JP7005541B2 - メタメリックセキュリティデバイス - Google Patents
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Description
本願は、２０１８年１月２２日出願の米国特許仮出願第６２／６２０，２９４号についての優先権を主張するものであり、その開示は援用により本明細書に援用する。
本願は、広範な照明条件下にわたって、第１の視野角において等色し、第２の視野角において等色しない１対の顔料を備えるセキュリティシステムに関する。当該１対の顔料は、異なるコーティング構造を用いることにより作成することができる。セキュリティデバイスの作成方法も開示する。
所定の視野角において等色する２つの印刷領域を含むセキュリティデバイスを提供することが目標とされてきた。この目標を達成するため、従来より、異なる誘電体材料（例えば、４×１／４波長のＭｇＦ２シフターおよび４×１／４波長のＺｎＳ非シフター）を有する１対の類似する顔料デザインを用いて、または同じ顔料デザインおよび類似する誘電体材料（例えば、２×１／４波長のＭｇＦ２および４×１／４波長のＭｇＦ２設計）を用いて、狭い照明条件範囲内で等色させるか、または全く等色させないことが行われてきた。この従来の取り組みでは、誘電体層干渉顔料と濃い誘電体層干渉顔料との組み合わせを用いた。これら２つの顔料のスペクトル結果はあまり一致しなかった。これらの顔料の反射スペクトルにおける反射のピーク・バレーの間隔および幅が異なっていたからである。スペクトルは非常に異なる。第２の取り組みでは、低指数誘電体層干渉顔料と高指数誘電体干渉顔料との組み合わせを用いた。これら２つの顔料のスペクトル結果はあまり一致しなかった。高指数誘電体層干渉顔料の反射スペクトルにおける反射のピーク・バレーの間隔および幅が、低指数誘電体層干渉顔料のものとは異なっていたからである。その結果、一定の照明条件下において良く等色したが、多くの他の照明条件下ではやはり等色しなかった。
例えば、他の顔料対は、広い照明条件範囲にわたって等色したが、当該顔料の彩度が低い場合（例えば、２×１／４波長ＭｇＦ２シフターおよび２×１／４波長ＺｎＳ非シフター）に限られていた。色性能があまりにも低くセキュリティデバイスとして実効的ではなかった。
一態様において、基板と、前記基板の第１の領域上に設けた第１の色変化顔料と、前記基板の第２の領域上に設けた第２の顔料であって、少なくとも３つの誘電体層を含む第２の顔料と、を備えるセキュリティデバイスであって、前記第１の色変化顔料および前記第２の顔料は、第１の視野角において等色する、セキュリティデバイスを開示する。
別の態様において、セキュリティデバイスを形成する方法であって、基板の第１の領域に第１の色変化顔料を塗布することと、前記基板の前記第１の領域に隣接する第２の領域に第２の顔料を塗布してセキュリティデバイスを形成することと、を含む方法を開示する。
種々の実施形態のさらなる特徴および利点は、以下の明細書において部分的に開示され、また当該明細書から部分的に明らかとなり、種々の実施形態を実施することにより理解されよう。種々の実施形態の目的およびその他の利点は、本明細書における記載において特に示すような各要素および組み合わせによって理解され達成されることとなる。
いくつかの態様および実施形態における本開示の内容は、発明の詳細な説明および添付の図面からさらによく理解することができる。
本明細書および図面を通して、同一の素子には同一の参照番号を付して示す。
上記の概括的な記載と以下の詳細な説明は単なる具体例であって例示だけを目的としており、本明細書において教示する種々の実施形態についての説明を提供することを意図していることが理解されよう。各図面において示す各層／各成分を特定の図面に関連して説明する場合があるが、特定の層／成分についての説明は、他の図面における同等の層／成分に適用可能でありうることを理解されたい。
