JP6167574B2 - 表示体 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば、商品券などの有価証券やパスポートなどの公的文書など、偽造や複写を防止するための表示体に関する。

紙幣や商品券などの有価証券、パスポートなどの公的文書には、偽造や模倣を防ぐ目的で、透かしと呼ばれる技術が用いられている。透かしは、対象物に光を透過させて観察した際に、透過光の強度変化によって濃淡が付くことで、絵柄などのパターンを確認することができる技術として、古くから知られている。
透過光の強度を変化させる方法としては、紙を製造する際に紙の厚みを僅かに変化させる、すき入れという手法などがある。

現在でも、透かし技術は偽造防止手段として広く用いられているが、油などで紙に模様を施し、一見すれば透かしと間違うような模倣をなされる危険性があり、その偽造防止効果は充分ではない。
そのような中で、透かしのように対象物に光を透過させることで効果を確認できる、偽造防止技術が提案されている。

特許文献１では、マット（粗面）な表面状態の無色透明フィルムなどの基材の上に、粗面に浸透して乾燥するような、無色透明のアクリルラッカーなどの液状物質を用いて模様を作成し、模様部分の光透過性を他の部分の光透過性よりも増大させることで、透かし模様とする提案がなされている。

さらに、特許文献１では、無機化合物の透明薄膜を積層させることによって、多層干渉膜を付与し、干渉膜側から反射光を観察すると虹色に輝く干渉色が確認できる。干渉色は、観察する角度を変えることによって色が変化する効果が得られる。
また、干渉膜とは反対側から透過光を観察すると干渉膜側の正反射光の補色が見える。このようにして、透かし模様と干渉色のフリップフロップ効果を共存させている。

特許文献２では、被印刷体の表裏いずれか一方に万線によって模様を印刷し、他方には万線に潜像とすべき図柄を施した画線からなる模様を印刷した印刷物が提案されている。この印刷物を光で透かして見ることにより、表裏の模様が合成されて出現する連続階調の画像を確認することが可能となる。

特許文献２は、光が透過する被印刷体の表裏いずれか一方に万線模様を印刷し、もう一方の面には、前記一方の万線模様の線配列と同期した線配列で、かつ、前記一方の万線の線配列に対して垂直方向に同程度の画線幅を有する模様を印刷した印刷物であり。表裏の万線模様のピッチをスクリーン印刷によって変化させ、かつ、表裏の位置を合わせて印刷を行なうことで、光に透かして見ると表裏の模様が合成され、潜像が連続階調の像として出現する印刷物を得ている。

特許文献３には、部分的に角度を異ならしめることによって図柄を表した万線模様、またはレリーフ模様、もしくは双方の模様のいずれかの画線構成のエンボスによって形成された凹凸形状を有するすき入れ紙に、素材の色および無色透明以外の色のインキによって、一定な間隔を持つ各種万線画線を凹凸形状の図柄以外の部分を構成する部分に対して、傾斜を持たせて印刷した印刷物が提案されている。

特許文献３の印刷物では、凹凸形状と一定の間隔を持つ印刷画線との間に、一定はでない位置関係が生じ、ある特定の角度から見た時にのみ、潜像となる特定の文字、図柄などが認識でき、併せて、すき入れ紙の場合は、透過光によって容易にすき入れ像が認識できる効果が述べられている。

特許第２８４０７２４号公報 特公平８−１３５６８号公報 特許第２６１５４０１号公報

透かしのように、光を透過させることで効果を確認できる技術として、前述した特許文献１〜３などの提案がなされている。特許文献１では、簡易的に透かし模様を作製し、さらに干渉多層膜を追加することで透過光の干渉による着色効果が得られているが、一般的な拡散フィルムなどの粗面に透明樹脂を滴下すれば容易に模倣することができると考えられる。また、多層膜の蒸着は複雑な工程で、手間と時間を要する。

また、特許文献２では、基材の表裏に対して、位置を合わせてスクリーン印刷を行なうことで、透過光を観察した際に印刷によって変化させた濃淡画像が観察されるが、両面の印刷を正確に位置合わせするためには、大きな設備と費用を要し、観察される模様は通常の透かしと似たような、濃淡画像に限られている。

