JP5909856B2 - Display and labeled goods - Google Patents
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Description
本発明は、例えば偽造防止に利用可能な画像表示技術に関する。 The present invention relates to an image display technique that can be used, for example, to prevent forgery.
近年、真正品であることを証明する為の偽造防止技術を、商品券及びクレジットカード等の有価証券類又はブランド品及び高級品等の一般には高価な物品へ適用する要望が増えている。そのような偽造防止技術としては、大きく分けて2種類の技術がある。一方は、一般のユーザが、その外観を肉眼で観察しただけで、偽造防止技術が適用されていることを認知でき、真偽判定できるオバート技術である。他方は、特定のユーザのみが偽造防止技術の存在を知り、何等かの特殊な検証を行うことによって、偽造防止技術が適用されていることを確認でき、真偽判定できるコバート技術である。 In recent years, there has been an increasing demand for applying anti-counterfeiting technology for proving authenticity to securities such as gift certificates and credit cards, or generally expensive items such as branded items and luxury items. Such anti-counterfeiting technology can be broadly divided into two types. One is an overt technique in which a general user can recognize that the anti-counterfeiting technology is applied only by observing the appearance with the naked eye, and can determine the authenticity. The other is a covert technique in which only a specific user knows the existence of a forgery prevention technique and can confirm that the forgery prevention technique has been applied by performing some special verification to determine whether the forgery prevention technique is applied.
オバート技術としては、例えば、OVD[Optical(ly) Variable Device]が利用されている。OVDとしては、例えば、反射光の干渉又は分散を利用して立体画像及び特殊な色の変化を生じる装飾画像などを表現し得るホログラム及び回折格子、並びに、光学特性が異なる薄膜を多層に重ねた構造を有し、観察角度の変化に伴う表示色の変化(カラーシフト)を生じる多層薄膜がある。なお、OVDの同義語として、DOVID[Diffractive Optical(ly) Variable Imaging Device]がある。 As the overt technique, for example, OVD [Optical (ly) Variable Device] is used. As OVD, for example, holograms and diffraction gratings that can express stereoscopic images and decorative images that cause special color changes using interference or dispersion of reflected light, and thin films with different optical properties are stacked in multiple layers There is a multilayer thin film that has a structure and causes a change in display color (color shift) with a change in viewing angle. A synonym for OVD is DOVID [Differential Optical (ly) Variable Imaging Device].
OVDは、高度な製造技術を要する、独特な視覚効果を提供する、一瞥するだけで真偽を判定できるなどの特徴を有しており、有効な偽造防止手段として、クレジットカード、有価証券及び証明書類等の全面又はその一部に形成されている。最近では、OVDは、有価証券以外の物品、例えば、スポーツ用品、コンピュータ部品などの電気製品、及び、ソフトウエアが記録された記録媒体又はそのパッケージに貼り付けられて、その製品の真正さを証明する認証ステッカ又は封印ステッカとしても広く使われるようになってきた。 OVD has features such as requiring advanced manufacturing technology, providing unique visual effects, and being able to judge authenticity with a glance. Credit cards, securities, and certifications are effective anti-counterfeiting measures. It is formed on the entire surface of a document or a part thereof. Recently, OVD is affixed to articles other than securities, for example, electrical products such as sporting goods and computer parts, and recording media on which software is recorded or its package to prove the authenticity of the product. It has come to be widely used as an authentication sticker or seal sticker.
なお、OVDは、上記の通り、一般には精巧な偽造が難しく、真正品であることの確認が容易な偽造防止手段であるが、商品券、紙幣、パスポート及び株券等の紙媒体に貼り付ける場合には、OVDの貼り替えが粘着ラベルと比較してより困難な転写箔の形態で使用することが多い。転写箔の支持体から物品上へと熱転写したOVDは、これを物品から剥がそうとしたときに、このOVDが含んでいる光学薄膜が物理的に破壊され、本来の視覚効果が損なわれる。従って、貼り替え又は改竄によるOVDの不正使用を防止できる。 In addition, as described above, OVD is generally a forgery prevention means that is difficult to elaborate and is easy to confirm that it is a genuine product. However, OVD is applied to paper media such as gift certificates, banknotes, passports, and stock certificates. In many cases, the OVD is used in the form of a transfer foil which is more difficult to replace the OVD than the adhesive label. When the OVD thermally transferred from the support of the transfer foil onto the article is peeled off from the article, the optical thin film contained in the OVD is physically destroyed, and the original visual effect is impaired. Therefore, unauthorized use of the OVD due to rewriting or tampering can be prevented.
コバート技術としては、例えば、蛍光印刷、万線潜像、偏光潜像、及び特定波長吸収印刷等が挙げられる。これらは、現在でも、偽造防止において重要な役割を担っている。 Examples of the covert technique include fluorescent printing, line latent image, polarized latent image, and specific wavelength absorption printing. These still play an important role in preventing counterfeiting.
蛍光印刷の代表的な例としては、紫外線で励起され可視蛍光を発する蛍光体を含んだ印刷インキを印刷する蛍光印刷が挙げられる。この印刷インキに含まれる蛍光体は、通常の可視光源下では視認し難く、紫外線照射により可視領域の蛍光を発する。この紫外線の波長は、使用する蛍光体の種類に応じて種々選択することが可能である。一般には、波長が365nmの紫外線を放射するブラックライトが使用されている。蛍光印刷に関する近年の技術としては、例えば、2種以上の蛍光体を混合して、不正を試みる者にとって発色の再現を困難にする技術がある(例えば、特許文献1参照)。 A typical example of fluorescent printing is fluorescent printing in which a printing ink containing a phosphor that is excited by ultraviolet rays and emits visible fluorescence is printed. The phosphor contained in the printing ink is difficult to visually recognize under a normal visible light source and emits fluorescence in the visible region when irradiated with ultraviolet rays. The wavelength of this ultraviolet light can be variously selected according to the type of phosphor used. In general, black light that emits ultraviolet light having a wavelength of 365 nm is used. As a recent technique related to fluorescent printing, for example, there is a technique that makes it difficult to reproduce color for those who try to cheat by mixing two or more phosphors (for example, see Patent Document 1).
万線潜像の代表的な例としては、凹版印刷を利用した万線潜像印刷が挙げられる。万線潜像印刷では、長さ方向が等しい多数の細線から各々がなり、細線の長さ方向が互いに異なる複数のパターンを、各細線が数十ミクロンを有するように及び先のパターンが互いに隣接するように形成する。線幅を互いに等しい線幅及びピッチで形成した場合、パターンを形成した面に対して垂直な方向から観察したときには、それらパターンを互いから識別することは困難である。そして、或るパターンの細線に対して垂直であり且つパターンを形成した面に対して傾いた方向から観察すると、先のパターンでは、他のパターンと比較して、細線の見かけ上の密度が高くなる。このようにして、潜像を可視化する。また、万線潜像によれば、例えば、或るパターンにおける細線の幅や密度を複写機の解像度以上に設定し、他のパターンにおける細線の幅や密度を複写機の解像度未満に設定した場合、肉眼で観察した場合にそれらパターンを互いから識別できないとしても、電子写真装置などの複写機を用いて得られるそれらの複写物では、肉眼による観察で先のパターンを互いから識別できる。万線潜像に関する近年の技術としては、例えば、インキに蛍光顔料を混合させることによる機能付加、及び、更に精密且つ精細な印刷を行うことによるコピー牽制力の強化などがある(例えば、特許文献2参照)。 A typical example of a line latent image is line latent image printing using intaglio printing. In multiline latent image printing, a plurality of thin lines each having a length direction equal to each other, a plurality of patterns having different length directions from each other, each thin line having several tens of microns, and the preceding pattern are adjacent to each other To be formed. When the line widths are formed with the same line width and pitch, it is difficult to distinguish the patterns from each other when observed from a direction perpendicular to the surface on which the patterns are formed. When observed from a direction perpendicular to the fine line of a certain pattern and inclined with respect to the surface on which the pattern is formed, the apparent density of the fine line is higher in the previous pattern than in the other patterns. Become. In this way, the latent image is visualized. According to the line latent image, for example, the width and density of fine lines in a certain pattern are set to be higher than the resolution of the copying machine, and the width and density of thin lines in other patterns are set to be lower than the resolution of the copying machine. Even if these patterns cannot be distinguished from each other when observed with the naked eye, those patterns obtained using a copying machine such as an electrophotographic apparatus can distinguish the previous patterns from each other by observation with the naked eye. Recent technologies related to line latent images include, for example, the addition of functions by mixing fluorescent pigments with ink, and the enhancement of copy restraint by performing more precise and fine printing (for example, patent documents). 2).
