JPS5971594A - 認証装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 この発明は薄板状材料全接合してその記事全認証するに
用いる認証装置の改良に関する。

１９８１年２月１９日付米国特許願第２３５９７０号　
（以後第１の米国出願と呼ぶ）および１９８２年６月１
１日付米国特許願第３８７６１４号（以後第２の米国出
願と呼ぶ）の各明細書開示の認証装置は、基板層と透明
な上被層とこの中間にあって双方に密着してこれを隔て
る被覆層とを含み、その中間層が凹凸ノζタン型の反射
回折格子を含み、その格子が特殊な断面形状、物理的振
幅および線周波数を持って、ここに入射する多色照明光
を少なくとも１対の対照色の光ビームに分離する働らき
をする。

評言すれば、上記第１の米国出願の認証装置は金属被覆
層を用いてこれにより基板層と上被層の間においてその
何れかの表面に矩形波または正弦波型の断面形状を持つ
凹凸パタンの金属化反射回折格子層を形成している。そ
の」二この回折格子構体はこれに入射する多色光を距離
３０　Ｌ：ＲＩにおける各ビームの最小角度幅が少なく
とも２ミリラジアンの互い（Ｃ隣接する１対の明瞭な対
照色の反射ビーノ・に分離するようして指定されている
。

上記第２の米国出願の認証装置（ｒ：ｉ誘電体基板とに
被層の中間にその基板および」被層層より屈折率の高い
誘電体被覆層を設け、これによつ−〔その装置が多色照
明光の入射角に応じる回折１戊色フィルタとして働らく
ようになっている。

寸た］９８］年２月１９日付米国特許願第＜；　３５９
７２号（以後第３の米国出願と呼ぶ）ＩＫは上記第１の
米国出願開示の形式の認証装置に用いられる細線型回折
［−手厚」正弦波格子構体が開示されている。

認証装置に干渉するのを防ぐため、基板と上被層の界面
（／′Ｃおける接合を充分にしてその界面で回折格子構
体を効果的に破壊することなく上被層を除去できないよ
うにすることが肝要である。」二記第１および第８の米
国出願の認証装置の場合は、何れも上被層と基板層が通
常同じプラスチック拐料（′−！たは少なくとも適合し
たプラスチック利料）で形成されているため、両者の直
接結合が極めて強力であるが、第１の米国出願の金層被
覆層のプラスチック上被層とプラスチック基板層への結
合（・ゴ上被層と基板層との直接結合より著しく弱い。

実際上記第２の米国用１゛頓明細」ではこの事実がいく
つ力・の理想化試料について詳述されているが、この理
想化試料では誘電体被覆５層が回折格子構体の各格子線
期間内で不連続で、上被層が各格子線内のその不連続部
で基板層と直接結合し得るようになっている。し力・し
またその第２の米国出願では実際上誘電体被覆層を形成
するための蒸着やイオノビームスバッタリング等の被着
技術がこのような理想化試料（回折格子構体の各格子線
期間内の不連続のため上被層と基板層の直接結合が可能
）を得ることが困難であるという事実が述べられている
。

