(57)【要約】【課題】潜像を利用した偽造防止技術の偽造防止効果を高めること。【解決手段】本発明のセキュリティデバイス１０は、長手方向が揃いかつその長手方向と交差する方向に配列した複数の溝が設けられた凹部形成領域３１を一方の主面が含んだ光透過性の凹部形成層３と、凹部形成層３の上記一方の主面に支持された固体液晶層４と、凹部形成層３の他方の主面と向き合った光散乱性反射層２とを含んだことを特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向が揃いかつ前記長手方向と交差する方向に配列した複数の溝が設けられた凹部形成領域を一方の主面が含んだ光透過性の凹部形成層と、前記一方の主面に支持された固体液晶層と、前記凹部形成層の他方の主面と向き合った光散乱性反射層とを含んだことを特徴とするセキュリティデバイス。
【請求項２】
前記一方の主面は、前記凹部形成領域を複数含み、それら凹部形成領域は前記長手方向が互いに異なっていることを特徴とする請求項１記載のセキュリティデバイス。
【請求項３】
前記固体液晶層は、膜厚が互いに異なる複数の部分を含んだことを特徴とする請求項１または２記載のセキュリティデバイス。
【請求項４】
前記複数の部分のうち最も厚いものと最も薄いものとの膜厚の差は０．１〜５μｍであることを特徴とする請求項３記載のセキュリティデバイス。
【請求項５】
前記光散乱性反射層の前記他方の主面と向き合った面は金属反射面を含んでいることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のセキュリティデバイス。
【請求項６】
前記光散乱性反射層の前記他方の主面と向き合った面は一層または多層の誘電体膜を含んでいることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のセキュリティデバイス。
【請求項７】
前記固体液晶層を被覆した保護層をさらに含んだことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のセキュリティデバイス。
【請求項８】
前記固体液晶層はネマチック液晶材料からなることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載のセキュリティデバイス。
【請求項９】
前記凹部形成領域または前記複数の凹部形成領域の各々において、前記複数の溝は、深さが０．０５〜１μｍであり、０．１〜１０μｍのピッチで配列していることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載のセキュリティデバイス。
【請求項１０】
前記凹部形成領域または前記複数の凹部形成領域の各々において、前記複数の溝は回折格子を形成していることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載のセキュリティデバイス。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項記載のセキュリティデバイスと、これを支持した印刷物とを含んだことを特徴とするラベル付き印刷物。
【請求項１２】
真正であるか否かが未知の物品を偏光子を用いて真正品と非真正品との間で判別する方法であって、
前記真正品は請求項１から１０のいずれか１項記載のセキュリティデバイスを支持した物品であり、
前記真正であるか否かが未知の物品が、
前記偏光子なしで前記一方の主面に対して垂直な方向から観察した場合と前記偏光子なしで前記一方の主面に対して傾いた方向から観察した場合とのいずれにおいても可視化せず、前記偏光子を介して前記一方の主面に対して垂直な方向から観察した場合および前記偏光子を介して前記一方の主面に対して傾いた方向から観察した場合には可視化する潜像を含んでいない場合には、前記真正であるか否かが未知の物品は非真正品であると判断することを含んだことを特徴とする判別方法。
【請求項１３】
前記真正であるか否かが未知の物品が前記潜像を含んでいた場合であって、前記真正であるか否かが未知の物品を前記一方の主面に対して傾いた方向から観察することにより知覚される視覚効果が、この物品を観察する方向を前記一方の主面の法線を軸にして前記物品および前記偏光子に対して相対的に回転させることで変化しない場合には、前記真正であるか未知の物品は非真正品であると判断することをさらに含んだことを特徴とする請求項１２記載の判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セキュリティデバイス、ラベル付き印刷物および判別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、潜像を用いた偽造防止技術が、数多く提案されている。
【０００３】
潜像の形成には、様々な方法がある。代表的な方法としては、例えば、万線を利用する方法が挙げられる。この方法は、万線の隙間に隠し文字等を形成しておき、万線部分を隠すことで、この隠し文字が確認できるというものである。また、凹版印刷を利用する方法もある。凹版印刷によって印刷された潜像は、潜像に対して傾いた方向から観察することで可視化する。しかし、これらの方法で形成した像は、通常の状態で何も装置等を用いなくても、観察の仕方によっては可視化してしまうため、潜像としての偽造防止効果は低い。
【０００４】
また、潜像を形成する他の方法としては、特殊インキによって潜像を形成する方法が挙げられる。蛍光インキは、紫外線を照射すると発光する特殊インキである。蛍光塗料によって形成された潜像は、紫外線で照射したときのみ可視化する。赤外線吸収インキも特殊インキの一種であり、これを用いて潜像を形成することもできる。赤外線吸収インキによって形成された潜像は、赤外線カメラなどによって観察したときのみ可視化する。しかし、これら特殊インキを用いた方法は、潜像の確認に特定の検出装置が必要である。特に、赤外線カメラなどを用いる検証方法は、大掛かりとなる。
【０００５】
近年、液晶材料の複屈折性を利用して潜像を形成する偽造防止技術が提案されている。  
液晶を用いた偽造防止技術は、人間の目が光の偏光面の違いを判別できないことを利用しており、基材上に液晶材料を部分的に設け、偏光フィルムを介してのみ可視化する像を形成するものである。
【０００６】
この潜像の可視化は、液晶の配向を利用している。この潜像は、ラビング処理を施した基材に形成すべき像にあたる部分のみ液晶材料を塗布することで形成することができる。あるいは、光配向膜などの各種配向処理を施した基材に液晶材料を塗布することで、潜像にあたる部分のみ液晶を配向させることができる。
【０００７】
近年では、この液晶を用いた偽造防止技術にホログラムを組み合わせて、偽造防止効果を高めることが提案されている（特許文献１）。ホログラムは、虹色に光り、見る角度に応じて色相が変化する特殊な視覚効果を有するので、偽造防止手段の１つとして使用されている。
【０００８】
ホログラムと液晶とを組み合わせたセキュリティデバイスは、肉眼で観察した場合にはホログラムの画像のみを表示するが、偏光フィルムを介して観察すると可視化した潜像をさらに表示する。このセキュリティデバイスは、２つの偽造防止効果を利用できるので、偽造防止効果が高い。
【０００９】
現在、偽造技術が偽造防止技術を追う形で進歩を続けている。それゆえ、偽造技術の進歩に対抗できる偽造防止技術の開発が求められている。
【特許文献１】特開２００１−６３３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、潜像を利用した偽造防止技術の偽造防止効果を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１態様によると、長手方向が揃いかつその長手方向と交差する方向に配列した複数の溝が設けられた凹部形成領域を一方の主面が含んだ光透過性の凹部形成層と、凹部形成層の上記一方の主面に支持された固体液晶層と、凹部形成層の他方の主面と向き合った光散乱性反射層とを含んだことを特徴とするセキュリティデバイスが提供される。
【００１２】
本発明の第２態様によると、第１態様のセキュリティデバイスと、これを支持した印刷物とを含んだことを特徴とするラベル付き印刷物が提供される。
【００１３】
