(57)【要約】【課題】フルカラー画像を備える表示体であって、明るい画像を表示するとともに、高い偽造防止効果も有する表示体を提供すること。【解決手段】凹凸構造形成層を含み、複数の画素を備え、当該画素は、赤色サブ画素と、緑色サブ画素と、青色サブ画素を備え、当該凹凸構造形成層には、当該各サブ画素が配置された領域において、直線状の凹部または凸部が所定の空間周波数で設けられており、当該複数の画素は、一定のピッチで格子状に配列されており、そのピッチは、３μｍ〜２０μｍであり、当該複数の画素から射出される回折光の配光分布を用いて、表示体の真贋判定が行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸構造形成層を含み、複数の画素を備える表示体であって、
前記画素は、赤色サブ画素と、緑色サブ画素と、青色サブ画素を備え、
前記凹凸構造形成層には、前記各サブ画素が配置された領域において、直線状の凹部または凸部が所定の空間周波数で設けられており、
前記複数の画素は、一定のピッチで格子状に配列されており、そのピッチは、３μｍ〜２０μｍであり、
前記複数の画素から射出される回折光の配光分布を用いて、前記表示体の真贋判定が行われることを特徴とする、表示体。
【請求項２】
前記赤色サブ画素、緑色サブ画素、青色サブ画素の各サブ画素が、画像の水平方向に連続して配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の表示体。
【請求項３】
前記赤色サブ画素、緑色サブ画素、青色サブ画素の各サブ画素が、画像の垂直方向に連続して配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の表示体。
【請求項４】
光反射層が、前記凹凸構造形成層の凹凸面を少なくとも一部被覆していることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の表示体。
【請求項５】
前記回折光の配光分布が、配光角の変化に伴う回折光の輝度分布であり、前記輝度分布において、回折光の輝度の増減が、一定の周期で繰り返されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の表示体。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載の表示体の真贋判定方法であって、
前記表示体を所定の位置に設置する工程と、
前記表示体の画像領域に光を照射する工程と、
前記画像領域から射出される回折光を光センサにより受光して、回折光の配光分布を読み取る工程と、
前記読み取られた回折光の配光分布に関するデータを用いて、表示体の真贋判定を行う工程と、
を含むことを特徴とする、真贋判定方法。
【請求項７】
前記回折光の配光分布は、配光角の変化に伴う回折光の輝度分布であることを特徴とする、請求項６に記載の真贋判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偽造防止効果、装飾効果、および／または美的効果を提供する表示体に関する。特に、紙幣、ＩＤ、ＢＰ用セキュリティデバイスに応用することが可能な偽造防止効果を提供する表示体に関する。
【背景技術】
【０００２】
有価証券、証明書、ブランド品、および電子機器などの物品には、それらの偽造を防止するために、通常の印刷物とは視覚効果が異なる表示体が貼り付けられている。
【０００３】
ホログラム、回折格子などの表示体は、光回折、光散乱、薄膜干渉などの作用により、画像を表示する。光回折などの作用は、表示体の表示面に設けられた数μｍから数ｎｍ程度の微細な構造により生じる。このように、微細な構造を用いた表示体は、印刷により画像を表示していないことから、紫外線によるインクの退色がなく、また紫外線による構造の経時劣化も少ない。さらに容易に複製ができないなど数多くの優れた特徴を有している。
【０００４】
例えば、回折格子による画像形成としては、画像表示部を複数の微細な領域に分割して、その各領域に、直線状の凸部が所定の周期で平行に配置された凹凸構造を設ける方法が知られている。回折格子で表示面を形成すれば、表示面から射出される回折光の強度が高まることから、一般的なホログラムに比べてヌケがよく、明るい画像を表示することができる。
【０００５】
一方で回折格子は鏡面と同様、光反射が起こり、光源の種類に影響を受ける。例えば、点光源の場合には、その観察視域が狭くなり、特に、屋外における太陽光下では、きらきら光る点が強調されて、記録された画像が観察しにくくなる。また、雲天下や蛍光灯下のように、表示面に広範囲から光線が入射すると表示色の彩度が低下してしまう欠点もある。
【０００６】
観察視域が狭くなる問題を改善する手法としては、画像表示部を複数の微細な領域に分割して、その各領域に、凸部の長さ方向が相違する回折格子を配置する方法、または画像表示部を円弧状の回折格子群で構成する方法が知られている。これらの方法によれば、表示部から射出する回折光をある程度広い範囲に分散させることが可能であるために、観察領域を広げることができる。