〔発明の概要〕

この発明は−に詔第１および第２の米国出願明細１１１
、開示の形式の認証装置において、その所要の光学特性
に顕著な悪効果を及ぼすことなく、その上被層を基板層
ＶＣ極めて強固に接合する実用的技法に関するものであ
るＯ評言すれば、この発明の原ＪＪＩ！　＋’こより、
被覆層を少なくとも１つの方向に冶って複数の領Ｊｊ、
ｋに分割し２、隣接領域の少なくともその１つの方向ｙ
（沿う間隔ｉａ、少なくともその方向に沿う中心間距離
をｂとする。このａ、ｂの値口、”ざ）がａの１０倍程
度で、ａは回折格子の線周期２しり長く、ｂは肉眼で：
イハろうじて見えるほど充分小さい。また−］二被層は
被覆層の各隣接領域間の間隙内で基板層Ｃで直接結合さ
れている０ 〔詳細な説明〕 第１ａ図は上記第１の米国出願に開示された形式の回折
認証装置１００で、図示のように基板層１０４と」被層
層１．０６の界面に金属化反射型回折格子構体１０・３
が形成されている。基板層１０４は普通（重要ではない
が）プラスチック力）ら成り、その下面が薄板状材料（
図示せず）の被認、■物に接合すべき面である０上被層
１０６ハ入ｆｉ、ｊ多色光１ｏｓ　ｖＣ，４ＱＬＩで、
普通プラスチック行別（基板層１０・１と同じプラスチ
ック材ＸＳ＋でよい）から成っている。層ＬＬ１４　、
１０　（’＋の一方（普通は基板、“、７ＨＯ４）ＶＣ
は回折格子構体１０　：：が形成さ７′］１．２層１０
４．１０１３の接合前にその構体に金層被覆層（アルミ
ニウム活）が被着される。

第［ａ図に示すように、回折格子構体１．ｃｃ・σ）物
理的振幅はＡ、線層ルｊはｄである。この回１斤格子猫
体１０２の各線素子の断面形状＆：Ｊ：　（第１．ａ図
に例示するようＶＣ）正弦波型でも（第１ｂ図に例示す
るように）矩形波型でもよいが、何れの場合もとの認証
装置１（１０は金属化反射型回折格子（１ａ体１．０２
に入射する多色光に応じて視角１１てより異なる対照光
を示す回折光を反射する。例えば」二記第２の米国用）
領の発明は反射型回折格子構体がこれに入射する多色照
明光を隣接する各別の明瞭な少なくとも１対（７Ｄ　対
照色の反射ビームに分離し、その各ビームの距離３０ｃ
ｍＶ？−おけるビーム幅の最小角度値が少なくとも２ミ
リラジア／になるように指定さｆ″した断面形状、物理
的振幅および線周波数（線周期）の値を持つ凹凸バタン
として形成された回折認証装置１００を開示し７ている
が、この発明はこのような金属化反射２（ｌ！回折格子
構体に限定されず、回折ホログラトや上記第、ろの米国
出願に開示された基板層１０４と上被層１０すの凹凸パ
タン界面に設け／ζ金属捷たは非金属被覆層力・ら反射
が起る１−平原」位相格子の、Ｊ：うな他の形式の反射
型回折格子構体も含む。この発明の観点から重要なこと
は、基板層］、０４と上被層１．０６の間（で挾捷れた
被覆層］１０（金属化回折格子構体団２の厚さで示す）
のために両層［０４，１０６間の接合が直接結合の場合
より著しく弱くなることである。

第１ｂ図は上記第２の米国出願に開示された形式の回折
認証装置］、２０を示す。回折認証装置１．２０は吸収
染料層１２２、透明プラスチック基板層１２４、少なく
とも所定厚さを持つ高屈折率誘電体被覆層］２６および
透明プラスチック上被層１２８から成っている。

誘電体層１２６（通常無機化合物）は屈折率が基板層１
２４や上被層］２８より著しく高いが、その両層１２４
．１２Ｂの界面に回折格Ｆ　ＦＲｔ体全形成する凹凸バ
タンに適合する。この回折格子構体の線周期ｄ、は入射
する多色光１３０　Ｖｃ含捷れるすべごの波長に対して
充分燈いため、比較的低層１；〒率の基板層１２４と上
被層１２８には０次の回折線しか伝播しイ（？ないが、
高屈折率の誘電体被覆層］２６に沿つ−ＣＯ次の１次の
回折、腺が伝播し得るようＶＣなっている。

