JP4194073B2

JP4194073B2 - Light diffraction structure

Info

Publication number: JP4194073B2
Application number: JP2002279235A
Authority: JP
Inventors: 隆青野
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: JP2004117683A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光回折構造体に関し、特に、偽造防止用に用いられるホログラム、回折格子等の光回折構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ホログラムは優れた意匠性、及び、カラー複写機においても容易に複製できず偽造・変造が困難なことから、各種金券類及びＩＤカード等の個人認証書、保証書、証明書等に数多く利用されてきた。しかし、近年、ホログラムの偽造が増えてきており、ホログラムの偽造抑止効果は低下してきている。
【０００３】
なお、特許文献１において、屈折率異方性を持つ層を用い、ある偏光方向においては反射機能を持ち、直交する他の偏光方向では積層時に屈折率差を生じず、光が透過する特徴を持つ「多層光学フィルム」が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特表平１０−５１１３２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、普通に見ると透明なフィルムに見えるが、直線偏光板を介して見ると、光回折構造体による像が視認できる光回折構造体を提供することである。
【０００６】
本発明のもう１つの目的は、普通に見ると反射タイプ又は透明タイプの光回折構造の像が視認でき、直線偏光板を介して見ると、それに加えて新たな別の光回折構造による像を視認することができる光回折構造体を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明による光回折構造体は、異なる特性の２つの層が交互に少なくとも２層以上積層されてなり、その中の１つの層は屈折率異方性を持ち、その屈折率異方性を持つ層に隣接する隣接層は、その屈折率異方性を持つ層の特定方向の屈折率と略等しい屈折率を持ち、特定方向と直交する方向の屈折率とは異なる屈折率を持っている構成の光回折構造形成層を備え、前記光回折構造形成層に微細な凹凸形状からなる光回折構造が設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
この場合、その光回折構造形成層は、特定方向と直交する方向に直線偏光した入射光に対して、少なくとも１００ｎｍの波長帯域にわたり５０％以上の平均反射率を有し、かつ、特定方向に直線偏光した入射光に対して、少なくとも１００ｎｍの波長帯域にわたり５０％未満の平均反射率を有することが望ましい。
【０００９】
また、その光回折構造形成層に、透明媒体からなる第２光回折構造形成層が設けられてなり、第２光回折構造形成層に微細な凹凸形状からなる第２光回折構造が設けられており、第２光回折構造上に反射層が設けられてなるものとすることもできる。
【００１０】
その場合に、第２光回折構造形成層の透明媒体の屈折率が、光回折構造形成層の屈折率異方性を持つ層の特定方向の屈折率と略等しいことが望ましい。
【００１１】
また、反射層としては、第２光回折構造形成層の透明媒体の屈折率と異なる屈折率を持つ透明媒体の層から構成しても、金属反射層から構成してもよい。
【００１２】
本発明においては、異なる特性の２つの層が交互に少なくとも２層以上積層されてなり、その中の１つの層は屈折率異方性を持ち、その屈折率異方性を持つ層に隣接する隣接層は、その屈折率異方性を持つ層の特定方向の屈折率と略等しい屈折率を持ち、特定方向と直交する方向の屈折率とは異なる屈折率を持っている構成の光回折構造形成層を備え、前記光回折構造形成層に微細な凹凸形状からなる光回折構造が設けられているので、通常の自然光下ではその光回折構造による像は明確に視認できず、直線偏光板を介して見るときその光回折構造による像を明確に視認することができ、偽造防止効果を向上させ、さらに、意匠性にも優れた光回折構造体を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明による光回折構造体のいくつかの実施形態を説明する。
【００１４】
所定波長（中心波長）に対し異なる屈折率を有する２層を積層し、その波長の光を入射すると、入射光の角度に応じた反射率を持つ。これら２層それぞれの厚み、屈折率を所定波長に合わせて選定し、交互に積層して多層構成とすることにより、その所定波長を含むある帯域の波長域に対し、一定以上の反射率を持つ反射層を実現することができる。この技術は、誘電体ミラー、波長フィルター等として利用されている。
【００１５】
本発明においては、少なくとも１つの光回折構造形成層に、特許文献１において知られている多層光学フィルムを用いるものである。
【００１６】
すなわち、図１に断面を示すように、多層光学フィルム１０は、異なる特性の２つの層１１、１２が交互に少なくとも２層以上積層されてなり、その中の１つの層１１は屈折率異方性を持ち、その屈折率異方性を持つ層１１は常光線屈折率ｎ₁、異常光線屈折率ｎ₂であってｎ₁≠ｎ₂を持つ材料からなり、かつ、屈折率異方性を持つ層１１に隣接する隣接層１２との屈折率差が、偏光面によって異なる特性を持っており、例えば隣接層１２は屈折率異方性を持つ層１１の常光線屈折率ｎ₁と同じ屈折率ｎ₁を持つ材料からなっている。その反対に異常光線屈折率ｎ₂と同じ屈折率ｎ₂を持つ材料からなっていてもよい。なお、図１の場合は、屈折率異方性を持つ層１１と隣接層１２は交互に４層設けられているが、２層以上の何層でもよい。
【００１７】
このような多層光学フィルム１０に異常光線の向きの直線偏光成分の入射光２１が入射すると、多層光学フィルム１０の層１１と層１２の間に屈折率差（｜ｎ₁−ｎ₂｜）が存在するため、図１（ａ）に示すように多層光学フィルム１０から反射光２３が生じる。他方、多層光学フィルム１０に常光線の向きの直線偏光成分の入射光２２が入射すると、多層光学フィルム１０の層１１と層１２の間に屈折率差が存在しないので、図１（ｂ）に示すように多層光学フィルム１０を透過する透過光２４となる。
