JP5176529B2 - 表示体、粘着ラベル、転写箔及びラベル付き物品 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、偽造防止効果、装飾効果及び／又は美的効果を提供する表示技術に関する。

キャッシュカード、クレジットカード及びパスポートなどの認証物品並びに商品券及び株券などの有価証券には、偽造が困難であることが望まれる。そのため、従来から、そのような物品には、その偽造を抑止すべく、偽造又は模造が困難であると共に、偽造品や模造品との区別が容易なラベルが貼り付けられている。

また、近年では、認証物品及び有価証券以外の物品についても、偽造品の流通が問題視されている。そのため、このような物品に、認証物品及び有価証券に関して上述した偽造防止技術を適用する機会が増えている。

このような目的では、従来から、観察角度等に応じた色変化（カラーシフト）を生じるＯＶＤ（ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ｖａｒｉａｂｌｅ ｄｅｖｉｃｅ）などが利用されている。ＯＶＤとしては、例えば、多層膜、ホログラム及び回折格子がある。

多層膜は、光学特性が異なるセラミックや金属を幾重にも積層した構造を有している。多層膜では、各層の光学的厚さを適宜設計することにより、或る波長の光に強め合う干渉を生じさせ、他の波長の光に弱め合う干渉を生じさせることができる。界面間の光路長は観察角度に応じて変化するので、観察角度を変化させると、強め合う干渉を生じる光の波長と弱め合う干渉を生じる光の波長とが変化する。このような原理で、多層膜は、観察角度に応じたカラーシフトを生じる。

ホログラム及び回折格子などの回折構造は、例えば、微細な凹凸パターンからなるか、又は、縞状の屈折率分布が設けられた層からなる。回折構造は、白色光で照明すると、回折光を波長に応じて異なる角度で射出する。回折構造がカラーシフトを生じるのは、この分光作用などのためである。

このように、ＯＶＤ、特に回折構造は、特徴的な視覚効果を有している。そして、回折構造を利用すると、立体画像や虹色に輝く特殊な装飾画像などの複雑な画像を表示させることができる。加えて、以下に説明するように、回折構造は、その製造に高度な技術を要する。

ホログラムは、例えば、体積型ホログラムとレリーフ型ホログラムとに分類することができる。

体積型ホログラムの製造では、感光性樹脂等の記録材料からなる層に３次元的に干渉縞を記録する。体積型ホログラムとしては、リップマンホログラムが一般的に使用されている。

レリーフ型ホログラムの製造では、まず、レーザー光の干渉を利用した光学的撮影方法又は電子線描画などにより、表面に微細な凹凸パターンが設けられた樹脂層を含んだ原版を作製する。次に、この原版から、電鋳等により金属製スタンパを作製する。その後、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等からなる基材の平坦面上に熱可塑性樹脂や光硬化性樹脂等を塗布し、これに先の金属製スタンパを密着させる。この状態で熱や光を与えて樹脂を硬化させ、更に樹脂層から金属性スタンパを剥離することによりレリーフ型ホログラムを得る。

回折格子の製造は、例えば、レリーフ型ホログラムの製造について説明したのと同様の方法により行う。

なお、特許文献１には、回折格子を用いて立体画像を表示する表示体が記載されている。また、特許文献２には、画素構造を採用した表示体が記載されている。回折格子に対する照明光の入射角を固定して回折格子を白色光で照明した場合、この回折格子が表示する色は、回折格子の格子定数、即ち、回折格子を構成している格子線の空間周波数と、観察方向が回折格子の法線に対して為す角度と、格子線が観察方向と回折格子の法線とに平行な平面に対して為す角度とによって決定される。従って、表示体を複数の画素で構成した場合、表示すべき画像の色から、各画素の回折格子に採用すべき構造を特定することができる。このような画素構造を採用すると、表示体の設計が容易になる。

上記の通り、回折構造は、特徴的な視覚効果を提供することができ、その製造に高度な技術を要する。このため、偽造防止効果を期待して、回折構造を含んだ表示体を上述した物品に支持させることがある。また、上記の通り、回折構造は特徴的な視覚効果を提供し得るため、装飾材や絵本及びカタログ等の一般的な印刷物に利用されることもある。
米国特許第５０５８９９２号明細書 特開平６−８２６１２号公報

上述したように、回折構造はその製造に高度な技術を要するが、近年の微細構造の解析技術の向上や微細加工技術の普及に伴い、回折構造を含んだ表示体の偽造が可能となりつつある。即ち、回折構造を含んだ表示体の偽造防止効果は低下しつつある。
また、回折構造を含んだ表示体の普及に伴い、回折構造が提供する視覚効果の特殊性は低下しつつある。

本発明の目的は、偽造が困難であり且つ特殊な視覚効果を提供し得る表示体を実現することにある。

本発明の第１側面によると、表示面に平行な方向に隣り合い、２次元的に配列した複数の凹部又は凸部から各々がなる複数の回折構造を具備し、前記複数の回折構造に対応した複数の表示部のうち、一部の表示部と他の一部の表示部とは、前記複数の凹部又は凸部のピッチ及び／又は配列方向が互いに異なっており、正反射光を観察するべく白色光で照明しながら前記表示面に垂直な方向から観察した場合に同じ明るさに見える黒色乃至灰色を表示し、白色光で照明しながら回折光を観察した場合に、観察者に向けて異なる波長の光を射出して、互いから区別することが可能であることを特徴とする表示体が提供される。

本発明の第２側面によると、第１側面に係る表示体と、前記表示体に前記表示面の裏面側で支持された粘着層とを具備したことを特徴とする粘着ラベルが提供される。

本発明の第３側面によると、第１側面に係る表示体と、前記表示体を前記表示面側で剥離可能に支持した基材とを具備したことを特徴とする転写箔が提供される。

本発明の第４側面によると、第１側面に係る表示体と、前記表示面を観察できるように前記表示体を支持した物品とを具備したことを特徴とするラベル付き物品が提供される。

本発明によると、偽造が困難であり且つ特殊な視覚効果を提供し得る表示体が実現される。

以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の第１態様に係る表示体を概略的に示す平面図である。図２は、図１に示す表示体の一部を拡大して示す斜視図である。図３は、図２に示す表示体のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。