本発明の第３態様によると、真正であるか否かが未知の物品を偏光子を用いて真正品と非真正品との間で判別する方法であって、真正品は第１態様のセキュリティデバイスを支持した物品であり、真正であるか否かが未知の物品が、偏光子なしで上記一方の主面に対して垂直な方向から観察した場合と偏光子なしで上記一方の主面に対して傾いた方向から観察した場合とのいずれにおいても可視化せず、偏光子を介して上記一方の主面に対して垂直な方向から観察した場合および直線偏光子を介して上記一方の主面に対して傾いた方向から観察した場合には可視化する潜像を含んでいない場合には、真正であるか否かが未知の物品は非真正品であると判断することを含んだことを特徴とする判別方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、潜像を利用した偽造防止技術の偽造防止効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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、各図において、同様また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。
【００１６】
図１は、本発明の第１実施形態のセキュリティデバイスを概略的に示す平面図である。図２は、図１に示すセキュリティデバイスのＩＩ−ＩＩ線に沿った概略断面図である。図３は、図１に示すセキュリティデバイスのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った概略断面図である。図４（１）、（２）、（３）および（４）は、図１に示すセキュリティデバイスの凹部形成領域に採用可能な構造の例を示す概略平面図である。図５は、図１に示すセキュリティデバイスの固体液晶層が含み得る液晶分子の一例を示す概略図である。
【００１７】
このセキュリティデバイス１０は、真正品であることが確認されるべき物品に支持させる。
【００１８】
セキュリティデバイス１０は、基材１と反射層２と凹部形成層３と液晶層４とを含んでおり、これらはこの順で積層されている。セキュリティデバイス１０の前面は、液晶層４側の面である。
【００１９】
基材１は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムである。基材１の前面は、微細な凹凸が設けられている。基材１は、光透過性を有していてもよく、有していなくてもよい。
【００２０】
反射層２は、例えば、アルミニウム蒸着層などの金属蒸着層である。反射層２の前面は、基材１の前面の構造を反映して微細な凹凸構造を有している。反射層２は、前面の微細な凹凸構造により、入射光を様々な方向に乱反射する。この反射光を散乱反射光と呼ぶ。
【００２１】
白色光を照射して反射層２を観察した場合、その前面で様々な光源からの光が乱反射するので、観察者はそれらの散乱反射光を同時に知覚する。それにより、反射層２は銀白色に見える。なお、ここで白色光とは、可視領域内の全ての波長の非偏光からなる光であるとする。
【００２２】
凹部形成層３は、光透過性である。また、凹部形成層３は、前面の一部に複数の溝が設けられている。これら複数の溝は、長手方向が第１方向１００に揃い、第１方向１００と交差する方向に配列している。凹部形成層３の前面のうち、上記複数の溝が形成された領域を凹部形成領域３１と呼ぶ。
【００２３】
凹部形成領域３１には、様々な構造を採用することができる。例えば、図４（１）に示すように、凹部形成領域３１には、各々が凹部形成領域３１の一端から他端まで延びた複数の溝を互いに平行におよび等間隔で並べた構造を採用することができる。
【００２４】
これら溝は、図４（２）に示すように、互いに平行でなくてもよい。ただし、これらの溝が平行に近いほど、凹部形成領域３１上に形成する液晶層４が含んだ液晶分子またはそれらのメソゲン基の長軸が揃いやすくなる。これらの溝の任意の２つがなす角度は、例えば、５°以下とし、好ましくは３°以下とする。
【００２５】
各溝は、凹部形成領域３１の一端から他端まで延びていなくてもよい。また、溝の長さは、互いに等しくてもよく、互いに異なっていてもよい。また、長さ方向に隣り合う溝間の距離は均一であってもよく、不均一であってもよい。さらに、幅方向に隣り合う溝間の距離は均一であってもよく、不均一であってもよい。例えば、図４（３）に示すように、各々が凹部形成領域３１の寸法と比較してより短くかつ互いに長さが等しい複数の溝を並べてもよい。あるいは、図４（４）に示すように、様々な長さの複数の溝を凹部形成領域３１にランダムに並べてもよい。
【００２６】
なお、図４（１）ないし（３）に示す構造を採用した場合、溝をほぼ平行としかつ溝のピッチを適宜設定することなどにより、これら溝で回折格子を構成することができる。また、例えば、図４（３）に示す構造を採用した場合、凹部形成層３のうち凹部形成領域３１に対応した部分を、溝に垂直な面内での拡散能が凹部形成領域３１に垂直でありかつ溝に平行な面内での拡散能と比較してより大きい一方向性拡散層とすることができる。以下、一方向性拡散性を与える溝のパターンを一方向性拡散パターンと呼ぶ。
【００２７】
液晶層４は、例えば、ネマチック液晶材料からなる固体液晶層である。固体液晶層は、流動性を有する液晶材料を非流動化してなる。固体液晶層は、例えば、流動性を有する重合性液晶材料を紫外線または熱により硬化させてなる高分子液晶層である。例えば、光重合性を有するネマチック液晶材料を凹部形成層３上に塗布し、液晶分子またはそれらのメソゲン基の長軸を揃えた後、塗布した液晶材料に紫外線を照射して重合させることで、液晶分子またはそれらのメソゲン基の長軸の向きが固定された液晶層４を得ることができる。液晶層４のうち凹部形成領域３１上に形成された部分を第１液晶部分４１と呼び、液晶層４の第１液晶部分４１以外の部分を第２液晶部分４２と呼ぶ。
【００２８】
第１液晶部分４１および第２液晶部分４２の各々では、液晶分子またはそれらのメソゲン基の長軸が揃っている。ここでは、一例として、第１液晶部分４１は図５に示すように分子の長軸が揃った液晶分子４００を含み、第２液晶部分４２は第１液晶部分４１が含んでいるのと同一の液晶分子４００を含んでいることとする。ここで、第１方向１００と第２方向２００とに対して垂直な方向，すなわち、セキュリティデバイス１０の主面に垂直な方向，を第３方向３００と呼ぶ。
【００２９】
第１凹部形成領域３１の溝は、その近傍の液晶分子４００を、それらの長軸が凹部形成領域３１の溝に沿うように並べる。したがって、第１液晶部分４１では、液晶分子４００の長軸は、凹部形成領域１３に設けられた溝に沿う方向，すなわち、第１方向１００，に揃っている。複数の液晶分子の長軸の方向が揃っていることを「配向している」といい、配向している方向を「配向方向」と呼ぶ。
【００３０】
液晶分子４００からなる層は、複屈折性を有している。第１液晶部分４１では液晶分子４００は第１方向１００に配向しているので、その第１方向１００についての屈折率は異常光線屈折率ｎｅであり、第１方向と直交する方向，すなわち、第２方向２００，についての屈折率は常光線屈折率ｎｏである。この場合では、屈折率ｎｅは屈折率ｎｏより大きいので、液晶分子４００の遅相軸ＯＤ41は第１方向１００と平行であり、進相軸（図示せず）は第２方向２００と平行である。
【００３１】
第１液晶部分４１に偏光面（電場ベクトルの振動面）が進相軸に対して斜めの直線偏光が入射した場合を考えると、第１液晶部分４１が射出する光は、偏光面が遅相軸ＯＤ41に平行な第１成分と、偏光面が進相軸に平行でありかつ第１直線偏光から位相が進んだ第２成分とに分けて考えることができる。第１液晶部分４１が第１成分と第２成分とに与える位相差は、屈折率ｎｅと、屈折率ｎｏと、光の波長とに依存する。
【００３２】
第２液晶部分４２では、液晶分子４００を、第１方向１００と交差する方向に配向させる。ここでは、一例として、第２液晶部分４２では、液晶分子４００は、第１方向１００と直交する方向に配向していることとする。それゆえ、第２液晶部分４２は、第１液晶部分４１の遅相軸ＯＤ41に垂直な遅相軸ＯＤ42と、この遅相軸ＯＤ42と直交する進相軸（図示せず）とを有している。
【００３３】
第２液晶部分４２が含んだ液晶分子は、例えば、液晶層４２を形成する前に、凹部形成層３の前面のうち凹部形成領域３１以外の領域３２にラビング処理などの配向処理を行うことで配向させることができる。あるいは、第２液晶部分４２が含んだ液晶分子は、方向ＯＤ42に長手方向が揃った複数の溝を領域３２に設けることで配向させることもできる。ここでは、一例として、方向ＯＤ42に長手方向が揃った複数の溝を領域３２に設けることとする。
【００３４】
次に、このセキュリティデバイス１０に白色光を照射し、これを肉眼で観察した場合に見える画像について図面を参照しながら説明する。なお、セキュリティデバイス１０の前面のうち、第１液晶部分４１に対応した領域を第１表示領域１１と呼び、第２液晶部分４２に対応した領域を第２表示領域１２と呼ぶ。
【００３５】
図６（１）は、参考例のセキュリティデバイスに白色光を照射した場合の光反射の一例を示す概略図である。図６（２）は、図１ないし図３に示すセキュリティデバイスに白色光を照射した場合の光反射の一例を示す概略図である。
