JP5651957B2 - 画像表示体 - Google Patents

Description

本発明は、紙幣、有価証券、パスポート等に用いられるセキュリティデバイスに関する。

従来、紙幣、有価証券、パスポート等に用いられるセキュリティデバイスとしてホログラムシールを始めとして様々なものが知られている。
例えば特許文１に示すような、直線状の凸部または凹部からなり異方性の光散乱性を有する構造を用いて、凸部または凹部の方向の異なる２種の構造で画像を形成したセキュリティデバイスが知られている。これによれば視覚を変化させることでネガポジが反転して見えるという視覚効果が得られ、単なる印刷画像と異なるため容易に複製することが困難となる。

また、特許文２に示すように、異なる角度で任意の空間周波数を有する２種の回折格子を用いてそれぞれ異なる画像を形成し、視覚を変えることで画像が変化するセキュリティデバイスも知られている。これも単なる印刷画像と異なり画像が変化するため容易に同じものを複製することが困難となる。

特開平０４−１３６８１０号公報 特開２００８−１０７４７２号公報

しかし、近年第３者によるセキュリティデバイスの解析技能が高度化し、一つのセキュリティデバイスだけでは複製される危険性が増してきている。
そこで本発明では、複数のセキュリティデバイスを組み合わせることにより高度なセキュリティを発現することのできる画像表示体とすることを課題とする。

本発明は、特定の視角から色相１と色相２より認識できる画像を有する表示部１と、特定の視角から色相１と色相２より認識できる画像を有する表示部２を備え、視角を変化させることで表示部１の画像は色相１と色相２が反転した画像となって視認されると共に、表示部２の画像は色相１と色相２の配置が変化して見えて異なる画像として認識され、前記表示部１は、方向の揃った複数の直線状の凸部及び／又は凹部から構成された異方性散乱領域からなる画素１と方向の揃った複数の直線状の凸部及び／又は凹部から構成された異方性散乱領域からなる画素２から形成されてなり、前記表示部２は、方向の揃った複数の直線状の凸部及び／又は凹部から構成された異方性散乱領域からなる画素１と方向の揃った複数の直線状の凸部及び／又は凹部から構成された異方性散乱領域からなる画素２と、さらに方向がランダムである複数の直線状の凸部及び／又は凹部から構成された等方性散乱領域からなる画素３及び／又は非散乱性領域からなる画素４から形成されてなり、
画素１と画素２は互いに直線状の凸部及び／又は凹部の方向が異なることを特徴とする画像表示体とする。

また、表示部１と表示部２の合計に対し表示部２の割合が２０％以内であることを特徴
とする画像表示体とする。

本発明によれば、特定の視角から色相１と色相２より認識できる画像を有する画像表示体において、視角を変化させると色相１と色相２が反転した画像として認識できる表示部と色相１と色相２の配置が変化して見えて異なる画像として認識される表示部を組み合わせることで、トラップ効果により使用しているセキュリティデバイスの原理を解析されにくくすることができ、不正な複製等を防ぐことができるものとなる。

本発明の概要を示す概略図である。 本発明の表示部１の一例を示す概略図である。 本発明の表示部２の一例を示す概略図である。 本発明の表示部１の一例を示す概略図である。 本発明の表示部２の一例を示す概略図である。 図４、図５に示す画素の説明図である。

本発明は視角により画像が変化する表示体に関するもので、視角を変えることにより色相が反転する画像と画像自体が異なる画像に変化する画像を組み合わせることで、不正な複製を困難とすることができるものである。

以下図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の概要を示す概略図である。（ａ）は概略図で（ｂ）は特定の視角から認識できる画像を示した図で、（ｃ）は別の視角から認識できる画像を示した図である。
画像表示体１は表示部１と表示部２を有する。（ｂ）に示すように特定の視角から見た場合、色相１と色相２のコントラスト差、色差により画像が認識できる。そして視角を変化させた場合、（ｃ）に示すように、表示部１は色相１と色相２が反転した画像として認識でき、表示部２は全く異なる画像として認識できる。このように規則的な画像変化の中に不規則な画像変化が紛れることにより、この画像表示体を不正に複製しようとした場合、不規則な画像変化まで正確にトレースすることが困難となるため、真贋判定用途として好適に用いることができる。
ここで、視角の変化は、水平方向での変化や垂直方向での変化や水平及び垂直方向の変化が想定される。これらは画像の設計により任意に設定することができる。

