JP2009075169A - Optical element, article with label, optical kit and determination method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、偽造防止効果、装飾効果及び/又は美的効果を提供する表示技術に関する。 The present invention relates to a display technology that provides, for example, an anti-counterfeit effect, a decorative effect, and / or an aesthetic effect.
偽造防止には、潜像を利用することがある。潜像は、例えば、万線モアレ又は凹版印刷を利用して形成することができる。 A latent image may be used to prevent forgery. The latent image can be formed using, for example, line moire or intaglio printing.
万線モアレを利用した潜像は、潜像とすべき像と、高密度に配列した多数の線とを重ねることにより得られる。この像は、肉眼で観察した場合には多数の線が識別を困難とし、それら線を隠すことにより識別が容易になる。 A latent image using line moire is obtained by superimposing an image to be a latent image and a large number of lines arranged at high density. When this image is observed with the naked eye, many lines make it difficult to identify, and hiding these lines facilitates identification.
凹版印刷を利用した潜像は、インキ層に凹パターン及び/又は凸パターンを設けることにより得られる。凹パターン及び/又は凸パターンが形成している像は、正面から観察した場合には識別が困難であり、斜めから観察することにより可視化する。 A latent image using intaglio printing is obtained by providing a concave pattern and / or a convex pattern in the ink layer. The image formed by the concave pattern and / or the convex pattern is difficult to identify when viewed from the front, and is visualized by observing from an oblique direction.
万線モアレ又は凹版印刷を利用した偽造防止技術は、真偽判定が比較的容易である。しかしながら、これらの方法で形成した像は、肉眼で観察した場合に識別が不可能な訳ではない。そのため、これら潜像は、それ自体の存在を悟られ易い。 Forgery prevention technology using line moiré or intaglio printing is relatively easy to determine authenticity. However, images formed by these methods are not necessarily indistinguishable when observed with the naked eye. Therefore, these latent images are easy to realize their existence.
潜像は、蛍光インキ及び赤外線吸収インキなどの特殊インキを使用して形成することもできる。蛍光インキは、紫外線を照射することにより発光するインキであって、これを用いて形成した潜像は、紫外線照射により可視化する。赤外線吸収インキは、赤外線吸収率が高いインキであって、これを用いて形成した潜像は、例えば、赤外線カメラで観察することにより可視化する。 The latent image can also be formed using special inks such as fluorescent ink and infrared absorbing ink. The fluorescent ink is an ink that emits light when irradiated with ultraviolet rays, and a latent image formed using the fluorescent ink is visualized when irradiated with ultraviolet rays. The infrared absorbing ink is an ink having a high infrared absorption rate, and a latent image formed using the infrared absorbing ink is visualized by observing with an infrared camera, for example.
特殊インキを使用して形成した潜像は、それ自体の存在を悟られ難い。しかしながら、その可視化には、紫外線ランプ又は赤外線カメラなどの装置が必要である。 Latent images formed using special inks are difficult to realize. However, the visualization requires a device such as an ultraviolet lamp or an infrared camera.
潜像は、液晶材料を使用して形成することもできる。例えば、光反射性を有する基材上に、高分子液晶材料などの固化した液晶材料からなる薄膜を形成する。液晶分子のメソゲン基は、例えば、薄膜の下地にラビング処理又は光配向処理などの配向処理を施しておくことにより、略一方向に配向させる。 The latent image can also be formed using a liquid crystal material. For example, a thin film made of a solidified liquid crystal material such as a polymer liquid crystal material is formed on a substrate having light reflectivity. The mesogenic groups of the liquid crystal molecules are aligned in approximately one direction by, for example, performing an alignment process such as a rubbing process or a photo-alignment process on the base of the thin film.
このようにして形成したパターンは、肉眼で観察した場合には、光学的に等方性の層と同様に見える。それゆえ、このパターンで潜像を構成することができる。そして、このパターンを形成した薄膜は位相差層として機能するので、偏光子を介して観察した場合には、その遅相軸と偏光子の光透過軸とが為す角度に応じた明るさの変化を生じる。即ち、この薄膜に形成された潜像は、偏光子を介して観察することにより可視化する。 The pattern formed in this way looks like an optically isotropic layer when viewed with the naked eye. Therefore, a latent image can be formed with this pattern. The thin film on which this pattern is formed functions as a retardation layer, so when observed through a polarizer, the brightness changes according to the angle formed by the slow axis and the light transmission axis of the polarizer. Produce. That is, the latent image formed on this thin film is visualized by observing through a polarizer.
液晶材料を使用して形成した潜像は、それ自体の存在が悟られ難い。加えて、この潜像は、偏光フィルムなどの偏光子で可視化することができ、大きな装置は不要である。そのため、液晶材料を使用した偽造防止技術は、高い関心を集めている。 A latent image formed using a liquid crystal material is difficult to realize. In addition, the latent image can be visualized with a polarizer such as a polarizing film, and a large apparatus is not required. For this reason, anti-counterfeiting technology using a liquid crystal material has attracted high interest.
例えば、特許文献1には、OVD(optically variable device)層と潜像形成層とを積層することが記載されている。潜像形成層は、例えば、高分子液晶材料からなる。OVD層は、例えば、ホログラムである。 For example, Patent Document 1 describes that an OVD (optically variable device) layer and a latent image forming layer are stacked. The latent image forming layer is made of, for example, a polymer liquid crystal material. The OVD layer is, for example, a hologram.
この積層体を肉眼で観察した場合には、ホログラムの視覚効果、即ち、虹色及び観察角度に応じた色変化を確認することができる。そして、潜像形成層が形成している潜像は、偏光子を介して観察することにより可視化する。このように、液晶材料とホログラムとを組み合わせると、多様に変化する像を形成することができる。従って、液晶材料のみを使用した場合と比較して、より高い偽造防止効果を達成できる。 When this laminate is observed with the naked eye, the visual effect of the hologram, that is, the rainbow color and the color change according to the observation angle can be confirmed. The latent image formed by the latent image forming layer is visualized by observing through a polarizer. As described above, when the liquid crystal material and the hologram are combined, an image that changes variously can be formed. Therefore, a higher forgery prevention effect can be achieved as compared with the case where only the liquid crystal material is used.
しかしながら、偽造技術の進歩は著しい。それゆえ、偽造防止技術には更なる進歩が望まれている。そして、液晶材料は非常に高価であるので、液晶材料を使用した偽造防止技術は、コストの観点で不利である。
本発明の目的は、固化した液晶材料を含んだ光学素子が表示する像の観察条件に応じた変化の多様性を高めると共に、液晶材料の使用量を低減可能とすることにある。 An object of the present invention is to increase the variety of changes according to the viewing conditions of an image displayed by an optical element including a solidified liquid crystal material and to reduce the amount of liquid crystal material used.
