JP2017227837A - 表示体 - Google Patents

Abstract

【課題】真贋判定の容易性が損なわれることのない表示体を実現すること。【解決手段】入射光Ｉに対して透明な材料で構成された基材１２と、基材の表面に形成された凹凸構造１４と、凹凸構造を覆うように設けられた金属層１６とを備えた積層体１８、からなる表示体１０であって、凹凸構造１４は、周期性を有する複数の凸部１４ａが配置されてなる回折格子構造であり、凹凸構造において凸部以外である凹部に平坦面１５が存在し、凸部の側壁１４ｃが、隣接する凹部側に傾くことなく、凸部の側壁の少なくとも一部が、凸部の中心側に傾いている。【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば偽造防止のために好適な表示体に関する。

一般に、商品券及び小切手などの有価証券類、クレジットカード、キャッシュカード及びＩＤカードなどのカード類、並びにパスポート及び免許証などの証明書類には、それらの偽造を防止するために、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。
通常の印刷物とは異なる視覚効果を有している表示体としては、複数の溝を並べてなる回折格子を含んだ表示体が知られている。この表示体によれば、例えば、観察条件に応じて変化する像を表示させることや、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、回折格子を含んだ表示体は、偽造防止対策が必要な物品に広く用いられている。
一般的な回折格子を含んだ表示体は、回折構造体は透明な樹脂などで形成され、樹脂層上には、蒸着法を用いてアルミニウムなどの金属又は誘電体を単層又は多層に堆積させることにより金属薄膜層が形成される。その後、このようにして得られた表示体が、例えば紙又はプラスチックフィルムからなる基材上に接着層又は粘着層を介して貼り付けられる。以上のようにして、偽造防止対策を施した表示体が得られる。

近年では、偽造防止性能をさらに向上させるために、例えば特許文献１のように、正弦二次構造を有する数学的な関数により表現可能な形状の回折構造体上に金属薄膜を形成し、構造体の傾斜部の金属膜厚が薄くなることを利用して、構造体上の金属膜の透過率、もしくは反射率を制御し、グレースケールの表現を可能としたセキュリティーエレメントが提案されている。該セキュリティーエレメントは、反射像と透過像とで異なる色彩表現が実現される。したがって、例えば、透明な基材上に形成し、反射像と透過像を目視で確認することにより、容易に真贋判定可能なセキュリティーエレメントを提供することが可能となる。

特許第５１２４２７２号明細書

前述したように、特許文献１で提案されているセキュリティーエレメントは、反射像と透過像とで異なる色彩表現を実現することが可能である。しかしながら、正弦二次構造を有する数学的な関数により表現可能な形状の回折構造体に、金属層を形成すると、構造体の高さ方向での形状の対象性から、基材の表裏での反射像の色彩を大きく変えることは困難となる。このため、真贋判定の容易性が損なわれてしまうという問題がある。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、真贋判定の容易性が損なわれることのない表示体を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。

すなわち、請求項１の発明は、入射する光に対して透明な材料で構成された基材と、基材の表面に形成された凹凸構造と、凹凸構造を覆うように設けられた金属層とを備えた積層体、からなる表示体であって、凹凸構造は、周期性を有する複数の凸部が配置されてなる回折格子構造であり、凹凸構造において凸部以外である凹部に平坦面が存在し、凸部の側壁が、隣接する凹部側に傾くことなく、凸部の側壁の少なくとも一部が、凸部の中心側に傾いている。

請求項２の発明は、凸部が二次元格子状に配列された、請求項１に記載の表示体である。

請求項３の発明は、凸部に平坦面が存在する、請求項１又は２に記載の表示体である。

請求項４の発明は、凸部に平坦面が存在しない、請求項１又は２に記載の表示体である。

請求項５の発明は、入射する光に対して透明な材料で構成された基材と、基材の表面に形成された凹凸構造と、凹凸構造を覆うように設けられた金属層とを備えた積層体、からなる表示体であって、凹凸構造は、周期性を有する複数の凹部が配置されてなる回折格子構造であり、凹凸構造において凹部以外である凸部に平坦面が存在し、凹部の側壁が、隣接する凸部側に傾くことなく、凹部の側壁の少なくとも一部が、凹部の中心側に傾いている。

