JP2008275740A - Display body and laminate - Google Patents

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Yuichiro Shimizu
雄一郎 清水
Toshitaka Toda
敏貴 戸田
Akira Nagano
彰 永野
Shingo Maruyama
伸吾 丸山
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Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display body provided with a higher visual effect, hardly forged, facilitating authentication by obtaining characteristics with human eyes and a reading machine, and having a high eye-catch effect based on a new visual effect which can not be expressed by a conventional display body. <P>SOLUTION: The display body 10 is provided with a fine relief area 13 having a fine relief structure 14. In the fine relief area 13, a visible light reflectance of the display body is low and primary diffracted light is emitted. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、表示体およびそれを備えた積層体に関し、特にセキュリティ用途に好適な表示体及び積層体に関する。   The present invention relates to a display body and a laminated body including the display body, and more particularly to a display body and a laminated body suitable for security applications.

従来、偽造を防止する手段としては、簡単に真似する事のできない微細構造や色調変化を施したり、または他の光学機能フィルムを判定子として、それとの組み合わせでのみある光学的現象が観察されるような構成としたり、さらには専用の読取装置でのみ一定のパターン等が読み取れるような構成とするなど、様々な態様が技術の進歩とともに実用化されてきた。   Conventionally, as a means for preventing counterfeiting, a fine structure or color tone change that cannot be easily imitated, or an optical phenomenon that is only in combination with another optical functional film as a discriminator is observed. Various aspects have been put into practical use with the advancement of technology, such as a configuration in which a certain pattern or the like can be read only by a dedicated reader.

その中でも、実際の運用上の簡便さから、最も利用されているものの一つとして、ホログラムや回折格子像が挙げられる。
ホログラムは、二光束干渉などの光学的撮影方法により、微細な凹凸パターンや、屈折率分布を設けることで作製される。一方、回折格子像は、微小なエリアに回折格子を配置したものを画素として作製される。
上記ホログラムや回折格子像は、双方ともに偽造困難で、カラーコピー機等による複写も困難で、また意匠的にも優れることから、クレジットカードやIDカード、各種有価証券、証明書等に広く用いられている。
しかしながら、実際の運用上ではホログラムや回折格子像の真偽判定は人の目に委ねられるため、微視的には粗悪な偽造品であっても全ての人が肉眼で一様に正確な真偽判定を行うことは容易でない。
Among them, a hologram and a diffraction grating image are given as one of the most utilized because of practical ease of operation.
A hologram is produced by providing a fine concavo-convex pattern and a refractive index distribution by an optical photographing method such as two-beam interference. On the other hand, the diffraction grating image is produced using a pixel in which a diffraction grating is arranged in a minute area.
Both holograms and diffraction grating images are difficult to counterfeit, difficult to copy with color copiers, etc., and are excellent in design, so they are widely used for credit cards, ID cards, various securities, certificates, etc. ing.
However, in actual operation, the authenticity of holograms and diffraction grating images is left to the human eye, so even if it is a microscopically fake product, all people can accurately and accurately authenticate with the naked eye. It is not easy to make a false determination.

また、上述のようなホログラムや回折格子像が流通、普及していく中で、偽造技術も進歩していくため、より偽造困難な表示体が求められているところである。
例えば、表面レリーフ構造のホログラムや回折格子は密着露光により複製される恐れがある。
偽造を防ぐため、例えば回折効果を持つ細かいパターンの配置に工夫を凝らすことが特許文献1に記載されている。このセキュリティデバイスでは、ヒトの目視では情報が読み取れないようにし、セキュリティ情報の有無を分かりにくくしている。したがって、真正品か否かの判断は目視では困難で、その判定には読み取り機械を使用することになる。
また、密着露光法で複製されたホログラムや回折格子は、オリジナルと比較すれば精度の低下を確認できるが、通常複製品は複製品のみで流通するため、専門家ではない一般の需要家では真正品か否かの判断が困難であるという問題があった。
Further, as the holograms and diffraction grating images as described above are distributed and popularized, the forgery technique is also advanced, so that a display body that is more difficult to forge is being demanded.
For example, a hologram or diffraction grating having a surface relief structure may be duplicated by contact exposure.
In order to prevent forgery, for example, Patent Document 1 describes that a fine pattern having a diffraction effect is devised. In this security device, information cannot be read by human eyes, making it difficult to understand the presence or absence of security information. Therefore, it is difficult to determine whether or not the product is genuine, and a reading machine is used for the determination.
In addition, the accuracy of holograms and diffraction gratings replicated by the contact exposure method can be confirmed to be reduced compared to the original. However, since normally replicated products are distributed only as replicated products, they are genuine for non-professional general consumers. There was a problem that it was difficult to judge whether the product was a product.

<先行技術>
微細な凹凸を設けた基材は、入射した光の反射を抑えることが知られている。例えば、ある種の反射防止フィルムは、フィルム基材表面に細かい凹凸のエンボス加工を施したり、フィルム形成樹脂そのものにフィラーを混ぜ込むことで、フィルムの屈折率に分布を持たせるとともに、フィルム表面に凹凸を形成する。近年では、この凹凸をさらに微細に、凸部の周期を光の波長以下とするとこで、光の反射を防ぎ入射光を制御できることが開示されている(例えば特許文献2参照)。この技術は、凸部の周期が光の波長以下、特に50から250nm程度とすることで、光の反射を抑制し、光制御シートに適用したというものである。しかし、本発明のように、微細な凸部を光の波長以下の中心間距離で設け、これに反射層を備えることで、回折光を制御し、回折光を観察可能な表示体とすることはまだ知られていない。
特表2002−505774号公報 特開2007−48688号公報
<Prior art>
It is known that a substrate provided with fine irregularities suppresses reflection of incident light. For example, some types of anti-reflection films give fine distribution of the refractive index of the film by embossing fine irregularities on the surface of the film base material, or by mixing a filler into the film forming resin itself. Unevenness is formed. In recent years, it has been disclosed that the unevenness can be made finer and the period of the protrusions can be made equal to or less than the wavelength of light, thereby preventing reflection of light and controlling incident light (see, for example, Patent Document 2). In this technique, the period of the protrusions is set to be equal to or less than the wavelength of light, particularly about 50 to 250 nm, so that reflection of light is suppressed and applied to the light control sheet. However, as in the present invention, a fine convex portion is provided at a center-to-center distance equal to or less than the wavelength of light, and a reflective layer is provided on this to provide a display body that can control diffracted light and observe diffracted light. Is not yet known.
JP-T-2002-505774 JP 2007-48688 A

本発明は、上記問題の解決を目的としている。すなわち、本発明の第一の課題は、より高度な視覚効果を備え、偽造困難な表示体を提供することである。本発明の第二の課題は、ヒトの視覚によっても、読取機械によっても特徴を把握し真贋判定が容易な表示体を提供することである。本発明の第三の課題は、従来の表示体では表現できなかった新規な視覚効果により、アイキャッチ効果の高い表示体を提供することである。   The present invention aims to solve the above problems. That is, the first object of the present invention is to provide a display body that has a higher visual effect and is difficult to counterfeit. A second object of the present invention is to provide a display body that can easily recognize the characteristics of human eyes and a reading machine and can easily determine the authenticity. A third object of the present invention is to provide a display body having a high eye-catching effect due to a novel visual effect that cannot be expressed by a conventional display body.

本願発明の第1の態様は、微細レリーフ構造を有する微細レリーフ領域を備えた表示体であって、微細レリーフ領域は、前記表示体の可視光反射率が低く、かつ、1次回折光を射出することを特徴とする表示体である。この構成とすることで、正面方向からの視認では金属光沢ではなく、光沢のない印刷面のように見え、回折光が確認できる光学素子であることは分からないので、偽造が困難な表示体となる。また、傾けると回折光を観察できることから、ヒトの目でも機械でも、真贋判定が容易である。また、正面方向から観察すると微細レリーフ領域は印刷面であるかのような、光沢がなく明度も彩度も低い黒色又は灰色を表現できるため、従来のセキュリティパターンとは異なるデザインが可能である。   A first aspect of the present invention is a display body having a fine relief region having a fine relief structure, wherein the fine relief region has low visible light reflectance and emits first-order diffracted light. It is the display body characterized by this. By this configuration, it is not a metallic luster when viewed from the front direction, it looks like a dull printed surface, and it is not known that it is an optical element that can confirm diffracted light. Become. In addition, since it is possible to observe the diffracted light when tilted, it is easy to determine the authenticity with both human eyes and machines. In addition, when viewed from the front direction, the fine relief area can be expressed as black or gray with no gloss and low brightness and saturation as if it were a printed surface, and thus a design different from the conventional security pattern is possible.

