JP6686323B2 - ホログラム構造体 - Google Patents
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Description
ホログラムの使用方法としては、ホログラムに対して参照光を透過または反射させることで、光像として再生する方法が知られている。
例えば、特許文献1では、レーザー反射型ホログラムで反射した回折光をスクリーンに投影することで再生された光像を用いて、真贋判定を行うことが記載されている。
したがって、上記光像および上記回折格子図柄を組み合わせることにより、ホログラム構造体は、偽造防止性および意匠性に優れたものとなる。
本発明のホログラム構造体は、ホログラム形成領域を有するホログラム層と、上記ホログラム層の上記ホログラム形成領域の凹凸表面に接するように形成された蒸着層と、を有し、上記ホログラム層の上記ホログラム形成領域には、点光源から入射した光を所望の光像へ変換する、位相型フーリエ変換ホログラムが記録されたホログラムセルと、上記ホログラムセルと同一平面上に形成され、平面視上パターン状に配置されることにより回折格子図柄を描画する回折格子セルと、が配置されていることを特徴とするものである。
図1は、本発明のホログラム構造体の一例を示す概略平面図であり、図2は、図1のA−A線断面図である。図1および図2に示すように、本発明のホログラム構造体10は、ホログラム形成領域11を有するホログラム層1と、上記ホログラム層1の上記ホログラム形成領域11の凹凸表面に接するように形成された蒸着層2と、を有し、上記ホログラム層1の上記ホログラム形成領域11には、点光源から入射した光を所望の光像へ変換する、位相型フーリエ変換ホログラムが記録されたホログラムセル13aと、上記ホログラムセル13aと同一平面上に形成され、平面視上パターン状に配置されることにより回折格子図柄12を描画する回折格子セル12aと、が配置されているものである。
なお、この例では、ホログラム層1の蒸着層2とは反対側の表面に層間接着層3および透明基材4がこの順で積層する例を示すものである。
また、図1は説明の容易のため、透明基材および層間接着層の記載を省略するものである。図1では、破線で囲まれた領域がホログラム形成領域11である。回折格子セル12aは文字「F」のパターン状に配置され、参照光が照射された際に文字「F」を表わす回折格子図柄12を描画するものである。ホログラムセル13aは、ホログラム形成領域11の回折格子セル12aが配置されていない箇所を埋めるように配置されるものである。
したがって、上記光像および上記回折格子図柄を組み合わせることにより、ホログラム構造体は、偽造防止性および意匠性に優れたものとなる。
また、上記ホログラム構造体は、光像を投影するスクリーン等を別途準備することなく、真贋判定および意匠性の発現等を容易に行うことができる。
さらに、点光源からの光照射を受けているときのみ光像を再生できることから、上記ホログラム構造体は、偽造防止性および意匠性に優れたものとなる。
これにより、ホログラム形成領域に回折格子図柄を描画する回折格子セル以外に光像を再生可能なホログラムセルが配置されていることを知らない観察者は、「F」の文字のみを観察し、上記ホログラムセルが配置されていることを知っている観察者のみが、「E」の文字を観察可能とすることができる。
このように、本発明のホログラム構造体は、上記ホログラム構造体の構成を知っている観察者のみが光像および回折格子図柄を組み合わせた画像を認識可能とすることにより偽造防止効果等を発現可能となる。
以下、本発明のホログラム構造体における各構成について説明する。
本発明におけるホログラム層は、ホログラム形成領域を有するものである。
また、ホログラム層のホログラム形成領域には、点光源から入射した光を所望の光像へ変換する、位相型フーリエ変換ホログラムが記録されたホログラムセルと、上記ホログラムセルと同一平面上に形成され、平面視上パターン状に配置されることにより回折格子図柄を描画する回折格子セルとが配置されるものである。
上記ホログラム形成領域は、反射型であり、点光源を観察面側に配置して、観察面側からホログラム層を平面視した際に、ホログラム形成領域内に光像を再生可能なものである。
また、上記ホログラム形成領域は、レリーフ型であり、凹凸表面を有するものである。
図4に例示するように、上記ホログラム形成領域11の平面視サイズが小さく、ホログラム構造体10からの光源21の位置が遠い場合には(図4(a))、観察者20は、光像13の全体像(図3では「E」の文字)のうち一部のみしか視認できない場合がある(図4(b))。また、図5に例示するように、平面視サイズの小さいホログラム形成領域11内に光像13の全体像の全てを視認可能とするためには光源21をホログラム構造体10に近接させる必要があるが(図5(a))、この場合には、再生された光像13(図5では「E」の文字)のサイズが小さく、観察者20は、光像13により表示される情報の視認が困難となる(図5(b))。