偏光潜像の代表的な例としては、液晶を利用したものが挙げられる。液晶材料は、主に液晶ディスプレイにおいて使用されている。近年の液晶ディスプレイの需要拡大に伴い、高度な偏光技術が種々開発されており、これら偏光技術は、偽造防止用デバイスにおいてもコバート技術として様々な形態で応用され始めている。例えば、偏光子を介して観察することにより可視化する潜像を、ネマチック液晶の複屈折性を利用して又は複屈折性を有するプラスチックフィルムを利用して記録した表示体がある(例えば、特許文献3及び特許文献4参照)。 A typical example of a polarization latent image is one using liquid crystal. Liquid crystal materials are mainly used in liquid crystal displays. With the recent increase in demand for liquid crystal displays, various advanced polarization technologies have been developed, and these polarization technologies have begun to be applied in various forms as covert technologies in anti-counterfeiting devices. For example, there is a display body in which a latent image visualized by observing through a polarizer is recorded using a birefringence of a nematic liquid crystal or a plastic film having a birefringence (for example, a patent document). 3 and Patent Document 4).
液晶を利用して偏光潜像を形成する偽像防止技術においては、その偏光特性を向上させること、並びに、パターンの精密性及び精細性を向上させることによって、偽造防止効果を高めている。しかしながら、液晶を利用した場合、コスト高になってしまう。 In the anti-fake image prevention technique for forming a polarization latent image using liquid crystal, the anti-counterfeiting effect is enhanced by improving the polarization characteristics and improving the precision and definition of the pattern. However, when liquid crystal is used, the cost becomes high.
本発明の目的は、液晶を利用することなしに偏光潜像を形成することが可能な表示技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a display technology capable of forming a polarization latent image without using a liquid crystal.
本発明の第1側面は、光透過性の基材と、前記基材と向き合った第1面及び前記第1面とは反対側の第2面を有し、前記第2面は、一次元又は二次元的に且つ周期的に配列した複数の凸部及び/又は凹部を各々が備えた凹凸構造領域を含み、前記凹凸構造領域は、速軸と遅軸とを有している複屈折部材として機能し、前記凹凸構造領域は前記速軸に垂直な断面の形状と前記遅軸に垂直な断面の形状とが異なっているレリーフ構造形成層と、前記第2面上に設けられた金属反射層とを具備し、前記凹凸構造領域は、前記第2面に垂直な方向から可視光領域内の或る波長の光を入射させた場合、電界ベクトルの振動方向が前記速軸に対して平行な直線偏光成分の反射光と、電界ベクトルの振動方向が前記遅軸に対して平行な直線偏光成分の反射光との間に二分の一波長の位相差を与えることによって、反射型の二分の一波長板として機能すると共に、前記電界ベクトルの振動方向が前記速軸に対して平行な直線偏光成分に対する反射率と、前記電界ベクトルの振動方向が前記遅軸に対して平行な直線偏光成分に対する反射率とが異なることによって、直線偏光子として機能する、表示体である。 The first aspect of the present invention has a light-transmitting base material, a first surface facing the base material, and a second surface opposite to the first surface, and the second surface is one-dimensional. Or a birefringent member including a concavo-convex structure region each provided with a plurality of convex portions and / or concave portions arranged two-dimensionally and periodically, the concavo-convex structure region having a fast axis and a slow axis. The relief structure region has a relief structure forming layer having a cross-sectional shape perpendicular to the fast axis and a cross-sectional shape perpendicular to the slow axis, and a metal reflecting layer provided on the second surface. And the concavo-convex structure region has an oscillation direction of an electric field vector parallel to the fast axis when light having a certain wavelength in the visible light region is incident from a direction perpendicular to the second surface. and the reflected light of the linearly polarized light component such, the reflected light of the linearly polarized light component parallel to the vibration direction is the slow axis of the electric field vector By providing a phase difference of one half wavelength between the functions as a half-wave plate of a reflection type, a reflectivity for linearly polarized light component parallel vibration direction with respect to the fast axis of the electric field vector The display body functions as a linear polarizer when the vibration direction of the electric field vector is different from the reflectance with respect to the linearly polarized light component parallel to the slow axis.
本発明の第2側面は、前記複数の凸部及び/又は凹部の前記遅軸方向の周期は400nm以下である第1側面に係る表示体である。 The second aspect of the present invention, the period of the slow axis direction of the plurality of protrusions and / or recesses is a display body according to the first side surface is 400nm or less.
本発明の第3側面は、前記複数の凸部及び/又は凹部の各々は、前記速軸に垂直な断面がテーパ形状を有している第1又は第2側面に係る表示体である。 The third aspect of the present invention, each of the plurality of protrusions and / or recesses, a cross-section perpendicular to the fast axis is a display body according to the first or the second side surface has a tapered shape.
本発明の第4側面は、前記複数の凸部及び/又は凹部の各々は、40乃至300nmの範囲内の高さ又は深さを有している第1乃至第3側面の何れか1つに係る表示体である。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third side surfaces, each of the plurality of convex portions and / or concave portions has a height or depth within a range of 40 to 300 nm. Such a display body.
本発明の第5側面は、前記第2面は前記凹凸構造領域を複数含み、複数の前記凹凸構造領域の2つ以上は、前記複数の凸部及び/又は凹部の形状、前記複数の凸部及び/又は凹部の周期、前記複数の凸部及び/又は凹部の高さ又は深さ、並びに前記速軸の向きの少なくとも1つが異なっている第1乃至第4側面の何れか1つに係る表示体である。 According to a fifth aspect of the present invention, the second surface includes a plurality of the concavo-convex structure regions, and two or more of the plurality of the concavo-convex structure regions include a shape of the plurality of convex portions and / or concave portions, and the plurality of convex portions. And / or the display according to any one of the first to fourth side surfaces in which at least one of the period of the recesses, the height or depth of the plurality of protrusions and / or recesses, and the direction of the fast axis is different. Is the body.
本発明の第6側面は、第1乃至第5側面の何れか1つに係る表示体と、これを支持した物品とを具備したラベル付き物品である。 The sixth aspect of the present invention is a labeled article comprising the display according to any one of the first to fifth aspects and an article that supports the display.
本発明によると、液晶を利用することなしに偏光潜像を形成することが可能な表示技術が提供される。 According to the present invention, a display technique capable of forming a polarization latent image without using liquid crystal is provided.
