ИНДИКАТОР И МАРКИРОВАННОЕ ИЗДЕЛИЕ
INDICATOR AND MARKED ARTICLE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к технологии создания индикаторов (средств отображения), которая, например, обеспечивает эффект защиты от подделки.
Уровень техники
Обычно для предотвращения подделки ценных бумаг, таких как ваучеры и чеки, карт, таких как кредитные карты, платежные карты и идентификационные карты, удостоверений личности, таких как паспорта и водительские права, эти документы снабжаются индикатором, который обеспечивает визуальный эффект, отличный от визуального эффекта, обеспечиваемого обычной печатью. В последние годы большой социальной проблемой стало распространение и других поддельных изделий, не относящихся к вышеописанным, в том числе. Таким образом, возможности применения к указанным изделиям подобной технологии, обеспечивающей предотвращение подделки, неуклонно расширяются.
Одним из индикаторов, обеспечивающих визуальный эффект, отличный от визуального эффекта, обеспечиваемого обычной печатью, является индикатор (устройство отображения), включающий в себя конфигурацию канавок в виде дифракционной решетки. Такой индикатор может быть сформирован, например, для отображения изображения, изменяющегося в зависимости от условий наблюдения, или стереоскопического изображения. Иридирующие спектральные цвета, отображаемые дифракционной решеткой, не могут быть созданы при использовании технологий обычной печати. Таким образом, для изделий, требующих принятия мер по предотвращению подделки, широко используют индикатор, содержащий дифракционную решетку.
В опубликованной патентной заявке KOKAI №2-72320 описан процесс компоновки дифракционных решеток, отличающихся друг от друга в направлении длины канавок или константами решетки, например, шагами канавок, что обеспечивает отображение некоего рисунка. При изменении положения наблюдателя или источника света относительно дифракционной решетки изменяется длина волны дифрагированного света, достигающего глаз наблюдателя. Следовательно, если принять вышеописанную конфигурацию, то можно обеспечить отображение иридирующего изображения.
В индикаторе, где используется дифракционная решетка, обычно применяют дифракционную решетку рельефного типа. Дифракционную решетку рельефного типа обычно получают путем дублирования рисунка эталонного фотошаблона, созданного с использованием фотолитографии.
В патенте США №5058992 описан способ изготовления эталонного фотошаблона, имеющего дифракционную решетку рельефного типа, в котором подложку в форме пластины, имеющую нанесенный на нее фоточувствительный резист, помещают на стол XY, а фоточувствительный резист облучают электронным лучом при перемещении стола под управлением компьютера, для экспонирования рисунка на фоточувствительном резисте. Эталонный фотошаблон, имеющий дифракционную решетку, можно также сформировать, используя двухлучевую интерференцию.
В процессе изготовления дифракционной решетки рельефного типа эталонный фотошаблон обычно формируют одним из вышеописанных способов, а затем создают металлическую матрицу в качестве материнской формы для дублирования дифракционной решетки рельефного типа. То есть сначала на тонкую прозрачную подложку, выполненную, например, из полиэтилентерефталата (PET) или поликарбоната (PC), в виде пленки или листа наносят термопластичную или фотоотверждаемую смолу. Затем металлическую матрицу вводят в контакт с покрывающей пленкой, и в этом состоянии к слою смолы подводят тепло или свет. После отверждения смолы металлическую матрицу отводят от отвержденной смолы, в результате чего получают дубликат дифракционной решетки рельефного типа.
Обычно дифракционная решетка рельефного типа является прозрачной. Поэтому на смоле, имеющей рельефную структуру, формируют отражательный слой путем нанесения одного или нескольких слоев металла, такого как алюминий, или диэлектрика, с использованием метода выпаривания.
После этого индикатор, полученный вышеописанным способом, наклеивают на подложку, выполненную, например, из бумажной или пластиковой пленки, через адгезивный слой или вязкий слой. Таким образом получают индикатор, предотвращающий подделку.
Изготовление эталонного фотошаблона, используемого в производстве индикатора (устройства отображения), содержащего дифракционную решетку рельефного типа, связано с большими трудностями. Кроме того, использование рельефной структуры требует воспроизведения структуры металлической матрицы в слое смолы с высокой точностью. То есть для производства индикатора, содержащего дифракционную решетку рельефного типа, требуется высокий технологический уровень производства.
Однако в силу того, что индикатор, содержащий дифракционную решетку рельефного типа, все шире используется во многих изделиях, где необходимо принимать меры для предотвращения подделки, эта технология в настоящее время широко известна, и соответственно наблюдается тенденция увеличения числа подделок. Таким образом становится все труднее обеспечить достаточную степень защиты от подделки путем использования индикатора, отличающегося только излучением иридирующего света, обеспечиваемого дифрагированным светом.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является создание индикатора, обеспечивающего специфические визуальные эффекты.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения обеспечивается индикатор (устройство отображения), включающий в себя одну или более первых рельефных структур, где каждая из одной или более первых рельефных структур включает в себя гладкую первую отражательную поверхность и множество выступов или углублений, каждая верхняя поверхность выступов или каждое дно углублений является гладкой второй отражательной поверхностью, параллельной первой отражательной поверхности, и каждая из одной или более первых рельефных структур сконфигурирована для отображения смешанного цвета в качестве структурного цвета путем смешивания множества компонент с длинами волн видимого света.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения обеспечено маркированное изделие, содержащее индикатор согласно первому аспекту, и изделие, служащее основой индикатора (устройства отображения).
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - вид в плане, схематически показывающий индикатор согласно первому варианту настоящего изобретения;
фиг. 2 - вид в разрезе по линии II-II индикатора, показанного на фиг. 1;
фиг. 3 - схема, схематически показывающая ситуацию, в которой дифракционная решетка, имеющая малую константу решетки, излучает дифрагированный свет первого порядка;
фиг. 4 - схема, схематически показывающая ситуацию, в которой дифракционная решетка, имеющая большую константу решетки, излучает дифрагированный свет первого порядка;
фиг. 5 - вид в плане, схематически показывающий пример первой рельефной структуры, которая может быть принята для индикатора, показанного на фиг. 1;
фиг. 6 - вид в разрезе по линии VI-VI структуры, показанной на фиг. 5;
фиг. 7 - вид в плане, схематически показывающий другой пример первой рельефной структуры, которую можно принять для индикатора, показанного на фиг. 1;
фиг. 8 - вид в плане, схематически показывающий еще один пример первой рельефной структуры, которую можно принять для индикатора, показанного на фиг. 1;
фиг. 9 - вид в плане, схематически показывающий другой пример первой рельефной структуры, которую можно принять для индикатора, показанного на фиг. 1;
фиг. 10 - вид в плане, схематически показывающий еще один пример первой рельефной структуры, которую можно принять для индикатора, показанного на фиг. 1;
фиг. 11 - вид в плане, схематически показывающий другой пример первой рельефной структуры, которую можно принять для индикатора, показанного на фиг. 1;
фиг. 12 - схема, схематически показывающая ситуацию, в которой дифракционная решетка излучает дифрагированный свет;
фиг. 13 - схема, схематически показывающая ситуацию, в которой первая рельефная структура излучает рассеянный свет;
фиг. 14 - вид в плане, схематически показывающий еще один пример первой рельефной структуры, которую можно принять для индикатора, показанного на фиг. 1;
фиг. 15 - схема, схематически показывающая ситуацию, в которой первая рельефная структура, имеющая нерегулярно скомпонованные вторые отражательные поверхности, отображает смешанный цвет в качестве структурного цвета;
фиг. 16 - схема, схематически показывающая ситуацию, в которой свет, отраженный первыми отражательными поверхностями, и свет, отраженный вторыми отражательными поверхностями, интерферируют друг с другом;
фиг. 17 - диаграмма цветности u'v', показывающая пример изменений цвета, инициируемых при изменении разности высот первых и вторых отражательных поверхностей в диапазоне от 0,10 до 0,30 мкм;
фиг. 18 - диаграмма цветности u'v', показывающая пример изменений цвета, инициируемых при изменении разности высот первых и вторых отражательных поверхностей в диапазоне от 0,30 до 0,50 мкм;
фиг. 19 - диаграмма цветности u'v', показывающая пример изменений цвета, инициируемых при изменении разности высот первых и вторых отражательных поверхностей в диапазоне от 0,50 до 0,70 мкм;
0
фиг. 20 - диаграмма цветности u'v', показывающая пример изменений цвета, инициируемых при непрерывном изменении угла падения θоблучающего света в диапазоне от 0° до 90°;
0
фиг. 21 - диаграмма цветности u'v', показывающая пример изменений цвета, инициируемых при непрерывном изменении угла падения θоблучающего света в диапазоне от 20° до 40°;
фиг. 22 - вид в разрезе, схематически показывающий пример дифракционной решетки;
фиг. 23 - вид в разрезе, схематически показывающий другой пример дифракционной решетки;
фиг. 24 - вид в перспективе, схематически показывающий пример структуры, которая может быть принята для второй рельефной структуры;
фиг. 25 - вид в перспективе, схематически показывающий другой пример структуры, которая может быть принята для второй рельефной структуры;
фиг. 26 - вид в плане, схематически показывающий пример структуры, которая может быть принята для индикатора согласно второму варианту настоящего изобретения;
фиг. 27 - увеличенный вид в плане, показывающий часть структуры, показанной на фиг. 26;
фиг. 28 - вид в разрезе по линии XXI-XXI структуры, показанной на фиг. 26;
фиг. 29 - вид в плане, схематически показывающий пример компоновки пикселей;
фиг. 30 - вид в плане, схематически показывающий другой пример компоновки пикселей;
фиг. 31 - схема, схематически показывающая примеры изображений, которые могут отображаться индикатором согласно второму варианту настоящего изобретения;
фиг. 32 - вид в разрезе, схематически показывающий пример структуры, которая может быть принята для индикатора согласно третьему варианту настоящего изобретения;
фиг. 33 - вид в разрезе, схематически показывающий другой пример структуры, которая может быть принята для индикатора согласно третьему варианту настоящего изобретения;
фиг. 34 - вид в разрезе, схематически показывающий еще один пример структуры, которая может быть принята для индикатора согласно третьему варианту настоящего изобретения;
фиг. 35 - вид в плане, схематически показывающий пример изображения, отображаемого индикатором, согласно третьему варианту настоящего изобретения, когда наблюдатель смотрит на него в нормальном направлении;
фиг. 36 - вид в перспективе, схематически показывающий пример изображения, отображаемого индикатором, показанного на фиг. 35, когда наблюдатель смотрит на него под углом;
фиг. 37 - вид в плане, схематически показывающий другой пример изображения, отображаемого индикатором, согласно третьему варианту настоящего изобретения, когда наблюдатель смотрит на него в нормальном направлении;
фиг. 38 - вид в перспективе, схематически показывающий пример изображения, отображаемого индикатором и показанного на фиг. 37, когда наблюдатель смотрит на него под углом;
фиг. 39 - вид в плане, схематически показывающий модификацию индикатора, показанного на фиг. 33;
фиг. 40 - вид в разрезе по линии XXXIII-XXXIII индикатора, показанного на фиг. 39;
фиг. 41 - вид в перспективе, схематически показывающий пример изображения, отображаемого индикатором и показанного на фиг. 39 и 40, когда наблюдатель смотрит на него под углом;
фиг. 42 - вид в перспективе, схематически показывающий пример структуры, которая может быть адаптирована для индикатора согласно четвертому варианту настоящего изобретения;
фиг. 43 - вид в плане, схематически показывающий пример модификации рельефной структуры, показанной на фиг. 42;
фиг. 44 - вид в плане, схематически показывающий другой пример модификации рельефной структуры, показанной на фиг. 42;
фиг. 45 - вид в плане, схематически показывающий пример индикатора, включающего в себя рельефную структуру, показанную на фиг. 42;
фиг. 46 - вид в перспективе, схематически показывающий пример изображения, отображаемого индикатором, показанного на фиг. 45;
фиг. 47 - вид в перспективе, схематически показывающий другой пример изображения, отображаемого индикатором, показанного на фиг. 45;
фиг. 48 - вид в плане, схематически показывающий пример маркированного изделия; и
фиг. 49 - вид в разрезе по линии IL-IL маркированного изделия, показанного на фиг. 48.
Варианты осуществления изобретения
Далее со ссылками на чертежи описываются варианты настоящего изобретения. Следует заметить, что составляющие элементы, выполняющие одинаковые или похожие функции, обозначены одинаковыми ссылочными позициями на всех чертежах, и их избыточное пояснение опущено.
<Первый вариант>
Сначала описывается первый вариант настоящего изобретения.
На фиг. 1 представлен вид в плане, схематически показывающий индикатор согласно первому варианту настоящего изобретения. На фиг. 2 представлен вид в разрезе по линии II-II индикатора, показанного на фиг. 1. На фиг. 1 и 2 направление X и направление Y являются направлениями, параллельными поверхности индикатора и перпендикулярными друг другу. Направление Z - это направление, перпендикулярное направлению X и направлению Y.
Как показано на фиг. 2, индикатор 1 включает в себя многослойное изделие из светопроницаемого слоя 11 и отражательного слоя 12. В этом примере предполагается, что сторона светопроницаемого слоя 11 является передней стороной, то есть стороной, обращенной к наблюдателю, а сторона отражательного слоя 12 является задней стороной. Светопроницаемый слой 11 включает в себя подложку 111 и слой 112 формирования рельефной структуры.
Подложка 111 имеет светопроницаемые свойства. Подложка 111, как правило, имеет высокую степень и прозрачности и является бесцветной. В качестве материала подложки 111 можно использовать, например, смолу, имеющую относительно высокую термостойкость, такую как PET и поликарбонат (PC).
