JP2008107469A - Ｏｖｄ媒体、およびｏｖｄ媒体を備える情報印刷物 - Google Patents

Abstract

【課題】見る角度により異なった絵柄、文字、記号等を表示することで真偽判定を容易にすると共に、これらのＯＶＤ媒体の構造の解析をより困難にし、偽造防止効果を一層高めることができるＯＶＤ媒体、およびそのＯＶＤ媒体を備える情報印刷物を提供すること。
【解決手段】ＯＶＤ媒体は、光の干渉および／または回折により第１の画像を表示する凹凸パターンからなる第１の画像表示領域（１１）を有し、前記第１の画像表示領域（１１）の一部または全部において、前記第１の画像表示領域における凹凸パターンの高さおよび／または深さとは異なる高さおよび／または深さを有する凹凸パターンからなる第２の画像表示領域（１３）が設けられていることを特徴とする。また、情報印刷物は、かかるＯＶＤ媒体を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光の干渉および／または回折により第１の画像を表示する凹凸パターンを有するＯＶＤ媒体に関する。

従来から、ホログラムや回折格子、または見る角度により色の変化（カラーシフト）を生じる多層薄膜のようなＯＶＤ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ；光学的変化素子）媒体は、光の回折や干渉を用いて立体画像や虹色に輝く特殊な装飾画像を表現でき、各種装飾材、絵本、カタログ等の一般的な印刷物に利用されている。更に、これらのＯＶＤは特徴的な視覚効果を有すると共に、高度な製造技術を要するため、クレジットカード、有価証券、証明書類等の情報印刷物の一部または全面に形成され、偽造防止が施された媒体として使用されている。

ホログラムや回折格子のようなＯＶＤ媒体は、微細な凹凸パターンや屈折率の異なる縞状パターン等の構造を有し、光の干渉や回折により、見る角度や照明の角度に応じて像や色の変化（カラーシフト）が生じる。また、多層薄膜からなるＯＶＤは、光学特性の異なるセラミックや金属を幾重にも積層した構造である。この多層薄膜は構成する材料の光学特性と薄膜により得られる光の干渉作用を利用しており、特定の波長域に反射・透過特性を有しているため、観察する角度によりカラーシフトが生じる。

ホログラムは作製方法により、レリーフ型ホログラムおよび体積型ホログラムに分けられるが、そのうち、レリーフ型ホログラムは、レーザー光の干渉を利用した光学的撮影方法、または電子線描画などにより作製した微細な凹凸パターンからなるレリーフ型の原版を用いて形成される。この原版から電鋳等の方法により金属製のスタンパーを作製し、この金属製スタンパーを母型としてＰＥＴ等の平面状の基材に熱可塑性樹脂や光硬化性樹脂等を塗布し、金属製スタンパーを密着させ、熱や光を与えることで樹脂を硬化させホログラムパターンを複製する。

レリーフ型の回折格子パターンは、光を回折させる方向や角度、明るさ等を制御することで、観察する角度に応じて、表示画像を変化させることや、立体像を表示することが可能である。

回折格子のパラメータとして、
（１）回折格子の空間周波数（格子線のピッチ：単位長さあたりの格子線の本数）
（２）回折格子の方向（格子線の方向）
（３）回折格子の描画領域（回折格子セルの配置）
の３つがあり、
（１）に応じて、定点に対してその回折格子パターンが光って見える色が変化し、
（２）に応じて、その回折格子セルが光って見える方向が変化し、
（３）に応じて、表示画像（絵柄や文字、記号等）が決定される。

基板の表面をアレイ状に分割し、その分割要素（セル）毎に、上記パラメータを様々に変化させた回折格子を形成することにより、指向性のある光沢を有する表示画像を構成することができる（例えば特許文献１）。

このような回折格子は、レリーフ型ホログラムと同様な方法で作製できるが、特許文献２や特許文献３に開示されているような、電子ビーム露光装置を用い、コンピュータ制御により、感光性レジストが塗布された平面状の基板が載置されたＸ−Ｙステージを移動させて、基板の表面に回折格子パターンを形成する方法もある。

