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Abstract
【課題】表示体が有する意匠性を高めることを可能とした表示体を提供する。【解決手段】光干渉層35と、光干渉層35よりも入射光の入射する側に位置し、第1表示領域34b1を含む第2プリズム面を有したプリズム層34と、第2プリズム面との界面を形成するとともに、プリズム層34よりも屈折率が低い空気層37とを備える。第1表示領域34b1は、プリズム層34が広がる平面に対して所定の傾斜角度θで傾く複数の第1傾斜要素b1tであって、配列方向DAに沿って並び、かつ、延在方向DEに沿って延びるとともに、平面と対向する平面視において、配列方向DAにおいて互いに隣り合う第1傾斜要素b1tが接する複数の第1傾斜要素b1tを含む。各第1傾斜要素b1tの傾斜角度θが、配列方向DAに沿って一定の角度ずつ大きくなる。【選択図】図4
Description
本発明は、表示体に関する。
認証書類、有価証券類、および、紙幣などの各種物品には、物品の偽造が困難であることが求められる。こうした物品の偽造を困難にする技術の一例として、偽造が困難であり、かつ、所定の画像を表示することが可能な要素を物品に付与する技術が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
上述した表示体を解析する技術は、偽造が困難である構成を開発するために発展している。表示体を製造する技術もまた、偽造が困難である構成を具現化するために多様化する一方である。しかしながら、表示体を解析する技術の向上は、表示体の偽造を目的とした表示体の解析を容易なものとし、表示体を製造する技術の多様化もまた、偽造品の製造を容易なものとしている。そこで、表示体を構成する各要素には、従来にも増して、新規な構造が強く望まれており、特に、表示体が有する意匠性を高める技術が求められている。
本発明は、表示体が有する意匠性を高めることを可能とした表示体を提供することを目的とする。
本発明は、表示体が有する意匠性を高めることを可能とした表示体を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための表示体は、入射光の入射角度に応じた光の干渉によって、前記入射光の一部である所定の波長を有した光を反射する光干渉層と、光透過性を有するとともに、前記光干渉層に対して前記入射光の入射する側に位置するプリズム層であって、少なくとも1つの表示領域を含む凹凸面を有した前記プリズム層と、前記凹凸面との界面を有するとともに、前記界面に対して前記入射光の入射する側の屈折率が、前記界面に対して前記光干渉層が位置する側の屈折率よりも高くなるように、前記プリズム層との間で屈折率の差を有する界面層と、を備える。前記表示領域は、前記プリズム層が広がる平面に対して所定の傾斜角度で傾く複数の傾斜要素であって、複数の前記傾斜要素が配列方向に沿って並び、かつ、前記配列方向と直交する延在方向に沿って延びるとともに、前記平面と対向する平面視において、前記配列方向において互いに隣り合う前記傾斜要素が接する複数の前記傾斜要素を含み、全ての前記傾斜要素には、前記各傾斜要素の前記傾斜角度が、前記配列方向に沿って一定の角度ずつ大きくなる複数の前記傾斜要素が含まれる。
上記課題を解決するための表示体は、入射光の入射角度に応じた光の干渉によって、前記入射光の一部である所定の波長を有した光を反射する光干渉層と、光透過性を有するとともに、前記光干渉層に対して前記入射光が入射する側に位置するプリズム層であって、前記プリズム層において前記光干渉層と対向する面である対向面と、前記対向面とは反対側の面である反対面とのいずれか一方が、少なくとも1つの表示領域を含む凹凸面であり、前記凹凸面に対して前記入射光の入射する側の屈折率が、前記凹凸面に対して前記光干渉層が位置する側の屈折率よりも高くなるように構成された前記プリズム層と、を備え、
前記表示領域は、三角形状の波形が進行方向に連なる三角波形状を有した断面が1つの方向に連なる形状を有し、各波形の傾きが前記進行方向に沿って一定の角度ずつ大きくなる。
前記表示領域は、三角形状の波形が進行方向に連なる三角波形状を有した断面が1つの方向に連なる形状を有し、各波形の傾きが前記進行方向に沿って一定の角度ずつ大きくなる。
上記構成によれば、プリズム層から界面層に向けて光が入射するとき、界面に沿って入射光が屈折する入射角度である臨界角を生じさせることができる。しかも、表示領域では、複数の傾斜要素において傾斜角度が連続して変わるため、表示体の広がる平面と観察者の視線方向を含む平面との角度が変わることによって、傾斜要素のうち、入射光の入射角度が臨界角よりも大きい傾斜要素と、入射光の入射角度が臨界角よりも小さい傾斜要素との境界が、配列方向において連続的に変わる。これにより、表示領域において、光干渉層にて反射した光を透過する部分と、光干渉層にて反射した光を透過しない部分との境界が連続的に変わるため、表示体の意匠性を高めることができる。
上記表示体において、前記凹凸面は、前記配列方向に沿って間隔を空けて並ぶ複数の前記表示領域を含み、互いに隣り合う前記表示領域間において、前記傾斜要素の前記傾斜角度が、前記配列方向に沿って一定の角度ずつ大きくなる部分を前記各表示領域が含んでもよい。
上記構成によれば、表示体の広がる平面と観察者の視線方向を含む平面との角度が変わることによって、配列方向において互いに隣り合う表示領域間において、光干渉層にて反射した光を透過する部分と、光干渉層にて反射した光を透過しない部分との境界を連続的に変えることができる。これにより、表示体の意匠性を高めることができる。
上記表示体において、前記凹凸面は、前記配列方向に沿って並ぶ複数の表示領域を含み、前記平面と直交するとともに前記延在方向に平行な面が基準面であり、複数の前記表示領域には、前記平面と直交するとともに前記配列方向に平行な断面において、その表示領域に属する全ての前記傾斜要素が前記基準面に対して第1配列方向に傾いている前記表示領域と、その表示領域に属する全ての前記傾斜要素が前記基準面に対して前記第1配列方向とは逆の方向である第2配列方向に傾いている前記表示領域とが含まれてもよい。
上記構成によれば、視線方向を含む平面が、表示体が広がる平面に対して垂直以外の角度で交差するとき、傾斜要素の傾く方向が同じである構成と比べて、傾斜要素の傾く方向が互いに異なる表示領域の間では、各傾斜要素への入射光であって、観察者が視認することのできる光の入射角度を大きく異ならせることが可能である。
上記表示体において、前記表示領域は、前記配列方向に沿って並ぶ第1部分と第2部分とから構成され、前記各部分は、複数の前記傾斜要素を含み、前記平面と直交するとともに前記延在方向に平行な面が基準面であり、前記平面と直交するとともに前記配列方向に平行な断面において、前記第1部分に属する全ての前記傾斜要素が前記基準面に対して第1配列方向に傾き、前記第2部分に属する全ての前記傾斜要素が前記基準面に対して前記第1配列方向とは逆の方向である第2配列方向に傾いていてもよい。
上記構成によれば、第1部分における傾斜要素の傾く方向は、第2部分における傾斜要素の傾く方向とは逆の方向である。そのため、視線方向を含む平面が、表示体が広がる平面に対して垂直以外の角度で交差するとき、傾斜要素の傾く方向が同じである構成と比べて、各傾斜要素への入射光であって、観察者が視認することのできる光の入射角度を大きく異ならせることが可能である。それゆえに、1つの表示領域が形成する画像において、状態の異なる2つの部分を形成することができ、ひいては、表示体の意匠性を高めることができる。
上記表示体において、前記凹凸面は、複数の前記表示領域を含み、前記各表示領域は、前記各表示領域に固有の前記配列方向を有し、複数の前記表示領域には、前記配列方向が互いに異なる前記表示領域が含まれてもよい。
上記構成によれば、表示体の広がる平面と視線方向を含む平面との角度を変えたときに、入射角度が臨界角よりも大きい傾斜要素と、入射角度が臨界角よりも小さい傾斜要素との境界が連続的に変わる状態を、配列方向が互いに異なる表示領域間で変えることができる。それゆえに、全ての表示領域において配列方向が同じである構成と比べて、表示体の意匠性を高めることができる。
上記表示体において、前記凹凸面は、複数の前記表示領域を含み、複数の前記表示領域には、前記平面と対向する平面視において、第1の面積を有する前記表示領域と、前記第1の面積とは異なる第2の面積を有する前記表示領域とが含まれてもよい。
上記構成によれば、第1の面積を有する表示領域と第2の面積を有する表示領域との間では、各表示領域が有する面積の違いによって、各表示領域の全体から射出される光の光量を異ならせることができる。そのため、全ての表示領域が同じ大きさを有する構成と比べて、表示体の広がる平面と視線方向を含む平面との角度を変えたときに、表示領域から射出される光量の違いによって、表示体の意匠性を高めることができる。
本発明によれば、表示体が有する意匠性を高めることができる。
図1から図14を参照して、表示体を具体化した一実施形態を説明する。以下では、表示体の構成、プリズム層の形状、プリズム層における傾斜要素の角度、表示体の作用、表示体の製造方法、および、実施例を順に説明する。
[表示体の全体構成]
図1から図3を参照して表示体の全体構成を説明する。
図1が示すように、表示体10は矩形板状を有し、表示体10は、例えば表示体10を所有する個人を認証するためのIDカードである。表示体10は、表示体10の表面10aと対向する平面視において、1つの方向に沿って間隔を空けて並ぶ第1画像11、第2画像12、および、第3画像13を表示することが可能に構成されている。第1画像11、第2画像12、および、第3画像13は、それぞれ所定の形状を有していればよい。第1画像11および第3画像13は星形状を有し、第2画像12は、八分音符を表現する形状を有している。また、表示体10は、第1画像11、第2画像12、および、第3画像13が並ぶ方向に沿って延びる帯状を有し、かつ、第1画像11、第2画像12、および、第3画像13を取り囲む第4画像14を表示することが可能に構成されている。
図1から図3を参照して表示体の全体構成を説明する。
図1が示すように、表示体10は矩形板状を有し、表示体10は、例えば表示体10を所有する個人を認証するためのIDカードである。表示体10は、表示体10の表面10aと対向する平面視において、1つの方向に沿って間隔を空けて並ぶ第1画像11、第2画像12、および、第3画像13を表示することが可能に構成されている。第1画像11、第2画像12、および、第3画像13は、それぞれ所定の形状を有していればよい。第1画像11および第3画像13は星形状を有し、第2画像12は、八分音符を表現する形状を有している。また、表示体10は、第1画像11、第2画像12、および、第3画像13が並ぶ方向に沿って延びる帯状を有し、かつ、第1画像11、第2画像12、および、第3画像13を取り囲む第4画像14を表示することが可能に構成されている。
表示体10は、第1情報21および第2情報22を含んでいる。第1情報21および第2情報22は、例えば文字および数字などから構成されていればよく、第1情報21および第2情報22は、それぞれ複数のアルファベットから構成されている。
