CN101416079A

CN101416079A - 结构体、结构体的形成方法、结构体形成装置、结构色以及衍射光读取方法和真伪判断方法

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Publication number: CN101416079A
Application number: CNA2007800125113A
Authority: CN
Inventors: 汤浅义之; 竹之内健
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2006-04-12
Filing date: 2007-04-12
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2027-04-12
Also published as: JP5040152B2; CN101416079B; JP2007286113A

Abstract

能够满足结构色在工业上实用化的必要条件，并且将循环性优异的物质的装饰变为可能。而且，能够容易地进行对象物是否是真品的验证，并且不能如全息封条那样地可剥离再利用。界面上具有引起光衍射周期结构(13)的空隙部(12)形成在基材(11)的内部，同时基材(11)的表面的一部分或全部上形成引起光衍射的周期结构(15)。所述空隙部界面周期结构(13)和基材面周期结构(15)，具有体现结构色的规则的排列。因此，通过使基材面周期结构(15)接触功能材料，能够抑制基材面周期结构(15)体现的结构色，从而读取空隙部界面周期结构(13)体现的结构色。

Description

结构体、结构体的形成方法、结构体形成装置、结构色以及衍射光读取方法和真伪判断方法

技术领域

本发明涉及具有利用衍射·干涉等光学现象的光控制性能的结构体、该结构体的形成方法、实行该形成方法的结构体形成装置、该结构体体现的结构色和/或衍射光的读取方法、以及采用该结构体的真伪判断方法，尤其涉及通过在物质内部形成空隙部且在该空隙部的界面上形成周期结构来体现结构色而能够防止不正当再利用、且真伪判断方法容易的、并形成具有防伪效果标记的结构体、结构体的形成方法、结构体形成装置、结构色和/或衍射光读取方法、以及真伪判断方法。

背景技术

近年来，根据可循环和环境适应性的观点，采用染料物质的化学发色越来越不被人们看好。因此，利用根据微细结构形成的光衍射、干涉等现象而发色的结构色作为替换技术变得重要。

作为导致形成该结构色的原因，可列举出薄膜干涉、多层膜干涉、光散射现象、衍射光栅、光子晶体等。

这样的结构色通过人工得以体现是困难的，工业上实用化的例子还不多。

作为少数事例之一，提出了例如通过光照射形成微细周期结构而使结构色体现的方法。

该通过光照射形成微细周期结构的方法，例如是LIPS(激光诱导周期结构)(例如，参见非专利文献1)。其是通过激光照射在物质表面上自组织形成的微细周期结构。

而且，作为其它例子，例如公开有由飞秒激光在玻璃内部写入衍射光栅的技术。(例如，参见非专利文献2)。

非专利文献1：Sylvain Lazare著[Large scale excimer laser production ofsubmicron periodic structures on polymer surface]Applied surface Science69(1993)31-37 North-Holland

非专利文献2：レ—ザ協会誌第30卷第2号細野秀雄、河村賢一著[フエムト秒レ-ザと透明物質との相互作用：キシングルパルス干涉による透明物質ヘの周期ナノ構造の加工]レ—ザ協会、2005年5月、p.7-12

发明内容

发明要解决的问题

然而，结构色在工业实用化的必要条件中，可列举具有对于造成发色损害的创伤和污染的耐抗性、高发色效率、低成本制造这三点，满足这些条件是不容易的。

例如，非专利文献1中公开的技术，是在物质的表面生成微细周期结构的技术，但是存在该表面所形成的周期结构不具有对造成光衍射进而发色性弱的创伤和污染的耐抗性的问题。

相对于此，非专利文献2中公开的技术，由于在玻璃的内部写入衍射光栅，因此不存在对创伤性等的耐抗性的问题。其中，由于激光每次照射只能在一个部位形成，因此，要装饰大范围时非常耗时，具有生产性的问题。

在商业交易中从维持交易秩序和保护消费者的观点出发应当严守商品是真品。但是不能杜绝复制模仿的伪造品在真品中趁机流通，获取不正当利益的行为。如果伪造品流通，则不但真品制造者的收益下降，而且粗糙的伪造品使消费者怀有不信任。因此，企业形象下降，换言之，引起商标作用力的损失。

为了防止受到伪造品的伤害，要进行实施识别对象物是真品还是伪造品的处理。该处理中的一种是防伪标签。其是将难以伪造的物品安装在对象物上作为真品的证明，作为其一例，具有形成有由浮雕型全息图形成的全息贴图(也称全息封条)(例如，参见特开平JP6-059612号公报，专利第3546975号公报)。

全息封条的制作中需要高度的光学设计技术，需要复杂的材料结构和高价的原版等，因此伪造困难。由于该困难性而具有防伪效果、且由于独特的色调能够一眼即可识别、并仅通过粘贴就能良好的安装，因此被广泛利用。

但是，全息封条的缺点是能够从原对象物中容易地剥离，并可能贴到其他的对象物上再利用。就全息封条而言，由于所粘贴的就意味着真品，因此如果将所剥离的真品的封条粘贴在伪造品上，则不能识别伪造品。

针对于此，专利文献2所公开的全息封条，在封条内层设置了剥离层，采用了故意剥离时封条自身破坏的结构。由此，能够阻止剥离后的再利用。但是，因此具有材料结构和制造技术变得复杂，成本上升的缺点。

而且，在精巧的模仿全息封条的情况下，通过对贴着全息封条是真品进行验证时，需要微小部位的比较，消费者不容易进行。

本发明是鉴于上述实情所作出的，本发明的目的在于，提供一种在满足构造色在工业上实用化的必要条件的同时，能够高速形成微细周期结构且实现生产性的提高，且不能通过剥离再利用，并且能够容易的验证其自身是真品的结构体、结构体的形成方法、结构体形成装置、结构色以及衍射光读取方法和真伪判断方法。

解决问题的方法

为了达成该目的，本发明的结构体，构成为在基材内部具有在界面形成有引起光衍射的周期结构的空隙部。

如上所述构成的结构体，能够满足结构色在工业上实用化的必要条件。

例如，由于微细周期结构在物质内部形成，因此能够耐创伤和耐污染。而且由于形成3维的周期结构，能够提高发色效率。而且，由于仅通过将激光照射多发等进行短时间光照射，因此能够在广泛的范围中形成多个空隙部，因此能够高速生产，以低成本制造。因此，能够满足结构色在工业上实用化的必要条件。

而且，发色原理是基于空隙部界面所形成的微细周期结构(空隙部界面周期结构)的，不是根据颜料和染料等的化学发色。因此，如果熔融则能够容易的消色。从而，作为循环性优异的塑料容器等的装饰技术作出了贡献。