【００３６】
図６（１）に示すセキュリティデバイスは、基材１ｂの前面と反射層２ｂの前面とが微細な凹凸構造を有していないこと以外は、図１ないし図３に示すセキュリティデバイス１０と同様である。なお、図６（１）および図６（２）に示すセキュリティデバイスでは、凹部形成層３の前面に設けられた複数の溝は回折格子を形成している。
【００３７】
液晶層４に光源Ａから白色光を照射すると、液晶層４は、この白色光を透過させる。液晶層４を透過した光は、凹部形成層３の前面で回折されて、凹部形成層３と反射層２との界面Ｂで反射される。反射層２の前面は微細な凹凸構造を有しているので、この反射光は散乱反射光である。この反射光は、凹部形成層３の前面で再度回折されて液晶層４を透過する。
【００３８】
反射層の前面が入射光を乱反射しない場合，すなわち、図６（１）の場合，では、凹部形成層３の前面で回折された光は、分光された状態を保ったままそれぞれ反射層２ｂで反射される。反射光は復路でも凹部形成層３に設けられている溝により回折され、波長に応じて異なる角度で液晶層４を透過する。したがって、位置Ｃにいる観察者は、セキュリティデバイス１０の前面が虹色に見える。これを以下、「回折光が見える」という。凹部形成層３に形成された溝の方位やピッチ等が異なれば、観察者が知覚する光のスペクトルも異なるので、観察者は凹部形成層３に設けられた溝パターンの違いによる画像を認識することができる。すなわち、観察者は第１表示領域１１と第２表示領域１２とを互いから判別することができる。
【００３９】
これに対し、反射層の前面が入射光を乱反射する場合，すなわち、図６（２）の場合，は、照射光が往路で回折されて波長に応じて分光されても、これら光は、光散乱性反射層２で反射される際に散乱されて散乱反射光となり、復路で再度回折する際に複数の波長成分が混ざり合う。つまり、位置Ｃにいる観察者は、理論上、光源Ａからセキュリティデバイス１０に照射された光の全波長成分を観察することになる。また、このセキュリティデバイス１０に照射された光成分は、液晶層４を透過する際にいくらかの位相差（リターデイション）を与えられるが、人間の目ではこの位相差を知覚することはできない。したがって、凹部形成層３に設けられた複数の溝の向きや構造にかかわらず、セキュリティデバイス１０の前面全体が同じように銀白色に見え、第１表示領域１１と第２表示領域１２との違いは、その境界も含めて認識できない。すなわち、第１表示領域１１と第２表示領域１２とは潜像を形成している。なお、反射層２は等方的に光を乱反射するので、この潜像は、セキュリティデバイス１０に対して観察方向がなす方位および角度を変化させても可視化しない。すなわち、この潜像は、セキュリティデバイス１０に対する視点位置を変化させても可視化しない。
【００４０】
次に、直線偏光子を介してセキュリティデバイス１０を観察した場合に見える画像について説明する。ここでは、一例として、直線偏光子として直線偏光フィルムを使用することとする。
【００４１】
図７は、図１ないし図３に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像の一例を概略的に示す平面図である。図８は、図１ないし図３に示すセキュリティデバイスの第１液晶部分における光透過の一例を模式的に示す図である。図９は、図１ないし図３に示すセキュリティデバイスの第２液晶部分における光透過の一例を模式的に示す図である。図１０は、図１ないし図３に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像の他の例を概略的に示す斜視図である。図１１は、図１ないし図３に示すセキュリティデバイスの第１液晶部分における光透過の他の例を模式的に示す図である。図１２は、図１ないし図３に示すセキュリティデバイスの第２液晶部分における光透過の他の例を模式的に示す図である。図１３は、図１ないし図３に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像のさらに他の例を概略的に示す斜視図である。
【００４２】
直線偏光フィルム５０は、例えば、吸収型の偏光フィルムである。この場合、直線偏光フィルム５０は、その透過軸ＯＰと平行な偏光面を持つ直線偏光は透過させ、透過軸ＯＰと直交する偏光面を持つ直線偏光を吸収する。図７では、セキュリティデバイス１０と直線偏光フィルム５０とを、直線偏光フィルム５０の光透過軸ＯＰが第１液晶部分４１の遅相軸ＯＤ41と４５°の角度をなすように配置している。
【００４３】
セキュリティデバイス１０と直線偏光フィルム５０とを図７のように重ね、白色光を照射し、これらを略垂直方向から観察すると、第１表示領域１１と第２表示領域１２は、互いに識別可能であるが、ほぼ同じ色に見える。この理由を以下に説明する。
【００４４】
直線偏光フィルム５０に入射し、これを透過した直線偏光は、液晶層４および凹部形成層３を透過して、凹部形成層３と反射層２との界面で反射される。反射層２の前面は微細な凹凸構造を有しているので、この反射光は散乱反射光である。この反射光は、凹部形成層３および液晶層４を透過する。
【００４５】
液晶層４は、凹部形成層３に設けられた複数の溝に沿って液晶分子が配向しているため、光学的に異方性を有しており、複屈折性を示す。従って、直線偏光フィルム５０から射出され液晶層４に入射した直線偏光は、液晶層４を透過することにより位相差を与えられ、その波長により円偏光または楕円偏光となる。
【００４６】
この円偏光または楕円偏光は、その偏光性を保ったまま反射層２で反射され、液晶層４に再度入射し、透過することで、その直線偏光成分に位相差が与えられる。
【００４７】
そして、直線偏光フィルム５０を透過できる成分，すなわち、光透過軸ＯＰと平行な偏光面を有する直線偏光成分，のみがセキュリティデバイス１０から射出し、観察者に届く。
【００４８】
例えば、理論上、セキュリティデバイス１０が直線偏光フィルム５０に向けて放出する光のうち、液晶層４を往路および復路で透過することによりπ／２の位相差が与えられた特定波長の光（液晶層４を１回のみ透過することによって４分の１波長の位相差が与えられる光）は、直線偏光フィルム５０の光透過軸ＯＰと直交する偏光面を有する直線偏光であるため、この直線偏光フィルムを透過できない。
【００４９】
リターデイションＲｅは、下記式（１）から明らかなように、液晶層４の膜厚ｄと複屈折性Δｎとに依存する。
【００５０】
Ｒｅ＝Δｎ×ｄ                      （１）
ここで、Δｎ＝ｎe−ｎoである。
【００５１】
図８（１）に示すように、ｎeは液晶分子４００の配向方向についての屈折率，すなわち、異常光線屈折率，であり、ｎoは液晶分子４００の配向方向と直交する短軸方向についての屈折率，すなわち、常光線屈折率，である。
【００５２】
液晶層を一対の直線偏光フィルムで挟んだ場合、Ｉ0を入射光の強度とし、Ｉを透過光の強度とすると、強度Ｉは、下記式（２）で表すことができる。  
Ｉ＝Ｉ0×ｓｉｎ2（Ｒe×π／λ）        （２）
式（２）から明らかなように、リターデイションＲeが変化すると、透過光のスペクトルが変化する。
【００５３】
この関係は、透過光が反射され液晶層を往復した場合も同じである。
【００５４】
このように、直線偏光フィルムを透過する光量は波長ごとに異なるので、セキュリティデバイス１０の前面は着色して観察される。
【００５５】
ここで、第１表示領域１１に対応した第１液晶部分４１の液晶分子配向方向と第２表示領域１２に対応した第２液晶部分４２の液晶分子配向方向とは互いに直交している。そして、第１液晶部分４１の遅相軸ＯＤ41と直線偏光フィルム５０の透過軸ＯＰとが為す角度は、第２液晶部分４２の遅相軸ＯＤ42と直線偏光フィルム５０の透過軸ＯＰとが為す角度と等しい。
【００５６】
すなわち、直線偏光フィルム５０を介してセキュリティデバイス１０を略垂直方向から観察した場合、直線偏光フィルム５０からセキュリティデバイス１０へ向けて放出された直線偏光のうち、第１液晶部分４１に入射した光と、第２液晶部分４２に入射した光とは、偏光面に対して遅相軸が為す角度が互いに等しくかつ膜厚が互いに等しい液晶層を往復で透過することになる。直線偏光に対して与えられるリターデイションＲeは、先に述べたように液晶層の膜厚，すなわち、光路長，と複屈折性Δｎとによって定まる。第３方向３００に進行する直線偏光を考えた場合、第１液晶部分４１と第２液晶部分４２とは、光路長ｄが互いに等しく、図８および図９から明らかなように複屈折性Δｎが互いに等しい。したがって、直線偏光フィルム５０を透過する第１液晶部分４１からの光と、直線偏光フィルム５０を透過する第２液晶部分４２からの光とは、波長および光量が互いに等しい。直線偏光フィルム５０を透過する第１液晶部分４１からの光と、直線偏光フィルム５０を透過する第２液晶部分４２からの光との間には位相差を生じるが、人間の目はこの位相差を知覚できない。それゆえ、第１表示領域１１および第２表示領域１２は同じ明るさの同じ色に見える。
