KR100934886B1 - 적층 반사체, 인증 카드, 바코드 라벨, 인증 시스템, 및인증 영역 형성 시스템 - Google Patents

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Abstract

위상차 필름에 부분적으로 분자 배향의 완화를 발생시켜 인증 정보의 잠상을 형성할 때에, 복잡한 공정을 불필요로 하고, 또한 표면에 대하여 요철의 발생에 의해 잠상이 가시화되지 않는 적층 반사체를 제공한다. 관찰 파장 λ 에 대한 위상차 Δnd1 이 m×λ/4-λ/16≤Δnd1≤m×λ/4+λ/16 (m 은 양의 홀수) 이 되도록 설정된 위상차 필름 (10) 과, 이 위상차 필름 (10) 의 배면측에 적층된 금속 반사판 (11) 을 갖는 적층 반사체 (1) 로서, 위상차 필름 (10) 에 미리 소정의 인증 정보를 형성한 인증 영역 (10a) 을 그 위상차 Δnd2 가 n×λ/4-λ/8≤Δnd2≤n×λ/4+λ/8 (n 은 0 또는 양의 짝수, 단 n<m) 이 되도록 형성하고, 또한 위상차 필름 (10) 의 정면측에 광확산층 (12) 을 형성하였다.
위상차 필름, 잠상, 적층 반사체, 금속 반사판, 광확산층

Description

적층 반사체, 인증 카드, 바코드 라벨, 인증 시스템, 및 인증 영역 형성 시스템{MULTILAYER REFLECTOR, AUTHENTICATION CARD, BAR CODE LABEL, AUTHENTICATION SYSTEM, AND AUTHENTICATION REGION FORMING SYSTEM}
기술분야
본 발명은 악의를 가지고 위조나 재기록 등의 행위를 이루는 제3자나 위조 제품을 판매하는 제3자에 대하여, 그 은밀성과 인식성에 의해, 진위 판정이 용이한 인증 정보를 갖는 적층 반사체 및 이 적층 반사체를 사용한 인증 카드, 바코드 라벨, 인증 시스템, 및 인증 영역 형성 시스템에 관한 것이다.
배경기술
크레디트 카드나 ID 카드에는 인증 정보가 기록되어 있고, 그 진위의 판별이 카드의 배면에 설치된 자기 기록부나 전면 (前面) 에 부착된 홀로그램 등에 의해 행해져 왔다. 예를 들어, 홀로그램 화상에 의한 인증은 하기 특허 문헌 1, 2 에 드는 미국 특허에 개시되어 있다.
또한, 하기 특허 문헌 3 에 개시되는 패스포트에서는, 고분자 액정 재료로 형성되는 층에 편광판을 통하지 않는 육안으로는 시인 불능한 잠상을 형성하여, 그 하면에 반사층을 형성한다. 그리고, 편광을 조사하여 반사광을 편광판을 통하여 관찰함으로써, 잠상으로서 형성된 패턴의 인증을 행하는 방법을 개시하고 있다.
또한, 위상차 필름에 잠상을 형성하는 수단으로는, 하기 특허 문헌 4 에 개 시된 바와 같이, 위상차 필름에 유리 전이점 이상의 열을 부분적으로 부여하여, 그 부분의 위상차 (분자의 배향도) 를 저하시키는 방법이나, 위상차 필름을 용해 또는 팽윤시킬 수 있는 약액을 도포함으로써, 그 부분의 위상차를 저하시키는 방법이 있다.
또한 하기 특허 문헌 5 에 개시되는 광학 소자는 위상차층의 광학축의 방위각을 바꾸어 잠상을 형성하여 편광판을 개입시킨 관찰로 인증을 행하는 방법이 있다.
특허 문헌 1 : 미국 특허 제5574790호
특허 문헌 2 : 미국 특허 제5393099호
특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 2001-232978호
특허 문헌 4 : 일본 공개특허공보 평8-334618호
특허 문헌 5 : 일본 공표특허공보 2001-525080호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
특허 문헌 1, 2 에 개시되는 크레디트 카드 등의 인증의 경우, 홀로그램 부분의 위조가 문제가 되고 있다. 홀로그램 패턴의 경우, ㎛ 오더의 요철에 알루미늄 등의 고반사율의 금속 박막을 형성하여 제조한다. 또한, 홀로그램 패턴은 육안으로 시인가능하고, 절삭 장치가 있으면, 모조가 가능해지는 경우가 있다.
상기 특허 문헌 3 의 경우, 잠상의 형성은 서모트로픽 고분자 액정층에 대한 열과정 등을 사용하여 제작하는 것이 개시되어 있다. 이 방식의 경우, 고분자 액정의 배향 수단이 압력 등의 외력에 따르기 때문에, 충분한 배향성을 얻기 위해서는 높은 압력으로의 가압이나 충분한 「전단 응력」 이 필요하다. 따라서, 가열 패턴에 따른 위상차가 변조된 잠상을 얻기 위해서는, 액정의 배향은 면내에 복굴절을 가지도록 할 필요가 있고, 그러기 위해서는 지상축이 면내의 특정 방향을 가지도록 액정 상태로 액정에 충분한 「전단 응력」 을 가할 필요가 있다. 그 때문에, 가열 하에서 기재나 액정층 자체에 압력이 가해지기 때문에, 기재의 변형이나 액정층에 대한 손상의 발생 등의 문제가 있어, 예를 들어, 꽉 누른 각인이 요철의 패턴이 되어 편광판을 사용하지 않아도 잠상이 가시화되어 보여지는 문제가 있었다.
또한 특허 문헌 4 에 개시되는 방법으로도 잠상을 만들 수 있지만, 위상차 필름의 위상차를 해소하기 위해서는, 위상차 필름의 온도를 유리 전이점 이상으로 가열하고, 추가로 소정 시간 이상 유지할 필요가 있다. 위상차 필름의 유리 전이점 이상의 가열에 의해, 상기 서술한 바와 같이 위상차 필름의 분자 배향의 완화가 생겨, 표면 형상에 대한 요철의 발생에 의해, 잠상이 가시화되어 보여진다는 문제가 있었다. 이것은 비접촉 상태에서의 가열을 행하였을 경우에도 동일하고, 무압력 하에서도 배향 완화에 의해 필름의 항구적인 변형이 생긴다.
또한 약액을 도포하는 경우도 마찬가지로, 위상차 필름의 분자 배향 완화가 생긴다는 것은 위상차 필름을 형성하는 고분자에 대해 고도의 자유도를 부여할 필요가 있고, 결과적으로 완화에 수반하여 표면 형상의 변형이 생기게 되어 있었다. 약액 도포의 경우, 약액 자체의 삼입 (渗入) 으로 이것을 제어할 수 있지만, 표 면으로부터의 삼입이기 때문에, 형상 완화를 수반하지 않는 정도일 경우, 위상차를 충분히 작게 할 수 없다. 즉, 잠상의 콘트라스트를 크게 할 수 없다는 문제가 있었다. 또한 약액 팽윤의 경우, 위상차 필름의 두께 방향에 대한 삼입과 동시에 폭방향에 대한 확산도 발생하므로, 위상차가 변화된 부분과 변화되지 않는 부분에서 형성되는 잠상의 해상도가 얻어지지 않는다는 문제가 있었다.
