JPH06118229A - ピーク抑制を有する光学的に可変な干渉装置及び方法 - Google Patents
ピーク抑制を有する光学的に可変な干渉装置及び方法Info
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- JPH06118229A JPH06118229A JP3205766A JP20576691A JPH06118229A JP H06118229 A JPH06118229 A JP H06118229A JP 3205766 A JP3205766 A JP 3205766A JP 20576691 A JP20576691 A JP 20576691A JP H06118229 A JPH06118229 A JP H06118229A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 追加の色をもたらすことのできる光学的に可
変な干渉装置及び方法を提供することである。 【構成】 ピーク抑制を有する光学的に可変な干渉装置
（１１）が、第一と第二の面（１７、１８）を備えた反
射層（１６）を有し、第一の面（１７）には、薄膜多層
干渉スタックが設けられている。干渉スタックは、少な
くとも二つの周期を備え、各周期は、金属吸収層（２
１、２３）と誘電スペーサー層（２２、２４）とを備え
ている。
変な干渉装置及び方法を提供することである。 【構成】 ピーク抑制を有する光学的に可変な干渉装置
（１１）が、第一と第二の面（１７、１８）を備えた反
射層（１６）を有し、第一の面（１７）には、薄膜多層
干渉スタックが設けられている。干渉スタックは、少な
くとも二つの周期を備え、各周期は、金属吸収層（２
１、２３）と誘電スペーサー層（２２、２４）とを備え
ている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ピーク抑制を有する光
学的に可変な干渉装置、及び方法に関する。
学的に可変な干渉装置、及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第4,705,300号、第4,705,356号
及び第4,779,898号には、薄膜光学的可変製品、及び干
渉装置における限られた範囲の色の光学的シフトを提供
する方法が開示されている。これらの色は、薄膜コーテ
ィングを傾けて有効光干渉路(effective light interfe
rence path)を変化させることによって起こる干渉現象
に基づくものである。これらのデザインは、ブロッキン
グダイ(blocking dye)と協働して、減色すること、又は
色を変えること(modifying)、又は高角(high angles)で
光をブロックすることにより追加の色を得ることを可能
にしている。しかしながら、斯かるアプローチは、限ら
れた範囲の色の光学的シフトのみを提供するものであ
る。薄膜デザインの光学的に可変な干渉装置、即ち光学
シフターにおいて利用できる追加の色に対する要望があ
る。
及び第4,779,898号には、薄膜光学的可変製品、及び干
渉装置における限られた範囲の色の光学的シフトを提供
する方法が開示されている。これらの色は、薄膜コーテ
ィングを傾けて有効光干渉路(effective light interfe
rence path)を変化させることによって起こる干渉現象
に基づくものである。これらのデザインは、ブロッキン
グダイ(blocking dye)と協働して、減色すること、又は
色を変えること(modifying)、又は高角(high angles)で
光をブロックすることにより追加の色を得ることを可能
にしている。しかしながら、斯かるアプローチは、限ら
れた範囲の色の光学的シフトのみを提供するものであ
る。薄膜デザインの光学的に可変な干渉装置、即ち光学
シフターにおいて利用できる追加の色に対する要望があ
る。
【０００３】
【発明の目的】概括的に、本発明の目的は、追加の色を
もたらすことのできる光学的に可変な干渉装置及び方法
を提供することである。本発明の他の目的は、ピーク抑
制を利用した上記の特徴の装置及び方法を提供すること
である。
もたらすことのできる光学的に可変な干渉装置及び方法
を提供することである。本発明の他の目的は、ピーク抑
制を利用した上記の特徴の装置及び方法を提供すること
である。
【０００４】本発明の他の目的は、二以上の周期を利用
した上記の特徴の装置及び方法を提供することである。
本発明の他の目的は、少なくとも一つの色が抑制される
上記の特徴の装置及び方法を提供することである。本発
明の他の目的は、多数の色が抑制される上記の特徴の装
置及び方法を提供することである。
した上記の特徴の装置及び方法を提供することである。
本発明の他の目的は、少なくとも一つの色が抑制される
上記の特徴の装置及び方法を提供することである。本発
明の他の目的は、多数の色が抑制される上記の特徴の装
置及び方法を提供することである。
【０００５】本発明の他の目的は、より高い彩度及び色
の純度をもたらす上記の特徴の装置及び方法を提供する
ことである。本発明の他の目的は、広い抑制範囲を利用
した上記の特徴の装置及び方法を提供することである。
本発明の他の目的は、赤外域に抑制がある上記の特徴の
装置及び方法を提供することである。
の純度をもたらす上記の特徴の装置及び方法を提供する
ことである。本発明の他の目的は、広い抑制範囲を利用
した上記の特徴の装置及び方法を提供することである。
本発明の他の目的は、赤外域に抑制がある上記の特徴の
装置及び方法を提供することである。
【０００６】本発明の追加の目的及び特徴は、添付図面
とともに詳細に述べる好ましい実施態様の以下の説明か
