JP6349834B2 - 表示体、表示体の製造方法、ラベル付き物品 - Google Patents

Description

本発明は、物品等に表示体を添付することで偽造を防止する、表示体、表示体の製造方法、ラベル付き物品に関するものである。

商品券や小切手等の有価証券類、クレジットカードやキャッシュカード、ＩＤカード等のカード類、パスポートや免許証等の証明書類の偽造防止を目的として、通常の印刷物とは異なる視覚効果をもつ表示体を転写箔やステッカー等の形態にして、証券類やカード等の証明書類の表面に貼付、圧着する技術がある。
また、有価証券類や証明書類以外の物品においても偽造品の流通が社会問題化しており、そのような物品についても、同様の偽造防止技術を適用する機会が多くなってきている。

偽造防止技術としては、マイクロ文字、特殊発光インキ、すかし、回折格子、ホログラム等があり、これらの偽造防止技術は、大きく二つに分けることができる。一つは、簡易な機器や測定装置等の検証機を使用して真偽を判別する偽造対策で、もう一つは、肉眼で容易に真偽判定が可能な偽造対策である。
偽造防止技術として、電子線描画装置（ＥＢ装置）で様々な微細構造を作製し、目視により類似技術との差別化が可能なセキュリティデバイスの開発が行われている。もっとも一般的なセキュリティデバイスとしては、表面レリーフタイプの回折格子（例えば、特許文献１を参照）がある。

特開２００３−２９５７４４号公報

特許文献１に記載されているような回折格子は、一般の印刷物に比べて構造が複雑であり、高い微細加工技術がないと作製が困難であった。
しかしながら、最近では、表面レリーフタイプの回折格子に似た、銀色で虹色に輝く類似品が流通してきており、偽造防止効果が薄れてきているため、回折格子に代わる新しい光学特性を有する、偽造防止性の優れたセキュリティデバイスの提供が望まれている。
本発明は、このような問題点を解決しようとするものであり、表面レリーフタイプの回折格子の回折効果を保ちつつ、正反射光のスペクトルを制御し、偽造品との判別が可能な、表示体、表示体の製造方法、ラベル付き物品を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、光透過層の一方の面の少なくとも一部に複数の凹部及び複数の凸部からなる凹凸構造が設けられた凹凸構造領域を備え、
前記凹凸構造領域に光反射層を設け、
前記光反射層は、前記凹部または前記凸部に積層されていることを特徴とする表示体である。
また、本発明の一態様は、光透過層の一方の面の少なくとも一部に複数の凹部及び複数の凸部からなる凹凸構造が設けられた凹凸構造領域を備え、
前記凹凸構造領域に光反射層を設け、
前記光反射層は、複数の層で構成され、
前記複数の層は、それぞれ、前記凹部と前記凸部とで異なる形状で積層されていることを特徴とする表示体である。

また、本発明の一態様は、前記複数の層は、それぞれ、分光反射率特性が異なることを特徴とする表示体である。
また、本発明の一態様は、前記複数の層の一方の分光反射率特性が、予め設定したカラー画像に対応した分光反射率特性であることを特徴とする表示体である。
また、本発明の一態様は、前記複数の層は、それぞれ、異なる金属材料で形成されていることを特徴とする表示体である。
また、本発明の一態様は、前記凹凸構造領域が回折格子であることを特徴とする表示体である。
また、本発明の一態様は、前記光反射層は、アルミニウムで形成されていることを特徴とする表示体である。

また、本発明の一態様は、上述した表示体が、光透過性を有する基材を含む物品、または、光透過性を有しない基材を含む物品に、光透過性を有する接着層を介して取付けて形成されていることを特徴とするラベル付き物品である。
また、本発明の一態様は、光透過層の一方の面の少なくとも一部に複数の凹部及び複数の凸部からなる凹凸構造が設けられた凹凸構造領域を形成する凹凸構造領域形成工程と、
前記凹凸構造領域形成工程で形成した凹凸構造領域に設けた前記凹部または前記凸部に、第一光反射層を積層する第一光反射層積層工程と、
前記第一光反射層積層工程の後工程として、前記凹凸構造領域形成工程で形成した凹凸構造領域を部分的に除去する凹凸構造除去工程と、を含むことを特徴とする表示体の製造方法である。

また、本発明の一態様は、光透過層の一方の面の少なくとも一部に複数の凹部及び複数の凸部からなる凹凸構造が設けられた凹凸構造領域を形成する凹凸構造領域形成工程と、
前記凹凸構造領域形成工程で形成した凹凸構造領域に設けた前記凹部または前記凸部に、第一光反射層を積層する第一光反射層積層工程と、
前記第一光反射層積層工程の後工程として、前記凹凸構造領域形成工程で形成した凹凸構造領域を部分的に除去する凹凸構造除去工程と、
前記凹凸構造除去工程で部分的に除去した凹凸構造領域に設けた前記凹部及び前記凸部に、第二光反射層を選択的に積層する第二光反射層積層工程と、を含むことを特徴とする表示体の製造方法である。

また、本発明の一態様は、前記第一光反射層及び前記第二光反射層は、それぞれ、分光反射率特性が異なることを特徴とする表示体の製造方法である。
また、本発明の一態様は、前記第一光反射層または前記第二光反射層の分光反射率特性が、予め設定したカラー画像に対応した分光反射率特性であることを特徴とする表示体の製造方法である。
また、本発明の一態様は、前記第一光反射層及び前記第二光反射層は、それぞれ、異なる金属材料で形成されていることを特徴とする表示体の製造方法である。
また、本発明の一態様は、前記第一光反射層及び前記第二光反射層のうち少なくとも一方は、アルミニウムで形成されていることを特徴とする表示体の製造方法である。
また、本発明の一態様は、前記凹凸構造領域が回折格子であることを特徴とする表示体の製造方法である。