本発明の第1側面によると、長さ方向が揃い且つ前記長さ方向と交差する方向に隣り合った複数の第1溝が各々に設けられた複数の凹部形成領域を一方の主面が含んだ光透過性の凹部形成層と、前記主面に支持されると共に固化された液晶材料からなる液晶層と、前記凹部形成層の他方の主面と向き合うと共に光散乱性を有する第1反射層とを具備し、前記複数の凹部形成領域は各々が前記液晶層によって被覆されている1つ以上の第1凹部形成領域と、各々が前記液晶層によって被覆されていない1つ以上の第2凹部形成領域とを含んだことを特徴とする光学素子が提供される。 According to the first aspect of the present invention, one main surface includes a plurality of recess formation regions each having a plurality of first grooves that are aligned in the length direction and are adjacent to each other in a direction intersecting the length direction. A light-transmitting recess forming layer, a liquid crystal layer made of a liquid crystal material supported and solidified by the main surface, and a first reflecting layer facing the other main surface of the recess forming layer and having light scattering properties And the plurality of recess forming regions each include one or more first recess forming regions each covered with the liquid crystal layer, and one or more second recesses each not covered with the liquid crystal layer. An optical element including a formation region is provided.
本発明の第2側面によると、第1側面に係る光学素子と、これを支持した物品とを含んだことを特徴とするラベル付き物品が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a labeled article characterized by including the optical element according to the first aspect and an article supporting the optical element.
本発明の第3側面によると、第1側面に係る光学素子と偏光子とを含んだことを特徴とする光学キットが提供される。 According to the 3rd side surface of this invention, the optical kit characterized by including the optical element and polarizer which concern on a 1st side surface is provided.
本発明の第4側面によると、真正であるか否かが未知の物品を真正品と非真正品との間で判別する方法であって、前記真正品は第1側面に係る光学素子を支持した物品であり、前記真正であるか否かが未知の物品が、偏光子なしで前記一方の主面に対して傾いた方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察した場合と同じ色を表示し、前記偏光子を介して前記主面に対して垂直な方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察したときとは異なる色を表示し、前記偏光子を介して前記一方の主面に対して傾いた方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察したとき及び前記偏光子を介して前記主面に対して垂直な方向から観察したときとは異なる色を表示する第1表示部と、干渉色を表示するか又は光散乱異方性を示す第2表示部とを含んでいない場合に、前記真正であるか否かが未知の物品は非真正品であると判断することを含んだことを特徴とする判別方法が提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for discriminating an article whose authenticity is unknown between an authentic product and a non-authentic product, wherein the authentic product supports the optical element according to the first aspect. An article of which the authenticity is unknown is observed with respect to the one main surface without the polarizer when observed from a direction inclined with respect to the one main surface without the polarizer. The same color as that observed from a direction perpendicular to the main surface is displayed, and when viewed from a direction perpendicular to the main surface through the polarizer, the light is perpendicular to the one main surface without the polarizer. A color different from that observed when viewed from the direction is displayed, and when viewed from a direction inclined with respect to the one principal surface through the polarizer, the color is perpendicular to the one principal surface without the polarizer. When observed from the direction and perpendicular to the main surface through the polarizer Whether or not it is authentic when it does not include a first display unit that displays a color different from that observed when it is observed and a second display unit that displays an interference color or exhibits light scattering anisotropy A determination method is provided that includes determining that an unknown article is a non-authentic item.
本発明によると、固化した液晶材料を含んだ光学素子が表示する像の観察条件に応じた変化の多様性を高めると共に、液晶材料の使用量を低減することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to increase the variety of changes according to the viewing conditions of the image displayed by the optical element including the solidified liquid crystal material and to reduce the amount of the liquid crystal material used.
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same referential mark is attached | subjected to the component which exhibits the same or similar function, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の第1態様に係る光学素子を概略的に示す平面図である。図2は、図1に示す光学素子のII−II線に沿った断面図である。図3は、図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の一例を示す平面図である。図4は、図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の他の例を示す平面図である。図5は、図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の更に他の例を示す平面図である。図6は、図1に示す光学素子の凹部形成領域に採用可能な構造の更に他の例を示す平面図である。なお、図1及び図2において、X方向は光学素子10の主面に平行な方向であり、Y方向は光学素子10の主面に平行であり且つX方向に対して垂直な方向であり、Z方向はX方向及びY方向に対して垂直な方向である。
FIG. 1 is a plan view schematically showing an optical element according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of the optical element shown in FIG. FIG. 3 is a plan view showing an example of a structure that can be employed in the recess formation region of the optical element shown in FIG. FIG. 4 is a plan view showing another example of a structure that can be employed in the recess forming region of the optical element shown in FIG. FIG. 5 is a plan view showing still another example of a structure that can be employed in the recess forming region of the optical element shown in FIG. FIG. 6 is a plan view showing still another example of a structure that can be employed in the recess forming region of the optical element shown in FIG. 1 and 2, the X direction is a direction parallel to the main surface of the
