JP2012189935A - 光学素子 - Google Patents

Abstract

【課題】ホログラム層を有する光学素子において、文字や絵柄等の微細なパターンを有する光学素子を提供する。
【解決手段】ホログラム形成層と反射層を有するホログラム層を有する光学素子であって、該ホログラム形成層４が、微小凹凸からなる回折構造を有し、該反射層が、パターン状に形成された第１反射層６と、第２反射層７と、を有し、該第１反射層上には、第１反射層より１０〜５０μｍ大きくパターン状に形成された耐薬品性隠蔽樹脂層８を有し、かつ、該第２反射層７が、該第１反射層６及び耐薬品性隠蔽樹脂層８を覆うように形成されてなる光学素子。
【選択図】図１

Description

本発明は、文字等の微細パターンを有する光学素子に関する技術に関する。

従来、ホログラムシートにおいて、絵柄印刷パターンを組み合わせた構成として、特許文献１や２に示すような技術が知られている。
特許文献１では、ホログラム層の上に文字や絵柄等の印刷層が形成された構成が記載されている。
また、特許文献２では、ホログラム層の下層に印刷層を形成し、反射層を部分的に除去することにより下層の印刷層を視認できるようにする構成が記載されている。

しかし、特許文献１の技術で微細な印刷パターンを形成しようとする場合、通常の文字絵柄印刷では、線幅１００μｍ以下の印刷が困難で、微細な文字やパターンが形成できないという問題がある。また、特許文献２の技術においても線幅１００μｍ以下に反射層を除去するのが困難で、微細な文字やパターンが形成できないという問題がある。

特開昭６２−１３３４７６ 特開２００３−２２６０８５

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、ホログラム層を有する光学素子において、文字や絵柄等の微細なパターンを有する光学素子とすることを課題とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、ホログラム形成層と反射層を有するホログラム層を有する光学素子であって、該ホログラム形成層が、微小凹凸からなる回折構造を有し、該反射層が、パターン状に形成された第１反射層と、第２反射層と、を有し、該第１反射層上には、第１反射層より１０〜５０μｍ大きくパターン状に形成された耐薬品性隠蔽樹脂層を有し、かつ、該第２反射層が、該第１反射層及び耐薬品性隠蔽樹脂層を覆うように形成されてなることを特徴とする光学素子とする。

また本発明は、ホログラム形成層と反射層を有するホログラム層を有する光学素子であって、該ホログラム形成層が、微小凹凸からなる回折構造を有し、該反射層が、パターン状に形成されてなり、該反射層上には、反射層より１０〜５０μｍ大きくパターン状に形成された耐薬品性隠蔽樹脂層を有し、かつ、該印刷層が、該反射層及び耐薬品性隠蔽樹脂層を覆うように形成されてなることを特徴とする光学素子とする。

また本発明は、微小凹凸からなる回折構造を有するホログラム形成層を形成する工程、ホログラム形成層上に第１反射層を形成する工程、第１反射層上に耐薬品性隠蔽樹脂層をパターン状に形成する工程、第１反射層を部分的に除去する工程、部分的に除去された第１反射層上に第２反射層を形成する工程、を有する光学素子の製造方法であって、該第１反射層を部分的に除去する工程で、第１反射層をパターン状に形成された耐薬品性隠蔽樹脂層より１０〜５０μｍ小さくなるよう過剰に除去することを特徴とする光学素子とする。

また本発明は、微小凹凸からなる回折構造を有するホログラム形成層を形成する工程、ホログラム形成層上に第１反射層を形成する工程、第１反射層上に耐薬品性隠蔽樹脂層をパターン状に形成する工程、第１反射層を部分的に除去する工程、部分的に除去された第１反射層上に印刷層を形成する工程、を有する光学素子の製造方法であって、該第１反射層を部分的に除去する工程で、第１反射層をパターン状に形成された耐薬品性隠蔽樹脂層より１０〜５０μｍ小さくなるよう過剰に除去することを特徴とする光学素子とする。

本発明によれば、ホログラム層と、微細な文字絵柄等のパターンを形成した光学素子を提供することができる。

本発明の光学素子の一具体例を示した断面説明図である。 本発明の光学素子の反射層の一具体例を示した平面説明図である。 本発明の光学素子の一具体例を示した断面説明図である。 本発明の光学素子の反射層の一具体例を示した平面説明図である。 従来の光学素子の一具体例を示した断面説明図である。 従来の光学素子の反射層の一具体例を示した平面説明図である。 従来の光学素子の一具体例を示した断面説明図である。 従来の光学素子の反射層の一具体例を示した平面説明図である。