本発明の一態様であれば、表面レリーフタイプの回折格子の回折効果を保ちつつ、正反射光のスペクトルを制御し、偽造品との判別が可能となる。

本発明の第一実施形態の表示体の概略構成を説明する平面図である。 図１のＩＩ‐ＩＩ線断面図である。 第一凹凸構造領域に採用可能な構造の一例を拡大して示す斜視図である。 図２中に示す領域Ａの拡大図である。 第二凹凸構造領域に採用可能な構造の一例を拡大して示す斜視図である。 図２中に示す領域Ｂの拡大図である。 図２中に示す領域Ｃの拡大図である。 表示体を前面側から観察した図である。 金属薄膜の反射透過率を示す図である。 凹凸構造領域が回折光を射出する様子を概略的に示す図である。 表示体に照明光を入射させ、凹凸構造領域の回折光を観察した様子を示す図である。 表示体を観察者の反対側から照明光を入射させて観察した場合に得られる画像を示す図である。 照明光の透過原理について詳細に示した図である。 偽造防止用ストライプ転写箔を物品に支持させたカードの一例を概略的に示す平面図である。 図１４のＸＶ‐ＸＶ線断面図である。 表示体の製造方法を示す図である。 凹凸構造除去工程を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態（以下、本実施形態と記載する）について、図面を参照しつつ説明する。
（表示体１０の構成）
図１及び図２中に示すように、表示体１０は、光透過層１１と、光反射層１３と、接着層１５を備える。なお、図２中には、一例として、光透過層１１側を前面側（観察者側）に配置し、接着層１５側を背面側に配置した場合を示す。

光透過層１１は、表面の汚れや傷等から凹凸構造１４を保護し、これにより、表示体１０の視覚効果を長期にわたって保つ効果を果たす。さらに、光透過層１１は、凹凸構造１４を露出させないことにより、複製を困難にしている。
光透過層１１を構成する材料としては、例えば、光透過性を有する樹脂を使用することが可能である。光透過性を有する樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネイト、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、ニトロセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルスチレン共重合体、塩化ビニル、ポリメタクリル酸メチル等の熱可塑性樹脂や、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステルウレタン、アクリルウレタン、エポキシウレタン、シリコーン、エポキシ、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂や、紫外線または電子線硬化性の、各種アクリルモノマー、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート等のオリゴマー、アクリル基やメタクリル基等を有するアクリルやエポキシ及びセルロース系樹脂等の反応性ポリマーを使用することが可能である。

なお、光透過層１１の構成としては、表面強度や凹凸構造１４の形成し易さ等を考慮して、二層以上の構成を採用しても良い。
光反射層１３は、凹凸構造１４が設けられた界面の反射率を高める役割を果たす。
光反射層１３を構成する材料としては、例えば、アルミニウム、銀、錫、クロム、ニッケル、銅、金及びそれらの合金等の金属材料を使用することが可能である。
また、光反射層１３を構成する材料としては、例えば、誘電体材料等、光透過層１１を構成する材料とは屈折率が異なる材料からなるものを使用しても良い。

また、光反射層１３は、真空製膜法を利用して形成することが可能である。真空製膜法としては、真空蒸着法、スパッタリング法等が適用可能である。
接着層１５は、光反射層１３上、または、光透過層１１上に形成されている。なお、本実施形態では、一例として、図２中に示すように、接着層１５を光反射層１３上に形成した場合について説明する。
また、接着層１５は、偽造防止対策を施す物品に表示体１０を取り付けるために設けられている。
また、接着層１５の構成は、偽造対策を施したい物品と表示体１０との間の接着強度や、偽造対策を施したい物品の接着面の平滑性等を考慮して、二層以上の構成としてもよい。なお、図２中には、光透過層１１側から表示体１０を観察する構成を示しているが、光反射層１３側から表示体１０を観察する構成を採用してもよい。

次に、光透過層１１と光反射層１３との界面部に設けられている凹凸構造１４について説明する。
光透過層１１と光反射層１３との界面（境界面、主面）には、第１凹凸構造領域１２ａと、第２凹凸構造領域１２ｂと、第３凹凸構造領域１２ｃと、平坦領域１２ｅが形成されている。
第１凹凸構造領域１２ａ、第２凹凸構造領域１２ｂ及び第３凹凸構造領域１２ｃには、複数の凹部及び複数の凸部のうち、少なくとも一方が設けられている。すなわち、第１凹凸構造領域１２ａ、第２凹凸構造領域１２ｂ及び第３凹凸構造領域１２ｃは、それぞれ、凹凸構造１４を有している。より具体的には、第１凹凸構造領域１２ａ、第２凹凸構造領域１２ｂ及び第３凹凸構造領域１２ｃは、回折構造となっている。
第１凹凸構造領域１２ａと、第２凹凸構造領域１２ｂと、第３凹凸構造領域１２ｃが有する凹凸構造１４を、光透過層１１と光反射層１３との界面部に形成する際には、例えば、電子線描画装置やレーザ描画機等で原版を作製した後、電鋳法等で金属版を作製する。そして、作製した金属版を所定のフィルム上に熱圧着させることによって、フィルム上に凹凸構造１４を形成する方法を用いることが可能である。