表示部１は視角により規則的な変化をする画像で、表示部２は視角により不規則な変化をする画像である。規則的な変化の中に不規則の変化を部分的に紛れさせることにより、不規則な変化をする画像がセキュリティトラップとして機能し、不正な複製を防止することが可能となる。不規則な変化をする表示部２の割合は画像全体の２０％以内、好ましくは１０％以内、より好ましくは５％以内である。不規則な変化をする表示部２の割合がこれ以上であると全体の画像変化の規則性が希釈化し、表示部２のセキュリティトラップとしての効果が薄れる。
また、表示部が文字または記号で表される場合、不規則な変化をする文字または記号の割合が文字または記号全体の２０％以内、好ましくは１０％以内、より好ましくは５％以内である。

このような表示部１、表示部２として、例えば指向性の散乱パターンを用いることができる。
指向性の散乱パターンとしては、方向の揃った複数の直線状の凸部及び／又は凹部から構成された異方性散乱領域を用いることができる。
この異方性散乱領域は直線状の凸部及び／又は凹部に直交する方向から見た場合、最大の光散乱性能を示し、散乱光が認識でき白っぽく見える。そして直線状の凸部及び／又は凹部と平行な方向から見た場合、最小の光散乱性能を示し、凸部及び／又は凹部を形成する材料の色味として見える。

表示部１は、図２（ａ）に示すように、異方性散乱領域からなる画素１と異方性散乱領域からなる画素２を用いて画像を形成することができる。この場合、画素１を構成する直線状の凸部及び／又は凹部と画素２を構成する直線状の凸部及び／又は凹部の方向が異なるものを用いる。具体的には９０度方向が異なるものを用いることができる。

このようにすることで特定の視角、例えば画素１を構成する凸部及び／又は凹部に直交する方向、から見た場合は、図２（ｂ）に示すように画素１が白っぽい散乱光の色相１として認識でき、画素２が凸部及び／又は凹部を形成する材料の色味の色相２として認識でき、色相１と色相２のコントラスト差、色差により画像が認識できる。そして別の視角、例えば画素１を構成する凸部及び／又は凹部に平行な方向、から見た場合は、図２（ｃ）に示すように、画素１が凸部及び／又は凹部を形成する材料の色味の色相２として認識でき、画素２が白っぽい散乱光の色相１として認識でき、色相１と色相２のコントラスト差、色差により、先ほどの画像とは反転した画像が認識できる。

また、表示部２は、図３（ａ）に示すように、前述の画素１、画素２を用いると共に、さらに方向がランダムである複数の直線状の凸部及び／又は凹部から構成された等方性散乱領域からなる画素３及び／又は非散乱性領域からなる画素４を用いる。この等方性散乱領域からなる画素３はどの視角から見ても散乱光が認識でき白っぽく見え、非散乱性領域からなる画素４はどの視角から見ても画素４を形成する材料の色味が認識できる。
これらを組み合わせることで視角を変化させた時に異なる画像として認識できる表示部２を形成することができる。

例えば画素１を構成する凸部及び／又は凹部に直行する方向、から見た場合は、図３（ｂ）に示すように画素１と画素３が白っぽい散乱光の色相１として認識でき、画素２と画素４が凸部及び／又は凹部を形成する材料の色味の色相２として認識でき、色相１と色相２のコントラスト差、色差により画像が認識できる。そして別の視角、例えば画素１を構成する凸部及び／又は凹部に平行な方向、から見た場合は、図２（ｃ）に示すように、画素１と画素４が凸部及び／又は凹部を形成する材料の色味の色相２として認識でき、画素２と画素３が白っぽい散乱光の色相１として認識でき、色相１と色相２のコントラスト差、色差により、先ほどの画像とは異なる画像が認識できる。