Подложка 111 представляет собой пленку или лист, который можно обрабатывать отдельно. Подложка 111 выполняет функцию подстилающего слоя для слоя 112 формирования рельефной структуры, а также играет свою роль в защите слоя 112 формирования рельефной структуры от повреждения. Подложка 111 может отсутствовать.
Слой 112 формирования рельефной структуры является слоем, сформированным на подложке 111. Слой 112 формирования рельефной структуры имеет светопроницаемые свойства. Слой 112 формирования рельефной структуры, как правило, является в высокой степени прозрачным и бесцветным. Часть поверхности слоя 112 формирования рельефной структуры, которая расположена внутри области 13, показанной на фиг. 1, и часть поверхности слоя 112 формирования рельефной структуры, которая находится внутри области 17, показанной на фиг. 1, снабжены первой рельефной структурой RS1 и второй рельефной структурой RS2, которые описываются ниже. Часть поверхности слоя 112 формирования рельефной структуры, которая расположена внутри области 18, является плоской.
В качестве материала для слоя 112 формирования рельефной структуры можно использовать, например, термопластическую смолу или фотоотверждаемую смолу. Слой 112 формирования рельефной структуры можно получить, например, путем нанесения термопластической смолы или фотоотверждаемой смолы на подложку 111 и отвердевания смолы при прижатии матрицы к нанесенной пленке.
Поверхность слоя 112 формирования рельефной структуры, на которой обеспечены рельефные структуры RS1 и RS2, покрыта отражательным слоем 12. В качестве отражательного слоя 12 можно использовать, например, металлический слой, выполненный и металлического материала, такого как алюминий, серебро, золото или их сплав. В альтернативном варианте, в качестве отражательного слоя 12 может быть использован диэлектрический слой, имеющий показатель преломления, отличный от показателя преломления слоя 112 формирования рельефной структуры. Вдобавок, в качестве отражательного слоя 12 также можно использовать многослойное изделие из диэлектрических слоев, в котором смежные диэлектрические слои имеют разные показатели преломления, то есть диэлектрическую многослойную пленку. В этой связи, желательно, чтобы показатель преломления (среди диэлектрических слоев, содержащихся в диэлектрической многослойной пленке) диэлектрического слоя, контактирующего со слоем 112 формирования рельефной структуры, отличался от показателя преломления слоя 112 формирования рельефной структуры. Отражательный слой 12 может быть сформирован, например, методом осаждения паровой фазы, таким как метод вакуумного испарения и метод напыления.
Отражательный слой 12 может покрывать всю поверхность, на которой обеспечены рельефные структуры RS1 и RS2, либо ее часть. Отражательный слой 12, покрывающий только часть слоя 112 формирования рельефной структуры, то есть отражательный слой 12 с нанесенным рисунком, получают, например, путем формирования отражательного слоя в виде непрерывной пленки методом осаждения паровой фазы с последующим растворением ее части химическим реактивом или т.п. В альтернативном варианте отражательный слой 12 с нанесенным рисунком получают путем формирования отражательного слоя в виде непрерывной пленки с последующим удалением части отражательного слоя из слоя формирования рельефной структуры с использованием адгезивного материала, чья сила адгезии с отражательным слоем больше, чем сила адгезии отражательного слоя со слоем формирования рельефной структуры. В качестве альтернативы отражательный слой 12 с нанесенным рисунком получают путем выполнения осаждения паровой фазы с использованием маски или технологии обратной литографии.
Индикатор 1, кроме того, может содержать другие слои, такие как адгезивной слой, слой смолы и печатный слой.
Адгезивный слой обеспечивают, например, для покрытия отражательного слоя. Когда индикатор 1 содержит и светопроницаемый слой 11, и отражательный слой 12, форма поверхности отражательного слоя 12 обычно примерно совпадает с формой граничного слоя между светопроницаемым слоем 11 и отражательным слоем 12. Если предусмотрен адгезивный слой, то можно предотвратить экспонирование поверхности отражательного слоя 12, продублировав ее, чтобы затруднить подделку рельефной структуры в вышеупомянутом граничном слое. Когда сторона светопроницаемого слоя 11 установлена в качестве задней стороны, а сторона отражательного слоя 12 установлена в качестве передней стороны, на светопроницаемом слое 11 формируют адгезивный слой.
Слой смолы является, например, жестким покрытием, защищающим поверхность индикатора 1 от появления царапин при эксплуатации; слоем, предохраняющим от налипания пыли; слоем, предотвращающим отражение света на поверхности подложки; или антистатическим слоем. Слой смолы обеспечен на передней стороне многослойного светопроницаемого слоя 11 и отражательного слоя 12. Если, например, сторона светопроницаемого слоя 11 является задней стороной, а сторона отражательного слоя 12 является передней стороной, то вдобавок к возможности ограничения повреждений отражательного слоя 12 путем покрытия отражательного слоя 12 слоем смолы, можно сильно затруднить копирование в целях подделки рельефной структуры на его поверхности.
Далее описываются рельефные структуры RS1 и RS2.
В индикаторе 1, показанном на фиг. 1 и 2, рельефные структуры RS1 и RS2 обеспечены на поверхности отражательного слоя 12.
Рельефная структура RS1 обеспечена на поверхности слоя 112 формирования рельефной структуры в месте, соответствующем области 13, показанной на фиг. 1. Здесь на поверхности слоя 112 формирования рельефной структуры обеспечены три рельефные структуры RS1, где эти рельефные структуры RS1 отображают буквы «T», «О» и «Р», показанные на фиг. 1.
Рельефная структура RS2 обеспечена на поверхности слоя 112 формирования рельефной структуры в месте, соответствующем области 17, показанной на фиг. 1. Эти рельефные структуры RS2 отображают тени букв «T», «О» и «Р», отображенные рельефными структурами RS1.
Рельефные структуры RS1 и RS2 имею разную структуру, как будет описано ниже.
(Первая рельефная структура)
Перед описанием первой рельефной структуры RS1 будет описана взаимосвязь между константой дифракционной решетки, то есть шагом канавок, длиной волны облучающего света, углом падения облучающего света и углом выхода дифрагированного света.
При облучении дифракционной решетки облучающим светом с использованием источника облучающего света дифракционная решетка излучает сильно дифрагированный свет в определенном направлении в соответствии с направлением распространения и длиной волны облучающего света, являющегося падающим светом.
Когда свет проходит в плоскости, перпендикулярной направлению длины канавок дифракционной решетки, угол выхода β дифрагированного света m-го порядка (m = 0 ± 1, ± 2, …) можно вычислить из следующего уравнения (1)
В уравнении (1) d обозначает константу дифракционной решетки, m обозначает порядок дифракции, а λ обозначает длину волны падающего света и дифрагированного света, α обозначает дифракцию 0-го порядка, то есть угол выхода регулярного отраженного света RL. Другими словами, абсолютное значение α равно углу падения облучающего света в случае отражательной сетки, а направление падения облучающего света и направление выхода регулярного отражательного света симметричны относительно нормали NL граничного слоя, где обеспечена дифракционная решетка.
Заметим, что в случае, когда дифракционная решетка относится к отражательному типу, угол α больше или равен 0° и меньше 90°. Заметим также, что в случае, когда облучающий свет излучается под углом относительно поверхности раздела с обеспеченной на ней дифракционной решеткой, и рассматриваются два диапазона углов, разделенные граничным значением угла в нормальном направлении, то есть 0°, угол β имеет положительное значение, когда направление выхода дифрагированного света и направление выхода регулярного отраженного света находятся в одном и том же диапазоне углов, и угол β имеет отрицательное значение, когда в одном и том же диапазоне углов находятся направление выхода дифрагированного света и направление облучающего света.
На фиг. 3 представлена схема, схематически показывающая ситуацию, в которой дифракционная решетка с малой константной решетки излучает дифрагированный свет первого порядка. На фиг. 4 представлена схема, схематически иллюстрирующая ситуацию, в которой дифракционная решетка, имеющая большую константу решетки, излучает дифрагированный свет первого порядка.
Точечный источник света LS излучает белый свет, содержащий световую компоненту R, длина волны которой находится в красном диапазоне, световую компоненту G, длина волны которой находится в зеленом диапазоне, и световую компоненту В, длина волны которой находится в синем диапазоне. Световые компоненты G, B и R, излучаемые точечным источником света LS, падают на дифракционную решетку GR под углом падения α. Дифракционная решетка GR излучает дифрагированный свет DL_g как часть световой компоненты G под углом выхода β_g, дифрагированный свет DL_b как часть световой компоненты B под углом выхода β_b и дифрагированный свет DL_r как часть световой компоненты R под углом выхода β_r. Хотя это не показано, дифракционная решетка GR также излучает дифрагированный свет других порядков под углами, которые можно получить из уравнения (1).
Таким образом, в условиях фиксированного облучения дифракционная решетка излучает дифрагированный свет под разными углами в зависимости от его долины волны. Соответственно, дифракционная решетка излучает свет с различными длинами волн под разными углами под воздействием источника белого света, такого как солнце и флуоресцентная лампа. Следовательно, при таких условиях облучения цвет индикатора изменяется с изменением угла наблюдения, создавая иридирующее изображение. При увеличении константы решетки дифрагированный сет излучается в направлении, более близком к направлению регулярного отраженного света RL, в связи с чем уменьшается разница углов выхода β_g, β_b и β_r.
Далее описывается взаимосвязь между константой дифракционной решетки, длиной волны облучающего света и интенсивностью или дифракционной эффективностью дифрагированного света в направлении угла выхода дифрагированного света.
Согласно уравнению (1), если облучающий свет падает на дифракционную решетку с константой d под углом падения α, то дифракционная решетка излучает дифрагированный свет под углом выхода β. В этом случае дифракционная эффективность света с длиной волны λ изменяется в соответствии с константой решетки, глубиной канавок и т.п. дифракционной решетки и может быть вычислена из уравнения (2)
В этом уравнении η обозначает дифракционную эффективность (со значениями от 0 до 1), r обозначает глубину канавки дифракционной решетки, L обозначает ширину канавки дифракционной решетки, d обозначает константу решетки, θ обозначает угол падения облучающего света, а λ обозначает длину волны облучающего света и дифрагированного света. Уравнение (2) применимо только к тем дифракционным решеткам, в которых сечение, перпендикулярное направлению длины канавки, имеет форму прямоугольной волны, а канавка является относительно неглубокой.
Как очевидно следует из уравнения (2), дифракционная эффективность η изменяется в соответствии с глубиной канавки r, константной сетки d, углом падения θ и длиной волны λ. Вдобавок, наблюдается тенденция постепенного уменьшения дифракционной эффективности η с увеличением порядка m дифракции.
Далее описываются структура и оптические свойства рельефной структуры RS1.
На фиг. 5 представлен вид в плане, схематически показывающий пример первой рельефной структуры, которую можно принять для индикатора, показанного на фиг. 1. На фиг. 6 представлен вид в разрезе по линии VI-VI структуры, показанной на фиг. 5.
Рельефная структура RS1 включает в себя гладкую первую отражательную поверхность 21 и множество выступов, каждый из которых имеет верхнюю поверхность и боковую поверхность, или множество углублений, каждое из которых имеет дно и боковую поверхность. Верхняя поверхность выступа или дно углубления представляют собой гладкую вторую отражательную поверхность 22, параллельную первой отражательной поверхности 21. Здесь предполагается в качестве примера, что вторая отражательная поверхность 22 образует верхнюю поверхность выступа, если смотреть со стороны подложки 111.
Выступ или углубление имеет круговую форму, если смотреть в направлении, перпендикулярном отражательной поверхности 21. Выступы или углубления скомпонованы регулярным образом. В данном примере компоновка выступов или углублений образует треугольную сетку. Компоновка выступов или углублений может также образовывать другие сетки, например квадратную сетку или прямоугольную сетку. Если принять такие компоновки, то для индикатора можно будет использовать дифрагированный свет, исходящий из периодической структуры дифракционной решетки.
Отражательные поверхности 22 имеют одинаковую форму и размеры. В данном примере отражательные поверхности 22 имеют круговую форму. Отражательные поверхности 22 скомпонованы регулярным образом в соответствии с указанными выступами или углублениями.
Отражательная поверхность 22 имеет длину и ширину, например, в диапазоне от 2 до 50 мкм, от 5 до 50 мкм или от 0,3 до 10 мкм. Отражательные поверхности 22 скомпонованы со средними интервалами в диапазоне, например, от 2 до 50 мкм, от 5 до 50 мкм или от 0,3 до 10 мкм. Когда расстояние между центрами отражательных поверхностей 22 достаточно велико, угол выхода дифрагированного света может быть ограничен узким диапазоном. То есть можно сделать так, что дифрагированный свет с различными длинами волн будет падать на глаза наблюдателя одновременно, и, следовательно, наблюдатель сможет воспринимать смешанный цвет. Однако, если расстояние между центрами отражательных поверхностей 22 слишком велико, это затруднит излучение рельефной структурой RS1 дифрагированного света достаточной интенсивности.
Длину и ширину отражательных поверхностей 22 измеряют показанным ниже способом. Сначала среди линейных сегментов, каждый из которых соединяет две точки на контуре отражательного слоя 22, определяют линейный сегмент, имеющий максимальную длину. Длину этого линейного сегмента устанавливают в качестве длины отражательной поверхности 22. Затем среди прямоугольников и квадратов со сторонами, параллельными указанному линейному сегменту и ограничивающими контур отражательной поверхности 22, выбирают прямоугольник или квадрат с минимальной площадью. Ширина отражательной поверхности 22 представляет собой длину боковых сторон прямоугольника и квадрата, перпендикулярных упомянутому линейному сегменту.