なお、図１では、表示体１０をその表示面側から観察した様子を描いている。他方、図２では、表示体１０のうち破線ＩＩで示した部分をその背面側から観察した様子を描いている。図１乃至図３では、表示面に平行であり且つ互いに直交する方向をＸ方向及びＹ方向とし、表示面に垂直な方向をＺ方向としている。

この表示体１０は、図２及び図３に示すように、レリーフ構造形成層１１０と反射層１２０との積層体を含んでいる。ここでは、一例として、レリーフ構造形成層１１０側を前面側とし且つ反射層１２０側を背面側とする。

レリーフ構造形成層１１０の一方の主面には、凹構造及び／又は凸構造が設けられている。この凹構造及び／又は凸構造については、後で説明する。

レリーフ構造形成層１１０の材料としては、例えば、透明樹脂などの透明材料を使用することができる。例えば、熱可塑性樹脂又は光硬化性樹脂を使用すると、金型を用いた転写により、一方の主面に凹構造及び／又は凸構造が設けられたレリーフ構造形成層１１０を容易に形成することができる。レリーフ構造形成層１１０側を背面側とし且つ反射層１２０側を前面側とする場合、レリーフ構造形成層１１０は光透過性を有している必要はない。

反射層１２０は、レリーフ構造形成層１１０の凹構造及び／又は凸構造が設けられた主面の全体又は一部を被覆している。ここでは、一例として、反射層１２０は、レリーフ構造形成層１１０の凹構造及び／又は凸構造が設けられた主面を被覆していることとする。

反射層１２０のレリーフ構造形成層１１０側の主面には、レリーフ構造形成層１１０に設けられている凹構造及び／又は凸構造に対応した凸構造及び／又は凹構造が設けられている。

反射層１２０としては、例えば、金属層を使用することができる。この金属層の材料としては、例えば、アルミニウム、銀、又はそれらの合金を使用することができる。

レリーフ構造形成層１１０及び反射層１２０の一方は、省略することができる。但し、表示体１０がレリーフ構造形成層１１０及び反射層１２０の双方を含んでいる場合、これらの一方を省略した場合と比較して、界面の損傷を生じ難く、表示体１０に視認性がより優れた画像を表示させることができる。

レリーフ構造形成層１１０の反射層１２０側の主面は、複数の凸部１１０ａが設けられた領域と、複数の凸部１１０ｂが設けられた領域と、図示しない複数の溝が設けられた領域と、凹凸構造が設けられていない領域とを含んでいる。

表示体１０のうち、複数の凸部１１０ａが設けられた領域に対応した部分と複数の凸部１１０ｂが設けられた領域に対応した部分とは、それぞれ、図１に示す表示部ＤＰ１及びＤＰ２である。表示体１０のうち、複数の溝が設けられた領域に対応した部分は、表示部ＤＰ３ａ及びＤＰ３ｂである。表示体１０のうち、凹凸構造が設けられていない領域に対応した部分は、表示部ＤＰ４である。表示部ＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３ａ、ＤＰ３ｂ及びＤＰ４は、表示面に平行な方向に隣り合っている。

凸部１１０ａは、円錐形状を有している。図３では、凸部１１０ａの表示面に垂直な方向、即ちＺ方向の寸法を、高さＬ１として示している。

凸部１１０ａは、２次元的に配列しており、回折構造を形成している。凸部１１０ａは、Ｘ方向とＹ方向とに沿ってピッチＰ１で配列しており、正方格子を形成している。凸部１１０ａは、正方格子以外の格子を形成していてもよい。例えば、凸部１１０ａは、三角格子を形成していてもよい。

凸部１１０ｂは、円錐形状を有している。図３では、凸部１１０ｂの表示面に垂直な方向、即ちＺ方向の寸法を、高さＬ２として示している。

高さＬ２は、高さＬ１と比較してより小さい。凸部１１０ｂの最大径は、凸部１１０ａの最大径と等しい。高さＬ１と高さＬ２との差は、例えば３０ｎｍ乃至６００ｎｍの範囲内にある。凸部１１０ａの最大径に対する高さＬ１の比と凸部１１０ｂの最大径に対する高さＬ２の比との各々は、例えば、０．５乃至３の範囲内にある。

凸部１１０ｂは、２次元的に配列しており、回折構造を形成している。凸部１１０ｂは、Ｘ方向とＹ方向とに沿ってピッチＰ２で配列しており、正方格子を形成している。

ピッチＰ１及びＰ２の各々は、例えば、２００ｎｍ乃至４００ｎｍの範囲内にある。ピッチＰ２は、ピッチＰ１と比較してより大きい。ピッチＰ２とピッチＰ１との差は、例えば１０ｎｍ以上である。

凸部１１０ｂの配列方向は、凸部１１０ａの配列方向と同一であってもよく、異なっていてもよい。凸部１１０ｂは、正方格子以外の格子を形成していてもよい。例えば、凸部１１０ｂは、三角格子を形成していてもよい。

表示部ＤＰ３ａ及びＤＰ３ｂの各々において、レリーフ構造形成層１１０の先の主面に設けられた溝は回折格子を形成している。これら回折格子は、同一の構造を有していてもよく、異なる構造を有していてもよい。表示部ＤＰ３ａ及びＤＰ３ｂの各々において、溝のピッチ、即ち格子定数は、例えば５００ｎｍ乃至３０００ｎｍの範囲内にある。