基板と、前記基板の第１の領域上に設けた第１の色変化顔料と、前記基板の第２の領域上に設けた第２の顔料であって、少なくとも３つの誘電体層を含む第２の顔料と、を備えるセキュリティデバイスであって、前記第１の色変化顔料と前記第２の顔料とは第１の視野角において等色し、前記第１の色変化顔料と前記第２の顔料とは第２の視野角において等色しないことを特徴とするセキュリティデバイスを、その広範かつ種々の実施形態において開示する。特に、第２の顔料は、各オーダの間隔を調整して第１の色変化顔料の設計に適合させることができるように設計することができる。このようにして、所定の角度においては、照明条件にかかわらず、スペクトルを非常に近く一致させること、例えば等色させることができる。セキュリティデバイスにおいて使用するこれらの顔料は高性能顔料である。
第１の色変化顔料を、例えば溶媒または水等の担体とともに含ませて、第１の塗料またはインクを形成することができる。同様に、第２の顔料を、例えば溶媒または水等の担体とともに含ませて、第２の塗料またはインクを形成することができる。このような塗料またはインクを、装飾目的で、または偽造防止手段として、基板に塗布し、セキュリティデバイスを形成することができる。セキュリティデバイスの非限定的な例としては、紙幣、クレジットカード、株券、ソフトウエア媒体、その他高価値を有する文書等を挙げることができる
セキュリティデバイスは基板を含むことができる。基板の非限定的な例としては、紙、ガラス、ポリマー（例えば、プラスチック）、金属、およびそれらの組み合わせが挙げられる。各基板の大きさおよび形状は、セキュリティデバイスの需要および種類に応じて変化させることができる。
基板には、第１の領域および第２の領域等、１つまたは複数の領域を設けることができる。第１の領域は第２の領域に隣接させることができる。別の態様において、第１の領域は部分的にまたは完全に第２の領域と重複することができる。この部分的または完全な重複は、第１の色変化顔料を用いて形成することもできる。一態様において、第１の色変化顔料は、基板の第１の領域上に設けることができる。第２の顔料は、基板の第２の領域上に設けることができる。第１の領域および第２の領域は、形状、画像、記号、模様、単語等を創出するように配置することができる。
セキュリティデバイスは、第１の色変化顔料を含むことができる。第１の色変化顔料は、溶媒または水等の担体と組み合わせて、第１の視野角において第２の顔料と等色する第１のインクまたは塗料を構成することができる。一態様において、第１の色変化顔料は、視野角が例えば第１の視野角から第２の視野角等へ変化するのに伴って、色変化しうる。第１の色変化顔料は、第２の視野角において第２の顔料と等色しないようにすることができる。
本明細書において使用する用語「等色する」は、同一の照明条件および視野角下での最小知覚色差（a minimum perceptible color difference）が約０ΔＥ～約２．０ΔＥであり、例えば約１．５ΔＥ～約２．０ΔＥであり、隣接する顔料対がシームレスに見えることを意味すると理解される。別の態様において、等色は、隣接する顔料対間が毛線分離（a hairline separation）して見える約０ΔＥ～約５．０ΔＥの最小知覚色差、例えば約２．０ΔＥ～約５．０ΔＥの最小知覚色差を有することができる。スペクトル計測を用いてΔＥを測定することができる。用語「等色しない」は、同一の照明条件および視野角下で、ΔＥが、顔料対がシームレス分離または毛線分離して見える上記値の範囲外にあることを意味すると理解される。
第１の色変化顔料は、５層構造等の多層構造を含むことができる。一態様において、第１の色変化顔料は、以下の構造、すなわち、吸収層／誘電体層／反射体層／誘電体層／吸収層の構造を有することができる。別の態様において、第１の色変化顔料は、反射体層を、以下の構造、すなわち、反射体層／磁気層／反射体層または反射体層／磁気層の構造を有するコアで置き換えた構造を有することができる。第１の色変化顔料は磁気層を含むことができる。第１の色変化顔料の多層構造の各層のそれぞれに存し得る各材料の非限定的な例は、本明細書においてさらに詳細に説明する。
第１の色変化顔料は、第２の顔料中の誘電体材料とは異なる誘電体材料を含むことができる。しかしながら、第１の色変化顔料の各誘電体層中の誘電体材料は同じであっても異なってもよい。一態様において、第１の色変化顔料は、例えばフッ化マグネシウム等の低屈折率材料を有する誘電体層を含むことができるだけでなく、または追加で、本明細書において開示する任意の他の低屈折率材料を含むことができる。低屈折率（ＬｏＲＩ）材料を使用することで、第１の色変化顔料の色変化量を増加させることができる。