ら明らかとなろう。
とともに詳細に述べる好ましい実施態様の以下の説明か
ら明らかとなろう。
【０００７】
【実施例】一般に、ピーク抑制を有する光学的に可変な
干渉装置は、第一及び第二の面を有する基板を備えてい
る。第一の面には、薄膜多層干渉被膜が設けられてい
る。干渉被膜は、面を有する金属反射層と、金属反射層
の面に形成された少なくとも二つの周期(period)とを備
え、各周期は、金属吸収層と、スペーサー誘電層とを備
えている。干渉被膜は、干渉被膜の反射率曲線の少なく
とも一つのピークを抑制する働きをする。
干渉装置は、第一及び第二の面を有する基板を備えてい
る。第一の面には、薄膜多層干渉被膜が設けられてい
る。干渉被膜は、面を有する金属反射層と、金属反射層
の面に形成された少なくとも二つの周期(period)とを備
え、各周期は、金属吸収層と、スペーサー誘電層とを備
えている。干渉被膜は、干渉被膜の反射率曲線の少なく
とも一つのピークを抑制する働きをする。
【０００８】添付図面の図１により詳細に示すように、
本発明の光学的に可変な干渉装置１１が、基板１２に設
けられている。基板１２は、ポリエチレンテレフタレー
ト(PET)等の適当なプラスチックからなる適当な材料、
例えば可撓性のウェブ等から形成することができ、適当
な厚さ、例えば２〜７ミルの範囲の厚さのものでよい。
光学的に可変な干渉装置１１は、面１７及び１８を有す
る反射層１６を備えていて少なくとも二つの周期が面の
内の一つ、例えば面１７に設けられた多層薄膜スタック
の形態で、非対称な装置を提供している。各々の周期
は、金属吸収層及びスペーサー誘電層からなっている。
薄膜干渉スタック１１を基板に形成して、非対称な光学
的に可変な干渉装置１１を提供するため、周期を形成す
る薄膜層が、基板１２の面１３に逆の順序に設けられ
る。そのため、吸収層１が、最初に基板１２の面１３に
設けられ、次いで２２で特定される誘電スペーサー層１
が設けられて第一の周期を形成し、この周期に、第二の
周期用の層２３として特定される吸収層２及び２４とし
て特定される誘電スペーサー層２が続き、しかる後、そ
の上に反射層１６を蒸着させる。斯くして、二つの誘電
スペーサーと二つの吸収層が交互に備った二周期の干渉
スタックが提供されることがわかる。
本発明の光学的に可変な干渉装置１１が、基板１２に設
けられている。基板１２は、ポリエチレンテレフタレー
ト(PET)等の適当なプラスチックからなる適当な材料、
例えば可撓性のウェブ等から形成することができ、適当
な厚さ、例えば２〜７ミルの範囲の厚さのものでよい。
光学的に可変な干渉装置１１は、面１７及び１８を有す
る反射層１６を備えていて少なくとも二つの周期が面の
内の一つ、例えば面１７に設けられた多層薄膜スタック
の形態で、非対称な装置を提供している。各々の周期
は、金属吸収層及びスペーサー誘電層からなっている。
薄膜干渉スタック１１を基板に形成して、非対称な光学
的に可変な干渉装置１１を提供するため、周期を形成す
る薄膜層が、基板１２の面１３に逆の順序に設けられ
る。そのため、吸収層１が、最初に基板１２の面１３に
設けられ、次いで２２で特定される誘電スペーサー層１
が設けられて第一の周期を形成し、この周期に、第二の
周期用の層２３として特定される吸収層２及び２４とし
て特定される誘電スペーサー層２が続き、しかる後、そ
の上に反射層１６を蒸着させる。斯くして、二つの誘電
スペーサーと二つの吸収層が交互に備った二周期の干渉
スタックが提供されることがわかる。
【０００９】二周期多層干渉スタックにおいて最高の色
が達成されることがわかった。外部吸収層１は、最内部
吸収層の厚さの三分の一と二分の一との間の厚さにする
のがよい。最良の結果を得るためには、吸収層を、クロ
ム、ニッケル、パラジウム等の灰色金属(grey metal)か
らつくるべきであることがわかった。灰色金属の望まし
い特性は、米国特許第4,705,356号に記載されている。
が達成されることがわかった。外部吸収層１は、最内部
吸収層の厚さの三分の一と二分の一との間の厚さにする
のがよい。最良の結果を得るためには、吸収層を、クロ
ム、ニッケル、パラジウム等の灰色金属(grey metal)か
らつくるべきであることがわかった。灰色金属の望まし
い特性は、米国特許第4,705,356号に記載されている。
【００１０】反射層１６は、銀又はアルミニウム等の高
反射性材料でできているのがよいが、クロム、ニッケル
及びパラジウム等のより反射性の低い材料を用いること
もできる。銅及び金でも利用することはできるが、これ
らは、高分散性でスペクトルの青色端において反射率が
低く、そのため光を歪め、本発明にしたがい以下本明細
書において説明するピークを抑制する能力を制限する傾
向があるため、望ましくない。反射層１６は、ほぼ不透
明になるように充分厚くすべきである。例えば、アルミ
ニウムに関しては、このことは、アルミニウムは、約40
0 の厚さにすべきであるが、所望であれば、1000 ま
での範囲の厚さが可能であることを意味する。しかしな
がら、厚さを増すことが干渉装置の性能を増すことには
ならず、費用が増えることになるだけである。本発明の
応用で半透明な反射層１６を備えることができることが
認識さるべきである。
反射性材料でできているのがよいが、クロム、ニッケル
及びパラジウム等のより反射性の低い材料を用いること
もできる。銅及び金でも利用することはできるが、これ
らは、高分散性でスペクトルの青色端において反射率が
低く、そのため光を歪め、本発明にしたがい以下本明細
書において説明するピークを抑制する能力を制限する傾
向があるため、望ましくない。反射層１６は、ほぼ不透
明になるように充分厚くすべきである。例えば、アルミ