このように、互いに方向の異なる直線状の凸部及び／又は凹部から構成された異方性散乱領域からなる画素１と２に等方性散乱領域からなる画素３及び／又は非散乱性領域からなる画素４を組み合わせることで視角を変えた時に一見色相１と色相２が反転したように見えるが、実際には異なる画像として認識できる画像表示体とすることができる。
画素全体に対し、画素３及び／又は画素４の割合は３０％以下であることが好ましい。これ以上であると、視角を変えたときに大部分が色相１と色相２の反転として見え、一部が異なるために異なる画像として認識できるようになることから、表示部１の画像変化に紛れやすくなるため好ましい。

このような異方性散乱領域としては、表面に直線状の凸部及び／又は凹部からなる光散乱性凹凸形状を有する構造を用いることができる。
例えば、樹脂からなる基材や、基材上に形成した熱可塑性の樹脂層にエンボス加工などにより表面の凹凸形状を形成するができる。そしてさらに、蒸着法、スパッタリング法などにより金属薄膜を形成することができる。
また、基材上に金属箔を貼り合せてその上からエンボス加工などにより表面の光散乱性凹凸形状を形成することもできる。
金属箔または金属薄膜を有することで方向に依存した光散乱性能の大小の差が大きくなりコントラスト差が大きくなるため好ましい。

基材としては特に限定するものではなく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル系基材、アクリル系基材、ポリカーボネート系基材、ポリイミド系基材など様々なものを用いることができる。凹凸形成用の樹脂層としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂など様々なものを用いることができる。
金属薄膜、金属箔に用いることができる金属してはＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ等様々なものを用いることができる。コスト、光線反射特性等の点からＡｌを好ましく用いることができる。

また、光透過性の樹脂層上に屈折率の異なる透過性材料を積層したものを用いて表面凹凸形状を形成してもよい。光透過性の樹脂としてはアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂など様々なものを用いることができる。透過性材料としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂などの樹脂材料や硫化亜鉛、酸化亜鉛、酸化チタニウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどの金属化合物を用いることができる。樹脂材料は塗工法、蒸着法などで形成することができ、金属化合物は蒸着法、スパッタリング法で形成することができる。
表面の凹凸形状は光透過性の樹脂層にエンボス加工などで表面凹凸を形成してその上に透過性材料を形成してもよいし、透過性材料を形成した後にエンボス加工などで表面に凹凸形状を形成してもよい。

エンボス加工は予め所望のパターンにパターニングしてなるスタンパを作成し、このスタンパを用いて熱可塑性の樹脂等にエンボス成形することができる。

前記スタンパは前述の光散乱性凹凸形状に対応する凹凸形状を有するものを用いることができる。
スタンパとしては、例えば凹凸構造上にニッケルもしくはクロムなどの金属を電鋳により堆積させ、剥離することにより複製、殖版したものを用いることができる。なお、凹凸が逆となる場合は、もう一度複版することにより、要求の型が取ることができる。

凹凸構造は、スピンコータ等を用いてフォトレジスト材料を塗布したガラス基材に、レーザもしくは電子線によりランダムな位置に凸部もしくは凹部を描画し、現像することにより得ることができる。

また凹凸構造は、ガラス基材や金属板の表面をブラシやヤスリ、サンドブラストなどで表面を荒らす他、エッチング液を用いて表面をエッチングする製法が挙げられる。
エッチング液を用いて表面をエッチングする製法する場合、例えば結晶度合いがランダムに異なっている結晶性基材を用いてエッチングすることができる。この場合、部分的にエッチングレートが異なるため、ランダムな凹凸形状の形成ができる。またランダムなパターンを有するマスクを用いてエッチングしてもよい。
なお、凹凸構造の形成はこれらに限るものではなく、他の方法を用いてもよい。

直線状の凸部及び／又は凹部の長さは、特に限定するものではないが、１０μｍ以上出会うることが好ましい。また直線状の凸部及び／又は凹部の幅は、０．１〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。そして直線状の凸部及び／又は凹部の高さまたは深さは０．１〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。

