(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レリーフ構造形成層、光反射層、および光透過性樹脂層をこの順に積層した多層構造を含む表示体であって、
前記レリーフ構造形成層は、前記表示体の表示面に対して略平行且つ平滑な第１面と、前記第１面と略平行且つ平滑な複数の第２面とを有し、更に、前記複数の第２面は、前記第１面に対して整然配置または非整然配置された複数の凸部又は凹部の一部をそれぞれ構成していることにより、前記第１面及び前記複数の第２面の間の高低差が略一定である第１レリーフ構造形成領域が形成されており、
前記光反射層は、前記レリーフ構造形成層及び前記光透過性樹脂層の間の少なくとも一部に設けられ、かつ、前記レリーフ構造形成層の前記複数の凸部又は凹部の形状に追従して形成された薄膜層であり、
前記光透過性樹脂層は、可視光に対して互いに屈折率が異なる透明又は半透明の光透過性樹脂から形成された第１樹脂領域及び第２樹脂領域を含むことを特徴とする表示体。
【請求項２】
前記レリーフ構造形成層が、更なる複数の第２面を有する第２レリーフ構造形成領域を有し、前記第１面及び前記複数の更なる第２面の間の更なる高低差が、略一定であり、かつ、前記第１面及び前記複数の第２面の間の高低差と異なることを特徴とする請求項１に記載の表示体。
【請求項３】
前記第１樹脂領域又は第２樹脂領域と、前記第１レリーフ構造形成領域及び第２レリーフ構造形成領域とが部分的に重なり合うか、あるいは、前記第１樹脂領域及び第２樹脂領域と、前記第１レリーフ構造形成領域又は第２レリーフ構造形成領域とが部分的に重なり合う関係で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の表示体。
【請求項４】
前記光反射層が金属又は誘電体の一層または複層構成であり、層厚が３０ｎｍ以上７０ｎｍ以下、望ましくは５０ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示体。
【請求項５】
前記第１樹脂領域と第２樹脂領域の屈折率差が０．１５以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示体。
【請求項６】
前記レリーフ構造形成層が、前記第１樹脂領域及び第２樹脂領域とは屈折率が異なる透明又は半透明の光透過性樹脂によって構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の表示体。
【請求項７】
前記レリーフ構造形成層に、回折格子、反射防止構造体、光散乱構造体、平坦面のいずれかから構成される第３レリーフ構造形成領域を更に有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表示体。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか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、偽造防止効果を発揮する表示技術に係り、特に表示体及びラベル付き物品に関する。
【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】
例えば、特許文献１には、溝の長さ方向又は格子定数（即ち溝のピッチ）が異なる複数の回折格子を配置して絵柄を表示することが記載されている。回折格子に対する観察者又は光源の相対的な位置が変化すると、観察者の目に到達する回折光の波長が変化する。従って、上記の構成を採用すると、虹色に変化する画像を表現することができる。
【０００５】
回折格子を利用した表示体では、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。
【０００６】
例えば、特許文献１には、レリーフ型回折格子の原版の作製方法として、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方法が記載されている。また、回折格子の原版は、二光束干渉を利用して形成することもできる。
【０００７】
レリーフ型回折格子の製造では、通常、まず、このような方法により原版を形成し、そこから電鋳等の方法により金属製のスタンパを作製する。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、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネート（ＰＣ）からなるフィルム又はシート状の薄い透明基材上に、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の複製物を得る。
【０００８】
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酸化チタンなどの誘電体を単層又は多層に堆積させることにより光反射層を形成する。
【０００９】
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表示体を得る。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第５０５８９９２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、高い偽造防止効果と特徴的な視覚効果を示す表示体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するために第１の発明は、少なくともレリーフ構造形成層、光反射層、光透過性樹脂層が積層された多層構造から成る表示体であって、前記レリーフ構造形成層は、表示体の表示面に対して略平行且つ平滑な第１面と、前記第１面と略平行な第２面とから成る複数個の凸部又は凹部が整然配置または非整然配置によって形成されており、前記凸部又は凹部を構成する第１面及び第２面の高低差が略一定である第１レリーフ構造形成領域を構成し、前記光反射層は、前記レリーフ構造形成層及び前記光透過性樹脂層の間の少なくとも一部に設けられ、前記レリーフ構造形成層の複数の凸部又は凹部の形状に追従して形成された薄膜層であり、前記光透過性樹脂層は、可視光に対して互いに屈折率が異なる透明又は半透明の光透過性樹脂から成る第１樹脂領域及び第２樹脂領域を構成することを特徴とする表示体である。
【００１５】
また第２の発明は、前記凸部又は凹部を構成する第１面及び第２面の高低差が略一定であり、且つ、前記第１レリーフ構造形成領域とはその高低差が異なる第２レリーフ構造形成領域を更に有することを特徴とする第１の発明の表示体である。
【００１６】
また第３の発明は、前記第１樹脂領域及び第２樹脂領域と、前記第１レリーフ構造形成領域及び第２レリーフ構造形成領域とが部分的に重なり合う関係で構成されていることを特徴とする第２の発明の表示体である。
【００１７】
