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JP7487482B2 - Color Shifting Device - Google Patents
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JP7487482B2 - Color Shifting Device - Google Patents

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Description

本発明は、光学可変デバイスの一種であるカラーシフトデバイスに関する。 The present invention relates to a color shifting device, which is a type of optically variable device.

物品等の意匠性を高めて優れた装飾効果を与えるだけでなく、偽造防止にも効果のある光学可変デバイス(OVD:Optical Variable Device)が、近年、多くの物品等に利用されてきている。OVDとは、見る角度によって、色が変化したり画像が変化したりする特殊な光学効果を呈するデバイスの総称である。 Optical variable devices (OVDs) have been used in many products in recent years, not only to enhance the design of products and provide excellent decorative effects, but also to prevent counterfeiting. OVDs are a general term for devices that exhibit special optical effects, such as changing colors or images depending on the viewing angle.

OVDには、微細な凹凸パターンを有するレリーフ型の回折格子、屈折率の異なる縞状パターンなどの回折構造、光学特性の異なる薄膜を重ねた多層膜などが用いられ、これによる光の回折と干渉によって、見る角度に応じて固有の画像や色の変化(カラーシフト)を生じる。 OVDs use a relief-type diffraction grating with a fine uneven pattern, a diffraction structure such as a striped pattern with different refractive indexes, and a multilayer film made up of thin films with different optical properties. The resulting diffraction and interference of light creates a unique image and color change (color shift) depending on the viewing angle.

レリーフ型の回折格子には、溝の長さ方向に垂直な断面が、矩形波状のもの(特許文献1及び非特許文献1参照)や、正弦波状のもの、鋸歯状のものがある。 Relief type diffraction gratings include those whose cross section perpendicular to the longitudinal direction of the grooves is rectangular wave-shaped (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1), sinusoidal wave-shaped, or sawtooth-shaped.

矩形波状の断面を有している一般的な回折格子は、法線方向から白色光で照明し、この回折格子を法線の周りで180°回転させて、これを斜め方向から同じ角度で観察すると、回転前後で画像は反転するものの、同じ色の画像を表示する。 A typical diffraction grating with a rectangular wave-like cross section is illuminated with white light from the normal direction, rotated 180 degrees around the normal, and then observed from an oblique direction at the same angle. Although the image is inverted before and after the rotation, it still displays an image of the same color.

正弦波状の断面を有している回折格子も、上記の条件のもとで観察した場合、矩形波状の断面を有している回折格子と同様に、回転前後で画像は反転するものの、同じ色の画像を表示する。 When observed under the above conditions, a diffraction grating with a sine wave cross section also displays an image of the same color before and after rotation, just like a diffraction grating with a rectangular wave cross section, although the image is inverted before and after rotation.

他方、鋸歯状の断面を有している回折格子、即ちブレーズド回折格子は、法線方向から白色光で照明し、この回折格子を法線の周りで180°回転させて、これを斜め方向から観察すると、回転前後で反転し明度が異なる画像を表示し得る。しかしながら、それらの画像の彩度や色相は変化しない。 On the other hand, a diffraction grating with a sawtooth cross section, i.e. a blazed diffraction grating, can display an image that is inverted and has a different brightness before and after the rotation when illuminated with white light from the normal direction and then rotated 180 degrees around the normal and observed from an oblique direction. However, the saturation and hue of the image do not change.

米国特許出願公開第2004/0021945号明細書US Patent Application Publication No. 2004/0021945

Michael W.Farn(1992)“Binary gratings with increased efficiency”,Appl.Opt., Vol.31,No.22,pp.4453-4458Michael W. Farn (1992) "Binary gratings with increased efficiency", Appl. Opt. , Vol. 31, No. 22, pp. 4453-4458

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、特殊な光学効果を奏するカラーシフトデバイス、より具体的には、法線の周りで180°回転(以下、単に反転と記す場合がある)させた場合に、色変化のみならず、色数、図形を変化させることができるカラーシフトデバイスを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and aims to provide a color shifting device that produces a special optical effect, more specifically, a color shifting device that can change not only the color but also the number of colors and the shape when rotated 180 degrees around the normal (hereinafter sometimes simply referred to as inversion).

上記の課題を解決する手段として、本発明の第一態様は、複数個のレリーフ構造体からなるカラーシフトデバイスであって、
前記複数個のレリーフ構造体は、いずれも前記カラーシフトデバイスの表示面に対して平行な第1方向へ延び、且つ前記第1方向に対して垂直な第2方向へ配列した凹凸構造を有し、
前記凹凸構造は、第1傾斜面及び第2傾斜面からなる波型の反射面を有し、
前記第1傾斜面及び前記第2傾斜面は、前記第2方向へ交互に配列し、
前記第1傾斜面は、前記表示面に対して垂直で且つ前記第1方向に対して平行な基準面に対して正の角度に傾き、
前記第2傾斜面は前記基準面に対して負の角度に傾き、
前記複数個のレリーフ構造体は、前記第1傾斜面の配列間隔である第1格子定数d1が700nm以上1100nm以下であり、前記第2傾斜面の配列間隔である第2格子定数d2が800nm以上1200nm以下かつ前記第1格子定数d1よりも大きいことにより、レリーフ構造体内において隣接する前記第1傾斜面及び前記第2傾斜面の組により形成される凸構造の前記第2方向における最大寸法が、前記第2方向の一方に進むにつれて徐々に増加しているレリーフ構造体を2以上含み、そのうち2つは、前記第1格子定数d1および前記第2格子定数d2の少なくとも一方の値が同一でない、カラーシフトデバイスである。
As a means for solving the above problems, a first aspect of the present invention is a color shifting device comprising a plurality of relief structures,
each of the plurality of relief structures extends in a first direction parallel to a display surface of the color shifting device and has a concave-convex structure arranged in a second direction perpendicular to the first direction;
the concave-convex structure has a wave-shaped reflecting surface consisting of a first inclined surface and a second inclined surface,
the first inclined surfaces and the second inclined surfaces are alternately arranged in the second direction,
the first inclined surface is inclined at a positive angle with respect to a reference plane that is perpendicular to the display surface and parallel to the first direction;
the second inclined surface is inclined at a negative angle with respect to the reference surface,
The plurality of relief structures include two or more relief structures in which a first lattice constant d1, which is an arrangement interval of the first inclined surfaces, is 700 nm or more and 1100 nm or less, and a second lattice constant d2, which is an arrangement interval of the second inclined surfaces, is 800 nm or more and 1200 nm or less and is larger than the first lattice constant d1, so that the maximum dimension in the second direction of a convex structure formed by a pair of adjacent first inclined surfaces and second inclined surfaces within the relief structure gradually increases as it proceeds in one direction of the second direction , and two of the relief structures include a color shifting device in which at least one of the values of the first lattice constant d1 and the second lattice constant d2 is not identical .

前記複数個のレリーフ構造体は、前記第1格子定数d1と前記第2格子定数d2とが同一であるレリーフ構造体を含んでもよい。 The plurality of relief structures may include a relief structure in which the first lattice constant d1 and the second lattice constant d2 are the same.

前記複数個のレリーフ構造体は、前記第1格子定数d1と前記第2格子定数d2とが、
等式:d1×(n+1)=d2×n
に示す関係を満たすレリーフ構造体を含み、nは2以上の整数である、
ことを特徴とする。
The plurality of relief structures have the first lattice constant d1 and the second lattice constant d2,
Equation: d1 x (n + 1) = d2 x n
wherein n is an integer equal to or greater than 2.
It is characterized by:

また、前記第1格子定数d1と前記第2格子定数d2との比d1/d2は、0.833以上0.917以下の範囲内にある、ことを特徴とする。 The ratio d1/d2 of the first lattice constant d1 to the second lattice constant d2 is in the range of 0.833 to 0.917.