특허 문헌 5 에 개시되는 방법의 경우, 광배향막을 형성하고, 소정의 방향을 향한 편광 자외선을 마스크를 통하여 또는 주사하여 조사한 후, 추가로 다른 방향을 향한 편광 자외선을 조사하여, 중합성 액정 또는 액정 고분자 박막을 형성하고, 이것을 배향·고정시키는 공정이 필요하여 매우 복잡한 공정을 갖는다. 이 때, 액정의 배향 방향을 결정하는 광배향막은 고가이고, 또한 중합성 액정이나 액정 고분자도 비교적 고가이다. 또한 상이한 방향의 편광 방향을 갖는 일정한 강한 편광 자외선 광원을 2 개 준비할 필요가 있지만, 효율이 낮고 장치 자체도 고가이다. 액정층은 일반적으로 도공 (塗工) 공정에 의해 제작되지만, 액정 자체의 복굴절의 크기가 크기 때문에, 일정한 위상차를 얻고자 할 때에는 박막의 두께 제어가 곤란하였다.
본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 과제는 위상차 필름에 부분적으로 분자 배향을 완화시켜 인증 정보의 잠상을 형성할 때에 복잡한 공정을 불필요로 하고, 또한 표면에 대한 요철의 발생에 의해 잠상이 가시화되지 않는 적층 반사체, 및 이 적층 반사체를 사용한 인증 카드, 바코드 라벨, 인증 시스템, 및 인증 영역 형성 시스템을 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 관련되는 적층 반사체는,
관찰 파장 λ 에 대한 위상차 Δnd1 이 m×λ/4 (m 은 양의 홀수) 가 되도록 설정된 위상차 필름과,
이 위상차 필름의 배면측에 적층되는 반사 수단을 갖는 적층 반사체로서,
위상차 필름에 미리 소정의 인증 정보를 형성한 인증 영역을 상기 위상차 Δnd1 와는 상이한 위상차 Δnd2 가 되도록 형성하고, 또한,
위상차 필름의 정면측에 광확산층을 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.
이 구성에 의한 적층 반사체의 작용·효과를 설명한다. 적층 반사체는 위상차 필름과 이 위상차 필름의 배면측에 적층되는 반사 수단과 위상차 필름의 정면측에 형성되는 광확산층을 갖는다. 위상차 필름에는 미리 소정의 인증 정보 에 기초하는 인증 영역을 형성하도록 하고 있다. 위상차 필름은 관찰 파장 λ 에 대한 위상차 Δnd1 이 m×λ/4 (m 은 양의 홀수) 가 되도록 설정되어 있다. 그런데, 예를 들어, 이 위상차 필름의 지상축에 대하여 45˚ 의 편광 방향을 갖는 직선 편광 (관찰광) 을 편광판을 통하여 입사시키면, 상기의 위상차를 갖는 것으로부터 직선 편광이 원편광으로 변환된다. 이 원편광은 위상차 필름의 배면측에 형성된 반사 수단에 의해, 반대의 극성의 원편광으로 변환되어 반사된다. 이 반사광이 다시 위상차 필름을 투과함으로써, 원래의 직선 편광과 대략 직교하는 각도의 직선 편광이 된다. 따라서, 편광판을 투과하지 못하고 검은 표시가 된다. 즉, 위상차 필름의 비인증 영역에 대해서는 흑표시가 관찰된다.
한편, 인증 정보가 형성되는 인증 영역에 대해서는, 비인증 영역의 위상차 Δnd1 과는 상이한 위상차 Δnd2 가 되도록 형성되어 있다. 인증 영역의 형성은 예를 들어, 그 부분을 유리 전이점 이상의 온도로 가열함으로써, 배향 완화가 생겨, 원래의 위상차 Δnd1 보다 작은 위상차 Δnd2 로 변화한다. 따라서, 앞서와 같은 직선 편광을 입사시키고 비인증 영역에서 얻어지는 원편광보다 타원율이 작은 타원 편광이 되기 때문에, 반사 수단에서 반사하였을 때의 편광의 반전은 작아진다. 따라서, 위상차 필름을 다시 투과한 편광은 원의 직선 편광과는 직교하는 양태는 되지 않기 때문에, 비인증 영역으로부터의 반사광에 비해 인증 영역으로부터의 반사광이 투과율이 높아진다. 따라서, 인증 영역에 형성되고 있는 인증 정보를 시인 가능하다. 또한, 인증 정보는 편광판을 사용함으로써 확인할 수 있는 것으로서, 통상적인 광에 의해 (편광판이 없는 상태로) 확인할 수 없다.
또한, 위상차 필름의 정면측에는 광확산층이 형성되어 있다. 예를 들어, 비인증 영역을 가열하고, 스탬프로 가압함으로써, 특히 비인증 영역과 인증 영역의 경계 부분에서 요철이 생겨, 이것이 통상적인 광 하에 있어서도 보이는 경우가 있다. 그런데, 광확산층을 형성함으로써, 그러한 요철을 실질적으로 보이지 않게 할 수 있다. 그 결과, 위상차 필름에 부분적으로 분자 배향의 완화를 일으켜 인증 정보의 잠상을 형성할 때에, 표면에 대한 요철의 발생에 의해 잠상이 가시화되지 않는 적층 반사체를 제공할 수 있다.
본 발명에 관련되는 위상차 필름의 상기 위상차 Δnd1 는 ±λ/16 의 오차로 제조되는 것이 바람직하다.
오차가 ±λ/16 을 넘으면, 상기 서술한 관찰 방법에 있어서, 비인증 영역에 있어서의 반사광이 편광판을 투과하는 양이 커져, 인증 영역과의 콘트라스트가 작아진다. 오차를 ±λ/16 로 억제함으로써, 소정의 콘트라스트를 얻을 수 있어, 관찰시에 있어서의 인증 정보를 인식 (또는 판독) 하기 쉬워진다.
본 발명에 관련되는 인증 영역에 있어서의 위상차 Δnd2 가 n×λ/4 (n 은 0 또는 양의 짝수, 단 n<m) 로 되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 위상차 Δnd2 로 설정하고, 방금 전과 같은 직선 편광을 위상차 필름에 입사하면, 위상차 필름을 투과한 편광도 직선 편광이기 때문에, 반사 수단에 있어서의 반사에 있어서 편광 변환이 생기지 않는다. 따라서, 반사 수단에 의해 반사되고 재차 위상차 필름을 투과해 온 반사광은 입사시와 같은 편광 방향의 직선 편광이 되기 때문에, 거의 편광판을 투과하게 된다. 즉, 비인증 영역은 거의 반사광이 투과하지 않는 것에 대하여, 인증 영역은 거의 반사광이 투과하기 때문에, 최대의 콘트라스트를 얻을 수 있어 인증 정보를 용이하게 인식할 수 있다.
본 발명에 관련되는 인증 영역의 위상차 Δnd2 는 ±λ/8 의 오차로 제조되는 것이 바람직하다.
오차가 ±λ/8 을 넘으면, 상기 서술한 관찰 방법에 있어서, 편광판을 투과 하는 반사광의 양이 줄어들어, 비인증 영역과의 콘트라스트가 작아진다. 오차 를 ±λ/8 로 억제함으로써, 소정의 콘트라스트를 얻을 수 있어, 관찰시에 있어서의 인증 정보를 인식하기 쉬워진다.
특히, 상기 인증 영역의 위상차 Δnd2 는 λ/8 이하인 것이 바람직하다. 위상차 크기의 제어의 용이함이라는 관점에서, 상기 서술한 식에 있어서, m=1, n=0 으로 하고, 위상차 Δnd2 의 오차가 λ/8 이하로 하는 것이 좋다. 이로써, 원하는 위상차의 인증 영역을 간단하게 형성할 수 있고, 또한, 콘트라스트도 확보할 수 있다.
본 발명에 관련되는 인증 영역은 인증 정보에 대응한 가열 패턴을 갖는 스탬프를 위상차 필름에 가압시키거나, 매우 근방에 배치시킴으로써, 위상차 필름의 배향을 열적으로 완화함으로써 형성되는 것이 바람직하다.