また第４の発明は、前記光反射層が金属又は誘電体の一層または複層構成であり、層厚が３０ｎｍ以上７０ｎｍ以下、望ましくは５０ｎｍであることを特徴とする第１乃至３のいずれか１の発明の表示体である。
【００１８】
また第５の発明は、前記第１樹脂領域と第２樹脂領域の屈折率差が０．１５以上であることを特徴とする第１乃至３のいずれか１の発明の表示体である。
【００１９】
また第６の発明は、前記レリーフ構造形成層が、前記第１樹脂領域及び第２樹脂領域とは屈折率が異なる透明又は半透明の光透過性樹脂によって構成されていることを特徴とする第１乃至５の何れか１の発明の表示体である。
【００２０】
また第７の発明は、前記レリーフ構造形成層に、回折格子、反射防止構造体、光散乱構造体、平坦面のいずれかから構成される第３レリーフ構造形成領域を更に有することを特徴とする第１乃至６のいずれか１の発明の表示体である。
【００２１】
また第８の発明は、第１乃至７のいずれかの発明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である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の構成とすることによって、第１の発明によると、表示体は複数の凸部又は凹部を有するレリーフ構造形成層を含んでいる。複数の凸部又は凹部は、表示体の表示面に対して略平行且つ平滑な第１面と、前記第１面と略平行な第２面とから構成された断面形状が略矩形状の構造である。このような構造に対して、白色照明光が入射すると、第１面で反射する光と第２面で反射する光との間で光路長（幾何学的な距離に屈折率を乗じたもの）に差が生じ、光路長に対応して光の干渉によって特定の波長の光が弱めあう。そのため、射出される光は白色ではなく、第１面及び第２面の高低差によって決定される特定の波長による任意の色調を表示可能な光となる。レリーフ構造形成層から射出される干渉によって弱められなかった複数の波長の光は、複数個の突部又は凹部が整然配置または非整然配置されていることによって、それぞれ射出する角度が様々に変化する。その結果、各波長の光は混ざりあって複数の波長の光の混色による所謂パステル調の表示色を表示可能である。これらの光は混ざりあっているため、従来の回折格子パターンによる回折光とは異なる観察角度の変化に伴う虹色状の色変化を呈しにくい。しかしながら、干渉によって射出される光は複数個の凸部又は凹部の大きさや配置間隔、密度などの要因によって決定される方向でのみ観察が可能であり、それ以外の方向には射出光が到達せず、表示色は観察されない。よって、観察角度に応じた表示色の見える、見えないの変化が得られ、通常の印刷物とも異なる視覚効果が実現される。
【００２３】
レリーフ構造形成層の凸部又は凹部の形状に追従して形成される光反射層は、入射する光をより強く反射するのに寄与し、前記特定の波長による任意の色調をより明確に表示可能にする。
【００２４】
また、前記光透過性樹脂層は、可視光に対して互いに屈折率が異なる透明又は半透明の光透過性樹脂から成る第１樹脂領域及び第２樹脂領域を有している。互いに屈折率が異なる第１樹脂領域及び第２樹脂領域に入射した光はそれぞれ光路長が異なるため、凸部又は凹部の高低差が同一であった場合、射出される光はそれぞれ異なる波長の光となる。それによって、第１樹脂領域及び第２樹脂領域は互いに異なる色調の色を表示可能となる。
【００２５】
この光学作用によって呈される表示色は、従来の回折格子パターンのように照明の位置や観察者の位置の変化に伴う虹色の色変化が起きにくく、従来の回折格子パターンによる偽造防止媒体とは異なる視覚効果を実現できる。その結果、特徴的な視覚効果と高い偽造防止効果を発揮する表示体を得ることができる。
【００２６】
また、第２の発明によると、表示体は、第１レリーフ構造形成領域の凸部又は凹部を構成する第１面及び第２面による高低差とは異なる高低差を有する凸部又は凹部から成る第２レリーフ領域を更に有している。第１レリーフ構造形成領域の凹凸構造の高低差と第２レリーフ構造形成領域の凹凸構造の高低差は互いに異なるため、入射する光が反射する際に幾何学的な距離が変わることによって光路長が異なり、それぞれ別々の波長の光が干渉し、異なる波長の光が射出される。第１レリーフ構造形成領域と第２レリーフ構造形成領域を有し、更に屈折率が異なる第１樹脂領域及び第２樹脂領域を備えることによって多色の表示が可能となる。
【００２７】
また、第３の発明によると、前記第１樹脂領域及び第２樹脂領域と、前記第１レリーフ構造形成領域及び第２レリーフ構造形成領域とは表示体を観察した際に空間的に互いに部分的に重なり合う関係で配置、構成されている。それによって、重なり合う組み合わせに応じて構造の高低差及び屈折率差によって異なる光路長となり、それぞれ別々の色が表示可能となる。
【００２８】
また、第４の発明によると、前記光反射層はアルミニウム、金、銀などの金属、又は、硫化亜鉛、酸化チタンなどの誘電体が一層または複層構成で設けられた構成である。また、光反射層の層厚は３０ｎｍ以上且つ７０ｎｍ以下であり、望ましくは５０ｎｍである。このような構成の光反射層を前記レリーフ構造形成層の複数の凸部又は凹部の形状に追従するように設けることによって凸部又は凹部の矩形状の形状を極力鈍らせずに十分な反射光量を得ることが可能になる。
【００２９】
また、第５の発明によると、前記第１樹脂領域と第２樹脂領域の屈折率差は０．１５以上である。屈折率差が０．１５以上あることによって、レリーフ構造形成層から射出される光の光路長の差が大きくなり、第１樹脂領域及び第２樹脂領域を観察した際の表示色を互いに明確に異なる色にすることができる。
【００３０】
また、第６の発明によると、前記レリーフ構造形成層は透明又は半透明の光透過性樹脂によって構成され、その屈折率は前記第１樹脂領域及び第２樹脂領域とは異なっている。このようなレリーフ構造形成層を採用することによって、光透過性樹脂層側から観察した際には第１樹脂領域と第２樹脂領域とでそれぞれ異なる表示色が見え、且つ、レリーフ構造形成層側から観察した際には、更に第１樹脂領域及び第２樹脂領域とは異なる表示色が観察可能な表示体が得られる。
【００３１】
また、第７の発明によると、前記レリーフ構造形成層に、回折格子、反射防止構造体、光散乱構造体、平坦面のいずれかから成る第３レリーフ構造形成領域を設けることで表示体の意匠性を更に高めることができるとともに、更に高い偽造防止効果を実現できる。
【００３２】
また、第８の発明によると、本発明の表示体を、印刷物やカード、その他の物品に貼りあわせる、または組み合わせることによって、従来の物品に高い偽造防止効果を付与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示体を概略的に示した平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う表示体の拡大断面図である。
【図３】ピッチが狭い回折格子が＋１次回折光を射出する様子を概略的に示した図である。