図３中に示すように、第１凹凸構造領域１２ａには、複数の凹凸構造１４ａを配置してなる回折格子が設けられている。
なお、用語「回折格子」は、自然光等の照明光を照射することにより回折波を生じる構造を意味している。また、以降の説明では、回折格子の凸部に挟まれた部分を「凹部」と記載する場合がある。
隣り合う凹凸構造１４ａ間の中心間距離は、例えば、２００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲内にある。なお、本実施形態では、一例として、隣り合う凹凸構造１４ａ間の中心間距離を２０００ｎｍとした場合について説明する。

また、凹凸構造１４ａの高さは、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内にある。なお、本実施形態では、一例として、凹凸構造１４ａの高さを２００ｎｍとした場合について説明する。
また、第１凹凸構造領域１２ａの凹凸構造１４ａは、図４中に示すように、第一光反射層１３ａと、第二光反射層１３ｂが積層されて形成されている。なお、図４中に示す例では、第一光反射層１３ａと、第二光反射層１３ｂが積層されているが、凹凸構造１４ａはこれに限定するものではなく、第一光反射層１３ａ、または、第二光反射層１３ｂのうち、どちらか一方のみが積層されていてもよい。

なお、本実施形態では、一例として、第１凹凸構造領域１２ａの凹凸構造１４ａを、２次元凹凸構造とした場合について説明するが、凹凸構造１４ａの構成は、これに限定するものではなく、ピラーが配列されている３次元凹凸構造を採用しても良い。
第２凹凸構造領域１２ｂが有する凹凸構造１４ｂは、図５中に示すように、第１凹凸構造領域１２ａを除去した構造である。具体的には、第２凹凸構造領域１２ｂが有する凹凸構造１４ｂは、第１凹凸構造領域１２ａを、１００ｎｍ除去した構造となっている。また、特に図示しないが、第３凹凸構造領域１２ｃが有する凹凸構造１４も同様に、第１凹凸構造領域１２ａを除去した構造である。

なお、第２凹凸構造領域１２ｂが有する凹凸構造１４ｂは、Ｘ軸とＹ軸が４５度の角度で交差する直線と平行に配列されていても良い。
また、隣り合う凹凸構造１４ｂの中心間距離Ｄは、例えば、２００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲内とする。また、凹凸構造１４ｂの高さは、例えば、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内とする。また、特に図示しないが、第３凹凸構造領域１２ｃが有する凹凸構造１４も同様に、隣り合う凹凸構造１４の中心間距離を、例えば、２００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲内とし、凹凸構造１４の高さを、例えば、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内とする。

隣り合う凹凸構造１４の中心間距離を上記の値に設定する理由は、隣り合う凹凸構造１４の中心間距離が短くなると、凹凸構造１４を成形することが困難になるためである。したがって、隣り合う凹凸構造１４の中心間距離を２００ｎｍ以上とする。
また、凹凸構造１４の高さを上記の値に設定する理由は、凹凸構造１４の高さが大きくなると、凹凸構造１４を成形することが困難になるためである。したがって、凹凸構造１４の高さを５００ｎｍ以下とする。
また、隣り合う凹凸構造１４の中心間距離及び凹凸構造１４の高さを上記の値に設定する理由は、凹凸構造１４の深さが大きくなると、凹凸構造１４を成形することが困難になるためである。したがって、凹凸構造１４のアスペクト比（高さ／中心間距離）を、２以下とする。

第２凹凸構造領域１２ｂの凹凸構造１４ｂは、図６中に示すように、第一光反射層１３ａが凸部１６ａのみに積層されて形成されている。すなわち、第２凹凸構造領域１２ｂの凹凸構造１４ｂは、図６中に示すように、第一光反射層１３ａが、凸部１６ａ以外の凹部１６ｂには積層されていない。
第３凹凸構造領域１２ｃの凹凸構造１４ｃは、図７中に示すように、第一光反射層１３ａが凸部１６ａのみに積層され、さらに、第二光反射層１３ｂが光透過層１１と接着層１５の界面の全てに積層されて形成されている。このように、第一光反射層１３ａと第二光反射層１３ｂが積層された凹凸構造１４を、観察者側から拡大観察すると、第一光反射層１３ａと第二光反射層１３ｂが交互に配置されているように見える。

また、図８（ａ）中に示すように、第１凹凸構造領域１２ａを観察者側から拡大観察した画像には、第一光反射層１３ａを確認することが可能である。しかし、凹凸構造領域１２ａを観察者側から拡大観察した画像には、第二光反射層１３ｂは、第一光反射層１３ａの裏側になるため観察することはできない。
また、図８（ｂ）中に示すように、第２凹凸構造領域１２ｂを観察者側から拡大観察した画像には、第一光反射層１３ａ及び接着層１５を、交互に配列された状態で確認することが可能である。

また、図８（ｃ）中に示すように、第３凹凸構造領域１２ｃを観察者側から拡大観察した画像には、第一光反射層１３ａ及び第二光反射層１３ｂを、交互に配列された状態で確認することが可能である。
平坦領域１２ｅは、平坦面である。なお、平坦領域１２ｅの発現する光学性能は、第１凹凸構造領域１２ａ、第２凹凸構造領域１２ｂ及び第３凹凸構造領域１２ｃの発現する光学性能とは異なるため、平面領域１２ｅを組み込むことによって、デザイン性を向上させることが可能である。しかしながら、平坦領域１２ｅを有しない構成としてもよい。