これに対して、図6に例示するように、上記ホログラム形成領域11の平面視サイズが所定の大きさ以上である場合には、光源21を上記ホログラム構造体10から離した場合でも(図6(a))、観察者20は、上記ホログラム形成領域11内に光像13の全体像(図6では「E」の文字)の全てを視認できる(図6(b))。また、観察者20は再生された光像13により表示される情報の視認が容易となる。
本発明においては、上記平面視サイズが、5mm角以上50mm角以下の範囲内であることが好ましく、なかでも、5mm角以上30mm角以下の範囲内であることが好ましく、特に5mm角以上15mm角以下の範囲内であることが好ましい。上記平面視サイズの下限が上述の範囲内であることにより、ホログラム構造体は、ホログラム形成領域内の光像の視認が容易なものとなるからである。その結果、偽造防止性および意匠性に優れたものとなるからである。
また、上記平面視サイズの上限が上述の範囲内であることにより、ホログラム構造体は、低コスト化を図ることや、光像等と組み合わせて用いられる画像を表示する画像表示層等の形成が容易なものとなるからである。
なお、ホログラム形成領域の平面視サイズが5mm角以上であるとは、上記ホログラム形成領域が、5mm角の正方形の範囲を少なくとも含む平面視形状であることをいうものである。したがって、ホログラム形成領域が長方形状である場合には、その短辺の長さが5mm以上であることをいうものであり、ホログラム形成領域が正方形状がである場合には、その1辺の長さが5mm以上であることをいうものである。
本発明におけるホログラムセルは、点光源から入射した光を所望の光像へ変換する、位相型フーリエ変換ホログラムが記録されたものである。
ここで、位相型フーリエ変換ホログラムが記録されるとは、原画像のフーリエ変換を介して得られたフーリエ変換像の位相情報を多値化して深さとして記録されることをいうものである。したがって、位相型フーリエ変換ホログラムが記録されたホログラムセルは、凹凸表面を有する。
上記ホログラムセルは、ホログラムセルの凹凸表面を構成する凹凸形状の高低差により、点光源から入射した光を所望の光像へ変換する、すなわちフーリエ変換レンズとして機能するものである。このような機能により、任意の点光源から入射する光が所定の複数の方向に回折され所定のイメージが光像として形成されるものである。なお、上述の機能のことを「フーリエ変換レンズ機能」と称する場合がある。
上記平面視サイズは、0.25mm角以上5mm角以下の範囲内であることが好ましい。上記平面視サイズが上述の範囲内であることにより、上記ホログラム構造体は、ホログラム形成領域内への光像の再生の容易なものとなるからである。
なお、上記平面視サイズは、上記ホログラムセルを含むことができる最小の正方形の大きさをいうものである。したがって、ホログラムセルが1辺1mmの正方形である場合の平面視サイズは1mm角となる。また、ホログラムセルの平面視形状が直径1mmの円形状である場合の平面視サイズは1mm角となる。
このようなホログラムセルの凹凸表面のホログラム形成領域への形成方法としては、点光源から入射した光を所望の光像へ変換可能な凹凸表面を形成可能な方法であればよく、一般的なフーリエ変換ホログラムの形成方法を用いることができる。
上記形成方法は、具体的には、フーリエ変換像に対応した凹凸パターンを有するマスター原版を形成し、PET等の基材上に形成した紫外線硬化樹脂等の樹脂材料の塗膜に当該原版の凹凸パターンを転写することでホログラムセルの凹凸表面を形成する方法を挙げることができる。
また、マスター原版の凹凸パターンの転写を複数回行うことにより、複数のホログラムセルが配置されたホログラム形成領域を有するホログラム層を形成することができる。
電子線描画用データとして上記フーリエ変換像のデータを二値化したものを用いた場合には、上記凹凸表面の凹凸形状は、図7(a)に示すように2段の凹凸形状となり、四値化したものを用いた場合には、図7(b)に示すように4段の凹凸形状となる。
本発明においては、上記フーリエ変換像のデータの多値化が、四値以上に多値化するもの、すなわち、上記凹凸形状が4段以上の凹凸形状であることが好ましい。複雑な形状の光像を再生可能となるからである。
具体的には、上記格子ピッチは、1.0μm〜80.0μmの範囲内であることが好ましい。上記格子ピッチが上述の範囲内であることにより、上記ホログラム構造体は、ホログラム形成領域内への光像の再生の容易なものとなるからである。
なお、格子ピッチは、例えば、図7中のPで示される幅をいうものである。
なお、λは回折光の波長、Pは凹凸表面の格子ピッチ、θ1は光源からホログラム形成領域の端部まで到達するための入射角、θ2はホログラム形成領域の端部からの回折光が観察者に到達するための回折角、nは回折の次数である。
P=nλ/(sinθ1+sinθ2) (1)
また、ホログラム形成領域が1辺が15mmの正方形状であり、L1が1990mm、L2が2000mmであり、波長550nmの光である場合、sinθ2=0.00374であり、sinθ1=0.00377と計算され、上記格子ピッチPは、最短で73236nmと計算される。