Высота отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21 находится, например, в диапазоне от 0,1 до 0,5 мкм, но, как правило, в диапазоне от 0,15 до 0,4 мкм. Высота отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21 влияет на дифракционную эффективность. Когда эта высота находится в вышеупомянутом диапазоне, есть возможность получить яркое отображение, с уменьшением указанной высоты увеличивается влияние небольших изменений внешних факторов в процессе производства, например, состояние технологического оборудования, изменение окружающей среды и состав материалов, на оптические свойства рельефной структуры RS1. С другой стороны, с увеличением указанной высоты появляются трудности с формированием рельефной структуры RS1 с высокой точностью по форме и размерам.
Если вышеуказанная высота установлена правильно, то при облучении рельефной структуры RS1 белым светом в конкретном направлении первый отраженный свет, имеющий длину волны в видимом диапазоне и отраженный отражательной поверхностью 21, и второй отраженный свет, имеющий указанную длину волны и отраженный отражательной поверхностью. 22, могут вызвать конструктивную интерференцию или деструктивную интерференцию. Когда рельефная структура RS1 сформирована по форме с высокой точностью, можно инициировать ее облучение цветным светом, в качестве отраженного света, путем использования конструктивной интерференции или деструктивной интерференции.
В каждой из рельефных структур RS1 все содержащиеся в ней отражательные поверхности 22 могут иметь фиксированную высоту относительно отражательной поверхности 21 или иметь разные высоты.
Как правило, в каждой из рельефных структур RS1 все содержащиеся в ней отражательные поверхности имеют фиксированную высоту относительно отражательной поверхности 21. Такая структура обладает преимуществом, состоящим в том, что можно обеспечить более низкую дифракционную эффективность в некотором диапазоне длин волн, чем в других диапазонах длин волн.
Боковая поверхность выступа (боковая стенка в случае углубления), отходящая от края отражательной поверхности 21 к краю отражательной поверхности 22, практически перпендикулярна отражательной поверхности 21. Эта боковая стенка (или боковая поверхность) может быть наклонена к отражательной поверхности 21.
Если площадь ортогональной проекции рельефных структур RS1 на плоскости, параллельной отражательной поверхности 21, составляет S, то отношение S1/S площади S1 отражательной поверхности 21 к площади S, находится, например, в диапазоне от 20% до 80%, но, как правило, в диапазоне от 40% до 60%. Отношение S2/S площади S2 отражательной поверхности 22 к площади S находится, например, в диапазоне от 80% до 20%, но, как правило, в диапазоне от 60% до 40%. Также отношение (S1+S2)/S суммы площади S1 и площади S2 к площади S находится, например, в диапазоне от 10% до 100%, но, как правило, в диапазоне от 50% до 100%. Когда отношения S1/S и S2/S составляют каждое 50%, можно получить наиболее яркое отображение. Согласно одному примеру, яркость, которую можно обеспечить, когда одно из отношений (S1/S или S2/S) составляет 20%, а другое составляет 80%, равна 30% от яркости, которую можно достичь, когда каждое из отношений S1/S и S2/S равно 50%.
На фиг. 7-11 представлены виды в плане, схематически показывающие другие примеры первой рельефной структуры, которую можно адаптировать для индикатора, показанного на фиг. 1.
Рельефные структуры RS1, показанные на фиг. 7-11, аналогичны рельефным структурам RS1, показанным на фиг. 5 и 6 за исключением следующих моментов.
А именно, отражательная поверхность 22 в рельефной структуре RS1, показанной на фиг. 7, имеет эллиптическую форму. Отражательная поверхность 22 в рельефной структуре RS1, показанной на фиг. 8, имеет восьмиугольную форму. Отражательная поверхность 22 в рельефной структуре RS1, показанной на фиг. 9, имеет форму звезды и скомпонована нерегулярным образом. Отражательная поверхность 22 в рельефной структуре RS1, показанной на фиг. 10, имеет форму креста и скомпонована нерегулярным образом. Отражательная поверхность 22 в рельефной структуре RS1, показанной на фиг. 11, имеет форму квадрата и скомпонована нерегулярным образом. На фиг. 11 некоторые из соседних отражательных поверхностей 22 находятся в контакте друг с другом. На фиг. 7 L и W обозначают соответственно длину и ширину отражательной поверхности 22. Как было указано выше, отражательная поверхность 22 может иметь различные формы. Как будет описано ниже, отражательная поверхность 22 может быть скомпонована регулярным или нерегулярным образом. Когда отражательная поверхность 22 скомпонована нерегулярным образом, соседние отражательные поверхности 22 могут находиться в контакте друг с другом.
На фиг. 12 представлена схема, схематически показывающая ситуацию, в которой дифракционная решетка излучает дифрагированный свет. На фиг. 13 представлена схема, схематически показывающая ситуацию, в которой первая рельефная структура излучает рассеянный свет.
Дифракционная решетка на фиг. 12 состоит из множества канавок GR, имеющих направление по длине, параллельное направлению Y, и скомпонованных в направлении X с фиксированным шагом. Когда на рельефную структуру RS1 падает облучающий свет IL, перпендикулярно направлению Y, например, в направлении Z, дифракционная решетка излучает дифрагированный свет DL_r, DL_g и DL_b в направлении, перпендикулярном направлению Y. Каждый угол выхода дифрагированного света DL_r, DL_g и DL_b вычисляют из уравнения (1).
В рельефной структуре RS1, показанной на фиг. 13, отражательные поверхности 22 скомпонованы в двух измерениях. Таким образом, при падении облучающего света IL на рельефную структуру RS1, например в направлении Z, рельефная структура RS1 излучает дифрагированный свет DL_r, DL_g и DL_b в различных направлениях.
Для дифрагированного света, чей угол выхода примерно равен углу регулярного отражения падающего света, если расстояние между центрами отражательных поверхностей 22 (в данном случае это константа дифракционной решетки) велико, то различия между углами выхода в соответствии с порядком дифракции будут малы. В этом случае различия между углами выхода в соответствии с длиной волны будут также малы. Если, например, отражательные поверхности 22 имеют длину и ширину в диапазоне от 2 до 50 мкм и скомпонованы с интервалами в диапазоне от 2 до 50 мкм, рельефная структура RS1 излучает дифрагированный свет в диапазоне углов примерно ±19° относительно направления распространения регулярного отраженного света. Если отражательные поверхности 22 имеют длину и ширину в диапазоне от 5 до 50 мкм и скомпонованы с интервалами в диапазоне от 5 до 50 мкм, рельефная структура RS1 излучает дифрагированный свет в диапазоне углов примерно ±8° относительно направления распространения регулярного отраженного света. Как правило, обычный источник света, такой как солнце и комнатная лампа, не является идеальным точечным источником света. Вдобавок, облучающий свет, падающий на индикатор, содержит свет, отраженный или рассеянный частицами в воздухе, землей, полами и стенами. Таким образом, если на индикатор (устройство отображения) смотрят в очень узком угловом диапазоне в направлении, позволяющем видеть регулярный отраженный свет, на глаза наблюдателя одновременно падает дифрагированный свет различного порядка и разных длин волн.
Таким образом, наблюдатель воспринимает смешанный цвет. Если, например, на глаза наблюдателя падает красный свет длиной волны 630 нм и зеленый свет длиной волны 540 нм, то наблюдатель воспринимает это как желтый цвет. Если на глаза наблюдателя падает зеленый свет длиной волны 540 нм и синий свет длиной волны 460 нм, то наблюдатель воспринимает это как цвет морской волны, то есть синий цвет. Более конкретные примеры будут описаны ниже.
В первом примере предполагается, что в рельефной структуре RS1, описанной со ссылками на фиг. 5, с диаметром отражательной поверхности 22, составляющим приблизительно 10 мкм, отношения S1/S и S2/S составляют каждое порядка 50%, а высота отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21 составляет 0,2 мкм. Когда наблюдатель смотрит на рельефную структуру RS1 в направлении, перпендикулярном пунктирной линии А или В, рельефную структуру RS1 можно рассматривать в качестве дифракционной решетки с константой решетки, составляющей около 14 мкм.
В этом случае, когда рельефная структура RS1 облучается белым светом в направлении, перпендикулярном отражательной поверхности 21, рельефная структура RS1, например, излучает свет длиной волны 630 нм под углом выхода около 2,58°, свет длиной волны 540 нм под углом выхода около 2,21° и свет длиной волны 460 нм под углом выхода около 1,88° в направлении, перпендикулярном пунктирной линии А или В в качестве дифрагированного света +1-го порядка. Тогда в этом случае рельефная структура RS1 излучает свет длиной волны 630 нм под углом выхода около 5,16°, свет длиной волны 540 нм под углом выхода около 4,42° и свет длиной волны 460 нм под углом выхода около 3,77° в направлении, перпендикулярном пунктирной линии А или В в качестве дифрагированного света +2-го порядка. То есть рельефная структура RS1 излучает дифрагированный свет разных длин волн и порядков дифракции в очень узком диапазоне углов.
Когда наблюдатель смотрит на рельефную структуру RS1 в направлении, перпендикулярном, например, пунктирной линии С, рельефную структуру RS1 можно рассматривать как дифракционную решетку с константой решетки, несколько меньшей 14 мкм. Таким образом, если рельефная структура RS1 облучается белым сетом в направлении, перпендикулярном отражательной поверхности 21, то рельефная структура RS1 излучает дифрагированный свет +1-го порядка и дифрагированный свет +2-го порядка под малыми углами выхода в направлении, перпендикулярном пунктирной линии С. Следовательно, в этом случае рельефная структура RS1 также излучает дифрагированный свет разных длин волн и порядков дифракции в очень узком диапазоне углов.
Во втором примере предполагается, что в рельефной структуре RS1, описанной со ссылками на фиг. 5, с диаметром отражательной поверхности 22, составляющим приблизительно 1 мкм, отношения S1/S и S2/S составляют каждое порядка 50%. Когда наблюдатель смотрит на рельефную структуру RS1 в направлении, перпендикулярном пунктирной линии А или В, рельефную структуру RS1 можно рассматривать в качестве дифракционной решетки с константой решетки, составляющей около 1,4 мкм.
В этом случае, когда рельефная структура RS1 облучается белым светом в направлении, перпендикулярном отражательной поверхности 21, рельефная структура RS1, например, излучает свет длиной волны 630 нм под углом выхода около 26,7°, свет длиной волны 540 нм под углом выхода около 22,7° и свет длиной волны 460 нм под углом выхода около 19,2° в направлении, перпендикулярном пунктирной линии А или В в качестве дифрагированного света +1-го порядка. При нормальных условиях облучения, описанных выше, источник света не является идеальным точечным источником света. Таким образом, если рельефная структура RS1 облучается белым светом в направлении, перпендикулярном отражательной поверхности 21, белый сет падает на рельефную структуру RS1 не только в нормальном направлении, но также и под углом. Когда белый свет на рельефную структуру по углом падения 1,0° в направлении, перпендикулярном пунктирной линии С, рельефная структура RS1 излучает, например, свет длиной волны 630 нм под углом выхода около 25,7°, свет длиной волны 540 нм под углом выхода около 21,6° и свет длиной волны 460 нм под углом выхода около 18,2° в направлении, перпендикулярном пунктирной линии С в качестве дифрагированного света +1-го порядка. То есть рельефная структура RS1 излучает дифрагированный свет разных длин волн в очень узком диапазоне углов.
Как было описано выше, рельефная структура RS1 излучает дифрагированный свет разных длин волн в очень узком диапазоне углов. Таким образом, наблюдатель воспринимает смешанный цвет. Смешанный цвет, воспринимаемый наблюдателем, зависит, кроме того, от высоты отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21. Это обстоятельство описано ниже.
В дифракционной решетке ширина L канавки и константа d решетки являются постоянными величинами. Следовательно, как это вытекает из уравнения (2), дифракционная эффективность η дифракционной решетки может быть, скажем, функцией глубины r канавки (или высоты выступа) и длины волны λ облучающего света. На основе вышесказанного при рассмотрении случая наблюдения за дифракционной решеткой во время облучения дифракционной решетки белым цветом, можно понять то, что дифракционная эффективность некоторой полосы длин волн ниже, чем дифракционная эффективность других диапазонов длин волн, причем эти диапазоны длин волн зависят от глубины r канавки. Таким образом, на цвет, воспринимаемый наблюдателем, при облучении дифракционной решетки белым светом, влияет не только угол падения θ и константа d решетки облучающего света и направление наблюдения, но также и глубина r канавки. Следовательно, на цвет, воспринимаемый наблюдателем при облучении рельефной структуры RS1 белым светом, влияет высота отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21.
В отличие от обычной дифракционной решетки рельефная структура RS1 изменяет свой цвет отображения не столь сильно, как при небольшом изменении направления наблюдения. Это обстоятельство обсуждается ниже.
Как было описано со ссылками на фиг. 13, когда наблюдатель воспринимает смешанный цвет, дифрагированные световые компоненты, имеющие одну и ту же длину волны, но разные порядки дифракции, падают на глаза наблюдателя одновременно. Вдобавок, при восприятии наблюдателем смешанного цвета дифрагированные световые компоненты, имеющие одну и ту же длину волны и получаемый из света, имеющего разные углы падения на рельефную структуру RS1, падают на глаза наблюдателя одновременно. Когда направление наблюдения изменяется незначительно, некоторая часть дифрагированного света больше не падает на глаза наблюдателя, а другой дифрагированный свет, имеющий ту же длину волны, падает на глаза наблюдателя. Следовательно, в отличие от обычной дифракционной решетки рельефная структура RS1 изменяет свой цвет отображения не настолько, насколько это имеет место при небольшом изменении направления наблюдения. Заметим, что в том случае, когда отношение длины к ширине отражательной поверхности 22 близко к 1, изменение цвета в соответствии с углом наблюдения уменьшается.
