JP7156032B2 - 表示体、およびその真贋判定方法、ならびに印刷物 - Google Patents

Description

本開示は、紙幣、カード、商品券等のセキュリティ媒体や、パスポート等の公的文書等の偽造や複写を防止するために好適な表示体、およびその真贋判定方法、ならびにこの表示体を備えた印刷物に関するものである。

従来、紙幣や商品券等の有価証券、またはパスポート等の公的文書には、偽造や模倣を防ぐ目的で、透かしと呼ばれる技術が用いられている。透かしは、対象物に光を透過させて観察した際に、透過光の強度変化によって濃淡が付くことで、絵柄等のパターンを確認することを可能にする技術として、古くから知られている。

透過光の強度を変化させる方法としては、紙を製造する際に紙の厚みを僅かに変化させる、すき入れという手法等がある。現在でも、透かし技術は偽造防止手段として広く用いられている。しかしながら、油等で紙に模様を施し、一見すれば透かしと間違う模倣をなされる危険性があり、その偽造防止効果は充分ではない。そのため、透かしのように対象物に光を透過させることで効果を確認できる、種々の偽造防止技術が提案されている。

特許文献１では、マット（粗面）な表面状態の無色透明フィルム等の基材の上に、液状物質を用いて模様を作成する提案がなされている。この液状物質は、粗面に浸透して乾燥するような、無色透明のアクリルラッカー等である。この模様部分の光透過性を他の部分の光透過性よりも増大させることで、透かし模様としている。

さらに、特許文献１では、無機化合物の透明薄膜を積層させることによって、多層干渉膜を付与している。干渉膜側から反射光を観察すると虹色に輝く干渉色が確認できる。干渉色は、観察する角度を変えることによって色が変化する。また、干渉膜とは反対側から透過光を観察すると干渉膜側の正反射光の補色が見える。このようにして、透かし模様と干渉色のフリップフロップ効果を共存させている。

特許文献２では、被印刷体の表裏いずれか一方に万線によって模様を印刷し、他方には万線に潜像とすべき図柄を施した画線からなる模様を印刷した印刷物が提案されている。この印刷物を光で透かして見ることにより、表裏の模様が合成されて出現する連続階調の画像を確認することが可能となっている。

特許文献２は、光が透過する被印刷体の表裏いずれか一方に万線模様を印刷した印刷物を示している。この印刷物の、他方の面には、一方の万線模様の線配列と同期した線配列で、かつ、一方の万線の線配列に対して垂直方向に同程度の画線幅を有する模様が印刷されている。表裏の万線模様のピッチをスクリーン印刷によって変化させ、かつ、表裏の位置を合わせて印刷が行なわれている。こうして、光に透かして見ると表裏の模様が合成され、潜像が連続階調の像として出現する印刷物を得ている。

特許文献３には、凹凸形状を有するすき入れ紙を用いた印刷物が提案されている。この凹凸形状は、部分的に角度を異なるようにすることによって図柄を表した万線模様、またはレリーフ模様、または双方の模様のいずれかの画線構成のエンボスによって形成されている。このすき入れ紙には、素材の色および無色透明以外の色のインキによって、一定な間隔を持つ各種万線画線が、凹凸形状の図柄以外の部分を構成する部分に対して、傾斜を持たせて印刷されている。

特許文献３の印刷物では、凹凸形状と一定の間隔を持つ印刷画線との間に、一定はでない位置関係が生じ、ある特定の角度から見た時にのみ、潜像となる特定の文字、図柄等が認識できる効果が述べられている。併せて、すき入れ紙の場合は、透過光によって容易にすき入れ像が認識できる効果が述べられている。

特許第２８４０７２４号明細書 特公平８－１３５６８号公報 特許第２６１５４０１号明細書

しかしながら、このような従来技術では、以下の問題がある。

まず、特許文献１で開示された技術では、簡易的に透かし模様が作製され、さらに干渉多層膜が追加されることにより、透過光の干渉による着色効果が得られている。しかしながら、一般的な拡散フィルム等の粗面に透明樹脂を滴下すれば、容易に模倣される恐れがある。

また、特許文献２で開示された技術では、基材の表裏に対して、位置を合わせてスクリーン印刷が行われることで、透過光を観察した際に印刷によって変化させた濃淡画像が観察される。しかしながら、観察される模様は、通常の透かしと似た濃淡画像に限られてしまう。

さらに、特許文献３で開示された技術では、凹凸構造の傾斜した面にオフセット印刷が施されているが、模倣が容易であるという特許文献１の欠点も、単純な模様しか実現できないという特許文献２の欠点も、補うことはできない。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、意匠性および偽造困難性を向上させることが可能な表示体、およびこの表示体が配置された印刷物を提供することにある。また、その第２の目的は、このような表示体を用いることによって、偽造を容易に判定することができる真贋判定方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本開示では、以下の手段を講じる。

請求項１の発明は、それぞれ複数のセルを備えてなる複数のサブ表示領域からなる複数の表示領域と、複数のセルの周囲を囲む溝構造に設けられた境界部とを備え、セルに、直線状または円弧状に、断面が三角形の複数のプリズム構造を平行に配置し、境界部は、プリズム構造の両端に接続されたリブ構造であり、複数のサブ表示領域のうちのいくつかが、観察される方位角および仰角に応じて、光学特性が反射性または透過性となることによって、表示領域では、観察される方位角、仰角の何れか、または、方位角と仰角に応じて、異なる絵柄が表示される表示体である。この請求項１の表示体によれば、セル毎に異なる光学特性を利用して、反射と透過のコントラストにより表現される文字等を含む絵柄を、観察する方位角や仰角によって変化させることが可能となる。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の表示体において、複数のサブ表示領域のうち、１つのサブ表示領域または２つ以上のサブ表示領域が第１のサブ表示領域群に属し、別の１つのサブ表示領域または２つ以上のサブ表示領域が第２のサブ表示領域群に属し、観察される方位角、仰角の何れか、または、方位角と仰角の変化に応じて、第１のサブ表示領域群に属するサブ表示領域におけるセルの光学特性が、反射性から透過性へ変化する場合、第２のサブ表示領域群に属するサブ表示領域におけるセルの光学特性が、透過性から反射性へ変化する。この請求項２の表示体によれば、観察する方位角や仰角によって変化する文字等を含む絵柄の変化の仕方が異なるものを、１つの表示領域内に設けることができる。