さらに、ホログラム形成領域が1辺が10mmの正方形状であり、L1が60mm、L2が60mmであり、波長550nmの光である場合、sinθ2=0.083であり、sinθ1=0.083と計算され、上記格子ピッチPは、最短で3313nmと計算される。
なお、深さは、例えば、図7中のDで示されるものである。
上記回折格子セルは、上記ホログラムセルと同一平面上に形成されるものである。
上記回折格子セルは、上記ホログラム形成領域に、平面視上パターン状に配置されることにより回折格子図柄を描画するものである。
ここで、回折格子図柄は、平面視上パターン状に配置された回折格子セルにより描画された図柄であり、原図柄を例えば碁盤目状の微細セルに分割し、分割された微細セルを回折格子セルに置き換えて描画されたものである。
既に説明した図1は、回折格子セル12aが「F」の文字のパターン状に配置されることにより回折格子図柄12を描画する例を示すものであり、上記回折格子図柄12に対して参照光を照射することで、上記ホログラム形成領域11内に回折格子図柄12として「F」の文字が再生される。
上記図柄としては、具体的には、本発明のホログラム構造体の用途等に応じて、適宜設定することができ、例えば、パターン、線画、文字、図形、記号等を挙げることができる。
また、上記光像と組み合わせることで、光像単独の場合と比較して、偽造防止性および意匠性を特に向上できる図柄としては、具体的には、図9(a)および(b)に例示するように、光像の再生箇所を指し示す矢印、光像の再生箇所を囲む枠、光像の再生箇所であることを示す文字等の光像の認識に用いられる図柄、図9(c)および(d)に例示するように上記光像が図形の一部を表わすものである場合に、図形の他の部分を表わす図柄、既に説明した図3ならびに図9(e)および(f)に例示するように上記光像が文字列または数列の一部を表わす画像である場合に、文字列または数列の他の部分を表わす図柄、上記光像が太陽を表わす画像である場合に、太陽の周囲に配置される雲や空等の背景を表わす図柄等の上記ホログラム形成領域内に再生される光像との組み合わせで1つの統一感のある画像を形成する図柄等を挙げることができる。
なお、図9(a)、(c)および(e)は、それぞれ、光像再生前の状態を示し、図9(b)、(d)および(f)は、それぞれ光像再生時の状態を示すものである。
また、図9(a)および(b)では、回折格子図柄12は、ホログラム形成領域11内の光像13の再生箇所を指し示す矢印である。図9(c)および(d)では、回折格子図柄12は、楕円の一部であり、光像13により示される楕円の他の部分と組み合わせて1つの楕円を表示可能なものである。図9(e)および(f)では、回折格子図柄12は、文字列「ホンモノ」の一部であり、光像13により示される文字列「ホンモノ」の他の部分と組み合わせて1つの意味のある文字列「ホンモノ」を表示可能なものである。
上記回折格子図柄が平面回折格子図柄であることにより、平面回折格子図柄と上記光像とを組み合わせることが可能となることで、ホログラム構造体は偽造防止性および意匠性に優れたものとなるからである。また、平面回折格子図柄は高輝度なものとすることが容易であり、視認性に優れた回折格子図柄を再生できるからである。
上記回折格子図柄が立体回折格子図柄であることにより、立体回折格子図柄と光像とを組み合わせることが可能となることで、ホログラム構造体は偽造防止性および意匠性に優れたものとなるからである。
上記回折格子図柄は、平面回折格子図柄または立体回折格子図柄であっても良く、両者を組み合わせたものであっても良い。
また、回折光の振幅を同程度とする方法としては、特許第4984938号公報に記載されるように、回折格子セルの回折格子が形成されている領域(以下、単に回折格子形成領域と称する場合がある。)の面積を同程度とする方法が挙げられる。すなわち、平面回折格子図柄は、回折格子形成領域の面積が同程度の回折格子セルを敷き詰めることで描画されたものとすることができる。また、同程度の回折格子形成領域の面積として、どの程度の回折格子形成領域の面積の回折格子セルを用いるかについては、平面回折格子図柄が再生可能なものであればよく、再生される平面回折格子図柄のサイズ、カラー表示の有無等に応じて適宜設定されるものである。
より具体的には、図1では、「F」の文字が回折格子セルを幅方向に3個配置した描画線により描画されている(例えば、12a1、12a2および12a3)。この場合、描画線の幅方向の端部側に配置される回折格子セル12a1および12a3より、中央部側に配置される回折格子セル12a2を回折光の振幅が大きい回折格子セルとすることで、参照光を照射した際に「F」の文字が立体的に浮かび上がるように再生することが可能となる。
また、回折光の振幅を端部側より中央部側を大きくする方法としては、特許第4984938号公報に記載されるように、端部側より中央部側に回折格子形成領域の面積が広い回折格子セルを配置する方法を挙げることができる。すなわち、立体回折格子図柄は、回折格子図柄の端部側より中央部側に回折格子形成領域の面積が広い回折格子セルが配置されたものとすることができる。