【００５７】
なお、このとき、理論的には、第１表示領域１１と第２表示領域１２とが形成している潜像が可視化することはない。しかしながら、実際には、偏光子の精度や凹部形成層３に設けられた複数の溝の精度によって、透過光の波長および光量に違いが現れ、互いの領域を識別可能となる。
【００５８】
セキュリティデバイス１０と直線偏光フィルム５０とを図７を参照しながら説明したのと同様に重ね、これらを図１０に示すように斜め方向から観察すると、第１表示領域１１および第２表示領域１２は、略垂直方向から観察した色とはそれぞれ異なる色に変化し、互いからの識別が容易になる。例えば、略垂直方向から観察した場合は第１表示領域１１と第２表示領域１２はともにオレンジ色であったものが、第１表示領域１１は赤色に見え、第２表示領域は緑色に見える。この理由を以下に説明する。
【００５９】
直線偏光フィルム５０を透過して観察者に届く光の波長およびその光量は、セキュリティデバイス１０がこれに入射した光に与える位相差によって決まる。この位相差は、液晶層４の膜厚（光路長）と液晶層４の複屈折性とによって変化する。つまり、直線偏光フィルム５０が同一であっても、液晶層４の光路長と複屈折性とが変化すれば、直線偏光フィルム５０を透過する光の波長および光量も変化する。
【００６０】
図１０に示すように第２方向２００に垂直な面内で観察方向を傾けた場合、観察可能な光についての液晶層４の光路長は次のように変化する。
【００６１】
光の入射角をθとすると、液晶層４の光路長ｄ’は、以下のように求められる。
【００６２】
ｄ’＝２ｄ／ｃｏｓθ                  （３）
入射角θで入射する直線偏光に液晶層４が与えるリターデイションＲeは、液晶層４の光路長と複屈折性とによって定まる。第１液晶部分４１と第２液晶部分４２とは膜厚ｄが同じであるため、観察方向を傾けることにともなう光路長の変化は等しい。一方、第１液晶部分４１と第２液晶部分４２とでは、観察方向を傾けることにともなう複屈折性の変化が互いに異なる。
【００６３】
観察方向を傾けることにともない、液晶層４に入射する直線偏光の入射角θは大きくなる。第１液晶部分４１では、入射角θを大きくすると、図１１に示すように、液晶分子の配向方向である第１方向１００に光路長が伸びる。このとき、直線偏光が透過する液晶層４の屈折率は、第２方向２００についてはｎoのままで変化しない。一方、第１方向１００についての屈折率は、入射角をゼロから角度θへと変化させるのにともない、異常光線屈折率ｎeからこれとは異なる屈折率ｎ1へと変化する。したがって、第１液晶部分４１の複屈折性Δｎ1は（ｎ1−ｎo）で与えられる。
【００６４】
これと同様に、第２液晶部分４２でも、入射角θを大きくすると、図１２に示すように、光路長が第１方向１００に伸びる。しかし、第２液晶部分４２では、第１方向１００は液晶分子の配向方向に対して垂直となっている。このとき、直線光線が透過する液晶層の屈折率は、第２方向２００についてはｎeのままで変化しない。一方、第１方向１００についての屈折率は、入射角をゼロから角度θへと変化させるのにともない、常光線屈折率ｎoからこれとは異なる屈折率ｎ2へと変化する。したがって、第２液晶部分４２の複屈折性Δｎ2は（ｎe−ｎ2）で与えられる。
【００６５】
このように、観察方向を傾けると、第１液晶部分４１と第２液晶部分４２とに複屈折性の相違を生じ、それゆえ、第１液晶部分４１が直線偏光に与える位相差と第２液晶部分４２が直線偏光に与える位相差とにも相違を生じる。したがって、直線偏光フィルム５０を透過する第１液晶部分４１からの光と直線偏光フィルム５０を透過する第２液晶部分４２からの光とは波長および光量が異なり、観察者により観察される色も異なる。
【００６６】
このため、第１表示領域１１および第２表示領域１２は、異なる色に見える。すなわち、第１表示領域１１および第２表示領域１２は互いからの識別が可能となり、それらが形成している潜像が可視化する。
【００６７】
図１３に示すように、観察角度を一定としたまま、図１０に示す状態からセキュリティデバイス１０および直線偏光フィルム５０をそれら法線の周りで９０°回転させると、第１表示領域１１は緑色に、第２表示領域１２は赤色に変化する。すなわち、第１表示領域１１と第２表示領域１２とで色が入れ替わる。この理由は、観察方向と直線偏光フィルム５０の透過軸ＯＰおよび液晶層４の遅相軸との関係が第１液晶部分４１と第２液晶部分４２との間で入れ替わり、その結果、それらの間で直線偏光フィルム５０を透過するセキュリティデバイス１０からの光の波長および光量がそれぞれ入れ替わるためである。
【００６８】
また、観察角度と直線偏光フィルム５０の方位とを一定としたまま、図１０に示す状態からセキュリティデバイス１０だけをその法線の周りで９０°回転させても、第１表示領域１１は緑色に、第２表示領域１２は赤色に変化する。この理由は、観察方向および直線偏光フィルム５０の透過軸ＯＰと液晶層４の遅相軸との関係が、第１液晶部分４１と第２液晶部分４２との間で入れ替わり、その結果、それらの間で直線偏光フィルム５０を透過するセキュリティデバイス１０からの光の波長および光量が入れ替わるためである。
【００６９】
したがって、このようなセキュリティデバイス１０を支持させた物品と偽造品などの非真正品とを肉眼で判別できない場合であっても、直線偏光フィルム５０を使用することによりそれらを判別することができる。すなわち、真正であるか否かが未知の物品が、これに直線偏光フィルム５０を重ねかつこれらを略垂直方向から第１方向１００に傾けた視点から観察した場合に可視化する潜像を含んでいない場合には、その物品は非真正品であると判断できる。
【００７０】
このような表示画像の変化は、セキュリティデバイス１０の複写物で再現することはできない。また、セキュリティデバイス１０の複製は困難である。
【００７１】
なお、ここでは反射層２が散乱性反射層である場合を例に挙げて説明したが、偏光子を介してセキュリティデバイスを観察する場合にセキュリティデバイスが示す色変化は、反射層２が入射光線の偏光性を保ったまま反射できれば、反射光線が散乱性であるか否か（すなわち、反射層２が鏡面であるか否か）によって違いはない。しかし、反射層２が鏡面である場合は、反射光が散乱されず、回折光が観察者に届くため、潜像の効果を得ることはできない。
【００７２】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。  
図１４は、本発明の第２実施形態のセキュリティデバイスを概略的に示す平面図である。図１５は、図１４に示すセキュリティデバイスのＸＶ−ＸＶ線に沿った断面図である。図１６は、図１４に示すセキュリティデバイスのＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面図である。図１７は、図１４に示すセキュリティデバイスのＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面図である。
【００７３】
図１４ないし図１７に示すセキュリティデバイス１０は、以下の構成を採用したこと以外は、図１ないし図３に示すセキュリティデバイス１０と同様である。すなわち、このセキュリティデバイス１０では、複数の溝が設けられている凹部形成層３の前面は、領域３３をさらに含んでいる。
【００７４】
領域３３は、領域３１および３２と隣り合っている。領域３３は、液晶分子またはメソゲン基を領域３１および３２とは異なる方向に配向させる。
【００７５】
領域３３には、領域３２について説明したのと同様の構造を採用することができる。すなわち、領域３３には、ラビング処理などの配向処理を施してもよい。あるいは、領域３３には、第１方向１００に対して斜めの方向に長手方向が揃った複数の溝を設けてもよい。ここでは、一例として、領域３３に、第１方向１００に対して４５°の角度をなす方向ＯＤ43に長手方向が揃った複数の溝を設けた構造とする。
【００７６】
液晶層４は、第１液晶部分４１および第２液晶部分４２に加えて、第３液晶部分４３をさらに含んでいる。第３液晶部分４３が含んだ液晶分子は、方向ＯＤ43に配向している。
【００７７】
次に、このセキュリティデバイス１０に自然光を照射し、これを肉眼で観察した場合に見える画像について説明する。なお、このセキュリティデバイス１０の前面のうち、第３液晶部分４３に対応した領域を第３表示領域１３と呼ぶ。
【００７８】
