JP2016218093A - Display body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高い偽造防止効果を有する表示体に関する。 The present invention relates to a display body having a high anti-counterfeit effect.
一般に、偽造防止を目的として、商品券、小切手などの有価証券類、クレジットカード、キャッシュカード、ＩＤカードなどのカード類、およびパスポート、免許証などの証明書類には、通常の印刷物とは異なる視覚効果を有する表示体が貼り付けられている。また、近年、これら以外の物品についても、偽造品の流通が社会問題化している。そのため、そのような物品に対しても、同様の偽造防止技術を適用する機会が増えてきている。 In general, for the purpose of preventing counterfeiting, securities such as gift certificates, checks, cards such as credit cards, cash cards, ID cards, and certificates such as passports and drivers' licenses are different from ordinary printed materials. The display body which has an effect is affixed. In recent years, the distribution of counterfeit goods has become a social problem for articles other than these. Therefore, the opportunity to apply the same forgery prevention technology to such articles is increasing.
通常の印刷物とは異なる視覚効果を有している表示体の１つの例は、複数の溝を並べて構成される回折格子を含む表示体である。この表示体は、たとえば、観察条件に応じて変化する像、または立体像を表示させることができる。また、回折格子が表現する虹色に輝く分光色は、通常の印刷技術では表現することができない。そのため、回折格子を含む表示体は、偽造防止対策が必要な物品に広く用いられている。 One example of a display body having a visual effect different from that of a normal printed material is a display body including a diffraction grating configured by arranging a plurality of grooves. This display body can display, for example, an image that changes according to the observation conditions or a three-dimensional image. Further, the spectral color shining in rainbow colors expressed by the diffraction grating cannot be expressed by a normal printing technique. Therefore, a display body including a diffraction grating is widely used for articles that require anti-counterfeiting measures.
たとえば、溝の伸長方向または格子定数（すなわち、溝のピッチ）が異なる複数の回折格子を配置して絵柄を表示することが知られている（特許文献１参照）。照明光の入射角、観察角、および／または回折格子の方位が変化すると、観察者の目に到達する回折光の波長が変化する。したがって、上記の構成を採用すると、虹色に変化する画像を表現することができる。 For example, it is known to display a picture by arranging a plurality of diffraction gratings having different groove extension directions or different grating constants (that is, groove pitches) (see Patent Document 1). When the incident angle of the illumination light, the observation angle, and / or the orientation of the diffraction grating changes, the wavelength of the diffracted light that reaches the eyes of the observer changes. Therefore, when the above configuration is adopted, an image that changes to a rainbow color can be expressed.
回折格子を含む表示体では、複数の溝を有するレリーフ型の回折格子を使用することが一般的である。レリーフ型回折格子は、通常、フォトリソグラフィを利用して製造した原版から複製することにより得られる。回折格子を含む表示体は、回折光を利用して画像を表示するため、印刷技術または電子写真技術を利用した偽造は不可能である。したがって、この表示体を真偽判定用のラベルとして物品に取り付ければ、このラベルが表示する画像を見てその物品が真正品であることを確認することができる。それゆえ、このラベルを取り付けた物品は、このラベルを取り付けていない物品と比較して偽造され難い。 In a display body including a diffraction grating, a relief type diffraction grating having a plurality of grooves is generally used. The relief type diffraction grating is usually obtained by duplicating from an original plate manufactured using photolithography. Since a display body including a diffraction grating displays an image using diffracted light, forgery using a printing technique or an electrophotographic technique is impossible. Therefore, if this display is attached to an article as a label for authenticity determination, it is possible to confirm that the article is genuine by viewing the image displayed by this label. Therefore, an article with this label attached is less likely to be counterfeited than an article without this label attached.
しかしながら、先のレリーフ型回折格子は、レーザなどの装置があれば、比較的容易に形成することができる。加えて、偽造防止対策が必要な物品の多くでレリーフ型回折格子を含んだ表示体が用いられるようになった結果、レリーフ型回折格子の存在が広く周知されるに至っている。また、レリーフ型回折格子を含む表示体の観察条件の変化による表示画像の変化は多様性に富んでいる訳ではない。それゆえ、技術の発展に伴い、この表示体の偽造防止効果は低下しつつある。本明細書における「偽造防止効果」とは、偽造または模造が困難であること、あるいは、偽造品または模造品との区別が容易であることを意味する。 However, the relief-type diffraction grating can be formed relatively easily if there is an apparatus such as a laser. In addition, as a result of the use of a display body including a relief type diffraction grating in many articles requiring anti-counterfeiting measures, the existence of the relief type diffraction grating has become widely known. Further, the change in the display image due to the change in the observation condition of the display body including the relief type diffraction grating is not rich in diversity. Therefore, with the development of technology, the anti-counterfeit effect of the display body is decreasing. The “anti-counterfeit effect” in the present specification means that forgery or imitation is difficult, or that it is easy to distinguish from counterfeit or imitation.
近年、二次元的に配列された複数の凸部または凹部からなる凹凸構造領域を有する表示体が提案されている。この表示体においては、表示体垂直上方からの観察においては凹凸構造領域全体が黒色または灰色が観察され、斜め方向からの観察においては凹凸構造に起因する回折光が観察される（特許文献２参照）。さらに、凹凸構造領域を異なる構造を有する複数のサブ領域に分割することによって、斜め方向からの観察において画像を表示することが可能となる。たとえば、複数のサブ領域において、複数の凸部または凹部の形状、中心間距離、配列パターンなどを変更することが提案されている（特許文献３参照）。あるいはまた、複数のサブ領域において、凹凸構造の深さ／幅比を変更することが提案されている（特許文献４参照）。さらに、複数のサブ領域において、複数の凸部または凹部の列の配向方向（方位角）のみを変更することが提案されている（特許文献５参照）。 In recent years, a display body having a concavo-convex structure region composed of a plurality of convex portions or concave portions arranged two-dimensionally has been proposed. In this display body, the entire concavo-convex structure region is observed as black or gray when viewed from above the display body, and diffracted light due to the concavo-convex structure is observed when viewed from an oblique direction (see Patent Document 2). ). Further, by dividing the concavo-convex structure region into a plurality of sub-regions having different structures, an image can be displayed in observation from an oblique direction. For example, it has been proposed to change the shape of a plurality of convex portions or concave portions, the distance between centers, the arrangement pattern, and the like in a plurality of sub-regions (see Patent Document 3). Alternatively, it has been proposed to change the depth / width ratio of the concavo-convex structure in a plurality of sub-regions (see Patent Document 4). Furthermore, it has been proposed to change only the orientation direction (azimuth angle) of a plurality of rows of convex portions or concave portions in a plurality of sub-regions (see Patent Document 5).
前述の二次元的に配列された複数の凸部または凹部からなる凹凸構造領域を有する表示体においては、表示体の背面に光源を配置して透過光を観察した場合に、複数のサブ領域の存在が判明するという問題点が存在する。この問題点は、複数のサブ領域の表面積が異なるため、蒸着法で形成される反射層の膜厚が変化し、ひいては透過光の光量が変化することに起因する。偽造防止の観点から、透過光観察においてもサブ領域の存在が感知されない表示体が求められている。 In the display body having the concavo-convex structure region composed of a plurality of convex portions or concave portions arranged two-dimensionally as described above, when the light source is arranged on the back surface of the display body and the transmitted light is observed, There is a problem that the existence becomes clear. This problem is caused by the fact that the surface areas of the plurality of sub-regions are different, so that the thickness of the reflective layer formed by the vapor deposition method changes, and consequently the amount of transmitted light changes. From the viewpoint of preventing counterfeiting, there is a demand for a display body that does not detect the presence of sub-regions even in transmitted light observation.
また、二次元的に配列された複数の凸部または凹部からなる凹凸構造領域を有する表示体において、観察方向によって異なる画像を表示できる表示体が求められている。 Further, there is a demand for a display body that can display different images depending on the viewing direction in a display body having a concavo-convex structure region composed of a plurality of convex portions or concave portions arranged two-dimensionally.