【図４】ピッチが広い回折格子が＋１次回折光を射出する様子を概略的に示した図である。
【図５】本発明の表示体の第１レリーフ構造形成領域に採用可能な構造の一例を示す斜視図である。
【図６】本発明の表示体の第１レリーフ構造形成領域に採用可能な構造の別の一例を示す斜視図である。
【図７】回折格子から射出される回折光の様子を示す概略図である。
【図８】第１レリーフ構造形成領域から射出される光の様子を示す概略図である。
【図９】図５及び図８に示した第１レリーフ構造形成領域の平面図である。
【図１０】本発明の表示体の第１レリーフ構造形成領域に採用可能な指向性を有する構造体の一例を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示した第１レリーフ構造形成領域から射出される光の様子を示す概略図である。
【図１２】第１樹脂領域及び第２樹脂領域の構成例を示す斜視図である。
【図１３】第１樹脂領域及び第２樹脂領域に入射した光の伝搬速度を示す概念図である。
【図１４】第１レリーフ構造形成領域と第２レリーフ構造形成領域の構成例を示す断面図である。
【図１５】第１レリーフ構造形成領域及び第２レリーフ構造形成領域及び第１樹脂領域及び第２樹脂領域の構成例を示す断面図である。
【図１６】第１レリーフ構造形成領域及び第２レリーフ構造形成領域が、第１樹脂領域及び第２樹脂領域と部分的に重なり合った構成の一例を示す断面図である。
【図１７】好ましい光反射層の例を示す断面図である。
【図１８】好ましくない光反射層の例を示す断面図である。
【図１９】好ましくない光反射層の例を示す断面図である。
【図２０】第３レリーフ構造形成領域に採用可能な反射防止構造体の一例を示す斜視図である。
【図２１】第３レリーフ構造形成領域に採用可能な光散乱構造体の一例を示す斜視図である。
【図２２】第１レリーフ構造形成領域及び第３レリーフ構造形成領域の構成例を示す断面図である。
【図２３】偽造防止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２４】図２３に示すラベル付き物品のXXIIII−XXIIII線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、全ての図面を通じて、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。
【００３５】
（表示体の構成について）
図１は、本発明の一実施形態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。なお、図１及び図２において、ｘ方向及びｙ方向は表示体の表示面に対して平行であり、且つ、互いに対して垂直な方向である。また、ｚ方向は、ｘ方向及びｙ方向に対して垂直な方向である。
【００３６】
この表示体１は、図１に示すように、観察者から見て上面側に配置された第１樹脂領域４１及び第２樹脂領域４２によって双方の表示色の違いにより文字「ＴＰ」が表示されている。第１樹脂領域４１及び第２樹脂領域４２の背面側には表示体１全面に渡って第１レリーフ構造形成領域１１が構成されている。図２に示すように、レリーフ構造形成層１０は観察者が表示体１を観察する方向とは反対側（背面側）に配置され、レリーフ構造形成層１０の一方の面には表示体１の表示面と略平行で且つ平滑な第１面２１と、この第１面２１に略平行な第２面２２とから成る凸部２０が複数形成されている。第１レリーフ構造形成領域１１はレリーフ構造形成層１０の複数の凸部２０が形成されている領域である。また、レリーフ構造形成層１０の凹凸構造の形状に追従するように光反射層３０が形成されている。また、光反射層３０の上面（観察者側）には更に光透過性樹脂層４０が形成されている。光透過性樹脂層４０は屈折率が互いに異なる透明又は半透明の光透過性樹脂から成る第１樹脂領域４１及び第２樹脂領域４２から構成されている。
【００３７】
レリーフ構造形成層１０の材料としては、例えば、電離放射性硬化樹脂又は熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂などの合成樹脂を使用することができる。
【００３８】
光反射層３０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、光透過性樹脂層４０とは屈折率が異なる硫化亜鉛ＺｎＳや酸化チタンＴｉＯ２等による誘電体層を使用してもよい。或いは、光反射層３０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。光反射層３０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。
【００３９】
光反射層３０は、表示体１に入射する光を効率よく反射、射出させることで、反射光の光量の増加に寄与する。光反射層３０はレリーフ構造形成層１０の全面を覆うように形成されていてもよく、その一部のみを覆っていてもよい。レリーフ構造形成層１０の一部のみを覆った光反射層３０、即ち、絵柄や文字、記号などがパターニングされた光反射層３０は、例えば、気相堆積法により連続膜としての光反射層を形成し、その後、薬品などによりその一部を溶解させることによって得られる。或いは、パターニングされた光反射層３０は、連続膜として形成され、その後、レリーフ構造形成層１０に対する光反射層３０の密着力と比較して光反射層３０に対する接着力がより高い接着材料を用いて光反射層３０の一部をレリーフ構造形成層１０から剥離することによっても得ることができる。或いは、パターニングされた光反射層３０は、マスクを用いて気相堆積を行う方法、又は、リフトオフプロセスを利用する方法により得ることができる。
【００４０】
光透過性樹脂層４０は、光透過性を有する透明、または半透明、特には無色透明の層である。光透過性樹脂層４０の材料としては、例えば、電離放射性硬化樹脂又は熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂などの合成樹脂を使用することができる。
【００４１】
表示体１は、接着剤層、コート層及び印刷層などの他の機能を実現する層を更に含むことができる。
【００４２】
接着剤層は、例えば、レリーフ構造形成層１０に密着して設ける。接着剤層は表示体１を印刷物やその他の物品に貼り付けるのに用いる。接着剤層として、凹凸構造を形成可能な合成樹脂材料を使用した場合、接着剤層とレリーフ構造形成層を兼ねることも可能である。表示体１を光透過性を有する透明の印刷物（プラスチックのカード状の物品など）や透明の物品に貼着する場合、透明の印刷物、物品越しに表示体１を裏面から観察することも可能である。その場合、接着剤層には透明、半透明、特には無色透明の材料を用いる。
【００４３】
コート層は、例えば、使用時に表示体の表面にキズが付いてしまうのを防ぐことを目的としたハードコート層、汚れの付着を抑制する防汚層又は帯電防止層である。コート層は、表示体１の積層体の前面側（観察者側）に設ける。コート層についても、表示体１の表示の視認性を損なわないよう透明、半透明、特には無色透明の材料を用いることが好ましい。