図2は、図1におけるI−I線に沿う表示体10の断面構造を示し、図3は、図1におけるII−II線に沿う表示体10の断面構造を示している。
図2が示すように、I−I線に沿う断面において、表示体10は、基材31、印刷層32、接着層33、および、プリズム層34を備えている。印刷層32は、基材31におけるプリズム層34と対向する第1基材面31aの一部に位置している。印刷層32は、上述した第2情報22を含んでいる。なお、図2では、図示の便宜上、印刷層32を1つの層で表現している。
図2が示すように、I−I線に沿う断面において、表示体10は、基材31、印刷層32、接着層33、および、プリズム層34を備えている。印刷層32は、基材31におけるプリズム層34と対向する第1基材面31aの一部に位置している。印刷層32は、上述した第2情報22を含んでいる。なお、図2では、図示の便宜上、印刷層32を1つの層で表現している。
プリズム層34は、表示体10の表面10aである第1プリズム面34aと、第1プリズム面34aとは反対側の面である第2プリズム面34bとを含んでいる。第1プリズム面34aは、その全体がほぼ平坦な面であり、第2プリズム面34bのなかで、II−II線に沿う断面に含まれる部分は、ほぼ平坦な面である。接着層33は、基材31の第1基材面31aと、プリズム層34の第2プリズム面34bとの間を埋めることによって、基材31とプリズム層34とを接着している。
表示体10は、1つの平面に沿って広がる形状を有し、表示体10に含まれるプリズム層34も表示体10が広がる平面と同じ平面に沿って広がる形状を有している。プリズム層34が広がる平面は、プリズム層34の第1プリズム面34a、すなわち表示体10の表面10aとほぼ平行であると見なすことが可能である。
なお、表示体10において、第1情報21を含む部分における表示体10の厚さ方向に沿う断面構造は、I−I線に沿う断面構造と同等の層構成を有している。
図3が示すように、II−II線に沿う断面において、表示体10は、基材31、光干渉層35、印刷層36、および、プリズム層34を備えている。プリズム層34の第2プリズム面34bは凹凸面の一例であり、第2プリズム面34bは、第1表示領域34b1、第2表示領域34b2、および、第3表示領域34b3を含んでいる。プリズム層34において、第2プリズム面34bが光干渉層35と対向する対向面の一例であり、第1プリズム面34aが対向面とは反対側の面である反対面の一例である。プリズム層34では、対向面と反対面とのいずれか一方が上述した凹凸面である。
II−II線に沿う断面、すなわち表示体10の厚さ方向に沿う断面において、各表示領域を含む部分は鋸歯状を有している。なお、図3では、図示の便宜上、各表示領域をドットで示している。
第1プリズム面34aと対向する平面視において、第1表示領域34b1は第1画像11が表示される部位に位置し、第2表示領域34b2は第2画像12が表示される部位に位置し、第3表示領域34b3は第3画像13が表示される部位に位置している。すなわち、第1表示領域34b1は第1画像11を表示するための領域であり、第2表示領域34b2は第2画像12を表示するための領域であり、第3表示領域34b3は第3画像13を表示するための領域である。
光干渉層35は、II−II線に沿う断面において、基材31の第1基材面31aの全体に位置している。なお、光干渉層35は、第1プリズム面34aと対向する平面視において、第1表示領域34b1、および、第3表示領域34b3にそれぞれ重なる位置に少なくとも位置していればよく、そのため、基材31の第1基材面31aの全体に位置してもよい。
光干渉層35は、入射光の入射角度に応じた光の干渉によって、入射光の一部である所定の波長を有した光を反射する。言い換えれば、光干渉層35は、光干渉層35に対してプリズム層34が位置する側から入射した光を反射するとともに、光干渉層35において反射する光を干渉させることによって、所定の波長を有した光を反射光として射出する。光干渉層35は、コレステリック液晶層、および、多層干渉構造体のいずれかであればよい。
印刷層36は、光干渉層35におけるプリズム層34と対向する第1光干渉面35aのなかで、第2プリズム面34bにおける第2表示領域34b2と重なる部位に位置している。なお、図3では、図示の便宜上、印刷層36を1つの層によって表現している。
II−II線に沿う断面において、光干渉層35の第1光干渉面35aと、プリズム層34の第2プリズム面34bとの間には、I−I線に沿う断面とは異なり、接着層33が位置していない。そのため、光干渉層35の第1光干渉面35aと、プリズム層34の第2プリズム面34bとの間には、空気層37が位置している。空気層37は、プリズム層34の第2プリズム面34bとの界面を有する界面層の一例である。
なお、第1光干渉面35aと第2プリズム面34bとの間のうち、第1表示領域34b1、第2表示領域34b2、および、第3表示領域34b3を除く部分には、接着層33が位置してもよい。
こうした表示体10において、プリズム層34に対して光干渉層35とは反対側が光の入射する側であり、かつ、観察者の観察する側である。
[プリズム層の形状]
図4から図7を参照して、プリズム層34、光干渉層35、印刷層36、および、空気層37をより詳しく説明する。図4は、光干渉層35および空気層37のなかで、表示体10の厚さ方向において、第1表示領域34b1と重なる部分のみを示している。図5は、光干渉層35および空気層37のなかで、表示体10の厚さ方向において、第3表示領域34b3と重なる領域のみを示している。図6は、光干渉層35、印刷層36、および、空気層37のなかで、表示体10の厚さ方向において、第2表示領域34b2と重なる部分のみを示している。なお、図4から図7では、プリズム層34の形状を認識しやすくする便宜上、プリズム層34におけるハッチングを省略している。
図4から図7を参照して、プリズム層34、光干渉層35、印刷層36、および、空気層37をより詳しく説明する。図4は、光干渉層35および空気層37のなかで、表示体10の厚さ方向において、第1表示領域34b1と重なる部分のみを示している。図5は、光干渉層35および空気層37のなかで、表示体10の厚さ方向において、第3表示領域34b3と重なる領域のみを示している。図6は、光干渉層35、印刷層36、および、空気層37のなかで、表示体10の厚さ方向において、第2表示領域34b2と重なる部分のみを示している。なお、図4から図7では、プリズム層34の形状を認識しやすくする便宜上、プリズム層34におけるハッチングを省略している。
図4が示すように、第1表示領域34b1は、プリズム層34が広がる平面に対して所定の傾斜角度θで傾く複数の第1傾斜要素b1tを含む凹凸面である。複数の第1傾斜要素b1tは配列方向DAに沿って並び、かつ、配列方向DAと直交する延在方向DEに沿って延びている。プリズム層34が広がる平面と対向する平面視において、配列方向DAにおいて互いに隣り合う第1傾斜要素b1tが接している。
第1表示領域34b1に含まれる全ての第1傾斜要素b1tにおいて、各第1傾斜要素b1tの傾斜角度θが、配列方向DAに沿って一定の角度ずつ大きくなる。第1表示領域34b1では、配列方向DAに沿い、かつ、紙面の右から左に向かう方向に沿って、各第1傾斜要素b1tの傾斜角度θが大きくなる。配列方向DAにおいて互いに隣り合う第1傾斜要素b1t間での傾斜角度θの差は、2°以下であることが好ましい。
言い換えれば、第1表示領域34b1は、三角形状の波形が進行方向に連なる三角波形状を有した断面が1つの方向に連なる形状を有し、各波形の傾きが進行方向に沿って一定の角度ずつ大きくなる。
プリズム層34が広がる平面と直交するとともに、延在方向DEに平行な面が基準面RPである。第1表示領域34b1では、プリズム層34と直交するとともに配列方向DAに平行な断面、言い換えれば上述したII−II線に沿う断面において、第1表示領域34b1に属する全ての第1傾斜要素b1tが、基準面RPに対して第1配列方向DA1に傾いている。具体的には、全ての第1傾斜要素b1tが、紙面の右から左に向かう方向に傾いている。
プリズム層34の厚さ方向において、各第1傾斜要素b1tにおける第1プリズム面34aからの距離が小さい端部が基端部b1t1であり、第1プリズム面34aからの距離が大きい端部が先端部b1t2である。複数の第1傾斜要素b1tにおいて、プリズム層34の厚さ方向における基端部b1t1の位置が互いに等しく、かつ、先端部b1t2の位置が互いに等しいことが好ましい。
言い換えれば、プリズム層34は互いに異なる第1傾斜要素b1tを1つずつ含む複数の凸部34cを有し、プリズム層34の厚さ方向において、凸部34cの高さは互いに等しいことが好ましい。そのため、第1プリズム面34aと対向する平面視において配列方向DAに沿う第1傾斜要素b1tの幅、言い換えれば、各凸部34cにおける配列方向DAに沿う幅は、第1傾斜要素b1tの傾斜角度θが大きくなるほど小さくなる。
図5が示すように、第3表示領域34b3は、第1表示領域34b1と同様、プリズム層34が広がる平面に対して所定の傾斜角度θで傾く第3傾斜要素b3tを含む凹凸面である。複数の第3傾斜要素b3tは配列方向DAに沿って並び、かつ、延在方向DEに沿って延びている。プリズム層34が広がる平面と対向する平面視において、配列方向DAにおいて互いに隣り合う第3傾斜要素b3tが接している。
第3表示領域34b3に含まれる全ての第3傾斜要素b3tにおいて、各第3傾斜要素b3tの傾斜角度θが、配列方向DAに沿って一定の角度ずつ大きくなる。第3表示領域34b3では、配列方向DAに沿い、かつ、紙面の左から右に向かう方向に沿って、各第3傾斜要素b3tの傾斜角度θが大きくなる。第3傾斜要素b3t間での傾斜角度θの差は、2°以下であることが好ましく、第1表示領域34b1における第1傾斜要素b1t間での傾斜角度θの差と同じ大きさであることが好ましい。
言い換えれば、第3表示領域34b3は、三角形状の波形が進行方向に連なる三角波形状を有した断面が1つの方向に連なる形状を有し、各波形の傾きが進行方向に沿って一定の角度ずつ大きくなる。
第3表示領域34b3では、II−II線に沿う断面において、第3表示領域34b3に属する全ての第3傾斜要素b3tが、基準面RPに対して第1配列方向DA1とは逆の方向である第2配列方向DA2に傾いている。上述した配列方向DAは、第1配列方向DA1と第2配列方向DA2とから構成されている。具体的には、全ての第3傾斜要素b3tが、紙面の左から右に向かう方向に傾いている。しかも、第3表示領域34b3は、基準面RPを対称面とするとき、第1表示領域34b1と面対称の関係を有している。すなわち、第3表示領域34b3の左右を反転させた形状が、第1表示領域34b1と重なる形状である。
なお、第3表示領域34b3においても、第1表示領域34b1と同様、複数の第3傾斜要素b3tにおいて、プリズム層34の厚さ方向における基端部b3t1の位置が互いに等しく、かつ、先端部b3t2の位置が互いに等しいことが好ましい。言い換えれば、各凸部34cの高さは互いに等しいことが好ましい。そのため、第1プリズム面34aと対向する平面視において、配列方向DAに沿う第3傾斜要素b3tの幅、言い換えれば、各凸部34cにおける配列方向DAに沿う幅は、第3傾斜要素b3tの傾斜角度θが大きくなるほど小さくなる。