請求項６の発明は、凹部が二次元格子状に配列された、請求項５に記載の表示体である。

請求項７の発明は、凹部に平坦面が存在する、請求項５又は６に記載の表示体である。

請求項８の発明は、凹部に平坦面が存在しない、請求項５又は６に記載の表示体である。

請求項９の発明は、凹凸構造は誘電体材料からなる、請求項１乃至８のうち何れか１項に記載の表示体である。

請求項１０の発明は、凹凸構造の構造周期が、入射する光の波長以下である、請求項１乃至９のうち何れか１項に記載の表示体である。

請求項１１の発明は、構造周期が、４００ｎｍ以下である、請求項１０に記載の表示体である。

請求項１２の発明は、金属層の膜厚が、１０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下の範囲である、請求項１乃至１１のうち何れか１項に記載の表示体である。

請求項１３の発明は、金属層が、アルミ、金、銀、タンタル、インジウムの少なくとも１つを含む材料から構成される、請求項１乃至１２のうち何れか１項に記載の表示体である。

本発明の表示体によれば、凹凸構造のある表面側では、連続的な屈折率変化によって、波長選択性の低い反射光が観察される一方、凹凸構造のない裏面側では逆に、波長選択性の高い反射光が観察される。さらに、金属層を薄膜化することにより、表裏の反射像とは異なる波長選択性を有する透過像も観察できるようになる。

このように、本発明の表示体によれば、表裏の反射、及び透過のすべてにおいて、異なる色彩表現が観察されるようになり、もって、真贋判定の容易性が損なわれることのない表示体を実現することができる。

図１は、第１の実施形態に係る表示体の一例を説明するための概略図である。 図２は、構造周期が複数存在する構造例を例示するための概略図である。 図３は、第１の実施形態に係る表示体の凹凸構造における凸部の側壁の形状を例示する側面図である。 図４は、第１の実施形態に係る表示体の変形例を説明するための概略図である。 図５は、第１の実施形態に係る表示体の変形例の凹凸構造における凸部の側壁の形状を例示する側面図である。 図６は、第２の実施形態に係る表示体の一例を説明するための概略図である。 図７は、第２の実施形態に係る表示体の凹凸構造における凹部の側壁の形状を例示する側面図である。 図８は、第３の実施形態に係る表示体の一例を説明するための概略図である。 図９は、実施例で使用された紫外線ナノインプリント用モールドの一例を説明するための概略図である。 図１０は、実施例で製造された表示体の表面及び裏面を示す平面図である。 図１１は、図１０に示す表示体に対する反射分光測定によって得られた反射スペクトルである。 図１２は、図１０に示す表示体に対する透過分光測定によって得られた反射スペクトルである。

以下、本発明を実施するための好適な形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明において入射光の波長領域は限定されるものではないが、以下の実施形態では、入射光として肉眼で認識可能な可視波長領域を含む自然光を対象とする。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を、図１乃至図５を用いて説明する。

図１は、本実施形態に係る表示体の一例を説明するための概略図であり、図１（ａ）は基材１２の表面に形成された凹凸構造１４を示す平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、図１（ｃ）は、凹凸構造１４上に金属層１６が設けられた状態の同断面図をそれぞれ示す。

すなわち、本実施形態に係る表示体１０は、入射光Ｉに対して透明な材料で構成された基材１２と、基材１２の表面に形成された凹凸構造１４と、凹凸構造１４上に設けられた金属層１６とを備えた積層体１８からなる。凹凸構造１４は誘電体材料からなる。誘電体材料としては、例えば、入射光Ｉが可視光である場合、可視波長領域の光を透過する合成石英等が好適である。