このような表示部１、表示部２として、例えば異方性の回折格子パターンを用いることができる。
異方性の回折格子パターンとしては、特定の方向から回折光を確認できる回折構造を有するものを用いることができる。
表示部は回折格子からなる単位画素を含む画素を用いて形成することができる。このとき、単位画素を２種用い、それぞれ回折格子の方向が異なるものか、回折格子の空間周波数が異なるものや、これらの組み合わせを用いることができる。
２つの単位画素の回折格子の方向が異なる場合、水平方向の視角変化に伴って各々の回折光が認識できるようにすることができる。２つの単位画素の回折格子の空間周波数が異なる場合、画像を形成している平面に対して垂直方向の視角変化に伴って各々の回折光が認識できるようにすることができる。また、２つの単位画素の回折格子の方向が異なる場合、画像を形成した面内で回転させた角度に対しての視角変化に伴って各々の回折光が認識できるようにすることができる。ここで、適切な空間周波数と回折格子の方向により画素を形成し、各々の回折光が同様の見え方をするように設計する。

表示部１は、図４（ａ）に示すように、回折格子からなる単位画素ａを含む画素Ａと回折格子からなる単位画素ｂを含む画素Ｂを用いて画像を形成することができる。単位画素は、単位画素ａの回折格子の方向と単位画素ｂの回折格子の方向が異なるものを用いるか、単位画素ａの回折格子の空間周波数と単位画素ｂの回折格子の空間周波数が異なる角度で同じ空間周波数となるものを用いるか、若しくはこれらの組み合わせを用いることができる。

このようにすることで特定の視角において、図４（ｂ）に示すように単位画素ｂを含む画素Ｂからの回折光が色相１として認識でき、単位画素ａを含む画素Ａが地の色の色相２として認識でき、色相１と色相２のコントラスト差、色差により画像が認識できる。そして別の視角において、図４（ｃ）に示すように単位画素ｂを含む画素Ｂが地の色の色相２として認識でき、単位画素ａを含む画素Ａからの回折光が色相１として認識でき、色相１と色相２のコントラスト差、色差により、先ほどの画像とは反転した画像が認識できる。

また、表示部２は、図５（ａ）に示すように、前述の画素Ａ、画素Ｂを用いると共に、さらに単位画素ａと単位画素ｂを含む画素Ｃ及び／又は回折格子を有さない画素Ｄを用いる。
これらを組み合わせることで視角を変化させた時に異なる画像として認識できる表示部２を形成することができる。

例えば図５（ｂ）に示すように特定の視角において、単位画素ｂを含む画素Ｂと画素Ｃからの回折光が色相１として認識でき、単位画素ａを含む画素Ａと画素Ｄが地の色の色相２として認識でき、色相１と色相２のコントラスト差、色差により画像が認識できる。そして別の視角において、図５（ｃ）に示すように単位画素ｂを含む画素Ｂと画素Ｄが地の色の色相２として認識でき、単位画素ａを含む画素Ａと画素Ｃからの回折光が色相１として認識でき、色相１と色相２のコントラスト差、色差により、先ほどの画像とは反転した画像が認識できる。

このようにすることで視角を変えた時に一見色相１と色相２が反転したように見えるが、実際には異なる画像として認識できる画像表示体とすることができる。
画素全体に対し、画素Ｃ及び／又は画素Ｄの割合は３０％以下であることが好ましい。これ以上であると、視角を変えたときに大部分が色相１と色相２の反転として見え、一部が異なるために異なる画像として認識できるようになることから、表示部１の画像変化に紛れやすくなるため好ましい。

なお、図４、５において画素Ａ〜Ｄは単位画素を各々４つ含む例で示しているが、少なくとも２つの単位画素を含むようにして画素Ａ〜Ｄとしてもよい。また、視角を変えた時に反転するような表示部と画像が異なる画像に変化するような表示部となるような配置であれば上述したような単位画素を含む画素を用いなくてもよい。

回折格子からなる単位画素ａと回折格子からなる単位画素ｂは、表面に凹凸状の回折構造を有するものを用いることができる。
例えば、樹脂からなる基材や、基材上に形成した熱可塑性の樹脂層にエンボス加工などにより表面の凹凸状の回折構造を形成するができる。そしてさらに、蒸着法、スパッタリング法などにより金属薄膜を形成することができる。
また、基材上に金属箔を貼り合せてその上からエンボス加工などにより表面の凹凸状の回折構造を形成することもできる。
金属箔または金属薄膜を有することで回折光の強度が増すため好ましい。

