JP6834413B2 - 表示体及びラベル付き物品 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一態様に係る表示体1を示す図である。表示体1は、図1に示すように複数の観察角度a、b、cによって、R、G、Bの異なる組み合わせからなる色のカラー画像を表示することができる。表示体1は、第一観察条件で観察すると第一フルカラー画像を表示し、第一観察条件とは異なる第二観察条件で観察すると第一フルカラー画像とは異なる第二カラー画像を表示する。例えば、特定の観察条件である第一観察条件の観察角度bから表示体1を観察すると第一フルカラー画像RGBが観察され、第一観察条件とは異なる特定の観察条件である第二観察条件の観察角度a及びcから表示体1を観察すると第二フルカラー画像Bが観察される。例えば、第二フルカラー画像Bは、第一観察条件では視認できない隠し画像である。
次に、表示体1の一つ、あるいは、二つの色の表示用セルに採用可能な回折格子について説明する。ここでは、代表的な回折格子として図3に示す矩形型回折格子4について説明する。回折格子に照明光源を用いて照明光ILを照射すると、回折格子は、入射光である照明光ILの進行方向に応じて特定の方向に強い回折光を射出する。
d=mλ/(sinα−sinβ) ・・・(1)
この式(1)において、λは照明光と回折光の波長であり、dは回折格子のピッチを示している。なお、図3では、入射光ILが矩形型回折格子4に入射し、正反射光RL、+1次回折光DL+1、−1次回折光DL−1、+2次回折光DL+2が射出する概略を示している。
η = (2/π)2sin2{(2π/λ)(r/cosα)}sin2{(π/d)L}・・・(2)
ここで、ηは回折効率(0〜1の値をとる)、rは回折格子の高さ、Lは回折格子の格子幅、dは格子線のピッチ、αは照明光の入射角、λは入射光及び回折光の波長である。なお、式(1)および式(2)は、凹凸構造からなる浅い矩形型回折格子4について成り立つものである。
図4A、図4B及び図4Cに示すように、表示体1に用いられる赤色表示用セルRC、緑色表示用セルGC、青色表示用セルBCの三種類のうち、一つ、あるいは、二つ、又は三つ全てに設けられる矩形型回折格子4の空間周波数は、白色光WLが矩形型回折格子4に垂直な軸である法線NL1を基準とし45度で入射した場合、それぞれの矩形型回折格子4から法線NLを基準とし0度において+1次の回折光DL+1の波長がR、G、Bに対応する本数である。例えば、R=1000本/mm、G=1300本/mm、B=1600本/mmとなる。表示体1を第一観察条件である法線NLを基準とし0度から観察した場合に、各空間周波数の回折格子から回折されるR、G、Bの光が混合し、混合の比率によって任意の色が表現される。
次に、赤色表示用セルRC、緑色表示用セルGC、青色表示用セルBCの各色の表示用セルの組合せから成る色の表示について説明する。
表示体1には図5のようにセル群のR、G、Bのセルのうち回折格子とインキ印刷面の組み合わせによって構成されるセル群2とR、G、Bのセルの全てが回折格子からなるセル群3によって構成される。図5では、セル群2のうちR、GのセルにはRとGの空間周波数に対応する回折格子が設けられており、Bのセルにはインキ面が設けられている。一方、セル群3のR、G、BのセルにはそれぞれR、G、Bの空間周波数に対応する回折格子が設けられている。以上のように、表示体1のBのセルには、回折格子とインキ面の両方が表示体1のセルの位置により選択的に設けられている。
表示体1に設ける回折格子としては、さまざまな種類が考えられる。代表的な種類として、先に挙げた矩形型回折格子4があるが、矩形型回折格子4の代わりに正弦波型回折格子を用いることもできる。また、表示体1には矩形型回折格子4または正弦波型回折格子とは形状の異なる回折格子として、ブレーズド型回折格子5を用いることもできる。ブレーズド型回折格子5を用いる場合、以下で説明するように、赤色表示用セルRCと、緑色表示用セルGCと、青色表示用セルBCの少なくとも一つは、ブレーズド型回折格子5を有する。
図6に示すようにブレーズド型回折格子5は、溝の断面形状が鋸歯状であり、特定の次数と波長に対して高い回折効率を示す。
sinα+sinβ=Nmλ・・・(3)
この式(3)において、λは照明光と回折光の波長であり、照射光ILが回折格子の法線NL1からの角度αの角度で入射しβの角度で回折する場合を示している。
θB=(α+β)/2・・・・(4)
λB=(2d/m)(sinθB){cos(α−θB)}・・・(5)
赤色表示用セルRC、緑色表示用セルGC、青色表示用セルBCにのうちR、G、Bに対応するインキ面とする表示用セルは、有機顔料を用いたインキで印刷されたインキ面とすることができる。
次に、表示体1の層構成と作製方法について説明する。
表示体1の層構成の一例として、図8のように基材7/光透過層8/インキ層9の順が挙げられる。
次に、光透過層8の第一領域A1と第二領域A2に、部分的に光反射層10を設ける方法について説明する。
また、表示体1の第二領域A2には、テーパー構造11を設けてもよい。この場合、テーパー構造11は光透過層8の第二領域A2に設けられるため、光反射層10で被覆されない。テーパー構造11は、表面積が回折格子より大きい。
光透過層8の第二領域A2にテーパー構造11が設けられる場合、このテーパー構造11と第一領域A1の回折格子の表面積の違いを利用して、部分的に光反射層10を形成することができる。