この表示体１０は、その前面を白色光で照明した場合、例えば、以下に説明する画像を表示する。

図４は、白色光で照明しながら表示面に垂直な方向から観察した場合に図１乃至図３に示す表示体が表示する画像の一例を概略的に示す平面図である。

上記の通り、表示部ＤＰ１においては、レリーフ構造形成層１１０と反射層１２０との界面は、２次元的に配列した微細な凸部１１０ａを含んでいる。そのため、表示部ＤＰ１に入射した光の多くは、レリーフ構造形成層１１０と反射層１２０との界面で複数回反射される。その結果、入射光の多くは吸収され、表示部ＤＰ１は、表示面に垂直な方向に反射光を射出しないか又は弱い反射光を射出する。それゆえ、表示部ＤＰ１は、黒色乃至灰色を表示する。

表示部ＤＰ２において、レリーフ構造形成層１１０と反射層１２０との界面は、２次元的に配列した微細な凸部１１０ｂを含んでいる。上記の通り、凸部１１０ｂと凸部１１ａとは最大径が等しく、凸部１１０ｂの高さＬ２は凸部１１０ａの高さＬ１と比較してより小さい。即ち、凸部１１０ｂは、凸部１１０ａと比較して最大径に対する高さの比がより小さい。加えて、凸部１１０ｂのピッチＰ２は、凸部１１０ａのピッチＰ１と比較してより大きい。

凸部の最大径に対する高さの比を小さくすると、入射光が先の界面によって反射される回数が減少する。また、凸部のピッチを大きくすると、入射光が先の界面によって反射される回数が減少する。従って、表示部ＤＰ２は、入射光の多くを吸収するものの、表示部ＤＰ１と比較してより強い反射光を表示面に垂直な方向に射出する。それゆえ、表示部ＤＰ２は、表示部ＤＰ１と比較してより明るい黒色乃至灰色を表示する。

表示部ＤＰ３ａ及びＤＰ３ｂの各々において、レリーフ構造形成層１１０と反射層１２０との界面は、複数の溝からなる回折格子を含んでいる。従って、表示部ＤＰ３ａ及びＤＰ３ｂの各々は、分光色を表示する。

表示部ＤＰ４では、レリーフ構造形成層１１０と反射層１２０との界面は平坦である。従って、正反射光を観察可能な場合には、表示部ＤＰ４は白色を表示する。

このように、表示部ＤＰ１及びＤＰ２は、明度が異なる黒色乃至灰色を表示する。従って、表示体１０に、無彩色の諧調を表現させることができる。

そして、この階調数は、凸部の高さ及び／又はピッチが異なること以外は表示部ＤＰ１及びＤＰ２と同様の構造を有している表示部を更に設けることによって増やすことができる。即ち、黒色インキを用いた印刷と同様に、無彩色の階調画像を表示体１０に表示させることができる。

なお、用語「無彩色」とは、彩度が約０．７５以下の色（黒、暗い灰色、灰色、明るい灰色、うすい灰色、白）を意味している。また、「黒色乃至灰色」は、ＪＩＳ Ｚ ８１０２における彩度が約０．７５以下であり且つ明度が約６．５以下の色（黒、暗い灰色、灰色）を意味している。

また、表示部ＤＰ１及びＤＰ２が表示する画像は、黒色インキからなる印刷パターンが表示する画像とは異なり、表示部ＤＰ１及びＤＰ２からの回折光を観察可能な条件のもとで着色する。従って、この表示色の変化を観察することにより、表示部ＤＰ１及びＤＰ２に特殊な構造を採用していることが分かる。

このように、表示部ＤＰ１及びＤＰ２について上述した構造を採用すると、特殊な視覚効果を実現することができる。また、凸部１１０ａ及び１１０ｂは微細であるため、不正を行う者にとって、それらの構造解析は難しい。そして、それらの構造を解析できたとしても、この微細構造を再現することは極めて困難である。即ち、この表示体１０は、偽造が困難であり且つ特殊な視覚効果を提供する。

ピッチＰ１及びＰ２を所定の範囲内とすると、以下に説明する極めて特殊な条件でのみ、表示部ＤＰ１及びＤＰ２からの回折光を観察可能とすることができる。従って、表示部ＤＰ１及びＤＰ２に表示部ＤＰ１及びＤＰ２が特殊な構造を採用していることを悟られ難くすることができる。

図５及び図６は、図１乃至図３に示す表示体による反射及び回折を概略的に示す図である。図５は、表示部ＤＰ１における反射及び回折を示している。図６は、表示部ＤＰ２における反射及び回折を示している。

図５及び図６では、光源ＬＳは、表示体１０の表示面に対して斜めに照明光としての白色光Ｌ_Ｉを照射している。先の説明から明らかなように、表示部ＤＰ１は、表示部ＤＰ２と比較して反射率がより小さい。従って、表示部ＤＰ１が射出する正反射光Ｌ_Ｒ１は、表示部ＤＰ２が射出する正反射光Ｌ_Ｒ２と比較してより弱い。

また、表示面の法線に対して正反射光の進行方向が為す角度を正の角度とすると、ピッチＰ１及びＰ２が可視光域の最短波長と比較して小さい場合、例えば４００ｎｍ以下である場合、回折光は正の角度範囲には射出されない。そして、ピッチＰ１及びＰ２が十分に大きい場合、例えば２００ｎｍ以上である場合、表示部ＤＰ１からの回折光Ｌ_Ｄ１及び表示部ＤＰ２からの回折光Ｌ_Ｄ２は負の角度範囲に射出される。なお、ピッチＰ１及びＰ２は互いに異なっているので、同じ回折角で射出される回折光Ｌ_Ｄ１及びＬ_Ｄ２は、波長が互いに異なっている。

従って、正の角度範囲に射出される光を観察する観察者ＶＷ１は、回折光Ｌ_Ｄ１及びＬ_Ｄ２を知覚することなしに、正反射光Ｌ_Ｒ１及びＬ_Ｒ２のみを知覚する。それゆえ、この観察者ＶＷ１には、表示部ＤＰ１は黒色乃至灰色に見え、表示部ＤＰ２はより明るい黒色乃至灰色に見える。

