JP3982200B2 - 光散乱パターンを有するディスプレイ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光散乱による特定パターンを表示するディスプレイに関する。
特に、一層高度な偽造防止効果と共に、デザインの自由度の向上した光散乱パターンを有するディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光散乱パターンは、通常、基材の表面をパターン状に凹凸状に加工することで実現することができる。その加工方法として、エッチングによる方法や表面部を薬品などで荒らす方法、表面を機械的に荒らして凹凸を形成する方法などがある。
【０００３】
エッチングや薬品による方法では、表面の各微小領域において凹凸の比率を変えることにより散乱の度合いを変えることは困難である。
【０００４】
凹凸で形成された回折格子パターンと、凹凸で形成されて光を散乱する光散乱パターンとの組み合わせにより構成されるディスプレイに係る提案は、例えば、特開平５−２７３５００号公報（特許２７５１７２１号）に記載されている。
その内容は、回折格子パターンに上記光散乱パターンを組み合わせることにより、
（ａ）回折光のみによる表示でないため、観察条件の制約が少ない。
（ｂ）きらきらとした印象を与える画像表現だけではない。
（ｃ）双方のパターンが凹凸で形成されるため、作製工程が増えない（エンボス成形のみで良い）と共に、双方のパターンの位置合わせが容易となる。
などの効果を奏する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、凹凸で形成される光散乱パターンを、精巧で多彩な表現を可能とし、一層高度な偽造防止効果と共に、デザインの自由度の向上した光散乱パターン（および、それを含むディスプレイ）を提供することにある。
特に、光散乱パターンの構成単位となる略マトリクス状に配置される前記アレイ毎に光散乱性を変化させることで階調画像を表示可能とすることが可能な光散乱パターン（および、それを含むディスプレイ）を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の本発明は、
基材表面にアレイを配置して表示パターンを構成するディスプレイにおいて、
前記アレイは、それぞれの内部に０〜１００％の面積を占めるセルを包含し、
前記セルは、微細な凹部または凸部からなる光散乱要素を構成単位とし、かつ前記アレイ内で規定される領域内に前記光散乱要素を形成することにより構成され、
前記セルの面積と、それを包含するアレイによる光散乱性とが比例していることを特徴とする光散乱パターンを有するディスプレイである。
【０００７】
請求項２の本発明は、
前記セル内の凹凸比が略同一であり、面積を変化させたアレイを配置したことを特徴とする請求項１記載の光散乱パターンを有するディスプレイである。
【０００８】
請求項３の本発明は、
内部に異なる形状のセルを有するアレイを配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の光散乱パターンを有するディスプレイである。
【０００９】
請求項４の本発明は、
光散乱性が同一と見なせるアレイ内に構成されたセルが異なる形状である部分を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光散乱パターンを有するディスプレイである。
【００１０】
請求項５の本発明は、
前記セルが、文字，図柄などの意味を持つ情報からなる形状である部分を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光散乱パターンを有するディスプレイである。
【００１１】
請求項６の本発明は、
内部に回折格子が構成されているアレイを有することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の光散乱パターンを有するディスプレイである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
EB描画装置を用いて、本発明の光散乱パターンの最小構成単位である微細な凹部または凸部からなる光散乱要素を形成することにより、凹凸の比率，形状などを任意に制御し、基材表面にパターニングすることが可能である。
【００１３】
特に、パターンを形成する基板表面を略マトリクス状に配置される複数のアレイに領域分けし、それぞれのアレイに凹凸を形成していく工程を用いれば、各アレイ毎に光散乱性を変化させることができる。
ここで、アレイ内において凹凸の形成された領域の面積を変えることで光散乱性を制御することが本特許の要旨である。（この、アレイ内部の凹凸の形成された領域を本発明では“セル”と呼ぶ）
【００１４】
本発明における“アレイ”“セル”の概念を、図面により説明する。
ディスプレイとしては、図１（左側）に例示されるような「女性」の絵柄が表示されるパターンであり、画素毎に濃淡（階調）が変化され、絵柄として構成される。
【００１５】
女性の「肩」の部分を拡大して右側に示すように、その部分は、「７×７」でマトリクス配置されたアレイからなる。
尚、本発明では、同図に示すように、アレイが整然とマトリクス配置されることは必須ではなく、ランダムな配置であっても良い。
前記「肩」の部分では、「背景」，「肌」，「洋服の縁」，「洋服」，「人物と背景の境界」など、概ね５段階の階調を持つアレイから構成されている。
【００１６】
本発明の請求項１は、アレイ内に定義されたセルの面積を変化させることで光散乱性を制御する方法により階調画像を表示するディスプレイに関する。