本発明の表示体は、上記構造に加えて、微細レリーフ構造は反射層を備えている。
さらに、前記反射層は膜厚(t)が下記の式を満たしている。
t> 1/α,
α=4πk/λmin
k:消光係数、α:吸収係数、λmin:可視光域の最短波長
さらに、前記反射層は金属であることを特徴とする。このような構成とすることで、光の透過を防ぎ、法線方向から観察した際により黒色に見えるようになる。また、回折光を強くすることができる。
上記構造に加えて、微細レリーフ領域の可視光反射率は10%以下である。このような構成とすることで、法線方向からの観察に対し黒色に近く見え、また、従来のセキュリティパターンとも区別しやすい。
In addition to the above structure, the fine relief structure of the display body of the present invention includes a reflective layer.
Further, the thickness of the reflective layer (t) satisfies the following formula.
t> 1 / α,
α = 4πk / λ min
k: extinction coefficient, α: absorption coefficient, λ min : shortest wavelength in the visible light region Further, the reflective layer is a metal. By adopting such a configuration, transmission of light is prevented, and the image appears black when observed from the normal direction. Moreover, the diffracted light can be strengthened.
In addition to the above structure, the visible light reflectance of the fine relief region is 10% or less. By adopting such a configuration, it looks almost black when viewed from the normal direction, and it is easy to distinguish from a conventional security pattern.

さらに、本発明の表示体は、上記構成に加えて、前記微細レリーフ領域から射出される1次回折光は、可視光波長範囲の一部のみを含むことを特徴とする。さらに、前記微細レリーフ領域から射出される1次回折光は、700nmより長い波長を含まないことを特徴とする。このような構成とすることで、従来のホログラムや回折格子に比べ、観察できる波長が異なり、従来とは異なる視覚効果を得ることができる。   Furthermore, in addition to the above configuration, the display body of the present invention is characterized in that the first-order diffracted light emitted from the fine relief region includes only a part of the visible light wavelength range. Further, the first-order diffracted light emitted from the fine relief region does not include a wavelength longer than 700 nm. By adopting such a configuration, the observable wavelength is different from that of a conventional hologram or diffraction grating, and a visual effect different from the conventional one can be obtained.

さらに本発明の表示体が、上記構成に加えて、微細レリーフ構造を有さない微細レリーフ非形成領域を備え、当該微細レリーフ非形成領域の可視光反射率は60%以上とする。
上記構成に加えて、回折格子構造を備えた回折格子領域を備え、当該回折格子領域の可視光反射率は60%以上、かつ、回折光を射出することを特徴とする表示体である。
可視光反射率の高い領域を同時に備える表示体とすることで、可視光反射率の違いを相対的に観察できるので、真性品の判断が容易になる。また、デザインの選択肢が多彩になるため装飾効果が大きく、人目を引くことができる。
Furthermore, in addition to the above configuration, the display body of the present invention includes a fine relief non-formation region not having a fine relief structure, and the visible light reflectance of the fine relief non-formation region is 60% or more.
In addition to the above structure, the display body includes a diffraction grating region having a diffraction grating structure, the visible light reflectance of the diffraction grating region is 60% or more, and emits diffracted light.
By making the display body provided with a region having a high visible light reflectance at the same time, a difference in visible light reflectance can be relatively observed, so that it is easy to determine an authentic product. In addition, the variety of design choices makes the decoration effect great and attracts attention.

さらに、本願発明の第2の態様は、このような表示体と、当該表示体を配置した基材とを備えた積層体である。本願発明の積層体は、例えばIDカードや品質保証シールなど、様々な認証用途に用いることができる。また、カード、シール、書籍、商品包装など、意匠性を求められる用途にも好適に用いることができる。   Furthermore, the 2nd aspect of this invention is a laminated body provided with such a display body and the base material which has arrange | positioned the said display body. The laminate of the present invention can be used for various authentication applications such as ID cards and quality assurance seals. Moreover, it can use suitably also for the use as which a designability is calculated | required, such as a card | curd, a seal | sticker, a book, and product packaging.

本発明によれば、より高度な視覚効果を備え、偽造困難な表示体及び積層体とすることができる。また、ヒトの視覚によっても、読取機械によっても特徴を把握し真贋判定が容易な表示体及び積層体とすることができる。さらに、従来のホログラムや回折格子では表現できなかった新規な視覚効果により、高い意匠性を備え、アイキャッチ効果の高い表示体及び積層体とすることができる。   According to this invention, it can be set as the display body and laminated body which are provided with a more advanced visual effect and are hard to forge. In addition, it is possible to obtain a display body and a laminated body that are easy to determine the authenticity by grasping the characteristics by human vision or by a reading machine. Furthermore, a novel visual effect that cannot be expressed by a conventional hologram or diffraction grating can provide a display body and a laminated body having high design properties and a high eye-catching effect.

以下、図面を使いながら本発明を具体的に解説する。
図1乃至図6は、本発明の第1の態様を説明する図である。
図7及び図8は、本発明の第2の態様を説明する図である。
図1は、本発明の表示体の第1実施形態を概略的に示した断面図である。
本発明の第1実施形態では、表示体10は第一基材11、反射層12、第二基材18を備えている。また、表示体10は微細レリーフ領域13を備えている。微細レリーフ領域は微細レリーフ構造14を有している。微細レリーフ構造14は、第一基材11と第二基材18の界面に位置しており、微細なレリーフに沿った形状の反射層12を備えている。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
1 to 6 are diagrams for explaining a first aspect of the present invention.
7 and 8 are diagrams illustrating the second aspect of the present invention.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a first embodiment of a display body of the present invention.
In the first embodiment of the present invention, the display body 10 includes a first base material 11, a reflective layer 12, and a second base material 18. In addition, the display body 10 includes a fine relief region 13. The fine relief region has a fine relief structure 14. The fine relief structure 14 is located at the interface between the first base material 11 and the second base material 18 and includes a reflective layer 12 having a shape along the fine relief.

<第一基材/第二基材>
第一基材11および/または第二基材18は微細レリーフ領域13を構成する微細レリーフ構造14を保持するための層である。第一基材11および第二基材18の材料としては、例えば熱可塑性または光硬化性の樹脂を挙げることができる。例えば、熱可塑性樹脂又は光硬化性樹脂を使用すると、原版を用いた転写により、一方の主面に凹構造及び/又は凸構造が設けられた第一基材11または第二基材18を容易に形成することができる。第一基材11と第二基材18とは同じ材料を用いてもよい。光透過性の材料を用いることで、それぞれの基材を介して表示素子として観察することができる。第一基材11及び第二基材18はそれぞれ複数種類の樹脂の積層体であってもよい。また、第一基材11と第二基材18は、いずれか一方を省略することもできる。あるいは、本願発明の表示体を他の基材に配置し積層体として用いるために、いずれか一方を接着層とすることもできる。
<First base material / second base material>
The first base material 11 and / or the second base material 18 are layers for holding the fine relief structure 14 constituting the fine relief region 13. Examples of the material of the first base material 11 and the second base material 18 include thermoplastic or photo-curable resins. For example, when a thermoplastic resin or a photo-curing resin is used, the first substrate 11 or the second substrate 18 having a concave structure and / or a convex structure on one main surface can be easily transferred by transfer using an original plate. Can be formed. The first base material 11 and the second base material 18 may use the same material. By using a light-transmitting material, it can be observed as a display element through each base material. Each of the first base material 11 and the second base material 18 may be a laminate of a plurality of types of resins. Further, one of the first base material 11 and the second base material 18 can be omitted. Or in order to arrange | position the display body of this invention to another base material and to use it as a laminated body, any one can also be made into an adhesive layer.