而且，本发明的结构体中，基材内部的空隙部界面周期结构能够构成为具有体现结构色的规则的排列。

如按上述构成结构体，则能够通过有规则的排列周期结构体现结构色。由此提出了前所未有的新颖的装饰技术。

而且，本发明的结构体能够构成为，将多个空隙部形成在距基材表面分别不同的深度处。

如按上述构成结构体，则多个空隙部分别作为衍射光栅起作用，能够根据光入射角度和观察角度以不同颜色发色。

即，就多个空隙部而言，在光照射范围内在任意位置上且在分别不同的深度处产生多个。因此，在照射范围全体上形成3维的周期结构(3维周期结构)，能够剧烈提高发色性。

而且，本发明的结构体构成为，在基材内包含具有在界面形成有引起光衍射的周期结构的空隙部，同时在基材表面的一部分或全部上具有引起光衍射的周期结构。

如按上述构成结构体，则结构体中形成周期结构，因此将其剥离再利用至其他处的行为是不可能的。因此，能够阻止如全息封条的从原有对象品剥离并粘贴在伪造品上以作为真品流通的行为。

而且，由于采用在空隙部的界面和基材的表面上形成周期结构的结构，因此材料构成简易，能够避免成本上升。

而且，由于在空隙部的界面和基材的表面上形成体现结构色的周期结构，因此通过这些周期结构体现各个结构色。而且，通过抑制由在基材表面上形成的周期结构所产生的结构色的体现，能够读取由在空隙部界面上形成的周期结构体现的构造色，因此消费者能够容易的判断对象物的真伪。

而且，本发明的结构体能够构成为，基材表面上形成的周期结构(基材面周期结构)具有体现构造色的规则的排列。

根据上述构成结构体，则空隙部界面周期结构和基材面周期结构能够依据规则的排列体现结构色。

而且，本发明的结构体能够形成保护基材表面上的周期结构的保护层。

如按上述构成结构体，则通过保护层，能够防止基材面周期结构的损伤，进而防止对象物的真伪判断性能的下降。

而且，本发明的结构体能够，在根据空隙部界面上形成的周期结构的结构色和/或衍射光得以隐蔽的位置上，形成基材表面的周期结构。

如按上述构成结构体，则通过依据基材面周期结构抑制结构色的体现，能够读取所隐蔽的结构色(通过空隙部界面周期结构体现的结构色)。

而且，本发明的结构体中，能够通过光照射形成空隙部界面的周期结构、和/或基材表面的周期结构。

如按上述构成结构体，则空隙部界面周期结构和基材面周期结构能够通过比较简易的制造技术形成，抑制成本上升。

而且，本发明的结构体，能够在产生周期性强度分布的同时形成照射光。

如按上述，则通过产生周期性强度分布，能够形成空隙部界面周期结构和基材面周期结构。

而且，本发明的结构体形成方法构成为，采用结构体形成装置对基材进行光照射，使基材的内部产生空隙部，且在空隙部的界面上形成周期结构。

如按上述的结构体形成方法，则通过对物质进行光照射，能够在该物质内部形成在界面上具有引起光衍射周期结构的空隙部。由此实现满足工业实用化必要条件的构造色。

而且，本发明的结构体形成方法，可对基材照射波长包含于基材显示透明性的波长区域的光。

如按上述的结构体形成方法，则通过照射波长包含于基材显示透明性的波长区域的光而形成空隙部界面周期结构。

而且，本发明的结构体形成方法，可通过对基材照射与形成空隙部的光不同波长的光，而在基材表面的一部分或全部上形成周期结构。

如按上述的结构体形成方法，则能够通过简易的方法形成空隙部界面周期结构和基材面周期结构。

而且，本发明的结构体形成方法，可对基材上同时照射波长包含于基材显示透明性的波长区域的光和波长包含于显示不透明性的波长区域的光。

如按上述的结构体形成方法，则能够通过照射波长包含于基材显示透明性的波长区域的光来形成空隙部界面周期结构，通过照射波长包含于显示不透明性的波长区域的光来形成基材面周期结构。从而，通过同时照射上述这些光，与分别照射时相比缩短了结构体的制造时间。

而且，本发明的结构体形成方法，照射波长包含于基材显示透明性的波长区域的光之后，照射波长包含于基材显示不透明性的波长区域的光。

如按上述的结构体形成方法，则能够在空隙部界面周期结构确实形成之后，形成基材面周期结构。

而且，本发明的结构体形成方法，结构体形成装置对基材进行光照射，以产生周期性强度分布。

如按上述的结构体形成方法，则能够通过产生周期性光强度分布，而在空隙部界面和基材表面上形成周期结构。

而且，本发明的结构体形成装置，是对基材进行光照射的结构体形成装置，可构成为具有调整照射脉冲数和/或激光输出功率的激光振荡器，以在形成于基材内部的空隙部界面上形成引起光衍射的周期结构。

如按上述的结构体形成装置，则通过适当的调整能量密度和照射脉冲数，能够在物质内部形成在界面上具有周期结构的空隙部。由此实现满足工业实用化必要条件的构造色。

而且，本发明的结构体形成装置构成为，激光振荡器通过调整照射脉冲数和/或激光输出功率，以在基材内部形成空隙部的同时，在基材表面形成引起光衍射的周期结构。

如按上述的结构体形成装置，则通过激光振荡器调整照射脉冲数和/或激光输出功率，能够在基材内部形成界面上具有引起光衍射的周期结构的空隙部，而且，能够在基材表面上形成引起光衍射的周期结构。

而且，本发明的结构色和/或衍射光读取方法，使上述结构体与具有同基材相同或相近折射率的功能材料接触，抑制基材表面的周期结构的结构色和/或衍射光，读取基材内部的空隙部界面周期结构的结构色和/或衍射光。

如按上述的读取方法，则能够通过接触功能材料这样简单的方法，读取所屏蔽的基于空隙部界面周期结构的结构色和衍射光。

而且，本发明的真伪判断方法，使上述结构体与具有同基材相同或相近折射率的功能材料接触，抑制基材表面的周期结构的结构色和/或衍射光，读取基材内部的空隙部界面周期结构的结构色和/或衍射光，对该读取的结构色和/或衍射光与被比照用的结构色和/或衍射光进行比较，当其一致时，能够判断具有结构体的物品是真品的方法。

如按上述的真伪判断方法，能够根据读取结构色和/或衍射光，以简易的方法，判断对象物的真伪。

例如，被读取的结构色所描述的形状是星型，被比照用的结构色所描述的形状是相同的星型时，判定具有该结构体的物品是真品。另一方面，被读取的结构色所描述的形状与被比照用的结构色所描述的形状不同时，判定具有该结构体的物品是伪造品。而且，由于空隙部不是本来形成的即使接触功能材料也不能读取结构色时，也判定是伪造品。

发明效果

如上所述，根据本发明，能够实现满足工业实用化必要条件的构造色。

而且作为循环型优秀的塑料容器等的装饰技术也作出了贡献。

而且，通过在基材形成空隙部界面周期结构和基材面周期结构，不能将其剥离再利用。因此，能够防止如同防伪标签一样向伪造品的转用造成的伤害。

而且，在基材内部形成空隙部界面周期结构，在该基材表面上形成基材面周期结构，各周期结构体现结构色，因此根据基材面周期结构的结构色，能够隐蔽基于空隙部界面周期结构的结构色。