【００１８】
したがって、このような多層光学フィルム１０をその入射側から直線偏光板を介して見ると、ある方向では光を透過して透明となるが、偏光板の向きを回転させて行くと光が反射するようになり、鏡面が形成されているように見える。
【００１９】
このような多層光学フィルム１０は、これら２つの層１１、１２の屈折率と厚み、屈折率差、積層数を所定波長に合わせて選定することにより、反射帯域幅、反射率が所望のものを構成できるが、例えば異常光線の向きの直線偏光成分の入射光に対して、少なくとも１００ｎｍの波長帯域にわたり５０％以上の平均反射率を有し、かつ、常光線の向きの直線偏光成分の入射光に対して、少なくとも１００ｎｍの波長帯域にわたり５０％未満の平均反射率を有するものとすることができる。
【００２０】
本発明においては、このような多層光学フィルム１０にエンボス加工を施して微細な凹凸形状を形成すると、図２に示すように、各層にその凹凸形状が生じて光回折構造１５が形成される。ここで、微細な凹凸形状とは、ホログラムや回折格子のレリーフパターン等である。
【００２１】
多層光学フィルム１０のこのような微細な凹凸形状の回折構造１５によって形成される回折光２５、透過光２４も、図１の場合と同様に、偏光面に依存した特性を持つことになる。
【００２２】
したがって、図１（ａ）に示すように、多層光学フィルム１０からなる光回折構造形成層にこのような光回折構造１５を形成してなる光回折構造体１においては、異常光線の向きの直線偏光成分の入射光２１に対しては反射回折光２５が生じ、光回折構造１５からのこの反射回折光２５によってその光回折構造１５による像を視認することができる。
【００２３】
他方、常光線の向きの直線偏光成分の入射光２２に対しては反射回折光が生じず、透過光２４となって透過し、したがって、この光回折構造１５による像も視認できない。
【００２４】
そのため、光回折構造１５が形成された光回折構造形成層１０を直線偏光板を介して見ると、ある角度では透明だが、直線偏光板を９０°回転させていくと、背景が鏡面となり、さらに、光回折構造１５による像が見えてくる。よって、判定対象物に貼付されたこの光回折構造体１を直線偏光板を介して見ることにより、光回折構造体１の真偽を判定することができ、対象物の真偽判定手段として用いることができる。
【００２５】
また、本発明による別の光回折構造体２は、図３（ａ）に断面図を示すように、図１の構成の光回折構造体１における光回折構造形成層１０を第１光回折構造形成層１０とし、また、その第１光回折構造形成層１０に形成される光回折構造を第１光回折構造１５とし、その第１光回折構造形成層１０の下に第２光回折構造形成層１６を設け、その第２光回折構造形成層１６にエンボス加工を施して別の微細な凹凸形状の第２光回折構造１８を形成し、その第２光回折構造形成層１６に反射層１７を設ける。
【００２６】
ここで、第２光回折構造形成層１６としては、必ずしも屈折率異方性を持つ必要はないが、第１光回折構造形成層１０を透過する向きの偏光方向の光を透過させる必要があるため、第２光回折構造形成層１６のその偏光方向の屈折率は、第２光回折構造形成層１６が接している第１光回折構造形成層１０のその偏光方向の屈折率と略同じであることが好ましい。
【００２７】
また、反射層１７はＡｌ等の金属反射層、あるいは、ＴｉＯ₂ 等の第２光回折構造形成層１６と屈折率が異なる透明層（ｎ₃；ｎ₃≠ｎ₁）を使用する。
【００２８】
この本発明による別の光回折構造体２においては、図３（ｂ）に示すように、通常の自然光の入射光２６は任意の偏光成分の光が含まれているため、このような入射光２６となる自然光下で光回折構造体２を見ると、第２光回折構造形成層１６の第２光回折構造１８からの反射回折光２７による像は視認できるが、第１光回折構造形成層１０の第１回折構造１５からの反射回折光２５は、第１光回折構造形成層１０を透過し、反射層１７で反射回折光２７となった光や基材からの反射光等に紛れてしまい、明確に視認することはできない。
【００２９】
しかし、異常光線と同じ偏光方向の向きに直線偏光板を観察側に配置して、その偏光板を透過してきた反射回折光２５を見ることにより、明確に第１光回折構造形成層１０の第１回折構造１５からの反射回折光２５を視認することができる。同時に、この状態では第１光回折構造形成層１０が反射層として機能するため、第２光回折構造形成層の第２光回折構造１８からの像や下地の絵柄は見えなくなる。その結果、自然光下で見えていた第２光回折構造１８からの反射回折光２７による像から、第１光回折構造形成層１０の第１回折構造１５による新たな像に切り替わったように見える。そのため、従来の反射型ホログラムあるいは反射型回折格子に対し、偽造防止効果を向上させ、さらに、意匠性にも優れた光回折構造体を提供することができる。
【００３０】
次に、上記光回折構造形成層（第１光回折構造形成層）１０に使用される多層光学フィルムとしては、特許文献１に示される偏光子等を使用することができる。
【００３１】
また、第１光回折構造１５、第２光回折構造１８としては、ホログラムや回折格子のパターン等種々のものが使用可能であり、従来、この分野で使用されているものと同様なパターンであってよく、いかなるパターンでもよい。パターン自体は、実物の撮影以外に、ホログラム回折格子を計算で求めたり、デジタルカメラで取り込んだデジタル画像やコンピュータグラフイックスから得られる２次元あるいは３次元の画像データから、ホログラフィックステレオグラム技術等の適宜な手段により作成できる。
【００３２】
また、第１光回折構造１５、第２光回折構造１８のエンボス加工としては、光回折構造の凹凸をメッキ等によって写し取った平版型の凹凸型を使用した平プレス法、若しくは、ロール上の凹凸型を用いたロールプレス法により、光回折構造形成層（第１光回折構造形成層１０、第２光回折構造形成層１６）を凹凸型に接触させて加熱及び加圧して行うことができる。
【００３３】