<微細レリーフ構造>
微細レリーフ構造14は、例えば、感光性樹脂材料に電子ビームによってパターンを描画する方法により形成することができる。あるいは、表面レリーフ型ホログラムの作製のように、微細凹凸に対応する微細な凹凸を備えた原版を例えばフィルム上に積層された熱可塑性樹脂に熱をかけながら押し当てる、いわゆる熱エンボス加工法により形成することができる。
<Fine relief structure>
The fine relief structure 14 can be formed by, for example, a method of drawing a pattern with an electron beam on a photosensitive resin material. Alternatively, it is formed by the so-called hot embossing method in which a master plate with fine irregularities corresponding to fine irregularities is pressed against a thermoplastic resin laminated on a film, for example, as in the production of a surface relief hologram can do.

また、フィルム等の透明基材に紫外線硬化樹脂を塗布し、これに原版を押し当てながら、基材側から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させた後原版を取り除くという手順によっても、微細レリーフ構造14を備えた第一基材11あるいは第二基材18を得ることができる。このとき、後に述べる回折格子構造17を、一緒に形成することもできる。
微細な凹凸を備えた原版は、例えば、二光束干渉法を用いてホログラムパターンを記録した樹脂や、電子ビームによってパターンを描画した樹脂を母型とする方法、またはバイトによって金属を切削する方法により得られた母型の電鋳を行うことにより得られる。
ここで微細レリーフ領域13を形成する微細レリーフ構造14は、必ずしもそれぞれが同一の大きさ・形状である必要はなく、配列の規則性が維持されていればよい。またその断面形状に関しても、上述の可視光に対する反射率低減の効果を示すものであれば、特に限定されるものではない。
It is also possible to apply a UV curable resin to a transparent substrate such as a film, press the original plate against it, and then irradiate ultraviolet rays from the substrate side to cure the UV curable resin and then remove the original plate. The first base material 11 or the second base material 18 provided with the relief structure 14 can be obtained. At this time, a diffraction grating structure 17 described later can be formed together.
An original plate with fine irregularities can be obtained, for example, by a method in which a resin in which a hologram pattern is recorded using a two-beam interference method, a resin in which a pattern is drawn by an electron beam is used as a matrix, or a metal is cut by a cutting tool. It can be obtained by electroforming the mother die obtained.
Here, the fine relief structures 14 forming the fine relief regions 13 do not necessarily have the same size and shape as long as the regularity of the arrangement is maintained. Further, the cross-sectional shape is not particularly limited as long as it exhibits the above-described effect of reducing the reflectance with respect to visible light.

図3は、微細レリーフ構造14として選択することができるパターンの一例を拡大して示す斜視図である。図3(a)は、凸部31として円錐が並んだ形状を取った場合を示している。また、図3(b)は図3(a)を裏側から見た場合を示す模式図であり、凸部31の裏返しとして、凹部32が並んでいる。
凸部の高さ(凹部の深さ)hは中心間距離の1/2以上であればよく、典型的には0.3μm以上0.5μm以下である。
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing an example of a pattern that can be selected as the fine relief structure 14. FIG. 3A shows a case where the convex portion 31 has a shape in which cones are arranged. FIG. 3B is a schematic diagram showing the case where FIG. 3A is viewed from the back side.
The height of the convex portion (depth of the concave portion) h should be ½ or more of the center-to-center distance, and is typically 0.3 μm or more and 0.5 μm or less.

微細レリーフ構造として選択可能な凸部の形状には、角錐や円錐を含む錐体、角錐台や円錐台を含む錐台、の他、柱体、半球、半楕円体等を挙げることができる。基端部から頂部にかけてその断面積が連続的、あるいは段階的に減少していく形状であればよい。錐台形など、凸部頂部はとがっていなくても本発明の効果を得ることができる。凸部の形状は、水平方向の断面積が連続的に変化するため錐体または錐台であることが好ましい。
凸部の配列は、規則的であることが好ましい。例えば行列状に配置してもよく、特に好ましくは凸部基端部水平方向の断面形状にあわせてもっとも密に配置可能な並べ方を選択することができる。特に、凸部基端部は間隔を空けず、隣接する凸部と接して形成するのが好ましい。図4に、選択可能な配列をいくつか例示する。規則性を一部崩したものであっても、ある程度は、正反射を抑えかつ回折光を射出する本発明の表示体の構成を得ることができる。
微細レリーフ構造14が図3に示すような複数の凸部の集合である場合、その基端部側が観察者側となり、観察者側からは穴があいたような状態となるように表示体を構成すると、凸部頂部の変形や破損を防止することができ好ましい。
Examples of the shape of the convex portion that can be selected as the fine relief structure include a pyramid including a pyramid and a cone, a frustum including a pyramid and a truncated cone, a pillar, a hemisphere, a semi-ellipsoid, and the like. Any shape may be used as long as the cross-sectional area decreases continuously or stepwise from the base end to the top. The effect of the present invention can be obtained even if the top of the convex portion is not sharp, such as a truncated cone. The shape of the convex portion is preferably a cone or a frustum because the horizontal cross-sectional area continuously changes.
The arrangement of the convex portions is preferably regular. For example, they may be arranged in a matrix, and it is particularly preferable to select an arrangement method that can be arranged most densely in accordance with the cross-sectional shape in the horizontal direction of the protrusion base end. In particular, it is preferable that the base end portion of the convex portion is formed in contact with the adjacent convex portion without leaving an interval. FIG. 4 illustrates some selectable sequences. Even if the regularity is partially broken, it is possible to obtain the configuration of the display body of the present invention that suppresses regular reflection to some extent and emits diffracted light.
When the fine relief structure 14 is a set of a plurality of convex portions as shown in FIG. 3, the display body is configured such that the base end side is the observer side and the observer side has a hole. Then, the deformation | transformation and damage of a convex-part top part can be prevented, and it is preferable.

<反射層>
反射層12としては、可視光を透過せず、可視光の反射率の高い物質、例えば、アルミニウム、銀、及びそれらの合金などの金属材料からなる金属膜を使用することができる。この場合、微細レリーフ領域13を法線方向から観察すると、黒色あるいは灰色の無彩色に見える。
また、反射層12を金属膜とすることで、微細レリーフ領域13と、後述する微細レリーフ非形成領域15との反射率の違いが明確になるため、それぞれの領域を目視でも読み取り機械によっても認識しやすくなる。
<Reflective layer>
As the reflective layer 12, a metal film that does not transmit visible light and has a high visible light reflectivity, for example, a metal material such as aluminum, silver, and alloys thereof can be used. In this case, when the fine relief region 13 is observed from the normal direction, it looks black or gray achromatic.
Further, since the reflective layer 12 is made of a metal film, the difference in reflectance between the fine relief region 13 and the fine relief non-formation region 15 described later becomes clear, so that each region is recognized visually or by a reading machine. It becomes easy to do.

特に、前記金属反射膜の膜厚(t)を下記の式を満たすように設定することが望ましい。
t> 1/α,
α=4πk/λmin
k:消光係数、α:吸収係数、λmin:可視光域の最短波長
金属およびその化合物はそれぞれ固有の光吸収を示すが、いずれにおいても上記の膜厚条件を満たせば、ほぼ可視光域全てにわたって高い反射率が得られる。たとえばアルミの場合、可視光域の最短波長を380nmとすれば消光係数kは約4.6であり、上式より6から7nm以上の膜厚とすればよい。
In particular, it is desirable to set the film thickness (t) of the metal reflective film so as to satisfy the following formula.
t> 1 / α,
α = 4πk / λ min
k: extinction coefficient, α: absorption coefficient, λ min : shortest wavelength in the visible light range Each of the metal and its compound exhibits intrinsic light absorption, but almost all of the visible light range is satisfied as long as the above film thickness conditions are satisfied. A high reflectivity can be obtained. For example, in the case of aluminum, if the shortest wavelength in the visible light region is 380 nm, the extinction coefficient k is about 4.6, and the film thickness may be 6 to 7 nm or more from the above formula.