本発明の第１の実施形態の表示体は、凹凸構造形成層と、前記凹凸構造形成層の上に形成された反射層とを含み、凹凸構造形成層は、第１面内方向と、第１面内方向に直交する第２面内方向とを有し、記凹凸構造形成層は、第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第１領域と、第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部または凹部を有する第２領域とを有し、ν1、ν2、ν3、およびν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内であり、および以下の式（ｉ）、（ii）および（iii）
ν1＞ν2 （ｉ）
ν4＞ν3 （ii）
ν1×ν3＝ν2×ν4 （iii）
を満たすことを特徴とする。ここで、ν1／ν2が１．１以上であり、およびν4／ν3が１．１以上であることが望ましい。また、ν1、ν2、ν3、およびν4は以下の式（iv）および（ｖ）
ν1＝ν4 （iv）
ν2＝ν3 （ｖ）
を満たしてもよい。
The display according to the first embodiment of the present invention includes a concavo-convex structure forming layer and a reflective layer formed on the concavo-convex structure forming layer, and the concavo-convex structure forming layer includes a first in-plane direction, The concave-convex structure forming layer is arranged at a spatial frequency ν 1 in the first in-plane direction and at a spatial frequency ν 2 in the second in-plane direction. A first region having a plurality of convex portions arranged, and a plurality of convex portions or concave portions arranged at a spatial frequency ν 3 in the first in-plane direction and at a spatial frequency ν 4 in the second in-plane direction. And ν 1 , ν 2 , ν 3 , and ν 4 are in the range of 1/200 nm −1 to 1/500 nm −1 , and the following formulas (i), (ii ) And (iii)
ν 1 > ν 2 (i)
ν 4 > ν 3 (ii)
ν 1 × ν 3 = ν 2 × ν 4 (iii)
It is characterized by satisfying. Here, it is desirable that ν 1 / ν 2 is 1.1 or more and ν 4 / ν 3 is 1.1 or more. Further, ν 1 , ν 2 , ν 3 , and ν 4 are the following formulas (iv) and (v)
ν 1 = ν 4 (iv)
ν 2 = ν 3 (v)
May be satisfied.
本発明の第２の実施形態の表示体は、凹凸構造形成層と、前記凹凸構造形成層の上に形成された反射層とを含み、凹凸構造形成層は、第１面内方向と、第１面内方向に直交する第２面内方向とを有し、凹凸構造形成層は、第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第１領域と、第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部を有する第２領域と、第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第３領域と、第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部または凹部を有する第４領域とからなる群から選択される少なくとも３つの領域を有し、ν1、ν2、ν3、およびν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内であり、および以下の式（vi）および（vii）
ν1＞ν3 （vi）
ν2＞ν4 （vii）
を満たすことを特徴とする。ここで、ν1／ν3が１．１以上であり、およびν2／ν4が１．１以上であることが望ましい。
The display body according to the second embodiment of the present invention includes a concavo-convex structure forming layer and a reflective layer formed on the concavo-convex structure forming layer, and the concavo-convex structure forming layer includes a first in-plane direction, A concavo-convex structure forming layer disposed at a spatial frequency ν 1 in the first in-plane direction and at a spatial frequency ν 2 in the second in-plane direction. A first region having a plurality of convex portions and a second region having a plurality of convex portions arranged at a spatial frequency ν 1 in the first in-plane direction and arranged at a spatial frequency ν 4 in the second in-plane direction. A region, a third region having a plurality of convex portions arranged in the first in-plane direction at a spatial frequency ν 3 and arranged in the second in-plane direction at a spatial frequency ν 2 , and a space in the first in-plane direction are arranged in the frequency [nu 3, and from the group consisting of a fourth region having a plurality of projections or recesses which are arranged in the spatial frequency [nu 4 in a second plane direction Has at least three regions are-option, ν 1, ν 2, ν 3, and [nu 4 is in the range of 1 / 200nm -1 ~1 / 500nm -1 , and the following formula (vi) and (Vii)
ν 1 > ν 3 (vi)
ν 2 > ν 4 (vii)
It is characterized by satisfying. Here, it is desirable that ν 1 / ν 3 is 1.1 or more and ν 2 / ν 4 is 1.1 or more.
本発明の第３の実施形態の物品は、基材と、基材に付着した第１または第２の実施形態の表示体とを含む。 The article of the third embodiment of the present invention includes a base material and the display body of the first or second embodiment attached to the base material.
第１の実施形態の表示体は、（１）法線方向からの観察では黒色または灰色の均一色を呈し、かつ裏面からの透過観察においても均一な透過光量が得られ、複数の領域の存在を認識することが困難であること、および（２）斜め方向からの観察では、観察する方向に依存して異なる色の意匠が表示されることにより、高い偽造防止効果を有する。 The display according to the first embodiment has (1) a black or gray uniform color when observed from the normal direction, and a uniform amount of transmitted light can be obtained even when viewed from the back side. And (2) the observation from an oblique direction has a high anti-counterfeiting effect by displaying different color designs depending on the observation direction.
第２の実施形態の表示体は、（１）法線方向からの観察では黒色または灰色の均一色を呈し、複数の領域の存在を認識することが困難であること、および（２）斜め方向からの観察では、観察する方向に依存して異なる色および形状の意匠が表示されることにより、高い偽造防止効果を有する。 The display according to the second embodiment has (1) a black or gray uniform color when observed from the normal direction, and it is difficult to recognize the presence of a plurality of regions, and (2) an oblique direction In the observation from, the design of different colors and shapes is displayed depending on the direction of observation, thereby having a high forgery prevention effect.
第３の実施形態の物品は、第１または第２の実施形態の表示体が高い偽造防止効果を有するため、その真贋を容易に判定することが可能である。 In the article of the third embodiment, since the display body of the first or second embodiment has a high anti-counterfeit effect, it is possible to easily determine the authenticity.
本発明の第１の実施形態の表示体は、凹凸構造形成層と、前記凹凸構造形成層の上に形成された反射層とを含み、凹凸構造形成層は、第１面内方向と、前記第１面内方向に直交する第２面内方向とを有し、凹凸構造形成層は、第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第１領域と、第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部または凹部を有する第２領域とを有し、ν1、ν2、ν3、およびν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内であり、および以下の式（ｉ）、（ii）および（iii）
ν1＞ν2 （ｉ）
ν4＞ν3 （ii）
ν1×ν3＝ν2×ν4 （iii）
を満たすことを特徴とする。ここで、（iii）式の特殊なケースとして、ν1、ν2、ν3、およびν4は以下の式（iv）および（ｖ）
ν1＝ν4 （iv）
ν2＝ν3 （ｖ）
を満たしてもよい。
The display according to the first embodiment of the present invention includes a concavo-convex structure forming layer and a reflective layer formed on the concavo-convex structure forming layer, and the concavo-convex structure forming layer includes a first in-plane direction, The concavo-convex structure forming layer is arranged at a spatial frequency ν 1 in the first in-plane direction and at a spatial frequency ν 2 in the second in-plane direction. A first region having a plurality of convex portions arranged, and a plurality of convex portions or concave portions arranged at a spatial frequency ν 3 in the first in-plane direction and at a spatial frequency ν 4 in the second in-plane direction. And ν 1 , ν 2 , ν 3 , and ν 4 are in the range of 1/200 nm −1 to 1/500 nm −1 , and the following formulas (i), (ii ) And (iii)
ν 1 > ν 2 (i)
ν 4 > ν 3 (ii)
ν 1 × ν 3 = ν 2 × ν 4 (iii)
It is characterized by satisfying. Here, as a special case of the formula (iii), ν 1 , ν 2 , ν 3 , and ν 4 are represented by the following formulas (iv) and (v)
ν 1 = ν 4 (iv)
ν 2 = ν 3 (v)
May be satisfied.
図１に第１の実施形態の表示体１０の上面図を示し、図２に切断線ＩＩ−ＩＩに沿った表示体１０の断面図を示す。表示体１０は、第１領域１０ａと第２領域１０ｂとを有する。図１に示す第１領域１０ａは、第１面内方向であるｘ軸方向に空間周波数ν1＝１／ｂで配置され、第２面内方向であるｙ軸方向に空間周波数ν2＝１／ａで配置される複数の凸部を有する。図１に示す第２領域１０ｂは、ｘ軸方向に空間周波数ν3＝１／ａで配置され、ｙ軸方向に空間周波数ν4＝１／ｂで配置される複数の凸部を有する。ここで、ａ＞ｂであるため、図１に示す表示体は、前述の式（ｉ）〜（ｖ）を満たす。なお、図１においては、複数の凸部の底面が楕円である場合を示したが、凸部の底面は、各頂点が丸みを帯びた略長方形の形状であってもよい。 FIG. 1 shows a top view of the display body 10 of the first embodiment, and FIG. 2 shows a cross-sectional view of the display body 10 along the cutting line II-II. The display body 10 includes a first region 10a and a second region 10b. The first region 10a shown in FIG. 1 is arranged at a spatial frequency ν 1 = 1 / b in the x-axis direction that is the first in -plane direction, and the spatial frequency ν 2 = 1 in the y-axis direction that is the second in-plane direction. It has a plurality of convex portions arranged at / a. The second region 10b shown in FIG. 1 has a plurality of convex portions arranged at a spatial frequency ν 3 = 1 / a in the x-axis direction and arranged at a spatial frequency ν 4 = 1 / b in the y-axis direction. Here, since a> b, the display body shown in FIG. 1 satisfies the above-described formulas (i) to (v). Although FIG. 1 shows the case where the bottom surfaces of the plurality of convex portions are elliptical, the bottom surface of the convex portions may have a substantially rectangular shape with rounded vertices.
