WO2008050641A1

WO2008050641A1 - Display body and labeled article

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Publication number: WO2008050641A1
Application number: PCT/JP2007/070182
Authority: WO
Inventors: Toshiki Toda; Akira Nagano; Shingo Maruyama
Original assignee: Toppan Printing Co., Ltd.
Priority date: 2006-10-24
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2008-05-02
Also published as: EP3299854B1; EP2077459A1; EP3299854A1; US20150124323A1; US20180257320A1; EP2077459B1; US20080272883A1; CN101379419B; JP2008107470A; US10843419B2; CA2636488A1; KR101363779B1; US8957761B2; CA2636488C; EP2077459A4; KR20090086304A; JP4961944B2; CN101379419A; BRPI0717621B1; BRPI0717621A2

Description

明細書

表示体及びラベル付き物品

技術分野

[0001] 本発明は、偽造防止技術に関する。

背景技術

[0002] 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、その偽造を抑止すベぐ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。

[0003] 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。

[0004] 特開平 2— 72320号公報には、複数の画素を配列してなる表示体が記載されている。この表示体において、各画素は、複数の溝を配置してなるレリーフ型回折格子を含んでいる。

[0005] この表示体は、回折光を利用して画像を表示するため、印刷技術や電子写真技術を利用した偽造等は不可能である。したがって、この表示体を真偽判定用のラベルとして物品に取り付ければ、このラベルが表示する画像を見てその物品が真正品であることを確認すること力できる。それゆえ、このラベルを取り付けた物品は、このラベルを取り付けて!/、な!/、物品と比較して偽造され難レ、。

[0006] しかしながら、先のレリーフ型回折格子は、レーザなどの装置があれば、比較的容易に形成することができる。また、先の表示体は、照明光の入射角、観察角度、又は表示体の方位を変化させることにより表示画像の変化を生じるが、その変化は多様性に富んでいる訳ではない。それゆえ、技術の発展に伴い、この表示体の偽造防止効果は低下しつつある。なお、ここでは、偽造又は模造が困難であること、偽造品や模造品との区別が容易であることを偽造防止効果と呼ぶ。

発明の開示 [0007] 本発明の目的は、より高い偽造防止効果を実現することにある。

[0008] 本発明の第 1側面によると、複数の溝からなるレリーフ型回折格子が設けられた第 1 界面部と、前記複数の溝の最小中心間距離と比較してより小さい中心間距離で二次元的に配置されると共に各々が順テーパ形状を有する複数の凹部又は凸部が設けられた第 2界面部とを備えた表示体が提供される。

[0009] 本発明の第 2側面によると、複数の溝からなるレリーフ型回折格子が設けられた第 1 界面部と、一次元的又は二次元的に配列した複数の凹部又は凸部を各々が含んだ複数の領域からなる第 2界面部とを備え、前記複数の領域の一部と他の一部とは前記複数の凹部又は凸部の中心間距離が互いに異なっており、前記複数の溝の最小中心間距離は可視光の最短波長以上であり且つ前記複数の凹部又は凸部の中心間距離は可視光の最短波長未満である表示体が提供される。

[0010] 本発明の第 3側面によると、第 1又は第 2側面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が提供される。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]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]図 2は、図 1に示す表示体の II II線に沿った断面図である。

[図 3]図 3は、図 1及び図 2に示す表示体の第 1界面部に採用可能な構造の一例を拡大して示す斜視図である。

[図 4]図 4は、図 1及び図 2に示す表示体の第 2界面部に採用可能な構造の一例を拡大して示す斜視図である。

[図 5]図 5は、第 1界面部が回折光を射出する様子を概略的に示す図である。

[図 6]図 6は、第 2界面部が回折光を射出する様子を概略的に示す図である。

[図 7]図 7は、マトリクス状に配列した複数の画素で表示面を構成した表示体の一例を概略的に示す平面図である。

[図 8]図 8は、第 2界面部に採用可能な凹部又は凸部の配置パターンの例を概略的に示す平面図である。

[図 9]図 9は、第 2界面部に採用可能な凹部又は凸部の配置パターンの例を概略的に示す平面図である。 [図 10]図 10は、第 2界面部に採用可能な凹部又は凸部の配置パターンの例を概略的に示す平面図である。

[図 11]図 11は、第 2界面部に採用可能な凹部又は凸部の配置パターンの例を概略的に示す平面図である。

[図 12]図 12は、第 2界面部に採用可能な凹部又は凸部の配置パターンの例を概略的に示す平面図である。

[図 13]図 13は、第 2界面部に採用可能な凹部又は凸部の配置パターンの例を概略的に示す平面図である。

[図 14]図 14は、図 1及び図 2に示す表示体の第 2界面部に採用可能な構造の他の例を拡大して示す斜視図である。

[図 15]図 15は、図 1及び図 2に示す表示体の第 2界面部に採用可能な構造の他の例を拡大して示す斜視図である。

[図 16]図 16は、図 1及び図 2に示す表示体の第 2界面部に採用可能な構造の他の例を拡大して示す斜視図である。

[図 17]図 17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 18]図 18は、図 17に示す表示体の XVIII— XVIII線に沿った断面図である。

[図 19A]図 19Aは、図 17及び図 18に示す表示体の第 2界面部の一領域に採用可能な構造の一例を拡大して示す斜視図である。

[図 19B]図 19Bは、図 17及び図 18に示す表示体の第 2界面部の他の領域に採用可能な構造の一例を拡大して示す斜視図である。

[図 20]図 20は、マトリクス状に配列した複数の画素で表示面を構成した表示体の他の例を概略的に示す平面図である。

[図 21]図 21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。

発明を実施するための最良の形態

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。 [0013] 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 II II線に沿った断面図である。

[0014] この表示体 10は、光透過層 11と反射層 13との積層体を含んでいる。図 2に示す例では、光透過層 11側を前面側とし且つ反射層 13側を背面側としている。光透過層 1 1と反射層 13との界面は、第 1界面部 12aと第 2界面部 12bと第 3界面部 12cとを含んでいる。後述するように、第 1界面部 12aには複数の溝力第 2界面部 12bには複数の凹部又は凸部が設けられている。