인증 정보를 갖는 인증 영역의 형성은 가열 패턴을 폭로 (暴露) 함으로써 행할 수 있다. 예를 들어, 미리 패턴화된 고온 영역을 갖는 스탬프를 위상차 필름에 가압시키거나, 위상차 필름의 매우 근방에 배치시킴으로써 배향을 열적 완화하는 방법이다. 형성된 패턴은 소정의 인증 정보를 나타내게 된다. 미리, 스탬프를 준비해 두면 되고, 예를 들어 특허 문헌 5 의 구성에 비하면, 간소한 공정에 의해 인증 영역을 형성할 수 있다.
본 발명에 관련되는 인증 영역은 인증 정보에 대응하여 패턴화된 광선을 위상차 필름에 노광시키거나, 광선을 위상차 필름에 대하여 주사함으로써 소정의 패턴을 노광 형성시켜, 위상차 필름의 배향을 열적으로 완화함으로써 형성되는 것이 바람직하다.
가열 패턴을 폭로하는 다른 방법으로서 패턴화된 광선을 위상차 필름에 노광하거나, 광선을 위상차 필름에 주사함으로써, 가열 패턴을 형성하면서 노광하는 방법이 있다. 이와 같이 광선이 갖는 열에너지에 의해, 위상차 필름의 배향을 열적으로 완화할 수 있다. 위상차 필름에 노광하는 광선은 적어도 위상차 필름이나 반사 수단에 흡수되어 열로 변화할 필요가 있어, 이들에 의해 흡수 가능한 파장을 갖는 광선을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, 적외선 레이저, 탄산 가스 레이저, YAG 레이저 등이 사용된다.
본 발명에 관련되는 인증 영역에 대한 가열 온도는 위상차 필름의 유리 전이점 (Tg) 이상의 온도인 것이 바람직하다. 배향의 열적 완화의 관점으로부터 말하면, 가열 온도는 통상적으로는 Tg+20℃ 이상, 바람직하게는 Tg+30℃ 이상이다. 더욱 바람직하게는 Tg+50℃ 이상이다. 이러한 열적 완화 과정에서는, 가열에 의해 위상차 필름을 구성하는 분자가 더욱 움직일 수 있는 상태가 되고, 그 배향 상태에 변화가 생겨, 보다 랜덤한 배향 상태가 된다. 특히, Tg 를 크게 초과하는 온도에서의 가열이면, 이 열적 완화 과정에 있어서 위상차 필름은 매우 부드러운 상태가 되어, 배향 상태의 변화에 수반하여 표면 상태도 변화하여 요철이 형성된다. 이로써, 인증 정보를 형성할 수 있다.
본 발명에 관련되는 인증 정보의 예로는, 1 차원 또는 2 차원 바코드에 의해 형성되는 것이 있다. 통상적인 바코드 라벨은 인쇄 공정에 의해 제작되지만, 통상적인 광 하에 있어서 용이하게 시인 가능하다. 시인 가능한 상태에서는, 바코드 암호의 위치의 특정, 정보의 판독이 용이해져, 간단하게 복제된다. 이러한 바코드 정보를 본 발명에 의한 적층 반사체를 사용하여 구성하면, 정보의 복제를 곤란하게 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 광확산층의 광확산 요소의 크기가 인증 영역에 형성되는 패턴의 크기보다 작은 것이 바람직하다. 특히, 비인증 영역과 인증 영역의 경계 부분에 요철이 형성되는 경우가 있어, 통상적인 광 하에 있어서도 인증 정보가 보이는 경우가 있다. 그래서, 광확산층을 형성하고 있지만, 광확산층에 있어서의 광확산 요소가 패턴보다 크면 요철 형상을 실질적으로 보이지 않도록 한다는 효과 (은폐 효과) 를 얻을 수 없게 된다. 그래서, 광확산 요소의 크기는 패턴의 크기보다 작게 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관련되는 광확산 요소는 광확산층의 표면의 요철 형상, 및/또는, 광확산층에 분산한 입자상물이며, 그 크기는 상기 패턴 크기의 1/4 보다 작은 것이 바람직하다.
광확산 요소의 크기는 패턴의 크기보다 작을수록 효과가 있지만, 특히 1/4 보다 작게 함으로써 은폐 효과를 보다 발휘시킬 수 있다.
본 발명에 관련되는 광확산층은 위상차 필름의 정면측에 밀착하여 형성함으로써, 보다 은폐 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명에 관련되는 광확산층은 투명한 수지와, 그것에 분산한 투명한 미립자의 혼합물에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 광을 산란시킬 수 있어, 요철 형상을 은폐할 수 있다.
본 발명에 관련되는 반사 수단이 회절 격자에 의해 발생된 위상형 홀로그램으로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 위상형 홀로그램을 사용함으로써, 위조 곤란성을 높일 수 있다.
본 발명에 관련되는 적층 반사체는 인증 카드로 형성할 수 있다. 인증 카드로는, 예를 들어, 선불 카드, 크레디트 카드, ID 카드 등을 들 수 있다. 또한, 패턴이 1 차원 또는 2 차원의 바코드인 바코드 라벨로 형성할 수도 있다. 이들 인증 카드의 진위를 증명하기 위해서, 접착제나 점착제를 사용하여 본 발명에 관련되는 적층 반사체를 부착하여 사용할 수 있다.
본 발명에 관련되는 적층 반사체를 사용하여 인증 시스템을 구성할 수 있는데,
적층 반사체에 대하여 광을 조사하는 광원과,
적층 반사체로부터의 반사광을 읽어내기 위한 수광부와,
적층 반사체와 수광부 사이에 배치되는 직선 편광판을 가지고, 이 직선 편광판의 흡수축이 적층 반사체를 구성하는 위상차 필름의 광학축과는 상이한 각도가 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 인증 시스템을 사용함으로써, 잠상으로서 형성되어 있는 인증 정보를 가시화할 수 있다. 판독용의 광원으로는, 관찰 파장을 갖는 광을 출력하는 것을 사용한다. 광원과 적층 반사체 사이에는, 필요에 따라 편광판을 배치하여, 직선 편광으로 변환한다. 레이저 광원과 같이 직선 편광의 진동을 갖는 광원의 경우에는 상기 편광판을 배치할 필요는 없다. 또한, 적층 반사체와 수광부 사 이의 광로 중에 직선 편광판을 배치하여, 그 흡수축이 위상차 필름의 광학축과는 상이하도록 설정되어 있다. 따라서, 이미 서술한 바와 같이, 인증 영역으로부터의 반사광과 비인증 영역으로부터의 반사광에 의해 콘트라스트가 발생하고, 직선 편광판을 통하여 수광부에 의해 인증 정보를 판독할 수 있다. 직선 편광판이 없는 상태에서는, 인증 정보는 잠상인 채로 있고, 수광부에 의한 판독을 행할 수 없다.
본 발명에 있어서, 상기 각도를 대략 45˚ 로 함으로써, 큰 콘트라스트를 얻을 수 있어, 인증 정보를 용이하게 판독할 수 있다.
본 발명에 있어서, 수광부와 적층 반사체 사이에 배치되는 핀홀 또는 슬릿과,
이 핀홀 또는 슬릿을 통하여 적층 반사체에 형성되어 있는 인증 정보를 주사 하는 주사 수단을 구비하고,
상기 수광부에 의해 주사된 인증 정보를 수광하도록 구성하는 것이 바람직하다.
인증 정보의 판독은 적층 반사체로부터의 반사광을 핀홀 또는 슬릿을 통하여 수광부에서 수광함으로써도 행할 수 있다. 이 경우, 핀홀 또는 슬릿을 적층 반사체에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써, 인증 정보를 주사 판독할 수 있다. 예를 들어, 핀홀 또는 슬릿을 적층 반사체에 대하여 이동시키거나, 핀홀 또는 슬릿을 고정시켜 적층 반사체를 이동시킴으로써, 인증 정보를 주사 판독할 수 있다.
