JP2012237887A - 表示体、転写箔、及び表示体付き物品 - Google Patents

Abstract

【課題】高い偽造防止効果を実現する。
【解決手段】複数の画素を具備した表示体であって、前記複数の画素の各々は、第１サブ画素を含み、前記複数の画素の少なくとも１つは、２５０ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内の中心間距離で二次元的に配置されると共に各々が順テーパ形状を有する複数の凹部又は凸部からなる第１領域と、各々が順テーパ形状を有する複数の凹部又は凸部からなる共に５００ｎｍ以下の中心間距離で、前記第１領域の二次元的に配置の方位角度と５°以上４０°以下ずらして設けられた第２領域とを備えた前記第１サブ画素を含み、前記複数の画素の残部は、前記第１及び第２領域の少なくとも一方を備えた前記第１サブ画素を含み、前記表示体は、前記表示体の主面の法線と交差する斜め方向から観察する第２条件において、前記第１領域の分布に基づいた第１画像を表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、紙幣、ＩＤ、ＢＰ用セキュリティデバイスに応用することが可能な、偽造防止効果、装飾効果、及び／又は美的効果を提供できる表示体に関する。

有価証券、証明書、ブランド品、電子機器及び個人認証媒体などの物品には、偽造が困難であることが望まれる。そのため、そのような物品には、偽造防止効果に優れた表示体を支持させることがある。

そのような表示体の多くは、回折格子、ホログラム及びレンズアレイ等の微細構造を含んでいる。これら微細構造は、例えば観察角度の変化に応じて、色の変化を生じる。また、これら微細構造は、解析及び偽造することが困難である。それゆえ、このような表示体は、比較的高い偽造防止効果を発揮し得る（特許文献１）。

公知ではないが、より高い偽造防止効果を実現するために、正面から見るとモノクロネガ画像が現れ、深く傾けたて見たときには、フルカラーの写真画質の画像が表現できる方法を出願している（特許文献２）。

しかしながら、その方法では、正面で見える画像が、ネガ画像のため印象が悪くなってしまい、また、傾けて見たときには、モノクロネガ画像からフルカラーポジ画像の間で変化するだけなので、変化をつかまえにくいという問題がある。

特許４４２０１３８号公報 特願２０１０−２５８８１４号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、より高い偽造防止効果を実現する表示体を提供するために、正面から見たときに見えてしまうモノクロネガ画像を見えないように潜像化させ、正面から見える画像を、モノクロネガ画像からモノクロ画像とし、傾けて見たときにはフルカラーポジ画像が見える表示体を提供することにある。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、複数の画素を具備した表示体であって、前記複数の画素の各々は、第１サブ画素を含み、前記複数の画素の少なくとも１つは、２５０ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内の中心間距離で二次元的に配置されると共に各々が順テーパ形状を有する複数の凹部又は凸部からなる第１領域と、各々が順テーパ形状を有する複数の凹部又は凸部からなる共に５００ｎｍ以下の中心間距離で、前記第１領域の二次元的に配置の方位角度と５°以上４０°以下ずらして設けられた第２領域とを備えた前記第１サブ画素を含み、前記複数の画素の残部は、前記第１及び第２領域の少なくとも一方を備えた前記第１サブ画素を含み、前記表示体は、前記表示体の主面の法線と交差する斜め方向から観察する第２条件において、前記第１領域の分布に基づいた第１画像を表示する表示体である。

また、請求項２に記載の発明は、前記第１サブ画素の少なくとも１つにおいて、前記第
１領域は、複数の凹部又は凸部の中心間距離が互いに異なった複数のサブ領域を含んでいる請求項１に記載の表示体である。

また、請求項３に記載の発明は、前記サブ領域は、前記第２条件において赤色を表示するように構成された第１サブ領域と、前記第２条件において緑色を表示するように構成された第２サブ領域と、前記第２条件において青色を表示するように構成された第３サブ領域とを含んでいる請求項２に記載の表示体である。