【０００７】
また、フルカラー画像を表現するために、画素を更に細分化して、その細分化した領域に、空間周波数が異なる凹凸構造を設けることで、一方向から観察した際の回折光の発色を調整する手法も考案されている（特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４０３９６８５号公報
【特許文献２】特開２００２−２０８０５３号公報
【特許文献３】特開平７−９２３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、フルカラー画像を表示する技術が広く知られるようになった結果、上記の技術が模倣される可能性も少なくない。このため、より偽造防止効果の高い表示体が必要とされる。
【００１０】
例えば、フルカラー画像を表示する表示体において、この表示体の真贋判定をするために、新たな偽造防止手段を設けることが考えられる。その場合には、通常、偽造防止手段を設ける領域を新たに確保する必要がある。このため、本来、カラー画像が設けられる領域に偽造防止手段を設けなければならず、観察される画像は、新たな偽造防止手段を設けない場合と比較し、暗くなり、質が低下する傾向にある。特に、画像表示部を複数の領域に分割して、各領域に、凸部の長さ方向が相違する回折格子を配置した表示体においては、もともと画像は暗くなる傾向にあるため、新たな偽造防止手段を設けると、さらに画像が暗くなり、質が著しく低下してしまうおそれがある。
【００１１】
本発明の目的は、フルカラー画像を備える表示体であって、明るい画像を表示するとともに、高い偽造防止効果を有する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】
【００１２】
本発明は、凹凸構造形成層を含み、複数の画素を備える表示体であって、前記画素は、赤色サブ画素と、緑色サブ画素と、青色サブ画素を備え、前記凹凸構造形成層には、前記各サブ画素が配置された領域において、直線状の凹部または凸部が所定の空間周波数で設けられており、前記複数の画素は、一定のピッチで格子状に配列されており、そのピッチは、３μｍ〜２０μｍであり、前記複数の画素から射出される回折光の配光分布を用いて、前記表示体の真贋判定が行われる表示体に関する。
【００１３】
前記赤色サブ画素、緑色サブ画素、青色サブ画素の各サブ画素が、画像の水平方向に連続して配置されていることが好ましい。
【００１４】
前記赤色サブ画素、緑色サブ画素、青色サブ画素の各サブ画素が、画像の垂直方向に連続して配置されていることが好ましい。
【００１５】
光反射層が、前記凹凸構造形成層の凹凸面を少なくとも一部被覆していることが好ましい。
【００１６】
前記回折光の配光分布が、配光角の変化に伴う回折光の輝度分布であり、前記輝度分布において、回折光の輝度の増減が、一定の周期で繰り返されていることが好ましい。
【００１７】
本発明は、前記表示体を所定の位置に設置する工程と、前記表示体の画像領域に光を照射する工程と、前記画像領域から射出される回折光を光センサにより受光して、回折光の配光分布を読み取る工程と、前記読み取られた回折光の配光分布に関するデータを用いて、表示体の真贋判定を行う工程とを含む、前記表示体の真贋判定方法も包含する。
【００１８】
前記回折光の配光分布は、配光角の変化に伴う回折光の輝度分布であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の表示体は、明るいフルカラー画像を表示するとともに、高い偽造防止効果も有している。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は、本発明に係る表示体の一例を概略的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の平面図において一点鎖線の円で囲まれた部分を拡大した図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示すＩＣ−ＩＣ線に沿った断面図である。
【図２】図１（ｂ）に示す画素を拡大した図である。
【図３】画素の他の例を概略的に示した図である。
【図４】画素の他の例を概略的に示した図である。
【図５】画素の他の例を概略的に示した図である。
【図６】画素の他の例を概略的に示した図である。
【図７】本発明に係る表示体に表示される画像の観察例を説明する概略図である。
【図８】本発明に係る表示体の真贋判定方法を説明するための概略図である。
【図９】実施例１で製造した表示体を用いて輝度を測定した結果を示すグラフである。
