JP5515244B2 - Display and labeled goods - Google Patents
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Description
本発明は、例えば偽造防止効果を提供する表示技術に関する。 The present invention relates to a display technique that provides, for example, an anti-counterfeit effect.
一般に、商品券及び小切手などの有価証券類、クレジットカード、キャッシュカード及びIDカードなどのカード類、並びにパスポート及び免許証などの証明書類には、それらの偽造を防止するために、通常の印刷物とは異なる視覚効果を有する表示体が貼り付けられている。また、近年、これら以外の物品についても、偽造品の流通が社会問題化している。そのため、そのような物品に対しても、同様の偽造防止技術を適用する機会が増えてきている。 Generally, securities such as gift certificates and checks, cards such as credit cards, cash cards and ID cards, and certificates such as passports and licenses must be printed with ordinary printed materials to prevent counterfeiting. The display body which has a different visual effect is affixed. In recent years, the distribution of counterfeit goods has become a social problem for articles other than these. Therefore, the opportunity to apply the same forgery prevention technology to such articles is increasing.
通常の印刷物とは異なる視覚効果を有している表示体としては、複数の溝を並べてなる回折格子を含んだ表示体が知られている。この表示体には、例えば、観察条件に応じて変化する像を表示させることや、立体像を表示させることができる。また、回折格子が表現する虹色に輝く分光色は、通常の印刷技術では表現することができない。そのため、回折格子を含んだ表示体は、偽造防止対策が必要な物品に広く用いられている。 As a display body having a visual effect different from that of a normal printed material, a display body including a diffraction grating in which a plurality of grooves are arranged is known. For example, the display body can display an image that changes according to the observation condition, or can display a stereoscopic image. Further, the spectral color shining in rainbow colors expressed by the diffraction grating cannot be expressed by a normal printing technique. Therefore, a display body including a diffraction grating is widely used for articles that require anti-counterfeiting measures.
この表示体では、複数の溝を形成してなるレリーフ型の回折格子を使用することが一般的である。レリーフ型回折格子は、通常、フォトリソグラフィを利用して製造した原版から複製することにより得られる。例えば、特許文献1及び2には、回折格子を形成するために、一方の主面に感光性レジストを塗布した平板状の基板をXYステージ上に載置し、コンピュータ制御のもとでステージを移動させながら感光性レジストに電子ビームを照射することにより、感光性レジストをパターン露光することが記載されている。また、非特許文献1には、二光束干渉を利用して回折格子を形成することが記載されている。
In this display, a relief type diffraction grating formed with a plurality of grooves is generally used. The relief type diffraction grating is usually obtained by duplicating from an original plate manufactured using photolithography. For example, in
レリーフ型回折格子の製造では、通常、このようにして得られた原版を用い、電鋳等の方法により金属製のスタンパを作製する。 In the manufacture of a relief type diffraction grating, a metal stamper is usually produced by a method such as electroforming using the original plate thus obtained.
次いで、この金属製スタンパを母型として用いて、レリーフ型の回折格子を複製する。即ち、まず、例えば、ポリカーボネート又はポリエステルからなる透明基材上に、熱可塑性樹脂又は光硬化性樹脂を塗布する。次に、塗膜に金属製スタンパを密着させ、この状態で樹脂層に熱又は光を与える。樹脂が硬化した後、硬化した樹脂から金属製スタンパを剥離することにより、レリーフ型回折格子を得る。 Next, using this metal stamper as a matrix, a relief type diffraction grating is duplicated. That is, first, a thermoplastic resin or a photocurable resin is applied on a transparent substrate made of, for example, polycarbonate or polyester. Next, a metal stamper is brought into close contact with the coating film, and heat or light is applied to the resin layer in this state. After the resin is cured, the metal stamper is peeled from the cured resin to obtain a relief type diffraction grating.
一般に、このレリーフ型回折格子は透明である。従って、通常、レリーフ構造を設けた樹脂層上には、蒸着法を用いてアルミニウムなどの金属又は誘電体を単層又は多層に堆積させることにより反射層を形成する。 Generally, this relief type diffraction grating is transparent. Therefore, usually, a reflective layer is formed on a resin layer provided with a relief structure by depositing a metal such as aluminum or a dielectric in a single layer or multiple layers by vapor deposition.
その後、このようにして得られた表示体を、例えば紙又はプラスチックフィルムからなる基材上に接着層又は粘着層を介して貼り付ける。以上のようにして、偽造防止対策を施した印刷物を得る。 Then, the display body obtained in this way is affixed on the base material which consists of paper or a plastic film through an adhesive layer or an adhesion layer, for example. As described above, a printed matter with anti-counterfeit measures is obtained.
先の説明から明らかなように、レリーフ型回折格子を含んだ表示体の製造に使用する原版は、それ自体の製造が困難である。また、金属製スタンパから樹脂層へのレリーフ構造の転写は、高い精度で行わなければならない。即ち、レリーフ型回折格子を含んだ表示体の製造には高い技術が要求される。 As is apparent from the above description, it is difficult to manufacture the original plate used for manufacturing the display body including the relief type diffraction grating. Further, the transfer of the relief structure from the metal stamper to the resin layer must be performed with high accuracy. That is, high technology is required for manufacturing a display body including a relief type diffraction grating.
しかしながら、偽造防止対策が必要な物品の多くでレリーフ型回折格子を含んだ表示体が用いられるようになった結果、この技術が広く認知され、これに伴い、偽造品の発生も増加する傾向にある。そのため、回折光によって虹色の光を呈することのみを特徴とした表示体を用いて十分な偽造防止効果を達成することが難しくなってきている。
本発明の目的は、より高い偽造防止効果を達成可能とすることにある。 An object of the present invention is to make it possible to achieve a higher anti-counterfeit effect.
本発明の第1側面によると、500nm以下の中心間距離で配列した複数の凹部又は凸部からなる回折構造を各々が含み、隙間を形成している1つ又は複数の第1要素領域と、500nm以下の中心間距離で配列した複数の凹部又は凸部からなる回折構造を各々が含み、前記隙間の少なくとも一部を埋めている1つ又は複数の第2要素領域とを各々が含んだ1つ又は複数の第1界面部を備え、前記第1要素領域及び前記第2要素領域の各々は、一辺の長さが3μmの正方形を内包し、短辺の長さが300μmの矩形に内包される形状であり、前記第1要素領域及び前記第2要素領域の各々は、互いに、市松模様状に配列しているか、又は、隣接して配列しており、前記第1要素領域に配列された前記複数の凹部又は凸部の中心間距離と前記第2要素領域に配列された前記複数の凹部又は凸部の中心間距離との差は、30nm乃至300nmの範囲内であり、第1方向から白色光で照明した場合に、前記1つ又は複数の第1要素領域に対応した第1要素表示部は第1回折光を第2方向に射出し、前記1つ又は複数の第2要素領域に対応した第2要素表示部は前記第1回折光とは波長が異なる第2回折光を前記第2方向に射出し、前記第1方向から前記白色光で照明して前記第2方向から肉眼で観察した場合に、前記第1要素表示部は前記1つ又は複数の第1界面部に対応した第1表示部のうち前記第1要素表示部以外の部分からの識別が不可能であり、前記第2要素表示部は前記第1表示部のうち前記第2要素表示部以外の部分からの識別が不可能であり、前記第1表示部は前記第1要素表示部の表示色と前記第2要素表示部の表示色との何れからも肉眼で識別することが可能な混色を表示することを特徴とする表示体が提供される。 According to the first aspect of the present invention, one or a plurality of first element regions each including a diffractive structure composed of a plurality of recesses or projections arranged at a center-to-center distance of 500 nm or less, forming a gap, Each includes a diffractive structure composed of a plurality of recesses or protrusions arranged at a center-to-center distance of 500 nm or less, and each includes one or more second element regions filling at least part of the gap. One or a plurality of first interface portions, and each of the first element region and the second element region includes a square having a side length of 3 μm and a short side having a length of 300 μm. Each of the first element region and the second element region is arranged in a checkered pattern, or arranged adjacent to each other, and arranged in the first element region The distance between the centers of the plurality of recesses or projections and the second The difference between the center distances of the plurality of recesses or projections arranged in the element region is within a range of 30 nm to 300 nm, and when illuminated with white light from the first direction , the one or more first The first element display unit corresponding to one element region emits the first diffracted light in the second direction, and the second element display unit corresponding to the one or more second element regions is the first diffracted light. When the second diffracted light having different wavelengths is emitted in the second direction, illuminated with the white light from the first direction and observed with the naked eye from the second direction, the first element display unit is the one Alternatively, it is impossible to distinguish from a portion other than the first element display portion of the first display portion corresponding to the plurality of first interface portions, and the second element display portion is the first display portion of the first display portion. Identification from parts other than the two-element display part is impossible, and the first display part is the first element. Display body and displaying the color mixture which can be identified by the naked eye from either the display color of the display color and the second element display section of the display portion is provided.
本発明の第2側面によると、第1側面に係る表示体と、これを支持した物品とを具備したことを特徴とするラベル付き物品が提供される。 According to the second aspect of the present invention, there is provided a labeled article characterized by comprising the display according to the first aspect and an article that supports the display.