表示体１０の第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂに含まれる複数の凸部は、典型的にはテーパ形状を有している。テーパ形状は、たとえば、錐体形状または切頭錐体形状を含む。好ましくは、凸部の側面は、傾斜面のみで構成されていてもよい。 The plurality of convex portions included in the first region 10a and the second region 10b of the display body 10 typically have a tapered shape. The tapered shape includes, for example, a cone shape or a truncated cone shape. Preferably, the side surface of the convex portion may be configured only by an inclined surface.
表示体１０の複数の凸部は、規則的に配列されているため、回折格子として機能し得る。ただし、本実施形態の表示体１０が射出する視感度の高い回折光は、特殊な条件でしか観察することができない。 Since the plurality of convex portions of the display body 10 are regularly arranged, they can function as a diffraction grating. However, diffracted light with high visibility emitted by the display body 10 of this embodiment can be observed only under special conditions.
ｍ次回折光（ｍ＝±１、±２、……）の射出角βは、回折格子に垂直な面内で光が進行する場合、式（１）から導出される式（２）で算出することができる。
１／ν＝ｍλ／（ｓｉｎα−ｓｉｎβ） …… （１）
ｓｉｎβ＝ｓｉｎα−ｍνλ …… （２）
The exit angle β of the m-th order diffracted light (m = ± 1, ± 2,...) is calculated by Expression (2) derived from Expression (1) when the light travels in a plane perpendicular to the diffraction grating. be able to.
1 / ν = mλ / (sin α−sin β) (1)
sin β = sin α−mνλ (2)
式（１）および（２）において、νは回折格子の空間周波数を表し、ｍは回折次数を表し、λは照明光および回折光の波長を表す。また、αは、照明光の入射角を表し、αの絶対値は正反射光の出射角と等しい。反射型回折格子の場合には、照明光の入射方向と正反射光の射出方向とは、回折格子の法線に関して対称である。反射型回折格子の場合、入射角αは０°以上９０°以下であり、出射角βは−９０°以上９０°以下である。なお、「出射角βが負である」とは、回折光が正反射光側ではなく入射光側に出射することを意味する。 In equations (1) and (2), ν represents the spatial frequency of the diffraction grating, m represents the diffraction order, and λ represents the wavelengths of the illumination light and the diffracted light. Α represents the incident angle of the illumination light, and the absolute value of α is equal to the emission angle of the regular reflection light. In the case of a reflective diffraction grating, the incident direction of illumination light and the emission direction of specularly reflected light are symmetric with respect to the normal line of the diffraction grating. In the case of a reflective diffraction grating, the incident angle α is not less than 0 ° and not more than 90 °, and the exit angle β is not less than −90 ° and not more than 90 °. Note that “the emission angle β is negative” means that the diffracted light is emitted to the incident light side instead of the regular reflection light side.
ここで、照明光が回折格子の法線方向（すなわち、入射角α＝０°，ｓｉｎα＝０）から入射する場合を想定する。このとき、空間周波数νが照明光の波長λの逆数より小さい場合、言い換えると回折格子の格子定数が照明光の波長λより大きく、したがってνλ＜１である場合、式（２）を満たすβが存在し、特定の角度に回折光が観察される。一方、空間周波数νが照明光の波長λの逆数より大きい場合、言い換えると回折格子の格子定数が照明光の波長λより小さく、したがってνλ＞１である場合、式（２）の右辺が−１未満となるため、式（２）を満たすβが存在せず、回折光は観察されない。 Here, it is assumed that the illumination light is incident from the normal direction of the diffraction grating (that is, incident angle α = 0 °, sin α = 0). At this time, when the spatial frequency ν is smaller than the reciprocal of the wavelength λ of the illumination light, in other words, when the grating constant of the diffraction grating is larger than the wavelength λ of the illumination light, and therefore νλ <1, β satisfying the formula (2) is satisfied. Exists, and diffracted light is observed at a specific angle. On the other hand, when the spatial frequency ν is larger than the reciprocal of the wavelength λ of the illumination light, in other words, when the grating constant of the diffraction grating is smaller than the wavelength λ of the illumination light, and therefore νλ> 1, the right side of the equation (2) is −1. Therefore, β satisfying the formula (2) does not exist and diffracted light is not observed.
一方、照明光が回折格子の法線方向以外（すなわち、入射角α≠０°）から入射する場合、式（２）を満たす出射角βが存在し、回折光が観察される。回折次数ｍが１である１次回折光を考えると、空間周波数νが大きいほど、照明光の入射角αと回折光の出射角βとの差が大きくなる。また、式（２）から明らかなように、回折光の出射角βは波長λに依存する。照明光が白色である場合、短波長の青色成分の回折光の出射角βbは、長波長の赤色成分の回折光の出射角βrよりも大きくなる。また、空間周波数νが大きいほど、各色成分の回折光の出射角βの差が大きくなる（特許文献６参照）。 On the other hand, when the illumination light is incident from a direction other than the normal direction of the diffraction grating (that is, the incident angle α ≠ 0 °), there is an exit angle β that satisfies Expression (2), and the diffracted light is observed. Considering first-order diffracted light whose diffraction order m is 1, the greater the spatial frequency ν, the greater the difference between the incident angle α of illumination light and the output angle β of diffracted light. Further, as apparent from the equation (2), the outgoing angle β of the diffracted light depends on the wavelength λ. When the illumination light is white, the exit angle β b of the short wavelength blue component diffracted light is larger than the exit angle β r of the long wavelength red component diffracted light. Further, as the spatial frequency ν increases, the difference in the emission angle β of the diffracted light of each color component increases (see Patent Document 6).
図３（ａ）に、表示体１０の法線方向（ｚ軸方向）に照明光源および観察者を配置し図１に示す本実施形態の表示体１０を垂直に観察した場合を示す。本実施形態の表示体１０において、空間周波数ν1、ν2、ν3、およびν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内であり、いずれも可視光の波長の逆数より小さい。したがって、前述のように回折光は観察されない。一方、テーパ形状の複数の凸部の側面における多重反射により、反射光も出射されない。したがって、観察者は、表示体１０を黒色または灰色の印刷層として認識する。また、表示体１０全体が均一な黒色または灰色として認識されるため、観察者は第１領域１０ａと第２領域１０ｂとを区別して認識することもできない。さらに、複数の凸部のそれぞれの寸法も、空間周波数ν1、ν2、ν3、およびν4に応じて微小であるため、観察者は凸部の存在も認識することはできない。以上のように、法線方向からの照明条件下では、観察者は、表示体１０が特殊な光学効果を奏するものとは認識できない。この点は、表示体１０の偽造防止に有効である。 FIG. 3A shows a case where an illumination light source and an observer are arranged in the normal direction (z-axis direction) of the display body 10 and the display body 10 of this embodiment shown in FIG. 1 is observed vertically. In the display body 10 of the present embodiment, the spatial frequencies ν 1 , ν 2 , ν 3 , and ν 4 are in the range of 1/200 nm −1 to 1/500 nm −1 , all of which are the reciprocal of the wavelength of visible light. Smaller than. Accordingly, no diffracted light is observed as described above. On the other hand, the reflected light is not emitted due to multiple reflection on the side surfaces of the plurality of tapered convex portions. Therefore, the observer recognizes the display body 10 as a black or gray printed layer. Further, since the entire display body 10 is recognized as uniform black or gray, the observer cannot distinguish and recognize the first region 10a and the second region 10b. Further, since the dimensions of the plurality of convex portions are also minute according to the spatial frequencies ν 1 , ν 2 , ν 3 , and ν 4 , the observer cannot recognize the presence of the convex portions. As described above, under the illumination condition from the normal direction, the observer cannot recognize that the display body 10 has a special optical effect. This point is effective for preventing counterfeiting of the display body 10.