こうした構成では、観察者の視線方向を含む平面が、表示体10が広がる平面に対して垂直以外の角度で交差するとき、第1表示領域34b1と第3表示領域34b3との間では、各傾斜要素への入射光であって、観察者が視認することのできる光の入射角度を大きく異ならせることが可能である。
図6が示すように、第2表示領域34b2は、第1表示領域34b1と同様、プリズム層34が広がる平面に対して所定の傾斜角度θで傾く第2傾斜要素b2tを含む凹凸面である。複数の第2傾斜要素b2tは配列方向DAに沿って並び、かつ、延在方向DEに沿って延びている。プリズム層34が広がる平面と対向する平面視において、配列方向DAにおいて互いに隣り合う第2傾斜要素b2tが接している。
第2表示領域34b2は、配列方向DAに沿って並ぶ第1部分b21と第2部分b22とから構成されている。第1部分b21および第2部分b22の各々は、複数の第2傾斜要素b2tを含んでいる。第2表示領域34b2では、II−II線に沿う断面において、第1部分b21に属する全ての第2傾斜要素b2tが基準面RPに対して第1配列方向DA1に傾き、第2部分b22に属する全ての第2傾斜要素b2tが基準面RPに対して第1配列方向DA1とは逆の方向である第2配列方向DA2に傾いている。
言い換えれば、第1部分b21および第2部分b22の各々は、三角形状の波形が進行方向に連なる三角波形状を有した断面が1つの方向に連なる形状を有し、各波形の傾きが進行方向に沿って一定の角度ずつ大きくなる。
具体的には、第1部分b21に属する全ての第2傾斜要素b2tが、紙面の右から左に向かう方向に傾く一方で、第2部分b22に属する全ての第2傾斜要素b2tが、紙面の左から右に向かう方向に傾いている。しかも、第1部分b21は、基準面RPを対称面とするとき、第2部分b22と面対称の関係を有している。すなわち、第1部分b21の左右を反転させた形状が、第2部分b22と重なる形状である。
なお、第2表示領域34b2においても、第1表示領域34b1と同様、複数の第2傾斜要素b2tにおいて、プリズム層34の厚さ方向における基端部b2t1の位置が互いに等しく、かつ、先端部b2t2の位置が互いに等しいことが好ましい。言い換えれば、各凸部34cの高さは互いに等しいことが好ましい。そのため、第1プリズム面34aと対向する平面視において、配列方向DAに沿う第2傾斜要素b2tの幅、言い換えれば、各凸部34cにおける配列方向DAに沿う幅は、第2傾斜要素b2tの傾斜角度θが大きくなるほど小さくなる。
こうした第2表示領域34b2によれば、視線方向を含む平面が、表示体10が広がる平面に対して垂直以外の角度で交差するとき、第2傾斜要素の傾く方向が同じである構成と比べて、各第2傾斜要素b2tへの入射光であって、観察者が視認することのできる光の入射角度を大きく異ならせることが可能である。それゆえに、1つの第2表示領域34b2が形成する画像において、状態の異なる2つの部分を形成することができ、ひいては、表示体10の意匠性を高めることができる。
図7が示すように、プリズム層34は、光干渉層35よりも入射光ILの入射する側に位置している。プリズム層34は、上述したように、3つの表示領域を含む第2プリズム面34bを有している。プリズム層34は光透過性を有し、プリズム層34の形成材料には、各種の樹脂を用いることができる。
空気層37は、第2プリズム面34bとの界面を形成するとともに、界面に対して入射光の入射する側の屈折率が、界面に対して光干渉層35が位置する側の屈折率よりも高くなるように、プリズム層34との間で屈折率差を形成する。
空気層37は空気によって形成される層であるため、空気層37の屈折率は1である。これに対して、プリズム層34は上述したように各種の樹脂で形成される層であるため、プリズム層34の屈折率は、1.3以上1.8以下の範囲に含まれる。それゆえに、空気層37によれば、第2プリズム面34bとの界面よりも光の入射する側、言い換えればプリズム層34の屈折率が、界面よりも光干渉層35側、言い換えれば空気層37の屈折率よりも高くなる。すなわち、プリズム層34は、第2プリズム面34bに対して入射光の入射する側の屈折率が、第2プリズム面34bに対して光干渉層35が位置する側の屈折率よりも高くなるように構成されている。
プリズム層34の第2プリズム面34bは、配列方向DAに沿って間隔を空けて並ぶ複数の表示領域を含んでいる。すなわち、上述したように、第2プリズム面34bは、配列方向DAに沿って間隔を空けて並ぶ第1表示領域34b1、第2表示領域34b2、および、第3表示領域34b3を含んでいる。これら3つの表示領域では、互いに隣り合う表示領域間において、傾斜要素の傾斜角度θが、配列方向DAに沿って一定の角度ずつ大きくなる部分を各表示領域が含んでいる。
より詳しくは、配列方向DAにおいて、第1表示領域34b1と、第2表示領域34b2の第1部分b21とが互いに隣り合っている。上述したように、第2表示領域34b2の第1部分b21に属する複数の第2傾斜要素b2tの間、および、第1表示領域34b1に属する複数の第1傾斜要素b1tの間では、各傾斜要素の傾斜角度θが一定の角度ずつ変わる。また、配列方向DAにおいて、最も第1表示領域34b1寄りの第2傾斜要素b2tにおける傾斜角度θと、最も第2表示領域34b2寄りの第1傾斜要素b1tにおける傾斜角度θとの差は、各表示領域内において、互いに隣り合う傾斜要素間での傾斜角度θの差と等しい。
また、上述したように、第2表示領域34b2の第2部分b22に属する複数の第2傾斜要素b2tの間、および、第3表示領域34b3に属する複数の第3傾斜要素b3tの間では、各傾斜要素の傾斜角度θが一定の角度ずつ変わる。また、配列方向DAにおいて、最も第3表示領域34b3寄りの第2傾斜要素b2tにおける傾斜角度θと、最も第2表示領域34b2寄りの第3傾斜要素b3tにおける傾斜角度θとの差は、各表示領域内において、互いに隣り合う傾斜要素間での傾斜角度θの差に等しい。
なお、プリズム層34の第2プリズム面34bは、第2プリズム面34bに入射した光を集光する機能を有した部分を複数含んでもよい。こうした構成を用いることによって、臨界角を超えた入射角を有した入射光を全反射する領域では、光が散乱して光を集光する機能が発現されない一方で、臨界角未満の入射角を有した入射光を透過する領域では、入射光を集光する機能が発現される。
また、プリズム層34は、上述したプリズム層34を第1の層として備え、かつ、空気層37との界面において、第1の層の第2プリズム面34bに沿う形状を有した第2の層を有してもよい。この場合には、第2の層の屈折率と、第1の層の屈折率、および、空気層37の屈折率との差は、±0.2以内であることが好ましく、±0.1以内であることがより好ましい。
2つの層間において、屈折率の差がこうした範囲に含まれることによって、第1の層と第2の層との界面、および、空気層37と第2の層との界面において、光の反射を抑えることができる。こうした第2の層は、第1の層の耐性を高める機能や、第1の層における凹凸形状を補正する機能を有することが好ましい。なお、第2の層は、ドライコーティング法やウエットコーティング法などを用いて第1の層に形成されればよい。
[各傾斜要素の角度]
図8から図11を参照して、プリズム層34における各傾斜要素の角度を説明する。なお、以下では、各傾斜要素の角度の説明に先立ち、表示体10において用いた原理を説明する。
図8から図11を参照して、プリズム層34における各傾斜要素の角度を説明する。なお、以下では、各傾斜要素の角度の説明に先立ち、表示体10において用いた原理を説明する。
[表示体において用いた原理]
図8を用いて表示体10において用いた原理を説明する。
図8が示すように、第1媒質iと第2媒質tとは水平な界面IFを有し、第1媒質iの屈折率は第1屈折率niであり、第2媒質tの屈折率は、第2屈折率ntである。こうした構成において、臨界角θcは、スネルの法則と屈折率の定義とから、以下に示す式1によって求めることができる。
sinθc = nt/ni … (式1)
図8を用いて表示体10において用いた原理を説明する。
図8が示すように、第1媒質iと第2媒質tとは水平な界面IFを有し、第1媒質iの屈折率は第1屈折率niであり、第2媒質tの屈折率は、第2屈折率ntである。こうした構成において、臨界角θcは、スネルの法則と屈折率の定義とから、以下に示す式1によって求めることができる。
sinθc = nt/ni … (式1)
界面IFに臨界角θcで入射する第1入射光IL1では、界面IFにおける屈折角θtが90°である、言い換えれば、第1入射光IL1は、第1媒質iと第2媒質tの界面IFに沿って屈折する屈折光RL1として射出される。臨界角θcよりも大きい角度で界面IFに入射する第2入射光IL2は、界面IFにて全反射することによって、反射光RL2として射出される。臨界角θcよりも小さい角度で界面IFに入射する入射光は、界面IFにおいてスネルの法則に従った屈折角で屈折して界面IFを透過する。
なお、界面IFにおける反射波の強度は、入射光の入射角に応じて変化する。入射光の入射角が臨界角θcよりも小さい範囲では、入射光の入射角が臨界角θcに向けて大きくなるほど、第2媒質tに透過する屈折波の経路が界面IFに沿う方向に近付き、かつ、屈折波の強度が低くなる。これに対して、入射光の入射角が臨界角θcよりも小さい範囲では、入射光の入射角が臨界角θcに向けて大きくなるほど、反射波の強度は高くなり、入射角が臨界角θcを超えると、入射光の全てが界面IFにて反射する。
また、上述したプリズム層34を有する構成では、プリズム層34と空気層37との界面において全反射した光では、さらに、プリズム層34が有する凸部34cやプリズム層34の表面における反射、透過、および、屈折を繰り返すことによって、その強度が低くなる。そのため、上述した全反射は、プリズム層34と空気層37との界面での全反射のみを意味する場合もあるし、全反射後における反射、透過、屈折、および、散乱によって光の強度が低くなることを含む場合もある。なお、プリズム層34と空気層37との界面における多重の反射、透過、および、屈折は、複数の方向への光の散乱と捉えることができるため、こうした散乱を目的としてプリズム層34の形状を設計してもよい。
なお、臨界角θcを超える入射角において全反射が生じるためには、第2屈折率ntよりも第1屈折率niが大きいことが必要条件である。つまり、屈折率が異なる第1媒質iと第2媒質tとの界面IFでは、第1媒質iから第2媒質tに入射する光は、臨界角θcを超える入射角において全反射する。これに対して、第2媒質tから第1媒質iに入射する光の入射角には、臨界角θcが存在しない。
[傾斜要素の傾斜角度]
図9から図11を参照して、傾斜要素の傾斜角度θを説明する。なお、図9から図11では、図示の便宜上、第1表示領域34b1に含まれる第1傾斜要素b1tの一部のみが示され、第3表示領域34b3に含まれる第3傾斜要素b3tの一部のみが示されている。また、図9から図11では、光干渉層35のうち、第2表示領域34b2と対向する部位に位置する印刷層36の図示が省略されている。
