(57)【要約】【課題】透過光観察においても複数の領域の存在が感知されない表示体、および観察方向によって異なる画像を表示できる表示体の提供。【解決手段】凹凸構造形成層と、前記凹凸構造形成層の上に形成された反射層とを含み、凹凸構造形成層は、互いに直交する第１面内方向と第２面内方向とを有し、凹凸構造形成層は、第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第１領域と、第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部または凹部を有する第２領域とを有し、ν1、ν2、ν3、およびν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内であり、ν1＞ν2（ｉ）、ν4＞ν3（ii）、ν1×ν3＝ν2×ν4（iii）を満たすことを特徴とする表示体。【選択図】図１
2016218093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸構造形成層と、前記凹凸構造形成層の上に形成された反射層とを含む表示体であって、
前記凹凸構造形成層は、第１面内方向と、前記第１面内方向に直交する第２面内方向とを有し、
前記凹凸構造形成層は、第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第１領域と、第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部または凹部を有する第２領域とを有し、
ν1、ν2、ν3、およびν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内であり、および以下の式（ｉ）、（ii）および（iii）
ν1＞ν2      （ｉ）
ν4＞ν3      （ii）
ν1×ν3＝ν2×ν4      （iii）
を満たす
ことを特徴とする表示体。
【請求項２】
ν1／ν2が１．１以上であり、およびν4／ν3が１．１以上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】
ν1、ν2、ν3、およびν4は以下の式（iv）および（ｖ）
ν1＝ν4      （iv）
ν2＝ν3      （ｖ）
を満たす
ことを特徴とする請求項１に記載の表示体。
【請求項４】
凹凸構造形成層と、前記凹凸構造形成層の上に形成された反射層とを含む表示体であって、
前記凹凸構造形成層は、第１面内方向と、前記第１面内方向に直交する第２面内方向とを有し、
前記凹凸構造形成層は、第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第１領域と、第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部を有する第２領域と、第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第３領域と、第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部または凹部を有する第４領域とからなる群から選択される少なくとも３つの領域を有し、
ν1、ν2、ν3、およびν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内であり、および以下の式（vi）および（vii）
ν1＞ν3      （vi）
ν2＞ν4      （vii）
を満たす
ことを特徴とする表示体。
【請求項５】
ν1／ν3が１．１以上であり、およびν2／ν4が１．１以上であることを特徴とする請求項４に記載の表示体。
【請求項６】
基材と、前記基材に付着した請求項１から５のいずれかに記載の表示体とを含む物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い偽造防止効果を有する表示体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、偽造防止を目的として、商品券、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、ＩＤカードなどのカード類、およびパスポート、免許証などの証明書類には、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の１つの例は、複数の溝を並べて構成される回折格子を含む表示体である。この表示体は、たとえば、観察条件に応じて変化する像、または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、回折格子を含む表示体は、偽造防止対策が必要な物品に広く用いられている。
【０００４】
たとえば、溝の伸長方向または格子定数（すなわち、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知られている（特許文献１参照）。照明光の入射角、観察角、および／または回折格子の方位が変化すると、観察者の目に到達する回折光の波長が変化する。したがって、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】