본 발명에 관련되는 적층 반사체에 인증 영역을 형성하기 위하여 사용되는 인증 영역 형성 시스템은 위상차 변화가 가능한 온도 이상으로 가열 가능한 가열 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다. 가열 수단의 구체예로는, 이미 서술해 온 바와 같이 가열 패턴을 갖는 스탬프나 레이저 등의 광선을 사용한 노광 수단 등을 들 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 적층 반사체의 단면 구조를 나타내는 도면이다.
도 2 는 인증 영역을 가시화하는 원리를 설명하는 도면이다.
도 3 은 가열 스탬프에 의한 인증 영역의 형성 방법을 나타내는 도면이다.
도 4 는 마스크를 사용한 광선에 의한 인증 영역의 형성 방법을 나타내는 도면이다.
도 5 는 광선 주사에 의한 인증 영역의 형성 방법을 나타내는 도면이다.
도 6 은 반사층으로서 위상형 홀로그램을 사용하였을 경우의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 7 은 적층 반사체의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 8 은 인증 시스템의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 9 는 인증 시스템의 별도의 구성예를 나타내는 도면이다.
부호의 설명
1 적층 반사체
2 편광판
5 스탬프
10 위상차 필름
10a 인증 영역
10b 비인증 영역
11 금속 반사판
12 광확산층
13 제 1 점착제층
14 제 2 점착제층
20 필름 롤
21 점착제 롤
22 금속박 롤
23 점착제 롤
30 광원
31 편광판
32 하프 미러
33 편광판
34 수광부
35 판독 장치
36 표시부
37 반사층
38 홀로그램 형성층
K1, K2, K3, K4 공정
x 지상축
y 진상축
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
<적층 반사체의 구성>
본 발명에 관련되는 적층 반사체의 바람직한 실시형태를 도면을 사용하여 설명한다. 도 1 은 적층 반사체 (1) 의 단면 구조를 나타내는 모식도이다. 도 1 에 있어서, 위상차 필름 (10) 의 배면측에는 금속 반사판 (11) (반사 수단에 상당) 이 적층되고, 위상차 필름 (10) 의 정면측에는 커버 코트층 (12) (광확산층에 상당) 이 형성된다. 또한, 위상차 필름 (10) 과 금속 반사판 (11) 을 부착하기 위한 제 1 점착제층 (13) 이 형성됨과 함께, 금속 반사판 (11) 의 배면측에도 제 2 점착제층 (14) 이 형성된다.
위상차 필름 (10) 은 그 위상차 Δnd1 이 다음식 (1) 이 되도록 제작된다.
m×λ/4-λ/16≤Δnd1≤m×λ/4+λ/16···(1)
(λ 는 관찰 파장 : m 은 양의 홀수)
상기 식에 있어서, ±λ/16 은 제조 오차를 나타내고 있다.
위상차 필름 (10) 에는 인증 정보가 형성되는 인증 영역 (10a) 과, 그 이외의 비인증 영역 (10b) 이 형성된다. 인증 영역 (10a) 에는 인증을 하기 위한 인증 정보가 잠상으로서 기록된다. 인증 정보는 통상적인 광 하에서는 관찰할 수 없지만, 특별한 환경 하에서 관찰할 수 있도록 형성되어 있다. 상기 (1) 식은 비인증 영역 (10b) 에 있어서의 위상차 Δnd1 이며, 인증 영역 (10a) 에 있어서의 위상차 Δnd2 는 다음의 식 (2) 가 되도록 형성된다. 인증 영역 (10a) 의 형성 방법에 대해서는 후술한다.
n×λ/4-λ/8≤Δnd2≤n×λ/4+λ/8···(2)
(λ 는 관찰 파장 : n 은 0 또는 양의 짝수, 단 n<m)
인증 영역 (10a) 의 보다 바람직한 위상차 Δnd2 는 다음의 식 (3) 으로 나타난다.
Δnd2≤λ/8···(3)
즉, 식 (2) 에 있어서, n=0 으로 했을 경우에 상당한다.
<관찰 원리>
이어서, 인증 정보를 관찰하는 경우의 원리에 대하여 도 2 를 참조하면서 설명한다. 먼저, 위상차 필름 (10) 에 대하여 소정의 편광 방향을 갖는 직선 편광 L1 을 입사시킨다. 위상차 필름 (10) 의 지상축 x 와 진상축 y 를 도 2 에 나타내고 있지만, 편광 방향이 지상축 x 에 대하여 소정 각도 경사진 상태에서 입사 시킨다. 가장 바람직하게는, 편광 방향이 지상축 x 에 대하여 45˚ 경사진 상태에서 입사시키는 것이다. 이하의 설명은 45˚ 로 설정되어 있는 것으로서 설명한다. 또한, 위상차 필름 (10) 의 비인증 영역 (10b) 에 있어서의 위상차 Δnd1 은 λ/4 (m=0 즉, 1/4 파장판) 인 것으로서, 인증 영역 (10a) 에 있어서의 위상차 Δnd2 는 0 (n=0) 인 것으로서 설명한다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 비인증 영역 (10b) 에서는, 직선 편광 L1 이 입사하여 위상차 필름 (10) 을 투과하면 원편광 L2 로 변환된다. 이 원편광 L2 가 금속 반사판 (11) 에 의해 반사되면, 반대 극성의 원편광 L3 이 된다. 이 원편광 L3 이 다시 위상차 필름 (10) 을 투과하면, 직선 편광 L4 의 반사광으로서 출사되지만, 이 반사광의 편광 방향은 입사광의 편광 방향에 대하여 직교하는 방향으로 되어 있다. 그런데, 관찰용의 편광판 (2) 을 그 흡수축이 반사광의 편광 방향과 일치하도록 배치하면, 반사광은 편광판 (2) 을 통과할 수 없다. 따라서, 비인증 영역 (10b) 은 흑표시로서 관찰된다.
이어서, 인증 영역 (10a) 에서는, 동일한 직선 편광 L1 이 입사해도 위상차가 없기 때문에, 금속 반사판 (11) 에 있어서의 반사 전후에서도 동일한 직선 편광 L2', L3' 인 채이고, 편광 방향도 변함없다. 이러한 직선 편광 L3' 는 위상차 필름 (10) 으로부터 출사된 후에도 입사시와 같은 편광 방향의 직선 편광 L4' 이다. 따라서, 반사광은 관찰용의 편광판 (2) 에 흡수되지 않고 투과하므로, 도 2 에 나타내는 바와 같이 인증 영역 (10a) 에 형성된 잠상 「N」 이 가시화된 상태에서 관찰 할 수 있다.
또한, 상기식 (2) 의 범위이면, 인증 영역 (10a) 에 입사된 직선 편광 L1 은 인증 영역 (10a) 을 투과하면 타원 편광이 되지만, 비인증 영역 (10b) 에서의 원편 광에 비하면 타원율은 작아진다. 따라서, 금속 반사판 (11) 에서의 반전 정도는 비인증 영역 (10b) 의 경우와 비교하면 작아진다. 따라서, 그 반사광의 대부분이 편광판 (2) 을 투과할 수 있다.
비인증 영역 (10b) 의 위상차를 식 (1) 의 범위가 되도록 제작하고, 또한, 인증 영역 (10a) 의 위상차를 식(2) (3) 의 범위가 되도록 제작함으로써, 인증 영역 (10a) 과 비인증 영역 (10b) 에 있어서의 콘트라스트를 충분히 확보할 수 있다. 따라서, 인증 정보를 용이하게 판독할 수 있다. 식 (1) 에 관하여 말하면, 오차가 ±λ/16 인의 레벨이며, 반사광 중에서 극히 일부가 편광판 (2) 을 투과하게 되지만, 인증 정보의 판독에 관해서는 문제가 되는 레벨은 아니라고 생각된다. 또한 식 (2) 에 관하여 말하면, 오차가 ±λ/8 인 레벨이며, 반사광 중에서 일부가 편광판 (2) 을 투과하지 않게 되지만, 인용의 판독에 관해서는 문제가 되는 레벨은 아니라고 생각된다.