加えて、詳細を後述するように、第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂにおいて、反射層４０の膜厚は均一である。したがって、本実施形態１０の表示体１０を、その裏面に配置した光源を用いて透過観察した場合であっても、第１領域１０ａにおける透過光量と、第２領域１０ｂにおける透過光量とは等しくなる。したがって、上記のような透過観察においても、観察者は、第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂの存在を認識することができない。この点もまた、表示体１０の偽造防止に有効である。 In addition, as will be described in detail later, the thickness of the reflective layer 40 is uniform in the first region 10a and the second region 10b. Therefore, even when the display body 10 of the tenth embodiment is transmitted and observed using the light source disposed on the back surface, the transmitted light amount in the first region 10a is equal to the transmitted light amount in the second region 10b. . Therefore, even in the transmission observation as described above, the observer cannot recognize the presence of the first region 10a and the second region 10b. This point is also effective in preventing forgery of the display body 10.
図３（ｂ）に、表示体１０のｘ軸斜め方向（法線方向（ｘ＝０）を除く）に照明光源および観察者を配置し図１に示す本実施形態の表示体１０を斜めに観察した場合を示す。この場合、第１領域１０ａは空間周波数ν1＝１／ｂで配列されｙ軸方向に延びる複数の線状突起を有する回折格子として機能し、第２領域１０ｂは空間周波数ν2＝１／ａで配列されｙ軸方向に延びる複数の線状突起を有する回折格子として機能する。したがって、第１領域１０ａと第２領域１０ｂとは相互に異なる色を呈し、観察者がその存在を認識することができる。観察者に第１領域１０ａと第２領域１０ｂとを別個の領域と認識させるために、ν1／ν2を１．１以上とすることが望ましい。また、第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂのそれぞれにおいて、その近位端（右端）から遠位端（左端）にかけて観察角が変化するため、近位端から遠位端にかけて徐々に変化する、いわゆる「虹色」の画像を観察することができる。 In FIG. 3 (b), the illumination light source and the observer are arranged in the x-axis oblique direction (except for the normal direction (x = 0)) of the display body 10, and the display body 10 of the present embodiment shown in FIG. The observed case is shown. In this case, the first region 10a functions as a diffraction grating having a plurality of linear protrusions arranged at a spatial frequency ν 1 = 1 / b and extending in the y-axis direction, and the second region 10b has a spatial frequency ν 2 = 1 / a. And function as a diffraction grating having a plurality of linear protrusions extending in the y-axis direction. Therefore, the first region 10a and the second region 10b exhibit different colors, and the observer can recognize the presence. In order for the observer to recognize the first region 10a and the second region 10b as separate regions, it is desirable that ν 1 / ν 2 is 1.1 or more. Also, in each of the first region 10a and the second region 10b, the observation angle changes from the proximal end (right end) to the distal end (left end), and therefore gradually changes from the proximal end to the distal end. A so-called “rainbow” image can be observed.
図３（ｃ）に、表示体１０のｙ軸斜め方向（法線方向（ｙ＝０）を除く）に照明光源および観察者を配置し図１に示す本実施形態の表示体１０を斜めに観察した場合を示す。この場合、第１領域１０ａは空間周波数ν3＝１／ａで配列されｘ軸方向に延びる複数の線状突起を有する回折格子として機能し、第２領域１０ｂは空間周波数ν4＝１／ｂで配列されｘ軸方向に延びる複数の線状突起を有する回折格子として機能する。したがって、第１領域１０ａと第２領域１０ｂとは相互に異なる色を呈し、観察者がその存在を認識することができる。また、第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂは、それぞれ、図３（ｂ）に示した場合とは異なる色を呈する。観察者に第１領域１０ａと第２領域１０ｂとを別個の領域と認識させるために、ν4／ν3を１．１以上とすることが望ましい。また、前述のように、表示される画像は、いわゆる「虹色」を呈する。特に式（iv）および（ｖ）を満たす場合、観察者の観察角が同一であれば、図３（ｂ）の画像における第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂの色は、それぞれ、図３（ｃ）の画像における第２領域１０ｂおよび第１領域１０ａの色となり得る。 In FIG. 3C, the illumination light source and the observer are arranged in the y-axis oblique direction (excluding the normal direction (y = 0)) of the display body 10, and the display body 10 of the present embodiment shown in FIG. The observed case is shown. In this case, the first region 10a functions as a diffraction grating having a plurality of linear protrusions arranged at a spatial frequency ν 3 = 1 / a and extending in the x-axis direction, and the second region 10b has a spatial frequency ν 4 = 1 / b. And function as a diffraction grating having a plurality of linear protrusions extending in the x-axis direction. Therefore, the first region 10a and the second region 10b exhibit different colors, and the observer can recognize the presence. In addition, the first region 10a and the second region 10b each have a different color from the case shown in FIG. In order for the observer to recognize the first region 10a and the second region 10b as separate regions, it is desirable that ν 4 / ν 3 is 1.1 or more. As described above, the displayed image has a so-called “rainbow color”. In particular, when the expressions (iv) and (v) are satisfied, if the observer's observation angle is the same, the colors of the first area 10a and the second area 10b in the image of FIG. The color of the second region 10b and the first region 10a in the image of c) can be obtained.
上記のように、本実施形態の表示体１０は、観察する方向に依存して、異なる色の画像を観察することができる。この点もまた、表示体１０の偽造防止に有効である。 As described above, the display body 10 of the present embodiment can observe images of different colors depending on the viewing direction. This point is also effective in preventing forgery of the display body 10.
次に、図２を参照して、表示体１０の構成要素を説明する。図２の構成例において、表示体１０は、光透過性支持体２０と光透過性樹脂層３０とからなる凹凸構造形成層と、反射層４０とを含む。 Next, the components of the display body 10 will be described with reference to FIG. In the configuration example of FIG. 2, the display body 10 includes a concavo-convex structure forming layer composed of a light transmissive support 20 and a light transmissive resin layer 30, and a reflective layer 40.
光透過性支持体２０は、自立性のフィルムまたはシートである。光透過性支持体２０を形成するための材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）などの樹脂、あるいはガラスなどの無機材料を含む。本発明において、「光透過性」とは、可視光領域（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲）における光透過率が１０％以上であることを意味する。光透過性支持体２０は、前述の材料の単一層から構成されていてもよいし、前述の材料からなる複数の層の積層構造を有してもよい。また、光透過性支持体２０に対して、反射防止処理、低反射防止処理、ハードコート処理、帯電防止処理および防汚処理からなる群から選択される１つまたは複数の処理を施してもよい。 The light transmissive support 20 is a self-supporting film or sheet. The material for forming the light transmissive support 20 includes a resin such as polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), and triacetyl cellulose (TAC), or an inorganic material such as glass. In the present invention, “light transmittance” means that the light transmittance in the visible light region (wavelength range of 400 nm to 700 nm) is 10% or more. The light transmissive support 20 may be composed of a single layer of the aforementioned material, or may have a laminated structure of a plurality of layers made of the aforementioned material. Further, the light transmissive support 20 may be subjected to one or a plurality of treatments selected from the group consisting of an antireflection treatment, a low antireflection treatment, a hard coat treatment, an antistatic treatment and an antifouling treatment. .
光透過性樹脂層３０は、光透過性支持体２０の上に存在し、光透過性支持体２０と反対側の表面に凹凸を有する層である。光透過性樹脂層３０は自立性であってもよく、その場合には光透過性支持体２０を省略することができる。光透過性樹脂層３０を形成するための材料は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、または光硬化性樹脂を含む。 The light transmissive resin layer 30 is a layer that exists on the light transmissive support 20 and has irregularities on the surface opposite to the light transmissive support 20. The light transmissive resin layer 30 may be self-supporting, in which case the light transmissive support 20 can be omitted. The material for forming the light transmissive resin layer 30 includes a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or a photocurable resin.
