JP5720099B2 - 表示体及び表示体付き物品及び原版の製造方法及びスタンパの製造方法及び表示体の製造方法 - Google Patents
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Description
回折格子により入射光(白色光)が虹色に輝く分光色に変化する原理については、例えば、非特許文献1に記載されている。
また、これらの文献には、レリーフ型回折格子の原版の作製方法として、一方の主面に感光性レジストを塗布した平板状の基板をXYステージ上に載置し、コンピュータ制御のもとでステージを移動させながら感光性レジストに電子ビームを照射することにより、感光性レジストをパターン露光する方法が記載されている。また、非特許文献2には、二光束干渉を利用して回折格子を形成する方法が記載されている。レリーフ型回折格子の製造では、通常、このようにして得られた原版を用い、そこから電鋳等の方法により金属製のスタンパを作製する。
その後、このようにして得られた表示体を、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る。以上のようにして、偽造防止対策を施した表示体を得る。
が用いられるようになった結果、この技術が広く認知され、これに伴い、偽造品の発生も
増加する傾向にある。そのため、回折光によって虹色の光を呈することのみを特徴とした
表示体を用いて十分な偽造防止効果を達成することが難しくなってきている。
また、第2の発明は、前記凸部の高さ又は凹部の深さは、前記セルの面積が広いと高く、前記セルの面積が狭いと低く形成されていることを特徴とする請求項1に記載の表示体である。
また、第3の発明は、前記複数の第1の領域が、正方形又は矩形又は平行四辺形のいずれかから選ばれ、行列状に配置されることを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載の表示体である。
また、第4の発明は、前記複数の第1の領域が、や三角形又は六角形のいずれかから選ばれ、最密充填されて配置されることを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載の表示体である。
また、第5の発明は、前記第1の領域の一辺の長さが300μm以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の表示体である。
また、第6の発明は、前記複数の第1の領域に形成された前記セルが互いに相似形であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の表示体である。
また、第7の発明は、前記セルの面積が、任意の方向に徐々に小さくなっていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の表示体である。
また、第8の発明は、前記第1の領域の近傍に、第2の領域を有し、前記第2の領域は、前記第1の領域とは光学特性が異なる構造を備えており、回折格子、凹凸構造から成る反射防止構造体、光散乱構造体、平坦部のうち少なくとも一つから選ばれることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の表示体である。
また、第9の発明は、請求項1乃至8のいずれかに記載の表示体とこれを支持した物品とを具備した表示体付き物品である。
また、第10の発明は、光透過性の基材と、前記基材の一方の面側に設けられた凹凸構造形成層と、前記凹凸構造形成層の少なくとも一部を被覆する反射層とを備えた積層構造から成る表示体であって、前記凹凸構造形成層の少なくとも一部は、整然配置された複数の第1の領域に分割されており、前記複数の第1の領域は、上面が前記基材面と略平行である複数の凸部又は底面が前記基材面と略平行である複数の凹部と、前記基材面と略並行な平坦部が配置されて構成されたセルを有し、前記セルは、前記複数の第1の領域の少なくとも一部に各々設けられており、各セル内に形成された複数の凸部または凹部は、長辺及び短辺の長さがそれぞれ2μm以上且つ50μm以下であり、隣接する凸部または凹部の中心間距離は2μm以上且つ50μm以下であり、前記セル内における凸部または凹部の占有面積が20%以上且つ80%以下であり、前記凸部の高さ又は凹部の深さは0.1μm以上且つ0.5μm以下であり、前記凸部の高さ又は凹部の深さは、前記セルの面積に対応して決定されていることを特徴とする表示体の製造方法であって、
基板と、
前記基板の一方の面に略均一に塗布された感光性レジストと、
を有し、
前記感光性レジストの少なくとも一部は、整然配置された複数の第1の領域に分割されており、