【図１０】実施例２で製造した表示体を用いて輝度を測定した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態について詳細に説明する。以下の説明において適宜図面を参照するが、図面に記載された態様は本発明の例示であり、本発明はこれらの図面に記載された態様に制限されない。なお、各図において、同様の、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、重複する説明を省略することがある。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。さらに、本明細書において、「〜」とは、その前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。なお、図１〜図８において、Ｘ方向およびＹ方向は、画像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方向およびＹ方向に対して垂直な方向である。
【００２２】
＜表示体＞
本発明に係る表示体は、凹凸構造形成層を含み、複数の画素を備える。また、前記画素は、赤色サブ画素と、緑色サブ画素と、青色サブ画素を備え、前記凹凸構造形成層には、前記各サブ画素が配置された領域において、直線状の凹部または凸部が所定の空間周波数で設けられており、前記複数の画素は、一定のピッチで格子状に配列されており、そのピッチは、３．０μｍ〜２０．０μｍである。さらに、本発明に係る表示体は、複数の画素から射出される回折光の配光分布を用いて、その真贋判定が行われる。
【００２３】
図１（ａ）は、本発明に係る表示体の一例を概略的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の平面図において一点鎖線の円で囲まれた部分を拡大した図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示すＩＣ−ＩＣ線に沿った断面図である。
【００２４】
本発明に係る表示体１０は、図１（ａ）に示すように、画像４を表示する。画像４は、図１（ｂ）に示すように、格子状に配列した複数の画素ＰＥから構成されている。また、図１（ｃ）に示す例では、画素ＰＥが配列された領域において、凹凸構造形成層２は、その一方の面に凸部を有している。ここで、図１（ｃ）に示す例では、凹凸構造形成層２に凸部が設けられているが、本発明では、凸部の代わりに凹部が設けられていてもよい。本明細書において、凸部の説明がされている場合、これを凹部の説明として適宜読み替えることができるものとする。
【００２５】
以下、表示体１０の層構成および層に用いる材料について説明する。
（凹凸構造形成層）
凹凸構造形成層２は、光透過性を有しており、典型的には透明、特に無色透明である。なお、凹凸構造形成層２の凹凸構造の詳細については、後述する（画素が設けられた領域における凹凸構造形成層の凹凸構造）の項で説明する。
【００２６】
凹凸構造形成層２の材料としては、例えば、熱可塑性樹脂または光硬化性樹脂を使用することができる。
【００２７】
その一例としては、オレフィン系樹脂を用いることができ、具体的には、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、塩化ビニルなどが挙げられる。これら材料は、易加工性と柔軟性を有し、仕上がり品の風合いがよい。
【００２８】
他の例としては、一般的な透明樹脂を材料として用いることもできる。加工が比較的容易なものとして、例えば、ポリカーボネート樹脂、メタクリルスチレン（ＭＳ）樹脂などが挙げられる。これらを用いれば耐衝撃性に優れるために、凹凸構造形成層２に割れにくい特性を持たせることができる。アクリル系樹脂およびポリスチレン系樹脂を用いれば耐擦性に優れた特徴を付与することができる。
【００２９】
また、凹凸構造形成層２は、凹凸面とは反対の面に基材を含んでいてもよい。この場合、基材は、凹凸構造形成層２の下地としての役割を果たすとともに、凹凸構造形成層２を保護する役割を果たす。これにより、本発明の表示体１０の強度を高めることができ、さらに、本発明の表示体１０の厚みを薄くすることも可能となる。
【００３０】
基材の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のように比較的高い耐熱性を有している樹脂を用いることができる。
【００３１】
（任意の層）
本発明の表示体１０は、光反射層、接着層などその他の層を更に含んでいてもよい。
【００３２】
光反射層は、光を反射する層である。
【００３３】
光反射層は、凹凸構造形成層２の凹凸構造が設けられた面の全てまたは一部を被覆するように設けることができる。
【００３４】
光反射層としては、例えば、アルミニウム、銀、金、およ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、光反射層として、凹凸構造形成層２とは屈折率が異なる誘電体層を使用してもよい。或いは、光反射層として、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、凹凸構造形成層２と接触しているものの屈折率は、凹凸構造形成層２の屈折率とは異なっていることが望ましい。