例えば、図1中の回折格子セル12a1〜12a3の拡大図である図10に例示するように、描画線の幅方向の端部側に配置される回折格子セル12a1および12a3より、中央部側に配置される回折格子セル12a2を、回折格子形成領域22の面積が広い回折格子セルとすることができる。
上記ホログラム形成領域内の上記ホログラムセルの合計面積に対する上記回折格子セルの合計面積の割合(回折格子セルの合計面積/ホログラムセルの合計面積)は、光像および回折格子図柄の両者を鮮明に再生できるものであれば特に限定されるものではないが、上記回折格子図柄が平面回折格子図柄である場合には、1/4〜3/2の範囲内であることが好ましく、なかでも、1/2〜1の範囲内であることが好ましく、特に、5/8〜7/8の範囲内であることが好ましい。上記面積の割合が上述の範囲内であることにより、ホログラム構造体は、光像および平面回折格子図柄の両者の視認性に優れたものとなるからである。
また、上記合計面積割合は、上記回折格子図柄が立体回折格子図柄である場合には、1/3〜3の範囲内であることが好ましく、なかでも、2/3〜2の範囲内であることが好ましく、特に、1〜5/3の範囲内であることが好ましい。上記面積の割合が上述の範囲内であることにより、ホログラム構造体は、光像および立体回折格子図柄の両者の視認性に優れたものとなるからである。
例えば、格子ピッチをそれぞれ1.2μm程度、1.0μm程度および0.8μm程度とすることで、それぞれ波長600nm用(赤色用)、500nm用(緑色用)、400nm(青色用)の光を回折するものとすることで、カラー画像を再生可能なものとすることができる。
また、さらに格子角度および格子密度により様々な図柄を表現可能なものとすることができる。
上記参照光としては、具体的には、可視光を含む光を用いることができる。
例えば、参照光は、上記ホログラム層のホログラムセルに記録された光像の再生に用いられる点光源と同一とすることができる。ホログラム形成領域に記録された光像の再生と同時に回折格子図柄を再生できるからである。
上記参照光の光源は、点光源に限らず、太陽光等の平行光等であっても良い。
上記ホログラム構造体は、例えば、上記点光源以外の光源からの参照光が照射される明所に配置することで回折格子図柄を再生でき、さらにその明所において、上記点光源をホログラム形成領域上に配置することで光像も再生可能となる。
上記ホログラム層を構成する材料としては、ホログラム形成領域において上述したフーリエ変換レンズ機能を発現するホログラムセルの凹凸表面および回折格子図柄を形成する回折格子セルの凹凸表面を形成でき、かつ、所定の屈折率を示すものであれば特に限定されない。上記ホログラム層を構成する材料が示す屈折率としては、特に限定されるもではなく、本発明のホログラム構造体の用途に応じて適宜設定が可能である。
また、上記屈折率の基準となる波長も特に限定されず、400nm〜750nmの範囲内から適宜選択すればよい。中でも本発明においては、波長555nmにおける屈折率が1.3〜2.0の範囲内であることが好ましく、特に1.33〜1.8の範囲内であることが好ましい。ここで、上記屈折率は分光エリプソメーターにより測定することができる。
なお、上記ホログラム層の膜厚は、具体的には、既に説明した図2のaで示される距離である。
また、ホログラム層の平面視上の大きさ等については、本発明のホログラム構造体の用途に応じて適宜設定することができる。
上記ホログラム層において上記各領域が占める割合については、特に限定されるものでは無く、用途に応じて適宜選択することができる。
本発明における蒸着層は、ホログラム層のホログラム形成領域の凹凸表面に接するように形成されるものである。
上記蒸着層が透明性を有する透明蒸着層である場合には、ホログラム構造体は、平面視した際にホログラム形成領域が光沢を有しないものとなる。このため、上記ホログラム構造体は、上記ホログラム形成領域が隠ぺいされたものとなり、上記ホログラム構造体は、偽造防止性および意匠性に優れたものとなる。
一方、上記蒸着層が反射性を有する反射性蒸着層である場合には、ホログラム構造体は、ホログラム形成領域内に鮮明に光像を再生可能となる。このため、上記ホログラム構造体は、偽造防止性および意匠性に優れたものとなる。
なお、上記光透過率は、JIS K7361−1(プラスチック−透明材料の全光透過率の試験方法)により測定した値である。
また、上記透明蒸着層を形成可能な材料としては、例えば、上記金属の酸化物を挙げることができる。
上記材料は、単独でまたは2以上の材料を組み合わせたものも用いることができる。
また、上記厚みは、蒸着層に透明性を持たせるとの観点からは、200Å以下であることが好ましく、蒸着層に隠ぺい性を持たせるとの観点からは、200Åを超える厚みであることが好ましい。
なお、上記蒸着層の厚みは、具体的には、既に説明した図2のbで示される距離である。
本発明のホログラム構造体は、ホログラム層を有するものであるが、必要に応じてその他の構成を有するものであっても良い。
本発明のホログラム構造体は、上記ホログラム層の蒸着層とは反対側の表面に形成された透明基材を有するものであってもよい。透明基材を有することにより、本発明のホログラム構造体の熱的または機械的強度を高めることができるからである。