また、請求項４に記載の発明は、前記複数の画素の各々は、第２サブ画素を更に含み、前記第２サブ画素の少なくとも１つは、前記表示体の主面の法線方向から観察する第１条件において黒色又は暗灰色を表示する第３領域を含み、前記表示体は、前記第１条件において、前記第３領域の分布に基づいた第２画像を表示する請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示体である。

また、請求項５に記載の発明は、前記第３領域は、５００ｎｍ以下の中心間距離で二次元的に配置されると共に各々が順テーパ形状を有する複数の凹部又は凸部を備え、前記第１領域の二次元的に配置の方位角度と５°以上４０°以下ずらして設けられている請求項４に記載の表示体である。

また、請求項６に記載の発明は、前記第２領域を構成している複数の凹部又は凸部と、前記第３領域を構成している複数の凹部又は凸部とは、中心間距離が互いに等しい請求項５に記載の表示体である。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れか１項に記載の表示体と、前記表示体を剥離可能に支持した支持体層とを具備した転写箔である。

また、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至６の何れか１項に記載の表示体とこれを支持した物品とを具備した表示体
付き物品である。

本発明は、複数の画像を独立させて表示できる表示体であり、正面から見ると何も見えないが表示体を傾けて見るとフルカラー画像が見える。又は、正面から見るとモノクロ画像が見えるが表示体を傾けると別のフルカラー画像が見える。といった高い偽造防止効果を持つ真偽判定の容易な表示体の提供ができる。

本発明の潜像効果表示体の一態様に係る正面方向、及び斜め方向から観察した表示状態を示した概念図である。 本発明の潜像効果表示体を構成する画素の一態様の正面方向、及び斜め方向の状態を示した概念図である。 本発明の表示体を、正面方向、及び斜め方向から観察する状況を示した概念図である。 旧表示体の一の態様に係る正面方向、及び斜め方向から観察した表示状態を示した概念図である。 本発明のカラー画像を形成する画素のミクロ表面形状を示した概念図である。 本発明の第１領域と方向を変えた第２領域の関係を示した概念図である。 本発明のチェンジ効果表示体の一態様に係る正面方向、及び斜め方向から観察した表示状態を示した概念図である。 本発明のチェンジ効果表示体を構成する画素の一態様の正面方向、及び斜め方向の状態を示した概念図である。 本発明の潜像効果表示体を構成する画素の構成を示した概念図である。 本発明のチェンジ効果表示体を構成する画素の構成を示した概念図である。 本発明の転写箔の断面の一例を拡大して示した概念図である。 本発明の転写箔を物品に転写状態を示した概念断面図である。

以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の潜像効果表示体１の正面方向、及び斜め方向から観察した表示状態を示しており、潜像効果表示体１を正面から見ると、黒く何も見えないが、潜像効果表示体１を傾けるか、あるいは斜め方向から観察すると潜像（フルカラーポジ画像）９が見えることを示している。

図２は本発明の潜像効果表示体１を構成する画素の正面方向、及び斜め方向の状態を示している。潜像効果表示体１は、２５０ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内の中心間距離で二次元的に配置されると共に各々が順テーパ形状を有する複数の凹部又は凸部からなる第１領域と各々が順テーパ形状を有する複数の凹部又は凸部からなる共に５００ｎｍ以下の中心間距離で、前記第１領域の二次元的に配置の方位角度と５°以上４０°以下ずらして設けた第２領域とを備えた第１サブ画素を有する。この時画素の画素横長さＸ、及び画素縦長さＹは１〜３００μｍである。

第１領域では、さらに複数のサブ領域を含んでいてもよく、図２では、サブ領域として中心間距離４５０μｍのクロスグレーティング構造からなる赤画素Ｒ、中心間距離４００μｍのクロスグレーティング構造からなる緑画素Ｇ、中心間距離３５０μｍのクロスグレーティング構造からなる青画素Ｂを用いた。なお、第１領域は中心間距離２５０μｍ〜５００μｍの範囲内で、目的の回折光の色味に応じて適宜設定できる。