凹凸構造１４は、周期性を有する複数の凸部１４ａ、及び、凸部１４ａ以外である凹部１４ｂからなる。図１に示すような凹凸構造１４の例は、凸部１４ａを、六方格子配列のような二次元格子状に配列したものである。そして、凹部１４ｂに、平坦面１５が存在する。

そして、図１の例では、図１（ａ）に示すように、隣接する３つの凸部１４ａの頂点が正三角形１７を形成するように、各凸部１４ａを配列している。正三角形１７の一辺の長さＰが、凸部１４ａの構造周期となる。

なお、隣接する３つの凸部１４ａの頂点が、正三角形になるような配列に限定されず、２×２の４つの凸部１４ａの頂点が、正方形になるように、凸部１４ａを正方配列するようにしても良い。

さらに、隣接する３つの凸部１４ａの頂点が、正三角形ではなく二等辺三角形を形成するように、あるいは、２×２の４つの凸部１４ａの頂点が、正方形ではなく長方形になるように、凸部１４ａを正方配列するようにしても良い。なお、図２（ａ）に例示するように、隣接する３つの凸部１４ａの頂点で、二等辺三角形を形成するような配列、あるいは、図２（ｂ）に例示するように、２×２の４つの凸部１４ａの頂点で、長方形を形成するような配列とした場合、構造周期は、それぞれ２つ存在することになる。すなわち、図２（ａ）に例示する場合では、二等辺三角形の辺の長さＰ１及びＰ２が構造周期となり、図２（ｂ）に例示する場合では、長方形の辺の長さＰｘ及びＰｙが構造周期となる。

なお、凹凸構造１４の配列構造は、六方格子配列や正方格子配列のような２次元格子構造に限定されず、一次元格子構造でも良い。

凹凸構造１４の構造周期Ｐは、入射光Ｉの波長以下とする。図２のように、構造周期が複数ある場合には、すべての構造周期Ｐ（例えば、図２（ａ）の場合には、構造周期Ｐ１、Ｐ２、図２（ｂ）の場合には、構造周期Ｐｘ、Ｐｙ）を、入射光Ｉの波長以下とする。入射光Ｉが可視光である場合、一次回折光による分光色の影響を小さくするため、構造周期Ｐは、５００ｎｍ以下、特に４００ｎｍ以下が好ましい。

凸部１４ａの側壁１４ｃは、図３に例示するように、隣接する凹部１４ｂ側に傾くことなく、凸部１４ａの側壁１４ｃの少なくとも一部が、凸部１４ａの中心側に向かって傾いている。

図３は、凸部１４ａの側壁１４ｃの形状を例示する側面図である。図３（ａ）は、図１（ｂ）に例示されている凸部１４ａの側壁１４ｃの側面形状を示している。凸部１４ａの側壁１４ｃの側面形状は、図３（ａ）に例示されているように、凸部１４ａの中心側に向かって連続的に傾くものに限定されず、図３（ｂ）のように、高さｈ１までは傾かず、高さｈ１よりも高くなると、凸部１４ａの中心側に向かって傾くような形状であっても良い。また、図３（ｃ）のように、高さｈ２までは凸部１４ａの中心側に傾いているものの、高さｈ２から高さｈ３までは傾かず、高さｈ３よりも高くなると、凸部１４ａの中心側に向かって再び傾くような形状であっても良い。さらには、図３（ｄ）のように、高さｈ２までは傾かず、高さｈ２において、径が細くなるものの、高さｈ３までは傾かず、高さｈ３よりも高くなると、凸部１４ａの中心側に向かって傾くような形状であっても良い。

次に、このような表示体１０の製造方法について説明する。

このような表示体１０を製造するためには、まず、例えば合成石英等の誘電体材料からなる基材１２の表面上に、例えば光又は荷電粒子線を用いたリソグラフィ、又はナノインプリント、及びプラズマエッチングなどの公知の加工技術を用いて、凹凸構造１４を形成する。