而且，通过使基材面周期结构接触功能材料来抑制结构色的体现，能够读取基于空隙部界面周期结构的结构色所描述的形状。通过比较该读取的形状和被比照用的形状，能够判定对象物的真伪。因此，通过使基材面周期结构接触功能材料这样简易的方法，消费者能够容易的判断具有结构体的物品的真伪。

附图说明

[图1]表示本实施方式的结构体结构的断面图。

[图2a]形成有空隙部的结构体的横截面图。

[图2b]表示形成有空隙部的结构体的外观的立体图像。

[图2c]示意表示图2b的外观立体图。

[图2d]从结构体上方(图2c的A方向)观察时的空隙部的放大显微图像。

[图2e]从结构体侧方(图2c的B方向)观察时的空隙部的放大显微图像。

[图3a]表示形成有基材面周期结构的结构体的横截面图。

[图3b]表示形成有基材面周期结构的结构体的外观的立体图像。

[图3c]基材面周期结构得以放大表示的AFM像。

[图4]用于说明布拉格法则的衍射光栅排列图。

[图5]示意表示本实施方式结构体的其他结构的断面图。

[图6]表示采用透过型衍射光学元件的结构体形成装置结构的简图。

[图7]示意表示采用透过型衍射光学元件的结构体形成装置中的干涉光学系统结构的立体图。

[图8]表示基材上所照射光的干涉区域的图。

[图9]表示采用微透镜阵列的结构体形成装置结构的简图。

[图10]表示采用微透镜阵列的结构体形成装置中的干涉光学系统结构的立体图。

[图11]表示周期性光强度分布的光照射的图。

[图12]表示基材透过光谱和由规定波长光照射所形成的周期结构的图。

[图13]表示生成周期性的光强度分布的图，(a)是表示通过入射光和界面反射光的干涉产生周期性光强度分布的方法的图，(b)是表示照射具有周期性光强度分布的单光束光的方法的图，(c)是表示由多光束干涉产生周期性光强度分布的方法。

[图14]表示采用透过型衍射光学元件时的周期结构图案的形成方法。

[图15]表示采用微透镜阵列时的周期结构图案的形成方法。

[图16]表示产生光衍射的示意图。

[图17]说明采用本实施方式结构体的真伪判断方法的图，(a1)和(a2)是表示形成有基材面周期结构时体现的结构色的图，(b1)和(b2)是表示形成有空隙部界面周期结构时体现的结构色的图，(c1)和(c2)是表示形成有基材面周期结构和空隙部界面周期结构时体现的结构色的图，(d1)和(d2)是表示基材面周期结构与功能材料接触时体现的结构色的图。

[图18]表示在YAG-THG(355nm)、247mJ/cm²、30发(shots)条件下，在样本30上采用PET-INJ板时空隙部12的形成状态的图。

[图19]表示在YAG-SHG(532nm)、500mJ/cm²、10发条件下，在样本30上采用PET延伸板时空隙部12的形成状态的图。

[图20]表示有关本发明的空隙部和比较例的空洞部的平面观察像和横截面图的图表。

[图21]表示本发明与比较例的样本和透过率的比较的图表。

[图22]表示本发明实施例中激光照射条件，和比较例的激光照射条件的比较的图表。

符号说明

10 结构体

11 基材

12 空隙部

13 空隙部界面周期结构

14 基材面

15 基材面周期结构

16 保护层

20 采用透过型衍射光学元件的结构体形成装置

21 激光振荡器

23 透过型衍射光学元件

25 掩模

30 采用微透镜阵列的结构体形成装置

35 微透镜阵列

36 掩模

实施发明的优选方式

以下参照附图说明本发明涉及的结构体、结构体形成方法、结构体形成装置、结构色和/或衍射光读取方法，以及真伪判定方法的优选实施方式。

而且，本实施方式中的“装饰”意味着含有：在包装体上实施彩色着色、和将规定波长区域的光遮断以使其不透过包装体内部等。

[结构体]

首先，参照图1～图3c说明本发明的结构体的实施方式。

图1是表示本实施方式的结构体结构的断面图。

图2a～图2e是表示在成为结构体基部的基材内部所形成的空隙部的图，图2a是形成有空隙部的结构体的横截面图，图2b是表示形成有空隙部的结构体的外观的立体图像，图2c是表示图2b的外观立体图，图2d是从结构体上方(图2c的A方向)观察时的空隙部的放大显微图像，图2e是从结构体侧方(图2c的B方向)观察时的空隙部的放大显微图像。

图3a～3c是表示结构体表面(基材面)所形成的周期结构(基材面周期结构)的图，图3a是形成有基材面周期结构的结构体的横截面图，图3b是表示形成有基材面周期结构的结构体的外观的立体图像，图3c是放大表示基材面周期结构的AFM像。

(空隙部、空隙部界面周期结构)

如图1和图2a～2e所示，在结构体10的基材11内部上，形成有空隙部12。

如图2a所示，一个空隙部12大致为铜锣形状，直径长为40μm程度。

就该空隙部12而言，铜锣形的径向与结构体10的面方向大致平行，铜锣形的厚度方向与结构体10的厚度方向大致平行。

空隙部12的界面上，如图1和图2a～2e所示，形成有引起光衍射的周期结构(空隙部界面周期结构13)。而且该周期结构13，具有体现结构色的规则的排列。

此处，周期结构构成为，规定的形状以大致一定的周期(间隔)形成多个。本实施方式的空隙部界面周期结构13中，如图2a，图2d所示，在一个空隙部12的界面上凹部和凸部以大致等间隔在纵向横向上形成多个。该周期结构13被形成在空隙部12的界面整体范围。因此，空隙部12的界面的截面(通过凸部顶点的截面)，如图2a所示形成为波形。因此，由于空隙部12的界面的凹部和凸部的间隔接近可见光波长，因此体现结构色。

而且，周期结构13的波形的1周期(相邻凸部的各顶点间的距离)为1.5μm～2.0μm的程度。

而且，如果将光入射到周期结构则引起衍射，但是此时哪个波长衍射得最强(光能量多)，随着与光栅周期之比而不同。通常，衍射在光波长对光栅周期之比为大约1以下时会增强。

本发明中的“体现结构色的规则排列”，是光栅周期接近可见光波长(约400nm～700nm)时的情况，是大约为2.0μm以下的情况。此时，由于可见光的强衍射，可观察结构色。

该空隙部12，如图2b、2c所示，在结构体10中的光照射部分上形成。

该照射范围内(同一面内)，空隙部12形成了多个。

上述多个空隙部12，在光照射范围内，在横向任意位置上分别被形成，而且被形成在距光照射面各自不同深度处。

此处，同一面内且距表面深度不同的各个空隙部12，如图4所示，作为衍射光栅起作用，根据光入射角度和观察角度，结构体10以不同颜色发色(以下，将各个空隙部12在同一面内存在的面称为衍射面)。

若在不同深度即多层存在衍射面，则在各个衍射面上引起衍射。此时，若来自各面的衍射光相位不相同则发色变弱，位相相同时发色变强。具体的，根据布拉格反射式(式1)的波长的光发色变强。

mλ＝2D(n2-sin2θ)1/2 (式1)

