表示体及びラベル付き物品
【課題】高い偽造防止効果を発揮する表示体を提供する。
【解決手段】光透過性の基材と、前記基材の一方の面側に設けられた凹凸構造形成層と、前記凹凸構造形成層の少なくとも一部を被覆する光反射層と、基材の凹凸構造形成層が形成されていない側の面上もしくは光反射層と接する面に設けられた印刷層から成る表示体であって、前記凹凸構造形成層の少なくとも一部は上面が前記基材面と略平行である複数の凸部又は底面が前記基材面と略平行である複数の凹部と、前記基材面と略並行な平坦部が配置された構造を有することを特徴とする表示体。
【解決手段】光透過性の基材と、前記基材の一方の面側に設けられた凹凸構造形成層と、前記凹凸構造形成層の少なくとも一部を被覆する光反射層と、基材の凹凸構造形成層が形成されていない側の面上もしくは光反射層と接する面に設けられた印刷層から成る表示体であって、前記凹凸構造形成層の少なくとも一部は上面が前記基材面と略平行である複数の凸部又は底面が前記基材面と略平行である複数の凹部と、前記基材面と略並行な平坦部が配置された構造を有することを特徴とする表示体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偽造防止効果を提供する表示技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
通常の印刷物とは異なる視覚効果を有している表示体としては、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。
回折格子により入射光（白色光）が虹色に輝く分光色に変化する原理については、例えば、非特許文献１に記載されている。
【０００４】
回折格子を利用した表示体では、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を母型として、そこから複製することにより得られる。例えば、特許文献１及び特許文献２には、回折格子が虹色に輝く分光色を表示することを利用して、回折格子の格子角度や格子間隔（格子ピッチ）を適宜変化させて絵柄を表示させることが記載されている。格子角度や格子間隔が異なる複数の回折格子構造によって形成される表示体は、観察者の位置や光源の位置が変化することで、観察者の目に到達する回折光の波長が徐々に変化し、それにより、虹色に変化する画像を表現することができる。
また、これらの文献には、レリーフ型回折格子の原版の作製方法として、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方法が記載されている。また、非特許文献２には、二光束干渉を利用して回折格子を形成する方法が記載されている。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、そこから電鋳等の方法により金属製のスタンパを作製する。
【０００５】
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、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネート（ＰＣ）からなるフィルムやシート状の薄い透明基材上に、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の複製物を得る。
【０００６】
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。
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表示体を得る。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平２−７２３２０号公報
【特許文献２】米国特許第５０５８９９２号明細書
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】辻内順平編著、「ホログラフィックディスプレイ」、産業図書株式会社
【非特許文献２】辻内順平著、「ホログラフィー」、丸善株式会社
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述のような従来の問題を解決したものであり、その目的は、高い偽造防止効果を発揮する表示体及びラベル付き物品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために第１の発明は、光透過性の基材と、前記基材の一方の面側に設けられた凹凸構造形成層と、前記凹凸構造形成層の少なくとも一部を被覆する光反射層と前記凹凸構造形成層が設けられた面と反対側の基材面上、及び、前記凹凸構造形成層と光反射層との間、及び、光反射層の凹凸構造形成層と接する面とは反対側の面上、のいずれかに形成される印刷層と、を備えた表示体であって、前記凹凸構造形成層は、上面が前記基材面と略平行である複数の凸部、または底面が前記基材面と略平行である複数の凹部と、前記基材面と略平行な平坦部が配置されて構成された第１の領域を少なくとも一つ備えており、前記複数の凸部または凹部は、長辺及び短辺の長さがそれぞれ０．３μｍ以上且つ１０μｍ以下であり、前記凸部または凹部の高さは、０．１μｍ以上且つ０．５μｍ以下であり、前記凸部または凹部は、前記第１の領域内に整然配置または非整然配置され、前記第１の領域内における凸部または凹部の占有面積が２０％以上且つ８０％以下、であることを特徴とする表示体である。
また、第２の発明は、通常の照明条件下において複数の可視光波長の組み合わせからなる光による所定の色相を有する表示色を表示するとともに、通常の照明条件下以外の条件下においては前記表示色が表示されない機能を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の表示体である。
また、第３の発明は、前記印刷層の少なくとも一部が、前記通常の照明条件下で観察した場合に前記複数の可視光波長の組み合わせによる表示色と略同一の色として知覚される色を表示するインキまたはトナーによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の表示体である。
また、第４の発明は、前記印刷層の少なくとも一部が、光源もしくは観察する角度に応じて発色が異なる機能性インキにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の表示体である。
また、第５の発明は、前記印刷層または前記凹凸構造形成層によって、観察する角度に応じて表示画像が変化する潜像パターンが形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の表示体である。
また、第６の発明は、構造や光学的な性質が前記第１の領域と異なる第２の領域に、回折格子、反射防止構造体、光散乱構造体、平坦部のうち少なくとも一つが形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の表示体である。
また、第７の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の表示体とこれを支持した物品とを具備したラベル付き物品である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の構成とすることによって、第１の発明によると、上面が基材面と略平行である複数の凸部、または底面が基材面と略平行である複数の凹部と、基材面と略平行な平坦部が配置されて構成された第１の領域によって、照明光の入射に応じて複数の波長の光から構成される色を表示可能な表示体が得られる。この表示体はレリーフ型の回折格子パターンのように照明の位置や観察者の位置の変化に応じて虹色に色変化することがなく、従来の回折格子を利用した偽造防止媒体とは異なる視覚効果を実現できる。その結果、高い偽造防止効果を発揮する表示体を得ることができる。
また、第２の発明によると、表示体に印刷層があることで、観察条件に応じて色変化を呈する第１の領域と色変化が起きにくい印刷層による領域との組み合わせにより、観察条件に応じて表示画像を変化させることができ、通常の印刷物や回折格子パターンとは異なる視覚効果を実現することができる。その結果、高い偽造防止効果を発揮する表示体を得ることができる。
また、第３の発明によると、通常の照明条件下では略同一の色に知覚され、且つ、通常の照明条件下以外の条件下においては別々の色として知覚される表示体が得られる。
また、第４の発明によると、機能性インキを用いて印刷層を形成することで、印刷層及び第１の領域の双方がそれぞれ観察条件に応じて色変化する表示体が得られる。
また、第５の発明によると、表示画像として潜像パターンを形成することで、印刷層や第１の領域の色変化だけでなく、観察条件に応じた表示画像の出現と消失という視覚効果も実現することができる。
また、第６の発明によると、表示体に、回折格子、反射防止構造体、光散乱構造体、平坦部のいずれかから成る第２の領域を設けることで表示体の意匠性をさらに高めることができるとともに、さらに高い偽造防止効果を実現できる。
また、第７の発明によると、本発明の表示体を、印刷物やカード、その他の物品に貼りあわせる、または組み合わせることによって、従来の物品に高い偽造防止効果を付与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一態様に係る表示体を概略的に示した平面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う表示体の拡大断面図。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う表示体の別の構成例を示す拡大断面図。
【図４】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う表示体の別の構成例を示す拡大断面図。
【図５】ピッチが狭い回折格子が＋１次回折光を射出する様子を概略的に示した図。
【図６】ピッチが広い回折格子が＋１次回折光を射出する様子を概略的に示した図。
【図７】本発明の表示体の第１の領域に採用可能な構造の一例を示す平面図。
【図８】図７のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う表示体の拡大断面図。
【図９】第１の領域に採用可能な構造の別の例を示す平面図。
【図１０】回折格子から射出される回折光の様子を示す概略図。
【図１１】第１の領域から射出される回折光の様子を示す図。
【図１２】頂部および底部が平坦でない回折格子の一例を示す断面図。
【図１３】頂部および底部が平坦でない回折格子の別の一例を示す断面図。
【図１４】表示体に配置される第１の領域と第２の領域の一例を示す平面図。
【図１５】複数の第１の領域の配置例を示す平面図。
【図１６】複数の第１の領域の配置の別の例を示す平面図。
【図１７】複数の第１の領域の配置の別の例を示す平面図。
【図１８】通常の照明条件下で略同色で知覚される第１の領域と印刷領域による表示体を示す平面図。
【図１９】図１８の表示体を通常の照明条件下以外の条件下で観察した様子を示す説明図。
【図２０】通常の照明条件下で別々の色で知覚される第１の領域と機能性インキによる印刷領域とによる表示体を示す平面図。
【図２１】図２０の表示体を通常の照明条件下以外の条件下で観察した様子を示す説明図。
【図２２】潜像パターンの構成例を示す平面図。
【図２３】図２２の潜像パターンを傾けて観察した様子を示す説明図。
【図２４】表示体の第２の領域に採用可能な構造である反射防止構造体の一例を示す斜視図。
【図２５】表示体の第２の領域に採用可能な構造である光散乱構造体の一例を示す斜視図。
【図２６】偽造防止用ラベルを物品に支持させてなるラベル付き物品の一例を概略的に示す平面図。
【図２７】図２６に示すラベル付き物品のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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、全ての図面を通じて、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
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ＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。表示体１は、印刷層１０と光透過層１１と光反射層１２との積層体を含んでいる。この例においては、光透過層１１が凹凸構造形成層である。図２に示す例では、印刷層１０側を前面側（観察者側）とし、且つ、光反射層１２側を背面側としている。
印刷層１０は図２に示したように光透過性の基材１１１の光透過層１１が設けられた面とは反対側の面上に設けられていてもよいし、図３に示したように光透過層１１と光反射層１２との間に設けられていてもよいし、図４のように光反射層１２の背面側に設けられていてもよい。また、光反射層１２は部分的に設けられていなくてもよい。
【００１７】
図１、図２、図３及び図４に示す表示体１は、凹凸構造形成層の表面には、上面が前記基材面と略平行である複数の凸部、または底面が前記基材面と略平行である複数の凹部と、基材面と略並行な平坦部が配置されて構成された第１の領域を少なくとも一つ備えている。これらの図において、印刷領域１３は印刷層１０によって文字や絵柄、記号等の表示画像が形成された領域であり、第１の領域１４は微小な凹凸が形成された領域であり、第２の領域１５は第１の領域１４とはその構造や光学的な性質が異なる領域であると定義する。第２の領域１５は第１の領域１４とは異なる凹凸構造が形成されている領域であってもよいし、構造が形成されていない平坦面から成る領域であってもよい。また、第１の領域１４は表示体１に少なくとも１つ以上存在しているが、第２の領域１５は表示体１に複数存在していてもよいし、１つも存在していなくてもよい。また、構造の異なる複数の領域を組み合わせて表示体としても良い。
【００１８】
印刷層１０は、文字や絵柄、記号等の画像を表示するものであり、印刷層１０の印刷方式に応じて、オフセットインキ、活版インキ、グラビアインキ等様々なインキが用いられる。印刷に用いられるインキは、樹脂タイプインキ、油性インキ、水性インキ等組成による分類や、酸化重合型インキ、浸透乾燥型インキ、蒸発乾燥型インキ、紫外線硬化型インキ等乾燥方式による分類ができ、基材の種類や印刷方式に応じて適宜選択される。また、帯電性をもったプラスチック粒子に黒鉛、顔料等の色粒子を付着させたトナーを、静電気を利用してポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムや紙等の基材に転写させ、加熱し定着させることで印刷層を形成する技術も一般的である。
【００１９】