또한, 위상차 필름 (10) 의 제조에 해당하여, 위상차 Δnd 의 크기를 제어하기 쉬운 것은 m=1 (즉, 1/4 파장판으로 하는 경우) 이며, n=0 으로 하는 경우이다. 이 경우, 인증 영역 (10a) 의 위상차 Δnd2 는 식 (3)으로 나타낼 수 있다.
<위상차 필름의 구체예>
위상차 필름으로는, 고분자 소재를 1 축 또는 2 축 연신 처리하여 이루어지는 복굴절성 필름, 액정 폴리머의 배향 필름, 액정 폴리머의 배향층을 필름으로 지지한 것 등을 들 수 있다. 연신 처리는, 예를 들어 롤 연신법, 장간극연 (長間 隙沿) 연신법, 텐터 연신법, 튜뷸러 연신법 등에 의해 행할 수 있다. 연신 배율은 1 축연신의 경우에는 1.1∼3 배 정도가 일반적이다. 위상차 필름의 두께도 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로는 10∼200㎛, 바람직하게는 20∼100㎛ 이다.
상기 고분자 재료로는, 예를 들어, 폴리비닐알코올, 폴리비닐부티랄, 폴리메틸비닐에테르, 폴리히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 폴리술폰, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리알릴술폰, 폴리비닐알코올, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 셀룰로오스계 중합체, 또는 이들의 2원계, 3원계 각종 공중합체, 그래프트 공중합체, 블렌드물 등을 들 수 있다. 이들 고분자 소재는 연신 등에 의해 배향물 (연신 필름) 이 된다.
상기 액정 폴리머로는, 예를 들어, 액정 배향성을 부여하는 공액성의 직선 상 원자단 (메소겐) 이 폴리머의 주쇄나 측쇄에 도입된 주쇄형이나 측쇄형의 각종의 것 등을 들 수 있다. 주쇄형의 액정성 폴리머의 구체예로는, 굴곡성을 부여하는 스페이서부에서 메소겐기를 결합한 구조의, 예를 들어 네마틱 배향성의 폴리에스테르계 액정성 폴리머, 디스코틱 폴리머나 콜레스테릭 폴리머 등을 들 수 있다. 측쇄형의 액정성 폴리머의 구체예로는, 폴리실록산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트 또는 폴리말로네이트를 주쇄 골격으로 하고, 측쇄로서 공액성의 원자단으로 이루어지는 스페이서부를 통하여 네마틱 배향 부여성의 파라 치환 고리 형 화합물 단위로 이루어지는 메소겐부를 갖는 것 등을 들 수 있다. 이들 액정 성 폴리머는, 예를 들어, 유리판 상에 형성된 폴리이미드나 폴리비닐알코올 등의 박막의 표면을 러빙 처리한 것, 산화규소를 사방 (斜方) 증착한 것 등의 배향 처리면 상에 액정성 폴리머의 용액을 전개하여 열처리함으로써 행해진다.
<인증 영역의 형성>
이어서, 위상차 필름 (10) 에 인증 영역 (10a) 을 형성하는 방법을 설명한다. 상이한 위상차가 되도록 하는 대표적인 방법은 가열 패턴을 폭로하는 방법이다. 위상차 필름 (10) 에 대하여, 유리 전이점 (Tg) 이상의 온도로 가열함으로써, 배향의 열적 완화에 의해 실질적으로, 원래의 위상차보다 작은 위상차로 변화한다. 도 2 에는, 「N」 의 문자 (가열 패턴에 상당) 가 인증 정보로서 형성되어 있지만, 이 문자에 대응하는 가열 패턴을 폭로함으로써, 인증 영역 (10a) 을 형성 가능하다.
예를 들어, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 패턴 형상 (5a) 을 갖는 스탬프 (5) 를 가열하고, 그 패턴 형상 (5a) 을 위상차 필름 (10) 에 가압함으로써, 배향의 열적 완화를 일으키게 하여 인증 영역 (10a) 을 형성할 수 있다. 또는, 동일한 스탬프 (5) 를 가압하는 것이 아니라, 위상차 필름 (10) 의 매우 근방에 배치 함으로써 열적 완화를 일으키게 할 수도 있다. 일례로서 위상차 필름 20㎛, 반사층에 Al 을 20㎛ 와 PET 를 100㎛, 스탬프 (5) 의 온도를 180℃, 가압 시간을 0.1 초로 하였을 경우에 양호한 인증 영역을 형성할 수 있다.
고온의 스탬프 (5) 를 사용하는 대신에, 광선의 열에너지를 사용하여 배향의 열적 완화를 일으키게 할 수도 있다. 즉, 미리 패턴화된 광선을 위상차 필름 (10) 에 대하여 노광함으로써, 열적 완화를 일으키게 할 수 있다. 예를 들어, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 패턴 형상 (3a) 이 형성된 마스크 (3) 를 준비하고, 이 마스크 (3) 를 통하여 광원 (4) 에 의해 노광함으로써, 열적 완화를 일으키게 한 잠상을 형성할 수 있다. 또한, 마스크 (3) 를 사용하는 것이 아니라, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 광선을 위상차 필름 (10) 에 대하여 주사함으로써, 인증 정보를 형성할 수도 있다. 도 5 에서는, 레이저 광원 (6), 광 변조 소자 (7), 폴리곤 미러 (8), fθ 렌즈 (9) 로 이루어지는 광학계를 사용하여 광선을 주사함으로써, 인증 정보를 형성할 수 있다. 인증 정보의 전자화 데이터를 광 변조 소자 (7) 로 보냄으로써, 레이저 광을 광 변조시키고 인증 정보의 내용에 따른 강약을 일으키게 할 수 있다. 또한, 레이저 광은 위상차 필름 (10) 의 주주사 방향 A 로만 주사되므로, 위상차 필름 (10) 자체를 주주사 방향 A 와 직교하는 부주사 방향 B 로 이동 시킴으로써, 2 차원의 인증 영역 (10a) 을 형성할 수 있다. 폴리곤 미러 (8) 대신에 갈바노 미러를 사용해도 되고, 이 경우, 필름의 주사에 관계없이 패턴을 형성할 수 있다.
위상차 필름 (10) 을 노광시키기 위한 광선은 적어도, 위상차 필름 (10) 이나 금속 반사판 (11) 에 흡수되어 열에너지로 변환시킬 필요가 있다. 따라서, 이들 위상차 필름 (10) 이나 금속 반사판 (11) 이 흡수 가능한 파장을 갖는 광선을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 적외선 레이저가 바람직하다. 레이저의 방식으로는, 탄산 가스 레이저나 YAG 레이저 등이 바람직하다. 일례로서 위상차 필름 20㎛, 금속 반사판에 Al 을 20㎛ 와 PET 를 100㎛, 레이저를 탄산 가스 레이저 30W 급, 출력 45％, 스캔 스피드 3000㎜/초로 하였을 경우에 양호한 인증 영역을 형성할 수 있다.