さらに、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の表示体において、絵柄が、複数のサブ表示領域のうち、透過性を有するサブ表示領域が、反射性を有するサブ表示領域によって囲まれて表示される、または、反射性を有するサブ表示領域が、透過性を有するサブ表示領域によって囲まれて表示される。

さらにまた、請求項４の発明は、請求項２に記載の表示体において、複数のサブ表示領域のうち、さらに別の１つのサブ表示領域または２つ以上のサブ表示領域が第３のサブ表示領域群に属し、第１のサブ表示領域群に属するサブ表示領域におけるセルの光学特性、および第２のサブ表示領域群に属するサブ表示領域におけるセルの光学特性が変化する場合、第３のサブ表示領域群に属するサブ表示領域におけるセルの光学特性は変化しない。この請求項４の表示体によれば、観察する方位角や仰角が変化すると変化する絵柄（文字等を含む）に加え、観察する方位角や仰角が変化しても変化しない絵柄（文字等を含む）を１つの表示領域内に設けることができる。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の表示体において、各プリズム構造は、三角形の頂点を挟む両側の傾斜角が異なり、傾斜角が小さい第１の斜面の傾斜角が、セル毎に同一であり、第１の斜面の傾斜角、方位角の範囲のうちの何れか、または傾斜角と方位角の範囲が異なるプリズム構造が配置されたセルを複数設けることにより、セル毎の光学特性が、観察される方位角および仰角に応じて変化するようにしている。

請求項６の発明は、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の表示体において、各プリズム構造は、三角形の頂点を挟む両側の傾斜角が異なり、傾斜角が小さい第１の斜面の傾斜角が、セル内で連続的に変化し、第１の斜面の傾斜角の範囲、方位角の範囲の何れか、または、傾斜角の範囲と方位角の範囲が異なるプリズム構造が配置されたセルを複数設けることにより、セル毎の光学特性が、観察される方位角および仰角に応じて変化するようにしている。この請求項６の表示体では、フレネルレンズやリニアフレネルレンズのように、非対称プリズム構造のプリズムの角度が、連続的に変化する。

請求項７の発明は、請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の表示体において、複数の表示領域が、不透明な基材上に配置されている。請求項７の表示体によれば、反射と透過のコントラストにより表現され、観察する方位角や仰角が変化すると変化する絵柄（文字等を含む）を表示する表示領域を、印刷された紙やプラスチックカードのような不透明なシート上に設けることができる。

請求項８の発明は、請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の表示体において、複数の表示領域が、ＰＥＴフィルムのような透明な基材上に配置される。

請求項９の発明は、請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の表示体を、フラットパネルディスプレイ画面上またはフラットパネルディスプレイ画面上またはフラットパネルディスプレイ内部に設けている。

請求項１０の発明は、光学特性は、前記セル毎に異なることを特徴とする、請求項１に記載の表示体である。

請求項１１の発明は、複数の表示領域のうちの少なくとも２つの表示領域内に、観察する方位角や仰角によって、変化の仕方の異なる絵柄を設けたことを特徴とする、請求項２に記載の表示体である。
請求項１２の発明は、請求項１乃至１１のうち何れか１項に記載の表示体が配置されてなることを特徴とする印刷物である。
請求項１３の発明は、セルに対して所定の位置関係を有するように第１の絵柄が印刷されていることを特徴とする、請求項１２に記載の印刷物である。
請求項１４の発明は、セルのクラスタに対して所定の位置関係を有するように第１の絵柄が印刷されていることを特徴とする、請求項１２に記載の印刷物である。
請求項１５の発明は、請求項１乃至１１のうち何れか１項に記載の表示体を、観察される方位角および仰角を変化させながら表示される絵柄の変化を確認することによって、表示体の真贋を判定することを特徴とする方法である。

本開示によれば、意匠性および偽造困難性を向上させることが可能な表示体、およびこの表示体が配置された印刷物を提供することができる。また、このような表示体を用いることによって、偽造を容易に判定することができる真贋判定方法を提供することができる。