【００３５】
接着層は、本発明の表示体１０を、被転写体である基材に接着するために設けられる層である。
【００３６】
接着層の材料としては、例えば、アクリル系接着剤（商品名：ＳＫダイン  綜研化学（株）製）などの樹脂を用いることができる。
【００３７】
（画素が設けられた領域における凹凸構造形成層の凹凸構造）
次に、画素が設けられた領域における凹凸構造形成層の凹凸構造を説明する。
【００３８】
本発明の表示体１０において、画像４は、図１（ｂ）に示すように、複数の画素ＰＥから構成されている。「画素」は、画像４を構成している最小単位であり、画素ＰＥの発色により色の付いた画像４が表示される。図２は、図１（ｂ）に示す画素ＰＥを拡大した図である。図２に示すように、画素ＰＥは、赤色サブ画素ＰＥＲと、緑色サブ画素ＰＥＧと、青色サブ画素ＰＥＢを備えている。
【００３９】
赤色サブ画素ＰＥＲと、緑色サブ画素ＰＥＧと、青色サブ画素ＰＥＢの各サブ領域が配置された領域において、凹凸構造形成層２は、直線状の凹部または凸部が所定の周期Ｐで平行に並んで構成された凹凸構造（以下、単に「回折格子」とも称する）を有する。回折格子における直線状の凹部または凸部の周期Ｐ（以下、単に「回折格子の周期Ｐ」とも称する）は、画像４の観察条件を予め設定することにより、以下のように定めることができる。
【００４０】
回折格子の長さ方向に対して垂直な面内で光が進行する場合において、回折格子の周期Ｐは、下記の式（１）から算出することができる。
【００４１】
Ｐ＝ｍλ／（ｓｉｎα−ｓｉｎβ）・・・（式１）
式（１）において、Ｐは回折格子の周期を表し、ｍは回折次数を表し、λは入射光および回折光の波長を表している。また、αは、照明光の入射角、βは、ｍ次回折光（ｍ＝０、±１、±２、・・・）の射出角を表している。
【００４２】
そこで、入射光および回折光の波長λ、照明光の入射角α、１次回折光の射出角βを予め設定することにより、回折格子の周期Ｐを（式１）から算出することができる。
【００４３】
例えば、表示体１０の画像表示面に白色光を４５度で入射させて、画像４を正面から観察する場合に、観察者が赤色、緑色、青色として知覚する１次回折光の波長をそれぞれ６１５ｎｍ、５４０ｎｍ、４５６ｎｍとすると、赤色サブ画素ＰＥＲ、緑色サブ画素ＰＥＧ、青色サブ画素ＰＥＢの各領域に設ける回折格子の周期はそれぞれ、８７０ｎｍ、７６４ｎｍ、および６４５ｎｍとなる。ここで、回折格子の周期Ｐを回折格子の空間周波数で表すには、回折格子の周期Ｐの逆数をとればよいから、赤色サブ画素ＰＥＲ、緑色サブ画素ＰＥＧ、青色サブ画素ＰＥＢの各領域に設ける回折格子の空間周波数はそれぞれ、１１５０本／ｍｍ、１３１０本／ｍｍ、１５５０本／ｍｍとなる。同様に、例えば、表示体１０の画像表示面に白色光を３５度で入射させる場合には、赤色サブ画素ＰＥＲ、緑色サブ画素ＰＥＧ、青色サブ画素ＰＥＢの各領域に設ける回折格子の空間周波数をそれぞれ、およそ９３０本／ｍｍ、１０６０本／ｍｍ、１２５５本／ｍｍとすればよい。
【００４４】
このように、各サブ画素の領域に設ける回折格子の空間周波数は、観察条件に応じて適宜決定することができる。
【００４５】
画像４の発色の色味、輝度を調整するには、赤色サブ画素ＰＥＲ、緑色サブ画素ＰＥＧ、青色サブ画素ＰＥＢの各領域に設ける回折格子が占める面積を調整すればよい。
【００４６】
色味を調整するには、図２に示す例のように、赤色サブ画素ＰＥＲ、緑色サブ画素ＰＥＧ、青色サブ画素ＰＥＢの領域間で、回折格子が占める面積を変化させればよい。同図に示す例においては、赤色サブ画素ＰＥＲ、緑色サブ画素ＰＥＧ、青色サブ画素ＰＥＢの順に回折格子が占める面積が小さくなっている。なお、サブ画素の領域間で、回折格子が占める面積を等しくすると、赤、緑、青が等比率で混合されるため、白色を表示することとなる。
【００４７】
輝度を高くするには、各サブ画素の領域において、回折格子が占める面積を大きくすればよい。なお、回折格子を設けない領域には、図２に示すように、平坦部Ｆを設けることができる。
【００４８】
回折格子を構成する凸部に関し、その長さ方向に垂直な断面の形状は、例えば、正方形、長方形など矩形状、逆Ｖ字形、逆Ｕ字形、台形等の先細り形状とすることができる。図１（ｃ）には、一例として、凸部の断面形状が矩形状である場合を描いている。
【００４９】
回折格子を構成する凸部の高さｈの平均値は、例えば、０．１μｍ〜０．３μｍとすることができる。ここで、凸部の高さｈは、図１（ｃ）に示すように、頂部２ａから底部平面２ｂまでの距離である。
【００５０】