液晶層４に白色光を照射すると、液晶層４は、この白色光を透過させる。液晶層４を透過した光は、図６（２）を参照しながら説明したのと同様、凹部形成層３を透過して、凹部形成層３と反射層２との界面で反射される。反射層２の前面は微細な凹凸構造を有しているので、この反射光は散乱反射光である。この反射光は、凹部形成層３および液晶層４を透過する。
【００７９】
凹部形成層３の前面に設けられた複数の溝が回折格子を形成している場合、凹部形成層３を透過した光は、回折格子によって波長に応じた回折角で回折され、液晶層４を通って観察者に届く。しかし、凹部形成層３の前面で分光される光の成分はもとが散乱光であるため、様々な波長の光が同じ方向に射出されて混ざり合い、結局、分光していない状態に近いものとなる。つまり、理論上、セキュリティデバイス１０に入射した光の全波長成分が観察者に届く。また、このセキュリティデバイス１０に入射した光線は、液晶層４を透過することにより位相差を与えられるが、人間の目ではこの位相差を知覚することはできない。したがって、白色光を入射させれば、セキュリティデバイス１０の前面は銀白色に見えることになる。
【００８０】
このように、凹部形成層３に設けられた複数の溝の向きや構造にかかわらず、セキュリティデバイス１０が放出する光は散乱光であるため、セキュリティデバイス１０の前面全体が同じように見え、第１表示領域１１、第２表示領域１２および第３表示領域１３の違いは、その境界も含めて認識できない。すなわち、第１表示領域１１および第３表示領域１３は潜像を形成しており、第２表示領域１２および第３表示領域１３もまた別の潜像を形成している。なお、反射層２は等方的に光を乱反射するので、この潜像は、セキュリティデバイス１０に対して観察方向がなす方位および角度を変化させても可視化しない。すなわち、この潜像は、セキュリティデバイス１０に対する視点位置を変化させても可視化しない。
【００８１】
次に、直線偏光子を介してセキュリティデバイス１０を観察した場合に見える画像について説明する。ここでは、第１実施形態と同様に、直線偏光子として直線偏光フィルムを使用することとする。
【００８２】
図１８は、図１４ないし図１７に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像の一例を概略的に示す平面図である。図１９は、図１４ないし図１７に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像の他の例を概略的に示す斜視図である。図２０は、図１４ないし図１７に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像のさらに他の例を概略的に示す斜視図である。
【００８３】
図１８では、セキュリティデバイス１０と直線偏光フィルム５０とを直線偏光フィルム５０の光透過軸ＯＰが第３液晶部分４３の遅相軸ＯＤ43と平行になるように配置している。
【００８４】
セキュリティデバイス１０と直線偏光フィルム５０とを図１８のように重ね、白色光を照射し、これらを略垂直方向から観察すると、第１表示領域１１および第２表示領域１２は、図７を参照しながら説明したのと同様に、互いに識別可能であるがほぼ同じ色に見える。しかし、第３表示領域１３は、偏光子を重ねる前と同様に銀白色に見える。第３表示領域１３が銀白色に見える理由を以下に説明する。
【００８５】
第３液晶部分４３では、液晶分子の長軸は第１方向１００および第２方向２００の双方に対して４５°傾いており、その遅相軸ＯＤ43は第１方向１００および第２方向２００に対して４５°の角度をなしている。そして、第３液晶部分４３に入射する直線偏光の偏光面は、第３液晶部分４３の遅相軸ＯＤ43に対して平行である。したがって、第３表示領域１３が直線偏光フィルム５０に向けて放出する光は、全ての波長で、直線偏光フィルム５０の光透過軸ＯＰに対して平行な偏光面を有する直線偏光のみを含んでいる。この光は、直線偏光フィルム５０を透過できる。それゆえ、第３表示領域１３は銀白色に見える。
【００８６】
このように、直線偏光フィルム５０を介してセキュリティデバイス１０を略垂直方向から観察した場合、第１表示領域１１および第２表示領域１２は白色ではないがほぼ同じ色に見え、第３表示領域１３は銀白色に見える。
【００８７】
セキュリティデバイス１０と直線偏光フィルム５０とを図１８を参照しながら説明したのと同様に重ね、これらを図１９に示すように第２方向２００に垂直な面内の斜め方向から観察すると、第１表示領域１１および第２表示領域１２は、図１０を参照しながら説明したのと同様に、図１８に示した画像からの色変化を生じる。これに対し、第３表示領域１３は、色変化を生じることなく銀白色に見える。すなわち、偏光フィルム５０の透過軸ＯＰは第３液晶部分４３の遅相軸ＯＤ43に対して平行であるので、第３表示領域１３が直線偏光フィルム５０に向けて放出する全ての光は、直線偏光フィルム５０を透過する。したがって、第３表示領域１３は、色変化を生じず、銀白色に見える。
【００８８】
図２０に示すように、観察角度を一定としたまま、図２０に示す状態からセキュリティデバイス１０および直線偏光フィルム５０をそれら法線の周りで９０°回転させると、第１表示領域１１と第２表示領域１２とで色が入れ替わる。これに対し、第３表示領域１３は、色変化を生じずに白色に見える。
【００８９】
このように、第３表示領域１３を設けた場合、第３表示領域１３を省略した場合と比較してより複雑な視覚効果が得られる。
【００９０】
次に、本発明のさらに他の実施形態について説明する。  
図２１は、本発明の第３実施形態のセキュリティデバイスを概略的に示す平面図である。図２２は、図２１に示すセキュリティデバイスのＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿った断面図である。
【００９１】
図２１および図２２に示すセキュリティデバイス１０は、以下の構成を採用したこと以外は、図１４ないし図１７に示したセキュリティデバイス１０と同様である。すなわち、このセキュリティデバイス１０では、凹部形成層３の前面は、第２凹部形成領域３２の代わりに第４凹部形成領域３４を含んでいる。第４凹部形成領域３４には、長手方向が第１方向１００に揃い、第２方向２００に配列した複数の溝が設けられている。また、第４凹部形成領域３４は、第１凹部形成領域３１よりもセキュリティデバイス１０の前面側に位置している。
【００９２】
液晶層４は、第２液晶部分４２の代わりに第４液晶部分４４を含んでいる。第４凹部形成領域３４の溝は、その近傍の液晶分子を、それらの長軸が第４凹部形成領域３４の溝に沿うように並べる。したがって、第４液晶部分４４では、液晶分子は第１方向１００に配向している。それゆえ、第４液晶部分４４は、第１液晶部分４１の遅相軸ＯＤ41に対して平行な遅相軸ＯＤ44と、この遅相軸ＯＤ44と直交する進相軸（図示せず）とを有している。
【００９３】
また、上記の通り、第４凹部形成領域３４は、第１凹部形成領域３１よりもセキュリティデバイス１０の前面側に位置している。これに対応して、第４液晶部分４４の膜厚Ｔ44は、第１液晶部分４１の膜厚Ｔ41よりも小さい。例えば、膜厚Ｔ41と膜厚Ｔ44との差は、０．１ないし５μｍである。なお、このセキュリティデバイス１０の前面のうち、第４液晶部分４４に対応した領域を第４表示領域１４と呼ぶ。
【００９４】
液晶層４に白色光を照射すると、液晶層４は、この白色光を透過させる。偏光子を介さない状態で観察した場合では、第１および第２実施形態と同様、凹部形成層３に設けられた複数の溝の向きや構造にかかわらず、セキュリティデバイス１０からの射出光は散乱光であるため、セキュリティデバイス１０の前面全体が同じように銀白色に見え、第１表示領域１１、第３表示領域１３および第４表示領域１４は、その境界も含めて互いに識別できない。すなわち、第１表示領域１１および第３表示領域１３は潜像を形成しており、第４表示領域１４および第３表示領域１３もまた別の潜像を形成している。なお、反射層２は等方的に光を乱反射するので、この潜像は、セキュリティデバイス１０に対して観察方向がなす方位および角度を変化させても可視化しない。すなわち、この潜像は、セキュリティデバイス１０に対する視点位置を変化させても可視化しない。
【００９５】
次に、直線偏光子を介してセキュリティデバイス１０を観察した場合に見える画像について説明する。ここでは、第１実施形態と同様に、直線偏光子として直線偏光フィルムを使用することとする。
【００９６】
図２３（１）は、図２１および図２２に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像の一例を概略的に示す平面図である。図２３（２）は、図２１および図２２に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像の他の例を概略的に示す斜視図である。