他方、負の角度範囲に射出される光を観察する観察者ＶＷ２は、正反射光Ｌ_Ｒ１及びＬ_Ｒを知覚することなしに、回折光Ｌ_Ｄ１及びＬ_Ｄ２のみを知覚する。それゆえ、この観察者ＶＷ２には、表示部ＤＰ１及びＤＰ２は互いに異なる有彩色に見える。

表示部ＤＰ１及びＤＰ２に特殊な構造を採用していることを知らない観察者は、多くの場合、負の角度範囲に射出される光を観察しようとはせず、正の角度範囲に射出される光を観察しようとする筈である。従って、ピッチＰ１及びＰ２を所定の範囲内とすると、表示部ＤＰ１及びＤＰ２に表示部ＤＰ１及びＤＰ２が特殊な構造を採用していることを悟られ難くすることができる。

また、通常、観察者ＶＷ１は表示部ＤＰ３ａ及びＤＰ３ｂからの回折光を知覚するが、観察者ＶＷ２は表示部ＤＰ３ａ及びＤＰ３ｂからの回折光を知覚できない。即ち、表示部ＤＰ３ａ及びＤＰ３ｂからの回折光を知覚できる観察条件では、表示部ＤＰ１及びＤＰ２からの回折光Ｌ_Ｄ１及びＬ_Ｄ２は知覚できず、表示部ＤＰ１及びＤＰ２からの回折光Ｌ_Ｄ１及びＬ_Ｄ２を知覚できる観察条件では、表示部ＤＰ３ａ及びＤＰ３ｂからの回折光は知覚できない。このように、表示部ＤＰ１及びＤＰ２と表示部ＤＰ３ａ及び／又はＤＰ３ｂとを組み合わせると、より特殊な視覚効果を実現できる。

例えば、凸部１１０ａの高さＬ１及び最大径をそれぞれ４００ｎｍ及び３００ｎｍとし、凸部１１０ｂの高さＬ２及び最大径をそれぞれ２５０ｎｍ及び３００ｎｍとし、ピッチＰ１及びＰ２をそれぞれ３００ｎｍ及び３５０ｎｍとする。表示部ＤＰ３ａ及びＤＰ３ｂの各々に設ける回折格子の格子定数は１５００ｎｍとし、それらの格子線の長さ方向はＸ方向に平行とする。そして、レリーフ構造形成層１１０の材料として屈折率が１．５の透明樹脂を使用し、反射層１２０は蒸着によって形成したアルミニウム層であるとする。更に、レリーフ構造形成層１１０による光吸収はゼロであるとする。

この場合、Ｘ方向に垂直であり且つＺ方向に対して２０°の角度を為す方向から表示体１０を白色光で照明して正反射光を観察すると、表示部ＤＰ１は１０％以下の反射率を示して黒色を表示し、表示部ＤＰ２は２０％乃至３０％の反射率を示して灰色を表示する。そして、表示部ＤＰ４は９０％の反射率を示して白色を表示する。

観察角度を正反射方向から、Ｚ方向（０°）に移すと、表示部ＤＰ１及びＤＰ２の反射率の変化は少ないのに対し、表示部ＤＰ３ａ及びＤＰ３ｂでは回折光により緑色を表示し、表示部ＤＰ４は黒色を表示する。

また、Ｘ方向に垂直であり且つＺ方向に対して４０°の角度を為す方向から表示体１０を白色光で照明し、表示体１０が負の角度範囲内であってＸ方向に垂直であり且つＺ方向に対して５６°の角度を為す方向に射出する光を観察すると、表示部ＤＰ１は波長が４４２ｎｍの回折光を射出して青色を表示し、表示部ＤＰ２は波長が５１５ｎｍの回折光を射出して緑色を射出する。そして、表示部ＤＰ３ａ及びＤＰ３ｂは回折光を射出せずに黒色を表示し、表示部ＤＰ４も黒色を表示する。

この表示体１０では、上記のように、凸部１１０ａの高さＬ１と凸部１１０ｂの高さＬ２とを相違させ、これにより、表示部ＤＰ１と表示部ＤＰ２とに反射率の相違を生じさせている。高さＬ１と高さＬ２との差を小さくすると、表示部ＤＰ１の反射率と表示部ＤＰ２の反射率との差が小さくなり、それらの明るさの相違を知覚することが難しくなる。

図７は、凸部の高さと反射率との関係の一例を示すグラフである。図中、横軸は凸部の高さを示し、縦軸は反射率を示している。

図７には、円錐形状の凸部が正方格子状に設けられたアルミニウムからなる反射面について、ＦＤＴＤ（ｆｉｎｉｔｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ）法による反射率シミュレーションを行うことにより得られたデータを示している。このシミュレーションによると、凸部の高さを約３５０ｎｍ以下とすると反射率は５％を超え、凸部の高さが３５０ｎｍ以下の範囲内では、高さを３０ｎｍ以上変化させると、明るさの相違を知覚できる３％以上の反射率の差を生じている。従って、高さＬ１と高さＬ２とを相違させて表示部ＤＰ１と表示部ＤＰ２とに反射率の相違を生じさせる場合、典型的には、それらの差を３０ｎｍ以上とする。

また、図７に示すデータの外挿から、凸部の高さを６００ｎｍ程度とすると、反射率はほぼ０％となると見込まれる。そして、凸部の高さを高くすると、レリーフ構造の転写が難しくなる。従って、典型的には、高さＬ１及びＬ２は６００ｎｍ以下とする。

