(57)【要約】【課題】より高い偽造防止効果を達成可能とする。【解決手段】本発明の表示体１０は、要素領域ＩＦ１ａと要素領域ＩＦ１ｂとを各々が含んだ界面部ＩＦ１を備え、第１方向から白色光で照明した場合に、要素領域ＩＦ１ａに対応した要素表示部ＤＡ１ａは第１回折光を第２方向に射出し、要素領域ＩＦ１ｂに対応した要素表示部ＤＡ１ｂは第１回折光とは波長が異なる第２回折光を第２方向に射出し、第１方向から白色光で照明して第２方向から肉眼で観察した場合に、要素表示部ＤＡ１ａは界面部ＩＦ１に対応した表示部ＤＡ１のうち要素表示部ＤＡ１ａ以外の部分からの識別が不可能であり、要素表示部ＤＡ１ｂは表示部ＤＡ１のうち要素表示部ＤＡ１ｂ以外の部分からの識別が不可能であり、表示部ＤＡ１は要素表示部ＤＡ１ａの表示色と要素表示部ＤＡ１ｂの表示色との何れからも肉眼で識別することが可能な混色を表示する。【選択図】      図３
2010015022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
５００ｎｍ以下の中心間距離で配列した複数の凹部又は凸部からなる回折構造を各々が含み、隙間を形成している１つ又は複数の第１要素領域と、５００ｎｍ以下の中心間距離で配列した複数の凹部又は凸部からなる回折構造を各々が含み、前記隙間の少なくとも一部を埋めている１つ又は複数の第２要素領域とを各々が含んだ１つ又は複数の第１界面部を備え、
第１方向から白色光で照明した場合に、前記１つ又は複数の第１要素領域に対応した第１要素表示部は第１回折光を第２方向に射出し、前記１つ又は複数の第２要素領域に対応した第２要素表示部は前記第１回折光とは波長が異なる第２回折光を前記第２方向に射出し、
前記第１方向から前記白色光で照明して前記第２方向から肉眼で観察した場合に、前記第１要素表示部は前記１つ又は複数の第１界面部に対応した第１表示部のうち前記第１要素表示部以外の部分からの識別が不可能であり、前記第２要素表示部は前記第１表示部のうち前記第２要素表示部以外の部分からの識別が不可能であり、前記第１表示部は前記第１要素表示部の表示色と前記第２要素表示部の表示色との何れからも肉眼で識別することが可能な混色を表示することを特徴とする表示体。
【請求項２】
前記１つ又は複数の第１界面部の少なくとも１つにおいて、前記１つ又は複数の第１要素領域は、この第１界面部の全体に亘って一様に配置された複数の第１要素領域であり、前記１つ又は複数の第２要素領域は、この第１界面部の全体に亘って一様に配置された複数の第２要素領域であることを特徴とする請求項１に記載の表示体。
【請求項３】
前記１つ又は複数の第１界面部の少なくとも１つにおいて、前記１つ又は複数の第１要素領域及び前記１つ又は複数の第２要素領域は、単位面積に占める前記第１要素領域の割合が位置に応じて異なるように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示体。
【請求項４】
前記１つ又は複数の第１要素領域において前記複数の凹部又は凸部は３００ｎｍ乃至３６０ｎｍの範囲内の中心間距離で配列し、前記１つ又は複数の第２要素領域において前記複数の凹部又は凸部は３９０ｎｍ乃至４５０ｎｍの範囲内の中心間距離で配列していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示体。
【請求項５】
前記１つ又は複数の第２要素領域は前記隙間の一部のみを埋めており、
前記１つ又は複数の第１界面部の各々は、５００ｎｍ以下の中心間距離で配列した複数の凹部又は凸部からなる回折構造を各々が含み、前記隙間の他の一部を埋めている１つ又は複数の第３要素領域を更に含み、
前記第１方向から前記白色光で照明した場合に、前記１つ又は複数の第３要素領域に対応した第３要素表示部は前記第１及び第２回折光とは波長が異なる第３回折光を前記第２方向に射出し、
前記第１方向から前記白色光で照明して前記第２方向から肉眼で観察した場合に、前記第３要素表示部は前記第１表示部のうち前記第３要素表示部以外の部分からの識別が不可能であり、前記第１表示部は前記第１要素表示部の表示色と前記第２要素表示部の表示色と前記第３要素表示部の表示色との何れからも肉眼で識別することが可能な混色を表示することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示体。
【請求項６】
前記１つ又は複数の第１要素領域において前記複数の凹部又は凸部は３００ｎｍ乃至３３０ｎｍの範囲内の中心間距離で配列し、前記１つ又は複数の第２要素領域において前記複数の凹部又は凸部は３６０ｎｍ乃至３９０ｎｍの範囲内の中心間距離で配列し、前記１つ又は複数の第３要素領域において前記複数の凹部又は凸部は４２０ｎｍ乃至４５０ｎｍの範囲内の中心間距離で配列していることを特徴とする請求項５に記載の表示体。
【請求項７】
一方の主面が前記１つ又は複数の第１界面部を含んだ光透過層と、前記１つ又は複数の第１界面部の少なくとも一部を被覆した反射層とを具備したことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の表示体。
【請求項８】
前記１つ又は複数の第１界面部の少なくとも１つと隣り合い且つこれとは光学的特性が異なる第２界面部を更に備え、前記第１表示部は、肉眼で観察した場合に前記第２界面部に対応した第２表示部から識別可能な像を表示することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の表示体。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載の表示体と、これを支持した物品とを具備したことを特徴とするラベル付き物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば偽造防止効果を提供する表示技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、商品券及び小切手などの有価証券類、クレジットカード、キャッシュカード及びＩＤカードなどのカード類、並びにパスポート及び免許証などの証明書類には、それらの偽造を防止するために、通常の印刷物とは異なる視覚効果を有する表示体が貼り付けられている。また、近年、これら以外の物品についても、偽造品の流通が社会問題化している。そのため、そのような物品に対しても、同様の偽造防止技術を適用する機会が増えてきている。