基材にレリーフ型ホログラムパターンまたは回折格子パターンを形成したパターン形成層２４を有するＯＶＤ媒体の一例を図１０に示す。ＯＶＤ媒体を用いる場合、パターン形成層２４は、通常透明であるので、図１１に示すように、アルミニウム等の金属や誘電体の薄膜層を蒸着する等の方法によりパターン形成面に光反射層２５を設けた後、紙やプラスチック板等の基材２３上に接着層２６を介して貼付されるのが一般的である。図１１に示すように、ＯＶＤ媒体（パターン形成層２４）をカード類や有価証券類、証明書類等の情報印刷物２７に貼付する場合には、さらに必要に応じて印刷層（図示せず）や、ホログラムパターンまたは回折格子パターン形成層の汚れや傷を防止するための保護層（図示せず）が設けられる。
特許第３２８３５８２号 特開平２−７２３１５号公報 米国特許５０５８９９２号

上に述べたように、ＯＶＤ媒体は、特徴的な視覚効果を有し、しかも製造には高度な技術を要することから、偽造防止の有効な手段として、クレジットカード、有価証券、証明書類等の情報印刷物の一部または全面に設けられている。しかしながら、近年の微細凹凸パターン作製の一般化、微細凹凸構造の解析技術の向上などから、微細凹凸構造を持つＯＶＤ媒体の偽造も不可能ではなくなってきている。

したがって、本発明は、見る角度により異なった絵柄、文字、記号等を表示することで真偽判定を容易にすると共に、これらのＯＶＤ媒体の構造の解析をより困難にし、偽造防止効果を一層高めることができるＯＶＤ媒体、およびそのＯＶＤ媒体を備える情報印刷物を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の第１の側面によると、表面に、光の干渉および／または回折により第１の画像を表示する凹凸パターンからなる第１の画像表示領域が形成されたパターン形成層を有し、前記第１の画像表示領域の一部または全部において、前記第１の画像表示領域における凹凸パターンの高さおよび／または深さとは異なる高さおよび／または深さを有する凹凸パターンからなる第２の画像表示領域が設けられていることを特徴とするＯＶＤ媒体が提供される。

また、本発明の第２の側面によると、表面に、それぞれ光の干渉および／または回折により第１の画像を表示する凹凸パターンからなる複数のセルが形成されたパターン形成層を有し、前記凹凸パターンの一部または全部において、凹凸パターンの高さおよび／または深さとは異なる高さおよび／または深さを有する凹凸パターンからなる、セル構造に依存しない第２の画像表示領域が設けられていることを特徴とするＯＶＤ媒体。

本発明において、前記第１の画像と第２の画像が、一体的な画像であるか、別個の画像であることができる。

本発明において、前記第２の画像表示領域の凹凸パターンが、高さおよび／または深さが漸増または漸減する遷移部分を有することができる。

また、本発明において、前記第２の画像表示領域の凹凸パターンが、その凸部の頂点または底部の底点を結ぶ線分が略直線となる一定パターン部分を有することができる。

また、本発明において、前記第２の画像表示領域の凹凸パターンが、その凸部の頂点または底部の底点を結ぶ線分が略直線となる一定パターン部分を有し、該直線が、前記パターン形成層のパターン非形成面と平行であることができる。

さらに、本発明において、前記第２の画像表示領域の凹凸パターンが、その凸部の頂点または底部の底点を結ぶ線分が略直線となる一定パターン部分と、高さおよび／または深さが漸増または漸減する遷移部分を有することができる。

また、本発明において、前記第１の画像表示領域の凹凸パターンと前記第２の画像表示領域の凹凸パターンとの高さおよび／または深さの差が、１０ｎｍ以上、０．３ｍｍ以下であることができる。

本発明の第３の側面によると、本発明のＯＶＤ媒体を備えることを特徴とする情報印刷物が提供される。

本発明によれば、第１の画像表示領域を構成する凹凸パターンの回折光が見えない角度でも、第２の画像表示領域の画像を表示することが可能となり、真偽判定を一層容易にすることが可能となる。