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、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same referential mark is attached | subjected to the component which exhibits the same or similar function through all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
上記の通り、第1側面に係る表示体は、光透過性の基材と、この基材と向き合った第1面及び第1面とは反対側の第2面を有しているレリーフ構造形成層と、第2面上に設けられた金属反射層とを備えている。第2面は、一次元又は二次元的に且つ周期的に配列した複数の凸部及び/又は凹部を各々が備えた1つ以上の凹凸構造領域を含んでいる。凹凸構造領域の各々に対応した部分は、速軸と遅軸とを有している複屈折部材として機能する。そして、凹凸構造領域の各々は、速軸に垂直な断面の形状と遅軸に垂直な断面の形状とが異なっている。 As described above, the display body according to the first side surface is formed with a relief structure having a light transmissive base material, a first surface facing the base material, and a second surface opposite to the first surface. And a metal reflective layer provided on the second surface. The second surface includes one or more concavo-convex structure regions each having a plurality of convex portions and / or concave portions arranged one-dimensionally or two-dimensionally and periodically. A portion corresponding to each of the concavo-convex structure regions functions as a birefringent member having a fast axis and a slow axis. Each concavo-convex structure region has a different cross-sectional shape perpendicular to the fast axis and a cross-sectional shape perpendicular to the slow axis.
まず、第1側面に係る表示体において利用する表示技術について説明する。
ここで利用する表示技術は、通常の照明条件下では肉眼で確認することができない潜像を、偏光子を用いることによって可視化する偏光潜像技術である。
First, a display technique used in the display body according to the first aspect will be described.
The display technique used here is a polarization latent image technique that visualizes a latent image that cannot be confirmed with the naked eye under normal illumination conditions by using a polarizer.
具体的には、この技術では、上述した表示体の反射面、即ちレリーフ構造形成層と反射層との界面に凹凸構造を設けて、後述する構造性複屈折を生じさせる。そして、この構造性複屈折を利用して、例えば、文字、絵、図柄等の情報を記録する。このようにして記録した潜像は、偏光子を用いて観察することにより、明るさの分布を有している可視像として知覚することができる。この可視像は、肉眼で読み取ってもよく、機械読み取りしてもよい。 Specifically, in this technique, an uneven structure is provided on the reflective surface of the display body, that is, the interface between the relief structure forming layer and the reflective layer, to cause structural birefringence described later. Then, using this structural birefringence, for example, information such as characters, pictures and designs is recorded. The latent image recorded in this way can be perceived as a visible image having a brightness distribution by observing with a polarizer. This visible image may be read with the naked eye or may be machine read.
この技術では、例えば、直線偏光子を用いて表示体を観察した場合、表示体のうち潜像に対応した部分の明るさは、偏光子の透過軸が速軸又は遅軸に対してなす角度に応じて変化する。そして、この表示体における速軸又は遅軸は、構造性複屈折を生じさせる領域である凹凸構造領域を適宜設計することにより、任意の方向に設定することができる。 In this technique, for example, when a display is observed using a linear polarizer, the brightness of the portion of the display corresponding to the latent image is the angle formed by the transmission axis of the polarizer with respect to the fast axis or the slow axis. It changes according to. The fast axis or slow axis in the display body can be set in an arbitrary direction by appropriately designing the concavo-convex structure region, which is a region causing structural birefringence.
それ故、例えば、或る凹凸構造領域について速軸の角度を0°とし、他の凹凸構造領域について速軸の角度を45°とした場合、直線偏光子を介して表示体を観察すると、この表示体のうち、一方の凹凸構造領域に対応した部分は明るく見え、他方の凹凸構造領域に対応した部分は暗く見え得る。そして、それらの明暗は、偏光子を回転させることにより反転する。 Therefore, for example, when the angle of the fast axis is set to 0 ° for a certain concavo-convex structure region and the angle of the fast axis is set to 45 ° for another concavo-convex structure region, when the display body is observed through a linear polarizer, Of the display body, a portion corresponding to one concavo-convex structure region may appear bright, and a portion corresponding to the other concavo-convex structure region may appear dark. Then, the brightness and darkness thereof are reversed by rotating the polarizer.
また、或る凹凸構造領域について速軸の角度を0°とし、他の凹凸構造領域について速軸の角度を45°とし、更に他の1つ以上について凹凸構造領域の速軸を先の2つの速軸に対して斜めにした場合、直線偏光子を介して表示体を観察すると、この表示体は階調画像を表示する。 Further, the angle of the fast axis is set to 0 ° for a certain concavo-convex structure region, the angle of the fast axis is set to 45 ° for the other concavo-convex structure region, and the fast axis of the concavo-convex structure region is set to the two previous ones. When the display body is observed through a linear polarizer, the display body displays a gradation image when the display body is inclined with respect to the fast axis.
凹凸構造領域について上述した機能は、レリーフ構造形成層の第2面に複数の凸部及び/又は凹部を設けることによって発現する。それ故、この技術は、レリーフ型の回折格子又はホログラムとの併用が容易である。 The function described above for the concavo-convex structure region is manifested by providing a plurality of convex portions and / or concave portions on the second surface of the relief structure forming layer. Therefore, this technique is easy to use in combination with a relief type diffraction grating or hologram.
ここで、「構造性複屈折」について説明する。
或る波長の光について異なる屈折率を有する2つの透明材料の界面に、先の波長以下の周期で畝状の凸部又は溝状の凹部を配置すると、この構造は、凸部又は凹部の長さ方向と幅方向とで異なる有効屈折率を有し得る。構造性複屈折とは、このようにして発現させた複屈折性に起因した複屈折である。
Here, “structural birefringence” will be described.
When a ridge-shaped convex portion or a groove-shaped concave portion is disposed at the interface between two transparent materials having different refractive indexes for light of a certain wavelength with a period equal to or shorter than the previous wavelength, this structure is obtained by the length of the convex portion or the concave portion. It may have different effective refractive indexes in the width direction and the width direction. The structural birefringence is birefringence due to the birefringence thus manifested.
例えば、図1に示すように、第1透明材料層21と第2透明材料層22とを積層し、第1透明材料層21の第2透明材料層22と接している面に複数の矩形溝が生じるように、それらの界面に、所定の周期で畝状の凸部又は溝状の凹部30を配置してなる透過型の光学素子に対し、或る波長の自然光40を照射する場合を考える。この場合、この構造が、電界ベクトルの振動方向が溝の長さ方向に平行な直線偏光(以下、TE波という)に対して示す屈折率nTE及び電界ベクトルの振動方向が溝の幅方向に平行な直線偏光(以下、TM波という)に対して示す屈折率nTMは、下記式(1)及び(2)によってそれぞれ表される(BORN AND WOLF “PRINCIPLES OF OPTICS Fourth edition” P705(PERGAMON PRESS))。
なお、上記式(1)及び(2)において、n1及びn2は、それぞれ、或る波長λにおける透明材料層21及び22の屈折率である。t1は隣り合った矩形溝間の距離であり、t2は矩形溝の幅であり、Hは凸部の高さ又は凹部の深さである。上記式(1)及び(2)に示す関係は、寸法t1及びt2が波長λと比較して十分に小さい場合に成立する。 In the above formulas (1) and (2), n 1 and n 2 are the refractive indexes of the transparent material layers 21 and 22 at a certain wavelength λ, respectively. t 1 is the distance between adjacent rectangular grooves, t 2 is the width of the rectangular grooves, and H is the height of the convex part or the depth of the concave part. The relationship shown in the above equations (1) and (2) is established when the dimensions t 1 and t 2 are sufficiently smaller than the wavelength λ.