이상과 같은 열적 완화를 일으키게 하기 위해서는 위상차 필름 (10) 을 유리 전이점 (Tg) 이상으로 가열할 필요가 있다. 열적 완화의 관점에서 말하면, 통상적으로는 Tg+20℃ 이상, 바람직하게는 Tg+30℃ 이상, 보다 바람직하게는 Tg+50℃ 이상이다. 이러한 열적 완화 공정에 있어서는, 가열에 의해, 위상차 필름 (10) 을 구성하는 분자는 더욱 움직일 수 있는 상태가 되어, 그 배향 상태에 변화가 생겨, 보다 랜덤인 배향 상태가 된다. 또한, Tg 를 크게 초과하는 온도에서의 가열이므로, 열적 완화 공정에 있어서는 위상차 필름 (10) 은 매우 부드러운 상태가 되어, 배향 상태의 변화에 수반하여 표면 상태도 변화하여 요철이 생긴다.
특히, 도 3 에 나타낸 것과 같은 가열 스탬프 (5) 를 가압하여 인증 영역 (10a) 을 형성하는 경우에, 상기한 점은 현저해진다. 스탬프 (5) 에 의해 가압된 부분은 가압 압력에 의해 일단 패이고, 스탬프 (5) 의 패턴부의 측면으로 잉여 수지가 밀려 나온다. 이어서, 스탬프 (5) 가 위상차 필름 (10) 으로부터 멀어질 때에, 이들 수지가 끌려가, 요철은 보다 현저해진다. 레이저 등의 비접촉형 열원을 사용하였을 경우에도 위상차 필름 (10) 자체의 응력 완화에 의해 요철이 생긴다.
이러한 요철이 생기면, 특정 관찰 파장 λ 을 갖는 관찰광을 사용하지 않아도 인증 정보를 읽어낼 가능성이 있다. 통상적인 광 하의 반사광에 의해 인증 정보가 해독되면, 위조 등을 용이하게 허락하는 결과가 되므로, 요철이 생겼다고 해도 이것을 은폐시키는 수단을 강구하는 것이 필요하게 된다. 그래서, 본 발명에서는 위상차 필름 (10) 의 정면측에 광확산층을 형성하도록 하고 있다.
<광확산층의 구성>
본 발명에서는, 위상차 필름 (10) 의 정면측에 광확산층을 형성하고, 요철을 외부로부터 실질적으로 안 보이게 하여 불가시성을 높이고 있다. 광확산층은 이것을 형성하기 위해서 사용되는 광확산 요소에 의해 특히 요철의 경계를 애매한 상태로 한다. 또한, 위상차 필름 (10) 에 형성된 요철을 광확산층 (12) 의 평탄화 효과에 의해, 실질적으로 불가시화하는 것이다. 따라서, 광확산층 (12) 은 위상차 필름 (10) 에 대하여 밀착한 상태에서 형성되는 것이 바람직하다. 단순히, 광확산성과 은폐성의 관점으로부터 말하면, 광확산층 (12) 을 인증 영역 (10a) 으로부터 멀리 한 상태에서 형성하는 것이 좋지만, 인증 정보를 판독하는 해상도 면에서 말하면, 광확산층 (12) 을 인증 영역 (10a) 으로부터 멀리 하는 것보다 밀착시키는 편이 바람직하다.
광확산층 (12) 의 광확산 요소는 광확산층 (12) 의 표면에 형성되는 미세 요철 형상이거나, 광확산층 (12) 의 내부에 분산되는 입자상물이다. 이들 광확산 요소에 의해, 인증 영역 (10a) 의 요철의 경계를 산란시켜서 잘 보이지 않게 할 수 있다.
광확산층 (12) 으로서는 표면에 미세 요철을 형성하는 경우의 예로는, 저굴절률의 투명 수지 중에 고굴절률의 투명 입자를 분산시킨 표면 미세 요철의 도포 경화층이나 기포를 분산시킨 투명 수지에 의한 표면 미세 요철의 도포 경화층, 기재 표면을 용매를 통해서 팽윤시켜 크레이즈를 발생시켜 표면 미세 요철 구조로 한 것이나 불규칙한 요철면을 갖는 투명 수지층, 또는 그들의 층을 투명한 지지 기재, 특히, 투명 필름에 형성한 것 등을 들 수 있다.
상기의 불규칙한 요철면은 기재나 그 위에 형성한 투명 수지의 도포층의 표면에 조면화 처리한 롤이나 금형 등의 조면 형상을 전사하는 기계적 방식 또는/및 화학 목표 처리 방식 등의 적절한 방식으로 형성할 수 있다. 상기의 투명 입자에는 예를 들어 평균 입경이 0.5∼30㎛ 인 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화안티몬 등의 도전성도 있는 무기계 입자나, 가교 또는 미가교 폴리머 등의 유기계 입자 등의 적절한 것을 1 종 또는 2 종 이상 사용할 수 있다. 또한 광확산층은 도 1 의 예와 같이 단층물로서 형성할 수도 있고, 투명 필름 등의 투명한 지지 기재에 표면 미세 요철층 (12b) 을 형성한 것 등의 복층물로서 형성할 수도 있다.
인증 영역 (10a) 에 형성되는 요철을 잘 보이지 않게 하기 위해서는 광확산층 (12) 의 두께를 위상차 필름 (10) 의 인증 영역 (10a) 에 형성된 요철의 최대 높이 H (도 6 참조) 보다 크게 하는 것이 좋다. 이 요철을 평탄화함으로써, 통상적인 광 하에서의 패턴을 잘 보이지 않게 한다. 이 때, 요철 자체의 존재를 잘 보이지 않게 하기 위해, 위상차 필름 (10) 의 굴절률과 광확산층 (12) 의 굴절률은 되도록이면 가까운 것이 바람직하다. 이로써, 계면 반사의 크기를 작게 할 수 있어, 통상적으로 광에 의한 반사광의 관찰로 요철의 존재를 잘 보이지 않게 할 수 있다. 양자의 굴절률의 차이는 0.1 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.05 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.03 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
광확산층 (12) 의 광확산 요소의 크기는 가열 패턴의 크기보다 작게 하는 것이 바람직하다. 가열 패턴의 크기는 도 3 에 있어서 W 로 나타나고 있고, 문자의 경우에는 그 문자 선폭이며, 바코드의 경우는 바의 폭이다. 가열 패턴의 크기보다 광확산 요소가 크면, 은폐 효과를 발휘하는 것이 어렵다. 더욱 바람직하게는 광확산 요소의 크기는 가열 패턴의 크기의 1/4 이하로 하는 것이다. 이러한 범위로 함으로써, 은폐 효과를 보다 발휘할 수 있다.
광확산층 (12) 의 형성 방법 (제조 방법) 에 대해서는, 특정 방법으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 투명 수지에 투명한 미립자를 분산한 혼합물을 미리 가열 패턴을 형성한 위상차 필름 (10) 의 표면에 도포 경화하는 방법, 미리 가열 패턴을 형성한 위상차 필름 (10) 에 투명한 수지를 도포하고, 미리 광확산 요소의 요철을 형성한 형태를 꽉 눌러 경화시킨 후, 형을 벗겨내는 방법 등이다. 이러한 광확산층 (12) 의 형성에 의해, 가열 패턴 (인증 정보) 은 편광판을 사용함으로써 비로소 관찰 가능해진다.
광확산층 (12) 의 재질에 대해서는 특별히 한정되는 것이 아니고, 예를 들어, 자외선 경화성 수지, 열경화성 수지 등이 사용되지만, 건조나 경화 과정에서 수지 수축이 크면 하층의 위상차 필름 (10) 의 형상이 반영되어, 광확산층 (12) 의 형성 효과가 작아지므로 바람직하지 않다. 따라서, 수지분은 가능한 한 많은 것이 수축이 작아서 좋다. 보다 바람직하게는, 용제를 쓰지 않는 것이 좋다. 또한, 경화 수축이 작은 편이 바람직하다. 경화 수축은 10％ 이하, 바람직하게는 8％ 이하, 더욱 바람직하게는 5％ 이하이다.