特許文献３では、凹凸構造の傾斜した面にオフセット印刷を施しているが、基材を傾斜させて印刷を行なう必要があり、煩雑な行程を伴う。また、傾斜させた基材への印刷は、印刷位置などの制御が難しくなり、生産性に課題がある。

本発明が解決しようとする課題は、透かしを確認する時と同じように、透過光を観察すると様々な色合いの着色効果を実現し、かつ、ナノオーダの凹凸構造を用いることで偽造困難性を向上させた表示体を提供することである。

本発明の第１の例に係る表示体は、透明基材の一方の面上に設けられ、複数の凹部と凸部からなり断面が風紋状の形状である凹凸構造が形成された凹凸領域を有する透明成形層と、前記透明成形層の前記透明基材と接していない面上に順に積層形成された光反射層、透明保護層、透明部材とを具備し、前記凹凸領域の凹凸構造の深さ、周期、前記凹凸構造の凸部の幅もしくは凹部の幅によって前記凹凸領域を透過する光の主波長が異なることを特徴とする。

本発明の第２の例に係る表示体は、前記凹凸領域を複数有し、それぞれの凹凸領域が絵柄、文字、数字などの画像を表示するように配置され、かつ、それぞれの凹凸領域を透過する光の主波長が異なるように、前記凹凸領域の凹凸構造の深さ、周期、前記周期と前記凹凸構造の凸部の幅もしくは凹部の幅のうち、いずれかもしくは全てが異なっていることを特徴とする。

本発明の第３の例に係る表示体は、前記光反射層は、真空蒸着法もしくはスパッタリング法のいずれかの気相堆積法によって成膜されたアルミニウム薄膜であることを特徴とする。

本発明の第４の例に係る表示体は、前記凹凸領域を透過する光の主波長は可視光領域から選択されることを特徴とする。

本発明の第５の例に係る表示体は、前記透明保護層は、前記光反射層および前記透明部材と接合可能な接着性を有した材料からなることを特徴とする。

本発明によれば、透明基材に凹凸構造が形成された凹凸領域を設けた透明成形層を配し、さらにその上に光反射層、透明保護層、透明部材を積層形成した表示体を提供できる。本発明の表示体では、観察者が表示体を挟んで反対側にある光源の透過光を観察すると、前記凹凸領域を透過した光の主波長が前記凹凸構造の深さ、周期、前記凸部の幅もしくは前記凹部の幅によって変化する効果を実現している。

また、前記主波長が可視光領域である可視光領域（３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下程度）の範囲から選択されるため、様々な色彩を示す透かし模様が観察できる表示体を提供することが可能となる。

さらに、前記凹凸構造の断面が風紋状の形状であり、前記周期が３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下であって、前記深さが１００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の凹凸構造を用いることで、透過光の主波長を変化させ、かつ、ナノオーダの微細な構造を用いることで、凹凸構造をコピーしてしまうような組織的な偽造を困難にさせることが可能となる。

本発明の表示体において、凹凸領域を複数設け、それぞれの凹凸領域を絵柄や文字、数字などの画像を表示するように配置することで、様々な表現が可能となる。また、各凹凸領域の凹凸構造の深さ、周期、凸部の幅もしくは凹部の幅のうち、いずれかもしくは全てを異ならしめることで、前記各凹凸領域での透過光の主波長を変化させることができる。つまり、各凹凸領域において、異なる色合いで透過光の着色効果を実現できる。

本発明の表示体においては、凹凸構造が形成されていない非凹凸領域を配していてもよく、凹凸構造が形成された凹凸領域での透過光の着色効果と、透過光が着色しない非凹凸領域とのコントラスト差によって、凹凸領域での着色効果をより一層際立たせることも可能となる。