回折格子を含む表示体では、複数の溝を有す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。回折格子を含む表示体は、回折光を利用して画像を表示するため、印刷技術または電子写真技術を利用した偽造は不可能である。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ができる。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いない物品と比較して偽造され難い。
【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。加えて、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、レリーフ型回折格子の存在が広く周知されるに至っている。また、レリーフ型回折格子を含む表示体の観察条件の変化による表示画像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。本明細書における「偽造防止効果」とは、偽造または模造が困難であること、あるいは、偽造品または模造品との区別が容易であることを意味する。
【０００７】
近年、二次元的に配列された複数の凸部または凹部からなる凹凸構造領域を有する表示体が提案されている。この表示体においては、表示体垂直上方からの観察においては凹凸構造領域全体が黒色または灰色が観察され、斜め方向からの観察においては凹凸構造に起因する回折光が観察される（特許文献２参照）。さらに、凹凸構造領域を異なる構造を有する複数のサブ領域に分割することによって、斜め方向からの観察において画像を表示することが可能となる。たとえば、複数のサブ領域において、複数の凸部または凹部の形状、中心間距離、配列パターンなどを変更することが提案されている（特許文献３参照）。あるいはまた、複数のサブ領域において、凹凸構造の深さ／幅比を変更することが提案されている（特許文献４参照）。さらに、複数のサブ領域において、複数の凸部または凹部の列の配向方向（方位角）のみを変更することが提案されている（特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５０５８９９２号明細書
【特許文献２】特開２０１０−５２４３７号公報
【特許文献３】特開２００９−０８６６４８号公報
【特許文献４】特許５１２４２７２号明細書
【特許文献５】特開２０１２−１５９５８９号公報
【特許文献６】特開２０１１−１１８０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述の二次元的に配列された複数の凸部または凹部からなる凹凸構造領域を有する表示体においては、表示体の背面に光源を配置して透過光を観察した場合に、複数のサブ領域の存在が判明するという問題点が存在する。この問題点は、複数のサブ領域の表面積が異なるため、蒸着法で形成される反射層の膜厚が変化し、ひいては透過光の光量が変化することに起因する。偽造防止の観点から、透過光観察においてもサブ領域の存在が感知されない表示体が求められている。
【００１０】
また、二次元的に配列された複数の凸部または凹部からなる凹凸構造領域を有する表示体において、観察方向によって異なる画像を表示できる表示体が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の実施形態の表示体は、凹凸構造形成層と、前記凹凸構造形成層の上に形成された反射層とを含み、凹凸構造形成層は、第１面内方向と、第１面内方向に直交する第２面内方向とを有し、記凹凸構造形成層は、第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第１領域と、第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部または凹部を有する第２領域とを有し、ν1、ν2、ν3、およびν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内であり、および以下の式（ｉ）、（ii）および（iii）
ν1＞ν2      （ｉ）
ν4＞ν3      （ii）
ν1×ν3＝ν2×ν4      （iii）
を満たすことを特徴とする。ここで、ν1／ν2が１．１以上であり、およびν4／ν3が１．１以上であることが望ましい。また、ν1、ν2、ν3、およびν4は以下の式（iv）および（ｖ）
ν1＝ν4      （iv）
ν2＝ν3      （ｖ）
を満たしてもよい。
【００１２】