例えば、透明基材は、後述する層間接着層を介してホログラム層表面に接着されたものとすることができる。
上記添加剤としては、例えば、分散剤、充填剤、可塑剤、帯電防止剤等を挙げることができる。
本発明のホログラム構造体は、上記光像と組み合わせて用いられる画像を表示する画像表示層を有することが好ましい。
上記画像表示層が表示する画像と、上記ホログラム形成領域内に再生される光像とを組み合わせることが可能となり、上記ホログラム構造体は、偽造防止性および意匠性に優れたものとなるからである。
上記画像としては、具体的には、本発明のホログラム構造体の用途等に応じて、適宜設定することができ、例えば、パターン、線画、文字、図形、記号等のみならず、単に全面が着色された態様も含むものである。
また、上記光像と組み合わせることで偽造防止性および意匠性をより向上できる画像としては、例えば図11(a)および(b)に例示するように、上記ホログラム形成領域の形成箇所を指し示す矢印、上記形成箇所を囲む枠、上記形成箇所であることを示す文字等のホログラム形成領域の認識に用いられる画像、図11(c)および(d)に例示するように、上記光像および回折格子図柄が図形の一部を表わすものである場合に、図形の他の部分を表わす画像、図11(e)および(f)に例示するように上記光像が文字列または数列の一部を表わす画像である場合に、文字列または数列の他の部分を表わす画像、上記光像が太陽を表わす画像である場合に、太陽の周囲に配置される雲や空等の背景を表わす画像等の上記ホログラム形成領域内に再生される光像との組み合わせで1つの統一感のある画像を形成する画像等を挙げることができる。
なお、図11(a)、(c)および(e)は、それぞれ、光像再生前の状態を示し、図11(b)、(d)および(f)は、それぞれ光像再生時の状態を示すものである。
また、図11(a)および(b)では、画像15は、ホログラム形成領域11の形成箇所を指し示す矢印であり、ホログラム形成領域11内に光像13として「ホンモノ」を表わす文字列を再生可能なものである。図11(c)および(d)では、画像15は、楕円の一部であり、光像13および回折格子図柄12により示される楕円の他の部分と組み合わせて1つの楕円を表示可能なものである。図11(e)および(f)では、画像15は、文字列「ホンモノ」の一部であり、光像13により示される文字列「ホンモノ」の他の部分と組み合わせて1つの意味のある文字列「ホンモノ」を表示可能なものである。
上記印刷層は、様々な色およびパターンの画像を容易に描画できる。上記第2ホログラム層は、参照光を照射した場合にのみ画像を表示できる。このため、上記印刷層等は、偽造防止性および意匠性に優れたホログラム構造体を容易に形成できるからである。
上記画像表示層は、1種類のみであっても良く、2種類以上を組み合わせて用いるものであっても良い。例えば、画像表示層は、複数の印刷層を含むもの、印刷層および第2ホログラム層を含むもの等とすることができる。
以下、印刷層および第2ホログラム層について説明する。
上記印刷層は、着色材および樹脂材料を有するものである。
上記樹脂材料としては、例えばポリカーボネート類、ポリエステル類、セルロース誘導体、ノルボルネン系樹脂、ポリ塩化ビニル類、ポリ酢酸ビニル類、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリプロピレン系類、ポリエチレン系類、スチレン系類等の樹脂を用いることができる。
上記着色材としては、印刷層として一般的に用いられるものを使用でき、無機顔料および有機顔料等の顔料、酸性染料、直接染料、分散染料、油溶性染料、含金属油溶性染料、および昇華性色素等の染料等を挙げることができる。
また、上記着色材としては、紫外線または赤外線を吸収することにより蛍光を発する紫外線発光材料および赤外線発光材料等の蛍光発光材料、偏光コレステリック高分子液晶顔料、ガラスビーズなど反射鏡となる粒子も用いることができる。
上記印刷層の形成方法、すなわち、印刷方法としては、一般的な印刷層の形成方法と同様の方法を用いることができる。上記印刷方法としては、具体的には、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷等の各種印刷法を挙げることができる。
また、上記印刷層に用いられるインクとしては、一般的な印刷層の形成に用いられるものを使用でき、上記樹脂材料および着色材を溶媒中に分散または溶解したものを用いることができる。
上記印刷層は、上記ホログラム形成領域と平面視上重なるものであっても良いが、通常、重ならないものである。
図12は、上記印刷層5が、透明基材4のホログラム層1とは反対側の表面上に形成される例を示すものである。
上記第2ホログラム層は、平面視上パターン状に配置された回折格子セルにより描画された回折格子図柄を有し、参照光を照射することにより、回折格子セルが配置されたパターン形状の図柄が再生されるものである。
このような回折格子図柄、回折格子セルおよび参照光については上記「1.ホログラム層」に記載の内容と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