本発明の実施形態に係る表示体の構成を模式的に示す平面図。 本発明の実施形態に係る表示体の構成を模式的に示す斜視図。 図１に示した表示体のＸ−Ｘ′線に沿う縦断側面図。 本発明の実施形態における凹凸構造の一例を説明する模式図。 本発明の実施形態における凹凸構造の凹部と凸部の幅の一例を説明する図。 本発明の実施形態における凹凸構造を斜め方向から観察した際の一例を示す斜視図。 本発明の実施形態における表示体を通して光源の透過光を見る際の位置関係の一例を説明する模式図。 本発明の実施形態における表示体を通して光源の反射光を見る際の位置関係の別の例を説明する模式図。 本発明の実施形態における回折格子に入射する光と反射光、回折光の位置関係の一例を説明する模式図。 ｘｙ色度図と波長シフトの一例を示す図。 本発明の実施形態に係る表示体の別の構成を模式的に示す平面図。 金属層の厚みと透過率との関係を示す図。 本発明の実施例における表示体の構成を模式的に示す平面図。 図１３に示した表示体のＸ−Ｘ′線に沿う縦断側面図。

以下、本発明の実施形態に係る表示体について図面を参照して説明する。
なお、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において特に限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。

図１〜図３は、本実施形態に係る表示体の構成を模式的に示している。本実施形態に係る表示体１０は、透明基材１の一方の面上に透明形成層２が設けられている。透明形成層２は、複数の凹部と凸部からなる凹凸構造４が形成された凹凸領域５と、凹凸構造４が形成されていない非凹凸領域６から構成されている。凹凸領域５は、絵柄、文字、数字などの画像、本実施形態では、たとえば、「ＴＯＰ」の文字を表示するように凹凸構造４で構成されている。透明形成層２の透明基材１と接していない面上には、光反射層３、透明保護層７、透明部材８が順に積層形成されている。

このように構成された表示体１０において、図７に示したような位置関係で、蛍光灯などの光源１１を表示体１０を通して観察すると、表示体１０の凹凸領域５を透過した光のみが着色して観察者１２の目に届く。視覚効果に関しては後に述べる。

ここで、本実施形態に係る表示体１０の各層に対する説明を図３を参照して行なう。
透明基材１の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）などの光透過性が高い樹脂からなるフィルムまたはシートなどが好適である。また、ガラスなどの無機材料を使用してもよい。

透明成形層２の材料としては、たとえば、可視光波長の透過性を有する樹脂を使用することができる。たとえば、アクリル、ポリカーボネート、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの可視光透過性を有する樹脂を使用することができる。
その中でも、たとえば、熱可塑性樹脂または光硬化性樹脂を使用すると、任意の凹凸構造４が形成された原版を用いた転写により、透明基材１の少なくとも一方の面上に凹凸構造４を備える透明成形層２を容易に作製することができる。

ここで、本実施形態における凹凸構造４に関して更に詳しく説明を述べる。
凹凸構造４としては、断面が風紋状の形状である構造を用いることができる。図４に、本実施形態における凹凸構造４の１つである、複数の凹部と凸部を持つ凹凸構造の断面の一例を示す。

図４において、凹凸構造の凸部の頂点から凹部の最底辺までを凹凸構造４の深さＨとする。また、凸部から凸部もしくは凹部から凹部の間隔を凹凸構造４の周期Ｐとする。
本実施形態における凹部とは、図４に示したような凹凸領域５に形成された凹凸構造４において、深さＨを２等分する中心線Ｌから透明基材１側に突出した部分とする。
また、本実施形態における凸部とは、図４に示したような凹凸領域５に形成された凹凸構造４において、深さＨを２等分する中心線Ｌから透明基材１とは反対側に突出した部分とする。

次に、本実施形態における凹凸構造４の凹部の幅と凸部の幅に関して説明する。
本実施形態において、凹部の幅と凸部の幅とが等しいとは、図５（Ａ）に一例を示したように、凸部の幅Ｄ′と凹部の幅Ｄとが等しい長さであることをいう。
一方、凹部と凸部の異なる場合の例として、図５（Ｂ）に一例を示したように、凹部の幅Ｄが凸部の幅Ｄ′よりも広い場合、もしくは図５（Ｃ）に一例を示したように、凹部の幅Ｄが凸部の幅Ｄ′よりも狭い場合が考えられる。