Как было описано выше, рельефная структура RS1 отображает смешанный сигнал в виде структурного цвета. При незначительном изменении направления наблюдения по отношению к нормальному направлению цвет, отображаемый рельефной структурой RS1, сильно изменяется. При значительном отклонении направления наблюдения от нормального направления рельефная структура RS1 больше не излучает дифрагированный свет. Такой визуальный эффект нельзя достигнуть ни общепринятым печатным способом, ни с помощью дифракционной решетки или голограммы, ни с помощью комбинации структуры, рассеивающей свет, и пигментированного слоя. То есть рельефная структура RS1 дает чрезвычайно специфический визуальный эффект.
В каждой рельефной структуре RS1, описанной со ссылками на фиг. 5-10, отражательная поверхность 22 имеет одинаковую форму. Производство такой рельефной структуры легко освоить.
То есть эталонный фотошаблон, используемый для формирования рельефной структуры RS1, создается способом, содержащим шаг записи на слой смолы с использованием луча заряженных частиц и шаг проявления слоя смолы. Согласно этому способу глубина углублений или высота выступов регулируются посредством регулировки интенсивности луча заряженных частиц или времени излучения. Когда отражательные поверхности 22 имеют разные формы, трудно получить рельефную структуру, в которой глубина углублений или высота выступов единообразны даже в том случае, если выполняется регулировка интенсивности луча заряженных частиц или времени излучения. В том случае, когда отражательные поверхности 22 имеют одинаковую форму, в отличие от случая, когда отражательные поверхности 22 имеют разные формы, легко получить рельефную структуру, в которой глубина углублений или высота выступов единообразны.
Когда отражательные поверхности 22 имеют одинаковую форму, рельефную структуру RS1 легко разработать. То есть точную оптическую конфигурацию и оптическое имитационное моделирование можно провести так, чтобы создать высококачественный фотошаблон с высокой степенью воспроизводимости. Следовательно, можно минимизировать различие проектных и реальных оптических характеристик, что дает возможность минимизировать паразитный рассеянный свет.
Отражательные поверхности 22 могут отличаться по меньшей мере по форме, и/или размерам, и/или расстоянием межу центрами.
На фиг. 14 представлен вид в плане, схематически показывающий еще один пример первой рельефной структуры, которую можно адаптировать для индикатора, показанного на фиг.1.
Рельефная структура RS1, показанная на фиг. 14, включает в себя отражательную поверхность 22, имеющую круглую форму, отражательную поверхность 22, имеющую близкую к кругу форму, отражательную поверхность 22, имеющую восьмиугольную форму, отражательную поверхность 22, имеющую форму звезды, и отражательную поверхность 22, имеющую форму креста. Эти отражательные поверхности 22 скомпонованы нерегулярным образом.
Можно считать, что указанная рельефная структура RS1 сформирована путем компоновки множества тонких дифракционных решеток, имеющих разные константы решетки. Следовательно, рельефная структура RS1 излучает дифрагированный свет различных длин волн в одинаковом направлении. Таким образов, рельефная структура RS1 обеспечивает визуальный эффект, практически совпадающий с визуальным эффектом, описанным со ссылками на фиг. 13. Причина, по которой рельефная структура RS1, в которой отражательные поверхности 22 скомпонованы нерегулярным образом, обеспечивает вышеуказанный визуальный эффект, боле подробно описывается ниже.
Кроме того, указанная структура имеет следующие преимущества.
Когда отражательные поверхности 22 отличаются по форме, размерам или расстоянию между центрами, можно выполнить оценку аутентичности с использованием указанной компоновки отражательных поверхностей 22. Например, когда отражательные поверхности 22, имеющие разную форму, скомпонованы вперемежку, при проверке указанной структуры посредством осмотра индикатора через оптический микроскоп можно оценить, соответствует ли этот индикатор аутентичному изделию. Таким образом, человеку, который пытается создать подделку, потребуется не только реализовать визуальный эффект, аналогичный визуальному эффекту аутентичного изделия при его наблюдении невооруженным глазом, но также создать отражательные поверхности 22 той же формы, как в аутентичном изделии. Следовательно, указанная структура эффективна с точки зрения ограничения производства подделок. Кроме того, создать такую структуру довольно трудно и, следовательно, трудно подделать индикатор 1, содержащий указанную структуру. Следовательно, если принята вышеуказанная конфигурация, возрастает эффект предотвращения подделок индикатора 1.
Когда отражательные поверхности 22 скомпонованы регулярным образом, длина и ширина отражательной поверхности 22 либо расстояние между центрами отражательных поверхностей 22 предпочтительно находятся в диапазоне от 5 до 10 мкм. Таким путем можно инициировать излучение рельефной структурой RS1 дифрагированного света разных длин волн в узком угловом диапазоне. Следовательно, можно будет предотвратить появление иридирующего цвета рельефной структуры RS1 индикатора.
С другой стороны, если отражательные поверхности 22 скомпонованы нерегулярным образом, то длина и ширина отражательной поверхности 22, либо расстояние между центрами отражательных поверхностей 22 предпочтительно находятся в диапазоне от 0,3 до 5 мкм. Как было описано выше, рельефную структуру RS1, в которой отражательные поверхности 22 скомпонованы нерегулярным образом, можно рассматривать как сформированную посредством компоновки множества тонких дифракционных решеток, имеющих разные константы решетки. Следовательно, можно предотвратить появление иридирующего света рельефной структуры RS1 индикатора даже в том случае, если длина и ширина отражательной поверхности 23 или расстояние между отражательными поверхностями 22 выполнено меньшим, по сравнению со случаем, когда отражательные поверхности 22 скомпонованы регулярным образом.
Когда рельефная структура RS1 обеспечена в каждой из множества областей, высота отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21 может быть сделана разной в некоторой области и в других областях. Например, высота отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21 можно сделать разной в области буквы «О» и области буквы «P» в области 13, показанной на фиг. 1. Таким путем буквы «Т», «О» и «Р» могут отображаться разными цветами.
Высота отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21 может быть разной в одной области. В этом случае может отображаться смешанный цвет, который трудно реализовать, когда высота отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21 одинакова в одной области, и который трудно воспроизвести путем подделки.
Отражательная поверхность 22 предпочтительно имеет круговую форму или многоугольную форму с пятью или более вершинами, в частности форму правильного многоугольника. Оптический эффект, демонстрируемый рельефной структурой RS1, с принятием такой конфигурации меньше зависит от азимутального угла направления наблюдения. Используемый здесь термин «азимутальный угол» предполагает использование полярных координат, где полярная ось перпендикулярна отражательной поверхности 21. Следовательно, при изменении направления облучения или направления наблюдения цвет индикатора сильно изменяется.
Причина, по которой рельефная структура RS1, где отражательные поверхности 22 скомпонованы нерегулярным образом, обеспечивает вышеупомянутый визуальный эффект, описывается ниже со ссылками на фиг. 15 и 16. На фиг. 15 представлена схема, схематически показывающая ситуацию, в которой первая рельефная структура, имеющая вторые отражательные поверхности, скомпонованные нерегулярным образом, отображают смешанный цвет в качестве структурного цвета. На фиг. 16 представлена схема, схематически показывающая ситуацию, в которой свет, отраженный первыми и вторыми отражательными поверхностями, интерферирует.
Как было описано выше, можно считать, что рельефная структура RS1, в которой отражательные поверхности 22 скомпонованы нерегулярным образом, сформирована путем компоновки множества тонких дифракционных решеток, имеющих разные константы решетки. Таким образом, как показано на фиг. 15, если индикатор 1 облучается облучающим светом IL, рельефная структура RS1 отражает регулярный отраженный свет RL, а также излучает дифрагированный свет DL, имеющий ту же длину волны, в различных направлениях.
Когда облучающий свет IL падает на рельефную структуру RS1 под углом θ, как показано на фиг. 16, различие в оптическом пути между светом RL2, отраженным отражательной поверхностью 22, и светом RL1, отраженным отражательной поверхностью 21, равно удвоенному произведению высоты r отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21 на cosθ. Следовательно, если показатель преломления светопроницаемого слоя 11 равен n, то фазовый сдвиг этих световых лучей равен произведению 2π/λ и 2rcosθ.
Когда этот фазовый сдвиг цельно кратен 2π, свет RL1 и свет RL2 вызывает конструктивную интерференцию. Таким образом, в этом случае рельефная структура RS1 излучает регулярный отраженный свет RL высокой интенсивности и дифрагированный свет DL низкой интенсивности.
С другой стороны, когда фазовый сдвиг равен сумме значения, полученного путем умножения 2π на целое число и π, свет RL1 и свет RL2 вызывают деструктивную интерференцию. Таким образом, в этом случае рельефная структура RS1 излучает регулярный отраженный свет RL низкой интенсивности и дифрагированный свет DL высокой интенсивности.
В этой связи, обычная рельефная структура, которая отображает структурный цвет, например дифракционная решетка или структура, рассеивающая свет, имеет глубину углубления или высоту выступа, установленную равной примерно 0,1 мкм. Когда видимая область составляет от 380 до 780 нм, указанное углубление или выступ создает разность оптического пути, примерно равную половине длины волны, благодаря отражению видимого света. То есть фазовый сдвиг, обусловленный указанным углублением или выступом, не таков, чтобы допустить значительное уменьшение дифракционной эффективности в частичном диапазоне длин волн в диапазоне длин волн видимой области, по сравнению с дифракционной эффективностью в других диапазонах длин волн.
Однако если глубина углубления или высота выступа достигает определенной величины, то свет на некоторых длинах волн в видимой области вызывает конструктивную интерференцию, а свет других длин волн вызывает деструктивную интерференцию. В результате дифракционная эффективность в частичном диапазоне длин волн, входящем в диапазон длин волн видимой области, становится значительно меньше, чем дифракционная эффективность в других диапазонах длин волн.
Как было описано со ссылками на фиг. 15, рельефная структура RS1, в которой отражательные поверхности 22 скомпонованы нерегулярным образом, можно считать сформированной путем компоновки множества тонких дифракционных решеток, имеющих разные константы решетки. Таким образом, рельефная структура, в которой углубления или выступы скомпонованы нерегулярным образом, излучает в одном и том же направлении дифрагированный свет, имеющий разную длину волны.
Следовательно, рельефная структура RS1 отображает смешанный цвет в виде структурного цвета. Смешанный цвет, отображаемый рельефной структурой RS, почти не изменяется при небольших изменениях направления наблюдения.
На этот эффект оказывает влияние степень упорядоченности компоновки отражательных поверхностей 22. Хотя в идеале необходимо иметь полный беспорядок, такую структуру трудно разработать и изготовить. Следовательно, как будет показано ниже, желательно определить компоновку отражательных поверхностей 22 с учетом формы использования индикатора 1.
При наблюдении изображения, отображаемого индикатором 1, в ситуации, в которой источник света типа лампы имеет размер около 5см, а расстояние от источника света до индикатора 1 составляет примерно 2 м, угол падения облучающего света изменяется в угловом диапазоне, составляющем примерно 1,5°. В таких условиях дифракционная решетка, чья константа равна 20 мкм или более, может излучать дифрагированный свет в одном и том же направлении на всех длинах волн в видимом диапазоне. Следовательно, если отражательные поверхности 22 скомпонованы нерегулярным образом во всем диапазоне диаметра от 20 мкм или более, указанная рельефная структура RS1 не будет отображать хроматический цвет, порождаемый периодической структурой.
Желательно наблюдать смешанный цвет, порождаемый конструктивной интерференцией и деструктивной интерференцией в условиях, когда регулярный отраженный свет не падает на глаза наблюдателя. Следовательно, желательно иметь больший угол выхода дифрагированного света.
Распределение интенсивности дифрагированного света может быть представлено следующим уравнением (3).
N
N
В этом уравнении I обозначает нормализованную интенсивность дифрагированного света, a обозначает средний размер отражательной поверхности 21 или 22, а ϕ обозначает угол выхода дифрагированного света. Угол расхождения луча - это минимальный угол выхода ϕ, когда интенсивность I, представленная уравнением (3), становится равной нулю. То есть угол расхождения луча - это угол выхода  ϕ, удовлетворяющий равенству sinϕ=λ/a.
В нормальных условиях наблюдения, если угол расхождения луча составляет 20° или более, то регулярный отраженный свет не является помехой для индикатора смешанного цвета. Видимая область сосредоточена в окрестности длины волны примерно 500 нм, и поэтому в качестве длины волны λ здесь используется 500 нм. В этом случае, если размер составляет 1,5 мкм или менее, то можно реализовать угол расхождения луча примерно 20° или более.
Далее описывается глубина или высота отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21.
Интенсивность света, при которой свет, отраженный отражательной поверхностью 21, и свет, отраженный отражательной поверхностью 22, не интерферируют, примерно пропорциональна значению, вычисляемому из следующего уравнения (4)
Следовательно, цвет дифрагированного света можно примерно вычислить с использованием функций цветового соответствия с последующим вычислением трех значений (X, Y и Z) воздействия согласно следующим уравнениям (5)-(7)
Для высоты или глубины r, находящейся в диапазоне от 0,10 до 0,30 мкм, цвет дифрагированного света вычисляют в предположении, что угол падения θ и показатель преломления n соответственно равны 30° и 1,5. Результат вычисления показан на фиг. 17.
На фиг. 17 представлена диаграмма u'v' цветности, показывающая пример изменений цвета, обусловленных тем, что разность высот отражательных поверхностей 21 и 22 изменяется в диапазоне от 0,10 до 0,30 мкм. На фиг. 17 белый круг указывает цвет индикатора, когда разность между высотами отражательных поверхностей 21 и 22 равна нулю, что соответствует белому цвету.