ここで注意すべきは、前記金属反射膜の見かけ上の膜厚が視角により異なることである。特に微細レリーフ構造14へ前記金属反射膜を形成する場合、図4に示したとおり、本発明の表示体に対し法線方向から観察した場合の反射層12の膜厚(t)と、斜め方向から観察した場合の膜厚は異なる。充分な効果を得るためには、微細レリーフ構造を形成する外郭線の接線に対して垂直な方向の膜厚(tmin)が上式を満たすようにすることが望ましい。 It should be noted here that the apparent film thickness of the metal reflective film varies depending on the viewing angle. In particular, when the metal reflective film is formed on the fine relief structure 14, as shown in FIG. 4, the thickness (t 1 ) of the reflective layer 12 when observed from the normal direction to the display body of the present invention, The film thickness when observed from the direction is different. In order to obtain a sufficient effect, it is desirable that the film thickness (t min ) in the direction perpendicular to the tangent of the outline forming the fine relief structure satisfy the above equation.

反射層は、例えば蒸着やスパッタリング等の薄膜の形成方法により形成することができる(図6(a))。反射層12は、微細レリーフ構造14の形状に沿ったものであれば、微細レリーフ構造14に対して観察者側であっても、裏面側であってもかまわない。
或いは、反射層12に加えて、隣り合うもの同士の屈折率が異なる誘電体層の積層体,すなわち、誘電体多層膜,を設けてもよい。多層誘電体膜とすれば、微細レリーフ領域13に波長選択性を与えられるため、金属や単層の誘電体膜を反射層とした場合とは異なる視覚効果を得ることができる。
多層誘電体膜61は、例えば、微細レリーフ構造14を形成した第一基材11上に、硫化亜鉛などの高屈折率材料62とフッ化マグネシウムなどの低屈折率材料63とを交互に蒸着することによって得られる。このとき、金属膜65は、図6(b)及び(c)に示すように、第一基材11側でも、第二基材18側でもよい。
The reflective layer can be formed by a thin film forming method such as vapor deposition or sputtering (FIG. 6A). The reflective layer 12 may be on the observer side or the back side with respect to the fine relief structure 14 as long as it follows the shape of the fine relief structure 14.
Alternatively, in addition to the reflective layer 12, a laminate of dielectric layers having different refractive indexes between adjacent ones, that is, a dielectric multilayer film may be provided. If a multilayer dielectric film is used, wavelength selectivity can be imparted to the fine relief region 13, so that a visual effect different from that obtained when a metal or single-layer dielectric film is used as a reflective layer can be obtained.
For example, the multilayer dielectric film 61 alternately deposits a high refractive index material 62 such as zinc sulfide and a low refractive index material 63 such as magnesium fluoride on the first base material 11 on which the fine relief structure 14 is formed. Can be obtained. At this time, as shown in FIGS. 6B and 6C, the metal film 65 may be on the first base material 11 side or the second base material 18 side.

微細レリーフ構造が備える反射層は、平滑面(微細レリーフ構造が形成されていない面)形成時において、可視光反射率が60%以上となるような反射層であることが好ましい。可視光反射率が60%以上であると、入射した光の透過を防ぎ、法線方向から観察した際により黒色に見えるようになる。また、強い回折光を観察することができるようになる。
本願発明の表示体が微細レリーフ非形成領域15を備えている際、微細レリーフ非形成領域にも反射層を設けることができる。このときの反射層も可視光反射率が60%以上となるような反射層であることが好ましく、より好ましくは微細レリーフ領域に設けられた反射層と同じものを同時に設けることができる。このような構成とすることで、本発明の表示体を法線方向から観察した場合、微細レリーフ領域13は光沢のない黒又は灰色に、微細レリーフ非形成領域15は強い反射光と金属光沢を観察することができ、それぞれの領域の違いが顕著になる。特に、微細レリーフ非形成領域15が、回折格子構造17を備えた回折格子領域16であった場合、正面に近い方向では正反射光に加え回折光も観察可能であるためこの効果はいっそう顕著であり、高い意匠性を得ることができる。
The reflective layer provided in the fine relief structure is preferably a reflective layer having a visible light reflectance of 60% or more when a smooth surface (a surface on which the fine relief structure is not formed) is formed. When the visible light reflectance is 60% or more, the transmission of incident light is prevented, and the image appears black when observed from the normal direction. In addition, strong diffracted light can be observed.
When the display body of the present invention includes the fine relief non-formation region 15, a reflective layer can be provided also in the fine relief non-formation region. The reflective layer at this time is also preferably a reflective layer having a visible light reflectance of 60% or more, more preferably the same reflective layer provided in the fine relief region can be provided at the same time. With such a configuration, when the display body of the present invention is observed from the normal direction, the fine relief region 13 has a dull black or gray, and the fine relief non-formation region 15 has strong reflected light and metallic luster. It can be observed, and the difference between each region becomes remarkable. In particular, when the fine relief non-formation region 15 is the diffraction grating region 16 provided with the diffraction grating structure 17, this effect is even more remarkable because diffracted light can be observed in addition to the regular reflection light in the direction close to the front. Yes, high designability can be obtained.

本発明の表示素子は例えば、第一基材11に微細レリーフ構造14を設けた後、微細レリーフ構造14を被覆する反射層12を形成し、この上に第二基材18を形成して製造することができる。例えば、第一基材11として厚み100μmの光透過性フィルムに厚み1μmのエンボス層を設けた積層体を用い、このエンボス層に微細レリーフ構造14を設け、アルミ蒸着によって厚み100nmの反射層12を設ける。この後、反射層12上に接着剤を介して樹脂フィルムを張り合わせたものを第二基材18とすることができる。また、第二基材を接着性材料と剥離紙との積層体とすれば、本発明の表示体をシールとして用いることができる。   The display element of the present invention is manufactured, for example, by providing the first base material 11 with the fine relief structure 14, forming the reflective layer 12 covering the fine relief structure 14, and forming the second base material 18 thereon. can do. For example, a laminated body in which an embossed layer having a thickness of 1 μm is provided on a light-transmitting film having a thickness of 100 μm as the first substrate 11, a fine relief structure 14 is provided on the embossed layer, and a reflective layer 12 having a thickness of 100 nm is formed by aluminum vapor deposition. Provide. Thereafter, the second substrate 18 can be formed by laminating a resin film on the reflective layer 12 via an adhesive. Moreover, if the second substrate is a laminate of an adhesive material and release paper, the display body of the present invention can be used as a seal.

<微細レリーフ非形成領域>
表示体10は、さらに微細レリーフ非形成領域15を備えている。図1では、微細レリーフ非形成領域15が回折格子構造17を有する回折格子領域16であった場合を示す。回折格子構造もまた、微細レリーフ構造と同じく反射層を備えている。
回折格子領域16を構成する回折格子構造17は、直線状または曲線状の突起あるいは溝を可視光の波長程度、またはそれ以上の間隔dで並列配置した集合体に反射層が備わったものであり、たとえば白色光を入射光とすると、主にその1次回折光が波長ごとに異なる角度で現れるため、観察位置によって虹色に変化して見える。また、回折格子領域16は、回折光を観察できない角度では、金属光沢を備えた銀白色の領域として視認される。
なお、回折格子領域16では、構成する回折格子構造の空間周波数や方位角、回折効率、深さあるいは高さ等を該領域内の微小区域毎に適宜設定することで、所望のカラー画像を得ることができる。あわせて反射層の材料や構成を適宜設定することで、波長選択性や下層の可視/不可視など、所望の視覚効果を得ることができる。
<Fine relief non-formation area>
The display body 10 further includes a fine relief non-formation region 15. FIG. 1 shows a case where the fine relief non-formation region 15 is a diffraction grating region 16 having a diffraction grating structure 17. The diffraction grating structure also includes a reflective layer as in the fine relief structure.
The diffraction grating structure 17 constituting the diffraction grating region 16 is provided with a reflective layer in an assembly in which linear or curved protrusions or grooves are arranged in parallel at a distance d of about the wavelength of visible light or more. For example, when white light is used as incident light, the first-order diffracted light appears mainly at different angles for each wavelength. Moreover, the diffraction grating area | region 16 is visually recognized as a silver white area | region provided with metallic luster in the angle which cannot observe diffracted light.
In the diffraction grating region 16, a desired color image is obtained by appropriately setting the spatial frequency, azimuth angle, diffraction efficiency, depth, height, etc. of the diffraction grating structure to be configured for each minute area in the region. be able to. In addition, by appropriately setting the material and configuration of the reflective layer, desired visual effects such as wavelength selectivity and visibility / invisibility of the lower layer can be obtained.