図３は本発明の潜像効果表示体１、あるいはチェンジ効果表示体４を正面方向、及び斜め方向からの観察状況を示した概念図であり、角度によって、黒色１ａ、あるいはモノクロネガ画像１１から潜像（フルカラーポジ画像）９が見えることを示している。

図４は従来の表示体３を示した概念図であり、正面から観察した時にモノクロネガ画像１１が認識されることを示している。

図５は順テーパ形状を有する複数の凹部又は凸部が、２５０ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内の中心間距離で二次元的に配置された状態を示しており、図６は第１領域に対して第２領域が、凹部又は凸部の二次元的な配置の方位角度がθ傾いていることを示しており、第１領域の色が見えるときに、第２領域は黒く見える。第２領域の中心間距離は５００μｍ以下であればいずれの値でも良い。カラー画像を形成する第１領域と、黒く見える第２領域の二次元的な配置の方位角度は１０°傾けたが、第１領域に対する第２領域の、凹部又は凸部の二次元的な配置の方位角度の傾きθは５〜４０°にすれば良い。

可視光の波長は、０．４〜０．７μｍであり、回折格子の格子定数が且つこの最短波長未満である場合、つまり、０．４μｍ未満である場合、界面に対して斜め方向から照射された光は、観察方向には向かわない。

図７は本発明のチェンジ効果表示体４の正面方向、及び斜め方向から観察したときの表示を示しており、正面から観察するとモノクロネガ画像１１が見え、チェンジ効果表示体４を傾けるか、あるいは斜め方向から観察すると潜像（フルカラーポジ画像）９が見える。

図８は本発明のチェンジ効果表示体４を構成する画素５の正面方向、及び斜め方向の状態を示しており、第１サブ画素Ａと第２サブ画素Ｂを含む。第１サブ画素Ａは、斜め方向から観察した時に赤画素Ｒ、緑画素Ｇ、青画素Ｂとして観察される第１領域７と正面方向斜め方向のいずれの方向においても黒く観察される第２領域８を含む。第２サブ画素Ｂは正面方向斜め方向のいずれの方向においても黒く観察される第３領域２０を含み、正面方向から観察した際、第３領域２０の分布に基づいてモノクロを表示し、斜め方向から観察した際、赤画素Ｒ、緑画素Ｇ、青画素Ｂからなる回折光が認識され、各画素の面積により正面からは見えない潜像９が形成される。なお、第２サブ画素Ｂの第３領域２０以外の部分は光を反射または散乱する構造をとることができる。

また、第３領域２０の分布に基づくモノクロ画像より回折光の方が輝度が高いため、潜像９（回折光画像）が優先して認識される。

第２サブ画素Ｂに含まれる第３領域２０は、前述の第２領域と同様のもの、すなわち第１領域に対して、５００μｍ以下の中心間距離で二次元的に配置され配置の方位角度を傾けて設けてあるものや、中心間距離が２５０ｎｍ未満で形成されるとともに各々が順テーパ形状を有する複数の凹部又は凸部を備えたものでも良い。また印刷により形成されたものでもよい。

金型の凹構造及び／又は凸構造は樹脂層に加熱プレスによって転写される。樹脂層１３と反射層１４との界面は、第１領域と第２領域に対応する凹構造及び／又は凸構造が設けられており、樹脂層の材料としては、例えば、熱可塑性樹脂又は光硬化性樹脂を使用する。凹構造及び／又は凸構造が形成された樹脂層表面には反射層が設けられる。反射層としては、例えば、アルミニウム、銀、金、及びそれらの合金などの金属材料からなる金属層を使用することができる。

あるいは、反射層１４として隣り合うもの同士の屈折率が異なる誘電体層の積層体、即ち、誘電体多層膜を使用してもよい。なお、誘電体多層膜が含む誘電体層のうち樹脂層と接触しているものの屈折率は、樹脂層の屈折率とは異なっていることが望ましい。潜像効果表示体１あるいはチェンジ効果表示体４が反射層１４を含んでいる場合、視認性がより優れた像を表示させることができる。反射層１４は、例えば、真空蒸着法及びスパッタリング法などの気相堆積法により形成することができる。