上記式(1)及び(2)から、屈折率n1及びn2は、不等式nTE>nTMに示す関係を満足していることが分かる。即ち、図1に示す構造は、溝の長さ方向41及び幅方向42をそれぞれ速軸及び遅軸として有しており、光学的に異方性の材料と同等に振る舞う。なお、図1には、凹部が単純な矩形溝である例を示したが、凹部が他の形状を有している場合であっても構造性複屈折を実現することができる。例えば、或る波長の光について異なる屈折率を有する2つの透明材料の界面に、各々が楕円柱形状を有している複数の凸部又は凹部を、楕円の長軸が互いに平行になるように先の波長以下の周期で配置した場合も、構造性複屈折を実現することができる。
From the above formulas (1) and (2), it can be seen that the refractive indexes n 1 and n 2 satisfy the relationship represented by the inequality n TE > n TM . That is, the structure shown in FIG. 1 has a
ところで、前述の矩形溝を含んだ構造において大きな屈折率差nTE−nTMを実現するうえでは、現在、2つの透明材料の一方として、屈折率n2が1.5程度の材料、例えば透明樹脂、ガラス又は石英を使用し、他方の透明材料として、屈折率n1が1.0である空気を用いることが多い。しかしながら、屈折率差がこれほど大きくても、先の構造を可視光用の1/2波長板として使用するためには、例えば、寸法t1及びt2を150nmとした場合、高さ又は深さを2700nm程度にしなければならない。即ち、アスペクト比が大きな凹部又は凸部を形成しなければならない。アスペクト比が大きな溝部又は凸部は、形成することが困難である。 By the way, in order to realize a large refractive index difference n TE −n TM in the structure including the rectangular groove, a material having a refractive index n 2 of about 1.5 as one of two transparent materials, for example, transparent Resin, glass or quartz is used, and air having a refractive index n 1 of 1.0 is often used as the other transparent material. However, even if the refractive index difference is so large, in order to use the above structure as a half-wave plate for visible light, for example, when the dimensions t 1 and t 2 are 150 nm, the height or depth The thickness should be about 2700 nm. That is, a concave or convex portion having a large aspect ratio must be formed. It is difficult to form a groove or a protrusion having a large aspect ratio.
第1側面に係る表示体では、構造性複屈折を以下のように実現している。即ち、図2に示す構造10のように、透明材料層22の代わりに金属反射層20を使用する。
In the display body according to the first aspect, structural birefringence is realized as follows. That is, the metal
透過型を反射型へ変更すると、TE波とTM波との位相差δ[rad]を大きくすることができる。即ち、アスペクト比が比較的小さな凹部又は凸部で、例えばアスペクト比が0.5乃至1.5の範囲内にある凹部又は凸部で、十分に大きな屈折率差nTE−nTMを実現することができる。 When the transmission type is changed to the reflection type, the phase difference δ [rad] between the TE wave and the TM wave can be increased. That is, a sufficiently large refractive index difference n TE −n TM is realized by a recess or projection having a relatively small aspect ratio, for example, a recess or projection having an aspect ratio in the range of 0.5 to 1.5. be able to.
図3は、図1の透過型構造性複屈折部材が与える位相差及び図2の反射型構造性複屈折部材が与える位相差の例を示すグラフである。図中、横軸は凸部の高さH(又は凹部の深さ)を表し、縦軸はシミュレーションによって得られた位相差δを表している。 FIG. 3 is a graph showing an example of the phase difference provided by the transmissive structural birefringent member in FIG. 1 and the phase difference provided by the reflective structural birefringent member in FIG. In the figure, the horizontal axis represents the height H of the convex portion (or the depth of the concave portion), and the vertical axis represents the phase difference δ obtained by simulation.
なお、このシミュレーションには、FDTD(Finite Difference Time Domain)法を用いた。ここでは、波長λは532nmとし、矩形溝の周期Pは300nmとし、その間隔t1及び幅t2は何れも150nmとした。透過型構造性複屈折部材については、透明材料層21は屈折率n2が1.5の透明樹脂からなり、透明材料層22は屈折率n1が1.0の空気からなることとした。また、反射型構造性複屈折部材については、透明材料層21は屈折率n2が1.5の透明樹脂からなり、金属反射層20は屈折率n3が0.887−6.26iのアルミニウムからなることとした。
In this simulation, an FDTD (Finite Difference Time Domain) method was used. Here, the wavelength λ is 532 nm, the period P of the rectangular groove is 300 nm, and the interval t1 and the width t2 are both 150 nm. For the transmissive structural birefringent member, the
図3に示すように、反射型構造性複屈折部材では、透過型構造性複屈折部材と比較して、高さHに対する位相差δの増加が遥かに大きい。それ故、反射型構造性複屈折部材によると、凸部又は凹部のアスペクト比が比較的小さい場合であっても、例えば、1/2波長板に必要な位相遅延δ=π、又は、1/4波長板に必要な位相遅延δ=π/2を実現することができる。 As shown in FIG. 3, in the reflective structural birefringent member, the increase in the phase difference δ with respect to the height H is much larger than that in the transmissive structural birefringent member. Therefore, according to the reflective structural birefringent member, even when the aspect ratio of the convex portion or the concave portion is relatively small, for example, the phase delay δ = π necessary for the half-wave plate or 1 / The phase delay δ = π / 2 necessary for the four-wave plate can be realized.
反射型構造性服屈折部材においては、透明材料として、波長λの光に対して透明であれば、どのようなものを使用してもよい。透明材料としては、例えば、空気、透明樹脂、又は石英を使用可能である。また、金属材料としては、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)及びニッケル(Ni)等の様々な材料を使用することができる。金属材料は、波長λの光に対して反射率の高い材料が望ましい。 In the reflective structural clothing refracting member, any material may be used as the transparent material as long as it is transparent to light of wavelength λ. As the transparent material, for example, air, transparent resin, or quartz can be used. As the metal material, various materials such as aluminum (Al), gold (Au), silver (Ag), and nickel (Ni) can be used. The metal material is desirably a material having a high reflectance with respect to light having a wavelength λ.
前記反射型構造性複屈折部材において、凸部又は凹部は様々な形状を有し得る。例えば、凸部又は凹部は、図4に示すように、幅方向に配列し、長さ方向に対して垂直な断面がテーパ形状を有している畝状の凸部又は溝状の凹部であってもよい。ここで、「テーパ形状」とは、凸部又は凹部の第2面に平行な断面積が第2面からの距離が長くなるのに従って減少する形状を意味している。 In the reflective structural birefringent member, the convex portion or the concave portion may have various shapes. For example, as shown in FIG. 4, the convex portion or the concave portion is a bowl-shaped convex portion or a groove-shaped concave portion arranged in the width direction and having a cross section perpendicular to the length direction having a tapered shape. May be. Here, the “tapered shape” means a shape in which the cross-sectional area parallel to the second surface of the convex portion or the concave portion decreases as the distance from the second surface increases.
或いは、図5に示すように、凸部又は凹部32は、高さ又は深さ方向から見たときに、一方向に延びた形状を有し、長さ方向が略平行となるように二次元的に配列していてもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 5, the convex portion or
これらの場合であっても、図2の構造について上述したのとほぼ同様の効果を得ることができる。 Even in these cases, substantially the same effect as described above for the structure of FIG. 2 can be obtained.
なお、当然、透明材料の屈折率、金属材料の種類、凸部又は凹部の形状等が異なれば、或る位相差δを実現するのに必要な凸部の高さH又は凹部の深さも異なる。但し、何れの場合であっても、反射型構造性複屈折部材によると、所望の位相差δを、透過型構造性複屈折部材と比較して遥かに小さな高さH又は深さで達成することができる。 Of course, if the refractive index of the transparent material, the type of the metal material, the shape of the convex portion or the concave portion, and the like are different, the height H of the convex portion or the depth of the concave portion necessary to realize a certain phase difference δ is also different. . However, in any case, according to the reflective structural birefringent member, the desired phase difference δ is achieved with a much smaller height H or depth than the transmissive structural birefringent member. be able to.
以上から明らかなように、第1側面に係る表示体には、凸部又は凹部のアスペクト比を過剰に大きくすることなしに、レリーフ構造形成層と金属反射層との積層体のうち凹凸構造領域に対応した部分に、速軸41と遅軸42とを持つ複屈折部材としての機能を付与することができる。それ故、第1側面に係る表示体には、偏光子を介して観察することにより可視化する偏光潜像を比較的容易に保持させることができる。
As is apparent from the above, the display body according to the first side surface has a concavo-convex structure region in the laminate of the relief structure forming layer and the metal reflection layer without excessively increasing the aspect ratio of the convex part or the concave part. A function as a birefringent member having a
また、この表示体では、TE波に対する反射率とTE波に対する反射率とを異ならしめることができる。 Moreover, in this display body, the reflectance with respect to the TE wave can be made different from the reflectance with respect to the TE wave.