図２に示す画素ＰＥの例においては、回折格子を構成する凸部の長さ方向はいずれもＸ方向に沿っているが、これに限るものではない。赤色サブ画素ＰＥＲ、緑色サブ画素ＰＥＧ、青色サブ画素ＰＥＢの各サブ画素を、複数に分割して、その分割した領域に、長さ方向が相違する凸部を設けることにより、画素ＰＥを形成してもよい。図３の例においては、各サブ画素を、水平方向（Ｘ方向）に３分割して、その分割した領域に、上から順に、凸部の長さ方向が、Ｘ方向のもの、Ｘ軸に対して反時計回りにγ度なすもの、Ｘ軸に対して時計回りにγ度なすものが設けられている。ここで、Ｘ軸と凸部の長さ方向のなす角度について、Ｘ軸を基準として、反時計回りにγ度なす角度を＋γ°、時計回りにγ度なす角度を−γ°とすると、角度γは、観察領域を広げる観点から、０°〜３０°とすることが好ましい。このように、凸部の長さ方向が相違するものを組み合わせることにより、回折格子から射出される回折光は、凸部の長さ方向が全て同じである図２の例と比較し、その射出範囲が広がるために、観察者の視野角（特に左右の視野角）が拡大する。
【００５１】
図２および３に示す画素ＰＥでは、画素ＰＥが垂直方向（Ｙ方向）に分割されて、各サブ画素が配置されていたが、水平方向（Ｘ方向）に分割されて、各サブ画素が配置されていてもよい。図４に示す画素ＰＥの例では、画素ＰＥが水平方向（Ｘ方向）に３分割するとともに、さらに、各サブ画素を垂直方向（Ｙ方向）に３分割して、その分割した領域に、長さ方向が相違する凸部が設けられている。
【００５２】
図３および４に示す画素ＰＥの例では、各サブ画素の領域に平坦部Ｆを設けることなく、回折格子を配置しているが、適宜、平坦部Ｆを設けることができる。図５に示す画素ＰＥの例では、各サブ画素の領域内に平坦部Ｆを設け、これにより分割された領域に、長さ方向が相違する凸部が設けられている。また、図６に示す画素ＰＥの例では、各サブ画素の領域間に平坦部Ｆを設け、さらに、各サブ画素が垂直方向（Ｙ方向）に３分割されて、分割された領域に、長さ方向が相違する凸部が設けられている。図５および６に示す例のように、サブ画素の領域間および／または領域内に平坦部Ｆを設けることで、回折光の配光分布がより明瞭となることから、後述する表示体の真贋判定方法において有利となる。
【００５３】
また、図５および６に示す以外にも、画素内に平坦部Ｆを適宜設けることができる。例えば、画素ＰＥの周囲またはサブ画素の周囲に平坦部Ｆを設けてもよい。画素ＰＥの周囲に平坦部Ｆを設ける場合には、複数の画素ＰＥを配列した際に、画素ＰＥ間が平坦部Ｆにより区分けされる。
【００５４】
（画素の配列）
次に、上記に説明した画素の配列について説明する。
【００５５】
図２から６に示した例では、画素ＰＥの外形を正方形として描いたが、これに限るものではない。例えば、画素ＰＥの外形を長方形とすることができる。
【００５６】
また、本発明において、画素ＰＥは、一定のピッチで格子状に配列されている。図１（ｂ）に示す例では、外形が正方形である画素ＰＥが格子状に配列されている。ここで、画素ピッチとは、隣り合う画素ＰＥの中心間距離を意味する。図１（ｂ）に示す例のように、外形が正方形の画素ＰＥを配列した場合には、画素ＰＥの外形の一辺の長さが画素ピッチに相当する。ここで、外形が正方形である画素ＰＥの代わりに、外形が長方形である画素ＰＥを格子状に配列する場合には、水平方向（Ｘ方向）の辺の長さが画素ピッチに相当する。
【００５７】
画素ピッチは、３μｍ〜２０μｍであり、好ましくは、６．５μｍ〜１５μｍであり、さらに好ましくは１０μｍである。画素ピッチをこの範囲とすることにより、回折光の配光分布が明瞭となることから、後述する表示体の真贋判定方法において有利となる。
【００５８】
以上に説明した画素ＰＥを、例えば、所望の文字、図形、記号の形状にあわせて格子状に配置することで、表示体１０に当該文字等を画像４として表示させることができる。
【００５９】
＜表示体の画像観察＞
本発明の表示体は、観察者が目視可能な画像を表示する。以下、図７を参照して、この画像表示について説明する。
【００６０】
図７は、本発明に係る表示体１０に表示される画像の観察例を説明する図である。図７では、観察者Ｏｂが、ＸＹ面上に配置された表示体１０の画像をＺ軸方向から観察している様子を示している。また、図７では、本発明の表示体１０は、画素の水平配列方向とＸ方向とが一致するように固定されている。これは、図１（ｂ）の例に示すような状態を意味する。
【００６１】
画像を構成する画素領域に設けられた回折格子に、表示体１０の観察者Ｏｂ側に位置する光源ＬＳ1から白色光Ｌ1が入射角αで照射されると、回折格子から複数の反射の回折光が射出される。回折格子から射出される回折光のうち、観察者Ｏｂの瞳に届くのは、赤色サブ画素、緑色サブ画素、青色サブ画素の各領域に設けられた凸部の周期構造に起因する（１次）回折光Ｌ2である。これにより、観察者Ｏｂは、各領域から射出される赤色、緑色、および青色の回折光が混ぜ合わさって形成される色（混色）により表示される画像を認識する。図７の例では、簡略化のために、観察者Ｏｂの瞳に届くＺ方向に射出される回折光Ｌ2のみを描いている。