以上説明したように、本実施形態の表示体１０は、第二凹凸構造領域１２ｂ及び第三凹凸構造領域１２ｃのうち、少なくとも一方が設けられた界面を含んでいる。また、第二凹凸構造領域１２ｂは、凸部１６ａのみに第一光反射層１３ａが積層されている。また、第三凹凸構造領域１２ｃは、凹部１６ｂと凸部１６ａで異なる光反射層１３が積層されている。
したがって、本実施形態の表示体１０は、凹凸構造１４を正確に解析することは困難である。また、本実施形態の表示体１０は、凹凸構造１４が解析されたとしても、凹凸構造１４に積層された光反射層１３を再現することが難しいため、複製は困難である。

また、本実施形態の表示体１０は、特殊な視覚効果を有している。すなわち、第１凹凸構造領域１２ａは、波長分散を伴う回折光を生じるため、視点位置により七色にカラーシフトして見え、回折格子が形成された界面として認識される。さらに、第２凹凸構造領域１２ｂにおいても、波長分散を伴う回折光を生じ、視点位置により七色にカラーシフトして見え、回折格子が形成された界面として認識される。
したがって、第１凹凸構造領域１２ａ及び第２凹凸構造領域１２ｂは、偽造、または、模造を試みる者が、一見して同じ凹凸構造であるように認識する。しかしながら、透過観察を行うと、第１凹凸構造領域１２ａと第２凹凸構造領域１２ｂは、光学特性が全く異なる。ここで、透過観察とは、一般に、光反射層１３側に配置した光源から、表示体１０に光を照射し、表示体１０の表面からの透過光によって、表示体１０の表面の様子を観察することである。

透過観察による透過光の観察は、第２凹凸構造領域１２ｂのみで可能である。よって、反射観察によるデザイン表現だけではなく、透過観察によるデザイン表現が可能になる。ここで、反射観察とは、一般に、上方に配置した光源から表示体１０の表面に光を照射し、表示体１０の表面からの反射光によって、表示体１０の表面の様子を観察することである。
また、本実施形態の表示体１０は、第３凹凸構造領域１２ｃが、第１凹凸構造領域１２ａ及び第２凹凸構造領域１２ｂと同じように、波長分散を伴う回折光を生じ、視点位置により七色にカラーシフトして見え、回折格子が形成された界面として認識される。しかしナガラ、正反射光を観察すると、第一光反射層１３ａと第二光反射層１３ｂで知覚される色を足し合せた色が観察される。このように色が足し合わせされる理由は、第一光反射層１３ａと第二光反射層１３ｂが、２０００ｎｍ毎と非常に細かく交互に積層されているため、人間の目で各々の反射光を知覚することはできない。つまり、並置混色状態であり、第一光反射層１３ａと第二光反射層１３ｂの中間色が知覚されることとなる。

なお、第一光反射層１３ａと第二光反射層１３ｂの膜厚は、共に、光学特性から、３０ｎｍ以上９０ｎｍ以下の範囲内が好ましい。
これは、第一光反射層１３ａと第二光反射層１３ｂの膜厚が３０ｎｍよりも薄い場合には、例えば、図９中に示すように、透過光が５０％を超えるため、透過観察時の、第１凹凸構造領域１２ａ及び第２凹凸構造領域１２ｂのコントラストが低下するためである。
また、第一光反射層１３ａと第二光反射層１３ｂの膜厚が９０ｎｍを超える場合には、例えば、図９中に示すように、第一光反射層１３ａと第二光反射層１３ｂの膜厚に対する透過率の変動値が小さくなるためである。したがって、９０ｎｍを超える膜厚で第一光反射層１３ａと第二光反射層１３ｂを積層しても、光学的効果の変化が少ないため、凹凸構造１４の斜面の、第一光反射層１３ａと第二光反射層１３ｂの膜厚は、光学特性から、３０ｎｍ以上９０ｎｍ以下の範囲内に設定する。なお、本実施形態では、一例として、第一光反射層１３ａと第二光反射層１３ｂの膜厚を９０ｎｍとした場合について説明する。

また、第２凹凸構造領域１２ｂの透過観察時の透過率は、第２凹凸構造領域１２ｂの凸部１６ａと凹部１６ｂの表示体に対して垂直方向から観察した場合の面積率によって、制御することが可能である。
さらに、第２凹凸構造領域１２ｂは、凹凸構造１４の凸部１６ａのみに第一光反射層１３ａを積層することで、透過観察時の透過率を制御する。したがって、反射観察した場合の回折光射出領域（第２凹凸構造領域１２ｂ）と、透過観察時の透過領域がほぼ一致する。また、反射観察時は、凹凸構造１４ｂに第一光反射層１３ａが積層されている部分から回折光が観察されるが、透過観察の場合には、凹凸構造１４ｂのうち第一光反射層１３ａが積層されてない部分が、光を透過して観察される。すなわち、反射観察と透過観察では、観察される画像はネガとポジの関係にある。
したがって、本実施形態の表示体１０を偽造防止媒体として使用すると、高い偽造防止効果を得ることが可能である。

以下、本実施形態の表示体１０の視覚効果について、さらに詳細に説明する。
まず、第１凹凸構造領域１２ａの凹凸構造１４ａに起因した視覚効果について説明する。
回折格子に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して、図１０中に示すように、特定の方向に強い回折光を射出する。なお、図１０中には、回折格子を符号「１２ｄ」で示し、入射光を符号「３１ａ」で示し、回折光のうち０次回折光を符号「３２ａ」で示し、回折光のうち１次回折光を符号「３３ａ」で示す。
最も代表的な回折光は、１次回折光３３ａである。