上記第２の米国出願の発明によれば、入射多色光１’３
０の一部が高屈折率の誘電体被覆層１２６カ・ら（その
多色光の入射角に等しい反射角で）反射し、残部が基板
層〕２４を透過して（図示されない被認証物に接合され
る）吸収染料層１２２　［吸収されろ結果になる。この
第２の米国出願の発明の型開な特徴は反射光の呈する色
が多色光１″５０の入射角と格子の向きにより変ること
である。もしその多色光が普通のときのように周囲光で
あれば、反射光の色は見る人の視角Ｊ：格子の向きの関
数として変ることになり、これが装置１２０を優７″１
．た回折認証装置として働らかせる特性である。

し力）し基板層１２４と」被層層１２８の界面に高屈折
率の誘電体被覆層］２６を挾む必要があるため、（普通
同じ拐刺で作Ｃ）れる）両層１２４．１２８を直接接合
するコニリ接着が著しく弱くなる。

説明のグこめ第２ａ図および第２ｂ図には第１ｂ図の高
ｈＩ（折率誘電体被覆層型の回折認証装置の改変構造に
この発明を適用したものを示したが、この発明ｒよ第１
３図の金属被覆層型の回折認証装置の同様の改変構造に
も同様に適用し得ることを卯解すべきである。

第２ａ図および第３９図では、基板層；２００の上面に
第１１〕図の形式の回折格子凹凸バタンか形成されてい
るが、誘電体被覆層２Ｑ２が個別領域群２０４（第２ａ
図では太線で示されている）Ｋ分割されている。

各領域５シ０４の隣接するものは幅ａの分離領域２０６
（第２ａ図では細、線で示されている）ＶＣより互いに
分離され、その中心間距離はｂである０、反射型回折は
被覆層、２０２の存在する領域２０４だけで行われるた
め、第２ｂ図の平面図の分離領域２０６内には回折格子
バタンか示されていまい。第２ｂ図の平面図でよく判る
ように、被覆層２０２は２つの直交方向に分割されて個
別方形領域群２０４を形成し、その２つの直交方向の一
方は回折格子＋線ｊｃ平行、他方は垂直になっている０
また第、′：！ｂ図に示すようυて、隣接する方形領域
２０４は両直交方向に間隔ａでＬＬいに分離され、その
中心量比１ｉ７ｆｔは両面′Ｚ方向においてｂであって
、各方形領域の１■積は（ｂ−ａ）”’である。この発
明の原梗によれば、ａ、、ｂの値がそれぞれｂｔｒｉ、
ａより１０倍程度大きくａは回折格子の線周期より著し
く大きい（従って間隔ａ内で反射回折は起らず、またそ
の間隔−自体も大き過ぎて光波長を回折しない）という
！特徴を有する。その上すは肉眼で少なくとも殆んど識
別不能、程度に充分小さい（すなわち普通の視距離例え
ば３０　Ｏｌでは、第２ｂ図の方形領域２０４のバタン
が微細で肉眼では明瞭に認知できない）。上記第２の米
国出、願に開示された形式の回折認証装置では、普通ａ
が１０〜３０μ、ｂが１００〜３００μであるが、この
範囲外のａ、ｂの値（但し前述の条件に適合するもの）
も他の用途には望ましいことがあることに注意さｈ、た
い。

上被層２０８が分離領域２０６内で基板層２００と直接
接触［７ているのは明ら力・で、基板層２００と上被層
＋Ａ（］８　ｉ１ｉ！：適当な拐４ｓｌを選３ぶことに
より険めで強力で緊密な結合が得られる。例えば基板層
２００と上被層；２０　ｆ３グ）双方にポリ塩化ビニル
（ＰＶＣ）板材料を使用することができ、この場合ＰＶ
’Ｃの上被層２０８を通常の熱間圧着法により被着する
と、ＰＶＣの基板層２００と融合して、分離領域２０６
内に２層間の強力な接着を形成する。他に使用可能な材
料としてポリカーボネートのような他のプラスチックが
ある。基板層と上被層の材Ａ；」は親密接触領域に良好
な接合が得られる限り同一である必要はない。