本発明の第２の実施形態の表示体は、凹凸構造形成層と、前記凹凸構造形成層の上に形成された反射層とを含み、凹凸構造形成層は、第１面内方向と、第１面内方向に直交する第２面内方向とを有し、凹凸構造形成層は、第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第１領域と、第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部を有する第２領域と、第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第３領域と、第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部または凹部を有する第４領域とからなる群から選択される少なくとも３つの領域を有し、ν1、ν2、ν3、およびν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内であり、および以下の式（vi）および（vii）
ν1＞ν3      （vi）
ν2＞ν4      （vii）
を満たすことを特徴とする。ここで、ν1／ν3が１．１以上であり、およびν2／ν4が１．１以上であることが望ましい。
【００１３】
本発明の第３の実施形態の物品は、基材と、基材に付着した第１または第２の実施形態の表示体とを含む。
【発明の効果】
【００１４】
第１の実施形態の表示体は、（１）法線方向からの観察では黒色または灰色の均一色を呈し、かつ裏面からの透過観察においても均一な透過光量が得られ、複数の領域の存在を認識することが困難であること、および（２）斜め方向からの観察では、観察する方向に依存して異なる色の意匠が表示されることにより、高い偽造防止効果を有する。
【００１５】
第２の実施形態の表示体は、（１）法線方向からの観察では黒色または灰色の均一色を呈し、複数の領域の存在を認識することが困難であること、および（２）斜め方向からの観察では、観察する方向に依存して異なる色および形状の意匠が表示されることにより、高い偽造防止効果を有する。
【００１６】
第３の実施形態の物品は、第１または第２の実施形態の表示体が高い偽造防止効果を有するため、その真贋を容易に判定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態の表示体を示す上面図である。
【図２】図１に示す切断線ＩＩ−ＩＩにおける、本発明の第１の実施形態の表示体を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の表示体の表示画像を示す図であり、（ａ）は表示体垂直上方から観察した際の表示画像であり、（ｂ）はｘ軸方向に傾斜した位置から観察した際の表示画像であり、（ｃ）はｙ軸方向に傾斜した位置から観察した際の表示画像である。
【図４】本発明の第２の実施形態の表示体の表示画像を示す図であり、（ａ）は表示体垂直上方から観察した際の表示画像であり、（ｂ）はｘ軸方向に傾斜した位置から観察した際の表示画像であり、（ｃ）はｙ軸方向に傾斜した位置から観察した際の表示画像である。
【図５】本発明の第２の実施形態の表示体を示す上面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態である表示体付き物品を示す上面図である。
【図７】図６に示す切断線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける、本発明の第３の実施形態の物品を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の第１の実施形態の表示体は、凹凸構造形成層と、前記凹凸構造形成層の上に形成された反射層とを含み、凹凸構造形成層は、第１面内方向と、前記第１面内方向に直交する第２面内方向とを有し、凹凸構造形成層は、第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第１領域と、第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部または凹部を有する第２領域とを有し、ν1、ν2、ν3、およびν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内であり、および以下の式（ｉ）、（ii）および（iii）
ν1＞ν2      （ｉ）
ν4＞ν3      （ii）
ν1×ν3＝ν2×ν4      （iii）
を満たすことを特徴とする。ここで、（iii）式の特殊なケースとして、ν1、ν2、ν3、およびν4は以下の式（iv）および（ｖ）
ν1＝ν4      （iv）
ν2＝ν3      （ｖ）
を満たしてもよい。
【００１９】
図１に第１の実施形態の表示体１０の上面図を示し、図２に切断線ＩＩ−ＩＩに沿った表示体１０の断面図を示す。表示体１０は、第１領域１０ａと第２領域１０ｂとを有する。図１に示す第１領域１０ａは、第１面内方向であるｘ軸方向に空間周波数ν1＝１／ｂで配置され、第２面内方向であるｙ軸方向に空間周波数ν2＝１／ａで配置される複数の凸部を有する。図１に示す第２領域１０ｂは、ｘ軸方向に空間周波数ν3＝１／ａで配置され、ｙ軸方向に空間周波数ν4＝１／ｂで配置される複数の凸部を有する。ここで、ａ＞ｂであるため、図１に示す表示体は、前述の式（ｉ）〜（ｖ）を満たす。なお、図１においては、複数の凸部の底面が楕円である場合を示したが、凸部の底面は、各頂点が丸みを帯びた略長方形の形状であってもよい。
【００２０】