続いて、図１（ｃ）の断面図に例示するように、凹凸構造１４上に、例えば真空蒸着法などの公知の技術を用いて金属を堆積させることによって金属層１６を形成する。金属層１６を構成する材料としては、後に記載する表面プラズモン共鳴現象を利用するために、入射する光の波長領域における複素誘電率の実部が負の値のものが好ましい。例として、可視波長領域を含む自然光を照射する場合は、アルミ（Ａｌ）や銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、タンタル（Ｔａ）、インジウム（Ｉｎ）などの金属材料がより好ましい。その他の金属であっても本発明の効果の一部は得ることができる。

堆積させる金属層１６の膜厚は、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲とし、特に２０ｎｍ以上が好適である。上限値である３００ｎｍは、表示体１０の透過率（透過スペクトルにおけるピーク透過率）が１％を超える値として決定したものであり、下限値である１０ｎｍは、自然酸化膜の形成を考慮して決定したものである。なお、後述する反射防止効果や、表面プラズモン共鳴現象が発現するのであれば、膜厚が１０ｎｍ未満であっても良い。

次に、以上のように構成した本実施形態に係る表示体１０の作用について説明する。

凹凸構造１４は、可視波長領域よりも小さい構造周期Ｐを有しているので、サブ波長周期構造となる。同様に、凹凸構造１４上に形成された金属層１６もサブ波長周期構造となる。そのため、図１（ｃ）に示すように、本実施形態に係る表示体１０に金属層１６側から入射光Ｉが入射すると、一次回折光による虹色に輝く分光色が観察されにくくなる。

また、凹凸構造１４は、図１（ｂ）に示すような突起形状をしている（以下、「ドット配列型構造」とも称する）ので、金属層１６、凹凸構造１４、及び基材１２からなる積層体１８は、連続的に屈折率が変化する層に近似される。よって、例えば、凹凸構造１４が形成された領域では、フレネル反射が弱くなり、図１（ｃ）における上側である基材１２の表面側から入射した入射光Ｉに対して、反射防止効果が付与される。

このような反射防止効果は、凸部１４ａの高さ（突起の高さ）が高くなるにつれて効果が高くなる。しかしながら、一方では、例えばドライエッチングにより凹凸構造１４を形成する場合に、凸部１４ａの高さ（突起の高さ）が高くなるにつれてプロセス時間が長くなったり、あるいは、ドライエッチングに用いるプラズマ密度の影響から生じるばらつきの影響を受け、歩留まりが低下することも懸念される。したがって、製造上の観点から、（突起高さ／構造周期）によって定義されるアスペクト比の上限がある。本実施形態の場合、アスペクト比は０．５以下とすることが好適である。

また、本実施形態に係る表示体１０では、凹部１４ｂに平坦面１５が存在している。また、凹凸構造１４と金属層１６とが、サブ波長周期構造である。さらに、金属層１６を構成する材料として、可視波長領域において誘電率の実部が負の値であるアルミ（Ａｌ）や銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、タンタル（Ｔａ）、インジウム（Ｉｎ）などの金属材料が選択されている。これらによって、入射光Ｉと自由電子との振動が結合し、共鳴現象（表面プラズモン共鳴）が生じる。

例えば、基材１２の裏面側（図１（ｃ）における下側）から自然光を照射した場合、平坦面１５においてフレネル反射が発生するが、表面プラズモン共鳴波長の光は反射されない。このため、表面プラズモン共鳴波長が可視波長領域に存在すれば、反射光としてはプラズモン共鳴波長の補色が観察されるようになる。

さらには、金属層１６の膜厚が十分薄い場合、可視波長領域の入射光Ｉの一部は、表示体１０を透過することができる。ただし、前述した表面プラズモン共鳴現象により、入射光Ｉの一部の波長の光は吸収されるか、又は表面プラズモン共鳴現象により励起されたエネルギー場から、表面プラズモン共鳴波長とは異なる波長の光が放出されることにより、透過光は波長選択性を有する。