【００４４】
印刷層は、例えば、表示体の積層体の観察者側に、又はレリーフ構造形成層と接着層との間に設ける。印刷層を設けることで、表示体の意匠性を向上させることができ、また、表示体に表示させる情報を容易に追加できる。印刷層は表示体の表示を全て覆わないよう部分的に設けるか可視光に対して透過性を示すインキ、顔料、染料を用いることが好ましい。また、紫外線や赤外線の発光によって隠蔽情報が表示されるインキや蓄光インキ等の機能性インキを用いても良い。
【００４５】
（回折格子の光学的性質について）
表示体１のレリーフ構造形成層に形成されている複数の凸部又は凹部から成る凹凸構造によって実現される視覚効果について説明するにあたり、まず、回折格子の格子定数（溝のピッチ）と、照明光の波長と、照明光の入射角と、回折光の射出角との関係について説明する。
【００４６】
照明光源を用いて回折格子に照明光を照射すると、回折格子は、入射光である照明光の進行方向及び波長に応じて特定の方向に強い回折光を射出する。
【００４７】
ｍ次回折光（ｍ＝０、±１、±２、・・・）の射出角βは、回折格子の溝の長さ方向に対して垂直な面内で光が進行する場合、下記の式（１）から算出することができる。
【００４８】
【数１】
0005938963.tif 000002
式（１）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、正反射光ＲＬ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ＮＬに関して対称である。
【００４９】
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、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。
【００５０】
図３は、小さな格子定数を有している回折格子が１次回折光を射出する様子を概略的に示す図である。図４は、大きな格子定数を有している回折格子が１次回折光を射出する様子を概略的に示す図である。
【００５１】
点光源ＬＳは、波長が赤色域内にある光成分Ｒと、波長が緑色域内にある光成分Ｇと、波長が青色域内にある光成分Ｂとを含んだ白色光を放射する。点光源ＬＳが放射した光成分Ｇ、Ｂ及びＲは、回折格子ＧＲに入射角αで入射する。回折格子ＧＲは、光成分Ｇの一部として回折光ＤＬ_ｇを射出角β_ｇで射出し、光成分Ｂの一部として回折光ＤＬ_ｂを射出角β_ｂで射出し、光成分Ｒの一部として回折光ＤＬ_ｒを射出角β_ｒで射出する。なお、図示していないが、回折格子ＧＲは、他の次数の回折光も式（１）によって導出される角度で射出する。
【００５２】
このように、一定の照明条件のもとでは、回折格子は、回折光を、その波長に応じて異なる射出角で射出する。それ故、太陽及び蛍光灯などの白色光源下では、回折格子は、波長が異なる光が別々の角度で射出する。従って、このような照明条件下では、回折格子の表示色は、観察角度の変化に伴って虹色に変化する。また、格子定数が大きいほど、回折光は正反射光ＲＬに近い方向に射出され、射出角β_ｇ、β_ｂ及びβ_ｒの相違は小さくなる。
【００５３】
次に、回折格子の格子定数と、照明光の波長と、回折光の射出角方向における回折光の強度（回折効率）との関係について説明する。
【００５４】
式（１）によると、格子定数ｄの回折格子に対して、入射角αで照明光を入射させると、この回折格子は、射出角βで回折光を射出する。この際、波長λの光についての回折効率は、回折格子の格子定数及び溝の深さ等に応じて変化し、下記式（２）から算出することができる。
【００５５】
【数２】
0005938963.tif 000003
ここで、ηは回折効率（０乃至１の値）を表し、ｒは回折格子の溝の深さを表し、Ｌは回折格子の溝の幅を表し、ｄは格子定数を表し、θは照明光の入射角を表し、λは照明光及び回折光の波長を表している。なお、この式（２）は、溝の長さ方向に垂直な断面が矩形波状であり、溝が比較的浅い回折格子について成り立つものである。
【００５６】
式（２）から明らかなように、回折効率ηは、溝の深さｒ、格子定数ｄ、入射角θ及び波長λに応じて変化する。また、回折効率ηは、回折次数ｍが高次になるのに伴って徐々に減少していく傾向にある。
【００５７】
（レリーフ構造形成層によって実現される光学的性質について）
次に、第１レリーフ構造形成領域によって実現される光学的性質について説明する。
【００５８】
図５は、第１レリーフ構造形成領域１１に採用可能な構造の一例を概略的に示す斜視図である。第１レリーフ構造形成領域１１は、平滑な第１面２１と、上面及び側面を各々が有している複数の凸部２０（又は底面及び側壁を各々が有している複数の凹部）とを含んでいる。凸部２０の上面（又は凹部の底面）は、第１面２１に対して平行であり且つ平滑な第２面２２である。なお、図５においては、第１レリーフ構造形成領域１１は複数の凸部２０から成り、第２面２２は凸部２０の上面を構成している例を示しているが、第１レリーフ構造形成領域１１に複数の凹部が形成されており、第２面が複数の凹部の底面によって構成されている場合においても以下に示す光学的性質は同様に発揮される。以後は、複数の凸部を図示し光学的説明を説明し、複数の凹部についての図示及び説明を省略する。
【００５９】
図５において、円形の凸部２０は第１レリーフ構造形成領域１１の一方の面において所定の方向に対して整然配置されている。整然配置とは、凸部２０が均等な間隔、または規則性を持った配列を成していることを示し、例えば、正方格子、矩形格子又は三角格子を成している。
【００６０】
図６は、第１レリーフ構造形成領域１１に採用可能な別の構造の一例を示す斜視図である。円形の凸部２０は第１レリーフ構造形成領域１１において非整然配置（ランダム配置）で形成されている。凸部２０が非整然配置される場合、凸部２０が互いに重畳する状態で形成されていてもよい。
【００６１】
凸部の形状の他の例としては、楕円形や八角形、星型、十字等の多角形を任意に採用することができる。また、第１レリーフ構造形成領域には形状の異なる凸部が混在していてもよい。
【００６２】
図７は、通常の回折格子に白色照明光を照射した際に射出される回折光の様子を示す概略図である。図７に示したようなｙ軸に平行な方向に規則的に形成された複数の格子線から成る回折格子ＧＲでは、照明光ＩＬが入射した際に、ｙ軸（格子線の長手方向）と直交する方向（ｘ軸方向）に回折光ＤＬ＿ｒ、ＤＬ＿ｇ、ＤＬ＿ｂが射出される。
【００６３】
一方、図８は、第１レリーフ構造形成領域１１から射出される回折光の様子を示す概略図である。図９は、図５及び図８に示した第１レリーフ構造形成領域１１の平面図である。
【００６４】