光透過性樹脂層３０の表面の凹凸は、スタンパを用いる転写により形成することができる。最初に、電離放射線または電子ビーム感受性樹脂の層に対して、電離放射線または電子ビームをパターン状に照射し、次いで現像することによって、光透過性樹脂層３０の凹凸に対応する形状を有するマザースタンパを形成する。現像の際に発生するサイドエッチングの効果により、マザースタンパ状の凸部または凹部はテーパ状の形状を有する。次いで、マザースタンパの凹凸上に導電膜の形成および引き続く電鋳を行って、自立性の金属層を得る。マザースタンパから分離された自立性の金属層を、スタンパとして用いる。スタンパは、光透過性樹脂層３０の凹凸の反転形状を有する。熱可塑性樹脂を用いる場合、熱可塑性樹脂層を適切な温度に加熱し、スタンパを押圧し、熱可塑性樹脂層を冷却し、スタンパを分離することによって、光透過性樹脂層３０を形成することができる。熱硬化性樹脂を用いる場合、未硬化の熱硬化性樹脂層にスタンパを押圧し、熱硬化性樹脂層を適切な温度に加熱硬化させ、スタンパを分離することによって、光透過性樹脂層３０を形成することができる。光硬化性樹脂を用いる場合、未硬化の光硬化性樹脂層にスタンパを押圧し、スタンパの反対側から光を照射して光硬化性樹脂層を硬化させ、スタンパを分離することによって、光透過性樹脂層３０を形成することができる。あるいはまた、射出成形などの他の手段を用いて、表面に凹凸を有する光透過性樹脂層３０を形成してもよい。 The unevenness on the surface of the light transmissive resin layer 30 can be formed by transfer using a stamper. First, the ion stamping radiation or electron beam sensitive resin layer is irradiated with ionizing radiation or electron beam in a pattern, and then developed, whereby a mother stamper having a shape corresponding to the unevenness of the light transmissive resin layer 30 is obtained. Form. Due to the effect of side etching that occurs during development, the mother stamper-like convex portion or concave portion has a tapered shape. Next, a conductive film is formed on the irregularities of the mother stamper and subsequent electroforming is performed to obtain a self-supporting metal layer. A self-supporting metal layer separated from the mother stamper is used as a stamper. The stamper has an inverted shape of the unevenness of the light transmissive resin layer 30. When a thermoplastic resin is used, the light-transmitting resin layer 30 may be formed by heating the thermoplastic resin layer to an appropriate temperature, pressing the stamper, cooling the thermoplastic resin layer, and separating the stamper. it can. When using a thermosetting resin, the stamper is pressed against an uncured thermosetting resin layer, the thermosetting resin layer is heated and cured to an appropriate temperature, and the stamper is separated, whereby the light transmissive resin layer 30 is formed. Can be formed. When using a photocurable resin, light is transmitted by pressing the stamper against the uncured photocurable resin layer, irradiating light from the opposite side of the stamper to cure the photocurable resin layer, and separating the stamper. The functional resin layer 30 can be formed. Alternatively, the light transmissive resin layer 30 having irregularities on the surface may be formed using other means such as injection molding.
光透過性樹脂層３０の表面の凹凸は、領域ごとに定められた空間周波数ν1〜ν4を有して規則的に配列された複数の凸部または凹部からなる。それぞれの空間周波数ν1〜ν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内である。言い換えると、複数の凸部または凹部の中心間距離は２００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内である。上記の空間周波数を有することによって、可視光を照射した場合に光透過性樹脂層３０の上に形成される反射層４０から負の出射角方向に１次回折光を射出させることが可能となる。 The irregularities on the surface of the light-transmitting resin layer 30 are composed of a plurality of convex portions or concave portions regularly arranged with spatial frequencies ν 1 to ν 4 determined for each region. The respective spatial frequencies ν 1 to ν 4 are in the range of 1/200 nm −1 to 1/500 nm −1 . In other words, the distance between the centers of the plurality of convex portions or concave portions is in the range of 200 nm to 500 nm. By having the above spatial frequency, it is possible to emit the first-order diffracted light in the negative emission angle direction from the reflective layer 40 formed on the light-transmitting resin layer 30 when visible light is irradiated.
また、光透過性樹脂層３０の表面の凹凸の高さは、２００ｎｍ以上かつ６００ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。この範囲内の高さを有することによって、法線方向から光を照射した場合に表示体１０が「黒色」または「灰色」を呈するすることができ、かつ凹凸の形成が容易となる。なお、法線方向から光を照射した場合に「黒色」または「灰色」を呈するためには、空間周波数と凸部の高さ（または凹部の深さ）との積（中心間間隔に対する凸部の高さ（または凹部の深さ）の比、いわゆる「アスペクト比」）が０．５以上となることが望ましい。本発明における「凸部の高さ」とは、第１面内方向（ｘ軸方向）または第２面内方向（ｙ軸方向）に隣接する２つの凸部（または凹部）の間の最低点と、凸部の最高点との間の法線方向（ｚ軸方向）の距離を意味する。同様に、「凹部の高さ」とは、第１面内方向（ｘ軸方向）または第２面内方向（ｙ軸方向）に隣接する２つの凹部の間の最高点と、凹部の最低点との間の法線方向（ｚ軸方向）の距離を意味する。前述の範囲内のアスペクト比は、光透過性樹脂層３０を精密かつ効率的に製造する上でも有効である。本発明における「黒色または灰色」とは、ＪＩＳ Ｚ８２０１：２００１に規定される彩度および明度が、それぞれ約０．７５以下、約０．６５以下である色を意味する。一般的に、アスペクト比が大きくなると、凹部または凸部のテーパ状側面における多重反射の回数が増大し、明度の低い黒色が観察される。逆にアスペクト比が小さくなると、多重反射の回数が減少し、明度が比較的高い灰色が観察される。 In addition, the height of the unevenness on the surface of the light transmissive resin layer 30 is preferably in the range of 200 nm or more and 600 nm or less. By having the height within this range, the display body 10 can exhibit “black” or “gray” when light is irradiated from the normal direction, and the formation of unevenness is facilitated. In order to exhibit “black” or “gray” when light is irradiated from the normal direction, the product of the spatial frequency and the height of the convex part (or the depth of the concave part) The ratio of the height (or the depth of the recess), so-called “aspect ratio”) is preferably 0.5 or more. The “height of the convex portion” in the present invention is the lowest point between two convex portions (or concave portions) adjacent to each other in the first in-plane direction (x-axis direction) or the second in-plane direction (y-axis direction). And the distance in the normal direction (z-axis direction) between the highest point of the convex portion. Similarly, “the height of the recess” means the highest point between two recesses adjacent in the first in-plane direction (x-axis direction) or the second in-plane direction (y-axis direction) and the lowest point of the recess. The distance in the normal direction (z-axis direction) between An aspect ratio within the above range is also effective in manufacturing the light-transmitting resin layer 30 precisely and efficiently. In the present invention, “black or gray” means a color having a saturation and lightness specified in JIS Z8201: 2001 of about 0.75 or less and about 0.65 or less, respectively. Generally, when the aspect ratio increases, the number of multiple reflections on the tapered side surface of the concave or convex portion increases, and black with low brightness is observed. On the contrary, when the aspect ratio is small, the number of multiple reflections is reduced, and gray having a relatively high brightness is observed.
反射層４０は、アルミニウム、銀、またはそれらの合金を含む金属、あるいは誘電体を用いて形成することができる。反射層４０は、前述の金属の単一層、前述の誘電体の単一層、または高屈折率の誘電体と低屈折率の誘電体とを交互に積層した構造（いわゆる、誘電体多層膜）であってもよい。誘電体の単一層を用いる場合、誘電体の屈折率は、光透過性樹脂層３０、および／または反射層４０の上に形成される層の屈折率と異なることが必要である。また、誘電体多層膜を反射層として用いる場合、光透過性樹脂層３０に接する誘電体膜が、光透過性樹脂層３０とは異なる屈折率を有することが望ましい。誘電体多層膜の形成に有用な高屈折率の誘電体は、硫化亜鉛、二酸化チタン、酸化タンタルなどを含む。誘電体多層膜の形成に有用な低屈折率の誘電体は、二酸化ケイ素、フッ化マグネシウムなどを含む。 The reflective layer 40 can be formed using a metal including aluminum, silver, or an alloy thereof, or a dielectric. The reflective layer 40 has a single layer of the above-described metal, a single layer of the above-described dielectric, or a structure in which a high-refractive index dielectric and a low-refractive index dielectric are alternately stacked (so-called dielectric multilayer film). There may be. When a single layer of dielectric is used, the refractive index of the dielectric needs to be different from the refractive index of the layer formed on the light transmissive resin layer 30 and / or the reflective layer 40. When the dielectric multilayer film is used as the reflective layer, it is desirable that the dielectric film in contact with the light transmissive resin layer 30 has a refractive index different from that of the light transmissive resin layer 30. High refractive index dielectrics useful for forming the dielectric multilayer include zinc sulfide, titanium dioxide, tantalum oxide, and the like. Low refractive index dielectrics useful for forming dielectric multilayers include silicon dioxide, magnesium fluoride, and the like.
反射層４０は、通常１０ｎｍ〜１００ｎｍ、好ましくは３０ｎｍ〜７０ｎｍの膜厚を有する。この範囲内の膜厚を有することによって、反射層４０は、光透過性樹脂層３０の表面の凹凸にしたがう凹凸の表面を有し、かつ、充分な反射率を有する。 The reflective layer 40 has a film thickness of usually 10 nm to 100 nm, preferably 30 nm to 70 nm. By having a film thickness within this range, the reflective layer 40 has an uneven surface according to the unevenness of the surface of the light-transmitting resin layer 30, and has a sufficient reflectance.