[0015] 光透過層 11の材料としては、例えば、光透過性を有する樹脂を使用することができる。例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂を使用すると、原版を用いた転写により、一方の主面に複数の溝及び複数の凹部又は凸部が設けられた光透過層 11を容易に形成することができる。

[0016] 反射層 13としては、例えば、アルミニウム、銀、及びそれらの合金などの金属材料カゝらなる金属層を使用すること力 Sできる。或いは、反射層 13として、光透過性 11とは屈折率が異なる誘電体層を使用してもよい。或いは、反射層 13として、隣り合うもの同士の屈折率が異なる誘電体層の積層体，即ち誘電体多層膜，を使用してもよい。但し、誘電体多層膜が含む誘電体層のうち光透過層 11と接触しているものの屈折率は、光透過層 11の屈折率とは異なって!/、る必要がある。

[0017] 光透過層 11及び反射層 13の一方は、省略することができる。但し、表示体 10が光透過層 11及び反射層 13の双方を含んで!/、る場合、それらの一方のみを含んで!/、る場合と比較して、先の界面の損傷を生じ難ぐ表示体 10に視認性がより優れた像を表示させること力 Sできる。特に第 2界面部はその構造に由来して可視光反射率が低いため、反射層 13の反射率が高いほど、第 2界面部とそれ以外との差が顕著になる。また、反射層 13の存在する領域を空間的に分布させることにより、この反射層の分布を用いて、例えば、この反射層の存在する領域の輪郭を用いて、図柄を表現することあでさる。

[0018] この表示体 10は、反射層 13を被覆した接着層 15をさらに含んでいる。表示体 10 が光透過層 11と反射層 13との双方を含んでいる場合、通常、反射層 13の表面の形状は、光透過層 11と反射層 13との界面の形状とほぼ等しい。接着層 15を設けると、反射層 13の表面が露出しないようにできるため、先の界面の複数の溝及び複数の凹部又は凸部の複製は困難である。光透過層 11側を背面側とし且つ反射層 13側を前面側とする場合、接着層 15は、光透過層 11上に形成する。この場合、光透過層 1 1と反射層 13との界面ではなぐ反射層 13と外界との界面が第 1界面部 12aと第 2界面部 12bと第 3界面部 12cとを含む。また、接着層 15は、省略すること力 Sできる。

[0019] 図 3は、図 1及び図 2に示す表示体の第 1界面部に採用可能な構造の一例を拡大して示す斜視図である。図 4は、図 1及び図 2に示す表示体の第 2界面部に採用可能な構造の一例を拡大して示す斜視図である。

[0020] 第 1界面部 12aには、複数の溝 14aを配置してなるレリーフ型回折格子が設けられている。溝 14aの中心間距離は、例えば、 0. 5 m乃至 2 mの範囲内にある。また、溝 14aの深さは、例えば 0. 05 m乃至 1 mの範囲内にあり、典型的には 0. 05 〃 m乃至 0· 3 111の範囲内にある。

[0021] なお、用語「回折格子」は、自然光などの照明光を照射することにより回折波を生じる構造を意味し、複数の溝 14aを平行且つ等間隔に配置する通常の回折格子に加え、ホログラムに記録された干渉縞も包含することとする。また、溝 14a又は溝 14aに挟まれた部分を「格子線」と呼ぶこととする。

[0022] 第 2界面部 12bには、複数の凹部又は凸部 14bが設けられている。これら凹部又は凸部 14bは、溝 14aの最小中心間距離と比較してより小さい中心間距離で二次元的に配置されている。各凹部又は凸部 14bは、順テーパ形状を有している。凹部又は凸部 14bの深さ又は高さは、通常は溝 14aの深さよりも大きぐ典型的には 0. 3 ^ 111 乃至 0. 5〃 mの範囲内にある。

第 3界面部 12cは、平坦面である。第 3界面部 12cは、省略すること力 Sできる。

[0023] この表示体 10は、複数の凹部又は凸部 14bが設けられた第 2界面部 12bを含んでいる。上記の通り、凹部又は凸部 14bは、回折格子を形成している溝 14aの最小中心間距離と比較してより小さい中心間距離で二次元的に配置されている。すなわち、この表示体 10は、回折格子を形成している溝 14aと比較して、より微細な構造を第 2 界面部 12bに含んでいる。

[0024] 完成した表示体 10から、そのような微細構造を正確に解析することは困難である。そして、例え、完成した表示体 10から先の微細構造を解析できたとしても、この微細構造を含んだ表示体の偽造又は模造は難しい。回折格子の場合、レーザ光などを利用した光学的複製方法によって干渉縞として構造をコピーされることがある力第 2 界面部 12bの微細構造は複製不可能である。

[0025] また、この表示体 10は、極めて特殊な視覚効果を有している。すなわち、第 1界面部 12aは、波長分散を伴う回折光を生じ、視点位置により七色にカラーシフトして見え、回折格子が形成された通常の界面として認識される。また、反射層 13として金属層を使用した場合には、第 3界面部 12cと同様、第 1界面部 12aでも、回折光が観察されない条件では金属光沢を観察することができる。これに対し、第 2界面部 12bは、典型的には、あた力、も回折格子の一部と重なり合うように形成された黒色印刷層の如く見える。それゆえ、偽造又は模造を試みる者は、第 2界面部 12bに先の微細構造が存在して!/、ること自体を言忍識すること力 S難しレ、。

[0026] したがって、この表示体 10を偽造防止用のラベルとして使用すると、高い偽造防止効果を実現することができる。

[0027] この表示体 10の視覚効果について、さらに詳細に説明する。

まず、第 1界面部 12aに起因した視覚効果について説明する。

[0028] 回折格子を照明すると、回折格子は、入射光である照明光の進行方向に対して特定の方向に強い回折光を射出する。

[0029] m次回折光の射出角 0は、回折格子の格子線に垂直な面内で光が進行する場合、下記（1)式から算出することができる (m = 0, ± 1 , ± 2, · · ·)。