ニウムに関しては、このことは、アルミニウムは、約40
0 の厚さにすべきであるが、所望であれば、1000 ま
での範囲の厚さが可能であることを意味する。しかしな
がら、厚さを増すことが干渉装置の性能を増すことには
ならず、費用が増えることになるだけである。本発明の
応用で半透明な反射層１６を備えることができることが
認識さるべきである。
【００１１】光学的に可変な干渉装置１１を基板１２か
ら離すことができるようにするため、誘電スタックを形
成する層を基板１２に蒸着させる前に、剥離被膜を表面
１３に蒸着させることが望ましい。多層干渉スタック１
１は、従来の真空チャンバーを用いて従来の方法で蒸着
させることができる。そのため、吸収層２１が最初に面
１３に蒸着され、この吸収層は、クロム等の適当な灰色
金属からなり、20〜150 の範囲、典型的には約35 の
厚さを有する。誘電層２２を、所望の色により400〜150
0nmの設計波長範囲で、四分の二波長の光学的厚さに吸
収層２１に蒸着させる。このスペーサー層は、有効な結
果を得るには、屈折率Ｎが1.65以下のフッ化マグネシウ
ム(MgF2)又は酸化珪素(SiO2)等の適当な低屈折率材料か
らできている。次いで、吸収層２３を、約100 の厚さ
に蒸着させるが、この吸収層２３は、吸収層２１と同じ
材料のものである。スペーサー層２２と同じ厚さに形成
され、同じ材料のものであるスペーサー層２４が、これ
に続く。二つの周期を蒸着させた後、反射層１６を、本
明細書で先に述べたようなほぼ不透明な厚さで、誘電ス
ペーサー層２４に蒸着させる。
ら離すことができるようにするため、誘電スタックを形
成する層を基板１２に蒸着させる前に、剥離被膜を表面
１３に蒸着させることが望ましい。多層干渉スタック１
１は、従来の真空チャンバーを用いて従来の方法で蒸着
させることができる。そのため、吸収層２１が最初に面
１３に蒸着され、この吸収層は、クロム等の適当な灰色
金属からなり、20〜150 の範囲、典型的には約35 の
厚さを有する。誘電層２２を、所望の色により400〜150
0nmの設計波長範囲で、四分の二波長の光学的厚さに吸
収層２１に蒸着させる。このスペーサー層は、有効な結
果を得るには、屈折率Ｎが1.65以下のフッ化マグネシウ
ム(MgF2)又は酸化珪素(SiO2)等の適当な低屈折率材料か
らできている。次いで、吸収層２３を、約100 の厚さ
に蒸着させるが、この吸収層２３は、吸収層２１と同じ
材料のものである。スペーサー層２２と同じ厚さに形成
され、同じ材料のものであるスペーサー層２４が、これ
に続く。二つの周期を蒸着させた後、反射層１６を、本
明細書で先に述べたようなほぼ不透明な厚さで、誘電ス
ペーサー層２４に蒸着させる。
【００１２】多層干渉スタックに関し、二つの周期のみ
示したが、本明細書で先に説明した周期と同じ材料で同
じ厚さに追加の周期を形成し、図３〜図１０に示すグラ
フからわかるようないろいろな結果を得ることができ
る。図１に示す光学的可変干渉装置は、非対称なので、
この装置のただ一つの面だけを見る場合に最も役に立
つ。このことは、多くの用途、例えば、押箔の用途等に
おいて確かなことである。そのような用途では、新しい
面に移す装置の反射層１６の面１８に適当な接着剤を塗
布し、そうすることで多層干渉スタック１１を基板１２
から離すと、吸収層２１の面２６が露出する。これで光
学的に可変なスタックが、面２６の方向から見えるよう
になる。
示したが、本明細書で先に説明した周期と同じ材料で同
じ厚さに追加の周期を形成し、図３〜図１０に示すグラ
フからわかるようないろいろな結果を得ることができ
る。図１に示す光学的可変干渉装置は、非対称なので、
この装置のただ一つの面だけを見る場合に最も役に立
つ。このことは、多くの用途、例えば、押箔の用途等に
おいて確かなことである。そのような用途では、新しい
面に移す装置の反射層１６の面１８に適当な接着剤を塗
布し、そうすることで多層干渉スタック１１を基板１２
から離すと、吸収層２１の面２６が露出する。これで光
学的に可変なスタックが、面２６の方向から見えるよう
になる。
【００１３】一つの非対称な装置を図１に示したが、図
２に示すような複数の非対称な装置を容易に製造できる
ことが認識さるべきである。斯かる非対称なデザイン
は、薄膜多層干渉装置を割って、顔料に配合されるフレ
ークにする場合に特に望ましい。斯かる用途では、反射
層の各々の側に多層干渉被膜を有することが特に望まし
い。非対称な光学的に可変な干渉装置２９が図２に示さ
れ、この装置は、面３２を有する基板３１に設けられて
いる。基板３１は、基板１２と同じ種類のものでよい。
光学的に可変な干渉装置２９は、面３７及び３８を有す
る反射層３６を備え、非対称の多層干渉スタックが、両
方の面３７及び３８に備っており、各スタックは、少な
くとも二つの周期を備え、各周期は、金属吸収層及び誘
電スペーサー層を備えている。光学的に可変な干渉装置
２９の製造を容易にするため、この干渉装置を、従来の
方法で従来の真空チャンバー内で形成することができ
る。図１に関して説明したように、基板３１の面３２
は、剥離層を備えて光学的に可変な装置を基板３１から
容易に離れるようにすることができる。
２に示すような複数の非対称な装置を容易に製造できる
ことが認識さるべきである。斯かる非対称なデザイン
は、薄膜多層干渉装置を割って、顔料に配合されるフレ
ークにする場合に特に望ましい。斯かる用途では、反射
層の各々の側に多層干渉被膜を有することが特に望まし
い。非対称な光学的に可変な干渉装置２９が図２に示さ
れ、この装置は、面３２を有する基板３１に設けられて
いる。基板３１は、基板１２と同じ種類のものでよい。
光学的に可変な干渉装置２９は、面３７及び３８を有す