【００６２】
図４に示すような凸部の長さ方向が相違する画素を配列した画像を備える表示体１０の場合には、回折光は左右方向に、より広がりながら射出するために、視野角が広がり、観察者Ｏｂは、Ｚ方向から左右に離れた位置からであっても、画像を視認することができる。
【００６３】
＜表示体の真贋判定方法＞
次に、本発明に係る表示体を真贋判定する方法について説明する。
【００６４】
当該方法は、本発明に係る表示体を所定の位置に設置する工程と、画像領域に光を照射する工程と、画像領域から射出される回折光を光センサにより受光して、回折光の配光分布を読み取る工程と、読み取られた回折光の配光分布に関するデータを用いて、表示体の真贋判定を行う工程とを含む。
【００６５】
以下、図８を参照して各工程について説明する。
（表示体を適切に設置する工程）
本工程は、本発明に係る表示体１０を所定の位置に設置する工程である。
【００６６】
本工程では、表示体１０を、その画素の水平配列方向が、後述する光センサ６の移動方向または複数の光センサ６の配置方向と一致するように設置する。
【００６７】
（画素領域に光を照射する工程）
本工程は、表示体１０の画像領域に光を照射する工程である。
【００６８】
光を照射する光源ＬＳ2としては、点光源とみなせる程度の見込み角度の小さい光源を用いることが好ましい。例としては、光ファイバーによる微小光源、レーザー光源、ＬＥＤ光源を挙げることができる。また、図８に示すように、光源ＬＳ2からの光Ｌ1の入射角度αは、画像領域から射出される回折光Ｌ2，Ｌ3が光センサの受光部に到達するように適宜設定すればよい。
【００６９】
（回折光の配光分布を読み取る工程）
本工程は、画像領域から射出される回折光Ｌ2，Ｌ3を光センサ６により受光して、回折光Ｌ2，Ｌ3の配光分布を読み取る工程である。
【００７０】
回折光Ｌ2，Ｌ3の受光手段としては、輝度測定器などの光センサ６を用いることができる。
【００７１】
光センサ６は、その受光面を、表示体１０の画像表示面に対向させて、表示体１０と一定の間隔を保持して配置する。受光の際には、図８に示す例のように、光センサ６をＸ方向に移動させて、回折光Ｌ2，Ｌ3の配光分布を読み取ることができる。あるいは、光センサ６を移動させる代わりに移動箇所に、複数の光センサ６を設置して回折光Ｌ2，Ｌ3の配光分布を読み取ってもよい。
【００７２】
読み取る回折光Ｌ2，Ｌ3には、図８に示すように、凸部の周期構造に起因する回折光Ｌ2に加えて、一定のピッチで形成された画素の格子状配列に起因する回折光Ｌ3も含まれる。特に、画素の格子状配列に起因する回折光Ｌ3は、Ｚ軸を中心に左右に広がって射出される。左右に広がる回折光は、図８に示すＺ軸とのなす射出角βが、画素ピッチにより変動する。具体的には、画素ピッチを大きくすると、射出角βは小さくなり、画素ピッチを小さくすると射出角βは大きくなる。例えば、光の入射角度αを４５度、入射光の波長λを５４０ｎｍ、画素ピッチｄを３０μｍとすると、前掲の式（１）：ｄ＝ｍλ／（ｓｉｎα−ｓｉｎβ）を用いて、左右対称に広がる１次回折光の射出角βは、１．４度として算出され、画素ピッチｄを３０μｍから１０μｍに小さくすると、４．２度と算出される。なお、図８の例では、簡略化のために、一部の回折光のみを描いている。
【００７３】
（表示体の真贋判定を行う工程）
本工程は、読み取られた回折光Ｌ2，Ｌ3の配光分布に関するデータを用いて、表示体１０の真贋判定を行う工程である。
【００７４】
上記で説明したとおり、本発明の表示体１０では、画素を一定のピッチで格子状配列しているために、この画素の配列により生じる回折光Ｌ3は、Ｚ軸を中心に左右に広がって射出される。この回折光の広がりおよび強度は、画素ピッチ、画素に設けられた回折格子の構造等に起因するものであるため、個々の表示体１０に特有のものであるといえる。このため、回折光の配光分布に関するデータを用いて、予め用意されている真正データと照合することで、表示体１０の真贋判断を行うことができる。例えば、上記（回折光の配光分布を読み取る工程）において、光センサとして輝度測定器を使用する場合、Ｚ軸を中心に左右に広がって射出される回折光の輝度を読み取り、その回折光の配光角度（射出角度）に対する相対輝度の大きさを図示すると、櫛歯状に伸びた複数のシャープなピークからなるグラフ（図９および図１０において実線で示されているグラフ）、となる。このグラフの形状、ピークの中心間距離（周期）、ピーク幅等に基づいて、予め用意されている真正データと照合することで、表示体１０の真贋判断を行うことができる。
【００７５】