また、前記第1傾斜面及び前記第2傾斜面の、前記第1方向に対して垂直な断面は、いずれも湾曲している、ことを特徴とする。 Furthermore, the cross sections of the first inclined surface and the second inclined surface perpendicular to the first direction are both curved.

また、前記波型の反射面のうち前記表示面に対して平行な領域の面積S1と、前記波型の反射面の前記表示面への正射影の面積S0との比S1/S0は0.5以下である、ことを特徴とする。 The ratio S1/S0 of the area S1 of the region of the corrugated reflecting surface that is parallel to the display surface and the area S0 of the orthogonal projection of the corrugated reflecting surface onto the display surface is 0.5 or less.

また、前記複数個のレリーフ構造体はフィルム又はシート状である、ことを特徴とする。 The multiple relief structures are also characterized in that they are in the form of a film or sheet.

また、前記反射面を有する反射層と、前記反射層を支持し前記反射層と接する面に前記反射面に対応した形状のレリーフ構造が設けられたレリーフ構造形成層と、を具備する、ことを特徴とする。 The device is also characterized by comprising a reflective layer having the reflective surface, and a relief structure forming layer that supports the reflective layer and has a relief structure having a shape corresponding to the reflective surface on a surface that is in contact with the reflective layer.

本発明によれば、法線の周りで180°回転(反転)させた場合に、色変化のみならず、色数、図形を変化させることができ、瞬時に画像の変化を捉えることができるカラーシフトデバイスが得られる。 The present invention provides a color shifting device that can change not only the color but also the number of colors and the shape when rotated (flipped) 180 degrees around the normal, allowing instantaneous capture of changes in the image.

本発明のカラーシフトデバイスの構成要素であるレリーフ構造体の一部を例示する模式断面図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a part of a relief structure which is a component of the color shifting device of the present invention. 図1に示すレリーフ構造体が含んでいる反射面の模式斜視図。FIG. 2 is a schematic perspective view of a reflecting surface included in the relief structure shown in FIG. 1 . 図1に示すレリーフ構造体が含んでいる反射面の形状を説明するための模式断面図。2 is a schematic cross-sectional view for explaining the shape of a reflecting surface included in the relief structure shown in FIG. 1 . 図1に示すレリーフ構造体の凹凸構造面を、その法線方向から白色光で照明し、第1観察位置(OP1)方向(正方向)、及び第2観察位置(OP2)方向(逆方向)から視認する様態を示す模式断面図。A schematic cross-sectional view showing the manner in which the uneven structure surface of the relief structure shown in Figure 1 is illuminated with white light from its normal direction and viewed from the first observation position (OP1) direction (forward direction) and the second observation position (OP2) direction (reverse direction). (a)本発明のカラーシフトデバイスを構成するレリーフ構造体の一部を例示する模式平面図、(b)(a)に示すレリーフ構造体の凹凸構造面を、その法線方向から白色光で照明し、正方向から観察する様態を示す模式断面図、(c)(a)に示すレリーフ構造体の凹凸構造面を、その法線方向から白色光で照明し、逆方向から観察する様態を示す模式断面図。(a) A schematic plan view illustrating a portion of a relief structure constituting a color shifting device of the present invention; (b) A schematic cross-sectional view showing the manner in which the uneven structure surface of the relief structure shown in (a) is illuminated with white light from its normal direction and observed from the forward direction; (c) A schematic cross-sectional view showing the manner in which the uneven structure surface of the relief structure shown in (a) is illuminated with white light from its normal direction and observed from the reverse direction. 本発明のカラーシフトデバイスの一実施形態を構成するレリーフ構造体(1)~(3)の一部を例示する模式平面図(上段)、正方向及び逆方向から観察する場合の色の見え方を説明するための模式断面図(下段)。FIG. 1 is a schematic plan view (upper part) illustrating a part of the relief structures (1) to (3) constituting one embodiment of the color shifting device of the present invention; and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view (lower part) for explaining how colors appear when observed from the forward and reverse directions. 本発明のカラーシフトデバイスの一実施形態を構成するレリーフ構造体(4)、(5)の一部を例示する模式平面図(上段)、正方向及び逆方向から観察する場合の色の見え方を説明するための模式断面図(下段)。FIG. 1 is a schematic plan view (upper part) illustrating a portion of the relief structures (4) and (5) constituting one embodiment of the color shifting device of the present invention; and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view (lower part) for explaining how colors appear when observed from the forward and reverse directions. 本発明のカラーシフトデバイスの適用例1に係り、図6、図7のレリーフ構造体(1)~(5)を用いてカラーシフトデバイスを構成したときの色の見え方を示す平面図。FIG. 8 is a plan view showing how colors appear when a color shifting device is constructed using the relief structures (1) to (5) of FIGS. 6 and 7 according to Application Example 1 of the color shifting device of the present invention. 本発明のカラーシフトデバイスの適用例2を示す平面図。FIG. 11 is a plan view showing a second application example of the color shifting device of the present invention.

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同様又は類似した機能を有する要素については、同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Elements having the same or similar functions will be given the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted.

図1は、本発明のカラーシフトデバイスの構成要素であるレリーフ構造体の一部を例示する模式断面図である。図2は、図1に示すレリーフ構造体が含んでいる反射面の模式斜視図である。図3は、図1に示すレリーフ構造体が含んでいる反射面の形状を説明するための模式断面図である。 Figure 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a portion of a relief structure that is a component of the color shifting device of the present invention. Figure 2 is a schematic perspective view of a reflective surface included in the relief structure shown in Figure 1. Figure 3 is a schematic cross-sectional view for explaining the shape of the reflective surface included in the relief structure shown in Figure 1.

尚、図中、X方向は、レリーフ構造体1の表示面に対して平行な方向である。ここで、「表示面」とは、レリーフ構造体1の厚さ方向に垂直な面である。Y方向は、レリーフ構造体1の表示面に対して平行であり且つX方向に対して垂直な方向である。Z方向は、X方向及びY方向に対して垂直な方向である。 In the figure, the X direction is a direction parallel to the display surface of the relief structure 1. Here, the "display surface" is a surface perpendicular to the thickness direction of the relief structure 1. The Y direction is a direction parallel to the display surface of the relief structure 1 and perpendicular to the X direction. The Z direction is a direction perpendicular to the X and Y directions.

図1に示すレリーフ構造体1は、フィルム又はシート状である。レリーフ構造体1は、図1に示すように、レリーフ構造形成層11と、レリーフ構造形成層11の表面に形成された凹凸構造の面に反射層12とを有している。反射層の上に、図示しないが、さらに保護層、中間層、あるいは接着層などが設けられていても良い。 The relief structure 1 shown in FIG. 1 is in the form of a film or sheet. As shown in FIG. 1, the relief structure 1 has a relief structure forming layer 11 and a reflective layer 12 on the surface of the relief structure forming layer 11. Although not shown, a protective layer, an intermediate layer, an adhesive layer, or the like may be further provided on the reflective layer.