図13は、上記第2ホログラム層6が、ホログラム層1の蒸着層2側の表面上に配置される例を示すものである。
また、上記第2ホログラム層は、通常、回折格子図柄がホログラム形成領域と平面視上重ならないように配置されるものである。
このような材料としては、上記「1.ホログラム層」の項に記載のホログラム層の構成材料と同様とすることができる。
このような第2蒸着層としては、第2ホログラム層を反射型として機能可能とすることができるものであれば特に限定されるものではなく、反射型ホログラムに一般的に用いられるものとすることができる。具体的には、上記第2蒸着層は、上記「2.蒸着層」の項に記載の内容と同様とすることができる。
本発明のホログラム構造体は、各構成間を接着する層間接着層を有するものであっても良い。
なお、層間接着層については、ホログラム構造体に一般的に用いられるものを使用することができ、上記透明基材およびホログラム層等を構成する材料に応じて適宜選択されるものである。
上記層間接着層としては、例えば、2液硬化型接着剤層、紫外線硬化型接着剤層、熱硬化型接着剤層、熱溶融型接着剤層等の公知の接着剤層を用いることができる。
上記層間接着層の厚みについては、接着する構成の大きさ等により適宜設定されるものである。
本発明のホログラム構造体は、蒸着層のホログラム層とは反対側の表面に形成された接着層を有していてもよい。接着層を有することにより、上記ホログラム構造体は被着体に容易に貼付可能となるからである。
なお、上記接着層は、上記層間接着層と同様に2液硬化型接着剤層、紫外線硬化型接着剤層、熱硬化型接着剤層、熱溶融型接着剤層等の接着剤層であっても良い。
上記接着層が粘着剤層である場合、本発明のホログラム構造体を所望の部材に強固に貼りあわせることができ、被着体からホログラム構造体が剥がれにくいものとすることが可能となる。
また、上記接着層が再剥離密着層である場合、再剥離密着層と被着体との間に空気が入らないよう密着させることにより、本発明のホログラム構造体を所望の部材に貼りあわせることができる。このような再剥離密着層は、被着体に粘着剤等による跡を残すことなく容易に密着および剥離を繰り返し行うことが可能であり、被着体へのダメージを抑えることができる。
また、本発明のホログラム構造体は、上述した接着層上に剥離シートが配置されていてもよい。本発明のホログラム構造体を接着層を介して所望の被着体に貼り合せる直前に、剥離シートと接着層とを剥離して使用することが可能となる。これにより、接着層と被着体との間に異物が付着することを防止できる。
上記剥離シートの厚さは、本発明のホログラム構造体の種類や用途等に応じて適宜選択される。
さらに、本発明のホログラム構造体は、上記透明基材上や上記ホログラム層の非ホログラム形成領域上に紫外線吸収層や赤外線吸収層、反射防止層等を有していてもよい。この様な層を有することにより、上記ホログラム構造体に紫外線吸収機能や赤外線吸収機能、反射防止機能等を付与することができ、本発明のホログラム構造体を各種フィルタ等としても用いることが可能となる。
なお、これらの層については、一般的に用いられるものと同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
本発明のホログラム構造体は、ホログラム構造体を被着体に接着して使用するものであっても良く、被着体に接着せずに使用するものであっても良い。
また、上記被着体に接着せずに使用する態様としては、情報記録媒体として用いられる態様(第3使用態様)等を挙げることができる。
本発明のホログラム構造体の第1使用態様は、上記蒸着層の上記ホログラム層とは反対側の表面に形成された接着層を有し、ホログラムシールとして用いられる態様である。
なお、図14中の符号については、図1および図2のものと同一の部材を示すものであるので、ここでの説明は省略する。
また、この例においては、ホログラム構造体10は、接着層31の蒸着層2とは反対側の表面に剥離シート32を有するものである。
このような本態様のホログラム構造体の具体的な用途としては、チケット、ブランド品、製品の品質管理番号ラベル等に貼り付けて、点光源をホログラム形成領域上に配置することでホログラム形成領域内に再生される光像を用いて真贋判定を行う用途、意匠性を付与する用途等を挙げることができる。
なお、接着層については、上記「3.その他の構成」の項に記載の内容と同様とすることができる。
また、必要に応じて、上記「3.その他の構成」の項に記載のその他の構成等を有するものであっても良い。
本発明のホログラム構造体の第2使用態様は、上記蒸着層の上記ホログラム層とは反対側の表面に形成されたヒートシール層と、上記ホログラム層の上記蒸着層とは反対側の表面に形成された剥離容易層と、上記剥離容易層の上記ホログラム層とは反対側の表面に形成された剥離用基材と、を有し、ホログラム転写箔として用いられる態様である。
なお、図15中の符号については、図1および図2のものと同一の部材を示すものであるので、ここでの説明は省略する。
また、この例においては、ホログラム構造体10は、ヒートシール層33の蒸着層2とは反対側の表面に剥離シート32を有するものである。