该式1中，m是衍射级次，λ是波长，D是衍射面间隔，n是物质的折射率，θ是以样品面的法线角度为0°的观察角度。

如能形成衍射面以根据式1的间隔存在的结构体10，则成为仅由满足式1规定的波长的光进行发色的结构体10。而且，若衍射面增加，则衍射光强度增加，因此发色更强。

由此，作为根据布拉格法则引起发色的，已知有形成了3维周期结构的光子晶体。

而且，图2b的立体图像与图2d和图2e的显微观察像中，结构体10采用的是PET3×3延伸板。然而，结构体10，不限于此，只要是通过光照射在内部形成了空隙部12的物质即可。

(基材面周期结构)

此外，如图1和图3a～图3c所示，在结构体10的基材11的表面(基材面14)上，形成有引起光折射的周期结构(基材面周期结构15)。而且，该周期结构15具有体现结构色的规则排列。而且，此处的“体现结构色的规则排列”是指光栅周期接近可见光波长(约400nm～700nm)的情况。

此处，周期结构的定义正如上述那样，是在本实施方式的基材面周期结构15中，如图3a和图3c所示，凹部和凸部沿着基材面14以大致等间隔的方式形成多个。该周期结构15被形成在基材面14的全体范围。因此，基材面14的截面(通过凸部顶点的截面)，是如图3a所示的波形。而且，基材面14的凸部的间隔接近可见光波长，因此体现结构色。

而且，基材面周期结构15的波形的1周期(相邻凸部的各顶点间的距离)约为1.0μm程度。

而且，基材面周期结构15被形成在基材面14上的光照射的部分。因此，在基材面14的全面上形成周期结构，如图3b所示，优选对应于基材面14的面积将光没有空隙地照射在多个部位。

而且，图3b和图3c的图像中，结构体10采用的是PET3×3延伸板。然而，结构体10，不限于此，只要是通过光照射形成了基材面周期结构15的物质即可。

因此，本实施方式的结构体10构成为，将界面上具有微细周期结构的空隙部12包含在基材11内，并且，在基材面14上具有微细周期结构。从而，通过使来自各个周期结构13、15的衍射、干涉等光学现象所形成的构造色体现，而形成标签。

此处，标签是指，体现结构色和/或衍射光的部位同样形成的区域，或者，通过适当配置体现结构色和/或衍射光的部位而描述的图像或文字等。

在基材自身上形成上述空隙部界面周期结构13和基材面周期结构15，所以不能将其剥离而粘贴至其他对象物等进行再利用，同时也不可能消除和改写上述周期结构13、15。

(基材)

基材11，是指形成结构体10基部的部件。

基材11可采用例如，聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、酰胺树脂、丙烯酸树脂、氯乙烯树脂、酚树脂等的高分子化合物、BK7、石英等光学玻璃和碳酸钠玻璃。而且，也可以采用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚乙烯萘(PEN)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，聚对苯二甲酸三甲酯(PTT)等的聚酯化合物等材料。

而且，基材11，不限于上述材料，也可采用现有已知的任意适合的材料。但是通过光照射形成空隙部12、空隙部界面周期结构13、基材面周期结构15是必要的。

[保护层]

构造体10，如图5所示可设置保护层16。

保护层16，是用于防止基材面周期结构15受到外伤等而不能体现结构色的保护膜。

该保护层16，例如由丙烯酰胺、聚丙烯酯、聚酰胺酯等形成。

[结构体形成装置]

其次，说明结构体形成装置。结构体形成装置具有：采用透射型衍射光学元件的装置、和采用微透镜阵列的装置。

[采用透过型衍射光学元件的结构体形成装置]

首先，参照图6～8说明采用透过型衍射光学元件的结构体形成装置。

图6是表示该结构体形成装置结构的简图，图7是表示该结构体形成装置中的干涉光学系统结构的立体图，图8是表示在基材(结构体)周边通过光束交叉且干涉而形成高强度区的图。

采用透过型衍射光学元件的结构体形成装置20，是用于在基材11(结构体10)上形成空隙部界面周期结构13和基材面周期结构15的装置，如图6、图7所示，具有激光振荡器21、反射镜22、透射型衍射光学元件23、凸透镜24、掩模25和凸透镜26。

此处，激光振荡器21是输出激光的装置，例如可采用Q-开关振荡的YAG激光器、YVO₄激光器、YLF激光器、Ti：蓝宝石激光器等的飞秒激光等。上述脉冲激光，具有数Hz～数十kHz的重复频率，在重复周期之间所蓄积的能量以数fs～数十ns的极短时间幅度释放。因此，根据少量的输入能量就能够有效地得到高峰值功率。

而且，为了在基材11内部形成周期结构13，只要激光照射5发～20发程度即可，所需要的时间是数秒程度。因此，能够高速生产，能够低成本的制造体现结构色的制品。

该激光振荡器21具有调整照射脉冲数的功能。而且，激光振荡器21，通过调整激光的输出功率，也能够控制能量密度(流量：相当于每1脉冲照射面积的能量)。

而且，能量密度的控制，除了调整激光振荡器21的激光输出外，例如，也可通过在激光输出相同的状态下改变照射光束半径来实现。

而且，为了对被照射材料的内部形成周期结构，所照射的光需要进入材料内部。优选采用对被照射材料具有适度透过率的波长的光，以使照射光不在极表面被吸收。

反射镜22反射从激光振荡器21输出的激光。而且，图6中具有两个反射镜22，但不限于两个，也可以具有任意个数。

透射型衍射光学元件23，是由于在表面上周期性地刻有微细的凹部或凸部而引起衍射的、透过性的光学元件，将激光束分割为多束。

凸透镜24可采用例如焦距200mm的合成石英平凸透镜，此时放置在与透射型衍射光学元件23相距200mm的位置。而且，由透射型衍射光学元件23分割的多束光束通过凸透镜24。

掩模25，放置在通过凸透镜24的光束所聚焦的位置上，将多束光束中的干涉所不需要的光束遮蔽，且使所需要的光束通过。

凸透镜26可采用例如焦距100mm的合成石英平凸透镜，使透过掩模25的光束聚光，且使光束交叉而干涉。该干涉后的区域，如图8所示形成为高强度区的分布，以该区域照射基材11。

此处，干涉条纹的周期d，可由下式表示。

d＝λ/(2sin(θ/2)) (式2)

λ：光波长、θ：光束的交叉角度

而且，关于透射型衍射光学元件23所完成的激光的分割和掩模25所完成的光束的选择之间的关系，在后述的“周期结构图案形成方法”中的“采用透射性衍射光学元件的周期结构图案形成方法”中进行说明。

(采用微透镜阵列的结构体形成装置)