図３に示す断面図のように、凹凸構造が形成される光透過性樹脂層１１２と光反射層１２の間に印刷層１０を設けるような場合においては、光透過性樹脂層１１２を形成する材料と屈折率が近い材料を用いて印刷層１０を形成することが望ましい。これにより、すでに凹凸構造形成層に凹凸構造が形成された領域であっても、あとから構造を埋め立てるように印刷層１０を設けることで、凹凸構造形成層の構造が平滑化され凹凸構造が存在しないように知覚されることができる。すなわち、あらかじめ凹凸構造が設けられている領域は印刷層１０を設けることで任意に印刷領域１３とすることが可能になる。
【００２０】
図４に示す断面図のように、凹凸構造が形成される光透過性樹脂層１１２が接する面と反対側の光反射層１２上に印刷層１０を設けるような場合においては、光反射層１０を全面に設けるのではなく、部分的に設けて観察者側で印刷層１０が観察可能な状態にする必要がある。
【００２１】
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などの光透過性を有する樹脂を使用することができる。熱可塑性樹脂又は光硬化性樹脂を使用すると、例えば、表示体の凸部または凹部が形成された金属製のスタンパから、一方の主面に凸部または凹部が設けられた光透過層１１を転写成形することができる。
【００２２】
図２、図３、及び図４には、一例として、光透過性の基材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。光透過性の基材１１１は、それ自体を単独で取り扱うことが可能なフィルムまたはシートであり、例えば、ＰＥＴやポリカーボネート（ＰＣ）などを用いることができる。光透過性樹脂層１１２は、光透過性の基材１１１上に形成された層である。図２、図３、及び図４に示す光透過層１１は、例えば、光透過性の基材１１１上に熱可塑性樹脂又は光硬化性樹脂を塗布し、この塗膜にスタンパ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。
【００２３】
光反射層１２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、光反射層１２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、光反射層１２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。光反射層１２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。
【００２４】
この光反射層を部分的に設けないようにする方法としては、気相堆積法により光反射層を設けた後、薬品などにより特定の部分のみを溶解させたり、光反射層と光透過性樹脂層との密着力よりも強い接着力をもつ接着材料によって特定部分の光反射層を剥離する方法などがある。また、気相堆積法を行う前に光透過性樹脂層の前面に障壁を設け光反射層が形成されるのを防いだりする方法も用いられる。
【００２５】
この表示体１は、接着剤層、樹脂層などの他の層を更に含むことができる。接着剤層は、例えば、光反射層１２を被覆するように設ける。光反射層１２の背面側に印刷層１０が設けられている場合は印刷層１０を被覆するように設ける。表示体１が光透過層１１及び反射層１２の双方を含んでいる場合、通常、光反射層１２の表面の形状は、光透過層１１と光反射層１２との界面の形状とほぼ等しい。接着剤層を設けると、光反射層１２の表面が露出するのを防止できるため、先の界面の凹凸構造の、偽造を目的とした複製を困難とすることができる。また、樹脂層は、例えば、使用時に表示体の表面にキズが付いてしまうのを防ぐことを目的としたハードコート層や汚れの付着を抑制する防汚層、基材表面での光の反射を防止する反射防止層、帯電防止層などである。
【００２６】
光透過層１１側を背面側とし、且つ、光反射層１２側を前面側とする場合は、接着層は、光透過層１１上に形成する。
【００２７】
樹脂層は、光透過層１１及び光反射層１２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、且つ、光反射層１２側を前面側とする場合、光反射層１２を樹脂層によって被覆することで、光反射層１２の損傷を抑制できるのに加え、その表面の凹凸構造の、偽造を目的とした複製を困難とすることができる。
【００２８】
（第１の領域の説明）
本発明に係る第１の領域について説明するにあたり、まず、回折格子のピッチ及び照明光の波長と、照明光入射角及び回折光の射出角との関係について説明する。
【００２９】
回折格子に照明光源を用いて照明光を照射すると、回折格子は、入射光である照明光の進行方向に対応して特定の方向に強い回折光を射出する。
【００３０】
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、下記の式１から算出することができる。
ｄ＝ｍλ／（ｓｉｎα−ｓｉｎβ） ・・・（式１）
【００３１】
式１において、ｄは回折格子の格子定数（格子周期，ピッチ）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、正反射光ＲＬ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ＮＬに関して対称である。
【００３２】
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。
【００３３】
ピッチｄの回折格子に対する照明光入射角及び＋１次回折光の射出角の関係を図５に示す。照明光が複数の波長成分を含む白色光である場合、回折光の射出角は波長によって異なる。それによって太陽や蛍光灯などの白色照明光源下で回折格子を観察すると、白色光が分光し、単一波長の光が別々の角度に射出され、観察する角度によって虹色に見える。図５では点光源ＬＳから白色光ＩＬ（ここでは、白色光を構成する波長成分はＲ、Ｇ、Ｂの３波長であると仮定する）が入射し、回折格子ＧＲによって波長成分Ｒの回折光ＤＬ＿ｒ、波長成分Ｇの回折光ＤＬ＿ｇ、波長成分Ｂの回折光ＤＬ＿ｂに分光する様子を示している。このとき、波長成分Ｒの回折光の射出角β＿ｒと、波長成分Ｒの回折光の射出角β＿ｇと、波長成分Ｒの回折光の射出角β＿ｂは、波長毎に異なる値を取る（図５では、ＤＬ＿ｒの射出角のみβ＿ｒとして記載している）。他の次数の回折光についても式１によって導出される角度に射出されるが図５への記載は省略する。
【００３４】
図６は本発明の表示体が＋１次回折光を射出する様子を概略的に示した図であり、図５と比較してより広いピッチの回折格子に白色光が入射した際に＋１次回折光を射出する様子を概略的に示している。ピッチｄが大きい場合、式１から明らかなように、狭いピッチの回折格子と比較して回折光は正反射光ＲＬに近い方向に射出され、また、分光した単一波長の光同士の射出角の差は小さくなる。式１から明らかなように回折格子が一定の屈折率分布をもつ媒質中（例えば空気中など）にある場合は回折光の射出角は入射する照明光の入射角、波長と、回折格子のピッチにより一意に定まる。
【００３５】
次に、回折格子のピッチ及び照明光の波長と、回折光の射出角方向における回折光の強度（回折効率）との関係について説明する。
【００３６】
ピッチｄの回折格子に対してαの入射角で入射した照明光は、式１に基づいて角度βの方向に回折光を射出する。この際、波長λの光の射出強度、すなわち回折効率は、回折格子のピッチや高さ等によって変化し、式２によって導出される。
【数１】
【００３７】
ここで、ηは回折効率（０〜１の値をとる）、ｒは回折格子の高さ、Ｌは回折格子の格子線幅、ｄは格子線のピッチ、θは照明光の入射角、λは入射光及び回折光の波長である。なお、この式２は、凹凸構造から成る浅い矩形回折格子について成り立つものである。
【００３８】
式２から明らかなように回折効率は回折格子の高さｒや格子線のピッチｄ、入射光の入射角θや波長λによって変化する。また、実際には回折効率は回折次数ｍが高次になるのに伴って徐々に減少していく傾向にある。
【００３９】
次に、第１の領域の構造と光学的性質について説明する。
【００４０】
第１の領域は、上面が前記基材面と略平行である複数の凸部または底面が前記基材面と略平行である複数の凹部と、前記基材面と略平行な平坦部が配置されて構成されており、前記複数の凸部または凹部は、長辺及び短辺の長さがそれぞれ０．３μｍ以上且つ１０μｍ以下であり、前記凸部または凹部の高さは、０．１μｍ以上且つ０．５μｍ以下であり、前記凸部または凹部は、整然配置または非整然配置され、前記領域内における凸部または凹部の占有面積が２０％以上且つ８０％以下である。
ここで、凸部または凹部のもっとも長い部分を長辺、もっとも短い部分を短辺と定義する。すわなち、凸部または凹部は０．３μｍ以上且つ１０μｍ以下の辺を有する矩形に内包される形状である。例えば凸部が真円形状であった場合、長辺と短辺は同値となる。楕円や長方形の場合、長軸側が長辺、短軸側が短辺となる。
【００４１】
図７は、本発明の表示体の第１の領域に採用可能な構造の一例を示す平面図であり、図１の表示体１上に設けられた第１の領域１４を部分拡大した平面図である。図８は図７のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。円形の凸部１６は第１の領域１４内において所定の方向（一点鎖線で示したＡやＢ、Ｃ）に対して整然配置されている。
【００４２】
なお、上述の整然配置とは、凸部または凸部が均等な間隔、または規則性を持った配列をなしていることを指し、例えば、正方格子、矩形格子又は三角格子をなしている。これら凹部又は凸部の配列を制御することにより、迷光の少ない回折光が得られるという利点がある。
【００４３】
図９は、本発明の表示体の第１の領域に採用可能な別の構造の一例を示す平面図であり、図１の表示体１上に設けられた第１の領域１４を部分拡大した平面図である。矩形の凸部１６は第１の領域１４内において非整然配置（ランダム配置）で形成されている。凸部または凹部が非整然配置される場合、図９に示したように凸部または凹部が重畳する状態で形成されていてもよい。
【００４４】
凸部または凹部の形状の他の例としては、楕円形や八角形、星型、十字等の多角形を任意に採用することができる。また、第１の領域内に形状の異なる凸部または凹部が混在していてもよい。
【００４５】
図１０は、回折格子から射出される回折光の様子を示す概略図である。図１０に示したようなｙ軸に平行な方向に規則的に形成された複数の格子線から成る回折格子ＧＲでは、照明光ＩＬが入射した際に、ｙ軸（格子線の長手方向）と直交する方向（ｘ軸方向）に回折光ＤＬ＿ｒ、ＤＬ＿ｇ、ＤＬ＿ｂが射出される。
【００４６】
一方、図１１は、本発明を採用した表示体から射出される回折光の様子を示す概略図であり、図７で示されるような構造に照明光が入射すると、第１の領域１４に形成された複数の凸部１６とその周囲の平坦部１７による周期性を伴う凹凸構造によって、回折光を射出する。図７のように凸部１６が第１の領域１４内でお互いに離間して整然配置されている構造においては、ｘ軸方向にとどまらずＸＹ平面上の多くの方位角に対して回折光が射出される。ここで射出される回折光は、図１０に示したような回折格子に垂直上方から光が入射した時と同様に、入射光に近い側に波長の長い回折光ＤＬ＿ｒが射出され、入射光から遠ざかる方向にＤＬ＿ｇ、さらに、ＤＬ＿ｂが射出される。図１１においては、光が第１の領域の１点に入射した状態を図示しているが、実際には、光は一点への入射ではなく、面状に第１の領域に入射する。
【００４７】
複数の凸部１６は互いに接触しないように第１の領域１４内に整然配置されている。図７において凸部１６の直径は約１μｍとする。ここで、図７の一点鎖線Ａや一点鎖線Ｂで示した方向について考えると、複数の凸部１６によってピッチ約１．４μｍの回折構造が形成されていると見なすことができる。ここで、白色照明光源が表示体の垂直上方に備えられているとし、表示体の表面に対して垂直（入射角α＝０°）方向から白色照明光が入射しているとすると、例えば白色照明光のうちの波長６３０ｎｍの光は式１によって角度β≒２６．７°で＋１次回折光として射出される。また、波長５４０ｎｍの光は角度２２．７°、波長４６０ｎｍの光は角度１９．２°となる。他の方向（例えば一点鎖線Ｃ）についても、複数の凸部１６の周期性によって式１に基づいて回折光が射出される。また、通常、太陽や蛍光灯などの照明光源はある程度の面積をもっているので、回折構造に対して斜めの方向からも光が入射する。例えば白色照明光源からの光がα＝１．０°の角度から回折構造に入射したとすると、＋１次回折光はそれぞれ波長６３０ｎｍの光を角度β≒２５．７°、波長５４０ｎｍの光を角度β≒２１．６°、波長４６０ｎｍの光を角度β≒１８．２°の方向へと射出する。
換言すると、実際には入射光となる照明光源は通常ある程度の面積をもっているので、定点において観察者が観察する光はある程度の範囲の波長の光が合わさったものとなり、その結果複数の波長の光による色が観察されることになる。
【００４８】
図９に示したような、複数の凸部１６が非整然配置されているような構造においても、回折光は射出される。図９のような場合では、式１に示したｄの値が様々な値となるため、場所によって回折光の射出角度が様々に変化する。そのため、定点に到達する回折光の波長成分は図７に示した構造よりもさらに広い範囲になり、より多くの波長の光による色が観察されることになる。
【００４９】
このように照明光源からの光が表示体の表面に入射し、表示体の凹凸構造形成層によって入射光が回折し、観察者が目視によってその光を知覚できるような条件を「通常の照明条件下」と定義する。例えば、一般的な室内で蛍光灯等の照明光のもとで表示体に照明光からの光が略垂直に表示体の表面に入射し、観察者が目視によって表示体を観察する条件や、室外で太陽光等の照明光のもとで表示体に照明光からの光が略垂直に表示体の表面に入射し、観察者が表示体を観察するような条件が「通常の照明条件下」に相当する。ここで「通常照明光」は、室内における蛍光灯や屋外における太陽光等の照明光を指す。
【００５０】
また「通常の照明条件以外の条件下」は観察者が回折光を知覚できないような条件を示す。例えば、照明光からの光が表示体の表面に略水平に、すなわち急な角度で入射し、表示体の凹凸構造形成層から回折光が射出しないような条件や、表示体の凹凸構造形成層から回折光が射出しても、その回折光が到達しないような角度から観察者が表示体を目視したような条件が「通常の照明条件下以外の条件下」に相当する。
【００５１】
複数の波長の光から成る色を観察できるような構造とするためには、整然配置された構造の場合は５〜１０μｍ程度のやや大きめの構造とするほうがよい。大きな構造の場合は、式１から明らかなように各波長に対する回折光の射出角の差が小さいため、照明光源や観察者の位置が変化しても、表示色がいわゆる虹色に変化せず複数波長の光による色が安定して観察できる。
【００５２】