【００９７】
図２３（１）および（２）では、セキュリティデバイス１０と直線偏光フィルム５０とを直線偏光フィルム５０の光透過軸ＯＰが第３液晶部分４３の遅相軸ＯＤ43と平行になるように配置している。
【００９８】
セキュリティデバイス１０と直線偏光フィルム５０とを図２３（１）のように重ね、白色光を照射し、これらを略垂直方向から観察すると、第１表示領域１１および第４表示領域１４は、異なる色に見え、互いに識別可能である。第３表示領域１３は第２実施形態と同様に銀白色に見える。
【００９９】
ここで、第１表示領域１１および第４表示領域１４が、異なる色に見え、互いに識別可能となる理由を以下に説明する。
【０１００】
直線偏光フィルム５０に入射し、これを透過した直線偏光は、液晶層４および凹部形成層３を透過して、凹部形成層３と反射層２との界面で反射され、凹部形成層３および液晶層４を透過して観察者に届く。
【０１０１】
第１実施形態と同様に、直線偏光は、液晶層４を透過することにより、波長に応じて異なる位相差を与えられる。したがって、セキュリティデバイス１０が直線偏光フィルム５０へ向けて放出する光のうち、偏光面が直線偏光フィルム５０の光透過軸ＯＰと直交する光成分は、波長に応じた強度分布を有している。これら光成分は直線偏光フィルム５０に吸収されるので、直線偏光フィルム５０を透過する光量は波長に応じた分布を有している。そのため、セキュリティデバイス１０の前面のうち、第１表示領域１１と第４表示領域１４とは着色して観察される。
【０１０２】
ここで、第１表示領域１１に対応した第１液晶部分４１の液晶分子配向方向と第４表示領域１４に対応した第４液晶部分４４の液晶分子配向方向とは平行であり、それらの遅相軸ＯＤ41およびＯＤ44も平行である。それゆえ、第１液晶部分４１の遅相軸ＯＤ41と直線偏光フィルム５０の透過軸ＯＰとが為す角度は、第４液晶部分４４の遅相軸ＯＤ44と直線偏光フィルム５０の透過軸ＯＰとが為す角度と等しい。
【０１０３】
すなわち、直線偏光フィルム５０を介してセキュリティデバイス１０を略垂直方向から観察した場合、直線偏光フィルム５０がセキュリティデバイス１０へ向けて放出した直線偏光の偏光面が液晶分子の配向方向に対してなす角度は、第１液晶部分４１と第２液晶部分４４とで等しい。しかし、第１液晶部分４１と第４液晶部分４４とは、それらの膜厚が互いに異なる。直線偏光に与えられるリターデイションＲeは、先に述べたように、液晶層の膜厚（光路長）ｄと複屈折性Δｎとによって定まる。つまり、第１液晶部分４１と第４液晶部分４２とでは、複屈折性Δｎは等しいが、液晶層の膜厚ｄが異なるため、復路において直線偏光フィルム５０を透過する光成分の波長および光量は異なる。それゆえ、第１表示領域１１および第４表示領域１４は互いに識別可能な異なる色に見える。
【０１０４】
このように、液晶層の膜厚を変更することによって、任意の色を観察することが可能なセキュリティデバイスとすることができる。理論的には、例えば、液晶層の膜厚を調節することで、第１表示領域１１と第４表示領域１４とがほぼ同じ明るさの同じ色に見えるようにすることもできる。
【０１０５】
セキュリティデバイス１０と直線偏光フィルム５０とを図２３（１）を参照しながら説明したのと同様に重ね、これらを図２３（２）に示すように斜め方向から観察すると、第１表示領域１１および第４表示領域１４は、略垂直方向から観察した色とはそれぞれ異なる色に変化する。例えば、第１表示領域１１はオレンジ色から赤色に変化し、第４表示領域４４は、青色から黄色に変化して見える。この理由は、第１実施形態について説明したのと同様に、セキュリティデバイス１０を斜め方向から観察することで、液晶層４の光路長が変化し、それにより入射光に対する液晶層の複屈折性が変化したためである。このように、観察方向を傾けることにより、直線偏光が液晶層４を透過することにより与えられる位相差が変化するため、直線偏光フィルムを透過する光成分の波長および光量が変化し、観察者により観察される色も変化することになる。
【０１０６】
また、第３表示領域１３については、第２実施形態と同様の理由でほぼ銀白色に観察される。
【０１０７】
このように、第４表示領域１４を設けた場合、第４表示領域を設けない場合と比較してより複雑な視覚効果が得られる。
【０１０８】
次に、本発明のさらに他の実施形態について説明する。
【０１０９】
図２４は、本発明の第４実施形態のセキュリティデバイスを概略的に示す平面図である。図２５は、図２４に示すセキュリティデバイスのＸＸＶ−ＸＸＶ線に沿った断面図である。
【０１１０】
図２４および図２５に示すセキュリティデバイス１０は、以下の構成を採用したこと以外は、図１ないし図３に示したセキュリティデバイス１０と同様である。すなわち、このセキュリティデバイス１０では、凹部形成層３の前面は、第２凹部形成領域３２の代わりに第５領域３５を含んでいる。第５領域３５の前面は、平坦であり、溝が設けられていない。
【０１１１】
液晶層４は、第２液晶部分４２の代わりに第５液晶部分４５を含んでいる。第５領域３５は平坦であるので、その近傍の液晶分子の配向に影響を及ぼさない。
【０１１２】
なお、このセキュリティデバイス１０の前面のうち、第５液晶部分４５に対応した領域を第５表示領域１５と呼ぶ。
【０１１３】
凹部形成層３の前面に溝が設けられている場合、その上に形成される液晶分子の配向は、溝による影響が大きく、塗布の方向によっては影響を受けない。しかし、凹部形成層３の前面のうち溝が形成されていない領域に液晶層４を形成する場合、液晶層４の形成方法，例えば、液晶材料を一方向に沿って塗布する形成方法，によっては、液晶層４が含んだ液晶分子は多少配向する。このような液晶層に対応する表示領域は、偏光子を介して観察した場合、全くの銀白色ではなく、薄く着色して見える。例えば、図２４および図２５に示すセキュリティデバイス１０において、液晶材料を第２方向２００と平行に塗布して液晶層４を形成すると、第５液晶部分４５では第２方向２００と平行に緩やかに液晶分子が配向し、第５表示領域１５は、図１ないし図３に示したセキュリティデバイス１０の第２表示領域１２と似た挙動を示すようになる。しかし、凹部形成領域に溝を備えている表示領域の着色とは明確に異なるので、偏光子を介して観察することで、これらを互いに識別することができる。
【０１１４】
液晶層４に白色光を照射すると、液晶層４は、この白色光を透過させる。セキュリティデバイス１０を肉眼で観察した場合、第１ないし第３実施形態と同様、凹部形成層３に設けられた複数の溝の向きや構造にかかわらず、液晶層４から射出された光は散乱光であるため、セキュリティデバイス１０の前面全体が同じように銀白色に見え、第１表示領域１１と第５表示領域１５とは互いに識別できず、その境界も認識できない。すなわち、第１表示領域１１と第５表示領域１５とは潜像を形成している。なお、反射層２は等方的に光を乱反射するので、この潜像は、セキュリティデバイス１０に対して観察方向がなす方位および角度を変化させても可視化しない。すなわち、この潜像は、セキュリティデバイス１０に対する視点位置を変化させても可視化しない。
【０１１５】
次に、直線偏光子を介してセキュリティデバイス１０を観察した場合に見える画像について説明する。ここでは、第１実施形態と同様に、直線偏光子として直線偏光フィルムを使用することとする。
【０１１６】
図２６は、図２４および図２５に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像の一例を概略的に示す平面図である。図２７は、図２４および図２５に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像の他の例を概略的に示す斜視図である。図２８は、図２４および図２５に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像のさらに他の例を概略的に示す斜視図である。
【０１１７】
図２６では、セキュリティデバイス１０と直線偏光フィルム５０とを、直線偏光フィルム５０の光透過軸ＯＰが第１液晶部分４１の遅相軸ＯＤ41と４５°の角度をなすように配置している。
【０１１８】
セキュリティデバイス１０と直線偏光フィルム５０とを図２６のように重ね、白色光を照射しながら、これらを略垂直方向から観察すると、第１表示領域１１および第５表示領域１５は、互いに異なる色に見え、識別可能である。第１表示領域１１は、第１実施形態と同様に着色して見える。第５表示領域１５は、第２実施形態における第３表示領域と類似して、第１表示領域１１と類似した色味であるが薄く見える。
【０１１９】
第５表示領域１５が薄い色に見える理由を以下に説明する。  