Как показано на фиг. 17, когда разность между высотами отражательных поверхностей 21 и 22 составляет около 0,10 мкм, отображается белый цвет. Когда разность между этими высотами составляет 0,15 мкм, отображается желтый цвет. Когда разность между высотами дополнительно увеличивается, координаты цветности перемещаются вокруг координаты белого. Следовательно, желательно, чтобы разность между высотами отражательных поверхностей 21 и 22 была установлена равной примерно 0,15 мкм или более для индикатора хроматических цветов. Когда разность между высотами непрерывно изменяется от 0,15 до 0,30 мкм, координаты цветности перемещаются вокруг координаты белого цвета. То есть путем установки разницы между указанными высотами в диапазоне от 0,15 до 0,30 мкм можно представить все цвета. Однако интенсивность зеленого цвета будет относительно низкой.
Далее описываются изменения цвета, обусловленные изменением разности высот отражательных поверхностей 21 и 22 в других диапазонах в тех же условиях, которые были описаны выше. Результаты этого показаны на фиг. 18 и 19.
На фиг. 18 представлена диаграмма u'v' цветности, демонстрирующая пример изменений цвета, вызванных изменением разности высот отражательных поверхностей 21 и 22 в диапазоне от 0,30 до 0,50 мкм. На фиг. 19 представлена диаграмма u'v' цветности, демонстрирующая пример изменений цвета, вызванных изменением разности высот отражательных поверхностей 21 и 22 в диапазоне от 0,50 до 0,70 мкм.
Как показано на фиг. 18, при непрерывном изменении разности высот отражательных поверхности 21 и 22 в диапазоне от 0,30 до 0,50 координаты цветности образуют замкнутую кривую, похожую на окружность, вокруг координаты белого. То есть путем установки разности указанных высот в диапазоне от 0,30 до 0,50 мкм можно представить все цвета. Кроме того, в этом случае зеленый цвет может отображаться с относительно высокой интенсивностью.
Как показано на фиг. 19, когда разность между указанными высотами отражательных поверхностей 21 и 22 установлена в диапазоне от 0,50 до 0,70 мкм, можно с высокой эффективностью отображать зеленый и пурпурный цвета. Однако в этом случае невозможно отображение других цветов с высокой интенсивностью.
Формирование рельефной структуры RS1, в которой велика разница между высотами отражательных поверхностей 21 и 22, связано с большими трудностями. Следовательно, с учетом моментов, описанных со ссылками на фиг. 17-19, и с точки зрения простоты изготовления разность между высотами отражательных поверхностей 21 и 22 предпочтительно установить в диапазоне от 0,15 до 0,50 мкм, а наиболее предпочтительно установить эту разность в диапазоне от 0,15 до 0,50 мкм.
Формирование рельефной структуры RS1 с нарастающим отношением разности между высотами отражательных поверхностей 21 и 22 к размеру отражательных поверхностей 22 связано с большими трудностями. Вдобавок, также трудно сформировать рельефную структуру RS1 с нарастающим отношением разности между высотами отражательных поверхностей 21 и 22 к расстоянию между отражательными поверхностями 22. Предпочтительно, чтобы это отношение было равно единице или менее. Предпочтительно чтобы разность высот отражательных поверхностей 21 и 22 составляла 0,50 мкм или менее, и предпочтительно, чтобы размер отражательной поверхности 22 составлял 0,50 мкм или более, а расстояние между отражательными поверхностями 22 составляло 0,50 мкм или более. Следовательно, предпочтительно чтобы расстояние между центрами отражательных поверхностей 22 составляло 1,0 мкм или более.
Далее описываются результаты выполненных вычислений, касающиеся угла падения облучающего света и цвета отображения.
Как было описано выше, разность между оптическими путями света, отраженного отражательной поверхностью 22, и света, отраженного отражательной поверхностью 21, выражается как 2nrcosθ. Как очевидно из этой формулы, на цвет отображения может влиять не только разность высот отражательных поверхностей 21 и 22, но также угол падения θ, под которым облучающий свет, проходящий через светопроницаемый слой 11, падает на рельефную структуру RS1.
0
0
Угол падения θ можно определить из угла падения θ, под которым облучающий свет, проходящий через воздух, падает на слой 11 смолы, использовав закон Снеллиуса. Изменения цвета, вызванные непрерывным изменением угла падения θ от 0° до 90°, с использованием угла падения θ, полученного указанным образом, исследуются тем же способом, который был описан выше. В этом случае предполагается, что показатель n преломления слоя 11 смолы и разность r между высотами отражательных поверхностей 21 и 22, составляют соответственно 1,5 и 0,30 мкм. Результаты этих расчетов показаны на фиг. 20 и 21.
0
0
На фиг. 20 представлена диаграмма u'v' цветности, иллюстрирующая пример изменений цвета, обусловленных непрерывным изменением угла падения θ облучающего света в диапазоне от 0° до 90°. На фиг. 21 представлена диаграмма u'v' цветности, иллюстрирующая пример изменений цвета, обусловленных непрерывным изменением угла падения θ облучающего света в диапазоне от 20° до 40°.
0
0
0
0
0
0
Как показано на фиг. 20, при изменении угла падения θ от 0° до 90° цвет отображения изменяется от оранжевого до цвета морской волны. То есть, если угол падения θ значительно изменяется, то может наблюдаться изменение цвета отображения. Как показано на фиг. 21, при изменении угла падения θ от 20° до 40° изменение цвета отображения в зависимости от угла падения θ оказывается незначительным. В этом диапазоне цвет отображения остается желтым независимо от угла падения θ. То есть при небольшом изменении угла падения θ в нормальных условиях наблюдения цвет отображения рельефной структуры RS1 не изменяется. Следовательно, при нормальных условиях наблюдения цвет отображения рельефной структуры RS1 не изменяется, если направление наблюдения изменяется незначительно.
Известна дифракционная решетка или структура, рассеивающая свет, аналогичная рельефной структуре RS1, но указанная дифракционная решетка или структура, рассеивающая свет, не обладает вышеописанным цветовым эффектом. Подробнее это описывается ниже.
На фиг. 22 представлен вид в разрезе, схематически иллюстрирующий пример дифракционной решетки. На фиг. 23 представлен вид в разрезе, схематически показывающий другой пример дифракционной решетки.
Дифракционные решетки RS, показанные на фиг. 22 и 23, являются рельефными структурами. Эти дифракционные решетки RS имеют структуру, в которой в направлении ширины скомпоновано множество канавок GR. В каждой из дифракционных решеток RS ширина канавки GR и расстояние между центральными линиями являются константами.
Дифракционная решетка RS, показанная на фиг. 22, имеет сечение, перпендикулярное направлению длины канавки GR синусоидальной формы. С другой стороны, как показано на фиг. 23, дифракционная решетка RS имеет сечение, перпендикулярное направлению длины канавки GR, в форме прямоугольной волны.
Дифракционная решетка RS, показанная на фиг. 22, не содержит ни одной плоскости, соответствующей отражательным поверхностям 21 и 22. Таким образом, структура RS, рассеивающая свет, не обладает цветовым эффектом, описанным с использованием вышеупомянутой формулы.
Дифракционная решетка RS, показанная на фиг. 23, содержит отражательные поверхности 21' и 22', соответствующие отражательным поверхностям 21 и 22, но эта дифракционная решетка сформирована не с достаточной точностью с точки зрения формы для получения цветового эффекта, описываемого с использованием вышеупомянутой формулы. В частности, отражательные поверхности 21' и 22' имеют тонкий рельеф, то есть высота отражательной поверхности 22' относительно отражательной поверхности 21' не является одинаковой. Это происходит потому, что трудно сформировать дифракционную решетку или структуру, рассеивающую свет, с точностью по форме, достаточной для получения цветового эффекта, описанного с использованием приведенной выше формулы, посредством стандартного производственного процесса, но высокая точность с точки зрения формы, в частности, для структуры, рассеивающей свет, и не требуется, а скорее преимущество имеет нерегулярная форма с точки зрения мощности рассеяния света.
Дифракционную решетку обычно используют в целях, связанных с использованием спектров. Для дифракционной решетки, используемой для этих целей, обычно не применяется конфигурация, в которой дифрагированный свет, имеющий разные длины волн, излучается в узком угловом диапазоне. В обычных структурах, рассеивающих свет, относящихся к рельефному типу, глубина углубления или высота выступа составляет 0,1 мкм или менее. В указанном случае цветовой эффект, описанный с использованием вышеупомянутой формулы, получить невозможно. То есть в этом случае нельзя получить эффект высокой дифракционной эффективности в выбранной полосе длин волн видимой области, например, примерно от 380 нм до примерно 700 нм или примерно от 380 нм до 780 нм, значительно меньший, чем дифракционная эффективность в других полосах длин волн.
(Вторая рельефная структура)
Как показано на фиг. 2, на поверхности слоя 112 формирования рельефных структур обеспечена вторая рельефная структура RS2. Вторая рельефная структура RS2 отображает структурный цвет. Вторая рельефная структура RS2 демонстрирует оптический эффект, отличный от первой рельефной структуры RS1. В этой связи описание второй рельефной структуры RS2 может быть опущено.
Вторая рельефная структура RS2 представляет собой, например, дифракционную решетку или голограмму. В качестве альтернативы, вторая рельефная структура RS2 представляет собой структуру, рассеивающую свет, которая отображает ахроматический цвет независимо от направления наблюдения. В качестве альтернативы, вторая рельефная структура RS2 представляет собой структуру, поглощающую свет. В качестве альтернативы, вторая рельефная структура RS2 представляет собой комбинацию по меньшей мере двух из вышеперечисленных структур. Структура, рассеивающая свет, и структура, поглощающая свет, описываются ниже со ссылками на чертежи.
Как было описано выше, вторая рельефная структура RS2 демонстрирует оптический эффект, отличный от оптического эффекта первой рельефной структуры RS1. Таким образом, в случае наличия второй рельефной структуры RS2 по сравнению со случаем, когда вторая рельефная структура RS2 опущена, характерные оптические эффекты, демонстрируемые первой рельефной структурой RS1, являются весьма заметными. Кроме того, если вторая рельефная структура RS2 предусмотрена, то можно получить более сложный визуальный эффект, дополнительно затрудняющий подделку индикатора 1.
В частности, если индикатор 1 содержит дифракционную структуру, такую как дифракционная решетка и голограмма в качестве второй дифракционной структуры RS2, можно инициировать отображение индикатором 1 иридирующих спектральных цветов. Также в этом случае можно реализовать вышеописанное переключение изображений, и можно инициировать отображение второй рельефной структуры RS2 стереоскопического изображения путем использования изменений длины волны и интенсивности дифрагированного света в соответствии с направлением облучения и направлением наблюдения.
Константа дифракционной решетки находится, например, в диапазоне от 0,3 до 3 мкм. Глубина канавки дифракционной решетки составляет, например, 0,1 мкм или менее.
Если в качестве второй рельефной структуры RS2 используется структура, поглощающая свет, или структура, рассеивающая свет, которая отображает ахроматический цвет независимо от направления наблюдения, то получается следующий визуальный эффект.
На фиг. 24 представлен вид в перспективе, схематически иллюстрирующий пример структуры, которую можно принять для второй рельефной структуры. На фиг. 25 представлен вид в перспективе, схематически иллюстрирующий другой пример структуры, которую можно принять для второй рельефной структуры.
Вторая рельефная структура RS2, показанная на фиг. 24, является структурой, поглощающей свет. Вторая рельефная структура RS2 содержит множество выступов или углублений 23, каждое из которых имеет трапецеидальную форму. На фиг. 24 в качестве выступов или углублений 23, например, показаны выступы фактически конической формы. Выступы или углубления 23 могут иметь пирамидальную форму.
Выступы или углубления 23 скомпонованы в двух измерениях, причем расстояние между их центрами короче минимальной длины волны видимой области, то есть расстояние между центрами составляет 400 нм или менее. Здесь в качестве примера принято, что выступы или углубления 23 скомпонованы регулярным образом в направлениях X и Y.
Высота или глубина выступов или углублений 23 составляет, например, 300 мкм и, как правило, находится в диапазоне от 300 мкм до 450 мкм. При достаточно малом межцентровом расстоянии антиотражательный эффект возрастает с увеличением высоты или глубины. Однако формирование слишком высоких выступов или слишком глубоких углублений 23 связано с большими трудностями. Выступы или углубления 23 скомпонованы регулярным образом. В этом случае при облучении рельефной структуры RS2 белым светом под углом, рельефная структура RS2 не излучает дифрагированный свет в угловом диапазоне, в котором наблюдается регулярный отраженный свет, а вместо этого излучает дифрагированный свет в угловом диапазоне, в котором регулярный отраженный свет не видим. То есть если угол нормали индикаторной поверхности равен 0°, и угловой диапазон, включающий в себя направление облучения, определен в качестве положительного углового диапазона, то рельефная структура RS2 не излучает дифрагированный свет в отрицательном угловом диапазоне, а вместо этого излучает дифрагированный свет в положительном угловом диапазоне. То есть рельефная структура RS2, в которой регулярным образом скомпонованы выступы или углубления 23, отображает ахроматический цвет, например, темно-серый или черный в нормальных условиях наблюдения и отображает спектральные цвета в особых условиях наблюдения.
Компоновка выступов или углублений 23 может быть нерегулярной. В указанном случае рельефная структура RS2 отображает, например, темно-серый или черный цвет независимо от условий наблюдения.
Рельефная структура RS2, показанная на фиг. 25, является структурой, рассеивающей свет. Рельефная структура RS2 содержит множество выступов или углублений 24. На фиг. 25 в качестве примера выступов или углублений 24 показаны выступы трапецеидальной формы. Выступы или углубления 24 имеют разные размеры и формы и скомпонованы нерегулярным образом. Многие из выступов или углублений 24 имеют максимальный размер, перпендикулярный оси Z, составляющий, например, 3 мкм или более, и размер в направлении Z, составляющий, например, 1 мкм или более. При облучении рельефной структуры RS2 белым светом рельефная структура RS2 отображает ахроматический цвет, например белый, независимо от направления облучения и направления наблюдения.