<表示体の視覚効果>
この表示体10の視覚効果について、さらに詳細に説明する。
まず、通常の回折格子である回折格子構造17に起因した視覚効果について説明する。
<Visual effects of display>
The visual effect of the display body 10 will be described in more detail.
First, the visual effect resulting from the diffraction grating structure 17 which is a normal diffraction grating will be described.

回折格子を照明すると、回折格子は、入射光である照明光の進行方向に対して特定の方向に強い回折光を射出する。   When the diffraction grating is illuminated, the diffraction grating emits strong diffracted light in a specific direction with respect to the traveling direction of the illumination light that is incident light.

最も代表的な回折光は、1次回折光である。1次回折光の射出角βは、回折格子の格子線に垂直な面内で光が進行する場合、下記等式(1)から算出することができる。
d=λ/(sinα−sinβ) …(1)
この等式(1)において、dは回折格子の格子定数を表し、λは入射光及び回折光の波長を表している。また、αは、0次回折光,すなわち、透過光又は正反射光,の射出角を表している。換言すれば、αの絶対値は、照明光の入射角と等しく、入射角とはZ軸に対して対称な関係である(反射型回折格子の場合)。なお、α、βは、Z軸から時計回りの方向を正方向とする。
The most representative diffracted light is first-order diffracted light. The emission angle β of the first-order diffracted light can be calculated from the following equation (1) when the light travels in a plane perpendicular to the grating line of the diffraction grating.
d = λ / (sin α−sin β) (1)
In equation (1), d represents the grating constant of the diffraction grating, and λ represents the wavelengths of incident light and diffracted light. Α represents the exit angle of 0th-order diffracted light, that is, transmitted light or specularly reflected light. In other words, the absolute value of α is equal to the incident angle of the illumination light, and the incident angle is symmetric with respect to the Z axis (in the case of a reflective diffraction grating). For α and β, the clockwise direction from the Z axis is the positive direction.

等式(1)から明らかなように、1次回折光の射出角βは、波長λに応じて変化する。すなわち、回折格子は、分光器としての機能を有している。したがって、照明光が白色光である場合、回折格子の格子線に垂直な面内で観察角度を変化させると、観察者が知覚する色が変化する。   As is apparent from equation (1), the exit angle β of the first-order diffracted light changes according to the wavelength λ. That is, the diffraction grating has a function as a spectroscope. Accordingly, when the illumination light is white light, the color perceived by the observer changes when the observation angle is changed in a plane perpendicular to the grating line of the diffraction grating.

また、或る観察条件のもとで観察者が知覚する色は、格子定数dに応じて変化する。
一例として、回折格子は、その法線方向に1次回折光を射出するとする。すなわち、1次回折光の射出角βは、0°であるとする。そして、観察者は、この1次回折光を知覚するとする。このときの0次回折光の射出角をαNとすると、等式(1)は、下記等式(2)へと簡略化することができる。
In addition, the color perceived by the observer under a certain observation condition changes according to the lattice constant d.
As an example, it is assumed that the diffraction grating emits first-order diffracted light in the normal direction. That is, the exit angle β of the first-order diffracted light is assumed to be 0 °. Assume that the observer perceives this first-order diffracted light. If the emission angle of the 0th-order diffracted light at this time is αN, equation (1) can be simplified to equation (2) below.

d=λ/sinαN …(2)
等式(2)から明らかなように、観察者に特定の色を知覚させるには、その色に対応した波長λと照明光の入射角|αN|と格子定数dとを、それらが等式(2)に示す関係を満足するように設定すればよい。例えば、波長が400nm乃至700nmの範囲内にある全ての光成分を含んだ白色光を照明光として使用し、照明光の入射角|αN|を45°とする。そして、空間周波数(格子定数の逆数)が1000本/mm乃至1800本/mmの範囲内で分布している回折格子を使用するとする。この場合、回折格子をその法線方向から観察すると、空間周波数が約1600本/mmの部分は青く見え、空間周波数が約1100本/mmの部分は赤く見える。
d = λ / sin αN (2)
As is clear from equation (2), in order for the observer to perceive a specific color, the wavelength λ corresponding to the color, the incident angle | αN | of the illumination light, and the lattice constant d are equal to each other. What is necessary is just to set so that the relationship shown in (2) may be satisfied. For example, white light including all light components having a wavelength in the range of 400 nm to 700 nm is used as illumination light, and the incident angle | αN | of the illumination light is set to 45 °. It is assumed that a diffraction grating having a spatial frequency (reciprocal of the grating constant) distributed within a range of 1000 / mm to 1800 / mm is used. In this case, when the diffraction grating is observed from the normal direction, a portion with a spatial frequency of about 1600 lines / mm looks blue, and a portion with a spatial frequency of about 1100 lines / mm looks red.

なお、回折格子は、空間周波数が小さいほうが形成し易い。そのため、通常の表示体では、回折格子の大多数は、空間周波数が500本/mm乃至1600本/mmの回折格子である。   Note that the diffraction grating is easier to form when the spatial frequency is smaller. Therefore, in a normal display body, the majority of diffraction gratings are diffraction gratings having a spatial frequency of 500 lines / mm to 1600 lines / mm.

このように、或る観察条件のもとで観察者が知覚する色は、回折格子の格子定数d(又は空間周波数)で制御することができる。そして、先の観察条件から観察角度を変化させると、観察者が知覚する色は変化する。   As described above, the color perceived by the observer under a certain observation condition can be controlled by the grating constant d (or spatial frequency) of the diffraction grating. When the observation angle is changed from the previous observation condition, the color perceived by the observer changes.

次に、微細レリーフ構造14に起因した視覚効果について説明する。
図2(a)は、回折格子構造が回折光を射出する様子を概略的に示す図である。図2(b)は、微細レリーフ構造が回折光を射出する様子を概略的に示す図である。図2(a)及び(b)において、21a及び21bは照明光を示し、22a及び22bは正反射光又は0次回折光を示し、23a及び23bは1次回折光を示している。
Next, the visual effect resulting from the fine relief structure 14 will be described.
FIG. 2A is a diagram schematically showing how the diffraction grating structure emits diffracted light. FIG. 2B is a diagram schematically illustrating how the fine relief structure emits diffracted light. 2 (a) and 2 (b), 21a and 21b indicate illumination light, 22a and 22b indicate regular reflection light or zero-order diffracted light, and 23a and 23b indicate first-order diffracted light.

上記の通り、微細レリーフ構造14に設けられた複数の凹部32又は凸部31は、回折格子構造が備える溝の最小中心間距離,すなわち回折格子の格子定数,と比較してより小さい中心間距離wで二次元的に配置されている。そのため、凹部32又は凸部31が規則的に配列し、微細レリーフ構造14が回折光23bを射出したとしても、観察者は、この回折光23bと、これと同じ波長を有する回折格子構造17からの回折光23aとを同時に知覚することはない。そして、回折格子の格子定数dと凹部又は凸部の中心間距離wとの差が十分に大きければ、波長の如何に拘らず、観察者は、回折格子構造17からの回折光23aと微細レリーフ構造14からの回折光23bとを同時に知覚することはない。すなわち、この場合、観察者は、回折格子構造17からの回折光23aを視認可能な観察角度範囲で、微細レリーフ構造14からの回折光23bを視認することはない。   As described above, the plurality of concave portions 32 or convex portions 31 provided in the fine relief structure 14 has a smaller center distance than the minimum center distance of the grooves provided in the diffraction grating structure, that is, the lattice constant of the diffraction grating. They are arranged two-dimensionally with w. For this reason, even if the concave portions 32 or the convex portions 31 are regularly arranged and the fine relief structure 14 emits the diffracted light 23b, the observer can observe the diffracted light 23b and the diffraction grating structure 17 having the same wavelength. The diffracted light 23a is not perceived at the same time. If the difference between the grating constant d of the diffraction grating and the distance w between the centers of the concave or convex portions is sufficiently large, the observer can observe the diffracted light 23a from the diffraction grating structure 17 and the fine relief regardless of the wavelength. The diffracted light 23b from the structure 14 is not perceived at the same time. That is, in this case, the observer does not visually recognize the diffracted light 23b from the fine relief structure 14 within an observation angle range in which the diffracted light 23a from the diffraction grating structure 17 can be visually recognized.