従って、本実施形態に係る表示体１０は、自然光の下での観察により、表面側（図１（ｃ）の上部側）からの反射像の観察や、表面側あるいは裏面側（図１（ｃ）の下部側）からの透過像の観察や、裏面側からの反射像の観察といった、何れの観察方法においても異なる色彩表現を実現することが可能となる。

上述したように、本実施形態によれば、上記のような作用により、表裏の反射、及び透過のすべてにおいて、異なる色彩表現が観察されるようになり、もって、真贋判定の容易性が損なわれることのない表示体を実現することが可能となる。

（変形例）
図４は、本実施形態に係る表示体の変形例を説明するための概略図であり、図４（ａ）は基材１２の表面に形成された凹凸構造１４を示す平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図、図４（ｃ）は、凹凸構造１４上に金属層１６が設けられた状態の断面図をそれぞれ示す。

図１では、凹部１４ｂにしか平坦面１５は存在していなかったが、本変形例では、図４（ｂ）に例示されるように、凸部１４ａの先端にも平坦面１９が存在している。

凸部１４ａの断面形状は、図１（ａ）に示すような円形でも良いが、多角形でも良い。図４では、一例として、図４（ａ）に例示するように、凸部１４ａの断面形状を正方形としている。さらに、凸部１４ａは、図４（ｂ）に例示するように、凸部１４ａの幅が上部に向かって狭くなるような台形形状としている。

そして、図４（ｃ）に例示されるように、図１（ｃ）と同様に、凹凸構造１４の表面が、金属層１６で覆われる。

さらには、凸部１４ａの側壁１４ｃは、図５に例示するように、隣接する凹部１４ｂ側に傾くことなく、凸部１４ａの側壁１４ｃの少なくとも一部が、凸部１４ａの中心側に傾いている。図５（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、図３（ａ）〜（ｄ）のそれぞれの頂部を平坦面１９としたものである。

このように、凹部１４ｂのみならず、凸部１４ａにも平坦面１９を設けた構造とすることによっても、前述した作用と同じ作用により、表裏の反射、及び透過のすべてにおいて、異なる色彩表現が観察されるようになり、もって、真贋判定の容易性が損なわれることのない表示体を実現することが可能となる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を、図６乃至図７を用いて説明する。

これら図面では、第１の実施形態に係る表示体１０と同一部分については同一符号を付して示し、以下の記載では、重複説明を避け、第１の実施形態と異なる点について説明する。

第１の実施形態に係る表示体１０における凹凸構造１４が、ドット配列型構造と称されるのに対して、本実施形態に係る表示体における凹凸構造１４は、ホール配列型構造と称される。

図６は、このようなホール配列型構造を有する本実施形態に係る表示体２０の一例を説明するための概略図であり、図６（ａ）は基材１２の表面に形成された凹凸構造１４を示す平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図、図６（ｃ）は、凹凸構造１４上に金属層１６が設けられた状態の同断面図をそれぞれ示す。

すなわち、本実施形態に係る表示体２０は、第１の実施形態に係る表示体１０と同様に、入射光Ｉに対して透明な材料で構成された基材１２と、基材１２の表面に形成された凹凸構造１４と、凹凸構造１４上に設けられた金属層１６とを備えた積層体１８からなる。凹凸構造１４は、第１の実施形態と同様に、誘電体材料からなり、例えば、入射光Ｉが可視光である場合、可視波長領域の光を透過する合成石英等が好適である。

しかしながら、本実施形態では、基材１２に、周期性を有する複数の凹部１４ｅを設けることによって、凹凸構造１４を形成している。そして、凹部１４ｅ以外の領域、すなわち凸部１４ｇには、平坦面２２が存在する。

なお、図６に例示するような凹凸構造１４は、凹部１４ｅを、六方格子配列のような二次元格子状に配列したものであるが、凹部１４ｅの配列パターンは、第１の実施形態でも説明したように、これに限定されるものではない。