図1及び図2に示す光学素子10は、例えば、真正品であることが確認されるべき物品に支持させる表示体である。この光学素子10は、基材11と第1反射層12と凹部形成層13と第2反射層14と液晶層15とを含んでいる。光学素子10の前面は、液晶層15側の面である。
The
基材11は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの樹脂からなるフィルム又はシートである。基材11の前面には、微細な凹凸が設けられている。基材11は、光透過性を有していてもよく、有していなくてもよい。また、基材11は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。
The
第1反射層12は、光散乱性を有している反射層であって、基材11の全面を被覆している。第1反射層12は、基材11の一部のみを被覆していてもよい。
The first
反射層12の前面は、基材11の前面の構造に対応した微細な凹凸構造を有している。反射層12の前面に設けられた凹凸構造は、入射光を様々な方向に乱反射する。
The front surface of the
反射層12は、例えば、金属層である。金属層の材料としては、例えば、アルミニウム、銀又はそれらの合金を使用することができる。金属層は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法などの気相堆積法により形成することができる。
The
反射層12は、前面に微細な凹凸構造が設けられた1層又は多層の誘電体層であってもよい。反射層12として、例えば、ZnOからなる単層の誘電体層を使用した場合、肉眼で光学素子10を観察したときに基材11の色を知覚することができる。また、偏光子を介して光学素子10を観察したときには、液晶層12などが与える視覚効果に、基材11の色が与える視覚効果を加えることができる。反射層12として多層誘電体層を使用した場合には、光学素子10に波長選択性を与えることができる。従って、反射層12として金属蒸着層や単層の誘電体層を使用した場合とは異なる視覚効果を得ることができる。多層誘電体層は、基材11上に、例えば、硫化亜鉛などの高屈折率材料とフッ化マグネシウムなどの低屈折率の材料とを交互に蒸着することによって得られる。
The
反射層12として、金属層と誘電体層とを含んだ積層体を使用してもよい。例えば、金属層上に1層又は多層の誘電体層を形成してもよい。
ここでは、一例として、反射層12は金属層であるとする。
As the
Here, as an example, it is assumed that the
凹部形成層13は、光透過性であって、反射層12を被覆している。凹部形成層13の前面には、複数の第1溝が設けられている。この例では、凹部形成層13の前面は、図2に示すように、各々に複数の溝が設けられた3つの領域131乃至133を含んでいる。
The
領域131乃至133の各々は、凹部形成領域である。領域131乃至133の各々には、長さ方向が揃い且つこの長さ方向と交差する方向に隣り合った複数の溝が設けられている。領域131乃至133は、溝の長さ方向が異なっていてもよく、同一であってもよい。また、領域131及び132の一方は、省略してもよい。或いは、凹部形成層13の前面は、複数の溝が設けられた他の領域を更に含んでいてもよい。
Each of the
ここでは、一例として、領域131には、長さ方向がX方向に略平行な溝が設けられ、領域132には、長さ方向がY方向に略平行な溝が設けられているとする。また、領域133に設ける溝の長手方向は任意であるが、ここでは、一例として、X方向に対して45°の角度を為しているとする。
Here, as an example, the
凹部形成層13の前面は、図2に示すように、溝が設けられていない領域134を更に含んでいる。領域134は、省略することができる。
As shown in FIG. 2, the front surface of the
凹部形成領域131乃至133には、様々な構造を採用することができる。例えば、凹部形成領域131乃至133の各々には、図3に示すように、複数の溝を幅方向に等間隔で平行に並べた構造を採用することができる。
Various structures can be employed for the
これら溝は、図4に示すように、互いに平行でなくてもよい。但し、これらの溝が平行に近いほど、凹部形成領域131及び132に対応した液晶層15の各々の部分において、液晶分子又はそれらのメソゲン基の長軸が揃い易くなる。これらの溝が為す角度は、例えば5°以下とし、典型的には3°以下とする。
These grooves need not be parallel to each other, as shown in FIG. However, the closer these grooves are to parallel, the easier it is for the major axes of the liquid crystal molecules or their mesogenic groups to be aligned in the respective portions of the
領域131乃至133の各々において、これら溝は、縦横に並べてもよい。また、溝の長さは、互いに等しくてもよく、互いに異なっていてもよい。また、長さ方向に隣り合う溝間の距離は均一であってもよく、不均一であってもよい。更に、幅方向に隣り合う溝間の距離は均一であってもよく、不均一であってもよい。例えば、図5に示すように、凹部形成領域の各々には、互いに長さが等しい溝を縦横に並べてもよい。或いは、図6に示すように、様々な長さの溝をランダムに並べてもよい。
In each of the
図3乃至図5に示す構造を採用した場合、溝を略平行とし且つピッチを適宜設定することなどにより、これら溝で回折格子を構成することができる。図6に示す構造を採用した場合、これら溝で一方向性拡散パターンを形成することができる。なお、この一方向性拡散パターンは、溝の長さ方向に垂直な面内での拡散能が、凹部形成層13の主面に垂直であり且つ溝の長さ方向に平行な面内での拡散能と比較してより大きい光拡散特性、即ち、光散乱異方性を示すパターンである。ここでは、一例として、領域131乃至133の各々に設けられた溝は、回折格子を構成していることとする。
When the structure shown in FIGS. 3 to 5 is employed, the diffraction grating can be configured by these grooves by setting the grooves to be substantially parallel and appropriately setting the pitch. When the structure shown in FIG. 6 is adopted, a unidirectional diffusion pattern can be formed by these grooves. In this unidirectional diffusion pattern, the diffusivity in a plane perpendicular to the length direction of the groove is perpendicular to the main surface of the
凹部形成層13は、例えば、感光性樹脂材料に、二光束干渉法を用いてホログラムパターンを記録する方法や、電子ビームによってパターンを描画する方法により形成することができる。或いは、表面レリーフ型ホログラムの製造で行われているように、微細な線状の凸部を設けた金型を樹脂に押し付けることにより形成することができる。例えば、凹部形成層13は、基材11と反射層12との積層体上に形成された熱可塑性樹脂層に、線状の凸部が設けられた原版を、熱を印加しながら押し当てる方法、即ち、熱エンボス加工法により得られる。或いは、凹部形成層13は、基材11と反射層12との積層体上に紫外線硬化樹脂を塗布し、これに原版を押し当てながら基材11側から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させ、その後、原版を取り除く方法により形成することも可能である。
The
これらの方法によれば、1つの面内に溝の長さ方向が異なる複数の凹部形成領域を形成することができる。また、これらの方法によると、1つの面内に溝の深さ、幅、及び/又は溝などが異なる複数の凹部形成領域を形成することもできる。 According to these methods, it is possible to form a plurality of recess formation regions having different groove length directions in one plane. In addition, according to these methods, a plurality of recess formation regions having different groove depths, widths, and / or grooves can be formed in one plane.
先の原版は、例えば、二光束干渉法を用いてホログラムパターンを記録する方法、電子ビームによってパターンを描画する方法、又はバイトによって切削する方法により得られた母型の電鋳を行うことにより得られる。凹部形成層に上記のような多様性をもたせない場合は、ラビング加工により溝を形成してもよい。 The original plate can be obtained, for example, by performing electroforming of a mother die obtained by a method of recording a hologram pattern using a two-beam interference method, a method of drawing a pattern by an electron beam, or a method of cutting by a cutting tool. It is done. When the above-described diversity is not given to the recess forming layer, the groove may be formed by rubbing.
これら溝の深さは、例えば、0.05μm乃至1μmの範囲とする。また、溝の長さは、例えば、0.5μm以上とする。溝のピッチは、例えば0.1μm以上であり、典型的には0.75μm以上である。又、溝のピッチは、例えば10μm以下であり、典型的には2μm以下である。液晶分子又はそのメソゲン基を高い秩序度で配向させるには、溝のピッチは小さいことが有利である。 The depth of these grooves is, for example, in the range of 0.05 μm to 1 μm. The length of the groove is, for example, 0.5 μm or more. The pitch of the grooves is, for example, 0.1 μm or more, and typically 0.75 μm or more. The pitch of the grooves is, for example, 10 μm or less, and typically 2 μm or less. In order to align the liquid crystal molecules or their mesogenic groups with a high degree of order, it is advantageous that the pitch of the grooves is small.