光散乱パターンの凹凸の比率を変化させることで光散乱性を制御する方法が公知であるが、請求項１で示すように、同一の比率を持った凹凸パターンを面積の異なるセルに記録することで、より容易に光散乱性を制御することができる。
【００１７】
図２は、前記アレイを構成する「セル」と「光散乱要素となる凹凸」について概念的に示す説明図である。
図２（ａ）の左側に示される光散乱パターンを観察すると、図２（ａ）の右側に示されるように、アレイ毎に階調（濃淡）の異なるディスプレイとして視覚される。
図２（ａ）に示すパターン内の特定部分は、「３×３」でマトリクス配置されたアレイからなる。
図２（ａ）の左側に示すように、各アレイ内には、光散乱要素となる凹凸が形成された領域により規定される「セル」を有する。
【００１８】
図２（ｂ）にセルを拡大して示すが、左側が輝度の低い（濃）セルで、右側がその４倍の面積を持つ輝度の高い（淡）セルにあたる。
これらは何れも凹凸の比率が同一であるので、面積の大小に対応した光散乱性を示すことになる。
【００１９】
すなわち、図２（ｂ）右側のセル内には、左側のセル内の４倍の数の光散乱要素（８→32）を有しており、右側は左側の４倍の光散乱性を示す。
この原理によりセルの面積を様々に変化させることで様々な光散乱性を有するアレイにより構成されるディスプレイを実現することが可能となる。
【００２０】
同図では、黒く示す光散乱要素が表面上の凸部であり、背景のグレーで示す部分が凹部にあたる説明となっているが、凹凸は逆であっても良いし、凹部と凸部の双方の光散乱要素が混在していても良い。
光散乱要素が形成される数が多く形成される領域の面積が大きいほど、そのセルは輝度の高い（淡）ものとなる。
【００２１】
また、個々の光散乱性の低い光散乱要素を広い面積に記録したり、個々の光散乱性の高い光散乱要素を狭い面積に記録するなど、凹凸比率と面積を様々に変化させることでさらに多くの組み合わせでディスプレイを構成することが可能である。
【００２２】
請求項２は、面積の異なるセルに同一の比率を持った光散乱要素を記録する場合に係る請求項である。各セルに同一の光散乱要素を使用できるため、請求項２のディスプレイが本発明をもっとも容易に実現することができる。
【００２３】
請求項３は、アレイ内のセルが様々な形状を成していることを特徴とする。
本発明では、セルの面積を変えることで光散乱性の度合いを制御するので、図２に示すように、それぞれのセルが相似形を成す必要はなく、どのような形態を成していても同様の効果（階調画像を表示するという効果）を実現することができる。
図３は、請求項３による光散乱パターン（左側）と、視覚されるディスプレイ（右側）の一例を示す説明図である。
視覚される表示は図２の場合と等しいが、実際には、形成するパターンとしては異なっている。
【００２４】
請求項４は、同一の光散乱性を持つアレイを、様々な形状のセルにより実現することを特徴とする。
上述したように、セルの面積と光散乱性の度合いに相関関係があるため、同一の光散乱性を持つアレイを、それぞれ異なるセル形状とするにより実現することができる。
請求項４により、肉眼では確認できないサイズでセル形状を任意に操作しているため、偽造が非常に困難となる。
図４は、請求項４による光散乱パターン（左側）と、視覚されるディスプレイ（右側）の一例を示す説明図である。
個々のセル形状は異なるが、光散乱性が等しいため、均一な階調で視覚される。
【００２５】
請求項５は、光散乱要素の記録されたセルが文字や図柄を構成する外形を成していることを特徴とする。
セルの外形を文字や図柄にすることで、ディスプレイ内にマイクロパターンによる情報の隠蔽を行うことができ、高いセキュリティ効果を発揮することが可能となる。
このような効果は、セル（アレイ）のサイズが肉眼では認識できないほど小さい場合に、一層顕著である。
図５は、請求項５による光散乱パターンの一例を示す説明図である。
【００２６】
請求項６は、内部に回折格子が構成されているアレイを有することを特徴とする。ディスプレイとしては、光散乱によるパターン表示と回折によるパターン表示の双方を実現でき、一層表現の自由度が向上することになる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、凹凸で形成される光散乱パターンにおいて、精巧で多彩な表現を可能とし、一層高度な偽造防止効果と共に、デザインの自由度の向上した光散乱パターンを有するディスプレイが提供される。
【００２８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディスプレイの一例を示す説明図。
【図２】アレイを構成する「セル」と「光散乱要素となる凹凸」について示す説明図。
【図３】請求項３による光散乱パターン（左側）と、視覚されるディスプレイ（右側）の一例を示す説明図。
【図４】請求項４による光散乱パターン（左側）と、視覚されるディスプレイ（右側）の一例を示す説明図。
【図５】請求項５による光散乱パターンの一例を示す説明図。

Claims (1)

1. 基材表面にアレイを配置して表示パターンを構成するディスプレイにおいて、前記アレイは、それぞれの内部に０〜１００％の面積を占めるセルを包含しかつ面積比を同じもしくは変化させて配置し、前記セルは、微細な凹部または凸部からなる複数の光散乱要素を構成単位としかつその面積比が同一又は異なり、前記アレイ内で規定される領域内に前記複数の光散乱要素を形成することにより構成され、前記セルの面積と、それを包含するアレイによる光散乱性とが比例していることを特徴とする光散乱パターンを有するディスプレイ。

Images