凹凸構造１４の構造周期Ｐ、すなわち、本実施形態の場合では凹部１４ｅの配列周期もまた、第１の実施形態で説明したように、入射光Ｉの波長以下とする。

そして、凹部１４ｅの側壁１４ｆは、図７に例示するように、隣接する凸部１４ｇ側に向かって傾くことなく、凹部１４ｅの側壁１４ｆの少なくとも一部が、凹部１４ｅの中心側に向かって傾いている。

図７は、凹部１４ｅの側壁１４ｆの形状を例示する側面図である。図７（ａ）は、図６（ｂ）に例示されている凹部１４ｅの側壁１４ｆの側面形状を示している。凹部１４ｅの側壁１４ｆの側面形状は、図７（ａ）に例示されているように、凹部１４ｅの中心側に向かって連続的に傾くものに限定されず、図７（ｂ）のように、深さｈ１までは傾かず、深さｈ１よりも深くなると、凹部１４ｅの中心側に向かって傾くような形状であっても良い。また、図７（ｃ）のように、深さｈ２までは凹部１４ｅの中心側に向かって傾いているものの、深さｈ２から深さｈ３までは傾かず、深さｈ３よりも深くなると、凹部１４ｅの中心側に向かって再び傾くような形状であっても良い。さらには、図７（ｄ）のように、深さｈ２までは傾かず、深さｈ２において、径が細くなるものの、深さｈ３までは傾かず、深さｈ３よりも深くなると、凹部１４ｅの中心側に向かって傾くような形状であっても良い。

なお、図示は省略するが、第１の実施形態の変形例の構成と同様に、凹部１４ｅの底を、平坦面にしても良い。

前述したような構成の第２の実施形態に係る表示体２０によれば、第１の実施形態で前述した作用と同じ作用により、表裏の反射、及び透過のすべてにおいて、異なる色彩表現が観察されるようになり、もって、真贋判定の容易性が損なわれることのない表示体を実現することが可能となる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態を、図８を用いて説明する。

図８では、第１の実施形態と同一部分については同一符号を付して示し、以下の記載では、重複説明を避け、第１の実施形態と異なる点について説明する。

図８は、本実施形態に係る表示体の一例を説明するための概略図であり、図８（ａ）は基材１２の表面に形成された凹凸構造１４を示す平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図、図８（ｃ）は、凹凸構造１４上に金属層１６が設けられた状態の同断面図をそれぞれ示す。

すなわち、本実施形態に係る表示体３０は、図８（ｃ）に示されているように、第１の実施形態に係る表示体１０を、基材３２の上に設けてなるものである。

基材３２は、基材１２と同様に、入射光Ｉが可視光である場合、例えば合成石英等のように、可視波長領域の光を透過する誘電体材料とすることが好適である。このような基材３２を、例えば接着層として用いることができる。基材３２を、接着層として用いることによって、表示体３０を、所望の場所に接着することを可能とする。

なお、図示は省略するが、第１の実施形態の変形例の構成と同様に、凸部１４ａの先端を、平坦面にしても良い。

次に、このような表示体３０の製造方法について説明する。

まず、光、又は熱ナノインプリントなどの公知の技術を用いて、凹凸構造１４を形成する。例えば、ポリエチレンテレフタレートからなる基材に紫外線硬化性樹脂を塗工し、表面に図８のような凹凸構造１４の反転構造が形成された合成石英モールドの表面を、紫外線線硬化性樹脂にプレスし、さらに紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させ、しかる後に、基材とモールドとを離型する。

なお、紫外線効果性樹脂の代わりに、熱硬化性樹脂、又は熱可塑性樹脂を用いて、モールドとのプレス、及び加熱、又は冷却し、基材と、モールドを離型しても良い。

凹凸構造１４における好適な構造周期Ｐと凸部１４ａの突起高さとの関係もまた、第１の実施形態と同様に、（突起高さ／構造周期）によって定義されるアスペクト比が０．５以下となるように決定されるものとする。