Когда выступы или углубления 24 скомпонованы нерегулярным образом, по меньшей мере один размер и одна форма могут быть одинаковыми. Выступы или углубления 24 могут иметь форму, удлиненную в одном направлении, перпендикулярном направлению Z. Таким образом, в рельефной структуре RS2 может быть обеспечена анизотропия рассеяния света. То есть в этом случае мощность рассеяния света рельефной структурой RS2 изменяется, когда индикатор 1 поворачивается вокруг оси, параллельной оси Z, при облучении индикатора 1 под углом.
Вышеупомянутый индикатор 1 изготавливается, например, следующим способом.
Сначала формируют слой 112 формирования рельефной структуры, имеющий рельефную структуру RS1 и рельефную структуру RS2, обеспеченные на поверхности подложки 111.
Для получения вышеупомянутого эффекта, связанного с рельефной структурой RS1, рельефную структуру RS1 необходимо сформировать с исключительно высокой точностью. Рельефная структура RS1 может быть сформирована со сверхвысокой точностью по форме и размерам с помощью одного из трех способов (с первого по третий), описанных ниже.
Согласно первому способу сначала на гладкой поверхности формируют слой смолы однородной толщины. В качестве материала для слоя смолы используют, например, материал, являющийся инсолюбилизированным или солюбилизированным для проявителя, путем облучения пучком заряженных частиц, таким как пучок электронов. Далее на слое смолы с помощью пучка заряженных частиц, такого как пучок электронов, формируют заранее определенный рисунок. Затем слой смолы проявляют для получения рисунка, соответствующего отражательной поверхности 21 или 22.
Верхняя поверхность рисунка, полученная таким путем, имеет рельеф, высота или глубина которого составляет, например, 10 нм. Затем рисунок нагревают для сглаживания верхней поверхности. Чтобы тепловой поток распространялся только по верхней поверхности, верхнюю поверхность рисунка обдувают горячим воздухом температурой от 100°С до 150°С. Нагревание завершается через короткое время, например, через одну-пять секунд, так что форма боковой поверхности рисунка не должна существенно измениться. Подвод тепла выполняют, например, путем охлаждения рисунка с нижней стороны.
Второй способ аналогичен первому способу за исключением того, что сглаживание выполняется следующим образом. Согласно второму способу рисунок, имеющий рельеф на его верхней стороне, подвергается озолению с использованием, например, кислородной плазмы. Это позволяет удалить часть верхней поверхности рисунка для ее выравнивания.
Первый и второй способы отличаются простотой, но при их использовании не так, то просто оптимизировать параметры процесса. Согласно третьему способу, описанному ниже, хотя производственный процесс становится более сложным, легче добиться высокой точности размеров и формы.
Третий способ аналогичен первому способу за исключением того, что выравнивание выполняется следующим образом. А именно, согласно третьему способу после формирования рисунка, имеющего отверстие, и верхней поверхности с неровностями на всю поверхность наносят второй материал, имеющий более высокую точку плавления, чем первый материал, образующий рисунок. Соответственно, отверстие в рисунке заполняется вторым материалом. Затем поверхность пленки из второго материала полируют, пока не станет открытой верхняя поверхность рисунка, выполненного из первого материала. Затем плоскую пластину, имеющую гладкую поверхность, нагревают до температуры, равной или превышающей точку плавления первого материала, но ниже точки плавления второго материала, прижимая плоскую пластину к рисунку, выполненному из первого материла, и пленке, выполненной из второго материала. Соответственно на верхней поверхности рисунка возникает тепловой поток первого материала. Затем первый материал в достаточной степени охлаждают при прижатой плоской пластине. После того как первый материал окончательно отвердеет, плоскую пластину удаляют, и кроме того, удаляют пленку, выполненную из второго материала. Таким путем получают рисунок, имеющий гладкую верхнюю поверхность.
Рисунок, полученный согласно одному из вышеописанных способов, можно использовать по меньшей мере в качестве части слоя 112 формирования рельефной структуры. В качестве альтернативы, можно изготовить металлическую матрицу из эталонного фотошаблона путем электроформовки или т.п. с использованием структуры, полученной согласно одному из вышеупомянутых способов, в качестве эталонного фотошаблона, и сформировать слой 112 формирования рельефной структуры с использованием упомянутой матрицы. Электроформовка является одной из технологий обработки поверхностей, при которой на объекте формируется металлическая пленка путем уменьшения ионов металла на поверхности объекта, погруженного в заранее определенный водный раствор. Используя вышеописанные способы, можно с высокой точностью копировать тонкую рельефную структуру, обеспечиваемую на поверхности эталонного фотошаблона. В этой связи, поверхность объекта, на которой выполняется электроформовка, должна быть электропроводной. Обычно фоточувствительный резист не является электропроводным, и поэтому перед электроформовкой на поверхность объекта наносят тонкую металлическую пленку путем осаждения паровой фазы, например напыления и вакуумного испарения.
Затем используют матрицу для копирования рельефных структур RS1 и RS2. То есть сначала на подложку 111, выполненную, например, из поликарбоната или полиэфира, наносят термопластичную смолу или фотоотверждаемую смолу. Далее металлическую матрицу вводят в тесный контакт с нанесенной пленкой, и в этом состоянии слой смолы нагревают или облучают светом. После отверждения смолы металлическую матрицу удаляют. Соответственно, получают слой 112 формирования рельефной структуры, с обеспеченными на нем рельефными структурами RS1 и RS2.
Затем на слой 112, например, используя способ выпаривания, наносят один слой или множество слоев металла, такого как алюминий, или наносят диэлектрик. Соответственно, получают отражательный слой 12. На этом изготовление индикатора 1 заканчивается.
〈Второй вариант〉
Далее описывается второй вариант настоящего изобретения.
Индикатор согласно второму варианту аналогичен индикатору 1 согласно первому варианту за исключением того, что для области 13 адаптирована структура, описываемая ниже.
На фиг. 26 представлен вид в плане, схематически демонстрирующий пример структуры, которую можно адаптировать для индикатора согласно второму варианту настоящего изобретения. На фиг. 27 представлен увеличенный вид в плане, где показана часть структуры, изображенной на фиг. 26. На фиг. 28 представлено поперечное сечение по линии XXI-XXI в структуре, показанной на фиг. 26.
На фиг. 26 изображены пиксели PX, скомпонованные регулярным образом в направлениях X и Y. Каждый пиксель PX имеет четырехугольную форму с прямыми углами, например форму квадрата. Как описывается ниже, некоторые пиксели PX включают в себя рельефную структуру RS1, а другие пиксели PX включают в себя рельефную структур RS2.
Пиксель PX спроектирован так, что его длинная сторона имеет размер в диапазоне от 3 мкм до 300 мкм. Если размер пикселя PX велик, то изображение невозможно отобразить с высоким разрешением. Когда размер пикселя PX мал, формирование с высокой точностью достаточного количества выступов или углублений в пикселе PX становится трудной задачей.
Пиксели PX, скомпонованные в области 13, включают в себя рельефную структуру RS1. Рельефная структура RS1 совпадает с рельефной структурой RS1, описанной со ссылками на фиг. 5 и 6.
С другой стороны, пиксели PX, скомпонованные в области 17, включают в себя рельефную структуру RS2. Здесь рельефная структура RS2 представляет собой дифракционную решетку, в которой направление по длине канавки образует угол с направлением X.
В области 13 отношение S/S0 площади S рельефной структуры RS1 к площади S0 пикселя PX различается от места к месту. На фиг. 26 показаны три пикселя PX, имеющие разные отношения S/S0.
Контур пикселя PX определяется на основе направления компоновки и периода рельефной структуры RS1, а также рисунка компоновки отражательной поверхности 22. В этом случае может быть учтено направление, период и форма рельефной структуры RS2, если это необходимо. Как показано на фиг. 27, здесь предполагается, что контуром рельефной структуры RS1 является многоугольник минимальной площади, содержащий все отражательные поверхности 22, имеющиеся в рельефной структуре RS1, где все внутренние углы меньше 180°.
Рельефная структура RS1 расположена по центру пикселя PX. Рельефная структура RS1 не обязательно располагается в центре пикселя PX. Позиция рельефной структуры RS1 относительно центра пикселя PX может быть одинаковой или разной среди пикселей PX.
Два или более пикселей PX с одинаковым отношением S/S0 имеют одинаковую высоту или глубину отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21. Далее, как показано на фиг. 28, два или более пикселей PX с разными отношениями S/S0 имеют отличные друг от друга значения высоты или глубины отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21.
Отношение S/S0 влияет на насыщенность цвета, отображаемого пикселем PX. Высота или глубина отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21 влияет на оттенок цвета, отображаемого пикселем PX. Следовательно, если принята вышеописанная конфигурация, то можно выполнить более сложный индикатор.
Пиксели PX можно скомпоновать различными путями.
На фиг. 29 представлен вид в плане, схематически показывающий пример компоновки пикселей. На фиг. 30 представлен вид в плане, схематически показывающий другой пример компоновки пикселей.
На фиг. 29 пиксели PX прямоугольной формы скомпонованы в направлении под углом к направлению X и в направлении Y. На фиг. 30 пиксели PX, имеющие форму шестиугольника, скомпонованы в направлении под углом к направлению X и в направлении Y. Когда пиксели PX одинаковой формы компонуются в двух измерениях и регулярным образом, как упоминалось выше, упрощается проектирование индикатора 1, а также облегчается изготовление индикатора 1 по заказу. Индикатор 1 может содержать множество областей, которые будут отличаться по меньшей мере одним из параметров: формой и/или компоновкой пикселей PX.
Пиксель PX может иметь и другие формы. Например, пиксель PX может иметь четырехугольную форму, отличную от квадрата и прямоугольника, такую как параллелограмм. В альтернативном варианте пиксель PX может иметь форму треугольника. Пиксели PX, имеющие указанные формы, могут быть скомпонованы без зазора.
Два направления компоновки пикселей PX могут находиться под углом друг к другу или быть перпендикулярны друг другу.
Если принята структура, описанная со ссылками на фиг. 26 - 28, то можно реализовать градации оттенка и насыщенности.
На фиг. 31 представлена схема, схематически показывающая примеры изображений, которые могут отображаться индикатором, согласно второму варианту настоящего изобретения.
Индикатор 1, показанный на фиг. 31, отображает изображения IG1-IG3. На участках, соответствующих изображениям IG1-IG3 индикатора 1, отношение S/S0 площади S рельефной структуры RS1 к площади S0 пикселя PX различается от места к месту. Пиксели PX, имеющие одинаковое отношение S/S0, имеют одинаковую высоту или глубину отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21. Пиксели PX, имеющие одинаковое отношение S/S0, имеют отличные друг от друга значения высоты или глубины отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21.
В частности, на участке, соответствующем изображению IG1 индикатора 1, отношение S/S0 уменьшается слева направо. Например, пиксели PX, имеющие такую же структуру, как пиксель PX, показанный в левом верхнем углу фиг. 26, скомпонованы с левого края; пиксели PX, имеющие такую же структуру, как пиксель PX, показанный в правом верхнем углу фиг. 26, скомпонованы с правого края; и пиксели PX, имеющие такую же структуру, как пиксель PX, показанный в левом нижнем углу фиг. 26, скомпонованы в промежуточной области. Высота или глубина отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21 уменьшается слева направо на этом участке. Следовательно, насыщенность в изображении IG1 уменьшается слева направо при изменении оттенка.
На участке, соответствующем изображению IG2 индикатора 1, отношение S/S0 уменьшается от окружности к центру. Например, пиксели PX, имеющие такую же структуру, как пиксель PX, показанный в левом верхнем углу фиг. 26, скомпонованы в области окружности; пиксели PX, имеющие такую же структуру, как пиксель PX, показанный в правом верхнем углу фиг. 26, скомпонованы в центральной области; и пиксели PX, имеющие такую же структуру, как пиксель PX, показанный в левом нижнем углу фиг. 26, скомпонованы в промежуточной области. Высота или глубина отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21 уменьшается от окружности к центру на этом участке. Следовательно, насыщенность в изображении IG2 уменьшается слева направо при изменении оттенка.
На участке, соответствующем изображению IG3 индикатора 1, отношение S/S0 уменьшается слева направо. Например, пиксели PX, имеющие такую же структуру, как пиксель PX, показанный в левом верхнем углу фиг. 26, скомпонованы с левого края; пиксели PX, имеющие такую же структуру, как пиксель PX, показанный в правом верхнем углу фиг. 26, скомпонованы с правого края; и пиксели PX, имеющие такую же структуру, как пиксель PX, показанный в левом нижнем углу фиг. 26, скомпонованы в промежуточной области. Высота или глубина отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21 уменьшается слева направо на этом участке. Следовательно, насыщенность в изображении IG3 уменьшается слева направо при изменении оттенка.
Таким образом, если принята вышеописанная конфигурация, можно выполнить более сложный индикатор. Это сильно затруднит подделку индикатора 1, отображающего указанное изображение.
В вышеописанной конфигурации, по сравнению с пикселем PX, имеющим меньшее отношение S/S0, пиксель PX, имеющий большее отношение S/S0, имеет большую высоту или глубину отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21. Наоборот, по сравнению с пикселем, имеющим меньшее отношение S/S0, пиксель PX, имеющий большее отношение S/S0, может иметь меньшую высоту или глубину отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21. Однако, если высоту или глубину отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21 сделать меньше, тогда уменьшится дифракционная эффективность. Следовательно, чтобы значительно изменить насыщенность, пиксель PX, имеющий большее отношение S/S0, предпочтительно должен иметь большую высоту или глубину отражательной поверхности 22 относительно отражательной поверхности 21 по сравнению с пикселем PX, имеющим меньше отношение S/S0.