例えば上被層に熱硬化性または柴外線硬化性のエボギシ
樹脂のような利料を使用することもできる。

基板層と上被層の材料の屈折率が（同一材料で形成さ几
た場合のように）等しい力・極めて似ているときは、基
板の凹凸成形界面の光学的均質性が幅ａの分離領域２２
０６内でなくなるが、屈折率にいくら力・の差（適当な
材料間では０．１以下）があれば、残部の界面の位相格
子により弱い光面折効果がイ４％られる。１．−力・し
この効果は一般（τ間過き゛て普通の観測条件では見え
ない。

第２ａ図および第２ｂ図Ｇで示ず方形領域２・０６のバ
タン構成は多くの技法で得られるが、その中で良い結果
を得たものは適当なマスクを１利己で基板層（例えばｉ
”ＶＣ層）２００の成形面上Ｖこ誘電体被覆層月料を蒸
着する方法である。このマスクは自立ニッケル薄板でそ
の成形面に近接ｔたは接触さぜる。

誘電体材料はマスクの開口部１’ｉＺだけ被着して、第
２ａ図および第２ｂ図して示すような所定のバタンを得
る。このようなマスクは第３図に示す段階で製造するこ
とができる。すなわちクロム薄層３００を有するガラス
板３０２のような導電性基板に陽画用ホトレジスト（例
えば７プレＡＺ１．３５０Ｈ型）の厚層３０４を被着し
た後、３０６に示すように通常の写真製版技法によりバ
タン形成１〜で、幅ａの分離領域２０６に相当すべきク
ロム層３００の領域′５０８だけを除去する０次の段階
３１０では電鍍浴を用いてその除去された導電性クロム
層３００の領域に厚さ約１０μのニッケル層、５１２を
被着する。最後の段階３１２では残ったホトレジスト してイ（）ら力，た自立ニッケル薄板を下側のガラス板
３０２Ｊクロム層：ｓｏｏから剥離する。得らｈだニッ
ケル薄板構体は網目状マスクを形成するが、取扱いと波
層を第２ｂ図のように対（５する方形領域２０４のバタ
７に分割する７ｔめに用いる蒸発器への取伺けの便宜−
］−さらに丈夫々金金属持環に取イ」けることもテキル
。このマスクは金属ｆＧ９−．におよびその外国に積っ
た余分の誘電体が問題になり始めるまでに約５０〜］０
０回蒸着ンこ使用することができる。従って犬（テ；５
生産の場合はマスクを一定周期で交換する必要があるが
、適当な誘電体用溶媒に゛浸漬して洗浄するとともでき
る。

上記第１および第２の米国出願に開示さカフた形式の回
折認証装置を製造するとき、所定の符号また一文字の形
の回折構体を含１せたいことがしばしばある。Ａや０の
」：うな文字６まその外部から完全に隔離さｆ′１．た
島状領域を内側（で形成する。例えば第・１８図に示す
ように、金属マスク４０２の中にＡ字形領域を開口部４
００として形成しようとしても、’Ｃ　（７）　マスク
４．０２がその外側と開口部４　０　０　＆’こｊ　’
）　完全に隔離された島状領域４０４を必ず持っためで
きそうにない。すなわち第４ａ図では領」ψ４０４　ｉ
支間する方法がないが、第１１ｂ図に示す」：うｔｙ　
（トケニソケルメソンユ４０６を金属マスク４０２の一
部トシて用いれはその内部領域４０４が外部領域と物Ｆ
ＪＩ的に接合される。第３図の方法で製造したメッンユ
／＋ＯＧを用いた第４ｂ図に示すマスク（ｒま（第２ａ
図お」＝び第２ｂ図に示すこの発明シテ：より改変ざ力
，斤）第１ａ図および第１ｂ図（で示す形式の、文字へ
の」：うな内部島状領域を有する文字や初号の回折認証
装置の１（′１造に用いることができる。