また、前記凹凸パターンの高さおよび／または深さを変えることにより、表示される絵柄、文字、記号等の画像の表示の見易さを変えることができる。それにより、第１の画像表示領域を構成する凹凸パターンによって回折する光が強い角度でＯＶＤ媒体を観察したとき、第２の画像を見え辛くしたり、第１の画像表示領域を構成する凹凸パターンによって回折する光が弱い角度で観察したとき、第２の画像をはっきり観察することが可能となる。

また、第１の画像表示領域が複数のセルを有する場合、第２の画像表示領域との組合せにより、構造の解析が困難になり、偽造防止効果を一層高めることができる。

前記第１の画像と、第２の画像は、１つの一体の画像または別個の画像（絵柄、文字、記号等）を構成することができる。すなわち、第１の画像だけでなく、第２の画像（絵柄、文字、記号等）を組み合わせて表示することが可能である。

また、前記第２の画像表示領域の凹凸パターンが、高さおよび／または深さが漸増または漸減する遷移部分を有すると、第２の画像（絵柄、文字、記号等）の輪郭をぼかすことができ、凹凸パターンを顕微鏡などで拡大観察しても輪郭が鮮明ではないので、形状や構造の解析が困難となる。

また、前記第２の画像表示領域の凹凸パターンが、その凸部の頂点または底部の底点を結ぶ線分が略直線となる一定パターン部分を有すると、凹凸パターンの作製を容易にすることが可能となる。

また、前記第２の画像表示領域の凹凸パターンが、その凸部の頂点または底部の底点を結ぶ線分が略直線となる一定パターン部分を有し、該直線が、前記パターン形成層のパターン非形成面と平行であると、第２の画像の輪郭を鮮明に表示させることができ、真偽判定を容易にすることができる。

また、前記第２の画像表示領域の凹凸パターンが、その凸部の頂点または底部の底点を結ぶ線分が略直線となる一定パターン部分と、高さおよび／または深さが漸増または漸減する遷移部分を有すると、偽造防止効果の向上、真偽判定の容易さをより一層向上させることができる。

さらに、前記第１の画像表示領域の凹凸パターンと前記第２の画像表示領域の凹凸パターンとの高さおよび／または深さの差が、１０ｎｍ以上、０．３ｍｍ以下であると、第１の画像表示領域を構成する凹凸パターンによる回折光が見えない角度で、第２の画像を目視でき、またＯＶＤ媒体の厚みが厚くなりすぎることはない。

本発明の有価証券、カード、証明書等の情報印刷物は本発明のＯＶＤ媒体備えているので、偽造防止効果の向上、真偽判定の容易さを向上させることができる。

本発明において、凹凸パターンには、レリーフ型のホログラムパターンおよび回折格子パターンが含まれる。凹凸パターンの凸部の最も高い点を頂点、凹部の最も低い点を底点という。また、凹凸パターンの高さと深さを図１０を用いて説明すると、凹凸パターンの高さとは凸部の頂点からパターン形成層のパターン非形成面２４ａ（いいかえると、パターン形成層２４と基材２３との界面）までの距離２８をいい、凹凸パターンの深さとは凸部の頂点から凹部の底点までの距離２９をいう。

以下、図を参照しながら、本発明のＯＶＤ媒体の種々の実施の形態を説明する。全図にわたり、同様の部材、要素には同様の符号が付されている。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るＯＶＤ媒体１０を示す平面図であり、図２は、図１の線Ｘ−Ｘ’に沿った断面を拡大して示す図である。

ＯＶＤ媒体１０は、パターン形成層２４（図２）の表面に形成された全面一様の回折格子パターン１１（第１の画像表示領域）の一部に円領域１３（第２の画像表示領域）を構成するように別の回折格子パターン１３１（図２）が形成されている。パターン形成層２４は、基材２３上に添着されている。