直線偏光フィルム５０に入射し、これを透過した直線偏光は、液晶層４および凹部形成層３を透過して、凹部形成層３と反射層２との界面で反射され、凹部形成層３および液晶層４を透過して観察者に届く。
【０１２０】
第１実施形態と同様に、直線偏光は、液晶層４を透過する際に、波長に応じて異なる位相差を与えられる。したがって、復路においてセキュリティデバイス１０が直線偏光フィルム５０へ向けて放出する光のうち、偏光面が直線偏光フィルム５０の透過軸ＯＰと直交する光成分は、波長に応じた強度分布を有している。これら光成分は直線偏光フィルム５０に吸収されてしまうので、直線偏光フィルムを透過する光量は波長に応じた分布を有している。そのために、セキュリティデバイス１０の前面のうち、第１表示領域１１は着色して観察される。
【０１２１】
第５表示領域１５に対応した第５液晶部分４５では、巨視的に見れば液晶分子が第２方向２００に方向に穏やかに配向している。これは、第５液晶部分４５の複屈折性が第１液晶部分４１と比べて小さいということを意味している。
【０１２２】
先に述べたように、複屈折性が異なれば、セキュリティデバイス１０が直線偏光フィルム１０へ向けて放出する光のうち、直線偏光フィルムを透過する光の波長および光量が変化するため、観察者により観察される色も変化することになる。したがって、直線偏光が液晶層４を透過することにより位相差を与えられ、これによって着色して観察されるという点は第１表示領域１１と同じであるが、第５液晶部分４５を透過する光が与えられる位相差は第１液晶部分４１を透過する光が与えられる位相差に比べて非常に小さい。さらに、液晶分子は完全には一方向に配向していないため、透過する場所によって与えられる位相差にばらつきが生ずる。それゆえ、第５表示領域１５は、さまざまな波長の光が混ざり合い、少し白みがかった薄い色に見える。
【０１２３】
このように、直線偏光フィルム５０を介してセキュリティデバイス１０を略垂直方向から観察した場合、第１表示領域１１は着色して見え、第５表示領域１５は第１実施形態で説明した第２表示領域１２に比べて薄い色に見える。
【０１２４】
セキュリティデバイス１０と直線偏光フィルム５０とを図２６を参照しながら説明したのと同様に重ね、これらを図２７に示すように第２方向２００に垂直な面内の斜め方向から観察すると、第１表示領域１１および第５表示領域１５は、図１０を参照しながら説明したのと同様に、図２６に示した画像からの色変化を生じる。ただし、第５表示領域１５は、色変化を生じるものの、薄い色に見える。
【０１２５】
すなわち、第５表示領域では第５液晶部分４５が含んでいる液晶分子は巨視的には穏やかに配向しているため、観察角度が変化すると、光路長が変化するのに加え、液晶層４の複屈折性も第１実施形態の第２液晶部分４２と同様に変化するが、その複屈折性は小さいので、与えられるリターデイションもわずかである。また、第５液晶部分４５は微視的には様々な配向方向の液晶分子を含んでいるので、これが直線偏光に与えるリターデイションにばらつきが生じる。したがって、第５表示領域１５は、色変化を生じるものの、薄い色に見える。
【０１２６】
また、図２７の配置から、観察者の位置を固定し、直線偏光フィルム５０とセキュリティデバイス１０とを一緒にそれらの法線を軸に９０°回転させると、図２８に示すように、第１表示領域１１は、例えば、赤色から緑色に変化し、第５表示領域１５は薄い緑色から薄い赤色に変化する。この理由は、第１表示領域１１については第１実施形態と同様に、セキュリティデバイス１０へ入射した光の復路において直線偏光フィルム５０を透過する波長および光量が入れ替わるためである。
【０１２７】
また、視点位置と直線偏光フィルム５０の位置とを図２７に示す配置のまま固定し、セキュリティデバイス１０だけをその法線を軸に９０°回転させた場合も、同様の理由により、第１表示領域１は赤色から緑色に変化し、第５表示領域は薄い緑色から薄い赤色に変化する。
【０１２８】
ここで、直線偏光フィルム５０の透過軸ＯＰを、第１液晶部分４１の遅相軸ＯＤ41と９０°の角度をなすように配置すると、第１表示部分１１は、第２実施形態や第３実施形態においてセキュリティデバイスを直線偏光フィルムを介して観察した場合の第３表示領域１３と同様に、銀白色に見える。このとき、第５表示領域１５は、第５液晶部分４５の遅相軸ＯＤ45と直線偏光フィルム５０の透過軸ＯＰとが平行になるが、第５液晶部分４５の液晶分子の配向方向にはばらつきがあるため、完全に着色が消えず、例えば、薄いオレンジ色に見える。
【０１２９】
このように、第５表示領域１５を設けた場合、第５表示領域を設けない場合と比較してより複雑な視覚効果が得られる。
【０１３０】
液晶層４は、互いに膜厚の異なる３つ以上の液晶部分を含んでもよい。その場合、最も厚いものと最も薄いものの膜厚の差は、例えば、０．１μｍ以上５μｍ以下とする。膜厚の差が０．１μｍ以上であると、偏光子を介して観察した場合に表示領域の違いを目視で認識しやすくなる。また、５μｍ以下であれば、最も液晶層が厚い液晶部分であっても液晶分子が配向しやすく、偏光子を用いて検証した際に、良好な発色を保つことができる。
【０１３１】
第１実施形態、第２実施形態または第４実施形態と第３実施形態とは、組み合わせることができる。すなわち、図１ないし図３に示したセキュリティデバイス１０、図１４ないし図１７に示したセキュリティデバイス１０または図２４および図２５に示したセキュリティデバイス１０では、液晶層４は、第１液晶部分４１、第２液晶部分４２、第３液晶部分４３および／または第５液晶部分４５と、これとは膜厚が異なる液晶部分とを含んでいてもよい。
【０１３２】
また、これらセキュリティデバイス１０では、反射層２の前面の一部を、微細な凹凸構造を有していない平坦な鏡面としてもよい。この場合、凹部形成層の前面のうち反射層２の鏡面領域に対応した領域に長手方向が揃いかつこの長手方向と交差する方向に配列した複数の溝が設けられていると、反射層２の鏡面領域に対応した表示領域（以下、鏡面表示領域と呼ぶ）は、偏光子を介さずに観察した場合であっても、溝のパターンの違いにより、その他の領域との識別が可能となることがある。これは、これら溝が回折格子を形成している場合、この回折格子によって回折された光が混ざり合うことはなく、それゆえ、回折光を見ることが可能であるからである。
【０１３３】
このような鏡面表示領域を備えたセキュリティデバイスを偏光子を介して観察すると、鏡面表示領域は、偏光子を介さない状態で観察した色とは全く異なる色に見える。このときに観察できる色は、第１乃至第４実施形態で説明したのと同様である。すなわち、液晶層４を透過する光は、液晶層４が含んだ液晶分子の配向による複屈折性と液晶層４の光路長とによって決定される位相差を与えられるので、復路で偏光子を透過できる光量は波長に応じた分布を有し、鏡面表示領域は着色して観察される。この見え方は、回折とは別の原理によるものである。
【０１３４】
このように、反射層の前面に微細な凹凸が設けられた領域と鏡面をなす領域とを設けると、潜像効果および色変換効果に加えて、回折光による意匠性を付与することができ、さらに複雑な視覚効果を得ることができる。
【０１３５】
これらセキュリティデバイス１０は、様々な方法で製造することができる。  
反射層２は、例えば、基材１上に金属を蒸着することにより形成することができる。
【０１３６】
反射層２は、前面に微細な凹凸構造が設けられた一層または多層の誘電体膜であってもよい。
【０１３７】
反射層２を、例えば、ＺｎＯからなる一層の誘電体膜とすれば、透明反射層となる。この場合、肉眼でセキュリティデバイス１０を観察すれば基材１の色を観察することができる。また、このセキュリティデバイスを偏光子を介して観察すると、基材１の色に加えて、液晶層２と偏光子とによって光量が波長に応じた分布を有している射出光を観察することができる。すなわち、この場合、反射層２が金属薄膜である場合とは異なる視覚効果を得ることができる。
【０１３８】
また、反射層２を多層誘電体膜とすれば、セキュリティデバイス１０に波長選択性を与えられるため、金属や単層の誘電体膜を反射層とした場合とは異なる視覚効果を得ることができる。多層誘電体膜は、基材１の前面上に、例えば、硫化亜鉛などの高屈折率材料とフッ化マグネシウムなどの低屈折率の材料とを交互に蒸着することによって得られる。
【０１３９】
複数の溝が設けられた凹部形成層３は、例えば、感光性樹脂材料に、二光束干渉法を用いてホログラムパターンを記録する方法や、電子ビームによってパターンを描画する方法により形成することができる。あるいは、表面レリーフ型ホログラムの作製のように、微細な線状の凸部を設けた金属型を樹脂に押し付けることで形成することができる。すなわち、所望のパターンで線状の凸部が設けられた原版を、例えば、フィルム上に積層された熱可塑性樹脂に熱をかけながら押し当てる、いわゆる、熱エンボス加工法により、所定の溝が設けられた凹部形成層を大量に得ることができる。また、フィルム等の透明基材に紫外線硬化樹脂を塗布し、これに原版を押し当てながら基材側から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させ、その後、原版を取り除くという手順によっても、所定の溝が設けられた凹部形成層を得ることができる。