図9から図11を参照して、傾斜要素の傾斜角度θを説明する。なお、図9から図11では、図示の便宜上、第1表示領域34b1に含まれる第1傾斜要素b1tの一部のみが示され、第3表示領域34b3に含まれる第3傾斜要素b3tの一部のみが示されている。また、図9から図11では、光干渉層35のうち、第2表示領域34b2と対向する部位に位置する印刷層36の図示が省略されている。
[第1観察点]
図9が示すように、観察者OBが第1観察点から表示体10を観察しているとき、表示体10の表面10aと、観察者OBの視線方向ELを含む第1平面とは、垂直に交わっている。このとき、全ての第2傾斜要素b2tに対して、臨界角θcよりも小さい入射角度で入射光が入射する。そのため、各第2傾斜要素b2tに入射した入射光の少なくとも一部は、空気層37を透過して光干渉層35に到達する。それゆえに、観察者OBは、光干渉層35から射出された反射光であって、第2表示領域34b2を透過した光を視認することができる。
図9が示すように、観察者OBが第1観察点から表示体10を観察しているとき、表示体10の表面10aと、観察者OBの視線方向ELを含む第1平面とは、垂直に交わっている。このとき、全ての第2傾斜要素b2tに対して、臨界角θcよりも小さい入射角度で入射光が入射する。そのため、各第2傾斜要素b2tに入射した入射光の少なくとも一部は、空気層37を透過して光干渉層35に到達する。それゆえに、観察者OBは、光干渉層35から射出された反射光であって、第2表示領域34b2を透過した光を視認することができる。
これに対して、全ての第1傾斜要素b1t、および、全ての第3傾斜要素b3tに対して、臨界角θcよりも大きい入射角度で入射光が入射する。そのため、第1傾斜要素b1tおよび第3傾斜要素b3tに入射した光は、各傾斜要素にて全反射され、また、プリズム層34の内部において多重反射して、プリズム層34から観察者OBに向けて射出される。そのため、観察者OBは、光干渉層35から射出された反射光であって、かつ、第1表示領域34b1または第3表示領域34b3を透過した光を視認することができない。
このように、第1観察点から観察されたとき、第2傾斜要素b2tには臨界角θcよりも小さい角度で光が入射し、第1傾斜要素b1tおよび第3傾斜要素b3tには臨界角θcよりも大きい角度で光が入射するような範囲で、各傾斜要素における傾斜角度が配列方向DAに沿って連続的に変化するように表示体10は構成されている。
[第2観察点]
図10が示すように、観察者OBが第2観察点から表示体10を観察しているとき、表示体10の表面10aと、観察者OBの視線方向ELを含む第2平面との形成する角度は、45°である。
図10が示すように、観察者OBが第2観察点から表示体10を観察しているとき、表示体10の表面10aと、観察者OBの視線方向ELを含む第2平面との形成する角度は、45°である。
このとき、全ての第1傾斜要素b1t、および、第2傾斜要素b2tのうち、第1部分b21に属する全ての第2傾斜要素b2tに対して、臨界角θcよりも小さい入射角度で入射光が入射する。そのため、各傾斜要素に入射した入射光の少なくとも一部は、空気層37を透過して光干渉層35に到達する。それゆえに、観察者OBは、光干渉層35から射出された反射光であって、第1表示領域34b1を透過した光、または、第2表示領域34b2の第1部分b21を透過した光を視認することができる。
しかも、第1傾斜要素b1tの傾斜角度θは、光干渉層35にて反射されたときに反射光に含まれる波長のうち、一部の波長を有した光であって所定の干渉色を有した光が、プリズム層34から射出されるように構成されている。これに対して、第1部分b21に属する第2傾斜要素b2tの傾斜角度θは、光干渉層35にて反射されたときに反射光に含まれる波長のうち、一部の波長を有した光であって、第1表示領域34b1を透過した光とは異なる干渉色を有した光が、プリズム層34から射出されるように構成されている。そのため、プリズム層34から射出される光のうち、第1表示領域34b1を透過した光は、第2表示領域34b2の第1部分b21を透過した光とは異なる色を有している。
これに対して、第2傾斜要素b2tのうち、第2部分b22に属する全ての第2傾斜要素b2t、および、全ての第3傾斜要素b3tに対して、臨界角θcよりも大きい入射角度で入射光が入射する。そのため、各傾斜要素に入射した入射光は、各傾斜要素にて全反射され、また、プリズム層34の内部において多重反射して、プリズム層34から観察者OBに向けて射出される。そのため、観察者OBは、光干渉層35から射出された反射光であって、第2表示領域34b2の第2部分b22を透過した光、または、第3表示領域34b3を透過した光を視認することができない。
このように、表示体10は、第2観察点から観察されたときに、第1傾斜要素b1t、および、第1部分b21に属する第2傾斜要素b2tには、臨界角θcよりも小さい角度で光が入射するような範囲で、各傾斜要素における傾斜角度が配列方向DAに沿って連続的に変化するように構成されている。また、表示体10は、第2観察点から観察されたときに、第2部分b22に属する第2傾斜要素b2tおよび第3傾斜要素b3tには、臨界角θcよりも大きい角度で光が入射するような範囲で、各傾斜要素における傾斜角度が配列方向DAに沿って連続的に変化するように構成されている。
[第3観察点]
図11が示すように、観察者OBが第3観察点から表示体10を観察しているとき、表示体10の表面10aと、観察者OBの視線方向ELを含む第3平面との形成する角度は、45°である。なお、第3平面は、表示体10の表面10aと直交し、かつ、延在方向DEに平行な平面に対して、第2平面と面対称の関係を有する。
図11が示すように、観察者OBが第3観察点から表示体10を観察しているとき、表示体10の表面10aと、観察者OBの視線方向ELを含む第3平面との形成する角度は、45°である。なお、第3平面は、表示体10の表面10aと直交し、かつ、延在方向DEに平行な平面に対して、第2平面と面対称の関係を有する。
このとき、全ての第3傾斜要素b3t、および、第2傾斜要素b2tのうち、第2部分b22に属する全ての第2傾斜要素b2tに対して、臨界角θcよりも小さい入射角度で入射光が入射する。そのため、各傾斜要素に入射した入射光の少なくとも一部は、空気層37を透過して光干渉層35に到達する。それゆえに、観察者OBは、光干渉層35から射出された反射光であって、第3表示領域34b3を透過した光、または、第2表示領域34b2の第2部分b22を透過した光を視認することができる。
しかも、第3傾斜要素b3tの傾斜角度θは、光干渉層35にて反射されたときに反射光に含まれる波長のうち、一部の波長を有した光であって所定の干渉色を有した光が、プリズム層34から射出されるように構成されている。これに対して、第2部分b22に属する第2傾斜要素b2tの傾斜角度θは、光干渉層35にて反射されたときに反射光に含まれる波長のうち、一部の波長を有した光であって、第3表示領域34b3を透過した光とは異なる干渉色を有した光が、プリズム層34から射出されるように構成されている。そのため、プリズム層34から射出される光のうち、第3表示領域34b3を透過した光は、第2表示領域34b2の第2部分b22を透過した光とは異なる色を有している。
これに対して、第2傾斜要素b2tのうち、第1部分b21に属する全ての第2傾斜要素b2t、および、全ての第1傾斜要素b1tに対して、臨界角θcよりも大きい入射角度で入射光が入射する。そのため、各傾斜要素に入射した入射光は、各傾斜要素にて全反射され、また、プリズム層34の内部において多重反射して、プリズム層34から観察者OBに向けて射出される。そのため、観察者OBは、光干渉層35から射出された反射光であって、第2表示領域34b2の第1部分b21を透過した光、または、第1表示領域34b1を透過した光を視認することができない。
このように、表示体10は、第3観察点から観察されたときに、第3傾斜要素b3t、および、第2部分b22に属する第2傾斜要素b2tには、臨界角θcよりも小さい角度で光が入射するような範囲で、各傾斜要素における傾斜角度が配列方向DAに沿って連続的に変化するように構成されている。また、表示体10は、第3観察点から観察されたときに、第1部分b21に属する第2傾斜要素b2tおよび第1傾斜要素b1tには、臨界角θcよりも大きい角度で光が入射するような範囲で、各傾斜要素における傾斜角度が配列方向DAに沿って連続的に変化するように構成されている。
こうした表示体10では、各表示領域が有する傾斜要素の傾斜角度を連続的に変えることで、各観察点から表示体10が視認されたときに、傾斜要素を透過した光によって形成される画像と、傾斜要素にて全反射した光によって形成される画像とを表示することができる。しかも、傾斜要素の傾斜角度が連続的に変わるため、表示体10の表面10aと、視線方向ELを含む平面とが形成する角度を連続して変えることによって、傾斜要素を透過した光によって形成される画像と、傾斜要素にて全反射した光によって形成される画像との境界を滑らかに変えることができる。
また、傾斜要素を透過した光によって形成される画像は、光干渉層35にて反射した光によって形成される画像でもあり、光干渉層35に対する光の入射角は、傾斜要素間での傾斜角度の違いに応じて、光の透過した傾斜要素ごとに異なる。そのため、表示体10の表面10aと、視線方向ELを含む平面とが形成する角度が変わることによって、配列方向DAに沿って、各表示領域が表示する画像の色を連続的に変えることもできる。
なお、各表示領域に属する傾斜要素への入射角と、プリズム層34の屈折率、空気層37の屈折率、および、プリズム層34の屈折率と空気層37の屈折率との比から得られる臨界角θcを用いて、各表示領域の必要条件を表すことができる。すなわち、傾斜要素に入射した入射光が全反射する表示領域での傾斜角度を傾斜角度θ1とし、この表示領域の傾斜要素に対する光の入射角を入射角θf1とし、傾斜要素に入射した光が屈折し、かつ、透過する表示領域での傾斜角度を傾斜角度θ2とし、この表示領域に入射した光の入射角を入射角θf2とする。また、プリズム層34の屈折率を屈折率N1とし、空気層37の屈折率を屈折率N2とするとき、各表示領域での必要条件は、以下に示す式2によって表すことができる。
θf1 ≧ arcsin(N2/N1) > θf2 … (式2)
θf1 ≧ arcsin(N2/N1) > θf2 … (式2)
なお、入射光が全反射する表示領域と、入射光が透過する表示領域との間で、プリズム層34の屈折率が異なるときには、以下に示す式3および式4によって、各表示領域での必要条件を表すことができる。なお、以下では、入射光が全反射する表示領域でのプリズム層34の屈折率を屈折率N1とし、空気層37の屈折率を屈折率N2とし、入射光が透過する表示領域でのプリズム層34の屈折率を屈折率N3とし、入射光が透過する表示領域での空気層37の屈折率を屈折率N4とする。
θf1 ≧ arcsin(N2/N1) … (式3)
arcsin(N4/N3) > θf2 … (式4)