本発明によると、より高い偽造防止効果を達成することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to achieve a higher anti-counterfeit effect.
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same referential mark is attached | subjected to the component which exhibits the same or similar function through all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の一態様に係る表示体を概略的に示す平面図である。図2は、図1に示す表示体の一部を拡大して示す平面図である。図3は、図2に示す表示体のIII−III線に沿った断面図である。なお、図2には、表示体10のうち、図1において破線で囲んでいる部分を描いている。
FIG. 1 is a plan view schematically showing a display body according to one aspect of the present invention. FIG. 2 is an enlarged plan view showing a part of the display body shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of the display shown in FIG. In FIG. 2, a portion of the
この表示体10は、光透過層11と反射層13との積層体を含んでいる。図3に示す例では、光透過層11側を前面側とし、反射層13側を背面側としている。
The
光透過層11と反射層13との界面は、界面部IF1及びIF2を含んでいる。そして、界面部IF1は、要素領域IF1a及びIF1bを含んでいる。以下、この表示体10のうち、界面部IF1及びIF2に対応した部分を、それぞれ、表示部DA1及びDA2と呼ぶ。また、この表示体10のうち、要素領域IF1a及びIF1bに対応した部分を、それぞれ、要素表示部DA1a及びDA1bと呼ぶ。
The interface between the
光透過層11の材料としては、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、一方の主面に凸構造及び/又は凹構造が設けられた光透過層11を容易に形成することができる。
As a material of the
図3には、一例として、光透過性基材111と光透過性樹脂層112との積層体で構成された光透過層11を描いている。光透過性基材111は、それ自体を単独で取り扱うことが可能なフィルム又はシートである。光透過性基材111の材料としては、例えば、ポリカーボネート及びポリエステルなどの光透過性を有する樹脂を使用することができる。
In FIG. 3, as an example, the light
光透過性樹脂層112は、光透過性基材111上に形成された層である。図3に示す光透過層11は、例えば、光透過性基材111上に熱可塑性樹脂又は光硬化性樹脂を塗布し、この塗膜に原版を押し当てながら樹脂を硬化させることにより得られる。光透過性基材111は、省略することができる。
The light
反射層13としては、例えば、アルミニウム、銀、金、及びそれらの合金などの金属材料からなる金属層を使用することができる。或いは、反射層13として、光透過層11とは屈折率が異なる誘電体層を使用してもよい。或いは、反射層13として、隣り合うもの同士の屈折率が異なる誘電体層の積層体、即ち、誘電体多層膜を使用してもよい。なお、誘電体多層膜が含む誘電体層のうち光透過層11と接触しているものの屈折率は、光透過層11の屈折率とは異なっていることが望ましい。反射層13は、例えば、真空蒸着法及びスパッタリング法などの気相堆積法により形成することができる。
As the
光透過層11及び反射層13の一方は、省略することができる。但し、表示体10が光透過層11及び反射層13の双方を含んでいる場合、それらの一方のみを含んでいる場合と比較して、先の界面の損傷を生じ難く、表示体10に視認性がより優れた像を表示させることができる。
One of the
この表示体10は、接着層、粘着層及び樹脂層などの他の層を更に含むことができる。接着層又は粘着層は、例えば、反射層13を被覆するように設ける。表示体10が光透過層11及び反射層13の双方を含んでいる場合、通常、反射層13の表面の形状は、光透過層11と反射層13との界面の形状とほぼ等しい。接着層又は粘着層を設けると、反射層13の表面が露出するのを防止できるため、先の界面の凸構造及び/又は凹構造の偽造を目的とした複製を困難とすることができる。
The
光透過層11側を背面側とし、反射層13側を前面側とする場合、接着層又は粘着層は、光透過層11上に形成する。この場合、光透過層11と反射層13との界面ではなく、反射層13と外界との界面が界面部IF1及びIF2を含む。
When the
樹脂層は、光透過層11及び反射層13の積層体に対して前面側に設ける。例えば、光透過層11側を背面側とし、反射層13側を前面側とする場合、反射層13を樹脂層によって被覆すると、反射層13の損傷を抑制できるのに加え、その表面の凸構造及び/又は凹構造の偽造を目的とした複製を困難とすることができる。
The resin layer is provided on the front side with respect to the laminated body of the
次に、要素領域IF1a及びIF1b並びに界面部IF2について説明する。
界面部IF1では、複数の要素領域IF1aと複数の要素領域IF1bとが二次元的に配列している。要素領域IF1aはそれらの間に隙間を形成しており、要素領域IF1bはこれら隙間を埋めている。この例では、要素領域IF1a及びIF1bは、市松模様状に配列している。
Next, the element regions IF1a and IF1b and the interface part IF2 will be described.
In the interface part IF1, a plurality of element regions IF1a and a plurality of element regions IF1b are two-dimensionally arranged. The element region IF1a forms a gap between them, and the element region IF1b fills these gaps. In this example, the element regions IF1a and IF1b are arranged in a checkered pattern.
ここでは、要素領域IF1a及びIF1bを、界面部IF1の全体に亘って一様に配置している。即ち、要素領域IF1a及びIF1bを、単位面積に占める要素領域IF1aの割合及び単位面積に占める要素領域IF1bの割合の各々が何れの位置でも等しくなるように配置している。その代わりに、要素領域IF1a及びIF1bは、単位面積に占める要素領域IF1aの割合及び単位面積に占める要素領域IF1bの割合の各々が位置に応じて異なるように配置してもよい。例えば、要素領域IF1a及びIF1bは、先の割合が互いに異なる複数の領域を形成するように配置してもよい。この場合、回折光を観察可能な条件下で、これら領域に互いから識別可能な像を表示させることができる。或いは、先の割合が或る位置から他の位置へと向けて徐々に変化する構成を採用してもよい。こうすると、表示部DA1が表示する混色にグラデーションを生じさせることができる。 Here, the element regions IF1a and IF1b are arranged uniformly over the entire interface portion IF1. That is, the element regions IF1a and IF1b are arranged so that the ratio of the element region IF1a to the unit area and the ratio of the element region IF1b to the unit area are equal at any position. Instead, the element regions IF1a and IF1b may be arranged such that the ratio of the element region IF1a to the unit area and the ratio of the element region IF1b to the unit area differ depending on the position. For example, the element regions IF1a and IF1b may be arranged so as to form a plurality of regions having different ratios. In this case, images that can be distinguished from each other can be displayed in these regions under conditions where diffracted light can be observed. Or you may employ | adopt the structure which a previous ratio changes gradually toward a different position from a certain position. In this way, gradation can be generated in the color mixture displayed by the display unit DA1.
界面部IF1は、1つの要素領域IF1aと複数の要素領域IF1bとによって構成されていてもよい。例えば、界面部IF1は、網形状の要素領域IF1aと、その網目を埋めている複数の要素領域IF1bとによって構成されていてもよい。 The interface IF1 may be configured by one element region IF1a and a plurality of element regions IF1b. For example, the interface IF1 may be configured by a mesh-shaped element region IF1a and a plurality of element regions IF1b filling the mesh.
同様に、界面部IF1は、複数の要素領域IF1aと1つの要素領域IF1bとによって構成されていてもよい。例えば、界面部IF1は、網形状の要素領域IF1bと、その網目を埋めている複数の要素領域IF1aとによって構成されていてもよい。 Similarly, the interface part IF1 may be configured by a plurality of element regions IF1a and one element region IF1b. For example, the interface IF1 may be configured by a mesh-shaped element region IF1b and a plurality of element regions IF1a filling the mesh.
界面部IF1は、1つの要素領域IF1aと1つの要素領域IF1bとによって構成されていてもよい。例えば、界面部IF1は、各々が櫛形を有しており、一方の櫛歯が他方の櫛歯と幅方向に交互に隣り合うように配置した要素領域IF1a及びIF1bによって構成されていてもよい。 The interface IF1 may be configured by one element region IF1a and one element region IF1b. For example, the interface portion IF1 may have a comb shape, and may be configured by element regions IF1a and IF1b arranged such that one comb tooth is alternately adjacent to the other comb tooth in the width direction.
要素領域IF1a及びIF1bの各々では、複数の凸部又は凹部が短い中心間距離で配列している。要素領域IF1a及びIF1bの各々において、凸部又は凹部は、回折格子の如く回折光射出機能を有している。 In each of the element regions IF1a and IF1b, a plurality of convex portions or concave portions are arranged at a short center distance. In each of the element regions IF1a and IF1b, the convex portion or the concave portion has a diffracted light emission function like a diffraction grating.
