JPH0843804A - 液晶異方性層を有する層状光学的構成部品 - Google Patents

液晶異方性層を有する層状光学的構成部品

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JPH0843804A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 層状構造体を用いた、銀行券、クレジットカ
ード、文書等の盗用を防止するための構造体、或は光学
的及び電気光学的装置に用いられる構成部品を提供す
る。 【構成】 基体上に配向層と、それと接触した架橋した
液晶単量体の異方性層とから構成された層状構造体を有
する光学的構成部品。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基体上に配向層と、そ
れと接触した架橋した液晶単量体の異方性層とから構成
された層状構造体を有する光学的構成部品に関する。本
発明は、前記構成部品の製造及び好ましい使用方法にも
関する。
【０００２】
【従来の技術】均一又は予め設定された点毎に、光学的
軸が三次元的に配向した異方性透明又は着色重合体網状
組織(network）層は、表示技術、集積光学装置等の多く
の分野で非常に重要である。
【０００３】原理的にこれらの性質を有する物質、即
ち、或る架橋可能な液晶ジアクリレート及びジエポキシ
ドは、何年も前から知られている。これらの物質は、単
量体状、即ち架橋前では、セル中のＬＣ相中で、慣用的
配向層又は外部からの場の作用、例えば磁場又は電場の
作用により配向させることができ、第二段階として、慣
用的手段、即ち偏光されていない光を照射することによ
り、単量体状態で加えられた配向を失うことなく、光架
橋することができる。
【０００４】この種の層状構造体は、例えば、ＥＰ−Ａ
−３３１２３３により知られている。それらは、単量体
層を外部からの場中で配向させ、次にマスクを通してそ
の一部分を照射することにより製造されている。架橋
は、照射された領域でのみ開始される。次に外部場の方
向を変化させ、未だ架橋されていなかった単量体領域を
新しい場方向に再配向する。次にその後者の領域を照射
により架橋する。明らかにこの方法は大きな局部的解像
力を有する配向構造体を与えることはできない。なぜな
ら、マスクの影によりラジカル架橋反応を鮮明に定める
ことができないからである。
【０００５】局部的に変化した配向を有する配向層を形
成する方法が最近知られるようになってきた。例えば、
米国特許第４，９７４，９４１号明細書には、重合体中
に配合された二色染料分子を写真製版により配向させる
ことが記載されている。
【０００６】光配向可能な重合体の網状組織（ＰＰＮ）
からなる配向層と、それと接触させた架橋した液晶単量
体のフイルムを含む層状構造体が、未だ公告されていな
いスイス特許出願Ｎｏ．４８８／９３に記載されてい
る。これらの層状構造体は、液晶単量体をＰＰＮ層と相
互作用させることにより配向し、その配向を次の架橋工
程で固定することにより製造している。他の詳細な点に
ついては、スイス特許出願Ｎｏ．２０１６／９４を参照
されたい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
種類の層状構造体を用いて、光学的及び電気光学的構成
部品及び装置に対する他の可能性を与えることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的のため、本発明
は、基体上に配向層と、それと接触した架橋した液晶単
量体の異方性層とから構成された層状構造体を有する光
学的構成部品であって、その基体が反射体を含む光学的
部品を提供する。反射体は散乱又は鏡面金属表面又は反
射性重合体、例えば、金属化車体ペイントの場合のよう
な顔料を含んだ重合体、又は反射性紙、又は誘電体鏡又
は金属フィラメントの形の金属等にすることができる。
反射体は少なくとも部分的に入射光の偏光状態を維持し
なければならない。そして、本発明の態様には以下のも
のがある。上記、基体は、反射体のみからなるものであ