其次，参照图9、10说明采用微透镜阵列的结构体形成装置。

图9是表示该结构体形成装置结构的简图，图10是表示该结构体形成装置中的干涉光学系统结构的立体图。

如图9、10所示，结构体形成装置30具有激光振荡器31、反射镜32、凹透镜33、凸透镜34、微透镜阵列35、掩模36、和凸透镜37。

此处，激光振荡器31具有与图6所示的结构体形成装置20中的激光振荡器21相同的性能。

反射镜32反射从激光振荡器31输出的激光。而且，图9中具有两个反射镜32，但不限于两个，也可以具有任意个数。

凹透镜33放大激光束半径。凸透镜34将放大的激光束半径形成为期望的半径。

微透镜阵列35是微小凸透镜围棋盘状排列的结构的光学元件，且将激光分割成多束光束。

掩模36选择被分割光束中的几个。凸透镜37将由掩模36选择的光束聚光。

而且，关于微透镜阵列35所完成的激光分割和掩模36所完成的光束选择之间的关系，在后述的“周期结构图案形成方法”中的“采用微透镜阵列的周期结构图案形成方法”中说明。

[结构体的形成方法]

其次，参照图11、12说明本实施方式的结构体形成方法。

图11是表示将周期性光强度分布的光照射到基材的图，图12是所照射的光的波长与通过该照射所形成的周期结构的关系的图。

如图11所示，通过对基材11照射具有周期性强度分布的光1，而在基材11的内部形成界面上有周期结构13的空隙部12。此时，微细周期结构13以与周期性强度分布相同的周期被形成。

另一方面，通过对基材11照射具有周期性强度分布的光2，而在基材面14上形成周期结构15。此时，微细周期结构15以与周期性强度分布相同的周期被形成。

此处，光1是波长包含于基材11显示透明性的波长区域的光，光2是波长包含于基材11显示不透明性的波长区域的光。即，形成结构体10的方法，利用了基材11的光学特性随着光波长而不同。

基材11对于特定波长而显示出在透过率为70％以上的透明性、透过性为10％以上不足70％的半透明性、透过率不足10％的不透明性中的任何一个性质。在对于某一波长基材11显示透明性时，光进入至基材内部。另一方面，在显示不透明性时，光只进入基材表面附近。

具体的，如图12所示，将基材11显示透明性的波长区域所包含的、波长约为330nm以上(例如355nm)的光进行照射，而形成空隙部12和空隙部界面周期结构13；将基材11显示不透明性的波长区域所包含的、波长约为310nm以下(例如266nm)的光进行照射，而形成基材面周期结构15。

基材11显示透明性的波长的光与基材11显示不透明性的波长的光的照射，没有顺序。但是，优选先照射显示透明性的波长的光，其次照射显示不透明性的波长的光的顺序。

如果基材面周期结构15形成，则形成空隙部界面周期结构13时周期性光强度分布已被打乱，不能形成整齐的周期结构，所以要避免结构色发色减低。

而且，也可以同时照射显示透明性的波长的光和显示不透明性的波长的光。此时，可谋求结构体的形成时间缩短。

具有周期性强度分布的光照射，可通过使用具有周期性开口的掩模的平行光的照射、或者是在使多个平行光线交叉的干涉区域的照射来得以实施。

为了形成基材面周期结构15而脉冲光可以照射1发程度，为了形成空隙部界面周期结构13而脉冲光可以照射5～20发程度，所需要的时间是数秒。而且采用脉冲重复频率大的激光光源，就更能够实现形成时间的缩短。

基材面周期结构15的形成方法，除上述以外例如是LIPS(激光诱导周期结构)。

其是通过激光照射在物质表面上自发产生周期性强度分布，自组织形成的微细周期结构。而且，将具有周期结构的模型、加热按压在基材上或者通过对加热的基材进行按压，转印模型的型状的热压印。

上述LIPS，如以下非专利文献中公开的。

非专利文献：Sylvain Lazare著[Large scale excimer laser production ofsubmicron periodic structures on polymer surface]Applied surface Science69(1993)31-37 North-Holland

而且，形成空隙部12和空隙部界面周期结构13时产生周期性光强度分布的方法，例如，为以下3种方法。

第一方法，如图13(a)所示，是通过入射光与界面反射光的干涉产生周期性光强度分布的方法。

第二方法，如图13(b)所示，是照射具有周期性光强度分布的单光束光的方法。

第三方法，如图13(c)所示，是由多光束干涉产生周期性光强度分布的方法。

有上述周期性强度分布的光照射，可通过使用具有周期开口的掩模的平行光的照射、或者是在使多个平行光线交叉的干涉区域的照射来得以实现。

[周期结构图案的形成方法]

其次，参照图14、图15说明作为光控制元件起作用时的周期结构图案的形成方法。

若将光入射到周期结构，则在具有周期性的方向上呈现衍射光。

光控制元件，是控制衍射光图案(方向、角度、波长)的元件。该控制是通过周期结构的图案(周期轴数，周期方向、光栅周期)进行的。由此，作为利用衍射的一种条形码，能够记录光信息(衍射图案)。

结构体的周期结构图案，形成为与光照射的周期性强度分布相同的图案。而且，通过使周期性强度分布的图案不同，能够形成多种图案的周期结构。

周期性强度分布图案的变化，在将使用具有周期开口的掩模的平行光进行照射时可根据开口的位置加以控制；在使多个平行光线交叉的干涉区域进行照射时可根据光束的数量、交叉方向、交叉角度、波长加以控制。

而且，前者的情况中，掩模上入射的平行光线，仅仅开口部分的光通过掩模，之后前进入射到对象物。由此形成与掩模的开口位置相同的周期性强度分布图案。

作为在干涉区域上照射的情况下对一个光束进行分割而得到多个光束的方法，可采用透射型衍射光学元件方法和采用微透镜阵列方法。

以下分别进行说明

[采用透射性衍射光学元件的周期结构图案形成方法]

采用透射性衍射光学元件的方法，是将激光束入射到透射性衍射光学元件且通过衍射分割为直进光束和衍射光束。而且，衍射光束是在具有周期的方向上呈现。

根据由透射性衍射光学元件所完成的光束的分割与掩模的开口的关系，所形成的周期结构图案就如图14(a)，(b)。

因此，如该图(a)所示，通过透射性衍射光学元件将激光分割为3×3的光束，其中位于对角的一对光束对应掩模的开口而通过时，形成斜纹的周期结构图案。

而且，如该图(b)所示，其中位于对角的2对光束对应掩模的开口而通过时，形成点状的周期结构图案。

由此，通过透射性衍射光学元件的分割图案和掩模的开口图案的组合，周期结构图案就不同。由此，作为利用衍射的一种条形码，能够记录光信息。

[采用微透镜阵列的周期结构图案形成方法]

采用微透镜阵列的方法，是例如如通过果冻(gelidium jelly)突出将果冻推出那样，通过将激光束入射至微透镜阵列，而将其以棋盘状分割成多光束的方法。

例如，基于微透镜阵列的光束的分割与掩模的开口的关系，作为空隙部界面周期结构13和基材面周期结构15所记录的周期结构图案，如图15(a)～(c)。

此处，如该图(a)所示，通过微透镜阵列将激光束分割为36(6×6)个光束，其中位于纵2-横2的光束与位于纵5-横5的光束对应于掩模的开口而通过时，斜纹的周期结构图案被记录。此时，周期轴数为1、周期方向相对条纹的一条延伸方向成为垂直方向。