要素領域IF1aと要素領域IF1bとは、第1方向から白色光で照明した場合に、波長が異なる回折光を第2方向に射出する。但し、これら要素領域IF1a及びIF1bの各々において凸部又は凹部は小さな中心間距離で配列しているので、後で詳述するように、表示部DA1は、正面から観察した場合には暗灰色又は黒色印刷層の如く見える。そして、特定の観察条件のもとでは、表示部DA1は、要素表示部DA1aが射出する回折光に対応した色と、要素表示部DA1bが射出する回折光に対応した色との加法混色に由来する混色を表示する。例えば、青、緑及び赤色などの単色の2つ以上の加法混色によって、白、シアン、マゼンタ又は黄色などを混色として表示する。 The element region IF1a and the element region IF1b emit diffracted light having different wavelengths in the second direction when illuminated with white light from the first direction. However, since the convex portions or the concave portions are arranged at a small center distance in each of the element regions IF1a and IF1b, the display portion DA1 is dark gray or dark when viewed from the front as described in detail later. Looks like a black print layer. Under specific observation conditions, the display unit DA1 is derived from an additive color mixture of a color corresponding to the diffracted light emitted from the element display unit DA1a and a color corresponding to the diffracted light emitted from the element display unit DA1b. Display the mixed color. For example, white, cyan, magenta, yellow, or the like is displayed as a mixed color by two or more additive mixed colors of single colors such as blue, green, and red.
界面部IF1が含んでいる各要素領域について、更に詳しく説明する。 Each element region included in the interface part IF1 will be described in more detail.
図4は、図1乃至図3に示す表示体の要素領域に採用可能な構造の一例を示す斜視図である。図5は、図4に示す構造の平面図である。なお、図4には、光透過層11側から見た要素領域IF1bを描いている。また、図4及び図5において、x及びy方向は互いに直交し且つZ方向に対して垂直な方向であり、z方向はZ方向に対して平行な方向である。
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a structure that can be employed in the element region of the display body shown in FIGS. 1 to 3. FIG. 5 is a plan view of the structure shown in FIG. In FIG. 4, the element region IF1b viewed from the
図4及び図5に示す要素領域IF1bでは、複数の凸部PRが配列している。この例では、凸部PRは、互いに直交するx方向とy方向とに格子状に配列している。凸部PRは、斜めに交差する2方向に格子状に配列していてもよい。また、この例では、凸部PRを配置しているが、その代わりにテーパ形状の凹部を配置してもよい。 In the element region IF1b shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of convex portions PR are arranged. In this example, the protrusions PR are arranged in a lattice pattern in the x and y directions orthogonal to each other. The convex parts PR may be arranged in a lattice shape in two directions that intersect diagonally. Moreover, in this example, although the convex part PR is arrange | positioned, you may arrange | position a taper-shaped recessed part instead.
要素領域IF1bにおいて、各凸部PRは、テーパ形状、即ち先細り形状を有している。テーパ形状は、例えば、半紡錘形状、円錐及び角錐などの錐体形状、又は切頭円錐及び切頭角錐などの切頭錐体形状である。凸部PRの側面は、傾斜面のみで構成されていてもよく、階段状であってもよい。テーパ形状は、界面部IF1の光反射率を小さくするのに役立つ。加えて、テーパ形状は、原版からの光透過層11の取り外しを容易にし、生産性の向上に寄与する。それら凸部PRの一部は、テーパ形状を有していなくてもよい。
In the element region IF1b, each projection PR has a tapered shape, that is, a tapered shape. The tapered shape is, for example, a semi-spindle shape, a cone shape such as a cone and a pyramid, or a truncated cone shape such as a truncated cone and a truncated pyramid. The side surface of the convex part PR may be composed only of an inclined surface or may be stepped. The tapered shape is useful for reducing the light reflectance of the interface part IF1. In addition, the taper shape facilitates the removal of the
要素領域IF1bにおいて、凸部PRは回折格子を形成している。凸部PRが形成している回折格子は、凸部PRの配置に対応して溝(即ち、格子線)を格子状に配置してなる回折格子とほぼ同様に機能する。 In the element region IF1b, the convex part PR forms a diffraction grating. The diffraction grating formed by the convex portions PR functions in substantially the same manner as a diffraction grating in which grooves (that is, grating lines) are arranged in a lattice shape corresponding to the arrangement of the convex portions PR.
要素領域IF1aでは、複数の凸部PRが、要素領域IF1bの凸部PRとほぼ同様に配列している。要素領域IF1aにおいても、凸部PRは回折格子を形成している。 In the element region IF1a, the plurality of protrusions PR are arranged in substantially the same manner as the protrusions PR of the element region IF1b. Also in the element region IF1a, the convex part PR forms a diffraction grating.
要素領域IF1aでは、要素領域IF1bと同様に、各凸部PRは、テーパ形状、即ち先細り形状を有している。要素領域IF1aに設ける凸部PRは、要素領域IF1bに設ける凸部PRに相似していてもよく、相似していなくてもよい。 In the element region IF1a, like the element region IF1b, each convex part PR has a tapered shape, that is, a tapered shape. The convex part PR provided in the element region IF1a may be similar to the convex part PR provided in the element region IF1b or may not be similar.
この例では要素領域IF1a及びIF1bの双方に凸部PRを設けているが、それら凸部PRの全てを凹部で置換してもよい。或いは、要素領域IF1aの凸部PRのみを凹部で置換してもよく、要素領域IF1bの凸部PRのみを凹部で置換してもよい。 In this example, the convex portions PR are provided in both of the element regions IF1a and IF1b. However, all of the convex portions PR may be replaced with concave portions. Alternatively, only the convex portion PR of the element region IF1a may be replaced with a concave portion, or only the convex portion PR of the element region IF1b may be replaced with a concave portion.
凸部PRをテーパ形状とすると、凸部PRを柱状とした場合と比較して、表示部DA1の反射率を小さくすることができる。この効果は、テーパ形状の凸部PRの代わりにテーパ形状の凹部を設けた場合にも得ることができる。 When the convex part PR has a tapered shape, the reflectance of the display part DA1 can be reduced as compared with the case where the convex part PR has a columnar shape. This effect can also be obtained when a tapered concave portion is provided instead of the tapered convex portion PR.
要素領域IF1a及びIF1bは、それらを或る方向から白色光で照明した場合に、同一の方向に異なる波長の回折光を射出するように設計されている。典型的には、要素領域IF1a及びIF1bは、凸部PRの中心間距離が異なっている。 The element regions IF1a and IF1b are designed to emit diffracted light of different wavelengths in the same direction when they are illuminated with white light from a certain direction. Typically, the element regions IF1a and IF1b have different distances between the centers of the convex portions PR.
界面部IF2は、界面部IF1と隣り合っている。界面部IF2は、例えば平坦面である。或いは、界面部IF2には、要素領域IF1a及びIF1bとは異なるレリーフ構造が設けられている。後者の場合、界面部IF2には、例えば、光散乱性を付与する複数の凸部及び/又は凹部を設けてもよく、回折格子としての機能を付与する複数の溝を設けてもよい。界面部IF2は、省略してもよい。 The interface part IF2 is adjacent to the interface part IF1. The interface part IF2 is a flat surface, for example. Alternatively, the interface portion IF2 is provided with a relief structure different from the element regions IF1a and IF1b. In the latter case, the interface IF2 may be provided with, for example, a plurality of convex portions and / or concave portions that impart light scattering properties, and may be provided with a plurality of grooves that impart a function as a diffraction grating. The interface part IF2 may be omitted.
次に、要素領域IF1a及びIF1bの光学特性について説明する。
上記の通り、要素領域IF1a及びIF1bの各々において、凸部PRは回折格子として機能する。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。
Next, the optical characteristics of the element regions IF1a and IF1b will be described.
As described above, the convex portion PR functions as a diffraction grating in each of the element regions IF1a and IF1b. 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.
m次回折光(m=0、±1、±2、・・・)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、下記等式から算出することができる。
d=mλ/(sinα−sinβ)
この等式において、dは回折格子の格子定数を表し、mは回折次数を表し、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、即ち、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、反射型回折格子の場合には、照明光の入射方向と正反射光の射出方向とは、回折格子が設けられた界面の法線に関して対称である。
The emission angle β of m-order diffracted light (m = 0, ± 1, ± 2,...) can be calculated from the following equation when light travels in a plane perpendicular to the grating line of the diffraction grating. .
d = mλ / (sin α−sin β)
In this equation, d represents the grating constant of the diffraction grating, m represents the diffraction order, 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 in the case of a reflective diffraction grating, the incident direction of the illumination light and the emission direction of the specularly reflected light are the method of the interface where the diffraction grating is provided. Symmetric with respect to the line.
なお、回折格子が反射型である場合、角度αは、0°以上であり且つ90°未満である。また、回折格子が設けられた界面に対して斜め方向から照明光を照射し、法線方向の角度、即ち0°を境界値とする2つの角度範囲を考えると、角度βは、回折光の射出方向と正反射光の射出方向とが同じ角度範囲内にあるときには正の値であり、回折光の射出方向と照明光の入射方向とが同じ角度範囲内にあるときには負の値である。以下、正反射光の射出方向を含む角度範囲を「正の角度範囲」と呼び、照明光の入射方向を含む角度範囲を「負の角度範囲」と呼ぶ。 When the diffraction grating is a reflection type, the angle α is 0 ° or more and less than 90 °. In addition, when illumination light is irradiated to the interface provided with the diffraction grating from an oblique direction, and the angle in the normal direction, that is, two angle ranges having a boundary value of 0 °, the angle β is determined as follows. A positive value is obtained when the exit direction and the exit direction of the specularly reflected light are within the same angular range, and a negative value when the exit direction of the diffracted light and the incident direction of the illumination light are within the same angular range. Hereinafter, an angle range including the emission direction of the specularly reflected light is referred to as a “positive angle range”, and an angle range including the incident direction of the illumination light is referred to as a “negative angle range”.