図８で示されるような構造に白色照明光が入射すると、第１レリーフ構造形成領域１１に形成された複数の凸部２０による第２面２２とその周囲の第１面２１により構成される凹凸構造によって、回折光を射出する。図８のように凸部２０が互いに離間して整然配置されている構造においては、ｘ軸方向にとどまらずｘｙ平面上の多くの方位角方向に対して回折光が射出される。ここで図９に示した一点鎖線Ａ，Ｂ，Ｃのように、複数の凸部２０が整然配置された構成であっても、その見かけ上の配置間隔は方位に応じて異なっている。そのため、図８及び図９に示した第１レリーフ構造形成領域１１は、様々な配置間隔（すなわち格子定数ｄ）を有する凹凸構造体であると言える。このような構造体に光が入射する場合、異なる格子定数ｄの凹凸構造が多数重畳されていることになり、射出される回折光は、各波長毎に異なる射出角に対して射出されず、各波長の光が様々な角度に重畳されて射出されることになる。
【００６５】
更に、図８においては、光が第１レリーフ構造形成領域１１の一点に入射した状態を図示しているが、実際には、照明光源はある程度の面積をもっており、光は一点への入射ではなく、面状に入射する。よって、定点において観察者が観察する光はある程度の範囲の波長の光が合わさったものとなり、その結果複数の波長の光による色が観察されることになる。
【００６６】
ここで、式（２）で示すとおり、回折構造から射出される回折光は波長に応じて光量、すなわち回折効率が変化する。特に、回折格子の格子線幅Ｌ及び、格子線のピッチｄを一定と仮定すると、回折効率ηは回折格子の高さｒ（第１面２１と第２面２２の高低差に相当する）と照明光の波長λによって一意に決定される。
【００６７】
そのため、第１レリーフ構造形成領域１１を定点から観察した場合において、可視光の波長成分が均等には目に届かず、第１レリーフ構造形成領域に設けられた凸部２０の高さ（第１面２１と第２面２２の高低差）に応じて光の干渉によって特定の波長の光の回折効率が低くなり、結果として観察者に届く光は、入射した白色照明光のうちの、特定の波長成分が弱くなった光となる。よって、観察者は第１レリーフ構造形成領域１１を白色の照明光源のもとで観察した際に、波長毎に光量に差が生じた光を知覚することになる。
【００６８】
例えば、ある高さの凸部が設けられた第１レリーフ構造形成領域を観察した際に、青（波長４６０ｎｍ）の光の回折効率が弱くなり、観察者の目に到達する回折光の波長成分が赤（波長６３０ｎｍ）及び緑（波長５４０ｎｍ）であったとすると、観察される色は黄色であり、別の高さの凸部が設けられた別の第１レリーフ構造形成領域を観察した際には、赤の波長成分の光の回折効率が弱くなり、観察者の目に到達する回折光の波長成分が緑及び青であったとすると、観察される色はシアン（うすい水色）となる。
【００６９】
図８は一例として、白色照明光源からの光ＩＬが第１レリーフ構造形成領域１１に入射し、赤の回折光ＤＬ＿ｒが弱められ、緑の回折光ＤＬ＿ｇと青の回折光ＤＬ＿ｂが射出される様子を示している。
【００７０】
このような原理によって表示される表示色は回折光が到達しないような位置に観察者がいる場合には観察されない。それにより通常の印刷物とは異なり、照明光源や観察者の位置によって表示色が認識できる状態とできない状態の２つの状態を実現することができる。これが、多くの範囲でほぼ同じ色が知覚できる通常の印刷物とは異なる点である。
【００７１】
図６に示したような、複数の凸部２０が非整然配置されているような構造においても、回折光は射出される。図６のような場合においても、式（１）に示した格子定数ｄの値が様々な値となるため、場所によって回折光の射出角度が様々に変化する。そのため、定点に到達する回折光は図５に示した構造と同様に、ある特定の波長の光を除いた多くの波長の光であり、それらの光の混色が観察されることになる。非整然配置された複数の凸部２０を第１レリーフ構造形成領域１１に形成することによって、整然配置された図５のような構造と比較して各波長の光はより様々な角度に射出されるため、回折による虹色の色変化がより抑えられた表示が可能となる。
【００７２】
このように照明光源からの光が表示体の表面に入射し、表示体のレリーフ構造によって入射光が反射、射出され、観察者が目視によってその光を知覚できるような条件を「通常の照明条件」と定義する。例えば、一般的な室内で蛍光灯等の照明光のもとで表示体に照明光からの光が略垂直に表示体の表面に入射し、観察者が目視によって表示体を観察する条件や、室外で太陽光等の照明光のもとで表示体に照明光からの光が略垂直に表示体の表面に入射し、観察者が表示体を観察するような条件が「通常の照明条件」に相当する。ここで「通常照明光」は、室内における蛍光灯や屋外における太陽光等の白色照明光を指す。
【００７３】
また「通常の照明条件以外の条件」は観察者が表示体から射出される光を知覚できないような条件を示す。例えば、照明光からの光が表示体の表面に略水平に、すなわち急な角度で入射し、表示体のレリーフ構造から光がほとんど射出されない条件や、表示体のレリーフ構造から回折によって光が射出しても、その回折光が到達しないような角度から観察者が表示体を目視したような条件が「通常の照明条件下以外の条件」に相当する。
【００７４】
複数の波長の光から成る色を通常の照明条件下において観察できる構造とするためには、整然配置された凸部の場合は５μｍ乃至１０μｍ程度のやや大きめの構造とするほうがよく、隣接する凸部同士の配置間隔は、例えば、５μｍ乃至１０μｍの範囲内にある。大きな構造の場合は、式（１）から明らかなように各波長に対する回折光の射出角の差が小さいため、照明光源や観察者の位置が変化しても、表示色がいわゆる虹色に変化せず複数波長の光による色が安定して観察できる。
【００７５】
一方で、非整然配置する場合は、凸部を０．３μｍ乃至５μｍ程度のやや小さめの構造にするとよく、その場合隣接する凸部同士の配置間隔は、例えば、０．３μｍ乃至５μｍの範囲内にある。小さな構造が小さな配置間隔で形成されている場合、式（１）から明らかなように回折光の射出角が大きくなる。そのため、整然配置された構造では虹色に色変化しやすくなるが、非整然配置することで観察者のいる定点に複数の波長の光が到達しやすくできる。また、小さな構造が非整然配置されていると、回折光の射出角が大きくなるので、複数の光による表示色が広い範囲で観察できるという利点がある。
【００７６】
第１レリーフ構造形成領域に採用される構造は、凹凸構造を形成する第１面と第２面の高低差が略同一であるので、光の干渉によって特定の波長の光の回折効率を低下させ、且つ、他の波長の光の回折効率の低下を抑える効果があるため、回折効率が低下しない複数の波長の光によって固有の色を表示させることが可能になる。凹凸構造を形成する第１面と第２面の高低差が略同一でない場合、回折効率が低下する光の波長域が広くなってしまい、結果として得られる表示色の彩度が低下し、入射した光の波長分布とあまり変わらない白色に近い表示色になってしまう。一般的な光散乱構造体は、微細な構造がランダムに配置されているが、構造の深さもランダムであるため、特定の波長の光の回折効率を低下させる作用は有しておらず、結果として入射した白色光がそのまま散乱、射出されるため白色の表示色となる。そのため、特定の固有色を表示可能にするためには、第１面と第２面の高低差はより同一であることが望ましい。