図6は、凸部の高さH(又は凹部の深さ)がTE波及びTM波に関する強度反射率に及ぼす影響の例を示すグラフである。図中、横軸は凸部の高さH(又は凹部の深さ)を表し、縦軸はシミュレーションによって得られた強度反射率を表している。なお、このシミュレーションは、図3について説明したシミュレーションと同様の方法及び条件で行った。 FIG. 6 is a graph showing an example of the influence of the height H of the convex portion (or the depth of the concave portion) on the intensity reflectance related to the TE wave and the TM wave. In the figure, the horizontal axis represents the height H of the convex portion (or the depth of the concave portion), and the vertical axis represents the intensity reflectance obtained by the simulation. This simulation was performed under the same method and conditions as the simulation described with reference to FIG.
図6に示すように、TE波に対する反射率は、高さHの増加に応じて徐々に減少する。他方、TM波に対する反射率は、高さHの増加に応じて、振動しながら減少する。従って、TE波に対する反射率とTM波に対する反射率との差が十分に大きくなるように凸部の高さH(又は凹部の深さ)を設定することにより、反射型構造性複屈折部材に直線偏光子としての機能を付与することができる。 As shown in FIG. 6, the reflectivity with respect to the TE wave gradually decreases as the height H increases. On the other hand, the reflectance with respect to the TM wave decreases with vibration as the height H increases. Therefore, by setting the height H of the convex portion (or the depth of the concave portion) so that the difference between the reflectivity for the TE wave and the reflectivity for the TM wave is sufficiently large, A function as a linear polarizer can be imparted.
それ故、例えば、或る凹凸構造領域について速軸の角度を0°とし、他の凹凸構造領域について速軸の角度を90°とした場合、直線偏光子を介して表示体を観察すると、この表示体のうち、一方の凹凸構造領域に対応した部分は明るく見え、他方の凹凸構造領域に対応した部分は暗く見え得る。そして、それらの明暗は、偏光子を回転させることにより反転する。 Therefore, for example, when the angle of the fast axis is set to 0 ° for a certain concavo-convex structure region and the angle of the fast axis is set to 90 ° for another concavo-convex structure region, when the display body is observed through a linear polarizer, Of the display body, a portion corresponding to one concavo-convex structure region may appear bright, and a portion corresponding to the other concavo-convex structure region may appear dark. Then, the brightness and darkness thereof are reversed by rotating the polarizer.
また、或る凹凸構造領域について速軸の角度を0°とし、他の凹凸構造領域について速軸の角度を90°とし、更に他の1つ以上について凹凸構造領域の速軸を先の2つの速軸に対して斜めにした場合、直線偏光子を介して表示体を観察すると、この表示体は階調画像を表示する。 Further, the angle of the fast axis for a certain concavo-convex structure region is set to 0 °, the angle of the fast axis is set to 90 ° for another concavo-convex structure region, and the fast axis of the concavo-convex structure region for the other one or more When the display body is observed through a linear polarizer, the display body displays a gradation image when the display body is inclined with respect to the fast axis.
第2側面に係る表示体は、上記の通り、第1側面に係る表示体において、以下の構成を採用したものである。即ち、第2側面に係る表示体において、複屈折部材は、第2面に垂直な方向から可視光領域内の或る波長の光を入射させた場合に、電界ベクトルの振動方向が速軸に対して平行な直線偏光成分と、電界ベクトルの振動方向が遅軸に対して平行な直線偏光成分との間に二分の一波長の位相差を与える。 As described above, the display body according to the second aspect employs the following configuration in the display body according to the first aspect. That is, in the display body according to the second side surface, the birefringent member has an oscillation direction of the electric field vector as a fast axis when light having a certain wavelength in the visible light region is incident from a direction perpendicular to the second surface. A phase difference of a half wavelength is given between the linearly polarized light component parallel to the linearly polarized light component and the linearly polarized light component whose electric field vector oscillation direction is parallel to the slow axis.
この表示体と直線偏光子とを、例えば、直線偏光子の透過軸が速軸に対して45°の角度をなすように重ね、直線偏光子を介して表示体を観察した場合、この表示体のうち凹凸構造領域に対応した部分は暗く見える。例えば、この表示体のうち凹凸構造領域に対応した部分は黒く見える。 For example, when the display body and the linear polarizer are overlapped so that the transmission axis of the linear polarizer forms an angle of 45 ° with respect to the fast axis, and the display body is observed through the linear polarizer, the display body Of these, the portion corresponding to the concavo-convex structure region appears dark. For example, a portion of the display body corresponding to the concavo-convex structure region appears black.
このように、表示体のうち凹凸構造領域に対応した部分は、二分の一波長板として機能させることができる。また、上記の通り、表示体のうち凹凸構造領域に対応した部分は、凸部の高さH(又は凹部の深さ)を設定することにより、直線偏光子として機能させることができる。それ故、波長板としての機能と偏光子としての機能との双方を利用した表示が可能である。 Thus, the part corresponding to the concavo-convex structure region in the display body can function as a half-wave plate. In addition, as described above, the portion of the display body corresponding to the concavo-convex structure region can function as a linear polarizer by setting the height H of the convex portion (or the depth of the concave portion). Therefore, display using both the function as a wave plate and the function as a polarizer is possible.
例えば、図2及び図3を参照しながら説明した構造を採用した場合、図3に示すように、凸部の高さH(又は凹部の深さ)を40nmとすると、位相差δをπとすること、即ち、凹凸構造領域に対応した部分に二分の一波長板の機能を付与することができる。そして、この場合、図6に示すように、TE波に対する反射率を86%とし、TM波に対する反射率を30%とすること、即ち、凹凸構造領域に対応した部分に直線偏光子としての機能を付与することができる。それ故、この場合、表示体は、それらに対応した光学特性を示し得る。 For example, when the structure described with reference to FIGS. 2 and 3 is adopted, as shown in FIG. 3, when the height H of the convex portion (or the depth of the concave portion) is 40 nm, the phase difference δ is π. That is, the function of a half-wave plate can be imparted to the portion corresponding to the concavo-convex structure region. In this case, as shown in FIG. 6, the reflectance for the TE wave is 86% and the reflectance for the TM wave is 30%, that is, the function as a linear polarizer in the portion corresponding to the concavo-convex structure region. Can be granted. Therefore, in this case, the display bodies can exhibit optical characteristics corresponding to them.
図7は、偏光子と図2の表示体とを重ねた配置した場合に、偏光子の透過軸が速軸に対してなす角度が強度反射率に及ぼす影響の一例を示すグラフである。図中、横軸は、偏光子の透過軸が速軸に対してなす角度を表し、縦軸はシミュレーションによって得られた強度反射率を表している。なお、このシミュレーションは、図3について説明したシミュレーションと同様の方法及び条件で行った。 FIG. 7 is a graph showing an example of the influence of the angle formed by the transmission axis of the polarizer with respect to the fast axis on the intensity reflectance when the polarizer and the display body of FIG. In the figure, the horizontal axis represents the angle formed by the transmission axis of the polarizer with respect to the fast axis, and the vertical axis represents the intensity reflectance obtained by simulation. This simulation was performed under the same method and conditions as the simulation described with reference to FIG.