前記複数の第1の領域は、上面が前記基板面と略平行である複数の凸部又は底面が前記基板面と略平行である複数の凹部と、前記基板面と略並行な平坦部が配置されて構成されたセルを有し、
前記セルは、前記複数の第1の領域の少なくとも一部に各々設けられている原版の製造方法であって、
前記感光性レジストに荷電粒子ビームを照射し、照射後の前記感光性レジストを現像して凹凸形状を形成し、
前記複数の第1の領域を略同一のエネルギー量でビーム照射し、各セル内に形成された前記複数の凸部または凹部を加工する工程、
を備え、前記凸部の高さ又は凹部の深さは、前記セルの面積が広いと高く、前記セルの面積が狭いと低く形成されていることを特徴とする原版の製造方法を経た原版を用いて、電鋳法によりスタンパを作成し、
前記スタンパを用いて、前記凹凸構造形成層に凹凸形状を形成する工程を少なくとも含むことを特徴とする表示体の製造方法である。
また、第2の発明によると、面積が各々異なるセルごとに、セルの内部に設けられた凸部の高さ(または凹部の深さ)が異なることで、異なる色度の色を表示することができる。そして、セルの面積を制御することによって、凸部の高さ又は凹部の深さを制御することができる。
また、第3の発明によると、第1の領域が整然配置されていることによって、複数の小領域を画素として、絵柄や文字、記号等の画像情報を表現することが可能となる。
また、第4の発明によると、第1の領域が整然配置されていることによって、複数の小領域を画素として、絵柄や文字、記号等の画像情報を表現することが可能となる。
また、第5の発明によると、前記第1の領域の一辺の長さが300μm以下であることで、人間がその表示体を肉眼で観察した際に、個々の第1の領域内に設けられたセルが個別に認識されることがなく、解像度が高く高精細な画像を表示することが可能となる。
また、第6の発明によると、前記複数の第1の領域の各々に形成された前記セルが互いに相似形であることで、セルの面積とその内部に形成されている凸部の高さまたは凹部の深さとの関係を一意に決定することができ、製造が容易となる利点がある。
また、第7の発明によると、前記セルの面積が任意の方向に対して徐々に小さくなっていることで、表示される色が徐々に変化していく様子を表現することができる。表示される色が徐々に変化していく表現方法は、人目をひく効果が高い、意匠性が向上し高級感のある表現ができる、等デザイン面での利点がある。また、構造の詳細を把握していない第三者が表示される色が徐々に変化していく表現方法を正確に偽造するのは困難であり、高い偽造防止効果を発揮できる。
また、第8の発明によると、前記第2の領域に、回折格子、微細な凹凸構造から成る反射防止構造体、光散乱構造体のいずれかが形成されているか、何も形成されていないことで、異なる光学特性を発揮する複数の構造から成る表示体を実現することができ、表示体の意匠性が向上するとともに、偽造防止効果の向上が期待できる。従来の偽造防止を目的とした表示体に形成される回折格子による回折光は、第1の領域に形成された構造体の色が観察される観察範囲とは異なる方向に射出されるため、第1の領域による色表示は、第2の領域に形成された回折格子からの回折光が見えない条件下において観察される。また、微細な凹凸構造から成る反射防止構造体は通常目視観察した場合、黒もしくは暗灰色等の無彩色として知覚される。そのため、第1の領域によって表示される色相を有する色とは異なる色である。光散乱構造体による散乱光はいわゆる磨りガラスのような白色もしくは白濁色のような無彩色を表示する。そのため、第1の領域によって表示される色相を有する色とは異なる色である。また、第2の領域に構造が形成されていない場合、第2の領域は反射層の素材、及び、基材の素材、及び、凹凸構造形成層の素材によって決定される色であり、通常、基材及び凹凸構造形成層は透明もしくは半透明であるので、反射層による色が知覚される。反射層として金属薄膜を利用した場合、金色や銀色などの金属光沢が知覚される。それは、第1の領域による表示色とは異なる色みとして観察者に知覚される。
また、第9の発明によると、本発明の表示体を、印刷物やカード、その他の物品に貼りあわせる、または、組み合わせることによって、従来の物品に高い偽造防止効果を付与することが可能となる。
また、第10の発明によると、面積が異なる複数のセル内に形成される高さ(深さ)がそれぞれ異なる複数の凸部(凹部)を、略同一の照射エネルギー設定で加工することができるため、装置に対する加工の指示が容易で、且つ、加工時間の短縮が見込める。
また、第11の発明によると、面積が異なる複数のセル内に形成される高さ(深さ)がそれぞれ異なる複数の凸部(凹部)を、略同一の照射エネルギー設定で加工することができるため、装置に対する加工の指示が容易で、且つ、加工時間の短縮が見込める。