一方で、非整然配置する場合は、凸部または凹部を０．３〜５μｍ程度のやや小さめの構造とすることができる。小さな構造が小さな配置間隔で形成されている場合、式１から明らかなように回折光の射出角が大きくなる。そのため、整然配置された構造では虹色に色変化しやすくなるが、非整然配置することで観察者のいる定点に複数の波長の光が到達しやすくできる。また、小さな構造が非整然配置されていると、回折光の射出角が大きくなるので、複数の光による表示色が広い範囲で観察できるという利点がある。
【００５３】
ここで、式２で示すとおり、回折構造から射出される回折光は波長に応じて光量、すなわち回折効率が変化する。特に、回折格子の格子線幅Ｌ及び、格子線のピッチｄを一定と仮定すると、回折効率ηは回折格子の高さｒ（凸部の高さもしくは凹部の深さに相当する）と照明光の波長λによって一意に決定される。
そのため、表示体（第１の領域）を定点から観察した場合において、可視光の波長成分が均等には目に届かず、第１の領域に設けられた凸部の高さ（または凹部の深さ）に応じて特定の波長の光の回折効率が低くなり、結果として観察者に届く光は、入射した白色照明光のうちの、特定の波長成分が弱くなった光となる。よって、観察者は第１の領域を観察した際に、光量に差がある複数の波長の光を知覚することになる。表示体上に設けられた複数の第１の領域ごとに、それぞれ凸部（または凹部）を異なる高さ（または深さ）で形成することでそれぞれの領域を観察した際に異なる色を表示することが可能になる。
【００５４】
例えば、ある高さの凸部が設けられた第１の領域を観察した際に、青（波長４６０ｎｍ）の光の回折効率が弱くなり、観察者の目に到達する回折光の波長成分が赤（波長６３０ｎｍ）及び緑（波長５４０ｎｍ）であったとすると、観察される色は黄色であり、別の高さの凸部が設けられた別の第１の領域を観察した際に、赤の波長成分の光の回折効率が弱くなり、観察者の目に到達する回折光の波長成分が緑及び青であったとすると、観察される色はシアン（うすい水色）となる。
【００５５】
これらの色は回折光が到達しないような位置に観察者がいる場合は観察することができない。それにより通常の印刷物とは異なり、照明光源や観察者の位置によって表示色が知覚できる状態とできない状態の２つの状態を実現することができる。これが、多くの範囲でほぼ同じ色が知覚できる通常の印刷物とは異なる点である。
【００５６】
従来の偽造防止を目的とした回折格子による表示体では、回折格子の加工精度が十分でなく、図５や図６、図１０に示したような理想的な矩形の断面形状になっておらず、図１２の断面図のように正弦波状の断面形状であったり、図１３の断面図のように、凸部構造の頂部や平坦部がでこぼこになってしまっているのが一般的である。そのため、式２で示したような波長ごとに構造の高さ（深さ）に応じて回折効率が変化する作用がおきにくくなる。すなわち、各波長の回折効率の差が少なくなるため、観察者がいる定点に到達する光は白色照明光源から射出されるあらゆる波長の光が、強弱がつかずに到達してしまい、観察者が知覚できる色は白色に近い色となり彩度の高い色の表示が難しくなる。いわゆる磨りガラスのような高さや形状が揃っていない微小な凹凸構造に白色の照明光が入射すると、光が散乱し白色に知覚されるのがその一例である。
【００５７】
一方、本発明の第１の領域に採用される構造は、１つの第１の領域内において、凸部の高さ（または凹部の深さ）が略同一で、且つ、基材面と略平行であるので、特定の波長の光の回折効率の低下を防ぎ、別の特定の波長の光の回折効率を低下させる効果があるため、彩度の高い色を表示させることが可能になる。
【００５８】
また、本発明の第１の領域に採用される構造は、図１１で示したようにＸＹ平面上の多くの方位角に対して回折光を射出するので、光源の位置や観察する向きが多少変化しても、複数の波長から構成される色を観察可能である。このため、従来の回折格子のように表示色が虹色に変化してしまう現象を回避または低減することができる。
【００５９】
なお、凸部又は凹部は、複数配列されているが、規則的に整然配列された構成でも良いし、不規則に非整然配列されていても良い。
【００６０】
（第１の領域に採用可能な構造とその効果）
第１の領域は、表示体の凹凸構造形成層の少なくとも一部に設けられている。図１４は表示体表面での第１の領域及び第２の領域の配置例を示す図である。図１４は、整然配置された複数の凸部から成る第１の領域１４（図１４の左上に図示した領域）と、非整然配置された複数の凸部から成る第１の領域１４（右下に図示した領域）と、回折格子１８が形成された第２の領域１５（左下に図示した領域）と、反射防止構造体１９が形成された第２の領域１５（右上に図示した領域）によって表示体の凹凸構造形成層が構成されている例である。
【００６１】
図１４のように、表示体には複数の第１の領域がありそれぞれ別々の構造体が形成されていてもよいし、同一の凸部（または凹部）が高さ（深さ）のみ変化した状態で設けられていてもよい。第２の領域についても、複数設けられ別々の構造体が形成されていてもよいし、同一の構造体が設けられていてもよい。１つの第１の領域の内部で凸部の高さ（凹部の深さ）を一定とすることで、その領域が所定の色で知覚されるような複数の波長の回折光を観察者のいる定点に射出することができる。別の第１の領域でそれとは異なる高さ（深さ）の構造を形成することでその領域は別の色相の色を表示することが可能となる。なお、表示体表面に配置される第１の領域及び第２の領域は概念上のものであり、実際の表示体には図１４のような目視可能な境界線による区切りは存在しない。
【００６２】
表示体表面を、複数の第１の領域に分割し、各々異なる色相の色を表示することで、文字や絵柄などの画像を表現することができる。第１の領域の形状及び配置方法としては、正方形や長方形等の矩形や平行四辺形などの四角形を行列（マトリクス）状に配置する方法や、六角形や三角形等を表示体表面に敷き詰めるように最密に配置する方法を採用することができる。図１５は長方形から成る複数の第１の領域を行列状に配置した例である。また、図１６は六角形の第１の領域を最密充填配置した例である。このような形状の第１の領域を規則的に配置することで、画素構造から成る画像を表現することができる。なお、１つの表示体内部で異なる配置規則による第１の領域が複数設けられていてもよい。また、第１の領域は図１７のように不定な外形による領域であってもよい。
【００６３】
第１の領域の一辺の長さは３００μｍ以下とすると良い。一辺の長さが３００μｍ以下の第１の領域を整然配置することで、表示体を肉眼で観察した際に、各々の第１の領域の形状が認識されるのを防ぐことができ、解像度が高く高精細な画像を表現することが可能になる。ここで、第１の領域の一辺とは、第１の領域の最大の長さの辺を示すものとする。
【００６４】
第１の領域に採用可能な凸部または凹部の長辺及び短辺の長さはそれぞれ０．３μｍ以上且つ１０μｍ以下である。この範囲の大きさの構造であれば可視光を十分に回折することができる。０．３μｍより小さい場合、加工が困難になるとともに可視光を射出しにくくなり反射防止構造体として機能しやすくなる。また、１０μｍより大きい場合、回折しにくくなるのと同時に、照明光の入射した方向の近くに回折光が射出されるため、複数の波長の光による色を観察しにくくなる。
【００６５】
また、第１の領域内における凸部または凹部の占有面積は２０％以上且つ８０％以下であることが好ましい。式２から、凸部または凹部の幅（式２の格子線幅Ｌに相当）はピッチｄの半分であるときに回折効率ηが最も高くなる。よって、凸部または凹部の占有面積は５０％程度のときが最も明るい表示画像が得られもっとも望ましく、２０％以上且つ８０％以下程度であれば、５０％から離れるにしたがって回折効率が低下し表示画像が暗くなっていくものの、十分に複数の波長の光から成る表示画像を視認することができる。なお、占有面積が２０％及び８０％のときの回折効率は、式２より、５０％のものの約３割程度の明るさとなる。
【００６６】
凸部または凹部の占有面積が２０％より小さい、もしくは８０％より大きい場合には、十分な明るさが得られず、十分なアイキャッチ効果を得ることが難しくなる。
【００６７】
また、凸部の高さ、または凹部の深さは０．１μｍ以上且つ０．５μｍ以下の範囲であることが好ましい。式２において、ピッチｄ、格子線幅Ｌを一定と仮定した場合、可視光の範囲の波長の光が入射角θ（０°より大きく９０°未満の範囲）で入射すると、回折効率が最も高くなる凸部の高さ、または凹部の深さの値は前記０．１μｍ以上且つ０．５μｍ以下の範囲内にある。なお、式２から、回折効率が最も高くなる条件は、それよりも大きい値であっても繰り返し訪れるが、製造上、凸部の高さまたは凹部の深さは極力浅い方が作製が容易であるのでより浅い値で高い回折効率が得られる０．１μｍ以上且つ０．５μｍ以下の条件が望ましい。
【００６８】
なお、凸部の高さ、または凹部の深さが０．１μｍより浅い場合は製造時の外的要因（機械や環境のコンディションの変動や材料組成のわずかな変化等）により安定して同じ品質のものを作製するのが難しくなり、０．５μｍより深い場合は、細かく深い構造を精密に転写成形するのが難しくなる。
【００６９】
（第１の領域と印刷領域による視覚効果）
表示体は、印刷層を有している。印刷層はインキやトナーにより形成されており、インキやトナーに固有の色相、明度、彩度の発色を成し、照明光の入射角度や観察者の観察角度によってその色合いが大きく変化することはない。一方で、第１の領域は、通常の照明条件下において固有の色を表示でき、条件が変化した際には色変化を呈することができる。機能が異なるこれら２つの層が表示体内に形成されていることで通常の印刷層だけでは実現不可能な特有の視覚効果を付与することができる。したがって、この表示体とこれを支持した物品は高い偽造防止効果を実現することができる。
【００７０】
印刷層を形成するインキまたはトナーは適宜材料や濃度、印刷方式等を選択して、通常の照明条件下で第１の領域を観察した際に知覚される色と略同一の色相、明度、彩度を有する色にすることが好ましい。それにより、通常の照明条件下において双方は略同一の色として知覚され構成の違いを見分けることが難しくなる。また、表示体を傾けるなどして回折光が観察されない、通常の照明条件からはずれる条件下において表示体を観察することで、色相、明度、彩度があまり変化しない印刷領域による色表示と、色相、明度、彩度が変化する第１の領域による色表示が切り分けられ、双方の構成の違いが判別できるようになる。
【００７１】
例えば、図１８に示す例では、表示体１は通常の照明条件下において全面が同色の矩形として知覚されるのに対し、表示体１を傾けるなどして観察した場合は、図１９に示すように第１の領域１４による文字部分と、印刷領域１３による背景部分とに分かれた表示ができ、通常の照明条件下では認識できない情報が得られるといった効果を付与することが可能となる。
【００７２】
印刷用インキとして、使用する光源の波長や、観察する角度に応じて色が変化する機能性インキを用いることができる。使用する光源の波長によって表示される色が変化するインキとしては蛍光インキや蓄光インキ等がある。また、観察する角度に応じて色が変化する機能性インキとしては、光学的変化インキ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｉｎｋ）やカラーシフトインキ、パールインキ、再帰反射性インキなどと呼ばれるものがある。
【００７３】
蛍光インキは蛍光顔料を含んだインキであり、紫外線を照射した際に固有の色を表示する機能をもっており、蓄光インキは照明が暗くなった際に光を発する機能を有している。また、光学的変化インキやカラーシフトインキは、見る角度に応じて、例えば、赤から緑へ、または、青から紫へと色変化を生じさせる機能を有し、パールインキは、特定の角度に対して淡いパール調の発色をもたらす機能を有している。再帰反射性インキは照明光源からの光を照明光の入射角に近い角度に強く反射させる機能を有している。このような機能性インキを用いることで、第１の領域及び印刷領域の双方で、それぞれ観察条件の変化に応じた色変化を実現することができる。色変化をもたらす構造を表示体に複数設けることで、表示体を傾けて真偽判定を行う行為に不慣れな者であっても、容易に色変化を認識することができ、より確実に真偽判定を行うことができる。特に、機能性インキにより色変化が生じる角度と、第１の領域による表示色が変化する角度とを略一致させることで、双方の色変化を同時に観察することができ、より一層真偽判定を確実に行うことができるようになる。
【００７４】
表示体が機能性インキによる印刷領域を有する場合、色変化を呈さない一般的なインキやトナーによる印刷領域と比較して一層偽造防止効果が高く、真偽判定をより確実に行うことができる。この場合、図２０に示すように、通常の照明条件下では第１の領域１４による文字部分と、印刷領域１３による文字部分の双方が各々別々の色で知覚され、また、通常の照明条件下以外の環境下では、図２１に示すように、第１の領域１４による文字部分と、印刷領域１３による文字部分の双方が各々異なる色に変化する。
【００７５】
また、偽造防止効果を発揮する画像表示技術として、潜像パターンが知られている。この潜像パターンは通常の照明条件下では表示画像が認識されず、表示体を所定の角度に傾けるなどした場合には、隠蔽された表示画像が認識できるようになるものである。
【００７６】
潜像パターンの構成としては、図２２に示すように、隠蔽画像２１と、隠蔽画像の周辺部２２を互いに直交する細線で構成するものが一般的である。細線の間隔は１ｍｍ当たり３〜１０本程度であり、このような構成の画像は通常の照明条件下では直交する縦線と横線の区別がつきにくく画像を認識することは困難である（図２２では細線の間隔を実際のものより広く図示しているため画像の認識は可能である）。
【００７７】
このような潜像パターンを図２３のように所定の角度に傾けた状態で観察すると、隠蔽画像の縦線と隠蔽画像の周辺部の横線の間隔が変わって見えるため、その差によって観察者は隠蔽画像を観察できるようになる。
【００７８】
第１の領域は、通常の照明条件下において固有の色を表示でき、条件が変化した際には色変化を呈することができることから、印刷領域に潜像パターンを設けることで、第１の領域による色変化と、印刷領域による表示画像の変化を両立することができ、より高い偽造防止効果を得ることができる。
【００７９】
また、例えば隠蔽画像を印刷領域として印刷によって形成し、隠蔽画像の周辺部を第１の領域として凹凸構造で形成することで潜像パターンを実現することもできる。その場合、通常の照明条件下では隠蔽画像が認識されにくく、条件が変化した際には、第１の領域の色変化と、縦線と横線の間隔の変化の双方の効果によってより明確に隠蔽画像が認識しやすくなる。
【００８０】
（第２の領域の説明）
次に、第２の領域について説明する。
第２の領域１５は第１の領域１４とはその構造や光学的な性質が異なる領域である。第２の領域１５は第１の領域１４とは異なる凹凸構造が形成されていてもよいし、構造が形成されていない平坦面であってもよい。また、第２の領域１５は表示体１に複数存在していてもよい。
【００８１】