表示体１０の第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂに含まれる複数の凸部は、典型的にはテーパ形状を有している。テーパ形状は、たとえば、錐体形状または切頭錐体形状を含む。好ましくは、凸部の側面は、傾斜面のみで構成されていてもよい。
【００２１】
表示体１０の複数の凸部は、規則的に配列されているため、回折格子として機能し得る。ただし、本実施形態の表示体１０が射出する視感度の高い回折光は、特殊な条件でしか観察することができない。
【００２２】
ｍ次回折光（ｍ＝±１、±２、……）の射出角βは、回折格子に垂直な面内で光が進行する場合、式（１）から導出される式（２）で算出することができる。
１／ν＝ｍλ／（ｓｉｎα−ｓｉｎβ）  ……  （１）
ｓｉｎβ＝ｓｉｎα−ｍνλ  ……  （２）
【００２３】
式（１）および（２）において、νは回折格子の空間周波数を表し、ｍは回折次数を表し、λは照明光および回折光の波長を表す。また、αは、照明光の入射角を表し、αの絶対値は正反射光の出射角と等しい。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、回折格子の法線に関して対称である。反射型回折格子の場合、入射角αは０°以上９０°以下であり、出射角βは−９０°以上９０°以下である。なお、「出射角βが負である」とは、回折光が正反射光側ではなく入射光側に出射することを意味する。
【００２４】
ここで、照明光が回折格子の法線方向（すなわち、入射角α＝０°，ｓｉｎα＝０）から入射する場合を想定する。このとき、空間周波数νが照明光の波長λの逆数より小さい場合、言い換えると回折格子の格子定数が照明光の波長λより大きく、したがってνλ＜１である場合、式（２）を満たすβが存在し、特定の角度に回折光が観察される。一方、空間周波数νが照明光の波長λの逆数より大きい場合、言い換えると回折格子の格子定数が照明光の波長λより小さく、したがってνλ＞１である場合、式（２）の右辺が−１未満となるため、式（２）を満たすβが存在せず、回折光は観察されない。
【００２５】
一方、照明光が回折格子の法線方向以外（すなわち、入射角α≠０°）から入射する場合、式（２）を満たす出射角βが存在し、回折光が観察される。回折次数ｍが１である１次回折光を考えると、空間周波数νが大きいほど、照明光の入射角αと回折光の出射角βとの差が大きくなる。また、式（２）から明らかなように、回折光の出射角βは波長λに依存する。照明光が白色である場合、短波長の青色成分の回折光の出射角βbは、長波長の赤色成分の回折光の出射角βrよりも大きくなる。また、空間周波数νが大きいほど、各色成分の回折光の出射角βの差が大きくなる（特許文献６参照）。
【００２６】
図３（ａ）に、表示体１０の法線方向（ｚ軸方向）に照明光源および観察者を配置し図１に示す本実施形態の表示体１０を垂直に観察した場合を示す。本実施形態の表示体１０において、空間周波数ν1、ν2、ν3、およびν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内であり、いずれも可視光の波長の逆数より小さい。したがって、前述のように回折光は観察されない。一方、テーパ形状の複数の凸部の側面における多重反射により、反射光も出射されない。したがって、観察者は、表示体１０を黒色または灰色の印刷層として認識する。また、表示体１０全体が均一な黒色または灰色として認識されるため、観察者は第１領域１０ａと第２領域１０ｂとを区別して認識することもできない。さらに、複数の凸部のそれぞれの寸法も、空間周波数ν1、ν2、ν3、およびν4に応じて微小であるため、観察者は凸部の存在も認識することはできない。以上のように、法線方向からの照明条件下では、観察者は、表示体１０が特殊な光学効果を奏するものとは認識できない。この点は、表示体１０の偽造防止に有効である。
【００２７】
加えて、詳細を後述するように、第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂにおいて、反射層４０の膜厚は均一である。したがって、本実施形態１０の表示体１０を、その裏面に配置した光源を用いて透過観察した場合であっても、第１領域１０ａにおける透過光量と、第２領域１０ｂにおける透過光量とは等しくなる。したがって、上記のような透過観察においても、観察者は、第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂの存在を認識することができない。この点もまた、表示体１０の偽造防止に有効である。
【００２８】
図３（ｂ）に、表示体１０のｘ軸斜め方向（法線方向（ｘ＝０）を除く）に照明光源および観察者を配置し図１に示す本実施形態の表示体１０を斜めに観察した場合を示す。この場合、第１領域１０ａは空間周波数ν1＝１／ｂで配列されｙ軸方向に延びる複数の線状突起を有する回折格子として機能し、第２領域１０ｂは空間周波数ν2＝１／ａで配列されｙ軸方向に延びる複数の線状突起を有する回折格子として機能する。したがって、第１領域１０ａと第２領域１０ｂとは相互に異なる色を呈し、観察者がその存在を認識することができる。観察者に第１領域１０ａと第２領域１０ｂとを別個の領域と認識させるために、ν1／ν2を１．１以上とすることが望ましい。また、第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂのそれぞれにおいて、その近位端（右端）から遠位端（左端）にかけて観察角が変化するため、近位端から遠位端にかけて徐々に変化する、いわゆる「虹色」の画像を観察することができる。