第2反射層14は、例えば、アルミニウム蒸着層などの金属蒸着層である。反射層14は、凹部形成層13の主面のうち、凹部形成領域133の全体を被覆し、他の領域は被覆していない。
The second
反射層14には、反射層12について説明したのと同様の材料及び層構成を採用することができる。即ち、反射層14は、金属層、1層若しくは多層の誘電体層、又はそれらの積層体であってもよい。
The
反射層14は、凹部形成領域133の一部のみを被覆していてもよい。或いは、反射層14は、凹部形成領域131及び132の一部を更に被覆していてもよい。反射層14は、領域134の一部又は全部を更に被覆していてもよい。この場合、反射層14は、凹部形成領域131及び132の一部を更に被覆していてもよい。
The
ここでは、一例として、反射層14は、金属層であるとする。また、ここでは、一例として、反射層14は、凹部形成領域133の全体を被覆し、凹部形成領域131及び132並びに領域134は被覆していないとする。
Here, as an example, it is assumed that the
反射層14の表面形状は、その下地表面の形状に対応している。ここでは、反射層14の表面には、凹部形成領域133に設けられた複数の第1溝に対応して、複数の第2溝が設けられている。凹部形成領域133に設けられた複数の第1溝が回折格子を構成している場合、第2溝も回折格子を構成する。また、凹部形成領域133に設けられた複数の第1溝が一方向性拡散パターンを構成している場合、第2溝も一方向性拡散パターンを構成する。
The surface shape of the
液晶層15は、凹部形成層13及び反射層14うち、凹部形成領域131及び132の少なくとも一部を被覆し、反射層14の少なくとも一部は被覆していない。液晶層15は、領域134を被覆していてもよく、一部のみ被覆していてもよく、被覆していなくてもよい。ここでは、一例として、液晶層15は、領域131、132及び134を被覆し、領域133を被覆していないとする。以下、液晶層15のうち領域131、132及び134上に形成された部分を、それぞれ、液晶部分151、152及び154と呼ぶ。また、領域133上に設けられた液晶層15の開口を開口部分153と呼ぶ。そして、光学素子10のうち、部分151乃至154に対応した領域を、それぞれ、表示部101乃至104と呼ぶ。
The
液晶層15は、固化された液晶材料からなる。即ち、液晶層15は、流動性を有する液晶材料を非流動化してなる。
The
液晶層15は、典型的には、流動性を有する重合性液晶材料を紫外線又は熱により硬化させてなる高分子液晶層である。高分子液晶層は、例えば、以下の方法により形成することができる。まず、光重合性を有するネマチック液晶材料を凹部形成層13及び反射層14上に塗布する。液晶材料は、例えば、スクリーン印刷法、グラビア印刷法及びフレキソ印刷法などの印刷法を用いて塗布することができる。例えば、印刷法を利用すると、塗膜を所望のパターンに形成することができる。次いで、液晶材料に紫外線を照射して、それらの重合を生じさせる。これにより、液晶分子又はそれらのメソゲン基の長軸の向きが固定された液晶層15を得ることができる。液晶層15の材料として、コレステリック液晶材料やスメクチック液晶材料を用いてもよい。
The
凹部形成領域131及び132の各々は、液晶部分151が含んでいる液晶分子又はそれらのメソゲン基を、溝の長さ方向に沿うように配向させる。ここでは、一例として、液晶部分151及び152の各々では、メソゲン基の長軸が略一方向に揃っていることとする。即ち、ここでは、メソゲン基は、液晶部分151ではX方向に配向し、液晶部分152ではY方向に配向していることとする。
Each of the
液晶部分151及び152は、メソゲン基が配向しているので、複屈折性を有している。液晶部分151ではメソゲン基はX方向に配向しているので、そのX方向についての屈折率は異常光線屈折率neであり、Y方向についての屈折率は常光線屈折率noである。屈折率neは屈折率noよりも大きいので、液晶部分151の遅相軸はX方向と平行であり、進相軸はY方向と平行である。また、液晶部分152の遅相軸はY方向と平行であり、進相軸はX方向と平行である。
The
液晶部分154では、理想的には、メソゲン基は配向していない。しかしながら、典型的には、液晶部分154では、液晶部分151及び152ほど高い秩序度で配向している訳ではないが、僅かに配向している。ここでは、一例として、液晶部分154では、メソゲン基は配向していないこととする。即ち、液晶部分154は、光学的に等方性であるとする。なお、液晶部分154では、例えば、領域134にラビング処理などの配向処理を施すことにより、メソゲン基を比較的高い秩序度で配向させることができる。
In the
次に、この光学素子10に白色光を照射し、これを肉眼で観察した場合に見える像について説明する。なお、白色光とは、可視領域内の全ての波長の非偏光からなる光である。
Next, an image seen when the
図7は、図1及び図2に示す光学素子が表示する像の一例を示す平面図である。
光学素子10に白色光を照射し、これを正面から肉眼で観察した場合、図7に示すように、表示部101、102及び104は互いからの判別が不可能又は困難であり、表示部103は表示部101、102及び104からの判別が容易である。これについて、より詳細に説明する。
FIG. 7 is a plan view illustrating an example of an image displayed by the optical element illustrated in FIGS. 1 and 2.
When the
表示部101に入射した照明光としての白色光は、図2に示す液晶部分151を透過し、領域131に入射する。領域131に設けられた溝は回折格子を構成しているので、この入射光の一部は、回折光として凹部形成層13に入射する。凹部形成層13を透過した回折光は、反射層12によって反射される。反射層12は光散乱性を有しているので、この反射光は散乱光である。この散乱光は、凹部形成層13を透過する。凹部形成層13の前面には回折格子が設けられているが、反射層12からの反射光が散乱光であるのに加え、通常の環境中では照明光の入射角も様々である。それゆえ、反射層12からの反射光は、散乱光として液晶部分151に入射する。その後、この散乱光は液晶部分151を透過し、観察者は、この散乱光を表示光として知覚する。従って、表示部101は銀白色に見える。
White light as illumination light incident on the
表示部102と表示部101とは、その平面形状を除き、回折格子を構成している溝の長さ方向のみが異なっている。先の説明から明らかなように、表示部101を肉眼で観察した場合、回折格子は表示色や明るさに影響を与えない。従って、表示部102も銀白色に見える。
The
表示部103に入射した照明光としての白色光は、反射層14に入射する。反射層14に設けられた溝は回折格子を構成しているので、反射層14が反射する光は、回折光である。観察者は、この回折光を表示光として知覚する。従って、表示部103は、例えば虹色に光って見える。
White light as illumination light incident on the
表示部104は、その平面形状を除き、凹部形成層13の対応箇所に溝が設けられておらず、メソゲン基が配向していない点でのみ、表示部101とは異なっている。先の説明から明らかなように、表示部101を肉眼で観察した場合、回折格子は表示色や明るさに影響を与えない。従って、表示部104も銀白色に見える。
The
このように、表示部101、102及び104は銀白色に見え、表示部103は虹色に見える。そして、表示部101、102及び104は、明るさがほぼ等しい。従って、光学素子10に白色光を照射し、これを正面から肉眼で観察した場合、図7に示すように、表示部101、102及び104は互いからの判別が不可能又は困難であり、表示部103は表示部101、102及び104からの判別が容易である。
In this way, the
なお、光学素子10に白色光を照射し、これを肉眼で観察する場合、表示部101、102及び104の表示色は観察角度を変化させても銀白色のまま変化せず、表示部103の表示色は観察角度に応じて変化する。また、観察角度を傾けたまま、光学素子10をその法線の周りで回転させると、表示部101、102及び104の表示色は銀白色のまま変化せず、表示部103の表示色は回転角度に応じて変化する。
When the
次に、偏光子を介して光学素子10を観察した場合に見える画像について説明する。ここでは、一例として、偏光子として直線偏光フィルムを使用することとする。
Next, an image that is seen when the
図8は、図1及び図2に示す光学素子と直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な像の一例を概略的に示す平面図である。 FIG. 8 is a plan view schematically showing an example of an image that can be observed when the optical element shown in FIGS. 1 and 2 and a linearly polarizing film are overlapped.