法線方向から回折格子を観察する場合、表示に寄与する回折光は射出角βが0°の回折光のみである。従って、この場合、格子定数dが波長λと比較してより大きければ、上記等式を満足する波長λ及び入射角αが存在する。即ち、この場合、観察者は、上記等式を満足する波長λを有する回折光を観察することができる。 When the diffraction grating is observed from the normal direction, the diffracted light contributing to the display is only diffracted light having an exit angle β of 0 °. Therefore, in this case, if the lattice constant d is larger than the wavelength λ, there exists a wavelength λ and an incident angle α that satisfy the above equation. That is, in this case, the observer can observe diffracted light having a wavelength λ that satisfies the above equation.
これに対し、格子定数dが波長λと比較してより小さい場合、上記等式を満足する入射角αは存在しない。従って、この場合、観察者は、回折光を観察することができない。 On the other hand, when the lattice constant d is smaller than the wavelength λ, there is no incident angle α that satisfies the above equation. Therefore, in this case, the observer cannot observe the diffracted light.
この説明から明らかなように、通常の回折格子とは異なり、要素領域IF1a及びIF1bは法線方向に回折光を射出しないか、又は、要素領域IF1a及びIF1bが法線方向に射出する回折光は視感度の低いもののみである。 As is clear from this description, unlike the normal diffraction grating, the element regions IF1a and IF1b do not emit diffracted light in the normal direction, or the diffracted light emitted by the element regions IF1a and IF1b in the normal direction is Only those with low visibility.
要素領域IF1a及びIF1bに設けられている回折格子は、通常の回折格子とは、以下の点で更に相違している。 The diffraction gratings provided in the element regions IF1a and IF1b are further different from the normal diffraction gratings in the following points.
図6は、或る回折格子が1次回折光を射出する様子を概略的に示す図である。図7は、他の回折格子が1次回折光を射出する様子を概略的に示す図である。図8は、図4に示す要素領域を含んだ界面部の一部を示す斜視図である。 FIG. 6 is a diagram schematically showing how a certain diffraction grating emits first-order diffracted light. FIG. 7 is a diagram schematically showing how the other diffraction gratings emit the first-order diffracted light. FIG. 8 is a perspective view showing a part of the interface including the element region shown in FIG.
図6及び図7において、IFは回折格子が形成された界面を示し、NLは界面IFの法線を示している。また、ILは複数の波長の光から構成される白色照明光を示し、RLは正反射光又は0次回折光を示し、DLr、DLg及びDLbは白色照明光ILが分光することにより得られる赤、緑及び青色の1次回折光を示している。そして、図8において、d1及びd2は、それぞれ、要素領域IF1a及びIF1bにおける凸部PRの中心間距離を示している。 6 and 7, IF indicates an interface on which a diffraction grating is formed, and NL indicates a normal line of the interface IF. IL represents white illumination light composed of light of a plurality of wavelengths, RL represents regular reflection light or 0th-order diffracted light, DLr, DLg, and DLb are red obtained by spectrally dividing the white illumination light IL, Green and blue first-order diffracted lights are shown. In FIG. 8, d1 and d2 indicate distances between the centers of the convex portions PR in the element regions IF1a and IF1b, respectively.
図6において、界面IFには、格子定数が可視光の最短波長、例えば約400nmよりも大きい回折格子が設けられている。他方、図7において、界面IFには、格子定数が可視光の最短波長よりも小さい回折格子が設けられている。 In FIG. 6, a diffraction grating having a lattice constant larger than the shortest wavelength of visible light, for example, about 400 nm, is provided at the interface IF. On the other hand, in FIG. 7, a diffraction grating having a lattice constant smaller than the shortest wavelength of visible light is provided at the interface IF.
上記等式から明らかなように、回折格子の格子定数dが可視光の最短波長と比較してより大きい場合、界面IFに対して斜め方向から照明光ILを照射すると、図6に示すように、回折格子は、1次回折光DLr、DLg及びDLbをそれぞれ正の角度範囲内の射出角βr、βg及びβbで射出する。なお、図示していないが、このとき、回折格子は、他の波長の光についても同様に1次回折光を射出する。 As apparent from the above equation, when the grating constant d of the diffraction grating is larger than the shortest wavelength of visible light, when the illumination light IL is irradiated from an oblique direction to the interface IF, as shown in FIG. The diffraction grating emits the first-order diffracted beams DLr, DLg, and DLb at the emission angles βr, βg, and βb within the positive angle range, respectively. Although not shown, at this time, the diffraction grating similarly emits the first-order diffracted light with respect to light of other wavelengths.
これに対し、回折格子の格子定数dが可視光の最短波長の1/2より大きく且つこの最短波長未満である場合、界面IFに対して斜め方向から照明光ILを照射すると、図7に示すように、回折格子は、1次回折光DLr、DLg及びDLbをそれぞれ負の角度範囲内の射出角βr、βg及びβbで射出する。例えば、角度αが50°であり、格子定数dが330nmである場合を考えると、回折格子は、白色照明光ILのうち波長λが540nm(緑)の光を回折させ、1次回折光DLgを約−60°の射出角βgで射出する。 On the other hand, when the grating constant d of the diffraction grating is larger than ½ of the shortest wavelength of visible light and less than this shortest wavelength, the illumination light IL is irradiated from an oblique direction to the interface IF as shown in FIG. As described above, the diffraction grating emits the first-order diffracted beams DLr, DLg, and DLb at the emission angles βr, βg, and βb within the negative angle range, respectively. For example, considering the case where the angle α is 50 ° and the grating constant d is 330 nm, the diffraction grating diffracts light having a wavelength λ of 540 nm (green) in the white illumination light IL, and converts the first-order diffracted light DLg. Injection is performed at an injection angle βg of about −60 °.
この説明から明らかなように、要素領域IF1a及びIF1bは、正の角度範囲内に回折光を射出せずに、負の角度範囲内のみに回折光を射出するか、又は、正の角度範囲内に射出する回折光は視感度が低いもののみであり、負の角度範囲内に視感度が高い回折光を射出する。即ち、要素領域IF1a及びIF1bに設けられた回折格子は、通常の回折格子とは異なり、視感度が高い回折光を負の角度範囲内のみに射出する。 As is clear from this description, the element regions IF1a and IF1b emit diffracted light only in the negative angle range without emitting diffracted light in the positive angle range, or in the positive angle range. The diffracted light that exits the beam is only low in visibility, and emits diffracted light with high visibility in the negative angle range. That is, unlike the ordinary diffraction grating, the diffraction grating provided in the element regions IF1a and IF1b emits diffracted light with high visibility only in the negative angle range.
また、この表示体10では、凸部PRはテーパ形状を有している。このような構造を採用した場合、凸部PRの中心間距離が十分に短ければ、界面IF1の近傍の領域は、Z方向に連続的に変化した屈折率を有していると見なすことができる。そのため、どの角度から観察しても、要素領域IF1a及びIF1bの正反射光についての反射率は小さい。そして、上記の通り、要素領域IF1a及びIF1bは、実質的に、法線方向に回折光を射出しない。
Moreover, in this
従って、この表示体10は、以下に説明するように、観察条件に応じて異なる像を表示する。
Therefore, the
図9は、図1乃至図3に示す表示体を或る条件のもとで観察している様子を概略的に示す図である。図10は、図1乃至図3に示す表示体を他の条件のもとで観察している様子を概略的に示す図である。 FIG. 9 is a diagram schematically showing a state in which the display body shown in FIGS. 1 to 3 is observed under certain conditions. FIG. 10 is a diagram schematically showing a state in which the display body shown in FIGS. 1 to 3 is observed under other conditions.
図9には、表示体10の前面を負の角度範囲内の方向から照明し、この表示体10を正の角度範囲内の方向から観察している様子を描いている。図10には、表示体10の前面を負の角度範囲内の方向から照明し、この表示体10を負の角度範囲内の方向から観察している様子を描いている。なお、図9及び図10には、表示体10のうち、表示部DA1のみを描いている。
FIG. 9 illustrates a state in which the front surface of the
上記の通り、要素領域IF1a及びIF1bは、視感度が高い回折光を正の角度範囲内に射出しない。そして、要素領域IF1a及びIF1bは、正反射光についての反射率が小さい。従って、図9に示す観察条件のもとでは、要素表示部DA1a及びDA1bは、視感度が高い光を観察者OBに向けて射出しない。それゆえ、表示部DA1は、暗灰色又は黒色印刷層の如く見える。また、観察方向が法線方向に対して平行である場合も、表示部DA1は、暗灰色又は黒色印刷層の如く見える。 As described above, the element regions IF1a and IF1b do not emit diffracted light with high visibility within a positive angle range. The element regions IF1a and IF1b have a small reflectance with respect to regular reflection light. Therefore, under the viewing conditions shown in FIG. 9, the element display units DA1a and DA1b do not emit light with high visibility toward the observer OB. Therefore, the display part DA1 looks like a dark gray or black print layer. Also, when the observation direction is parallel to the normal direction, the display unit DA1 looks like a dark gray or black print layer.