【００２９】
図３（ｃ）に、表示体１０のｙ軸斜め方向（法線方向（ｙ＝０）を除く）に照明光源および観察者を配置し図１に示す本実施形態の表示体１０を斜めに観察した場合を示す。この場合、第１領域１０ａは空間周波数ν3＝１／ａで配列されｘ軸方向に延びる複数の線状突起を有する回折格子として機能し、第２領域１０ｂは空間周波数ν4＝１／ｂで配列されｘ軸方向に延びる複数の線状突起を有する回折格子として機能する。したがって、第１領域１０ａと第２領域１０ｂとは相互に異なる色を呈し、観察者がその存在を認識することができる。また、第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂは、それぞれ、図３（ｂ）に示した場合とは異なる色を呈する。観察者に第１領域１０ａと第２領域１０ｂとを別個の領域と認識させるために、ν4／ν3を１．１以上とすることが望ましい。また、前述のように、表示される画像は、いわゆる「虹色」を呈する。特に式（iv）および（ｖ）を満たす場合、観察者の観察角が同一であれば、図３（ｂ）の画像における第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂの色は、それぞれ、図３（ｃ）の画像における第２領域１０ｂおよび第１領域１０ａの色となり得る。
【００３０】
上記のように、本実施形態の表示体１０は、観察する方向に依存して、異なる色の画像を観察することができる。この点もまた、表示体１０の偽造防止に有効である。
【００３１】
次に、図２を参照して、表示体１０の構成要素を説明する。図２の構成例において、表示体１０は、光透過性支持体２０と光透過性樹脂層３０とからなる凹凸構造形成層と、反射層４０とを含む。
【００３２】
光透過性支持体２０は、自立性のフィルムまたはシートである。光透過性支持体２０を形成するための材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）などの樹脂、あるいはガラスなどの無機材料を含む。本発明において、「光透過性」とは、可視光領域（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲）における光透過率が１０％以上であることを意味する。光透過性支持体２０は、前述の材料の単一層から構成されていてもよいし、前述の材料からなる複数の層の積層構造を有してもよい。また、光透過性支持体２０に対して、反射防止処理、低反射防止処理、ハードコート処理、帯電防止処理および防汚処理からなる群から選択される１つまたは複数の処理を施してもよい。
【００３３】
光透過性樹脂層３０は、光透過性支持体２０の上に存在し、光透過性支持体２０と反対側の表面に凹凸を有する層である。光透過性樹脂層３０は自立性であってもよく、その場合には光透過性支持体２０を省略することができる。光透過性樹脂層３０を形成するための材料は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、または光硬化性樹脂を含む。
【００３４】
光透過性樹脂層３０の表面の凹凸は、スタンパを用いる転写により形成することができる。最初に、電離放射線または電子ビーム感受性樹脂の層に対して、電離放射線または電子ビームをパターン状に照射し、次いで現像することによって、光透過性樹脂層３０の凹凸に対応する形状を有するマザースタンパを形成する。現像の際に発生するサイドエッチングの効果により、マザースタンパ状の凸部または凹部はテーパ状の形状を有する。次いで、マザースタンパの凹凸上に導電膜の形成および引き続く電鋳を行って、自立性の金属層を得る。マザースタンパから分離された自立性の金属層を、スタンパとして用いる。スタンパは、光透過性樹脂層３０の凹凸の反転形状を有する。熱可塑性樹脂を用いる場合、熱可塑性樹脂層を適切な温度に加熱し、スタンパを押圧し、熱可塑性樹脂層を冷却し、スタンパを分離することによって、光透過性樹脂層３０を形成することができる。熱硬化性樹脂を用いる場合、未硬化の熱硬化性樹脂層にスタンパを押圧し、熱硬化性樹脂層を適切な温度に加熱硬化させ、スタンパを分離することによって、光透過性樹脂層３０を形成することができる。光硬化性樹脂を用いる場合、未硬化の光硬化性樹脂層にスタンパを押圧し、スタンパの反対側から光を照射して光硬化性樹脂層を硬化させ、スタンパを分離することによって、光透過性樹脂層３０を形成することができる。あるいはまた、射出成形などの他の手段を用いて、表面に凹凸を有する光透過性樹脂層３０を形成してもよい。
【００３５】