【０００３】
通常の印刷物とは異なる視覚効果を有している表示体としては、複数の溝を並べてなる回折格子を含んだ表示体が知られている。この表示体には、例えば、観察条件に応じて変化する像を表示させることや、立体像を表示させることができる。また、回折格子が表現する虹色に輝く分光色は、通常の印刷技術では表現することができない。そのため、回折格子を含んだ表示体は、偽造防止対策が必要な物品に広く用いられている。
【０００４】
この表示体では、複数の溝を形成してなるレリーフ型の回折格子を使用することが一般的である。レリーフ型回折格子は、通常、フォトリソグラフィを利用して製造した原版から複製することにより得られる。例えば、特許文献１及び２には、回折格子を形成するために、一方の主面に感光性レジストを塗布した平板状の基板をＸＹステージ上に載置し、コンピュータ制御のもとでステージを移動させながら感光性レジストに電子ビームを照射することにより、感光性レジストをパターン露光することが記載されている。また、非特許文献１には、二光束干渉を利用して回折格子を形成することが記載されている。
【０００５】
レリーフ型回折格子の製造では、通常、このようにして得られた原版を用い、電鋳等の方法により金属製のスタンパを作製する。
【０００６】
次いで、この金属製スタンパを母型として用いて、レリーフ型の回折格子を複製する。即ち、まず、例えば、ポリカーボネート又はポリエステルからなる透明基材上に、熱可塑性樹脂又は光硬化性樹脂を塗布する。次に、塗膜に金属製スタンパを密着させ、この状態で樹脂層に熱又は光を与える。樹脂が硬化した後、硬化した樹脂から金属製スタンパを剥離することにより、レリーフ型回折格子を得る。
【０００７】
一般に、このレリーフ型回折格子は透明である。従って、通常、レリーフ構造を設けた樹脂層上には、蒸着法を用いてアルミニウムなどの金属又は誘電体を単層又は多層に堆積させることにより反射層を形成する。
【０００８】
その後、このようにして得られた表示体を、例えば紙又はプラスチックフィルムからなる基材上に接着層又は粘着層を介して貼り付ける。以上のようにして、偽造防止対策を施した印刷物を得る。
【０００９】
先の説明から明らかなように、レリーフ型回折格子を含んだ表示体の製造に使用する原版は、それ自体の製造が困難である。また、金属製スタンパから樹脂層へのレリーフ構造の転写は、高い精度で行わなければならない。即ち、レリーフ型回折格子を含んだ表示体の製造には高い技術が要求される。
【００１０】
しかしながら、偽造防止対策が必要な物品の多くでレリーフ型回折格子を含んだ表示体が用いられるようになった結果、この技術が広く認知され、これに伴い、偽造品の発生も増加する傾向にある。そのため、回折光によって虹色の光を呈することのみを特徴とした表示体を用いて十分な偽造防止効果を達成することが難しくなってきている。
【特許文献１】特開平２−７２３２０号公報
【特許文献２】米国特許第５０５８９９２号明細書
【非特許文献１】辻内順平著、「ホログラフィー」、丸善株式会社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、より高い偽造防止効果を達成可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１側面によると、５００ｎｍ以下の中心間距離で配列した複数の凹部又は凸部からなる回折構造を各々が含み、隙間を形成している１つ又は複数の第１要素領域と、５００ｎｍ以下の中心間距離で配列した複数の凹部又は凸部からなる回折構造を各々が含み、前記隙間の少なくとも一部を埋めている１つ又は複数の第２要素領域とを各々が含んだ１つ又は複数の第１界面部を備え、第１方向から白色光で照明した場合に、前記１つ又は複数の第１要素領域に対応した第１要素表示部は第１回折光を第２方向に射出し、前記１つ又は複数の第２要素領域に対応した第２要素表示部は前記第１回折光とは波長が異なる第２回折光を前記第２方向に射出し、前記第１方向から前記白色光で照明して前記第２方向から肉眼で観察した場合に、前記第１要素表示部は前記１つ又は複数の第１界面部に対応した第１表示部のうち前記第１要素表示部以外の部分からの識別が不可能であり、前記第２要素表示部は前記第１表示部のうち前記第２要素表示部以外の部分からの識別が不可能であり、前記第１表示部は前記第１要素表示部の表示色と前記第２要素表示部の表示色との何れからも肉眼で識別することが可能な混色を表示することを特徴とする表示体が提供される。
【００１３】
本発明の第２側面によると、第１側面に係る表示体と、これを支持した物品とを具備したことを特徴とするラベル付き物品が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、より高い偽造防止効果を達成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、本発明の一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に示す表示体の一部を拡大して示す平面図である。図３は、図２に示す表示体のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。なお、図２には、表示体１０のうち、図１において破線で囲んでいる部分を描いている。
【００１７】
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３に示す例では、光透過層１１側を前面側とし、反射層１３側を背面側としている。
【００１８】