このように、図9に示す条件のもとでは、表示部DA1は、暗灰色又は黒色印刷層の如く見える。そして、表示部DA2は、界面部IF2が平坦面である場合には鏡面の如く見え、界面部IF2が光散乱性を有している場合には白色に見え、界面部IF2に回折格子及びホログラムなどの回折構造が設けられている場合には回折構造に起因した分光色を表示する。それゆえ、観察者OBには、表示部DA1は、鏡面、光散乱面又は回折格子若しくはホログラム上に設けられた暗灰色又は黒色印刷層の如く見える。 Thus, under the conditions shown in FIG. 9, the display section DA1 looks like a dark gray or black print layer. The display portion DA2 looks like a mirror surface when the interface portion IF2 is a flat surface, looks white when the interface portion IF2 has light scattering properties, and has a diffraction grating and a hologram at the interface portion IF2. When a diffractive structure such as is provided, the spectral color resulting from the diffractive structure is displayed. Therefore, to the observer OB, the display unit DA1 looks like a dark gray or black print layer provided on a mirror surface, a light scattering surface, or a diffraction grating or hologram.
なお、ここで、「暗灰色」は、例えば、表示部DA1に法線方向から光を照射し、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約25%以下であることを意味する。また、「黒色」は、例えば、表示部DA1に法線方向から光を照射し、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。 Here, “dark gray” means, for example, all light having a wavelength in the range of 400 nm to 700 nm when the display unit DA1 is irradiated with light from the normal direction and the intensity of specular reflection light is measured. It means that the reflectance of the component is about 25% or less. “Black” means, for example, the reflectance of all light components having a wavelength in the range of 400 nm to 700 nm when the display unit DA1 is irradiated with light from the normal direction and the intensity of specular reflection light is measured. Means 10% or less.
図10に示す条件のもとでは、例えば、要素表示部DA1aが射出する回折光DLr、DLg及びDLbの何れかと、要素表示部DA1bが射出する回折光DLr、DLg及びDLbの何れかとは、観察者OBに向けて進行する。要素表示部DA1aから観察者OBに向けて進行する回折光と、要素表示部DA1bから観察者OBに向けて進行する回折光とは、波長が異なっている。例えば、要素表示部DA1aは観察者OBに向けて青色の回折光を射出し、要素表示部DA1bは観察者OBに向けて赤色の回折光を射出する。 Under the conditions shown in FIG. 10, for example, any of the diffracted lights DLr, DLg, and DLb emitted from the element display unit DA1a and any of the diffracted lights DLr, DLg, and DLb emitted from the element display unit DA1b are observed. Proceed towards the OB. The diffracted light traveling from the element display portion DA1a toward the observer OB and the diffracted light traveling from the element display portion DA1b toward the observer OB have different wavelengths. For example, the element display unit DA1a emits blue diffracted light toward the observer OB, and the element display unit DA1b emits red diffracted light toward the observer OB.
要素表示部DA1a及びDA1bは、肉眼で観察した場合に互いからの識別が不可能である。加えて、要素表示部DA1a及びDA1bは、正反射光についての反射率が小さい。従って、表示部DA1は、要素表示部DA1aからの回折光と要素表示部DA1bからの回折光とに由来する混色を表示する。例えば、要素表示部DA1a及びDA1bが観察者OBに向けてそれぞれ青色及び赤色の回折光を射出した場合、それらの強度比に応じて表示色に多少のばらつきはあるが、表示部DA1は紫色(マゼンタ)を表示する。 The element display parts DA1a and DA1b cannot be distinguished from each other when observed with the naked eye. In addition, the element display portions DA1a and DA1b have a small reflectance for regular reflection light. Accordingly, the display unit DA1 displays a color mixture derived from the diffracted light from the element display unit DA1a and the diffracted light from the element display unit DA1b. For example, when the element display units DA1a and DA1b emit blue and red diffracted light toward the observer OB, the display color varies slightly depending on the intensity ratio, but the display unit DA1 is purple ( Magenta).
このように、図10に示す条件のもとでは、表示部DA1は、回折光に由来する混色を表示する。なお、図10に示す観察条件のもとでは、表示部DA2は、界面部IF2が平坦面である場合には鏡面の如く見え、界面部IF2が光散乱性を有している場合には白色に見え、界面部IF2に回折格子及びホログラムなどの回折構造が設けられている場合には鏡面の如く見える。 As described above, under the conditions shown in FIG. 10, the display unit DA1 displays a color mixture derived from diffracted light. Note that, under the observation conditions shown in FIG. 10, the display portion DA2 looks like a mirror surface when the interface portion IF2 is a flat surface, and white when the interface portion IF2 has light scattering properties. When the interface IF2 is provided with a diffraction structure such as a diffraction grating and a hologram, it looks like a mirror surface.
ところで、一般に、物品を観察する場合、特には光反射能及び光散乱能が小さい光吸収性の物品を観察する場合、正反射光を知覚できるように物品と光源とを観察者の目に対して相対的に位置合わせする。そのため、表示部DA1に上述した構造を採用していることを知らない観察者は、図9を参照しながら説明した条件のもとでこの表示体10を観察する可能性が高い。上記の通り、この観察条件のもとでは、要素表示部DA1a及びDA1bは観察者OBに向けて視感度が高い回折光を射出せず、それゆえ、表示部DA1は暗灰色又は黒色印刷層の如く見える。従って、この表示体10は、要素表示部DA1a及びDA1bが回折光を射出し得ることを悟られ難い。
By the way, in general, when observing an article, particularly when observing a light-absorbing article having a small light reflection ability and light scattering ability, the article and the light source are placed on the observer's eyes so that regular reflection light can be perceived. Position them relative to each other. Therefore, an observer who does not know that the above-described structure is adopted for the display unit DA1 is highly likely to observe the
そして、正の角度範囲内の方向又は略法線方向から観察した場合に暗灰色又は黒色印刷層の如く見え、負の角度範囲内の方向から観察した場合に回折光に由来する混色を表示するという特徴を、他の構成によって再現することは不可能であるか又は困難である。加えて、この表示体10の製造、特には要素領域IF1a及びIF1bのレリーフ構造の形成には、高い技術力が必要である。即ち、例え要素表示部DA1a及びDA1bが回折光を射出し得ることを悟られたとしても、この表示体10とは構造が異なる模造品によって先の光学特性を再現することはできず、また、この表示体10と同一の構造を有する偽造品を製造することは極めて困難である。
従って、この表示体10を使用すると、高い偽造防止効果を達成することができる。
When viewed from a direction within a positive angle range or a substantially normal direction, it looks like a dark gray or black print layer, and when viewed from a direction within a negative angle range, a color mixture derived from diffracted light is displayed. This feature is impossible or difficult to reproduce with other configurations. In addition, high technical skill is required for manufacturing the
Therefore, when this
この表示体10では、界面部IF1が含んでいる各要素領域において、凸部PR又は凹部の中心間距離は、500nm以下であり、典型的には450nm以下であり、一例によると400nm以下である。また、各要素領域において、凸部PR又は凹部の中心間距離は、例えば200nm以上であり、典型的には300nm以上である。
In the
凸部PR又は凹部の中心間距離が十分に小さければ、各要素領域はZ方向に1次回折光を射出しないか、又は、各要素領域がZ方向に射出する1次回折光を視感度が低い波長の光のみとすることができる。従って、凸部PR又は凹部の中心間距離を小さくすると、明度及び彩度が低下し、色純度がより高い黒色を表示部DA1に表示させることが可能となる。他方、凸部PR又は凹部の中心間距離を大きくすると、輝度が僅かに上昇し、表示部DA1は暗灰色に見えるようになる。なお、凸部PR又は凹部の中心間距離が過剰に小さいと、各要素領域は1次回折光を射出しないか、又は、各要素領域が射出する1次回折光は視感度が低い波長の光のみとなる。 If the distance between the centers of the convex part PR or the concave part is sufficiently small, each element region does not emit the first-order diffracted light in the Z direction, or the first-order diffracted light emitted from each element region in the Z direction has a low visibility. Of light only. Therefore, when the distance between the centers of the convex portions PR or the concave portions is reduced, the brightness and the saturation are lowered, and black with higher color purity can be displayed on the display portion DA1. On the other hand, when the distance between the centers of the convex portions PR or the concave portions is increased, the luminance slightly increases, and the display portion DA1 appears dark gray. If the distance between the centers of the convex portions PR or the concave portions is excessively small, each element region does not emit the first-order diffracted light, or the first-order diffracted light emitted from each element region is only light having a wavelength with low visibility. Become.