図8では、図1及び図2に示す光学素子10と吸収型の直線偏光フィルム50とを、偏光フィルム50側から光学素子10を見た場合に、偏光フィルム50の透過軸がX方向に対して反時計回りに45°の角度を為すように重ねている。このような配置を採用し、これを正面から観察すると、図8に示すように、表示部101乃至103は表示部104からの判別が容易であり、表示部101及び102は表示部103からの判別が容易であり且つ互いからの判別が不可能又は困難である。これについて、より詳細に説明する。
In FIG. 8, when the
直線偏光フィルム50に照明光として白色光を照射すると、直線偏光フィルム50は、その透過軸に平行な偏光面(電場ベクトルの振動面)を有する直線偏光を透過させ、その透過軸に垂直な偏光面を有する直線偏光を吸収する。
When the linearly polarizing
表示部101に入射した直線偏光は、図2に示す液晶部分151を透過する。液晶部分151では、メソゲン基はX方向と略平行に配向している。即ち、偏光フィルム50側から見て、液晶部分151の遅相軸は、偏光フィルム50の透過軸に対して反時計回りに45°回転させた方向に平行である。従って、例えば、先の直線偏光のうち、或る特定波長λ0の光成分は、液晶部分151を透過することにより右円偏光へと変換され、残りの光成分は、液晶部分151を透過することにより右楕円偏光へと変換される。
The linearly polarized light incident on the
これら右円偏光及び右楕円偏光は、領域131に入射する。領域131に設けられた溝は回折格子を構成しているので、この入射光の一部は、回折光として凹部形成層13に入射する。
These right circularly polarized light and right elliptically polarized light are incident on the
凹部形成層13を透過した回折光としての右円偏光及び右楕円偏光は、反射層12によって反射される。右円偏光及び右楕円偏光は、それぞれ、反射層12によって反射されることにより、左円偏光及び左楕円偏光へと変換される。また、反射層12は光散乱性を有しているので、この反射光は散乱光である。
The right circularly polarized light and the right elliptically polarized light as the diffracted light transmitted through the
この散乱光としての左円偏光及び左楕円偏光は、凹部形成層13を透過する。凹部形成層13の前面には回折格子が設けられているが、反射層12からの反射光が散乱光であるのに加え、通常の環境中では照明光の入射角も様々である。それゆえ、反射層12からの反射光は、散乱光として液晶部分151に入射する。
The left circularly polarized light and the left elliptical polarized light as the scattered light are transmitted through the
この入射光は、散乱光であるので、正面方向へ進行する光成分と、斜め方向へ進行する光成分とを含んでいる。正面方向へ進行する光成分のうち、特定波長λ0の左円偏光は、液晶部分151を透過することにより偏光面が偏光フィルム50の透過軸に対して垂直な直線偏光へと変換される。そして、残りの光成分は、液晶部分151を透過することにより、左楕円偏光若しくは左円偏光又は右楕円偏光若しくは円偏光へと変換される。
Since this incident light is scattered light, it includes a light component traveling in the front direction and a light component traveling in an oblique direction. Of the light component traveling in the front direction, the left circularly polarized light having the specific wavelength λ 0 is converted into linearly polarized light whose polarization plane is perpendicular to the transmission axis of the
即ち、偏光フィルム50の透過軸に対して平行な偏光面を有する光成分のみに着目した場合、表示部101に入射する光成分の強度に対する表示部101が射出する光成分の強度の比は、波長依存性を有することとなる。換言すれば、偏光フィルム50に入射する照明光の強度に対する偏光フィルム50が射出する表示光の強度の比は、波長依存性を有することとなる。従って、表示部101は、着色して見える。なお、表示部101が着色して見える理由については、後で数式を参照しながら説明する。
That is, when focusing only on the light component having a polarization plane parallel to the transmission axis of the
表示部102と表示部101とは、その平面形状を除き、回折格子を構成している溝の長さ方向が90°異なっている点でのみ相違している。それゆえ、表示部102は、円偏光又は楕円偏光の偏光面の回転方向が逆であること以外は、表示部101について説明したのと同様に振舞う。従って、表示部102は、表示部101と同様に着色して見える。
The
表示部103は、液晶層が設けられていないので光学的に等方性である。従って、表示部103が射出する光は、理想的には、偏光フィルム50によって吸収されることなく、偏光フィルム50を透過する。それゆえ、表示部103は虹色に光って見える。
Since the liquid crystal layer is not provided, the
表示部104は、その平面形状を除き、凹部形成層13の対応箇所に溝が設けられておらず、メソゲン基が配向していない点でのみ、表示部101とは異なっている。即ち、表示部104では、領域134は回折格子を含んでおらず、液晶部分154は光学的に等方性である。従って、表示部104が射出する光は、理想的には、偏光フィルム50によって吸収されることなく、偏光フィルム50を透過する。それゆえ、表示部104は、銀白色に見える。
The
なお、典型的には、液晶部分154では、メソゲン基は僅かに配向している。即ち、典型的には、液晶部分154は、光学的に僅かに異方性である。その理由を以下に説明する。
Typically, in the
凹部形成層13の前面に溝を設けた場合、それら溝の上部では、メソゲン基の配向には、溝が影響を与える可能性がある。また、液晶層15の下地が平坦であり且つ配向処理が施されていない場合、メソゲン基の配向に、液晶層15の形成方法が影響を及ぼすことがある。例えば、液晶層15の材料を一方向に塗布したときには、液晶層15の下地が平坦であり且つ配向処理が施されていない場合であっても、メソゲン基が僅かに配向することがある。
When grooves are provided on the front surface of the
このような理由で、液晶部分154においてメソゲン基が僅かに配向し、その結果、液晶部分154が光学的に僅かに異方性を有することがある。但し、この場合、表示部104は僅かに着色することがあるが、それら表示部の見え方や表示部間の判別に影響を与えるほどではない。
For this reason, the mesogenic group is slightly aligned in the
このように、表示部101及び102は着色して見え、表示部103は虹色に見え、表示部104は銀白色に見える。そして、表示部101及び102は、明るさがほぼ等しい。従って、光学素子10に偏光フィルム50を重ね、これに白色光を照射して正面から観察した場合、図8に示すように、表示部101乃至103は表示部104からの判別が容易であり、表示部101及び102は、表示部103からの判別が容易であり且つ互いからの判別が不可能又は困難である。
Thus, the
なお、このとき、表示部101及び102の互いからの判別は、理論的には不可能である。しかしながら、偏光フィルム50や凹部形成層3に設けた溝の精度に起因して、表示部101及び102間で、表示光のスペクトルに相違を生じ、その結果、それらを互いから判別可能となることがある。
At this time, it is theoretically impossible to distinguish the
ここで、表示部101が着色して見える理由について、数式を参照しながら説明する。なお、液晶部分151は、波長λ0の光に対して四分の一波長板としての役割を果たすとする。
Here, the reason why the
偏光フィルム50が法線方向に射出した波長λ0の直線偏光は、偏光面がX方向に垂直な直線偏光成分と偏光面がY方向に垂直な直線偏光成分との和であると考えることができる。上記の通り、液晶部分151のX方向についての屈折率は異常光線屈折率neであり、Y方向についての屈折率は常光線屈折率noである。従って、液晶部分151は、これら直線偏光成分に、往路と復路との各々でλ0/4の位相差を与える。即ち、液晶部分151は、これら直線偏光成分に合計でλ0/2の位相差を与える。そのため、表示部101が法線方向に射出する波長λ0の光は、偏光フィルム50を透過できない。
It can be considered that the linearly polarized light having the wavelength λ 0 emitted from the
ところで、リターデイションReは、下記等式(1)に示すように、液晶層の膜厚dとその複屈折性Δnとに依存する。
Re=Δn×d …(1)
ここで、Δn=ne−noである。
By the way, the retardation Re depends on the film thickness d of the liquid crystal layer and its birefringence Δn, as shown in the following equation (1).