[0030] d = m l / (sin a - sin /3 )

この（1)式において、 dは回折格子の格子定数を表し、 λは入射光及び回折光の波長を表している。また、 aは、 0次回折光、即ち透過光又は正反射光の射出角を表している。換言すれば、 αの絶対値は、照明光の入射角と等しぐ入射角とは Ζ軸に対して対称な関係である（反射型回折格子の場合)。なお、 α及び /3は、 Ζ軸から時計回りの方向を正方向とする。

[0031] 最も代表的な回折光は、 1次回折光である。（1)式から明らかなように、 1次回折光の射出角 0は、波長えに応じて変化する。即ち、回折格子は、分光器としての機能を有している。したがって、照明光が白色光である場合、回折格子の格子線に垂直な面内で観察角度を変化させると、観察者が知覚する色が変化する。

[0032] また、或る観察条件のもとで観察者が知覚する色は、格子定数 dに応じて変化する

〇

一例として、回折格子は、その法線方向に 1次回折光を射出するとする。すなわち、 1次回折光の射出角 0は、 0。であるとする。そして、観察者は、この 1次回折光を知覚するとする。このときの 0次回折光の射出角を α とすると、（1)式は、下記（2)式

Ν

へと簡略化することができる。

[0033] d= λ /sin a …（2)

N

(2)式から明らかなように、観察者に特定の色を知覚させるには、その色に対応した波長えと照明光の入射角 I α Iと格子定数 dとを、それらが（2)式に示す関係を

N

満足するように設定すればよい。例えば、波長が 400nm乃至 700nmの範囲内にある全ての光成分を含んだ白色光を照明光として使用し、照明光の入射角 I α

Ν Iを

45° とする。そして、空間周波数 (格子定数の逆数）が 1000本/ mm乃至 1800本 /mmの範囲内で分布している回折格子を使用するとする。この場合、回折格子をその法線方向力も観察すると、空間周波数が約 1600本/ mmの部分は青く見え、空間周波数が約 1100本/ mmの部分は赤く見える。

[0034] なお、回折格子は、空間周波数が小さいほうが形成し易い。そのため、通常の表示体では、回折格子の大多数は、空間周波数が 500本/ mm乃至 1600本/ mmの回折格子である。

[0035] このように、或る観察条件のもとで観察者が知覚する色は、回折格子の格子定数 d ( 又は空間周波数)で制御することができる。そして、先の観察条件から観察角度を変化させると、観察者が知覚する色は変化する。

[0036] 上記の説明では、光が格子線に垂直な面内で進行することを仮定している。この状態から回折格子面の法線を軸として格子線の方位を変えると、基準とする状態に対する格子線の角度（以下、方位角度）に応じて、一定の観察方向に対する格子定数 dの実効値が変化する。その結果、観察者が知覚する色が変化する。逆に言えば、格子線の方位のみが異なる複数の回折格子を配置した場合、それら回折格子に異なる色を表示させること力 Sできる。また、方位角度が十分に大きくなると、一定の観察方向からは回折光が認識できなくなり、回折格子が無い場合と同様に見える。これを利用して、格子線の方位が大きく異なる 2種類以上の回折格子を用いることにより、各々の格子線の方位に応じた方向から観察した際に、それぞれ独立した像を表示させることあでさる。

[0037] また、回折格子を構成して!/、る溝 14aの深さを大きくすると、回折効率が変化する（照明光の波長などにも依存)。そして、後で説明する画素に対する回折格子の面積比を大きくすると、回折光の強度はより大きくなる。

[0038] したがって、第 1界面部 12aが複数の画素を配列してなる場合、それら画素の一部と他の一部とで、溝 14aの空間周波数及び/又は方位角度を異ならしめると、それら画素に異なる色を表示させることができ、また、観察可能な条件を設定することができる。そして、第 1界面部 12aを構成している画素の一部と他の一部とで、溝 14aの深さ及び/又は画素に対する回折格子の面積比の少なくとも 1つを異ならしめると、それら画素の輝度を異ならしめることができる。それゆえ、これらを利用することにより、第 1界面部 12aに、フルカラー像及び立体像などの像を表示させることができる。

[0039] なお、ここで言う「像」は、色及び/又は輝度の空間的分布として観察できるものを意味する。「像」は、写真、図形、絵、文字、記号などを包含している。

[0040] 次に、第 2界面部 12bに起因した視覚効果について説明する。

図 5は、第 1界面部が回折光を射出する様子を概略的に示す図である。図 6は、第 2界面部が回折光を射出する様子を概略的に示す図である。図 5及び図 6において、 31a及び 31bは照明光を示し、 32a及び 32bは正反射光又は 0次回折光を示し、 3 3a及び 33bは 1次回折光を示している。

[0041] 上記の通り、第 2界面部 12bに設けられた複数の凹部又は凸部 14bは、 '溝 14aの最小中心間距離、即ち回折格子の格子定数、と比較してより小さい中心間距離で二次元的に配置されている。そのため、凹部又は凸部 14bが規則的に配列し、第 2界面部 12bが回折光 33bを射出したとしても、観察者は、回折光 33bと、これらと同じ波長を有する第 1界面部 12aからの回折光 33aとを同時に知覚することはない。特に、回折格子の格子定数と凹部又は凸部 14bの中心間距離との差が十分に大きければ、波長の如何に拘らず、観察者は、第 1界面部 12aからの回折光 33aと第 2界面部 12b 力もの回折光 33bとを同時に知覚できない。但し、（1)式によって分かるように、高次の回折光（ I m I ≥2)が発生する場合、第 1界面部 12aからの高次の回折光 33aを視認可能な観察角度範囲で、第 2界面部 12bからの回折光 33bを視認できるようにすることも可能である。