別の態様において、第１の色変化顔料の光学厚みは、第２の顔料の光学厚みと同じとすることも異ならせることもできる。例えば、第１の色変化顔料の光学厚みは、第１の視野角において第２の顔料と等色するのに最適化した厚みとすることができる。この光学厚みは、第２の顔料の光学厚みよりも小さくすることができる。このようにして、第１の色変化顔料は、第２の顔料よりも速く色変化することができる。例えば、垂直方向からさらに高視野角へと傾斜するとき、第１の色変化顔料の角度における色の色相角が、第２の顔料の角度における色の色相角を通過する。
セキュリティデバイスは、第２の顔料を含むこともできる。第２の顔料は、例えば媒体または水等の担体と組み合わせて、第１の視野角において第１の色を呈する第２のインクまたは塗料を構成することもできる。一態様において、第２の顔料は、第１の視野角において第１の色変化顔料と等色することができる。一態様において、第２の顔料は、第１の色変化顔料よりもゆっくり色変化することができる。このようにして、第２の顔料は、第２の視野角においては等色しないようにすることができる。
第２の顔料は、例えば７層構造等の多層構造を含むことができる。一態様において、第２の顔料は、以下の構造、すなわち、誘電体層／吸収層／誘電体層／反射体層／誘電体層／吸収層／誘電体層の構造を含むことができる。別の態様において、第２の顔料は、反射体層を、以下の構造、すなわち、反射体層／磁気層／反射体層または反射体層／磁気層の構造を有するコアで置き換えた構造を有することができる。別の態様において、第２の顔料は磁気層を含むことができる。別の態様において、第２の顔料は、例えば高屈折率（ＨｉＲＩ）材料の層を少なくとも３層等、少なくとも３つの誘電体層を含むことができる。第２の顔料の多層構造の各層のそれぞれに存し得る材料の非限定的な例は、本明細書においてさらに詳細に説明する。さらに多くの層を追加することにより、第２の顔料の反射スペクトルをチューニングして第１の色変化顔料の反射スペクトルと同様にする自由度が増加する。
第２の顔料は、第１の色変化顔料中の誘電体材料とは異なる誘電体材料を含むことができる。しかしながら、第２の顔料の各誘電体層中の誘電体材料は同一であっても異なっていてもよい。一態様において、第２の顔料は、例えば硫化亜鉛等、高屈折率を有する誘電体材料を含むことができるが、本明細書に開示する任意の他の高屈折率を有する材料を含むことができる。高屈折率材料を使用することで、第２の顔料の色変化量を減少させることができる。
別の態様において、第２の顔料の光学厚みは、第１の色変化顔料の光学厚みと同じとすることも異ならせることもできる。例えば、第２の化顔料の光学厚みは、第１の視野角において第１の色変化顔料と等色するのに最適化した厚みとすることができる。例えば、第２の顔料の光学厚みは、第１の色変化顔料の光学厚みよりも小さくすることができる。このようにして、第２の顔料は、第１の色変化顔料よりも色変化が遅い。
第１の色変化顔料の多層構造は、以下の各段落において述べる材料から形成することができる。なお、第１の顔料および第２の顔料のそれぞれにおいて用いられる各材料は、すなわち、各顔料内において、または各顔料間において、同じとすることも異ならせることもできる。追加的に、第１の顔料および第２の顔料それぞれの多層構造は、第１の顔料および第２の顔料が第１の視野角において等色することができ第２の視野角において等色しない限りにおいて、上述した層以外の層を含むことができる。
反射体層は、顔料の用途に適した反射特性を有する材料で構成することができる。例えば、反射体材料はアルミニウムとすることができる。アルミニウムは、良好な反射特性を有する一方、安価であり、また薄層に形成しやすいからである。しかしながら、本明細書の教示に鑑みれば、アルミニウムに代えてその他の反射体材料を用いることができることが理解されよう。反射体材料としては、例えば、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、ニオブ、クロム、錫、チタン、鉄、およびこれらの組み合わせまたは合金、またはその他の金属を使用可能である。他の有用な反射体材料の例としては、限定はしないが、ランタノイド金属をはじめとする他の遷移金属、およびそれらの組み合わせが挙げられる。加えて、反射体材料としては、炭化金属、酸化金属、窒化金属、硫化金属、それらの組み合わせ、または金属および１つまたは複数のこれらの材料の混合物も用いることができる。
