of the latent image forming layer 2 is performed along the alignment regulating force of the alignment layer or the concavo-convex pattern formed on the alignment layer by disposing the alignment layer 4 separately. It can also be made.
配向層４は、アゾベンゼン含有配向膜材料等の光配向性の配向膜前駆体に偏光紫外線を照射して偏光性を付与した光配向層が望ましい。この配向層の配向規制力がその上の潜像形成層２中の液晶層に及ぶこととなる。また、前記配向膜前駆体への紫外線照射も、前述した液晶層への露光工程と同様に、ワイヤーグリッド偏光子を露光用マスクとして使用して行うことができる。 The alignment layer 4 is preferably a photo-alignment layer obtained by irradiating polarized ultraviolet rays to a photo-alignment alignment film precursor such as an azobenzene-containing alignment film material to impart polarization. The alignment regulating force of this alignment layer reaches the liquid crystal layer in the latent image forming layer 2 thereon. Moreover, the alignment film precursor can also be irradiated with ultraviolet rays by using a wire grid polarizer as an exposure mask in the same manner as the exposure step for the liquid crystal layer described above.
また配向層４は、凹部と凸部によって構成された、複数の凹凸からなる凹凸パターンを表面に有する層であってもよく、この場合、潜像形成層２中の液晶分子はこの凹凸の向きに沿って配向する。凹凸パターンは、回折格子のように周期的な構造であってもよく、一方向性拡散パターンのようにある程度ランダムであってもよい。ただし、一方向性拡散パターンとは、凹凸構造の長手方向がある程度ランダムでありながらも平均的には一方向に配置されている構造のことである。また、凹凸パターンの溝に関しては、ピッチが０．１〜１０μｍ、深さが０．０５〜１μｍであるのが望ましい。こうした凹凸は、凹凸形状を反転した形状の凹凸を有するスタンパーを軟化した樹脂層に押し付けて製造できる。 Further, the alignment layer 4 may be a layer having a concave and convex pattern composed of a plurality of concaves and convexes on the surface, and in this case, the liquid crystal molecules in the latent image forming layer 2 are oriented in the direction of the concaves and convexes. Orient along. The concavo-convex pattern may have a periodic structure like a diffraction grating, or may be random to some extent like a unidirectional diffusion pattern. However, the unidirectional diffusion pattern is a structure in which the longitudinal direction of the concavo-convex structure is arranged in one direction on average even though the longitudinal direction is somewhat random. Moreover, regarding the groove | channel of an uneven | corrugated pattern, it is desirable that a pitch is 0.1-10 micrometers and a depth is 0.05-1 micrometer. Such irregularities can be produced by pressing a stamper having irregularities in a shape obtained by inverting the irregular shape against a softened resin layer.
配向層４が有する凹凸パターンは、ポリイミド系樹脂など有機薄膜の表面を、フェルト、ナイロン、ポリエステル繊維などからなる布で擦ることにより微細な凹凸を形成するラビングによって形成されたものであっても良い。凹凸の向きが異なる領域を形成するには、所定の開口パターンを有する金属板を用いて複数回方向を変えたラビングを繰り返すマスクラビング法が採用できる。ポリイミド系配向膜層３の厚さは、０．０１〜５μｍであり、配向規制力およびコストの点からから好ましくは０．０５〜３μｍの範囲である。 The uneven pattern of the alignment layer 4 may be formed by rubbing that forms fine unevenness by rubbing the surface of an organic thin film such as polyimide resin with a cloth made of felt, nylon, polyester fiber, or the like. . In order to form regions having different concave and convex directions, a mask rubbing method in which rubbing with a direction changed a plurality of times using a metal plate having a predetermined opening pattern can be employed. The thickness of the polyimide-based alignment film layer 3 is 0.01 to 5 μm, and is preferably in the range of 0.05 to 3 μm from the viewpoint of alignment regulating force and cost.
また、潜像形成層２を組成する液晶に場所ごとに異なる厚みを与える場合は、液晶を無理に配向させる必要がなく、浅い部分、深い部分と少なくとも３箇所以上深さの異なる層を形成すればよく、定法のエンボス加工が採用できる。深さは、０．１〜５μｍの範囲である。凹部の底に前述のより微細な凹凸を形成し配向性を加えてもよい。 Further, in the case where the liquid crystal composing the latent image forming layer 2 is provided with a different thickness for each location, it is not necessary to orient the liquid crystal forcibly, and a shallow portion and a deep portion and at least three different depth layers are formed. Any standard embossing can be used. The depth is in the range of 0.1-5 μm. The finer irregularities described above may be formed at the bottom of the concave portion to add orientation.