第２の領域１５に採用可能な構造としては、回折格子が挙げられる。回折格子は、典型的には図１０の斜視図に示したような線状の凹凸構造（格子線）が繰り返し形成されたものであり、ピッチ０．５〜１μｍ程度、構造の高さ０．１〜０．５μｍ程度が典型的な仕様である。回折格子は回折によって虹色に輝く分光色を射出し、光源の位置や観察者の観察角度など観察条件に応じて、色や絵柄が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。
【００８２】
また、第２の領域１５に採用可能な別の構造として、微細な凹凸構造から成る反射防止構造体が挙げられる。反射防止構造体は、図２４の斜視図に示したような円錐状の構造１９や、角錐状の構造が整然配置されたものが典型的であり、前記構造は、可視光の波長以下（例えば４００ｎｍ以下）のピッチで配置され、構造の高さは３００μｍ以上で高いほうがより反射防止機能が高い。前記のような仕様で形成されている反射防止構造体は入射する可視光の反射を防止もしくは低減する機能を有し、観察した際に黒色もしくは暗灰色等の無彩色に見える。
【００８３】
また、第２の領域１５に採用可能な構造として、光散乱構造体が挙げられる。光散乱構造体は、図２５の斜視図に示したように大きさや形、構造の高さが異なる凹凸形状２０が不規則に複数配置されたものが典型的である。光散乱構造体に入射した光は、四方八方に乱反射し、観察した際には白色または白濁色に見える。光散乱構造体は典型的には、幅３μｍ以上、高さが１μｍ以上のものが多く、回折格子や反射防止構造体と比較して大きい構造である。また、その大きさや配置間隔、形状は不揃いである。そのため、光の回折や吸収が起きにくく、光を散乱する効果が得られる。
【００８４】
また、第２の領域１５は凹凸構造が形成されていない平坦面であってもよい。第２の領域１５を平坦面とすると、第２の領域１５は光反射層１３によって鏡面のように見える。
【００８５】
第２の領域１５と第１の領域１４を組み合わせることによって表示体の意匠性を向上させることができ、また偽造防止効果のさらなる向上を図ることができる。第２の領域には、第１の領域とは異なる光学特性を発揮する前述の構造以外の構造を形成してもよい。
【００８６】
（表示体の使用方法）
上述した表示体１は、例えば、偽造防止用ラベルとして粘着材等を介して印刷物やその外の物品に貼り付けて使用することができる。表示体１は微細な凹凸構造により複数の波長による色を表示することができ、構造の高さを変えることでその色が変化することから偽造は困難である。このラベルを物品に支持させた場合、真正品であるこのラベル付き物品の偽造又は模造も困難である。
【００８７】
図２６は、偽造防止用ラベルを物品に支持させてなるラベル付き物品の一例を概略的に示す平面図である。図２７は、図２６に示すラベル付き物品のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【００８８】
図２６及び図２７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５０を含んでいる。基材５０は、例えば、プラスチックからなる。基材５０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やＩＣに記録された情報の読出しが可能である。基材５０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。
【００８９】
この印刷物１００は、表示体１を含んでいる。それゆえ、この印刷物１００の同一品を偽造又は模造することは困難である。しかも、この印刷物１００は、表示体１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。
【００９０】
なお、図２６及び図２７には、表示体１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１を含んだ印刷物は、これに限られない。例えば、表示体１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１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１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１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。
【００９１】
また、図２６及び図２７に示す印刷物１００では、表示体１を基材５０に貼り付けているが、表示体１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１を紙に漉き込み、表示体１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１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１を固定してもよい。
【００９２】
また、ラベル付き物品は、印刷物でなくてもよい。すなわち、印刷層を含んでいない物品に表示体１を支持させてもよい。例えば、表示体１は、美術品などの高級品に支持させてもよい。
【００９３】
表示体１は、偽造防止以外の目的で使用してもよい。例えば、表示体１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。
【００９４】
（表示体の原版の作製方法）
次に、本発明の表示体の原版の作製方法を説明する。
【００９５】
本発明の表示体の原版は、従来のレリーフ型回折格子の作製プロセスと同様に、フォトリソグラフィの工程を利用して作製することができる。電子線やレーザー等の荷電粒子ビームによって平面状の基板（ガラス基板が一般的に用いられる）に略均一に塗布された感光性レジストを露光し、現像することで所望の凹凸形状を得る。感光性レジストがポジ型レジストと呼ばれるものであれば、荷電粒子ビームが照射された部分が現像後溶解し、ネガ型レジストと呼ばれるもので有れば、荷電粒子ビームが照射された部分が現像後に残り、照射されていない部分が溶解する。基板は、高精度に位置調整が可能なＸＹステージ上に載置され、コンピュータ制御のもとでステージを移動させながら荷電粒子ビームが照射される位置が決定される。
【００９６】
このようにして得られた基板は、感光性レジストによる凹凸構造は脆く、量産用のスタンパとしては適さないので、この基板を原版として、そこから電鋳等の方法により金属製のスタンパを作製する。電鋳とは、電鋳の対象物を所定の水溶液中に浸し、通電することで電子の還元力により、金属皮膜を形成する表面処理技術の一種であり、このような方法を用いることで、原版の表面に設けられた微細な凹凸構造を精度良く金属版として転写成形することができる。電鋳の対象物の表面は通電可能である必要があり、一般に感光性レジストは電気を通さないので、電鋳を行う前にスパッタリングや真空蒸着等の気相堆積法により、構造の表面に金属薄膜があらかじめ設けられる。
【００９７】
次いで、この金属製スタンパを母型として用いて、凹凸構造を複製する。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、凹凸構造を複製することができる。
【００９８】
一般に、基材や形成用の樹脂材料は透明である。従って、通常、凹凸構造を設けた樹脂層（凹凸構造形成層）上には、蒸着等によりアルミニウム等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。
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表示体を得る。
【００９９】
また、原版の作製方法としては、フォトリソグラフィの工程だけでなく、先端が微細なダイヤモンドバイト等の切削機器による加工や、エッチングによって金属等の表面を腐食させる工程等も採用することができる。このような方法を用いると、直接金属板の表面を加工することも可能であり、その場合、電鋳等の方法による金属製スタンパの作成を行うことなく、直接金属スタンパを得ることができる。
【０１００】
荷電粒子ビームを基板上に塗布された感光性レジストに照射して凹凸形状を加工する方法では、近接効果と呼ばれる現象が発生する。近接効果とは、加工される凹凸形状の大きさや、単位面積当たりのビームが照射される面積の割合によって、形状の寸法や深さが狙いとする寸法や深さからわずかに変動してしまう現象のことである。例えば、あるエネルギー量で１ｍｍ角の面積で深さが０．１ｍｍの凹構造が加工できる条件で、０．５ｍｍ角の面積を加工しても、０．１ｍｍの深さは得られず、それよりやや浅い凹構造になってしまう。これは、荷電粒子ビームがレジスト内で散乱する現象が影響している。この現象には大きく分けて前方散乱と呼ばれる現象と、後方散乱と呼ばれる現象がある。前方散乱は、荷電粒子ビームがレジスト内に侵入する際に起こるもので、荷電粒子ビームが広がり、照射された面積より広い領域に荷電粒子ビームの影響を与えるものである。一方、後方散乱は、感光性レジストを通過し、感光性レジストの下面にある基板の表面もしくは裏面などで反射した荷電粒子ビームにより、感光性レジストに影響を与えるものである。これらの散乱したビームの影響はビームのエネルギー量や加工されるパターンの形状、深さによってその大小は様々である。また、この近接効果の影響は使用する感光性レジストの材料組成や塗工された膜厚によっても変化する。
【０１０１】
そのため、第１の領域に設けられる凸部または凹部を原版に形成する際には、領域の面積や凸部または凹部の大きさ、配置密度などによって近接効果の影響度が変化し、狙いとする高さ（深さ）の構造が得られないおそれがある。第１の領域は、その内部に設けられた凸部（または凹部）の高さ（または深さ）によって通常の照明条件下における表示色が決定されるので近接効果が与える影響を考慮した上で精度よく構造を加工する必要がある。
【０１０２】
逆に、第三者が高精度な荷電粒子ビームを用いた加工機を用いたとしても、完全に同一な形状が形成された原版を偽造することは極めて難しく、同一の表示色を得るのは困難であり、偽造防止効果は非常に高い。
【０１０３】
荷電粒子ビームを用いた加工機としては、電子線描画装置、またはレーザー直接描画装置が望ましい。これらの装置は、加工速度が速く、ＸＹステージの位置精度等も高いため、高精度に所望の凹凸パターンを作成することが可能である。また、近接効果の影響を軽減するよう、実験結果をもとに補正をかける機能が備わっているものもある。第１の領域に採用される構造は所望の表示色を得るためには高さ（深さ）の制御を厳密に行うことが必要であり、これらの装置はその要求を満たすことができる。近年の電子線描画装置やレーザー直接描画装置は装置の高性能化が進み、照射される荷電粒子ビームの安定性も高くエネルギー照射量やエネルギー密度は同一設定で略同一の値となるが、装置の使用環境（温度や湿度など）のわずかな変化や装置コンディション（長時間動作時など）の影響により変動する可能性はある。しかし、その変動量はわずかであり、同一のパターンを加工する場合、加工されるパターンの形状や深さにはほとんど変化を与えない。
【０１０４】
一方、切削機器による加工やエッチングを用いる方法でも本特許の表示体の原版を作製することは可能であるが、その場合、高い加工精度が要求され、且つ、適切な材料の選定が重要となる。また、切削機器による加工やエッチングは、第１の領域の構造の作製に加え、第２の領域に形成可能な回折格子、微細凹凸構造による反射防止構造体、光散乱構造体などの作製も困難である。
【符号の説明】
【０１０５】
１…表示体、１０…印刷層、１１…光透過層、１２…光反射層、１３…印刷領域、１４…第１の領域、１５…第２の領域、１６…凸部、１７…平坦部、１８…回折格子、１９…反射防止構造体、２０…光散乱構造体、２１…隠蔽画像、２２…隠蔽画像の周辺部、３０…ＩＣチップ、４０…印刷層、５０…基材、１００…印刷物、１１１…光透過性の基材、１１２…光透過性樹脂層、ｄ…回折格子のピッチ、ＤＬ…＋１次回折光、ＤＬ＿ｒ…＋１次回折光（赤）、ＤＬ＿ｇ…＋１次回折光（緑）、ＤＬ＿ｂ…＋１次回折光（青）、ＧＲ…回折格子、ＩＬ…照明光、ＬＳ…光源、ＮＬ…法線、ＲＬ…０次回折光（正反射光）、α…入射角、β…射出角、β＿ｒ…波長成分Ｒの回折光の射出角、β＿ｇ…波長成分Ｇの回折光の射出角、β＿ｂ…波長成分Ｂの回折光の射出角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偽造防止効果を提供する表示技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
通常の印刷物とは異なる視覚効果を有している表示体としては、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。
回折格子により入射光（白色光）が虹色に輝く分光色に変化する原理については、例えば、非特許文献１に記載されている。
【０００４】
回折格子を利用した表示体では、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を母型として、そこから複製することにより得られる。例えば、特許文献１及び特許文献２には、回折格子が虹色に輝く分光色を表示することを利用して、回折格子の格子角度や格子間隔（格子ピッチ）を適宜変化させて絵柄を表示させることが記載されている。格子角度や格子間隔が異なる複数の回折格子構造によって形成される表示体は、観察者の位置や光源の位置が変化することで、観察者の目に到達する回折光の波長が徐々に変化し、それにより、虹色に変化する画像を表現することができる。
また、これらの文献には、レリーフ型回折格子の原版の作製方法として、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方法が記載されている。また、非特許文献２には、二光束干渉を利用して回折格子を形成する方法が記載されている。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、そこから電鋳等の方法により金属製のスタンパを作製する。
【０００５】
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、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネート（ＰＣ）からなるフィルムやシート状の薄い透明基材上に、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の複製物を得る。
【０００６】
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。
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表示体を得る。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平２−７２３２０号公報