[0042] また、各凹部又は凸部 14bは、順テーパ形状を有している。順テーパ形状では、どの角度から観察しても、第 2界面部 12bの正反射光の反射率は小さいことがわかっている。

[0043] したがって、例えば、表示体 10をその法線方向から観察した場合、第 2界面部 12b は、第 1界面部 12aと比較してより暗く見える。そして、この場合、典型的には、第 2界面部 12bは黒色に見える。なお、ここで、「黒色」は、例えば、表示体 10に法線方向力も光を照射し、正反射光の強度を測定したときに、波長が 400nm乃至 700nmの範囲内にある全ての光成分について反射率が 10%以下であることを意味する。それゆえ、第 2界面部 12bは、あた力、も回折格子の一部と重なり合うように形成された黒色印刷層の如く見える。

[0044] また、第 2界面部 12bからの 1次回折光 33bの射出角が— 90° より大きければ、表示体 10の法線方向と観察方向とが為す角度を適宜設定することにより、観察者は、第 2界面部 12bからの 1次回折光 33bを知覚することができる。それゆえ、この場合、第 2界面部 12bが黒色印刷層とは異なることを、目視により確認すること力 Sできる。

[0045] これらの構成を採用する場合、凹部又は凸部 14bの中心間距離は、例えば、 200η m乃至 350nmの範囲内としてもよい。この場合、上記（1)式から明らかなように、第 2 界面部 12bは、青色に対応した波長を有する回折光が観察されやすい。したがって、例えば、第 1界面部 12aが赤色に対応した波長を有する回折光を射出する場合には、両者の対照により、表示体 10が真正品であることの確認がより容易になる。

[0046] なお、第 2界面部 12bが複数の画素を配列してなる場合、それら画素の一部と他の一部とで、凹部又は凸部 14bの形状、深さ又は高さ、中心間距離、及び配置パターンの少なくとも 1つを異ならしめると、後で詳述するように、それら画素の反射率等を異ならしめること力 Sできる。それゆえ、これを利用することにより、第 2界面部 12bで階調表示を行うことができる。

[0047] また、この表示体 10において、第 1界面部 12aと第 2界面部 12bとは同一面内にある。それゆえ、例えば、溝 14aと凹部又は凸部 14bとに対応した凹構造及び/又はを 1枚の原版に形成し、この凹構造及び/又は凸構造を光透過層 11に転写することにより、溝 14aと凹部又は凸部 14bとを同時に形成することができる。したがって、原版に凹構造及び/又は凸構造を高精度に形成しておけば、第 1界面部 12aと第 2界面部 12bとの位置ずれの問題を生じ得ない。また、微細な凹凸構造及び高精度の特徴は、高精細な像表示を可能とし、他の方法によって作られたものとの区別を容易にする。真正品が極めて高精度に安定して製造できるという事実は、偽造品や模造品との区別を一層容易にする。

[0048] 表示体 10に表示させる像は、二次元的に配列した複数の画素で構成することが有利である。これについて、以下に説明する。

[0049] 図 7は、マトリクス状に配列した複数の画素で表示面を構成した第 1態様に係る表示体の一例を概略的に示す平面図である。

[0050] この表示体 10では、マトリクス状に配列した 35個の画素 PX11乃至 PX17、 PX21 乃至 PX27、 PX31乃至 PX37、 PX41乃至 PX47、及び PX51乃至 PX57で表示面を構成している（十の位が X方向、一の位が Y方向に対応）。画素 PX11乃至 PX17、 PX21、 PX27、 PX31、 PX37、 PX41、 PX47、及び PX51乃至 PX57は、第 1界面部 12aを構成している。画素 PX22乃至 PX24、 PX26、 PX32、 PX34、 PX36、及び PX42乃至 46ίま、第 2界面き 12bを構成してレヽる。画素 PX25、 PX33、及び PX35 は、第 3界面部 12cを構成している。

[0051] 画素 PX11及び PX12は同一の構造を有しており、画素 PX13乃至 PX15は同一の構造を有しており、画素 PX16、 PX17、 PX53、 PX56及び PX57は同一の構造を有しており、画素 PX21、 PX37、 PX51、 PX52及び PX55は同一の構造を有しており、画素 PX27及び PX41は同一の構造を有しており、画素 PX31、 PX47及び PX54 は同一の構造を有している。そして、画素 PX11及び PX12からなる画素群と、画素 P X13乃至 PX15力、らなる画素群と、画素 PX16、 PX17、 PX53、 PX56及び PX57力、らなる画素群と、画素 PX21、 PX37、 PX51、 PX52及び PX55からなる画素群と、画素 PX27及び PX41からなる画素群と、画素 PX31、 PX47及び PX54からなる画素群とは、回折格子の構造が異なっている。一例として、図 7では、それら画素群間で、回折格子の方位角度のみを異ならしめている。

[0052] また、画素 PX22乃至 PX24、 PX26、 PX32、 PX34、 PX36、及び PX42乃至 46 は、同一の構造を有している。そして、画素 PX25、 PX33、及び PX35は、同一の構造を有している。

[0053] すなわち、図 7に示す表示体 10では、 8種の画素で像を形成している。これら 8種の画素の各々の視覚効果が分かっていれば、それらの並べ替えによって得られる像の予想は容易である。それゆえ、デジタル画像データから、各画素に採用すべき構造を容易に決定することができる。したがって、表示体 10に表示させる像を二次元的に配列した複数の画素で構成すると、表示体 10の設計が容易になる。

[0054] なお、図 7に示す表示体 10では 8種の画素で像を形成している力、像を形成する画素の種類は 2以上であればよい。画素の種類を多くすると、より複雑な像を表示すること力 Sでさる。

[0055] また、図 7に示す表示体 10では 35個の画素で像を構成している力像を構成する画素の数は 2以上であればよい。画素の数を多くすると、より高精細な像を表示すること力 Sでさる。