光透過性樹脂層３０の表面の凹凸は、領域ごとに定められた空間周波数ν1〜ν4を有して規則的に配列された複数の凸部または凹部からなる。それぞれの空間周波数ν1〜ν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内である。言い換えると、複数の凸部または凹部の中心間距離は２００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内である。上記の空間周波数を有することによって、可視光を照射した場合に光透過性樹脂層３０の上に形成される反射層４０から負の出射角方向に１次回折光を射出させることが可能となる。
【００３６】
また、光透過性樹脂層３０の表面の凹凸の高さは、２００ｎｍ以上かつ６００ｎｍ以下の範囲内であることが好ましい。この範囲内の高さを有することによって、法線方向から光を照射した場合に表示体１０が「黒色」または「灰色」を呈するすることができ、かつ凹凸の形成が容易となる。なお、法線方向から光を照射した場合に「黒色」または「灰色」を呈するためには、空間周波数と凸部の高さ（または凹部の深さ）との積（中心間間隔に対する凸部の高さ（または凹部の深さ）の比、いわゆる「アスペクト比」）が０．５以上となることが望ましい。本発明における「凸部の高さ」とは、第１面内方向（ｘ軸方向）または第２面内方向（ｙ軸方向）に隣接する２つの凸部（または凹部）の間の最低点と、凸部の最高点との間の法線方向（ｚ軸方向）の距離を意味する。同様に、「凹部の高さ」とは、第１面内方向（ｘ軸方向）または第２面内方向（ｙ軸方向）に隣接する２つの凹部の間の最高点と、凹部の最低点との間の法線方向（ｚ軸方向）の距離を意味する。前述の範囲内のアスペクト比は、光透過性樹脂層３０を精密かつ効率的に製造する上でも有効である。本発明における「黒色または灰色」とは、ＪＩＳ  Ｚ８２０１：２００１に規定される彩度および明度が、それぞれ約０．７５以下、約０．６５以下である色を意味する。一般的に、アスペクト比が大きくなると、凹部または凸部のテーパ状側面における多重反射の回数が増大し、明度の低い黒色が観察される。逆にアスペクト比が小さくなると、多重反射の回数が減少し、明度が比較的高い灰色が観察される。
【００３７】
反射層４０は、アルミニウム、銀、またはそれらの合金を含む金属、あるいは誘電体を用いて形成することができる。反射層４０は、前述の金属の単一層、前述の誘電体の単一層、または高屈折率の誘電体と低屈折率の誘電体とを交互に積層した構造（いわゆる、誘電体多層膜）であってもよい。誘電体の単一層を用いる場合、誘電体の屈折率は、光透過性樹脂層３０、および／または反射層４０の上に形成される層の屈折率と異なることが必要である。また、誘電体多層膜を反射層として用いる場合、光透過性樹脂層３０に接する誘電体膜が、光透過性樹脂層３０とは異なる屈折率を有することが望ましい。誘電体多層膜の形成に有用な高屈折率の誘電体は、硫化亜鉛、二酸化チタン、酸化タンタルなどを含む。誘電体多層膜の形成に有用な低屈折率の誘電体は、二酸化ケイ素、フッ化マグネシウムなどを含む。
【００３８】
反射層４０は、通常１０ｎｍ〜１００ｎｍ、好ましくは３０ｎｍ〜７０ｎｍの膜厚を有する。この範囲内の膜厚を有することによって、反射層４０は、光透過性樹脂層３０の表面の凹凸にしたがう凹凸の表面を有し、かつ、充分な反射率を有する。
【００３９】
反射層４０は、真空蒸着法、スパッタ法などの気相堆積法を用いて形成することができる。表示体１０の第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂは、式（iv）および（ｖ）を満たすことにより、見掛け表面積が同一の領域において同一の個数の凸部または凹部を有する。本明細書において、「見掛け表面積」とは、表面の凹凸を考慮せずに、領域の寸法および形状のみから求められる表面積を意味する。その結果、第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂは、当該領域において同一の実表面積を有する。したがって、気相堆積法において見掛け表面積が同一の領域に堆積する材料の量は一定であるため、本実施形態の反射層４０は、第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂにおいて同一の膜厚を有する。したがって、本実施形態１０の表示体１０を、その裏面に配置した光源を用いて透過観察した場合であっても、第１領域１０ａにおける透過光量と、第２領域１０ｂにおける透過光量とは等しくなる。したがって、上記のような透過観察においても、観察者は、第１領域１０ａおよび第２領域１０ｂの存在を認識することができない。
【００４０】
本実施形態の変形例として、表示体１０は、凹凸が形成された凹凸領域と、凹凸が形成されていない平坦領域とを有してもよい。平坦領域においては、反射層４０に起因する反射光のみが観察される。あるいはまた、平坦領域に反射層４０を形成しなくてもよい。この場合、平坦領域は反射光および回折光を提供しない。さらに、凹凸領域および平坦領域の一方または両方を複数の別個の領域に分割して、より複雑な意匠を表示する構成を採用することもできる。
【００４１】
表示体１０の反射層４０の上に、さらなる層を形成してもよい。たとえば、反射層４０の上に粘着層（不図示）を形成することができる。粘着層は、反射層４０の凹凸構造の保護、および物品への貼り付けに有用である。粘着層は、当該技術において知られている任意の材料を用いて形成することができる。