るか又は、基体が透明材料からなるものであってもよ
い。基体が透明材料からなる上記光学的構成部品につい
ては以下の態様がある：反射体が、基体の、配向層とは
反対側の上に配置されているもの；反射体がＬＣＰ層の
上方に配置され、前記ＬＣＰ層上の光学的情報が基体を
通して観察されるもの；透明基体の両側に、配向層と、
それと接触した架橋した液晶単量体の異方性層を含む層
状構造体を配置したもの；基体表面の一方の側に、配向
層と、それと接触した架橋した液晶単量体の異方性層を
含む層状構造体を有し、基体の他方の表面に遅延層又は
遅延箔を有するもの。又、本発明に用いる基体は、光学
的に異方性であってもよい。さらに、本発明の配向層が
ＬＣＰ層内に傾斜角を生じ、その結果その光学軸が基体
表面に対し或る角度を持っているものであってもよい。
本発明によるこの種の構成は、特に銀行券又は文書の偽
造及び複写の防止、或は反射性液晶表示装置の製造、或
は導波管、回折格子、非線形光学的（ＮＬＯ）活性物
質、又は電気光学的マッハ・ゼンダー(Mach-Zender）変
調器等の如き集積光学装置のための光学的構成部品の製
造で用いるのに特に適している。
【０００９】入手できる高品質複写技術により、銀行
券、クレジットカード、文書等の盗用防止(security)構
造体の偽造を防ぐ必要性及び需要が増大しているが、そ
れらが何のためかと言うことが一般大衆によって明確に
認識されなければならない。現在使用されている殆どの
盗用防止構造体、例えば、ホログラム又はキネグラム(k
inegram)〔「光学的文書機密保護」(Optical Document
Security）、Ｒ．Ｌ．ファン・レネッセ(van Renesse）
編集、（Artech House、ボストン、ロンドン）第１６９
頁のＪ．Ｆ．モーザー(Moser）による「光学的可変グラ
フィックスによる文書保護」(Document Protection by
Optically Variable Graphics)〕は、回折格子による光
の屈折を基にしている。それらの真実性を調べるために
は、これらの安全機密構造体を異なった視角で観察しな
ければならない。このことは、その模様にとって特殊な
規則に従って調べなければならない虹色(iridescence）
又は映像(cinematic）効果を三次元的像の中に与える結
果になる。このことは、一般大衆がこの種の安全機密構
造体が本物であるかどうかを目で調べるために、これら
の複雑な規則を多数知る必要があると言う問題を生ず
る。屈折に基づく安全機密構造体は、特に機械的に調べ
るために非常に複雑になっている。これらの技術によっ
て暗号化された個々の項目、例えば像又は数字を、手動
で読取ることは実際上不可能である。
【００１０】ＥＰ−Ａ４３５０２９には、既知の種類の
コレステリック液晶の形の、例えば、液晶温度計の形の
安全用素子が記載されている。コレステリック液晶は、
機械的格子と同様に、１８８８年以来知られている反射
光の色が見る角度によって変化すると言う性質を有する
周期的構造を有する。従って、それに付随する虹色を基
にした真実性についての試験は、機械的格子の場合と同
じ問題を伴っている。
【００１１】本発明の一つの態様を、次に図面を参照し
て記述する。
【００１２】図面は、偽造防止銀行券の層状構造体を詳
細に示す概略的図面である。層状構造体の基礎又は基体
は紙の層１であり、それは慣用的銀行紙幣の紙と同じで
ある。多くの慣用的銀行券は、既に偽造に対する或る保
護を与える目的で金属帯又はフィラメントを有する。従
って、金属層２は紙１の表面の或る部分を覆っている。
配向層３がその金属層の上に配置されており、その上の
遅延層(retarder layer)４に配向効果を与える。配向層
３は、遅延層４にその架橋前に転写される模様を有し、
それは遅延層の模様５として存在する。遅延模様で被覆
された金属帯を非偏光で観察すると、正常な金属フィラ
メントが見える。もしその形状を偏光フィルターを通し
て調べると、その模様が見えるようになる。模様は、偏
光感応性検出器を用いて、目で又は機械で認識すること
ができる。