Re = Δn × d (1)
Here, a Δn = n e -n o.
一対の直線偏光フィルムをそれらの透過軸が直交するように向かい合わせ、それらの間に液晶層をその光学軸が直線偏光フィルムの透過軸に対して45°の角度を為すように介在させる。一方の直線偏光フィルムをその法線方向から波長λの光で照明した場合、液晶層に入射する光の強度をI0とし、他方の直線偏光フィルムを透過する光の強度をIとすると、強度Iは、下記等式(2)で表すことができる。
I=I0×sin2(Re×π/λ) …(2)
複屈折性Δnは波長依存性を有しており、複屈折性Δnと波長nとは比例関係にはない。それゆえ、等式(2)から明らかなように、透過光のスペクトルは、入射光のスペクトルとは異なるプロファイルを有することとなる。
A pair of linearly polarizing films face each other so that their transmission axes are orthogonal to each other, and a liquid crystal layer is interposed between them so that the optical axis forms an angle of 45 ° with respect to the transmission axis of the linearly polarizing film. When one linearly polarizing film is illuminated with light having a wavelength λ from its normal direction, the intensity of light incident on the liquid crystal layer is I 0 and the intensity of light passing through the other linearly polarizing film is I. I can be represented by the following equation (2).
I = I 0 × sin 2 (Re × π / λ) (2)
The birefringence Δn has wavelength dependence, and the birefringence Δn and the wavelength n are not in a proportional relationship. Therefore, as is clear from equation (2), the spectrum of transmitted light has a different profile from the spectrum of incident light.
このように、液晶層を一対の直線偏光フィルムで挟むと、入射光とはスペクトルのプロファイルが異なる透過光を得ることができる。これと同様に、液晶層を直線偏光フィルムと反射層とで挟んだ場合にも、入射光とはスペクトルのプロファイルが異なる反射光を得ることができる。このような理由で、表示部101は着色して見える。
Thus, when the liquid crystal layer is sandwiched between a pair of linearly polarizing films, transmitted light having a spectrum profile different from that of incident light can be obtained. Similarly, when the liquid crystal layer is sandwiched between the linearly polarizing film and the reflective layer, reflected light having a spectrum profile different from that of the incident light can be obtained. For this reason, the
図9は、図1及び図2に示す光学素子が表示する像の他の例を示す斜視図である。
図9に示すように、図8に示す状態から観察方向をX方向に垂直な面内で傾けると、回折格子に由来する表示部103の表示色が変化するのに加え、表示部101及び102の表示色が互いに異なる色へと変化する。その結果、表示部101及び102の互いからの判別が容易になる。例えば、法線方向から観察した場合に表示部101及び102はオレンジ色に見えていたとすると、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けることにより、表示部101は赤色へと変化し、表示部102は緑色へと変化する。表示部101及び102で生じる色変化の理由を以下に説明する。
FIG. 9 is a perspective view showing another example of an image displayed by the optical element shown in FIGS.
As shown in FIG. 9, when the observation direction is tilted in the plane perpendicular to the X direction from the state shown in FIG. 8, the display color of the
観察角度θを傾けると、液晶層の実効的な複屈折性Δn’が複屈折性Δnから変化するのに加え、以下の等式(3)に示す液晶層の実効的な膜厚d’が液晶層の実際の膜厚dの2倍よりも大きくなる。
d’=2d/cosθ …(3)
即ち、観察角度に応じて、上記等式(1)に示すリターデイションReが変化し、それゆえ、上記等式(2)に示す強度Iが変化する。その結果、観察角度に応じて、表示光のスペクトルのプロファイルが変化する。
When the observation angle θ is tilted, the effective birefringence Δn ′ of the liquid crystal layer changes from the birefringence Δn, and the effective film thickness d ′ of the liquid crystal layer shown in the following equation (3) is It becomes larger than twice the actual film thickness d of the liquid crystal layer.
d ′ = 2d / cos θ (3)
That is, the retardation Re shown in the above equation (1) changes according to the observation angle, and therefore the intensity I shown in the above equation (2) changes. As a result, the spectrum profile of the display light changes according to the observation angle.
複屈折性Δn’は、照明光の入射角と、照明光の伝搬方向に平行な直線の液晶層主面上への投影が液晶層の光学軸に対して為す角度とに依存する。具体的には、液晶部分151の複屈折性Δn’は、その光学軸はX方向と平行であるので、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けても変化しない。これに対し、液晶部分152の複屈折性Δn’は、その光学軸はY方向に平行であるので、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けるのに伴って変化する。
The birefringence Δn ′ depends on the incident angle of the illumination light and the angle formed by the projection onto the principal surface of the liquid crystal layer, which is parallel to the propagation direction of the illumination light, with respect to the optical axis of the liquid crystal layer. Specifically, the birefringence Δn ′ of the
このように、表示部101は、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けた場合、実効的な膜厚d’の変化に起因した色変化を生じる。これに対し、表示部101は、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けた場合、実効的な膜厚d’の変化と実効的な複屈折性Δn’の変化とに起因した色変化を生じる。このため、観察方向をX方向に垂直な面内で傾けると、表示部101及び102の表示色は互いに異なる色へと変化し、その結果、表示部101及び102の互いからの判別が容易になる。
As described above, the
図10は、図1及び図2に示す光学素子が表示する像の更に他の例を示す斜視図である。 FIG. 10 is a perspective view showing still another example of an image displayed by the optical element shown in FIGS. 1 and 2.