反射層４０は、真空蒸着法、スパッタ法などの気相堆積法を用いて形成することができる。表示体１０の第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂは、式（iv）および（ｖ）を満たすことにより、見掛け表面積が同一の領域において同一の個数の凸部または凹部を有する。本明細書において、「見掛け表面積」とは、表面の凹凸を考慮せずに、領域の寸法および形状のみから求められる表面積を意味する。その結果、第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂは、当該領域において同一の実表面積を有する。したがって、気相堆積法において見掛け表面積が同一の領域に堆積する材料の量は一定であるため、本実施形態の反射層４０は、第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂにおいて同一の膜厚を有する。したがって、本実施形態１０の表示体１０を、その裏面に配置した光源を用いて透過観察した場合であっても、第１領域１０ａにおける透過光量と、第２領域１０ｂにおける透過光量とは等しくなる。したがって、上記のような透過観察においても、観察者は、第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂの存在を認識することができない。 The reflective layer 40 can be formed using a vapor deposition method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method. The first region 10a and the second region 10b of the display body 10 have the same number of convex portions or concave portions in the region having the same apparent surface area by satisfying the expressions (iv) and (v). In the present specification, the “apparent surface area” means a surface area obtained only from the size and shape of a region without considering surface irregularities. As a result, the first region 10a and the second region 10b have the same actual surface area in the region. Therefore, since the amount of material deposited in the region having the same apparent surface area in the vapor deposition method is constant, the reflective layer 40 of the present embodiment has the same film thickness in the first region 10a and the second region 10b. . Therefore, even when the display body 10 of the tenth embodiment is transmitted and observed using the light source disposed on the back surface, the transmitted light amount in the first region 10a is equal to the transmitted light amount in the second region 10b. . Therefore, even in the transmission observation as described above, the observer cannot recognize the presence of the first region 10a and the second region 10b.
本実施形態の変形例として、表示体１０は、凹凸が形成された凹凸領域と、凹凸が形成されていない平坦領域とを有してもよい。平坦領域においては、反射層４０に起因する反射光のみが観察される。あるいはまた、平坦領域に反射層４０を形成しなくてもよい。この場合、平坦領域は反射光および回折光を提供しない。さらに、凹凸領域および平坦領域の一方または両方を複数の別個の領域に分割して、より複雑な意匠を表示する構成を採用することもできる。 As a modification of the present embodiment, the display body 10 may have an uneven region where unevenness is formed and a flat region where unevenness is not formed. In the flat region, only the reflected light due to the reflective layer 40 is observed. Alternatively, the reflective layer 40 may not be formed in the flat region. In this case, the flat region does not provide reflected light and diffracted light. Furthermore, it is possible to employ a configuration in which one or both of the uneven region and the flat region is divided into a plurality of separate regions to display a more complicated design.
表示体１０の反射層４０の上に、さらなる層を形成してもよい。たとえば、反射層４０の上に粘着層（不図示）を形成することができる。粘着層は、反射層４０の凹凸構造の保護、および物品への貼り付けに有用である。粘着層は、当該技術において知られている任意の材料を用いて形成することができる。 A further layer may be formed on the reflective layer 40 of the display body 10. For example, an adhesive layer (not shown) can be formed on the reflective layer 40. The adhesive layer is useful for protecting the concavo-convex structure of the reflective layer 40 and affixing to an article. The adhesive layer can be formed using any material known in the art.
本発明の第２の実施形態の表示体は、凹凸構造形成層と、前記凹凸構造形成層の上に形成された反射層とを含み、凹凸構造形成層は、第１面内方向と、前記第１面内方向に直交する第２面内方向とを有し、凹凸構造形成層は、
（１） 第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第１領域と、
（２） 第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部を有する第２領域と、
（３） 第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第３領域と
（４） 第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部または凹部を有する第４領域と、
からなる群から選択される少なくとも３つの領域を有し、ν1、ν2、ν3、およびν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内であり、および以下の式（vi）および（vii）
ν1＞ν3 （vi）
ν2＞ν4 （vii）
を満たすことを特徴とする。なお、空間周波数の相違を除いて、本実施形態の表示体を構成する各層は、第１の実施形態と同様である。
The display according to the second embodiment of the present invention includes a concavo-convex structure forming layer and a reflective layer formed on the concavo-convex structure forming layer, and the concavo-convex structure forming layer includes a first in-plane direction, A concavo-convex structure forming layer having a second in-plane direction orthogonal to the first in-plane direction,
(1) a first region having a plurality of convex portions arranged at a spatial frequency ν 1 in a first in-plane direction and arranged at a spatial frequency ν 2 in a second in-plane direction;
(2) a second region having a plurality of convex portions arranged at a spatial frequency ν 1 in the first in-plane direction and arranged at a spatial frequency ν 4 in the second in-plane direction;
(3) a third region having a plurality of convex portions arranged at a spatial frequency ν 3 in the first in-plane direction and arranged at a spatial frequency ν 2 in the second in-plane direction; and (4) a first in-plane direction. a fourth region having a spatial frequency [nu arranged in 3, and a plurality of projections or recesses which are arranged in the spatial frequency [nu 4 in a second plane direction,
And ν 1 , ν 2 , ν 3 , and ν 4 are in the range of 1/200 nm −1 to 1/500 nm −1 , and (Vi) and (vii)
ν 1 > ν 3 (vi)
ν 2 > ν 4 (vii)
It is characterized by satisfying. Except for the difference in spatial frequency, each layer constituting the display body of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
図４に第２の実施形態の表示体１００の上面図を示した。図４の構成例において、表示体は４つの領域を有し、各領域は、（ν1，ν2）＝（１／ａ，１／ｃ）の空間周波数の組を有する第１領域１００ａと、（ν1，ν4）＝（１／ａ，１／ｄ）の空間周波数の組を有する第２領域１００ｂと、（ν3，ν2）＝（１／ｂ，１／ｃ）の空間周波数の組を有する第３領域１００ｃと、（ν3，ν4）＝（１／ｂ，１／ｄ）の空間周波数の組を有する第４領域１００ｄとである。図４に示す構成においてはａ≠ｂ≠ｃ≠ｄである。言い換えると、図４には、空間周波数ν1〜ν4の全てが異なる構成例を示した。さらに、ａ＜ｂかつｃ＜ｄであるので、図４の構成は上記の式（vi）および（vii）を満たす。 FIG. 4 shows a top view of the display body 100 of the second embodiment. In the configuration example of FIG. 4, the display body has four regions, and each region includes a first region 100a having a set of spatial frequencies of (ν 1 , ν 2 ) = (1 / a, 1 / c) , (Ν 1 , ν 4 ) = (1 / a, 1 / d) second region 100b having a set of spatial frequencies, and (ν 3 , ν 2 ) = (1 / b, 1 / c) space. A third region 100c having a set of frequencies and a fourth region 100d having a set of spatial frequencies of (ν 3 , ν 4 ) = (1 / b, 1 / d). In the configuration shown in FIG. 4, a ≠ b ≠ c ≠ d. In other words, FIG. 4 shows a configuration example in which all of the spatial frequencies ν 1 to ν 4 are different. Further, since a <b and c <d, the configuration of FIG. 4 satisfies the above equations (vi) and (vii).
図５（ａ）に、表示体１００の法線方向（ｚ軸方向）に照明光源および観察者を配置し図４に示す本実施形態の表示体１００を垂直に観察した場合を示す。本実施形態の表示体１００においても、第１の実施形態と同様に空間周波数ν1、ν2、ν3、およびν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内であり、いずれも可視光の波長の逆数より小さい。したがって、前述のように回折光は観察されない。また、テーパ形状の複数の凸部の側面における多重反射により、反射光も出射されない。したがって、観察者は、表示体１０を黒色または灰色の印刷層として認識する。また、表示体１０全体が均一な黒色または灰色として認識されるため、観察者は第１〜第４領域１００ａ〜ｄを区別して認識することもできない。さらに、複数の凸部のそれぞれの寸法も、空間周波数ν1、ν2、ν3、およびν4に応じて微小であるため、観察者は凸部の存在も認識することはできない。以上のように、法線方向からの照明条件下では、観察者は、表示体１００が特殊な光学効果を奏するものとは認識できない。この点は、表示体１００の偽造防止に有効である。 FIG. 5A shows a case where the illumination light source and the observer are arranged in the normal direction (z-axis direction) of the display body 100 and the display body 100 of the present embodiment shown in FIG. 4 is observed vertically. In the display body 100 of the present embodiment, the spatial frequency [nu 1 as in the first embodiment, [nu 2, [nu 3, and [nu 4 is in the range of 1 / 200nm -1 ~1 / 500nm -1 , Both are smaller than the reciprocal of the wavelength of visible light. Accordingly, no diffracted light is observed as described above. In addition, reflected light is not emitted due to multiple reflection on the side surfaces of the plurality of tapered convex portions. Therefore, the observer recognizes the display body 10 as a black or gray printed layer. In addition, since the entire display body 10 is recognized as uniform black or gray, the observer cannot distinguish and recognize the first to fourth regions 100a to 100d. Further, since the dimensions of the plurality of convex portions are also minute according to the spatial frequencies ν 1 , ν 2 , ν 3 , and ν 4 , the observer cannot recognize the presence of the convex portions. As described above, the observer cannot recognize that the display body 100 exhibits a special optical effect under illumination conditions from the normal direction. This point is effective for preventing counterfeiting of the display body 100.