界面部IF1が含んでいる或る要素領域と他の要素領域との間で凸部PR又は凹部の中心間距離を異ならしめる場合、それらの中心間距離の差は、例えば30nm乃至300nmの範囲内とする。中心間距離の差が小さい場合、それら要素領域は、ほぼ同じ波長の回折光を射出する。それゆえ、表示部DA1が表示する混色を、その要素領域の各々が表示する単色から識別することが困難となる。中心間距離の差を過剰に大きくすると、要素領域の何れかが射出する回折光の波長が可視光の波長域から外れる。そのため、表示部DA1に混色を表示させることが不可能となることがある。 When the distance between the centers of the convex portions PR or the concave portions is made different between a certain element region included in the interface portion IF1 and another element region, the difference in the distance between the centers is, for example, within a range of 30 nm to 300 nm. And When the difference in the distance between the centers is small, these element regions emit diffracted light having substantially the same wavelength. Therefore, it is difficult to distinguish the color mixture displayed by the display unit DA1 from the single color displayed by each of the element regions. When the difference between the center distances is excessively large, the wavelength of the diffracted light emitted from any of the element regions deviates from the wavelength range of visible light. Therefore, it may be impossible to display the mixed color on the display unit DA1.
一例として、要素領域IF1a及びIF1bは、凸部PRの配向方向が等しく且つ凸部PRの中心間距離が異なっているとする。そして、要素領域IF1aにおいて凸部PRは300nm乃至360nmの範囲内の中心間距離で配列し、要素領域において凸部PRは390nm乃至450nmの範囲内の中心間距離で配列しているとする。 As an example, it is assumed that the element regions IF1a and IF1b have the same orientation direction of the convex portions PR and different distances between the centers of the convex portions PR. In the element region IF1a, the protrusions PR are arranged at a center distance within a range of 300 nm to 360 nm, and in the element region, the protrusions PR are arranged at a center distance within a range of 390 nm to 450 nm.
界面部IF1において、要素領域IF1aの面積と要素領域IF1bの面積との和に対する要素領域IF1aの面積の比は、例えば0.1乃至0.9の範囲内とし、典型的には0.3乃至0.7の範囲内とする。この比が小さい場合又は大きい場合、表示部DA1が表示する混色を、要素表示部DA1a又はDA1bが表示する単色から肉眼で識別することが難しい。 In the interface part IF1, the ratio of the area of the element region IF1a to the sum of the area of the element region IF1a and the area of the element region IF1b is, for example, in the range of 0.1 to 0.9, typically 0.3 to Within the range of 0.7. When this ratio is small or large, it is difficult to distinguish the color mixture displayed by the display unit DA1 from the single color displayed by the element display unit DA1a or DA1b with the naked eye.
この表示体10において、中心間距離を一定としたまま凸部PRを高くするか又は凹部を深くすると、表示部DA1は色純度がより高い黒色を表示する。他方、中心間距離を一定としたまま凸部PRを低くするか又は凹部を深くすると、輝度が上昇し、表示部DA1の表示色は暗灰色へと変化する。
In the
凸部PRの高さ又は凹部の深さは、それらの中心間距離の1/2以上とすることが望ましい。例えば、凸部PR又は凹部の中心間距離が400nmである場合、凸部PRの高さ又は凹部の深さを200nm以上とすると、表示部DA1に暗灰色を表示させることができる。そして、凸部PRの高さ又は凹部の深さを400nm以上とすると、表示部DA1に色純度が高い黒色を表示させることができる。 It is desirable that the height of the convex part PR or the depth of the concave part be ½ or more of the center-to-center distance. For example, when the center-to-center distance of the convex part PR or the concave part is 400 nm, if the height of the convex part PR or the depth of the concave part is 200 nm or more, the display part DA1 can display dark gray. And if the height of the convex part PR or the depth of the concave part is 400 nm or more, the display part DA1 can display black with high color purity.
なお、中心間距離に対する凸部PRの高さ又は凹部の深さの比を大きくすると、表示部DA1に色純度が高い黒色を表示させることができるのに加え、より高精度な製造技術が必要となる。即ち、より高い偽造防止効果を達成できる。 In addition, when the ratio of the height of the convex part PR or the depth of the concave part with respect to the center-to-center distance is increased, black having high color purity can be displayed on the display part DA1, and more precise manufacturing technology is required. It becomes. That is, a higher anti-counterfeit effect can be achieved.
上記の通り、要素領域IF1a及びIF1bの各々において、凸部又は凹部は、典型的には約0.3μm乃至約0.5μmの範囲内の中心間距離で配列している。そして、要素領域IF1a及びIF1bの各々が回折格子として機能するには、要素領域IF1a及びIF1bの各々において、一方向当り約10個以上の凸部又は凹部が配列していることが望ましい。それゆえ、要素領域IF1a及びIF1bの各々は、例えば、一辺の長さが3μmの正方形を内包する形状とする。 As described above, in each of the element regions IF1a and IF1b, the convex portions or the concave portions are typically arranged at a center-to-center distance within a range of about 0.3 μm to about 0.5 μm. In order for each of the element regions IF1a and IF1b to function as a diffraction grating, it is desirable that approximately 10 or more protrusions or recesses per direction are arranged in each of the element regions IF1a and IF1b. Therefore, each of the element regions IF1a and IF1b has a shape including a square having a side length of 3 μm, for example.
また、要素領域IF1a及びIF1bの各々が大きい場合、例えばそれらが人間の眼の一般的な分解能以上の寸法を有している場合、要素表示部DA1aと要素表示部DA1bとが異なる色に見え、表示部DA1は混色を表示しない。従って、各要素領域は、例えば、短辺の長さが300μmの矩形に内包される形状とする。 Further, when each of the element regions IF1a and IF1b is large, for example, when they have a size larger than the general resolution of the human eye, the element display part DA1a and the element display part DA1b look different colors, The display unit DA1 does not display mixed colors. Accordingly, each element region has, for example, a shape enclosed in a rectangle having a short side of 300 μm.
界面部IF1は、要素領域IF1a及びIF1bについて上述したのと同様の構造を有しており、第1方向から白色光で照明した場合に要素領域IF1a及びIF1bとは波長が異なる回折光を第2方向に射出する1種以上の要素領域を更に含んでいてもよい。この場合、要素領域IF1a及びIF1b並びに追加の要素領域は、要素領域IF1aがそれらの間に形成している隙間の一部のみを要素領域IF1bが埋め、追加の要素領域が隙間の残りを埋めるように配置する。そして、第1方向から白色光で照明して第2方向から肉眼で観察した場合に、追加の要素領域に対応した各要素表示部は表示部DA1の他の要素表示部からの識別が不可能であり、表示部DA1はそれが含んでいる各要素表示部の表示色から肉眼で識別することが可能な混色を表示するように界面部IF1を設計する。 The interface IF1 has the same structure as described above for the element regions IF1a and IF1b, and when diffracted light having a wavelength different from that of the element regions IF1a and IF1b when illuminated with white light from the first direction is second. It may further include one or more element regions that emit in the direction. In this case, in the element regions IF1a and IF1b and the additional element region, the element region IF1b fills only a part of the gap formed between the element regions IF1a and the additional element region fills the rest of the gap. To place. Then, when illuminated with white light from the first direction and observed with the naked eye from the second direction, each element display unit corresponding to the additional element region cannot be identified from the other element display units of the display unit DA1. The display unit DA1 designs the interface unit IF1 so as to display a mixed color that can be identified with the naked eye from the display colors of the element display units included in the display unit DA1.
要素領域IF1a及びIF1bを含んだ3種の要素領域で界面部IF1を構成し、それら要素領域間で、凸部PRの配向方向が等しく且つ凸部PRの中心間距離が異ならしめる場合、例えば、以下の構成を採用する。即ち、要素領域IF1aでは凸部PRを300nm乃至330nmの範囲内の中心間距離で配列させ、要素領域IF1bでは凸部PRを360nm乃至390nmの範囲内の中心間距離で配列させ、追加の要素領域では凸部PRを420nm乃至450nmの範囲内の中心間距離で配列させる。例えば、このような構成を採用すると、要素領域IF1aと要素領域IF1bと追加の要素領域とにそれぞれ青、緑及び赤色の回折光を同一の方向に射出させ、表示部DA1に白色を表示させることができる。 In the case where the interface portion IF1 is configured by three types of element regions including the element regions IF1a and IF1b, and the orientation directions of the convex portions PR are equal and the center-to-center distances of the convex portions PR are different between the element regions, for example, The following configuration is adopted. That is, in the element region IF1a, the projections PR are arranged at a center distance within a range of 300 nm to 330 nm, and at the element region IF1b, the projections PR are arranged at a center distance within a range of 360 nm to 390 nm. Then, the convex portions PR are arranged at a center-to-center distance within a range of 420 nm to 450 nm. For example, when such a configuration is adopted, diffracted light of blue, green, and red is emitted in the same direction to the element region IF1a, the element region IF1b, and the additional element region, respectively, and white is displayed on the display unit DA1. Can do.