回折格子パターン１１は、例えば空間周波数５００本／ｍｍ、凹凸パターンの深さ２００ｎｍで形成され、円領域１３の部分の回折格子パターン１３１は空間周波数５００本／ｍｍ、凹凸パターンの深さは同じく２００ｎｍで形成されているが、図２に示すように、回折格子パターン１１と円領域１３の部分の回折格子パターン１３１との高さの差が例えば１００ｎｍある構造となっている（円１３領域の回折格子パターン１３１の方が高さが低い）。この高さの差によって円１３が知覚される。このＯＶＤ媒体１０において、回折格子パターン１１による回折光が強い角度で目視したとき、円１３のパターンを視認することは困難である。しかし、回折格子パターン１１による回折光が弱い角度では円１３のパターンを確認することができる。この観察角度の違いにより表示される絵柄を変えることにより、真偽判定を容易にすることが可能となる。

図１に示すＯＶＤ媒体１０と同様のＯＶＤ媒体は、円領域における回折格子パターンの深さを変えることによっても得られる（第２の実施形態）。すなわち、図２と同様の断面図である図３に示すように、例えば空間周波数５００本／ｍｍ、凹凸パターンの深さ２００ｎｍで全面一様に形成された回折格子パターン１１の一部に、凹凸パターンの高さは同じであるが、深さが約１００ｎｍ深い回折格子パターン１３２を設けることにより図１に示す円１３に相当する円の絵柄を同様に表示することができる。

なお、図１〜３では回折格子パターン１１として全面一様なパラメータを有する回折格子を用いたが、本発明における凹凸パターン（すなわち、回折格子パターンおよびホログラムパターン）は、その内部でパラメータを様々に変化させることにより、全面一様な表示画像だけでなく絵柄や文字、記号等の画像を表示することもできる。

図４は、本発明の第３の実施の形態に係るＯＶＤ媒体２０の一例を示す平面図であり、図５は、その部分の断面を拡大して示す図であり、図６は、図４の一部を拡大して示す平面図である。

ＯＶＤ媒体２０は、パターン形成層２４の表面に形成されたそれぞれ全面一様の複数のセル２１に分割された回折格子パターン１２の一部にセル構造に依存しない円領域１３’を形成するように別の回折格子パターン１３１’が形成されている。セル２１を構成する回折格子パターン１２は、例えば空間周波数５００本／ｍｍ、凹凸パターンの深さ２００ｎｍで形成され、円領域１３’を形成する回折格子パターン１３１’は空間周波数５００本／ｍｍ、凹凸パターンの深さは同じく２００ｎｍで形成されている。

図５は、回折格子パターン１２と円領域１３との境界を含む断面図である。図５に示すように、円領域１３’を構成する回折格子パターン１３１’は、凹凸パターンの高さと深さが一定の（変化していない）一定パターン部分１３１’ａと、地の回折格子パターン１２から一定パターン部分１３１’ａへと高さが漸減している遷移部分１３１’ｂからなっている（いいかえると、遷移部分１３１’ｂは、一定パターン部分１３１’ａから回折格子パターン１２へ向かい高さが漸増している）。このような遷移部分１３１’ｂを有することにより、セル構造を有する回折格子パターン１２と円１３’の絵柄の境界がぼけ、輪郭が不鮮明な円の絵柄が表示される。すなわち、図６に示すように拡大観察すると、セル構造に依存しない円１３のパターンの輪郭は、はっきりせず不鮮明な表示となる。これにより、顕微鏡等による構造の解析も、図５に示すように凹凸パターンの高さおよび／または深さが徐々に変化していることから目視した際には、困難である。

図７は、本発明の第４の実施形態に係るＯＶＤ媒体３０の平面図であり、図８は、その部分の断面を拡大して示す図である。

ＯＶＤ媒体３０は、図４に示すようにパターン形成層２４の表面に形成されたそれぞれ全面一様の複数のセル２１に分割された回折格子パターン１２の一部に、セル構造に依存しない三角領域１４を形成するように別の回折格子パターン１４１が形成されている。