θf1 ≧ arcsin(N2/N1) … (式3)
arcsin(N4/N3) > θf2 … (式4)
このように、表示体10に属する3つのパラメータ、すなわち、各傾斜要素の傾斜角度、プリズム層34の屈折率、および、空気層37の屈折率によって、各表示領域に入射した入射光が、表示領域において全反射するか、あるいは、透過するかを決めることができる。
[表示体の作用]
図12から図14を参照して表示体10の作用を説明する。
図12が示すように、観察者OBが第1観察点から表示体10を観察したときには、第1表示領域34b1および第3表示領域34b3に入射した光は、各表示領域に属する傾斜要素によって全反射されるため、白色を有した第1画像11と、白色を有した第3画像13とが表示される。これに対して、第2表示領域34b2に入射した光は、第2傾斜要素b2tを透過するため、印刷層36が有する色に応じた第2画像12が表示される。印刷層36が例えば黒色を有するときには、黒色を有する第2画像12が表示される。
図12から図14を参照して表示体10の作用を説明する。
図12が示すように、観察者OBが第1観察点から表示体10を観察したときには、第1表示領域34b1および第3表示領域34b3に入射した光は、各表示領域に属する傾斜要素によって全反射されるため、白色を有した第1画像11と、白色を有した第3画像13とが表示される。これに対して、第2表示領域34b2に入射した光は、第2傾斜要素b2tを透過するため、印刷層36が有する色に応じた第2画像12が表示される。印刷層36が例えば黒色を有するときには、黒色を有する第2画像12が表示される。
なお、表示体10の表面10aと対向する平面視において、光干渉層35が位置する領域であって、かつ、表示体10の厚さ方向において、第1表示領域34b1、第2表示領域34b2、および、第3表示領域34b3と重ならない部位は、光干渉層35が射出した光に由来する色を有した第4画像14が形成される。
図13が示すように、観察者OBが第2観察点から表示体10を観察したときには、第1表示領域34b1、および、第2表示領域34b2の第1部分b21に入射した光は、各表示領域に属する傾斜要素を透過する。これに対して、第2表示領域34b2の第2部分b22、および、第3表示領域34b3に入射した光は、各表示領域に属する傾斜要素によって全反射される。
そのため、光干渉層35が表示する第4画像14とは異なる色を有した第1画像11が表示され、白色を有した第3画像13が表示される。また、第2画像12のうち、第1部分b21を透過した光を通じて表示される部分は、印刷層36に応じた色を有した画像として表示される。一方で、第2画像12のうち、第2部分b22にて全反射した光を通じて表示される部分は、印刷層36に応じた色ではなく白色を有した画像として表示される。
図14が示すように、観察者OBが第3観察点から表示体10を観察したときには、第3表示領域34b3、および、第2表示領域34b2の第2部分b22に入射した光は、各表示領域に属する傾斜要素を透過する。これに対して、第2表示領域34b2の第1部分b21、および、第1表示領域34b1に入射した光は、各表示領域に属する傾斜要素によって全反射される。
そのため、光干渉層35が表示する第4画像14とは異なる色を有した第3画像13が表示され、白色を有した第1画像11が表示される。また、第2画像12のうち、第2部分b22を透過した光を通じて表示される部分は、印刷層36に応じた色を有した画像として表示される。一方で、第2画像12のうち、第1部分b21にて全反射した光を通じて表示される部分は、印刷層36に応じた色ではなく白色を有した画像として表示される。
[表示体の製造方法]
以下では、表示体10を構成する各層の形成材料、および、各層の形成方法を説明する。
[プリズム層]
プリズム層34の形成方法には、熱エンボス法、キャスト法、および、フォトポリマー法などを用いることができる。フォトポリマー法は、2P法または感光性樹脂法とも呼ばれる方法である。これらの方法では、まず、プリズム層34を複製するための複製型と平坦な基材との間に放射線硬化性樹脂を位置させた状態で、放射線硬化性樹脂に放射線を照射することによって放射線硬化性樹脂を硬化させる。そして、硬化した放射線硬化性樹脂を基材とともに複製型から剥離することによって、凹凸面を有したプリズム層を得ることができる。
以下では、表示体10を構成する各層の形成材料、および、各層の形成方法を説明する。
[プリズム層]
プリズム層34の形成方法には、熱エンボス法、キャスト法、および、フォトポリマー法などを用いることができる。フォトポリマー法は、2P法または感光性樹脂法とも呼ばれる方法である。これらの方法では、まず、プリズム層34を複製するための複製型と平坦な基材との間に放射線硬化性樹脂を位置させた状態で、放射線硬化性樹脂に放射線を照射することによって放射線硬化性樹脂を硬化させる。そして、硬化した放射線硬化性樹脂を基材とともに複製型から剥離することによって、凹凸面を有したプリズム層を得ることができる。
こうした放射性硬化性樹脂を用いる方法によれば、プレス法やキャスト法などの熱可塑性樹脂を用いる方法に比べて、凹凸面の形状における精度が高く、耐熱性や耐薬品性が高いプリズム層34を得ることができる。なお、プリズム層34の形成方法として、常温にて固体状または高粘度の液体状を有した光硬化性樹脂を用いる方法を用いてもよいし、プリズム層34の形成方法では、プリズム層34を形成するための樹脂に離型剤を添加してもよい。
以下では、プリズム層34の形成材料として用いることが可能な各種の材料を説明する。なお、上述した放射線硬化性樹脂、および、熱可塑性樹脂は、いずれもプリズム層34の形成材料として用いることは可能である。
プリズム層34の形成材料には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および、ウレタン樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂には、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、セルロース系樹脂、ビニル系樹脂、および、ポリカーボネート系樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂には、メラミン系樹脂、エポキシ樹脂、および、フェノール系樹脂などが挙げられる。ウレタン樹脂は、反応性水酸基を有するアクリルポリオールやポリエステルポリオールなどに、ポリイソシアネートを架橋剤として添加または架橋したウレタン樹脂である。プリズム層34の形成材料には、上述した樹脂のいずれか1つを用いてもよいし、2つ以上を用いてもよい。また、上述した樹脂以外にも、凹凸面を有したプリズム層34を形成することが可能であれば、プリズム層34の形成材料として用いることが可能である。
プリズム層34の形成方法としてフォトポリマー法を用いるときには、プリズム層34の形成材料として、エチレン性不飽和結合またはエチレン性不飽和基を有するモノマー、オリゴマー、および、ポリマーなどを用いることができる。このうち、モノマーには、1,6‐ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどが挙げられる。オリゴマーには、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、および、ポリエステルアクリレートなどが挙げられる。オリゴマーには、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、および、ポリエステルアクリレートなどが挙げられる。ポリマーには、ウレタン変性アクリル樹脂、および、エポキシ変性アクリル樹脂などが挙げられる。プリズム層34の形成材料には、これらのいずれか1つを用いてもよいし、2つ以上を用いてもよい。
なお、上述したエチレン性不飽和結合またはエチレン性不飽和基を有するモノマー、オリゴマー、および、ポリマーに予め反応基を形成してもよい。この場合には、イソシアネート化合物、シランカップリング剤、有機チタネート架橋剤、有機ジルコニウム架橋剤、および、有機アルミネートなどを用いて、エチレン性不飽和結合またはエチレン性不飽和基を有するモノマー、オリゴマー、および、ポリマーを互いに架橋すること、または、他の樹脂骨格と架橋することが可能である。
こうした方法によれば、エチレン性不飽和結合またはエチレン性不飽和基をもつポリマーであって、常温において固形で存在し、かつ、タックが少ないために、成形性がよく、かつ、原版が汚れにくいポリマーを得ることも可能である。
また、光カチオン重合を用いてプリズム層を硬化させるときには、プリズム層34の形成材料には、オキセタン骨格含有化合物、ビニルエーテル類、および、エポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、および、ポリマーなどを用いることができる。
放射線硬化性樹脂を紫外線などの光によって硬化させるときには、放射線硬化性樹脂に光重合開始剤を添加することができる。光重合開始剤には、放射線硬化性樹脂の種類に応じて、光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤、および、光ラジカル重合開始剤と光カチオン重合開始剤との併用型、いわゆるハイブリッド型のいずれかを選択することができる。
光ラジカル重合開始剤には、ベンゾイン化合物、アントラキノン系化合物、フェニルケトン系化合物、ベンジルジメチルケタール、チオキサントン、アシルホスフィンオキサイド、および、ミヒラーズケトンなどが挙げられる。ベンゾイン化合物には、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、および、ベンゾインエチルエーテルなどが挙げられる。アントラキノン系化合物には、アントラキノン、および、メチルアントラキノンなどが挙げられる。フェニルケトン系化合物には、アセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、ベンゾフェノン、ヒドロキシアセトフェノン、1‐ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、α‐アミノアセトフェノン、2‐メチル‐1‐オンなどが挙げられる。
光カチオン重合開始剤には、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、および、混合配位子金属塩などが挙げられる。光ラジカル重合と光カチオン重合とを併用する開始剤には、各重合開始剤を混合した開始剤を用いることができる。また、光ラジカル重合と光カチオン重合とを開始させる機能を有する1つの開始剤を用いてもよく、こうした開始剤には、芳香族ヨードニウム塩、および、芳香族スルホニウム塩などが挙げられる。
放射線硬化性樹脂と光重合開始剤との配合は、各放射線硬化性樹脂および各光重合開始剤によって適宜処方すればよいが、一般に、放射性硬化性樹脂の質量に対して、光重合開始剤を0.15質量%以上15質量%以下の範囲で添加することが好ましい。