【０１４０】
これらの方法によれば、１つの面内に溝の長手方向が異なる複数の凹部形成領域を形成することができる。また、これらの方法によると、１つの面内に溝の深さ、幅、および／または溝などが異なる複数の凹部形成領域を形成することもできる。
【０１４１】
先の原版は、例えば、二光束干渉法を用いてホログラムパターンを記録する方法、電子ビームによってパターンを描画する方法、またはバイトによって切削する方法により得られた母型の電鋳を行うことにより得られる。凹部形成層に上記のような多様性をもたせない場合は、ラビング加工により溝を形成してもよい。
【０１４２】
これら溝は、例えば、深さを０．０５μｍ以上１μｍ以下の範囲とすることができる。また、溝の長さは、溝の幅よりも長ければ液晶分子を配向させることができるため特に制限はないが、０．５μｍ以上であることが望ましい。溝のピッチは、１０μｍ以下が好ましく、より好ましくは２μｍ以下である。溝のピッチは、小さいほうが液晶分子を配向させやすい。これよりピッチが大きい場合は、液晶分子が配向しにくくなる。また、溝のピッチは０．１μｍ以上が好ましく、より好ましくは０．７５μｍ以上である。
【０１４３】
こうして凹部形成層に設けられた複数の溝は、回折格子や一方向性拡散パターン（指向性拡散パターン）を形成していてもよい。
【０１４４】
液晶層４は、例えば、光重合性のネマチック液晶材料を凹部形成層３の前面に塗布し、この塗膜を紫外線ランプ等で露光することにより形成することができる。液晶層４の材料としては、このほか、コレステリック液晶材料やスメクチック液晶材料を用いることもできる。
【０１４５】
上述したセキュリティデバイス１０には、様々な変形が可能である。  
液晶層４は、紫外線や物理衝撃から保護するために、光透過性の保護層で被覆されていてもよい。
【０１４６】
また、反射層２と凹部形成層３との密着性向上のため、あるいは反射層２の前面に設けられた凹凸が凹部形成層３に影響するのを防ぐために、反射層２と凹部形成層３との間に樹脂層を設けてもよい。
【０１４７】
本発明のセキュリティデバイス１０の検証には、偏光子として、円偏光子または楕円偏光子を用いてもよい。この場合、直線偏光子を介して観察した場合とは異なる色の変化をするため、より複雑な視覚効果が得られる。
【０１４８】
これらセキュリティデバイス１０は、物品に支持させ、その物品が真正品であることを確認するためのラベルとして利用することができる。例えば、これらセキュリティデバイス１０は、印刷物に支持させることにより、ラベル付き印刷物とすることができる。この印刷物は、例えば、有価証券、銀行券、身分証明書などの証明書、クレジットカードである。
【０１４９】
セキュリティデバイス１０は、上述した特徴的な視覚効果を有している。したがって、この視覚効果を、真正品であるか否かが未知の物品の真正品と非真正品との間での判別に利用することができる。すなわち、先の視覚効果を確認できない場合は、その物品は非真正品であると判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の第１実施形態のセキュリティデバイスを概略的に示す平面図。
【図２】図１に示すセキュリティデバイスのＩＩ−ＩＩ線に沿った概略断面図。
【図３】図１に示すセキュリティデバイスのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った概略断面図。
【図４】（１）ないし（４）は図１に示すセキュリティデバイスの凹部形成領域に採用可能な例を示す概略平面図。
【図５】図１に示すセキュリティデバイスの固体液晶層が含み得る液晶分子の一例を示す概略図。
【図６】（１）は参考例のセキュリティデバイスに白色光を照射した場合の光反射の一例を示す概略図、（２）は図１ないし３に示すセキュリティデバイスに白色光を照射した場合の光反射の一例を示す概略図。
【図７】図１ないし図３に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像の一例を概略的に示す平面図。
【図８】図１ないし図３に示すセキュリティデバイスの第１液晶部分における光透過の一例を模式的に示す図。
【図９】図１ないし図３に示すセキュリティデバイスの第２液晶部分における光透過の一例を模式的に示す図。
【図１０】図１ないし図３に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像の他の例を概略的に示す斜視図。
【図１１】図１ないし図３に示すセキュリティデバイスの第１液晶部分における光透過の他の例を模式的に示す図。
【図１２】図１ないし図３に示すセキュリティデバイスの第２液晶部分における光透過の他の例を模式的に示す図。
【図１３】図１ないし図３に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像のさらに他の例を概略的に示す斜視図。
【図１４】本発明の第２実施形態のセキュリティデバイスを概略的に示す平面図。
【図１５】図１４に示すセキュリティデバイスのＸＶ−ＸＶ線に沿った断面図。
【図１６】図１４に示すセキュリティデバイスのＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面図。
【図１７】図１４に示すセキュリティデバイスのＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面図。
【図１８】図１４ないし図１７に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像の一例を概略的に示す平面図。
【図１９】図１４ないし図１７に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像の他の例を概略的に示す斜視図。
【図２０】図１４ないし図１７に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像のさらに他の例を概略的に示す斜視図。
【図２１】本発明の第３実施形態のセキュリティデバイスを概略的に示す平面図。
【図２２】図２１に示すセキュリティデバイスのＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿った断面図。
【図２３】（１）は図２１および図２２に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像の一例を概略的に示す平面図、（２）は図２１および図２２に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像の他の例を概略的に示す斜視図。
【図２４】本発明の第４実施形態のセキュリティデバイスを概略的に示す平面図。
【図２５】図２４に示すセキュリティデバイスのＸＸＶ−ＸＸＶ線に沿った断面図。
【図２６】図２４および図２５に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像の一例を概略的に示す平面図。
【図２７】図２４および図２５に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像の他の例を概略的に示す斜視図。
【図２８】図２４および図２５に示すセキュリティデバイスと直線偏光フィルムとを重ねた場合に観察可能な画像のさらに他の例を概略的に示す斜視図。
【符号の説明】
【０１５１】
１…基材、２…反射層、３…凹部形成層、４…液晶層、１０…セキュリティデバイス、１１…第１表示領域、１２…第２表示領域、１３…第３表示領域、１４…第４表示領域、１５…第５表示領域、３１…凹部形成領域、３２…第２凹部形成領域、３３…領域、３４…第４凹部形成領域、３５…領域、４１…第１液晶部分、４２…第２液晶部分、４３…第３液晶部分、４４…第４液晶部分、４５…第５液晶部分、５０…直線偏光フィルム、１００…第１方向、２００…第２方向、３００…第３方向、４００…液晶分子。
【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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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