凹凸構造領域に対応した部分に、二分の一波長板としての機能と直線偏光子としての機能とを付与すると、例えば、図7に示すように、偏光子の透過軸を速軸に対して平行とした場合に強度反射率は最大となり、偏光子の透過軸を速軸に対して垂直とした場合に強度反射率はより小さくなり、偏光子の透過軸が速軸に対してなす角度を45乃至60°の範囲内にした場合に強度反射率は最小となる。即ち、凹凸構造領域に対応した部分に二分の一波長板としての機能と直線偏光子としての機能とを付与すると、複雑な光学特性を達成することができる。 If a function corresponding to a half-wave plate and a function as a linear polarizer are given to the portion corresponding to the uneven structure region, for example, as shown in FIG. 7, the transmission axis of the polarizer is parallel to the fast axis. In this case, the intensity reflectance becomes maximum, and when the transmission axis of the polarizer is perpendicular to the fast axis, the intensity reflectance becomes smaller, and the angle formed by the transmission axis of the polarizer with respect to the fast axis is 45. The intensity reflectance is minimized when the angle is in the range of 60 ° to 60 °. That is, if a function corresponding to a half-wave plate and a function as a linear polarizer are imparted to a portion corresponding to the concavo-convex structure region, complicated optical characteristics can be achieved.
第3側面に係る表示体は、上記の通り、第1又は第2側面に係る表示体において、以下の構成を採用したものである。即ち、第3側面に係る表示体において、凸部及び/又は凹部の遅軸に平行な方向の周期は400nm以下である。 As described above, the display body according to the third aspect employs the following configuration in the display body according to the first or second aspect. That is, in the display body according to the third aspect, the period in the direction parallel to the slow axis of the convex part and / or the concave part is 400 nm or less.
こうすると、表示体に約0°の入射角で可視光を入射させた場合、表示体は回折光を射出しない。即ち、この場合、表示体のうち凹凸構造領域に対応した部分が回折光を射出することに起因して、偏光子なしで凹凸構造領域の存在が知覚されるのを防止できる。 In this way, when visible light is incident on the display body at an incident angle of about 0 °, the display body does not emit diffracted light. That is, in this case, it is possible to prevent the presence of the concavo-convex structure region from being perceived without a polarizer due to the portion of the display body corresponding to the concavo-convex structure region emitting diffracted light.
なお、凸部及び/又は凹部の遅軸に平行な方向の周期は、例えば100nm以上である。小さな周期で配列した凸部及び/又は凹部は、高い精度で形成することが難しい。 In addition, the period of the direction parallel to the slow axis of a convex part and / or a recessed part is 100 nm or more, for example. Protrusions and / or recesses arranged with a small period are difficult to form with high accuracy.
第4側面に係る表示体は、上記の通り、第1乃至第3側面の何れか1つに係る表示体において、以下の構成を採用したものである。即ち、第4側面に係る表示体において、凸部及び/又は凹部の各々は、図4に示すように、速軸に垂直な断面がテーパ形状を有している。 As described above, the display body according to the fourth aspect adopts the following configuration in the display body according to any one of the first to third side surfaces. That is, in the display body according to the fourth side surface, each of the convex part and / or the concave part has a tapered shape in a cross section perpendicular to the fast axis, as shown in FIG.
この構造を採用すると、凸部の高さH又は凹部の深さと位相差δとの関係を線形に近づけることができる。それ故、凸部の高さH又は凹部の深さに誤差を生じた場合に、位相差δが設計値から大きくずれるのを防止できる。 When this structure is employed, the relationship between the height H of the convex portion or the depth of the concave portion and the phase difference δ can be made close to linear. Therefore, when an error occurs in the height H of the convex portion or the depth of the concave portion, it is possible to prevent the phase difference δ from greatly deviating from the design value.
図8は、図4に示す反射型構造性複屈折部材が与える位相差に、凸部の高さ又は凹部の深さが及ぼす影響の例を示すグラフである。図中、横軸は凸部の高さH又は凹部の深さを表し、縦軸はシミュレーションによって得られた位相差δを表している。なお、このシミュレーションは、凸部又は凹部の形状を、それらの長さ方向に垂直な断面が正弦波状の配列を形成するように変更したこと以外は、図3について説明したシミュレーションと同様の方法及び条件で行った。 FIG. 8 is a graph showing an example of the influence of the height of the convex portion or the depth of the concave portion on the phase difference given by the reflective structural birefringent member shown in FIG. In the figure, the horizontal axis represents the height H of the convex portion or the depth of the concave portion, and the vertical axis represents the phase difference δ obtained by simulation. This simulation is similar to the simulation described with reference to FIG. 3 except that the shape of the projections or depressions is changed so that the cross section perpendicular to the length direction forms a sinusoidal array. Performed under conditions.
図3と図8との比較から明らかなように、図4に示す構造を採用した場合、図2に示す構造を採用した場合と比較して、凸部の高さH又は凹部の深さと位相差δとの関係を線形に近づけることができる。 As is clear from the comparison between FIG. 3 and FIG. 8, when the structure shown in FIG. 4 is adopted, the height H of the convex portion or the depth and position of the concave portion are compared with the case where the structure shown in FIG. 2 is adopted. The relationship with the phase difference δ can be made close to linear.
また、凸部又は凹部の各々の速軸に垂直な断面がテーパ形状を有している場合、実質のアスペクト比を下げることができ、所望の位相差δをより小さなアスペクト比で、例えば0.3乃至1の範囲内にあるアスペクト比で実現することができる。従って、この場合、凹凸構造をスタンパから樹脂へと転写することによって形成するときに、高い離型性を実現できる。即ち、優れた量産性を達成できる。 Further, when the cross section perpendicular to the fast axis of each of the convex portion or the concave portion has a tapered shape, the substantial aspect ratio can be lowered, and the desired phase difference δ can be reduced with a smaller aspect ratio, for example, 0. An aspect ratio in the range of 3 to 1 can be realized. Therefore, in this case, when the concavo-convex structure is formed by transferring from the stamper to the resin, high releasability can be realized. That is, excellent mass productivity can be achieved.
第5側面に係る表示体は、上記の通り、第1乃至第4側面の何れか1つに係る表示体において、以下の構成を採用したものである。即ち、第5側面に係る表示体において、凸部及び/又は凹部の各々は、40乃至300nmの範囲内の高さ又は深さを有している。この構造は、凸部又は凹部のアスペクト比を小さくするうえで有利である。 As described above, the display body according to the fifth aspect employs the following configuration in the display body according to any one of the first to fourth side surfaces. That is, in the display body according to the fifth aspect, each of the convex portion and / or the concave portion has a height or depth within a range of 40 to 300 nm. This structure is advantageous in reducing the aspect ratio of the convex portion or the concave portion.
第6側面に係る表示体は、上記の通り、第1乃至第5側面の何れか1つに係る表示体において、以下の構成を採用したものである。即ち、第6側面に係る表示体において、第2面は、凹凸構造領域を複数含んでいる。これら凹凸構造領域の2つ以上は、凸部及び/又は凹部の形状、凸部及び/又は凹部の周期、凸部及び/又は凹部の高さ又は深さ、並びに速軸の向きの少なくとも1つが異なっている。 As described above, the display according to the sixth aspect employs the following configuration in the display according to any one of the first to fifth aspects. That is, in the display body according to the sixth side surface, the second surface includes a plurality of uneven structure regions. Two or more of these concavo-convex structure regions have at least one of the shape of the convex portion and / or the concave portion, the period of the convex portion and / or the concave portion, the height or depth of the convex portion and / or the concave portion, and the direction of the fast axis. Is different.