プリズム層34の形成材料には、光重合開始剤に加えて増感色素を添加してもよい。また、プリズム層34の形成材料は、染料、顔料、各種添加剤、および、架橋剤などを含んでもよい。添加剤には、重合禁止剤、レべリング剤、消泡剤、タレ止め剤、付着向上剤、塗面改質剤、可塑剤、および、含窒素化合物などが挙げられ、架橋剤には、エポキシ樹脂などが挙げられる。また、プリズム層34の形成材料には、光重合反応に非反応性の樹脂である熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などを添加してもよく、これにより、プリズム層34の成形性を高めることができる。
プリズム層34の形成材料には、さらに、無機材料、有機材料、有機無機複合微粒子、および、中空粒子などを添加してもよい。この場合には、粒子の表面に官能基を形成することによって、粒子の分散性や膜強度を高めることが可能である。また、プリズム層34の形成材料には、粒子の分散性を高めるための分散剤や界面活性剤を添加してもよいし、膜強度を高めるための架橋剤を添加してもよい。
[光干渉層]
光干渉層35には、コレステリック液晶層、および、多層干渉構造体のいずれかを用いることができる。
光干渉層35には、コレステリック液晶層、および、多層干渉構造体のいずれかを用いることができる。
[コレステリック液晶層]
コレステリック液晶では、液晶分子の延びる方向が、コレステリック液晶層の厚さ方向に沿って螺旋状に旋回するため、螺旋状の軸に沿って光の屈折率が周期的に変わる。それゆえに、コレステリック液晶は、螺旋の周期に応じた波長の光を選択的に反射することができる。こうしたコレステリック液晶を配向させることによって、コレステリック液晶を構成する各分子が層状に配列されるため、コレステリック液晶の反射した反射光が強め合うことによって、コレステリック液晶層が全体として所定の色を有した光を反射する。
コレステリック液晶では、液晶分子の延びる方向が、コレステリック液晶層の厚さ方向に沿って螺旋状に旋回するため、螺旋状の軸に沿って光の屈折率が周期的に変わる。それゆえに、コレステリック液晶は、螺旋の周期に応じた波長の光を選択的に反射することができる。こうしたコレステリック液晶を配向させることによって、コレステリック液晶を構成する各分子が層状に配列されるため、コレステリック液晶の反射した反射光が強め合うことによって、コレステリック液晶層が全体として所定の色を有した光を反射する。
コレステリック液晶層が反射する光の色は、コレステリック液晶層を観察する角度に応じて変わる。言い換えれば、コレステリック液晶層と、観察者OBの視線方向ELを含む平面とが形成する角度が変わることによって、コレステリック液晶層が反射する光であって、観察者OBによって視認される光の色が変わる。
所定の方向に液晶分子が配向したコレステリック液晶層は、基材上に配向膜を形成し、この配向膜上にコレステリック液晶を塗布することによって形成することができる。配向膜は、ポリビニルアルコールやポリイミドの塗布膜をラビング処理することによって形成することができる。ラビング処理は、コットンやベルベットなどを用いて塗布膜を擦ることによって行うことができる。また、コレステリック液晶に剪断力を加えながら基材に塗布することによって、液晶分子を配向させることもできる。また、基材に形成したコレステリック液晶層に偏光したレーザー光を照射したり、電解または磁界を加えたりすることによって、液晶分子を配向させることもできる。
コレステリック液晶層は、ネマチック構造を有する液晶物質、キラル物質、光重合性多官能化合物、および、光重合開始剤を混合した液晶溶液を塗布して塗膜を形成し、塗膜に紫外線を照射することによって形成することができる。液晶溶液の形成材料には、光重合性多官能化合物に代えて、光重合性単官能化合物を用いることも可能である。
このとき、キラル物質が1つの液晶物質と他の液晶物質とを結合することによって、螺旋構造を形成する。また、光重合性多官能化合物は互いに重合した状態で硬化することによって、コレステリック液晶を固定する。なお、液晶物質とキラル物質との代わりに、分子中に不斉炭素原子を有する光学異性体液晶物質を用いてもよい。また、光学異性体液晶物質、光重合性多官能化合物、および、光重合開始剤を混合した液晶溶液を塗布して塗膜を形成し、塗膜に紫外線を照射することによって、コレステリック液晶層を形成することも可能である。
なお、液晶溶液を基材上に塗布することによってコレステリック液晶層を形成することも可能である。また、基材とは異なる支持体上にコレステリック液晶層を形成した後、接着剤を使用して支持体上に形成したコレステリック液晶層を支持体とともに基材に接着したり、コレステリック液晶層を基材に転写したりすることによって、基材上にコレステリック液晶層を形成することも可能である。
上述した光重合性多官能化合物には、重合性官能基、重縮合性官能基、または、重付加に有効な官能基を分子中に2つ以上有する単量体またはオリゴマーを用いることができ、これらのうち2種以上を用いることも可能である。光重合性多官能化合物には、以下に列挙するラジカル系光重合性多官能単量体、または、ラジカル系光重合性多官能オリゴマーを用いることができる。また、光重合性単官能化合物には、以下に列挙するラジカル系光重合性単官能単量体を用いることができる。
ラジカル系光重合性多官能単量体には、トリメチロールプロパントリアクリレート、1,6‐ヘキサンジオールアクリレート、ペンタエリスルトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールアクリレート、および、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどが挙げられる。また、ラジカル系光重合性多官能オリゴマーには、ポリウレタンポリアクリレート、エポキシ樹脂系ポリアクリレート、および、アクリルポリオールポリアクリレートなどが挙げられる。
また、ラジカル系光重合性単官能単量体には、アルキル(炭素数は1から18)(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロへキシル(メタ)アクリレート、アルキレン(炭素数は2から4)グリコール(メタ)アクリレート、アルコキシ(炭素数は1から10)、アルキル(炭素数は2から4)(メタ)アクリレート、ポリアルキレン(炭素数は2から4)グリコール(メタ)アクリレート、アルコキシ(炭素数は1から10)アルキル(炭素数は2から4)(メタ)アクリレート、ポリアルキレン(炭素数は2から4)グリコール(メタ)アクリレート、および、アルコキシ(炭素数は2から10)ポリアルキレン(炭素数は2から4)グリコール(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
また、光重合性多官能化合物には、芳香族エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物、および、グリシジルエステル系化合物を用いることもできる。
光重合開始剤には、ラジカル系光重合開始剤やカチオン光重合開始剤を用いることができる。また、これら光重合開始剤に加えて、増感剤や過酸化物を併用することもできる。ラジカル系光重合開始剤には、α‐ヒドロキシアセトフェノン系、α‐アミノアセトフェノン系等のアセトフェノン系、ベンゾインエーテル系、ベンジルケタール系、α‐ジカルボニル系、および、α‐アシルオキシムエステル系などを挙げることができる。
具体的には、ラジカル系光重合開始剤には、α‐アミノアセトフェノン、アセトフェノンジエチルケタール、ベンジルジメチルケタール、α‐ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2‐ヒドロキシ‐2‐メチルフェニルプロパノン、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、イソプロピルチオキサントン、および、ベンゾフェノンとN‐メチルジエタノールアミンとの併用などが挙げられる。
カチオン系光重合開始剤は、上述した増感剤や過酸化物と併用することが好ましい。カチオン系光重合開始剤と増感剤あるいは過酸化物との併用には、アリルヨードニウム塩‐α‐ヒドロキシアセトフェノン系、トリアリルスルホニウム塩系、メタロセン化合物‐パーオキサイド併用系、メタロセン化合物‐チオキサントン併用系、メタロセン化合物‐アントラセン併用系などが挙げられる。
液晶物質、キラル物質、光重合性多官能化合物、および、重合開始剤を混合した液晶溶液を塗布するときには、コンマコーター、および、マイクログラビアコーターオフセットなどを用いることができる。また、液晶溶液を塗布した塗膜の厚さは、0.5μm以上20μm以下であることが好ましく、2μm以上10μm以下であることがより好ましい。
塗膜に紫外線を照射するときには、酸素による重合阻害を抑えるために、塗膜が配置される空間に窒素などの不活性ガスを供給することによって、空間内における酸素ガス濃度を下げた状態で、塗膜に紫外線を照射してもよい。あるいは、塗膜を酸素バリアー性の被膜で被覆した状態で、塗膜に紫外線を照射してもよい。酸素バリアー性の被膜には、ポリビニルアルコール膜が挙げられる。
[多層干渉構造体]
多層干渉構造体は、低屈折率の透明薄膜と高屈折率の透明薄膜とを、交互にかつ多数積層した構成を有する。なお、高屈折率の透明薄膜の代わりに、金属の薄膜を用いることもできる。
多層干渉構造体は、低屈折率の透明薄膜と高屈折率の透明薄膜とを、交互にかつ多数積層した構成を有する。なお、高屈折率の透明薄膜の代わりに、金属の薄膜を用いることもできる。
透明薄膜の形成材料には、無機誘電体を用いることができる。無機誘電体には、AlF3(1.3)、CaF2(1.3から1.4)、MgF2(1.4)、SiO2(1.5)、CeF2(1.6)、Al2O3(1.6)、MgO(1.7)、In2O3(2.0)、ZrO(2.0)、ZnO(2.1)、Ta2O5(2.1)、CeO2(2.3)、ZnS(2.3)、TiO2(2.5)、CdS(2.6)、Fe2O3(2.7)、および、Sb2S3(3.0)などが挙げられる。なお、各無機誘電体に続く数値は、その無機誘電体が有する屈折率である。また、透明薄膜の厚さは、可視領域における光の波長程度の大きさである。真空蒸着法などの気相堆積法によって透明薄膜を成膜することができる。
透明薄膜の形成材料には、合成樹脂を用いることもできる。合成樹脂には、ナイロン(1.53)、ポリメチルメタアクリレート(PMMA)(1.49)、ポリメチルペンテン(1.46)、フッ素系PMMA(1.4)、ポリエチレンナフタレート(1.63)、ポリカーボネート(1.9)、ポリスチレン(1.59)、および、ポリエチレンテレフタレート(1.58)などが挙げられる。なお、各合成樹脂に続く数値は、その合成樹脂が有する屈折率である。また、合成樹脂製の透明薄膜を有する多層干渉構造体は、保形性を有するため、こうした多層干渉構造体を有する表示体では、基材31が割愛されてもよい。