【００４２】
本発明の第２の実施形態の表示体は、凹凸構造形成層と、前記凹凸構造形成層の上に形成された反射層とを含み、凹凸構造形成層は、第１面内方向と、前記第１面内方向に直交する第２面内方向とを有し、凹凸構造形成層は、
（１）  第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第１領域と、
（２）  第１面内方向に空間周波数ν1で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部を有する第２領域と、
（３）  第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν2で配置された複数の凸部を有する第３領域と
（４）  第１面内方向に空間周波数ν3で配置され、かつ第２面内方向に空間周波数ν4で配置された複数の凸部または凹部を有する第４領域と、
からなる群から選択される少なくとも３つの領域を有し、ν1、ν2、ν3、およびν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内であり、および以下の式（vi）および（vii）
ν1＞ν3      （vi）
ν2＞ν4      （vii）
を満たすことを特徴とする。なお、空間周波数の相違を除いて、本実施形態の表示体を構成する各層は、第１の実施形態と同様である。
【００４３】
図４に第２の実施形態の表示体１００の上面図を示した。図４の構成例において、表示体は４つの領域を有し、各領域は、（ν1，ν2）＝（１／ａ，１／ｃ）の空間周波数の組を有する第１領域１００ａと、（ν1，ν4）＝（１／ａ，１／ｄ）の空間周波数の組を有する第２領域１００ｂと、（ν3，ν2）＝（１／ｂ，１／ｃ）の空間周波数の組を有する第３領域１００ｃと、（ν3，ν4）＝（１／ｂ，１／ｄ）の空間周波数の組を有する第４領域１００ｄとである。図４に示す構成においてはａ≠ｂ≠ｃ≠ｄである。言い換えると、図４には、空間周波数ν1〜ν4の全てが異なる構成例を示した。さらに、ａ＜ｂかつｃ＜ｄであるので、図４の構成は上記の式（vi）および（vii）を満たす。
【００４４】
図５（ａ）に、表示体１００の法線方向（ｚ軸方向）に照明光源および観察者を配置し図４に示す本実施形態の表示体１００を垂直に観察した場合を示す。本実施形態の表示体１００においても、第１の実施形態と同様に空間周波数ν1、ν2、ν3、およびν4は、１／２００ｎｍ-1〜１／５００ｎｍ-1の範囲内であり、いずれも可視光の波長の逆数より小さい。したがって、前述のように回折光は観察されない。また、テーパ形状の複数の凸部の側面における多重反射により、反射光も出射されない。したがって、観察者は、表示体１０を黒色または灰色の印刷層として認識する。また、表示体１０全体が均一な黒色または灰色として認識されるため、観察者は第１〜第４領域１００ａ〜ｄを区別して認識することもできない。さらに、複数の凸部のそれぞれの寸法も、空間周波数ν1、ν2、ν3、およびν4に応じて微小であるため、観察者は凸部の存在も認識することはできない。以上のように、法線方向からの照明条件下では、観察者は、表示体１００が特殊な光学効果を奏するものとは認識できない。この点は、表示体１００の偽造防止に有効である。
【００４５】
図５（ｂ）に、表示体１００のｘ軸斜め方向（法線方向（ｘ＝０）を除く）に照明光源および観察者を配置し図４に示す本実施形態の表示体１００を斜めに観察した場合を示す。この場合、第１領域１００ａおよび第２領域１００ｂは空間周波数ν1＝１／ａで配列されｙ軸方向に延びる複数の線状突起を有する回折格子として機能し、第３領域１００ｃおよび第４領域１００ｄは空間周波数ν2＝１／ｂで配列されｙ軸方向に延びる複数の線状突起を有する回折格子として機能する。したがって、第１領域１００ａおよび第２領域１００ｂは第１の色を呈する「背景」領域１１０ａを構成し、第３領域１００ｂおよび第４領域１００ｄは第２の色を呈する「画像」領域１１０ｂを構成する。図５の構成の場合、「画像」領域１１０ｂは、「円」の形状を有する。観察者に［背景」領域１１０ａと「画像」領域１１０ｂとを別個の領域と認識させるために、ν1／ν3を１．１以上とすることが望ましい。また、第１の実施形態と同様に、「背景」および「画像」の両方の領域において、それぞれ異なる「虹色」が観察される。
【００４６】
図５（ｃ）に、表示体１００のｙ軸斜め方向（法線方向（ｙ＝０）を除く）に照明光源および観察者を配置し図４に示す本実施形態の表示体１００を斜めに観察した場合を示す。この場合、第１領域１００ａおよび第３領域１００ｃは空間周波数ν3＝１／ｃで配列されｘ軸方向に延びる複数の線状突起を有する回折格子として機能し、第２領域１００ｂおよび第４領域１００ｄは空間周波数ν4＝１／ｄで配列されｘ軸方向に延びる複数の線状突起を有する回折格子として機能する。したがって、第１領域１００ａおよび第３領域１００ｃは第３の色を呈する「背景」領域１１０ｃを構成し、第２領域１００ｄおよび第４領域１００ｄは第４の色を呈する「画像」領域１１０ｄを構成する。図５の構成の場合、「画像」領域１１０ｄは、いわゆる「矢印」の形状を有する。観察者に［背景」領域１１０ｃと「画像」領域１１０ｄとを別個の領域と認識させるために、ν2／ν4を１．１以上とすることが望ましい。また、第１の実施形態と同様に、「背景」および「画像」の両方の領域において、それぞれ異なる「虹色」が観察される。