る反射層３６を備え、非対称の多層干渉スタックが、両
方の面３７及び３８に備っており、各スタックは、少な
くとも二つの周期を備え、各周期は、金属吸収層及び誘
電スペーサー層を備えている。光学的に可変な干渉装置
２９の製造を容易にするため、この干渉装置を、従来の
方法で従来の真空チャンバー内で形成することができ
る。図１に関して説明したように、基板３１の面３２
は、剥離層を備えて光学的に可変な装置を基板３１から
容易に離れるようにすることができる。
【００１４】図１に示す光学的に可変な装置を、基板１
２の方向から見ると、基板１２が透明でしっかりと色が
着いていると仮定すると、この装置は、色が着いて見え
る。しかしながら、面２６の方向から見直してみると、
この装置は、反射層１６の均一な反射を示し、無色であ
る。吸収層４１を最初に面３２に蒸着させ、続いて誘電
スペーサー層４２、吸収層４３及びスペーサー層４４を
蒸着させる。しかる後、反射層３６を、誘電スペーサー
層４４に蒸着させる。反射層に続いて、誘電スペーサー
層４６、吸収層４７、誘電スペーサー層４８及び吸収層
４９を蒸着させ、二つの周期金属誘電スタックが反射層
３６の両面３７及び３８に備って面５１を吸収層４９
に、表面層５２を吸収層４１に備えた光学的に可変な干
渉装置を提供する。先に指摘したように、反射層３６の
各側面に備った多層干渉スタックに関し、二つの周期の
み示したが、所望であれば、追加の周期を備えることが
できる。吸収層も誘電スペーサー層も、それぞれが、図
１に示す光学的に可変な干渉装置１１に関して説明した
ように、同じ材料で同じ厚さに形成することができる。
図２に示す仕方で層を蒸着させることにより、装置２９
を基板３１から離した場合に、装置２９をばらばらに壊
し、反射層３６の各側面に同じ材料で同じ厚さに形成さ
れた層に関して対称なフレークにすることができ、不透
明な反射層３６の両側の被膜に関し同じ干渉スタックを
提供する。
２の方向から見ると、基板１２が透明でしっかりと色が
着いていると仮定すると、この装置は、色が着いて見え
る。しかしながら、面２６の方向から見直してみると、
この装置は、反射層１６の均一な反射を示し、無色であ
る。吸収層４１を最初に面３２に蒸着させ、続いて誘電
スペーサー層４２、吸収層４３及びスペーサー層４４を
蒸着させる。しかる後、反射層３６を、誘電スペーサー
層４４に蒸着させる。反射層に続いて、誘電スペーサー
層４６、吸収層４７、誘電スペーサー層４８及び吸収層
４９を蒸着させ、二つの周期金属誘電スタックが反射層
３６の両面３７及び３８に備って面５１を吸収層４９
に、表面層５２を吸収層４１に備えた光学的に可変な干
渉装置を提供する。先に指摘したように、反射層３６の
各側面に備った多層干渉スタックに関し、二つの周期の
み示したが、所望であれば、追加の周期を備えることが
できる。吸収層も誘電スペーサー層も、それぞれが、図
１に示す光学的に可変な干渉装置１１に関して説明した
ように、同じ材料で同じ厚さに形成することができる。
図２に示す仕方で層を蒸着させることにより、装置２９
を基板３１から離した場合に、装置２９をばらばらに壊
し、反射層３６の各側面に同じ材料で同じ厚さに形成さ
れた層に関して対称なフレークにすることができ、不透
明な反射層３６の両側の被膜に関し同じ干渉スタックを
提供する。
【００１５】本明細書で以下に説明する本発明のデザイ
ンによる実施例として、赤から緑へ光学的に可変な干渉
装置、即ちシフター１１又は２９を、例えば約595nmの
設計波長で四分の二波長の厚さを有する誘電層、即ちス
ペーサーを利用することにより、造ることができる。灰
色から赤の装置、即ちシフター１１又は２９について
は、誘電層は、750nmで四分の二波長の厚さ有する。青
から赤の装置、即ちシフターについては、誘電層は、約
800〜850nmで四分の二波長の厚さを有する。
ンによる実施例として、赤から緑へ光学的に可変な干渉
装置、即ちシフター１１又は２９を、例えば約595nmの
設計波長で四分の二波長の厚さを有する誘電層、即ちス
ペーサーを利用することにより、造ることができる。灰
色から赤の装置、即ちシフター１１又は２９について
は、誘電層は、750nmで四分の二波長の厚さ有する。青
から赤の装置、即ちシフターについては、誘電層は、約
800〜850nmで四分の二波長の厚さを有する。
【００１６】図３には、本発明を具現化する新しい光学
的に可変な干渉装置により得られる新しい色を示すグラ
フが示されている。赤から緑への色のシフトが、図３に
示され、曲線５６は、0゜の視角で見た赤色をもたらす
図１の二周期デザインを表わし、点線の曲線５７は、45
゜で見た緑色をもたらす図１の二周期デザインを表わ
す。わかるように、非常に強い反射率のピークが、５６
a及び５７aで得られる。ピークは、反射層１６又は３６
にアルミニウムを使用した場合にほぼ90％である。図３
のグラフは、400〜450nmの範囲である青の領域には、反
射率のピークが無いことを示している。斯くして、図２
のグラフは、青色の抑制があったことを示している。追
加の周期がない場合には、一周期デザインは、二周期デ
ザインによりもたらされる赤から緑への色のシフトより
もむしろ赤紫から緑への色のシフトをもたらす。
的に可変な干渉装置により得られる新しい色を示すグラ
フが示されている。赤から緑への色のシフトが、図３に
示され、曲線５６は、0゜の視角で見た赤色をもたらす
図１の二周期デザインを表わし、点線の曲線５７は、45
゜で見た緑色をもたらす図１の二周期デザインを表わ
す。わかるように、非常に強い反射率のピークが、５６
a及び５７aで得られる。ピークは、反射層１６又は３６
にアルミニウムを使用した場合にほぼ90％である。図３