図１は、本実施形態に係る表示体の構成例を示す平面図である。 図２は、図１に対応する表示体の斜視図である。 図３は、図２のＸ１－Ｘ１’線に沿った表示体の断面図である。 図４Ａは、セルの境界部に設けられたリブ構造の一例を示す平面図である。 図４Ｂは、セルの境界部に設けられたリブ構造の別の例を示す平面図である。 図５は、視点の移動による視覚効果を説明するための概念図である。 図６は、視点の移動による視覚効果を説明するための別の概念図である。 図７は、図６に対応する実際の見え方を撮影した写真画像である。 図８は、本実施形態に係る表示体における散乱光の観察条件を説明するための概念図である。 図９は、本実施形態に係る表示体における透過光の観察条件を説明するための概念図である。 図１０は、本実施形態に係る表示体における透過光の別の観察条件を説明するための概念図である。 図１１は、円弧状のプリズム構造が配置された表示体の一例を示す平面図である。 図１２は、図１１のＸ２－Ｘ２’線に沿った表示体の断面図である。 図１３Ａは、図１１および図１２の構成の表示体を左側から観察した場合に表示領域において観察される絵柄の一例である。 図１３Ｂは、図１１および図１２の構成の表示体を正面から観察した場合に表示領域において観察される絵柄の一例である。 図１３Ｃは、図１１および図１２の構成の表示体を右側から観察した場合に表示領域において観察される絵柄の一例である。 図１４は、図１１のＸ２－Ｘ２’線に沿った表示体の別の構成の断面図である（方位が図１２と逆の場合）。 図１５Ａは、図１１および図１４の構成の表示体を左側から観察した場合に表示領域において観察される絵柄の一例である。 図１５Ｂは、図１１および図１４の構成の表示体を正面から観察した場合に表示領域において観察される絵柄の一例である。 図１５Ｃは、図１１および図１４の構成の表示体を右側から観察した場合に表示領域において観察される絵柄の一例である。 図１６は、円弧状のプリズム構造が配置された表示体の別の一例を示す平面図である。 図１７は、図１６のＸ３－Ｘ３’線に沿った表示体の断面図である。 図１８Ａは、図１６および図１７の構成の表示体を左側から観察した場合に表示領域において観察される絵柄の一例である。 図１８Ｂは、図１６および図１７の構成の表示体を正面から観察した場合に表示領域において観察される絵柄の一例である。 図１８Ｃは、図１６および図１７の構成の表示体を右側から観察した場合に表示領域において観察される絵柄の一例である。 図１９は、図１６のＸ３－Ｘ３’線に沿った表示体の別の構成の断面図である。 図２０Ａは、図１６および図１９の構成の表示体を左側から観察した場合に表示領域において観察される絵柄の一例である。 図２０Ｂは、図１６および図１９の構成の表示体を正面から観察した場合に表示領域において観察される絵柄の一例である。 図２０Ｃは、図１６および図１９の構成の表示体を右側から観察した場合に表示領域において観察される絵柄の一例である。 図２１は、直線状のプリズム構造が配置された表示体の一例を示す平面図である。 図２２は、図２１のＸ４－Ｘ４’線に沿った表示体の断面図である。 図２３は、本実施形態に係る表示体の構成例を示す平面図である（直線状のプリズム構造の場合）。 図２４は、図２３のＸ５－Ｘ５’線に沿った表示体の断面図である。 図２５は、本実施形態に係る表示体の別の構成例を示す平面図である（円弧状のプリズム構造の場合）。 図２６は、サブ表示領域の概念を説明するための図である。 図２７は、比較のため、本発明とは異なるプリズム構造が配置された表示体の一例を示す平面図である。 図２８は、図２７のＸ６－Ｘ６’線に沿った断面図である。 図２９Ａは、図２７および図２８の構成の比較例を左側から観察した場合に表示領域において観察される絵柄の一例である。 図２９Ｂは、図２７および図２８の構成の比較例を正面から観察した場合に表示領域において観察される絵柄の一例である。 図２９Ｃは、図２７および図２８の構成の比較例を右側から観察した場合に表示領域において観察される絵柄の一例である。 図３０は、図２５のＸ７－Ｘ７’線に沿った表示体の断面構成例を示す断面図である。 図３１は、印刷の柄を、セル４のクラスタ４０に位置合わせした平面の例を示す画像である。

以下に、本開示を実施するための形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に述べる種々の形態は、本開示の好適な具体例である。また、同一または類似の機能を有する部位または部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る表示体２０の構成例を示す平面図である。また、図２は、図１に対応する表示体２０の斜視図である。また、図３は、図２のＸ１－Ｘ１’線に沿った表示体２０の断面図である。

図１、図２、および図３に示すように、表示体２０は、各セル４に対応するように、ベース層６上に複数の円弧状のプリズム構造２が平行に配置されたレンズ層５を有している。言い換えれば、円弧状のプリズム構造２が平行に配置され、レンズ層５は、プリーツ状の構造となる。

レンズ層５の材料は、可視光波長の透過性を有する樹脂とすることができる。可視光波長の透過性を有する樹脂は、アクリル、ポリカーボネート、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレン等を用いることができる。熱可塑性樹脂または光硬化性樹脂を使用すると、非対称のプリズム構造が形成された原版を用いた転写により、一方の面、または双方の面上にその構造を備えるレンズ層５を容易に作製することができる。

レンズ層５に加え、レンズ層５の保護や強度の向上を目的として、光透過性が高い樹脂からなるフィルムまたはシート等や、透明な無機材料からなる透明な支持体（図示せず）を設けるようにしても良い。支持体の可視光波長の透過性を有する樹脂としては、熱可塑性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂を用いた支持体は、延伸、無延伸のものを用いることができる。支持体の熱可塑性樹脂には、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル等を用いることができる。

この種の支持体はレンズ層５の構造面の反対側に設けることが一般的であるが、構造面側（図３における上側）に設けることもできる。この場合、構造を接着剤等の樹脂で埋めてしまうと光学効果が失われるため、構造面と透明基材との接着は、網点またはパターニング等により部分的に行い、空気層を内包することが好ましい。また、支持体を設け、構造面を内包することによって、構造面の形状をコピーする模倣や偽造を防ぐことできる。

さらに、レンズ層５を両側から挟む形で透明基材を設けることも可能であり、要求される耐性が特に高い場合にはこのような構成とすることが好ましい。また、要求される耐性によっては、コーティングによって保護層（図示せず）を設けることも可能である。

図３に例示されるように、プリズム構造２の断面の形状は、三角形状である。このようなプリズム構造２は、三角形の頂点Ａを挟む両辺の傾斜角が異なる。また、傾斜角が小さい斜面Ｂの傾斜角θは、同一のセル４内で同一である。また、傾斜角θは、セル４毎に異なっていても良く、図３に示す例では、セル４ａでは傾斜角θ２、セル４ｂでは傾斜角θ１、セル４ｃでは傾斜角θ１、セル４ｄでは傾斜角θ２、およびセル４ｅでは傾斜角θ３となっている。ここで、傾斜角θ１＞傾斜角θ２＞傾斜角θ３である。また、セル４ｂとセル４ｃとの境界部７を境に、斜面Ｂの方位が逆、すなわち、プリズム構造２の方位が逆になっている。

傾斜角が急な斜面Ｃはライズ面であり、フレネルレンズ等では光学効果に影響を及ぼさない範囲で角度を付けることができる。ライズ面の角度は通常、ライズ角と呼ばれ、ライズ面が表示体２０を構成する面に対して垂直な場合のライズ角を０°とする。本実施形態に係る表示体２０においては、ライズ角は０～２０°の範囲とできる。