【特許文献２】米国特許第５０５８９９２号明細書
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】辻内順平編著、「ホログラフィックディスプレイ」、産業図書株式会社
【非特許文献２】辻内順平著、「ホログラフィー」、丸善株式会社
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述のような従来の問題を解決したものであり、その目的は、高い偽造防止効果を発揮する表示体及びラベル付き物品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために第１の発明は、光透過性の基材と、前記基材の一方の面側に設けられた凹凸構造形成層と、前記凹凸構造形成層の少なくとも一部を被覆する光反射層と前記凹凸構造形成層が設けられた面と反対側の基材面上、及び、前記凹凸構造形成層と光反射層との間、及び、光反射層の凹凸構造形成層と接する面とは反対側の面上、のいずれかに形成される印刷層と、を備えた表示体であって、前記凹凸構造形成層は、上面が前記基材面と略平行である複数の凸部、または底面が前記基材面と略平行である複数の凹部と、前記基材面と略平行な平坦部が配置されて構成された第１の領域を少なくとも一つ備えており、前記複数の凸部または凹部は、長辺及び短辺の長さがそれぞれ０．３μｍ以上且つ１０μｍ以下であり、前記凸部または凹部の高さは、０．１μｍ以上且つ０．５μｍ以下であり、前記凸部または凹部は、前記第１の領域内に整然配置または非整然配置され、前記第１の領域内における凸部または凹部の占有面積が２０％以上且つ８０％以下、であることを特徴とする表示体である。
また、第２の発明は、通常の照明条件下において複数の可視光波長の組み合わせからなる光による所定の色相を有する表示色を表示するとともに、通常の照明条件下以外の条件下においては前記表示色が表示されない機能を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の表示体である。
また、第３の発明は、前記印刷層の少なくとも一部が、前記通常の照明条件下で観察した場合に前記複数の可視光波長の組み合わせによる表示色と略同一の色として知覚される色を表示するインキまたはトナーによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の表示体である。
また、第４の発明は、前記印刷層の少なくとも一部が、光源もしくは観察する角度に応じて発色が異なる機能性インキにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の表示体である。
また、第５の発明は、前記印刷層または前記凹凸構造形成層によって、観察する角度に応じて表示画像が変化する潜像パターンが形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の表示体である。
また、第６の発明は、構造や光学的な性質が前記第１の領域と異なる第２の領域に、回折格子、反射防止構造体、光散乱構造体、平坦部のうち少なくとも一つが形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の表示体である。
また、第７の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の表示体とこれを支持した物品とを具備したラベル付き物品である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の構成とすることによって、第１の発明によると、上面が基材面と略平行である複数の凸部、または底面が基材面と略平行である複数の凹部と、基材面と略平行な平坦部が配置されて構成された第１の領域によって、照明光の入射に応じて複数の波長の光から構成される色を表示可能な表示体が得られる。この表示体はレリーフ型の回折格子パターンのように照明の位置や観察者の位置の変化に応じて虹色に色変化することがなく、従来の回折格子を利用した偽造防止媒体とは異なる視覚効果を実現できる。その結果、高い偽造防止効果を発揮する表示体を得ることができる。
また、第２の発明によると、表示体に印刷層があることで、観察条件に応じて色変化を呈する第１の領域と色変化が起きにくい印刷層による領域との組み合わせにより、観察条件に応じて表示画像を変化させることができ、通常の印刷物や回折格子パターンとは異なる視覚効果を実現することができる。その結果、高い偽造防止効果を発揮する表示体を得ることができる。
また、第３の発明によると、通常の照明条件下では略同一の色に知覚され、且つ、通常の照明条件下以外の条件下においては別々の色として知覚される表示体が得られる。
また、第４の発明によると、機能性インキを用いて印刷層を形成することで、印刷層及び第１の領域の双方がそれぞれ観察条件に応じて色変化する表示体が得られる。
また、第５の発明によると、表示画像として潜像パターンを形成することで、印刷層や第１の領域の色変化だけでなく、観察条件に応じた表示画像の出現と消失という視覚効果も実現することができる。
また、第６の発明によると、表示体に、回折格子、反射防止構造体、光散乱構造体、平坦部のいずれかから成る第２の領域を設けることで表示体の意匠性をさらに高めることができるとともに、さらに高い偽造防止効果を実現できる。
また、第７の発明によると、本発明の表示体を、印刷物やカード、その他の物品に貼りあわせる、または組み合わせることによって、従来の物品に高い偽造防止効果を付与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一態様に係る表示体を概略的に示した平面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う表示体の拡大断面図。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う表示体の別の構成例を示す拡大断面図。
【図４】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う表示体の別の構成例を示す拡大断面図。
【図５】ピッチが狭い回折格子が＋１次回折光を射出する様子を概略的に示した図。
【図６】ピッチが広い回折格子が＋１次回折光を射出する様子を概略的に示した図。
【図７】本発明の表示体の第１の領域に採用可能な構造の一例を示す平面図。
【図８】図７のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う表示体の拡大断面図。
【図９】第１の領域に採用可能な構造の別の例を示す平面図。
【図１０】回折格子から射出される回折光の様子を示す概略図。
【図１１】第１の領域から射出される回折光の様子を示す図。
【図１２】頂部および底部が平坦でない回折格子の一例を示す断面図。
【図１３】頂部および底部が平坦でない回折格子の別の一例を示す断面図。
【図１４】表示体に配置される第１の領域と第２の領域の一例を示す平面図。
【図１５】複数の第１の領域の配置例を示す平面図。
【図１６】複数の第１の領域の配置の別の例を示す平面図。
【図１７】複数の第１の領域の配置の別の例を示す平面図。
【図１８】通常の照明条件下で略同色で知覚される第１の領域と印刷領域による表示体を示す平面図。
【図１９】図１８の表示体を通常の照明条件下以外の条件下で観察した様子を示す説明図。
【図２０】通常の照明条件下で別々の色で知覚される第１の領域と機能性インキによる印刷領域とによる表示体を示す平面図。
【図２１】図２０の表示体を通常の照明条件下以外の条件下で観察した様子を示す説明図。
【図２２】潜像パターンの構成例を示す平面図。
【図２３】図２２の潜像パターンを傾けて観察した様子を示す説明図。
【図２４】表示体の第２の領域に採用可能な構造である反射防止構造体の一例を示す斜視図。
【図２５】表示体の第２の領域に採用可能な構造である光散乱構造体の一例を示す斜視図。
【図２６】偽造防止用ラベルを物品に支持させてなるラベル付き物品の一例を概略的に示す平面図。
【図２７】図２６に示すラベル付き物品のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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、全ての図面を通じて、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
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ＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。表示体１は、印刷層１０と光透過層１１と光反射層１２との積層体を含んでいる。この例においては、光透過層１１が凹凸構造形成層である。図２に示す例では、印刷層１０側を前面側（観察者側）とし、且つ、光反射層１２側を背面側としている。
印刷層１０は図２に示したように光透過性の基材１１１の光透過層１１が設けられた面とは反対側の面上に設けられていてもよいし、図３に示したように光透過層１１と光反射層１２との間に設けられていてもよいし、図４のように光反射層１２の背面側に設けられていてもよい。また、光反射層１２は部分的に設けられていなくてもよい。
【００１７】
図１、図２、図３及び図４に示す表示体１は、凹凸構造形成層の表面には、上面が前記基材面と略平行である複数の凸部、または底面が前記基材面と略平行である複数の凹部と、基材面と略並行な平坦部が配置されて構成された第１の領域を少なくとも一つ備えている。これらの図において、印刷領域１３は印刷層１０によって文字や絵柄、記号等の表示画像が形成された領域であり、第１の領域１４は微小な凹凸が形成された領域であり、第２の領域１５は第１の領域１４とはその構造や光学的な性質が異なる領域であると定義する。第２の領域１５は第１の領域１４とは異なる凹凸構造が形成されている領域であってもよいし、構造が形成されていない平坦面から成る領域であってもよい。また、第１の領域１４は表示体１に少なくとも１つ以上存在しているが、第２の領域１５は表示体１に複数存在していてもよいし、１つも存在していなくてもよい。また、構造の異なる複数の領域を組み合わせて表示体としても良い。
【００１８】
印刷層１０は、文字や絵柄、記号等の画像を表示するものであり、印刷層１０の印刷方式に応じて、オフセットインキ、活版インキ、グラビアインキ等様々なインキが用いられる。印刷に用いられるインキは、樹脂タイプインキ、油性インキ、水性インキ等組成による分類や、酸化重合型インキ、浸透乾燥型インキ、蒸発乾燥型インキ、紫外線硬化型インキ等乾燥方式による分類ができ、基材の種類や印刷方式に応じて適宜選択される。また、帯電性をもったプラスチック粒子に黒鉛、顔料等の色粒子を付着させたトナーを、静電気を利用してポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムや紙等の基材に転写させ、加熱し定着させることで印刷層を形成する技術も一般的である。
【００１９】
図３に示す断面図のように、凹凸構造が形成される光透過性樹脂層１１２と光反射層１２の間に印刷層１０を設けるような場合においては、光透過性樹脂層１１２を形成する材料と屈折率が近い材料を用いて印刷層１０を形成することが望ましい。これにより、すでに凹凸構造形成層に凹凸構造が形成された領域であっても、あとから構造を埋め立てるように印刷層１０を設けることで、凹凸構造形成層の構造が平滑化され凹凸構造が存在しないように知覚されることができる。すなわち、あらかじめ凹凸構造が設けられている領域は印刷層１０を設けることで任意に印刷領域１３とすることが可能になる。
【００２０】
図４に示す断面図のように、凹凸構造が形成される光透過性樹脂層１１２が接する面と反対側の光反射層１２上に印刷層１０を設けるような場合においては、光反射層１０を全面に設けるのではなく、部分的に設けて観察者側で印刷層１０が観察可能な状態にする必要がある。
【００２１】
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などの光透過性を有する樹脂を使用することができる。熱可塑性樹脂又は光硬化性樹脂を使用すると、例えば、表示体の凸部または凹部が形成された金属製のスタンパから、一方の主面に凸部または凹部が設けられた光透過層１１を転写成形することができる。
【００２２】
図２、図３、及び図４には、一例として、光透過性の基材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。光透過性の基材１１１は、それ自体を単独で取り扱うことが可能なフィルムまたはシートであり、例えば、ＰＥＴやポリカーボネート（ＰＣ）などを用いることができる。光透過性樹脂層１１２は、光透過性の基材１１１上に形成された層である。図２、図３、及び図４に示す光透過層１１は、例えば、光透過性の基材１１１上に熱可塑性樹脂又は光硬化性樹脂を塗布し、この塗膜にスタンパ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。
【００２３】
光反射層１２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、光反射層１２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、光反射層１２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。光反射層１２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。
【００２４】
この光反射層を部分的に設けないようにする方法としては、気相堆積法により光反射層を設けた後、薬品などにより特定の部分のみを溶解させたり、光反射層と光透過性樹脂層との密着力よりも強い接着力をもつ接着材料によって特定部分の光反射層を剥離する方法などがある。また、気相堆積法を行う前に光透過性樹脂層の前面に障壁を設け光反射層が形成されるのを防いだりする方法も用いられる。
【００２５】
この表示体１は、接着剤層、樹脂層などの他の層を更に含むことができる。接着剤層は、例えば、光反射層１２を被覆するように設ける。光反射層１２の背面側に印刷層１０が設けられている場合は印刷層１０を被覆するように設ける。表示体１が光透過層１１及び反射層１２の双方を含んでいる場合、通常、光反射層１２の表面の形状は、光透過層１１と光反射層１２との界面の形状とほぼ等しい。接着剤層を設けると、光反射層１２の表面が露出するのを防止できるため、先の界面の凹凸構造の、偽造を目的とした複製を困難とすることができる。また、樹脂層は、例えば、使用時に表示体の表面にキズが付いてしまうのを防ぐことを目的としたハードコート層や汚れの付着を抑制する防汚層、基材表面での光の反射を防止する反射防止層、帯電防止層などである。