위상차 필름 (10) 의 재질에 대해서는 이미 서술한 대로이지만, 연신에 의해 일정한 위상차가 형성되는 열가소성 수지가 바람직하다. 또한, 유리 전이점 (Tg) 이 너무 낮으면, 가열 패턴의 안정성이 낮아져 바람직하지 않다. 또한, Tg 가 너무 높으면, 가열 완화성이 낮아져 바람직하지 않다. 바람직한 Tg 의 범위는 90℃ 이상 180℃ 이하이다. 예를 들면, 폴리카보네이트 수지, 노르보르넨 수지, 아크릴 수지, 폴리올레핀 수지 등이다. 따라서, 열경화형 수지나 열가교형 수지 또는 UV 경화형 수지는 바람직하지 않다. 또한, 가열 온도에서 착색되지 않는 재료가 바람직하다.
위상차 필름 (10) 과 금속 반사판 (11) 을 부착하는 수단으로서 점착제나 접착제가 사용되지만, 이들의 재료에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니다. 관찰 파장 λ 에 대해서 투명하면 된다. 또한, 내열성에 대해서는 높은 것이 바람직하고, 가열 패턴의 폭로로 위상차 필름 (10) 과 금속 반사판 (11) 사이에 벗겨짐, 변형, 변색 등이 생기지 않는 것이면 어떤 것이라도 된다.
점착제로서, 예를 들어, 광학적 투명성이 우수하고, 적당한 젖음성, 응집성이나 접착성의 점착 특성을 나타내는 것이 바람직하다. 구체적인 예로는, 아크릴계 폴리머나 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계나 고무계 등의 폴리머를 적절하게 베이스 폴리머로서 조제된 점착제 등을 들 수 있다.
또한, 광확산층 (12) 이나 위상차 필름 (10) 은 투명한 재질이 바람직하지만, 이것은 인증 정보의 판독을 행하기 위한 관찰 파장 λ 에 관해서 투명하면 좋다는 의미이다. 따라서, 관찰 파장 λ 이외의 파장에 관해서 광흡수가 있어도 상관없고, 관찰 파장 λ 이외의 파장으로 광확산층 (12) 의 표면에 적절한 형상·모양을 인쇄해도 된다. 이러한 표면 인쇄는 인증 정보의 불가시화의 면에서 바람직하다.
<금속 반사판>
금속 반사판 (11) 의 재질에 대해서는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 알루미늄, 스테인리스, 구리, 크롬 등의 금속박을 예로서 들 수 있다. 인증 영역 (10a) 의 형성을 양호하게 행하기 위해서는, 금속박의 두께는 두꺼운 것이 좋다. 또한, 열확산성과 열용량이 큰 것이 가열 패턴에 폭로할 때에, 위상차 필름 (10) 의 열적 완화되는 영역이 일정한 범위에 머무르기 때문에 바람직하다. 특히, 금속 반사판 (11) (금속박) 의 배면에 배접으로서의 수지 기재 (PET 필름 등) 를 형성하면, 그 수축이 작아져 바람직하다. 또한, 수지 기재에 의해 강성이 높아져, 위상차 필름 (10) 의 열적 완화에 수반하는 수축 변형의 영향이 작아져 바람직하다. 금속박은 무거워서 접히기 쉽기 때문에, 수지 기재를 배접함으로써, 그러한 결점을 보충할 수 있다. 특히, 알루미늄과 같은 강도가 약한 금속의 경우, 수지 기재의 배접은 유효하다. 스테인리스의 경우에는 반드시 수지 기재를 필요로 하지 않는다. 또한, 금속 반사판 (11) 의 표면 형상은 경면보다 확산면으로 되어 있는 것이 바람직하다. 그 편이 패턴 형상을 불명료화할 수 있다. 또한, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 금속 반사판 대신에 반사층이 미세한 요철의 회절 격자로 구성되는 위상형 홀로그램으로 할 수도 있다. 여기서, 반사층 (37) 은 홀로그램 형성층 (38) 에 증착되어 있다. 이 경우, 통상적인 상태에서는 홀로그램의 도안이 보인다.
<사용예>
이어서, 본 발명에 관련되는 적층 반사체의 사용예를 설명한다. 또한, 인증 영역 (10a) 에 형성되는 인증 정보의 내용에 대해서는, 특별히 한정되는 것이 아니고, 임의의 문자·숫자·기호·도형, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 구성할 수 있다. 또한, 소정의 인증용의 패턴의 정 (正) 이미지뿐만 아니라, 반전 이미지를 형성해도 된다. 인증 정보는 1 차원 바코드나 2 차원 바코드로서 사용해도 된다.
적층 반사체의 용도에 대해서는, 예를 들어, 선불 카드, 크레디트 카드, ID카드, 바코드 라벨, 인증 라벨, 패스포트, 운전 면허증, 각종 허가증 (카드) 등의 인증 카드 등이 있다. 이들의 진위를 증명해야 할 대상물에 대해서, 접착제 (예를 들어, 점착제) 를 사용하여 부착함으로써 사용할 수 있다. 또한, 도 1 의 단면 구조에서는, 미리 점착제층을 형성하고 있는 구성을 나타내고 있다.
<적층 반사체의 제조 공정>
이어서, 도 1 에 나타내는 적층 반사체 (1) 의 제조 공정을 도 7 에 의해 설명한다. 제조 공정은 크게 나누어 4 공정 (K1∼K4) 으로 구성되어 있다. 또한, 적층 반사체 (1) 를 제조하기 위해서, 위상차 필름 (10) (1/4 파장판) 의 롤 (20) 과 제 1 점착제층 (13) 을 형성하기 위한 점착제 롤 (21) 과, 금속 반사판 (11) 을 적층하기 위한 금속박 롤 (22) 과, 제 2 점착제층 (14) 을 형성하기 위한 점착제 롤 (23) 이 미리 준비된다. 이들 각 롤로부터 인출된 시트상의 재료는 부착 롤러 (24) 에 의해 부착되어 적층된다.
제 1 공정 (K1) 에서는, 인증 정보가 잠상으로서 형성된다. 도시 예에서는, 레이저 광을 조사함으로써 잠상을 형성하는 예를 나타내고 있다. 즉, 레이저 광원 (25) (가열 수단에 상당) 으로 광 주사 수단 (26) 을 사용하여 인증 정보의 잠상을 노광 형성한다. 제 2 공정 (K2) 에서는, 광확산층 (12) 을 형성하기 위한 표면층을 도포하는 공정이 실시된다. 미립자와 투명 수지의 혼합물을 도포 장치 (27) 를 사용하여 위상차 필름 (10) 의 표면에 도포한다. 제 3 공정 (K3) 에서는, UV 노광 장치 (28) 를 사용하여 도포된 광확산층의 가교 경화를 한다. 제 4 공정 (K4) 에서는 라벨러 가공을 실시한다.
<인증 시스템의 구성>
이어서, 본 발명에 관련되는 적층 반사체 (1) 를 사용하여 인증을 행하기 위한 인증 시스템에 대해, 도 8 의 모식도에 의해 설명한다. 판독용의 광원 (30) 과 편광판 (31), 하프 미러 (32) 가 광축을 따라 배치되고, 광원 (30) 으로부터 조사된 광선은 편광판 (31) 에 의해 특정 편광 방향의 직선 편광이 되고, 하프 미러 (32) 를 그대로 통과하여 적층 반사체 (1) 에 입사된다. 편광판 (31) 의 흡수축은 위상차 필름 (10) 의 지상축과 소정 각도 (바람직하게는 45˚) 를 이루도록 배치된다.