この表示体１０では、凸部１１０ａのＰ１と凸部１１０ｂのピッチＰ２とを相違させ、これにより、表示部ＤＰ１が有る方向に射出する回折光の波長と表示部ＤＰ２が先の方向に射出する回折光の波長とを異ならしめている。それら波長の差を小さくすると、回折光の色の相違に基いて表示部ＤＰ１と表示部ＤＰ２とを互いから区別することが難しくなる。一般に、可視光領域の短波長側では波長が１５ｎｍ以上異なっていれば、色の相違を知覚できる。従って、典型的には、ピッチＰ１及びＰ２は１０ｎｍ以上とする。（長波長側（赤）ではもっと波長が変わらないと、人は知覚出来ません）
凸部１１０ａのＰ１と凸部１１０ｂのピッチＰ２とを相違させる代わりに、又は、凸部１１０ａのＰ１と凸部１１０ｂのピッチＰ２とを相違させるのに加えて、凸部１１０ａの配列方向と凸部１１０ｂの配列方向とを異ならしめてもよい。このような構造を採用した場合も、表示部ＤＰ１が或る方向に射出する回折光の波長と表示部ＤＰ２が先の方向に射出する回折光の波長とを異ならしめることができる。

図８は、本発明の第２態様に係る表示体を概略的に示す平面図である。図９は、図８に示す表示体のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。なお、図８では、表示体１０をその表示面側から観察した様子を描いている。

この表示体１０は、以下の構成を採用したこと以外は、図１乃至図４を参照しながら説明した表示体１０と同様の構造を有している。即ち、この表示体１０では、表示部ＤＰ３ａ、ＤＰ３ｂ及びＤＰ４を省略している。そして、この表示体１０では、凸部１１０ａのピッチＰ１と凸部１１０ｂのピッチＰ２とを等しくしている。

白色光で照明しながらこの表示体１０を表示面に垂直な方向から観察した場合、図１乃至図４を参照しながら説明した表示体１０と同様に、表示部ＤＰ１は黒色乃至灰色を表示し、表示部ＤＰ２はより明るい黒色乃至灰色を表示する。従って、この観察条件のもとでは、表示部ＤＰ１と表示部ＤＰ２とを互いから区別することができる。

これに対し、この表示体１０を白色光で照明しながら回折光を観察した場合、表示部ＤＰ１と表示部ＤＰ２とは観察者に向けて同じ波長の光を射出する。それゆえ、この観察条件のもとでは、表示部ＤＰ１と表示部ＤＰ２とを互いから区別することは不可能又は困難である。即ち、この観察条件のもとでは、表示部ＤＰ１と表示部ＤＰ２とは単一の画像を表示する。

このように、凸部１１０ａの高さＨ１と凸部１１０ｂの高さＨ２とを異ならしめ且つ凸部１１０ａのピッチＰ１と凸部１１０ｂのピッチＰ２とを等しくすると、正反射光を観察する条件から回折光を観察する条件へと観察条件を切り替えることにより、表示体１０が表示する画像の色だけでなく、表示体１０が表示する画像のパターンも変化させることができる。従って、この表示体１０も、偽造が困難であり且つ特殊な視覚効果を提供する。

また、上述した画像のパターン変化は、例えば、以下の目的で利用可能である。例えば、或る情報の一部を表示部ＤＰ１に担持させ、その情報の残りを表示部ＤＰ２に担持させる。こうすると、正反射光を観察するときには先の情報の読み取りを困難とし、回折光を観察するときには先の情報の読み取りを容易にすることができる。特に、図５及び図６を参照しながら説明したように、回折光が負の角度範囲のみに射出されるようにピッチＰ１及びＰ２を設定すれば、表示体１０に先の情報が記録されていることを悟られ難くすることができる。即ち、表示部ＤＰ１と表示部ＤＰ２とで潜像を構成することができる。

上述した画像のパターン変化の具体例を以下に記載する。
例えば、凸部１１０ａの高さＬ１及び最大径をそれぞれ４００ｎｍ及び３００ｎｍとし、凸部１１０ｂの高さＬ２及び最大径をそれぞれ２５０ｎｍ及び３００ｎｍとし、ピッチＰ１及びＰ２の各々を３００ｎｍとする。そして、レリーフ構造形成層１１０の材料として屈折率が１．５の透明樹脂を使用し、反射層１２０は蒸着によって形成したアルミニウム層であるとする。更に、レリーフ構造形成層１１０による光吸収はゼロであるとする。

この場合、Ｘ方向に垂直であり且つＺ方向に対して２０°の角度を為す方向から表示体１０を白色光で照明して正反射光を観察すると、表示部ＤＰ１は１０％以下の反射率を示して黒色を表示し、表示部ＤＰ２は２０％乃至３０％の反射率を示して灰色を表示する。

また、Ｘ方向に垂直であり且つＺ方向に対して４０°の角度を為す方向から表示体１０を白色光で照明し、表示体１０が負の角度範囲内であってＸ方向に垂直であり且つＺ方向に対して５６°の角度を為す方向に射出する光を観察すると、表示部ＤＰ１及びＤＰ２の各々は波長が４４２ｎｍの回折光を射出して青色を表示する。

図１０は、本発明の第３態様に係る表示体を概略的に示す断面図である。
この表示体１０は、以下の構成を採用したこと以外は、図１乃至図４を参照しながら説明した表示体１０と同様の構造を有している。即ち、この表示体１０では、表示部ＤＰ３ａ、ＤＰ３ｂ及びＤＰ４を省略している。そして、この表示体１０では、凸部１１０ａの高さＬ１と凸部１１０ｂの高さＬ２とを等しくし、凸部１１０ｂの最大径を凸部１１０ａの最大径と比較してより大きくしている。