[0056] 図 7に示す表示体 10では、第 1界面部 12aを回折格子の方位角度のみが異なる 6 種の画素で構成しているが、第 1界面部 12aは、回折格子の構造が異なる複数種の画素で構成してもよい。すなわち、第 1界面部 12aは、溝 14aの空間周波数、方位角度、及び深さ、並びに、画素に対する回折格子の面積比の少なくとも 1つが互いに異なる複数種の画素で構成してもよい。或いは、第 1界面部 12aは、 1種の画素で構成してもよい。

[0057] また、図 7に示す表示体 10では、第 2界面部 12bを 1種の画素で構成しているが、第 2界面部 12bは、凹部又は凸部 14bの形状、深さ又は高さ、中心間距離、及び配置パターンの少なくとも 1つが互いに異なる複数種の画素で構成してもよい。

[0058] 図 8乃至図 11は、第 2界面部に採用可能な凹部又は凸部の配置パターンの例を概略的に示す平面図である。 [0059] 図 8では、凹部又は凸部 14bの配列は、正方格子を形成している。この構造は、電子線描画装置ゃステツパなどの微細加工装置を用いた製造が比較的容易であり、凹部又は凸部 14bの中心間距離などの高精度な制御も比較的容易である。

[0060] また、図 8の構造では、凹部又は凸部 14bは、規則的に配列している。したがって、凹部又は凸部 14bの中心間距離を比較的長く設定した場合には、第 2界面部 12bから回折光を射出させることができる。この場合、第 2界面部 12bが黒色印刷層とは異なることを、目視により確認すること力 Sできる。また、凹部又は凸部 14bの中心間距離を比較的短く設定した場合，例えば 200nm以下に設定した場合，には、第 2界面部 12bからの回折光の射出を防止できる。この場合、観察される色に関しては、第 2界面部 12bが黒色印刷層とは異なることが分力、り難くなる。

[0061] 図 8では、凹部又は凸部 14bの中心間距離を X方向と Y方向とで等しくしている力図 9及び図 10に例示するように、凹部又は凸部 14bの中心間距離は X方向と Y方向とで異ならしめてもよい。すなわち、凹部又は凸部 14bの配列は、矩形格子を形成していてもよい。

[0062] 凹部又は凸部 14bの中心間距離を X方向及び Y方向の双方で比較的長く設定すると、 Y方向に垂直な方向から表示体 10を照明した場合と X方向に垂直な方向から表示体 10を照明した場合との双方において第 2界面部 12bから回折光を射出させることができ、且つ、前者と後者とで回折光の波長を異ならしめることができる。凹部又は凸部 14bの中心間距離を X方向及び Y方向の双方で比較的短く設定すると、照明方向に拘らず、第 2界面部 12bからの回折光の射出を防止できる。凹部又は凸部 14 bの中心間距離を、 X方向及び Y方向の一方で比較的長く設定し、他方で比較的短く設定すると、 Y方向及び X方向の一方に垂直な方向から表示体 10を照明した場合には第 2界面部 12bから回折光を射出させ、 Y方向及び X方向の他方に垂直な方向力も表示体 10を照明した場合には第 2界面部 12bからの回折光の射出を防止できる

[0063] 図 11では、凹部又は凸部 14bの配列は、三角格子を形成している。この構造を採用した場合、図 8の構造を採用した場合と同様、凹部又は凸部 14bの中心間距離を比較的長く設定すれば、第 2界面部 12bから回折光を射出させることができ、凹部又は凸部 14bの中心間距離を比較的短く設定すれば、第 2界面部 12bからの回折光の射出を防止できる。

[0064] また、図 11の構造を採用した場合、凹部又は凸部 14bの中心間距離を適宜設定すれば、例えば、 A方向から表示体 10を照明したときには第 2界面部 12bからの回折光の射出を防止し、 B方向及び C方向から表示体 10を照明したときには第 2界面部 12bから回折光を射出させることができる。すなわち、より複雑な視覚効果が得られる。

[0065] 図 12では、凹部又は凸部 14bは、不規則に配置されている。凹部又は凸部 14bを不規則に配置した場合、第 2界面部からの回折光の射出がさらに生じ難くなる。なお、この構造は、例えば、光の干渉を利用してスペックルの強度分布を記録することにより形成すること力でさる。

[0066] 図 13では、凹部又は凸部 14bは、不規則に配置されているのに加え、大きさが不均一である。この構造を採用した場合、図 10の構造を採用した場合と比較して、第 2 界面部からの回折光の射出がさらに生じ難くなる。

[0067] 図 8乃至図 13に例示したように、凹部又は凸部 14bの配置パターンには、様々な変形が可能である。そして、各配置パターンは、それに固有の視覚効果等を有している。それゆえ、凹部又は凸部 14bの配置パターンが異なる複数の画素で第 2界面部 12bを構成すると、より複雑な視覚効果を得ることができる。

[0068] 図 14乃至図 16は、図 1及び図 2に示す表示体の第 2界面部に採用可能な構造の他の例を拡大して示す斜視図である。

[0069] 図 14乃至図 16に示す構造は、図 4に示す構造の変形例である。図 14乃至図 16に示す凹部又は凸部 14bは何れも、順テーパ形状を有している。

[0070] 図 4に示す構造では、凹部又は凸部 14bは、円錐形状を有している。凹部又は凸部 14bを円錐形状とする場合、凹部又は凸部 14bは先端が尖っていてもよぐ切頭円錐形状を有していてもよい。但し、凹部又は凸部 14bを先端が尖った円錐形状とした場合、凹部又は凸部 14bは第 2界面部 12bに平行な面を有していないので、切頭円錐形状とした場合と比較して、第 2界面部 12bの正反射光の反射率をより小さくすること力 Sでさる。 [0071] 図 14に示す構造では、凹部又は凸部 14bは、四角錐形状を有している。凹部又は凸部 14bは、三角錐形状などの四角錐形状以外の角錐形状を有していてもよい。この場合、特定条件で発生する回折光の強度を高くすることができ、観察をより容易にする。また、凹部又は凸部 14bを角錐形状とする場合、凹部又は凸部 14bは先端が尖っていてもよぐ切頭角錐形状を有していてもよい。但し、凹部又は凸部 14bを先端が尖った角錐形状とした場合、凹部又は凸部 14bは第 2界面部 12bに平行な面を有していないので、切頭角錐形状とした場合と比較して、第 2界面部 12bの正反射光の反射率をより小さくすることができる。