図9を参照しながら説明した条件において暗灰色又は黒色を表示し、図10を参照しながら説明した条件において白色を表示するという特徴は、極めて特殊である。このような特徴は、通常の回折格子や機能性インキ等を用いるだけでは再現することはできない。それゆえ、混色として白色を表示させる構成を採用した場合、より高い偽造防止効果を達成することができる。 The feature of displaying dark gray or black under the conditions described with reference to FIG. 9 and displaying white under the conditions described with reference to FIG. 10 is very special. Such a feature cannot be reproduced only by using a normal diffraction grating or functional ink. Therefore, when a configuration for displaying white as a mixed color is adopted, a higher forgery prevention effect can be achieved.
表示部DA1を3種の要素表示部で構成する場合、これら要素表示部には、例えば以下の配置を採用することができる。 When the display unit DA1 is composed of three types of element display units, for example, the following arrangement can be adopted for these element display units.
図11は、要素表示部の配置の一例を概略的に示す平面図である。図11には、表示部DA1を3種類の要素表示部DA1a乃至DA1cで構成した場合に採用可能な要素表示部DA1a乃至DA1cの配置の一例を示している。 FIG. 11 is a plan view schematically showing an example of the arrangement of the element display units. FIG. 11 shows an example of the arrangement of the element display units DA1a to DA1c that can be adopted when the display unit DA1 is composed of three types of element display units DA1a to DA1c.
図11の配置では、各要素表示部DA1aは、2つの要素表示部DA1b及び2つの要素表示部DA1cと隣接している。また、各要素表示部DA1bは、2つの要素表示部DA1c及び2つの要素表示部DA1aと隣接している。そして、各要素表示部DA1cは、2つの要素表示部DA1a及び2つの要素表示部DA1bと隣接している。従って、この配置を採用した場合、要素表示部DA1a乃至DA1cの一部が他の一部から識別され難い。 In the arrangement of FIG. 11, each element display section DA1a is adjacent to two element display sections DA1b and two element display sections DA1c. Each element display section DA1b is adjacent to two element display sections DA1c and two element display sections DA1a. Each element display section DA1c is adjacent to two element display sections DA1a and two element display sections DA1b. Therefore, when this arrangement is adopted, it is difficult for some of the element display portions DA1a to DA1c to be distinguished from other portions.
表示部DA1には、文字、記号及び絵柄等の情報を表示させることが望ましい。このような情報を表示させることにより、使用者の注視効果を向上させると共に、表示体10やこれを備えたラベル付き物品に意匠性を付与することができる。
It is desirable to display information such as characters, symbols, and patterns on the display unit DA1. By displaying such information, the gaze effect of the user can be improved, and design properties can be imparted to the
上述した表示体10は、例えば、偽造防止用ラベルとして粘着剤等を介して印刷物や物品に貼り付けて使用することができる。上記の通り、表示体10は偽造及び模造が不可能又は困難である。従って、このラベルを物品に支持させてなるラベル付き物品も、偽造及び模造が不可能又は困難である。
The
図12は、ラベル付き物品の一例を概略的に示す平面図である。図13は、図12に示すラベル付き物品のXIII−XIII線に沿った断面図である。 FIG. 12 is a plan view schematically showing an example of a labeled article. FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII of the labeled article shown in FIG.
図12及び図13には、ラベル付き物品の一例として、印刷物100を描いている。この印刷物100は、IC(integrated circuit)カードであって、基材20を含んでいる。基材20は、例えば、プラスチックからなる。基材20の一方の主面には凹部が設けられており、この凹部にICチップ30が嵌め込まれている。ICチップ30の表面には電極が設けられており、これら電極を介してICへの情報の書き込み及び/又はICに記録された情報の読出しが可能である。基材20上には、印刷層40が形成されている。基材20の印刷層40が形成された面には、上述した表示体10が例えば粘着層50を介して固定されている。表示体10は、例えば、粘着ステッカとして又は転写箔として準備しておき、これを印刷層40に貼りつけることにより、基材20に固定する。
12 and 13 show a printed
この印刷物100は、上述した表示体10を含んでいる。それゆえ、この印刷物100の偽造及び模造は不可能又は困難である。しかも、この印刷物100は、表示体10に加えて、ICチップ30及び印刷層40を更に含んでいるため、それらを利用した偽造防止対策を採用することができる。
The printed
なお、図12及び図13には、表示体10を含んだ印刷物としてICカードを例示しているが、表示体10を含んだ印刷物は、これに限られない。例えば、表示体10を含んだ印刷物は、磁気カード、無線カード及びID(identification)カードなどの他のカードであってもよい。或いは、表示体10を含んだ印刷物は、商品券及び株券などの有価証券であってもよい。或いは、表示体10を含んだ印刷物は、真正品であることが確認されるべき物品に取り付けられるべきタグであってもよい。或いは、表示体10を含んだ印刷物は、真正品であることが確認されるべき物品を収容する包装体又はその一部であってもよい。
In FIGS. 12 and 13, an IC card is illustrated as a printed material including the
また、図12及び図13に示す印刷物100では、表示体10を基材20に貼り付けているが、表示体10は、他の方法で基材に支持させることができる。例えば、基材として紙を使用した場合、表示体10を紙に漉き込み、表示体10に対応した位置で紙を開口させてもよい。或いは、基材として光透過性の材料を使用する場合、その内部に表示体10を埋め込んでもよく、基材の裏面、即ち表示面とは反対側の面に表示体10を固定してもよい。
Moreover, in the printed
また、ラベル付き物品は、印刷物でなくてもよい。即ち、印刷層を含んでいない物品に表示体10を支持させてもよい。例えば、表示体10は、美術品などの高級品に支持させてもよい。
Moreover, the labeled article may not be a printed material. That is, the
表示体10は、偽造防止以外の目的で使用してもよい。例えば、表示体10は、玩具、学習教材又は装飾品等としても利用することができる。
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
[1]500nm以下の中心間距離で配列した複数の凹部又は凸部からなる回折構造を各々が含み、隙間を形成している1つ又は複数の第1要素領域と、500nm以下の中心間距離で配列した複数の凹部又は凸部からなる回折構造を各々が含み、前記隙間の少なくとも一部を埋めている1つ又は複数の第2要素領域とを各々が含んだ1つ又は複数の第1界面部を備え、第1方向から白色光で照明した場合に、前記1つ又は複数の第1要素領域に対応した第1要素表示部は第1回折光を第2方向に射出し、前記1つ又は複数の第2要素領域に対応した第2要素表示部は前記第1回折光とは波長が異なる第2回折光を前記第2方向に射出し、前記第1方向から前記白色光で照明して前記第2方向から肉眼で観察した場合に、前記第1要素表示部は前記1つ又は複数の第1界面部に対応した第1表示部のうち前記第1要素表示部以外の部分からの識別が不可能であり、前記第2要素表示部は前記第1表示部のうち前記第2要素表示部以外の部分からの識別が不可能であり、前記第1表示部は前記第1要素表示部の表示色と前記第2要素表示部の表示色との何れからも肉眼で識別することが可能な混色を表示することを特徴とする表示体。
[2]前記1つ又は複数の第1界面部の少なくとも1つにおいて、前記1つ又は複数の第1要素領域は、この第1界面部の全体に亘って一様に配置された複数の第1要素領域であり、前記1つ又は複数の第2要素領域は、この第1界面部の全体に亘って一様に配置された複数の第2要素領域であることを特徴とする項1に記載の表示体。
[3]前記1つ又は複数の第1界面部の少なくとも1つにおいて、前記1つ又は複数の第1要素領域及び前記1つ又は複数の第2要素領域は、単位面積に占める前記第1要素領域の割合が位置に応じて異なるように配置されていることを特徴とする項1又は2に記載の表示体。
[4]前記1つ又は複数の第1要素領域において前記複数の凹部又は凸部は300nm乃至360nmの範囲内の中心間距離で配列し、前記1つ又は複数の第2要素領域において前記複数の凹部又は凸部は390nm乃至450nmの範囲内の中心間距離で配列していることを特徴とする項1乃至3の何れか1項に記載の表示体。
[5]前記1つ又は複数の第2要素領域は前記隙間の一部のみを埋めており、前記1つ又は複数の第1界面部の各々は、500nm以下の中心間距離で配列した複数の凹部又は凸部からなる回折構造を各々が含み、前記隙間の他の一部を埋めている1つ又は複数の第3要素領域を更に含み、前記第1方向から前記白色光で照明した場合に、前記1つ又は複数の第3要素領域に対応した第3要素表示部は前記第1及び第2回折光とは波長が異なる第3回折光を前記第2方向に射出し、前記第1方向から前記白色光で照明して前記第2方向から肉眼で観察した場合に、前記第3要素表示部は前記第1表示部のうち前記第3要素表示部以外の部分からの識別が不可能であり、前記第1表示部は前記第1要素表示部の表示色と前記第2要素表示部の表示色と前記第3要素表示部の表示色との何れからも肉眼で識別することが可能な混色を表示することを特徴とする項1乃至3の何れか1項に記載の表示体。
[6]前記1つ又は複数の第1要素領域において前記複数の凹部又は凸部は300nm乃至330nmの範囲内の中心間距離で配列し、前記1つ又は複数の第2要素領域において前記複数の凹部又は凸部は360nm乃至390nmの範囲内の中心間距離で配列し、前記1つ又は複数の第3要素領域において前記複数の凹部又は凸部は420nm乃至450nmの範囲内の中心間距離で配列していることを特徴とする項5に記載の表示体。
[7]一方の主面が前記1つ又は複数の第1界面部を含んだ光透過層と、前記1つ又は複数の第1界面部の少なくとも一部を被覆した反射層とを具備したことを特徴とする項1乃至6の何れか1項に記載の表示体。
[8]前記1つ又は複数の第1界面部の少なくとも1つと隣り合い且つこれとは光学的特性が異なる第2界面部を更に備え、前記第1表示部は、肉眼で観察した場合に前記第2界面部に対応した第2表示部から識別可能な像を表示することを特徴とする項1乃至7の何れか1項に記載の表示体。
[9]項1乃至8の何れか1項に記載の表示体と、これを支持した物品とを具備したことを特徴とするラベル付き物品。
The
The invention described in the original claims is appended below.