白色光で照明しながらこの表示体１０を表示面に垂直な方向から観察した場合、図１乃至図４を参照しながら説明した表示体１０とは異なり、表示部ＤＰ１及びＤＰ２は明度がほぼ等しい黒色乃至灰色を表示する。従って、この観察条件のもとでは、表示部ＤＰ１と表示部ＤＰ２とを互いから区別することは不可能又は困難である。即ち、この観察条件のもとでは、表示部ＤＰ１と表示部ＤＰ２とは単一の画像を表示する。なお、正反射光を観察したときに表示部ＤＰ１と表示部ＤＰ２との互いからの区別を不可能又は困難とするには、表示部ＤＰ１と表示部ＤＰ２との反射率の差を、例えば５％以下とし、典型的には３％未満とする。

そして、この表示体１０を白色光で照明しながら回折光を観察した場合、図１乃至図４を参照しながら説明した表示体１０と同様に、表示部ＤＰ１と表示部ＤＰ２とは観察者に向けて異なる波長の光を射出する。それゆえ、この観察条件のもとでは、表示部ＤＰ１と表示部ＤＰ２とを互いから区別することが可能である。

このように、凸部１１０ａの高さＨ１と凸部１１０ｂの高さＨ２とを等しくし且つ凸部１１０ａのピッチＰ１と凸部１１０ｂのピッチＰ２とを異ならしめると、正反射光を観察する条件から回折光を観察する条件へと観察条件を切り替えることにより、表示体１０が表示する画像の色だけでなく、表示体１０が表示する画像のパターンも変化させることができる。従って、この表示体１０も、偽造が困難であり且つ特殊な視覚効果を提供する。

また、上述した画像のパターン変化は、例えば、以下の目的で利用可能である。例えば、或る情報を表示部ＤＰ１に担持させる。こうすると、正反射光を観察するときには先の情報の読み取りを不可能又は困難とし、回折光を観察するときには先の情報の読み取りを容易にすることができる。特に、図５及び図６を参照しながら説明したように、回折光が負の角度範囲のみに射出されるようにピッチＰ１及びＰ２を設定すれば、表示体１０に先の情報が記録されていることを悟られ難くすることができる。即ち、表示部ＤＰ１と表示部ＤＰ２とで潜像を構成することができる。

上述した画像のパターン変化の具体例を以下に記載する。
例えば、凸部１１０ａの高さＬ１及び最大径をそれぞれ４００ｎｍ及び３００ｎｍとし、凸部１１０ｂの高さＬ２及び最大径をそれぞれ４００ｎｍ及び４００ｎｍとし、ピッチＰ１及びＰ２をそれぞれ３００ｎｍ及び４００ｎｍとする。そして、レリーフ構造形成層１１０の材料として屈折率が１．５の透明樹脂を使用し、反射層１２０は蒸着によって形成したアルミニウム層であるとする。更に、レリーフ構造形成層１１０による光吸収はゼロであるとする。

この場合、Ｘ方向に垂直であり且つＺ方向に対して２０°の角度を為す方向から表示体１０を白色光で照明して正反射光を観察すると、表示部ＤＰ１及びＤＰ２の各々は１０％以下の反射率を示して黒色を表示する。

また、Ｘ方向に垂直であり且つＺ方向に対して４０°の角度を為す方向から表示体１０を白色光で照明し、表示体１０が負の角度範囲内であってＸ方向に垂直であり且つＺ方向に対して５６°の角度を為す方向に射出する光を観察すると、表示部ＤＰ１は波長が４４２ｎｍの回折光を射出して青色を表示し、表示部ＤＰ２は波長が５８８ｎｍの回折光を射出して黄色を表示する。

上述した表示体１０は、例えば、偽造防止用又は識別用ラベルとして使用することができる。表示体１０は偽造又は模造が困難であるため、このラベルを物品に支持させた場合、真正品であるこのラベル付き物品の偽造又は模造も困難である。また、このラベルは上述した視覚効果を有しているため、真正品であるかが不明の物品を真正品と非真正品との間で判別することも容易である。

図１１は、偽造防止用又は識別用ラベルを物品に支持させてなるラベル付き物品の一例を概略的に示す平面図である。

図１１には、ラベル付き物品の一例として、印刷物を描いている。この印刷物は、ＩＤ（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）カードであって、印刷物本体２０を含んでいる。

印刷物本体２０は、基材２１０を含んでいる。基材２１０は、例えば、プラスチックからなる。基材２１０上には、印刷層２２０が形成されている。基材２１０の印刷層２２０が形成された面には、上述した表示体１０が例えば粘着層を介して固定されている。表示体１０は、例えば、粘着層又は接着層を介して貼りつけることにより、基材２１０に固定する。

この印刷物は、表示体１０を含んでいる。それゆえ、この印刷物の偽造又は模造は困難である。また、この印刷物は、表示体１０を含んでいるので、真正品であるかが不明の物品を真正品と非真正品との間で判別することも容易である。しかも、この印刷物は、表示体１０に加えて、印刷層２２０を更に含んでいるため、これを利用した偽造防止対策を採用することができる。

なお、図１１には、表示体１０を含んだ印刷物としてＩＤカードを例示しているが、表示体１０を含んだ印刷物は、これに限られない。例えば、表示体１０を含んだ印刷物は、磁気カード、無線カード及びＩＣ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）カードなどの他のカードであってもよい。或いは、表示体１０を含んだ印刷物は、商品券及び株券などの有価証券であってもよい。或いは、表示体１０を含んだ印刷物は、真正品であることが確認されるべき物品に取り付けられるべきタグであってもよい。或いは、表示体１０を含んだ印刷物は、真正品であることが確認されるべき物品を収容する包装体又はその一部であってもよい。

また、図１に示す印刷物１００では、表示体１０を基材２０に貼り付けているが、表示体１０は、他の方法で基材に支持させることができる。例えば、基材として紙を使用した場合、表示体１０を紙に漉き込み、表示体１０に対応した位置で紙を開口させてもよい。或いは、基材として光透過性の材料を使用する場合、その内部に表示体１０を埋め込んでもよく、基材の裏面、即ち表示面とは反対側の面に表示体１０を固定してもよい。