また、ホログラム層の蒸着層とは反対側に剥離層を介して剥離用基材が形成されていることにより、被着体に貼付する前にホログラム構造体が損傷することを防ぐことができる。
このような本態様のホログラム構造体の具体的な用途としては、チケット、ブランド品、製品の品質管理番号ラベル等に所望のパターン形状で転写して、点光源をホログラム形成領域上に配置することでホログラム形成領域内に再生される光像を用いて真贋判定を行う用途、意匠性を付与する用途等を挙げることができる。
以下、本態様のホログラム構造体の各構成について詳細に説明する。
上記ヒートシール層としては、例えば、特開2014−16422号公報等に記載の熱可塑性樹脂を含むヒートシール層を用いることができる。
また、上記剥離用基材は、本態様のホログラム構造体を被着体に接着した後にホログラム構造体から剥離されるものである。
このような剥離用基材としては、透明性を有するものであっても良く、遮光性を有するものであっても良い。
上記剥離用基材を構成する材料および膜厚としては、例えば、上記「3.その他の構成」の項に記載の透明基材と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
このような剥離容易層としては、上記「3.その他の構成」の項に記載の再剥離密着層を用いることができる。
本発明のホログラム構造体の第3使用態様は、情報記録媒体として用いられる態様である。
なお、図16中の符号については、図1および図2のものと同一の部材を示すものであるので、ここでの説明は省略する。
本態様のホログラム構造体の具体的な用途としては、例えば、クレジットカード、キャッシュカード、ポイントカード等のカード、社員証、運転免許所等の身分証明書、通帳、パスポート等を挙げることができる。
上記表面側保護層は、ホログラム層の蒸着層とは反対側の表面に形成され、ホログラム層を保護するものであり、少なくとも、上記ホログラム形成領域と平面視上重なる領域が透明性を有するものが用いられる。
上記裏面側保護層は、蒸着層のホログラム層とは反対側の表面に形成され、ホログラム層および蒸着層を保護するものである。このような裏面側保護層としては、透明性を有するものであっても良く、遮光性を有するものであっても良い。
このような表面側保護層および裏面側保護層の構成材料および膜厚については、例えば、上記「3.その他の構成」の項に記載の透明基材と同様とすることができる。
また、上記表面側保護層および上記裏面側保護層の形成箇所としては、ホログラム層等を保護できるものであればよいが、ホログラム層および蒸着層の全面を覆うものとすることができる。
上記情報記録層としては、印刷により情報が記録された印刷層、磁気等により情報が記録された磁気層、集積回路(IC)チップを含むICチップ層等を挙げることができる。
上記その他の構成としては、アンテナを含むアンテナ層等の機能層を含むことができる。
これらの情報記録層および機能層等の形成箇所としては、ホログラム形成領域内での光像の再生および視認を妨げない位置であれば特に限定されるものではなく、例えば、ホログラム層の蒸着層とは反対側の表面上、ホログラム層と同一平面上、蒸着層のホログラム層とは反対側の表面上等とすることができる。
本発明のホログラム構造体の製造方法は、上記各構成を含むホログラム構造体を精度良く製造できる方法であれば特に限定されるものではなく、一般的なホログラム構造体の形成方法と同様の方法を用いることができる。
上記製造方法としては、具体的には、透明基材を準備し、ホログラム層および蒸着層をこの順で形成する方法を挙げることができる。
本発明のホログラム構造体の用途としては、偽造防止用途に用いられるものとすることができ、クレジットカード、キャッシュカード等のカード等を含む情報記録媒体を挙げることができる。
また、ホログラム構造体を他の被着体に接着可能な接着層を有するものとし、被着体に貼付可能なホログラム構造体シール等として用いられるものであっても良い。
さらに、ホログラム構造体として、ヒートシール層を有するものとし、被着体に転写可能なホログラム構造体転写箔等として用いられるものであっても良い。
<回折格子セル用原版および回折格子図柄の形成>
合成石英の基板上に表面低反射クロム薄膜が積層されたフォトマスクブランク板のクロム薄膜上に、ドライエッチング用レジストをスピンナーにより回転塗布した。ドライエッチング用レジストとしては日本ゼオン(株)製ZEP7000を使用し、400nmの厚みとなるように形成した。このレジスト層に対し、電子線描画装置(MEBES4500:ETEC社製)を用い、事前に計算機で作成したパターンを露光し、レジスト樹脂の露光部分を易溶化した。その後、現像液を噴霧し(スプレー現像)して易溶化部分を除去し、レジストパターンを形成した。
なお、パターンの格子ピッチは、500nmとした。
続いて、形成されたレジストパターンを利用して、ドライエッチングによりレジストで被覆されていない部分のクロム薄膜をエッチング除去し、石英基板を露出させた。次いで、露出した石英基板をエッチングし、石英基板に凹部を形成した。その後、レジスト薄膜を溶解除去することにより、石英基板がエッチングされて生じた凹部と、石英基板およびクロム薄膜がエッチングされずに残存している凸部とを有する原版を得た。また、原版のサイズ、すなわち、回折格子セルのサイズは0.25mmとした。