적층 반사체 (1) 의 금속 반사판 (11) 에서 반사된 반사광은 하프 미러 (32) 에서 90˚ 반사한 후, 관찰용의 편광판 (33) 에 입사된다. 이 편광판 (33) 의 흡수축은 위상차 필름 (10) 의 지상축과 소정 각도 (바람직하게는 45˚) 를 이루도록 배치된다. 편광판 (33) 에 인접하여 수광부 (34) 가 배치되고, 예를 들어, 2 차원 CCD 센서에 의해 구성된다. 판독 장치 (35) 는 수광부 (34) 에 의해 수광한 신호를 처리하고, 표시부 (36) 로 읽어낸 인증 정보를 표시시킨다. 표시부 (36) 는 예를 들어, 액정 표시 모니터가 사용된다.
편광판 (31, 33) 의 흡수축과 위상차 필름 (10) 의 지상축은 상이한 각도로 설정되지만, 상기 서술한 바와 같이 45˚ 로 하는 것이 이상적이다. 바람직하게는 45˚±5˚ 로 하는 것이 좋다. 이 범위 내이면, 비인증 영역 (10b) 의 흑표시부의 투과율이 이상적으로는 3％ 이내가 되기 때문이며, 이로써 콘트라스트를 확보할 수 있다.
광원 (30) 의 종류에 대해서는, 특별히 한정되는 것이 아니고, 백열전등, 냉음극관이나 열음극관, 할로겐 램프, 크세논 램프 등의 복수의 발광 파장을 갖는 광원이나, 나트륨 램프나 레이저와 같은 단색 광원을 사용할 수 있다. 복수의 발광 파장을 갖는 광원의 경우, 단색광화를 위해서 컬러 필터를 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 발광 파장에 관해서는 가시광선을 시작으로 자외선, 적외선 등 어떤 파장의 광도 사용할 수 있다. 단, 위상차 필름 (10) 이나 광확산층 (12), 점착제에 흡수되는 파장의 광의 경우, 신호가 감쇠하기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 수광부 (34) 의 파장에 대한 검출 특성이 최적이 되도록 광원 (30) 의 파장 을 선택할 수 있다.
편광판 (31) 에 대해서는, 직선 편광판과 1/4 파장판을 조합한 원편광판을 통하여 원편광을 적층 반사체 (1) 에 입사시키도록 해도 된다. 또한, 광원 (30) 이 레이저와 같은 직선 편광의 진동을 갖는 경우에는, 광원 (30) 의 앞에 배치되는 편광판 (31) 은 반드시 필요하지는 않는다.
도 9 는 인증 시스템의 별도의 실시형태를 나타내는 도면이다. 도 8 과 다른 점만을 설명한다. 이 실시형태에서는, 편광판 (33) 과 수광부 (34) 의 사이에 슬릿 (37) 이 배치된다. 수광부 (34) 는 예를 들어, 1 차원의 CCD 라인 센서에 의해 구성된다. 슬릿 (37) 의 슬릿 형성 방향 및 수광부 (34) 에 있어서의 라인 센서의 배열 방향이 B 방향이라고 하면, 적층 반사체 (1) 를 도 9 의 화살표 C 방향으로 이동함으로써, 인증 정보를 주사할 수 있다. 슬릿 (37) 대신에 핀홀을 사용해도 주사계를 구성할 수 있다.
<별도의 실시형태>
본 발명에 관련되는 인증 정보는 특정 형태의 정보로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 문자, 숫자, 기호, 이들의 임의의 조합에 의해 인증 정보로 할 수 있다. 또한, 적절한 형상, 도형, 모양, 의장, 이들의 임의의 조합, 또한, 이들과 문자, 숫자 등의 조합에 의해 인증 정보를 구성해도 된다.
적층 반사체가 사용되는 대상은 특정 물품으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 인증 카드에 부착하거나 또는 바코드 라벨로 하여 사용할 수 있다. 인증 카드로는, 크레디트 카드, 선불 카드, ID 카드 이외에, 운전 면허증, 사원증, 패스포트, 임의의 회원증 등에 응용할 수 있다. 또한, 1 차원 또는 2 차원 바코드 라벨로 하여 사용할 수 있다. 이러한 바코드 라벨은 임의의 물품 (상품) 에 대하여 부착할 수 있다.

Claims (20)

  1. 관찰 파장 λ 에 대한 위상차 Δnd1 이 m×λ/4 (m 은 양의 홀수) 가 되도록 설정된 위상차 필름과,
    상기 위상차 필름의 배면측에 적층되는 반사 수단을 갖는 적층 반사체로서,
    상기 위상차 필름에 미리 소정의 인증 정보를 형성한 인증 영역을, 상기 위상차 Δnd1 과는 상이한 위상차 Δnd2 가 되도록 형성하고, 또한,
    상기 위상차 필름의 정면측에 광확산층을 형성한, 적층 반사체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상차 필름의 위상차 Δnd1 은 ±λ/16 의 오차로 제조되는, 적층 반사체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 인증 영역에 있어서의 위상차 Δnd2 가 n×λ/4 (n 은 0 또는 양의 짝수, 단 n<m) 가 되도록 설정되어 있는, 적층 반사체
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 인증 영역의 위상차 Δnd2 는 ±λ/8 의 오차로 제조되는, 적층 반사체.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 인증 영역의 위상차 Δnd2 는 λ/8 이하인, 적층 반사체.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 인증 영역은 인증 정보에 대응한 가열 패턴을 갖는 스탬프를 위상차 필름에 가압시키거나, 근방에 배치시킴으로써, 위상차 필름의 배향을 열적으로 완화함으로써 형성되는, 적층 반사체.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 인증 영역은 인증 정보에 대응하여 패턴화된 광선을 위상차 필름에 노광시키거나, 광선을 위상차 필름에 대하여 주사함으로써 소정의 패턴을 노광 형성시켜, 위상차 필름의 배향을 열적으로 완화함으로써 형성되는, 적층 반사체.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 인증 영역에 대한 가열 온도는 위상차 필름의 유리 전이점 이상의 온도인, 적층 반사체.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 인증 정보는 1 차원 또는 2 차원 바코드에 의해 형성되는, 적층 반사체.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광확산층의 광확산 요소의 크기가 인증 영역에 형성되는 패턴의 크기보다 작은, 적층 반사체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 광확산 요소는 광확산층의 표면의 요철 형상과 광확산층에 분산한 입자상물 중 하나 이상이며, 그 크기는 상기 패턴 크기의 1/4 보다 작은, 적층 반사체.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광확산층은 상기 위상차 필름의 정면측에 밀착하여 형성되는, 적층 반사체.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광확산층은 투명한 수지와, 그것에 분산된 투명한 미립자의 혼합물에 의해 형성되는, 적층 반사체.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반사 수단이 회절 격자에 의해 생성된 위상형 홀로그램으로 구성되는, 적층 반사체.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 적층 반사체를 갖는, 인증 카드.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 적층 반사체를 갖는, 바코드 라벨.
  17. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 적층 반사체에 대하여 광을 조사하는 광원과,
    상기 적층 반사체로부터의 반사광을 판독하기 위한 수광부와,
    상기 적층 반사체와 상기 수광부 사이에 배치되는 직선 편광판을 가지고, 상기 직선 편광판의 흡수축이 상기 적층 반사체를 구성하는 위상차 필름의 광학축과는 상이한 각도가 되도록 설정되는, 인증 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 각도는 45˚ 인, 인증 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 수광부와 상기 적층 반사체 사이에 배치되는 핀홀 또는 슬릿과,
    상기 핀홀 또는 슬릿을 통하여 상기 적층 반사체에 형성되어 있는 인증 정보를 주사 하는 주사 수단을 구비하고,
    상기 수광부에 의해 주사된 인증 정보를 수광하도록 구성한, 인증 시스템.
  20. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 적층 반사체에 인증 영역을 형성하기 위하여, 위상차 변화가 가능한 온도 이상으로 가열 가능한 가열 수단을 갖는, 인증 영역 형성 시스템.
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