のグラフは、400〜450nmの範囲である青の領域には、反
射率のピークが無いことを示している。斯くして、図２
のグラフは、青色の抑制があったことを示している。追
加の周期がない場合には、一周期デザインは、二周期デ
ザインによりもたらされる赤から緑への色のシフトより
もむしろ赤紫から緑への色のシフトをもたらす。
【００１７】図３に示す曲線は、コンピュータにより作
成されたデータであるが、コンピュータにより作成され
た曲線と、本発明にしたがってつくられた実際の箔と顔
料から得られる曲線との間には、高度の一致性があるこ
とがわかった。そのため、非常に色の強い高反射性ピー
クが、中間にある色のピークが抑制されたことを示す中
間の低反射率とともにもたらされる。
成されたデータであるが、コンピュータにより作成され
た曲線と、本発明にしたがってつくられた実際の箔と顔
料から得られる曲線との間には、高度の一致性があるこ
とがわかった。そのため、非常に色の強い高反射性ピー
クが、中間にある色のピークが抑制されたことを示す中
間の低反射率とともにもたらされる。
【００１８】図４には、図１及び図２に示す二周期デザ
インから得ることのできる赤から緑への色のシフトと、
従来技術の単一周期デザインから得られる色のシフトと
を比較するグラフを示す。斯くて、実線の曲線６１は、
色の抑制のない単一周期デザインを表わすのに対し、点
線の曲線６２は、交互の又は周期的なピークの抑制のあ
る二周期デザインを表わす。よって、６２a、６２b及び
６２cにおいて交互のピークの抑制がもたらされたこと
がわかる。抑制があるのは、1.3ミクロン、0.38ミクロ
ン即ち380nm、及び0.25ミクロン即ち25nmにおいてであ
る。
インから得ることのできる赤から緑への色のシフトと、
従来技術の単一周期デザインから得られる色のシフトと
を比較するグラフを示す。斯くて、実線の曲線６１は、
色の抑制のない単一周期デザインを表わすのに対し、点
線の曲線６２は、交互の又は周期的なピークの抑制のあ
る二周期デザインを表わす。よって、６２a、６２b及び
６２cにおいて交互のピークの抑制がもたらされたこと
がわかる。抑制があるのは、1.3ミクロン、0.38ミクロ
ン即ち380nm、及び0.25ミクロン即ち25nmにおいてであ
る。
【００１９】図５には、図４に示す曲線と同じ曲線を、
nmの波長ではなく、1センチメーターあたり(cm-1)の波
数でプロットする別のグラフを示す。当業者の間では、
波長は、10000を波数で割ったものとして定義される。
図５に示すように波数に対して反射率曲線をプロットす
ることにより、ピークは、波数間隔において当距離であ
ることが判り、本発明にしたがって為されたピークの抑
制の効果がはるかに判りやすくなる。曲線６４は、曲線
６１に対応し、点線の曲線６６は、曲線６２に対応して
いる。斯くして、図５では、ピークが６６a、６６b及び
６６cにおいて抑制されており、それぞれ以下のように
対応していることが判る。約7690(cm-1)におけるピーク
が抑制されており、約7690(cm-1)には、1.3ミクロンが
相当する。もう一つの曲線６２の約380nmにおけるピー
クに対応するピークも、約26000(cm-1)において抑制さ
れている。図４の曲線６２の0.25ミクロンにおける６２
cでは殆ど見ることのできないピークに対応する更に別
のピークが、約40000(cm-1)における６６cで抑制されて
いる。そのため、反射率を波数で図示することにより、
色の周期的抑制が、はるかに容易に判る。
nmの波長ではなく、1センチメーターあたり(cm-1)の波
数でプロットする別のグラフを示す。当業者の間では、
波長は、10000を波数で割ったものとして定義される。
図５に示すように波数に対して反射率曲線をプロットす
ることにより、ピークは、波数間隔において当距離であ
ることが判り、本発明にしたがって為されたピークの抑
制の効果がはるかに判りやすくなる。曲線６４は、曲線
６１に対応し、点線の曲線６６は、曲線６２に対応して
いる。斯くして、図５では、ピークが６６a、６６b及び
６６cにおいて抑制されており、それぞれ以下のように
対応していることが判る。約7690(cm-1)におけるピーク
が抑制されており、約7690(cm-1)には、1.3ミクロンが
相当する。もう一つの曲線６２の約380nmにおけるピー
クに対応するピークも、約26000(cm-1)において抑制さ
れている。図４の曲線６２の0.25ミクロンにおける６２
cでは殆ど見ることのできないピークに対応する更に別
のピークが、約40000(cm-1)における６６cで抑制されて
いる。そのため、反射率を波数で図示することにより、
色の周期的抑制が、はるかに容易に判る。
【００２０】図６は、本発明の二周期デザインにより可
能となり、従来技術の単一周期デザインを用いたのでは
不可能な他のグラフを示している。青から黒への色のシ
フトがもたらされる。実線の曲線６８は、普通の視角で
ある0゜で反射される色を表わし、点線の曲線６９は、4
5゜の視角で反射される色を表わしている。0゜で反射さ
れる色は青であり、45゜で反射される色は黒である。
能となり、従来技術の単一周期デザインを用いたのでは
不可能な他のグラフを示している。青から黒への色のシ
フトがもたらされる。実線の曲線６８は、普通の視角で
ある0゜で反射される色を表わし、点線の曲線６９は、4
5゜の視角で反射される色を表わしている。0゜で反射さ
れる色は青であり、45゜で反射される色は黒である。
【００２１】図７は、灰色から赤への他の色のシフトを
示すグラフである。実線の曲線７１は、0゜における反
射率を示し、点線の曲線７２は、45゜における反射率を
示している。0゜の曲線７１の780nmにおける最も右側の