Здесь в качестве примера отражательные поверхности 22, каждая из которых имеет круглую форму, скомпонованы регулярным образом в каждой из рельефных структур RS1. Также как и в первом варианте, отражательная поверхность 22 может иметь разные формы.
<Третий вариант>
Далее описывается третий вариант настоящего изобретения.
Индикатор согласно третьему варианту аналогичен индикатору 1 согласно первому или второму варианту за исключением того, что в нем содержится печатный слой.
На фиг. 32 представлено поперечное сечение, схематически иллюстрирующее пример структуры, которую можно принять для индикатора согласно третьему варианту настоящего изобретения. На фиг. 33 представлено поперечное сечение, схематически иллюстрирующее другой пример структуры, которую можно принять для индикатора согласно третьему варианту настоящего изобретения. На фиг. 34 представлено поперечное сечение, схематически иллюстрирующее еще один пример структуры, которую можно принять для индикатора согласно третьему варианту настоящего изобретения.
Индикатор 1, показанный на фиг. 32-34, имеет печатный слой 14, предусмотренный в месте, соответствующем области 17. Как показано на фиг. 32, печатный слой 14 может быть обращен к слою 112 формирования рельефной структуры с подложкой 111, расположенной между ними.
В качестве альтернативы, печатный слой 14 может быть предусмотрен, как показано на фиг. 33, между слоем 112 формирования рельефной структуры и отражательным слоем 12. В качестве альтернативы, как показано на фиг. 34, печатный слой 14 может быть обращен к слою 132 формирования рельефной структуры с отражательным слоем 12 между ними.
Как показано на фиг. 32 и 34, рельефная структура может быть не предусмотрена в том месте на поверхности слоя 112 формирования рельефной структуры, где расположен печатный слой 14. В качестве альтернативы, как показано на фиг. 33, указанная рельефная структура может быт предусмотрена на поверхности слоя 112 формирования рельефной структуры по меньшей мере на участке области, соответствующей печатному слою 14. Как показано на фиг. 34, в том месте, где находится печатный слой 14, часть отражательного слоя 12 может отсутствовать.
Когда между слоем 112 формирования рельефной структуры и отражательным слоем 12 обеспечен печатный слой 14, как показано на фиг. 33, предпочтительно, чтобы показатель преломления печатного слоя 14 был примерно равен показателю преломления материала, образующего слой 112 формирования рельефной структуры. В этом случае можно предотвратить отображение структурного цвета на участке рельефной структуры, контактирующем с печатным слоем 14.
Когда отражательный слой 12 и печатный слой 14 сформированы на слое 112 формирования рельефной структуры в том порядке, который показан на фиг. 34, отражательный слой 12 формируют, например, так, что он покрывает только часть поверхности слоя 112 формирования рельефной структуры. В этом случае печатный слой 14 формируют, например, так, что он по меньшей мере частично покрывает ту область слоя 112 формирования рельефной структуры, где отражательный слой 12 не сформирован. В этом случае, если даже отражательный слой 12 не обладает светопроницаемыми свойствами, изображение, соответствующее рисунку печатного слоя 12, может восприниматься при наблюдении индикатора 1 сбоку на подложке 111.
Печатный слой 14 отображает, например, изображения, такие как буквы, рисунки и символы. Печатный слой 14 сформирован из краски или тонера и отображает хроматические цвета или ахроматические цвета, имеющие оттенок, светлоту и насыщенность, присущие данной краске или тонеру.
В качестве краски в зависимости от способа печати используют, например, краску для офсетной печати, краску для высокой печати или краску для глубокой печати. Краску, используемую для печати, можно классифицировать по составу: краска на основе смолы, масляная краска и краска на водной основе. В альтернативном варианте, краску для печати можно классифицировать по способу высыхания: краска с окислительной полимеризацией, краска с проникающим высушиванием, краска с высушиванием путем испарения и краска с ультрафиолетовым отверждением. Печатную краску выбирают в соответствии с типом подложки и способом печати.
В качестве тонера используют, например, пластиковые частицы, имеющие электростатические свойства, к которым прилипают цветные частицы, такие как графит и пигменты. Печатный слой 14 можно сформировать путем переноса указанного тонера на подложку, такую как полиэтилентерефталатная (PET) пленка и бумага, с использованием статического электричества и расплавления тонера путем нагревания. При использовании обычной печатной краски или тонера отображаемый цвет печатного слоя 14 практически не изменяется в зависимости от угла падения облучающего света или направления наблюдения. С другой стороны, рельефная структура RS1 отображает структурный цвет при наблюдении в нормальном направлении и не отображает структурный цвет при наблюдении под небольшим углом относительно поверхности индикатора. Таким образом, при сравнении цвета печатного слоя 14 с цветом рельефной структуры RS1 его характерные признаки становятся заметными. Следовательно, можно обеспечить высокий уровень защиты от подделки путем комбинирования рельефной структуры RS1 и печатного слоя 14.
Путем правильного подбора типа краски или тонера, концентрации пигмента или красителя и способа печати можно исключить или минимизировать возможность идентификации области 13 и области 17 индикатора 1 при наблюдении, например, в нормальном направлении. То есть индикатор 1 может быть сконфигурирован так, что область 13 и область 17 будут отображать примерно одинаковый цвет при наблюдении, например, в нормальном направлении. Как было описано выше, в области 13 отображаемый цвет не изменяется при незначительном отклонении направления наблюдения от нормального направления. Однако, если угол, под которым смотрят на поверхность дисплея, достаточно мал, область 13 отображает менее насыщенный структурный цвет или вообще не отображает структурный цвет. Таким образом, в этом случае область 13 и область 17 можно отличить друг от друга.
То есть печатный слой 14 и рельефная структура RS1 отображают скрытое изображение, когда печатный слой 14 и рельефная структура RS1 облучаются белым светом, например, в нормальном направлении, и наблюдается регулярный отраженный свет. Печатный слой 14 и рельефная структура RS1 отображают видимое изображение, когда печатный слой 14 и рельефная структура RS1 облучаются белым светом под углом, и тогда наблюдается регулярный отраженный свет. Следовательно, приняв вышеописанную конфигурацию можно получить более сложный визуальный эффект.
Пример указанного визуального эффекта описывается со ссылками на фиг. 35 и 36.
На фиг. 35 представлен вид в плане, схематически иллюстрирующий пример изображения, отображаемого индикатором, согласно третьему варианту настоящего изобретения, когда наблюдатель смотрит на индикатор в нормальном направлении. На фиг. 36 представлен вид в перспективе, схематически иллюстрирующий пример изображения, отображаемого индикатором, показанного на фиг. 35, когда наблюдатель смотрит на него под углом.
Индикатор 1, показанный на фиг. 35 и 36, совпадает с индикатором 1, описанным со ссылками на фиг. 1 и 2, за исключением того, что для него принята следующая конфигурация. А именно, индикатор 1 не содержит область 18, а область 17 снабжена печатным слоем 14, описанным со ссылками на фиг. 32 - 34. Печатный слой 14 формируют из обычной краски или тонера, причем печатный слой 14 вызывает сильное изменение цвета в зависимости от направления наблюдения. Когда на индикатор 1 смотрят в нормальном направлении, как показано на фиг. 35, область 13 и область 17 отображают примерно один и тот же цвет. При достаточно большом отклонении направления наблюдения за индикатором 1 от нормального, как показано на фиг. 36, отображаемый цвет области 13 изменяется. То есть в результате достаточно большого отклонения направления наблюдения от нормального визуализируется скрытое изображение.
В качестве краски для печати можно использовать функциональную краску, чей цвет изменяется в зависимости от длины волны облучающего света или направления наблюдения. В качестве функциональной краски, чей цвет изменяется в зависимости от длины волны облучаемого света, можно использовать, например, флуоресцентную краску или фосфоресцентную краску. В качестве функциональной краски, чей цвет изменяется в зависимости от направления наблюдения, можно использовать, например, цветопеременную краску, краску с искажением цвета, перламутровую краску или краску с обратным отражением.
Флуоресцентная краска включает в себя флуоресцентный пигмент. Флуоресцентная краска отображает конкретный цвет при облучении ультрафиолетовыми лучами. Флуоресцентная краска излучает свет в темном месте в течение длительного времени после ее активирования светом.
Цветопеременная краска и краска со смещением цвета изменяет свой цвет, например, с красного на зеленый или с синего на пурпурный в зависимости от направления наблюдения. Перламутровая краска отображает бледно перламутровый цвет при наблюдении в конкретном направлении. Краска с обратным отражением отражает с высокой отражательной способностью облучающий свет в направлении, примерно совпадающем с направлением падения.
Для людей, которые не знакомы с выполнением оценки, основанной на использовании изменения цвета области 13, оценка аутентичности с использованием изменения цвета области 17 не представляет труда. При комбинировании оценки аутентичности с использованием изменения цвета области 13 и оценки аутентичности с использованием изменения цвета области 17 можно получить более надежную оценку аутентичности. В частности, если отображаемый цвет области 17 изменяется в зависимости от направления наблюдения, можно сделать так, чтобы наблюдатель одновременно воспринимал изменения цвета как в области 13, так и в области 17, путем примерного согласования угла наблюдения, под которым изменяется цвет индикатора в области 13, и угла, под которым изменяется цвет индикатора в области 17. Следовательно, можно обеспечить более надежную оценку аутентичности.
Пример указанного визуального эффекта описывается ниже со ссылками на фиг. 37 и 38.
На фиг. 37 представлен вид в плане, схематически иллюстрирующий другой пример изображения, отображаемого индикатором, согласно третьему варианту настоящего изобретения, когда наблюдатель смотрит на индикатор в нормальном направлении. На фиг. 38 представлен вид в перспективе, схематически иллюстрирующий пример изображения, отображаемого индикатором, показанного на фиг. 37, когда наблюдатель смотрит на него под углом.
Индикатор 1, показанный на фиг. 37 и 38, совпадает с индикатором 1, описанным со ссылками на фиг. 1 и 2, за исключением того, что для него принята следующая конфигурация. А именно, индикатор 1 не содержит область 18, а область 17 снабжена печатным слоем 14, описанным со ссылками на фиг. 32-34. Печатный слой 14 сформирован из функциональной краски, чей цвет изменяется в зависимости от направления наблюдения.
При наблюдении за индикатором 1 в нормальном направлении области 13 и 17, как правило, отображают разные цвета, как показано на фиг. 37. Если направление наблюдения достаточно отклонено от нормального, как показано на фиг. 38, отображаемые цвета меняются в обеих областях 13 и 17.
Печатный слой 14 может быть скомпонован так, что он будет обращен к части рельефной структуры RS1. Подробно это описывается со ссылками на фиг. 39-41.
На фиг. 39 представлен вид в плане, схематически иллюстрирующий модификацию индикатора, показанного на фиг. 33. На фиг. 40 показано поперечное сечение по линии XXXIII-XXXIII индикатора, показанного на фиг. 39. На фиг. 41 представлен вид в перспективе, схематически иллюстрирующий пример изображения, отображаемого индикатором, показанным на фиг. 39 и 40, когда наблюдатель смотрит на индикатор под углом.
Индикатор 1, показанный на фиг. 39 и 40, совпадает с индикатором 1, описанным со ссылками на фиг. 33, за исключением того, что для него принята следующая конфигурация. А именно, индикатор 1 не содержит область 18. Рельефная структура RS1 предусмотрена не только в области 13, но также и в области 17. Кроме того, печатный слой 14 предусмотрен не только в области 17, но также и в области 13.
Рельефная структура RS1, предусмотренная в области 13, и рельефная структура RS1, предусмотренная в области 17, имеют например, одинаковую структуру. На поверхности слоя 112 формирования рельефной структуры могут быть предусмотрены разные рельефные структуры RS1. В указанном случае граница этих рельефных структур RS1 может совпадать с границей областей 13 и 17 либо может отличаться от границы областей 13 и 17. Здесь в качестве примера предполагается, что в областях 13 и 17 предусмотрена одна и та же рельефная структура RS1.
Печатный слой 14 выполнен в форме полосы. Часть печатного слоя 14, расположенная в области 13, сформирована из множества отдельных полосок, каждая из которых проходит в направлении Y, причем они скомпонованы в направлении X. Часть печатного слоя 14, расположенная в области 17, сформирована из множества полосок, каждая из которых проходит в направлении X, причем они скомпонованы в направлении Y. В каждой из областей 13 и 17 эти полоски скомпонованы, например, с плотностью от 3 до 10 полосок на один миллиметр. В областях 13 и 17 плотность указанных полосок одинакова.
Как было описано выше, часть полосок в областях 13 и 17 скомпонованы с плотностью от 3 до 10 полосок на 1 мм. Таким образом, при наблюдении невооруженным глазом практически невозможно либо затруднительно отличить эти полоски друг от друга. Кроме того, как было описано выше, рельефная структура RS1 имеет одинаковую структуру в областях 13 и 17, причем плотность полосок в обеих областях также одинакова. Таким образом, когда на индикатор 1 смотрят в нормальном направлении, как показано на фиг. 39, невозможно или достаточно трудно отличить области 13 и 17 друг от друга.