【００７７】
このような光学効果を発揮するための第１面と第２面の高低差は、例えば、０．１μｍ乃至０．５μｍの範囲内にあり、典型的には０．１５μｍ乃至０．４μｍの範囲内にある。
【００７８】
第１面と第２面の高低差を小さくすると、第１レリーフ構造形成領域が射出する着色光の色が薄くなる。また、この高低差を小さくすると、製造時の外的要因、例えば、製造装置の状態及び環境の変動並びに材料組成の僅かな変化が、第１レリーフ構造形成領域の光学的性質に及ぼす影響が大きくなる。他方、この高低差が大きい場合、第１レリーフ構造形成領域を高い形状精度及び寸法精度で形成することが難しくなる。
【００７９】
各凸部の側面は、典型的には第１面及び第２面に対してほぼ垂直である。この側面は、第１面及び第２面に対して傾いていてもよい。ここでも各凸部の側面は、より垂直であることが望ましく、側面が傾斜になるに従って表示色の彩度が低下する。
【００８０】
また、第１レリーフ構造形成領域に採用される構造は、図５や図６で示したようにｘｙ平面上の多くの方位角方向に対して回折光を射出するので、光源の位置や観察する向きが多少変化しても、複数の波長から構成される色を観察可能である。このため、従来の回折格子のように通常の照明条件下において表示色が虹色に変化してしまう現象を回避または低減することができる。
【００８１】
第１レリーフ構造形成領域に採用可能な更に別の構造として、指向性を有する構造が挙げられる。図１０は、ｙ軸の延伸方向に対して延びた形状を有した複数の線状構造の凸部２０から成る第１レリーフ構造形成領域１１の一例を示す斜視図である。凸部２０の幅は、例えば、０．２μｍ乃至１０μｍの範囲内にあり、典型的には、０．３μｍ乃至５μｍの範囲内にある。凸部２０の幅方向における寸法に対する長さ方向における寸法の比は、例えば２以上であり、典型的には１０以上である。この比を小さくすると、後述する光学的異方性を観察者に知覚させることが難しくなる。
【００８２】
凸部の配列は、肉眼で知覚可能な回折光を射出する回折格子又はホログラムを構成しないように定められている。ここでは、幅方向に隣り合った凸部２０の中心線間距離は不規則である。凸部の中心間距離、或いは、凸部の幅のどちらか一方は等しくてもよい。
【００８３】
幅方向に隣り合った凸部同士の配置間隔は、例えば０．２μｍ乃至１０μｍの範囲内にあり、典型的には０．３μｍ乃至５μｍの範囲内にある。凸部は、様々な長さを有している。また、凸部の長さ方向に関するそれらの位置は不規則である。凸部は、等しい長さを有していてもよく、長さ方向に関して規則的に配置されていてもよい。
【００８４】
このような構造に対して、図１１のように表示体の垂直上方から白色照明光が入射すると、入射した光ＩＬは、凸部２０の長さ方向に直交する方向（ｘ軸の延伸方向）に沿って回折光ＤＬ＿ｇ，ＤＬ＿ｂを射出し、凸部２０の長さ方向（ｙ軸の延伸方向）に対しては回折光を射出しない。ここで、凸部２０の高さ、すなわち第１面２１と第２面２２による高低差は、図８に示した構造と同一であり、赤の回折光ＤＬ＿ｒを弱め、シアンの表示色が得られる。
【００８５】
このように、方向性（指向性）をもった構造を設けることによって、回折光が射出される方位角方向を制御することが可能となる。この場合においても、第１面２１と第２面２２の高低差を同一にしていることで、その高低差に応じて特定の波長の光が弱められているため、凸部の長さ方向に直交する方向において観察される回折光は、固有の色を表示し、且つ、複数の凸部はランダムに配置されているため虹色に変化せず、凸部の長さ方向に直交する方向において広い範囲で同一の固有色を表示する。
【００８６】
第１面２１及び第２面２２に平行な平面への第１レリーフ構造形成領域１１の正射影の面積をＳとした場合、面積Ｓに対する第１面２１の面積Ｓ１の比Ｓ１／Ｓは、例えば２０％乃至８０％の範囲内にあり、典型的には４０％乃至６０％の範囲内にある。また、面積Ｓに対する第２面２２の面積Ｓ２の比Ｓ２／Ｓは、例えば８０％乃至２０％の範囲内にあり、典型的には６０％乃至４０％の範囲内にある。そして、面積Ｓ１と面積Ｓ２との和Ｓ１＋Ｓ２の面積Ｓに対する比（Ｓ１＋Ｓ２）／Ｓは、例えば１０％乃至１００％であり、典型的には５０％乃至１００％である。比Ｓ１／Ｓ及びＳ２／Ｓの各々が５０％である場合に、最も明るい表示が可能である。一例によると、比Ｓ１／Ｓ及びＳ２／Ｓの一方が２０％であり、他方が８０％である場合に達成可能な明るさは、比Ｓ１／Ｓ及びＳ２／Ｓの各々が５０％である場合に達成可能な明るさの約３割である。
【００８７】
図１２は、レリーフ構造形成層１０において第１レリーフ構造形成領域１１の凹凸構造が形成された面側に光反射層３０及び、光透過性樹脂層４０が順次積層された本特許に採用可能な表示体１の構成例を概略的に示す斜視図である。光透過性樹脂層４０は互いに屈折率が異なる第１樹脂領域４１及び第２樹脂領域４２に分かれている。
【００８８】
第１樹脂領域４１及び第２樹脂領域４２は互いに屈折率が異なることによって、各領域に入射し、凹凸構造から反射、射出される光が進行する際の光路長が変化する。
【００８９】
図１３は、図１２に示した表示体１に白色照明光が入射した際に、第１樹脂領域４１及び第２樹脂領域４２内を進行し、凹凸構造によって反射し外部へ射出される光の進行の様子を示す断面図である。ここでは、第１樹脂領域４１の屈折率が第２樹脂領域４２の屈折率よりも大きい値であると仮定する。図１３に示されているドットは一定時間に進行する光の距離をプロットしたものである。図１３において表示体１の上方左側から入射する光は、空気中を同じ速度で伝搬するが、第１樹脂領域４１及び第２樹脂領域４２内を進行する光はそれぞれ樹脂材料の屈折率に応じて異なる速度で伝搬する。ここでは、第１樹脂領域４１の屈折率が第２樹脂領域４２の屈折率よりも大きいため、第１樹脂領域４１のほうが光の伝搬する速度が遅く、図中に示したドットの配置間隔が狭くなっている。その結果、第１樹脂領域４１及び第２樹脂領域４２それぞれの第１面２１及び第２面２２から反射し、外部へ到達される光は異なる光路長を経て射出されるため、干渉によって弱め合う光の波長が互いに異なる。そのため、光透過性樹脂層の屈折率の違いによって同じ凹凸構造であっても表示される色が変化する。
【００９０】
光透過性樹脂層を伝搬し、凹凸構造の第１面及び第２面で反射し外部に射出される光の光路長は、光透過性樹脂層の屈折率だけでなく、凹凸構造の高さ、すなわち第１面と第２面との高低差によっても制御することができる。第１面と第２面の高低差が少なければ光路長の差も小さくなり、第１面と第２面の高低差が多ければ光路長の差も大きくなる。
【００９１】