このように、プリズム構造２は、異なる２つの斜面Ｂ，Ｃから構成された断面非対称形状となっており、そのうち傾斜角の緩い斜面Ｂが、主に光学的に作用する面となっている。

このようなプリズム構造２の形状としては、一般的なフレネルレンズやブレーズド格子と同様の格子形状を用いることもできる。プリズム構造２の大きさとしては、構造ピッチを１～５０μｍとすることができ、さらに、５～３０μｍとすることができる。構造ピッチが５μｍよりも小さくなると、周期構造による回折の影響が出始め、さらに１μｍよりも小さくなると、回折による効果が支配的になるためである。一方、構造ピッチが３０μｍを超えると周期構造の粗さが肉眼で見え始め、５０μｍを超えると明確に見えてしまう。

プリズム構造２は、セル４によって区画され配置される。このためプリズム構造２はセル４の境界部７において不連続となる。セル４のサイズとしては一辺が２０～１００μｍの範囲が好ましく、４０～６０μｍの範囲とできる。図２に示す表示体２０は、セル４の一辺が１００μｍである場合の例である。

セル４の境界部７は光学的なノイズの原因となり、散乱光が生じる。このため、セル４の一辺が４０μｍを下回ると、内部に配置されたプリズム構造２に対して、境界部７の構造の崩れの影響が出始める。さらに、一辺が２０μｍを下回るとノイズの影響が大きくなる。また、一辺が６０μｍを超えるとセル４の構造が目視で見え始め、１００μｍを超えるとセル４の構造が目立ってしまう。

また、複数のセル４をクラスタとし、セル４のクラスタを絵柄のピースとすることもできる。このピースの組み合わせで、幾何学的な絵柄を形成することができる。また、幾何学的な絵柄は、繰り返し絵柄とすることもできる。例えば、図１１でのセル４のクラスタでの同心円状のプリズム構造２を、絵柄のピースとし、そのピースを複数並べることで、幾何学的な絵柄とすることができる。

図４Ａおよび図４Ｂは、セル４の境界部７に設けられたリブ構造１５の２つの例を示す平面図である。

プリズム構造２の製造性を考慮した場合、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、境界部７にリブ構造１５を設けるようにしても良い。このとき、リブ構造１５は、境界部７がセル４の周囲を囲むため、ループとなり端部を生じない。成形用の版において、境界部７を溝構造とし、レンズ層５の成形樹脂を溝構造に流動させることで、成形樹脂の流動性が向上し、成形性を向上することができるからである。この場合、レンズ層５は、図４Ａに示すように、プリズム構造２の片端がリブ構造１５に接続されないように構成するか、図４Ｂに示すように、プリズム構造２の両端がリブ構造１５に接続するように構成することができる。特に図４Ｂのようにプリズム構造２の両端がリブ構造１５に接続することで、プリズム構造２とリブ構造１５とでループとなる構成とすることにより、レンズ層５の端部での樹脂の流動が阻害されないようになる。同様に、プリズム構造２がループとなることでも、樹脂の流動が阻害されないようになる。リブ構造１５の幅は、リブ構造１５の面積が、セル４の面積の１０％以下、２％以上とすることができる。また、製造の容易性より、表示品位を優先させる場合には、リブ構造１５の幅は、リブ構造１５の面積がセル４の面積の５％以下、２％以上とすることができる。

表示体２０はまた、図３に示す通り、斜面Ｂの傾斜角θがセル４毎に、Ｘ１側からＸ１’側に向かって（図中左側から右側に向かって）段階的に変化している。このような傾斜角θの段階的変化により、セル４毎に反射と透過の角度範囲が変化し、セル４毎に光学特性が変化する。このため、視点の移動、すなわち、観察される方位角および仰角の移動によって、絵柄が擬似的に移動する視覚効果を実現することが可能となる。このような視覚効果について、以下に説明する。

図５および図６は、このような視点の移動による視覚効果を説明するための概念図である。図５および図６において、中央の円は、正面観察時における見え方を示し、上下左右の円はそれぞれの方向へ視点移動した場合の見え方を示す。図７は、図６に対応する実物を撮影した写真画像である。

図５の例では、正面観察時には中心に見える円が、視点を上に向けた場合には下方向へ移動し、視点を下に向けた場合には上方向へ移動し、視点を右に向けた場合には左方向へ移動し、視点を左に向けた場合には右方向へ移動している。

図６および図７の例では、正面観察時には中心に見える円が、視点を上に向けた場合には左方向へ移動し、視点を下に向けた場合には右方向へ移動し、視点を右に向けた場合には上方向へ移動し、視点を左に向けた場合には下方向へ移動している。

次に、斜面Ｂの傾斜角θと、反射および透過の関係について説明する。図８は、表示体２０における反射光の観察条件を説明するための図であり、図９は、表示体２０における透過光の観察条件を説明するための図である。

図８および図９は光の進み方を説明するために図３に示す構造層６を上下反転表示した部分拡大図である。図８および図９では、一例としてライズ面を垂直としている。図８と図９は斜面Ｂの傾斜角が異なっており、図８の場合、傾斜角はθＡであり、図９の場合、傾斜角はθＢであり、θＡ＞θＢである。この角度差、すなわち、この差分角度（θＡ－θＢ）が反射と透過との違いを生む。なお、表示体２０においては、プリズム構造２の材質を屈折率１．５の樹脂とし、構造面３は空気層８と接しているものとする。

図８では、斜面Ｂの傾斜角θＡが急であるために、観察者側から構造層６へ入射した光は斜面Ｂで大きく屈折し、図中上方の観察者に届かない。よって、観察者は、図８に示すように、構造層６中を屈折や反射を繰り返し進んできた反射光Ｒを観察する。

一方、図９では、斜面Ｂの傾斜角θＢが緩いため、空気層８から構造層６へ入射した光は、屈折によりやや進行方向が変化するものの、透過光Ｔとして観察者に届く。また、斜面Ｂの傾斜角θＢが緩いことにより、構造層６中を進んできた光が観察者に届く程、進行方向の変化量度合いは低くなる。

表示体２０を正面から見た際に生じる反射と透過の差はこのようなメカニズムにより発生するが、観察角度を変化させると、図８の構造においても透過の現象が起こる。表示体２０は、この視点の変化による反射と透過の変化によって、前述の絵柄の移動表現や、立体感の表現を可能にしている。