多層干渉構造体に入射した光は、1つの薄膜と他の薄膜の界面を反射面として反射を繰り返し、多層干渉構造体において多重反射した光が干渉することによって、所定の波長を有した光が反射光として多層干渉構造体から射出される。多層干渉構造体から反射光として射出された光以外の光は、多層干渉構造体を透過する。多層干渉構造体が反射する光の色は、多層干渉構造体を観察する角度に応じて変わる。言い換えれば、多層干渉構造体と、観察者の視線方向を含む平面とが形成する角度が変わることによって、多層干渉構造体が反射する光であって、観察者によって視認される光の色が変わる。
なお、多層干渉構造体を粉砕して粉末状のパール顔料を形成し、パール顔料、溶剤、および、バインダーを混合した塗液を基材上に印刷または塗布することによって、光干渉層35を形成してもよい。
[印刷層]
印刷層36の形成材料には、顔料インキおよび染料インキを用いることができる。印刷層36の形成方法には、グラビア印刷法およびスクリーン印刷法などを用いることができる。
印刷層36の形成材料には、顔料インキおよび染料インキを用いることができる。印刷層36の形成方法には、グラビア印刷法およびスクリーン印刷法などを用いることができる。
[基材]
基材31は、合成樹脂から形成された樹脂フィルムまたは樹脂シートであればよい。基材31の形成材料には、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、および、ポリカーボネートなどを用いることができる。基材31は、光透過性を有してもよいし、光透過性を有していなくてもよい。
基材31は、合成樹脂から形成された樹脂フィルムまたは樹脂シートであればよい。基材31の形成材料には、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、および、ポリカーボネートなどを用いることができる。基材31は、光透過性を有してもよいし、光透過性を有していなくてもよい。
[実施例]
50μmの厚さを有した透明のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを基材として準備した。そして、基材上に、SiO2層とTa2O5層とを交互に積層して、多層干渉構造体を形成した。次いで、光干渉層の一部に、黒色インキを用いたスクリーン印刷によって、八分音符の形状を表現する印刷層を形成した。
50μmの厚さを有した透明のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを基材として準備した。そして、基材上に、SiO2層とTa2O5層とを交互に積層して、多層干渉構造体を形成した。次いで、光干渉層の一部に、黒色インキを用いたスクリーン印刷によって、八分音符の形状を表現する印刷層を形成した。
一方で、光硬化性樹脂(日産化学工業(株)製、ハイパーテック UR−108N)(ハイパーテックは登録商標)をプリズム層用インキとして用いるとともに、ロールフォトポリマー法を用いてプリズム層を形成した。プリズム層を形成するときには、まず、プリズム層用インキを基材とは異なる支持体に、厚さが15μmとなるようにグラビア印刷法を用いて塗工し、これにより塗膜を形成した。
そして、塗膜のうち、支持体に接する面とは反対側の面に、傾斜要素を形成するための凹凸形状を有した円筒状の原版を以下の条件で押し当てた。すなわち、プレス圧力を2kfg/cm2に設定し、プレス温度を100℃に設定し、プレススピードを10m/minに設定して、原版を塗膜に押し当てた。原版を塗膜に押し当てると同時に、支持体に対して塗膜とは反対側から、高圧水銀灯を用いて300J/cm2の線量を有する紫外線を照射した。これにより、原版が有する凹凸形状を塗膜に転写すると同時に塗膜を硬化することによって、屈折率が1.76であるプリズム層を得た。
なお、プリズム層の第2プリズム面のうち、上述した第1表示領域、第2表示領域、および、第3表示領域に対応する部分に、複数の傾斜要素を形成した。第1表示領域および第3表示領域では、傾斜要素が並ぶ方向において互いに隣り合う傾斜要素において、傾斜角度が1°ずつ異なるように複数の傾斜要素を形成した。また、第2表示領域の第1部分に属する傾斜要素であって、傾斜要素が並ぶ方向において互いに隣り合う傾斜要素、および、第2表示領域の第2部分に属する傾斜要素であって、傾斜要素が並ぶ方向において互いに隣り合う傾斜要素でも、傾斜角度が1°ずつ異なるように複数の傾斜要素を形成した。これにより、実施例の表示体を得た。
表示体を第1観察点、第2観察点、および、第3観察点の各々から観察したところ、表示体が以下の画像を表示することが認められた。すなわち、第1観察点から表示体を観察したところ、白色を有する第1画像、黒色を有する第2画像、白色を有する第3画像、および、緑色を有する第4画像を表示体が表示することが認められた。
第2観察点から表示体を観察したところ、橙色を有する第1画像、黒色を有する部分と白色を有する部分とから構成される第2画像、白色を有する第3画像、および、緑色を有する第4画像を表示体が表示することが認められた。
第3観察点から表示体を観察したところ、白色を有する第1画像、黒色を有する部分と白色を有する部分とから構成される第2画像、橙色を有する第3画像、および、緑色を有する第4画像を表示体が表示することが認められた。
以上説明したように、表示体の一実施形態によれば以下に列挙する効果を得ることができる。
(1)プリズム層34から空気層37に向けて光が入射するとき、界面に沿って入射光が屈折する入射角度である臨界角θcを生じさせることができる。しかも、各表示領域では、複数の傾斜要素において傾斜角度θが連続して変わる。そのため、表示体10の広がる平面と観察者OBの視線方向ELを含む平面との角度が変わることによって、傾斜要素のうち、入射光の入射角度が臨界角θcよりも大きい傾斜要素と、入射光の入射角度が臨界角θcよりも小さい傾斜要素との境界が、配列方向DAにおいて連続的に変わる。これにより、各表示領域において、光干渉層35にて反射した光を透過する部分と、光干渉層35にて反射した光を透過しない部分との境界が連続的に変わるため、表示体10の意匠性を高めることができる。
(1)プリズム層34から空気層37に向けて光が入射するとき、界面に沿って入射光が屈折する入射角度である臨界角θcを生じさせることができる。しかも、各表示領域では、複数の傾斜要素において傾斜角度θが連続して変わる。そのため、表示体10の広がる平面と観察者OBの視線方向ELを含む平面との角度が変わることによって、傾斜要素のうち、入射光の入射角度が臨界角θcよりも大きい傾斜要素と、入射光の入射角度が臨界角θcよりも小さい傾斜要素との境界が、配列方向DAにおいて連続的に変わる。これにより、各表示領域において、光干渉層35にて反射した光を透過する部分と、光干渉層35にて反射した光を透過しない部分との境界が連続的に変わるため、表示体10の意匠性を高めることができる。
(2)表示体10の広がる平面と観察者OBの視線方向ELを含む平面との角度が変わることによって、配列方向DAにおいて互いに隣り合う表示領域間において、光干渉層35にて反射した光を透過する部分と、光干渉層35にて反射した光を透過しない部分との境界を連続的に変えることができる。これにより、表示体10の意匠性を高めることができる。
(3)視線方向ELを含む平面が、表示体10が広がる平面に対して垂直以外の角度で交差するとき、傾斜要素の傾く方向が互いに異なる第1表示領域34b1と第3表示領域34b3との間では、各傾斜要素への入射光であって、観察者OBが視認することのできる光の入射角度を大きく異ならせることが可能である。
(4)第1部分b21における第2傾斜要素b2tの傾く方向は、第2部分b22における第2傾斜要素b2tの傾く方向とは逆の方向である。そのため、視線方向ELを含む平面が、表示体10が広がる平面に対して垂直以外の角度で交差するとき、第2傾斜要素の傾く方向が同じである構成と比べて、各第2傾斜要素b2tへの入射光であって、観察者OBが視認することのできる光の入射角度を大きく異ならせることが可能である。それゆえに、1つの第2表示領域34b2が形成する画像において、状態の異なる2つの部分を形成することができ、ひいては、表示体10の意匠性を高めることができる。
なお、上述した実施形態は以下のように適宜変更して実施することができる。以下に参照する図15から図17は、プリズム層34の第2プリズム面34bと対向する平面視における表示領域の平面構造を示している。
[第1変形例]
・図15が示すように、第2プリズム面34bと対向する平面視において、各表示領域41は三角形状を有し、各表示領域41は、各表示領域41が有する外縁において少なくとも1つの他の表示領域41と接している。各表示領域41は、複数の傾斜要素41aを含んでいる。各表示領域41は、各表示領域41に固有の配列方向を有し、複数の表示領域41には、配列方向が互いに異なる表示領域41が含まれている。
・図15が示すように、第2プリズム面34bと対向する平面視において、各表示領域41は三角形状を有し、各表示領域41は、各表示領域41が有する外縁において少なくとも1つの他の表示領域41と接している。各表示領域41は、複数の傾斜要素41aを含んでいる。各表示領域41は、各表示領域41に固有の配列方向を有し、複数の表示領域41には、配列方向が互いに異なる表示領域41が含まれている。
なお、各表示領域41は三角形状に限らず、他の形状を有してもよい。
すなわち、図16が示すように、各表示領域42は正方形状を有してもよく、各表示領域42は、各表示領域42が有する外縁において少なくとも2つの他の表示領域42と接している。各表示領域42は、複数の傾斜要素42aを含んでいる。各表示領域42は、各表示領域42に固有の配列方向を有し、複数の表示領域42には、配列方向が互いに異なる表示領域42が含まれている。
すなわち、図16が示すように、各表示領域42は正方形状を有してもよく、各表示領域42は、各表示領域42が有する外縁において少なくとも2つの他の表示領域42と接している。各表示領域42は、複数の傾斜要素42aを含んでいる。各表示領域42は、各表示領域42に固有の配列方向を有し、複数の表示領域42には、配列方向が互いに異なる表示領域42が含まれている。
なお、図15および図16では、図示の便宜上、各表示領域において、各傾斜要素が配列方向に沿って有する幅は互いに等しいが、上述した実施形態と同様、各表示領域では、各傾斜要素の傾斜角度が配列方向に沿って連続的に変わることによって、配列方向に沿う各傾斜要素の幅も連続的に変わっている。
また、複数の表示領域において、各傾斜要素の傾斜角度が配列方向に沿って連続的に変わる表示領域が少なくとも1つ含まれていれば、複数の表示領域には、1つの表示領域に属する全ての傾斜要素において傾斜角度が等しい表示領域が含まれてもよい。
こうした構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(5)表示体10の広がる平面と視線方向ELを含む平面との角度を変えたときに、入射角度が臨界角θcよりも大きい傾斜要素と、入射角度が臨界角θcよりも小さい傾斜要素との境界が連続的に変わる状態を、配列方向が互いに異なる表示領域間で変えることができる。それゆえに、全ての表示領域において配列方向が同じである構成と比べて、表示体10の意匠性を高めることができる。