Когда направление наблюдения проходит под углом в плоскости, перпендикулярной направлению X или направлению Y, наблюдаемая плотность полосок возрастает в одной из областей 13 и 17. Таким образом, часть печатного слоя 14, расположенная в области 13, и часть печатного слоя 14, расположенная в области 17, влияют на отображение по-разному. Например, при наблюдении под углом в плоскости, перпендикулярной направлению X, как показано на фиг. 41, область 17 кажется более темной, чем область 13. Кроме того, как было описано выше, если наблюдение происходит под углом, также изменяется оттенок цвета, отображаемого рельефной структурой RS1. Следовательно, если наблюдение происходит под углом, например, в плоскости, перпендикулярной направлению X, визуализируется скрытое изображение, сформированное областями 13 и 17, что сопровождается изменением оттенка.
Следовательно, если принята конфигурация, описанная со ссылками на фиг. 39-41, то можно обеспечить более сложный визуальный эффект.
В примере, описанном со ссылками на фиг. 39-41, печатный слой 14 сформирован из двух частей, в которых направление длины полосок различны, и рельефная структура RS1 обращена к этим полоскам. Рельефная структура RS1 может быть обращена только к одной из указанных полосок либо обращена к части одной полоски и по меньшей мере к части другой полоски.
В качестве альтернативы, рельефная структура RS1 может не быть обращена к печатному слою 14. Например, рельефная структура RS1 и печатный слой 14 могут быть скомпонованы таким образом, что область, где обеспечена рельефная структура RS1, и область, где обеспечен печатный слой 14, оказываются смежными при наблюдении в нормальном направлении. При наблюдении под углом индикатор 1, для которого принята вышеописанная структура, вызывает изменение оттенка в области, где предусмотрена рельефная структура RS1, и визуализирует скрытое изображение в области, где предусмотрен печатный слой 14.
<Четвертый вариант>
Далее описывается четвертый вариант настоящего изобретения.
Индикатор согласно четвертому варианту аналогичен индикатору 1 согласно первому или второму варианту за исключением того, что в области 13 используется структура, описанная ниже. То есть в данном варианте отражательная поверхность 22 имеет форму, вытянутую в одном направлении.
На фиг. 42 представлен вид в перспективе, схематически показывающий пример структуры, которую можно принять для индикатора согласно четвертому варианту настоящего изобретения.
В рельефной структуре RS1, показанной на фиг. 42, отражательные поверхности 22 имеют форму, вытянутую в направлении X, при этом они скомпонованы в направлении Y. Расстояние между центрами отражательных поверхностей 22, смежных в направлении ширины, являются нерегулярными, при этом ширина отражательных поверхностей 22 также неодинакова. Расстояния между центрами отражательных поверхностей 22 соседних в направлении ширины могут быть регулярными. В качестве альтернативы, регулярными могут быть значения ширины отражательных поверхностей 22.
При наблюдении в направлении, перпендикулярном направлению X, рельефная структура RS1 отображает смешанный цвет. Тогда, если смотреть в направлении, перпендикулярном направлению Y, то рельефная структура RS1 отображает ахроматический цвет, например серебристо-серый.
Таким образом, если смотреть на рельефную структуру RS1, показанную на фиг. 42, под углом, при повороте рельефной структуры RS1 вокруг нормали к отражательной поверхности 21, цвет индикатора изменяется, переходя от хроматических цветов к ахроматическим цветам и обратно. В отличие от обычной дифракционной решетки, если смотреть на рельефную структуру RS1, показанную на фиг. 42, в направлении, перпендикулярном оси, параллельной направлению длины отражательно поверхности 22 при повороте рельефной структуры RS1 вокруг указанной оси, цвет индикатора не изменяется сколь-либо значительно.
Указанный визуальный эффект не может быть достигнут обычными способами печати, не может быть достигнут с помощью дифракционной решетки или голограммы и не может быть обеспечен с помощью комбинации структуры, рассеивающей свет, и пигментированного слоя. То есть рельефная структура RS1 обеспечивает исключительно особый визуальный эффект.
Рельефная структура RS1, показанная на фиг. 42, рассеивает свет только в направлениях, перпендикулярных направлению X. Таким образом, по сравнению с рельефной структурой, которая рассеивает свет во всех направлениях, рельефная структура RS1 может обеспечить яркое отображение.
Кроме того, по сравнению с рельефной структурой, в которой отражательная поверхность 22 скомпонована в двух измерениях, рельефная структура RS1 имеет простую структуру. Таким образом, рельефную структуру RS1, показанную на фиг. 42, легко спроектировать и изготовить.
Рельефную структуру RS1, показанную на фиг. 42, можно модифицировать различными путями.
На фиг. 43 представлен вид в плане, схематически показывающий пример модификации рельефной структуры, показанной на фиг. 42. На фиг. 44 представлен вид в плане, схематически показывающий другой пример модификации рельефной структуры, показанной на фиг. 42.
В рельефных структурах RS1, показанных на фиг. 43 и 44, отражательные поверхности 22 имеют форму, удлиненную в направлении X, причем эти поверхности скомпонованы в направлениях X и Y. Расстояния между центрами отражательных пластин 22, смежных в направлении ширины, являются нерегулярными, так же как значения ширины отражательных поверхностей 22. Расстояния между отражательными поверхностями 22, смежными в направлении длины, являются нерегулярными, так же как значения длины отражательных поверхностей 22.
Рельефная структура RS1, описанная выше, может рассеивать свет также и в направлении, перпендикулярном направлению Y, хотя и не так интенсивно, как в направлении, перпендикулярном направлению X. Следовательно, если отношение длины отражательной поверхности 22 к ее ширине составляет 10 или менее, то рельефная структура RS1 может также отображать смешанный цвет при наблюдении в направлении, перпендикулярном направлению Y.
Если отношение длины отражательной поверхности 22 к ее ширине мало, то рельефная структура RS1 может отображать один и тот же смешанный цвет при наблюдении в направлении, перпендикулярном направлению Y, и при наблюдении в направлении, перпендикулярном направлению X. Когда указанное отношение составляет, например 10 или более, наблюдатель может воспринимать разницу между смешанным цветом, отображаемым рельефной структурой RS1 при наблюдении в направлении, перпендикулярном направлению X, и смешанный цвет, отображаемый рельефной структурой RS1 при наблюдении, в направлении, перпендикулярном направлению Y.
В настоящем варианте отражательная поверхность 22 может иметь различные формы. Например, отражательная поверхность 22 может быть квадратом, как показано на фиг. 43, или иметь округлую форму, как показано на фиг. 44. Промежуточная часть контура отражательной поверхности 22, которая размещена между двумя концами, может быть прямолинейной, как показано на фиг. 43, 44, либо искривленной. Когда контур отражательной пластины 22 искривлен в ее промежуточной части, рельефная структура RS1 может рассеивать свет также в направлении, перпендикулярном направлению Y.
Направление длины отражательной поверхности 22 может пересекать направление X. Например, направление длины отражательной поверхности 22 может быть параллельно направлению Y.
На фиг. 45 представлен вид в плане, схематически показывающий пример индикатора, содержащего рельефную структуру, показанную на фиг. 42. На фиг. 46 представлен вид в перспективе, схематически показывающий пример изображения, отображаемого индикатором, показанным на фиг. 45. На фиг. 47 представлен вид в перспективе, схематически показывающий другой пример изображения, отображаемого индикатором, показанным на фиг. 45.
Индикатор 1, показанный на фиг. 45, аналогичен индикатору 1, описанному со ссылками на фиг. 1 и 2, за исключением того, что для него принята следующая конфигурация. А именно, индикатор 1 не содержит область 17, а рельефная структура RS1, предусмотренная в области 13, имеет структуру, описанную со ссылками на фиг. 42.
В области 13 буквы «Т» отражательные поверхности 22 имеют направления длины, параллельные направлению X, а скомпонованы они в направлении Y. Здесь в качестве примера среднее расстояние между центрами отражательных поверхностей 22 составляет около 1 мкм, а разница высот отражательных поверхностей 21 и 22 в области 13 составляет примерно 0,3 мкм.
В области 13 буквы «О» отражательные поверхности 22 имеют направления длины, параллельные направлению Y, а скомпонованы они в направлении X. Здесь в качестве примера среднее расстояние между центрами отражательных поверхностей 22 составляет около 1 мкм, а разница высот отражательных поверхностей 21 и 22 в области 13 составляет примерно 0,25 мкм.
В области 13 буквы «P», отражательные поверхности 22 имеют направления длины, параллельные направлению X, а скомпонованы они в направлении Y. Здесь в качестве примера среднее расстояние между центрами отражательных поверхностей 22 составляет около 1 мкм, а разница высот отражательных поверхностей 21 и 22 в области 13 составляет примерно 0,2 мкм.
При наблюдении под углом в направлении, перпендикулярном направлению X, как показано на фиг. 46, индикатор 1 отображает желтый цвет в области 13 буквы «T», ахроматический цвет в области 13 буквы «О» и пурпурный цвет в области 13 буквы «P». В этом случае при увеличении угла падения облучающего света цвет, отображаемый индикатором 1 в области 13 буквы «T» и области 13 буквы «P», изменяется на сине-зеленый и оранжевый соответственно.
При наблюдении под углом в направлении, перпендикулярном направлению Y, как показано на фиг. 47, индикатор 1 отображает ахроматический цвет в области 13 буквы «T», синий цвет в области 13 буквы «О» и ахроматический цвет в области 13 буквы «P». В этом случае при увеличении угла падения облучающего света цвет, отображаемый индикатором 1 в области 13 буквы «O», изменяется на пурпурный.
Как было описано выше, рельефная структура RS1, описанная со ссылками на фиг. 42-44, может обеспечить сложные визуальные эффекты.
Технологии, описанные в вариантах с первого по четвертый, можно взаимно комбинировать. Например, индикатор 1 может содержать две или более структур, описанных в вариантах с первого по четвертый. Индикатор 1 согласно первому, третьему и четвертому вариантам может содержать множество пикселей PX. В указанном случае для этих пикселей может быть принята структура, описанная во втором варианте. Индикатор согласно первому, второму и четвертому вариантам, кроме того, может содержать печатный слой 14, описанный в третьем варианте.
Вышеописанный индикатор 1, закрепленный, например, печатным способом, можно использовать в качестве этикетки, защищающей от подделки. Как было описано выше, индикатор 1 обеспечивает особый визуальный эффект. Индикатор 1 трудно подделать. Следовательно, трудно подделать или сымитировать маркированное таким образом изделие, содержащее само изделие и закрепленный на нем индикатор 1.
На фиг. 48 представлен вид в плане, схематически показывающий пример маркированного изделия. На фиг. 49 представлено поперечное сечение по линии IL-IL маркированного изделия, показанного на фиг. 48.
На фиг. 48 и 49 в качестве примера маркированного изделия показан печатный объект 100. Печатный объект 100 представляет собой плату интегральной схемы (IC) и содержит подложку 50. Подложка 50 выполнена, например, из пластмассы. Подложка 50 имеет углубление, обеспеченное на одной основной поверхности, а в указанное углубление вложена интегральная микросхема 30. На поверхности микросхемы 30 предусмотрены электроды, через которые в интегральную схему записывается информация или считывается, записанная в ней информация. На подложке 50 сформирован печатный слой 40. Вышеупомянутый индикатор 1 фиксируется посредством, например, слоя клея на поверхности подложки 50, на которой сформирован печатный слой 40. Индикатор 1 изготавливают, например, в виде самоклеющегося стикера или переводной пленки, которая фиксируется на подложке 50 путем приклеивания к печатному слою 40.
Печатный объект 100 включает в себя индикатор 1. Следовательно, будет трудно подделать или сымитировать такой печатный объект 100. Кроме того, печатный объект 100 включает в себя вдобавок к индикатору 1 микросхему 30 и печатный слой 40 и, следовательно, могут быть приняты дополнительные меры по предотвращению подделки с использованием микросхемы 30 или печатного слоя 40.
Хотя на фиг. 48 и 49 в качестве печатного объекта, включающего в себя индикатор 1, показана плата с интегральной схемой, печатный объект, включающий в себя индикатор 1, не ограничивается вышеописанным примером. Например, печатным объектом, включающим в себя индикатор 1, может быть другая карта, такая как магнитная карта, карта беспроводной связи и идентификационная (ID) карта. В качестве альтернативы печатным объектом, включающим в себя индикатор 1, могут быть ценные бумаги, такие как ваучеры и чеки. Как альтернативный вариант, печатным объектом, включающим в себя индикатор 1, может быть метка, прикрепляемая к изделию, аутентичность которого как аутентичного изделия следует подтвердить. В качестве альтернативы, печатным объектом, включающим в себя индикатор 1, может быть контейнер или его часть, в который помещено изделие, чью аутентичность в качестве аутентичного изделия следует подтвердить.
Хотя индикатор 1 наклеен на подложку 50 в печатном объекте 100, показанном на фиг. 48 и 49, эта подложка может поддерживать индикатор 1 другими способами. Например, при использовании бумаги в качестве подложки можно заделать индикатор в бумагу, открытую в месте расположения индикатора. В качестве альтернативы, когда в качестве подложки используют светопроницаемый материал, индикатор может быть встроен в этот материал или он может быть закреплен на задней стороне подложки, то есть на поверхности, противолежащей поверхности индикатора.
Маркированное изделие не обязательно может быть печатным объектом. А именно, индикатор 1 может быть закреплен на изделии, которое не содержит печатный слой. Индикатор 1 может быть закреплен на каком-либо высококачественном изделии, например произведении искусства.
Индикатор 1 можно использовать для других целей, не связанных с защитой от подделки. Например, индикатор 1 можно использовать в качестве игрушки, учебного материала или орнамента. Специалисты в данной области техники без труда обнаружат дополнительные преимущества и предложат модификации данного изобретения. Таким образом, изобретение в его более широких аспектах не ограничивается конкретными деталями и иллюстративными вариантами, которые были здесь показаны и описаны. Соответственно, можно выполнить различные модификации, не выходящие за рамки существа или объема общей концепции изобретения, определенной прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами.