JP2010281946A

JP2010281946A - 表示体

Info

Publication number: JP2010281946A
Application number: JP2009133955A
Authority: JP
Inventors: Jo Shibata; 城柴田
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2010-12-16

Abstract

【課題】凹凸構造において黒色を表現するためには凹凸構造の周期を短くする必要があり、そうすると回折光の射出方向が入射方向に近くなり回折光が確認しづらくなるという問題がある。
【解決手段】少なくとも保護層、成形層、反射層、接着層をこの順に積層してなり、前記成形層に形成された凹凸構造の繰り返しの最小単位である単位格子は、極大となる凸部を２つ以上を含み、且つ凸部の最大値と凹部の最小値の差が３００ｎｍから６００ｎｍの範囲であって、前記凸部の繰り返し方向の周期が５００ｎｍから１００ｎｍの範囲であることを特徴とする偽造防止用表示体である。
【選択図】図１

Description

本発明は、紙幣やクレジットカード等に貼付して使用する偽造防止用表示体に関する。

従来、紙幣やクレジットカードへ偽造防止を目的としてある種の表示体が貼り付けられてきた。しかし近年では、従来よりも多くの紙幣や証券、カードや商品券に使われるとともに、商品のパッケージ等への模造品防止を目的としても使われ、偽造防止用表示体の有用性も広く認識されるようになった。それに伴い表示体自体の模造品も発生し、よりセキュリティ性の高い表示体が求められるようになっている。

表示体は、主に微細な回折格子である凹凸構造により形成され、通常の印刷技術では表現できない指向性のある光沢や、散乱などの効果を出現させている。回折格子はその格子周期により回折光の色が変化し、格子を観察する方向によりその色相が変化する。基板の表面をアレイ状に分割し、その内部に配置された数μｍ〜数百μｍ程度の複数個の画素（セル）毎に回折格子の方向と周期を様々に変化させた回折格子群を形成することで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１参照）。

しかしながら、近年、微細構造形成技術の進歩により以前より容易に回折格子等が形成可能になり、商品パッケージなどにも回折格子等による指向性のある光沢を持つものが使われ構造としても見た目にも特殊なものでなくなってきている。そこで、凹凸構造を微細化し類似構造を形成しにくくするとともに従来とは異なる光学効果を持ち見た目にも他と一線を画すものが求められている。特許文献２では、凹凸構造の周期を短くし、凹凸高さを深くすることで回折光射出する効果を持ち、黒色を表示することを可能にしている。

特許第３２８３５８２号公報ＷＯ２００８／０５０６４１

凹凸構造により黒色を表現するためには回折格子の周期を短くする必要があり、そうすると回折光の射出方向が入射方向に近くなり回折光が確認しづらくなるという問題がある。

上記の課題を解決するための請求項１に記載の発明は、少なくとも保護層、成形層、反射層、接着層をこの順に積層してなり、前記成形層に形成された凹凸構造の繰り返しの最小単位である単位格子は、極大となる凸部を２つ以上を含み、且つ凸部の最大値と凹部の最小値の差が３００ｎｍから６００ｎｍの範囲であって、前記凸部の繰り返し方向の周期が５００ｎｍから１００ｎｍの範囲であることを特徴とする表示体としたものである。

また、請求項２に記載の発明は、前記極大となる凸部の最大値と最小値の差が少なくとも５０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項1に記載の表示体としたものである。

また、請求項３に記載の発明は、前記単位格子中の極大となる凸部の該凸部間の距離が異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示体としたものである。

また、請求項４に記載の発明は、凸部の繰り返し方向が１次元であることを特徴とする請求項1乃至３に記載の表示体としたものである。

また、請求項５に記載の発明は、凸部の繰り返し方向が２次元であることを特徴とする請求項1乃至３に記載の表示体である。

凹凸構造とは成形層の一方の表面に形成された形状である。単位格子とはある領域において凹凸構造が繰り返しになっているときの、繰り返しの最小単位である。

単位格子中の極大である凸部の繰り返し方向における周期が５００ｎｍ以下でかつ単位格子中の凹凸構造の最大値と最小値の差が３００ｎｍ以上であることで表示体に入射した光が吸収される構造になり、表示体に黒色の領域を形成することが可能になる。

また、この凹凸構造は単位格子の繰り返しの構造となっているため、回折光を射出できる可能性がある。黒く、且つ回折光を射出できることで、目視で他と一線を画す表示が可能になり非常に偽造防止、真偽判定に効果が高い。

加えて、単位格子中に極大のとなる凸部が２つ以上ある構造とすることで、凸部間での回折を全く打ち消すことのなくなり、またさらには凸部間の回折に寄与する構造を得ることができ、細かく深い構造を持ったまま、単位格子を長くすることになり、黒色を維持したまま、表示体正面方向で回折光が確認できるという効果が得られる。

また、実際には凹凸構造の成形では、凸部繰り返し方向における間隔が１００ｎｍ未満になると作製が難しく、作製できても隣の凹凸構造の変形を必要とし、回折光強度を低下させてしまう。また、最大値と最小値の差が６００ｎｍより大きくなると凹凸構造のアスペクト比が大きくなり作製が難しく適していない。

単位格子中に極大となる凸部が２つ以上ある構造であり、極大の値の最大と最小の差が少なくとも５０ｎｍ以上であると、単位格子内のそれぞれの凸部からの光を打ち消す効果が小さくなり、回折光の確認が容易になる。