以下、本発明の光学素子について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の光学素子の一具体例として転写箔タイプの光学素子を示した断面図で、支持体１上に剥離層２、ホログラム層３、粘着層９を有するホログラム転写シートである。
ホログラム層３はホログラム形成層４と反射層５を有し、ホログラム形成層４は、微小凹凸からなる回折構造を有する。反射層５は、第１反射層６と、第１反射層６を覆うように第２反射層７を有する。第１反射層６は、着色されたパターン状の耐薬品性隠蔽樹脂層８を用いて開口部をエッチングすることによりパターニングされており、過エッチングを施すことにより、過エッチング部分１０を形成する。
この過エッチング部分１０を有することで、支持体側から視認した時に、過エッチング部分１０は反射層が除去されているため下層の着色された耐薬品性隠蔽樹脂層８が認識され、全体としては図２に示すように第１反射層６及び第２反射層７が形成された部分においてホログラム画像１２が認識され、過エッチング部分１０に微細な絵柄パターン１１が認識できるものとなる。
本発明では過エッチングの制御により微細パターンを形成するため、通常の印刷や反射層のディメタライズ加工ではできなかった微細な文字や絵柄のパターンを形成することができる。

図３は、本発明の光学素子の他の一具体例として転写箔タイプの光学素子を示した断面図で、支持体１上に剥離層２、ホログラム層３、印刷層１２、粘着層９を有するホログラム転写シートである。
ホログラム層３はホログラム形成層４と反射層５を有し、ホログラム形成層４は、微小凹凸からなる回折構造を有する。反射層５は、着色されたパターン状の耐薬品性隠蔽樹脂層８を用いて開口部をエッチングすることによりパターニングされており、過エッチングを施すことにより、過エッチング部分１０を形成する。
この過エッチング部分１０を有することで、支持体側から視認した時に、過エッチング部分１０は反射層が除去されているため下層の着色された耐薬品性隠蔽樹脂層８が認識され、全体としては図４に示すように反射層５が形成された部分においてホログラム画像１２が認識され、過エッチング部分１０に微細な絵柄パターン１１が認識できるものとなる。
本発明では過エッチングの制御により微細パターンを形成するため、通常の印刷や反射層のディメタライズ加工ではできなかった微細な文字や絵柄のパターンを形成することができる。

支持体１としては、特に限定するものではないが、樹脂フィルム基材を用いることができる。樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂フィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム、ポリエチレン樹脂フィルム、ポリプロピレン樹脂フィルム、耐熱塩化ビニルフィルム等が使用できる。これらの樹脂の中で、耐熱性が高く厚みが安定していることから、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムが好ましく使用できる
また、これら樹脂フィルムに剥離層を設けたり、易接着処理を行ったりして剥離保護層の剥離強度を調整したフィルムを支持体として利用することもできる。また、帯電防止処理、マット加工、エンボス処理等の加工を施したフィルムも使用することができる。

剥離保護層２としては、特に限定するものではないが、樹脂に滑剤を添加したものが使用できる。樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、湿気硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等が使用できる。例えば、アクリル樹脂やポリエステル樹脂、ポリアミドイミド樹脂である。また、滑剤としてはポリエチレンパウダーや、カルナバロウ等のワックスを使用することができる。これらは剥離保護層として、支持体上にグラビア印刷法やマイクログラビア法等、公知の塗布方法によって形成される。

ホログラム層３のホログラム形成層４は、例えば微小凹凸からなる回折構造を有するレリーフ型回折格子を用いることができる。レリーフ型回折格子は、その表面に微細な凹凸パターンの形態で回折格子を記録したものである。
このような凹凸パターンは、例えば、二光束干渉法を使用して感光性樹脂の表面に互いに可干渉の２本の光線を照射してこの感光性樹脂表面に干渉縞を生成させ、この干渉縞を凹凸の形態で感光性樹脂に記録することで形成することができる。尚、この二光束性干渉法によって形成された干渉縞をホログラムと呼び、前記２本の光線の選択によって任意の立体画像を記録することが可能である。また、観察する角度に応じて異なる画像（以下チェンジング画像と言う）を見ることができるように記録することも可能である。
前記レリーフ型回折格子による回折構造形成層に適用される樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線あるいは電子線硬化性樹脂等が使用できる。例えば、熱可塑性樹脂では、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、セルロース系樹脂、ビニル系樹脂等が挙げられる。また、反応性水酸基を有するアクリルポリオールやポリエステルポリオール等にポリイソシアネートを架橋剤として添加して架橋させたウレタン樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂等が使用できる。また、紫外線あるいは電子線硬化性樹脂としては、エポキシ（メタ）アクリル、ウレタン（メタ）アクリレート等が使用できる。
なお、微細な凹凸パターンは全面に設けてもよいし、部分的に設けてもよい。