光透過層１１と反射層１３との界面は、界面部ＩＦ１及びＩＦ２を含んでいる。そして、界面部ＩＦ１は、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂを含んでいる。以下、この表示体１０のうち、界面部ＩＦ１及びＩＦ２に対応した部分を、それぞれ、表示部ＤＡ１及びＤＡ２と呼ぶ。また、この表示体１０のうち、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂに対応した部分を、それぞれ、要素表示部ＤＡ１ａ及びＤＡ１ｂと呼ぶ。
【００１９】
光透過層１１の材料としては、例えば、熱可塑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、一方の主面に凸構造及び／又は凹構造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。
【００２０】
図３には、一例として、光透過性基材１１１と光透過性樹脂層１１２との積層体で構成された光透過層１１を描いている。光透過性基材１１１は、それ自体を単独で取り扱うことが可能なフィルム又はシートである。光透過性基材１１１の材料としては、例えば、ポリカーボネート及びポリエステルなどの光透過性を有する樹脂を使用することができる。
【００２１】
光透過性樹脂層１１２は、光透過性基材１１１上に形成された層である。図３に示す光透過層１１は、例えば、光透過性基材１１１上に熱可塑性樹脂又は光硬化性樹脂を塗布し、この塗膜に原版を押し当てながら樹脂を硬化させることにより得られる。光透過性基材１１１は、省略することができる。
【００２２】
反射層１３としては、例えば、アルミニウム、銀、金、及びそれらの合金などの金属材料からなる金属層を使用することができる。或いは、反射層１３として、光透過層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。なお、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いることが望ましい。反射層１３は、例えば、真空蒸着法及びスパッタリング法などの気相堆積法により形成することができる。
【００２３】
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の双方を含んでいる場合、それらの一方のみを含んでいる場合と比較して、先の界面の損傷を生じ難く、表示体１０に視認性がより優れた像を表示させることができる。
【００２４】
この表示体１０は、接着層、粘着層及び樹脂層などの他の層を更に含むことができる。接着層又は粘着層は、例えば、反射層１３を被覆するように設ける。表示体１０が光透過層１１及び反射層１３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。接着層又は粘着層を設けると、反射層１３の表面が露出するのを防止できるため、先の界面の凸構造及び／又は凹構造の偽造を目的とした複製を困難とすることができる。
【００２５】
光透過層１１側を背面側とし、反射層１３側を前面側とする場合、接着層又は粘着層は、光透過層１１上に形成する。この場合、光透過層１１と反射層１３との界面ではなく、反射層１３と外界との界面が界面部ＩＦ１及びＩＦ２を含む。
【００２６】
樹脂層は、光透過層１１及び反射層１３の積層体に対して前面側に設ける。例えば、光透過層１１側を背面側とし、反射層１３側を前面側とする場合、反射層１３を樹脂層によって被覆すると、反射層１３の損傷を抑制できるのに加え、その表面の凸構造及び／又は凹構造の偽造を目的とした複製を困難とすることができる。
【００２７】
次に、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂ並びに界面部ＩＦ２について説明する。  
界面部ＩＦ１では、複数の要素領域ＩＦ１ａと複数の要素領域ＩＦ１ｂとが二次元的に配列している。要素領域ＩＦ１ａはそれらの間に隙間を形成しており、要素領域ＩＦ１ｂはこれら隙間を埋めている。この例では、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂは、市松模様状に配列している。
【００２８】
ここでは、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂを、界面部ＩＦ１の全体に亘って一様に配置している。即ち、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂを、単位面積に占める要素領域ＩＦ１ａの割合及び単位面積に占める要素領域ＩＦ１ｂの割合の各々が何れの位置でも等しくなるように配置している。その代わりに、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂは、単位面積に占める要素領域ＩＦ１ａの割合及び単位面積に占める要素領域ＩＦ１ｂの割合の各々が位置に応じて異なるように配置してもよい。例えば、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂは、先の割合が互いに異なる複数の領域を形成するように配置してもよい。この場合、回折光を観察可能な条件下で、これら領域に互いから識別可能な像を表示させることができる。或いは、先の割合が或る位置から他の位置へと向けて徐々に変化する構成を採用してもよい。こうすると、表示部ＤＡ１が表示する混色にグラデーションを生じさせることができる。
【００２９】
界面部ＩＦ１は、１つの要素領域ＩＦ１ａと複数の要素領域ＩＦ１ｂとによって構成されていてもよい。例えば、界面部ＩＦ１は、網形状の要素領域ＩＦ１ａと、その網目を埋めている複数の要素領域ＩＦ１ｂとによって構成されていてもよい。
【００３０】
同様に、界面部ＩＦ１は、複数の要素領域ＩＦ１ａと１つの要素領域ＩＦ１ｂとによって構成されていてもよい。例えば、界面部ＩＦ１は、網形状の要素領域ＩＦ１ｂと、その網目を埋めている複数の要素領域ＩＦ１ａとによって構成されていてもよい。
【００３１】
界面部ＩＦ１は、１つの要素領域ＩＦ１ａと１つの要素領域ＩＦ１ｂとによって構成されていてもよい。例えば、界面部ＩＦ１は、各々が櫛形を有しており、一方の櫛歯が他方の櫛歯と幅方向に交互に隣り合うように配置した要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂによって構成されていてもよい。