１次回折光３３ａ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、以下の数式（１）から算出することが可能である。
ｄ＝λ／（ｓｉｎα−ｓｉｎβ） … （１）
数式（１）において、ｄは回折格子の格子定数を表し、λは入射光及び回折光の波長を表している。また、αは、０次回折光、すなわち、透過光または正反射光の射出角を表している。したがって、αの絶対値は、照明光の入射角と等しく、入射角とはＺ軸に対して対称な関係である（反射型回折格子の場合）。なお、α及びβは、Ｚ軸から時計回りの方向を正方向とする。
また、数式（１）から明らかなように、１次回折光３３ａの射出角βは、波長λに応じて変化する。すなわち、回折格子は、分光器としての機能を有している。したがって、照明光が白色光である場合、回折格子の格子線に垂直な面内で観察角度を変化させると、観察者が知覚する色が変化する。

また、ある観察条件のもとで観察者が知覚する色は、格子定数ｄに応じて変化する。例えば、回折格子は、その法線方向に１次回折光を射出するとする。すなわち、１次回折光３３ａの射出角βは、０°であるとする。そして、観察者は、この１次回折光３３ａを知覚するとし、このときの０次回折光３２ａの射出角をαＮとすると、数式（１）は、以下の数式（２）へと簡略化することが可能である。
ｄ＝λ／ｓｉｎαＮ … （２）
数式（２）から明らかなように、観察者に特定の色を知覚させるには、その色に対応した波長λと、照明光の入射角｜αＮ｜と、格子定数ｄを、それらが数式（２）に示す関係を満足するように設定すればよい。例えば、波長が４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲内にある全ての光成分を含んだ白色光を照明光として使用し、照明光の入射角｜αＮ｜を４５°とし、さらに、空間周波数（格子定数の逆数）が１０００本／ｍｍ以上１８００本／ｍｍ以下の範囲内で分布している回折格子を使用するとする。この場合、回折格子を、その法線方向から観察すると、空間周波数が約１６００本／ｍｍの部分は青く見え、空間周波数が約１１００本／ｍｍの部分は赤く見える。

なお、回折格子は、空間周波数が小さいほうが形成し易い。そのため、通常の表示体では、回折格子の大多数は、空間周波数が５００本／ｍｍ以上１６００本／ｍｍ以下の範囲内の回折格子である。
このように、或る観察条件のもとで観察者が知覚する色は、回折格子の格子定数ｄ（または空間周波数）で制御することが可能である。そして、先の観察条件から観察角度を変化させると、観察者が知覚する色は変化する。
上記の説明では、光が格子線に垂直な面内で進行することを仮定している。この状態から、回折格子をその法線の周りで回転させると、一定の観察方向に対して、この回転角度に応じて格子定数ｄの実効値が変化する。その結果、観察者が知覚する色が変化する。すなわち、格子線の方位のみが異なる複数の回折格子を配置した場合、それらの回折格子に異なる色を表示させることが可能である。また、回転角度が十分に大きくなると、一定の観察方向からは回折光が認識できなくなり、回折格子が無い場合と同様に認識される。

また、回折格子を構成している凹凸構造１４ａの高さを大きくすると、回折効率が変化する（照明光の波長等にも依存）。そして、後述する画素に対する回折格子の面積比を大きくすると、回折光の強度はより大きくなる。
したがって、第１凹凸構造領域１２ａにおいて、凹凸構造１４ａが所定の配列パターンで配列されてなる複数個の画素が配置されている場合、それらの画素の一部と他の一部とで、凹凸構造１４ａの空間周波数及び方位のうち少なくとも一方を異ならせると、それらの画素に異なる色を表示させることが可能となるとともに、観察可能な条件を設定することが可能となる。

そして、第１凹凸構造領域１２ａを構成している画素の一部と他の一部とで、凹凸構造１４ａの高さ及び画素のうち少なくとも一方に対する回折格子の面積比の少なくとも１つを異ならせると、それらの画素の輝度を異ならせることが可能となる。したがって、これらを利用することにより、第１凹凸構造領域１２ａに、フルカラー像及び立体像等の像を表示させることが可能となる。
なお、上記の「像」は、色及び輝度のうち少なくとも一方の空間的分布として観察が可能であるものを意味する。また、上記の「像」は、写真、図形、絵、文字、記号等を包含する。

なお、第１凹凸構造領域１２ａの回折光３０５は、図１１中に示すようなイメージとして観察される。なお、図１１中には、光源を符号「３０２」で示し、観察者を符号「３０３」で示し、入射光を符号「３０４」で示す。
また、表示体１０を透過観察した場合のイメージは、図１２中に示すものとなる。なお、図１２中には、光源を符号「３０２」で示し、観察者を符号「３０３」で示し、入射光を符号「３０４」で示す。

図１２中に示すように、第１凹凸構造領域１２ａと、第３凹凸構造領域１２ｃは、透過観察時に透過光３０７を観察できない。これは、上述したように、凹凸構造１４に、第二光反射層１３ｂが一様に積層されているため、第二光反射層１３ｂによって光が遮光されるためである。
また、第２凹凸構造領域１２ｂを透過観察した場合の光の挙動は、図１３中に示すものとなる。上述したように、凸部１６ａには第一光反射層１３ａが積層されている。よって、光は第一光反射層１３ａに遮光されるが、凹部分１６ｂには第一光反射層１３ａが積層されていないため、光は透過する。したがって、第２凹凸構造領域１２ｂは、すかし効果を有することとなる。