なお、反射層１４の存在する第１領域と第２領域に対応するが順テーパ形状を有する複数凹構造及び／又は凸構造を空間的に分布させることにより図柄を表現するともできる。

表示体の視覚効果について説明する。一般に、ｍ次回折光（ｍ＝０、±１、±２、・・・）の射出角βは、回折格子の格子線に垂直な面内で光が進行する場合、下記等式から算出することができる。
ｄ＝ｍλ／（ｓｉｎα−ｓｉｎβ）
この等式において、ｄは回折格子の格子定数を表し、ｍは回折次数を表し、λは入射光及び回折光の波長を表している。また、αは、０次回折光、即ち、透過光又は正反射光の射出角を表している。換言すれば、αの絶対値は照明光の入射角と等しく、反射型回折格子の場合には、照明光の入射方向と正反射光の射出方向とは、回折格子が設けられた界面の法線に関して対称である。

なお、回折格子が反射型である場合、角度αは、０°以上であり且つ９０°未満である。また、回折格子が設けられた界面に対して斜め方向から照明光を照射し、法線方向の角度、即ち０°を境界値とする２つの角度範囲を考えると、角度βは、回折光の射出方向と正反射光の射出方向とが同じ角度範囲内にあるときには正の値であり、回折光の射出方向と照明光の入射方向とが同じ角度範囲内にあるときには負の値である。

法線方向から回折格子を観察する場合、表示に寄与する回折光は射出角βが０°の回折光のみである。従って、この場合、格子定数ｄが波長λと比較してより大きければ、上記等式を満足する波長λ及び入射角αが存在する。即ち、この場合、観察者は、上記等式を満足する波長λを有する回折光を観察することができる。

本発明においては、第１領域の凹構造及び／又は凸構造の二次元的に配置の方位角度と第２領域の凹構造及び／又は凸構造の二次元的に配置の方位角度とが５°以上４０°以下ずらして設けられているため、観察者は、第１領域の回折光を観察する時に第２領域の回折光を観察することができない。

図９は潜像効果表示体１を構成する複数の画素の状態を示しており、また図１０はチェンジ効果表示体４を構成する複数の画素しており、表示画像に合わせ、赤画素Ｒ、緑画素Ｇ、青画素Ｂ、黒画素ＢＫの占有面積を変化させる。

潜像効果表示体１は１画素の大きさ３０μｍとし、赤画素Ｒは横５μｍ縦１０μｍで中心間距離４５０μｍ、緑画素Ｇは横７μｍ縦２０μｍで中心間距離４００μｍ、青画素Ｂは横１０μｍ縦３０μｍで中心間距離３５０μｍとし、３０度に潜像効果表示体１を傾けたときにフルカラーで出現する様、占有面積を変化させ、赤画素Ｒ、緑画素Ｇ、青画素Ｂが占有されない部分には、中心間距離３００μｍで凸部が二次元的に、方位角度を１０°傾けて配置した描画データを作成した。

チェンジ効果表示体４は１画素の大きさ３０μｍとし、赤画素Ｒは横５μｍ縦１０μｍで中心間距離４５０μｍ、緑画素Ｇは横７μｍ縦１２μｍで中心間距離４００μｍ、青画素Ｂは横１０μｍ縦２０μｍで中心間距離３５０μｍ、モノクロ画像１１を形成する黒画素ＢＫは横３０μｍ縦１０μｍで中心間距離３００μｍとし、３０度にチェンジ効果表示体４を傾けたときにフルカラーで出現する様、占有面積を変化させ、赤画素Ｒ、緑画素Ｇ、青画素Ｂが占有されない部分には、中心間距離３００μｍで凸部が二次元的に、方位角度を１０°傾けて配置した描画データを作成した。モノクロ画像１１は黒画素ＢＫである中心間距離３００μｍの凸部が二次元的に配置され、凸部が形成されない部分は光が反射される。

作成した描画データをＥＢレジスト上に描画し、次にレジストを現像し、回折構造を作製、更にニッケルスパッタで回折構造の表面に導通をとり、ニッケル電鋳で金型を作製した。