【００３２】
要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂの各々では、複数の凸部又は凹部が短い中心間距離で配列している。要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂの各々において、凸部又は凹部は、回折格子の如く回折光射出機能を有している。
【００３３】
要素領域ＩＦ１ａと要素領域ＩＦ１ｂとは、第１方向から白色光で照明した場合に、波長が異なる回折光を第２方向に射出する。但し、これら要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂの各々において凸部又は凹部は小さな中心間距離で配列しているので、後で詳述するように、表示部ＤＡ１は、正面から観察した場合には暗灰色又は黒色印刷層の如く見える。そして、特定の観察条件のもとでは、表示部ＤＡ１は、要素表示部ＤＡ１ａが射出する回折光に対応した色と、要素表示部ＤＡ１ｂが射出する回折光に対応した色との加法混色に由来する混色を表示する。例えば、青、緑及び赤色などの単色の２つ以上の加法混色によって、白、シアン、マゼンタ又は黄色などを混色として表示する。
【００３４】
界面部ＩＦ１が含んでいる各要素領域について、更に詳しく説明する。
【００３５】
図４は、図１乃至図３に示す表示体の要素領域に採用可能な構造の一例を示す斜視図である。図５は、図４に示す構造の平面図である。なお、図４には、光透過層１１側から見た要素領域ＩＦ１ｂを描いている。また、図４及び図５において、ｘ及びｙ方向は互いに直交し且つＺ方向に対して垂直な方向であり、ｚ方向はＺ方向に対して平行な方向である。
【００３６】
図４及び図５に示す要素領域ＩＦ１ｂでは、複数の凸部ＰＲが配列している。この例では、凸部ＰＲは、互いに直交するｘ方向とｙ方向とに格子状に配列している。凸部ＰＲは、斜めに交差する２方向に格子状に配列していてもよい。また、この例では、凸部ＰＲを配置しているが、その代わりにテーパ形状の凹部を配置してもよい。
【００３７】
要素領域ＩＦ１ｂにおいて、各凸部ＰＲは、テーパ形状、即ち先細り形状を有している。テーパ形状は、例えば、半紡錘形状、円錐及び角錐などの錐体形状、又は切頭円錐及び切頭角錐などの切頭錐体形状である。凸部ＰＲの側面は、傾斜面のみで構成されていてもよく、階段状であってもよい。テーパ形状は、界面部ＩＦ１の光反射率を小さくするのに役立つ。加えて、テーパ形状は、原版からの光透過層１１の取り外しを容易にし、生産性の向上に寄与する。それら凸部ＰＲの一部は、テーパ形状を有していなくてもよい。
【００３８】
要素領域ＩＦ１ｂにおいて、凸部ＰＲは回折格子を形成している。凸部ＰＲが形成している回折格子は、凸部ＰＲの配置に対応して溝（即ち、格子線）を格子状に配置してなる回折格子とほぼ同様に機能する。
【００３９】
要素領域ＩＦ１ａでは、複数の凸部ＰＲが、要素領域ＩＦ１ｂの凸部ＰＲとほぼ同様に配列している。要素領域ＩＦ１ａにおいても、凸部ＰＲは回折格子を形成している。
【００４０】
要素領域ＩＦ１ａでは、要素領域ＩＦ１ｂと同様に、各凸部ＰＲは、テーパ形状、即ち先細り形状を有している。要素領域ＩＦ１ａに設ける凸部ＰＲは、要素領域ＩＦ１ｂに設ける凸部ＰＲに相似していてもよく、相似していなくてもよい。
【００４１】
この例では要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂの双方に凸部ＰＲを設けているが、それら凸部ＰＲの全てを凹部で置換してもよい。或いは、要素領域ＩＦ１ａの凸部ＰＲのみを凹部で置換してもよく、要素領域ＩＦ１ｂの凸部ＰＲのみを凹部で置換してもよい。
【００４２】
凸部ＰＲをテーパ形状とすると、凸部ＰＲを柱状とした場合と比較して、表示部ＤＡ１の反射率を小さくすることができる。この効果は、テーパ形状の凸部ＰＲの代わりにテーパ形状の凹部を設けた場合にも得ることができる。
【００４３】
要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂは、それらを或る方向から白色光で照明した場合に、同一の方向に異なる波長の回折光を射出するように設計されている。典型的には、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂは、凸部ＰＲの中心間距離が異なっている。
【００４４】
界面部ＩＦ２は、界面部ＩＦ１と隣り合っている。界面部ＩＦ２は、例えば平坦面である。或いは、界面部ＩＦ２には、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂとは異なるレリーフ構造が設けられている。後者の場合、界面部ＩＦ２には、例えば、光散乱性を付与する複数の凸部及び／又は凹部を設けてもよく、回折格子としての機能を付与する複数の溝を設けてもよい。界面部ＩＦ２は、省略してもよい。
【００４５】
次に、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂの光学特性について説明する。  
上記の通り、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂの各々において、凸部ＰＲは回折格子として機能する。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。
【００４６】
ｍ次回折光（ｍ＝０、±１、±２、・・・）の射出角βは、回折格子の格子線に垂直な面内で光が進行する場合、下記等式から算出することができる。  
ｄ＝ｍλ／（ｓｉｎα−ｓｉｎβ）
この等式において、ｄは回折格子の格子定数を表し、ｍは回折次数を表し、λは入射光及び回折光の波長を表している。また、α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く、反射型回折格子の場合には、照明光の入射方向と正反射光の射出方向とは、回折格子が設けられた界面の法線に関して対称である。