【００２６】
光透過層１１側を背面側とし、且つ、光反射層１２側を前面側とする場合は、接着層は、光透過層１１上に形成する。
【００２７】
樹脂層は、光透過層１１及び光反射層１２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、且つ、光反射層１２側を前面側とする場合、光反射層１２を樹脂層によって被覆することで、光反射層１２の損傷を抑制できるのに加え、その表面の凹凸構造の、偽造を目的とした複製を困難とすることができる。
【００２８】
（第１の領域の説明）
本発明に係る第１の領域について説明するにあたり、まず、回折格子のピッチ及び照明光の波長と、照明光入射角及び回折光の射出角との関係について説明する。
【００２９】
回折格子に照明光源を用いて照明光を照射すると、回折格子は、入射光である照明光の進行方向に対応して特定の方向に強い回折光を射出する。
【００３０】
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、下記の式１から算出することができる。
ｄ＝ｍλ／（ｓｉｎα−ｓｉｎβ） ・・・（式１）
【００３１】
式１において、ｄは回折格子の格子定数（格子周期，ピッチ）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、正反射光ＲＬ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ＮＬに関して対称である。
【００３２】
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。
【００３３】
ピッチｄの回折格子に対する照明光入射角及び＋１次回折光の射出角の関係を図５に示す。照明光が複数の波長成分を含む白色光である場合、回折光の射出角は波長によって異なる。それによって太陽や蛍光灯などの白色照明光源下で回折格子を観察すると、白色光が分光し、単一波長の光が別々の角度に射出され、観察する角度によって虹色に見える。図５では点光源ＬＳから白色光ＩＬ（ここでは、白色光を構成する波長成分はＲ、Ｇ、Ｂの３波長であると仮定する）が入射し、回折格子ＧＲによって波長成分Ｒの回折光ＤＬ＿ｒ、波長成分Ｇの回折光ＤＬ＿ｇ、波長成分Ｂの回折光ＤＬ＿ｂに分光する様子を示している。このとき、波長成分Ｒの回折光の射出角β＿ｒと、波長成分Ｒの回折光の射出角β＿ｇと、波長成分Ｒの回折光の射出角β＿ｂは、波長毎に異なる値を取る（図５では、ＤＬ＿ｒの射出角のみβ＿ｒとして記載している）。他の次数の回折光についても式１によって導出される角度に射出されるが図５への記載は省略する。
【００３４】
図６は本発明の表示体が＋１次回折光を射出する様子を概略的に示した図であり、図５と比較してより広いピッチの回折格子に白色光が入射した際に＋１次回折光を射出する様子を概略的に示している。ピッチｄが大きい場合、式１から明らかなように、狭いピッチの回折格子と比較して回折光は正反射光ＲＬに近い方向に射出され、また、分光した単一波長の光同士の射出角の差は小さくなる。式１から明らかなように回折格子が一定の屈折率分布をもつ媒質中（例えば空気中など）にある場合は回折光の射出角は入射する照明光の入射角、波長と、回折格子のピッチにより一意に定まる。
【００３５】
次に、回折格子のピッチ及び照明光の波長と、回折光の射出角方向における回折光の強度（回折効率）との関係について説明する。
【００３６】
ピッチｄの回折格子に対してαの入射角で入射した照明光は、式１に基づいて角度βの方向に回折光を射出する。この際、波長λの光の射出強度、すなわち回折効率は、回折格子のピッチや高さ等によって変化し、式２によって導出される。
【数１】
【００３７】
ここで、ηは回折効率（０〜１の値をとる）、ｒは回折格子の高さ、Ｌは回折格子の格子線幅、ｄは格子線のピッチ、θは照明光の入射角、λは入射光及び回折光の波長である。なお、この式２は、凹凸構造から成る浅い矩形回折格子について成り立つものである。
【００３８】
式２から明らかなように回折効率は回折格子の高さｒや格子線のピッチｄ、入射光の入射角θや波長λによって変化する。また、実際には回折効率は回折次数ｍが高次になるのに伴って徐々に減少していく傾向にある。
【００３９】
次に、第１の領域の構造と光学的性質について説明する。
【００４０】
第１の領域は、上面が前記基材面と略平行である複数の凸部または底面が前記基材面と略平行である複数の凹部と、前記基材面と略平行な平坦部が配置されて構成されており、前記複数の凸部または凹部は、長辺及び短辺の長さがそれぞれ０．３μｍ以上且つ１０μｍ以下であり、前記凸部または凹部の高さは、０．１μｍ以上且つ０．５μｍ以下であり、前記凸部または凹部は、整然配置または非整然配置され、前記領域内における凸部または凹部の占有面積が２０％以上且つ８０％以下である。
ここで、凸部または凹部のもっとも長い部分を長辺、もっとも短い部分を短辺と定義する。すわなち、凸部または凹部は０．３μｍ以上且つ１０μｍ以下の辺を有する矩形に内包される形状である。例えば凸部が真円形状であった場合、長辺と短辺は同値となる。楕円や長方形の場合、長軸側が長辺、短軸側が短辺となる。
【００４１】
図７は、本発明の表示体の第１の領域に採用可能な構造の一例を示す平面図であり、図１の表示体１上に設けられた第１の領域１４を部分拡大した平面図である。図８は図７のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。円形の凸部１６は第１の領域１４内において所定の方向（一点鎖線で示したＡやＢ、Ｃ）に対して整然配置されている。
【００４２】
なお、上述の整然配置とは、凸部または凸部が均等な間隔、または規則性を持った配列をなしていることを指し、例えば、正方格子、矩形格子又は三角格子をなしている。これら凹部又は凸部の配列を制御することにより、迷光の少ない回折光が得られるという利点がある。
【００４３】
図９は、本発明の表示体の第１の領域に採用可能な別の構造の一例を示す平面図であり、図１の表示体１上に設けられた第１の領域１４を部分拡大した平面図である。矩形の凸部１６は第１の領域１４内において非整然配置（ランダム配置）で形成されている。凸部または凹部が非整然配置される場合、図９に示したように凸部または凹部が重畳する状態で形成されていてもよい。
【００４４】
凸部または凹部の形状の他の例としては、楕円形や八角形、星型、十字等の多角形を任意に採用することができる。また、第１の領域内に形状の異なる凸部または凹部が混在していてもよい。
【００４５】
図１０は、回折格子から射出される回折光の様子を示す概略図である。図１０に示したようなｙ軸に平行な方向に規則的に形成された複数の格子線から成る回折格子ＧＲでは、照明光ＩＬが入射した際に、ｙ軸（格子線の長手方向）と直交する方向（ｘ軸方向）に回折光ＤＬ＿ｒ、ＤＬ＿ｇ、ＤＬ＿ｂが射出される。
【００４６】
一方、図１１は、本発明を採用した表示体から射出される回折光の様子を示す概略図であり、図７で示されるような構造に照明光が入射すると、第１の領域１４に形成された複数の凸部１６とその周囲の平坦部１７による周期性を伴う凹凸構造によって、回折光を射出する。図７のように凸部１６が第１の領域１４内でお互いに離間して整然配置されている構造においては、ｘ軸方向にとどまらずＸＹ平面上の多くの方位角に対して回折光が射出される。ここで射出される回折光は、図１０に示したような回折格子に垂直上方から光が入射した時と同様に、入射光に近い側に波長の長い回折光ＤＬ＿ｒが射出され、入射光から遠ざかる方向にＤＬ＿ｇ、さらに、ＤＬ＿ｂが射出される。図１１においては、光が第１の領域の１点に入射した状態を図示しているが、実際には、光は一点への入射ではなく、面状に第１の領域に入射する。
【００４７】
複数の凸部１６は互いに接触しないように第１の領域１４内に整然配置されている。図７において凸部１６の直径は約１μｍとする。ここで、図７の一点鎖線Ａや一点鎖線Ｂで示した方向について考えると、複数の凸部１６によってピッチ約１．４μｍの回折構造が形成されていると見なすことができる。ここで、白色照明光源が表示体の垂直上方に備えられているとし、表示体の表面に対して垂直（入射角α＝０°）方向から白色照明光が入射しているとすると、例えば白色照明光のうちの波長６３０ｎｍの光は式１によって角度β≒２６．７°で＋１次回折光として射出される。また、波長５４０ｎｍの光は角度２２．７°、波長４６０ｎｍの光は角度１９．２°となる。他の方向（例えば一点鎖線Ｃ）についても、複数の凸部１６の周期性によって式１に基づいて回折光が射出される。また、通常、太陽や蛍光灯などの照明光源はある程度の面積をもっているので、回折構造に対して斜めの方向からも光が入射する。例えば白色照明光源からの光がα＝１．０°の角度から回折構造に入射したとすると、＋１次回折光はそれぞれ波長６３０ｎｍの光を角度β≒２５．７°、波長５４０ｎｍの光を角度β≒２１．６°、波長４６０ｎｍの光を角度β≒１８．２°の方向へと射出する。
換言すると、実際には入射光となる照明光源は通常ある程度の面積をもっているので、定点において観察者が観察する光はある程度の範囲の波長の光が合わさったものとなり、その結果複数の波長の光による色が観察されることになる。
【００４８】
図９に示したような、複数の凸部１６が非整然配置されているような構造においても、回折光は射出される。図９のような場合では、式１に示したｄの値が様々な値となるため、場所によって回折光の射出角度が様々に変化する。そのため、定点に到達する回折光の波長成分は図７に示した構造よりもさらに広い範囲になり、より多くの波長の光による色が観察されることになる。
【００４９】
このように照明光源からの光が表示体の表面に入射し、表示体の凹凸構造形成層によって入射光が回折し、観察者が目視によってその光を知覚できるような条件を「通常の照明条件下」と定義する。例えば、一般的な室内で蛍光灯等の照明光のもとで表示体に照明光からの光が略垂直に表示体の表面に入射し、観察者が目視によって表示体を観察する条件や、室外で太陽光等の照明光のもとで表示体に照明光からの光が略垂直に表示体の表面に入射し、観察者が表示体を観察するような条件が「通常の照明条件下」に相当する。ここで「通常照明光」は、室内における蛍光灯や屋外における太陽光等の照明光を指す。
【００５０】
また「通常の照明条件以外の条件下」は観察者が回折光を知覚できないような条件を示す。例えば、照明光からの光が表示体の表面に略水平に、すなわち急な角度で入射し、表示体の凹凸構造形成層から回折光が射出しないような条件や、表示体の凹凸構造形成層から回折光が射出しても、その回折光が到達しないような角度から観察者が表示体を目視したような条件が「通常の照明条件下以外の条件下」に相当する。
【００５１】
複数の波長の光から成る色を観察できるような構造とするためには、整然配置された構造の場合は５〜１０μｍ程度のやや大きめの構造とするほうがよい。大きな構造の場合は、式１から明らかなように各波長に対する回折光の射出角の差が小さいため、照明光源や観察者の位置が変化しても、表示色がいわゆる虹色に変化せず複数波長の光による色が安定して観察できる。
【００５２】
一方で、非整然配置する場合は、凸部または凹部を０．３〜５μｍ程度のやや小さめの構造とすることができる。小さな構造が小さな配置間隔で形成されている場合、式１から明らかなように回折光の射出角が大きくなる。そのため、整然配置された構造では虹色に色変化しやすくなるが、非整然配置することで観察者のいる定点に複数の波長の光が到達しやすくできる。また、小さな構造が非整然配置されていると、回折光の射出角が大きくなるので、複数の光による表示色が広い範囲で観察できるという利点がある。
【００５３】
ここで、式２で示すとおり、回折構造から射出される回折光は波長に応じて光量、すなわち回折効率が変化する。特に、回折格子の格子線幅Ｌ及び、格子線のピッチｄを一定と仮定すると、回折効率ηは回折格子の高さｒ（凸部の高さもしくは凹部の深さに相当する）と照明光の波長λによって一意に決定される。
そのため、表示体（第１の領域）を定点から観察した場合において、可視光の波長成分が均等には目に届かず、第１の領域に設けられた凸部の高さ（または凹部の深さ）に応じて特定の波長の光の回折効率が低くなり、結果として観察者に届く光は、入射した白色照明光のうちの、特定の波長成分が弱くなった光となる。よって、観察者は第１の領域を観察した際に、光量に差がある複数の波長の光を知覚することになる。表示体上に設けられた複数の第１の領域ごとに、それぞれ凸部（または凹部）を異なる高さ（または深さ）で形成することでそれぞれの領域を観察した際に異なる色を表示することが可能になる。
【００５４】
例えば、ある高さの凸部が設けられた第１の領域を観察した際に、青（波長４６０ｎｍ）の光の回折効率が弱くなり、観察者の目に到達する回折光の波長成分が赤（波長６３０ｎｍ）及び緑（波長５４０ｎｍ）であったとすると、観察される色は黄色であり、別の高さの凸部が設けられた別の第１の領域を観察した際に、赤の波長成分の光の回折効率が弱くなり、観察者の目に到達する回折光の波長成分が緑及び青であったとすると、観察される色はシアン（うすい水色）となる。
【００５５】
これらの色は回折光が到達しないような位置に観察者がいる場合は観察することができない。それにより通常の印刷物とは異なり、照明光源や観察者の位置によって表示色が知覚できる状態とできない状態の２つの状態を実現することができる。これが、多くの範囲でほぼ同じ色が知覚できる通常の印刷物とは異なる点である。
【００５６】
従来の偽造防止を目的とした回折格子による表示体では、回折格子の加工精度が十分でなく、図５や図６、図１０に示したような理想的な矩形の断面形状になっておらず、図１２の断面図のように正弦波状の断面形状であったり、図１３の断面図のように、凸部構造の頂部や平坦部がでこぼこになってしまっているのが一般的である。そのため、式２で示したような波長ごとに構造の高さ（深さ）に応じて回折効率が変化する作用がおきにくくなる。すなわち、各波長の回折効率の差が少なくなるため、観察者がいる定点に到達する光は白色照明光源から射出されるあらゆる波長の光が、強弱がつかずに到達してしまい、観察者が知覚できる色は白色に近い色となり彩度の高い色の表示が難しくなる。いわゆる磨りガラスのような高さや形状が揃っていない微小な凹凸構造に白色の照明光が入射すると、光が散乱し白色に知覚されるのがその一例である。
【００５７】
一方、本発明の第１の領域に採用される構造は、１つの第１の領域内において、凸部の高さ（または凹部の深さ）が略同一で、且つ、基材面と略平行であるので、特定の波長の光の回折効率の低下を防ぎ、別の特定の波長の光の回折効率を低下させる効果があるため、彩度の高い色を表示させることが可能になる。
【００５８】
また、本発明の第１の領域に採用される構造は、図１１で示したようにＸＹ平面上の多くの方位角に対して回折光を射出するので、光源の位置や観察する向きが多少変化しても、複数の波長から構成される色を観察可能である。このため、従来の回折格子のように表示色が虹色に変化してしまう現象を回避または低減することができる。
