JP2009086211A - 光学素子、ラベル付き物品、光学キット及び判別方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の光学素子10は、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溝が各々に設けられた1つ以上の配向領域を一方の主面が含んだ光透過性の配向層13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複屈折性層15と、前記複屈折性層15を間に挟んで前記配向層13と向き合い、偏光性を有している平行光を一方の主面に照射した場合に偏光性を有している反射光を射出する第1反射層12と、前記配向層13と前記複屈折性層15との間に介在した第2反射層14とを具備したことを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
ここでは、一例として、反射層12は金属層であるとする。
光学素子10に略正面方向から白色光を照射し、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103a及び103b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。
Re=Δn×d …(1)
ここで、Δn=ne−noである。
I=I0×sin2(2θ)×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。
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103a及び103b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。
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。
・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。
・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。
・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。
・表示部103a及び103bは、観察角度に応じて色及び明るさが変化する。
・表示部103a及び103b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。
・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。
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。
・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。
・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。
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、配向層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。
図13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13に示す光学素子10は、反射層12を被覆した接着層17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。この光学素子10は、物品に貼り付けて使用する粘着ラベルとしての用途に適している。なお、接着層17は、剥離紙で被覆してもよい。
図14には、図1及び図2を参照しながら説明した光学素子10を転写箔に適用した例を描いている。図14に示す光学素子10は、その構成要素として基材11を含んでおらず、基材11と配向層13との間に、配向層13からの基材11の剥離を容易にする剥離層16を更に含んでいること以外は、図13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。剥離層16を設けると、複屈折性層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。
Claims (15)
- 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1つ以上の配向領域を一方の主面が含んだ光透過性の配向層と、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複屈折性層と、前記複屈折性層を間に挟んで前記配向層と向き合い、偏光性を有している平行光を一方の主面に照射した場合に偏光性を有している反射光を射出する第1反射層と、前記配向層と前記複屈折性層との間に介在した第2反射層とを具備したことを特徴とする光学素子。
- 前記第2反射層は前記1つ以上の配向領域の一部を被覆しており、前記第2反射層のうち前記配向領域を被覆している部分の表面には、前記複数の第1溝に対応して複数の第2溝が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光学素子。
- 前記第1反射層は偏光性を有している平行光を前記主面に照射した場合に偏光性を有している散乱光を反射光として射出することを特徴とする請求項1又は2に記載の光学素子。
- 前記配向層は透過光及び/又は反射光に散乱性を与えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の光学素子。
- 前記配向層は偏光性を有している入射光を入射させたときに偏光性を有している透過光及び反射光を射出することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の光学素子。
- 前記一方の主面は前記第2反射層で被覆されていない前記配向領域を複数含み、それら配向領域のうち少なくとも1つの配向領域は他の配向領域とは前記長さ方向が異なっていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の光学素子。
- 前記一方の主面は前記第2反射層で被覆されていない前記配向領域を複数含み、それら配向領域のうち少なくとも2つの配向領域の位置で前記複屈折性層の膜厚が互いに異なっていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の光学素子。
- 前記配向領域又は前記複数の配向領域の少なくとも1つにおいて、前記複数の第1溝は回折格子を形成していることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の光学素子。
- 前記配向領域又は前記複数の配向領域の少なくとも1つにおいて、前記複数の第1溝は一方向性拡散パターンを形成していることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の光学素子。
- 前記複屈折性層において前記液晶材料のメソゲン基はネマチック相を呈していることを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の光学素子。
- 前記複屈折性層と前記第2反射層と前記配向層とを間に挟んで前記第1反射層と向き合った光学的に等方性の保護層を更に具備したことを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の光学素子。
- 請求項1乃至11の何れか1項に記載の光学素子と、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。
- 請求項1乃至11の何れか1項に記載の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。
- 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、
前記真正品は請求項1乃至11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。 - 前記真正であるか否かが未知の物品が前記第1及び第2表示部を含んでいた場合であって、前記真正であるか否かが未知の物品を前記一方の主面の法線の周りで回転させながら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、前記第1表示部が表示する色に変化を生じない場合に、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更に含んだことを特徴とする請求項14に記載の判別方法。
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