図１０は、図８の構造を別の角度から観察した場合の光路を図示したものである。図１０では、空気層８から構造層６へ入射した光が、構造面３と出射面９で２回大きく屈折した後に、透過光Ｔとして観察者に届く。

本実施形態に係る別の構成の表示体を、図面を用いて説明する。

図１１は、円弧状のプリズム構造が配置されてなる表示体２１を示す平面図である。図１２は、図１１におけるＸ２－Ｘ２’線に沿った断面図であり、斜面Ｂの傾斜角θが、同一のセル４内で同一であり、表示体２１の中心側のセル４になるほど（すなわち、セル４ａ→セル４ｂ→セル４ｃ→セル４ｄ→セル４ｅ、セル４ｊ→セル４ｉ→セル４ｈ→セル４ｇ→セル４ｆとなるほど）低くなる構成を示している。また、プリズム構造２のピッチは、同一のセル４内では同一であるものの、表示体２１の中心側のセル４ほど大きくなる。また、図１２に示すように、表示体２１の中心（すなわち、セル４ｅとセル４ｆとの境界）を境に斜面Ｂの方位が逆、すなわち、プリズム構造２の方位が逆になっている。

このような表示体２１を、正面、すなわち図１２に示すように方位βから観察した場合、図１３Ｂの絵柄が表示領域１０に表示される。黒い領域１２は、透過によるものであり、白い領域１１は、反射によるものである。この場合、正面から左側にずれ、方位αから観察すると、図１３Ｂのように表示領域１０において観察される絵柄は、図１３Ａのように変化する。また、逆に、正面から右側にずれ、方位γから観察すると、図１３Ｂのように表示領域１０に観察される絵柄は、図１３Ｃのように変化する。

図１４は、図１１のＸ２－Ｘ２’に沿った別の構成の断面図である。図１４もまた、図１２と同様に、斜面Ｂの傾斜角θおよびプリズム構造２のピッチが、同一のセル４内では同一であり、また、表示体２２の中心側のセル４になるほど（セル４ａ→セル４ｂ→セル４ｃ→セル４ｄ→セル４ｅ、セル４ｊ→セル４ｉ→セル４ｈ→セル４ｇ→セル４ｆ）、傾斜角θが低くなり、プリズム構造２のピッチも大きくなる。しかしながら、斜面Ｂの方位、すなわち、プリズム構造２の方位は、図１２と逆になる。

このような表示体２２を、図１４に示すように、正面、すなわち方位βから観察した場合、図１５Ｂに示す絵柄が表示領域１０に表示される。黒い領域１２は、透過によるものであり、白い領域１１は、反射によるものである。また、正面から左側にずれ、方位αから観察すると、図１５Ｂの絵柄は、図１５Ａの絵柄に変化する。また、正面から右側にずれ、方位γから観察すると、図１５Ｂの絵柄は、図１５Ｃの絵柄に変化する。図１４に示すプリズム構造２の斜面Ｂの方位は、図１２に示すプリズム構造２の斜面Ｂの方位と逆であるので、図１５Ａは、図１３Ａと逆方向に変化し、図１５Ｃは、図１３Ｃと逆方向に変化する。

本実施形態に係る更に別の構成の表示体を、図面を用いて説明する。

図１６もまた、円弧状のプリズム構造２が配置されてなる表示体２３を示す平面図である。図１７は、図１６におけるＸ３－Ｘ３’線に沿った断面図であり、斜面Ｂの傾斜角θが、同一のセル４内では同一であるが、表示体２３の中心側のセル４になるほど（すなわち、セル４ａ→セル４ｂ→セル４ｃ→セル４ｄ→セル４ｅ、セル４ｊ→セル４ｉ→セル４ｈ→セル４ｇ→セル４ｆとなるほど）高くなっている状態を示している。また、プリズム構造２のピッチは、同一のセル４内では同一であるものの、表示体２３の中心側のセル４になるほど、小さくなっている。また、表示体２３の中心（すなわち、セル４ｅとセル４ｆとの境界）を境にプリズム構造２の方位が逆になっている。つまり、図１６および図１７に示す構成は、図１１および図１４に示す構成と、プリズム構造２の斜面Ｂの方位も、ピッチの変化も、傾斜角θの変化も逆である。

このような表示体２３を、図１７に示すように、正面、すなわち方位βから観察した場合、図１８Ｂの絵柄が表示領域１０に表示される。さらに、正面から左側にずれ、方位αから観察すると、図１８Ｂの絵柄は、図１８Ａのように変化する。また、正面から右側にずれ、方位γから観察すると、図１８Ｂの絵柄は、図１８Ｃの絵柄に変化する。

すなわち、図１８Ａに示す絵柄は、図１５Ａに示す絵柄と比べて、白黒が反転され、図１８Ｃに示す絵柄は、図１５Ｃに示す絵柄と比べて、白黒が反転されているものの、観察する方位を変えることによって、絵柄が変化する。

図１９もまた、図１７と同様に、斜面Ｂの傾斜角θが、同一のセル４内では同一であり、表示体２４の中心側のセル４になるほど（すなわち、セル４ａ→セル４ｂ→セル４ｃ→セル４ｄ→セル４ｅ、セル４ｊ→セル４ｉ→セル４ｈ→セル４ｇ→セル４ｆとなるほど）高くなり、プリズム構造２のピッチは、同一のセル４内では同一であるものの、表示体２４の中心側のセル４ほど小さくなる。しかしながら、斜面の方位は、図１７のものとは逆になっている。つまり、図１６および図１９に示す構成は、図１６および図１７に示す構成と比べて、プリズム構造２の斜面Ｂの方位は逆であるものの、ピッチの変化も、傾斜角θの変化も同じである。

このような表示体２４を、図１９のように、正面、すなわち方位βから観察した場合、図２０Ｂの絵柄が表示領域１０に示される。さらに、正面から左側にずれ、方位αから観察すると、図２０Ｂの絵柄は、図２０Ａの絵柄に変化する。また、正面から右側にずれ、方位γから観察すると、図２０Ｂの絵柄は、図２０Ｃの絵柄に変化する。