セル２１を構成する回折格子パターン１２は、例えば空間周波数５００本／ｍｍ、凹凸パターンの深さ２００ｎｍで形成され、三角領域１４を形成する回折格子パターン１４１は空間周波数５００本／ｍｍで凹凸パターンの深さ３００ｎｍで形成され、その凸部の高さは、回折格子パターン１２の高さより５００ｎｍ低い。ここで、回折格子パターン１２の凸部の頂点ａ〜ｆを結ぶ線分１５と凹部の底点ａ’〜ｆ’を結ぶ線分１６、三角領域１４を形成する回折パターン１４１の凸部の頂点ｇ〜ｋを結ぶ線分１７と凹部の底点ｇ’〜ｋ’を結ぶ線分１８はそれぞれ略直線とみなせる構造であるが、互いに高さ、および深さが異なっている。これにより、セルを構成する回折格子パターン１２と三角領域１４を形成する回折パターン１４１は異なる光量の回折光を射出する。また、セルを構成する回折格子パターン１２と三角領域１４を形成する回折パターン１４１の境界で、高さおよび深さが急激に変化するので輪郭は鮮明に知覚される。

このＯＶＤ媒体３０を観察するとき、セルを構成する回折格子パターン１２の回折光が強い角度で見ると全面に回折光が出ているが、第１の実施形態とは異なり、セル構造に依存しない三角１４のパターンを深く形成することにより、回折光光量が異なるため、回折光の強い角度でも三角１４のパターンを目立たせることが可能である。見る角度を変え、セルを構成する回折格子パターン１２による回折光が弱い角度では、凹凸パターン凸部の高低差により、また、回折格子の凹凸パターンの深さが異なることから、ＯＶＤ媒体表面の散乱度合いも異なるため、三角１４のパターンをはっきり確認することができる。この見る角度によるパターンの変化により、真偽判定を容易にすることが可能となる。また、凸部の頂点を結ぶ線分および／または凹部の底点を結ぶ線分が略直線状となる領域と、凹凸パターンの高さおよび／または深さが漸増または漸減する遷移領域を１つのＯＶＤ媒体に共存させることで、輪郭が鮮明な画像と、輪郭が不鮮明な画像の双方を表示可能となり、意匠性が向上すると共に、偽造防止効果の向上がより一層明確となる。

図９は、本発明の第５の実施形態に係るＯＶＤ媒体４０の平面図である。このＯＶＤ媒体４０は、背景部にあたるセル２１を構成する回折格子パターン１２および花びらを表示するホログラムパターン３１が、セル構造に依存しない茎、葉を表示する別の凹凸パターン３２からなるものである。

例えば、ホログラムパターン３１は凹凸の高さが２００ｎｍで形成されており、セルを構成する回折格子パターン１２は空間周波数５００本／ｍｍ、凹凸パターンの深さ２００ｎｍで形成されている。そして茎、葉３２を表示している部分の回折格子パターンは空間周波数５００本／ｍｍ、凹凸パターンの深さ１００ｎｍで形成されている。この高さの違いにより、背景部（第１の画像）にあたる回折格子パターン１２と、ホログラムパターン３１によって表示される花と、凹凸パターンの高さの違いによって確認できる茎と葉３２の絵柄（第２の画像）を確認することができる。以上の効果は、凹凸パターンの深さの変化でも発揮することが可能である。このように、ホログラムパターンと回折格子パターンの双方を含む構成にすることもできる。

以上述べた偽造防止を施した各ＯＶＤ媒体を有価証券、カード、証明書等の情報印刷物に貼付することにより、複写機等による情報印刷物の偽造が不可能となると共にＯＶＤ媒体そのものの偽造も極めて困難であるので、このＯＶＤ媒体が貼付された情報印刷物は偽造防止効果が高く、真偽判定も確実に行うことができる。