レリーフ構造体1は、反射層12側が観察者と向き合う前面であり、レリーフ構造形成層11側が背面であってもよい。あるいは、レリーフ構造形成層11側が観察者と向き合う前面であり、反射層12側が背面であってもよい。ここでは、一例として、レリーフ構造体1は、レリーフ構造形成層11側が観察者と向き合う前面であり、反射層12側が背面であるとする。 The relief structure 1 may have a front surface facing the viewer on the reflective layer 12 side and a rear surface on the relief structure forming layer 11 side. Alternatively, the relief structure forming layer 11 side may be a front surface facing the viewer and the reflective layer 12 side may be a rear surface. Here, as an example, the relief structure 1 has a front surface facing the viewer on the relief structure forming layer 11 side and a rear surface on the reflective layer 12 side.

レリーフ構造形成層11は、可視光透過性を有している層である。一例によれば、レリ
ーフ構造形成層11は、無色透明なフィルム又はシートである。レリーフ構造形成層11は、図示しない基材上に設けられていてもよいが、基材は必ずしも設けられている必要はなく、レリーフ構造形成層と反射層のみから構成されていても良い。
The relief structure forming layer 11 is a layer having visible light transparency. According to one example, the relief structure forming layer 11 is a colorless and transparent film or sheet. The relief structure forming layer 11 may be provided on a substrate (not shown), but the substrate is not necessarily provided, and the relief structure forming layer 11 may be composed of only the relief structure forming layer and the reflective layer.

レリーフ構造形成層11と反射層12と界面及び反射層12の表面は、図1に示すように、波型の反射面RSaとなっている。 The interface between the relief structure forming layer 11 and the reflective layer 12 and the surface of the reflective layer 12 form a corrugated reflective surface RSa, as shown in FIG. 1.

波型の反射面RSaは、図1~図3に示すように、複数の第1傾斜面IS1と複数の第2傾斜面IS2とを含んでいる。第1傾斜面IS1及び第2傾斜面IS2の各々は、表示面に対して平行な第1方向へ延伸した形状を有している。ここで、第1方向はX方向である。 As shown in Figs. 1 to 3, the corrugated reflective surface RSa includes a plurality of first inclined surfaces IS1 and a plurality of second inclined surfaces IS2. Each of the first inclined surfaces IS1 and the second inclined surfaces IS2 has a shape that extends in a first direction parallel to the display surface. Here, the first direction is the X direction.

第1傾斜面IS1は、表示面に対して垂直であり且つ第1方向に対して平行な基準面に対して正の角度(時計回り方向の角度)に傾いている。また、第2傾斜面IS2は、前記基準面に対して負の角度(反時計回り方向の角度)に傾いている。第1傾斜面IS1及び第2傾斜面IS2は、表示面に対して平行であり且つ第1方向に対して垂直な第2方向(=Y方向)へ交互に配列している。 The first inclined surface IS1 is perpendicular to the display surface and inclined at a positive angle (clockwise angle) with respect to a reference plane that is parallel to the first direction. The second inclined surface IS2 is inclined at a negative angle (counterclockwise angle) with respect to the reference plane. The first inclined surface IS1 and the second inclined surface IS2 are arranged alternately in a second direction (=Y direction) that is parallel to the display surface and perpendicular to the first direction.

第1傾斜面IS1は、図3に示すように、周期T1で規則的に配列している。第1傾斜面IS1の配列は、その周期に相当する第1格子定数d1(=T1)を有する第1回折格子を構成している。第1格子定数d1は、700nm以上1100nm以下の範囲内にある。 As shown in FIG. 3, the first inclined surfaces IS1 are regularly arranged with a period T1. The arrangement of the first inclined surfaces IS1 constitutes a first diffraction grating having a first lattice constant d1 (=T1) corresponding to the period. The first lattice constant d1 is in the range of 700 nm to 1100 nm.

他方、第2傾斜面IS2は、周期T1よりも長い周期T2で規則的に配列している。第2傾斜面IS2の配列は、第1格子定数d1よりも大きな第2格子定数d2(=T2)を有する第2回折格子を構成している。第2格子定数d2は、800nm以上1200nm以下の範囲内にある。 On the other hand, the second inclined surfaces IS2 are regularly arranged with a period T2 that is longer than the period T1. The arrangement of the second inclined surfaces IS2 forms a second diffraction grating having a second lattice constant d2 (=T2) that is larger than the first lattice constant d1. The second lattice constant d2 is in the range of 800 nm to 1200 nm.

尚、図1を含め、以下の説明では、第2傾斜面IS2が配列する周期T2を決める第2格子定数d2の方が、第1傾斜面IS1が配列する周期T1を決める第1格子定数d1よりも大きい場合を例として説明することが多いが、本発明のカラーシフトデバイスでは、2以上のレリーフ構造体で、第1傾斜面の配列、または第2傾斜面の配列が、第1格子定数d1を有する第1回折格子、または第1格子定数d1よりも大きい第2格子定数d2を有する第2回折格子の一方ずつから構成され、2以上のレリーフ構造体の少なくとも2個のレリーフ構造体の、第1格子定数d1若しくは第2格子定数d2の少なくとも一方が異なっていればよい。第1格子定数d1若しくは第2格子定数d2の少なくとも一方が異なる、ということは、2以上のレリーフ構造体を比べると、正方向視、または逆方向視で視認する色が異なることを意味する。 In the following description, including FIG. 1, the second lattice constant d2 that determines the period T2 of the arrangement of the second inclined surface IS2 is often greater than the first lattice constant d1 that determines the period T1 of the arrangement of the first inclined surface IS1. However, in the color shifting device of the present invention, in two or more relief structures, the arrangement of the first inclined surface or the arrangement of the second inclined surface is composed of either a first diffraction grating having the first lattice constant d1 or a second diffraction grating having a second lattice constant d2 larger than the first lattice constant d1, and at least one of the first lattice constant d1 or the second lattice constant d2 of at least two relief structures of the two or more relief structures is different. The fact that at least one of the first lattice constant d1 or the second lattice constant d2 is different means that the colors perceived when viewed in the forward direction or the reverse direction are different when comparing two or more relief structures.

本発明のカラーシフトデバイスの構成要素であるレリーフ構造体では、第1格子定数d1と第2格子定数d2とが等しいレリーフ構造体を含んでいてもよい。第1格子定数d1と第2格子定数d2とが等しい、ということは、正方向視、または逆方向視で視認する色が同じであることを意味する。 The relief structure, which is a component of the color shifting device of the present invention, may include a relief structure in which the first lattice constant d1 is equal to the second lattice constant d2. The fact that the first lattice constant d1 is equal to the second lattice constant d2 means that the color seen when viewed in the forward direction or the reverse direction is the same.

第1格子定数d1と第2格子定数d2とは、以下の等式に示す関係を満足していることが好ましい。 It is preferable that the first lattice constant d1 and the second lattice constant d2 satisfy the relationship shown in the following equation.

T12=d1×(n+1)=d2×n
ここで、T12は、周期T1の配列と周期T2の配列とを合成してなる配列の周期であり、nは2以上の整数である。nは、5以上の整数であることが好ましい。また、nは、12以下の整数であることが好ましく、9以下であることがより好ましい。nを小さくすると、周期T12が短くなる。
T12 = d1 x (n + 1) = d2 x n
Here, T12 is the period of the array obtained by combining the array of period T1 and the array of period T2, and n is an integer of 2 or more. It is preferable that n is an integer of 5 or more. Also, it is preferable that n is an integer of 12 or less, and more preferably 9 or less. When n is made smaller, the period T12 becomes shorter.

T12が波長レベルまで短くなると、T12周期の回折光が全体を支配することになりブレーズ化が進むため、周期T12の配列が、周期T1の配列と周期T2の配列とがもたらすカラーシフト効果へ及ぼす影響が大きくなる。逆にnを過剰に大きくした場合も後述するカラーシフト効果を知覚し難くなる。 When T12 becomes short, down to the wavelength level, the diffracted light with a period of T12 dominates the whole, and blazing progresses, so that the arrangement with period T12 has a greater effect on the color shift effect brought about by the arrangement with periods T1 and T2. Conversely, if n is made excessively large, it also becomes difficult to perceive the color shift effect described below.

より具体的には、T12は可視光の波長より大幅に大きくし(≧4000nm)、T1周期とT2周期を可視光の波長レベルに設定する。T1周期とT2周期を可視光の波長レベルのサイズにすることで、T1周期の回折光と、T2周期の回折光のそれぞれの回折角に応じた観察色を目視確認でき、T1周期の観察色とT2周期の観察色の違いを確認できる。T1とT2の周期サイズが大き過ぎたり小さ過ぎたりするとカラーシフト効果が薄れるので好適化を図る必要がある。 More specifically, T12 is made significantly larger than the wavelength of visible light (≧4000 nm), and the T1 and T2 periods are set to the wavelength level of visible light. By making the T1 and T2 periods the size of the wavelength level of visible light, it is possible to visually confirm the observed colors according to the respective diffraction angles of the diffracted light of the T1 period and the diffracted light of the T2 period, and to confirm the difference between the observed colors of the T1 period and the T2 period. If the period sizes of T1 and T2 are too large or too small, the color shift effect is weakened, so optimization is required.

第1格子定数d1と前記第2格子定数d2との比d1/d2は、0.833以上0.917以下の範囲内にあることが好ましく、0.875以上0.9以下の範囲内にあることがより好ましい。比d1/d2を1に近づけると、後述するカラーシフト効果を知覚し難くなる。逆に、比d1/d2を過剰に大きくすると、周期T1の配列が射出する回折光及び周期T2の配列が射出する回折光の一方の波長が可視光域から外れる可能性がある。 The ratio d1/d2 of the first lattice constant d1 to the second lattice constant d2 is preferably in the range of 0.833 to 0.917, and more preferably in the range of 0.875 to 0.9. When the ratio d1/d2 is close to 1, it becomes difficult to perceive the color shift effect described below. Conversely, when the ratio d1/d2 is excessively large, there is a possibility that the wavelength of one of the diffracted light emitted by the array with period T1 and the diffracted light emitted by the array with period T2 falls outside the visible light range.

また、凹凸構造の凸部や凹部が細すぎると再現性が難しくなるため、T1とT2の差が極端に小さくならないようにT1とT2の違いによるカラーシフト効果に差し支えない範囲で、第3の周期成分を混在しても構わない。 In addition, if the convex and concave portions of the uneven structure are too thin, it becomes difficult to reproduce, so a third periodic component may be mixed in as long as it does not interfere with the color shift effect due to the difference between T1 and T2 and does not make the difference between T1 and T2 too small.

第1傾斜面IS1及び第2傾斜面IS2の各々の第1方向に対して垂直な断面、ここでは、X方向に対して垂直な断面は湾曲している。これらの断面は湾曲していなくてもよいが、湾曲させた場合、湾曲させない場合と比較して、後述するように、カラーシフト効果をより知覚し易くなる。 The cross sections perpendicular to the first direction of each of the first inclined surface IS1 and the second inclined surface IS2, here the cross sections perpendicular to the X direction, are curved. These cross sections do not have to be curved, but when they are curved, the color shift effect is more easily perceived compared to when they are not curved, as described below.

波型の反射面RSaのうち表示面に対して平行な領域(=波型の頂上部の平坦な領域)の面積S1と、波型の反射面RSa全体の表示面への正射影の面積S0との比S1/S0は、0.5以下であることが好ましく、0.15以下であることがより好ましい。比S1/S0を小さくすると、凹凸構造はより鋭角的になり、後述するように、カラーシフト効果を知覚し易くなる。比S1/S0は、ゼロ又はそれに近い値を含むことが好ましい。 The ratio S1/S0 of the area S1 of the region of the corrugated reflective surface RSa that is parallel to the display surface (= the flat region at the top of the corrugation) to the area S0 of the orthogonal projection of the entire corrugated reflective surface RSa onto the display surface is preferably 0.5 or less, and more preferably 0.15 or less. If the ratio S1/S0 is made smaller, the uneven structure becomes more acute, and as described below, the color shift effect becomes easier to perceive. The ratio S1/S0 preferably includes a value equal to or close to zero.

図1に示す反射層12は、レリーフ構造形成層11のレリーフ構造が設けられた面を被覆している。反射層12は、可視光反射性を有している。 The reflective layer 12 shown in FIG. 1 covers the surface of the relief structure forming layer 11 on which the relief structure is provided. The reflective layer 12 has visible light reflectivity.

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、反射層12として、レリーフ構造形成層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、すなわち、誘電体多層膜を使用してもよい。この場合、誘電体多層膜が含む誘電体層のうち、レリーフ構造形成層11と接触しているものの屈折率は、レリーフ構造形成層11の屈折率とは異なっていることが望ましい。 The reflective layer 12 may be a metal layer made of a metal material such as aluminum, silver, gold, or an alloy thereof. Alternatively, the reflective layer 12 may be a dielectric layer having a refractive index different from that of the relief structure forming layer 11. Alternatively, the reflective layer 12 may be a laminate of dielectric layers having different refractive indices between adjacent layers, i.e., a dielectric multilayer film. In this case, it is desirable that the refractive index of the dielectric layer in contact with the relief structure forming layer 11 among the dielectric layers contained in the dielectric multilayer film is different from that of the relief structure forming layer 11.

図4は、図1に示すレリーフ構造体1の凹凸構造面を、その法線方向から白色光で照明し、第1観察位置(OP1)方向(正方向)、及び第2観察位置(OP2)方向(逆方向)から視認する様態を示す模式断面図である。 Figure 4 is a schematic cross-sectional view showing the relief structure surface of the relief structure 1 shown in Figure 1 illuminated with white light from its normal direction and viewed from the first observation position (OP1) direction (forward direction) and the second observation position (OP2) direction (reverse direction).

図4において、参照符号LSは、白色光を射出する光源である。また、参照符号OP1は第1観察位置を表し、参照符号OP2は第2観察位置を表している。第1観察位置OP1と第2観察位置OP2とは、レリーフ構造体1の中心を通り且つY方向に垂直な面に対して対称である。本願では、レリーフ構造体1を第1観察位置OP1から見る場合を「正方向視」、第2観察位置OP2から見る場合を「逆方向視」と呼ぶことにする。 In FIG. 4, reference symbol LS is a light source that emits white light. Reference symbol OP1 denotes a first observation position, and reference symbol OP2 denotes a second observation position. The first observation position OP1 and the second observation position OP2 are symmetrical with respect to a plane that passes through the center of the relief structure 1 and is perpendicular to the Y direction. In this application, the case where the relief structure 1 is viewed from the first observation position OP1 is referred to as "forward viewing," and the case where the relief structure 1 is viewed from the second observation position OP2 is referred to as "reverse viewing."

尚、当然ながら、逆方向視時は、正方向視時と図柄や字柄の上下左右がともに反転する。 Naturally, when viewed backwards, the top, bottom, left and right of the patterns and letters are reversed compared to when viewed forward.

図5(a)は、本発明のカラーシフトデバイスを構成するレリーフ構造体1の一部を例示する模式平面図である。図5(b)は、図5(a)に示すレリーフ構造体の凹凸構造面を、その法線方向から白色光で照明し、正方向から観察する(正方向視)様態を示す模式断面図、図5(c)は、同じく逆方向から観察する(逆方向視)様態を示す模式断面図である。 Figure 5(a) is a schematic plan view illustrating a portion of the relief structure 1 constituting the color shifting device of the present invention. Figure 5(b) is a schematic cross-sectional view showing the state in which the relief structure surface of the relief structure shown in Figure 5(a) is illuminated with white light from the normal direction and observed from the forward direction (forward viewing), and Figure 5(c) is a schematic cross-sectional view showing the state in which the same structure is observed from the reverse direction (reverse viewing).

既述のように、矩形波状または正弦波状の断面を有している一般的な回折格子は、法線方向から白色光で照明し、これらの回折格子を反転させて、斜め方向から同じ角度で観察する(すなわち、正方向視と逆方向視を同じ角度θで行う)と、回転前後で画像は反転するものの、正方向と逆方向で回折光の法線方向に対する角度(回折角)θが同じであるため、同じ色の画像を表示する。 As mentioned above, when a typical diffraction grating with a rectangular or sinusoidal cross section is illuminated with white light from the normal direction and then inverted and observed from an oblique direction at the same angle (i.e., the forward and reverse views are performed at the same angle θ), the image is inverted before and after the rotation, but the angle θ of the diffracted light with respect to the normal direction (diffraction angle) is the same in the forward and reverse directions, so the image displayed is the same color.

同じ条件で、鋸歯状の断面を有している回折格子、即ちブレーズド回折格子の場合は、正方向視と逆方向視で反転し、明度が異なる画像を表示し得る。しかしながら、前記と同様に回折角が同じであれば、それらの画像の彩度や色相は変化しない。 Under the same conditions, a diffraction grating with a sawtooth cross section, i.e. a blazed diffraction grating, can display images with different brightness levels when viewed from the forward and reverse directions. However, as mentioned above, if the diffraction angle is the same, the saturation and hue of the images do not change.

これに対し、本発明のカラーシフトデバイスを構成するレリーフ構造体1では、図1~図3に示すように、凹凸構造の向かい合う側面の片方は第1傾斜面IS1であり、もう一方は第2傾斜面IS2である。且つ、第1傾斜面IS1の周期T1と、第2傾斜面IS2の周期T2は異なっている(本例ではT1<T2)。 In contrast, in the relief structure 1 constituting the color shifting device of the present invention, as shown in Figures 1 to 3, one of the opposing side surfaces of the relief structure is a first inclined surface IS1, and the other is a second inclined surface IS2. Furthermore, the period T1 of the first inclined surface IS1 and the period T2 of the second inclined surface IS2 are different (T1<T2 in this example).

従って、本発明のカラーシフトデバイスを構成するレリーフ構造体を、正方向視する場合(図5(b))と、逆方向視する場合(図5(c))とを比較すると、前者の方が、より短い周期T1に依存する分だけ回折角が大きくなる。それ故、正方向視と逆方向視を同じ角度θから行うと、前者の場合は例えば緑色に見え、後者の場合は例えば赤色に視認される。 Therefore, when the relief structure constituting the color shifting device of the present invention is viewed in the forward direction (FIG. 5(b)) and the backward direction (FIG. 5(c)), the diffraction angle is larger in the former case by an amount that depends on the shorter period T1. Therefore, when the relief structure is viewed in the forward direction and the backward direction from the same angle θ, the former case appears green, for example, and the latter case appears red, for example.

また、第1傾斜面IS1は、上記の基準面に対して正の角度に傾いている。それ故、第1傾斜面IS1が形成している第1回折格子は、法線方向から白色光で照明した場合、負の角度範囲内に反射し、正の角度範囲内と比較してより強い回折光を射出する。 The first inclined surface IS1 is inclined at a positive angle with respect to the reference plane. Therefore, when the first diffraction grating formed by the first inclined surface IS1 is illuminated with white light from the normal direction, it reflects light within the negative angle range and emits stronger diffracted light than light within the positive angle range.

他方、第2傾斜面IS2は、上記の基準面に対して負の角度に傾いている。それ故、第2傾斜面IS2が形成している第2回折格子は、法線方向から白色光で照明した場合、正の角度範囲内に反射し、負の角度範囲内と比較してより強い回折光を射出する。 On the other hand, the second inclined surface IS2 is inclined at a negative angle with respect to the reference plane. Therefore, when the second diffraction grating formed by the second inclined surface IS2 is illuminated with white light from the normal direction, it reflects light within the positive angle range and emits stronger diffracted light than light within the negative angle range.

(レリーフ構造体及びカラーシフトデバイスの作製方法)
レリーフ構造体の凹凸構造データに基づいて、レリーフ構造体を構成要素とする本発明のカラーシフトデバイスの作製方法の一例を説明する。
(Method of Making Relief Structure and Color Shifting Device)
An example of a method for producing a color shifting device of the present invention having a relief structure as a constituent element will be described based on the relief structure data.

まず、凹凸構造を形成するための型版として、フォトリソグラフィを用いて以下のように金属製のスタンパを作製する。 First, a metal stamper is created using photolithography as shown below to form the concave-convex structure.

最初に、平滑な基板(ガラス基板が一般的に用いられる)に感光性レジスト材料を塗布し、均一な膜厚のレジスト材料層を形成する。感光性レジスト材料としては、公知のポジ型材料またはネガ型材料を用いることができる。次いで、荷電粒子ビームにより、表示デバイス用凹凸構造データに基づく所望のパターンをレジスト材料層に描画する。 First, a photosensitive resist material is applied to a smooth substrate (a glass substrate is typically used) to form a resist material layer with a uniform thickness. As the photosensitive resist material, a publicly known positive or negative material can be used. Next, a desired pattern based on the uneven structure data for the display device is written onto the resist material layer using a charged particle beam.

その後、このレジスト材料層を現像処理することにより、所望の凹凸構造を有するレジスト構造体を得る。 The resist material layer is then developed to obtain a resist structure with the desired unevenness.

なお、感光性レジスト材料として低感度の材料を使用した場合、或る領域と他の領域とで荷電粒子線の強度や照射回数を異ならしめると、それらの領域間で、可溶化又は不溶化の程度を異ならしめることができる。従って、これを利用すると、例えば、凸部及び凹部の表面が、図1~図3に示す反射面RSaのように湾曲したレジストパターンを得ることができる。 When a low-sensitivity material is used as the photosensitive resist material, the degree of solubility or insolubility can be made different between certain regions by varying the intensity of the charged particle beam or the number of times of irradiation between those regions. Therefore, by utilizing this, it is possible to obtain a resist pattern in which the surfaces of the convex and concave portions are curved like the reflective surface RSa shown in Figures 1 to 3.

次に、このレジスト構造体を原版として用いて、この原版から、電鋳等の方法により金属製のスタンパを作製する。なお、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、この対象物上に金属膜を形成する表面処理技術の一種である。 Next, this resist structure is used as a master plate, and a metal stamper is produced from this master plate by a method such as electroforming. Electroforming is a type of surface treatment technology in which the object to be electroformed is immersed in a specific aqueous solution and an electric current is passed through it, causing the reducing power of electrons to form a metal film on the object.

上記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複製することができる。なお、電鋳の対象物の表面は、通電可能である必要があるが、一般に感光性レジストは電気を通さないので、電鋳を行なう前に、上記レジスト構造体の表面にスパッタリング、真空蒸着等の気相堆積法などにより、金属薄膜が予め設けておく。 By using the above method, it is possible to accurately replicate the fine uneven structure on the surface of the original plate. The surface of the object to be electroformed must be electrically conductive. However, photosensitive resists generally do not conduct electricity, so before electroforming, a thin metal film is formed on the surface of the resist structure by sputtering or a vapor phase deposition method such as vacuum deposition.

次に、上記のスタンパを用いて、レリーフ構造形成層の表面に、凹凸構造を複製する。まず、例えばポリカーボネートまたはポリエステルなどからなる光透過性の基材上に熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または放射線硬化性樹脂などを塗布する。次に、この塗膜にスタンパを密着させ、この状態で熱圧の付与や、光や電子線などの照射を実施した後に、スタンパを樹脂層から剥がすことで、凹凸構造を備えるレリーフ構造形成層を得る。 Next, the above stamper is used to replicate the relief structure on the surface of the relief structure forming layer. First, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a radiation curing resin, or the like is applied to a light-transmitting substrate made of, for example, polycarbonate or polyester. Next, the stamper is attached to this coating, and in this state, heat and pressure are applied or light or electron beams are irradiated. After that, the stamper is peeled off from the resin layer to obtain a relief structure forming layer with a relief structure.

上記において、原版の作製方法として、フォトリソグラフィを用いたが、その他の方法として、切削加工やエッチング加工等により金属等の表面を加工する手法などを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が可能であり、この場合、電鋳等の方法により金属製スタンパを作製することなく、直接金属製スタンパを作製することができる。 In the above, photolithography was used as the method for producing the master plate, but other methods such as machining the surface of a metal or the like by cutting or etching can also be used. Using such methods, it is possible to directly machine the surface of a metal plate, and in this case, a metal stamper can be produced directly without having to produce a metal stamper by a method such as electroforming.

次に、作製したレリーフ構造形成層上に、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法などの気相堆積法等によりアルミニウム等の金属または誘電体などを単層あるいは多層に堆積させ、反射層を形成する。なお、レリーフ構造形成層の一部のみを反射層で被覆する場合には、例えば、気相堆積法などにより連続膜として反射層を形成した後、薬品などによりその一部を除去するなどの方法によって得ることができる。 Next, a metal such as aluminum or a dielectric is deposited in a single layer or multiple layers on the prepared relief structure forming layer by, for example, a vapor phase deposition method such as vacuum deposition or sputtering to form a reflective layer. Note that when only a portion of the relief structure forming layer is to be covered with a reflective layer, this can be achieved, for example, by forming the reflective layer as a continuous film by a vapor phase deposition method, and then removing a portion of it with a chemical or the like.

上記のような方法により、レリーフ構造体(図1の符号1)を作製することができる。レリーフ構造体には、適宜、中間層、印刷層、保護層、接着層あるいは粘着層などの各種公知機能層が設けられていても良い。 By the above-mentioned method, a relief structure (reference number 1 in FIG. 1) can be produced. The relief structure may be provided with various known functional layers, such as an intermediate layer, a printing layer, a protective layer, an adhesive layer, or an adhesive layer, as appropriate.

レリーフ構造体は単独でカラーシフトデバイスとして用いられても良いし、複数のレリーフ構造体を組み合わせてカラーシフトデバイスとして用いられても良い。 A single relief structure may be used as a color shifting device, or multiple relief structures may be combined to be used as a color shifting device.

カラーシフトデバイスの使用形態は、何らかの物品に粘着剤などを介して粘着し、ラベ
ル化した表示体として使用しても良いし、転写箔の構成としてカラーシフトデバイスを作製し、物品に転写される方法が採られても良い。
The color shifting device may be used as a labeled display device by adhering it to an article via an adhesive or the like, or the color shifting device may be produced as a transfer foil and transferred to an article.

(適用例1)
図6、図7では、本発明のカラーシフトデバイスの一実施形態を構成するレリーフ構造体(1)~(5)の一部を例示する模式平面図をそれぞれ上段に示し、正方向及び逆方向から観察する場合の色の見え方をそれぞれ下段に示している。尚、観察する角度は、正方向及び逆方向ともに、表示面に対して同じ大きさの角度から観察することとする。
(Application Example 1)
6 and 7, schematic plan views illustrating parts of the relief structures (1) to (5) constituting an embodiment of the color shifting device of the present invention are shown in the upper part, and the appearance of colors when observed from the forward direction and the reverse direction are shown in the lower part. Note that the observation angle is the same with respect to the display surface in both the forward direction and the reverse direction.

図6、図7のレリーフ構造体(1)~(5)のうち、レリーフ構造体(1)、(5)は凹凸構造のY方向の並びが同じであり、レリーフ構造体(3)は凹凸構造のY方向の並びが、レリーフ構造体(1)~(5)とは反転している。従って、これまでのレリーフ構造体とは異なり、第1傾斜面IS1が配列する周期T1(Yと図示)を決める格子定数は第2格子定数d2であり、第2傾斜面IS2が配列する周期T2(Bと図示)を決める格子定数は第1格子定数d1である。 Of the relief structures (1) to (5) in Figures 6 and 7, relief structures (1) and (5) have the same arrangement of the relief structures in the Y direction, while relief structure (3) has the arrangement of the relief structures in the Y direction reversed from that of relief structures (1) to (5). Therefore, unlike the relief structures so far, the lattice constant that determines the period T1 (shown as Y) at which the first inclined surfaces IS1 are arranged is the second lattice constant d2, and the lattice constant that determines the period T2 (shown as B) at which the second inclined surfaces IS2 are arranged is the first lattice constant d1.

図6(1)のレリーフ構造体は、第1傾斜面IS1(図1~図3参照)が主となる正方向視で黄色(Y)に見えるような周期T(Y)を持ち、第2傾斜面IS2が主となる逆方向視では赤色(R)に見えるような周期T(R)を持つように作製されている。ここでT(R)はT(Y)よりも大きい。 The relief structure in Figure 6 (1) is fabricated to have a period T(Y) such that it appears yellow (Y) when viewed in the forward direction, where the first inclined surface IS1 (see Figures 1 to 3) dominates, and a period T(R) such that it appears red (R) when viewed in the reverse direction, where the second inclined surface IS2 dominates. Here, T(R) is greater than T(Y).

図6(2)のレリーフ構造体は一定の大きさの凹凸がY方向に配列している。このため、正方向視、逆方向視のいずれにおいても黄色(Y)に見えるような周期T(Y)を持つように作製されている。 The relief structure in Figure 6 (2) has projections and recesses of a certain size arranged in the Y direction. Therefore, it is made to have a period T (Y) that appears yellow (Y) when viewed from both the forward and reverse directions.

図6(3)のレリーフ構造体は、凹凸構造のY方向の並びが、レリーフ構造体(1)とは反転している。従って、図6(1)のレリーフ構造体は、第1傾斜面IS1が主となる正方向視で黄色(Y)に見えるような周期T(Y)を持ち、第2傾斜面IS2が主となる逆方向視では青色(B)に見えるような周期T(B)を持つように作製されている。ここでT(Y)はT(B)よりも大きい。 The relief structure in FIG. 6 (3) has a reversed arrangement of the relief structure in the Y direction compared to relief structure (1). Therefore, the relief structure in FIG. 6 (1) is produced to have a period T(Y) that makes it appear yellow (Y) when viewed in the forward direction, where the first inclined surface IS1 dominates, and a period T(B) that makes it appear blue (B) when viewed in the reverse direction, where the second inclined surface IS2 dominates. Here, T(Y) is greater than T(B).