以上のように、本発明の表示体は、赤色サブ画素、緑色サブ画素、青色サブ画素の各領域に設けられた凸部の周期構造に起因する回折光により、フルカラー画像を表示する。また、画像を構成する画素が一定のピッチで格子状に配列されていることから、その画素ピッチに応じた回折光を射出する。そして、この回折光を光センサにて受光し、回折光の配光分布を読み取り、予め用意されている真正データと照合することで、表示体の真贋判定を行うことができる。このように、本発明においては、カラー画像が設けられる領域とは別に、表示体の真贋判定のための偽造防止手段を設ける領域を新たに設ける必要がない。したがって、本発明の表示体は、明るい画像を表示するとともに、高い偽造防止効果も有している。
【００７６】
以上の＜表示体の画像観察＞および＜表示体の真贋判定方法＞の説明においては、光反射層を設けた反射型の表示体を用いる場合を例としていたが、光反射層を設けない透過型の表示体を用いる場合においても基本的に同様のことが当てはまる。但し、透過型の表示体の場合には、光源ＬＳ1，ＬＳ2は、表示体１０に対して、観察者Ｏｂまたは光センサ６とは反対側に位置し、光源ＬＳ1，ＬＳ2から白色光Ｌ1が入射角αで表示体に照射される。そして照射光は、表示体の内部を通り抜け、この透過光を観察者Ｏｂまたは光センサが認識することとなる。なお、透過型の表示体を用いる場合には、凸部の高さｈの平均値は、０．２μｍ〜２．０μｍとすることができる。また、透過型の表示体において、凹凸構造形成層２に接する層が存在する場合には、当該層も光を透過する層である。その層の材料としては、ＺｎＳやアルミナ等の無機化合物やフッ素樹脂、アクリル樹脂等のポリマーを用いることができる。さらに、凹凸構造形成層２に接する層と凹凸構造形成層２との屈折率差は、０．１〜１．０であることが好ましい。
【００７７】
＜表示体の製造方法＞
次に、本発明の表示体の製造方法を説明する。
【００７８】
本発明の表示体１０は、各層を構成する材料および層構成に応じて、公知の方法から適切な方法を適宜選択して製造することができる。
【００７９】
例えば、凹凸構造形成層２の材料として、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）などを用いる場合には、押出し成型方法などを適用することができる。具体的には、表面に所望の凹凸形状を形成した冷却ロールに溶融樹脂を接触させて、冷却ロール表面の凹凸パターンを溶融樹脂に転写した後、冷却固化して、凹凸構造形成層２を形成することができる。
【００８０】
また、凹凸構造形成層２の下地として基材を含む場合には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基材上に、熱可塑性樹脂または光硬化性樹脂を塗布し、塗膜に、所望の凹凸形状を形成した金属製スタンパを密着させ、この状態で樹脂層を加熱するかまたは光を照射し、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、凹凸構造形成層２を形成することができる。
【００８１】
金属製スタンパは、金属表面上に凹凸構造を直接形成する方法、例えば、ロール表面の銅層もしくはニッケル層をダイヤモンドバイトなどの切削工具を用いて機械的に凹凸構造を形成する方法、感光材を使用した露光プロセスによる選択的なエッチング法による方法、または、レーザー光などによるアブレーションを利用して金属表面を加工する方法により形成することができる。また、より微細な凹凸形状を有する金属製スタンパの製造方法としては、フォトレジストが塗布された均一な膜厚の層に、ステッパー装置や電子線描画装置などで所望のパターンを描画し、現像処理を供して、原版を得、これを電鋳加工して、金属製スタンパを得る方法が好適である。
【００８２】
光反射層を形成する場合には、凹凸構造形成層２上に、例えば、蒸着法、スパッタ法、銀鏡処理法などの方法によりアルミニウム等の金属または誘電体を単層または多層に堆積させ、光反射層を形成することができる。なお、凹凸構造形成層２の一部のみを被覆した光反射層、即ち、パターニングされた光反射層は、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。
【実施例】
【００８３】
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は、下記実施例に制限されるものではない。
＜表示体の製造＞
（実施例１）
以下のようにして、本発明の表示体を製造した。
【００８４】
まず、厚さが１６μｍであるポリエチレンテレフタレートフィルム（商品名東洋紡績エステルフィルム、以下、ＰＥＴフィルム）上に、紫外線硬化樹脂（東亜合成製アロニックス）を塗布した。
【００８５】
次いで、この塗膜に、所定の凹凸構造が設けられたニッケル製スタンパを押し当てながら、ＰＥＴフィルム側から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させた。
【００８６】
その後、ニッケル製スタンパを取り除くことにより、一方の面に所望の凹凸構造を有する凹凸構造形成層を得た。ニッケル製スタンパは、フォトレジストが塗布された均一な膜厚の層に、電子線描画装置で描画し、現像、電鋳を行うことにより凹凸パターンを形成した。