厚み0.5mmのポリカーボネートシート(透明基材)に、ホログラム層形成用組成物(UV硬化性アクリレート樹脂:屈折率1.52 測定波長633nm)を滴下し、上記組成物の塗膜を形成した。次いで、上記塗膜上に凹凸を有する原版を積置し、押圧した。次に、活性放射線を照射して上記塗膜を硬化させた後剥離させ、原版の凹凸型を反転させた凹凸表面を有する回折格子セルを形成した。その後、原版の積置、押圧、硬化および剥離を繰り返し、回折格子セルにより平面回折格子図柄を15mm角のホログラム形成領域内に形成した。
回折格子セル用原版と同様の方法により原版を得た。
原版のサイズ、すなわち、ホログラムセルのサイズを0.25mmとした。
また、パターンの格子ピッチは、3179nmとした。
次いで、回折格子図柄形成後の上記塗膜上に上記原版の積置、押圧、硬化および剥離を繰り返し、回折格子セルが配置されていない領域にホログラムセルが敷き詰められた15mm角のホログラム形成領域を有する厚さ2μmのホログラム層を形成した。
ホログラム構造体を蛍光灯下で観察したところ、ホログラム形成領域内に回折格子図柄を再生することができた。また、ホログラム構造体のホログラム層表面から50mmの位置に点光源を配置し、ホログラム層表面から300mm離れた箇所から観察したところ、15mm角のホログラム形成領域内にフーリエ変換された所定の画像と回折格子図柄との両者を視認性良く観察することができた。
1a … 凹凸表面
2 … 蒸着層
3 … 層間接着層
4 … 透明基材
5 … 印刷層
6 … 第2ホログラム層
10 … ホログラム構造体
11 … ホログラム形成領域
12 … 回折格子図柄
12a … 回折格子セル
13 … 光像
13a … ホログラムセル
15 … 画像
31 … 接着層
32 … 剥離シート
33 … ヒートシール層
34 … 剥離容易層
35 … 剥離用基材
36 … 裏面側保護層
37 … 表面側保護層
Claims (5)
- ホログラム形成領域を有するホログラム層と、
前記ホログラム層の前記ホログラム形成領域の凹凸表面に接するように形成された蒸着層と、
を有し、
前記ホログラム層の前記ホログラム形成領域には、点光源から入射した光を所望の光像へ変換する、位相型フーリエ変換ホログラムが記録されたホログラムセルと、前記ホログラムセルと同一平面上に形成され、平面視上パターン状に配置されることにより回折格子図柄を描画する回折格子セルと、が配置されており、
前記ホログラムセルには、原画像のフーリエ変換を介して得られたフーリエ変換像の位相情報を多値化して深さとして記録されており、
前記回折格子図柄が、平面的に図柄を再生可能な平面回折格子図柄であり、
前記ホログラム形成領域内の前記ホログラムセルの合計面積に対する前記回折格子セルの合計面積の割合(回折格子セルの合計面積/ホログラムセルの合計面積)が、1/4〜3/2の範囲内であることを特徴とするホログラム構造体。 - ホログラム形成領域を有するホログラム層と、
前記ホログラム層の前記ホログラム形成領域の凹凸表面に接するように形成された蒸着層と、
を有し、
前記ホログラム層の前記ホログラム形成領域には、点光源から入射した光を所望の光像へ変換する、位相型フーリエ変換ホログラムが記録されたホログラムセルと、前記ホログラムセルと同一平面上に形成され、平面視上パターン状に配置されることにより回折格子図柄を描画する回折格子セルと、が配置されており、
前記ホログラムセルには、原画像のフーリエ変換を介して得られたフーリエ変換像の位相情報を多値化して深さとして記録されており、
前記回折格子図柄が、立体的に図柄を再生可能な立体回折格子図柄であり、
前記ホログラム形成領域内の前記ホログラムセルの合計面積に対する前記回折格子セルの合計面積の割合(回折格子セルの合計面積/ホログラムセルの合計面積)が、1/3〜3の範囲内であることを特徴とするホログラム構造体。 - 前記蒸着層の前記ホログラム層とは反対側の表面に形成された接着層を有し、
ホログラムシールとして用いられることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のホログラム構造体。 - 前記蒸着層の前記ホログラム層とは反対側の表面に形成されたヒートシール層と、
前記ホログラム層の前記蒸着層とは反対側の表面に形成された剥離容易層と、
前記剥離容易層の前記ホログラム層とは反対側の表面に形成された剥離用基材と、
を有し、
ホログラム転写箔として用いられることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のホログラム構造体。 - 情報記録媒体として用いられることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のホログラム構造体。
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