【００５９】
なお、凸部又は凹部は、複数配列されているが、規則的に整然配列された構成でも良いし、不規則に非整然配列されていても良い。
【００６０】
（第１の領域に採用可能な構造とその効果）
第１の領域は、表示体の凹凸構造形成層の少なくとも一部に設けられている。図１４は表示体表面での第１の領域及び第２の領域の配置例を示す図である。図１４は、整然配置された複数の凸部から成る第１の領域１４（図１４の左上に図示した領域）と、非整然配置された複数の凸部から成る第１の領域１４（右下に図示した領域）と、回折格子１８が形成された第２の領域１５（左下に図示した領域）と、反射防止構造体１９が形成された第２の領域１５（右上に図示した領域）によって表示体の凹凸構造形成層が構成されている例である。
【００６１】
図１４のように、表示体には複数の第１の領域がありそれぞれ別々の構造体が形成されていてもよいし、同一の凸部（または凹部）が高さ（深さ）のみ変化した状態で設けられていてもよい。第２の領域についても、複数設けられ別々の構造体が形成されていてもよいし、同一の構造体が設けられていてもよい。１つの第１の領域の内部で凸部の高さ（凹部の深さ）を一定とすることで、その領域が所定の色で知覚されるような複数の波長の回折光を観察者のいる定点に射出することができる。別の第１の領域でそれとは異なる高さ（深さ）の構造を形成することでその領域は別の色相の色を表示することが可能となる。なお、表示体表面に配置される第１の領域及び第２の領域は概念上のものであり、実際の表示体には図１４のような目視可能な境界線による区切りは存在しない。
【００６２】
表示体表面を、複数の第１の領域に分割し、各々異なる色相の色を表示することで、文字や絵柄などの画像を表現することができる。第１の領域の形状及び配置方法としては、正方形や長方形等の矩形や平行四辺形などの四角形を行列（マトリクス）状に配置する方法や、六角形や三角形等を表示体表面に敷き詰めるように最密に配置する方法を採用することができる。図１５は長方形から成る複数の第１の領域を行列状に配置した例である。また、図１６は六角形の第１の領域を最密充填配置した例である。このような形状の第１の領域を規則的に配置することで、画素構造から成る画像を表現することができる。なお、１つの表示体内部で異なる配置規則による第１の領域が複数設けられていてもよい。また、第１の領域は図１７のように不定な外形による領域であってもよい。
【００６３】
第１の領域の一辺の長さは３００μｍ以下とすると良い。一辺の長さが３００μｍ以下の第１の領域を整然配置することで、表示体を肉眼で観察した際に、各々の第１の領域の形状が認識されるのを防ぐことができ、解像度が高く高精細な画像を表現することが可能になる。ここで、第１の領域の一辺とは、第１の領域の最大の長さの辺を示すものとする。
【００６４】
第１の領域に採用可能な凸部または凹部の長辺及び短辺の長さはそれぞれ０．３μｍ以上且つ１０μｍ以下である。この範囲の大きさの構造であれば可視光を十分に回折することができる。０．３μｍより小さい場合、加工が困難になるとともに可視光を射出しにくくなり反射防止構造体として機能しやすくなる。また、１０μｍより大きい場合、回折しにくくなるのと同時に、照明光の入射した方向の近くに回折光が射出されるため、複数の波長の光による色を観察しにくくなる。
【００６５】
また、第１の領域内における凸部または凹部の占有面積は２０％以上且つ８０％以下であることが好ましい。式２から、凸部または凹部の幅（式２の格子線幅Ｌに相当）はピッチｄの半分であるときに回折効率ηが最も高くなる。よって、凸部または凹部の占有面積は５０％程度のときが最も明るい表示画像が得られもっとも望ましく、２０％以上且つ８０％以下程度であれば、５０％から離れるにしたがって回折効率が低下し表示画像が暗くなっていくものの、十分に複数の波長の光から成る表示画像を視認することができる。なお、占有面積が２０％及び８０％のときの回折効率は、式２より、５０％のものの約３割程度の明るさとなる。
【００６６】
凸部または凹部の占有面積が２０％より小さい、もしくは８０％より大きい場合には、十分な明るさが得られず、十分なアイキャッチ効果を得ることが難しくなる。
【００６７】
また、凸部の高さ、または凹部の深さは０．１μｍ以上且つ０．５μｍ以下の範囲であることが好ましい。式２において、ピッチｄ、格子線幅Ｌを一定と仮定した場合、可視光の範囲の波長の光が入射角θ（０°より大きく９０°未満の範囲）で入射すると、回折効率が最も高くなる凸部の高さ、または凹部の深さの値は前記０．１μｍ以上且つ０．５μｍ以下の範囲内にある。なお、式２から、回折効率が最も高くなる条件は、それよりも大きい値であっても繰り返し訪れるが、製造上、凸部の高さまたは凹部の深さは極力浅い方が作製が容易であるのでより浅い値で高い回折効率が得られる０．１μｍ以上且つ０．５μｍ以下の条件が望ましい。
【００６８】
なお、凸部の高さ、または凹部の深さが０．１μｍより浅い場合は製造時の外的要因（機械や環境のコンディションの変動や材料組成のわずかな変化等）により安定して同じ品質のものを作製するのが難しくなり、０．５μｍより深い場合は、細かく深い構造を精密に転写成形するのが難しくなる。
【００６９】
（第１の領域と印刷領域による視覚効果）
表示体は、印刷層を有している。印刷層はインキやトナーにより形成されており、インキやトナーに固有の色相、明度、彩度の発色を成し、照明光の入射角度や観察者の観察角度によってその色合いが大きく変化することはない。一方で、第１の領域は、通常の照明条件下において固有の色を表示でき、条件が変化した際には色変化を呈することができる。機能が異なるこれら２つの層が表示体内に形成されていることで通常の印刷層だけでは実現不可能な特有の視覚効果を付与することができる。したがって、この表示体とこれを支持した物品は高い偽造防止効果を実現することができる。
【００７０】
印刷層を形成するインキまたはトナーは適宜材料や濃度、印刷方式等を選択して、通常の照明条件下で第１の領域を観察した際に知覚される色と略同一の色相、明度、彩度を有する色にすることが好ましい。それにより、通常の照明条件下において双方は略同一の色として知覚され構成の違いを見分けることが難しくなる。また、表示体を傾けるなどして回折光が観察されない、通常の照明条件からはずれる条件下において表示体を観察することで、色相、明度、彩度があまり変化しない印刷領域による色表示と、色相、明度、彩度が変化する第１の領域による色表示が切り分けられ、双方の構成の違いが判別できるようになる。
【００７１】
例えば、図１８に示す例では、表示体１は通常の照明条件下において全面が同色の矩形として知覚されるのに対し、表示体１を傾けるなどして観察した場合は、図１９に示すように第１の領域１４による文字部分と、印刷領域１３による背景部分とに分かれた表示ができ、通常の照明条件下では認識できない情報が得られるといった効果を付与することが可能となる。
【００７２】
印刷用インキとして、使用する光源の波長や、観察する角度に応じて色が変化する機能性インキを用いることができる。使用する光源の波長によって表示される色が変化するインキとしては蛍光インキや蓄光インキ等がある。また、観察する角度に応じて色が変化する機能性インキとしては、光学的変化インキ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｉｎｋ）やカラーシフトインキ、パールインキ、再帰反射性インキなどと呼ばれるものがある。
【００７３】
蛍光インキは蛍光顔料を含んだインキであり、紫外線を照射した際に固有の色を表示する機能をもっており、蓄光インキは照明が暗くなった際に光を発する機能を有している。また、光学的変化インキやカラーシフトインキは、見る角度に応じて、例えば、赤から緑へ、または、青から紫へと色変化を生じさせる機能を有し、パールインキは、特定の角度に対して淡いパール調の発色をもたらす機能を有している。再帰反射性インキは照明光源からの光を照明光の入射角に近い角度に強く反射させる機能を有している。このような機能性インキを用いることで、第１の領域及び印刷領域の双方で、それぞれ観察条件の変化に応じた色変化を実現することができる。色変化をもたらす構造を表示体に複数設けることで、表示体を傾けて真偽判定を行う行為に不慣れな者であっても、容易に色変化を認識することができ、より確実に真偽判定を行うことができる。特に、機能性インキにより色変化が生じる角度と、第１の領域による表示色が変化する角度とを略一致させることで、双方の色変化を同時に観察することができ、より一層真偽判定を確実に行うことができるようになる。
【００７４】
表示体が機能性インキによる印刷領域を有する場合、色変化を呈さない一般的なインキやトナーによる印刷領域と比較して一層偽造防止効果が高く、真偽判定をより確実に行うことができる。この場合、図２０に示すように、通常の照明条件下では第１の領域１４による文字部分と、印刷領域１３による文字部分の双方が各々別々の色で知覚され、また、通常の照明条件下以外の環境下では、図２１に示すように、第１の領域１４による文字部分と、印刷領域１３による文字部分の双方が各々異なる色に変化する。
【００７５】
また、偽造防止効果を発揮する画像表示技術として、潜像パターンが知られている。この潜像パターンは通常の照明条件下では表示画像が認識されず、表示体を所定の角度に傾けるなどした場合には、隠蔽された表示画像が認識できるようになるものである。
【００７６】
潜像パターンの構成としては、図２２に示すように、隠蔽画像２１と、隠蔽画像の周辺部２２を互いに直交する細線で構成するものが一般的である。細線の間隔は１ｍｍ当たり３〜１０本程度であり、このような構成の画像は通常の照明条件下では直交する縦線と横線の区別がつきにくく画像を認識することは困難である（図２２では細線の間隔を実際のものより広く図示しているため画像の認識は可能である）。
【００７７】
このような潜像パターンを図２３のように所定の角度に傾けた状態で観察すると、隠蔽画像の縦線と隠蔽画像の周辺部の横線の間隔が変わって見えるため、その差によって観察者は隠蔽画像を観察できるようになる。
【００７８】
第１の領域は、通常の照明条件下において固有の色を表示でき、条件が変化した際には色変化を呈することができることから、印刷領域に潜像パターンを設けることで、第１の領域による色変化と、印刷領域による表示画像の変化を両立することができ、より高い偽造防止効果を得ることができる。
【００７９】
また、例えば隠蔽画像を印刷領域として印刷によって形成し、隠蔽画像の周辺部を第１の領域として凹凸構造で形成することで潜像パターンを実現することもできる。その場合、通常の照明条件下では隠蔽画像が認識されにくく、条件が変化した際には、第１の領域の色変化と、縦線と横線の間隔の変化の双方の効果によってより明確に隠蔽画像が認識しやすくなる。
【００８０】
（第２の領域の説明）
次に、第２の領域について説明する。
第２の領域１５は第１の領域１４とはその構造や光学的な性質が異なる領域である。第２の領域１５は第１の領域１４とは異なる凹凸構造が形成されていてもよいし、構造が形成されていない平坦面であってもよい。また、第２の領域１５は表示体１に複数存在していてもよい。
【００８１】
第２の領域１５に採用可能な構造としては、回折格子が挙げられる。回折格子は、典型的には図１０の斜視図に示したような線状の凹凸構造（格子線）が繰り返し形成されたものであり、ピッチ０．５〜１μｍ程度、構造の高さ０．１〜０．５μｍ程度が典型的な仕様である。回折格子は回折によって虹色に輝く分光色を射出し、光源の位置や観察者の観察角度など観察条件に応じて、色や絵柄が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。
【００８２】
また、第２の領域１５に採用可能な別の構造として、微細な凹凸構造から成る反射防止構造体が挙げられる。反射防止構造体は、図２４の斜視図に示したような円錐状の構造１９や、角錐状の構造が整然配置されたものが典型的であり、前記構造は、可視光の波長以下（例えば４００ｎｍ以下）のピッチで配置され、構造の高さは３００μｍ以上で高いほうがより反射防止機能が高い。前記のような仕様で形成されている反射防止構造体は入射する可視光の反射を防止もしくは低減する機能を有し、観察した際に黒色もしくは暗灰色等の無彩色に見える。
【００８３】
また、第２の領域１５に採用可能な構造として、光散乱構造体が挙げられる。光散乱構造体は、図２５の斜視図に示したように大きさや形、構造の高さが異なる凹凸形状２０が不規則に複数配置されたものが典型的である。光散乱構造体に入射した光は、四方八方に乱反射し、観察した際には白色または白濁色に見える。光散乱構造体は典型的には、幅３μｍ以上、高さが１μｍ以上のものが多く、回折格子や反射防止構造体と比較して大きい構造である。また、その大きさや配置間隔、形状は不揃いである。そのため、光の回折や吸収が起きにくく、光を散乱する効果が得られる。
【００８４】
また、第２の領域１５は凹凸構造が形成されていない平坦面であってもよい。第２の領域１５を平坦面とすると、第２の領域１５は光反射層１３によって鏡面のように見える。
【００８５】
第２の領域１５と第１の領域１４を組み合わせることによって表示体の意匠性を向上させることができ、また偽造防止効果のさらなる向上を図ることができる。第２の領域には、第１の領域とは異なる光学特性を発揮する前述の構造以外の構造を形成してもよい。
【００８６】
（表示体の使用方法）
上述した表示体１は、例えば、偽造防止用ラベルとして粘着材等を介して印刷物やその外の物品に貼り付けて使用することができる。表示体１は微細な凹凸構造により複数の波長による色を表示することができ、構造の高さを変えることでその色が変化することから偽造は困難である。このラベルを物品に支持させた場合、真正品であるこのラベル付き物品の偽造又は模造も困難である。
【００８７】
図２６は、偽造防止用ラベルを物品に支持させてなるラベル付き物品の一例を概略的に示す平面図である。図２７は、図２６に示すラベル付き物品のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【００８８】
図２６及び図２７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５０を含んでいる。基材５０は、例えば、プラスチックからなる。基材５０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やＩＣに記録された情報の読出しが可能である。基材５０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。
【００８９】
この印刷物１００は、表示体１を含んでいる。それゆえ、この印刷物１００の同一品を偽造又は模造することは困難である。しかも、この印刷物１００は、表示体１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。
【００９０】