＃１９のＰＥＴ基材上に、アクリル樹脂からなる剥離層１６、ＵＶ硬化型樹脂からなる回折構造形成層１３をグラビアコーティング法でそれぞれ１μｍ塗布し、原反を作成した。作製した金型を用い１００℃の熱と１ＭＰａの圧力で前記原反にエンボスを行い、その上にアルミ蒸着を０．０５μｍの厚さで形成、更にアクリル系樹脂からなる接着剤をグラビアコーティング法で、アルミ蒸着面に２μｍの厚さで塗布し、回折構造を持つ転写箔１８を作製した。

作製した回折構造を持つ転写箔１８に１５０℃の刻印を１０ＭＰａの圧力で被転写用紙（物品１９）に押し付け接着後、基材を剥離し、回折構造を持つ転写箔１８を転写した用紙（物品１９）を得た。

作製した潜像効果表示体１は、正面から見たときには、黒く何も見えないが、表示体を傾けるか、あるいは斜め方向から観察するとフルカラーの信号が確認できた。又、チェン
ジ効果表示体４は、正面から見たときにはモノクロの星、特定の角度に傾けたとき、フルカラーの信号が現れ、変化がつかまえ易く確実な真偽判定に寄与した。

図１１に転写箔１８の断面を示す。フィルム基材１５は、例えば、樹脂からなるフィルム又はシートである。フィルム基材１５の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、又は塩化ビニル樹脂を使用する。

剥離層１６は、転写箔１８を被転写体である物品１８に転写する際のフィルム基材１５の剥離を容易にする役割を担っている。剥離層１６の材料としては、例えば、樹脂を使用する。剥離層１６は、パラフィンワックス、カルナバワックス、ポリエチレンワックス及びシリコーンなどの添加剤を更に含んでいてもよい。なお、剥離層１６の厚みは、例えば０．５μｍ乃至５μｍの範囲内とする。

接着層１７の材料としては、例えば、反応硬化型接着剤、溶剤揮散型接着剤、ホットメルト型接着剤、電子線硬化型接着剤及び感熱接着剤などの接着剤を使用する。

反応硬化性接着剤としては、例えば、ポリエステルウレタン、ポリエーテルウレタン及びアクリルウレタンなどのポリウレタン系樹脂、又は、エポキシ樹脂を使用する。

溶剤揮散型接着剤としては、例えば、酢酸ビニル樹脂、アクリル酸エステル共重合樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、アイオノマー樹脂及びウレタン樹脂などを含んだ水性エマルジョン型接着剤、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合樹脂及びアクリロニトリル−ブタジエン共重合樹脂などを含んだラテックス型接着剤を使用する。

ホットメルト型接着剤としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルエーテル樹脂及びポリウレタン樹脂などをベース樹脂として含んだものを使用する。

電子線硬化型接着剤としては、例えば、アクリロイル基、アリル基及びビニル基などのビニル系官能基を１個又は複数個有したオリゴマーを主成分として含んだものを使用する。例えば、電子線硬化型接着剤として、ポリエステルアクリレート、ポリエステルメタクリレート、エポキシアクリレート、エポキシメタクリレート、ウレタンアクリレート、ウレタンメタクリレート、ポリエーテルアクリレート又はポリエーテルメタクリレートと、接着付与剤との混合物を使用することができる。この接着付与剤としては、例えば、リンを含んだアクリレート若しくはその誘導体、又は、カルボキシ基を含んだアクリレート若しくはその誘導体を使用する。

感熱接着剤としては、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ゴム系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂又は塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂を使用する。

接着層１７は、例えば、上述した樹脂を、グラビアコータ、マイクログラビアコータ及びロールコータなどのコータを用いて表示体の背面上に塗布することにより得られる。

この転写箔１８は、図１２に示す様に例えば、ロール転写機又はホットスタンプによって、被転写体である物品１９に転写される。この際、剥離層１６において剥離を生じると共に、潜像効果表示体１あるいはチェンジ効果表示体４が、被転写体である物品１９に、接着層１７を介して貼付される。