而且，例如，该图(b)所示，通过微透镜阵列将激光束分割为25(5×5)个光束，其中分别位于纵2-横2、纵2-横4、纵4-横2、纵4-横4的光束对应于掩模的开口而通过时，点状的细的周期结构图案被记录。此时，周期轴数为4、周期方向在以一个凹部为中心的状态下形成为上下左右斜向的8个方向。

而且，例如，该图(c)所示，通过微透镜阵列将激光束分割为25(5×5)个光束，其中分别位于纵2-横2、纵2-横4、纵3-横3、纵4-横2、纵4-横4的光束对应于掩模的开口而通过时，点状略粗的周期结构图案被记录。此时，周期轴数为4、周期方向在以一个凹部为中心的状态下形成为上下左右斜向的8个方向。

由此，通过微透镜阵列的光束的分割图案和掩模的开口图案的组合，形成不同的周期结构图案。由此，作为利用衍射的一种条形码，能够记录光信息。

[标签读取方法]

其次，说明标签的读取方法。

此处，首先说明[构造色和衍射光的读取方法]，其次，说明[采用结构体的真伪判断方法]。

(构造色和衍射光的读取方法)

如图16所示，衍射是指当光入射到具有1维周期结构(例如，竹帘状)或2维周期结构(例如，格子状)的面上，每个不同波长的光以不同角度分开(进行色散)的现象。“衍射光”是指上述所衍射的全部波长的光。而且，0级次光是指没有产生衍射而余剩的的光。

光源采用自然光时(例如，太阳光)，紫外区、可见区、红外区的光以不同角度进行衍射。此时，(其他波长区也同样)可见区的衍射光按每个波长(颜色)以不同角度进行衍射(即分光)，因此从可识别可见区的衍射光的位置就可看到不同的色彩。本发明的“结构色”是指可见区的衍射光、或者是指由可见区的衍射光可进行识别的色彩。

而且，可见区是指人可识别的光波长区，波长约400～700nm。将其以下的波长区称为紫外区，将其以上称为红外区，人不能识别。

某波长光进行衍射的角度β，根据波长λ、入射角度α、周期结构的周期d由下式求出。

d(sinα±sinβ)＝mλ (式3)

此处，m是衍射级次。

例如，如果如激光光线那样的单波长的点状光入射至标签，则只在规定角度出现点状的衍射光，而且对含有标签的面同样照射单波长的光时，仅在标签部位引起衍射，只在规定的角度上以与标签相同的形状显现衍射光。

而且，标签是指通过将引起衍射光的部位所同样形成的区域或引起衍射光的部位适当配置而描述的图形或文字等。

“读取衍射光”或“读取结构色”是采用下述任意方法。

i.在规定角度入射已知单波长光时，在利用已知光栅周期由式3求出的衍射角度上检测衍射光。

ii.在规定角度入射已知单波长光时，测量检测衍射光的角度。

iii.在利用已知光栅周期由式3求出的衍射角度上检测衍射光，测量入射已知单波长光的角度。

iv.在规定角度入射含有多个波长的光时，在利用已知光栅周期由式3求出的衍射角度上检测规定波长的衍射光。

v.在规定角度入射含有多个波长的光时，测量检测规定波长的衍射光的角度。

vi.在利用已知光栅周期由式3求出的衍射角度上检测规定波长的衍射光，测量入射含有多个波长的光的角度。

就上述的衍射光而言，当入射点状光时就是点状；当对含有标签的面入射同样的光时就是与标签相同的形状。

此处，[衍射光读取]和[结构色读取]的不同，如下所述。

[衍射光读取]是指以紫外区、可见区、红外区中任一衍射光为对象时的上述方法。另一方面，[结构色读取]是指以可见区的衍射光为对象时的上述方法。

而且，在[衍射光读取]的情况下，可见区衍射光除由受光器(检测器)以外，还可由人眼检测，而紫外区或红外区的衍射光由检测器检测。另一方面，在[结构色读取]的情况下，既能由检测器也能由人眼进行检测。

根据[读取]的衍射光的检测的有无或者测量角度，能够判断采用周期结构的光栅周期的值是否是已知的或不是已知的。

而且，对含标签面入射自然光且对按识别的角度成为不同色彩的标签的形状进行观察的情况，相当于上述方法的iv。

[采用结构体的真伪判断]是使作为判断对象的结构体和被比照用的结构体的基材面与功能材料接触，来进行两者的空隙面周期结构中的[衍射光读取]或[结构色读取]，且将其结果(检测的有无、测量角度)进行对照。结果一致时，判定具有结构体的判断对象是真品。另一方面，结构不一致时，判定为伪造品。

[采用结构体的真伪判断方法]

如图17(a1)、(a2)所示，在结构体10的基材面14的全体上形成有基材面周期结构15时，在该基材面14的全体上基于基材面周期结构15的结构色得以体现。

另一方面，如该图(b1)、(b2)所示，在结构体10的基材面的14的一部分即星型范围内在基材内部形成多个空隙部界面周期结构13的情况下，在该星型的范围内基于空隙部界面周期结构13的结构色得以体现。

在组合这些情况，将基材面周期结构15和空隙部界面周期结构13两者形成于同一基材11时，如该图(c1)、(c2)所示，仅基于基材面周期结构15的结构色能够识别，而基于空隙部界面周期结构13的结构色被隐蔽。这是因为虽然基于基材面周期结构15的结构色和基于空隙部界面周期结构13的结构色的两者得以体现，但是基于基材面周期结构15的结构色强而基于空隙部界面周期结构13的结构色弱，从而通过人眼对两者进行观察时，只能识别相对很强的发色方。而且，即使在衍射光的情况下，如果将检测器设定得如同人眼那样不检测弱的光而检测强的光，则可以说是相同的。

此处，如该图(d2)所示，使具有与基材11相同或相近似的折射率的功能材料与基材面14接触。由此，抑制基材面周期结构15的结构色体现，从而如该图(d1)所示，由空隙部界面周期结构13体现的结构色的标签就能够识别。

由此，接触功能材料时，根据是否显现出标签，或者通过判断所显现的标签的图形和文字等是否与所期望的图形和文字一致，就能够容易验证对象物的真伪。

然而，上述结构色的抑制，利用了当减小接触的两个介质的折射率差时界面的反射率减少的情况。这是因为反射率减少而使反射光量降低，其结果来自周期结构的衍射光量(结构色)降低。

就功能材料而言，当与基材面接触或密接时覆盖至基材面周期结构的细微部分，并且与基材面接触的面和反对侧是光滑的面。光滑的面只要在微观上观察是平的即可，在宏观上观察可以是平面可以是曲面。

功能材料例如为水、甘油等的油和苯、丙酮、异丙醇、二甲苯、甲苯、乙醇、甲醇等有机溶剂等的液体；和封条体(seal body)等所具有的粘接体或粘贴体等的固体。但是，不限于上述。