ステッカーやシール等に用いる場合は、ＯＶＤ媒体の厚みが０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度が一般的である。この範囲内で凹凸パターンの高さおよび／または深さの高低差を大きく設けることにより、前記高低差による画像が鮮明に表示できる。また、カードや紙などの情報印刷物に用いられる場合、ＯＶＤ媒体は１０μｍ〜０．２ｍｍ程度となり、凹凸パターンの高さおよび／または深さの差をこの範囲内で、また１０ｎｍ以上にすることにより、前記高低差による画像を認識でき、十分薄いＯＶＤ媒体を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るＯＶＤ媒体の一例を示す平面図。 図１の線Ｘ−Ｘ’に沿った概略断面図。 本発明の第２の実施の形態に係るＯＶＤ媒体の一例を示す概略断面図。 本発明の第３の実施の形態に係るＯＶＤ媒体の一例を示す平面図。 図４における回折格子パターン１２と円１３のパターンの境界の概略断面図。 図４に示すＯＶＤ媒体の一部の拡大図 本発明の第４の実施の形態に係るＯＶＤ媒体の平面図。 図７の回折格子パターン１２と三角１４のパターンの境界の断面図 本発明の第５の実施形態に係るＯＶＤ媒体の平明図。 ＯＶＤ媒体構成の一例を示す概略断面図。 一般的なＯＶＤ媒体構成の一例を示す概略断面図。

符号の説明

１１…第１の画像表示領域の回折格子パターン
１２…セル構造を構成する第１の画像表示領域の回折格子パターン
１３…第２の画像表示領域（円）
１３１、１３１’１４１…第２の画像表示領域における回折格子パターン
１３１’ａ…一定パターン部分
１３１’ｂ…遷移部分
１４…第２の画像表示領域（三角）
１５…第１の画像表示領域の回折格子パターンの凸部の頂点を結ぶ直線
１６…第１の画像表示領域の回折格子パターンの凹部の底点を結ぶ直線
１７…第２の画像表示領域の回折格子パターンの凸部の頂点を結ぶ直線
１８…第２の画像表示領域の回折格子パターンの凹部の底点を結ぶ直線
３１…花びらを表示するホログラムパターン
３２…茎、葉を表示する凹凸パターンの高さおよび／または深さ変化による輪郭
２３…基材
２４…凹凸パターン形成層
２５…金属蒸着層
２６…接着層
２７…情報印刷物
２８…凹凸パターンの高さ
２９…凹凸パターンの深さ

Claims (10)

1. 表面に、光の干渉および／または回折により第１の画像を表示する凹凸パターンからなる第１の画像表示領域が形成されたパターン形成層を有し、前記第１の画像表示領域の一部または全部において、前記第１の画像表示領域における凹凸パターンの高さおよび／または深さとは異なる高さおよび／または深さを有する凹凸パターンからなる第２の画像表示領域が設けられていることを特徴とするＯＶＤ媒体。
2. 表面に、それぞれ光の干渉および／または回折により第１の画像を表示する凹凸パターンからなる複数のセルが形成されたパターン形成層を有し、前記凹凸パターンの一部または全部において、凹凸パターンの高さおよび／または深さとは異なる高さおよび／または深さを有する凹凸パターンからなる、セル構造に依存しない第２の画像表示領域が設けられていることを特徴とするＯＶＤ媒体。
3. 前記第１の画像と第２の画像が、一体的な画像であること特徴とする請求項１または２に記載のＯＶＤ媒体。
4. 前記第１の画像と第２の画像が、別個の画像であることを特徴とする請求項１または２に記載のＯＶＤ媒体。
5. 前記第２の画像表示領域の凹凸パターンが、高さおよび／または深さが漸増または漸減する遷移部分を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＯＶＤ媒体。
6. 前記第２の画像表示領域の凹凸パターンが、その凸部の頂点または底部の底点を結ぶ線分が略直線となる一定パターン部分を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＯＶＤ媒体。
7. 前記第２の画像表示領域の凹凸パターンが、その凸部の頂点または底部の底点を結ぶ線分が略直線となる一定パターン部分を有し、該直線が、前記パターン形成層のパターン非形成面と平行であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＯＶＤ媒体。
8. 前記第２の画像表示領域の凹凸パターンが、その凸部の頂点または底部の底点を結ぶ線分が略直線となる一定パターン部分と、高さおよび／または深さが漸増または漸減する遷移部分を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＯＶＤ媒体。
9. 前記第１の画像表示領域の凹凸パターンと前記第２の画像表示領域の凹凸パターンとの高さおよび／または深さの差が、１０ｎｍ以上、０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＯＶＤ媒体。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載のＯＶＤ媒体を備えることを特徴とする情報印刷物。

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