反射体層の厚みは約１０ｎｍ～約１５０ｎｍの範囲内とすることができるが、この範囲は限定的なものではないと解すべきである。例えば、下限値を約１０ｎｍとすれば、反射体層を半透明とすることができる。反射体層の厚みを増加させると、反射体層をさらに不透明にすることができる。上限値を約１５０ｎｍとすれば、主に、顔料において直径と厚みとの高アスペクト比を維持することができる。目的によっては、さらに厚みを大きくすることも許容される。別の態様において、反射体層の厚みを約６０ｎｍ～約１５０ｎｍとすることができる。下限値を約６０ｎｍとしたことについて、この下限値を選択することにより、反射率を促進することを目的としてアルミニウム層が実質的に不透明となる厚みとすることができる。
誘電体層は、「低」屈折率を有する材料で構成することができ、本明細書において、低屈折率は約１．６５以下の屈折率として規定している。低屈折率材料の非限定的な例としては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、例えばフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）、フッ化セリウム（ＣｅＦ３）、フッ化ランタン（ＬａＦ３）、フッ化アルミニウムナトリウム類（例えば、Ｎａ３ＡｌＦ６またはＮａ５Ａｌ３Ｆ１４）、フッ化ネオジウム（ＮｄＦ３）、フッ化サマリウム（ＳｍＦ３）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）等の金属フッ化物、それらの組み合わせ、または、屈折率が約１．６５以下である任意の他の低屈折率材料が挙げられる。例えば、低屈折率材料としてジエンまたはアルケンをはじめとする有機モノマーおよびポリマーを用いることができ、例として、アクリレート類（例えば、メタクリレート）、パーフルオロアルケン類、ポリテトラフルオロエチレン（ＴＥＦＬＯＮ（登録商標））、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、その組み合わせ等を挙げることができる。誘電体層は、特定の設計波長における複数の半波長の最適化厚みを有するように形成することができ、その物理的な厚みは約５０ｎｍ～約８００ｎｍの範囲内とすることができ、例えば、約７２ｎｍ～約７６０ｎｍの範囲内とすることができ、さらなる例としては約２００ｎｍ～約６００ｎｍの範囲内とすることができる。
誘電体層は、「高」屈折率を有する材料で構成することができ、本明細書において、高屈折率は約１．６５超の屈折率として規定している。高屈折率材料の非限定的な例としては、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、炭素、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３）、四酸化三鉄（酸化鉄(II,III)）（Ｆｅ３Ｏ４）および三酸化二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）等の酸化鉄、窒化ハフニウム（ＨｆＮ）、炭化ハフニウム（ＨｆＣ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ネオジム（Ｎｄ２Ｏ３）、酸化プラセオジム（Ｐｒ６Ｏ１１）、酸化サマリウム（Ｓｍ２Ｏ３）、三酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）、三酸化セレン（Ｓｅ２Ｏ３）、酸化錫（ＳｎＯ２）、三酸化タングステン（ＷＯ３）、それらの組み合わせ等が挙げられる。誘電体の物理的厚みは、約５０ｎｍ～約８００ｎｍの範囲内とすることができ、例えば、約７２ｎｍ～約７６０ｎｍの範囲内とすることができる。