図５（ｂ）に、表示体１００のｘ軸斜め方向（法線方向（ｘ＝０）を除く）に照明光源および観察者を配置し図４に示す本実施形態の表示体１００を斜めに観察した場合を示す。この場合、第１領域１００ａおよび第２領域１００ｂは空間周波数ν1＝１／ａで配列されｙ軸方向に延びる複数の線状突起を有する回折格子として機能し、第３領域１００ｃおよび第４領域１００ｄは空間周波数ν2＝１／ｂで配列されｙ軸方向に延びる複数の線状突起を有する回折格子として機能する。したがって、第１領域１００ａおよび第２領域１００ｂは第１の色を呈する「背景」領域１１０ａを構成し、第３領域１００ｂおよび第４領域１００ｄは第２の色を呈する「画像」領域１１０ｂを構成する。図５の構成の場合、「画像」領域１１０ｂは、「円」の形状を有する。観察者に［背景」領域１１０ａと「画像」領域１１０ｂとを別個の領域と認識させるために、ν1／ν3を１．１以上とすることが望ましい。また、第１の実施形態と同様に、「背景」および「画像」の両方の領域において、それぞれ異なる「虹色」が観察される。 In FIG. 5B, the illumination light source and the observer are arranged in the diagonal direction of the display body 100 (except for the normal direction (x = 0)), and the display body 100 of the present embodiment shown in FIG. The observed case is shown. In this case, the first region 100a and the second region 100b function as a diffraction grating having a plurality of linear protrusions arranged in the spatial frequency ν 1 = 1 / a and extending in the y-axis direction, and the third region 100c and the fourth region 100d functions as a diffraction grating having a plurality of linear protrusions arranged at a spatial frequency ν 2 = 1 / b and extending in the y-axis direction. Accordingly, the first region 100a and the second region 100b constitute a “background” region 110a that exhibits the first color, and the third region 100b and the fourth region 100d constitute an “image” region 110b that exhibits the second color. To do. In the configuration of FIG. 5, the “image” region 110 b has a “circle” shape. In order for the observer to recognize the “background” region 110a and the “image” region 110b as separate regions, it is desirable that ν 1 / ν 3 is 1.1 or more. Similarly to the first embodiment, different “rainbow colors” are observed in both the “background” and “image” regions.
図５（ｃ）に、表示体１００のｙ軸斜め方向（法線方向（ｙ＝０）を除く）に照明光源および観察者を配置し図４に示す本実施形態の表示体１００を斜めに観察した場合を示す。この場合、第１領域１００ａおよび第３領域１００ｃは空間周波数ν3＝１／ｃで配列されｘ軸方向に延びる複数の線状突起を有する回折格子として機能し、第２領域１００ｂおよび第４領域１００ｄは空間周波数ν4＝１／ｄで配列されｘ軸方向に延びる複数の線状突起を有する回折格子として機能する。したがって、第１領域１００ａおよび第３領域１００ｃは第３の色を呈する「背景」領域１１０ｃを構成し、第２領域１００ｄおよび第４領域１００ｄは第４の色を呈する「画像」領域１１０ｄを構成する。図５の構成の場合、「画像」領域１１０ｄは、いわゆる「矢印」の形状を有する。観察者に［背景」領域１１０ｃと「画像」領域１１０ｄとを別個の領域と認識させるために、ν2／ν4を１．１以上とすることが望ましい。また、第１の実施形態と同様に、「背景」および「画像」の両方の領域において、それぞれ異なる「虹色」が観察される。 In FIG. 5C, the illumination light source and the observer are arranged in the y-axis oblique direction (excluding the normal direction (y = 0)) of the display body 100, and the display body 100 of the present embodiment shown in FIG. The observed case is shown. In this case, the first region 100a and the third region 100c function as a diffraction grating having a plurality of linear protrusions arranged at the spatial frequency ν 3 = 1 / c and extending in the x-axis direction, and the second region 100b and the fourth region 100d functions as a diffraction grating having a plurality of linear protrusions arranged at a spatial frequency ν 4 = 1 / d and extending in the x-axis direction. Accordingly, the first region 100a and the third region 100c constitute a “background” region 110c exhibiting a third color, and the second region 100d and the fourth region 100d constitute an “image” region 110d exhibiting a fourth color. To do. In the configuration of FIG. 5, the “image” region 110 d has a so-called “arrow” shape. In order for the observer to recognize the “background” region 110c and the “image” region 110d as separate regions, it is desirable that ν 2 / ν 4 is 1.1 or more. Similarly to the first embodiment, different “rainbow colors” are observed in both the “background” and “image” regions.
以上のように、本実施形態の表示体１００は、観察する方向に依存して、異なる形状の画像を観察することができる。この点は、表示体１００の偽造防止に有効である。 As described above, the display body 100 of the present embodiment can observe images having different shapes depending on the viewing direction. This point is effective for preventing counterfeiting of the display body 100.
なお、図５においては、ｘ軸斜め方向観察時の画像と、ｙ軸斜め方向観察時の画像とが、一部の領域においてのみ重複する構成を示した。このため、ｘ軸斜め方向観察時およびｙ軸斜め方向観察時の背景領域である第１領域１００ａと、ｘ軸斜め方向観察時の背景領域であり、かつｙ軸斜め方向観察時の画像領域である第２領域１００ｂと、ｘ軸斜め方向観察時の画像領域であり、かつｙ軸斜め方向観察時の背景領域である第３領域１００ｃと、ｘ軸斜め方向観察時およびｙ軸斜め方向観察時の画像領域である第４領域１００ｄとの４種の領域を用いた。しかしながら、たとえば、ｘ軸斜め方向観察時の画像と、ｙ軸斜め方向観察時の画像とが全く重複しない場合、第４領域１００ｄを設けることなしに、第１領域１００ａ、第２領域１００ｂおよび第３領域１００ｃの３種の領域で表示体１００を構成することができる。あるいはまた、ｘ軸斜め方向観察時の画像がｙ軸斜め方向観察時の画像に完全に包囲される場合、第３領域１００ｃを設けることなしに、第１領域１００ａ、第２領域１００ｂおよび第４領域１００ｄの３種の領域で表示体１００を構成することができる。 Note that FIG. 5 shows a configuration in which an image in the x-axis oblique direction observation and an image in the y-axis oblique direction observation overlap only in a part of the region. Therefore, the first region 100a that is a background region at the time of x-axis oblique direction observation and the y-axis oblique direction observation, and the background region at the time of x-axis oblique direction observation and the image region at the time of y-axis oblique direction observation A second area 100b, a third area 100c that is an image area at the time of oblique observation in the x-axis and a background area at the time of oblique observation in the y-axis, and at the time of oblique observation in the x-axis and at the oblique observation in the y-axis The four types of areas, the fourth area 100d, which is the image area of the first area, are used. However, for example, when the image at the time of oblique observation in the x-axis and the image at the time of oblique observation in the y-axis do not overlap at all, the first region 100a, the second region 100b, and the second region are not provided without providing the fourth region 100d. The display body 100 can be configured by three types of regions, that is, the three regions 100c. Alternatively, when the image at the time of the x-axis oblique direction observation is completely surrounded by the image at the time of the y-axis oblique direction observation, the first region 100a, the second region 100b, and the fourth region are not provided without providing the third region 100c. The display body 100 can be configured by three types of regions, the region 100d.
図５においては、第１〜第４領域１００ａ〜ｄのそれぞれが単一の領域からなる構成を例示した。しかしながら、第１〜第４領域１００ａ〜ｄのそれぞれを複数の離間した領域として、より複雑な意匠を表示してもよい。また、第１〜第４領域１００ａ〜ｄに加えて凹凸構造を持たない平坦領域を形成すること、および／または当該平坦領域の一部または全部に反射層４０を形成しないことを組み合わせて、より複雑な意匠を表示してもよい。 In FIG. 5, the structure which each of the 1st-4th area | regions 100a-d consists of a single area | region was illustrated. However, a more complicated design may be displayed with each of the first to fourth regions 100a to 100d being a plurality of spaced regions. In addition to the first to fourth regions 100a to 100d, a combination of forming a flat region having no concavo-convex structure and / or not forming the reflective layer 40 in part or all of the flat region is more A complicated design may be displayed.