反射層５は、ホログラム形成層４に直接接触して設ける必要はないが、ホログラム形成層４がレリーフ型回折格子の場合には、その凹凸パターンに光反射層を直接接触して設ける必要がある。この場合には、この反射層５によって反射した光がそのまま回折光となる。

反射層５は、反射輝度が高い点で金属材料からなる薄膜が好ましく利用できる。金属材料としては、例えば、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、真鍮等が挙げられる。第１反射層６は、特に限定するものではないが例えば真空製膜法により形成することができる。真空製膜法としては、真空蒸着法、スパッタリング法等が適用できる。
反射層５の厚みとしては１〜１０００ｎｍ程度、好ましくは１〜５０ｎｍ程度に制御できる。

なお、図１の形態においては反射層は第１反射層６と第２反射層７を有する。
第１反射層６は、第２反射層７は、ともに反射輝度が高い点で金属材料からなる薄膜が好ましく利用できる。金属材料としては、例えば、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、真鍮等が挙げられる。第１反射層６は、特に限定するものではないが例えば真空製膜法により形成することができる。真空製膜法としては、真空蒸着法、スパッタリング法等が適用できる。
第１反射層６は、第２反射層７はの厚みとしては１〜１０００ｎｍ程度、好ましくは１〜５０ｎｍ程度に制御できる。

本発明では、反射層５（第１反射層６）に、着色された耐薬品性隠蔽樹脂層をパターン状に設け、反射層を溶解できるエッチング液に浸漬することにより、耐薬品性隠蔽樹脂層を設けていない開口部の反射層を除去（ディメタライズ）するとともに、薬品に浸漬する時間を制御することにより、反射層を過エッチングする。
この過エッチングされた部分が、支持体、剥離層側から見たときに透けて見え、下層に来る着色された耐薬品性隠蔽樹脂層の色味を認識できるようになるものである。
そして、過エッチング量を制御することにより、従来の印刷や、反射層のディメタライズされた部分の抜けを用いた絵文字形成より、微細な文字や絵柄のパターンを形成できるものとなる。

着色された耐薬品性隠蔽樹脂層としては、アクリル系樹脂などの後述するエッチング液に耐性のある樹脂バインダーを用いて、着色剤を加えた樹脂インキを用いることができる。
着色剤としては、オレオゾールブルー（住友化学工業社製：青色）、オレオゾールファーストレッド（住友化学工業社製：赤色）などの染料や黒色カーボンや、各種着色顔料などがあげられる。
これらの樹脂インキをグラビア印刷やオフセット印刷など公知の印刷方法により印刷することで耐薬品性隠蔽樹脂層を形成できる。
また、着色されたフォトレジストを用いてパターニングしたものを用いてもよい。

エッチングには、反射層に用いる金属を溶解除去できるものを用いる。
このようなものとしてはアルカリ系のエッチング液や酸性のエッチング液を用いることができる。
エッチング条件は、所望の量だけ過エッチングできるよう設定できる。具体的には、エッチング液の温度や浸漬時間などを変えることにより制御できる。

本発明の光学素子は、転写箔としてカード等に転写して用いても良いし、シールとしてブランドプロテクションなどに用いても良い。

＜実施例１＞
基材として厚み２５μ、のポリエステルフィルムを用い、このフィルムの片面に下記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）の各組成物を用い、剥離保護層（厚さ３μｍ）、ホログラム形成層（厚さ１．５μｍ）、反射層（１００μｍ）、接着層（３μｍ）を順次塗布形成して転写シートを作成した。
なお、反射層としては第１反射層と第２反射層の２層からなるものを用い、以下のように形成した。
まず、ホログラム形成層上に蒸着法により第１反射層を形成した。
次に、（６）に示す青色に着色した耐アルカリ性樹脂インキにより着色された耐薬品性隠蔽樹脂層を、グラビア印刷法により第１反射層上にドーナツ状の開口部を有するように形成し、（７）に示すエッチング液を用いて第１反射層の耐薬品性隠蔽樹脂層が形成されていない開口部をエッチングすることにより第１反射層を部分的に除去してパターニングした。
なお、反射層を耐薬品性隠蔽樹脂層から５０μｍ過エッチングされるように反射層を除去した。
その後第２反射層を形成した。

（１）剥離保護層
アクリル樹脂（Ｔｇ．１０５℃）
ポリエチレンパウダー
メチルエチルケトン
トルエン
（２）ホログラム形成層
ウレタン樹脂
メチルエチルケトン
酢酸エチル
（３）第１反射層
アルミニウム（厚み５０ｎｍ）
（４）第２反射層
Ｓｎ（最大厚み６０ｎｍ）
（５）接着層組成物
塩酸酢酸ビニル共重合体
アクリル樹脂
酢酸エチル
トルエン
（６）着色された耐薬品性隠蔽樹脂層
デメタライジング加工用アクリル系樹脂１００質量部
青色染料：オレオゾールブルー（住友化学工業社製）２０質量部配合
（７）エッチング液
水酸化アルミニウム水溶液