【００１３】これは、銀行券、クレジットカード、文書
等の複写又は偽造に対する非常にエレガントな手段を組
み込む方法である。遅延模様は、例えば、像又はテキス
トを含んでいてもよい。それは、例えば偏光フィルター
を通して観察した時、通常見ることができない暗号を見
ることができるようにするのにも用いることができる。
【００１４】非偏光で観察した時、遅延模様が見えない
ため、その層状構造体を他の盗用防止構造体上に、その
性質に影響を与えることなく重ねて配置することもでき
る。他の複写防止法とのこの組合せは、偽造に対する保
護性を更に増大することができる。
【００１５】別法として、遅延層を、その光軸が表面に
対し或る角度を持つようにして、盗用防止素子中に組み
込むことができる。その層は、傾斜させ、傾斜前の位置
に対し非対称性になるような色又は明暗効果を生ずるよ
うにすることができる。
【００１６】既知の盗用防止素子と比較して、本発明
は、その安全用構造体の真実性を一般大衆が容易に調べ
ることができる特徴を有する。なぜなら、複雑な虹色又
は映像効果を認識することを最初に学ぶ必要はないから
である。
【００１７】本発明の他の詳細な点を次の例によって明
らかにする。
【００１８】
【実施例】
例１ ＰＰＮ層の製造 ＰＰＮ材料はケイ皮酸誘導体にすることができる。高い
ガラス転移温度（Ｔｇ＝１３３℃）を有するＰＰＮ材料
をこの例のために選択した：
【００１９】
【化１】
【００２０】ガラス板に、ＮＭＰ中にＰＰＮ材料を入れ
た５％溶液を２０００ｒｐｍで１分間スピン被覆した。
次にその層を加熱用台上で１３０℃で２時間乾燥し、１
３０℃で真空中で更に４時間乾燥した。次にその層を非
常に高圧の２００ＷのＨｇランプからの直線偏光で５分
間室温で照射した。次にその層を液晶のための配向層と
して用いることができた。しかし、配向層の熱安定性
は、多くの用途にとって余りにも小さすぎた。例えば、
配向能力は、例えば、１２０℃で１５分後に失われた。
【００２１】例２ ＬＣＰ層のための架橋可能なＬＣ単量体の混合物 次のジアクリレート成分をこの例で架橋可能なＬＣ単量
体として用いた：
【００２２】
【化２】
【００２３】これらの成分を用いて、特に低い融点（Ｔ
ｍ≒３５℃）を有する過冷却可能なネマチック混合物Ｍ
ＬＣＰを開発し、そのＬＣＰ層を室温で調製することが
できるようにした。
【００２４】ジアクリレート単量体は、次の比率で混合
物中に存在していた： 単量体１： ８０％ 単量体２： １５％ 単量体３： ５％
【００２５】架橋過程を促進するため、２％のチバ・ガ
イギー光開始剤イルガキュアー(IRGACURE)３６９を添加
した。混合物ＭＬＣＰをアニソール中に溶解し、ＰＰＮ
基体に適用した。ＬＣＰ層の厚さは、アニソール中のＭ
ＬＣＰの濃度によって広い範囲に亙って調節することが
できた。
【００２６】ＬＣ単量体の光開始架橋を行うために、配
向後の層を１５０Ｗキセノンランプからの等方性光で約
３０分間照射し、それによって配向を固定した。
【００２７】例３ 鏡面又は拡散反射金属表面上の遅延層 アルミニウムを蒸着被覆したガラス板にＰＰＮ層を適用
し、次に直線偏光ＵＶ光で照射した。板の半分を照射す
る間に偏光方向を、他の半分を照射した時の偏光方向に
対し４５度回転させた。アニソール中に入れたＭＬＣＰ
の３０％溶液を、スピン被覆（２０００ｒｐｍで２分
間）により照射ＰＰＮ層へ適用した。これらの条件によ
り、架橋後、約１４０ｎｍの光学的レターデーションを
有する層を与える結果になった。しかし、金属層により
反射された光は２倍の光学的レターデーション、即ち、
２８０ｎｍのレターデーションを受けた。これは、スペ
クトルの可視光部分の平均波長に対し、ほぼλ／２板に
相当していた。
【００２８】反射光を偏光子を用いずに観察すると、光
学的に変性されていない反射板だけを見ることができ
た。しかし、透過方向が、照射によって決定された二つ
の方向の一方に一致するように偏光子を板の前に保持す
ると、板の対応する半分は明るく見え、他の半分は深い
青色に見えた。
【００２９】従って、反射性表面上に、偏光子を用いる
だけで読むことができる情報を書くことができる。これ