図10には、図9に示す状態から、光学素子10を偏光フィルム50と重ねたまま、その法線の周りで90°回転させた場合に観察可能な像を描いている。観察方向を斜めとしたまま、光学素子10を偏光フィルム50と共にその法線の周りで90°回転させると、表示部101と表示部102との間で表示色が入れ替わる。そして、回折格子に由来する表示部103の表示色は、回転角を大きくすると、0°乃至45°の範囲内では回折格子の実効的な格子定数が大きくなることに伴う変化を生じ、45°乃至90°の範囲内ではこれとは逆の変化を生じる。それゆえ、表示部103の表示色は、回転前と回転後とで互いに等しい。なお、図10を参照しながら説明した色変化は、図9に示す状態から、光学素子10のみをその法線の周りで90°回転させた場合にも生じる。
FIG. 10 shows an image that can be observed when the
このように、図1及び図2に示す光学素子10が表示する像は、以下に例示するように、観察条件に応じて多様に変化する。
As described above, the image displayed by the
・表示部101及び102は、偏光フィルム50なしで法線方向から観察した場合に、互いに等しい色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50なしで法線方向から観察した場合と、偏光フィルム50なしで斜め方向から観察した場合とで同じ色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50を介して法線方向から観察した場合に、互いにほぼ等しい色を表示する。
The
The
The
・表示部101及び102は、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、互いに異なる色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50を介して法線方向から観察した場合と、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合とで異なる色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50の位置及び方位を固定し、光学素子10をその法線の周りで回転させながら偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に色変化を生じる。
The
The
The
・表示部101及び102は、光学素子10の位置及び方位を固定し、偏光フィルム50をその法線の周りで回転させながら、これを介して斜め方向から観察した場合に色変化を生じる。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50の位置及び方位を固定し、光学素子10をその法線の周りで回転させながら、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、表示色が入れ替わる。
・表示部101及び102は、光学素子10と偏光フィルム50との相対的な配置を固定し、それらをその法線の周りで回転させながら、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、表示色が入れ替わる。
The
The
When the
・表示部103は、干渉色を表示する。なお、凹部形成領域133に設けた溝が一方向性拡散パターンを構成している場合には、表示部103は光散乱異方性を示す。
・表示部103は、観察角度に応じて色及び明るさが変化する。
・表示部103は、光学素子10をその法線の周りで回転させながら斜め方向から観察した場合に色変化を生じる。
The
The
The
・表示部103は、偏光フィルム50をその法線の周りで回転させながら、これを介して斜め方向から観察した場合に、色変化を生じない。
-The
・表示部104は、偏光フィルム50なしで法線方向から観察した場合に、表示部101及び102と同じ色を表示する。
・表示部104は、偏光フィルム50なしで法線方向から観察した場合と、偏光フィルム50なしで斜め方向から観察した場合とで同じ色を表示する。但し、液晶部分154が完全には光学的に等方性でない場合、表示部104は、偏光フィルム50なしで法線方向から観察したときと、偏光フィルム50なしで斜め方向から観察したときとで僅かに異なる色を表示する。
The
The
・表示部104は、光学素子10をその法線の周りで回転させながら斜め方向から観察した場合に色変化を生じない。
The
・表示部104は、偏光フィルム50をその法線の周りで回転させながら、これを介して斜め方向から観察した場合に色変化を生じない。但し、液晶部分154が完全には光学的に等方性でない場合、表示部104は、偏光フィルム50をその法線の周りで回転させながら、これを介して斜め方向から観察したときに僅かな色変化を生じる。
-The
上記のように、図1及び図2に示す光学素子10が表示する像は観察条件に応じて多様に変化するので、この光学素子10は、例えば、優れた偽造防止効果、装飾効果及び/又は美的効果を提供する。
As described above, since the image displayed by the
例えば、この光学素子10とこれを支持した物品とを含んだラベル付き物品を真正品とした場合、真正であるか否かが未知の物品が上述した特徴の1つ以上を示さないときには、その物品は非真正品であると判断することができる。即ち、真正であるか否かが未知の物品を真正品と非真正品との間で判別することができる。従って、例えば、有価証券、銀行券、身分証明書などの証明書、及びクレジットカードなどの印刷物や美術品及び工芸品などの高級品の偽造を防止又は抑制することができる。
For example, when a labeled article including the
なお、光学素子10をラベルとして利用する場合、光学素子10は物品に様々な方法で支持させることができる。例えば、光学素子10に粘着剤層を設け、この粘着剤層を介して光学素子10を物品に貼り付けてもよい。或いは、光学素子10と熱可塑性樹脂からなる接着層とを含んだ転写箔を製造し、熱及び圧力を利用した転写により、光学素子10を物品に貼り付けてもよい。或いは、光学素子10を含んだタグを製造し、これを紐及び鎖などの取付具を介して物品に支持させてもよい。或いは、光学素子10を含んだ包装材料を製造し、この包装材料で物品を包装してもよい。
When the
この光学素子10は、偽造防止以外の目的で使用することも可能である。例えば、この光学素子10と偏光フィルム50とを含んだ光学キットは、先の真偽判定に利用可能であるのに加え、玩具、学習教材又は装飾品等としても利用することができる。
The
また、この光学素子10では、液晶層15は、反射層14を被覆していない。複屈折性を必要としない表示部において液晶層15を省略すると、表示に殆ど影響を与えることなしに、液晶材料の使用量を低減することができる。即ち、低コスト化が可能となる。
In the
次に、本発明の第2態様について説明する。
図11は、本発明の第2態様に係る光学素子を概略的に示す断面図である。
Next, the second aspect of the present invention will be described.
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing an optical element according to the second aspect of the present invention.
この光学素子10は、以下の構成を採用したこと以外は、図1及び図2を参照しながら説明した光学素子10と同様の構造を有している。即ち、この光学素子10では、凹部形成層13の凹部形成領域131に対応した部分は、凹部形成層13の凹部形成領域132に対応した部分と比較してより厚い。また、液晶部分151は、液晶部分152と比較してより薄い。そして、凹部形成領域131に設けられた溝の長さ方向は、Y方向に平行である。
The
この光学素子10は、肉眼で観察した場合には、図7を参照しながら説明したのと同様の像を表示する。但し、この光学素子10は、偏光子を介して観察した場合に、図1及び図2を参照しながら説明した光学素子10とは異なる像を表示する。
The
図12は、図11に示す光学素子と直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な像の一例を概略的に示す平面図である。図13は、図11に示す光学素子が表示する像の他の例を示す斜視図である。図14は、図11に示す光学素子が表示する像の更に他の例を示す斜視図である。 FIG. 12 is a plan view schematically showing an example of an image that can be observed when the optical element shown in FIG. 11 and a linearly polarizing film are overlaid. FIG. 13 is a perspective view showing another example of an image displayed by the optical element shown in FIG. FIG. 14 is a perspective view showing still another example of an image displayed by the optical element shown in FIG.