ここに開示したこの発明の推奨実施例では、被覆層を方
形領域群；２０４ＶＣ分割し、その隣１妾領域間の間隔
を直交する２方向について同じ寸法ａと（〜たが、その
必要はなく、この発明（ｌま寸た第１３図または第］ｂ
図に示すようなイ黄造の回折認証装置を改変して、基板
層と上被層の界面の被覆層を少なくとも１つの方向につ
いて個別領賊群ｅこ分割し、その隣接領域が少なくとも
その方向に相互の間隔ａと中心間圧＝ｌｐ　＋）を持つ
ようにして実施することもできる。またその値ａ、ｂが
そ７′もそれ第２ａ図および第すウ１）図について述べ
た品質制限に合致することが肝要である。このように被
覆層を２方向に分割１〜だときでもその方向を相ｒ＋Ｌ
　ｔたは回折格子構体に対して直角（てする必要もなく
、２方向の一方の間隔ε）１を・他方の間隔ａ、と等し
くする必要もなく、１、た２方向に〆ｆ−）う中心間距
離ｂ１．１〕２を等しくする必要もない。

一般に分割された個別領域群は各領域の分ｉｉ「周１υ
１１）で周ｊυ］的しで分イ１ｊするが、この空間的周
期分イｂも重υではない。この発明の効果は互いに分離
した］月の隣接領域に関するａ、ｂの値が第２ａ図およ
び第２１）図について上述した品質制限ｐｒ合致する限
り、他の隣接頭載対に関するその値と異っていてもイ（
Ｉらハ、る。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図および第コー１〕図はそれぞれ従来法の回折認
証装置を示す断面図、第２ａ図および第２ｂ図はこの発
明の実施例を膏む認証装置の断面図、第３図に第２ａ図
および第２ｂ図に示す形式の認証装置の製造（で用いる
ニッケル薄板マスクの製造法を・Ｊ（す工程斜視図、第
４ａ図にこの発明の教示なく文字Ａのよう々形で回折構
体を認訂装置Ｃて含−まぜる問題を小ず図、第４ｂ図は
この問題をこの発明の教示によって解く方法を示す図で
ある。 ２００・・・基板層、２０２・・・被覆層、；２０４・
・・個別領域、２０６・・・分離領域、２０ン３・・・
上被層。 ％　Ｗｒ　出１ｍ　人　　　アールシーニー　コーポレ
ーンヨン代　理　人　　清　水　　　　哲　ほか２名オ
ＩＯ−図 一’ｊｌｂ図 ｌ１ １２６図 穿２ｂ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （］）基板層、透明上被層およびこの両層の界面にあっ
   て両層に密着しこの両層を互いに分離する被覆層の集積
   構体より成シ、上記界面が凹凸パタンの形式の反射型回
   折格子を含み、上記格子がこれに入射する多色照明光を
   少なくとも１対の対照色の光ビームに分離する作用をす
   る規定の格子断面形状、物理的振幅および線周期を有し
   ７、上記界面における一ｊ二記被覆層の上記基板層と上
   被層のそれぞれとの結合が上記基板層と上記上被層との
   直接結合より著しく弱い場合において、上記被覆層が少
   なくとも］つの方向に沿って個別領域群に分割され、上
   記領域の各隣接するものが少なくとも１つの方向に互い
   に間隔ａと中心間距離すを保って分離されておシ、上記
   ａおよびｂの値が、ｂがａより１０倍程度大きく、ａが
   上記回折格子の線周期よシ著しく犬きく、ｂが少なくと
   も観測者の肉眼で容易に識別し得ないほど充分小さくな
   っていることを特徴とし、上記上被層が上記被覆層の上
   記隣接する各領域間の間隙内で上記基板層と直接結合さ
   れて成る板状材料の物品に接合してその物品を認証する
   のに用いる認証装置。