[0072] 図 15に示す構造では、凹部又は凸部 14bは、半紡錘形状を有している。すなわち、凹部又は凸部 14bは、先端が丸みを帯びた円錐形状を有している。図 15に示す構造を採用した場合、図 4又は図 14に示す構造を採用した場合と比較して、原版への凸構造及び/又は凹構造の形成や原版から光透過層 11への凸構造及び/又は凹構造の転写がより容易である。

[0073] 図 16に示す構造では、凹部又は凸部 14bは、底面積が異なる複数の四角柱をその底面積が大きなものから順に積み重ねた構造を有している。なお、四角柱の代わりに、円柱や三角柱などの四角柱以外の柱状体を積み重ねてもよい。

[0074] 図 16に示す構造を採用した場合、図 4、図 14又は図 15に示す構造を採用した場合ほど、第 2界面部 12bの正反射光の反射率を小さくすることはできない。但し、図 1 6に示す構造を採用した場合、図 15に示す構造を採用した場合と同様、図 4又は図 14に示す構造を採用した場合と比較して原版への凸構造及び/又は凹構造の形成や原版から光透過層 11への凸構造及び/又は凹構造の転写がより容易である。

[0075] このように、凹部又は凸部 14bの形状は、第 2界面部 12bの反射率に影響を及ぼす。それゆえ、凹部又は凸部 14bの形状が異なる複数の画素で第 2界面部 12bを構成すると、第 2界面部 12bで階調表示を行うことができる。

[0076] 第 2界面部 12bは、凹部又は凸部 14bの中心間距離を小さくすると、より暗く見えるようになる。特に、凹部又は凸部 14bの中心間距離を 400nm以下とすると、上記（2) 式から明らかなように、可視光波長である 400nm乃至 700nmの範囲内の全ての波長について、照明光の入射角に拘らず、第 2界面部 12bが法線方向へ回折光を射出するのを防ぐことができる。それゆえ、凹部又は凸部 14bの中心間距離が異なる複数の画素で第 2界面部 12bを構成すると、第 2界面部 12bで階調表示を行うことができる。

[0077] 第 2界面部 12bは、凹部又は凸部 14bの深さ又は高さを大きくすると、より暗く見えるようになる。例えば、凹部又は凸部 14bの深さ又は高さを、それらの中心間距離の 1/2以上とすると、第 2界面部 12bは、極めて暗く見えるようになる。それゆえ、凹部又は凸部 14bの深さ又は高さが異なる複数の画素で第 2界面部 12bを構成すると、第 2界面部 12bで階調表示を行うことができる。

[0078] 第 2界面部 12bは、凹部又は凸部 14bの第 2界面部 12bに平行な一方向についての寸法とこの方向についての凹部又は凸部 14bの中心間距離との比を 1： 1に近づけると、より喑く見えるようになる。そして、凹部又は凸部 14bの第 2界面部 12bに平行な一方向についての寸法とこの方向についての間隔とを等しくした場合、第 2界面部 1 2bは最も暗く見える。それゆえ、先の比が異なる複数の画素で第 2界面部 12bを構成すると、第 2界面部 12bで階調表示を行うことができる。

[0079] 以上、第 1界面部 12aと第 2界面部 12bを同一面に配置した例を説明したが、それらを異なる面に配置してもよい。例えば、第 1及び第 2光透過層を積層し、それらの間に第 1反射層を介在させると共に、第 2光透過層の表面を第 2反射層で被覆する。第 1反射層として金属層を使用する場合、第 1反射層は、第 1光透過層側から第 2反射層が見えるようにパターユングしておく。そして、第 1光透過層と第 1反射層との界面の少なくとも一部を第 1界面部 12a及び第 2界面部 12bの一方とし、第 2光透過層と第 2反射層との界面の少なくとも一部を第 1界面部 12a及び第 2界面部 12bの他方とする。このような構造を採用した場合も、上述した例と同様の視覚効果を得ることができる。

[0080] 図 17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 18は、図 17に示す表示体の XVIII— XVIII線に沿った断面図である。

[0081] 図 17及び図 18に示す表示体 10は、第 2界面部 12bが 2つの領域 12bl及び 12b2 を含んでいること以外は、図 1及び図 2に示す表示体 10と同様の構成を有している。

[0082] 図 19Aは、図 17及び図 18に示す表示体の第 2界面部の一領域に採用可能な構造の一例を拡大して示す斜視図である。図 19Bは、図 17及び図 18に示す表示体の第 2界面部の他の領域に採用可能な構造の一例を拡大して示す斜視図である。

[0083] 領域 12M及び 12b2の各々は、図 1乃至図 16を参照しながら説明した第 2界面部

12bとほぼ同様の構造を有している。すなわち、領域 12bl及び 12b2の各々は複数の凹部又は凸部 14bを含み、これら凹部又は凸部 14bは順テーパ形状を有している。また、領域 12blと 12b2とでは、凹部又は凸部 14bの中心間距離が異なっている。図 19A及び図 19Bに示す例では、領域 12b2は、領域 12blと比較して、 X方向及び Y方向の各々についての凹部又は凸部 14bの中心間距離がより大きい。

[0084] なお、これら凹部又は凸部 14bは、順テーパ形状を有していなくてもよい。

[0085] 領域 12M及び 12b2の各々において、凹部又は凸部 14bは、規則的に又は不規則的に配列している。ここでは、一例として、凹部又は凸部 14bは、互いに直交する X方向と Y方向とに配列していることとする。