【００４７】
なお、回折格子が反射型である場合、角度αは、０°以上であり且つ９０°未満である。また、回折格子が設けられた界面に対して斜め方向から照明光を照射し、法線方向の角度、即ち０°を境界値とする２つの角度範囲を考えると、角度βは、回折光の射出方向と正反射光の射出方向とが同じ角度範囲内にあるときには正の値であり、回折光の射出方向と照明光の入射方向とが同じ角度範囲内にあるときには負の値である。以下、正反射光の射出方向を含む角度範囲を「正の角度範囲」と呼び、照明光の入射方向を含む角度範囲を「負の角度範囲」と呼ぶ。
【００４８】
法線方向から回折格子を観察する場合、表示に寄与する回折光は射出角βが０°の回折光のみである。従って、この場合、格子定数ｄが波長λと比較してより大きければ、上記等式を満足する波長λ及び入射角αが存在する。即ち、この場合、観察者は、上記等式を満足する波長λを有する回折光を観察することができる。
【００４９】
これに対し、格子定数ｄが波長λと比較してより小さい場合、上記等式を満足する入射角αは存在しない。従って、この場合、観察者は、回折光を観察することができない。
【００５０】
この説明から明らかなように、通常の回折格子とは異なり、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂは法線方向に回折光を射出しないか、又は、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂが法線方向に射出する回折光は視感度の低いもののみである。
【００５１】
要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂに設けられている回折格子は、通常の回折格子とは、以下の点で更に相違している。
【００５２】
図６は、或る回折格子が１次回折光を射出する様子を概略的に示す図である。図７は、他の回折格子が１次回折光を射出する様子を概略的に示す図である。図８は、図４に示す要素領域を含んだ界面部の一部を示す斜視図である。
【００５３】
図６及び図７において、ＩＦは回折格子が形成された界面を示し、ＮＬは界面ＩＦの法線を示している。また、ＩＬは複数の波長の光から構成される白色照明光を示し、ＲＬは正反射光又は０次回折光を示し、ＤＬｒ、ＤＬｇ及びＤＬｂは白色照明光ＩＬが分光することにより得られる赤、緑及び青色の１次回折光を示している。そして、図８において、ｄ１及びｄ２は、それぞれ、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂにおける凸部ＰＲの中心間距離を示している。
【００５４】
図６において、界面ＩＦには、格子定数が可視光の最短波長、例えば約４００ｎｍよりも大きい回折格子が設けられている。他方、図７において、界面ＩＦには、格子定数が可視光の最短波長よりも小さい回折格子が設けられている。
【００５５】
上記等式から明らかなように、回折格子の格子定数ｄが可視光の最短波長と比較してより大きい場合、界面ＩＦに対して斜め方向から照明光ＩＬを照射すると、図６に示すように、回折格子は、１次回折光ＤＬｒ、ＤＬｇ及びＤＬｂをそれぞれ正の角度範囲内の射出角βｒ、βｇ及びβｂで射出する。なお、図示していないが、このとき、回折格子は、他の波長の光についても同様に１次回折光を射出する。
【００５６】
これに対し、回折格子の格子定数ｄが可視光の最短波長の１／２より大きく且つこの最短波長未満である場合、界面ＩＦに対して斜め方向から照明光ＩＬを照射すると、図７に示すように、回折格子は、１次回折光ＤＬｒ、ＤＬｇ及びＤＬｂをそれぞれ負の角度範囲内の射出角βｒ、βｇ及びβｂで射出する。例えば、角度αが５０°であり、格子定数ｄが３３０ｎｍである場合を考えると、回折格子は、白色照明光ＩＬのうち波長λが５４０ｎｍ（緑）の光を回折させ、１次回折光ＤＬｇを約−６０°の射出角βｇで射出する。
【００５７】
この説明から明らかなように、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂは、正の角度範囲内に回折光を射出せずに、負の角度範囲内のみに回折光を射出するか、又は、正の角度範囲内に射出する回折光は視感度が低いもののみであり、負の角度範囲内に視感度が高い回折光を射出する。即ち、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂに設けられた回折格子は、通常の回折格子とは異なり、視感度が高い回折光を負の角度範囲内のみに射出する。
【００５８】
また、この表示体１０では、凸部ＰＲはテーパ形状を有している。このような構造を採用した場合、凸部ＰＲの中心間距離が十分に短ければ、界面ＩＦ１の近傍の領域は、Ｚ方向に連続的に変化した屈折率を有していると見なすことができる。そのため、どの角度から観察しても、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂの正反射光についての反射率は小さい。そして、上記の通り、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂは、実質的に、法線方向に回折光を射出しない。
【００５９】
従って、この表示体１０は、以下に説明するように、観察条件に応じて異なる像を表示する。
【００６０】
図９は、図１乃至図３に示す表示体を或る条件のもとで観察している様子を概略的に示す図である。図１０は、図１乃至図３に示す表示体を他の条件のもとで観察している様子を概略的に示す図である。
【００６１】
図９には、表示体１０の前面を負の角度範囲内の方向から照明し、この表示体１０を正の角度範囲内の方向から観察している様子を描いている。図１０には、表示体１０の前面を負の角度範囲内の方向から照明し、この表示体１０を負の角度範囲内の方向から観察している様子を描いている。なお、図９及び図１０には、表示体１０のうち、表示部ＤＡ１のみを描いている。
【００６２】