基材としては特に限定するものではなく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル系基材、アクリル系基材、ポリカーボネート系基材、ポリイミド系基材など様々なものを用いることができる。凹凸形成用の樹脂層としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂など様々なものを用いることができる。
金属薄膜、金属箔に用いることができる金属してはＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ等様々なものを用いることができる。コスト、光線反射特性等の点からＡｌを好ましく用いることができる。

また、光透過性の樹脂層上に屈折率の異なる透過性材料を積層したものを用いて凹凸状の回折構造を形成してもよい。光透過性の樹脂としてはアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂など様々なものを用いることができる。透過性材料としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂などの樹脂材料や硫化亜鉛、酸化亜鉛、酸化チタニウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどの金属化合物を用いることができる。樹脂材料は塗工法、蒸着法などで形成することができ、金属化合物は蒸着法、スパッタリング法で形成することができる。
表面の凹凸状の回折構造は光透過性の樹脂層にエンボス加工などで凹凸状の回折構造を形成してその上に透過性材料を形成してもよいし、透過性材料を形成した後にエンボス加工などで表面に凹凸状の回折構造を形成してもよい。

エンボス加工は予め所望のパターンにパターニングしてなるスタンパを作成し、このスタンパを用いて熱可塑性の樹脂等にエンボス成形することができる。

前記スタンパは前述の凹凸状の回折構造に対応する凹凸形状を有するものを用いることができる。
スタンパとしては、例えば凹凸構造上にニッケルもしくはクロムなどの金属を電鋳により堆積させ、剥離することにより複製、殖版したものを用いることができる。なお、凹凸が逆となる場合は、もう一度複版することにより、要求の型が取ることができる。

このような凹凸構造は、スピンコータ等を用いてフォトレジスト材料を塗布したガラス基材に、レーザもしくは電子線により凹凸構造となるパターンを描画し、その後現像することで得ることができる。フォトレジスト材料は、レーザの波長や電子線のエネルギーに応じて適切なものを選ぶことができる。また、レーザによる描画の場合には２光束干渉光による描画、電子線による描画の場合には回折構造を直接描画をすることができる。

また凹凸構造は、基材表面に直接針等で凹凸構造となるパターンを描画してもよい。
なお、凹凸構造の形成はこれらに限るものではなく、他の方法を用いてもよい。

また、単位画素ａ、単位画素ｂを構成する回折格子を正弦波状のバイナリー型回折格子を用いた場合、回折光は＋ｎ次と−ｎ次の回折光が均等に出るが、ブレーズド型回折格子を用いた場合は、片側のみに分布が偏るため、輝度が高く面内方向で１８０°回転させたときの見え方が異なるため、新たな効果を付与することが可能となる。

１・・・画像表示体
２・・・表示部１
３・・・表示部２
４・・・色相１
５・・・色相２
６・・・画素１
７・・・画素２
８・・・画素３
９・・・画素４
１０・・画素ａ
１１・・画素ｂ
１２・・画素Ａ
１３・・画素Ｂ
１４・・画素Ｃ
１５・・画素Ｄ

Claims (2)

1. 特定の視角から色相１と色相２より認識できる画像を有する表示部１と、
   特定の視角から色相１と色相２より認識できる画像を有する表示部２を備え、
   視角を変化させることで表示部１の画像は色相１と色相２が反転した画像となって視認されると共に、表示部２の画像は色相１と色相２の配置が変化して見えて異なる画像として認識され、
   前記表示部１は、方向の揃った複数の直線状の凸部及び／又は凹部から構成された異方性散乱領域からなる画素１と方向の揃った複数の直線状の凸部及び／又は凹部から構成された異方性散乱領域からなる画素２から形成されてなり、
   前記表示部２は、方向の揃った複数の直線状の凸部及び／又は凹部から構成された異方性散乱領域からなる画素１と方向の揃った複数の直線状の凸部及び／又は凹部から構成された異方性散乱領域からなる画素２と、さらに方向がランダムである複数の直線状の凸部及び／又は凹部から構成された等方性散乱領域からなる画素３及び／又は非散乱性領域からなる画素４から形成されてなり、
   画素１と画素２は互いに直線状の凸部及び／又は凹部の方向が異なることを特徴とする画像表示体。
2. 表示部１と表示部２の合計に対し表示部２の割合が２０％以内であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示体。