図１４は、第２レリーフ構造形成領域１２が第１レリーフ構造形成領域１１に隣接されて構成された例を示す断面図であり、第２レリーフ構造形成領域１２に形成されている凹凸構造は第１レリーフ構造形成領域１１の凹凸構造よりもその高低差が大きい。第１レリーフ構造形成領域１１及び第２レリーフ構造形成領域１２に白色光が入射するとそれぞれ光の光路長が変わることで、異なる固有色を観察することができる。
【００９２】
ここで、図１５に示したように、第１レリーフ構造形成領域１１上に第１樹脂領域４１が光反射層３０を介して形成され、同様に第２レリーフ構造形成領域１２上に第２樹脂領域４２が光反射層３０を介して形成されると、各領域に入射した白色光は各領域の屈折率及び層厚、及び凹凸構造の高低差によって光路長が一意に決定され、それぞれ異なる表示色を得ることができる。図１５は、第１レリーフ構造形成領域１１及び第２レリーフ構造形成領域１２及び第１樹脂領域４１及び第２樹脂領域４２の構成例を示す断面図である。各樹脂領域の屈折率と層厚、各レリーフ構造形成領域に設けられた凹凸構造の高低差の双方を正確に模倣することは非常に困難であり、このような構成にすることによって非常に高い偽造防止効果を備えた表示体を実現することが可能となる。
【００９３】
また、第１レリーフ構造形成領域１１及び第２レリーフ構造形成領域１２と、第１樹脂領域４１及び第２樹脂領域４２は互いに部分的に重なり合うように配置することも可能である。図１６は、第１レリーフ構造形成領域１１及び第２レリーフ構造形成領域１２と、第１樹脂領域４１及び第２樹脂領域４２は互いに部分的に重なり合うように配置された例を示す断面図である。第１レリーフ構造形成領域１１と第１樹脂領域４１が重なり合って形成された部分領域Ａ５０と、同様に、部分領域Ｂ５１（第２レリーフ構造形成領域１２と第１樹脂領域４１の組み合わせ）、部分領域Ｃ５２（第２レリーフ構造形成領域１２と第２樹脂領域４２の組み合わせ）、部分領域Ｄ５３（第１レリーフ構造形成領域１１と第２樹脂領域４２の組み合わせ）が構成されており、それらは、互いに樹脂領域の屈折率と凹凸構造の高低差の組み合わせが異なることで射出される光の光路長が互いに異なっており、それぞれ異なる固有色を表示することができる。このような構成の表示体によって、より多くの固有色の表示が可能となり、表示体の意匠性を高められるとともに、更に高い偽造防止効果を実現することが可能となる。
【００９４】
レリーフ構造形成層と光透過性樹脂層の間に設ける光反射層は入射した光をより強く反射させるのに寄与する。光反射層はアルミニウム、金、銀などの金属、又は、硫化亜鉛、酸化チタンなどの誘電体が一層または複層構成で設けられた構成であり、例えば、真空蒸着やスパッタリングなどの気相堆積法によって形成される薄膜層である。図１７に示すように光反射層３０は、レリーフ構造形成層１０に設けられた凹凸構造の形状に追従するように構成され、第１面２１及び第２面２２の平滑性を保ち、且つ、第１面２１及び第２面２２が互いに平行であることを損ねないように構成することが望ましい。図１７は好ましい光反射層の例を示す断面図である。
【００９５】
図１８のように、光反射層３０の表面が荒れており、第１面２１及び第２面２２の平滑性が保たれていない場合や、図１９のように、光反射層３０が偏りを持って第１面２１及び第２面２２上に積層されているような場合は、干渉によって光が弱め合い、回折効率が低下する光の波長域が広くなってしまい、結果として得られる表示色の彩度が低下し、入射した光の波長分布とあまり変わらない白色に近い表示色になってしまう。図１８及び図１９は、好ましくない光反射層の例を示す断面図である。
【００９６】
ここで、光反射層の膜厚は、３０ｎｍ以上且つ７０ｎｍ以下であることが望ましく、更に好ましくは５０ｎｍである。光反射層は気相堆積法によって薄膜状に成膜することが可能であるが、アルミニウムや金、銀などの金属は膜の表面に１μｍ程度の粒状の凹凸が生じやすい。この粒状の凹凸は、成膜された層が厚くなるほど肥大化しやすいが、一方で、成膜された層が薄すぎると十分な光反射性能が得られなくなる。実験によって得られた光反射層の理想的な膜厚は、３０ｎｍ以上且つ７０ｎｍ以下であって、より好ましくは５０ｎｍであった。このような範囲で光反射層の膜厚を設定することによって十分な光反射性能が得られ、且つ、第１面及び第２面の平滑性が保たれた光反射層を得ることができる。
【００９７】
第１樹脂領域及び第２樹脂領域の屈折率の差は０．１５以上あると良い。屈折率の差が０．１５以上あることで、白色光源からの光の入射に対して十分な光路差の違いを得ることができ、それぞれの領域で明確に異なる色を表示することが可能となる。０．１５以上の屈折率の差が得られる樹脂材料の組み合わせとしては、例えばエポキシ系の樹脂（屈折率１．６前後）及びフッ素系の樹脂（屈折率１．４前後）の組み合わせが挙げられる。
【００９８】
レリーフ構造形成層の材料として、透明または半透明の材料を使用することで、この表示体は、光透過性樹脂層側（表面側）からだけでなく、レリーフ構造形成層側（裏面側）からも観察することが可能になる。レリーフ構造形成層に設けられる複数の凸部を構成する第１面及び第２面の高低差は表面側から観察した場合でも、裏面側から観察した場合でも変わらないため、レリーフ構造形成層の材料の屈折率によって表示される色が決定される。
【００９９】
ここで、レリーフ構造形成層の屈折率が光透過性樹脂層の第１樹脂領域もしくは第２樹脂領域と略同一であれば、それらは同様の色を表示する。逆に、レリーフ構造形成層の屈折率が光透過性樹脂層の第１樹脂領域もしくは第２樹脂領域と異なる値、望ましくは屈折率の差が０．１５以上であれば、表示体を表面側から観察した際と裏面側から観察した際とでまったく異なる色を表示することも可能になる。このような、表裏で異なる色を表示する表現手法は従来の回折格子パターンや通常の印刷物では不可能であり、特徴的な視覚効果に加えて、より偽造防止効果が高い表示体となる。
【０１００】
表示体を紙やプラスチックフィルムなどの基材、又はその他の物品に備え付けて、表示体を表裏面の双方から観察する場合には、基材やその他の物品には開口部を設けるか、透明又は半透明である表示体が視認可能な窓部を設けるなどして表示体が観察可能な構成にすると良い。
【０１０１】
（第３レリーフ構造形成領域の光学的性質について）
次に、第３レリーフ構造形成領域の光学的性質について説明する。
【０１０２】
第３レリーフ構造形成領域は、前記第１レリーフ構造形成領域及び前記第２レリーフ構造形成領域とはその構造や光学的な性質が異なる領域である。第３レリーフ構造形成領域は表示体に１つも存在していなくてもよいし、複数存在していてもよい。
【０１０３】
第３レリーフ構造形成領域に採用可能な構造としては、回折格子が挙げられる。回折格子は典型的なピッチが０．５μｍ以上の１０μｍ以下の規則的に形成された線状のパターンであり、回折によって虹色に輝く分光色を射出し、光源の位置や観察者の観察角度など観察条件に応じて、色や絵柄が変化する像を表示させたり、立体像を表示させたりする機能を実現できる。