また、第12の発明によると、本発明の表示体の原版を作製する作製方法において、電子線描画装置もしくはレーザー直接描画装置を用いることにより、指定した位置に精度良く凹凸形状を加工することができる。また、これらの装置を用いると構造の高さ(深さ)の再現性も良く、同一の仕様で複数の原版を作製した場合でも、構造の高さ(深さ)の変動によって表示される色の色度が変わってしまうなどの問題を回避することができる。また、構造を精度良く作製できることから余計なノイズ光の発生を抑えることができる。
また、第13の発明によると、指定した位置に精度良く凹凸形状を加工することができるだけでなく、構造の高さ(深さ)の再現性も良く、同一の仕様で複数のスタンパを作製した場合でも、構造の高さ(深さ)の変動によって表示される色の色度が変わってしまうなどの問題を回避することができるスタンパを製造することが可能となる。
また、第14の発明によると、照明光の正反射方向に近い方向に複数の波長の光から構成される色を表示する表示体を製造することが可能となる。
本発明に係る第1の領域について説明するにあたり、まず、回折格子のピッチ及び照明光の波長と、照明光入射角及び回折光の射出角との関係について説明する。
d=mλ/(sinα−sinβ) ・・・(式1)
また、配置された凸部17を全て含む最小の面積でセル16を規定してもよい。図9や図10は凸部17の最外周に沿ってセル16の範囲を示した例である。このように、セルは形成される凸部または凹部の形状や配置規則、密度などに応じて任意に規定することができる。また、セルは第1の領域の相似形でなくてもよく、例えば、第1の領域が正方形であった場合に、セルの形状が長方形や円形など第1の領域とは異なる形状となってもよい。また、第1の領域とセルが同一の形状であってもよい。
第1の領域は、表示体の凹凸構造形成層の少なくとも一部に、整然配置されている。図13は表示体表面での第1の領域及び第2の領域の配置例を示す図である。図13のように、表示体表面は微細な複数の領域に分割され、複数の第1の領域15と、第2の領域25とに区分されている。なお、表示体表面に配置される第1の領域及び第2の領域は概念上のものであり、実際の表示体には図13のような目視可能な境界線による区切りは存在しない。
次に、第2の領域について説明する。
第2の領域25は第1の領域15とはその構造や光学的な性質が異なる領域である。第2の領域25は第1の領域15とは異なる凹凸構造が形成されていてもよいし、構造が形成されていない平坦面であってもよい。また、第2の領域25は表示体10に複数存在していてもよい。
1の斜視図に示したような線状の凹凸構造(格子線)が繰り返し形成されたものであり、ピッチ0.5〜1μm程度、構造の高さ0.1〜0.5μm程度が典型的な仕様である。回折格子は回折によって虹色に輝く分光色を射出し、光源の位置や観察者の観察角度など観察条件に応じて、色や絵柄が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。
上述した表示体10は、例えば、偽造防止用ラベルとして粘着材等を介して印刷物やその外の物品に貼り付けて使用することができる。表示体10は微細な凹凸構造により表示体の正面方向に複数の波長による色を表示することができ、構造の高さを変えることでその色が変化することから偽造は困難である。このラベルを物品に支持させた場合、真正品であるこの表示体付き物品の偽造又は模造も困難である。
次に、本発明の表示体の原版の作製方法を説明する。
その後、このようにして得られた表示体を、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る。以上のようにして、偽造防止対策を施した表示体を得る。
一方、切削機器による加工やエッチングを用いる方法でも本特許の表示体の原版を作製することは可能であるが、その場合、高い加工精度が要求され、且つ、適切な材料の選定が重要となる。また、切削機器による加工やエッチングは、第1の領域の構造の作製に加え、第2の領域に形成可能な回折格子、微細凹凸構造による反射防止構造体、光散乱構造体などの作製も困難である。
Claims (10)
- 光透過性の基材と、
前記基材の一方の面側に設けられた凹凸構造形成層と、
前記凹凸構造形成層の少なくとも一部を被覆する反射層と
を備えた積層構造から成る表示体であって、
前記凹凸構造形成層の少なくとも一部は、整然配置された複数の第1の領域に分割されており、
前記複数の第1の領域は、上面が前記基材面と略平行である複数の凸部又は底面が前記基材面と略平行である複数の凹部と、前記基材面と略並行な平坦部が配置されて構成されたセルを有し、