単位格子中の極大となる凸部の位置が繰り返し方向において等間隔にない構造を有していることで、単位格子中に極大となる凸部の位置が等間隔で極大値の異なる凸部が２つ以上である構造の場合と同様、凸部間での回折を全く打ち消すことがなくなり、またさらには凸部間の回折に寄与する構造を得ることができ、細かく深い構造を持ったまま、単位格子を長くすることになり、黒色を維持したまま、表示体正面方向で回折光が確認できるという効果が得られる。また、方向により異なる回折光の強度を射出するという効果も得られる。

凸部の繰り返し方向が1次元であるとその繰り返し方向で回折光を確認することが可能になる。

凸部の繰り返し方向が２次元であると、２方向以上で回折光を確認することが可能になる。

表示体の凹凸構造の断面を示す模式図である。表示体の凹凸構造の断面を示す模式図である。成形層の凹凸構造を示す模式図である。成形層の凹凸構造を示す模式図である。

本発明を図を参照しながら説明する。図１は表示体の断面を示す模式図であり、成形層１１の一方の表面に形成された凹凸構造（図１で１，２で示される部分。以下、同様）があり、成形層１１の上側には保護層１０が存在する。成形層１１の凹凸構造の下側または下側に沿って反射層１２が形成されている。反射層１２の下には接着層１３が存在する。

凹凸構造を有する成形層は光硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を用いることができ、凹凸構造とは逆の形状を持つモールドから転写し形成される。反射層はアルミニウム、金、銀、銅、クロム、ニッケル、チタンを含む金属材料により形成されるか、または、成形層とは屈折率の異なる硫化亜鉛などの無機誘電体を用いることもできる。

図１の凸部１は単位格子４中の１つの凹凸構造で周期ｄで形成されている。凸部１の間に凸部２が形成されていて、凸部２は凸部１より凹凸高さが低くなっている。回折光は入射光角度α、射出光角度β、波長λ、回折次数ｍとすると式１の関係に従う。ここで入射光角度α、射出光角度βは表示体面の垂線と入射、射出の成す角であり、入射光角度αの正の方向が、射出光角度βの負の方向である。凸部２が凸部１と異なる高さであることで、凸部２が凸部１と同じ高さのときに比べ凹凸構造の周期ｄの大きさが２倍違い、回折光射出角度が大きく異なる。例えば、周期ｄが４００ｎｍであると波長λが５００ｎｍの光は入射光角度αを変えても射出光角度βが０度付近では確認できず、射出光角度βの大きい、すなわち表示体を大きく傾けなければ確認できない。周期構造の周期ｄが８００ｎｍになれば、射出光角度βが０度で回折光を確認することができる。しかし、その周期構造の極大値が２，３０ｎｍ程度しか違わないと、凸部１と凸部２からの光が打ち消す方向に働くので結果として、回折光が確認できないことがある。そのため凸部間の極大値の差は最も大きい部分で１００ｎｍから２００ｎｍ程度にする必要がある。

図２は凸部２を凸部１の中央から位置を変えたものである。このようにすることで周期構造の周期ｄを大きくすると表示体正面方向から回折光を確認できる。この場合も、構造の高さを低くすることで凸部1と凸部２の回折光の打ち消す効果を減らすことが可能になる。凹凸構造の高さだけでなく形も回折光の強度には影響し、尖っていない構造のほうが適している。凹凸構造の谷である凹部に関しては、回折光には余り影響しない。

図３は図１の単位格子を1次元方向に繰り返した凹凸構造を示したものである。点線で示した範囲が繰り返しの単位格子４である。この凹凸構造では、繰り返した方向からは回折光を確認することができる。

図４は図１の単位格子を２次元方向に繰り返した凹凸構造を示したものである。左右方向には凸部１と凸部２が交互に並んでいて、奥へは同じ凹凸構造が並んでいる。図４のように手前奥方向と左右方向で異なっていても良く、単位格子は長方形でもひし形でも良い。その際、一方向には有効な構造でも、他方向には回折光を打ち消す構造になることもあるので、単位格子の設計には注意が必要である。

本発明になる表示体は、紙幣・商品券などの有価証券、パスポートやＩＤカードなどの証明書など偽造防止が必要な物品に取り付け利用することができる。

１・・・単位格子中の１つの凸部
２・・・単位格子中の１つの凸部で凸部１より凹凸高さが低い凸部
３・・・単位格子中の１つの凸部で高さの極大値の位置が繰り返し方向において等間隔にない凸部
４・・・単位格子
１０・・・保護層
１１・・・成形層
１２・・・反射層
１３・・・接着層

Claims

少なくとも保護層、成形層、反射層、接着層をこの順に積層してなり、前記成形層に形成された凹凸構造の繰り返しの最小単位である単位格子は、極大となる凸部を２つ以上を含み、且つ凸部の最大値と凹部の最小値の差が３００ｎｍから６００ｎｍの範囲であって、前記凸部の繰り返し方向の周期が５００ｎｍから１００ｎｍの範囲であることを特徴とする表示体。
前記極大となる凸部の最大値と最小値の差が少なくとも５０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項1に記載の表示体。
前記単位格子中の極大となる凸部の該凸部間の距離が異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示体。
凸部の繰り返し方向が1次元であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の表示体。
凸部の繰り返し方向が２次元であることを特徴とする請求項1乃至３に記載の表示体。