【００４７】
以上のように、本実施形態の表示体１００は、観察する方向に依存して、異なる形状の画像を観察することができる。この点は、表示体１００の偽造防止に有効である。
【００４８】
なお、図５においては、ｘ軸斜め方向観察時の画像と、ｙ軸斜め方向観察時の画像とが、一部の領域においてのみ重複する構成を示した。このため、ｘ軸斜め方向観察時およびｙ軸斜め方向観察時の背景領域である第１領域１００ａと、ｘ軸斜め方向観察時の背景領域であり、かつｙ軸斜め方向観察時の画像領域である第２領域１００ｂと、ｘ軸斜め方向観察時の画像領域であり、かつｙ軸斜め方向観察時の背景領域である第３領域１００ｃと、ｘ軸斜め方向観察時およびｙ軸斜め方向観察時の画像領域である第４領域１００ｄとの４種の領域を用いた。しかしながら、たとえば、ｘ軸斜め方向観察時の画像と、ｙ軸斜め方向観察時の画像とが全く重複しない場合、第４領域１００ｄを設けることなしに、第１領域１００ａ、第２領域１００ｂおよび第３領域１００ｃの３種の領域で表示体１００を構成することができる。あるいはまた、ｘ軸斜め方向観察時の画像がｙ軸斜め方向観察時の画像に完全に包囲される場合、第３領域１００ｃを設けることなしに、第１領域１００ａ、第２領域１００ｂおよび第４領域１００ｄの３種の領域で表示体１００を構成することができる。
【００４９】
図５においては、第１〜第４領域１００ａ〜ｄのそれぞれが単一の領域からなる構成を例示した。しかしながら、第１〜第４領域１００ａ〜ｄのそれぞれを複数の離間した領域として、より複雑な意匠を表示してもよい。また、第１〜第４領域１００ａ〜ｄに加えて凹凸構造を持たない平坦領域を形成すること、および／または当該平坦領域の一部または全部に反射層４０を形成しないことを組み合わせて、より複雑な意匠を表示してもよい。
【００５０】
本発明の第３の実施形態の物品は、基材と、基材に付着された第１または第２の実施形態の表示体とを含む。図６に物品の１つの構成例の上面図を示し、図７に切断線VII−VIIに沿った断面図を示した。図６および図７に示す物品５００は、基材５１０と、磁気ストライプ５２０と、基材上に形成された印刷層５３０と、電子回路５４０と、第１または第２の実施形態の表示体１０とを含む。磁気ストライプ５２０、印刷層５３０および電子回路５４０は、任意選択的に設けてもよい構成要素である。また、図６および図７には、印刷層５３０が文字および／または符号を表示する文字・符号部５３０ａと、写真、イラストなどを表示する画像部５３０ｂとを含む構成を示した。
【００５１】
基材５１０は、透明であっても、不透明であってもよい。基材５１０、および磁気ストライプ５２０は、当該技術において知られている任意の材料および方法で形成することができる。
【００５２】
また、図６および図７には、印刷層５３０が文字および／または符号を表示する文字・符号部５３０ａと、写真、イラストなどを表示する画像部５３０ｂとを含む構成を示した。印刷層５３０は、当該技術において知られている任意の材料および方法で形成することができる。
【００５３】
さらに、図６および図７には、電子回路５４０として、印刷層５３０の表面に露出する接触型ＩＣを用いた構成を示した。電子回路５４０は、無線通信を行う非接触型ＩＣであってもよい。非接触型ＩＣを用いる場合、電子回路５４０は、必ずしも印刷層５３０の表面に露出していなくてもよい。電子回路５４０は、当該技術において知られている任意の材料および方法で形成することができる。
【００５４】
加えて、図６および図７には、表示体１０が印刷層５３０の表面に付着した構成を示した。印刷層５３０が光透過性の部分を含む場合、表示体１０を基材５１０の表面に付着し、表示体１０の上面を光透過性の印刷層５３０で被覆してもよい。
【００５５】
本実施形態の物品は、紙幣、商品券、株券などの有価証券類；免許証、パスポート、ＩＤカードなどの身分証明書；キャッシュカード；クレジットカード；ラベル、タグなどの他の物品への貼り付けを目的とする物品；玩具；学習教材；装飾品；または美術品などの高級品であってもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０，１００  表示体
１０ａ、１０ｂ、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ  領域
１１０ａ、１１０ｃ  「背景」領域
１１０ｂ、１１０ｄ  「画像」領域
５００  物品
５１０  基材
５２０  磁気ストライプ
５３０  印刷層
５３０ａ  文字・符号部
５３０ｂ  画像部
５４０  電子回路
【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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