[1] One or a plurality of first element regions each including a diffractive structure composed of a plurality of recesses or projections arranged at a center-to-center distance of 500 nm or less, forming a gap, and a center-to-center distance of 500 nm or less One or a plurality of first elements each including a diffractive structure composed of a plurality of concave portions or convex portions arranged in a row, and each including one or a plurality of second element regions filling at least a part of the gap. The first element display unit corresponding to the one or more first element regions emits first diffracted light in the second direction when the interface unit is provided and illuminated with white light from the first direction, The second element display unit corresponding to one or a plurality of second element regions emits second diffracted light having a wavelength different from that of the first diffracted light in the second direction, and is illuminated with the white light from the first direction. Then, when observed with the naked eye from the second direction, the first element display unit is The first display unit corresponding to one or a plurality of first interface portions cannot be identified from a portion other than the first element display unit, and the second element display unit is not connected to the first display unit. Of these, it is impossible to distinguish from parts other than the second element display part, and the first display part is visually recognized from both the display color of the first element display part and the display color of the second element display part. A display body characterized by displaying a mixed color that can be identified by the above.
[2] In at least one of the one or more first interface parts, the one or more first element regions are a plurality of first elements arranged uniformly over the entire first interface part.
[3] In at least one of the one or more first interface portions, the one or more first element regions and the one or more second element regions occupy a unit area. Item 3. The display according to
[4] In the one or more first element regions, the plurality of recesses or protrusions are arranged at a center-to-center distance within a range of 300 nm to 360 nm, and in the one or more second element regions, the plurality of the plurality of recesses or protrusions are arranged. Item 4. The display body according to any one of
[5] The one or more second element regions fill only part of the gap, and each of the one or more first interface portions includes a plurality of arrays arranged at a center-to-center distance of 500 nm or less. When each includes a diffractive structure consisting of a concave portion or a convex portion, and further includes one or a plurality of third element regions filling the other part of the gap, and when illuminated with the white light from the first direction The third element display unit corresponding to the one or more third element regions emits third diffracted light having a wavelength different from that of the first and second diffracted light in the second direction, and the first direction When the third element display unit is illuminated with the white light and observed with the naked eye from the second direction, the third element display unit is indistinguishable from a part other than the third element display unit in the first display unit. Yes, the first display unit has a display color of the first element display unit and a display of the second element display unit. Display body according to any one of
[6] In the one or more first element regions, the plurality of recesses or projections are arranged at a center-to-center distance within a range of 300 nm to 330 nm, and in the one or more second element regions, the plurality of the plurality of recesses or protrusions are arranged. The recesses or projections are arranged at a center distance within a range of 360 nm to 390 nm, and the plurality of recesses or protrusions are arranged at a center distance within a range of 420 nm to 450 nm in the one or more third element regions.
[7] One main surface includes the light transmission layer including the one or more first interface portions, and a reflective layer covering at least a part of the one or more first interface portions.
[8] It further includes a second interface portion adjacent to at least one of the one or more first interface portions and having optical characteristics different from the first interface portion, and the first display portion can be used when the eye is observed with the naked eye. Item 8. The display body according to any one of
[9] A labeled article comprising the display according to any one of
10…表示体、11…光透過層、13…反射層、20…基材、30…ICチップ、40…印刷層、50…粘着層、100…印刷物、111…光透過性基材、112…光透過性樹脂層、DA1…表示部、DA1a…要素表示部、DA1b…要素表示部、DA1c…要素表示部、DA2…表示部、DLb…回折光、DLg…回折光、DLr…回折光、IF…界面部、IF1…界面部、IF1a…要素領域、IF1b…要素領域、IF2…界面部、IF3…界面部、IL…照明光、LS…光源、NL…法線、OB…観察者、PR…凸部、RL…正反射光。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1要素領域及び前記第2要素領域の各々は、一辺の長さが3μmの正方形を内包し、短辺の長さが300μmの矩形に内包される形状であり、
前記第1要素領域及び前記第2要素領域の各々は、互いに、市松模様状に配列しているか、又は、隣接して配列しており、
前記第1要素領域に配列された前記複数の凹部又は凸部の中心間距離と前記第2要素領域に配列された前記複数の凹部又は凸部の中心間距離との差は、30nm乃至300nmの範囲内であり、
第1方向から白色光で照明した場合に、前記1つ又は複数の第1要素領域に対応した第1要素表示部は第1回折光を第2方向に射出し、前記1つ又は複数の第2要素領域に対応した第2要素表示部は前記第1回折光とは波長が異なる第2回折光を前記第2方向に射出し、
前記第1方向から前記白色光で照明して前記第2方向から肉眼で観察した場合に、前記第1要素表示部は前記1つ又は複数の第1界面部に対応した第1表示部のうち前記第1要素表示部以外の部分からの識別が不可能であり、前記第2要素表示部は前記第1表示部のうち前記第2要素表示部以外の部分からの識別が不可能であり、前記第1表示部は前記第1要素表示部の表示色と前記第2要素表示部の表示色との何れからも肉眼で識別することが可能な混色を表示することを特徴とする表示体。 Each includes a diffractive structure composed of a plurality of concave portions or convex portions arranged at a center distance of 500 nm or less, and one or a plurality of first element regions forming a gap, and arranged at a center distance of 500 nm or less. One or a plurality of first interface portions each including a diffractive structure composed of a plurality of concave portions or convex portions, each including one or a plurality of second element regions filling at least a part of the gap. Prepared,
Each of the first element region and the second element region includes a square having a side length of 3 μm and a short side having a length of 300 μm.
Each of the first element region and the second element region is arranged in a checkered pattern, or adjacent to each other,
The difference between the center distances of the plurality of recesses or projections arranged in the first element region and the center distance of the plurality of recesses or projections arranged in the second element region is 30 nm to 300 nm. Is in range,
When illuminated with white light from the first direction, the first element display unit corresponding to the one or more first element regions emits first diffracted light in the second direction, and the one or more first elements are displayed. The second element display unit corresponding to the two element region emits second diffracted light having a wavelength different from that of the first diffracted light in the second direction,
When the first element display unit is illuminated with the white light from the first direction and observed with the naked eye from the second direction, the first element display unit is a first display unit corresponding to the one or more first interface units. Identification from a part other than the first element display part is impossible, and the second element display part is impossible to identify from a part other than the second element display part in the first display part, The first display unit displays a mixed color that can be identified with the naked eye from both the display color of the first element display unit and the display color of the second element display unit.
前記1つ又は複数の第1界面部の各々は、500nm以下の中心間距離で配列した複数の凹部又は凸部からなる回折構造を各々が含み、前記隙間の他の一部を埋めている1つ又は複数の第3要素領域を更に含み、
前記第1方向から前記白色光で照明した場合に、前記1つ又は複数の第3要素領域に対応した第3要素表示部は前記第1及び第2回折光とは波長が異なる第3回折光を前記第2方向に射出し、
前記第1方向から前記白色光で照明して前記第2方向から肉眼で観察した場合に、前記第3要素表示部は前記第1表示部のうち前記第3要素表示部以外の部分からの識別が不可能であり、前記第1表示部は前記第1要素表示部の表示色と前記第2要素表示部の表示色と前記第3要素表示部の表示色との何れからも肉眼で識別することが可能な混色を表示することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の表示体。 The one or more second element regions fill only a part of the gap,
Each of the one or more first interface portions includes a diffractive structure composed of a plurality of concave portions or convex portions arranged at a center-to-center distance of 500 nm or less, and fills the other part of the gap 1 One or more third element regions,
When illuminated with the white light from the first direction, the third element display unit corresponding to the one or more third element regions has a third diffracted light having a wavelength different from that of the first and second diffracted lights. In the second direction,
When the white light is illuminated from the first direction and observed with the naked eye from the second direction, the third element display unit is identified from a portion of the first display unit other than the third element display unit. The first display unit can be identified with the naked eye from any of the display color of the first element display unit, the display color of the second element display unit, and the display color of the third element display unit. The display body according to claim 1, wherein a color mixture that can be displayed is displayed.
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