ピーク７１aは灰色を示し、これに対し、曲線７２の約6
50nmにおける最も右側のピーク７２aは赤色を示す。そ
のため、0゜から45゜へとシフトすると、灰色っぽい色
(grey effect)からほぼ赤色への色のシフトが、もたら
される。
示すグラフである。実線の曲線７１は、0゜における反
射率を示し、点線の曲線７２は、45゜における反射率を
示している。0゜の曲線７１の780nmにおける最も右側の
ピーク７１aは灰色を示し、これに対し、曲線７２の約6
50nmにおける最も右側のピーク７２aは赤色を示す。そ
のため、0゜から45゜へとシフトすると、灰色っぽい色
(grey effect)からほぼ赤色への色のシフトが、もたら
される。
【００２２】図８には、単一周期デザインを用いた先行
技術の緑から青へのカラーシフターについてのグラフを
示す。実線の曲線７６及び点線の曲線７７は、それぞれ
0゜及び45゜における反射率を示している。曲線７６及
び７７のピーク７６a及び７７aは、約0.4〜0.7ミクロン
における可視スペクトルを包含するグラフの最も左側の
部分にあり、0゜から45゜に移動する際の緑から青への
色のシフトを示している。視角を0゜から45゜に変える
と、1.1ミクロンにおけるピーク(ピーク７６b)は、0.95
ミクロン(ピーク７７b)へとシフトする。
技術の緑から青へのカラーシフターについてのグラフを
示す。実線の曲線７６及び点線の曲線７７は、それぞれ
0゜及び45゜における反射率を示している。曲線７６及
び７７のピーク７６a及び７７aは、約0.4〜0.7ミクロン
における可視スペクトルを包含するグラフの最も左側の
部分にあり、0゜から45゜に移動する際の緑から青への
色のシフトを示している。視角を0゜から45゜に変える
と、1.1ミクロンにおけるピーク(ピーク７６b)は、0.95
ミクロン(ピーク７７b)へとシフトする。
【００２３】図９には、本発明の二周期デザインを利用
した緑から青へのカラーシフターについてのグラフを示
す。実線の曲線８１及び点線の曲線８２が、それぞれ0
゜及び45゜における反射率に関して示されている。青か
ら緑への色のシフトを与える400〜700nmの範囲にあるピ
ークは、残っているにに対し、図８に示す赤外域の反射
率曲線は、図９に示すように抑制されおり、近赤外領域
においては、実質的に反射率がゼロであるということが
判る。
した緑から青へのカラーシフターについてのグラフを示
す。実線の曲線８１及び点線の曲線８２が、それぞれ0
゜及び45゜における反射率に関して示されている。青か
ら緑への色のシフトを与える400〜700nmの範囲にあるピ
ークは、残っているにに対し、図８に示す赤外域の反射
率曲線は、図９に示すように抑制されおり、近赤外領域
においては、実質的に反射率がゼロであるということが
判る。
【００２４】図８及び図９に示すデザインは、何れも緑
から青への色のシフトをもたらすが、これら二つのデザ
インを一緒に使用して新規な効果を提供することもでき
る。例えば、パターンの半分を、図８に示す種類の単一
周期の緑から青へのシフターから得る一方、パターンの
もう半分を、図９に示す二周期の緑から青へのシフター
として備えることもできる。裸眼では、何れのシフター
も同じに見えるが、同じパターンを赤外線において検査
すると、二つのカラーシフターによりもたらされたパタ
ーンの差異が容易に明らかになり、機械で読み取り可能
である。そのため、パターンは、コード化されたメッセ
ージ又は簡単なバーコードの形態で、可視領域において
緑から青へのシフターにより与えられた固有識別手段に
加え、赤外領域において追加の固有識別手段を提供する
こともできる。
から青への色のシフトをもたらすが、これら二つのデザ
インを一緒に使用して新規な効果を提供することもでき
る。例えば、パターンの半分を、図８に示す種類の単一
周期の緑から青へのシフターから得る一方、パターンの
もう半分を、図９に示す二周期の緑から青へのシフター
として備えることもできる。裸眼では、何れのシフター
も同じに見えるが、同じパターンを赤外線において検査
すると、二つのカラーシフターによりもたらされたパタ
ーンの差異が容易に明らかになり、機械で読み取り可能
である。そのため、パターンは、コード化されたメッセ
ージ又は簡単なバーコードの形態で、可視領域において
緑から青へのシフターにより与えられた固有識別手段に
加え、赤外領域において追加の固有識別手段を提供する
こともできる。
【００２５】本発明に従い、追加の周期を利用すると、
追加の効果がうみだされることが判った。そのため、図
１０に示すように、四種類の周期デザインを通してそれ
ぞれの周期に関して曲線を示した。一周期曲線が、８６
で特定され、二重、即ち二周期曲線が、８７で特定され
る。三周期曲線が、８８で特定され、四周期曲線が、８
９で特定される。反射率曲線８６、８７、８８及び８９
は、波数(cm-1)で示した。曲線８６は、単一周期デザイ
ンの0゜における反射率の100〜100000の波数の範囲であ
り、増えている状態にある最も右側のピークを含めずに
合計１６のピークを示し、抑制がない。曲線８７は、二
重、即ち二周期デザインを表わしており、わかるよう
に、一つおきにピークを抑制しているため、８個のピー
クだけが残っている。曲線８８により示すように、三周
期デザインを利用すると、各４個のピークのうち３個が
抑制されるため、四つのピークだけがあることがわか
る。四周期デザインに関する曲線８９は、各８個のピー
クのうち７個が抑制されることを示し、そのため、図１
９に示すグラフには、二つのピークだけがある。
追加の効果がうみだされることが判った。そのため、図
１０に示すように、四種類の周期デザインを通してそれ