[0086] これら領域 12bl及び 12b2は、凹部又は凸部 14bの中心間距離、即ち格子定数が異なっている。そのため、上記（1)式に基づいて、それら領域 12bl及び 12b2を異なる色として観察させたり、それらが射出する回折光 32bを観察可能な角度範囲を異ならしめること力 Sできる。したがって、例えば、第 2界面部 12bが表示する像をカラー像とすることや、第 2界面部 12bが表示する像を観察方向によって変化させることができる

[0087] 図 17及び図 18に示す表示体 10において、例えば、複数の溝 14aの最小中心間距離は可視光の最短波長以上とし、複数の凹部又は凸部 14bの中心間距離は可視光の最短波長未満とする。領域 12bl及び 12b2は、それらが射出する回折光が観察されない観察条件では黒色の領域として認識され、この観察条件のもとでは、第 1 界面部 12aは例えば 1次回折光に起因した色を表示しうる。そして、領域 12bl及び 1 2b2は、それらが射出する回折光が観察される観察条件では異なる色の領域として認識され、この観察条件のもとでは、第 1界面部 12aが射出する 1次回折光は表示に寄与しないようにできる。したがって、例えば、表示体 10をその法線方向から観察した場合に第 1界面部 12aに回折光による色を表示させると共に第 2界面部 12bに黒色を表示させ、表示体 10を大きく傾けて観察した際に第 2界面部 12bのみに多色の像を表示させることが可能である。それゆえ、この表示体 10は、第 2界面部 12bに上述した構造を採用していることを悟られ難ぐ第 2界面部 12bに多色の像、例えばフルカラー画像を表示させることができ、このフルカラー像の識別が第 1界面部によつて妨げられること力ないようにできる。逆に、第 1界面部の高次回折光と第 2界面部の 1次回折光とを同時に観察できるようにしてもよい。

[0088] また、領域 12bl及び領域 12b2の反射率等をほぼ等しくしてもよい。こうすると、表示体 10を法線方向から観察した場合に、それらが観察者に与える色感覚をほぼ等しくすること力 Sできる。したがって、この場合、図 1及び図 2に示すように、これら領域 12 bl及び 12b2を隣接させることにより、潜像を形成することができる。

[0089] 領域 12M及び 12b2の各々において、第 1配列方向における凹部又は凸部 14b の中心間距離と、それとは異なる第 2配列方向における凹部又は凸部 14bの中心間距離とは、同一であってもよぐ異なっていてもよい。後者の場合、例えば、領域 12b 1及び 12b2が X方向に垂直な方向に射出する波長 λの 1次回折光と、 Υ方向に射出する波長えの 1次回折光とで、射出角を異ならしめることができる。したがって、例えば、 X方向に垂直な斜め方向から観察したときに領域 12bl又は 12b2が表示する色と、観察方向と表示体 10の法線とが為す角度を一定に維持したまま表示体 10を回転させることにより観察方向と Y方向とを垂直としたときに領域 12M又は 12b2が表示する色とを異ならしめることができる。

[0090] したがって、例えば、領域 12bl及び 12b2間で表示色の交替を生じさせること、又は、領域 12bl及び 12b2に互いに異なる色変化を生じさせることができる。特に前者の視覚効果は、領域 12blの凹部又は凸部 14bと領域 12b2の凹部又は凸部 14bとに、方位角度が 90°異なること以外は同様の矩形格子状配列を採用することにより簡便に実現できる。このようにして、観察者にも色の変化が理解しやすい、高い偽造防止 ¾]果を得ること力できる。

[0091] 図 20は、マトリクス状に配列した複数の画素で表示面を構成した第 2態様に係る表示体の一例を概略的に示す平面図である。

[0092] この表示体 10では、マトリクス状に配列した 42個の画素 PX11乃至 PX17、 PX21 乃至 PX27、 PX31乃至 PX37、 PX41乃至 PX47、 PX51乃至 PX57、及び PX61乃至 PX67で表示面を構成している（十の位が X方向、一の位が Y方向に対応）。画素 PX11乃至 PX17、 PX21、 PX27、 PX31、 PX37、 PX41、 PX47、 PX51、 PX57、及び PX61乃至 PX67は、第 1界面部 12aを構成している。画素 PX22乃至 PX24、 P X26、 PX32、 PX34、 PX36、及び PX42乃至 46は、第 2界面部 12bの第 1の領域 1 2blを構成している。画素 PX52乃至 PX56は、第 2界面部 12bの第 2の領域 12b2を構成している。画素 PX25、 PX33、及び PX35は、第 3界面部 12cを構成している。

[0093] 画素 PX11及び PX12は同一の構造を有しており、画素 PX13乃至 PX15は同一の構造を有しており、画素 PX16、 PX17、 PX63、 PX66及び PX67は同一の構造を有しており、画素 PX21、 PX37、 PX61、 PX62及び PX65は同一の構造を有しており、画素 PX27、 PX41及び PX51は同一の構造を有しており、画素 PX31、 PX47、 P X57及び PX64は同一の構造を有している。そして、画素 PX11及び PX12からなる画素群と、画素 PX13乃至 PX15からなる画素群と、画素 PX16、 PX17、 PX63、 PX 66及び PX67力、らなる画素群と、画素 PX21、 PX37、 PX61、 PX62及び PX65力、らなる画素群と、画素 PX27、 PX41及び PX51からなる画素群と、画素 PX31、 PX47 、 PX57及び PX64からなる画素群とは、回折格子の構造が異なっている。一例として、図 20では、それら画素群間で、回折格子の方位角度のみを異ならしめている。

[0094] また、画素 PX22乃至 PX24、 PX26、 PX32、 PX34、 PX36、及び PX42乃至 46 は、同一の構造を有している。画素 PX52乃至 PX56は、同一の構造を有している。そして、画素 PX25、 PX33、及び PX35は、同一の構造を有している。