すなわち、図２０Ａに示す絵柄は、図１３Ａに示す絵柄と比べて、白黒が反転され、図２０Ｃに示す絵柄は、図１３Ｃに示す絵柄と比べて、白黒が反転されているものの、観察する方位を変えることによって、絵柄が変化する。

本実施形態に係る更にまた別の構成の表示体を、図面を用いて説明する。

図２１は、直線状のプリズム構造２が配置されてなる表示体２５を示す平面図である。図２２は、図２１におけるＸ４－Ｘ４’線に沿った断面図であり、斜面Ｂの傾斜角θが、同一のセル４内において同一であるが、表示体２５の中心側のセル４になるほど（すなわち、セル４ａ→セル４ｂ→セル４ｃ→セル４ｄ→セル４ｅ、セル４ｊ→セル４ｉ→セル４ｈ→セル４ｇ→セル４ｆになるほど）低い。また、プリズム構造２のピッチは、同一のセル４内においては同一であるものの、表示体２５の中心側のセル４になるほど大きい。また、表示体２５の中心（すなわち、セル４ｅとセル４ｆとの境界）を境に斜面Ｂの方位、すなわち、プリズム構造２の方位が逆になっている。つまり、図２１および図２２に示す構成は、図１１および図１２に示す構成と比べて、プリズム構造２が直線状であることのみ異なる。

このような表示体２５を、図２２のように、正面、すなわち方位βから観察した場合、図１１に示す表示体２１と同様に、図１３Ｂの絵柄が表示領域１０において観察される。この場合、図２２において、正面から左側にずれ、方位αから観察すると、図１３Ｂの絵柄は、図１３Ａの絵柄に変化する。また、図２２において、正面から右側にずれ、方位γから観察すると、図１３Ｂの絵柄は、図１３Ｃの絵柄に変化する。

本実施形態に係る更に別の構成の表示体を、図面を用いながら説明する。

表示体２６は、図２３の平面図に例示されるように、各セル４に、直線状に、複数のプリズム構造２が平行配置されたレンズ層５を有している。言い換えれば、直線状のプリズム構造２が平行に配置され、レンズ層５は、プリーツ状の構造となる。

図２３におけるＸ５－Ｘ５’線に沿った断面構成を、図２４に示す。

このような構成の表示体２６においても、前述したように、セル４毎に光学特性を変化させるために、表示体２６を構成する平面に投影した方向を方位角とした場合、プリズム構造２の斜面Ｂの法線を、セル４が図２３における上側になるほど、方位角が時計回りになるように回転させる。

このように、方位角を時計回りに回転させるには、図２３の直線状のプリズム構造２を備えた表示体２６に代えて、図２５の円弧状のプリズム構造２を備えた表示体２７とすることができる。この場合、表示体２７の各セル４における方位角は、そのセル４における方位角の平均値とすることができる。セル４の一辺が１００μｍ以下であることを考えると、肉眼では、図２３の直線と、図２５の円弧との差を識別することはできないためである。

上記説明したように、本実施形態に係る表示体２０～２７は、その表面に、図１３Ａ～Ｃ、図１５Ａ～Ｃ、図１８Ａ～Ｃ、および図２０Ａ～Ｃのように表示される表示領域１０を備えている。そして、表示領域１０は、それぞれ複数のセル４を備えた複数のサブ表示領域からなる。複数のサブ表示領域のうちのいくつかが、観察される方位角および仰角に応じて、光学特性が、反射性（領域１１）の場合に白く表示され、透過性（領域１２）の場合に黒く表示されることによって、観察される方位角、仰角の何れか、または、方位角と仰角に応じて、異なる絵柄が表示される。

このように、観察される方位角および仰角に応じて、光学特性が反射性または透過性となるサブ表示領域は、第１のサブ表示領域群または第２のサブ表示領域群に属するものとする。第１のサブ表示領域群に属するサブ表示領域と、第２のサブ表示領域群に属するサブ表示領域とは、光学特性の変化が逆となる。また、複数のサブ表示領域のうち、観察される方位角および仰角が変化しても、光学特性が変化しないサブ表示領域は、第３のサブ表示領域群に属するものとする。

図２６を用いて、このようなサブ表示領域の概念を説明する。

図２６は、図１３Ｂに示す絵柄が、図１３Ａに示す絵柄に変化する状態を示している。すなわち、方位角βから見ることによって観察される図２６（ａ）の絵柄は、方位角αから見られると、図２６（ｃ）の絵柄に変化する。このような変化は、図２６（ｂ）に示すように、透過性であった領域１２の一部である領域１２ａの光学特性が、透過性から反射性に反転する一方、反射性であった領域１１の一部である領域１１ｂの光学特性が、反射性から透過性に反転し、透過性である領域１２の他の一部である領域１２ｂの光学特性が透過性のまま変化せず、反射性である領域１１の他の一部である領域１１ａの光学特性が反射性のまま変化しないことで得られる。このような場合、領域１２ａであるサブ表示領域が、第１のサブ表示領域群に属し、領域１１ｂであるサブ表示領域が、第２のサブ表示領域群に属し、領域１１ａおよび領域１２ｂであるサブ表示領域が、第３のサブ表示領域群に属する。

そして、観察される方位角が方位角βから方位角αに変化する場合、第１のサブ表示領域群に属するサブ表示領域（領域１２ａ）におけるセルの光学特性は、透過性から反射性へ変化し、第２のサブ表示領域群に属するサブ表示領域（領域１１ｂ）におけるセルの光学特性は、反射性から透過性へ変化し、第３のサブ表示領域群に属するサブ表示領域（領域１１ａおよび領域１２ｂ）におけるセルの光学特性は変化しない。

このように、図１３Ａ～Ｃ、図１５Ａ～Ｃの絵柄が表示される場合、透過性を有するサブ表示領域（領域１２）が、反射性を有するサブ表示領域（領域１１）によって囲まれている。一方、図１８Ａ～Ｃ、図２０Ａ～Ｃの絵柄が表示される場合、反射性を有するサブ表示領域（領域１１）が、透過性を有するサブ表示領域（領域１２）によって囲まれている。