また、各凹部32又は凸部31は、順テーパ形状を有している。そのため、どの角度から観察しても、微細レリーフ構造14の正反射光の反射率は小さい。   Moreover, each recessed part 32 or the convex part 31 has a forward taper shape. Therefore, the reflectance of the regular reflection light of the fine relief structure 14 is small no matter what angle is observed.

したがって、例えば、表示体10をその法線方向から観察した場合、微細レリーフ領域13は、回折格子構造17を備えた回折格子領域16と比較してより暗く見える。そして、この場合、典型的には、微細レリーフ領域13は黒色に見える。なお、ここで、「黒色」は、後述する可視光反射率の測定方法に基づき、正反射光の強度を測定したときに、波長が400nm乃至700nmの範囲内にある全ての光成分について反射率が10%以下であることを意味する。それゆえ、微細レリーフ領域13は、例えば図1に示す表示体において、あたかも回折格子の一部と重なり合うように形成された黒色印刷層の如く見える。   Therefore, for example, when the display 10 is observed from the normal direction, the fine relief region 13 looks darker than the diffraction grating region 16 including the diffraction grating structure 17. In this case, typically, the fine relief region 13 appears black. Here, “black” refers to the reflectance for all light components having a wavelength in the range of 400 nm to 700 nm when the intensity of specular reflection light is measured based on a visible light reflectance measurement method described later. Means 10% or less. Therefore, the fine relief region 13 looks like a black printed layer formed so as to overlap with a part of the diffraction grating in the display body shown in FIG. 1, for example.

また、微細レリーフ構造14からの1次回折光23bの射出角が−90°より大きければ、表示体10の法線方向と観察方向とが為す角度を適宜設定することにより、観察者は、微細レリーフ構造14からの1次回折光23bを知覚することができる。それゆえ、この場合、微細レリーフ構造14が黒色印刷層とは異なることを、目視により確認することができる。   Further, if the emission angle of the first-order diffracted light 23b from the fine relief structure 14 is larger than −90 °, the observer can set a fine relief by appropriately setting the angle formed by the normal direction of the display body 10 and the observation direction. The first-order diffracted light 23b from the structure 14 can be perceived. Therefore, in this case, it can be visually confirmed that the fine relief structure 14 is different from the black printed layer.

この構成を採用する場合、ある凸部の中心と、これに最も近い凸部の中心との距離(中心間距離)wは、可視光波長以下であることが好ましく、400nm以下、より好ましくは350nm以下である。このような場合、上記等式(2)から明らかなように、微細レリーフ構造14は、入射光の入射角αを変えても可視光の回折光のうち、長波長域(例えば赤色〜黄色)の回折光は理論上表示素子平面よりも下に射出する。すなわち赤色付近の長波長域に対応した波長を有する回折光を射出しない。一方、短波長域(例えば紫色〜緑色)の回折光だけを前記平面より上に射出させることが可能となる。したがって、通常のミクロンオーダーのホログラムや回折格子像の視認角度よりも傾いた、表示素子が成す平面と平行に近い角度からの観察で、狭い波長範囲の回折光を観察することができる。
また、上記式(1)から明らかであるように、本発明の表示体が備える微細レリーフ領域13への、一定の入射光の角度に対する、ある波長領域(例えば波長520乃至570nmの緑色域)の回折光の射出角度範囲は、理論上、通常のホログラムや回折格子像のそれよりも広くなるため、単一色調に近い回折光を観察することができる。
When this configuration is adopted, the distance (center-to-center distance) w between the center of a certain convex portion and the center of the convex portion closest thereto is preferably equal to or less than the visible light wavelength, and is preferably 400 nm or less, more preferably 350 nm. It is as follows. In such a case, as is clear from the above equation (2), the fine relief structure 14 has a long wavelength region (for example, red to yellow) in the diffracted light of visible light even if the incident angle α of the incident light is changed. Theoretically diffracted light is emitted below the plane of the display element. That is, diffracted light having a wavelength corresponding to the long wavelength region near red is not emitted. On the other hand, only diffracted light in a short wavelength region (for example, purple to green) can be emitted above the plane. Therefore, diffracted light in a narrow wavelength range can be observed by observing from an angle close to the plane formed by the display element, which is inclined more than the viewing angle of a normal micron-order hologram or diffraction grating image.
Further, as is clear from the above formula (1), a certain wavelength region (for example, a green region having a wavelength of 520 to 570 nm) with respect to a certain incident light angle to the fine relief region 13 included in the display body of the present invention. Since the diffracted light emission angle range is theoretically wider than that of ordinary holograms and diffraction grating images, diffracted light close to a single color tone can be observed.

また、中心間距離wは200nm以上であることが好ましい。この範囲より小さいと、可視領域の回折光が全て表示素子平面よりも下側である90度以上の射出角となってしまい、いわゆる可視光が射出せず、裸眼による目視では回折光を確認できなくなってしまう。裸眼で良好に確認するために、250nmより大きいことが好ましい。機械読み取りであれば、CCDなどの受光素子が検知できる範囲で可視領域以下の波長の光線も確認することができるため、目的に応じてさらに中心間距離を小さく設定することができる。   The center distance w is preferably 200 nm or more. If it is smaller than this range, all the diffracted light in the visible region has an emission angle of 90 degrees or more, which is below the plane of the display element, so that no so-called visible light is emitted and the diffracted light can be confirmed visually with the naked eye. It will disappear. In order to confirm well with the naked eye, it is preferably larger than 250 nm. In the case of machine reading, since a light beam having a wavelength below the visible region can be confirmed within a range that can be detected by a light receiving element such as a CCD, the center-to-center distance can be further reduced according to the purpose.

他方、回折格子構造17は、空間周波数が大きくても1600本/mmであるため、式(1)から明らかなように、入射光の入射角αが約20度を越えると赤色に対応した波長を含む、可視領域の全波長の回折光を射出する。そのため、この場合、回折格子構造17が赤色に対応した波長を有する回折光を射出する場合と比較して、表示体10が真正品であることの確認がより容易になる。   On the other hand, since the diffraction grating structure 17 is 1600 lines / mm even if the spatial frequency is large, the wavelength corresponding to red when the incident angle α of the incident light exceeds about 20 degrees, as is clear from the equation (1). And diffracted light of all wavelengths in the visible region. Therefore, in this case, it is easier to confirm that the display body 10 is genuine as compared with the case where the diffraction grating structure 17 emits diffracted light having a wavelength corresponding to red.

なお、微細レリーフ構造14が複数の画素を配列してなる場合、それら画素の一部と他の一部とで、凹部32又は凸部31の形状、深さ又は高さ、平均中心間距離、及び配置パターンの少なくとも1つを異ならしめると、それら画素からの回折光の現れ方を異ならしめることができる。それゆえ、これを利用することにより、微細レリーフ構造14で階調表示を行うことができる。   When the fine relief structure 14 is formed by arranging a plurality of pixels, the shape, depth or height of the concave portion 32 or the convex portion 31, the average center distance, If at least one of the arrangement patterns is made different, the appearance of the diffracted light from these pixels can be made different. Therefore, by utilizing this, gradation display can be performed with the fine relief structure 14.

本発明の第2の態様の一例として、図7に、正面観察時に黒色として観察される微細レリーフ領域13と、回折格子領域16を備えた微細レリーフ非形成領域15とを備えた本発明の表示体70が、基材(図示せず)に積層されて積層体75を構成している上面図を示す。表示体70は基材上面を全て覆ってはおらず、空隙には印刷による光吸収領域72が形成されている。積層体75では、正面観察時に黒色を背景にしたグレーティングイメージ(回折格子による画像)、および光吸収領域72で形成される画像の2種類が観察される。ここで、グレーティングイメージの背景は微細レリーフ領域13である。もちろん、光吸収領域72の印刷を、微細レリーフ領域13の正面観察時の色と同じく黒色を呈するような構成とした場合には、微細レリーフ領域13と光吸収領域72が人間の目に対してほぼ等しく知覚され、グレーティングイメージのみが観察されることになる。   As an example of the second aspect of the present invention, FIG. 7 shows a display of the present invention that includes a fine relief region 13 that is observed as black during frontal observation and a fine relief non-formation region 15 that includes a diffraction grating region 16. The top view in which the body 70 is laminated | stacked on the base material (not shown) and comprises the laminated body 75 is shown. The display body 70 does not cover the entire upper surface of the substrate, and a light absorption region 72 by printing is formed in the gap. In the laminated body 75, two types of images, ie, a grating image with a black background (image by a diffraction grating) and an image formed in the light absorption region 72 are observed during frontal observation. Here, the background of the grating image is a fine relief region 13. Of course, when the light-absorbing area 72 is printed in a black color similar to the color of the fine relief area 13 when viewed from the front, the fine relief area 13 and the light-absorbing area 72 are against human eyes. It will be perceived almost equally and only the grating image will be observed.