表示体1の光透過層8には、回折格子を設ける第一領域A1、インキ面となる第二領域A2以外の第三領域A3も存在する。第三領域は、通常、構造のない平坦面である。しかし、図11のように第三領域A3に、テーパー構造11を設けることもできる。つまり、セル群の赤色表示用セルRCと緑色表示用セルGCと青色表示用セルBCのうちの一つ以上の回折格子が設けられたセルに対応する第一領域A1、および、赤色表示用セルRCと緑色表示用セルGCと青色表示用セルBCのうち回折格子が設けられたセル以外の残りの全ての回折格子が設けられていないセルに対応する第二領域A2とは異なる第三領域A3にテーパー構造11が設けられる。テーパー構造11に、さらに、第三領域A3のテーパー構造11に光反射層10を設けることで、第三領域A3は先に述べたように黒色に観察されることになる。よって、第三領域A3にテーパー構造11を設けた表示体1は、第一領域A1と第二領域A2から成り、第三領域A3にテーパー構造11がない表示体1に観察されてしまう正反射光を除くことができ、表示体1のカラー画像のコントラストを上げることができる。表示体1のコントラストを上げることで、カラー画像の視認性を高めることができる。
RGB…R、G、Bの色から成る第一フルカラー画像、B…Bの色から成る第二カラー画像、
RC…赤色表示用セル、GC…緑色表示用セル、BC…青色表示用セル、
RD…Rに対応する空間周波数の回折格子、GD…Gに対応する空間周波数の回折格子、BD…Bに対応する空間周波数の回折格子、BI…Bに対応する色のインキ面、
a…観察角度a、b…観察角度b、c…観察角度c、
A1…第一領域、A2…第二領域、A3…第三領域、
IL…単一波長の入射光、NL1…垂線、NL2…垂線、L…正反射光、DL+1…+1次回折光、DL+2…+2次回折光、DL−1…−1次回折光、DL_R…Rの波長の+1次回折光、DL_G…Gの波長の+1次回折光、DL_B…Bの波長の+1次回折光、
d…任意の格子ピッチ、d_R…Rに対応する格子ピッチ、d_G…Gに対応する格子ピッチ、d_B…Bに対応する格子ピッチ。
Claims (12)
- 赤色表示用セルと緑色表示用セルと青色表示用セルから成る一画素を構成するセル群及び一画素を構成する別のセル群が配列され、
第一観察条件で観察すると第一フルカラー画像を表示し、
前記第一観察条件とは異なる第二観察条件で観察すると前記第一フルカラー画像とは異なる第二カラー画像を表示する表示体であって、
前記セル群の赤色表示用セルと緑色表示用セルと青色表示用セルのうち一つまたは二つのセルは、前記第一観察条件でそれぞれに対応する色に応じた波長の光の回折光が観察される回折格子を有し、前記セル群の赤色表示用セルと緑色表示用セルと青色表示用セルのうち回折格子が設けられていないセルは、それぞれに対応する色に応じた色を呈するインキを有し、
前記別のセル群の赤色表示用セルと緑色表示用セルと青色表示用セルのすべては、前記第一観察条件でそれぞれに対応する色に応じた波長の光の回折光が観察される回折格子を有する、
ことを特徴とする表示体。 - 基材、光透過層、インキ層の順で構成され、
赤色表示用セルと緑色表示用セルと青色表示用セルの回折格子が光透過層の第一領域に設けられ、
光透過層の第一領域は、光反射層で被覆され、
赤色表示用セルと緑色表示用セルと青色表示用セルの回折格子が設けられていない光透過層の第二領域は、光反射層で被覆されていない
ことを特徴とする請求項1に記載の表示体。 - 赤色表示用セルと緑色表示用セルと青色表示用セルに設けられた回折格子は、それぞれの表示用セル間で空間周波数が互いに異なり、かつ、長手方向が互いに等しい
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の表示体。 - 第二カラー画像が、第一観察条件では視認できない隠し画像である
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の表示体。 - 赤色表示用セルと緑色表示用セルと青色表示用セルのうち回折格子が設けられていないセルに対応する光透過層の第二領域に、表面積が回折格子より大きいテーパー構造が設けられている
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の表示体。 - 前記セル群及び前記別のセル群の大きさが3μm以上かつ300μm以下である
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の表示体。 - 赤色表示用セルと緑色表示用セルと青色表示用セルの各々のセル面積は、16段階以上で定められている
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の表示体。 - 赤色表示用セルと緑色表示用セルと青色表示用セルの少なくとも一つにブレーズド型回折格子を有する
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の表示体。 - 赤色表示用セルと緑色表示用セルと青色表示用セルのうち、それぞれに対応する色に応じた色を呈するインキを有するセルの第二領域のインキ層に目視では認識できない微細パターンが含まれている
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の表示体。 - 前記セル群の赤色表示用セルと緑色表示用セルと青色表示用セルのうちの一つまたは二つの回折格子が設けられたセルに対応する第一領域、および、赤色表示用セルと緑色表示用セルと青色表示用セルのうち回折格子が設けられたセル以外の残りの全ての回折格子が設けられていないセルに対応する第二領域とは異なる第三領域にテーパー構造が設けられている
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の表示体。 - テーパー構造のピッチが、250nm以上、かつ、400nm以下であり、
テーパー構造の高さが、100nm以上、かつ、500nm以下である
ことを特徴とする請求項5、請求項5を直接的もしくは間接的に引用する請求項6乃至9のいずれか一項、または、請求項10に記載の表示体。 - 請求項1乃至11のいずれか一項に記載の前記表示体と、前記表示体を支持する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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