以上により、例えば光、或いは熱ナノインプリント法による、大量生産に好適な手法を適用して、自然光の下での観察により、表面からの反射像の観察、表面、或いは裏面からの透過像の観察、裏面からの反射像の観察のいずれの観察方法においても異なる色彩表現が観察される表示体３０を実現することが可能となる。ただし、凹凸構造１４を構成する基材１２の屈折率により、波長選択性が変化するため、基材１２の材料を、所望の発色に対して適宜を選択することが好ましい。さらには、基材３２を接着層とすることによって、表示体３０を、所望の場所に接着して使用することも可能となる。

次に、上記説明した表示体の製造例及び特性を、実施例として説明する。

まず、図９（ａ）に示すような図柄４０が表面に形成された紫外線ナノインプリント用モールド５０を用意する。具体的には、合成石英基材表面に、クロム（Ｃｒ）をスパッタリングすることにより、１０ｎｍの膜厚を成膜し、電子線リソグラフィにより電子線レジストパターンを形成することによって、図柄４０を形成した。使用した電子線レジストはポジ型であり、電子線レジストの膜厚は１５０ｎｍとした。

図９（ａ）における紫外線ナノインプリント用モールド５０の一辺の長さＬは１ｃｍであり、図柄４０は、その一部を図９（ｂ）に拡大表示するように、一辺の長さＭが１５０ｎｍの正方形４２が、六方格子状に構造周期Ｐ＝３００ｎｍで配置されたパターンからなる。電子線照射領域は、正方形４２の内側とした。

次に、塩素と酸素との混合ガスに高周波を印加して発生させプラズマにより、表面が露出した領域のＣｒをエッチング除去した。

続いて、六弗化エタンガスに高周波を印加して発生させたプラズマにより、表面が露出した領域の石英をエッチングした。該工程によりエッチングした石英深さは１５０ｎｍであった。残存したレジスト、及びＣｒ膜を除去し、離型剤としてオプツールＨＤ−１１００（ダイキン工業製）を塗布して紫外線ナノインプリント用モールド５０を得た。図９（ｃ）は図９（ｂ）のＥ−Ｅに沿った切断面図である。

次に、合成石英からなる基材（たとえば、基板１２）上に、紫外線硬化性樹脂をスピンコートし、膜厚５０ｎｍの紫外線硬化性樹脂層を形成した。続いて、紫外線硬化性樹脂がスピンコートされた基材１２の表面と、紫外線ナノインプリント用モールド５０の表面とを、減圧下で、５０ｋＮの圧力でプレスし、波長３６５ｎｍの紫外線を、紫外線ナノインプリント用モールド５０の裏面より照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させた。その後、基材１２から、紫外線ナノインプリント用モールド５０を離型して、紫外線ナノインプリント用モールド５０の表面に形成された凹凸構造が反転された凹凸構造１４のパターンが形成された基材１２を得た。

その後、基材１２を、Ｏ２プラズマに暴露し、紫外線硬化性樹脂からなる残膜を除去し、オクタフルオロシクロブタンガスに高周波を印加して発生させたプラズマにより、紫外線硬化性樹脂パターンが完全に消失するまで石英をエッチングし、表面に凹凸構造１４が形成された基材１２を得た。該工程により形成された凹凸構造１４の構造高さＨは１４０ｎｍであった。

続いて、凹凸構造１４が形成された基材１２の表面に、真空蒸着法を用いてＡｌ膜を３００ｎｍ成膜することによって表示体６０を得た。図１０（ａ）は、この表示体６０の表面を示す平面図であり、図１０（ｂ）は、同裏面を示す平面図である。

次に、得られた表示体６０において、図１０中に示したα、β、γの三箇所（α：表面の図柄が描かれていない領域、β：表面の図柄が描かれている領域、γ：裏面の図柄が描かれている領域）において、反射分光測定を実施したところ、図１１に示すような反射スペクトルが得られた。

スペクトルαに比べて、スペクトルβは、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光波長領域において反射率が一様に低い。このため、自然光照射の下で表面側から肉眼で表示体６０の反射像を観察すると、図柄は黒色に近い色を呈した。