本発明の第３の実施形態の物品は、基材と、基材に付着された第１または第２の実施形態の表示体とを含む。図６に物品の１つの構成例の上面図を示し、図７に切断線VII−VIIに沿った断面図を示した。図６および図７に示す物品５００は、基材５１０と、磁気ストライプ５２０と、基材上に形成された印刷層５３０と、電子回路５４０と、第１または第２の実施形態の表示体１０とを含む。磁気ストライプ５２０、印刷層５３０および電子回路５４０は、任意選択的に設けてもよい構成要素である。また、図６および図７には、印刷層５３０が文字および／または符号を表示する文字・符号部５３０ａと、写真、イラストなどを表示する画像部５３０ｂとを含む構成を示した。 The article of the third embodiment of the present invention includes a base material and the display body of the first or second embodiment attached to the base material. FIG. 6 shows a top view of one structural example of the article, and FIG. 7 shows a cross-sectional view along the cutting line VII-VII. An article 500 shown in FIGS. 6 and 7 includes a base material 510, a magnetic stripe 520, a printed layer 530 formed on the base material, an electronic circuit 540, and the display body 10 of the first or second embodiment. Including. The magnetic stripe 520, the printed layer 530, and the electronic circuit 540 are components that may be optionally provided. 6 and 7 show a configuration in which the print layer 530 includes a character / code part 530a for displaying characters and / or codes, and an image part 530b for displaying photographs, illustrations, and the like.
基材５１０は、透明であっても、不透明であってもよい。基材５１０、および磁気ストライプ５２０は、当該技術において知られている任意の材料および方法で形成することができる。 The substrate 510 may be transparent or opaque. The substrate 510 and the magnetic stripe 520 can be formed of any material and method known in the art.
また、図６および図７には、印刷層５３０が文字および／または符号を表示する文字・符号部５３０ａと、写真、イラストなどを表示する画像部５３０ｂとを含む構成を示した。印刷層５３０は、当該技術において知られている任意の材料および方法で形成することができる。 6 and 7 show a configuration in which the print layer 530 includes a character / code part 530a for displaying characters and / or codes, and an image part 530b for displaying photographs, illustrations, and the like. The print layer 530 can be formed of any material and method known in the art.
さらに、図６および図７には、電子回路５４０として、印刷層５３０の表面に露出する接触型ＩＣを用いた構成を示した。電子回路５４０は、無線通信を行う非接触型ＩＣであってもよい。非接触型ＩＣを用いる場合、電子回路５４０は、必ずしも印刷層５３０の表面に露出していなくてもよい。電子回路５４０は、当該技術において知られている任意の材料および方法で形成することができる。 Further, FIGS. 6 and 7 show a configuration in which a contact IC exposed on the surface of the printed layer 530 is used as the electronic circuit 540. The electronic circuit 540 may be a contactless IC that performs wireless communication. In the case of using a non-contact type IC, the electronic circuit 540 is not necessarily exposed on the surface of the printed layer 530. The electronic circuit 540 can be formed of any material and method known in the art.
加えて、図６および図７には、表示体１０が印刷層５３０の表面に付着した構成を示した。印刷層５３０が光透過性の部分を含む場合、表示体１０を基材５１０の表面に付着し、表示体１０の上面を光透過性の印刷層５３０で被覆してもよい。 In addition, FIGS. 6 and 7 show a configuration in which the display body 10 is attached to the surface of the print layer 530. When the print layer 530 includes a light-transmitting portion, the display body 10 may be attached to the surface of the substrate 510 and the upper surface of the display body 10 may be covered with the light-transmitting print layer 530.
本実施形態の物品は、紙幣、商品券、株券などの有価証券類；免許証、パスポート、ＩＤカードなどの身分証明書；キャッシュカード；クレジットカード；ラベル、タグなどの他の物品への貼り付けを目的とする物品；玩具；学習教材；装飾品；または美術品などの高級品であってもよい。 Articles in this embodiment are: securities such as banknotes, gift certificates, stock certificates; identification cards such as licenses, passports, ID cards; cash cards; credit cards; pasting to other articles such as labels and tags It may be a high-quality article such as a toy; a learning material; an ornament; or a work of art.
１０，１００ 表示体
１０ａ、１０ｂ、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ 領域
１１０ａ、１１０ｃ 「背景」領域
１１０ｂ、１１０ｄ 「画像」領域
５００ 物品
５１０ 基材
５２０ 磁気ストライプ
５３０ 印刷層
５３０ａ 文字・符号部
５３０ｂ 画像部
５４０ 電子回路
10,100 Display 10a, 10b, 100a, 100b, 100c, 100d Region 110a, 110c “Background” region 110b, 110d “Image” region 500 Article 510 Base material 520 Magnetic stripe 530 Print layer 530a Character / code portion 530b Image portion 540 electronic circuit
Claims (6)
前記凹凸構造形成層は、第１面内方向と、前記第１面内方向に直交する第２面内方向とを有し、
前記凹凸構造形成層は、第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第１領域と、第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部または凹部を有する第２領域とを有し、
ν1、ν2、ν3、およびν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内であり、および以下の式（ｉ）、（ii）および（iii）
ν1＞ν2 （ｉ）
ν4＞ν3 （ii）
ν1×ν3＝ν2×ν4 （iii）
を満たす
ことを特徴とする表示体。 A display body comprising an uneven structure forming layer and a reflective layer formed on the uneven structure forming layer,
The concavo-convex structure forming layer has a first in-plane direction and a second in-plane direction orthogonal to the first in-plane direction,
The concavo-convex structure forming layer includes a first region having a plurality of convex portions arranged at a spatial frequency ν 1 in a first in-plane direction and arranged at a spatial frequency ν 2 in a second in-plane direction; A second region having a plurality of convex portions or concave portions arranged at a spatial frequency ν 3 in an inward direction and at a spatial frequency ν 4 in a second in-plane direction,
ν 1 , ν 2 , ν 3 , and ν 4 are in the range of 1/200 nm −1 to 1/500 nm −1 , and the following formulas (i), (ii), and (iii)
ν 1 > ν 2 (i)
ν 4 > ν 3 (ii)
ν 1 × ν 3 = ν 2 × ν 4 (iii)
A display body characterized by satisfying
ν1＝ν4 （iv）
ν2＝ν3 （ｖ）
を満たす
ことを特徴とする請求項１に記載の表示体。 ν 1 , ν 2 , ν 3 , and ν 4 are the following formulas (iv) and (v)
ν 1 = ν 4 (iv)
ν 2 = ν 3 (v)
The display body according to claim 1, wherein:
前記凹凸構造形成層は、第１面内方向と、前記第１面内方向に直交する第２面内方向とを有し、
前記凹凸構造形成層は、第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第１領域と、第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部を有する第２領域と、第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第３領域と、第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部または凹部を有する第４領域とからなる群から選択される少なくとも３つの領域を有し、
ν1、ν2、ν3、およびν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内であり、および以下の式（vi）および（vii）
ν1＞ν3 （vi）
ν2＞ν4 （vii）
を満たす
ことを特徴とする表示体。 A display body comprising an uneven structure forming layer and a reflective layer formed on the uneven structure forming layer,
The concavo-convex structure forming layer has a first in-plane direction and a second in-plane direction orthogonal to the first in-plane direction,
The concavo-convex structure forming layer includes a first region having a plurality of convex portions arranged at a spatial frequency ν 1 in a first in-plane direction and arranged at a spatial frequency ν 2 in a second in-plane direction; A second region having a plurality of convex portions arranged in the inward direction at a spatial frequency ν 1 and arranged in the second in-plane direction at a spatial frequency ν 4 , and arranged in the first in-plane direction at a spatial frequency ν 3. And a third region having a plurality of convex portions arranged in the second in-plane direction at a spatial frequency ν 2 , and a third region arranged in the first in-plane direction at a spatial frequency ν 3 and in the second in-plane direction. having at least three regions selected from the group consisting of a fourth region having a plurality of convex portions or concave portions arranged at ν 4 ;
ν 1 , ν 2 , ν 3 , and ν 4 are in the range of 1/200 nm −1 to 1/500 nm −1 , and the following equations (vi) and (vii)
ν 1 > ν 3 (vi)
ν 2 > ν 4 (vii)
A display body characterized by satisfying
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