また、表示体１０の凹凸構造１４は、波形状をしている。すなわちＺ軸方向に移動しながら構造を輪切りにしていくことで、光反射層１３がある領域と無い部分の領域の面積比（開口率）が変化する。つまり、凹凸構造１４を除去する深さによって、透過光量を制御することが可能となる。
透過光量を多くするためには、凹凸構造１４を除去する深さを多くする。また、透過光量を少なくするためには、凹凸構造１４を除去する深さを少なくする。このように、凹凸構造１４を除去する深さを制御することで、開口率を変更させることが可能である。
このように、凹凸構造１４の除去により開口率を変化させれば良いため、凹凸構造１４を円錐状、三角錐状等にすることや、ピッチ等を変化させることでも、透過光量を制御することが可能となる。すなわち、凹凸構造１４を除去する深さを一定にして、凹凸構造１４の形状によって透過光量を制御することが可能である。このように、凹凸構造１４の除去の深さ制御、または、凹凸構造１４の形状を変化させることで、透過光量を制御することが可能となる。

また、凹凸構造１４の形状で透過光量を制御することが可能であるため、解像度を凹凸構造１４単位で制御することが可能になり、高解像度化が可能となる。したがって、グラデーションやマイクロ文字等を表現することが可能となり、デザイン性を向上させることが可能となる。
また、第一光反射層１３ａと第二光反射層１３ｂを金属材料からなるものとする場合、以下に示すように、部分的に金属除去する方法を採用することで、さらなる偽造防止効果の向上を図ることが可能となる。

以下、部分金属除去方法について説明する。
第１の方法は、水洗インキを基材上にネガパターンで印刷しておき、その上から蒸着やスパッタリングを用いて、全面に金属反射層（第一光反射層１３ａ、第二光反射層１３ｂ）を形成した後、印刷されている部分を水で洗い流すことにより、その上の金属反射層（第一光反射層１３ａ、第二光反射層１３ｂ）を取り除いて、パターンを形成する水洗シーライト加工を用いる方法である。
第２の方法は、金属反射層（第一光反射層１３ａ、第二光反射層１３ｂ）上にマスク剤をポジパターンで印刷し、マスク剤で印刷されていない部分を腐食剤で腐食させることにより、パターンを形成するエッチング加工を用いる方法である。

第３の方法は、金属反射層（第一光反射層１３ａ、第二光反射層１３ｂ）のうち、除去したい部分に強いレーザを当てて金属反射層（第一光反射層１３ａ、第二光反射層１３ｂ）を選択的に破壊することにより、パターンを形成するレーザ加工を用いる方法である。
本実施形態の表示体１０は、例えば、偽造防止効果を有するシールラベル、スレッド、ストライプ転写箔、スポット転写箔等として使用することが可能である。
また、本実施形態の表示体１０は、偽造や模造が困難であるため、本実施形態の表示体１０を物品に支持させた場合、偽造や模造も困難となる。また、本実施形態の表示体１０は、上述した視覚効果を有しているため、真正品であるかが不明の物品を、真正品と非真正品との間で判別することも容易である。

（ラベル付き物品の構成）
以下、本実施形態の表示体１０を支持させた物品（ラベル付き物品）の構成について説明する。
なお、本実施形態では、一例として、ラベル付き物品を、偽造防止用ストライプ転写箔（表示体１０）を物品に支持させて形成した、図１４中に示すカード４０とした場合について説明する。
カード４０は、透明なプラスチック基材４４を含んでおり、プラスチック基材４４上には、印刷層４１が形成されている。
さらに、カード４０には、偽造防止用ストライプ転写箔として表示体１０が貼りつけられている。

なお、表示体１０には、レリーフ型の回折格子が形成されている。
また、表示体１０は、第一凹凸構造領域１２ａを蒸着後に凹凸構造を除去し、さらに、蒸着を行った第二凹凸構造領域１２ｂと、第一凹凸構造領域１２ａを蒸着後に凹凸構造１４を除去した第三凹凸構造領域１２ｃと、平坦領域１２ｅで構成されている。
第一凹凸構造領域１２ａは、均一にアルミニウムの反射層（光反射層１３）が積層されており、第二凹凸構造領域１２ｂは凸部にアルミニウムの反射層（光反射層１３）、凹部に銅の反射層（光反射層１３）が積層されている。また、第三凹凸構造領域１２ｃには、選択的にアルミニウムの反射層（光反射層１３）が積層されている。

また、第一凹凸構造領域１２ａの中心間距離は１０００ｎｍであり、凹凸構造１４ａの深さは２００ｎｍである。
また、表示体１０は、図１５中に示すように、表面保護層兼剥離層４２と、光透過層１１と、第一光反射層１３ａ（アルミニウムの反射層、または、銅の反射層）と、第二光反射層１３ｂ（アルミニウムの反射層、または、銅の反射層）と、接着層１５と、プラスチック基材４４が積層されて形成された積層体である。なお、図１５中に示す例では、表面保護層兼剥離層４２側を前面側とし、プラスチック基材４４側を背面側としている。