図６に、凹部の幅Ｄが凸部の幅Ｄ′よりも広い凹凸構造４の一例を示す。図６では、透明基材１の上に透明成形層２が形成されており、透明成形層２に凹凸構造４が形成された例を示している。

この例で示したような凹部の幅Ｄと凸部の幅Ｄ′とが異なる凹凸構造４が、本実施形態における断面が風紋状の形状である凹凸構造の１つである。なお、本実施形態においては、凹部の幅Ｄと凸部の幅Ｄ′とが等しい凹凸構造も、断面が風紋状の形状である凹凸構造の１つであるとする。

ここで、本実施形態における表示体１０の視覚効果について説明する。

図７に一例を示すように、観察者１２が表示体１０を挟んで反対側にある光源１１の透過光を観察する位置関係の場合、表示体１０を透過していく光の波面は、表示体１０の内部で反射を偶数回繰り返した後に透過していく光の波面を重畳したものとなる。各波面に位相差がないときに、最大の透過光強度が得られ、その際の光学距離の差は波長の整数倍となり、下記式（１）が成立する。
ｍλ＝２×ＴＯ×ｃｏｓθ……（１）
ここで、ｍは回折次数であり、ＴＯは光学的距離である。ＴＯは、物理的な距離に加え、光が伝搬する媒質の屈折率が考慮される。表示体１０の膜厚をＤ、屈折率をｎとするとＴＯ＝ｎＤが成り立つ。

このとき、他の波長では各波面で打ち消し合う干渉が起こるため、光源１１とは反対側の面にはほとんど透過しなくなる。これは、薄膜の光学的距離を制御することで光源とは反対側の面に透過する光の波長を制御することが可能になることを意味している。

凹凸領域５に設ける凹凸構造４の深さＨ、周期Ｐ、凹部の幅Ｄもしくは凸部の幅Ｄ′を変化させることで、透明成形層２や光反射層３の入射光に対する光学的距離を変化させることができるため、特定の角度からの入射光に対して、特定の波長の光を光源とは反対側の面に透過光として射出することが可能となる。
これによって、従来の白黒濃淡の透かし模様とは異なる、カラーの透かし模様を観察することが可能となる。

凹凸領域５に設けられた凹凸構造４の深さＨを変化させると、光学的距離ＴＯが変化する。凹凸構造４の深さＨが深くなると、凹凸領域５に入射した光は吸収されやすくなるため、凹凸領域５からの反射光強度が低下する。凹凸領域５からの反射光を観察する場合を考えると、反射光強度が低いため明度が低く、濃い灰色から黒色を呈した領域として視認される。

一方、凹凸構造４の深さＨが浅くなると、入射した光が吸収されにくいため、凹凸領域５からの反射光強度が上昇する。この場合、凹凸領域５からの反射光を観察する場合を考えると、反射光強度が高いため明度が高く、薄灰色から灰色を呈した領域として視認される。

また、本実施形態の表示体１０では、凹凸領域５に設けられた凹凸構造４の深さＨが浅ければ、透過光を観察した際に、凹凸領域５が青紫色から青色を呈するような短波長領域（３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ程度）を主波長とした光が透過する作用が発見された。

さらに、凹凸領域５に設けられた凹凸構造４の深さＨが深くなると、凹凸領域５を透過する光の主波長は、凹凸領域５が黄色から赤色を呈するような長波長領域（５８０ｎｍ〜６８０ｎｍ程度）にシフトする作用が発見された。

本実施形態において凹凸領域５は複数設けてもよく、各凹凸領域５に設けられる凹凸構造４の深さＨを異ならしめることで、それぞれの凹凸領域５を透過する光の主波長を変化させ、透過光を観察した際に、複数の色を呈する表示体を作製することも可能となる。