上記の通り、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂは、視感度が高い回折光を正の角度範囲内に射出しない。そして、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂは、正反射光についての反射率が小さい。従って、図９に示す観察条件のもとでは、要素表示部ＤＡ１ａ及びＤＡ１ｂは、視感度が高い光を観察者ＯＢに向けて射出しない。それゆえ、表示部ＤＡ１は、暗灰色又は黒色印刷層の如く見える。また、観察方向が法線方向に対して平行である場合も、表示部ＤＡ１は、暗灰色又は黒色印刷層の如く見える。
【００６３】
このように、図９に示す条件のもとでは、表示部ＤＡ１は、暗灰色又は黒色印刷層の如く見える。そして、表示部ＤＡ２は、界面部ＩＦ２が平坦面である場合には鏡面の如く見え、界面部ＩＦ２が光散乱性を有している場合には白色に見え、界面部ＩＦ２に回折格子及びホログラムなどの回折構造が設けられている場合には回折構造に起因した分光色を表示する。それゆえ、観察者ＯＢには、表示部ＤＡ１は、鏡面、光散乱面又は回折格子若しくはホログラム上に設けられた暗灰色又は黒色印刷層の如く見える。
【００６４】
なお、ここで、「暗灰色」は、例えば、表示部ＤＡ１に法線方向から光を照射し、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約２５％以下であることを意味する。また、「黒色」は、例えば、表示部ＤＡ１に法線方向から光を照射し、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。
【００６５】
図１０に示す条件のもとでは、例えば、要素表示部ＤＡ１ａが射出する回折光ＤＬｒ、ＤＬｇ及びＤＬｂの何れかと、要素表示部ＤＡ１ｂが射出する回折光ＤＬｒ、ＤＬｇ及びＤＬｂの何れかとは、観察者ＯＢに向けて進行する。要素表示部ＤＡ１ａから観察者ＯＢに向けて進行する回折光と、要素表示部ＤＡ１ｂから観察者ＯＢに向けて進行する回折光とは、波長が異なっている。例えば、要素表示部ＤＡ１ａは観察者ＯＢに向けて青色の回折光を射出し、要素表示部ＤＡ１ｂは観察者ＯＢに向けて赤色の回折光を射出する。
【００６６】
要素表示部ＤＡ１ａ及びＤＡ１ｂは、肉眼で観察した場合に互いからの識別が不可能である。加えて、要素表示部ＤＡ１ａ及びＤＡ１ｂは、正反射光についての反射率が小さい。従って、表示部ＤＡ１は、要素表示部ＤＡ１ａからの回折光と要素表示部ＤＡ１ｂからの回折光とに由来する混色を表示する。例えば、要素表示部ＤＡ１ａ及びＤＡ１ｂが観察者ＯＢに向けてそれぞれ青色及び赤色の回折光を射出した場合、それらの強度比に応じて表示色に多少のばらつきはあるが、表示部ＤＡ１は紫色（マゼンタ）を表示する。
【００６７】
このように、図１０に示す条件のもとでは、表示部ＤＡ１は、回折光に由来する混色を表示する。なお、図１０に示す観察条件のもとでは、表示部ＤＡ２は、界面部ＩＦ２が平坦面である場合には鏡面の如く見え、界面部ＩＦ２が光散乱性を有している場合には白色に見え、界面部ＩＦ２に回折格子及びホログラムなどの回折構造が設けられている場合には鏡面の如く見える。
【００６８】
ところで、一般に、物品を観察する場合、特には光反射能及び光散乱能が小さい光吸収性の物品を観察する場合、正反射光を知覚できるように物品と光源とを観察者の目に対して相対的に位置合わせする。そのため、表示部ＤＡ１に上述した構造を採用していることを知らない観察者は、図９を参照しながら説明した条件のもとでこの表示体１０を観察する可能性が高い。上記の通り、この観察条件のもとでは、要素表示部ＤＡ１ａ及びＤＡ１ｂは観察者ＯＢに向けて視感度が高い回折光を射出せず、それゆえ、表示部ＤＡ１は暗灰色又は黒色印刷層の如く見える。従って、この表示体１０は、要素表示部ＤＡ１ａ及びＤＡ１ｂが回折光を射出し得ることを悟られ難い。
【００６９】
そして、正の角度範囲内の方向又は略法線方向から観察した場合に暗灰色又は黒色印刷層の如く見え、負の角度範囲内の方向から観察した場合に回折光に由来する混色を表示するという特徴を、他の構成によって再現することは不可能であるか又は困難である。加えて、この表示体１０の製造、特には要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂのレリーフ構造の形成には、高い技術力が必要である。即ち、例え要素表示部ＤＡ１ａ及びＤＡ１ｂが回折光を射出し得ることを悟られたとしても、この表示体１０とは構造が異なる模造品によって先の光学特性を再現することはできず、また、この表示体１０と同一の構造を有する偽造品を製造することは極めて困難である。  
従って、この表示体１０を使用すると、高い偽造防止効果を達成することができる。
【００７０】
この表示体１０では、界面部ＩＦ１が含んでいる各要素領域において、凸部ＰＲ又は凹部の中心間距離は、５００ｎｍ以下であり、典型的には４５０ｎｍ以下であり、一例によると４００ｎｍ以下である。また、各要素領域において、凸部ＰＲ又は凹部の中心間距離は、例えば２００ｎｍ以上であり、典型的には３００ｎｍ以上である。
【００７１】
凸部ＰＲ又は凹部の中心間距離が十分に小さければ、各要素領域はＺ方向に１次回折光を射出しないか、又は、各要素領域がＺ方向に射出する１次回折光を視感度が低い波長の光のみとすることができる。従って、凸部ＰＲ又は凹部の中心間距離を小さくすると、明度及び彩度が低下し、色純度がより高い黒色を表示部ＤＡ１に表示させることが可能となる。他方、凸部ＰＲ又は凹部の中心間距離を大きくすると、輝度が僅かに上昇し、表示部ＤＡ１は暗灰色に見えるようになる。なお、凸部ＰＲ又は凹部の中心間距離が過剰に小さいと、各要素領域は１次回折光を射出しないか、又は、各要素領域が射出する１次回折光は視感度が低い波長の光のみとなる。
【００７２】
界面部ＩＦ１が含んでいる或る要素領域と他の要素領域との間で凸部ＰＲ又は凹部の中心間距離を異ならしめる場合、それらの中心間距離の差は、例えば３０ｎｍ乃至３００ｎｍの範囲内とする。中心間距離の差が小さい場合、それら要素領域は、ほぼ同じ波長の回折光を射出する。それゆえ、表示部ＤＡ１が表示する混色を、その要素領域の各々が表示する単色から識別することが困難となる。中心間距離の差を過剰に大きくすると、要素領域の何れかが射出する回折光の波長が可視光の波長域から外れる。そのため、表示部ＤＡ１に混色を表示させることが不可能となることがある。