光透過層１１と第一光反射層１３ａまたは第二光反射層１３ｂとの界面は、第一凹凸構造領域１２ａと、第二凹凸構造領域１２ｂと、第三凹凸構造領域１２ｃと、平坦領域１２ｅを含んでいる。
カード４０は、表示体１０を含んでいるため、カード４０の、第一凹凸構造領域１２ａと、第二凹凸構造領域１２ｂと、第三凹凸構造領域１２ｃの正反射光を観察した場合、第一凹凸構造領域１２ａ及び第二凹凸構造領域１２ｂは、アルミニウムの分光反射率で表現される色が知覚される。一方、第三凹凸構造領域１２ｃは、アルミニウムと銅で、第一光反射層１３ａと第二光反射層１３ｂが形成されているため、それぞれの分光反射率を足し合せた色が知覚される。

したがって、第一凹凸構造領域１２ａ及び第二凹凸構造領域１２ｂと第三凹凸構造領域１２ｃの正反射光を観察した場合には、まったく異なる光学特性を有する。しかし、回折光を観察した時には、第一凹凸構造領域１２ａと、第二凹凸構造領域１２ｂと、第三凹凸構造領域１２ｃによる分光により、第一凹凸構造領域１２ａと、第二凹凸構造領域１２ｂと、第三凹凸構造領域１２ｃは、全て、虹色に輝いて見える。これにより、正反射光を観察したときにのみ月のマークが出現する潜像模様を作成することが可能である。
すなわち、回折光を観察時と正反射光を観察する際で画像が変化することで真偽判定することが可能である。また、正反射光で知覚される色は、アルミニウムと銅の分光反射率を足し合わせている。したがって、二つの光反射層１３（第一光反射層１３ａ及び第二光反射層１３ｂ）により、特有の光学特性を発揮することが可能であるため、偽造防止効果が高くなる。さらに、カード４０を透過観察すると、第三凹凸構造領域１２ｃのみ、透過光を観察することが可能となる。このため、反射観察と透過観察で、観察が可能な画像を変更することが可能であり、偽造防止効果を向上させることが可能となる。

（表示体１０の製造方法）
次に、表示体１０の製造方法を説明する。
表示体１０の製造方法は、図１６中に示すように、凹凸構造領域形成工程と、第一光反射層積層工程と、凹凸構造除去工程と、第二光反射層積層工程を含む。
凹凸構造領域形成工程は、図１６（ａ）中に示すように、光透過層１１の一方の面に凹凸構造１４を形成する工程である。
第一光反射層積層工程は、凹凸構造領域形成工程の後工程であり、図１６（ｂ）中に示すように、凹凸構造１４に第一光反射層１３ａを積層する工程である。
また、第一光反射層積層工程では、真空蒸着法により、第一光反射層１３ａを凹凸構造１４に積層する。
凹凸構造除去工程は、第一光反射層積層工程の後工程であり、図１６（ｃ）中に示すように、凹凸構造１４を部分的に除去する工程である。

また、凹凸構造除去工程は、例えば、図１７中に示すように、ラップ盤３５と呼ばれる平面の台上に凹凸構造１４（工作物）を置き、ラップ盤３５と工作物の除去面との間に、砥粒としてラップ剤３０を挟み、工作物に上から圧力を加えた（加圧した）状態で、スライディングさせて除去を行う。
第二光反射層積層工程は、凹凸構造除去工程の後工程であり、図１６（ｄ）中に示すように、凹凸構造除去工程で部分的に除去した凹凸構造１４に第二光反射層１３ｂを積層する工程である。
また、第二光反射層積層工程では、真空蒸着法により、第二光反射層１３ｂを、凹凸構造除去工程で部分的に除去した凹凸構造１４に積層する。
以上により、本実施形態の表示体１０の製造方法では、複数の光反射層１３（第一光反射層１３ａ、第二光反射層１３ｂ）を、凹部１６ｂと凸部１６ａに、選択的に積層する。

（第一実施形態の効果）
以下、本実施形態の効果を列挙する。
（１）光透過層の一方の面の凹凸構造の凹部または凸部に光反射層が積層されているため、反射観察した際と透過観察した場合とで、ネガとポジの画像が得られる。また、凹凸構造の凹部と凸部の比率を変えることにより、反射率や透過率を制御することが可能である。
（２）光透過層の一方の面の凹凸構造の凹部と凸部に異なる光反射層が積層されているため、正反射光が、凹部と凸部に積層されている反射材料の各色の組み合わせで人間に視認される。したがって、反射材料を変更することにより、光反射層の正反射光の色を制御することが可能である。

（３）凹凸構造領域形成工程と第一光反射層積層工程に、凹凸構造領域を部分的に除去する凹凸構造除去工程を追加することにより、光反射層を凹部または凸部の一方のみに積層することが可能である。
（４）凹凸構造領域形成工程と第一光反射層積層工程に、凹凸構造領域を部分的に除去する凹凸構造除去工程と第二光反射層積層工程を追加することにより、複数の光反射層を凹部と凸部に選択的に積層することが可能になる。
（５）凹凸構造が回折格子であるため、入射光を回折することが可能であり、印刷では表現できない意匠性を付与することが可能になる。
（６）光反射層の分光反射率特性が異なる材料を凹部と凸部に積層することで、それぞれの光反射層の色の中間色を表現することが可能となる。

（７）凹部または凸部に積層された光反射層の一方の分光反射率特性が、予め設定（用意）したカラー画像に対応しているため、意匠性や偽造防止効果を高めることが可能である。
（８）光反射層が二種類の材料で形成されているため、光反射層を複数種類用いる表示体と比較して、工程数を簡略化することが可能である。
（９）光反射層の凹部または凸部がアルミニウムで構成されているため、回折光の回折率を上昇させることや、表示体のコストを軽減することが可能である。
（１０）表示体を、光透過性を有する基材からなる物品や、光透過性が無い基材からなる物品に添付することによって、物品に高い偽造防止効果を付与することが可能である。