また、第２光回折構造形成層１６に使用可能な材料として、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂、不飽和ポリエステル、メラミン、エポキシ、アクリレート等の熱硬化性樹脂をそれぞれ単独、あるいは、上記熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを混合して使用することができ、さらに、ラジカル重合不飽和基を有する熱成形性物質、あるいは、これらにラジカル重合性不飽和単量体を加え、電離放射線硬化性としたもの等を使用することができる。
【００３４】
また、反射層１７は、その見栄えにより、次の２タイプに分けることができる。
【００３５】
ａ）シルバータイプ
反射層は鏡面となる。光反射層の材質としては、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、コバルト（Ｃｏ）、スズ（Ｓｎ）、セレン（Ｓｅ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、テルル（Ｔｅ）、銅（Ｃｕ）、鉛（Ｐｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）等の単体金属、若しくは、それらの合金がある。
【００３６】
光反射層の薄膜の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の薄膜形成法があげられる。薄膜は、色調、デザイン、用途等に応じて適切な条件を設定すればよいが、５０Å〜１μｍの範囲が好ましく、さらには、１００〜１０００Åがより好ましい。透明性を有する着色光反射層を設けたい場合は、膜厚を２００Å以下にするのが好ましい。また、隠蔽性を有する着色光反射層を設けたい場合は、膜厚を２００Å以上にするのが望ましい。薄膜は、上記のように、光回折構造体の用途、トータルデザインを考慮し、色調、隠蔽性あるいは透明性等の必要に応じて設定することができる。
【００３７】
ｂ）透明タイプ
その透明層に光回折構造による像が浮かび上がるように見える。透明蒸着層を形成するための材料は、従来公知のもの、例えば、ＺｎＳ、ＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃等の金属酸化物や硫化物等を使用することができ、特に限定されない。また、その形成方法も、真空蒸着法、スパッタリング法等の従来と同様の方法で形成することができる。膜厚としては、５０〜５００Åの範囲が好ましく、１００〜４００Åの範囲が特に好ましい。
【００３８】
以下、本発明の光回折構造体の具体例を説明する。
（具体例１）
特許文献１の実施例１に示される手順により光回折構造形成層を作製し、レリーフホログラムの微細凹凸を表面に有するホログラム型の凹凸面を上記のフィルム状の光回折構造形成層に当て、加熱加圧して、ホログラムの凹凸形状を付与した。
【００３９】
このようにして得られた光回折構造体は、この状態では、ホログラム像は見えなかったが、直線偏光板を介して眺めることにより、ホログラム像を顕像化して見ることができた。
（具体例２）
特許文献１の実施例１に示される手順により光回折構造形成層を作製し、レリーフホログラムの微細凹凸を表面に有するホログラム型の凹凸面を上記のフィルム状の光回折構造形成層に当て、加熱加圧して、ホログラムの凹凸形状を付与した。
【００４０】
その凹凸形成後、形成された凹凸の面にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（屈折率ｎ＝１．５１）を厚みが２μｍになるよう形成した。
【００４１】
さらに、上記のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の面に、同様な方法で第２のホログラムの凹凸形状を付与し、その凹凸の面にアルミニウムを厚みが３０ｎｍになるように形成した。
【００４２】
このようにして得られた光回折構造体は、この状態では、第２のホログラム像のみ明確に見え、直線偏光板を介して眺めることにより、第１のホログラム像が顕像化され第１のホログラム像のみを見ることができた。
【００４３】
ところで、本発明の光回折構造体が適用される被着体としては、ＩＤ（本人確認）用のカード、例えば、銀行等の預貯金カード、クレジットカード、身分証明書（学生証若しくは社員証）、カード形式ではないが、ＩＤ用である受験票、パスポート等がある。銀行等の預貯金カード若しくはクレジットカードが不正に使用されれば、正当な保持者（又は契約者）、及び、取引金融機関、商店、クレジット会社等に損害を与えるものである。
【００４４】
本発明の光回折構造体は、紙幣、商品券、株券、若しくは、証券等に適用できる。これらは不正に使用されると、額面金額、時には投機的な価値に基づく損失を生むものである。運転免許証、カード型の証書、例えば、防火、消毒、若しくは、防火等の保安、衛生上の資格若しくは等級を示すものにも、本発明の光回折構造体は適用可能である。これらは、本来資格のない者が関与することを防止するものであるにも係わらず、不正な使用により、危険を招いたり、犯罪につながることがあるものである。宝くじ、競馬・競輪等の勝馬投票券・車券等も、競技終了の後、当りの券には金銭的価値が備わり、偽造や変造は詐欺行為につながるので、それらの防止に本発明の光回折構造体の適用は有効である。
【００４５】
そして、本発明の図２の構成の光回折構造体は透明であるため、顔写真、ＩＤナンバー等、特に変造されると損失が大きい情報が付与されている部分に、本発明の光回折構造体を貼付することにより、より有効性を高めることができる。また、被着体に示されている絵柄、文字等と本発明の光回折構造体に形成される絵柄等に関連性を持たせることにより、判定精度の向上、意匠性の向上等の付加価値を加えることもできる。
【００４６】
また、本発明の図３の構成の光回折構造体の場合、反射層１７を透明タイプにすると、常に被着体の絵柄を視認することができるので、顔写真、ＩＤナンバー等、特に変造されると損失が大きい情報が付与されている部分に本発明の光回折構造体を貼付することにより、より有効性を高めることができる。また、被着体に示されている絵柄、文字等と本発明の光回折構造体に形成される絵柄等に関連性を持たせることにより、判定精度の向上、意匠性の向上等の付加価値を加えることもできる。
【００４７】