また、ラベル付き物品は、印刷物でなくてもよい。即ち、印刷層を含んでいない物品に表示体１０を支持させてもよい。例えば、表示体１０は、美術品などの高級品に支持させてもよい。

表示体１０は、偽造防止以外の目的で使用してもよい。例えば、表示体１０は、玩具、学習教材又は装飾品等としても利用することができる。

これらのラベル付き物品の製造には、例えば、粘着ラベル又は転写箔を利用することができる。

図１２は、粘着ラベルの一例を概略的に示す断面図である。
この粘着ラベルは、上述した表示体１０と粘着層３０とを含んでいる。粘着層３０は、表示体１０にその表示面の裏面側で支持されている。即ち、粘着層３０は、表示体１０の表示面の裏面を被覆している。粘着ラベルは、粘着層３０を剥離可能に被覆する剥離紙を更に含んでいてもよい。

図１３は、転写箔の一例を概略的に示す断面図である。
この転写箔は、上述した表示体１０と基材４０と接着層５０とを含んでいる。この例では、表示体１０は、レリーフ構造形成層１１０及び反射層１２０に加え、剥離保護層１３０を更に含んでいる。剥離保護層１３０は省略することができる。

基材４０は、表示体１０をその表示面側で剥離可能に支持している。基材４０は、例えば樹脂フィルムからなる。

接着層５０は、表示体１０の表示面の裏面を被覆している。接着層５０は、例えば熱可塑性樹脂からなる。接着層５０は、省略してもよい。

上述した表示体１０には、様々な変形が可能である。例えば、先の表示体１０は、２次元的に配列した複数の凸部からなる回折構造を含んだ表示部として、２つの表示部ＤＰ１及びＤＰ２のみを含んでいるが、表示体１０は、このような表示部を３つ以上含んでいてもよい。

また、ここでは、凸部１１０ａ及び１１０ｂが円錐形状である例を説明したが、それら凸部の形状は円錐形状に限られない。

図１４乃至図１８は、凸部に採用可能な構造の例を概略的に示す斜視図である。
凸部１１０ａ及び１１０ｂは、柱状であってもよい。例えば、凸部１１０ａ及び１１０ｂは、図１４に示す凸部１１０ａｂのように円柱形状を有していてもよく、角柱形状を有していてもよい。

或いは、凸部１１０ａ及び１１０ｂは、截頭錐体形状を有していてもよい。例えば、凸部１１０ａ及び１１０ｂは、図１５に示す凸部１１０ａｂのように截頭円錐形状を有していてもよく、截頭角錐形状を有していてもよい。

或いは、凸部１１０ａ及び１１０ｂは、錐体形状を有していてもよい。例えば、凸部１１０ａ及び１１０ｂは、図１６に示す凸部１１０ａｂのように角錐形状を有していてもよく、円錐形状を有していてもよい。

或いは、凸部１１０ａ及び１１０ｂは、錐体と柱体とを組み合わせた形状を有していてもよい。例えば、凸部１１０ａ及び１１０ｂは、図１７に示す凸部１１０ａｂのように円錐と円柱とを組み合わせた形状を有していてもよく、角錐と角柱とを組み合わせた形状を有していてもよい。

或いは、凸部１１０ａ及び１１０ｂは、半球体、半楕円体又はそれらを変形させた形状を有していてもよい。例えば、凸部１１０ａ及び１１０ｂは、図１８に示す凸部１１０ａｂのように椀形状を有していてもよく、半球体形状を有していてもよく、半回転楕円体形状を有していてもよく、弾丸形状を有していてもよい。

レリーフ構造形成層１１０には、凸部１１０ａ及び１１０ｂの代わりに、凹部を設けてもよい。

図１９は、表示体の一変形例を概略的に示す斜視図である。
なお、図１９では、表示体１０の一部をその背面側から観察した様子を描いている。

この表示体１０は、レリーフ構造形成層１１０に、凸部１１０ａ及び１１０ｂの代わりに凹部が設けられていること以外は先に説明した表示体１０と同様である。このように、凸部１１０ａ及び１１０ｂの代わりに凹部を設けた場合も、上述した効果を得ることができる。
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
[１]表示面に平行な方向に隣り合い、２次元的に配列した複数の凹部又は凸部から各々がなる複数の回折構造を具備し、前記複数の回折構造に対応した複数の表示部のうち、一部の表示部と他の一部の表示部とは、前記複数の凹部又は凸部の形状及び／又は寸法が互いに異なっており、白色光で照明しながら前記表示面に垂直な方向から観察した場合に異なる明るさに見える黒色乃至灰色を表示することを特徴とする表示体。
[２]前記一部の表示部と前記他の一部の表示部とは、前記複数の凹部又は凸部の前記表示面に垂直な方向の寸法が互いに異なっていることを特徴とする項１に記載の表示体。
[３]前記一部の表示部と前記他の一部の表示部とは、前記複数の凹部又は凸部のピッチ及び／又は配列方向が互いに異なっていることを特徴とする項２に記載の表示体。
[４]前記一部の表示部と前記他の一部の表示部とは、前記複数の凹部又は凸部のピッチ及び配列方向の各々が互いに等しいことを特徴とする項２に記載の表示体。
[５]表示面に平行な方向に隣り合い、２次元的に配列した複数の凹部又は凸部から各々がなる複数の回折構造を具備し、前記複数の回折構造に対応した複数の表示部のうち、一部の表示部と他の一部の表示部とは、前記複数の凹部又は凸部のピッチ及び／又は配列方向が互いに異なっており、白色光で照明しながら前記表示面に垂直な方向から観察した場合に同じ明るさに見える黒色乃至灰色を表示することを特徴とする表示体。
[６]前記一部の表示部と前記他の一部の表示部とは、前記複数の凹部又は凸部の形状及び寸法の各々が互いに等しいことを特徴とする項５に記載の表示体。
[７]前記一部の表示部が含んでいる前記複数の凹部又は凸部と前記他の一部の表示部が含んでいる前記複数の凹部又は凸部とはピッチの差が１０ｎｍ以上であることを特徴とする項１乃至３、５及び６の何れか１項に記載の表示体。
[８]前記一部の表示部が含んでいる前記複数の凹部又は凸部と前記他の一部の表示部が含んでいる前記複数の凹部又は凸部とは前記表示面に垂直な方向の寸法の差が３０ｎｍ以上であることを特徴とする項１乃至５及び７の何れか１項に記載の表示体。
[９]前記一部の表示部が含んでいる前記複数の凹部又は凸部と前記他の一部の表示部が含んでいる前記複数の凹部又は凸部とは前記表示面に垂直な方向の寸法の差が６００ｎｍ以下であることを特徴とする項１乃至５、７及び８の何れか１項に記載の表示体。
[１０]前記一部の表示部及び前記他の一部の表示部の各々が含んでいる前記複数の凹部又は凸部のピッチは２００ｎｍ乃至４００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする項１乃至９の何れか１項に記載の表示体。
[１１]項１乃至１０の何れか１項に記載の表示体と、前記表示体に前記表示面の裏面側で支持された粘着層とを具備したことを特徴とする粘着ラベル。
[１２]項１乃至１０の何れか１項に記載の表示体と、前記表示体を前記表示面側で剥離可能に支持した基材とを具備したことを特徴とする転写箔。
[１３]項１乃至１０の何れか１項に記載の表示体と、前記表示面を観察できるように前記表示体を支持した物品とを具備したことを特徴とするラベル付き物品。