＜実施例２＞
基材として厚み２５μ、のポリエステルフィルムを用い、このフィルムの片面に下記（１）、（２）、（３）、（４）の各組成物を用い、剥離保護層（厚さ３μｍ）、回折構造形成層（厚さ１．５μｍ）、反射層（５０μｍ）、印刷層（５μｍ）、接着層（３μｍ）を順次塗布形成して転写シートを作成した。
なお、反射層と印刷層は、以下のように形成した。
まず、ホログラム形成層上に蒸着法により反射層を形成した。
次に、（６）に示す着色された耐薬品性隠蔽樹脂層を、反射層上にドーナツ状の開口部を有するように形成し、（７）に示すエッチング液を用いて反射層の耐薬品性隠蔽樹脂層が形成されていない開口部をエッチングすることにより反射層を部分的に除去してパターニングした。
なお、反射層を耐薬品性隠蔽樹脂層から５０μｍ過エッチングされるように反射層を除去した。
次に、その後グラビア印刷法により印刷層を形成した。

（１）剥離保護層
アクリル樹脂（Ｔｇ．１０５℃）
ポリエチレンパウダー
メチルエチルケトン
トルエン
（２）ホログラム形成層
ウレタン樹脂
メチルエチルケトン
酢酸エチル
（３）反射層
アルミニウム（厚み５０ｎｍ）
（４）印刷層
水性グラビアインキ
（５）接着層組成物
塩酸酢酸ビニル共重合体
アクリル樹脂
酢酸エチル
トルエン
（６）着色された耐薬品性隠蔽樹脂層
デメタライジング加工用アクリル系樹脂１００質量部
青色染料：オレオゾールブルー（住友化学工業社製）２０質量部配合
（７）エッチング液
水酸化アルミニウム水溶液

１・・・・支持体
２・・・・剥離保護層
３・・・・ホログラム層
４・・・・ホログラム形成層
５・・・・反射層
６・・・・第１反射層
７・・・・第２反射層
８・・・・耐薬品性隠蔽樹脂層
９・・・・粘着層
１０・・・反射層の過エッチング部分
１１・・・微細パターン
１２・・・ホログラム画像
１３・・・印刷層
１４・・・印刷層
１５・・・パターン
１６・・・印刷層

Claims (4)

1. ホログラム形成層と反射層を有するホログラム層を有する光学素子であって、
   該ホログラム形成層が、微小凹凸からなる回折構造を有し、
   該反射層が、パターン状に形成された第１反射層と、第２反射層と、を有し、
   該第１反射層上には、第１反射層より１０〜５０μｍ大きくパターン状に形成された耐薬品性隠蔽樹脂層を有し、かつ、
   該第２反射層が、該第１反射層及び耐薬品性隠蔽樹脂層を覆うように形成されてなる
   ことを特徴とする光学素子。
2. ホログラム形成層と反射層を有するホログラム層を有する光学素子であって、
   該ホログラム形成層が、微小凹凸からなる回折構造を有し、
   該反射層が、パターン状に形成されてなり、
   該反射層上には、反射層より１０〜５０μｍ大きくパターン状に形成された耐薬品性隠蔽樹脂層を有し、
   該印刷層が、該反射層及び耐薬品性隠蔽樹脂層を覆うように形成されてなることを特徴とする光学素子。
3. 微小凹凸からなる回折構造を有するホログラム形成層を形成する工程、
   ホログラム形成層上に第１反射層を形成する工程、
   第１反射層上に耐薬品性隠蔽樹脂層をパターン状に形成する工程、
   第１反射層を部分的に除去する工程、
   部分的に除去された第１反射層上に第２反射層を形成する工程、
   を有する光学素子の製造方法であって、
   該第１反射層を部分的に除去する工程で、第１反射層をパターン状に形成された耐薬品性隠蔽樹脂層より１０〜５０μｍ小さくなるよう過剰に除去することを特徴とする光学素子。
4. 微小凹凸からなる回折構造を有するホログラム形成層を形成する工程、
   ホログラム形成層上に第１反射層を形成する工程、
   第１反射層上に耐薬品性隠蔽樹脂層をパターン状に形成する工程、
   第１反射層を部分的に除去する工程、
   部分的に除去された第１反射層上に印刷層を形成する工程、
   を有する光学素子の製造方法であって、
   該第１反射層を部分的に除去する工程で、第１反射層をパターン状に形成された耐薬品性隠蔽樹脂層より１０〜５０μｍ小さくなるよう過剰に除去することを特徴とする光学素子。