これらに加えて、高級腕時計、宝飾品、貴金属、若しくは、骨董品等の箱、ケース、若しくは、袋等にも、本発明の光回折構造体は、その製造の困難性、確認手段の秘匿性が高いことを利用して貼付等により適用することができる。また、磁気的記録媒体若しくは光学的記録媒体に、音楽ソフト、映像ソフト、コンピュータソフト、若しくは、ゲームソフト等のソフトを記録させた複製物も、正規の著作権許諾を受けることなく不正に複製されれば、著作権者や出版元の被る金銭的損失が大きく、このような記録媒体、又は、その箱、若しくは、ケース等に本発明の光回折構造体を適用することができる。
【００４８】
上記したように、本発明の光回折構造体は、種々の用途に適用でき、被着体の形状、素材も様々である。種々の用途に適用できるよう、接着剤層を有する貼付け用ラベルの形態であるか、若しくは、転写用の転写シートであることが好ましい。なお、被着体は、不透明なものに限ることなく、透明な物であってもよい。
【００４９】
なお、本発明の真正性識別体（光回折構造体）をラベル状に形成した場合、ラベルを構成する何れかの層を引張り強度の弱い層としておき、剥がそうとするとその層から破壊してしまう脆性ラベルとしてもよい。あるいは、ラベル本体と接着剤層との接着強度を部分的に変化させ、一旦貼り付けられたラベルを剥がそうとすると、接着剤層の一部が被着体上に残ってしまい、また、剥がした方のラベルを別の被着体に貼ろうとすると（大抵、不正な意図であることが多い。）、接着剤層の一部が欠落しているために円滑な貼付けができないばかりか、接着剤層の有無による凹凸が生じたり、ラベル上から眺めた際の接着剤層の不均一性が明らかになるよう構成してもよい。
【００５０】
以上、本発明の光回折構造体をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の光回折構造体によると、異なる特性の２つの層が交互に少なくとも２層以上積層されてなり、その中の１つの層は屈折率異方性を持ち、その屈折率異方性を持つ層に隣接する隣接層は、その屈折率異方性を持つ層の特定方向の屈折率と略等しい屈折率を持ち、特定方向と直交する方向の屈折率とは異なる屈折率を持っている構成の光回折構造形成層を備え、前記光回折構造形成層に微細な凹凸形状からなる光回折構造が設けられているので、通常の自然光下ではその光回折構造による像は明確に視認できず、直線偏光板を介して見るときその光回折構造による像を明確に視認することができ、偽造防止効果を向上させ、さらに、意匠性にも優れた光回折構造体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の前提となる多層光学フィルムの構成と作用を説明するための図である。
【図２】本発明による第１の光回折構造体の構成と作用を説明するための図である。
【図３】本発明による別の光回折構造体の構成と作用を説明するための図である。
【符号の説明】
１…光回折構造体
２…光回折構造体
１０…多層光学フィルム（光回折構造形成層、第１光回折構造形成層）
１１…屈折率異方性を持つ層
１２…隣接層
１５…光回折構造（第１光回折構造）
１６…第２光回折構造形成層
１７…反射層
１８…第２光回折構造
２１…異常光線の向きの直線偏光成分の入射光
２２…常光線の向きの直線偏光成分の入射光
２３…反射光
２４…透過光
２５…反射回折光
２６…自然光の入射光
２７…反射回折光[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light diffractive structure, and particularly to a light diffractive structure such as a hologram or a diffraction grating used for preventing counterfeiting.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, holograms are excellent in design and because they cannot be easily duplicated even on color copiers and are difficult to forge or alter, so many such as certificates, guarantees, certificates, etc. for various vouchers and ID cards Has been used. However, in recent years, forgery of holograms has increased, and the effect of preventing hologram forgery has been reduced.
[0003]
In Patent Document 1, a layer having refractive index anisotropy is used, has a reflection function in a certain polarization direction, and does not cause a difference in refractive index when laminated in another orthogonal polarization direction, and transmits light. A “multilayer optical film” is known.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese National Patent Publication No. 10-511322
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and its purpose is to look like a transparent film when viewed normally, but when viewed through a linear polarizing plate, an image formed by a light diffraction structure. Is to provide a light diffraction structure that can be visually recognized.