而且，上述读取方法的应用，不限于本发明的结构体。例如，也能够适用于在具有多层的结构体的外表面和层界面上形成有浮雕型全息图的多重全息结构体。

而且，图17(a1)，(a2)中，是在基材面14的全体上形成周期结构，但不限于在全体上，例如，也可以形成为覆盖空隙部界面周期结构13形成范围的范围。即，只要通过基于基材面周期结构15的结构色体现，不能判断由空隙部周期结构13体现的结构色所形成的图形和文字等即可。

而且，基于空隙部周期结构13的标签，不限于图17(b1)所示的星型，例如，能够形成为图形、记号、文字等的任意形状。

而且，如图5所示，在具有保护层16的结构体10的情况下，通过以下方法判断对象物的真伪。

如果设置保护层16，则不能实施上述标签读取方法。因此，对基材面14和基材内部实施不同的标签，以使内部标签没有隐蔽。此时，根据观察的方向和角度，显现出不同的标签。通过是否出现不同的标签或者根据显现的图形和文字，进行真伪的验证。

另外，通过根据需要去除保护层16，实施上述标签读取方法。例如，保护层16是粘贴在最外面的能够剥离的封条状的、或是通过摩擦可进行剥离的膜等。

[结构体形成的实施例]

其次，说明结构体形成的实施例。

(实施例1)

将Q开关脉冲YAG激光光束通过透射性衍射光学元件而分割成多束光。使各个光束通过放置在距衍射光学元件200mm距离的且焦距200mm的合成石英平凸透镜。在通过的光束进行聚光的位置，由掩模遮蔽干涉不需要的光束，而仅让所需要的光束通过。通过的光束由焦距100mm的合成石英平凸透镜进行聚光，且使光束交叉而干涉。在干涉的区域对2轴延伸的PET板进行了照射。首先，以激光波长355nm(PET板透过率83％)进行了照射。

其次，将该波长切换为266nm(该透过率0.3％)而进行了照射。衍射光学元件的2维光栅周期是6μm。脉冲YAG激光的规格：脉冲宽度是5ns、重复频率10Hz。激光波长355nm时，照射的平均光功率为1.35W，照射面积是

，因此每单位面积的光功率密度成为1W/cm²。

此时，照射了25发后，结果是在延伸PET板的内部产生空隙部，且在其界面上形成1.5μm周期的2维周期结构。观察到了该结构的结构色。

同样，激光波长266nm时，照射的平均光功率为240mW，照射面积是

因此每单位面积的光功率密度形成为179mW/cm²。

此时，照射了1发后，结果是在延伸PET板的外部形成1μm周期的2维周期结构。观察到了该结构的结构色。

而且，若在实施例1条件下形成的空隙部12，则能够得到如图2d、图2e所示的显微观察像。但是，形成空隙部12的条件不限于上述实施例1。

例如，以YAG-THG(355nm)，247mJ/cm²，，30发的条件，样品30上采用PET-INJ板时的空隙部12，形成为图18所示的形状。

而且，以YAG-SHG(532nm)，500mJ/cm^2，，10发的条件，样品30上采用PET延伸板时的空隙部12，形成为图19所示的形状。

(实施例2)

如实施例1同样，仅采用激光波长266nm照射在2轴延伸的PET板上。观察到了所形成的2维结构的结构色。

若对该周期结构涂敷与延伸PET板的折射率1.64近似的折射率1.518的酯油(CAS-Nr:195371-10-9)，则观察不到结构色，而观察到了原本的透明的延伸PET板。

(与比较例的对比)

其次，参照图20～图22说明本实施方式的结构体和比较例的对比。

(空隙部和空洞部的对比)

在物质内部形成多个微小空洞部而发色的技术为特开JP2004-359344号公报“塑料包装体及其装饰方法”(以下成为比较例1)。

此处，通过比较该比较例1和本实施方式的结构体，使其区别点明确。

(1)所形成的结构的不同

比较例1中，将通过由发热气化而形成的空洞部，根据周期性光强分布而排列。

另一方面，本发明中，通过激光与物质的光化学反应而形成空隙部，在其界面上根据周期性光强分布形成周期结构。空隙部也可以不形成为周期性的。

上述比较例1的空洞部和本发明的空隙部的各结构，如图20所示。

如该图所示，比较例1的空洞部，各自形成为大致球型，多数空洞部的配置形成为周期性排列结构而能够装饰。

相对于此，本发明(实施例)的空隙部在其界面上形成周期结构，该周期结构具有体现结构色的规则排列而能够装饰。

(2)样品的区别

比较例1利用由激光照射的发热，因此为了有效将光能量转换为热能量需要混炼光吸收发热剂。

与此相对，本发明中不需要特殊的添加剂。

上述样品的不同，如图21所示。如同图所示，在比较例1中，采用光吸收发热剂混炼PET射出成形板(1.5mm厚)作为样品时，在波长355nm下的透过率为0％。此时，光进入物质内部且指数衰减，其结果是透过率为0％。相对于此，本发明(实施例)中，采用2轴延伸PET板(150μm厚)作为样品时，透过率为83％。

(3)形成原理不同

比较例1是利用由激光照射的发热的方法。相对于此，本发明是通过激光照射来形成结构体，因此不利用发热。

此处，本发明的激光照射条件的实施例和比较例1特开JP2004-359344号公报的背景技术中记载的第三实施方式的条件，如图22所示。同图中，横轴表示能量密度(1脉冲的每照射面积的光能量)，纵轴表示照射脉冲数。

该图中，○记号是本发明结构体中空隙部11形成条件，

记号是空隙部11未形成条件，◆记号是比较例1中空洞部形成条件。

如该图所示可知，本发明的形成方法其特征在于比比较例1少的照射脉冲数。这是因为形成中未利用发热。

另外，可知本发明的形成方法与比较例1相比其能量密度少。

(本实施方式的结构体和现有防伪标签的对比)

作为具有真伪验证功能的防伪标签，如JP专利第2797944号“透明全息粘图”(以下，称为“比较例2”)，和JP特表第2004-538586“物体的防伪标签和该标签的识别方法”(以下，成为“比较例3”)。

此处，通过比较各比较例和本实施方式的结构体，使其区别点明确。

(结构不同时)

比较例2具有在全息层面上由低折射率和高折射率的陶瓷材料形成的多层结构。比较例3具有产生全息效果的结构的层和分散有100nm以下的金属簇(cluster)的层。

另一方面，本发明是在基材(层)的内部和外部具有产生结构色(全息效果)的微细周期结构的单层结构。

各比较例中，两者都是用于粘贴在防伪对象上的结构体，因此是具有粘接层的封条形式。

另一方面，本发明是在防伪对象本身形成的结构体，没有上述粘结层。

(检验方法不同的情况)