本実施形態の表示体のもう１つの視覚効果として、表示体１０の回折光を観察する場合がある。図８に一例を示したように、観察者１２が光源１１の表示体１０での反射光を観察する位置関係の場合、凹凸構造４として、断面が正弦波形状の回折格子のような構造を用いていれば、下記式（２）にしたがって回折光が観察できる。

回折格子へ入射する光（入射光）と回折格子から射出される光の位置関係を図９に示す。回折格子の周期をＰ、入射光の波長をλ、ｍを回折次数、構造への入射角度をα、ｍ次回折光の射出角度をβとしたとき、それぞれの関係は
Ｐ（ｓｉｎα−ｓｉｎβ）＝ｍλ……（２）
で計算される。

表示体１０からの反射光を観察する場合、前記式（１）で計算される範囲では特定波長λの回折光を観察することができる。前記式（１）から表示体１０を傾けたり、観察角度を変化させることによって、回折する光の波長が変化することがわかる。この結果、反射回折光を観察すると、凹凸領域５が虹色に輝く効果を実現できる。

以上のように、本実施形態の表示体１０において、凹凸領域５の透過光を観察すると、特定波長の光を透かし模様として観察することができる。また、反射光を観察すると、特性の範囲では回折光を視認することができ、表示体１０を傾けるか観察角度を変えると、回折光が虹色に輝く効果が得られる。

さらに、本実施形態の表示体１０では、凹凸領域５に設けられた凹凸構造４の周期Ｐが細かければ、透過光を観察した際に凹凸領域５が青紫色から青色を呈するような短波長領域（３８０ｎｍ〜４８０ｎｍ程度）を主波長とした光が透過する作用が発見された。

また、凹凸領域５に設けられた凹凸構造４の周期Ｐが粗くなると、凹凸領域５を透過する光の主波長は、凹凸領域５が黄色〜赤色を呈するような長波長領域（５８０ｎｍ〜６８０ｎｍ程度）にシフトする作用が発見された。
よって、凹凸構造４の周期Ｐを変えることによっても、凹凸領域５を透過する光の主波長を変化させることができる。

本実施形態において、凹凸領域５は複数設けてもよく、各凹凸領域に設けられる凹凸構造４の周期Ｐを異ならしめることで、それぞれの凹凸領域を透過する光の主波長を変化させることができる。これにより、透過光を観察した際に複数の色を呈する表示体１０を作製することも可能となる。

本実施形態においては、凹凸構造４の凹部と凸部との長さの関係によって、透過光の主波長がシフトする作用が発見された。
凹凸構造４の凹部と凸部との幅が等しい場合（図５（Ａ）に一例を示す）、凹凸領域５を透過する光の主波長は、上記で述べたように凹凸構造４の深さＨと周期Ｐによって任意に決定される。

一方、凹凸構造４の凹部の幅が広い場合（図５（Ｂ）に一例を示す）、凹凸領域５を透過する光の主波長は、凹凸構造４の凹部と凸部の幅が等しい場合と比較して、色度図上において反時計回り方向へシフトする。

また、凹凸構造４の凹部の幅が狭い場合（図５（Ｃ）に一例を示す）、凹凸領域５を透過する光の主波長は、凹凸構造４の凹部と凸部の幅が等しい場合と比較して、色度図上において時計回り方向へシフトする。

さらに、詳しく説明を行なうと、本実施形態における波長シフトの方向とは、図１０に示したような色度図上での色合いの変化のことを指す。
図１０に示したように、たとえば、任意の周期Ｐと深さＨを持つ凹凸構造４の凹部と凸部の幅が等しいとき、透過光の主波長が赤色を呈するような場合を考える。

ここで、前記任意の周期Ｐと前記深さＨを持つ凹凸構造４の凹部の幅を広くすると（図５（Ｂ）に一例を示す）、透過光の主波長は色度図上で反時計回り方向へシフトし、黄赤から黄色を呈するようになる。

また、前記任意の周期Ｐと前記深さＨを持つ凹凸構造４の凹部の幅を狭くすると（図５（Ｃ）に一例を示す）、透過光の主波長は色度図上で時計回り方向へシフトし、赤紫から紫色を呈するようになる。