図7(4)のレリーフ構造体は一定の大きさの凹凸がY方向に配列している。このため、正方向視、逆方向視のいずれにおいても青(B)に見えるような周期T(B)を持つように作製されている。 The relief structure in Figure 7 (4) has projections and recesses of a certain size arranged in the Y direction. Therefore, it is made to have a period T (B) that appears blue (B) when viewed from both the forward and reverse directions.

図7(5)のレリーフ構造体は、凹凸構造のY方向の並びが図6(1)のレリーフ構造体と同じであるが、正方向視で紫色(V)に見えるような周期T(V)を持ち、逆方向視では青色(B)に見えるような周期T(B)を持つように作製されている。ここでT(B)はT(V)よりも大きい。 The relief structure in Figure 7 (5) has the same arrangement of the concave-convex structure in the Y direction as the relief structure in Figure 6 (1), but is fabricated to have a period T (V) that appears purple (V) when viewed in the normal direction, and a period T (B) that appears blue (B) when viewed in the reverse direction. Here, T (B) is larger than T (V).

尚、図6、図7において凹凸構造の凹凸の数は、いずれも8個または9個であるように描いているが、これは便宜上のものであり、周期の長さで順に並べれば、
T(V)<T(B)<T(Y)<T(R)
である。
In addition, in FIG. 6 and FIG. 7, the number of projections and recesses in the projection-recess structure is depicted as eight or nine, but this is for convenience. If the projections and recesses are arranged in order of periodic length, they are as follows:
T(V) < T(B) < T(Y) < T(R)
It is.

図8(a)~(d)は、図6、図7のレリーフ構造体(1)~(5)を用いて、本発明のカラーシフトデバイスの一実施形態を構成したときの色の見え方を示す平面図である。 Figures 8(a) to (d) are plan views showing how colors appear when one embodiment of the color shifting device of the present invention is constructed using the relief structures (1) to (5) of Figures 6 and 7.

図8(a)~(d)のいずれにおいても、図6または図7のレリーフ構造体(1)~(5)のいずれかを3行3列配置している。具体的には、中央に図6(3)のレリーフ構造体を配置し、周囲に配置した8個のレリーフ構造体は、図8(a)では図6(2)のレリーフ構造体、図8(b)では図7(4)のレリーフ構造体、図8(c)では図6(1)のレリーフ構造体、図8(d)では図7(5)のレリーフ構造体となっている。 In each of Figures 8(a) to (d), any of the relief structures (1) to (5) in Figure 6 or Figure 7 are arranged in three rows and three columns. Specifically, the relief structure in Figure 6(3) is arranged in the center, and the eight relief structures arranged around it are the relief structure in Figure 6(2) in Figure 8(a), the relief structure in Figure 7(4) in Figure 8(b), the relief structure in Figure 6(1) in Figure 8(c), and the relief structure in Figure 7(5) in Figure 8(d).

図6、図7で説明した色の見え方から、図8(a)、(c)では逆方向視のみ中央の四角形が周囲の四角形と色が異なり明確に青色に視認され、正方向視では全面同じ黄色に視認される。また、図8(b)、(d)では正方向視のみ中央の四角形が周囲の四角形と色が異なり明確に青色に視認され、逆方向視では全面同じ色((b)、(d)とも青色)に視認される。 From the color appearance explained in Figures 6 and 7, in Figures 8(a) and (c), the central square is clearly perceived as a different color from the surrounding squares and is blue only when viewed in the reverse direction, while the entire square is perceived as the same yellow color when viewed in the normal direction. Also, in Figures 8(b) and (d), the central square is clearly perceived as a different color from the surrounding squares and is blue only when viewed in the normal direction, while the entire square is perceived as the same color (blue in both (b) and (d)) when viewed in the reverse direction.

(適用例2)
図9(a)~(d)は、本発明のカラーシフトデバイスの適用例2を示す平面図である。
(Application Example 2)
9(a) to (d) are plan views showing a second application example of the color shifting device of the present invention.

図9(a)では、正方向視では全面同じ色に見えるが、a2部は背景のa1部とは異なるレリーフ構造体となっている。すなわち、a1部のレリーフ構造体は正方向視、逆方向視ともに同じ色に見えるが、a2部のレリーフ構造体は逆方向視では正方向視とは異なる色となる。その結果、逆方向視においてa2部が出現した印象を与えるカラーシフト効果を有する。 In FIG. 9(a), the entire surface appears to be the same color when viewed from the normal direction, but the a2 portion has a relief structure that is different from the a1 portion of the background. In other words, the relief structure of the a1 portion appears to be the same color when viewed from the normal direction and the reverse direction, but the relief structure of the a2 portion has a different color when viewed from the normal direction when viewed from the reverse direction. As a result, there is a color shift effect that gives the impression that the a2 portion appears when viewed from the reverse direction.

図9(b)でも、正方向視では全面同じ色に見えるが、輪郭線を描いているb2部は、背景のb1部とは異なるレリーフ構造体となっている。すなわち、b2部のレリーフ構造体は正方向視、逆方向視ともに同じ色に見えるが、b1部のレリーフ構造体は逆方向視では正方向視とは異なる色となる。その結果、逆方向視においては、図形は変化しないが、b1部の背景色が変化し色数が変化した印象を与えるカラーシフト効果を有する。 In Figure 9(b), the entire surface appears to be the same color when viewed from the normal direction, but part b2, which depicts the contour line, has a different relief structure from part b1, the background. In other words, the relief structure of part b2 appears to be the same color when viewed from both the normal direction and the reverse direction, but the relief structure of part b1 appears to be a different color when viewed from the normal direction when viewed from the reverse direction. As a result, when viewed from the reverse direction, the figure does not change, but there is a color shift effect in which the background color of part b1 changes, giving the impression that the number of colors has changed.

図9(c)は、c1部と、図柄のc2部、c3部に分かれるが、c1部は発色機能を有する構造がない部分であり、c2、c3部は異なるレリーフ構造体となっている。すなわち、正方向視においてはc2部とc3部とは同じ色であるが、逆方向視にしたときc2部は色の変化はないが、c3部は異なる色となるよう作製されている。従って、図形が部分的に色分けされ、色数が変化するカラーシフト効果を有する。 Figure 9 (c) is divided into part c1 and parts c2 and c3 of the pattern, but part c1 is a part that does not have a structure with a coloring function, and parts c2 and c3 have different relief structures. In other words, parts c2 and c3 are the same color when viewed from the normal direction, but when viewed from the reverse direction, part c2 does not change color, but part c3 is made to be a different color. Therefore, the figure is partially colored, and there is a color shift effect in which the number of colors changes.