[0006]
Another object of the present invention is that when viewed normally, an image of a reflection type or transparent type light diffraction structure can be visually recognized, and when viewed through a linear polarizing plate, an image of another new light diffraction structure is added. It is to provide a light diffraction structure that can be visually recognized.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The light diffractive structure according to the present invention that achieves the above object is formed by alternately laminating at least two layers having different characteristics, and one of the layers has refractive index anisotropy, and The adjacent layer adjacent to the layer having the refractive index anisotropy has a refractive index substantially equal to the refractive index in the specific direction of the layer having the refractive index anisotropy, and is different from the refractive index in the direction orthogonal to the specific direction. The optical diffraction structure forming layer is configured to have a ratio, and the optical diffraction structure forming layer is provided with an optical diffraction structure having a fine concavo-convex shape.
[0008]
In this case, the light diffraction structure forming layer has an average reflectance of 50% or more over a wavelength band of at least 100 nm with respect to incident light linearly polarized in a direction orthogonal to the specific direction, and is linear in the specific direction. For polarized incident light, it is desirable to have an average reflectivity of less than 50% over a wavelength band of at least 100 nm.
[0009]
In addition, the light diffraction structure forming layer is provided with a second light diffraction structure forming layer made of a transparent medium, and the second light diffraction structure forming layer is provided with a second light diffraction structure having a fine uneven shape. In addition, a reflection layer may be provided on the second light diffraction structure.
[0010]
In that case, it is desirable that the refractive index of the transparent medium of the second light diffraction structure forming layer is substantially equal to the refractive index in a specific direction of the layer having the refractive index anisotropy of the light diffraction structure forming layer.
[0011]
Further, the reflective layer may be composed of a transparent medium layer having a refractive index different from that of the transparent medium of the second light diffraction structure forming layer, or may be composed of a metal reflective layer.
[0012]
In the present invention, at least two layers having different properties are alternately laminated, and one of the layers has a refractive index anisotropy and is adjacent to the layer having the refractive index anisotropy. The adjacent layer has a refractive index substantially equal to the refractive index in a specific direction of the layer having the refractive index anisotropy, and has a refractive index different from the refractive index in the direction orthogonal to the specific direction. Since the optical diffraction structure forming layer is provided with a light diffraction structure having fine irregularities, the image due to the light diffraction structure cannot be clearly seen under normal natural light, and a linear polarizing plate is used. When viewed through the optical diffraction structure, it is possible to clearly see the image by the light diffraction structure, to improve the anti-counterfeit effect, and to obtain a light diffraction structure excellent in design.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the following, several embodiments of the light diffraction structure according to the present invention will be described.
[0014]
When two layers having different refractive indexes with respect to a predetermined wavelength (center wavelength) are stacked and light of that wavelength is incident, the reflectance according to the angle of the incident light is obtained. By selecting the thickness and refractive index of each of these two layers according to a predetermined wavelength and alternately laminating them to form a multilayer structure, a certain wavelength or higher wavelength range including the predetermined wavelength is reflected. A reflective layer can be realized. This technique is used as a dielectric mirror, a wavelength filter, and the like.
[0015]
In the present invention, a multilayer optical film known in Patent Document 1 is used for at least one light diffraction structure forming layer.
[0016]
That is, as shown in the cross section of FIG. 1, the multilayer optical film 10 is formed by alternately laminating at least two layers 11 and 12 having different characteristics, and one of the layers 11 is anisotropic in refractive index. The layer 11 having the refractive index anisotropy is made of a material having an ordinary ray refractive index n ₁ , an extraordinary ray refractive index n ₂ , and n ₁ ≠ n _2, and has a refractive index anisotropy. The difference in refractive index between the adjacent layer 12 adjacent to the layer 11 and the adjacent layer 12 has different characteristics depending on the polarization plane. For example, the adjacent layer 12 has the same refractive index as the ordinary ray refractive index n _{1 of the} layer 11 having refractive index anisotropy. It is made of a material having a rate n ₁ . Conversely, it may be made of a material having the same refractive index n ₂ as the extraordinary ray refractive index n ₂ . In the case of FIG. 1, four layers 11 and adjacent layers 12 having refractive index anisotropy are provided alternately, but any number of two or more layers may be used.
[0017]
When incident light 21 having a linearly polarized component in the direction of extraordinary rays is incident on such a multilayer optical film 10, a refractive index difference (| n ₁ −n ₂ |) occurs between the layer 11 and the layer 12 of the multilayer optical film 10. Therefore, the reflected light 23 is generated from the multilayer optical film 10 as shown in FIG. On the other hand, when the incident light 22 of the linearly polarized component in the ordinary ray direction enters the multilayer optical film 10, there is no refractive index difference between the layer 11 and the layer 12 of the multilayer optical film 10, so that FIG. As shown, the light 24 is transmitted through the multilayer optical film 10.
[0018]
Therefore, when such a multilayer optical film 10 is viewed from the incident side through a linear polarizing plate, light is transmitted in a certain direction and becomes transparent, but light is reflected when the direction of the polarizing plate is rotated. It appears that a mirror surface is formed.
[0019]
Such a multilayer optical film 10 has a desired reflection bandwidth and reflectivity by selecting the refractive index and thickness, refractive index difference, and number of layers of these two layers 11 and 12 according to a predetermined wavelength. For example, the incident light of the linearly polarized light component having an average reflectance of 50% or more over the wavelength band of at least 100 nm with respect to the incident light of the linearly polarized light component in the direction of extraordinary light, In contrast, it may have an average reflectance of less than 50% over a wavelength band of at least 100 nm.