なお、図２６及び図２７には、表示体１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１を含んだ印刷物は、これに限られない。例えば、表示体１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１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１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１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。
【００９１】
また、図２６及び図２７に示す印刷物１００では、表示体１を基材５０に貼り付けているが、表示体１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１を紙に漉き込み、表示体１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１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１を固定してもよい。
【００９２】
また、ラベル付き物品は、印刷物でなくてもよい。すなわち、印刷層を含んでいない物品に表示体１を支持させてもよい。例えば、表示体１は、美術品などの高級品に支持させてもよい。
【００９３】
表示体１は、偽造防止以外の目的で使用してもよい。例えば、表示体１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。
【００９４】
（表示体の原版の作製方法）
次に、本発明の表示体の原版の作製方法を説明する。
【００９５】
本発明の表示体の原版は、従来のレリーフ型回折格子の作製プロセスと同様に、フォトリソグラフィの工程を利用して作製することができる。電子線やレーザー等の荷電粒子ビームによって平面状の基板（ガラス基板が一般的に用いられる）に略均一に塗布された感光性レジストを露光し、現像することで所望の凹凸形状を得る。感光性レジストがポジ型レジストと呼ばれるものであれば、荷電粒子ビームが照射された部分が現像後溶解し、ネガ型レジストと呼ばれるもので有れば、荷電粒子ビームが照射された部分が現像後に残り、照射されていない部分が溶解する。基板は、高精度に位置調整が可能なＸＹステージ上に載置され、コンピュータ制御のもとでステージを移動させながら荷電粒子ビームが照射される位置が決定される。
【００９６】
このようにして得られた基板は、感光性レジストによる凹凸構造は脆く、量産用のスタンパとしては適さないので、この基板を原版として、そこから電鋳等の方法により金属製のスタンパを作製する。電鋳とは、電鋳の対象物を所定の水溶液中に浸し、通電することで電子の還元力により、金属皮膜を形成する表面処理技術の一種であり、このような方法を用いることで、原版の表面に設けられた微細な凹凸構造を精度良く金属版として転写成形することができる。電鋳の対象物の表面は通電可能である必要があり、一般に感光性レジストは電気を通さないので、電鋳を行う前にスパッタリングや真空蒸着等の気相堆積法により、構造の表面に金属薄膜があらかじめ設けられる。
【００９７】
次いで、この金属製スタンパを母型として用いて、凹凸構造を複製する。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、凹凸構造を複製することができる。
【００９８】
一般に、基材や形成用の樹脂材料は透明である。従って、通常、凹凸構造を設けた樹脂層（凹凸構造形成層）上には、蒸着等によりアルミニウム等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。
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表示体を得る。
【００９９】
また、原版の作製方法としては、フォトリソグラフィの工程だけでなく、先端が微細なダイヤモンドバイト等の切削機器による加工や、エッチングによって金属等の表面を腐食させる工程等も採用することができる。このような方法を用いると、直接金属板の表面を加工することも可能であり、その場合、電鋳等の方法による金属製スタンパの作成を行うことなく、直接金属スタンパを得ることができる。
【０１００】
荷電粒子ビームを基板上に塗布された感光性レジストに照射して凹凸形状を加工する方法では、近接効果と呼ばれる現象が発生する。近接効果とは、加工される凹凸形状の大きさや、単位面積当たりのビームが照射される面積の割合によって、形状の寸法や深さが狙いとする寸法や深さからわずかに変動してしまう現象のことである。例えば、あるエネルギー量で１ｍｍ角の面積で深さが０．１ｍｍの凹構造が加工できる条件で、０．５ｍｍ角の面積を加工しても、０．１ｍｍの深さは得られず、それよりやや浅い凹構造になってしまう。これは、荷電粒子ビームがレジスト内で散乱する現象が影響している。この現象には大きく分けて前方散乱と呼ばれる現象と、後方散乱と呼ばれる現象がある。前方散乱は、荷電粒子ビームがレジスト内に侵入する際に起こるもので、荷電粒子ビームが広がり、照射された面積より広い領域に荷電粒子ビームの影響を与えるものである。一方、後方散乱は、感光性レジストを通過し、感光性レジストの下面にある基板の表面もしくは裏面などで反射した荷電粒子ビームにより、感光性レジストに影響を与えるものである。これらの散乱したビームの影響はビームのエネルギー量や加工されるパターンの形状、深さによってその大小は様々である。また、この近接効果の影響は使用する感光性レジストの材料組成や塗工された膜厚によっても変化する。
【０１０１】
そのため、第１の領域に設けられる凸部または凹部を原版に形成する際には、領域の面積や凸部または凹部の大きさ、配置密度などによって近接効果の影響度が変化し、狙いとする高さ（深さ）の構造が得られないおそれがある。第１の領域は、その内部に設けられた凸部（または凹部）の高さ（または深さ）によって通常の照明条件下における表示色が決定されるので近接効果が与える影響を考慮した上で精度よく構造を加工する必要がある。
【０１０２】
逆に、第三者が高精度な荷電粒子ビームを用いた加工機を用いたとしても、完全に同一な形状が形成された原版を偽造することは極めて難しく、同一の表示色を得るのは困難であり、偽造防止効果は非常に高い。
【０１０３】
荷電粒子ビームを用いた加工機としては、電子線描画装置、またはレーザー直接描画装置が望ましい。これらの装置は、加工速度が速く、ＸＹステージの位置精度等も高いため、高精度に所望の凹凸パターンを作成することが可能である。また、近接効果の影響を軽減するよう、実験結果をもとに補正をかける機能が備わっているものもある。第１の領域に採用される構造は所望の表示色を得るためには高さ（深さ）の制御を厳密に行うことが必要であり、これらの装置はその要求を満たすことができる。近年の電子線描画装置やレーザー直接描画装置は装置の高性能化が進み、照射される荷電粒子ビームの安定性も高くエネルギー照射量やエネルギー密度は同一設定で略同一の値となるが、装置の使用環境（温度や湿度など）のわずかな変化や装置コンディション（長時間動作時など）の影響により変動する可能性はある。しかし、その変動量はわずかであり、同一のパターンを加工する場合、加工されるパターンの形状や深さにはほとんど変化を与えない。
【０１０４】
一方、切削機器による加工やエッチングを用いる方法でも本特許の表示体の原版を作製することは可能であるが、その場合、高い加工精度が要求され、且つ、適切な材料の選定が重要となる。また、切削機器による加工やエッチングは、第１の領域の構造の作製に加え、第２の領域に形成可能な回折格子、微細凹凸構造による反射防止構造体、光散乱構造体などの作製も困難である。
【符号の説明】
【０１０５】
１…表示体、１０…印刷層、１１…光透過層、１２…光反射層、１３…印刷領域、１４…第１の領域、１５…第２の領域、１６…凸部、１７…平坦部、１８…回折格子、１９…反射防止構造体、２０…光散乱構造体、２１…隠蔽画像、２２…隠蔽画像の周辺部、３０…ＩＣチップ、４０…印刷層、５０…基材、１００…印刷物、１１１…光透過性の基材、１１２…光透過性樹脂層、ｄ…回折格子のピッチ、ＤＬ…＋１次回折光、ＤＬ＿ｒ…＋１次回折光（赤）、ＤＬ＿ｇ…＋１次回折光（緑）、ＤＬ＿ｂ…＋１次回折光（青）、ＧＲ…回折格子、ＩＬ…照明光、ＬＳ…光源、ＮＬ…法線、ＲＬ…０次回折光（正反射光）、α…入射角、β…射出角、β＿ｒ…波長成分Ｒの回折光の射出角、β＿ｇ…波長成分Ｇの回折光の射出角、β＿ｂ…波長成分Ｂの回折光の射出角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の基材と、
前記基材の一方の面側に設けられた凹凸構造形成層と、
前記凹凸構造形成層の少なくとも一部を被覆する光反射層と
前記凹凸構造形成層が設けられた面と反対側の基材面上、及び、前記凹凸構造形成層と光反射層との間、及び、光反射層の凹凸構造形成層と接する面とは反対側の面上、のいずれかに形成される印刷層と、
を備えた表示体であって、
前記凹凸構造形成層は、上面が前記基材面と略平行である複数の凸部、または底面が前記基材面と略平行である複数の凹部と、前記基材面と略平行な平坦部が配置されて構成された第１の領域を少なくとも一つ備えており、
前記複数の凸部または凹部は、長辺及び短辺の長さがそれぞれ０．３μｍ以上且つ１０μｍ以下であり、
前記凸部または凹部の高さは、０．１μｍ以上且つ０．５μｍ以下であり、
前記凸部または凹部は、前記第１の領域内に整然配置または非整然配置され、
前記第１の領域内における凸部または凹部の占有面積が２０％以上且つ８０％以下、
であることを特徴とする表示体。
【請求項２】
通常の照明条件下において複数の可視光波長の組み合わせからなる光による所定の色相を有する表示色を表示するとともに、通常の照明条件下以外の条件下においては前記表示色が表示されない機能を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の表示体。
【請求項３】
前記印刷層の少なくとも一部が、前記通常の照明条件下で観察した場合に前記複数の可視光波長の組み合わせによる表示色と略同一の色として知覚される色を表示するインキまたはトナーによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の表示体。
【請求項４】
前記印刷層の少なくとも一部が、光源もしくは観察する角度に応じて発色が異なる機能性インキにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の表示体。
【請求項５】
前記印刷層または前記凹凸構造形成層によって、観察する角度に応じて表示画像が変化する潜像パターンが形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の表示体。
【請求項６】
構造や光学的な性質が前記第１の領域と異なる第２の領域に、回折格子、反射防止構造体、光散乱構造体、平坦部のうち少なくとも一つが形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の表示体。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の表示体とこれを支持した物品とを具備したラベル付き物品。
【請求項１】
光透過性の基材と、
前記基材の一方の面側に設けられた凹凸構造形成層と、
前記凹凸構造形成層の少なくとも一部を被覆する光反射層と
前記凹凸構造形成層が設けられた面と反対側の基材面上、及び、前記凹凸構造形成層と光反射層との間、及び、光反射層の凹凸構造形成層と接する面とは反対側の面上、のいずれかに形成される印刷層と、
を備えた表示体であって、
前記凹凸構造形成層は、上面が前記基材面と略平行である複数の凸部、または底面が前記基材面と略平行である複数の凹部と、前記基材面と略平行な平坦部が配置されて構成された第１の領域を少なくとも一つ備えており、
前記複数の凸部または凹部は、長辺及び短辺の長さがそれぞれ０．３μｍ以上且つ１０μｍ以下であり、
前記凸部または凹部の高さは、０．１μｍ以上且つ０．５μｍ以下であり、
前記凸部または凹部は、前記第１の領域内に整然配置または非整然配置され、
前記第１の領域内における凸部または凹部の占有面積が２０％以上且つ８０％以下、
であることを特徴とする表示体。
【請求項２】
通常の照明条件下において複数の可視光波長の組み合わせからなる光による所定の色相を有する表示色を表示するとともに、通常の照明条件下以外の条件下においては前記表示色が表示されない機能を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の表示体。
【請求項３】
前記印刷層の少なくとも一部が、前記通常の照明条件下で観察した場合に前記複数の可視光波長の組み合わせによる表示色と略同一の色として知覚される色を表示するインキまたはトナーによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の表示体。
【請求項４】
前記印刷層の少なくとも一部が、光源もしくは観察する角度に応じて発色が異なる機能性インキにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の表示体。
【請求項５】
前記印刷層または前記凹凸構造形成層によって、観察する角度に応じて表示画像が変化する潜像パターンが形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の表示体。
【請求項６】
構造や光学的な性質が前記第１の領域と異なる第２の領域に、回折格子、反射防止構造体、光散乱構造体、平坦部のうち少なくとも一つが形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の表示体。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の表示体とこれを支持した物品とを具備したラベル付き物品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２４】
【図２５】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２４】
【図２５】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１１−２１８６４８（Ｐ２０１１−２１８６４８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８９３８１（Ｐ２０１０−８９３８１）
【出願日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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