１０…表示体、１１…光透過層、１２ａ…第１凹凸構造領域、１２ｂ…第２凹凸構造領域、１２ｃ…第３凹凸構造領域、１２ｄ…回折格子、１２ｅ…平坦領域、１３…光反射層、１３ａ…第一光反射層、１３ｂ…第二光反射層、１４ａ〜１４ｃ…凹凸構造、１５…接着層、１６ａ…凸部、１６ｂ…凹部、３０…ラップ剤、３１ａ…入射光、３２ａ…０次回折光、３３ａ…１次回折光、３５…ラップ盤、４０…カード、４１…印刷層、４２…表面保護層兼剥離層、４４…プラスチック基材、３０２…光源、３０３…観察者、３０４…入射光、３０５…回折光、３０７…透過光

Claims (15)

1. 光透過層の一方の面の少なくとも一部に複数の凹部及び複数の凸部からなる凹凸構造が設けられた凹凸構造領域を備え、
   前記凹凸構造領域に光反射層を設け、
   前記光反射層は、前記凸部のみに積層されていることを特徴とする表示体。
2. 光透過層の一方の面の少なくとも一部に複数の凹部及び複数の凸部からなる凹凸構造が設けられた凹凸構造領域を備え、
   前記凹凸構造領域に光反射層を設け、
   前記光反射層は、複数の層で構成され、
   前記複数の層の一つの層は前記凸部のみに積層され、前記複数の層のうち他の層は前記凹部及び前記凸部に積層され、
   前記複数の層は、それぞれ、分光反射率特性が異なることを特徴とする表示体。
3. 光透過層の一方の面の少なくとも一部に複数の凹部及び複数の凸部からなる凹凸構造が設けられた凹凸構造領域を備え、
   前記凹凸構造領域に光反射層を設け、
   前記光反射層は、複数の層で構成され、
   前記複数の層の一つの層は前記凸部のみに積層され、前記複数の層のうち他の層は前記凹部及び前記凸部に積層され、
   前記複数の層は、それぞれ、異なる金属材料で形成されていることを特徴とする表示体。
4. 光透過層の一方の面の少なくとも一部に複数の凹部及び複数の凸部からなる凹凸構造が設けられた凹凸構造領域を備え、
   前記凹凸構造領域に光反射層を設け、
   前記光反射層は、複数の層で構成され、
   前記複数の層の一つの層は前記凸部のみに積層され、前記複数の層のうち他の層は前記凹部及び前記凸部に積層され、
   前記複数の層は、それぞれ、異なる金属材料で形成されるとともに分光反射率特性が異なることを特徴とする表示体。
5. 前記複数の層の一方は、予め設定したカラー画像に対応した色が知覚される分光反射率を有する金属で形成されていることを特徴とする請求項２から請求項４のうちいずれか１項に記載した表示体。
6. 前記凹凸構造領域が回折格子であることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載した表示体。
7. 前記複数の層の一つは、アルミニウムで形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載した表示体。
8. 請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載した表示体が、光透過性を有する基材を含む物品、または、光透過性を有しない基材を含む物品に、光透過性を有する接着層を介して取付けて形成されていることを特徴とするラベル付き物品。
9. 光透過層の一方の面の少なくとも一部に複数の凹部及び複数の凸部からなる凹凸構造が設けられた凹凸構造領域を形成する凹凸構造領域形成工程と、
   前記凹凸構造領域形成工程で形成した凹凸構造領域に設けた前記凹部及び前記凸部のうち凸部のみに、第一光反射層を積層する第一光反射層積層工程と、
   前記第一光反射層積層工程の後工程として、前記凹凸構造領域形成工程で形成した凹凸構造領域を部分的に除去する凹凸構造除去工程と、を含むことを特徴とする表示体の製造方法。
10. 光透過層の一方の面の少なくとも一部に複数の凹部及び複数の凸部からなる凹凸構造が設けられた凹凸構造領域を形成する凹凸構造領域形成工程と、
    前記凹凸構造領域形成工程で形成した凹凸構造領域に設けた前記凹部または前記凸部に、第一光反射層を積層する第一光反射層積層工程と、
    前記第一光反射層積層工程の後工程として、前記凹凸構造領域形成工程で形成した凹凸構造領域を部分的に除去する凹凸構造除去工程と、
    前記凹凸構造除去工程で部分的に除去した凹凸構造領域に設けた前記凹部及び前記凸部に、第二光反射層を選択的に積層する第二光反射層積層工程と、を含むことを特徴とする表示体の製造方法。
11. 前記第一光反射層及び前記第二光反射層は、それぞれ、分光反射率特性が異なることを特徴とする請求項１０に記載した表示体の製造方法。
12. 前記第一光反射層または前記第二光反射層は、予め設定したカラー画像に対応した色が知覚される分光反射率を有する金属で形成されていることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載した表示体の製造方法。
13. 前記第一光反射層及び前記第二光反射層は、それぞれ、異なる金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１０から請求項１２のうちいずれか１項に記載した表示体の製造方法。
14. 前記第一光反射層及び前記第二光反射層のうち少なくとも一方は、アルミニウムで形成されていることを特徴とする請求項１０から請求項１３のうちいずれか１項に記載した表示体の製造方法。
15. 前記凹凸構造領域が回折格子であることを特徴とする請求項９から請求項１４のうちいずれか１項に記載した表示体の製造方法。

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