凸部及び/又は凹部の形状、凸部及び/又は凹部の周期、並びに凸部及び/又は凹部の高さ又は深さは、TE波とTM波との位相差δ並びにTE波に対する反射率及びTM波に対する反射率に影響を及ぼす。それ故、これらの1つ以上が凹凸構造領域間で異なっていれば、それら凹凸構造領域に対応した部分は、偏光子を介して観察した場合に異なる明るさに見える。そして、上記の通り、偏光子を介して表示体を観察する場合、凹凸構造領域に対応した部分の明るさは、偏光子の透過軸が速軸に対してなす角度に応じて変化する。 The shape of the convex part and / or the concave part, the period of the convex part and / or the concave part, and the height or depth of the convex part and / or the concave part are the phase difference δ between the TE wave and the TM wave and the reflectance with respect to the TE wave and It affects the reflectivity for TM waves. Therefore, if one or more of these are different between the concavo-convex structure regions, portions corresponding to the concavo-convex structure regions appear to have different brightness when observed through a polarizer. As described above, when the display body is observed through the polarizer, the brightness of the portion corresponding to the concavo-convex structure region changes according to the angle formed by the transmission axis of the polarizer with respect to the fast axis.
また、偏光子を介して表示体を観察する場合、凹凸構造領域に対応した部分の明るさは、偏光子の透過軸が速軸に対してなす角度に応じて変化するので、速軸の向きが凹凸構造領域間で異なっていれば、それら凹凸構造領域に対応した部分は、偏光子を介して観察した場合に異なる明るさに見える。
従って、上記の構成を採用すると、複雑な視覚効果を達成することができる。
Also, when observing the display body through a polarizer, the brightness of the portion corresponding to the concavo-convex structure region changes according to the angle formed by the transmission axis of the polarizer with respect to the fast axis. Are different between the concavo-convex structure regions, portions corresponding to the concavo-convex structure regions appear to have different brightness when observed through a polarizer.
Therefore, when the above configuration is adopted, a complicated visual effect can be achieved.
第7側面に係るラベル付き物品は、上記の通り、第1乃至第6側面の何れか1つに係る表示体と、これを支持した物品とを備えている。このラベル付き物品は、上記の表示体を備えているので、高い偽造防止効果を発揮し得る。 As described above, the labeled article according to the seventh aspect includes the display body according to any one of the first to sixth aspects and the article that supports the display. Since this labeled article is provided with the above-described display body, it can exhibit a high anti-counterfeiting effect.
以下に、本発明の実施例を記載する。 Examples of the present invention will be described below.
(例1)
図9は、表示体の一例を概略的に示す平面図である。図10は、図9の表示体のX−X線に沿った断面図である。
(Example 1)
FIG. 9 is a plan view schematically showing an example of the display body. 10 is a cross-sectional view of the display body of FIG. 9 taken along line XX.
図9及び図10に示す表示体100は、透明基材110と、レリーフ形成層111と、金属反射層113と、保護層23とを含んでいる。レリーフ構造形成層111と金属反射層113と保護層23とは、透明基材110上に順次形成されている。ここでは、金属反射層113は、アルミニウムを蒸着することにより形成した。なお、表示体100を物品に貼り付けることができるように、保護層23の代わりに接着層を形成してもよい。
The
レリーフ構造形成層111と金属反射層113との界面には、領域TP1乃至TP3を設けた。領域TP1及びTP2は凹凸構造領域であり、領域TP3は平坦な領域である。
Regions TP1 to TP3 are provided at the interface between the relief
領域TP1及びTP2には、以下の点を除き、図4を参照しながら説明したのと同様の構造を採用した。即ち、ここでは、領域TP1及びTP2の各々において、凸部又は凹部の周期Pを240nmとした。領域TP1においては、速軸をy方向に対して平行とし、凸部の高さH又は凹部の深さを110nmとして、波長λが532nmのTE波とTE波とに与える位相差δがπとなるようにした。他方、領域TP2においては、速軸をx方向に対して平行とし、凸部の高さH又は凹部の深さを220nmとして、波長λが532nmのTE波とTE波とに与える位相差δが2πとなるようにした。なお、x方向及びy方向は、レリーフ構造形成層111と金属反射層113との界面に対して平行であり且つ互いに垂直な方向である。
The regions TP1 and TP2 have the same structure as described with reference to FIG. 4 except for the following points. That is, here, in each of the regions TP1 and TP2, the period P of the convex portion or the concave portion is set to 240 nm. In region TP1, the fast axis is parallel to the y direction, the height H of the convex portion or the depth of the concave portion is 110 nm, and the phase difference δ given to the TE wave and the TE wave having a wavelength λ of 532 nm is π. It was made to become. On the other hand, in the region TP2, when the fast axis is parallel to the x direction, the height H of the convex portion or the depth of the concave portion is 220 nm, the phase difference δ given to the TE wave and the TE wave having a wavelength λ of 532 nm is 2π was set. The x direction and the y direction are parallel to the interface between the relief
図11は、反射型構造性複屈折部材のTE波及びTM波に関する強度反射率に凸部の高さ又は凹部の深さが及ぼす影響の例を示すグラフである。図中、横軸は凸部の高さH(又は凹部の深さ)を表し、縦軸はシミュレーションによって得られた強度反射率を表している。なお、このシミュレーションは、図9及び図10を参照しながら説明した条件を適用したこと以外は、図3について説明したシミュレーションと同様の方法で行った。 FIG. 11 is a graph showing an example of the influence of the height of the convex portion or the depth of the concave portion on the intensity reflectance related to the TE wave and TM wave of the reflective structural birefringent member. In the figure, the horizontal axis represents the height H of the convex portion (or the depth of the concave portion), and the vertical axis represents the intensity reflectance obtained by the simulation. This simulation was performed in the same manner as the simulation described with reference to FIG. 3 except that the conditions described with reference to FIGS. 9 and 10 were applied.
図11によると、凸部の高さH又は凹部の深さが110nmである場合及び220nmである場合の何れにおいても、TE波に対する反射率は約90%であり、TM波に対する反射率は約62%である。 According to FIG. 11, in both cases where the height H of the convex portion or the depth of the concave portion is 110 nm and 220 nm, the reflectance for the TE wave is about 90%, and the reflectance for the TM wave is about 90%. 62%.
それ故、図9及び図10を参照しながら説明した表示体100を肉眼で観察した場合、領域TP1及びTP2はほぼ同じ明るさに見え、それらを互いから区別することはできない。即ち、この場合、表示体100は矩形状の像を表示する。
Therefore, when the
また、この表示体100の上に、直線偏光子を、その透過軸がx又はy方向に対して平行になるように重ねた場合も、領域TP1及びTP2はほぼ同じ明るさに見え、それらを互いから区別することはできない。即ち、この場合も、表示体100は矩形状の像を表示する。
In addition, when a linear polarizer is overlaid on the
但し、この表示体100の上に、直線偏光子を、その透過軸がx又はy方向に対して45°の角度をなすように重ねた場合、領域TP1及びTP2に対応した部分が与える位相差δの相違に起因して、領域TP1に対応した部分は、領域TP2に対応した部分と比較して暗く見える。即ち、この場合、領域TP1に対応した部分は文字「T」を表示し、領域TP2に対応した部分は文字「T」の背景を表示する。
However, when the linear polarizer is superimposed on the
(例2)
図12は、表示体の他の例を概略的に示す平面図である。
(Example 2)
FIG. 12 is a plan view schematically showing another example of the display body.
図12に示す表示体100は、以下の構成を採用したこと以外は、図9及び図10を参照しながら説明した表示体100と同様である。
The
即ち、図12に示す表示体では、レリーフ構造形成層111と金属反射層113との界面には、領域TP1乃至TP3を設ける代わりに、領域AR1乃至AR7を設けている。領域AR1乃至AR6は凹凸構造領域であり、領域AR7は平坦な領域である。
That is, in the display body shown in FIG. 12, regions AR1 to AR7 are provided at the interface between the relief
領域AR1、AR2、AR3、AR4、AR5及びAR6は、それらの速軸が、それぞれ、x方向に対して0°、30°、60°、90°、120°及び150°の角度をなしていること以外は同様の構造を有している。領域AR1乃至AR6の各々が波長532nmのTE波とTE波とに与える位相差δはπである。 The regions AR1, AR2, AR3, AR4, AR5, and AR6 have their fast axes at angles of 0 °, 30 °, 60 °, 90 °, 120 °, and 150 ° with respect to the x direction, respectively. Except this, it has the same structure. The phase difference δ that each of the regions AR1 to AR6 gives to the TE wave and the TE wave having a wavelength of 532 nm is π.