吸収層は、可視スペクトルにおいて均一吸収率または選択的吸収率を有する、あらゆる金属類または金属組成物類を含むことができる。そのような材料の非限定的な例としては、クロム、ニッケル、鉄、チタン、アルミニウム、タングステン、モリブデン、ニオブ、炭素、およびケイ素；金属の硫化物類、窒化物類、リン化物類、および酸化物類；それらの各組み合わせまたは合金類、例えばインコネル（Ｎｉ－Ｃｒ－Ｆｅ）等；誘電体マトリクス中に混合した金属類；酸化鉄（例えば、Ｆｅ２Ｏ３）、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、炭素、窒化チタン（ＴｉＮ）、亜酸化チタン（ＴｉＯｘ、ｘは２．０未満）、それらの組み合わせ等の吸収誘電体材料；または可視スペクトルにおいて均一または選択的体として作用可能な他の物質が挙げられる。これらの吸収物質における実成分の屈折率（ｎ）と虚数成分の屈折率、吸光係数（extinction coefficient）（ｋ）との比は０．１＜ｎ／ｋ＜１０の関係を満たす。吸収層の物理的厚みは、約２ｎｍ～約８０ｎｍの範囲内とすることができ、例えば、約３ｎｍ～約３０ｎｍとすることができる。
本明細書において説明するように、第１の色変化顔料および第２の顔料の多層構造中の反射体層は、以下の構造、すなわち、反射体層／磁気層／反射体層または反射体層／磁気層の構造を有するコアで置き換えることができ、ここで、磁気層は磁性材料を含む。磁気層を用いることにより磁性色変化顔料を生成することができ、これは、例えば、クレジットカード、小切手、またはバーコードパターン等の用途において有用である。この用途の各目的のため、「磁性」材料は強磁性またはフェリ磁性とすることができる。磁気層において用いるのに好適な材料の非限定的な例として、ニッケル、コバルト、鉄、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、エルビウム、及びそれらの合金類および酸化物類、Ｆｅ／Ｓｉ、Ｆｅ／Ｎｉ、Ｆｅ／Ｃｏ、Ｆｅ／Ｎｉ／Ｍｏ、ＳｍＣｏ５、ＮｄＣｏ５、Ｓｍ２Ｃｏ１７、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ、ＴｂＦｅ２、Ｆｅ３Ｏ４、ＮｉＦｅ２Ｏ４、およびＣｏＦｅ２Ｏ４、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。磁気層、または磁気層の磁性物質は永久に帯磁可能である必要はないが、永久に帯磁可能としてもかまわない。
セキュリティデバイスを作成する方法であって、基板の第１の領域に第１の色変化顔料を塗布することと、前記基板の前記第１の領域に隣接するかまたは一部または全部が前記第１の領域に重なる第２の領域に第２の顔料を塗布してセキュリティデバイスを形成することと、を含む方法も開示する。基板、第１の色変化顔料、第２の顔料、およびセキュリティデバイスは本明細書に開示した通りである。
セキュリティデバイスを第１の視野角においてスペクトル計測することと、セキュリティデバイスを第２の視野角においてスペクトル計測することと、を含むセキュリティデバイスの自動認証の方法であって、セキュリティデバイスの第１の色変化顔料は、第１の視野角において、セキュリティデバイスの第２の顔料と等色する、方法も開示する。第１の色変化顔料は、第２の視野角において、第２の顔料と等色しない。
複合コーティングデザインを用いて生成した標本（exemplars）は、観察条件に左右されない等色を達成した。これにより、鮮やかな顔料のうちの一方によるパターンを他方の顔料上に印刷することが可能となった。この所定の視野角において、これら２つの顔料は等色し、パターンは見えない。このサンプルを傾けると、目を引く方法でパターンが浮かび上がる。これは、セキュリティ物品を白熱光下、蛍光下、または昼光下で観察したかにかかわりなく起こる。
＜比較例１＞