[0020]
In the present invention, when such a multilayer optical film 10 is embossed to form a fine concavo-convex shape, the concavo-convex shape is generated in each layer as shown in FIG. Here, the fine uneven shape is a hologram, a relief pattern of a diffraction grating, or the like.
[0021]
The diffracted light 25 and the transmitted light 24 formed by such a fine uneven diffraction structure 15 of the multilayer optical film 10 also have characteristics depending on the plane of polarization, as in FIG.
[0022]
Therefore, as shown in FIG. 1A, in the light diffraction structure 1 in which such a light diffraction structure 15 is formed on the light diffraction structure forming layer formed of the multilayer optical film 10, a straight line in the direction of extraordinary rays is used. Reflected diffracted light 25 is generated with respect to the incident light 21 of the polarization component, and the image of the light diffracting structure 15 can be visually recognized by the reflected diffracted light 25 from the light diffracting structure 15.
[0023]
On the other hand, no reflected diffracted light is generated with respect to the incident light 22 of the linearly polarized light component in the direction of the ordinary ray, and the transmitted light 24 is transmitted. Therefore, the image by the light diffractive structure 15 cannot be visually recognized.
[0024]
Therefore, when the light diffraction structure forming layer 10 on which the light diffraction structure 15 is formed is viewed through a linear polarizing plate, it is transparent at a certain angle, but when the linear polarizing plate is rotated by 90 °, the background becomes a mirror surface. Then, an image by the light diffraction structure 15 appears. Therefore, the authenticity of the optical diffraction structure 1 can be determined by viewing the optical diffraction structure 1 attached to the determination target object through the linearly polarizing plate, and is used as a determination means for the target object. be able to.
[0025]
In addition, another light diffraction structure 2 according to the present invention has a light diffraction structure forming layer 10 in the light diffraction structure 1 having the structure shown in FIG. The light diffractive structure formed on the first light diffractive structure forming layer 10 is referred to as a first light diffractive structure 15, and a second light diffractive structure is formed below the first light diffractive structure forming layer 10. The layer 16 is provided, and the second light diffraction structure forming layer 16 is embossed to form another fine concave and convex second light diffraction structure 18, and the second light diffraction structure forming layer 16 has a reflective layer 17. Is provided.
[0026]
Here, the second light diffraction structure forming layer 16 does not necessarily have refractive index anisotropy, but it is necessary to transmit light having a polarization direction that transmits the first light diffraction structure forming layer 10. Therefore, the refractive index in the polarization direction of the second light diffraction structure forming layer 16 is substantially the same as the refractive index in the polarization direction of the first light diffraction structure forming layer 10 in contact with the second light diffraction structure forming layer 16. Preferably there is.
[0027]
The reflective layer 17 is a metal reflective layer such as Al or a transparent layer (n ₃ ; n ₃ ≠ n ₁ ) having a refractive index different from that of the second light diffraction structure forming layer 16 such as TiO ₂ .
[0028]
In another optical diffraction structure 2 according to the present invention, as shown in FIG. 3B, the normal natural light incident light 26 includes light of an arbitrary polarization component. When the light diffractive structure 2 is viewed under natural light 26, an image of the reflected light diffracted light 27 from the second light diffractive structure 18 of the second light diffractive structure forming layer 16 is visible, but the first light diffractive structure forming layer is visible. The reflected diffracted light 25 from the first diffractive structure 15 is transmitted through the first light diffractive structure forming layer 10 and is reflected in the light that has become the reflected diffracted light 27 in the reflective layer 17 and the reflected light from the substrate. Therefore, it cannot be clearly seen.
[0029]
However, by arranging a linearly polarizing plate on the observation side in the same polarization direction as that of the extraordinary ray and viewing the reflected diffracted light 25 transmitted through the polarizing plate, the first light diffraction structure forming layer 10 can be clearly seen. The reflected diffracted light 25 from the one diffractive structure 15 can be visually recognized. At the same time, since the first light diffraction structure forming layer 10 functions as a reflection layer in this state, the image from the second light diffraction structure 18 of the second light diffraction structure forming layer and the pattern of the base are not visible. As a result, it appears that the image by the reflected diffracted light 27 from the second light diffractive structure 18 that was visible under natural light is switched to a new image by the first diffractive structure 15 of the first light diffractive structure forming layer 10. Therefore, an anti-counterfeiting effect can be improved with respect to a conventional reflection hologram or reflection diffraction grating, and an optical diffraction structure excellent in design can be provided.
[0030]
Next, as a multilayer optical film used for the light diffraction structure forming layer (first light diffraction structure forming layer) 10, a polarizer shown in Patent Document 1 can be used.
[0031]
Further, as the first light diffractive structure 15 and the second light diffractive structure 18, various patterns such as a hologram and a diffraction grating pattern can be used, and the patterns are similar to those conventionally used in this field. Any pattern is acceptable. The pattern itself can be obtained by calculating a holographic diffraction grating in addition to photographing a real object, or by using two-dimensional or three-dimensional image data obtained from a digital image captured by a digital camera or computer graphics. It can be created by appropriate means.
[0032]
The embossing of the first light diffractive structure 15 and the second light diffractive structure 18 includes a flat press method using a lithographic concavo-convex mold obtained by copying the concavo-convex of the light diffractive structure by plating or the like, A roll press method using a mold can be carried out by bringing the light diffraction structure forming layers (first light diffraction structure forming layer 10 and second light diffraction structure forming layer 16) into contact with the concavo-convex mold and heating and pressing.
[0033]
In addition, as materials usable for the second light diffraction structure forming layer 16, thermoplastic resins such as polyvinyl chloride, acrylic resin, polystyrene and polycarbonate, and thermosetting resins such as unsaturated polyester, melamine, epoxy and acrylate, respectively. The thermoplastic resin and the thermosetting resin can be used alone or in combination, and further, a thermoformable substance having a radically polymerizable unsaturated group, or a radically polymerizable unsaturated monomer for these. Can be used that are ionizing radiation curable.
[0034]
Moreover, the reflection layer 17 can be divided into the following two types according to its appearance.
[0035]
a) The silver-type reflective layer has a mirror surface. As the material of the light reflecting layer, aluminum (Al), zinc (Zn), indium (In), gold (Au), silver (Ag), cobalt (Co), tin (Sn), selenium (Se), titanium ( There are simple metals such as Ti), iron (Fe), tellurium (Te), copper (Cu), lead (Pb), nickel (Ni), palladium (Pd), or alloys thereof.
[0036]
Examples of the method for forming a thin film of the light reflecting layer include thin film forming methods such as vacuum deposition, sputtering, and ion plating. The thin film may be set under appropriate conditions according to the color tone, design, application, etc., but is preferably in the range of 50 to 1 μm, and more preferably 100 to 1000 mm. When it is desired to provide a colored light reflection layer having transparency, the film thickness is preferably 200 mm or less. Moreover, when it is desired to provide a colored light reflecting layer having a concealing property, it is desirable that the film thickness be 200 mm or more. As described above, the thin film can be set according to needs such as color tone, concealability, or transparency in consideration of the use of the light diffraction structure and the total design.
[0037]
b) Transparent type It seems that an image by the light diffraction structure appears in the transparent layer. As a material for forming the transparent vapor deposition layer, conventionally known materials, for example, metal oxides such as ZnS, TiO ₂ , SiO ₂ , Cr ₂ O ₃ , sulfides, and the like can be used, and are not particularly limited. Moreover, the formation method can also be formed by a conventional method such as a vacuum deposition method or a sputtering method. As a film thickness, the range of 50-500cm is preferable, and the range of 100-400cm is especially preferable.
[0038]
Hereinafter, specific examples of the light diffraction structure of the present invention will be described.
(Specific example 1)
A light diffraction structure forming layer is prepared by the procedure shown in Example 1 of Patent Document 1, and a hologram type uneven surface having fine unevenness of a relief hologram on the surface is applied to the above-mentioned film-shaped light diffraction structure forming layer, followed by heating. Pressurization was applied to give the concavo-convex shape of the hologram.
[0039]
The optical diffraction structure thus obtained did not show a hologram image in this state, but was able to be visualized by viewing through a linear polarizing plate.
(Specific example 2)
A light diffraction structure forming layer is prepared by the procedure shown in Example 1 of Patent Document 1, and a hologram type uneven surface having fine unevenness of a relief hologram on the surface is applied to the above-mentioned film-shaped light diffraction structure forming layer, followed by heating. Pressurization was applied to give the concavo-convex shape of the hologram.
[0040]
After the unevenness was formed, polymethylmethacrylate (PMMA) (refractive index n = 1.51) was formed on the formed uneven surface so as to have a thickness of 2 μm.
[0041]
Furthermore, the unevenness | corrugation shape of the 2nd hologram was provided to the surface of said polymethylmethacrylate (PMMA) with the same method, and aluminum was formed so that thickness might be set to 30 nm in the unevenness | corrugation surface.
[0042]
In this state, the optical diffractive structure obtained in this way is clearly visible only in the second hologram image. When viewed through the linearly polarizing plate, the first hologram image is visualized and the first hologram image is visualized. Only the hologram image could be seen.
[0043]
By the way, as an adherend to which the light diffraction structure of the present invention is applied, an ID (identification) card, for example, a bank saving deposit card, a credit card, an identification card (student ID or employee ID card), Although it is not in a card format, there are an examination ticket for ID, a passport, and the like. If a bank savings card or credit card is used improperly, it will damage the legitimate holder (or contractor) and the financial institution, store, credit company, etc.
[0044]
The light diffraction structure of the present invention can be applied to bills, gift certificates, stock certificates, securities, and the like. If used improperly, they generate losses based on par value and sometimes speculative value. The light diffractive structure of the present invention can also be applied to a driver's license, a card-type certificate, for example, a fire proof, disinfectant, or a fire proof or the like showing safety, hygiene qualification or grade. Although these are intended to prevent an unqualified person from being involved, unauthorized use may cause danger or lead to a crime. In the case of winning lottery tickets, horse races, bicycle races, and other winning ballots and tickets, the winning tickets have a monetary value, and counterfeiting and alteration lead to fraud. Application of the structure is effective.
[0045]
Since the light diffractive structure having the configuration shown in FIG. 2 of the present invention is transparent, the light diffractive structure of the present invention is applied to a portion where information having a large loss when it is altered, such as a face photograph, an ID number, etc. By applying the body, the effectiveness can be further increased. In addition, by adding relevance to the pattern, characters, etc. shown on the adherend and the pattern formed on the light diffraction structure of the present invention, the added value such as improvement of determination accuracy, improvement of designability, etc. Can also be added.
[0046]
Further, in the case of the light diffractive structure having the configuration shown in FIG. 3 of the present invention, if the reflective layer 17 is of a transparent type, the pattern of the adherend can always be visually recognized. Then, the effectiveness can be further enhanced by applying the light diffraction structure of the present invention to a portion to which information with a large loss is given. In addition, by adding relevance to the pattern, characters, etc. shown on the adherend and the pattern formed on the light diffraction structure of the present invention, the added value such as improvement of determination accuracy, improvement of designability, etc. Can also be added.
[0047]
In addition to these, the optical diffractive structure of the present invention is also difficult to manufacture and the confidentiality of the confirmation means for boxes, cases, bags, etc. of luxury watches, jewelry, precious metals, antiques, etc. It can be applied by sticking or the like using the fact that it is high. In addition, a copy of music software, video software, computer software, game software, or other software recorded on a magnetic recording medium or optical recording medium may be illegally copied without obtaining proper copyright. If so, the copyright holder or publisher suffers a large financial loss, and the optical diffraction structure of the present invention can be applied to such a recording medium, its box, or case.
[0048]
As described above, the light diffraction structure of the present invention can be applied to various uses, and the shape and material of the adherend are also various. In order to be applicable to various uses, it is preferably in the form of an adhesive label having an adhesive layer or a transfer sheet for transfer. In addition, a to-be-adhered body is not restricted to an opaque thing, A transparent thing may be sufficient.
[0049]
In addition, when the authenticity identification body (light diffraction structure) of the present invention is formed in a label shape, any layer constituting the label is set as a layer having low tensile strength, and if the layer is peeled off, the layer is destroyed. It may be a brittle label. Alternatively, when the adhesive strength between the label main body and the adhesive layer is partially changed and an attempt is made to peel off the label that has been pasted, a part of the adhesive layer remains on the adherend, and the adhesive layer is peeled off. If you try to put the other label on another substrate (usually an incorrect intention), you will not be able to apply it smoothly because part of the adhesive layer is missing. You may comprise so that the unevenness | corrugation by the presence or absence of an agent layer may arise, or the nonuniformity of an adhesive bond layer when it sees from on a label may become clear.
[0050]
As described above, the optical diffraction structure of the present invention has been described based on the principle and examples. However, the present invention is not limited to these examples, and various modifications are possible.
[0051]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the optical diffraction structure of the present invention, at least two layers having different characteristics are alternately laminated, and one of the layers has a refractive index anisotropy. The adjacent layer adjacent to the layer having the refractive index anisotropy has a refractive index substantially equal to the refractive index in the specific direction of the layer having the refractive index anisotropy, and the refractive index in the direction orthogonal to the specific direction. The optical diffraction structure forming layer has a refractive index different from that of the optical diffraction structure, and the light diffraction structure forming layer is provided with an optical diffraction structure having a fine uneven shape. The image due to the structure cannot be clearly seen, and when viewed through a linear polarizing plate, the image due to the light diffraction structure can be clearly seen, improving the anti-counterfeit effect, and also having excellent design properties A structure can be obtained.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration and operation of a multilayer optical film which is a premise of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration and operation of a first light diffraction structure according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration and operation of another optical diffraction structure according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light diffraction structure 2 ... Light diffraction structure 10 ... Multilayer optical film (Light diffraction structure formation layer, 1st light diffraction structure formation layer)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Layer with refractive index anisotropy 12 ... Adjacent layer 15 ... Light diffraction structure (1st light diffraction structure)
16 ... second light diffraction structure forming layer 17 ... reflective layer 18 ... second light diffraction structure 21 ... incident light of linearly polarized component in the direction of extraordinary ray 22 ... incident light of linearly polarized component in the direction of ordinary ray 23 ... reflected light 24 ... Transmitted light 25 ... Reflected diffracted light 26 ... Natural light incident light 27 ... Reflected diffracted light

Claims

Two layers having different characteristics are alternately stacked, and one of the layers has a refractive index anisotropy, and an adjacent layer adjacent to the layer having the refractive index anisotropy is it has substantially the same refractive index as the specific direction of the refractive index of the layer having a refractive index anisotropy, the optical diffraction structure forming laminated layer structure which has a different refractive index than the refractive index in the direction of orthogonal to the specific direction provided, the light diffractive structure, wherein the light diffractive structure fine irregularities in each layer is formed is provided embossed on the light diffractive structure formed stacking layers.

The light diffraction structure forming laminated layer is provided with a second light diffraction structure forming layer made of a transparent medium, and the second light diffraction structure forming layer is provided with a second light diffraction structure having a fine uneven shape. cage, optical diffraction structure according to claim 1, wherein the reflective layer is provided on the second light-diffracting structure.

Claim 2 refractive index of the transparent medium of the second light-diffracting structure formation layer, characterized in that substantially equal to the specific direction of the refractive index of the layer having a refractive index anisotropy of the optical diffraction structure forming laminated layer The light diffraction structure described.

Optical diffraction structure according to claim 2 or 3 further characterized in that a layer of a transparent medium in which the reflective layer has a refractive index different from the refractive index of the transparent medium of the second light-diffracting structure formation layer.

Claim 2 or 3 optical diffraction structure according the reflective layer is characterized by comprising the metal reflective layer.