比较例2通过由陶瓷材料形成的多层结构所产生的独特色调，能够判断真伪。

比较例3通过将防伪标签所反射的光与规定光谱进行比较来判断真伪。

另一方面，本发明通过抑制基材面的结构色和/或衍射光而识别或检测内部的结构色和/或衍射光来判断真伪。而且，通过将所识别或检测的信息与被比照用的信息进行检验来判断真伪。

如以上说明，若根据本实施方式的结构体、结构体的形成方法、结构体形成装置、结构色以及衍射光读取方法和真伪判断方法，则通过对被照射材料照射具有周期性强度分布的光，就能够在被照射材料的内部产生空隙部，且使空隙部界面形成与照射光的周期性强度分布相一致的周期结构。

由此，能够对造成发色性弱的创伤和污染具有耐抗性，而且，通过三维的形成能够显著提升发色，并且形成时间缩短，能够提高生产性。由此，满足结构色在工业上实用化的必要条件，并且将循环型优异的物质的装饰变为可能。

而且，本发明的结构体，由于没有使用颜料和燃料类的化学发色的着色剂，而能够减低化学物质的使用量，因此是环境负载小的物质。

进而，本发明的结构体，是通过在空隙部界面上形成周期结构而实施装饰，因此通过循环时的加热、混炼(再颗粒化)，能够容易地消色。因此，虽然作为容器使用时被装饰的，但在再处理后形成为无色、透明，因此循环型非常好。

而且，与化学发色不同，能够得到深色和有光泽的鲜艳色调，因此基于装饰效果的商品的差别化也是有效的。

而且，通过采用结构体自身所形成的周期结构的结构色和/或衍射光，能够判断对象物的真伪。而且，由于周期结构是在结构体自身中形成的，因此不能进行将其取出而转用到其他对象物的行为。因此，阻止了如同现有全息标签那样被剥离后而粘贴、再利用在伪造品上且流通到真品市场中的行为。

进而，由于在一种类型的基材上形成周期结构，不需要组合多种类型的材料而形成复杂的结构。因此，材料构成简易，避免了材料成本的上升。

而且，周期结构能够通过光照射形成，可以不用导入高价的形成装置，以低成本形成。

而且，通过在基材形成空隙部界面周期结构和基材面周期结构、且使基材面周期结构接触功能材料，能够抑制该基材面周期结构的结构色体现，读取空隙部界面周期结构所体现的结构色。由此，能够仅通过接触功能材料而读取空隙部界面周期结构的结构色，一般消费者能够容易的判断对象物的真伪。

以上，说明了本发明的结构体、结构体的形成方法、结构体形成装置、结构色以及衍射光读取方法和真伪判断方法的优选实施例，而本发明所涉及的结构体、结构体的形成方法、结构体形成装置、结构色以及衍射光读取方法和真伪判断方法不限于上述实施方式，不用说在本发明范围内能够实施各种变更。

例如，上述实施方式中，采用PET作为样品，该PET例如能够用作容器、杯子、袋、托盘、管容器等的包装体的材料。此时，本发明提供了循环性优异的塑料容器的装饰技术。

而且，上述实施方式中，仅在基材的一面上形成基材面周期结构，但不限于一面，也能够在两面以上，例如在板材的表里两面、在立体形状的两个以上面上形成。

进而，上述实施方式中，本发明的用途举例为防伪标签，不限于上述，例如，能够利用上述读取方法而活用内部标签显现效果的装饰等用途。

产业上的可利用性

本发明是用于工业实现结构色的发明，能够应用于需要装饰的物质使用的领域。

Claims

1、一种结构体，其特征在于：基材内部具有在界面形成有引起光衍射的周期结构的空隙部。

2、根据权利要求1所述的结构体，其特征在于：所述空隙部界面的周期结构具有：体现结构色的规则的排列。

3、根据权利要求1或2所述的结构体，其特征在于：多个所述空隙部被形成在距所述基材表面分别不同深度的部位。

4、根据权利要求1～3中任一项所述的结构体，其特征在于：在所述基材表面的一部分或全部上形成有引起光衍射的周期结构。

5、根据权利要求4所述的结构体，其特征在于：所述基材表面所形成的周期结构具有体现结构色的规则的排列。

6、根据权利要求4或5所述的结构体，其特征在于：具有用于保护在所述基材表面所形成的周期结构的保护层。

7、根据权利要求4～6中任一项所述的结构体，其特征在于：在将所述空隙部界面所形成的周期结构的结构色和/或衍射光隐蔽的位置，形成有所述基材表面的周期结构。

8、根据权利要求4～7中任一项所述的结构体，其特征在于：通过光照射形成所述空隙部界面周期结构和/或所述基材表面的周期结构。

9、根据权利要求8所述的结构体，其特征在于：通过产生了周期性强度分布的所述光照射，形成所述空隙部界面周期结构、和/或所述基材表面的周期结构。

10、一种结构体形成方法，其特征在于：采用结构体形成装置对基材进行光照射，使所述基材内部产生空隙部，且在所述空隙部界面上形成周期结构。

11、根据权利要求10所述的结构体形成方法，其特征在于：对所述基材照射波长位于对所述基材显示出透明性的波长区域的光。

12、一种结构体形成方法，其特征在于：通过对所述基材进行光照射，使所述基材内部产生空隙部，且在该空隙部界面上形成周期结构，并且通过对所述基材照射波长与所述光不同的光，而在所述基材的表面的一部分或全部上形成周期结构。

13、根据权利要求12所述的结构体形成方法，其特征在于：对所述基材同时照射波长位于所述基材显示出透明性的波长区域的光和波长位于所述基材显示出不透明性的波长区域的光。

14、根据权利要求12所述的结构体形成方法，其特征在于：照射波长位于所述基材显示出透明性的波长区域的光之后，照射波长位于所述基材显示出不透明性的波长区域的光。

15、根据权利要求10～14中任一项所述的结构体形成方法，其特征在于：所述结构体形成装置对所述基材进行光照射，以产生周期性强度分布。

16、一种结构体形成装置，是对基材进行光照射的结构体形成装置，其特征在于：

具有调整照射脉冲数和/或激光输出的激光振荡器，以在形成于所述基材内部的空隙部界面上形成引起光折射的周期结构。

17、根据权利要求16所述的结构体形成装置，其特征在于：所述激光振荡器调整照射脉冲数和/或激光输出，以在所述基材内部形成所述空隙部的同时，在所述基材表面上形成引起光折射的周期结构。

18、一种结构色和/或衍射光读取方法，其特征在于：使权利要求4～9中任一项所述的结构体与具有同所述基材相同或相近的折射率的功能材料接触，抑制所述基材表面周期结构的结构色和/或衍射光，读取基材内部的空隙部界面周期结构的结构色和/或衍射光。

19、一种真伪判断方法，其特征在于：使权利要求4～9中任一项所述的结构体与具有同所述基材相同或相近的折射率的功能材料接触，抑制所述基材表面周期结构的结构色和/或衍射光，读取基材内部的空隙部界面周期结构的结构色和/或衍射光，且将该读取的结构色和/或衍射光与被比照用的结构色和/或衍射光进行比较，当它们一致时，判断具有所述结构体的物品是真品。