JP5206683B2 - 光学素子、積層品及びラベル付き物品 - Google Patents

光学素子、積層品及びラベル付き物品 Download PDF

Info

Publication number
JP5206683B2
JP5206683B2 JP2009533210A JP2009533210A JP5206683B2 JP 5206683 B2 JP5206683 B2 JP 5206683B2 JP 2009533210 A JP2009533210 A JP 2009533210A JP 2009533210 A JP2009533210 A JP 2009533210A JP 5206683 B2 JP5206683 B2 JP 5206683B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical element
layer
light
transparent
transparent particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009533210A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2009038197A1 (ja
Inventor
一尋 屋鋪
直彰 新藤
則之 伊藤
英誉 井出
直樹 南川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Inc filed Critical Toppan Inc
Priority to JP2009533210A priority Critical patent/JP5206683B2/ja
Publication of JPWO2009038197A1 publication Critical patent/JPWO2009038197A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5206683B2 publication Critical patent/JP5206683B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/12—Reflex reflectors
    • G02B5/126—Reflex reflectors including curved refracting surface
    • G02B5/128—Reflex reflectors including curved refracting surface transparent spheres being embedded in matrix
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/324—Reliefs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/36—Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/36—Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials
    • B42D25/373—Metallic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/36—Identification or security features, e.g. for preventing forgery comprising special materials
    • B42D25/378—Special inks
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0062—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
    • G02B3/0068—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between arranged in a single integral body or plate, e.g. laminates or hybrid structures with other optical elements
    • B42D2033/04—
    • B42D2033/18—
    • B42D2035/24—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/20—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof characterised by a particular use or purpose
    • B42D25/29—Securities; Bank notes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/30—Identification or security features, e.g. for preventing forgery
    • B42D25/328—Diffraction gratings; Holograms

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Finance (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Credit Cards Or The Like (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Description