前記セルは、前記複数の第1の領域の少なくとも一部に各々設けられており、
各セル内に形成された複数の凸部または凹部は、長辺及び短辺の長さがそれぞれ2μm以上且つ50μm以下であり、
隣接する凸部または凹部の中心間距離は2μm以上且つ50μm以下であり、
前記セル内における凸部または凹部の占有面積が20%以上且つ80%以下であり、
前記凸部の高さ又は凹部の深さは0.1μm以上且つ0.5μm以下であり、
前記凸部の高さ又は凹部の深さは、前記セルの面積に対応して決定されていることを特徴とする表示体。 - 前記凸部の高さ又は凹部の深さは、前記セルの面積が広いと高く、前記セルの面積が狭いと低く形成されていることを特徴とする請求項1に記載の表示体。
- 前記複数の第1の領域が、正方形又は矩形又は平行四辺形のいずれかから選ばれ、行列状に配置されることを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載の表示体。
- 前記複数の第1の領域が、三角形又は六角形のいずれかから選ばれ、最密充填されて配置されることを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載の表示体。
- 前記第1の領域の一辺の長さが300μm以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の表示体。
- 前記複数の第1の領域に形成された前記セルが互いに相似形であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の表示体。
- 前記セルの面積が、任意の方向に徐々に小さくなっていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の表示体。
- 前記第1の領域の近傍に、第2の領域を有し、
前記第2の領域は、前記第1の領域とは光学特性が異なる構造を備えており、回折格子、凹凸構造から成る反射防止構造体、光散乱構造体、平坦部のうち少なくとも一つから選ばれることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の表示体。 - 請求項1乃至8のいずれかに記載の表示体とこれを支持した物品とを具備した表示体付き物品。
- 光透過性の基材と、
前記基材の一方の面側に設けられた凹凸構造形成層と、
前記凹凸構造形成層の少なくとも一部を被覆する反射層と
を備えた積層構造から成る表示体であって、
前記凹凸構造形成層の少なくとも一部は、整然配置された複数の第1の領域に分割されており、
前記複数の第1の領域は、上面が前記基材面と略平行である複数の凸部又は底面が前記基材面と略平行である複数の凹部と、前記基材面と略並行な平坦部が配置されて構成されたセルを有し、
前記セルは、前記複数の第1の領域の少なくとも一部に各々設けられており、
各セル内に形成された複数の凸部または凹部は、長辺及び短辺の長さがそれぞれ2μm以上且つ50μm以下であり、
隣接する凸部または凹部の中心間距離は2μm以上且つ50μm以下であり、
前記セル内における凸部または凹部の占有面積が20%以上且つ80%以下であり、
前記凸部の高さ又は凹部の深さは0.1μm以上且つ0.5μm以下であり、
前記凸部の高さ又は凹部の深さは、前記セルの面積に対応して決定されていることを特徴とする表示体の製造方法であって、
基板と、
前記基板の一方の面に略均一に塗布された感光性レジストと、
を有し、
前記感光性レジストの少なくとも一部は、整然配置された複数の第1の領域に分割されており、
前記複数の第1の領域は、上面が前記基板面と略平行である複数の凸部又は底面が前記基板面と略平行である複数の凹部と、前記基板面と略並行な平坦部が配置されて構成されたセルを有し、
前記セルは、前記複数の第1の領域の少なくとも一部に各々設けられている原版の製造方法であって、
前記感光性レジストに荷電粒子ビームを照射し、照射後の前記感光性レジストを現像して凹凸形状を形成し、
前記複数の第1の領域を略同一のエネルギー量でビーム照射し、各セル内に形成された前記複数の凸部または凹部を加工する工程、
を備え、前記凸部の高さ又は凹部の深さは、前記セルの面積が広いと高く、前記セルの面積が狭いと低く形成されていることを特徴とする原版の製造方法を経た原版を用いて、電鋳法によりスタンパを作成し、
前記スタンパを用いて、前記凹凸構造形成層に凹凸形状を形成する工程を少なくとも含むことを特徴とする表示体の製造方法。
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