【０１０４】
また、第３レリーフ構造形成領域に採用可能な別の構造として、非常に微細な凹凸構造から成る反射防止構造体が挙げられる。反射防止構造体６１は、図２０の斜視図に示したような円錐状の構造や、角錐状の構造が整然配置されたものが典型的であり、前記構造は、可視光の波長以下（例えば４００ｎｍ以下）のピッチで配置され、構造の高さは３００μｍ以上で高いほうがより反射防止効果が高い。前記のような仕様で形成されている反射防止構造体６１は入射する可視光の反射を防止もしくは低減する機能を有し、観察した際に黒色もしくは暗灰色等の無彩色に見える。
【０１０５】
また、第３レリーフ構造形成領域に採用可能な構造として、例えば図２１の斜視図に示す光散乱構造体６２が挙げられる。光散乱構造体６２は、大きさや形、構造の高さが異なる凹凸形状が不規則に複数配置されたものが典型的である。光散乱構造体６２に入射した光は、四方八方に乱反射し、観察した際には白色または白濁色に見える。光散乱構造体は典型的には、幅３μｍ以上、高さが１０μｍ以上のものが多く、回折格子や反射防止構造体と比較して大きい構造である。また、その大きさや配置間隔、形状は不揃いである。そのため、白色光を散乱、反射する効果が得られる。
【０１０６】
また、第３レリーフ構造形成領域は、平坦面であってもよい。第３レリーフ構造形成領域は平坦面とすることで、光反射層によって鏡面のように作用する。また、第３レリーフ構造形成領域に光反射層を設けないことによって透明または半透明の領域とすることもできる。
【０１０７】
図２２は第３レリーフ構造形成領域１３を含む表示体の一例を示す断面図である。第３レリーフ構造形成領域１３には一例として光散乱構造体６２が形成されており、それは第１レリーフ構造形成領域１１と同様にレリーフ構造形成層１０の一方の面に構成される。第３レリーフ構造形成領域を光反射層を介して被覆する光透過性樹脂層４０は第１樹脂領域４１であっても第２樹脂領域４２であっても構わない。回折格子、反射防止構造体、光散乱構造体、平坦面は被覆する光透過性樹脂層４０の屈折率に関わらず各々の光学作用を発揮する。
【０１０８】
（表示体の使用方法）
上述した表示体は、例えば、偽造防止用ラベルとして粘着材等を介して印刷物やその他の物品に貼り付けて使用することができる。表示体は微細な凹凸構造を構成する凸部又は凹部の第１面及び第２面の平坦性及びそれらの高低差を厳密に制御することにより固有の色を表示することができ、高低差もしくは光透過性樹脂層（及びレリーフ構造形成層）の屈折率を適宜変化させることでその色を制御可能であり、それらを高精度に再現することは困難であることから偽造は非常に難しい。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。
【０１０９】
図２３は、表示体を偽造防止用ラベルとし、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２４は、図２３に示すラベル付き物品のXXIIII−XXIIII線に沿った断面図である。
【０１１０】
図２３及び図２４には、ラベル付き物品の一例として、印刷物７３を描いている。この印刷物７３は、ＩＣ（integrated circuit）カードであって、基材７２を含んでいる。基材７２は、例えば、プラスチックからなる。基材７２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７１が嵌め込まれている。ＩＣチップ７１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やＩＣに記録された情報の読出しが可能である。基材７２上には、印刷層７０が形成されている。基材７２の印刷層７０が形成された面には、上述した表示体１が例えば粘着層を介して固定されている。表示体１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７０に貼りつけることにより、基材７２に固定する。
【０１１１】
この印刷物７３は、表示体１を含んでいる。それゆえ、この印刷物７３の同一品を偽造又は模造することは困難である。しかも、この印刷物７３は、表示体１に加えて、ＩＣチップ７１及び印刷層７０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。
【０１１２】
なお、図２３及び図２４には、表示体１を含んだ印刷物７３としてＩＣカードを例示しているが、表示体１を含んだ印刷物７３は、これに限られない。例えば、表示体１を含んだ印刷物７３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１を含んだ印刷物７３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１を含んだ印刷物７３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１を含んだ印刷物７３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。
【０１１３】
また、図２３及び図２４に示す印刷物７３では、表示体１を基材７２に貼り付けているが、表示体１は、他の方法で基材７２に支持させることができる。例えば、基材７２として紙を使用した場合、表示体１を紙に漉き込み、表示体１に対応した位置で紙を開口させてもよい。
【０１１４】
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１を支持させてもよい。例えば、表示体１は、美術品などの高級品に支持させてもよい。
【０１１５】
表示体１は、偽造防止以外の目的で使用してもよい。例えば、表示体１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。
【符号の説明】
【０１１６】
１…表示体、１０…レリーフ構造形成層、１１…第１レリーフ構造形成領域、１２…第２レリーフ構造形成領域、１３…第３レリーフ構造形成領域、２０…凸部、２１…第１面、２２…第２面、３０…光反射層、４０…光透過性樹脂層、４１…第１樹脂領域、４２…第２樹脂領域、５０…部分領域Ａ５０、５１…部分領域Ｂ、５２…部分領域Ｃ、５３…部分領域Ｄ、６１…反射防止構造体、６２…光散乱構造体、７０…印刷層、７１…ＩＣチップ、７２…基材、７３…印刷物、ｄ…回折格子のピッチ、ＤＬ…回折光、ＤＬ＿ｒ…回折光（赤）、ＤＬ＿ｇ…回折光（緑）、ＤＬ＿ｂ…回折光（青）、ＧＲ…回折格子、ＩＬ…照明光、ＬＳ…光源、ＮＬ…法線、ＲＬ…０次回折光（正反射光）、α…入射角、β＿ｒ…波長成分Ｒの回折光の射出角、β＿ｇ…波長成分Ｇの回折光の射出角、β＿ｂ…波長成分Ｂの回折光の射出角。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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