保護層３は潜像形成層２（液晶層）上に形成され、潜像形成層２を含むデバイス全体を劣化から保護し、デバイスの耐性を向上させるものである。潜像形成層２との密着性と、透過性を有するものであれば特に使用の制限は無く、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂など一般的なフィルム基材を使用できる。 The protective layer 3 is formed on the latent image forming layer 2 (liquid crystal layer), protects the entire device including the latent image forming layer 2 from deterioration, and improves the resistance of the device. If it has adhesiveness with the latent image forming layer 2 and transparency, there is no particular limitation on the use, and for example, a general film substrate such as an epoxy resin or an acrylic resin can be used.
図３（ｂ）に示す偏光領域パターンを潜像形成層に有するデバイスを例として、本発明におけるデバイスの真贋判定方法について、図５、図６を用いて説明する。尚、以下の例では基材１を白色又は透明の単一色からなるものとして扱うが、実際に本発明を適用する場合は、例えば基材１上に適当な画像を形成することで、通常の目視によって見える画像パターンと、潜像パターンとの両方を対照して真贋判定を行う等してもよい。また、以下の例では、液晶の色彩については特に言及しないが、前述した通り、潜像形成層は異なる色彩を有する複数の液晶を含んでいても良く、潜像パターンの有する色彩を考慮して真贋判定を行う等してもよい。 Taking the device having the polarization region pattern shown in FIG. 3B in the latent image forming layer as an example, the device authenticity determination method in the present invention will be described with reference to FIGS. In the following examples, the base material 1 is treated as a white or transparent single color. However, when the present invention is actually applied, for example, by forming an appropriate image on the base material 1, For example, the authenticity determination may be performed by comparing both the image pattern visible by visual observation and the latent image pattern. In the following examples, the color of the liquid crystal is not particularly mentioned, but as described above, the latent image forming layer may include a plurality of liquid crystals having different colors, and the color of the latent image pattern is taken into consideration. An authenticity determination may be performed.
図５に示す様に、本発明における真贋判定は、デバイス１０をその保護層側から偏光フィルター３０を介して視認した際に、浮かび上がる潜像パターンを確認することによって行う。偏光フィルター３０は、単一の軸方向に関して偏光作用を発揮するフィルターであれば特に制限は無く、例えば、ヨウ素分子を樹脂フィルム内に配向させたヨウ素板を偏光板として使用することができる。また、図５では図示の都合上、デバイス１０と偏光フィルター１０とが物理的に接触しない形で記載されているが、本発明はその真贋判定時において、デバイス１０と偏光フィルター３０とが直接接触していてもよい。特に本発明が反射型の光学系として機能する場合は、デバイス１０と偏光フィルター３０とを直接接触させるか、非常に近づけることで、デバイス１０への入射光を偏光とできるため、より鮮明な潜像効果を得ることができる。また、本発明が透過型の光学系として機能する場合は、デバイスの基材側にも別の偏光フィルターを配置すれば、デバイスへ進入する光が前記別の偏光フィルターを通過することによって入射光が偏光となるため、より鮮明な潜像効果を得ることができる。 As shown in FIG. 5, the authenticity determination in the present invention is performed by confirming a latent image pattern that emerges when the device 10 is viewed from the protective layer side through the polarizing filter 30. The polarizing filter 30 is not particularly limited as long as it is a filter that exhibits a polarizing action in a single axial direction. For example, an iodine plate in which iodine molecules are oriented in a resin film can be used as a polarizing plate. Further, in FIG. 5, for convenience of illustration, the device 10 and the polarizing filter 10 are described in a form that does not physically contact each other. However, in the present invention, the device 10 and the polarizing filter 30 are in direct contact at the time of authenticity determination. You may do it. In particular, when the present invention functions as a reflection type optical system, the light incident on the device 10 can be polarized by bringing the device 10 and the polarizing filter 30 into direct contact or very close to each other. An image effect can be obtained. In addition, when the present invention functions as a transmission type optical system, if another polarizing filter is also arranged on the base material side of the device, the light entering the device passes through the other polarizing filter and becomes incident light. Since this becomes polarized light, a clearer latent image effect can be obtained.
デバイス１０に偏光フィルター３０を重ねた際の光の透過率は、デバイス１０内の潜像形成層における各偏光領域の偏光軸と、偏光フィルター３０の偏光軸とのなす角度によって変化する。偏光軸のなす角度をθとすると透過率はｃｏｓ２θに比例して変化する。偏光軸が平行である場合、透過率は最大で下地の画像は全透過して見えるが、直交していると完全に遮光されて画像が見えず、即ち黒色に見える。従って、例えば、図３（ｂ）の第１の偏光領域の偏光軸に平行となるように偏光フィルターを重ねた場合、判別者には、図６（ａ）のような潜像が見えることになる。同様に、第２の偏光領域、第３の偏光領域、第４の偏光領域の偏光軸に平行となるように偏光フィルターを回転させた場合、判別者には、それぞれ、図６（ｂ）、図６（ｃ）、図６（ｄ）のような潜像が見えることになる。 The light transmittance when the polarizing filter 30 is superimposed on the device 10 varies depending on the angle formed by the polarization axis of each polarization region in the latent image forming layer in the device 10 and the polarization axis of the polarizing filter 30. When the angle formed by the polarization axis is θ, the transmittance changes in proportion to cos 2θ. When the polarization axes are parallel, the transmittance is maximum and the underlying image appears to be totally transmitted, but when it is orthogonal, the light is completely shielded and the image cannot be seen, that is, it appears black. Therefore, for example, when the polarizing filter is overlapped so as to be parallel to the polarization axis of the first polarizing region in FIG. 3B, the discriminator can see the latent image as shown in FIG. Become. Similarly, when the polarizing filter is rotated so as to be parallel to the polarization axes of the second polarizing region, the third polarizing region, and the fourth polarizing region, the discriminator is shown in FIG. The latent images as shown in FIGS. 6C and 6D can be seen.