【００７３】
一例として、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂは、凸部ＰＲの配向方向が等しく且つ凸部ＰＲの中心間距離が異なっているとする。そして、要素領域ＩＦ１ａにおいて凸部ＰＲは３００ｎｍ乃至３６０ｎｍの範囲内の中心間距離で配列し、要素領域において凸部ＰＲは３９０ｎｍ乃至４５０ｎｍの範囲内の中心間距離で配列しているとする。
【００７４】
界面部ＩＦ１において、要素領域ＩＦ１ａの面積と要素領域ＩＦ１ｂの面積との和に対する要素領域ＩＦ１ａの面積の比は、例えば０．１乃至０．９の範囲内とし、典型的には０．３乃至０．７の範囲内とする。この比が小さい場合又は大きい場合、表示部ＤＡ１が表示する混色を、要素表示部ＤＡ１ａ又はＤＡ１ｂが表示する単色から肉眼で識別することが難しい。
【００７５】
この表示体１０において、中心間距離を一定としたまま凸部ＰＲを高くするか又は凹部を深くすると、表示部ＤＡ１は色純度がより高い黒色を表示する。他方、中心間距離を一定としたまま凸部ＰＲを低くするか又は凹部を深くすると、輝度が上昇し、表示部ＤＡ１の表示色は暗灰色へと変化する。
【００７６】
凸部ＰＲの高さ又は凹部の深さは、それらの中心間距離の１／２以上とすることが望ましい。例えば、凸部ＰＲ又は凹部の中心間距離が４００ｎｍである場合、凸部ＰＲの高さ又は凹部の深さを２００ｎｍ以上とすると、表示部ＤＡ１に暗灰色を表示させることができる。そして、凸部ＰＲの高さ又は凹部の深さを４００ｎｍ以上とすると、表示部ＤＡ１に色純度が高い黒色を表示させることができる。
【００７７】
なお、中心間距離に対する凸部ＰＲの高さ又は凹部の深さの比を大きくすると、表示部ＤＡ１に色純度が高い黒色を表示させることができるのに加え、より高精度な製造技術が必要となる。即ち、より高い偽造防止効果を達成できる。
【００７８】
上記の通り、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂの各々において、凸部又は凹部は、典型的には約０．３μｍ乃至約０．５μｍの範囲内の中心間距離で配列している。そして、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂの各々が回折格子として機能するには、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂの各々において、一方向当り約１０個以上の凸部又は凹部が配列していることが望ましい。それゆえ、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂの各々は、例えば、一辺の長さが３μｍの正方形を内包する形状とする。
【００７９】
また、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂの各々が大きい場合、例えばそれらが人間の眼の一般的な分解能以上の寸法を有している場合、要素表示部ＤＡ１ａと要素表示部ＤＡ１ｂとが異なる色に見え、表示部ＤＡ１は混色を表示しない。従って、各要素領域は、例えば、短辺の長さが３００μｍの矩形に内包される形状とする。
【００８０】
界面部ＩＦ１は、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂについて上述したのと同様の構造を有しており、第１方向から白色光で照明した場合に要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂとは波長が異なる回折光を第２方向に射出する１種以上の要素領域を更に含んでいてもよい。この場合、要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂ並びに追加の要素領域は、要素領域ＩＦ１ａがそれらの間に形成している隙間の一部のみを要素領域ＩＦ１ｂが埋め、追加の要素領域が隙間の残りを埋めるように配置する。そして、第１方向から白色光で照明して第２方向から肉眼で観察した場合に、追加の要素領域に対応した各要素表示部は表示部ＤＡ１の他の要素表示部からの識別が不可能であり、表示部ＤＡ１はそれが含んでいる各要素表示部の表示色から肉眼で識別することが可能な混色を表示するように界面部ＩＦ１を設計する。
【００８１】
要素領域ＩＦ１ａ及びＩＦ１ｂを含んだ３種の要素領域で界面部ＩＦ１を構成し、それら要素領域間で、凸部ＰＲの配向方向が等しく且つ凸部ＰＲの中心間距離が異ならしめる場合、例えば、以下の構成を採用する。即ち、要素領域ＩＦ１ａでは凸部ＰＲを３００ｎｍ乃至３３０ｎｍの範囲内の中心間距離で配列させ、要素領域ＩＦ１ｂでは凸部ＰＲを３６０ｎｍ乃至３９０ｎｍの範囲内の中心間距離で配列させ、追加の要素領域では凸部ＰＲを４２０ｎｍ乃至４５０ｎｍの範囲内の中心間距離で配列させる。例えば、このような構成を採用すると、要素領域ＩＦ１ａと要素領域ＩＦ１ｂと追加の要素領域とにそれぞれ青、緑及び赤色の回折光を同一の方向に射出させ、表示部ＤＡ１に白色を表示させることができる。
【００８２】
図９を参照しながら説明した条件において暗灰色又は黒色を表示し、図１０を参照しながら説明した条件において白色を表示するという特徴は、極めて特殊である。このような特徴は、通常の回折格子や機能性インキ等を用いるだけでは再現することはできない。それゆえ、混色として白色を表示させる構成を採用した場合、より高い偽造防止効果を達成することができる。
【００８３】
表示部ＤＡ１を３種の要素表示部で構成する場合、これら要素表示部には、例えば以下の配置を採用することができる。
【００８４】
図１１は、要素表示部の配置の一例を概略的に示す平面図である。図１１には、表示部ＤＡ１を３種類の要素表示部ＤＡ１ａ乃至ＤＡ１ｃで構成した場合に採用可能な要素表示部ＤＡ１ａ乃至ＤＡ１ｃの配置の一例を示している。
【００８５】