らのレターデーション模様は、例えば、複写を防止し、
文書、銀行券等の真実性を調べるために用いることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】偽造防止銀行券の層状構造体を詳細に示す概略
的図面である。
【符号の説明】
１ 基体（紙） ２ 金属層 ３ 配向層 ４ 遅延層 ５ 模様
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドレアス シュスター ドイツ連邦共和国フライブルグ，ファルケ ンベルゲルシュトラーセ 14 (72)発明者 フベルト ザイベルレ ドイツ連邦共和国リュミンゲン，ローラヘ ルシュトラーセ 22

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基体上に配向層と、それと接触した架橋
    した液晶単量体の異方性層とから構成された層状構造体
    を有する光学的構成部品であって、その基体が鏡面又は
    散乱反射体を含む光学的構成部品。
  2. 【請求項２】 基体が反射体からなる、請求項１に記載
    の光学的構成部品。
  3. 【請求項３】 基体が透明材料からなる、請求項１に記
    載の光学的構成部品。
  4. 【請求項４】 反射体が、基体の、配向層とは反対側の
    上に配置されている、請求項３に記載の光学的構成部
    品。
  5. 【請求項５】 反射体がＬＣＰ層の上方に配置され、前
    記ＬＣＰ層上の光学的情報が基体を通して観察される、
    請求項３に記載の光学的構成部品。
  6. 【請求項６】 透明基体の両側に、配向層と、それと接
    触した架橋した液晶単量体の異方性層を含む層状構造体
    を配置した、請求項３に記載の光学的構成部品。
  7. 【請求項７】 基体表面の一方の側に、配向層と、それ
    と接触した架橋した液晶単量体の異方性層を含む層状構
    造体を有し、基体の他方の表面に遅延層又は遅延箔を有
    する、請求項３に記載の光学的構成部品。
  8. 【請求項８】 基体が光学的に異方性である、請求項３
    〜７のいずれか１項に記載の光学的構成部品。
  9. 【請求項９】 配向層がＬＣＰ層内に傾斜角を生じ、そ
    の結果その光学軸が基体表面に対し或る角度を持ってい
    る、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学的構成部
    品。
  10. 【請求項１０】 配向層及び液晶が、局部的に変化する
    分子の配列による模様を有する、請求項１〜９のいずれ
    か１項に記載の光学的構成部品。
  11. 【請求項１１】 ＬＣＰ層が二色染料分子を含む、請求
    項１〜１０のいずれか１項に記載の光学的構成部品。
  12. 【請求項１２】 反射体が金属フィラメントの形の金属
    である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学的
    構成部品。
  13. 【請求項１３】 架橋した液晶単量体及び配向層を含む
    層状構造体が他の盗用防止構造体の上に配置されてい
    る、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光学的構成
    部品。
  14. 【請求項１４】 請求項１〜１３のいずれか１項に記載
    の光学的構成部品の、偽造及び複写を防ぐための使用。
  15. 【請求項１５】 請求項１〜１３のいずれか１項に記載
    の光学的構成部品の銀行券への使用。
  16. 【請求項１６】 請求項１〜１３のいずれか１項に記載
    の光学的構成部品のクレジットカードへの使用。
  17. 【請求項１７】 情報が手動又は自動的に操作される光
    学的読取り装置で検出される、請求項１〜１３のいずれ
    か１項に記載の光学的構成部品の使用。
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