一方、スペクトルγは、５２０ｎｍ付近の波長帯の反射率が急激に下がっているため、自然光照射の下で裏面側から肉眼で表示体６０の反射像を観察すると、図柄はマゼンタに近い色を呈した。

さらに、表示体６０の表面側から光を照射して透過分光測定を実施したところ、図１２に示す反射スペクトルが得られた。透過率は１〜２％であったが、４４０ｎｍ付近の波長帯の透過率が急激に下がっているため、自然光照射の下で裏面側から肉眼で表示体の透過像を観察すると、図柄は黄緑に近い色を呈した。

このように、実施形態に従う表示体６０は、自然光の下での観察により、表面側からの反射像の観察、表面側あるいは裏面側からの透過像の観察、及び裏面側からの反射像の観察といった、何れの観察方法においても異なる色彩表現を実現することが、本実施例において確認された。

以上、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の表示体は、意匠性の高い表示物にも利用可能である。特に、容易に真贋判定可能な偽造防止に好適に利用が期待される。

１０・・表示体、１２・・基材、１４・・凹凸構造、１４ａ・・凸部、１４ｂ・・凹部、１４ｃ・・凸部の側壁、１４ｅ・・凹部、１４ｆ・・凹部の側壁、１４ｇ・・凸部、１５・・平坦面、１６・・金属層、１７・・正三角形、１８・・積層体、１９・・平坦面、２０・・表示体、２２・・平坦面、３０・・表示体、３２・・基材、４０・・図柄、４２・・正方形、５０・・紫外線ナノインプリント用モールド、６０・・表示体。

Claims (13)

1. 入射する光に対して透明な材料で構成された基材と、前記基材の表面に形成された凹凸構造と、前記凹凸構造を覆うように設けられた金属層とを備えた積層体、からなる表示体であって、
   前記凹凸構造は、周期性を有する複数の凸部が配置されてなる回折格子構造であり、
   前記凹凸構造において凸部以外である凹部に平坦面が存在し、
   前記凸部の側壁が、隣接する前記凹部側に傾くことなく、前記凸部の側壁の少なくとも一部が、前記凸部の中心側に傾いている、表示体。
2. 前記凸部が二次元格子状に配列された、請求項１に記載の表示体。
3. 前記凸部に平坦面が存在する、請求項１又は２に記載の表示体。
4. 前記凸部に平坦面が存在しない、請求項１又は２に記載の表示体。
5. 入射する光に対して透明な材料で構成された基材と、前記基材の表面に形成された凹凸構造と、前記凹凸構造を覆うように設けられた金属層とを備えた積層体、からなる表示体であって、
   前記凹凸構造は、周期性を有する複数の凹部が配置されてなる回折格子構造であり、
   前記凹凸構造において前記凹部以外である凸部に平坦面が存在し、
   前記凹部の側壁が、隣接する前記凸部側に傾くことなく、前記凹部の側壁の少なくとも一部が、前記凹部の中心側に傾いている、表示体。
6. 前記凹部が二次元格子状に配列された、請求項５に記載の表示体。
7. 前記凹部に平坦面が存在する、請求項５又は６に記載の表示体。
8. 前記凹部に平坦面が存在しない、請求項５又は６に記載の表示体。
9. 前記凹凸構造は誘電体材料からなる、請求項１乃至８のうち何れか１項に記載の表示体。
10. 前記凹凸構造の構造周期が、前記入射する光の波長以下である、請求項１乃至９のうち何れか１項に記載の表示体。
11. 前記構造周期が、４００ｎｍ以下である、請求項１０に記載の表示体。
12. 前記金属層の膜厚が、１０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下の範囲である、請求項１乃至１１のうち何れか１項に記載の表示体。
13. 前記金属層が、アルミ、金、銀、タンタル、インジウムの少なくとも１つを含む材料から構成される、請求項１乃至１２のうち何れか１項に記載の表示体。