本発明の第１態様に係る表示体を概略的に示す平面図。 図１に示す表示体の一部を拡大して示す斜視図。 図２に示す表示体のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図。 白色光で照明しながら表示面に垂直な方向から観察した場合に図１乃至図３に示す表示体が表示する画像の一例を概略的に示す平面図。 図１乃至図３に示す表示体による反射及び回折を概略的に示す図。 図１乃至図３に示す表示体による反射及び回折を概略的に示す図。 凸部の高さと反射率との関係の一例を示すグラフ。 本発明の第２態様に係る表示体を概略的に示す平面図。 図８に示す表示体のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図。 本発明の第３態様に係る表示体を概略的に示す断面図。 偽造防止用又は識別用ラベルを物品に支持させてなるラベル付き物品の一例を概略的に示す平面図。 粘着ラベルの一例を概略的に示す断面図。 転写箔の一例を概略的に示す断面図。 凸部に採用可能な構造の例を概略的に示す斜視図。 凸部に採用可能な構造の例を概略的に示す斜視図。 凸部に採用可能な構造の例を概略的に示す斜視図。 凸部に採用可能な構造の例を概略的に示す斜視図。 凸部に採用可能な構造の例を概略的に示す斜視図。 表示体の一変形例を概略的に示す斜視図。

符号の説明

１０…表示体、２０…印刷物本体、３０…粘着層、４０…基材、５０…接着層、１１０…レリーフ構造形成層、１１０ａ…凸部、１１０ｂ…凸部、１１０ａｂ…凸部、１２０…反射層、１３０…剥離保護層、２１０…基材、２２０…印刷層、ＤＰ１…表示部、ＤＰ２…表示部、ＤＰ３ａ…表示部、ＤＰ３ｂ…表示部、ＤＰ４…表示部、Ｌ_Ｄ１…回折光、Ｌ_Ｄ２…回折光、Ｌ_Ｉ…照明光、Ｌ_Ｒ１…反射光、Ｌ_Ｒ２…反射光、ＬＳ…光源、ＶＷ１…観察者、ＶＷ２…観察者。

Claims (9)

1. 表示面に平行な方向に隣り合い、２次元的に配列した複数の凹部又は凸部から各々がなる複数の回折構造を具備し、前記複数の回折構造に対応した複数の表示部のうち、一部の表示部と他の一部の表示部とは、前記複数の凹部又は凸部のピッチ及び／又は配列方向が互いに異なっており、正反射光を観察するべく白色光で照明しながら前記表示面に垂直な方向から観察した場合に同じ明るさに見える黒色乃至灰色を表示し、白色光で照明しながら回折光を観察した場合に、観察者に向けて異なる波長の光を射出して、互いから区別することが可能であることを特徴とする表示体。
2. 前記一部の表示部と前記他の一部の表示部とは、前記複数の凹部又は凸部の形状及び寸法の各々が互いに等しいことを特徴とする請求項１に記載の表示体。
3. 前記一部の表示部が含んでいる前記複数の凹部又は凸部と前記他の一部の表示部が含んでいる前記複数の凹部又は凸部とはピッチの差が１０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示体。
4. 前記一部の表示部が含んでいる前記複数の凹部又は凸部と前記他の一部の表示部が含んでいる前記複数の凹部又は凸部とは前記表示面に垂直な方向の寸法の差が３０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１又は３に記載の表示体。
5. 前記一部の表示部が含んでいる前記複数の凹部又は凸部と前記他の一部の表示部が含んでいる前記複数の凹部又は凸部とは前記表示面に垂直な方向の寸法の差が６００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１、３及び４の何れか１項に記載の表示体。
6. 前記一部の表示部及び前記他の一部の表示部の各々が含んでいる前記複数の凹部又は凸部のピッチは２００ｎｍ乃至４００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の表示体。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の表示体と、前記表示体に前記表示面の裏面側で支持された粘着層とを具備したことを特徴とする粘着ラベル。
8. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の表示体と、前記表示体を前記表示面側で剥離可能に支持した基材とを具備したことを特徴とする転写箔。
9. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の表示体と、前記表示面を観察できるように前記表示体を支持した物品とを具備したことを特徴とするラベル付き物品。

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