このことを利用すると、下地の画像の内、ある特定の部分のみを選択して視認することができる。但し、前述したとおり、視認される部位の明暗の程度は、デバイス内の偏光層における各偏光領域の偏光軸と、偏光フィルターの偏光軸とのなす角度に依存する。その為、例えば、偏光フィルターをある偏光領域の偏光軸に合わせた場合でも、その偏光領域と偏光方向が４５°異なる領域については、幾らかの光を透過することが考えられる。しかしながら、その幾らかの透過光が、判別者の目に映る色彩等に対して支配的な影響を与えることは少ないため、基本的には、選択した領域下の絵柄、画素のみが支配的に判別者の目に映ることとなる。但し、ある光が判別者に識別可能な程度に観察されるかという点については、その判別者自身の光の識別力にも依存するため、上記透過光については、必ずしもその様態が一義的に定義づけられるものではない。 By utilizing this, it is possible to select and visually recognize only a specific portion of the background image. However, as described above, the level of brightness of the visually recognized part depends on the angle formed by the polarization axis of each polarization region in the polarization layer in the device and the polarization axis of the polarization filter. Therefore, for example, even when the polarization filter is aligned with the polarization axis of a certain polarization region, it is conceivable that some light is transmitted in a region whose polarization direction is 45 ° different from that polarization region. However, some of the transmitted light rarely has a dominant influence on the color, etc. seen by the discriminator's eyes, so basically only the pattern and pixels under the selected area are dominant. It will be reflected in the eyes of the discriminator. However, as to whether or not a certain light is observed to a discriminator's discriminating extent, it depends on the discriminating power of the discriminator itself. It is not something that can be defined.
このように、本発明になる偽造防止用デバイス１０は、偏光フィルターを適切な向きで重ねることによって潜像パターンを観察することができる。このような潜像が配向方向を変えて複数あれば、それに応じて偏光フィルターを回転させるとそれぞれが観察されるため、簡便に真贋判定を行うことができる。 As described above, the anti-counterfeit device 10 according to the present invention can observe the latent image pattern by overlapping the polarizing filters in an appropriate direction. If there are a plurality of such latent images with different orientation directions, each is observed when the polarizing filter is rotated accordingly, so that it is possible to easily determine the authenticity.
１……基材
２……潜像形成層
３……保護層
４……配向層
５……（個別具体的な）潜像
５ａ……潜像１
５ｂ……潜像２
１０……偽造防止用デバイス
１１……偏光マスク
１１ａ……単一の偏光領域のみを有する従来の偏光マスク
１１ｂ……単一の偏光領域のみを有する他の従来の偏光マスク
１１ｃ……複数の偏光領域を有するワイヤーグリッド方式の偏光マスク
１１ｄ……４つの偏光領域を有するワイヤーグリッド方式の偏光マスク
１２……遮光領域
１３……一定の偏光作用を有する透過領域
１４……１３と異なる偏光軸を有する透過領域
２０……遮光マスク
２１……遮光領域
２２……透過領域（開口部）
３０……偏光フィルター
４０……ワイヤーグリッド偏光子
４１……金属ワイヤー
４２……入射光
４２ａ……電場Ｅがストライプに垂直
４２ｂ……電場Ｅがストライプに平行
４３……透過光
５０……紫外線照射光源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base material 2 ... Latent image formation layer 3 ... Protective layer 4 ... Orientation layer 5 ... (Individual concrete) Latent image 5a ... Latent image 1
5b ... latent image 2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Anti-counterfeiting device 11 ... Polarization mask 11a ... Conventional polarization mask having only a single polarization region 11b ... Other conventional polarization masks having only a single polarization region 11c ... Multiple polarizations Wire grid type polarization mask 11d having a region ... Wire grid type polarization mask having four polarization regions 12 ... Light shielding region 13 ... Transmission region 14 having a certain polarization action ... 13. Transmission area 20 ...... Light-shielding mask 21 ...... Light-shielding area 22 ...... Transmission area (opening)
30... Polarizing filter 40... Wire grid polarizer 41... Metal wire 42... Incident light 42 a. light source
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