図12乃至図14では、図11に示す光学素子10と吸収型の直線偏光フィルム50とを、偏光フィルム50側から光学素子10を見た場合に、偏光フィルム50の透過軸がX方向に対して反時計回りに45°の角度を為すように重ねている。このような配置を採用し、これを正面から観察すると、図12に示すように、表示部101乃至104は互いからの判別が容易である。これについて、より詳細に説明する。
12 to 14, when the
等式(1)及び(2)を用いた説明から明らかなように、光学素子10と偏光フィルム50とを重ね、これらを正面から観察したときに表示部101及び102が表示する色は、液晶部分151及び152の厚さdに依存する。液晶部分151と液晶部分152とは厚さが異なっているので、表示部101及び102は、異なる色を表示する。例えば、表示部101及び102の一方は赤色に見え、他方は黄色に見える。
As is clear from the description using equations (1) and (2), the colors displayed on the
このように、光学素子10に偏光フィルム50を重ねて正面から観察した場合、表示部101及び102は、異なる色を表示する。従って、図12に示す状態から観察方向をX方向に垂直な面内で傾けた場合に表示部101が表示する色は、図9に示す状態から光学素子10を偏光フィルム50と重ねたままその法線の周りで90°回転させた場合に表示部102が表示する色とは異なる。同様に、図12に示す状態から観察方向をX方向に垂直な面内で傾けた場合に表示部102が表示する色は、図9に示す状態から光学素子10を偏光フィルム50と重ねたままその法線の周りで90°回転させた場合に表示部101が表示する色とは異なる。
Thus, when the
即ち、この光学素子10は、図1及び図2を参照しながら説明した光学素子10とは異なり、以下の特徴を有していない。
That is, this
・表示部101及び102は、偏光フィルム50を介して法線方向から観察した場合に、互いにほぼ等しい色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50の位置及び方位を固定し、光学素子10をその法線の周りで回転させながら、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、表示色が入れ替わる。
・表示部101及び102は、光学素子10と偏光フィルム50との相対的な配置を固定し、それらをその法線の周りで回転させながら、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、表示色が入れ替わる。
その代わりに、この光学素子10は、以下の特徴を有している。
The
The
When the
Instead, the
・表示部101及び102は、偏光フィルム50を介して法線方向から観察した場合に、異なる色を表示する。
・表示部101及び102は、偏光フィルム50の位置及び方位を固定し、光学素子10をその法線の周りで回転させながら、偏光フィルム50を介して斜め方向から観察した場合に、互いに異なる色を表示しながら色変化を生じる。
・表示部101及び102は、光学素子10と偏光フィルム50との相対的な配置を固定し、偏光フィルム50をその法線の周りで回転させながら、これを介して斜め方向から観察した場合に、互いに異なる色を表示しながら色変化を生じる。
The
The
The
従って、この光学素子10も、図1及び図2を参照しながら説明した光学素子10と同様に、例えば、優れた偽造防止効果、装飾効果及び/又は美的効果を提供する。それゆえ、この光学素子10とこれを支持した物品とを含んだラベル付き物品を真正品とした場合、真正であるか否かが未知の物品が上述した特徴の1つ以上を示さないときには、その物品は非真正品であると判断することができる。即ち、真正であるか否かが未知の物品を真正品と非真正品との間で判別することができる。また、この光学素子10と偏光フィルム50とを含んだ光学キットは、先の真偽判定に利用可能であるのに加え、玩具、学習教材又は装飾品等としても利用することができる。
Therefore, this
液晶部分151と液晶部分152とで厚さを異ならしめる場合、それらの厚さの差は、例えば、0.1μm乃至5μmの範囲内とする。この差が小さいと、偏光フィルム50を介して観察した場合に、表示部101と表示部102とを互いから判別することが難しくなる。この差が大きいと、より厚い液晶部分において、高い秩序度でメソゲン基を配向させることが難しくなる。その結果、偏光フィルム50を介して観察した場合に、設計通りの色を表示させることが難しくなる。
When the
上述した光学素子10には、様々な変形が可能である。
例えば、反射層12の前面の一部を、微細な凹凸構造を有していない平坦な鏡面としてもよい。この場合、凹部形成層13の前面のうち、反射層12の鏡面に対応した領域の少なくとも一部に、回折格子を構成する複数の溝を設けてもよい。こうすると、肉眼で観察した場合であっても、この部分と他の部分とを判別することができる。
Various modifications can be made to the
For example, a part of the front surface of the
光学素子10は、反射層12と凹部形成層13との間に、光学的に略等方性の透明又は半透明層を更に含んでいてもよい。そのような中間層を使用すると、反射層12と凹部形成層13との密着性を向上させることや、反射層12の前面に設けられた凹凸構造が凹部形成層13の前面の形状に影響を与えるのを防止することができる。
The
光学素子10は、以下に説明する保護層や粘着層を更に含んでいてもよい。
図15は、図1に示す光学素子の一変形例を示す断面図である。
図15に示す光学素子10は、液晶層15を被覆した保護層16を更に含んでいること以外は、図1及び図2を参照しながら説明した光学素子10と同様の構造を有している。保護層16を設けると、液晶層15などの損傷や光劣化を生じ難くすることができ、それゆえ、光学素子10が表示する像の劣化を抑制することができる。
The
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a modification of the optical element shown in FIG.
The
保護層16の材料としては、例えば、耐傷性に優れたハードコート材料を使用することができる。また、保護層16の材料としては、典型的には、透明性の高い材料を使用する。保護層16は、無色透明であってもよく、有色透明であってもよい。
As a material of the
図16は、図1に示す光学素子の他の変形例を示す断面図である。
図16に示す光学素子10は、基材11の裏面を被覆した粘着層17を更に含んでいること以外は、図15を参照しながら説明した光学素子10と同様の構造を有している。この光学素子10は、物品に貼り付けて使用する用途に適している。なお、粘着層17は、剥離紙で被覆してもよい。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing another modification of the optical element shown in FIG.
The
偏光子として、偏光フィルム50を使用する代わりに、板状の偏光子などの他の形態の偏光子を使用してもよい。また、直線偏光子の代わりに、円偏光子又は楕円偏光子を使用してもよい。この場合、直線偏光子を使用した場合とは異なる色変化を観察できる。従って、より複雑な視覚効果が得られる。
Instead of using the
10…光学素子、11…基材、12…第1反射層、13…凹部形成層、14…第2反射層、15…液晶層、16…保護層、17…粘着層、50…偏光フィルム、101…表示部、102…表示部、103…表示部、104…表示部、131…領域、132…領域、133…領域、134…領域、151…液晶部分、152…液晶部分、153…開口部分、154…液晶部分。
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記真正品は請求項1乃至12の何れか1項に記載の光学素子を支持した物品であり、
前記真正であるか否かが未知の物品が、偏光子なしで前記一方の主面に対して傾いた方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察した場合と同じ色を表示し、前記偏光子を介して前記主面に対して垂直な方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察したときとは異なる色を表示し、前記偏光子を介して前記一方の主面に対して傾いた方向から観察したときに前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察したとき及び前記偏光子を介して前記主面に対して垂直な方向から観察したときとは異なる色を表示する第1表示部と、干渉色を表示するか又は光散乱異方性を示す第2表示部とを含んでいない場合に、前記真正であるか否かが未知の物品は非真正品であると判断することを含んだことを特徴とする判別方法。 It is a method for discriminating between an authentic product and an unauthentic product for an article whose authenticity is unknown,
The genuine product is an article that supports the optical element according to any one of claims 1 to 12,
When the article of which the authenticity is unknown is observed from a direction inclined with respect to the one principal surface without a polarizer, the article is not perpendicular to the one principal surface without the polarizer. When the same color as that observed is displayed, and when viewed from a direction perpendicular to the principal surface through the polarizer, when observed from a direction perpendicular to the one principal surface without the polarizer When displaying from a direction perpendicular to the one main surface without the polarizer when displaying from a direction inclined with respect to the one main surface through the polarizer And a first display unit that displays a color different from that observed from a direction perpendicular to the main surface through the polarizer, and a second display that displays an interference color or exhibits light scattering anisotropy If it is not included, it is unknown whether it is authentic or not Discriminating method characterized by including be determined to be non-authentic.
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