一方、斜め観察時には、主に微細レリーフ領域13での光の回折に起因する色が観察される。このときの条件では観察角度が大きすぎるため、回折格子領域16では回折光を観察することはできない。
すなわち、図7に例示したような本発明にかかる積層体75では、観察角度によって異なる3種の固有の色変化を同一面内で同時に実現することができる。
On the other hand, during oblique observation, a color mainly due to light diffraction in the fine relief region 13 is observed. Under this condition, since the observation angle is too large, the diffracted light cannot be observed in the diffraction grating region 16.
That is, in the laminated body 75 according to the present invention as illustrated in FIG. 7, three kinds of unique color changes that differ depending on the observation angle can be simultaneously realized in the same plane.

本発明の表示体を構成する微細レリーフ領域13が備える微細レリーフ構造14は反射層12を備えているにもかかわらず、可視光の正反射を低く抑え、かつ、可視光の散乱も低く抑える。したがって、微細レリーフ領域に白色光を照射し表示体の法線方向から観察すると、反射も散乱も抑えられ、光沢のない、明度も彩度も低い黒色または灰色の領域として観察される。そして、微細レリーフ領域13及び微細レリーフ非形成領域15は、その可視光反射率と回折光の有無、回折光の視認角度領域及び波長について、それぞれ異なる組み合わせを備えている。そこで、これらの差異に基づき肉眼または機械読み取り装置等で認識できるようなパターンになっていれば、その偽造品があっても即座に判別することができるようになる。   Although the fine relief structure 14 included in the fine relief region 13 constituting the display body of the present invention includes the reflective layer 12, the regular reflection of visible light is kept low and the scattering of visible light is also kept low. Therefore, when the fine relief area is irradiated with white light and observed from the normal direction of the display body, reflection and scattering are suppressed, and the area is observed as a black or gray area with no gloss and low brightness and saturation. And the fine relief area | region 13 and the fine relief non-formation area | region 15 are provided with the combination which each differs about the visible light reflectance, the presence or absence of diffracted light, the visual recognition angle area | region of a diffracted light, and a wavelength. Therefore, if the pattern is such that it can be recognized by the naked eye or a machine reading device based on these differences, even if there is a counterfeit product, it can be immediately determined.

一般的な回折格子やホログラム画像が備える格子パターンのサイズはミクロンオーダーであるのに対し、本発明の表示体が備える微細レリーフ構造は非常に細かく、したがって従来の技術に比べて複製も難しいといえる。   While the size of the grating pattern provided in a general diffraction grating or hologram image is on the order of microns, the fine relief structure provided in the display of the present invention is very fine, and therefore it can be said that replication is difficult compared to conventional techniques. .

<可視光反射率>
本発明で述べる可視光とは、JIS Z 8113(1998)で定義される可視放射と同様であり、人の目に入って、直後に、視感覚を起こすことができる放射を指す。
本発明で述べる可視光反射率、或いは単に反射率とは、20度鏡面光沢を測定したものであり、可視光波長全帯域において、正反射光束の入射光束に対する比の最大値を百分率で示したものである。本明細書では、可視光波長領域を400nm〜700nmとし、島津製作所製 UV−3101PC型を用いて測定を行い算出した20度鏡面光沢について、最大値となった波長の値を用いている。
<Visible light reflectance>
The visible light described in the present invention is similar to the visible radiation defined in JIS Z 8113 (1998), and refers to radiation that can cause visual sensation immediately after entering the human eye.
The visible light reflectance or simply reflectance described in the present invention is a measurement of 20-degree specular gloss, and indicates the maximum ratio of the specularly reflected light flux to the incident light flux in the entire visible light wavelength band. Is. In this specification, the wavelength of the visible light wavelength region is set to 400 nm to 700 nm, and the value of the wavelength having the maximum value is used for the 20-degree specular gloss calculated by measurement using the UV-3101PC type manufactured by Shimadzu Corporation.

本発明の表示体が備える微細レリーフ領域では、微細レリーフ構造が反射層を備えているにもかかわらず、可視光反射率は10%以下と、非常に低く抑えられている。したがって通常のサイズの格子パターンで作製されたホログラム等と大きく異なることが一目で確認できる。このとき、観察面側に設けられた第一基材11が一般的な透明材料(例えばアクリル樹脂であった場合)であっても、これによる反射率もまた数%であるため、可視光反射率の測定ではほぼ無視して差し支えない。また、光散乱も少ない。したがって、本願発明の表示体に白色光を照射し、微細レリーフ領域を表示体の法線方向から観察すると、明度が低く、無彩色である黒または灰色に見える。   In the fine relief region provided in the display body of the present invention, the visible light reflectance is very low, 10% or less, even though the fine relief structure has a reflective layer. Therefore, it can be confirmed at a glance that it is greatly different from a hologram or the like produced with a normal size grating pattern. At this time, even if the first base material 11 provided on the observation surface side is a general transparent material (for example, an acrylic resin), the reflectance due to this is also several percent. You can safely ignore the rate measurement. Moreover, there is little light scattering. Therefore, when the display body of the present invention is irradiated with white light and the fine relief area is observed from the normal direction of the display body, the brightness is low and the black or gray color is achromatic.

このように、本願発明の表示体は、通常のホログラムや回折格子に比べてかなり傾いた方向から観察しないと回折光を確認できないように設定できるため、詳しい知識を持たないものは微細レリーフ領域の存在に気がつかず、偽造が困難である。一方、本願発明の表示体の性質についての知識を備えたものにとっては、目視でも、読み取り機械であっても容易に判別できる。   In this way, the display body of the present invention can be set so that the diffracted light cannot be confirmed unless observed from a direction that is considerably inclined as compared with a normal hologram or diffraction grating. It is difficult to counterfeit because it is unaware of its existence. On the other hand, for those who have knowledge about the properties of the display body of the present invention, it can be easily discriminated whether visually or with a reading machine.

また、本発明の表示体が備える微細レリーフ領域の有する微細レリーフ構造はその凹部または凸部の中心間距離が可視波長領域よりも小さく、また、そのレリーフ形状やパターン密度によって回折光の射出角度と共に、入射光の反射及び散乱を抑えるように調節されている。したがって、本願発明の表示体であることに気づいたものがコピーしようとしても、原版を用いない複写(密着露光法)では光の散乱が生じ、正面方向からの目視に際し白っぽくなる。ヒトの視覚は、回折光よりも無彩色の明度について感度が高いため、真正品でない場合に異常に気づきやすく容易に真贋の判定が可能である。読み取り機械を用いれば、真正品と具体的な明度の比較が可能であるため、より容易に真贋判定が可能である。   In addition, the fine relief structure of the fine relief region provided in the display body of the present invention has a center-to-center distance of the concave or convex portions smaller than that of the visible wavelength region, and the diffracted light emission angle depends on the relief shape and pattern density. , Adjusted to suppress reflection and scattering of incident light. Therefore, even if an object noticed to be the display body of the present invention is to be copied, light is scattered in copying (contact exposure method) that does not use the original plate, and becomes whitish when viewed from the front. Since human vision is more sensitive to lightness of achromatic color than diffracted light, it is easy to notice abnormalities when it is not a genuine product and can easily determine authenticity. If a reading machine is used, authenticity can be compared with specific brightness, so that authenticity can be determined more easily.