ぞれの周期に関して曲線を示した。一周期曲線が、８６
で特定され、二重、即ち二周期曲線が、８７で特定され
る。三周期曲線が、８８で特定され、四周期曲線が、８
９で特定される。反射率曲線８６、８７、８８及び８９
は、波数(cm-1)で示した。曲線８６は、単一周期デザイ
ンの0゜における反射率の100〜100000の波数の範囲であ
り、増えている状態にある最も右側のピークを含めずに
合計１６のピークを示し、抑制がない。曲線８７は、二
重、即ち二周期デザインを表わしており、わかるよう
に、一つおきにピークを抑制しているため、８個のピー
クだけが残っている。曲線８８により示すように、三周
期デザインを利用すると、各４個のピークのうち３個が
抑制されるため、四つのピークだけがあることがわか
る。四周期デザインに関する曲線８９は、各８個のピー
クのうち７個が抑制されることを示し、そのため、図１
９に示すグラフには、二つのピークだけがある。
【００２６】以上から、二つの誘電−吸収対を利用する
と、一つの波長、即ち色が抑制されることがわかる。追
加の周期を加えると、追加の色が抑制されて、反射率の
ピークの間により広い抑制範囲をもたらすことがわか
る。追加の、即ちより広い抑制範囲があると、残りのピ
ークは、色の純度がわずかに低くなり、強度が弱くなる
ことがある。追加の周期を利用することにより、より広
い抑制範囲を利用することで追加の色が得られることが
わかる。例えば、黒から赤及び黒から金色への色のシフ
トを達成することもできる。本発明のデザインを用いる
と、赤外領域に現れるピークを抑制することが可能であ
る。
と、一つの波長、即ち色が抑制されることがわかる。追
加の周期を加えると、追加の色が抑制されて、反射率の
ピークの間により広い抑制範囲をもたらすことがわか
る。追加の、即ちより広い抑制範囲があると、残りのピ
ークは、色の純度がわずかに低くなり、強度が弱くなる
ことがある。追加の周期を利用することにより、より広
い抑制範囲を利用することで追加の色が得られることが
わかる。例えば、黒から赤及び黒から金色への色のシフ
トを達成することもできる。本発明のデザインを用いる
と、赤外領域に現れるピークを抑制することが可能であ
る。
【００２７】図１０の曲線８６、８７、８８及び８９の
巾を調べると、反射率のピークは、周期の数が増えるに
したがい、やや広くなることがわかる。そのため、三周
期デザインのピークは、二周期デザインのピークよりも
やや広い。同様に、四周期デザインは、三周期デザイン
のピークの巾よりも、広い巾のピークを有する。ピーク
が広くなるにしたがい、色の純度がやや低下する。
巾を調べると、反射率のピークは、周期の数が増えるに
したがい、やや広くなることがわかる。そのため、三周
期デザインのピークは、二周期デザインのピークよりも
やや広い。同様に、四周期デザインは、三周期デザイン
のピークの巾よりも、広い巾のピークを有する。ピーク
が広くなるにしたがい、色の純度がやや低下する。
【００２８】四周期を越えて追加の周期を備えることに
は、重要な利点がないと考えられる。このような追加の
周期は、色の純度を低下させ、追加の周期を蒸着させる
ためのコストが追加されるだけである。一般に、本発明
にしたがい二以上の周期、即ち多重周期を利用すること
により、波形のピークを抑制し、単一周期デザインにお
いて達成される色のシフト効果以外のいろいろな色のシ
フト効果を達成することが可能であることがわかる。加
えて、補足の又は追加の保全能力(security capabiliti
es)を与えることを可能にする追加の特徴を提供するこ
とが可能である。
は、重要な利点がないと考えられる。このような追加の
周期は、色の純度を低下させ、追加の周期を蒸着させる
ためのコストが追加されるだけである。一般に、本発明
にしたがい二以上の周期、即ち多重周期を利用すること
により、波形のピークを抑制し、単一周期デザインにお
いて達成される色のシフト効果以外のいろいろな色のシ
フト効果を達成することが可能であることがわかる。加
えて、補足の又は追加の保全能力(security capabiliti
es)を与えることを可能にする追加の特徴を提供するこ
とが可能である。
【図１】本発明を具現化する周期的ピーク抑制を有する
光学的に可変な干渉装置の非対称デザインを示す断面図
である。
光学的に可変な干渉装置の非対称デザインを示す断面図
である。
【図２】本発明を具現化する周期的な広い抑制を有する
光学的に可変な干渉装置の対称デザインを示す断面図で
ある。
光学的に可変な干渉装置の対称デザインを示す断面図で
ある。
【図３】赤から緑への光学的に可変な干渉装置について
のグラフを示す図である。
のグラフを示す図である。
【図４】赤から緑への光学的に可変な装置と、赤紫から
緑への光学的に可変な装置との比較を示すグラフであ
る。
緑への光学的に可変な装置との比較を示すグラフであ
る。
【図５】図３と同様のグラフであるが、波長でなく波数
に対する反射率を示す図である。
に対する反射率を示す図である。
【図６】青から黒への光学的に可変な干渉装置について
のグラフを示す図である。
のグラフを示す図である。
【図７】灰色から赤への光学的に可変な干渉装置につい
てのグラフを示す図である。
てのグラフを示す図である。
【図８】従来技術の緑から青への光学的に可変な干渉装
置についてのグラフを示す図である。
置についてのグラフを示す図である。
【図９】抑制を有する青から緑への光学的に可変な干渉
装置についてのグラフを示す図である。
装置についてのグラフを示す図である。
【図１０】単一周期、二周期、三周期及び四周期デザイ
ンに関する曲線を示すグラフである。
ンに関する曲線を示すグラフである。