１・・・潜像効果表示体
１ａ・・・潜像効果表示体正面方向画像
１ｂ・・・潜像効果表示体斜め方向画像
２・・・潜像効果表示体画素
２ａ・・・潜像効果表示体正面方向画素
２ｂ・・・潜像効果表示体斜め方向画素
３・・・従来の表示体
３ａ・・・従来の表示体正面方向画像
３ｂ・・・従来の表示体斜め方向画像
４・・・チェンジ効果表示体
４ａ・・・チェンジ効果表示体正面方向画像
４ｂ・・・チェンジ効果表示体斜め方向画像
５・・・チェンジ効果表示体画素
５ａ・・・チェンジ効果表示体正面方向画素
５ｂ・・・チェンジ効果表示体斜め方向画素
６・・・画素ミクロ形状
７・・・第１領域
８・・・第２領域
９・・・潜像
１０・・・フルカラーポジ画像
１１・・・モノクロネガ画像
１２・・・モノクロ画像
１３・・・回折構造形成層（樹脂層）
１４・・・反射層
１５・・・フィルム基材
１６・・・剥離層
１７・・・接着層
１８・・・転写箔
１９・・・物品(被転写体)
２０・・・第３領域
Ａ・・・第1サブ画素
Ｂ・・・第２サブ画素
Ｒ・・・赤画素
Ｇ・・・緑画素
Ｂ・・・青画素
ＢＫ・・・黒画素
Ｘ・・・画素横長
Ｙ・・・画素縦長
Ｚ・・・凸部高さ（凹部深さ）
Ｌ・・・中間距離
θ・・・方位角度

Claims (8)

1. 複数の画素を具備した表示体であって、前記複数の画素の各々は、第１サブ画素を含み、前記複数の画素の少なくとも１つは、２５０ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内の中心間距離で二次元的に配置されると共に各々が順テーパ形状を有する複数の凹部又は凸部からなる第１領域と、各々が順テーパ形状を有する複数の凹部又は凸部からなる共に５００ｎｍ以下の中心間距離で、前記第１領域の二次元的に配置の方位角度と５°以上４０°以下ずらして設けられた第２領域とを備えた前記第１サブ画素を含み、前記複数の画素の残部は、前記第１及び第２領域の少なくとも一方を備えた前記第１サブ画素を含み、前記表示体は、前記表示体の主面の法線と交差する斜め方向から観察する第２条件において、前記第１領域の分布に基づいた第１画像を表示する表示体。
2. 前記第１サブ画素の少なくとも１つにおいて、前記第１領域は、複数の凹部又は凸部の中心間距離が互いに異なった複数のサブ領域を含んでいる請求項１に記載の表示体。
3. 前記複数のサブ領域は、前記第２条件において赤色を表示するように構成された第１サブ領域と、前記第２条件において緑色を表示するように構成された第２サブ領域と、前記第２条件において青色を表示するように構成された第３サブ領域とを含んでいる請求項２に記載の表示体。
4. 前記複数の画素の各々は、第２サブ画素を更に含み、前記第２サブ画素の少なくとも１つは、前記表示体の主面の法線方向から観察する第１条件において黒色又は暗灰色を表示する第３領域を含み、前記表示体は、前記第１条件において、前記第３領域の分布に基づいた第２画像を表示する請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示体。
5. 前記第３領域は、５００ｎｍ以下の中心間距離で二次元的に配置されると共に各々が順テーパ形状を有する複数の凹部又は凸部を備え、前記第１領域の二次元的に配置の方位角度と５°以上４０°以下ずらして設けられている請求項４に記載の表示体。
6. 前記第２領域を構成している複数の凹部又は凸部と、前記第３領域を構成している複数の凹部又は凸部とは、中心間距離が互いに等しい請求項５に記載の表示体。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の表示体と、前記表示体を剥離可能に支持した支持体層とを具備した転写箔。
8. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の表示体とこれを支持した物品とを具備した表示体付き物品。