また、図８のように、表示体２０を反射型として用いる場合には、レンズ層５を一部または全部が不透明な基材１６上に設けるようにしても良い。一部または全部が不透明な基材１６としては、印刷された紙や印刷されたプラスチックカードを用いることができる。このとき、十分な視覚効果を得るためには、不透明な基材１６は明度の低いものとできる。表示体２０の反射領域が反射光により白く見える一方、透過領域は基材の色が表示されるため、反射領域の白とは対照的、つまり暗く濃い色であることで、コントラストを上げることができる。

紙やプラスチックカードの印刷は、インキを用いて印刷することができる。このインキは、印刷方式により、オフセットインキ、活版インキ、およびグラビアインキ等を用いることができ、組成の違いにより、樹脂インキ、油性インキ、および水性インキが用いることができる。また、乾燥方式の違いに応じて、酸化重合型インキ、浸透乾燥型インキ、蒸発乾燥型インキおよび紫外線硬化型インキを用いることができる。また、インキには、顔料、染料を用いることができる。顔料は、無機顔料、有機顔料を用いることができる。染料には、有機染料が主に用いられる。また、不可視インキを用いることもできる。不可視インキとしては蛍光インキや、赤外吸収インキを用いることができる。照明角度または観察角度に応じて色が変化する機能性インキを使用しても良い。このような機能性インキとしては、カラーシフトインキおよびパールインキを用いることができる。

また、紙や、プラスチックカードへの印刷は、セル４と、位置合わせされた印刷とすることができる。これにより、より複雑な柄を得ることができる。また、複数のセル４をクラスタとし、セル４のクラスタと、印刷の絵柄を位置あわせすることもできる。
これにより、表示体と印刷の絵柄の位置あわせが容易となる。

上述のように、本実施形態に係る表示体２０～２７においては、上記の作用により、セル４を構成する非対称なプリズム構造２の方位角および傾斜角により、観察する方位角や仰角に応じて透過と反射の効果が切り替わるため、そのコントラストを利用した絵柄や文字等の表現が可能になる。非対称なプリズム構造２の斜面Ｂの傾斜角θが、図１２、図１４、図１７、図１９、図２２、および図２４のように、セル４毎に段階的に変化する構造とすることで、観察者が表示体２０～２７の角度を連続的に変化させたときに、絵柄の表示位置もこれに応じて段階的に変化させることができる。このとき、そのセル４のサイズおよび角度の変化量を小さくすることで、絵柄の位置の変化が連続的となる。

図３１は、印刷の柄を、セル４のクラスタ４０に位置合わせした平面の例を示す画像である。セル４のクラスタ４０の他に、反射領域４２と、透過領域（印刷）４４とが示されている。

図３１に例示するように、プリズム構造２には、セル４のクラスタ４０として形成し、そのクラスタ４０を繰り返り配置している。印刷は、セル４のクラスタ４０のサイズの２倍の周期で基材上に青と赤とが交互に印刷されている。つまり、青の印刷のサイズとセル４のクラスタ４０のサイズは同じであり、赤の印刷のサイズもセル４のクラスタ４０と同じサイズである。

さらに、非対称なプリズム構造２をセル構造とし、隣のセルの非対称なプリズム構造２と独立した構成とすることで、絵柄の非連続な変化を表現することも可能である。

次に、表示領域１０をセル構造で表現することの効果について比較例を用いて説明する。比較例として、本開示とは異なり、セル構造を持たない表示体３０の構成を示す平面図を図２７に示す。この表示体３０を、図２７の平面図におけるＸ６－Ｘ６’線に沿った断面図である図２８に示すように、正面、すなわち方位βから観察した場合、図２９Ｂの絵柄が表示領域１０に表示される。この場合、図２８において、正面から左側にずれ、方位αから観察すると、図２９Ｂの絵柄は、図２９Ａの絵柄に変化する。また、図２８において、正面から右側にずれ、方位γから観察すると、図２９Ｂの絵柄は、図２９Ｃの絵柄に変化する。

比較例のように、表示領域１０をセル構造で表現しない場合、観察の方向によって絵柄が立体感を持って移動する視覚効果は得られない。これに対し、本実施形態に係る表示体２０～２７のように、表示領域１０をセル構造で表現し、セルごとに異なる透過と反射の特性を与えることで、絵柄に立体的な視覚効果を与えることが可能となる。

また、図２５の平面図におけるＸ７－Ｘ７’線に沿った断面図である図３０に示すように、セル４構造内部の非対称なプリズム構造２の傾斜角θを連続的に変化させ周期性を崩すことで、構造の周期性に起因する回折光の発生を抑制することができる。これにより、回折光がノイズとして発生することを防止できる。

なお、図３０のように、同一のセル４内において、斜面Ｂの傾斜角θが連続的に変化する場合、そのセル４の傾斜角θには、そのセル４における傾斜角θの平均値を用いることができる。これは、セル４の一辺が１００μｍ以下である場合、肉眼では、セル４内での傾斜角θの変化を識別することはできないためである。

絵柄としては、文字、記号、数字、その他の模様等とすることができる。構造の配置によって、絵柄が手前や、奥にあるような表示にできる。さらには、表示体２０～２７中に複数の絵柄を設け、それぞれが視点の移動により逆方向に移動して見える視覚効果を持たせることもできる。加えて、視点の移動により動いて見える絵柄だけでなく、視点を移動させても静止している絵柄を表示体中に設けても良い。これにより、より立体的な表示となる。

本実施形態に係る表示体２０～２７は不透明な基材上に設けた場合、透過領域がその基材の色に見え、反射領域は反射光により白く見える。ただし、表示体自体を着色している場合は、反射光はその影響を受ける。

一方、本実施形態に係る表示体２０～２７を透明な基材上に設けた場合、もしくは表示体２０～２７を単体で観察した場合、表示体２０～２７の観察者と反対側が暗く、観察者側が明るい照明条件は、そのコントラストにより、透過領域が黒く、反射領域が白く観察される。