【００８７】
得られた凹凸構造形成層は、一辺１０μｍの正方形状の画素を格子状に配列した凹凸構造を有していた。画素は、図４に示すように、水平方向（Ｘ方向）に３分割された赤色サブ画素、緑色サブ画素、および青色サブ画素を備え、各サブ画素の領域に設けられた回折格子の空間周波数はそれぞれ、１１５０本／ｍｍ、１３１０本／ｍｍ、１５５０本／ｍｍであった。また、各サブ画素の領域は、垂直方向（Ｙ方向）に３分割されており、その分割された領域には、凸部の長さ方向とＸ軸のなす角度が、＋５°、０°、−５°となるように回折格子が設けていた。
【００８８】
次に、凹凸構造形成層の凹凸面に、真空蒸着法によりアルミニウムを均一に堆積させて、光反射層を形成した。
【００８９】
（実施例２）
各サブ画素の領域を、水平方向（Ｘ方向）に５分割して、その分割した領域にそれぞれ、凸部の長さ方向とＸ軸のなす角度が、＋２５°、＋１２．５°、０°、−５°、−１２．５°、−２５°となるように回折格子を設けたこと以外は実施例１と同様にして、表示体を製造した。
【００９０】
（比較例１）
画素の一辺の長さを３０μｍに変更した以外は実施例１と同様にして、表示体を製造した。
【００９１】
（比較例２）
画素の一辺の長さを３０μｍに変更した以外は実施例２と同様にして、表示体を製造した。
【００９２】
＜目視観察＞
実施例１および２で製造した表示体に表示される画像を目視により観察した。観察時の白色光の入射角αを４５度とし、表示面に対し法線方向から画像を観察した。
【００９３】
その結果、いずれの表示体も白色の画像を表示した。また、画素の格子状配列に起因する回折光を目視により知覚することはなかった。
【００９４】
＜真贋判定の検討＞
実施例１および２、ならびに比較例１および２で製造した表示体に対して、これら表示体から射出される回折光の配光分布を読み取り、真贋判定が実施できるかを検討した。
【００９５】
回折光の配光分布を読み取るために、光センサとして輝度分布測定器（ＥＬＤＩＭ社製視野角特性測定評価装置）を用いた。
【００９６】
先ず、表示体における画素の水平配列方向が、輝度測定器の移動方向と一致するように表示体を所定の位置に設置した。次に、入射角αが４５度となるように、Ｄ６５光源（ウシオ電機社製標準光源）を用いて光を画像表示面に照射した。続いて、輝度測定器を移動させて、表示体から射出される回折光の輝度を測定した。その結果を、図９および図１０に示す。図９および１０は、回折光の配光角（射出角）βに対する相対輝度を表したグラフである。回折光の配光角（射出角）βは、画像表示面の法線方向（図８のＺ軸）を基準としている。なお、図９は、実施例１および比較例１で製造した表示体を用いた場合の結果を示し、図１０は、実施例２および比較例２で製造した表示体を用いた場合の結果を示している。
【００９７】
図９に示すとおり、画素の一辺の長さ（画素のピッチ）が１０μｍである実施例１で製造した表示体を用いた場合には、櫛歯状に伸びた複数のシャープなピークからなるグラフが得られた。このピークは、一定の周期を有していた。グラフの形状、ピークの中心間距離（周期）等は、個々の表示体に固有のものであると考えられることから、これを、予め用意されている真正データと照合することで、表示体の真贋判断を行うことができる。一方、画素の一辺の長さ（画素のピッチ）が３０μｍである比較例１で製造した表示体を用いた場合には、複数のシャープなピークを確認することができず、これに基づき、表示体の真贋判断を行うことは困難である。
【００９８】
図１０においても、図９と同様に、画素の一辺の長さ（画素のピッチ）が１０μｍである実施例２で製造した表示体を用いた場合には、櫛歯状に伸びた複数のシャープなピークからなるグラフが得られた。他方、画素の一辺の長さ（画素のピッチ）が３０μｍである比較例２で製造した表示体を用いた場合には、シャープなピークを確認することができなかった。
【００９９】
以上により、表示体の真贋判断を行うことができる回折光の配光分布を得るには、画素のピッチ（画素の一辺の長さ）を３０μｍ未満にすることが肝要であることが判明した。
【符号の説明】
【０１００】
２      凹凸構造形成層
４      画像
１０      表示体
ＰＥ      画素
ＰＥＲ    赤色サブ画素
ＰＥＧ    緑色サブ画素
ＰＥＢ    青色サブ画素
【図１】
2017207593.tif 000003
【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】
2017207593.tif 000008
【図７】
2017207593.tif 000009
【図８】
2017207593.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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