以上のように、凹凸構造４の凹部と凸部との長さの関係によって、透過光の主波長がシフトする作用が得られるが、凹凸構造４の凹部と凸部との長さの関係が変更されても、反射回折角度や反射回折波長はほとんど変化しない。そのため、回折光が観察できる範囲では、周期Ｐが同じであれば、ほぼ同じ波長の光を反射回折光として観察することができる。

凹部と凸部の幅の関係がいずれの場合であっても、凹凸構造４の断面が風紋状の形状であり、周期Ｐが３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下、深さＨが１００ｎｍ以上５００ｎｍ未満とすることで、透過光の着色効果が期待できる。

よって、周期Ｐ、深さＨは一定とし、凹凸構造４の凹部の幅と凸部の幅との長さ関係のみを変化させた複数の凹凸領域５を設ければ、反射光観察ではほぼ同じ色合いを呈した領域として視認されるが、透過光を観察した場合のみ異なる色合いを呈した複数の凹凸領域５が視認されるような表示体１０を作製することも可能となる。

下記表１は、凹凸構造の周期Ｐ、深さＨ、凹部の幅と凸部の幅が変動した際に、反射光と透過光に対してどのような作用が起こるのかをまとめたものである。

深さＨが浅い場合（本実施形態において１００ｎｍ程度）、透過光に対する作用としては透過する光の波長が短波長領域となり、反射光に対する作用としては透過光強度の増加などが挙げられる。

一方、深さＨが深い場合（本実施形態において５００ｎｍ程度）、透過光に対する作用としては透過する光の波長が長波長領域となり、色度図上を短波長領域から長波長領域へと一周するような挙動を示す。また、反射光に対する作用としては回折角度の増加、回折波長の短波長領域へのシフトなどが挙げられる。

周期Ｐに対しては、周期Ｐが細かい場合（本実施形態において３００ｎｍ程度）、透過光に対する作用としては透過する光の波長が短波長領域となり、反射光に対する作用としては透過光強度の増加などが挙げられる。

一方、周期Ｐが粗い場合（本実施形態において８００ｎｍ程度）、透過光に対する作用としては透過する光の波長が長波長領域となり、色度図上を短波長領域から長波長領域へと一周するような挙動を示す。また、反射光に対する作用としては回折角度の減少、回折波長の長波長領域へのシフトなどが挙げられる。

凹部の幅と凸部の幅との関係に対しては、凹部の幅が広い（凸部の幅が狭い）場合、透過光に対する作用としては透過する光の波長が、凹部の幅と凸部の幅が等しい場合と比較して、色度図上において反時計回り方向へシフトする。

一方、凹部の幅が狭い（凸部の幅が広い）場合、透過光に対する作用としては透過する光の波長が、凹部の幅と凸部の幅が等しい場合と比較して、色度図上において時計回り方向へシフトする。

反射光への主な作用としては、周期Ｐに応じて回折光が射出され、凹部の幅と凸部の幅が等しい場合、凹部の幅が広い（凸部の幅が狭い）場合、凹部の幅が狭い（凸部の幅が広い）場合、いずれにおいても回折角度や回折波長はほぼ一定となる。

本実施形態における表示体１０は、複数の凹凸領域５を有していてもよく、それぞれの凹凸領域５が絵柄、文字、数字などの画像を表示するように配置されていて、かつ、前記凹凸構造５の深さ、周期、凸部の幅もしくは凹部の幅のうち、いずれかもしくは全てを異ならしめることで、それぞれの凹凸領域５から観察される透過光の波長（色合い）を変化させることができる。
これによって、従来の透かしの効果である単純な濃淡画像ではなく、複数のカラー画像を透かし像として観察することが可能となる。

図１１に、複数の凹凸領域５を有した表示体１０の一例を示す。
図１１に示す例では、星を表す絵柄、「１０００」を表す数字、「ＴＯＰ」を表す文字が、それぞれ凹凸領域５から形成されている。また、凹凸領域５以外の領域は凹凸構造４が形成されていない非凹凸領域６で構成されている。

絵柄、数字、文字を表示するそれぞれの凹凸領域５を透過する主波長を変化させるために、たとえば、星の絵柄を構成する凹凸領域５に用いる凹凸構造４として、図５（Ｂ）に一例を示したような凹部の幅Ｄが凸部の幅Ｄ′よりも広い断面形状を持った構造を用いる。

また、数字「１０００」を構成する凹凸領域５に用いる凹凸構造４として、図５（Ａ）に一例を示したような凸部の幅Ｄ′と凹部の幅Ｄの長さが等しい断面形状を持った構造を用いる。

さらに、文字「ＴＯＰ」を構成する凹凸領域５に用いる凹凸構造４として、図５（Ｃ）に一例を示したような凹部の幅Ｄが凸部の幅Ｄ′よりも狭い断面形状を持った構造を用いる。

これにより、たとえば星の絵柄部分を透過する光が緑色、数字「１０００」を透過する光が黄色、文字「ＴＯＰ」を透過する光が赤色にそれぞれ視認されるような表示体１０を作製することも可能となる。

また、非凹凸領域６の光透過率が２０％以下であれば、非凹凸領域６を通して透過光を観察した際に、観察者は灰色から黒色として非凹凸領域６を視認することができるため、凹凸領域５から観察される着色した透過光とのコントラストを付けることができ、凹凸領域５での透過光の着色効果をより効果的に用いることが可能となる。

非凹凸領域６の光透過率は、透明成形層３の透明基材２と接していない面に形成された光反射層３の厚みによって制御することができる。以下にその説明を述べる。

表示体１０は、透明成形層２の透明基材１と接していない面に光反射層３、透明保護層７、透明部材８が順に積層されている。
光反射層３の材料としては、アルミニウムが好適である。金属材料を用いて光反射層３を作製する方法としては、たとえば、真空蒸着法およ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。本実施形態において、光反射層３はアルミニウム薄膜であることが好適である。

アルミニウム薄膜は、金や銀などに比べて安価に入手できる利点がある。さらに、アルミニウムは、真空蒸着法やスパッタリング法のどちらでも精度良く容易に成膜できることが知られており、光反射層３を形成する際のハンドリングの良さも利点として挙げられる。

光反射層３は、凹凸構造４が設けられた透明成形層２の界面の反射率を高め、透過光の着色効果に寄与する。
光反射層３の材料としてアルミニウム薄膜を用いる場合を考える。図１２は、透明成形層２（屈折率１．５）の上にアルミニウム薄膜が形成された場合の、波長４４２ｎｍ、５３２ｎｍ、６３３ｎｍにおける透過率の厚み依存性を示すグラフである。

図１２を参照すると、アルミニウム薄膜の厚みが２０ｎｍ以上であれば、波長４４２ｎｍ、５３２ｎｍ、６３３ｎｍにおける透過率は２０％以下の値を示す。
前述したように、非凹凸領域６の光透過率が２０％以下であれば、非凹凸領域６を通して透過光を観察した際に、観察者は灰色から黒色として非凹凸領域６を視認することができ、凹凸領域５での透過光の着色効果をより一層効果的に用いることが可能となるため、本実施形態において非凹凸領域６の上に配される光反射層３としてのアルミニウム薄膜の厚みは２０ｎｍ以上が好適である。

透明保護層７は、表示体１０を凹凸構造４の形状をコピーする模倣や偽造から守るために、凹凸構造４を保護する目的を持つ。透明保護層７としては、熱硬化型や紫外線硬化型の透明接着剤を用いることもできる。この場合、透明保護層７の光反射層３と接していない面に、さらに透明部材８を接着し保護することも可能となる。

透明部材８としては、透明基材１と同様に光透過性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）などの光透過性を有する樹脂からなるフィルムまたはシートなどが好適である。また、ガラスなどの無機材料を使用してもよい。

透明部材８によって、凹凸構造４の形状をコピーする模倣や偽造を防ぐことが可能となる。また、透明部材８としては商品券などの有価証券やパスポート、パッケージ部材なども想定することができる。

以下、本発明の具体的な実施例について説明する。
図１３および図１４は、本実施例に係る表示体の構成を模式的に示している。本実施例に係る表示体１０は、透明基材１としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、透明成形層２として紫外線硬化型樹脂、凹凸領域５に配された凹凸構造４としては数１００ｎｍオーダの周期Ｐと深さＨを持つ回折格子を形成している。
本実施例では、凹凸領域５を複数設け、それぞれ周期Ｐ、深さＨを異ならしめて形成している。

凹凸構造４は任意の形状をとっていてよく、図１３に示すように星型や三日月の形をした絵柄などにしてもよい。凹凸構造４に用いる回折格子の形成方法としては、レーザ露光干渉系を用いてもよいし、電子線描画などによって形成してもよい。

光反射層３としては、アルミ蒸着層を真空蒸着法により製膜した。この際、凹凸領域５にのみアルミ蒸着層が設けられるように、凹凸構造４が形成されていない非凹凸領域６をカバーするマスクを用いて蒸着を行なった。

透明保護層７としては、熱によって硬化する熱硬化型接着剤を用いた。透明部材８と透明保護層７を接着させることで、透明部材８と一体化させた表示体１０が得られる。

透明部材８としては、透明基材１よりも厚みのあるＰＥＴフィルムを用いている。また、透明部材８の透明保護層７が接着されていない範囲に記号１３ａと文字１３ｂを印刷インキで形成している。

図１３に示した表示体１０を、図７に一例を示したような位置関係で、光源１１の透過光を観察すると、凹凸構造４が設けられた凹凸領域５を透過してきた光が特定の色合いで観察される。このとき、非凹凸領域６や透明部材８に印刷インキで形成された記号１３ａと文字１３ｂは白黒の濃淡画像として観察される。そのため、凹凸領域５を透過してきた光が強調されて視認することができる。

一方、図８に一例を示したような位置関係で、図１３に示した表示体１０を観察すると、透明部材８に印刷インキで形成された記号１３ａと文字１３ｂの色が視認され、かつ、特定の観察角度では凹凸領域５に形成された回折格子からの回折光が観察でき、表示体１０を傾けるか、観察角度を変えると観察できる回折光の波長が変化し、虹色に輝く光を視認できる。

１…透明基材、２…透明成形層、３…光反射層、４…凹凸構造、５…凹凸領域、６…非凹凸…領域、７…透明保護層、８…透明部材、１０…表示体、１１…光源、１２…観察者、１３ａ…記号、１３ｂ…文字。

Claims (5)

1. 透明基材、透明形成層、および透明保護層をこの順に具備した表示体であって、
   前記透明形成層が、断面で風紋状の形状を有する凹凸構造から形成された凹凸領域を有し、前記凹凸構造が、周期と、凹部または凸部の幅とを有し、
   前記透明形成層が、断面で風紋状の形状を有する更なる凹凸構造から形成された更なる凹凸領域を有し、前記更なる凹凸構造が、更なる周期と、更なる凹部または凸部の幅とを有し、
   前記凹凸構造の前記周期と、前記更なる凹凸構造の前記更なる周期とが、互いに同じであり、かつ、前記凹凸構造の前記凹部または凸部の幅と、前記更なる凹凸構造の前記更なる凹部または凸部の幅とが、互いに異なることを特徴とする、表示体。
2. 前記透明保護層の前記透明形成層と反対の面に、透明部材を更に設けたことを特徴とする、請求項１に記載の表示体。
3. 前記周期および前記更なる周期が、３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の表示体。
4. 前記凹凸構造および前記更なる凹凸構造が、互いに同じ深さを有し、前記深さが、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示体。
5. 前記凹凸構造および前記更なる凹凸構造が、互いに異なる絵柄、文字、数字などの画像を表示するように配置されており、前記凹凸構造および前記更なる凹凸構造を透過する光の主波長が、いずれも可視光領域から選択され、かつ、互いに異なることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示体。

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