１対の顔料を形成した。第１の色変化顔料の構造は、以下の通りであった。すなわち、吸収層／誘電体層／反射体層／誘電体層／吸収層の構造を有していた。第１の色変化顔料内の各誘電体層は、それぞれ、光学厚みが２ＱＷＯＴ（１／４波長光学厚み）であった。第２の顔料は第１の色変化顔料と同じ構造を有していた；しかしながら、各誘電体層の光学厚みは４ＱＷＯＴであった。第１の色変化顔料において用いた誘電体材料は、第２の顔料において用いた誘電体材料と同じであった。特に、誘電体材料は、低屈折率材料、すなわち、ＭｇＦ２であった。第１の色変化顔料および第２の顔料はいずれも色変化顔料であった；しかしながら、第２の顔料は第１の色変化顔料よりも色変化が速かった。
１対の顔料を形成した。第１の色変化顔料の構造は、以下の通りであった。すなわち、吸収層／誘電体層／反射体層／誘電体層／吸収層の構造を有していた。第１の色変化顔料内の各誘電体層は、それぞれ、光学厚みが２ＱＷＯＴ（１／４波長光学厚み）であった。第２の顔料は第１の色変化顔料と同じ構造を有していた；しかしながら、各誘電体層の光学厚みは４ＱＷＯＴであった。第１の色変化顔料において用いた誘電体材料は、第２の顔料において用いた誘電体材料と同じであった。特に、誘電体材料は、低屈折率材料、すなわち、ＭｇＦ２であった。第１の色変化顔料および第２の顔料はいずれも色変化顔料であった；しかしながら、第２の顔料は第１の色変化顔料よりも色変化が速かった。
第１の色変化顔料を、基板の第１の領域に塗布した。第２の顔料を、基板の、第１の領域に隣接する第２の領域に塗布してセキュリティデバイスを作成した。この顔料対の反射率を、例えば、完全白色光、ＣＩＥ－Ｄ６５（昼光）、ＣＩＥ－Ａ（白熱光）、ＣＩＥ－Ｆ２（白色蛍光）等の種々の照明条件下で測定した。
図１Ａ～図１Ｄに、第１の視野角における４つの異なる照明条件下での２つの顔料のスペクトル計測を示す。各図に示すように、これら２つの顔料のスペクトル結果はあまり一致しなかった。これらの顔料の反射スペクトルにおける反射のピーク・バレーの間隔および幅が異なっていたからである。
以下の表１に、種々の照明条件下における第１の顔料および第２の顔料についてのΔＥ値を示す。
表１のスペクトルデータから、２つの顔料は色相（hue）については一致するが、明度および彩度において顕著な差異があることがわかる。このような差異がある結果、等色不良となった。等色により顔料対間がシームレスに見える最小知覚色差は約０ΔＥ～約２．０ΔＥであり、例えば、約１．５ΔＥ～約２．０ΔＥである。さらに、顔料対間が毛線分離して見える最小知覚色差は約０ΔＥ～約５．０ΔＥであり、例えば約２．０ΔＥ～約５．０ΔＥである。
＜比較例２＞
１対の顔料を形成した。第１の色変化顔料の構造は以下の通りであった。すなわち、吸収層／誘電体層／反射体層／誘電体層／吸収層の構造を有していた。第１の色変化顔料内の各誘電体層は、それぞれ、光学厚みが４ＱＷＯＴ（１／４波長光学厚み）であった。第１の色変化顔料における誘電体材料は高屈折率材料（ＨｉＲＩ）、すなわち、ＺｎＳであり、色変化が遅かった。第２の顔料における誘電体材料は、低屈折率材料（ＬｏＲＩ）、すなわち、ＭｇＦ２であり、第１の色変化顔料よりも色変化が速かった。
１対の顔料を形成した。第１の色変化顔料の構造は以下の通りであった。すなわち、吸収層／誘電体層／反射体層／誘電体層／吸収層の構造を有していた。第１の色変化顔料内の各誘電体層は、それぞれ、光学厚みが４ＱＷＯＴ（１／４波長光学厚み）であった。第１の色変化顔料における誘電体材料は高屈折率材料（ＨｉＲＩ）、すなわち、ＺｎＳであり、色変化が遅かった。第２の顔料における誘電体材料は、低屈折率材料（ＬｏＲＩ）、すなわち、ＭｇＦ２であり、第１の色変化顔料よりも色変化が速かった。
第１の色変化顔料を、基板の第１の領域に塗布した。第２の顔料を、基板の、第１の領域に隣接する第２の領域に塗布してセキュリティデバイスを作成した。顔料対の反射率を、比較例１と同様に、種々の照明条件下で測定した。
図２Ａ～図２Ｄに、４つの異なる照明条件下での第１の視野角における２つの顔料のスペクトル計測を示す。各図に示すように、スペクトル計測はあまり一致しなかった。反射のピーク・バレーの間隔および幅が異なっていたからである。表２に、種々の照明条件下における第１の顔料および第２の顔料についてのΔＥ値を示す。
表２に、種々の照明条件下における第１の顔料および第２の顔料についてのΔＥ値を示す。
表２のスペクトルデータから、２つの顔料は色相については一致するが、明度および彩度において顕著な差異があることがわかる。この結果、やはり等色不良となった。等色により顔料対間がシームレスに見える最小知覚色差は約０ΔＥ～約２．０ΔＥであり、例えば、約１．５ΔＥ～約２．０ΔＥである。加えて、顔料対間が毛線分離して見る最小知覚色差は約０ΔＥ～約５．０ΔＥであり、例えば約２．０ΔＥ～約５．０ΔＥである。
＜実施例１＞
１対の顔料を形成した。第１の色変化顔料の構造は以下の通りであった。すなわち、吸収層／誘電体層／反射体層／誘電体層／吸収層の構造を有していた。第１の色変化顔料においては、第２の顔料において用いた誘電体材料とは異なる誘電体材料を用いた。特に、第１の色変化顔料において用いた誘電体材料は、低屈折率材料（ＬｏＲＩ）、すなわち、ＭｇＦ２であり、第２の顔料よりも色変化が速い。第２の顔料の構造は以下の通りであった。すなわち、誘電体層／吸収層／誘電体層／反射体層／誘電体層／吸収層／誘電体層の構造を有していた。第２の顔料において用いた誘電体材料は、高屈折率材料（ＨｉＲＩ）、すなわち、ＺｎＳであり、第１の色変化顔料よりも色変化が遅い。第２の顔料（ＨｉＲＩ）の誘電体層の厚みは、例えば異なる光学厚みの組み合わせを用いて最適化し、第１の顔料（ＬｏＲＩ）と等色するようにした。
１対の顔料を形成した。第１の色変化顔料の構造は以下の通りであった。すなわち、吸収層／誘電体層／反射体層／誘電体層／吸収層の構造を有していた。第１の色変化顔料においては、第２の顔料において用いた誘電体材料とは異なる誘電体材料を用いた。特に、第１の色変化顔料において用いた誘電体材料は、低屈折率材料（ＬｏＲＩ）、すなわち、ＭｇＦ２であり、第２の顔料よりも色変化が速い。第２の顔料の構造は以下の通りであった。すなわち、誘電体層／吸収層／誘電体層／反射体層／誘電体層／吸収層／誘電体層の構造を有していた。第２の顔料において用いた誘電体材料は、高屈折率材料（ＨｉＲＩ）、すなわち、ＺｎＳであり、第１の色変化顔料よりも色変化が遅い。第２の顔料（ＨｉＲＩ）の誘電体層の厚みは、例えば異なる光学厚みの組み合わせを用いて最適化し、第１の顔料（ＬｏＲＩ）と等色するようにした。
第１の色変化顔料を、基板の第１の領域に塗布した。第２の顔料を、基板の、第１の領域に隣接する第２の領域に塗布してセキュリティデバイスを作成した。顔料対の反射率を種々の照明条件下で測定した。
図３Ａ～図３Ｄに、４つの異なる照明条件下での第１の視野角における２つの顔料のスペクトル計測を示す。各図に示すように、各ピークの大きさおよび形状が実質的に同様に整合していることからも明らかなように、第１の色変化顔料と第２の顔料は等色する。
以下の表３に、種々の照明条件下における第１の顔料および第２の顔料についてのΔＥ値を示す。
表３のスペクトルデータから、２つの顔料は色相（hue）、明度、および彩度について一致し、結果強度に等色した。顔料対間をシームレスに見るための最小知覚色差についての等色は約０ΔＥ～約２．０ΔＥであり、例えば、約１．５ΔＥ～約２．０ΔＥである。加えて、顔料対間を毛線分離して見るための最小知覚色差は約０ΔＥ～約５．０ΔＥであり、例えば約２．０ΔＥ～約５．０ΔＥである。
図４に、実施例１において用いた顔料のスペクトル結果を示すが、視野角を第１の視野角である１０度から第２の視野角である３０度に変化させている。当該図から、第１の視野角において等色（ピーク・バレーが整合して幅および間隔が一致）し、第２の視野角において等色しない（ピーク・バレーが整合していない）ことがわかる。
以下の表４に、完全白色光下での、第１の視野角である１０度および第２の視野角である３０度における第１の顔料および第２の顔料についてのΔＥ値を示す。
表４におけるスペクトルデータから、第１の顔料および第２の顔料は第１の視野角（ＬｏＲＩ１０およびＨｉＲＩ１０）において等色するが、第２の視野角（ＬｏＲＩ３０およびＨｉＲＩ３０）において等色しないことがわかる。
上記の記載から、当業者は、本願明細書の教示内容が種々の形態において実施可能であることを理解しうる。したがって、これらの教示内容を特定の実施形態と関連して記載してきたが、本願の教示内容の真の範囲は限定されるべきものではない。本明細書における開示の範囲を逸脱することなく種々の変更および改変が可能である。
本開示の範囲は広義に解釈すべきである。本開示は、本明細書において開示したデバイス、機能、および機械的作用を達成するための均等物、手段、システム、および方法を開示することを意図している。開示されたデバイス、物品、方法、手段、機械的素子または機構のそれぞれについて、本開示は、本明細書に開示した多くの態様、機構、およびデバイスを実施するための均等物、手段、システム、および方法をその開示において包含し、教示することも意図している。加えて、本開示は、コーティングおよびその多くの態様、特長、および素子に関する。そのようなデバイスは、使用および操作においてダイナミックなものとすることができ、本開示は、本明細書に開示された記載、動作および機能の主旨と一致するデバイスの使用方法および／または製品およびその多くの態様を包含することを意図している。本願の特許請求の範囲も同様に広く解釈されるべきである。
本明細書における発明の多くの実施形態の記載は本質的に例示的に過ぎず、したがって、本発明の主旨を逸脱しない各種変更例は本発明の範囲内であることを意図している。このような変更例は、本発明の精神および範囲を逸脱するものとはみなされない。
Claims (16)
- 基板と、
前記基板の第１の領域上に設けられ、５層構造である第１の色変化顔料と、
前記基板の第２の領域上に設けられ、７層構造であり少なくとも３つの高屈折率誘電体層及び反射体層を含む第２の顔料と、
を備えるセキュリティデバイスであって、
前記第１の色変化顔料と前記第２の顔料とは、第１の視野角において等色し、
前記第１の色変化顔料は、前記第２の顔料中の誘電体材料とは異なる誘電体材料を含む、セキュリティデバイス。 - 前記第１の色変化顔料は、低屈折率材料を有する誘電体層を含む、請求項１に記載のセキュリティデバイス。
- 前記第１の色変化顔料の光学厚みは、前記第２の顔料の光学厚みとは異なる、請求項１に記載のセキュリティデバイス。
- 前記第１の色変化顔料の光学厚みは、前記第２の顔料の光学厚みよりも厚い、請求項１に記載のセキュリティデバイス。
- 前記第１の色変化顔料は、以下の構造、吸収層／誘電体層／反射体層／誘電体層／吸収層の構造を有する、請求項１に記載のセキュリティデバイス。
- 前記第２の顔料は、以下の構造、誘電体層／吸収層／誘電体層／反射体層／誘電体層／吸収層／誘電体層の構造を有する、請求項１に記載のセキュリティデバイス。
- 前記第１の色変化顔料はフッ化マグネシウム層を含む、請求項１に記載のセキュリティデバイス。
- 前記第２の顔料は硫化亜鉛層を含む、請求項１に記載のセキュリティデバイス。
- 前記第２の顔料は、視野角の変化に伴いゆっくり色変化する、請求項１に記載のセキュリティデバイス。
- 前記第１の色変化顔料は、視野角の変化に伴い色変化する、請求項１に記載のセキュリティデバイス。
- 前記第１の色変化顔料は磁気層を含む、請求項１に記載のセキュリティデバイス。
- 前記第２の顔料は磁気層を含む、請求項１に記載のセキュリティデバイス。
- 前記等色は、隣接する前記第１の色変化顔料および第２の顔料間がシームレス分離して見える約０ΔＥ～約２．０ΔＥの最小知覚色差を含む、請求項１に記載のセキュリティデバイス。
- 前記等色は、隣接する前記第１の色変化顔料および第２の顔料間が毛線分離して見える約０ΔＥ～約５．０ΔＥの最小知覚色差を含む、請求項１に記載のセキュリティデバイス。
- 基板の第１の領域に５層構造を含む第１の色変化顔料を塗布することと、
前記基板の前記第１の領域に隣接する第２の領域に少なくとも３つの高屈折率誘電体層及び反射体層を有する７層構造を含む第２の顔料を塗布してセキュリティデバイスを形成することと、を含む、セキュリティデバイスを作成する方法。 - 請求項１に記載のセキュリティデバイスを、第１の視野角においてスペクトル計測することと、
前記セキュリティデバイスを、第２の視野角においてスペクトル計測することと、を含むセキュリティデバイスの自動認証の方法であって、
前記セキュリティデバイスの第１の色変化顔料と前記セキュリティデバイスの第２の顔料とは、前記第１の視野角において等色し、前記第２の視野角において等色しない、方法。
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