[0095] この構成を採用すると、図 17及び図 18に示す表示体 10について説明した効果を得ること力 Sできる。加えて、この構成を採用すると、図 7に示す表示体 10について説明した効果を得ること力 Sできる。なお、この表示体 10には、図 7に示す表示体 10について説明したのと同様の変形が可能である。

[0096] 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。 [0097] 図 21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 21には、ラベル付き物品の一例として、印刷物 100を描いている。

[0098] この印刷物 100は、磁気カードであって、基材 51を含んでいる。基材 51は、例えば、プラスチックからなる。基材 51上には、印刷層 52と帯状の磁気記録層 53とが形成されている。さらに、基材 51には、表示体 10が偽造防止用又は識別用ラベルとして貝占りつけられている。なお、この表示体 10は、表示している像が異なること以外は、図 1及び図 2等を参照しながら説明したのと同様の構造を有している。

[0099] この印刷物 100は、表示体 10を含んでいる。それゆえ、上記の通り、この印刷物 10 0の偽造又は模造は困難である。また、この印刷物 100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 100は、表示体 10に加えて、印刷層 52をさらに含んでいるため、印刷層 52の見え方と表示体の見え方とを対比することが容易である。それゆえ、印刷物 100が印刷層 52を含んでいない場合と比較して、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がより容易である。

[0100] なお、図 21には、表示体 10を含んだ印刷物として磁気カードを例示している力表示体 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、無線カード、 IC (integrated circuit)カード、 ID (identification)カードなどの他の力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。

[0101] また、図 21に示す印刷物 100では、表示体 10を基材 51に貼り付けている力 S、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。

[0102] また、ラベル付き物品は、印刷物でなくてもよい。すなわち、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。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の溝からなるレリーフ型回折格子が設けられた第 1界面部と、前記複数の溝の最小中心間距離と比較してより小さい中心間距離で二次元的に配置されると共に各々が順テーパ形状を有する複数の凹部又は凸部が設けられた第 2界面部とを備えた表示体。

[2] 複数の溝からなるレリーフ型回折格子が設けられた第 1界面部と、一次元的又は二次元的に配列した複数の凹部又は凸部を各々が含んだ複数の領域からなる第 2界面部とを備え、前記複数の領域の一部と他の一部とは前記複数の凹部又は凸部の中心間距離が互いに異なっており、前記複数の溝の最小中心間距離は可視光の最短波長以上であり且つ前記複数の凹部又は凸部の中心間距離は可視光の最短波長未満である表示体。

[3] 前記第 2界面部は複数の画素を配列してなる請求項 1又は 2に記載の表示体。

[4] 前記第 1界面部は複数の第 1画素を配列してなり、前記複数の第 1画素は、前記複数の溝の空間周波数、方位角度及び深さ、並びに、前記第 1画素に対する前記回折格子の面積比の少なくとも 1つが互いに異なる 2つ以上の画素を含み、前記第 2界面部は複数の第 2画素を配列してなり、前記複数の第 2画素は、前記複数の凹部又は凸部の形状、深さ又は高さ、中心間距離及び配置パターンの少なくとも 1つが互いに異なる 2つ以上の画素を含んだ請求項 1又は 2に記載の表示体。

[5] 前記複数の凹部又は凸部は形状が互いに等しぐ前記複数の凹部又は凸部の配列は正方格子又は矩形格子を形成している請求項 1又は 2に記載の表示体。

[6] 前記複数の凹部又は凸部は形状が互いに等しぐ前記複数の凹部又は凸部の配列は三角格子を形成している請求項 1又は 2に記載の表示体。

[7] 前記複数の凹部又は凸部は不規則に配置されている請求項 1又は 2に記載の表示体。

[8] 前記複数の凹部又は凸部の各々は、角錐、円錐、又は半紡錘形状を有している請求項 1又は 2に記載の表示体。

[9] 前記複数の凹部又は凸部の中心間距離は 400nm以下である請求項 1又は 2に記載の表示体。

[10] 前記複数の凹部又は凸部の中心間距離は 200nm乃至 350nmの範囲内にある請求項 1又は 2に記載の表示体。

[11] 前記複数の凹部又は凸部の深さ又は高さは、前記複数の凹部又は凸部の中心間距離の 1/2以上である請求項 1又は 2に記載の表示体。

[12] 前記複数の凹部又は凸部は、前記第 2界面部に平行な一方向についての寸法とこの方向についての中心間距離とが等しい請求項 1又は 2に記載の表示体。

[13] —方の主面が前記第 1及び第 2界面部を含んだ光透過層と、前記光透過層の前記主面を被覆した反射層とを具備した請求項 1又は 2に記載の表示体。

[14] 前記第 2界面部は、二次元的に配列した複数の凹部又は凸部を各々が含んだ複数の領域からなり、前記複数の領域の前記一部と前記他の一部との少なくとも一方は、前記複数の凹部又は凸部の特定の配列方向における中心間距離と前記特定の配列方向とは異なる配列方向における中心間距離とが異なる領域を含んだ請求項 2 に記載の表示体。

[15] 前記第 2界面部は二次元的に配列した複数の凹部又は凸部を各々が含んだ複数の領域からなり、前記複数の領域の前記一部と前記他の一部との各々において、前記複数の凹部又は凸部の形状は同一であり、前記複数の凹部又は凸部が形成している各行における前記複数の凹部又は凸部の中心間距離は一定であり且つ前記複数の凹部又は凸部が形成している各列における前記複数の凹部又は凸部の中心間距離も一定である請求項 2に記載の表示体。

[16] 前記複数の領域は、前記複数の凹部又は凸部の特定の方向における中心間距離が互いに同一であり且つ前記複数の凹部又は凸部の前記特定の方向と直交する方向における中心間距離が互いに異なる 2つ以上の領域を含んだ請求項 2に記載の表示体。

[17] 前記複数の凹部又は凸部の各々は、順テーパ形状を有している請求項 2に記載の表示体。

[18] 請求項 1又は 2に記載の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