図9(d)は、正方向視ではd1部を背景として「8」の文字が見えるが、実際は字柄もd2部、d3部に分かれており、これらはいずれも異なるレリーフ構造体となっている。すなわち、逆方向視にしたとき、d2部は色の変化はないが、d1部、d3部は、それぞれd3部は正方向視でのd1部と同じ色となり、d1部はd2と同じ色となるように作製されている。従って、正方向視から逆方向視に切り替えると、「8」の文字は「5」の文字に変化し、図形と背景の色が入れ替わるという機能と、図形が変形するという機能を併せもつカラーシフト効果を有する。 In FIG. 9(d), when viewed from the normal direction, the character "8" appears against the background of part d1, but in reality the character pattern is divided into parts d2 and d3, each of which has a different relief structure. In other words, when viewed from the reverse direction, part d2 does not change color, but parts d1 and d3 are made so that part d3 has the same color as part d1 when viewed from the normal direction, and part d1 has the same color as d2. Therefore, when switching from normal viewing to reverse viewing, the character "8" changes to the character "5," creating a color shift effect that combines the function of swapping the colors of the figure and the background and the function of deforming the figure.

既述のように、本発明のカラーシフトデバイスでは、色変化のみならず、色数、図形を変化させることができるので、観察条件がずれても画像の変化を捉えやすくなる。 As mentioned above, the color shifting device of the present invention can change not only the color but also the number of colors and shapes, making it easier to capture changes in the image even if the observation conditions change.

1・・・・レリーフ構造体
11・・・レリーフ構造形成層
12・・・反射層
IS1・・・第1傾斜面
IS2・・・第2傾斜面
RSa・・・反射面
T1、T2、T12・・・周期
LS・・・・光源
OP1・・・第1観察位置
OP2・・・第2観察位置
a1、b1、b2、c1、c2、c3、d1、d2、d3・・・正方向視による視認部
a1’、b1’、b2’、c1’、c2’、c3’、d1’、d2’、d3’
・・・逆方向視による視認部
1...Relief structure 11...Relief structure forming layer 12...Reflective layer IS1...First inclined surface IS2...Second inclined surface RSa...Reflective surface T1, T2, T12...Period LS...Light source OP1...First observation position OP2...Second observation position a1, b1, b2, c1, c2, c3, d1, d2, d3...Viewing portions a1', b1', b2', c1', c2', c3', d1', d2', d3' when viewed in the normal direction
...Viewing part by looking in the opposite direction

Claims (8)

複数個のレリーフ構造体からなるカラーシフトデバイスであって、
前記複数個のレリーフ構造体は、いずれも前記カラーシフトデバイスの表示面に対して平行な第1方向へ延び、且つ前記第1方向に対して垂直な第2方向へ配列した凹凸構造を有し、
前記凹凸構造は、第1傾斜面及び第2傾斜面からなる波型の反射面を有し、
前記第1傾斜面及び前記第2傾斜面は、前記第2方向へ交互に配列し、
前記第1傾斜面は、前記表示面に対して垂直で且つ前記第1方向に対して平行な基準面に対して正の角度に傾き、
前記第2傾斜面は前記基準面に対して負の角度に傾き、
前記複数個のレリーフ構造体は、
前記第1傾斜面の配列間隔である第1格子定数d1が700nm以上1100nm以下であり、前記第2傾斜面の配列間隔である第2格子定数d2が800nm以上1200nm以下かつ前記第1格子定数d1よりも大きいことにより、レリーフ構造体内において隣接する前記第1傾斜面及び前記第2傾斜面の組により形成される凸構造の前記第2方向における最大寸法が、前記第2方向の一方に進むにつれて徐々に増加しているレリーフ構造体を2以上含み、
そのうち2つは、前記第1格子定数d1および前記第2格子定数d2の少なくとも一方の値が同一でない
ことを特徴とするカラーシフトデバイス。
1. A color shifting device comprising a plurality of relief structures,
each of the plurality of relief structures extends in a first direction parallel to a display surface of the color shifting device and has a concave-convex structure arranged in a second direction perpendicular to the first direction;
the concave-convex structure has a wave-shaped reflecting surface consisting of a first inclined surface and a second inclined surface,
the first inclined surfaces and the second inclined surfaces are alternately arranged in the second direction,
the first inclined surface is inclined at a positive angle with respect to a reference plane that is perpendicular to the display surface and parallel to the first direction ;
the second inclined surface is inclined at a negative angle with respect to the reference surface,
The plurality of relief structures include
the relief structure includes two or more relief structures in which a first lattice constant d1, which is an arrangement interval of the first inclined surfaces, is 700 nm or more and 1100 nm or less, and a second lattice constant d2, which is an arrangement interval of the second inclined surfaces, is 800 nm or more and 1200 nm or less and is larger than the first lattice constant d1, such that a maximum dimension in the second direction of a convex structure formed by a pair of adjacent first inclined surfaces and second inclined surfaces in the relief structure gradually increases as it proceeds in one direction in the second direction ,
Two of them have at least one of the first lattice constant d1 and the second lattice constant d2 that is not the same value .
A color shifting device comprising:
前記複数個のレリーフ構造体は、前記第1格子定数d1と前記第2格子定数d2とが同一であるレリーフ構造体を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のカラーシフトデバイス。
The plurality of relief structures include a relief structure in which the first lattice constant d1 and the second lattice constant d2 are the same .
2. The color shifting device of claim 1.
前記複数個のレリーフ構造体は、前記第1格子定数d1と前記第2格子定数d2とが、
等式:d1×(n+1)=d2×n
に示す関係を満たすレリーフ構造体を含み、nは2以上の整数である、
ことを特徴とする請求項1、または2に記載のカラーシフトデバイス。
The plurality of relief structures have the first lattice constant d1 and the second lattice constant d2,
Equation: d1 x (n + 1) = d2 x n
wherein n is an integer equal to or greater than 2.
3. A color shifting device according to claim 1 or 2.
前記第1格子定数d1と前記第2格子定数d2との比d1/d2は、0.833以上0.917以下の範囲内にある、
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のカラーシフトデバイス。
The ratio d1/d2 of the first lattice constant d1 to the second lattice constant d2 is in the range of 0.833 to 0.917.
A color shifting device according to any one of claims 1 to 3.
前記第1傾斜面及び前記第2傾斜面の、前記第1方向に対して垂直な断面は、いずれも湾曲している、
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載のカラーシフトデバイス。
The first inclined surface and the second inclined surface have cross sections perpendicular to the first direction, and the cross sections are both curved.
A color shifting device according to any one of claims 1 to 4.
前記波型の反射面のうち前記表示面に対して平行な領域の面積S1と、前記波型の反射面の前記表示面への正射影の面積S0との比S1/S0は0.5以下である、
ことを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載のカラーシフトデバイス。
a ratio S1/S0 of an area S1 of a region of the corrugated reflective surface that is parallel to the display surface to an area S0 of an orthogonal projection of the corrugated reflective surface onto the display surface is 0.5 or less;
A color shifting device according to any one of claims 1 to 5.
前記複数個のレリーフ構造体はフィルム又はシート状である、
ことを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載のカラーシフトデバイス。
the plurality of relief structures are in the form of a film or sheet;
A color shifting device according to any one of claims 1 to 6.
前記反射面を有する反射層と、前記反射層を支持し前記反射層と接する面に前記反射面に対応した形状のレリーフ構造が設けられたレリーフ構造形成層と、を具備する、
ことを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載のカラーシフトデバイス。
a reflective layer having the reflective surface; and a relief structure forming layer supporting the reflective layer and having a relief structure having a shape corresponding to the reflective surface on a surface in contact with the reflective layer,
A color shifting device according to any one of claims 1 to 7.
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007506989A (en) 2003-06-25 2007-03-22 オーファオデー キネグラム アーゲー Optical security element and system for visualizing hidden information
JP2008256855A (en) 2007-04-03 2008-10-23 Toppan Printing Co Ltd Diffraction image display and labeled article
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