１１、２９…光学的に可変な干渉装置 １２、３１…基板 １６、３６…反射層 １７、３７…反射層の第一の面 １８、３８…反射層の第二の面 ２１、２３、４１、４３、４７、４９…吸収層 ２２、２４、４２、４４、４６、４８…誘電スペーサー
層
層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロジャー ダブリュー フィリップス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95405 サンタ ローザ ジャックリーン ドライヴ 466
Claims (17)
- 【請求項１】 第一及び第二の面を有する反射層と、 前記第一の面に設けられた薄膜多層干渉スタックとを備
え、 前記干渉スタックは、少なくとも二つの周期を備え、 各周期は、金属吸収層及び誘電スペーサー層を備えてい
ることを特徴とするピーク抑制を有する光学的に可変な
干渉装置。 - 【請求項２】 前記反射層は、ほぼ不透明な金属からな
ることを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記反射層は、半透明であることを特徴
とする請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 反射層のもう一方の面に設けた薄膜多層
干渉スタックを更に備え、該干渉スタックは、最初に指
定された干渉スタックと同じ数の層を有し、該層は、最
初に指定された干渉スタックの対応する層と同じ材料か
らなり、同じ厚さを有することを特徴とする請求項１記
載の装置。 - 【請求項５】 前記干渉スタックは、３個の周期を備え
ていることを特徴とする請求項１又は４記載の装置。 - 【請求項６】 前記干渉スタックは、４個の周期を備え
ていることを特徴とする請求項１又は４記載の装置。 - 【請求項７】 干渉スタックは、スペクトルの可視領域
においてピークを抑制するデザインを有することを特徴
とする請求項１記載の装置。 - 【請求項８】 干渉スタックは、スペクトルの可視領域
において一を越えるピークを抑制するデザインを有する
ことを特徴とする請求項６記載の装置。 - 【請求項９】 干渉スタックは、スペクトルの赤外領域
において少なくとも一つのピークを抑制することを特徴
とする請求項１記載の装置。 - 【請求項１０】 吸収層は、20 〜150 の範囲にある
厚さを有することを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項１１】 誘電層は、400〜1500nmの波長の設計
波長で約四分の二波長の光学的厚さを有することを特徴
とする請求項１記載の装置。 - 【請求項１２】 基板を更に有する光学的に可変な干渉
装置において、前記装置は前記基板に固定された面を有
することを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項１３】 不透明な反射層の面に設けた薄膜多層
干渉スタックを利用することにより、ピーク抑制を有す
る光学的に可変な干渉装置の製造方法において、各々が
誘電スペーサー層と金属吸収層を備えた二以上の周期を
有する干渉スタックを備えて少なくとも一つの色を抑制
する工程を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１４】 各周期の誘電スペーサー層及び吸収層
が、同じ材料でほぼ同じ厚さに形成されることを特徴と
する請求項１３記載の方法。 - 【請求項１５】 追加の周期を備えて追加の色を抑制す
る工程を更に含むことを特徴とする請求項１３記載の方
法。 - 【請求項１６】 干渉スタックを有する光学的に可変な
干渉装置において色を抑制する方法であって、二以上の
周期を干渉スタックに備えて少なくとも一つの色を抑制
することを特徴とする方法。 - 【請求項１７】 追加の周期を備えて追加の色を抑制す
る工程を更に含むことを特徴とする請求項１５記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US56841990A | 1990-08-16 | 1990-08-16 | |
| US568419 | 1990-08-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06118229A true JPH06118229A (ja) | 1994-04-28 |
| JP3041094B2 JP3041094B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=24271215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3205766A Expired - Lifetime JP3041094B2 (ja) | 1990-08-16 | 1991-08-16 | ピーク抑制を有する光学的に可変な干渉装置及び方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (2) | EP0472371B1 (ja) |
| JP (1) | JP3041094B2 (ja) |
| AT (1) | ATE172545T1 (ja) |
| CA (1) | CA2048564C (ja) |
| DE (1) | DE69130383T2 (ja) |
| HK (1) | HK1012719A1 (ja) |
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1991
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