さらに、本発明の表示体は、当該表示体が備える微細レリーフ領域が、回折光を確認できない角度、特に正面方向では、印刷面であるかのような、光沢がなく明度も彩度も低い黒色又は灰色を表現できるため、単独でも、従来のホログラムや回折格子など他の表示体にはなかった視覚効果とデザインを得ることができる。さらに、従来のホログラムや回折格子など公知の光学効果を備えた光学表示体と組み合わせることで、より人間の目に留まりやすく、印象に残る(アイキャッチ力の高い)表示体とすることができる。   Further, the display body of the present invention is a black having low gloss and low brightness and saturation as if the fine relief area of the display body is a printed surface at an angle where diffracted light cannot be confirmed, particularly in the front direction. Alternatively, since gray can be expressed, a visual effect and a design that are not found in other display bodies such as a conventional hologram and diffraction grating can be obtained by itself. Further, by combining with a conventional optical display having a known optical effect such as a hologram or a diffraction grating, it is possible to obtain a display that is more easily noticed by human eyes and remains in the impression (high eye catching power).

本発明の第2の態様の他の実施形態として、本発明の表示体82をプラスチックの基材81上に配置して積層体80とした例を図8に示す。表示体82としては、第1実施形態から第4実施形態を選択できることはもちろん、これ以外の組み合わせで表示体としたものを自由に選択することができる。基材81としては、表示体を保持することができればよく、積層体の用途に応じて紙やプラスチックカード、フィルム等を選択することができる。例えば、粘着剤や接着剤を接合層として表示体側、あるいは基材側に設け、これを介して表示体を基材上の任意の位置に配置することができる。   As another embodiment of the second aspect of the present invention, FIG. 8 shows an example in which a display body 82 of the present invention is disposed on a plastic substrate 81 to form a laminate 80. As the display body 82, not only the first to fourth embodiments can be selected, but also a display body with a combination other than this can be freely selected. As the base material 81, it is only necessary to hold the display body, and paper, plastic card, film, or the like can be selected according to the use of the laminate. For example, a pressure-sensitive adhesive or an adhesive can be provided as a bonding layer on the display body side or the base material side, and the display body can be arranged at an arbitrary position on the base material through this.

本発明は、従来にない視覚効果を備え、偽造が困難であることから、偽造防止、証明等のセキュリティ用途の他、意匠性が高いため装飾用途として、遊戯用カード、はがき、商品包装、書籍等の印刷物とあわせて用いることもできる。   Since the present invention has an unprecedented visual effect and is difficult to counterfeit, in addition to security applications such as anti-counterfeiting, certification, etc., it has a high design, so it can be used as a decoration card for play cards, postcards, product packaging, books It can also be used together with printed matter such as.

本発明に係る表示体の断面の一部を概略的に示したものである。1 schematically shows a part of a cross section of a display body according to the present invention. 本発明に係る表示体に入射した光の挙動を示す説明図である。(a)回折格子構造が回折光を射出する様子を概略的に示す断面図である。(b)微細レリーフ構造が回折光を射出する様子を概略的に示す断面図である。It is explanatory drawing which shows the behavior of the light which injected into the display body which concerns on this invention. (A) It is sectional drawing which shows a mode that a diffraction grating structure inject | emits a diffracted light schematically. (B) It is sectional drawing which shows a mode that a fine relief structure inject | emits a diffracted light. 本発明の表示体が備える微細レリーフ構造の一例を拡大して示す斜視図である。(a)凸部側から見た斜視図である。(b)凹部側から見た斜視図である。It is a perspective view which expands and shows an example of the fine relief structure with which the display body of this invention is provided. (A) It is the perspective view seen from the convex part side. (B) It is the perspective view seen from the recessed part side. 本発明の表示体が備えることのできる微細レリーフ構造の配列を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the arrangement | sequence of the fine relief structure which the display body of this invention can be equipped. 本発明に係る表示体のレリーフ構造形成領域の断面を一部拡大して、概略的に示したものである。1 schematically shows a partially enlarged cross section of a relief structure forming region of a display body according to the present invention. 本発明に係る表示体の断面の一部を概略的に示したものである。1 schematically shows a part of a cross section of a display body according to the present invention. 本発明に係る積層体の一形態を概略的に示したものである。1 schematically shows an embodiment of a laminate according to the present invention. 本発明に係る積層体の他の形態を概略的に示したものである。The other form of the laminated body which concerns on this invention is shown roughly.

符号の説明Explanation of symbols

10、70、82:表示体
11:第一基材 12:反射層 13:微細レリーフ領域 14:微細レリーフ構造
15:微細レリーフ非形成領域 16:回折格子領域 17:回折格子構造
18:第二基材
21a、21b:照明光 22a:正反射光 22b:0次回折光
23a、23b:1次回折光
31:凸部 32:凹部
61:多層誘電体膜 62:高屈折率材料 63:低屈折率材料 65:金属膜
72:光吸収領域
75、80:積層体
81:基材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 70, 82: Display body 11: 1st base material 12: Reflective layer 13: Fine relief area | region 14: Fine relief structure 15: Fine relief non-formation area | region 16: Diffraction grating area 17: Diffraction grating structure 18: Second group Materials 21a, 21b: Illumination light 22a: Regular reflection light 22b: 0th order diffracted light 23a, 23b: 1st order diffracted light 31: Convex part 32: Concave part 61: Multilayer dielectric film 62: High refractive index material 63: Low refractive index material 65 : Metal film 72: Light absorption region 75, 80: Laminate 81: Base material

Claims (10)

微細レリーフ構造を有する微細レリーフ領域を備えた表示体であって、微細レリーフ領域は、前記表示体の可視光反射率が低く、かつ、1次回折光を射出することを特徴とする表示体。   A display body comprising a fine relief region having a fine relief structure, wherein the fine relief region has a low visible light reflectance and emits first-order diffracted light. 前記微細レリーフ構造は反射層を備えていることを特徴とする請求子1記載の表示体。   The display body according to claim 1, wherein the fine relief structure includes a reflective layer. 前記反射層は膜厚(t)が下記の式を満たすことを特徴とする請求項2記載の表示体。
t> 1/α,
α=4πk/λmin
k:消光係数、α:吸収係数、λmin:可視光域の最短波長
The display body according to claim 2, wherein the reflective layer has a thickness (t) satisfying the following formula.
t> 1 / α,
α = 4πk / λ min
k: extinction coefficient, α: absorption coefficient, λ min : shortest wavelength in the visible light region
前記反射層は金属であることを特徴とする請求項2または3記載の表示体。   4. The display body according to claim 2, wherein the reflective layer is a metal. 前記微細レリーフ領域の可視光反射率は10%以下であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の表示体。   The display body according to claim 1, wherein the visible light reflectance of the fine relief region is 10% or less. 前記微細レリーフ領域から射出される1次回折光は、可視光波長範囲の一部のみを含むことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の表示体。   6. The display body according to claim 1, wherein the first-order diffracted light emitted from the fine relief region includes only a part of the visible light wavelength range. 前記微細レリーフ領域から射出される1次回折光は、700nmより長い波長を含まないことを特徴とする請求項6記載の表示体。   The display body according to claim 6, wherein the first-order diffracted light emitted from the fine relief region does not include a wavelength longer than 700 nm. 前記微細レリーフ領域に加え、微細レリーフ構造を有さない微細レリーフ非形成領域を備え、当該微細レリーフ非形成領域の可視光反射率は60%以上であることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の表示体。   The fine relief non-formation area | region which does not have a fine relief structure is provided in addition to the said fine relief area | region, The visible light reflectance of the said fine relief non-formation area | region is 60% or more, It is characterized by the above-mentioned. The display in any one. 前記微細レリーフ領域に加え、回折格子構造を備えた回折格子領域を備え、当該回折格子領域の可視光反射率は60%以上、かつ、1次回折光を射出することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の表示体。   A diffraction grating region having a diffraction grating structure is provided in addition to the fine relief region, the visible light reflectance of the diffraction grating region is 60% or more, and the first-order diffracted light is emitted. The display body according to any one of 8. 請求項1から9のいずれかに記載の表示体と、当該表示体が配置された基材とを備えたことを特徴とする積層体。   A laminate comprising the display body according to any one of claims 1 to 9 and a base material on which the display body is disposed.
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