本発明は、光学技術に関する。
ホログラム又は回折格子を含んだ光学素子は、様々な用途で利用されている。例えば、特開２００５−０９１７８６には、ホログラムを含んだ光学素子を偽造防止の目的で使用することが記載されている。
本発明の目的は、特殊な視覚効果を達成することにある。
本発明の第１側面によると、二次元的に配列した複数の第１凹部又は凸部を含んだ第１レリーフ構造が設けられ、前記第１レリーフ構造は光で照明したときに第１回折光を射出する光反射性界面と、前記光反射性界面の前方に設置され、前記光反射性界面と比較して反射率がより小さい光透過性界面であって、二次元的に配列した複数の第２凹部又は凸部を含んだ第２レリーフ構造が設けられ、前記第２レリーフ構造は前記光で照明したときに第２回折光を射出する光透過性界面とを具備し、前記複数の第１凹部又は凸部の中心間距離及び前記複数の第２凹部又は凸部の中心間距離の少なくとも一方は４００ｎｍ以下である光学素子が提供される。
本発明の第２側面によると、第１側面に係る光学素子と、前記光透過性界面を間に挟んで前記光反射性界面と向き合い、前記光学素子を剥離可能に支持した支持体とを具備した積層品が提供される。
本発明の第３側面によると、第１側面に係る光学素子と、前記光反射性界面を間に挟んで前記光透過性界面と向き合い、前記光学素子を支持した物品とを具備したラベル付き物品が提供される。
本発明の一態様に係る光学素子を概略的に示す平面図。 図１に示す光学素子のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。 或る回折格子が１次回折光を射出する様子を概略的に示す図。 他の回折格子が１次回折光を射出する様子を概略的に示す図。 図１及び図２に示す光学素子の一変形例を概略的に示す断面図。 図１及び図２に示す光学素子の他の変形例を概略的に示す平面図。 図１及び図２に示す光学素子の更に他の変形例を概略的に示す断面図。 図１及び図２に示す光学素子の更に他の変形例を概略的に示す断面図。 図８に示す光学素子の一変形例を概略的に示す断面図。 図８に示す光学素子の他の変形例を概略的に示す断面図。 本発明の他の態様に係る光学素子を概略的に示す断面図。 図１１に示す光学素子の一変形例を概略的に示す断面図。 図１１に示す光学素子の他の変形例を概略的に示す断面図。 光学素子を含んだ積層品の一例を概略的に示す断面図。 光学素子を含んだ積層品の他の例を概略的に示す断面図。 ラベル付き物品の一例を概略的に示す平面図。 図１６に示すラベル付き物品のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面図。 ラベル付き物品の他の例を概略的に示す平面図。 インキの一例を概略的に示す断面図。 本発明の更に他の態様に係る光学素子を概略的に示す断面図。
以下、本発明の態様について説明する。なお、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には、全ての図を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、本発明の一態様に係る光学素子を概略的に示す平面図である。図２は、図１に示す光学素子のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
この光学素子１は、粒子層１１と反射層１２と担体層１３とを含んでいる。光学素子１の前面は担体層１３側であり、背面は反射層１２側である。
粒子層１１は、二次元的に配列した複数の透明粒子１１０からなる。具体的には、透明粒子１１０は、光学素子１の表示面に平行であり且つ互いに交差したＸ方向とＹ方向とに配列している。ここでは、Ｘ方向とＹ方向とは、約６０°の角度を成している。
透明粒子１１０は、Ｘ方向及びＹ方向に垂直なＺ方向には積層されていない。即ち、粒子層１１は、透明粒子１１０の単一層である。
透明粒子１１０は、規則的に配置されていている。典型的には、透明粒子１１０は、乱れ及び／又は欠陥を含んだ配列構造を形成している。ここでは、説明を簡略化するために、透明粒子１１０は規則的に配列していることとする。具体的には、透明粒子１１０は、三角格子を形成していることとする。
透明粒子１１０の平均粒径は、例えば２．５μｍ以下である。この平均粒径は、２００ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲内にあってもよく、２００ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内にあってもよく、２００ｎｍ乃至４００ｎｍの範囲内にあってもよい。
透明粒子１１０の粒度分布、ここでは数分布は、例えば、以下の条件を満足している。即ち、全粒子の７０％以上が、平均粒径の０．８倍以上であり且つ１．２倍以下の粒径を有している。典型的には、全粒子の９０％以上が、平均粒径の０．９倍以上であり且つ１．１倍以下の粒径を有している。
透明粒子１１０は、互いに接触していてもよく、互いから離間していてもよい。
単位面積に占める透明粒子１１０の割合、即ち充填率は、例えば３０％以上であり、典型的には６０％以上である。
透明粒子１１０の平均的な中心間距離は、透明粒子１１０の平均粒径とほぼ等しいか又はそれよりも大きい。透明粒子１１０の平均的な中心間距離は、例えば２．５μｍ以下である。この中心間距離は、２００ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲内にあってもよく、２００ｎｍ乃至５００ｎｍの範囲内にあってもよく、２００ｎｍ乃至４００ｎｍの範囲内にあってもよい。
透明粒子１１０の最大径と最小径との比の平均は、例えば１．０乃至１．２の範囲内にある。典型的には、透明粒子１１０は、略球体形状を有している。透明粒子１１０は、他の形状を有していてもよい。例えば、透明粒子１１０は、略回転楕円体形状を有していてもよい。
ここで、透明粒子１１０に関する数値の殆どは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）及び／又は透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を利用して得られる値である。具体的には、粒子層１１０上で３つの視野を無作為に選定し、各視野について顕微鏡写真を撮影する。各視野の寸法は、十分な数の透明粒子１１０が存在し且つ各透明粒子１１０の寸法を正確に測定できるように設定する。例えば、各視野の面積は、１００μｍ２以上とする。そして、これら顕微鏡写真を利用して、透明粒子１１０に関する数値を得る。なお、透明粒子１１０の平均粒径及び粒度分布は、それぞれ、各視野内の全ての透明粒子１１０について得られる最大径の平均及び数分布である。また、充填率は、各透明粒子１１０が上記平均粒径と等しい直径を有している球体であると仮定して得られる数値である。
透明粒子１１０は、無色又は有色の透明材料からなる。典型的には、透明粒子１１０は無色透明材料からなる。透明粒子１１０は、例えば有機材料又は無機材料からなる。
有機材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリエステル、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルスルフォン、ポリアミド、ナイロン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリルアミド、又はそれらの１つ以上を含んだ共重合体を使用することができる。
無機材料としては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネウム、珪酸カルシウム、珪酸バリウム、珪酸マグネシウム、燐酸カルシウム、燐酸バリウム、燐酸マグネシウム、酸化珪素、酸化チタン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化亜鉛、酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化アルミニウム、水酸化鉄、水酸化ニッケル、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化クロム、珪酸亜鉛、珪酸アルミニウム、炭酸亜鉛、塩基性炭酸銅、硫化亜鉛又はガラスを使用することができる。
各透明粒子１１０は、均一な組成を有していてもよく、不均一な組成を有していてもよい。後者の場合、透明粒子１１０は、例えば、コア部と、コア部の全面を被覆し且つコア部とは屈折率が異なるシェル部とを含んでいてもよい。或いは、透明粒子１１０は、屈折率が異なり、交互に積層された複数の層を含んでいてもよい。或いは、透明粒子１１０には、表面処理が施されていてもよい。
透明粒子１１０は、中実（solid）であってもよく、中空であってもよく、多孔質であってもよい。多孔質の透明粒子１１０は、微粒子の凝集体であってもよく、そうでなくてもよい。
反射層１２は、粒子層１１の背面を被覆している。反射層１２と粒子層１１との界面は、光反射性を有している。
反射層１２は、光透過性であってもよく、遮光性であってもよい。例えば、可視領域、例えば４００ｎｍ乃至７００ｎｍの波長範囲内の全域で透過率が２０％以上である場合、光学素子１を介してその背後の像を観察することができる。
反射層１２と粒子層１１との界面には、透明粒子１１０に対応した複数の第１凹部又は凸部を含んだ第１レリーフ構造が設けられている。この第１レリーフ構造は、光で照明したときに第１回折光を射出する。この光は、典型的には可視光である。なお、第１凹部又は凸部の寸法は、透明粒子１１０の寸法と同様である。
反射層１２の材料としては、例えば、金属若しくは合金、透明誘電体又はそれらの組み合わせを使用することができる。
金属又は合金としては、例えば、アルミニウム、錫、クロム、ニッケル、銅、金、銀、又はそれらの１つ以上を含んだ合金を使用することができる。
透明誘電体は、例えば、透明粒子１１０とは屈折率が異なっている。例えば、透明誘電体の屈折率と透明粒子１１０の屈折率との差の絶対値は、０．２以上である。この差が大きいと、高い反射率を達成できる。
透明誘電体としては、セラミックス又は有機高分子を使用することができる。セラミックスとしては、例えば、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３：３．０）、三酸化二鉄（Ｆｅ２Ｏ３：２．７）、酸化チタン（ＴｉＯ２：２．６）、硫化カドミウム（ＣｄＳ：２．６）、酸化セリウム（ＣｅＯ２：２．３）、硫化亜鉛（ＺｎＳ：２．３）、塩化鉛（ＰｂＣｌ２：２．３）、酸化カドミウム（ＣｄＯ：２．２）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３：５）、酸化タングステン（ＷＯ３：５）、一酸化珪素（ＳｉＯ：５）、二酸化珪素（ＳｉＯ２：１．４５）三酸化二珪素（Ｓｉ２Ｏ３：２．５）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３：２．０）、酸化鉛（ＰｂＯ：２．６）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ３：２．４）、酸化亜鉛（ＺｎＯ：２．１）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２：５）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ：１）、二酸化二珪素（Ｓｉ２Ｏ２：１０）、弗化マグネシウム（ＭｇＦ２：４）、弗化セリウム（ＣｅＦ３：１）、弗化カルシウム（ＣａＦ２：１．３〜１．４）、弗化アルミニウム（ＡｌＦ３：１）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３：１）又は酸化ガリウム（ＧａＯ：２）を使用することができる。有機高分子としては、例えば、ポリエチレン（１．５１）、ポリプロピレン（１．４９）、ポリテトラフルオロエチレン（１．３５）、ポリメチルメタクリレート（１．４９）又はポリスチレン（１．６０）を使用することができる。なお、括弧内の数値は、屈折率を示している。
或いは、反射層１２の材料として、金属、合金、セラミックス又は有機高分子からなる粒子と、透明樹脂との混合物を使用してもよい。この場合、反射層１２は、粘着層又は接着層を兼ねていてもよい。
反射層１２は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。後者の場合、反射層１２は、例えば、繰り返し反射干渉を生じるように設計された多層膜であってもよい。
反射層１２は、粒子層１１の背面全体を被覆していてもよい。或いは、反射層１２は、粒子層１１の背面の一部のみを被覆していてもよい。即ち、反射層１２は、パターニングされていてもよい。この場合、反射層１２は、光学素子１が表示すべき像の輪郭を規定するためにパターニングされていてもよい。或いは、反射層１２は、最適な反射率を達成するために、ドット状又はメッシュ状にパターニングされていてもよい。
担体層１３は、粒子層１１の前面を被覆している。担体層１３は、透明粒子１１０を支持している。各透明粒子１１０は、その半分未満が担体層１３に埋め込まれている。担体層１３は、省略することができる。
担体層１３と粒子層１１との界面は、光透過性を有している。この界面は、反射層１２と粒子層１１との光反射性界面と比較して反射率がより小さい。例えば、この光透過性界面は、光反射性界面と比較して、第１レリーフ構造が回折させる光についての反射率がより小さい。
典型的には、この光透過性界面は、反射層１２と粒子層１１との光反射性界面と比較して透過率がより大きい。例えば、この光透過性界面は、光反射性界面と比較して、第１レリーフ構造が回折させる光についての透過率がより小さい。
担体層１３と粒子層１１との界面には、透明粒子１１０に対応した複数の第２凹部又は凸部を含んだ第２レリーフ構造が設けられている。第２レリーフ構造は、光で照明したときに第２回折光を射出する。この光は、典型的には可視光である。なお、第２凹部又は凸部の寸法は、透明粒子１１０の寸法と同様である。
担体層１３は、無色又は有色の透明材料からなる。典型的には、担体層１３は、無色透明である。担体層１３の材料としては、例えば透明樹脂を使用することができる。
担体層１３の体積比が粒子層１１の体積比と比較して十分に小さい場合、例えば担体層１３の平均的な厚さが透明粒子１１０の平均粒径の５０％未満である場合、担体層１３は、透明粒子１１０間の隙間又は透明粒子１１０同士の接触部に局在化している可能性がある。或いは、担体層１３の前面は、粒子層１１の表面形状に対応した形状を有している可能性がある。そのような場合、担体層１３の屈折率は、透明粒子１１０の屈折率と異なっていてもよく、同一であってもよい。
担体層１３の前面が平坦である場合、担体層１３は、透明粒子１１０とは屈折率が異なっている。それらの屈折率の差の絶対値は、例えば、０．１乃至１．５の範囲内にある。
この光学素子１に前面側から光を照射すると、第１及び第２レリーフ構造の各々が回折光を射出する。第１レリーフ構造が射出する回折光と第２レリーフ構造が射出する回折光とは、強め合う干渉を生じるか、又は、弱め合う干渉を生じ得る。そして、第１及び第２レリーフ構造の各々は、入射光の一部を散乱させる。
即ち、第１及び第２レリーフ構造の各々は、回折光と散乱光とを射出する。そして、観察条件を変化させると、回折光の波長が変化するのに加え、回折光と散乱光との強度の比が変化する。
粒子層１１及び担体層１３を省略した光学素子１は、散乱光を高い強度で射出しない。また、反射層１２を省略した光学素子１は、回折光を高い強度で射出せず、散乱光も高い強度で射出しない。即ち、図１及び図２を参照しながら説明した構成を採用すると、特殊な視覚効果を達成することができる。
この光学素子１では、透明粒子１１０の平均的な中心間距離を十分に小さくしてもよい。例えば、この中心間距離を、５００ｎｍ又はそれより小さくしてもよく、４００ｎｍ又はそれより小さくしてもよい。こうすると、以下に説明するように、特殊な条件のもとでのみ視感度の高い回折光を観察可能とすることができる。
上記の通り、第１及び第２レリーフ構造の各々は、回折格子の如く機能する。回折格子を照明すると、回折格子は、入射光である照明光の進行方向に対して特定の方向に強い回折光を射出する。
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（１）から算出することができる。
ｄ＝ｍλ／（ｓｉｎα−ｓｉｎβ） …（１）
この等式（１）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る。そして、角度βは、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。以下、正反射光の射出方向を含む角度範囲を「正の角度範囲」と呼び、照明光の入射方向を含む角度範囲を「負の角度範囲」と呼ぶ。
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（１）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（１）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。
これに対し、格子定数ｄが波長λと比較してより小さい場合、上記等式（１）を満足する入射角αは存在しない。従って、この場合、観察者は、回折光を観察することができない。
この説明から明らかなように、透明粒子１１０の平均的な中心間距離を十分に小さくした場合、第１及び第２レリーフ構造の各々は法線方向に回折光を射出しないか、又は、第１及び第２レリーフ構造の各々が法線方向に射出する回折光は視感度の低いもののみである。
透明粒子１１０の平均的な中心間距離を十分に小さくした場合、通常の回折格子とは以下の点で相違する光学特性を更に得ることができる。
図３は、或る回折格子が１次回折光を射出する様子を概略的に示す図である。図４は、他の回折格子が１次回折光を射出する様子を概略的に示す図である。
図３及び図４において、ＩＦは回折格子が形成された界面を示し、ＮＬは界面ＩＦの法線を示している。また、ＩＬは複数の波長の光から構成される白色照明光を示し、ＲＬは正反射光又は０次回折光を示し、ＤＬｒ、ＤＬｇ及びＤＬｂは白色照明光ＩＬが分光することにより得られる赤、緑及び青色の１次回折光を示している。
図３において、界面ＩＦには、格子定数が可視光の最短波長、例えば約４００ｎｍよりも大きい回折格子が設けられている。他方、図４において、界面ＩＦには、格子定数が可視光の最短波長よりも小さい回折格子が設けられている。
上記等式（１）から明らかなように、回折格子の格子定数ｄが可視光の最短波長と比較してより大きい場合、界面ＩＦに対して斜め方向から照明光ＩＬを照射すると、図３に示すように、回折格子は、１次回折光ＤＬｒ、ＤＬｇ及びＤＬｂをそれぞれ正の角度範囲内の射出角βｒ、βｇ及びβｂで射出する。なお、図示していないが、このとき、回折格子は、他の波長の光についても同様に１次回折光を射出する。
これに対し、回折格子の格子定数ｄが可視光の最短波長の１／２より大きく且つこの最短波長未満である場合、界面ＩＦに対して斜め方向から照明光ＩＬを照射すると、図４に示すように、回折格子は、１次回折光ＤＬｒ、ＤＬｇ及びＤＬｂをそれぞれ負の角度範囲内の射出角βｒ、βｇ及びβｂで射出する。
この説明から明らかなように、透明粒子１１０の平均的な中心間距離を十分に小さくすると、第１及び第２レリーフ構造の各々は、正の角度範囲内に回折光を射出せずに、負の角度範囲内のみに回折光を射出する。或いは、第１及び第２レリーフ構造の各々は、正の角度範囲内に視感度が低い回折光のみを射出し、負の角度範囲内に視感度が高い回折光を射出する。即ち、第１及び第２レリーフ構造の各々は、通常の回折格子とは異なり、視感度が高い回折光を負の角度範囲内のみに射出する。
また、この光学素子１では、透明粒子１１０は、光反射性界面及び光透過性界面の各々にテーパ形状の凹部又は凸部を形成している。このような構造を採用した場合、先の中心間距離が十分に短ければ、各界面及びその近傍の領域は、Ｚ方向に連続的に変化した屈折率を有していると見なすことができる。そのため、どの角度から観察しても、光反射性界面及び光透過性界面についての反射率は小さい。そして、上記の通り、第１及び第２レリーフ構造は、実質的に、法線方向に回折光を射出しない。加えて、透明粒子１１０は、入射光の一部を散乱させる。
即ち、先の中心間距離が十分に短い場合、この光学素子１は、正反射光を殆ど射出しない。そして、この場合、光学素子１は、視感度が高い回折光を、負の角度範囲内にのみ射出する。加えて、光学素子１は、散乱光を、広い角度範囲に亘って射出する。
従って、この光学素子１は、正面から観察した場合、暗く濁った色を表示する。また、この光学素子１は、負の角度範囲内の方向から照明し、正の角度範囲内の方向から観察した場合においても、暗く濁った色を表示する。そして、この光学素子１は、負の角度範囲内の方向から照明し、負の角度範囲内の方向から観察した場合には、回折光に由来する分光色を表示する。
このように、先の中心間距離を十分に短くすると、特殊な条件のもとでのみ視感度の高い回折光を観察可能とすることができる。そして、この光学素子１は、他の条件のもとでは、暗く濁った色を表示する。従って、この光学素子１を真正品とした場合、この光学的特徴を確認することにより、真正品であるか否かが不明な光学素子を、真正品と非真正品との間で判別することができる。
なお、ここでは、可視領域内の光の振る舞いについて説明しているが、これと同様の現象は、赤外領域内の光についても生じる。即ち、先の中心間距離を適宜設定すれば、特定の波長範囲、例えば１０００ｎｍ乃至１２００ｎｍの波長範囲内のあらゆる波長について、光学素子１が正の角度範囲内の方向に回折光を射出するのを防止できる。そして、この場合、先の特定波長範囲内の何れかの波長について、光学素子１に、負の角度範囲内の方向へと回折光を射出させることができる。従って、真正品であるか否かが不明な光学素子を、赤外光を利用して真正品と非真正品との間で判別することも可能である。
この光学素子１は、他の点においても優れた偽造防止効果を達成する。
上記の通り、透明粒子１１０は、典型的には、乱れ及び／又は欠陥を含んだ配列構造を形成している。そして、後述する製造方法によって同一の乱れ及び／又は欠陥を再現することは不可能である。
また、この乱れ及び／又は欠陥を含んだ配列構造は、各光学素子１に固有の構造である。従って、この配列構造を予め記録しておけば、真正品であるか否かが不明な光学素子が含んでいる配列構造と記録されている配列構造と対比することにより、その光学素子を真正品と非真正品との間で判別することができる。
そして、透明粒子１１０が形成している各レリーフ構造は、凸部の中心間距離に対する凸部の高さの比が大きい。加えて、透明粒子１１０は、典型的には、順テーパ形状と逆テーパ形状とを組み合わせた形状を有している。光学素子１からそのような構造を転写によって複製することは極めて困難である。仮に、そのような複製が可能であったとしても、光学素子１の構成要素と同じ材料を使用しなければ、光学素子１と同様の視覚効果を実現することはできない。
このように、この光学素子１を使用すると、複数の方法により、真偽判定を行うことができる。加えて、この光学素子１は、偽造が極めて困難である。即ち、この技術によると、優れた偽造防止効果を達成することができる。
この光学素子１は、例えば、以下の方法により製造することができる。
まず、図示しない基材上に、担体層１３を形成する。基材としては、例えば、平滑なフィルムを使用する。担体層１３は、例えば、グラビア印刷法、マイクログラビア印刷法、リバースグラビア印刷法、ロールコート怯、バーコート印刷法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、スピンコート印刷法、スプレーコート印刷法及びインクジェット印刷法などの印刷法によって形成する。担体層１３は、例えば透明粒子１１０の平均粒径よりも小さな厚さ、例えば透明粒子１１０の平均粒径の０．００１％乃至８０％の範囲内の厚さ、典型的には透明粒子１１０の平均粒径の２５％程度の厚さを有するように形成する。
印刷法によって担体層１３を形成する場合、その塗工液としては、例えば、液状の樹脂又は樹脂と溶媒とを含んだ組成物を使用することができる。この樹脂としては、例えば、粘着性樹脂、ホットタック樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、又は電離放射線硬化性樹脂を使用することができる。溶媒としては、例えば、水又は非水溶媒を使用することができる。
この塗工液は、架橋剤を更に含んでいてもよい。或いは、この塗工液が含んでいる樹脂は、架橋性の反応基を含んでいてもよい。架橋性の反応基としては、例えば、イソシアネート基、エポキシ基、カルボジイミド基、オキサゾリン基、又はシラノール基を使用することができる。例えば、透明粒子１１０の表面を架橋性の反応基で修飾しておくと、透明粒子１１０間で架橋反応を生じさせること、又は、樹脂と透明粒子１１０との間で架橋反応を生じさせることができる。なお、架橋反応を生じさせる場合、塗工液は、この反応を促進する触媒を更に含んでいてもよい。
印刷法によって担体層１３を形成する代わりに、それ自体を単独で取り扱うことが可能なフィルム又はシート状の担体層１３を使用してもよい。そのような担体層１３の材料としては、例えば、上述した樹脂を使用することができる。
次に、担体層１３上に粒子層１１を形成する。
例えば、担体層１３上に透明粒子１１０を散布し、透明粒子１１０を担体層１３に固着させる。担体層１３が粘着性である場合には、透明粒子１１０は担体層１３と接触することによって担体層１３上に固定される。担体層１３がホットタック樹脂又は熱可塑性樹脂からなる場合には、例えば、透明粒子１１０の散布時に担体層１３を加熱し、更に冷却することによって、透明粒子１１０を担体層１３に固着させることができる。担体層１３が熱硬化性樹脂からなる場合には、透明粒子１１０の散布後に、担体層１３を加熱することによって、透明粒子１１０を担体層１３に固着させることができる。担体層１３が紫外線硬化性樹脂又は電離放射線硬化性樹脂からなる場合には、透明粒子１１０の散布後に、担体層１３に紫外線又は電離放射線を照射することによって、透明粒子１１０を担体層１３に固着させることができる。なお、透明粒子１１０の散布後に溶媒を除去することによっても、透明粒子１１０を担体層１３に固着させることができる。
この固着の後、余分な透明粒子１１０を除去する。この除去には、例えば、吸引、送風、液体を用いた洗浄を利用する。以上のようにして、粒子層１１を得る。
その後、粒子層１１上に反射層１２を形成する。
金属、合金又はセラミックスからなる反射層１２は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法及び化学気相堆積法などの気相堆積法によって形成する。気相堆積法によると、連続膜としての反射層１２を形成することができる。また、気相堆積法、特には物理気相堆積法による成膜プロセスでは、金属及び合金などの堆積材料は、最初は島状又は網状に堆積し、その後、連続膜を形成する。従って、これを利用すると、島状又は網状の反射層１２を得ることができる。島状又は網状の反射層は、連続膜としての反射層と比較して、透過率がより大きい。
斜方蒸着又は斜方スパッタリングにより反射層１２を形成してもよい。斜方蒸着又は斜方スパッタリングを利用すると、異方的な反射特性を有する反射層１２を得ることができる。この場合、等方的な反射特性を有する反射層１２を形成した場合と比較して、より複雑な視覚効果を達成できる。
有機高分子又は先の混合物からなる反射層１２は、例えば、グラビア印刷法、フレキソ印刷法及びスクリーン印刷法などの印刷法によって形成する。この場合、反射層１２の厚さは、例えば、０．００１μｍ乃至１０μｍの範囲内とする。
その後、必要に応じて、反射層１２をパターニングする。以上のようにして、光学素子１を得る。
この方法によると、熱エンボス及びフォトリソグラフィを利用することなしに微細構造を形成することができる。従って、この方法によると、高い生産性を達成できる。
また、粒子層１１は、透明粒子１１０の単一層である。それゆえ、少量の透明粒子１１０で粒子層１１を形成することができる。従って、低い製造コストを達成できる。
この製造方法には、様々な変形が可能である。
例えば、担体層１３と粒子層１１とは、同時に形成してもよい。即ち、担体層１３を形成するために使用する塗工液に、透明粒子１１０を含有させる。そして、この塗工液を基材上に塗布し、塗膜を硬化させる。その後、余分な透明粒子１１０を除去する。担体層１３が十分に薄ければ、透明粒子１１０の単一層としての粒子層１１が得られる。このようにして、担体層１３と粒子層１１とを同時に形成する。その後、粒子層１１上に反射層１２を形成する。以上のようにして、光学素子１を得る。
このようにして得られる光学素子は、以下の点で図２に示す光学素子１とは相違している。これについて、図５を参照しながら説明する。
図５は、図１及び図２に示す光学素子の一変形例を概略的に示す断面図である。
図５に示す光学素子１は、基材１４と透明被覆層１５とを更に含んでいる。
基材１４は、担体層１３を間に挟んで粒子層１１と向き合っている。基材１４は、省略することができる。
透明被覆層１５は、粒子層１１と反射層１２との間に介在している。透明被覆層１５は、担体層１３と同じ材料からなる。
このように、粒子層１１の背面が透明被覆層１５で被覆されていると、透明粒子１１０の脱落が生じ難い。
図５に示す光学素子１は、他の方法で形成することも可能である。例えば、基材１４上に担体層１３及び粒子層１１をこの順に形成した後、粒子層１１上に透明被覆層１５を形成する。その後、透明被覆層１５上に反射層１２を形成することにより、図５に示す光学素子１を得る。なお、この方法を採用した場合、透明被覆層１５の材料は、担体層１３の材料と同一であってもよく、異なっていてもよい。
この光学素子１には、他の変形が可能である。
図６は、図１及び図２に示す光学素子の他の変形例を概略的に示す平面図である。
図６に示す光学素子１は、透明粒子１１０が正方格子を形成していること以外は、図１及び図２を参照しながら説明した光学素子１と同様である。このように、透明粒子１１０は、三角格子以外の格子を形成していてもよい。
図７は、図１及び図２に示す光学素子の更に他の変形例を概略的に示す断面図である。
図７に示す光学素子１は、以下の構成を採用したこと以外は、図１及び図２を参照しながら説明した光学素子１と同様である。即ち、この光学素子１は、基材１４を更に含んでいる。そして、粒子層１１は、領域１１ａ乃至１１ｃを含んでいる。
領域１１ａ乃至１１ｃは、透明粒子１１０の粒径が異なっている。それゆえ、領域１１ａ乃至１１ｃは、透明粒子１１０の中心間距離が異なっている。従って、光学素子１のうち領域１１ａ乃至１１ｃに対応した部分は、同一方向に回折光を射出しないか、又は、同一方向に波長が異なる回折光を射出する。
このような構成を採用した場合、光学素子１に多色の像を表示させることができる。即ち、光学素子１により複雑な像を表示させることが可能である。
図８は、図１及び図２に示す光学素子の更に他の変形例を概略的に示す断面図である。
図８に示す光学素子１は、以下の構成を採用したこと以外は、図１及び図２を参照しながら説明した光学素子１と同様である。即ち、この光学素子１は、基材１４と偏光子１６とを更に含んでいる。
偏光子１６は、基材１６及び担体層１３を間に挟んで粒子層１１と向き合っている。偏光子１６は、例えば直線偏光子である。
偏光子１６としては、例えば、二色性染料を添加した樹脂フィルムを延伸して得られる偏光フィルムを使用することができる。
或いは、偏光子１６として、以下の方法により得られる偏光層を使用してもよい。まず、スピンコーティングによりポリイミド、ポリアミド又はポリビニルアルコールからなる塗膜を形成し、これを乾燥させる。次に、この塗膜にラビング処理又は光配向処理を施して、配向膜を得る。その後、配向膜上に、二色性染料又は二色性染料とネマチック液晶材料とを含んだ組成物を塗布し、この塗膜を乾燥させる。このようにして得られる偏光層を偏光子１６として使用してもよい。
偏光子１６は、基材１６上に貼り付けてもよい。或いは、偏光子１６は、基材１６上に形成してもよい。
図８に示す構成を採用すると、以下に説明する視覚効果を得ることができる。なお、ここでは、簡略化のため、透明粒子１１０は図６に示す正方格子を形成しており、その配列方向の１つはＸ方向に平行であるとする。そして、偏光子１６は直線偏光子であり、その透過軸はＸ方向に平行であるとする。
回折格子の格子定数ｄと入射光の波長λ及び入射角θとが下記不等式（２）に示す関係を満足している場合、この回折構造は、ｓ偏光にとっては、有効屈折率ＮＴＥを有している薄膜の如く振舞う。そして、この場合、この回折構造は、ｐ偏光にとっては、有効屈折率ＮＴＭを有している薄膜の如く振舞う。
ｄ×ｃｏｓθ＜λ …（２）
なお、ｓ偏光は、電場ベクトルの振動方向が照明光及び回折光の伝播方向に対して垂直な直線偏光、即ちＴＥ波（transverse electric wave）である。他方、ｐ偏光は、電場ベクトルの振動方向がｓ波とは９０°異なっている直線偏光、即ちＴＭ波（transverse magnetic wave）である。
回折格子の溝の深さが格子定数ｄとは異なっている場合を除き、有効屈折率ＮＴＥと有効屈折率ＮＴＭとは異なっている。入射角θが下記不等式（３）又は（４）に示す関係を満足している場合、ｓ偏光は先の薄膜に入射するが、ｐ偏光は先の薄膜に入射できずに、この薄膜によって反射される。なお、下記不等式（３）及び（４）において、Ｎ１は先の薄膜の前方に位置した媒質の屈折率である。
ＮＴＭ／Ｎ１＜ｓｉｎθ＜ＮＴＥ／Ｎ１ …（３）
ＮＴＥ／Ｎ１＜ｓｉｎθ＜ＮＴＭ／Ｎ１ …（４）
これから明らかなように、入射角θが不等式（３）又は（４）に示す関係を満足している場合、第１及び第２レリーフ構造が射出する回折光はｓ偏光又はｐ偏光である。ここでは、一例として、入射角θが不等式（３）又は（４）に示す関係を満足している場合に第１及び第２レリーフ構造が射出する回折光はｓ偏光であるとする。
上記の通り、偏光子１６の透過軸はＸ方向に対して平行である。それゆえ、この光学素子１をＸ方向に対して垂直な方向から不等式（３）又は（４）に示す関係を満足する入射角θで照明した場合、回折光は偏光子１６を透過する。他方、この光学素子１をＹ方向に対して垂直な方向から不等式（３）又は（４）に示す関係を満足する入射角θで照明した場合、回折光は偏光子１６によって吸収される。即ち、照明方向及び観察方向を一定としたまま、光学素子１をＺ方向に平行な軸の周りで回転させると、光学素子１は、明るい像と暗い像とを交互に表示する。
偏光子１６を使用する場合、光学素子１には、図９又は図１０に示す構造を採用してもよい。
図９は、図８に示す光学素子の一変形例を概略的に示す断面図である。
図９に示す光学素子１は、偏光子１６がパターニングされていること以外は、図８を参照しながら説明した光学素子１と同様である。
例えば、光学素子１のうち偏光子１６の開口に対応した第１部分は、回折光としてｓ偏光を射出するとする。この場合、このｓ偏光の電場ベクトルの振動方向が偏光子１６の透過軸に対して平行であるときには、光学素子１のうち偏光子１６に対応した第２部分も回折光を射出する。これに対し、このｓ偏光の電場ベクトルの振動方向が偏光子１６の透過軸に対して垂直であるときには、第２部分は回折光を射出しない。
即ち、或る観察条件のもとでは、第１及び第２部分の双方が明るく見える。そして、他の観察条件のもとでは、第１部分は明るく見え、第２部分は暗く見える。
図１０は、図８に示す光学素子の他の変形例を概略的に示す断面図である。
図１０に示す光学素子１は、粒子層１１がパターニングされていること以外は、図８を参照しながら説明した光学素子１と同様である。
光学素子１のうち粒子層１１の開口に対応した第３部分は、回折光を射出せず、正反射光を射出する。他方、光学素子１のうち粒子層１１に対応した第４部分は、上記の第２部分の如く振舞う。
図９及び図１０に示す構造は、互いに組み合わせることができる。即ち、光学素子１は、粒子層１１及び偏光子１６の双方が設けられている部分と、粒子層１１及び偏光子１６の一方のみが設けられている部分と、粒子層１１及び偏光子１６の他方のみが設けられている部分と、粒子層１１及び偏光子１６の双方が設けられていない部分との２つ以上を含んでいてもよい。
図１及び図２を参照しながら説明した視覚効果は、以下に説明する構造を採用した場合にも得ることができる。
図１１は、本発明の他の態様に係る光学素子を概略的に示す断面図である。
図１１に示す光学素子１は、前面層１３’と背面層１７と反射層１２と中間層１１’とを含んでいる。この光学素子１の前面は前面層１３’側であり、背面は背面層１７側である。
前面層１３’は、無色又は有色の透明な層である。典型的には、前面層１３’は無色透明である。
前面層１３’は、例えば樹脂からなる。前面層１３’の材料としては、例えば、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を使用することができる。
前面層１３’の背面層１７と向き合った主面には、上述した第１レリーフ構造が設けられている。前面層１３’は、光学的には担体層１３とほぼ同様の役割を果たす。従って、前面層１３’に要求される光学特性は、担体層１３に要求される光学特性とほぼ同様である。
背面層１７は、前面層１３’と向き合っている。背面層１７の前面層１３’と向き合った主面には、上述した第２レリーフ構造とほぼ等しい第３レリーフ構造が設けられている。Ｚ方向から観察した場合、第２レリーフ構造が含んでいる凹部は、第１レリーフ構造が含んでいる凹部と同じ位置に配置されている。
背面層１７は、例えば樹脂からなる。背面層１７の材料としては、例えば、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を使用することができる。
反射層１２は、背面層１７のレリーフ構造が設けられた主面を被覆している。反射層１２の前面層１３’との対向面には、上述した第２レリーフ構造が設けられている。
中間層１１’は、前面層１３’と反射層１２との間に介在している。中間層１１’は、無色又は有色の透明な層である。典型的には、中間層１１’は無色透明である。
中間層１１’は、例えば樹脂からなる。中間層１１’の材料としては、例えば、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を使用することができる。
中間層１１’と前面層１３’との界面は、上述した光透過性界面に相当している。そして、中間層１１’と反射層１２との界面は、上述した光反射性界面に相当している。即ち、中間層１１’は、光学的には粒子層１１とほぼ同様の役割を果たす。従って、中間層１１’に要求される光学特性は、粒子層１１に要求される光学特性とほぼ同様である。
この光学素子１は、例えば以下の方法により製造することができる。
まず、図示しない基材上に熱可塑性樹脂又は光硬化性樹脂を塗布し、この塗膜に原版を押し当てながら樹脂を硬化させる。この原版には、第３レリーフ構造に対応したレリーフ構造が設けられている。これにより、背面層１７を得る。
次に、背面層１７上に、気相堆積法によって反射層１２を形成する。反射層１２は、第３レリーフ構造を被覆するように形成する。
その後、背面層１７について説明したのと同様の方法により、前面層１３’を得る。
次いで、前面層１３’及び／又は反射層１２上に、接着剤又は粘着剤を塗布する。続いて、前面層１３’と背面層１７とを、それらの間に反射層１２と接着剤又は粘着剤とが介在するように貼り合せる。その後、必要に応じて、接着剤を硬化させる。
以上のようにして、図１１に示す光学素子１を完成する。
図１１に示す光学素子１は、他の方法で製造することも可能である。
まず、上述したのと同様の方法により、背面層１７及び反射層１２をこの順に形成する。
次に、反射層１２上に熱可塑性樹脂又は光硬化性樹脂を塗布し、この塗膜に原版を押し当てながら樹脂を硬化させる。この原版には、第１レリーフ構造に対応したレリーフ構造が設けられている。これにより、中間層１１’を得る。
その後、中間層１１’上に、前面層１３’を形成する。前面層１３’は、例えば、中間層１１’上に樹脂を塗布し、この樹脂層を硬化させることにより得られる。
以上のようにして、図１１に示す光学素子１を完成する。なお、この方法では、積層順序を逆にしてもよい。即ち、前面層１３’、中間層１１’、反射層１２及び背面層１７は、この順に形成してもよい。
図１１に示す光学素子１は、更に他の方法で製造することも可能である。
まず、２つの原版を用いて、一方の主面に第１レリーフ構造が設けられ、他方の主面に第２レリーフ構造が設けられた中間層１１’を形成する。例えば、一方の原版上に熱可塑性樹脂又は光硬化性樹脂を塗布し、この塗膜に他方の原版を押し当てながら樹脂を硬化させる。
次に、中間層１１’の一方の主面上に前面層１３’を形成し、中間層１１’の他方の主面上に反射層１２及び背面層１７をこの順に形成する。前面層１３’は、例えば、中間層１１’上に樹脂を塗布し、この樹脂層を硬化させることにより得る。反射層１２は、例えば、気相堆積法により形成する。背面層１７は、例えば、反射層１２上に樹脂を塗布し、この樹脂層を硬化させることにより得る。
以上のようにして、図１１に示す光学素子１を完成する。
この光学素子１には、様々な変形が可能である。
例えば、前面層１３’及び背面層１７の一方を省略してもよい。或いは、前面層１３’及び背面層１７の双方を省略してもよい。
前面層１３’の第１レリーフ構造が設けられた主面は、反射層１２と向き合っていなくてもよい。即ち、第１レリーフ構造は、前面層１３’の前面に設けられていてもよい。
背面層１７の第３レリーフ構造が設けられた主面は、前面層１３’と向き合っていなくてもよい。即ち、第３レリーフ構造は、背面層１７の背面に設けられていてもよい。なお、この場合、反射層１２は、背面層１７の背面を被覆するように形成する。
第１レリーフ構造が前面層１３’の前面に設けられている場合、中間層１１’は省略してもよい。同様に、第３レリーフ構造が背面層１７の背面に設けられている場合、中間層１１’は省略してもよい。
この光学素子１には、図１乃至図１０を参照しながら説明した構成を採用してもよい。例えば、反射層１２は、連続膜であってもよく、パターニングされていてもよい。
Ｚ方向から観察した場合、第２レリーフ構造が含んでいる凹部は、第１レリーフ構造が含んでいる凹部と同じ位置に配置されていなくてもよい。例えば、第２レリーフ構造が含んでいる凹部の底部が、第１レリーフ構造が含んでいる凹部間の境界と向き合っていてもよい。
第１レリーフ構造が含んでいる凹部又は凸部の中心間距離は、第２レリーフ構造が含んでいる凹部又は凸部の中心間距離とは異なっていてもよい。
図１２は、図１１に示す光学素子の一変形例を概略的に示す断面図である。図１３は、図１１に示す光学素子の他の変形例を概略的に示す断面図である。
図１２に示す光学素子１では、第１レリーフ構造が含んでいる凹部又は凸部の中心間距離は、第２レリーフ構造が含んでいる凹部又は凸部の中心間距離と比較してより小さい。
他方、図１３に示す光学素子１では、第１レリーフ構造が含んでいる凹部又は凸部の中心間距離は、第２レリーフ構造が含んでいる凹部又は凸部の中心間距離と比較してより大きい。
図１２又は図１３に示す構造を採用した場合、第１及び第２レリーフ構造は、格子定数が異なる回折格子の如く振舞う。加えて、図１２又は図１３に示す構造を採用した場合、図１１に示す構造を採用した場合とは異なる光散乱特性を実現できる。それゆえ、図１２又は図１３に示す構造を採用すると、図１１に示す構造を採用した場合とは異なる視覚効果を達成できる。
図１乃至図１３を参照しながら説明した光学素子１は、前面又は層間に印刷層を更に含んでいてもよい。印刷層は、連続膜であってもよく、パターニングされていてもよい。なお、連続膜としての印刷層を光反射性界面の前方に設置する場合、この印刷層の材料として透明材料を使用する。
光学素子１は、最表面層としてのオーバーコートを更に含んでいてもよい。オーバーコートを設けると、光学素子１の最表面をほぼ平坦とすることができる。
光学素子１の製造プロセスにおいては、コロナ放電処理、プラズマ処理又はフレーム処理を行ってもよい。このような処理を行うと、高い層間密着強さを達成できる。
光学素子１は、光反射性界面の背面側に設置された光吸収層を更に含んでいてもよい。光吸収層は、例えば、黒色層であるか、又は、白色光で照明した場合に着色光を反射する着色層である。光吸収層を設けると、例えば、反射層１２の透過率が大きい場合又は反射層１２がパターニングされている場合に、反射層１２又はその開口部を透過した光を光吸収層に吸収させることができる。
光学素子１は、入射光を高い反射率で正反射する界面を更に含んでいてもよい。或いは、光学素子１は、入射光を散乱させる光散乱構造を更に含んでいてもよい。或いは、光学素子１は、入射光を高い反射率で正反射する界面と、入射光を散乱させる光散乱構造との双方を更に含んでいてもよい。
図１乃至図１３を参照しながら説明した光学素子１は、例えば偽造防止の目的で使用することができる。この光学素子１は、偽造防止以外の目的で使用してもよい。例えば、光学素子１は、玩具、学習教材又は装飾品等としても利用することができる。
この光学素子１は、以下に説明するように、様々な形態で利用することができる。
図１４は、光学素子を含んだ積層品の一例を概略的に示す断面図である。
図１４に示す積層品２ａは、転写箔である。この転写箔２ａは、光学素子１と支持体層２１ａとを含んでいる。
この光学素子１は、以下の構成を採用したこと以外は、図１及び図２を参照しながら説明した光学素子１と同様である。
即ち、この光学素子１は、接着層１８ａと剥離保護層１９とを更に含んでいる。
接着層１８ａは、反射層１２の背面を被覆している。接着層１８ａは、例えば熱可塑性樹脂からなる。例えば転写に先立って物品の表面に熱可塑性樹脂層を形成する場合には、接着層１８ａは省略することができる。
剥離保護層１９は、支持体層２１ａと担体層１３との間に介在している。剥離保護層１９は、光学素子１の支持体層２１ａからの剥離を促進するために設ける。また、剥離保護層１９は、担体層１３を損傷から保護するための保護層としての役割も果たす。
剥離保護層１９の材料としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂と他の熱可塑性樹脂、例えば塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体若しくはニトロセルロース樹脂との混合物、又は、ポリメチルメタクリレート樹脂とポリエチレンワックスとの混合物を使用することができる。或いは、剥離保護層１９として、酢酸セルロース樹脂と熱硬化性樹脂、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、熱硬化型アクリル樹脂又はメラミン樹脂との混合物からなる塗膜を形成し、この塗膜を熱硬化させることにより得られる層を使用してもよい。
剥離保護層１９は省略してもよい。或いは、剥離保護層１９の代わりに、支持体層２１ａと担体層１３との間に離型層を介在させてもよい。
離型層は、光学素子１の支持体層２１ａからの剥離を促進するための層である。離型層は、光学素子１を支持体層２１ａから剥離した場合に、剥離保護層１９とは異なり、支持体層２１ａ上に残留する層である。離型層の材料としては、例えば、シリコーン樹脂又はフッ素樹脂を使用することができる。
支持体層２１ａは、光学素子１の前面を剥離可能に支持している。支持体層２１ａは、転写時に印加する熱及び圧力等に対して十分な強度を有している。支持体層２１ａとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）層、ポリエチレンナフタレート層又はポリイミド層を使用することができる。また、三次元構造を有している表面に光学素子１を転写する場合は、加熱によって軟化する層を支持体層２１ａとして使用してもよい。そのような層としては、例えば、ポリエチレン層、ポリプロピレン層、塩化ビニル層又は非晶質ＰＥＴ層を使用することができる。
図１５は、光学素子を含んだ積層品の他の例を概略的に示す断面図である。
図１５に示す積層品２ｂは、ピールオフラベルである。この転写箔２ａは、光学素子１と支持体層２１ｂとを含んでいる。
この光学素子１は、以下の構成を採用したこと以外は、図１及び図２を参照しながら説明した光学素子１と同様である。即ち、この光学素子１は、基材１４と粘着層１８ｂとを更に含んだ粘着ラベルである。粘着層１８ｂは、粘着剤からなる。粘着層１８ｂは、反射層１２の背面を被覆している。
この光学素子１には、物品から不正に剥離したときに脆性破壊を生じるように、切欠き又はミシン目が設けられていてもよい。また、この光学素子１は、層間接着強さが低い部分を含んでいてもよい。
支持体層２１ｂは、光学素子１の背面を剥離可能に支持している。支持体層２１ａは、例えば剥離紙である。
これら転写箔２ａ及びピールオフラベル２ｂは、例えば、ラベル付き物品の製造に使用することができる。なお、転写箔２ａ及びピールオフラベル２ｂの光学素子１には、例えば、図１乃至図１３を参照しながら説明した変形が可能である。
図１６は、ラベル付き物品の一例を概略的に示す平面図である。図１７は、図１６に示すラベル付き物品のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面図である。
このラベル付き物品３は、図１乃至図１３を参照しながら説明した光学素子１と、物品３１とを含んでいる。
物品３１は、真正品であることが確認されるべき物品である。物品３１は、例えば、キャッシュカード、クレジットカード及びパスポートなどの認証媒体又は商品券及び株券などの有価証券媒体である。典型的には、物品３１は印刷物である。物品３１は、認証媒体及び有価証券媒体以外の物品でもよい。例えば、物品３１は、工芸品又は美術品であってもよい。或いは、物品３１は、包装体とこれに収容された内容物とを含んだ包装品であってもよい。
物品３１が印刷物である場合、物品３１の材料として、例えば耐熱性に優れた樹脂を使用することができる。そのような樹脂としては、例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン又は塩化ビニルを使用することができる。
光学素子１は、物品３１に支持されている。例えば、光学素子１は、物品５１０に貼り付けられる。この場合、例えば、図１４に示す転写箔２ａ又は図１５に示すピールオフラベル２ｂを用いることにより、光学素子１を物品３１に支持させることができる。
光学素子１は、接着層１８ａ又は粘着層１８ｂによって物品に支持させる代わりに、他の方法で物品に支持させてもよい。
なお、このラベル付き物品３において、光学素子１は、印刷層を更に含んでいる。印刷層は、連続膜であってもよく、パターニングされていてもよい。図１６に示す光学素子１は印刷パターンを含んでおり、この印刷パターンは、文字列「Ｓｅｃｕｒｉｔｙ」を表示している。
図１８は、ラベル付き物品の他の例を概略的に示す平面図である。
このラベル付き物品４は、紙４１と、紙４１に埋め込まれた光学素子１とを含んでいる。このラベル付き物品４は、例えば、抄紙の際に繊維の層の間に光学素子１を挟みこみ、その後、必要に応じて紙面への印刷等を行うことにより得られる。なお、光学素子１が表示する像の視認を容易にすべく、紙のうち光学素子１の前面を被覆している部分に開口を設けてもよい。また、紙に埋め込む光学素子１の形状に特に制限はない。例えば、スレッド状又はストリップ状の光学素子１を紙に埋め込んでもよい。
光学素子１は、インキの形態で使用してもよい。
図１９は、インキの一例を概略的に示す断面図である。図１９において、参照符号６は、インキ５を収容している容器を示している。
このインキ５は、液状のバインダ樹脂５１と、光学素子１とを含んでいる。光学素子１は、小片状に細分化されており、バインダ樹脂中に分散されている。このバインダ樹脂としては、例えば、印刷用バインダ又はビヒクルを使用することができる。
このインキ５を用いて得られる印刷パターンは、光学素子１を含んでいる。従って、この印刷パターンは、光学素子１について上述した視覚効果を有している。
光学素子１を細分化して使用した場合、一部の光学素子は、その表示面がラベル付き物品の背面側を向く可能性がある。細分化した光学素子１を使用する場合、以下に説明するように、２つの光学素子１をそれらの背面が向き合うように貼り合せてもよい。
図２０は、本発明の更に他の態様に係る光学素子を概略的に示す断面図である。
図２０に示す光学素子１は、前面部分と背面部分とを中間層１８を介して貼り合わせた構造を有している。
中間層１８は、粘着剤又は接着剤からなる。
前面部分及び背面部分の各々は、基材１４を更に含んでいること以外は図１及び図２を参照しながら説明した光学素子１と同様である。前面部分及び背面部分とは、それらの反射層１２が向き合うように貼り合わされている。
この表示素子１は、両面が表示面である。それゆえ、この光学素子１を細分化して使用した場合、ほぼ全ての光学素子１は、その表示面がラベル付き物品の前面側を向く。
以下、本発明の例を記載する。
＜例１＞
厚さが２５μｍのＰＥＴフィルム上に、バーコート法により、アクリル樹脂を塗布した。アクリル樹脂としては、東洋インキ製造社製のＢＭＷ６１１０を使用した。この塗膜は、乾燥後に０．２μｍの厚さを有するように形成した。
この塗膜を１２０℃に設定したオーブン中で３分間に亘って加熱した後、この塗膜上に粒径が約３００ｎｍであるポリスチレン製の球状透明粒子を散布した。透明粒子としては、モリテック社製の３３００Ｂを使用した。透明粒子の散布には、スプレーコート法を使用した。なお、この透明粒子は、その９０％以上が、平均粒径の０．８倍以上であり且つ１．２倍以下の粒径を有していた。
透明粒子を散布した塗膜を１２０℃に設定したオーブン中で更に３０秒間に亘って加熱した後、吸引装置を用いて、塗膜に固着していない透明粒子を除去した。塗膜上に残留した透明粒子は、充填率が５０％以上の単一層を形成していた。
その後、粒子層上に、真空蒸着法によって厚さが８０ｎｍのアルミニウム層を形成した。以上のようにして、光学素子を得た。なお、この光学素子の前面は、ＰＥＴフィルムの表面である。
この光学素子の前面を白色光で照明し、これを正面から観察した。この場合、この光学素子は、照明方向に拘らず暗い赤紫色の像を表示した。
次に、この光学素子の前面を斜め方向から白色光で照明し、これを負の角度範囲内の方向から観察した。観察角度を−４５°以下とした場合、この光学素子は、回折光に由来する青乃至緑色の像を表示した。なお、この回折光の８０％以上は、ＴＥ偏光、即ちｓ偏光であった。
次に、この光学素子のアルミニウム層上に、偏光フィルムがアルミニウム層の一部のみを被覆するように、アクリル粘着剤を介して偏光フィルムを貼り付けた。以上のようにして、偏光子を含んだ光学素子を得た。
この光学素子の前面を白色光で照明し、これを正面から観察した。この場合、この光学素子のうち偏光フィルムが貼り付けられていない第１部分は、暗い赤紫色の像を表示した。他方、この光学素子のうち偏光フィルムが貼り付けられた第２部分は、暗い赤紫色の像を表示した。第２部分は第１部分と比較して暗い色の像を表示したが、それらを互いから判別することは難しかった。
次に、この光学素子の前面を斜め方向から白色光で照明し、これを負の角度範囲内の方向から観察した。観察角度を−４５°以下とした場合、第１部分は、回折光に由来する青乃至緑色の像を表示した。他方、第２部分は、第１部分と比較して暗い像を表示した。また、照明方向及び観察方向を一定としたまま、この光学素子をその法線の周りで回転させた。その結果、光学素子の回転に伴って、第１部分と第２部分との明るさの差が変化した。
＜例２＞
ポリビニルアルコール溶液と粒径が約３００ｎｍであるポリスチレン製の球状透明粒子とを含んだ分散液を調製した。ポリビニルアルコール溶液としては、クラレ社製のＰＶＡＨＣを使用した。透明粒子としては、モリテック社製の３３００Ｂを使用した。球状粒子に対するポリビニルアルコールの質量比は１／２０とした。
次に、厚さが２５μｍのＰＥＴフィルム上に、バーコート法を用いて、この分散液を塗布した。この塗膜を１２０℃に設定したオーブン中で３分間に亘って加熱した後、吸引装置を用いて、余分な透明粒子を除去した。塗膜上に残留した透明粒子は、充填率が５０％以上の単一層を形成していた。
その後、粒子層上に、真空蒸着法によって厚さが８０ｎｍのアルミニウム層を形成した。以上のようにして、光学素子を得た。なお、この光学素子の前面は、ＰＥＴフィルムの表面である。
この光学素子の前面を白色光で照明し、これを正面から観察した。この場合、この光学素子は、照明方向に拘らず暗い緑色の像を表示した。
次に、この光学素子の前面を斜め方向から白色光で照明し、これを負の角度範囲内の方向から観察した。観察角度を−４５°以下とした場合、この光学素子は、回折光に由来する青乃至緑色の像を表示した。なお、この回折光の８０％以上は、ＴＥ偏光、即ちｓ偏光であった。
次いで、この光学素子のアルミニウム層上に、ポリイミドを塗布した。この塗膜を乾燥させた後、この塗膜をラビング処理に供して配向膜を得た。具体的には、塗膜の一部と他の部分とを異なる方向にラビングした。また、このラビング処理には、レーヨン布を使用した。
その後、二色性染料と重合性のネマチック液晶材料とを含有した組成物を調製した。この組成物は、可視領域の全域に亘って低い透過率を達成するように調整した。この組成物を配向膜上に塗布し、この塗膜を硬化させることにより偏光層を得た。
以上のようにして、光学素子を完成した。なお、この光学素子の前面は、偏光層の表面である。
この光学素子の前面を白色光で照明し、これを正面から観察した。この場合、この光学素子のうちラビング方向が異なる２つの部分は、互いから判別することは不可能であった。
次に、この光学素子の前面を斜め方向から白色光で照明し、これを負の角度範囲内の方向から観察した。観察角度を−４５°以下とした場合、この光学素子のうちラビング方向が異なる２つの部分は、異なる明るさに見えた。照明方向及び観察方向を一定としたまま、この光学素子をその法線の周りで回転させた。その結果、光学素子の回転に伴って、明るい像及び暗い像の位置がこれら２つの部分の間で入れ替わった。
＜例３＞
粒径が約１５０ｎｍの透明粒子を使用したこと以外は、例１で説明したのと同様の方法により偏光子を含んだ光学素子を製造した。
この光学素子の前面を斜め方向から白色光で照明し、これを、その法線の周りで回転させながら、負の角度範囲内の方向から観察した。しかしながら、第１部分と第２部分との明るさの差は、殆ど変化しなかった。
＜例４＞
厚さが２５μｍのＰＥＴフィルム上に、バーコート法により、アクリル樹脂を塗布した。アクリル樹脂としては、東洋インキ製造社製のＢＭＷ６１１０を使用した。この塗膜は、乾燥後に０．２μｍの厚さを有するように形成した。
この塗膜を８０℃に設定したオーブン中で１分間に亘って加熱した後、この塗膜上に粒径が約５００ｎｍであるポリスチレン製の球状透明粒子を散布した。透明粒子としては、モリテック社製の３５００Ｂを使用した。透明粒子の散布には、スプレーコート法を使用した。なお、この透明粒子は、その９０％以上が、平均粒径の０．８倍以上であり且つ１．２倍以下の粒径を有していた。
透明粒子を散布した塗膜を８０℃に設定したオーブン中で更に１分間に亘って加熱した後、吸引装置を用いて、塗膜に固着していない透明粒子を除去した。塗膜上に残留した透明粒子は、充填率が５０％以上の単一層を形成していた。
その後、粒子層上に、真空蒸着法によって厚さが８０ｎｍのアルミニウム層を形成した。以上のようにして、光学素子を得た。なお、この光学素子の前面は、ＰＥＴフィルムの表面である。
この光学素子の前面を白色光で照明し、これを正面から観察した。この場合、この光学素子は、照明方向に拘らず暗い青緑色の像を表示した。
次に、この光学素子の前面を斜め方向から白色光で照明し、これを負の角度範囲内の方向から観察した。観察角度を−３０°未満とした場合、この光学素子は、回折光に由来する青乃至赤色の像を表示した。
＜例５＞
ポリビニルアルコール溶液と粒径が約５００ｎｍであるポリスチレン製の球状透明粒子とを含んだ分散液を調製した。ポリビニルアルコール溶液としては、クラレ社製のＰＶＡＨＣを使用した。透明粒子としては、モリテック社製の３５００Ｂを使用した。球状粒子に対するポリビニルアルコールの質量比は１／２０とした。
次に、厚さが２５μｍのＰＥＴフィルム上に、バーコート法を用いて、この分散液を塗布した。この塗膜を８０℃に設定したオーブン中で１分間に亘って加熱した後、吸引装置を用いて、余分な透明粒子を除去した。塗膜上に残留した透明粒子は、充填率が５０％以上の単一層を形成していた。
その後、粒子層上に、真空蒸着法によって厚さが８０ｎｍのアルミニウム層を形成した。以上のようにして、光学素子を得た。なお、この光学素子の前面は、ＰＥＴフィルムの表面である。
この光学素子の前面を白色光で照明し、これを正面から観察した。この場合、この光学素子は、照明方向に拘らず暗い青緑色の像を表示した。
次に、この光学素子の前面を斜め方向から白色光で照明し、これを負の角度範囲内の方向から観察した。観察角度を−３０°未満とした場合、この光学素子は、回折光に由来する青乃至赤色の像を表示した。
＜例６＞
ポリビニルアルコール溶液と粒径が約３００ｎｍであるポリスチレン製の球状透明粒子とを含んだ分散液を調製した。ポリビニルアルコール溶液としては、クラレ社製のＰＶＡＨＣを使用した。透明粒子としては、モリテック社製の３３００Ｂを使用した。球状粒子に対するポリビニルアルコールの質量比は１／２０とした。
次に、厚さが２５μｍのＰＥＴフィルム上に、バーコート法を用いて、この分散液を塗布した。この塗膜を８０℃に設定したオーブン中で１分間に亘って加熱した後、吸引装置を用いて、余分な透明粒子を除去した。塗膜上に残留した透明粒子は、充填率が５０％以上の単一層を形成していた。
その後、粒子層上に、真空蒸着法によって厚さが８０ｎｍのアルミニウム層を形成した。以上のようにして、光学素子を得た。なお、この光学素子の前面は、ＰＥＴフィルムの表面である。
この光学素子の前面を白色光で照明し、これを正面から観察した。この場合、この光学素子は、照明方向に拘らず暗い紫青色の像を表示した。
次に、この光学素子の前面を斜め方向から白色光で照明し、これを負の角度範囲内の方向から観察した。観察角度を−４５°未満とした場合、この光学素子は、回折光に由来する青乃至緑色の像を表示した。
＜例７＞
ポリビニルアルコール溶液と粒径が約５００ｎｍであるポリスチレン製の球状透明粒子とを含んだ分散液を調製した。ポリビニルアルコール溶液としては、クラレ社製のＰＶＡＨＣを使用した。透明粒子としては、モリテック社製の３５００Ｂを使用した。球状粒子に対するポリビニルアルコールの質量比は１／２０とした。
次に、厚さが２５μｍのＰＥＴフィルム上に、バーコート法を用いて、この分散液を塗布した。この塗膜を８０℃に設定したオーブン中で１分間に亘って加熱した後、吸引装置を用いて、余分な透明粒子を除去した。塗膜上に残留した透明粒子は、充填率が５０％以上の単一層を形成していた。
その後、粒子層上に、真空蒸着法によって厚さが５０ｎｍの酸化チタン層を形成した。以上のようにして、透明な光学素子を得た。なお、この光学素子の前面は、ＰＥＴフィルムの表面である。
この光学素子の前面を白色光で照明し、これを正面から観察した。この場合、この光学素子は、照明方向に拘らず暗い青緑色の像を表示した。
次に、この光学素子の前面を斜め方向から白色光で照明し、これを負の角度範囲内の方向から観察した。観察角度を−３０°未満とした場合、この光学素子は、回折光に由来する青乃至赤色の像を表示した。
＜例８＞
ポリビニルアルコール溶液と、粒径が約２００ｎｍである第１透明粒子と、粒径が約３００ｎｍである第２透明粒子と、粒径が約４００ｎｍである第３透明粒子とを含んだ分散液を調製した。ポリビニルアルコールと第１透明粒子と第２透明粒子と第３透明粒子との質量比は、１：５：１０：５とした。ポリビニルアルコール溶液としては、クラレ社製のＰＶＡＨＣを使用した。第１透明粒子としては、モリテック社製の３２００Ｂを使用した。第２透明粒子としては、モリテック社製の３３００Ｂを使用した。第３透明粒子としては、モリテック社製の３４００Ｂを使用した。第１乃至第３透明粒子は、ポリスチレン製の球状粒子である。
なお、この分散液が含んでいる透明粒子の平均粒径は約３００ｎｍであった。また、この透明粒子の５０％が、平均粒径の０．８倍以上であり且つ１．２倍以下の粒径を有していた。
次に、厚さが２５μｍのＰＥＴフィルム上に、バーコート法を用いて、この分散液を塗布した。この塗膜を８０℃に設定したオーブン中で１分間に亘って加熱した後、吸引装置を用いて、余分な透明粒子を除去した。塗膜上に残留した透明粒子は、充填率が５０％以上の単一層を形成していた。
その後、粒子層上に、真空蒸着法によって厚さが８０ｎｍのアルミニウム層を形成した。以上のようにして、光学素子を得た。なお、この光学素子の前面は、ＰＥＴフィルムの表面である。
この光学素子の前面を白色光で照明し、これを法線方向及び斜め方向から観察した。その結果、この光学素子は、照明方向及び観察方向に拘らず灰色の像を表示した。
＜例９＞
ポリビニルアルコール溶液と粒径が約３００ｎｍであるポリスチレン製の球状透明粒子とを、球状粒子に対するポリビニルアルコールの質量比が１／２０となるように混合した。ポリビニルアルコール溶液としては、クラレ社製のＰＶＡＨＣを使用した。透明粒子としては、モリテック社製の３３００Ｂを使用した。この混合液を蒸留水で４倍に希釈して、分散液を得た。
次に、厚さが２５μｍのＰＥＴフィルム上に、バーコート法を用いて、この分散液を塗布した。この塗膜を８０℃に設定したオーブン中で１分間に亘って加熱した後、吸引装置を用いて、余分な透明粒子を除去した。塗膜上に残留した透明粒子は、充填率が２５％の単一層を形成していた。
その後、粒子層上に、真空蒸着法によって厚さが８０ｎｍのアルミニウム層を形成した。以上のようにして、光学素子を得た。なお、この光学素子の前面は、ＰＥＴフィルムの表面である。
この光学素子の前面を白色光で照明し、これを法線方向及び斜め方向から観察した。その結果、この光学素子は、照明方向及び観察方向に拘らず灰色の像を表示した。
＜例１０＞
ポリビニルアルコール溶液と粒径が約５００ｎｍであるポリスチレン製の球状透明粒子とを含んだ分散液を調製した。ポリビニルアルコール溶液としては、クラレ社製のＰＶＡＨＣを使用した。透明粒子としては、モリテック社製の３５００Ｂを使用した。球状粒子に対するポリビニルアルコールの質量比は１／２０とした。
次に、厚さが２５μｍのＰＥＴフィルム上に、バーコート法を用いて、この分散液を塗布した。この塗膜を８０℃に設定したオーブン中で１分間に亘って加熱した後、吸引装置を用いて、余分な透明粒子を除去した。塗膜上に残留した透明粒子は、充填率が５０％以上の単一層を形成していた。
その後、粒子層上に、真空蒸着法によって厚さが５０ｎｍのアルミニウム層を形成した。以上のようにして、光学素子を得た。なお、この光学素子の前面は、ＰＥＴフィルムの表面である。
この光学素子の分光透過特性を測定した。その結果、この光学素子の透過率は、４００ｎｍ乃至７００ｎｍの波長範囲の全域で約１５％であった。
この光学素子を、光学素子の背面が印刷物の前面と向き合うように、アクリル粘着剤を介して印刷物に貼り付けた。なお、光学素子を介して印刷物の印刷パターンが透けて見えることはなかった。
次に、この光学素子の前面を白色光で照明し、これを正面から観察した。この場合、この光学素子は、照明方向に拘らず暗い青緑色の像を表示した。
その後、この光学素子の前面を斜め方向から白色光で照明し、これを負の角度範囲内の方向から観察した。観察角度を−３０°未満とした場合、この光学素子は、回折光に由来する青乃至赤色の像を表示した。
更なる利益及び変形は、当業者には容易である。それゆえ、本発明は、そのより広い側面において、ここに記載された特定の記載や代表的な態様に限定されるべきではない。従って、添付の請求の範囲及びその等価物によって規定される本発明の包括的概念の真意又は範囲から逸脱しない範囲内で、様々な変形が可能である。

Claims (11)

  1. 二次元的に配列した複数の第１凹部又は凸部を含んだ第１レリーフ構造が設けられ、前記第１レリーフ構造は光で照明したときに第１回折光を射出する光反射性界面と、
    前記光反射性界面の前方に設置され、前記光反射性界面と比較して反射率がより小さい光透過性界面であって、二次元的に配列した複数の第２凹部又は凸部を含んだ第２レリーフ構造が設けられ、前記第２レリーフ構造は前記光で照明したときに第２回折光を射出する光透過性界面と
    を具備し、
    前記複数の第１凹部又は凸部の中心間距離及び前記複数の第２凹部又は凸部の中心間距離の少なくとも一方は４００ｎｍ以下である光学素子。
  2. 前記複数の第１凹部又は凸部の各々は、球体又は回転楕円体の表面の一部と同一の形状を有しており、前記複数の第２凹部又は凸部の各々は、球体又は回転楕円体の表面の一部と同一の表面形状を有している請求項１に記載の光学素子。
  3. 前記複数の第１凹部又は凸部の中心間距離は、前記複数の第２凹部又は凸部の中心間距離と等しい請求項１に記載の光学素子。
  4. 前記複数の第１凹部又は凸部の中心間距離は、前記複数の第２凹部又は凸部の中心間距離とは異なっている請求項１に記載の光学素子。
  5. 前記光学素子は、
    二次元的に配列した複数の透明粒子からなる粒子層と、
    前記粒子層の一方の主面を被覆した反射層と
    を含み、
    前記複数の第１凹部又は凸部は前記反射層の表面のうち前記複数の透明粒子と接している部分であり、前記複数の第２凹部又は凸部は前記複数の透明粒子の表面のうち前記反射層と接していない部分である請求項１に記載の光学素子。
  6. 前記光学素子は、
    二次元的に配列した複数の透明粒子からなる粒子層と、
    前記粒子層の一方の主面を被覆した透明被覆層と、
    前記透明被覆層を間に挟んで前記主面を被覆した反射層と
    を含み、
    前記複数の第１凹部又は凸部は前記反射層の表面のうち前記透明被覆層と接している部分であり、前記複数の第２凹部又は凸部は前記複数の透明粒子の表面のうち前記透明被覆層と接していない部分である請求項１に記載の光学素子。
  7. 前記光学素子は、
    反射層と、
    前記反射層と向き合った透明層と
    を含み、
    前記複数の第２凹部又は凸部は前記反射層の表面に設けられており、前記複数の第１凹部又は凸部は前記透明層の表面に設けられている請求項１に記載の光学素子。
  8. 前記光透過性界面を間に挟んで前記光反射性界面と向き合った偏光子を更に具備した請求項１に記載の光学素子。
  9. 前記光反射性界面を間に挟んで前記光透過性界面と向き合った接着層又は粘着層を更に具備した請求項１に記載の光学素子。
  10. 請求項１に記載の光学素子と、
    前記光透過性界面を間に挟んで前記光反射性界面と向き合い、前記光学素子を剥離可能に支持した支持体と
    を具備した積層品。
  11. 請求項１に記載の光学素子と、
    前記光反射性界面を間に挟んで前記光透過性界面と向き合い、前記光学素子を支持した物品と
    を具備したラベル付き物品。
JP2009533210A 2007-09-20 2008-09-19 光学素子、積層品及びラベル付き物品 Active JP5206683B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009533210A JP5206683B2 (ja) 2007-09-20 2008-09-19 光学素子、積層品及びラベル付き物品

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007243682 2007-09-20
JP2007243682 2007-09-20
JP2007272409 2007-10-19
JP2007272409 2007-10-19
JP2009533210A JP5206683B2 (ja) 2007-09-20 2008-09-19 光学素子、積層品及びラベル付き物品
PCT/JP2008/067032 WO2009038197A1 (ja) 2007-09-20 2008-09-19 光学素子、積層品及びラベル付き物品

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2009038197A1 JPWO2009038197A1 (ja) 2011-01-13
JP5206683B2 true JP5206683B2 (ja) 2013-06-12

Family

ID=40468006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009533210A Active JP5206683B2 (ja) 2007-09-20 2008-09-19 光学素子、積層品及びラベル付き物品

Country Status (11)

Country Link
US (1) US8054550B2 (ja)
EP (1) EP2192428B1 (ja)
JP (1) JP5206683B2 (ja)
KR (1) KR101114765B1 (ja)
CN (1) CN101802658B (ja)
AU (1) AU2008301524B2 (ja)
BR (1) BRPI0816338B1 (ja)
CA (1) CA2699277C (ja)
MX (1) MX2010002943A (ja)
RU (1) RU2456647C2 (ja)
WO (1) WO2009038197A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5737186B2 (ja) * 2009-11-27 2015-06-17 凸版印刷株式会社 表示体及び表示体付き物品
JP2013091291A (ja) * 2011-10-27 2013-05-16 Toppan Printing Co Ltd 転写箔とその製造方法
TWI562891B (en) * 2013-09-27 2016-12-21 Rohm & Haas Optical effect coating
RU2628377C1 (ru) * 2016-11-14 2017-08-16 Акционерное общество "ГОЗНАК" Монетовидное изделие
CN106707386B (zh) * 2017-01-21 2022-11-22 浙江夜光明光电科技股份有限公司 一种彩色高亮热贴膜
US10926572B2 (en) 2018-03-27 2021-02-23 3M Innovative Properties Company Security element with metallized beads
US11179959B2 (en) 2018-03-27 2021-11-23 3M Innovative Properties Company Security element with a metallized structured surface
KR102594844B1 (ko) * 2018-04-10 2023-10-27 주식회사 엘지화학 장식 부재
US11378250B2 (en) * 2018-04-10 2022-07-05 Signify Holding B.V. Decorative light source shielding
KR102225452B1 (ko) * 2019-07-04 2021-03-08 윤세원 재귀반사시트
CN111240038B (zh) * 2020-03-10 2023-04-11 像航（上海）科技有限公司 逆反射浮空成像系统、逆反射镜的制造方法
CN114038307B (zh) * 2021-10-28 2022-10-11 电子科技大学 一种可见光和红外双波段防伪标签及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07110476A (ja) * 1993-10-13 1995-04-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示素子およびその反射板の製造法
JP2006084585A (ja) * 2004-09-14 2006-03-30 Seiko Instruments Inc スクリーン及び画像投影システム

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0668051A (ja) 1992-07-28 1994-03-11 Agency Of Ind Science & Technol 並列計算機
RU2065190C1 (ru) * 1993-07-08 1996-08-10 Обособленное научно-исследовательское подразделение по солнечной и точной оптике при Научно-производственном объединении "Астрофизика" Световозвращающий материал (варианты) и способ его получения (варианты)
US5673148A (en) * 1994-06-23 1997-09-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Encapsulated retroreflective elements and method for making same
JP2905712B2 (ja) 1995-02-28 1999-06-14 科学技術振興事業団 オパール様回折発色膜
JPH0968926A (ja) 1995-09-01 1997-03-11 Nitto Denko Corp 偽造防止方法及びそのラベル
JPH0968927A (ja) 1995-09-01 1997-03-11 Nitto Denko Corp 偽造防止方法及びそのラベル
CH690529A5 (de) * 1995-12-18 2000-09-29 Ovd Kinegram Ag Optischer Informationsträger und Verfahren zu dessen Herstellung.
JP3828632B2 (ja) 1997-03-11 2006-10-04 大日本印刷株式会社 蛍光画像形成物
JP3531717B2 (ja) 1998-04-10 2004-05-31 独立行政法人 国立印刷局 凹版潜像及び該潜像の作成方法
GB9825023D0 (en) 1998-11-13 1999-01-06 Rolic Ag Optical component
JP2000221898A (ja) 1999-02-02 2000-08-11 Sekisui Chem Co Ltd 表示用フィルム積層体
DE69941684D1 (de) * 1999-06-02 2010-01-07 Robin John Freeman Optisches Instrument und optisches Element dafür
JP2002040219A (ja) 2000-07-19 2002-02-06 Dainippon Printing Co Ltd 計算機ホログラム、計算機ホログラムを用いた反射板、並びに計算機ホログラムを用いた反射型液晶表示装置
GB0015873D0 (en) * 2000-06-28 2000-08-23 Rue De Int Ltd Optically variable security device
US7625632B2 (en) * 2002-07-15 2009-12-01 Jds Uniphase Corporation Alignable diffractive pigment flakes and method and apparatus for alignment and images formed therefrom
JP3982744B2 (ja) * 2002-01-29 2007-09-26 日本カーバイド工業株式会社 像が形成された再帰反射性物品およびその製造方法
EP2591922B2 (en) * 2002-04-03 2022-11-09 De La Rue International Limited Optically variable security device and method
JP2004090381A (ja) 2002-08-30 2004-03-25 National Printing Bureau 真偽判別可能な印刷物
JP4194073B2 (ja) * 2002-09-25 2008-12-10 大日本印刷株式会社 光回折構造体
JP2004122690A (ja) 2002-10-04 2004-04-22 Mitsubishi Chemicals Corp 蛍光発光印刷物の製造方法、蛍光発光印刷物、画像形成材及び真偽検知方法
JP2004151334A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 Nippon Carbide Ind Co Inc 密封封入構造を持つ積層体
JP2004181791A (ja) 2002-12-04 2004-07-02 National Printing Bureau 潜像表示体付き印刷物及びその作成装置
JP2004205990A (ja) 2002-12-26 2004-07-22 Dainippon Printing Co Ltd 反射防止性能を有する微細凹凸パターンの作製方法及び反射防止物品
DE10318157A1 (de) * 2003-04-17 2004-11-11 Leonhard Kurz Gmbh & Co. Kg Folie und optisches Sicherungselement
JP4275469B2 (ja) 2003-06-16 2009-06-10 大日本印刷株式会社 凹凸パターン形成材料、凹凸パターン受容体、凹凸パターン形成方法、転写箔、及び光学物品
JP2005091786A (ja) 2003-09-18 2005-04-07 Dainippon Printing Co Ltd 真偽判定用媒体、真偽判定用媒体ラベル、真偽判定用媒体転写シート、真偽判定可能なシート、および真偽判定可能な情報記録体
JP4352168B2 (ja) 2003-09-30 2009-10-28 独立行政法人 国立印刷局 網点画像データの認証用プログラム、網点印刷物の認証システム及び網点画像データの認証システム
JP4068578B2 (ja) * 2004-02-18 2008-03-26 株式会社東芝 微細凸凹パターンの形成方法
DE102005017169B4 (de) * 2005-04-13 2023-06-22 Ovd Kinegram Ag Transferfolie
EP1760118A3 (en) * 2005-08-31 2008-07-09 JDS Uniphase Corporation Alignable diffractive pigment flakes and method for their alignment
ATE495026T1 (de) * 2005-09-26 2011-01-15 Suisse Electronique Microtech Ein diffraktives sicherheitselement
JP4810221B2 (ja) * 2005-12-22 2011-11-09 富士フイルム株式会社 液晶表示装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07110476A (ja) * 1993-10-13 1995-04-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示素子およびその反射板の製造法
JP2006084585A (ja) * 2004-09-14 2006-03-30 Seiko Instruments Inc スクリーン及び画像投影システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20100177391A1 (en) 2010-07-15
CA2699277A1 (en) 2009-03-26
BRPI0816338B1 (pt) 2019-07-02
MX2010002943A (es) 2010-03-31
RU2456647C2 (ru) 2012-07-20
WO2009038197A1 (ja) 2009-03-26
AU2008301524B2 (en) 2011-11-10
EP2192428A4 (en) 2012-09-05
BRPI0816338A2 (pt) 2015-02-24
KR20100047898A (ko) 2010-05-10
US8054550B2 (en) 2011-11-08
JPWO2009038197A1 (ja) 2011-01-13
EP2192428A1 (en) 2010-06-02
AU2008301524A1 (en) 2009-03-26
CN101802658A (zh) 2010-08-11
CA2699277C (en) 2012-12-18
EP2192428B1 (en) 2019-06-19
KR101114765B1 (ko) 2012-03-13
RU2010110388A (ru) 2011-09-27
CN101802658B (zh) 2014-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5206683B2 (ja) 光学素子、積層品及びラベル付き物品
TWI497124B (zh) 顯示體及具顯示體之物品
JP5228666B2 (ja) 偽造防止構造体、偽造防止ステッカー、偽造防止転写箔、偽造防止インキ、偽造防止媒体、偽造防止用紙、及び真偽判定方法
JP2010197798A (ja) 偽造防止機能を有する光学素子及びそれを具備する偽造防止表示体
US20070037290A1 (en) Discriminating medium, method of discriminating the medium, article to be discriminated, and discriminating device
JP2011509422A (ja) 再帰反射安全物品
US11511558B2 (en) Optical element, transfer foil, authentication medium, and method of verifying authentication medium
JP3969592B2 (ja) 対象物の識別媒体
JP4193377B2 (ja) 潜像形成可能な転写箔及び潜像を有する転写媒体
JP5163039B2 (ja) 偽造防止構造体及びそれを用いた偽造防止枚葉体、並びにその真偽判定方法
WO2019182050A1 (ja) 光学素子、転写箔、認証体、および、認証体の検証方法
JP2015024650A (ja) 画像表示体および情報媒体
JP5028642B2 (ja) 積層体、粘着ラベル、記録媒体、ラベル付き物品及び判別方法
JP2009222775A (ja) セキュリティデバイス及びラベル付き物品
JP6455076B2 (ja) ホログラム積層体および情報記録媒体
JP4019655B2 (ja) 潜像形成可能な転写箔及び潜像を有する転写媒体
JP2008139507A (ja) 積層体、粘着ラベル、記録媒体、ラベル付き物品及び判別方法
JP6179086B2 (ja) 偽造防止媒体、それを用いた偽造防止ステッカーおよび偽造防止物品
JP2010214670A (ja) 真偽判定可能な記録媒体
JP2017189888A (ja) 偽造防止媒体
JP6053258B2 (ja) 偽造防止媒体、偽造防止用ラベル、偽造防止用転写シート及び偽造防止物品
JP2019207319A (ja) 光学素子、発色シート、および、偽造防止媒体
WO2016143639A1 (ja) ホログラム積層体、セキュリティ媒体、及びホログラム積層体の使用方法
JP5585132B2 (ja) 表示体、粘着ステッカ、転写箔及び表示体付き物品
JP2010214808A (ja) 真偽判定可能な記録媒体

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120221

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120418

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121113

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121219

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130122

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130204

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160301

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5206683

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250