この表示体100の上に、直線偏光子を、その透過軸がx方向に対して15°の角度をなすように重ねた場合、領域AR3及びAR6に対応した部分は黒く見え、領域AR1、AR2、AR4及びAR5に対応した部分はより明るく見える。また、この表示体100の上に、直線偏光子を、その透過軸がx方向に対して45°の角度をなすように重ねた場合、領域AR1及びAR4に対応した部分は黒く見え、領域AR2、AR3、AR5及びAR6に対応した部分はより明るく見える。そして、この表示体100の上に、直線偏光子を、その透過軸がx方向に対して75°の角度をなすように重ねた場合、領域AR2及びAR5に対応した部分は黒く見え、領域AR1、AR3、AR4及びAR6に対応した部分はより明るく見える。
When a linear polarizer is overlaid on the
以上から明らかなように、この表示体100の上に直線偏光子を重ねた状態で直線偏光子を回転させると、黒く見える場所もそれに応じて変化する。即ち、アニメーションの如き表示が可能である。
As apparent from the above, when the linear polarizer is rotated in a state where the linear polarizer is overlaid on the
なお、例1及び例2では、表示体100の上に偏光子を重ねているが、偏光子は表示体100から離間させてもよい。
In Examples 1 and 2, a polarizer is stacked on the
(例3)
図13は、ラベル付き物品の一例を概略的に示す平面図である。
図13に示すラベル付き物品は印刷物である。この印刷物は、ラベルとしての表示体100と、これが貼り付けられた物品101とを含んでいる。表示体100は、例1又は例2を参照しながら説明した構造を有している。物品101は、ここでは、IDカード等の偽造防止技術が必要な情報印刷物である。
(Example 3)
FIG. 13 is a plan view schematically showing an example of a labeled article.
The labeled article shown in FIG. 13 is a printed matter. The printed matter includes a
図14は、真偽判定方法の一例を概略的に示す図である。図14において、参照符号130及びVW1は、それぞれ、直線偏光子及び観察者を表している。
FIG. 14 is a diagram schematically illustrating an example of a true / false determination method. In FIG. 14,
図13を参照しながら説明したラベル付き物品は、例1又は例2を参照しながら説明した表示体100を含んでいる。この表示体100は、観察者VW1が偏光子130を介して観察した場合に、例1又は例2を参照しながら説明した視覚効果を提供する。従って、この視覚効果を確認することにより、このラベル付き物品が真正品であると判断することができる。
The labeled article described with reference to FIG. 13 includes the
このように、例1又は例2の表示体100を物品101に支持させると、物品101に偽造防止効果を付与すること、又は、物品101の偽造防止効果を高めることができる。
As described above, when the
なお、図13には、ラベル付き物品としてIDカードを例示しているが、ラベル付き物品は、これに限られない。例えば、ラベル付き物品は、磁気カード、無線カード及びIC(integrated circuit)カード、パスポートなどの他のカードであってもよい。或いは、ラベル付き物品は、商品券及び株券などの有価証券であってもよい。或いは、ラベル付き物品は、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、ラベル付き物品は、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。 In addition, although the ID card is illustrated as the labeled article in FIG. 13, the labeled article is not limited to this. For example, the labeled article may be a magnetic card, a wireless card, an IC (integrated circuit) card, or another card such as a passport. Alternatively, the labeled article may be securities such as gift certificates and stock certificates. Alternatively, the labeled article may be a tag to be attached to an article to be verified as authentic. Alternatively, the labeled article may be a package or a part thereof that contains an article to be confirmed to be genuine.
また、図13に示すラベル付き物品では、表示体100を物品101に貼り付けているが、表示体100は、他の方法で物品101に支持させることができる。例えば、物品101として紙を使用した場合、表示体100を紙に漉き込み、表示体100に対応した位置で紙を開口させてもよい。或いは、物品101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100を埋め込んでもよく、物品の裏面、即ち表示面とは反対側の面に表示体100を固定してもよい。
In the labeled article shown in FIG. 13, the
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100を支持させてもよい。例えば、表示体100は、美術品などの高級品に支持させてもよい。
Moreover, the labeled article may not be a printed material. That is, the
なお、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にすることなどを目的として与えられており、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。 The above embodiment is given for the purpose of facilitating understanding of the present invention, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
10…構造性複屈折部材、20…金属反射層、21…透明材料層、22…透明材料層、23…保護層、30…凸部又は凹部、31…凸部又は凹部、32…凸部又は凹部、40…自然光、41…速軸、42…遅軸、100…表示体、101…物品、110…基材、111…レリーフ構造形成層、113…金属反射層、130…偏光子、AR1…凹凸構造領域、AR2…凹凸構造領域、AR3…凹凸構造領域、AR4…凹凸構造領域、AR5…凹凸構造領域、AR6…凹凸構造領域、AR7…平坦な領域、TP1…凹凸構造領域、TP2…凹凸構造領域、TP3…平坦な領域、VW1…観察者。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基材と向き合った第1面及び前記第1面とは反対側の第2面を有し、前記第2面は、一次元又は二次元的に且つ周期的に配列した複数の凸部及び/又は凹部を各々が備えた凹凸構造領域を含み、前記凹凸構造領域は、速軸と遅軸とを有している複屈折部材として機能し、前記凹凸構造領域は前記速軸に垂直な断面の形状と前記遅軸に垂直な断面の形状とが異なっているレリーフ構造形成層と、
前記第2面上に設けられた金属反射層と
を具備し、
前記凹凸構造領域は、前記第2面に垂直な方向から可視光領域内の或る波長の光を入射させた場合、電界ベクトルの振動方向が前記速軸に対して平行な直線偏光成分の反射光と、電界ベクトルの振動方向が前記遅軸に対して平行な直線偏光成分の反射光との間に二分の一波長の位相差を与えることによって、反射型の二分の一波長板として機能すると共に、前記電界ベクトルの振動方向が前記速軸に対して平行な直線偏光成分に対する反射率と、前記電界ベクトルの振動方向が前記遅軸に対して平行な直線偏光成分に対する反射率とが異なることによって、直線偏光子として機能する、表示体。 A light transmissive substrate;
A first surface facing the substrate and a second surface opposite to the first surface, wherein the second surface includes a plurality of convex portions arranged one-dimensionally or two-dimensionally and periodically; Each of which includes a concavo-convex structure region provided with a recess, the concavo-convex structure region functioning as a birefringent member having a fast axis and a slow axis, and the concavo-convex structure region has a cross section perpendicular to the fast axis. A relief structure forming layer having a shape different from that of the cross section perpendicular to the slow axis,
A metal reflective layer provided on the second surface;
When the light having a certain wavelength in the visible light region is incident on the concavo-convex structure region from a direction perpendicular to the second surface, reflection of the linearly polarized light component in which the vibration direction of the electric field vector is parallel to the fast axis is reflected. and light, by the vibration direction of the electric field vector gives a phase difference of one half wavelength between the reflected light of the linearly polarized light component parallel to the slow axis, functions as a half-wave plate for reflection-type In addition, the reflectance for the linearly polarized light component whose vibration direction of the electric field vector is parallel to the fast axis is different from the reflectance for the linearly polarized light component whose vibration direction of the electric field vector is parallel to the slow axis. A display body that functions as a linear polarizer.
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