図１１の配置では、各要素表示部ＤＡ１ａは、２つの要素表示部ＤＡ１ｂ及び２つの要素表示部ＤＡ１ｃと隣接している。また、各要素表示部ＤＡ１ｂは、２つの要素表示部ＤＡ１ｃ及び２つの要素表示部ＤＡ１ａと隣接している。そして、各要素表示部ＤＡ１ｃは、２つの要素表示部ＤＡ１ａ及び２つの要素表示部ＤＡ１ｂと隣接している。従って、この配置を採用した場合、要素表示部ＤＡ１ａ乃至ＤＡ１ｃの一部が他の一部から識別され難い。
【００８６】
表示部ＤＡ１には、文字、記号及び絵柄等の情報を表示させることが望ましい。このような情報を表示させることにより、使用者の注視効果を向上させると共に、表示体１０やこれを備えたラベル付き物品に意匠性を付与することができる。
【００８７】
上述した表示体１０は、例えば、偽造防止用ラベルとして粘着剤等を介して印刷物や物品に貼り付けて使用することができる。上記の通り、表示体１０は偽造及び模造が不可能又は困難である。従って、このラベルを物品に支持させてなるラベル付き物品も、偽造及び模造が不可能又は困難である。
【００８８】
図１２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は、図１２に示すラベル付き物品のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った断面図である。
【００８９】
図１２及び図１３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。この印刷物１００は、ＩＣ（integrated circuit）カードであって、基材２０を含んでいる。基材２０は、例えば、プラスチックからなる。基材２０の一方の主面には凹部が設けられており、この凹部にＩＣチップ３０が嵌め込まれている。ＩＣチップ３０の表面には電極が設けられており、これら電極を介してＩＣへの情報の書き込み及び／又はＩＣに記録された情報の読出しが可能である。基材２０上には、印刷層４０が形成されている。基材２０の印刷層４０が形成された面には、上述した表示体１０が例えば粘着層５０を介して固定されている。表示体１０は、例えば、粘着ステッカとして又は転写箔として準備しておき、これを印刷層４０に貼りつけることにより、基材２０に固定する。
【００９０】
この印刷物１００は、上述した表示体１０を含んでいる。それゆえ、この印刷物１００の偽造及び模造は不可能又は困難である。しかも、この印刷物１００は、表示体１０に加えて、ＩＣチップ３０及び印刷層４０を更に含んでいるため、それらを利用した偽造防止対策を採用することができる。
【００９１】
なお、図１２及び図１３には、表示体１０を含んだ印刷物としてＩＣカードを例示しているが、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、磁気カード、無線カード及びＩＤ（identification）カードなどの他のカ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。
【００９２】
また、図１２及び図１３に示す印刷物１００では、表示体１０を基材２０に貼り付けているが、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。或いは、基材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１０を埋め込んでもよく、基材の裏面、即ち表示面とは反対側の面に表示体１０を固定してもよい。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の一態様に係る表示体を概略的に示す平面図。
【図２】図１に示す表示体の一部を拡大して示す平面図。
【図３】図２に示す表示体のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図。
【図４】図１乃至図３に示す表示体の要素領域に採用可能な構造の一例を示す斜視図。
【図５】図４に示す構造の平面図。
【図６】或る回折格子が１次回折光を射出する様子を概略的に示す図。
【図７】他の回折格子が１次回折光を射出する様子を概略的に示す図。
【図８】図４に示す要素領域を含んだ界面部の一部を示す斜視図。
【図９】図１乃至図３に示す表示体を或る条件のもとで観察している様子を概略的に示す図。
【図１０】図１乃至図３に示す表示体を他の条件のもとで観察している様子を概略的に示す図。
【図１１】要素表示部の配置の一例を概略的に示す平面図。
【図１２】ラベル付き物品の一例を概略的に示す平面図。
【図１３】図１２に示すラベル付き物品のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った断面図。
【符号の説明】
【００９６】
１０…表示体、１１…光透過層、１３…反射層、２０…基材、３０…ＩＣチップ、４０…印刷層、５０…粘着層、１００…印刷物、１１１…光透過性基材、１１２…光透過性樹脂層、ＤＡ１…表示部、ＤＡ１ａ…要素表示部、ＤＡ１ｂ…要素表示部、ＤＡ１ｃ…要素表示部、ＤＡ２…表示部、ＤＬｂ…回折光、ＤＬｇ…回折光、ＤＬｒ…回折光、ＩＦ…界面部、ＩＦ１…界面部、ＩＦ１ａ…要素領域、ＩＦ１ｂ…要素領域、ＩＦ２…界面部、ＩＦ３…界面部、ＩＬ…照明光、ＬＳ…光源、ＮＬ…法線、ＯＢ…観察者、ＰＲ…凸部、ＲＬ…正反射光。
【図１】
2010015022.tif 000003
【図２】
2010015022.tif 000004
【図３】
2010015022.tif 000005
【図４】
2010015022.tif 000006
【図５】
2010015022.tif 000007
【図６】
2010015022.tif 000008
【図７】
2010015022.tif 000009
【図８】
2010015022.tif 000010
【図９】
2010015022.tif 000011
【図１０】
2010015022.tif 000012
【図１１】
2010015022.tif 000013
【図１２】
2010015022.tif 000014
【図１３】
2010015022.tif 000015