本実施形態に係る表示体２０～２７を液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイといったディスプレイ画面上、またはその内部に設けた場合、透過領域ではフラットパネルディスプレイの表示内容を確認しやすいのに対し、反射領域では画面が暗くなり、フラットパネルディスプレイの表示が確認しづらくなる。また、この効果は表示体２０～２７の構造により視点移動によってその領域が移動したり、視差を生じたりさせることができるため、３Ｄディスプレイでないフラットパネルディスプレイに立体感のある表示を行うことが可能となる。

また、本実施形態に係る表示体２０～２７を印刷物に設けることで、印刷物に立体感を与えたり、意匠性を高めたりすることが可能となる。

本開示の表示体２０～２７において、非対称なプリズム構造２を有する領域を設け、この領域を絵柄や文字、数字等の画像を表すように配置し、好ましくは複数の領域を配置することで、様々な表現が可能となる。また、非対称なプリズム構造２の方位角、傾斜角いずれか、または、方位角と傾斜を変化させ、観察者の視点移動により各領域の絵柄が動いて見える。

このような本実施形態に係る表示体２０～２７を、観察者側から照明し、裏面を暗くするか、裏面に光を吸収する印刷された紙、印刷されたプラスチックシート、着色プラスチックシート等を配置し、観察する方位角および仰角の違いによる、プリズム構造の透過領域、反射領域の変化に起因する表示される絵柄の変化を観察することによって、本実施形態に係る表示体２０～２７と偽造品との差異を識別することで、表示体２０～２７の真贋を判定することが可能となる。

以上、本開示を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本開示は係る構成に限定されない。本開示の技術的思想の範疇において、当業者が想到し得る変更例及び修正例についても本開示の技術的範囲に属するものと解することができる。

Claims (15)

1. それぞれ複数のセルを備えてなる複数のサブ表示領域からなる複数の表示領域と、
   前記複数のセルの周囲を囲む溝構造に設けられた境界部とを備え、
   前記セルに、直線状または円弧状に、断面が三角形の複数のプリズム構造を平行に配置し、
   前記境界部は、前記プリズム構造の両端に接続されたリブ構造であり、
   前記複数のサブ表示領域のうちのいくつかが、観察される方位角および仰角に応じて、光学特性が反射性または透過性となることによって、前記表示領域では、前記観察される方位角、仰角の何れか、または、方位角と仰角に応じて、異なる絵柄が表示されることを特徴とする、表示体。
2. 前記複数のサブ表示領域のうち、１つのサブ表示領域または２つ以上のサブ表示領域が第１のサブ表示領域群に属し、別の１つのサブ表示領域または２つ以上のサブ表示領域が第２のサブ表示領域群に属し、前記観察される方位角、仰角の何れか、または、方位角と仰角の変化に応じて、前記第１のサブ表示領域群に属するサブ表示領域におけるセルの前記光学特性が、反射性から透過性へ変化する場合、前記第２のサブ表示領域群に属するサブ表示領域におけるセルの前記光学特性が、透過性から反射性へ変化することを特徴とする、請求項１に記載の表示体。
3. 前記絵柄が、前記複数のサブ表示領域のうち、透過性を有するサブ表示領域が、反射性を有するサブ表示領域によって囲まれて表示される、または、反射性を有するサブ表示領域が、透過性を有するサブ表示領域によって囲まれて表示されることを特徴とする、請求項１または２に記載の表示体。
4. 前記複数のサブ表示領域のうち、さらに別の１つのサブ表示領域または２つ以上のサブ表示領域が第３のサブ表示領域群に属し、前記第１のサブ表示領域群に属するサブ表示領域におけるセルの光学特性、および前記第２のサブ表示領域群に属するサブ表示領域におけるセルの光学特性が変化する場合、前記第３のサブ表示領域群に属するサブ表示領域におけるセルの光学特性は変化しないことを特徴とする、請求項２に記載の表示体。
5. 前記各プリズム構造は、前記三角形の頂点を挟む両側の傾斜角が異なり、傾斜角が小さい第１の斜面の傾斜角が、前記セル毎に同一であり、
   前記第１の斜面の傾斜角、方位角の範囲のうちの何れか、または傾斜角と方位角の範囲が異なる前記プリズム構造が配置されたセルを複数設けることにより、前記セル毎の光学特性が、前記観察される方位角および仰角に応じて変化するようにしたことを特徴とする、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の表示体。
6. 前記各プリズム構造は、前記三角形の頂点を挟む両側の傾斜角が異なり、傾斜角が小さい第１の斜面の傾斜角が、前記セル内で連続的に変化し、
   前記第１の斜面の傾斜角の範囲、方位角の範囲の何れか、または、傾斜角の範囲と方位角の範囲が異なる前記プリズム構造が配置されたセルを複数設けることにより、前記セル毎の光学特性が、前記観察される方位角および仰角に応じて変化するようにしたことを特徴とする、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の表示体。
7. 前記複数の表示領域が不透明な基材上に配置されたことを特徴とする、請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の表示体。
8. 前記複数の表示領域が透明な基材上に配置されたことを特徴とする、請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の表示体。
9. フラットパネルディスプレイ画面上またはフラットパネルディスプレイ内部に設けられたことを特徴とする、請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の表示体。
10. 前記光学特性は、前記セル毎に異なることを特徴とする、請求項１に記載の表示体。
11. 前記複数の表示領域のうちの少なくとも２つの表示領域内に、観察する方位角や仰角によって、変化の仕方の異なる絵柄を設けたことを特徴とする、請求項２に記載の表示体。
12. 請求項１乃至１１のうち何れか１項に記載の表示体が配置されてなることを特徴とする印刷物。
13. 前記セルに対して所定の位置関係を有するように第１の絵柄が印刷されていることを特徴とする、請求項１２に記載の印刷物。
14. 前記セルのクラスタに対して所定の位置関係を有するように第１の絵柄が印刷されていることを特徴とする、請求項１２に記載の印刷物。
15. 請求項１乃至１１のうち何れか１項に記載の表示体を、前記観察される方位角および仰角を変化させながら表示される絵柄の変化を確認することによって、前記表示体の真贋を判定することを特徴とする方法。

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