(5)表示体10の広がる平面と視線方向ELを含む平面との角度を変えたときに、入射角度が臨界角θcよりも大きい傾斜要素と、入射角度が臨界角θcよりも小さい傾斜要素との境界が連続的に変わる状態を、配列方向が互いに異なる表示領域間で変えることができる。それゆえに、全ての表示領域において配列方向が同じである構成と比べて、表示体10の意匠性を高めることができる。
[第2変形例]
・図17が示すように、第2プリズム面34bと対向する平面視において、第2プリズム面34bは、複数の第4表示領域43と複数の第5表示領域44とを含んでいる。第2プリズム面34bと対向する平面視において、各第4表示領域43は第1の面積を有し、各第5表示領域44は第1の面積よりも小さい第2の面積を有している。
・図17が示すように、第2プリズム面34bと対向する平面視において、第2プリズム面34bは、複数の第4表示領域43と複数の第5表示領域44とを含んでいる。第2プリズム面34bと対向する平面視において、各第4表示領域43は第1の面積を有し、各第5表示領域44は第1の面積よりも小さい第2の面積を有している。
各第4表示領域43は、四隅が曲率を有した四角形状を有し、各第5表示領域44は円形状を有しているが、第4表示領域43の面積と第5表示領域44の面積とが互いに異なっていれば、第4表示領域43と第5表示領域44とは互いに相似な形状を有してもよい。
また、各第4表示領域43は、各第4表示領域43に固有の配列方向を有し、複数の第4表示領域43には、傾斜要素43aの配列方向が互いに異なる第4表示領域43が含まれている。これに対して、全ての第5表示領域44において、傾斜要素44aの配列方向が互いに等しい。
なお、全ての第4表示領域43において、傾斜要素43aの配列方向が互いに等しく、かつ、全ての第5表示領域44において、傾斜要素44aの配列方向が互いに等しくてもよい。また、複数の第4表示領域43に、傾斜要素43aの配列方向が互いに異なる第4表示領域43が含まれ、かつ、複数の第5表示領域44に、傾斜要素44aの配列方向が互いに異なる第5表示領域44が含まれてもよい。さらに、全ての第4表示領域43において、配列方向が互いに等しい一方で、複数の第5表示領域44に、傾斜要素44aの配列方向が互いに異なる第5表示領域44が含まれてもよい。
なお、図17では、図示の便宜上、各表示領域において、各傾斜要素が配列方向に沿って有する幅は互いに等しいが、上述した実施形態と同様、各表示領域では、各傾斜要素の傾斜角度が配列方向に沿って連続的に変わることによって、配列方向に沿う各傾斜要素の幅も連続的に変わっている。
こうした構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(6)第1の面積を有する第4表示領域43と第2の面積を有する第5表示領域44との間では、各表示領域が有する面積の違いによって、各表示領域の全体から射出される光の光量を異ならせることができる。そのため、全ての表示領域が同じ大きさを有する構成と比べて、表示体10の広がる平面と視線方向ELを含む平面との角度を変えたときに、表示領域から射出される光量の違いによって、表示体10の意匠性を高めることができる。
(6)第1の面積を有する第4表示領域43と第2の面積を有する第5表示領域44との間では、各表示領域が有する面積の違いによって、各表示領域の全体から射出される光の光量を異ならせることができる。そのため、全ての表示領域が同じ大きさを有する構成と比べて、表示体10の広がる平面と視線方向ELを含む平面との角度を変えたときに、表示領域から射出される光量の違いによって、表示体10の意匠性を高めることができる。
[第3変形例]
・図18が示すように、表示体50はプリズム層34と、プリズム層34を透過する印刷層32とを備えている。表示体50の表面50aと対向する平面視において、プリズム層34は、第1方向D1と第1方向D1に直交する第2方向D2とに沿って広がる矩形板状を有している。印刷層32は、表面50aと対向する平面視において、5つの頂点を有する星形状を有し、プリズム層34の中央を含む部分に位置している。
・図18が示すように、表示体50はプリズム層34と、プリズム層34を透過する印刷層32とを備えている。表示体50の表面50aと対向する平面視において、プリズム層34は、第1方向D1と第1方向D1に直交する第2方向D2とに沿って広がる矩形板状を有している。印刷層32は、表面50aと対向する平面視において、5つの頂点を有する星形状を有し、プリズム層34の中央を含む部分に位置している。
プリズム層34の第2プリズム面34bは、6つの第6表示領域51を含み、表面50aと対向する平面視において、3つの第6表示領域51、印刷層32、および、3つの第6表示領域51が、第1方向D1に沿って間隔を空けて並んでいる。第2プリズム面34bは、6つの第7表示領域52を含み、表面50aと対向する平面視において、3つの第7表示領域52、印刷層32、および、3つの第7表示領域52が、第2方向D2に沿って間隔を空けて並んでいる。各第6表示領域51および、各第7表示領域52は、表面50aと対向する平面視において、4つの頂点を有する星形状を有している。
こうした表示体50において、各第6表示領域51は、第1方向D1に沿って並び、かつ、第2方向D2に沿って延びる複数の傾斜要素を有してもよい。この場合には、各第6表示領域51において、傾斜要素の傾斜角度が、第1方向D1に沿って一定の角度ずつ変わり、かつ、全ての第6表示領域51において、傾斜要素における傾斜角度の範囲が等しくてもよい。または、第1方向D1の一端に位置する第6表示領域51から第1方向D1の他端に位置する第6表示領域51に向けて、傾斜要素の傾斜角度が、複数の第6表示領域51にわたって、第1方向D1に沿って一定の角度ずつ変わってもよい。
このとき、各第7表示領域52は、第2方向D2に沿って並び、かつ、第1方向D1に沿って延びる複数の傾斜要素を有してもよい。この場合には、各第7表示領域52において、傾斜要素の傾斜角度が、第2方向D2に沿って一定の角度ずつ変わり、かつ、全ての第7表示領域52において、傾斜要素における傾斜角度の範囲が等しくてもよい。または、第2方向D2の一端に位置する第7表示領域52から第2方向D2の他端に位置する第7表示領域52に向けて、傾斜要素の傾斜角度が、複数の第7表示領域52にわたって、第2方向D2に沿って一定の角度ずつ変わってもよい。
また、表示体50において、各第6表示領域51および各第7表示領域52は、第1方向D1に沿って並び、かつ、第2方向D2に沿って延びる複数の傾斜要素を有してもよい。そして、全ての第6表示領域51では、表面50aと対向する平面視において、印刷層32に対する一方側に位置する3つの第6表示領域51が1つの表示領域群を構成し、印刷層32に対する他方側に位置する3つの第6表示領域51が1つの表示領域群を構成している。また、全ての第7表示領域52では、表面50aと対向する平面視において、印刷層32に対する一方側に位置する3つの第7表示領域52が1つの表示領域群を構成し、印刷層32に対する他方側に位置する3つの第7表示領域52が1つの表示領域群を構成している。
各表示領域群において、印刷層32からの距離が最も小さい表示領域から、印刷層32からの距離が最も大きい表示領域に向けて、傾斜要素の傾斜角度が、印刷層32から離れる方向に沿って一定の角度ずつ大きくなってもよいし、小さくなってもよい。
こうした構成によれば、表示体50の表面50aと、観察者OBの視線方向ELを含む平面とが形成する角度が変わることによって、各表示領域が表示する画像の色が変わるため、表示体50の意匠性を高めることができる。
[他の変形例]
上述した実施形態は、以下のように適宜変更して実施することができる。
・配列方向DAにおいて、最も第2表示領域34b2寄りに位置する第1傾斜要素b1tの傾斜角度θと、最も第1表示領域34b1寄りに位置する第2傾斜要素b2tの傾斜角度θとの差は、各表示領域内にて、配列方向DAにおいて互いに隣り合う傾斜要素間での傾斜角度θの差とは異なってもよい。こうした構成であっても、各表示領域は、配列方向DAに沿って並び、かつ、配列方向DAに沿って傾斜角度θが一定の角度ずつ変わる傾斜要素を含んでいれば、上述した(1)の効果を得ることはできる。
上述した実施形態は、以下のように適宜変更して実施することができる。
・配列方向DAにおいて、最も第2表示領域34b2寄りに位置する第1傾斜要素b1tの傾斜角度θと、最も第1表示領域34b1寄りに位置する第2傾斜要素b2tの傾斜角度θとの差は、各表示領域内にて、配列方向DAにおいて互いに隣り合う傾斜要素間での傾斜角度θの差とは異なってもよい。こうした構成であっても、各表示領域は、配列方向DAに沿って並び、かつ、配列方向DAに沿って傾斜角度θが一定の角度ずつ変わる傾斜要素を含んでいれば、上述した(1)の効果を得ることはできる。
・複数の表示領域において、配列方向DAにおいて互いに隣り合う傾斜要素での傾斜角度θの差が、互いに異なっていてもよい。こうした構成であっても、各表示領域は、配列方向DAに沿って並び、かつ、配列方向DAに沿って傾斜角度θが一定の角度ずつ変わる複数の傾斜要素を含んでいれば、上述した(1)の効果を得ることはできる。
・第2プリズム面34bは、第1表示領域34b1、第2表示領域34b2、および、第3表示領域34b3のうち、いずれか1つのみ、または、いずれか2つのみを備える構成でもよい。こうした構成であっても、各表示領域は、配列方向DAに沿って並び、かつ、配列方向DAに沿って傾斜角度θが一定の角度ずつ変わる傾斜要素を含んでいれば、上述した(1)の効果を得ることはできる。
・傾斜要素はプリズム層34が広がる平面と所定の傾斜角度θを形成する平面であるが、傾斜要素は曲面であってもよい。こうした構成では、傾斜要素としての曲面を近似した平面と、プリズム層34が広がる平面とによって形成される角度が、各傾斜要素の傾斜角度θである。そして、曲面状の傾斜要素を有した表示領域において、傾斜要素の並ぶ方向に沿って、傾斜角度θが一定の角度ずつを変わっていればよい。こうした構成であっても、上述した(1)と同等の効果を得ることはできる。
・第1表示領域34b1、および、第3表示領域34b3の各々では、各表示領域に含まれる全ての傾斜要素の一部である複数の傾斜要素において、各傾斜要素の傾斜角度θが、配列方向DAに沿って一定の角度ずつ大きくなってもよい。こうした構成であっても、各表示領域の一部では、上述した(1)と同等の効果を得ることはできる。
・表示体は、空気層ではなく、例えば樹脂から形成される層を界面層として有してもよい。こうした構成では、界面層が、プリズム層34を形成する樹脂よりも屈折率の低い樹脂から形成されていればよい。
・表示体は、プリズム層34の第1プリズム面34a上に位置するカバー層を有してもよい。こうした構成において、カバー層の屈折率は、プリズム層34の屈折率よりも低いことが好ましい。これにより、プリズム層34に対してカバー層側から光が入射するとき、カバー層とプリズム層34との間にて臨界角が生じないため、カバー層からプリズム層34に透過する光の光量を大きくすることができる。
10,50…表示体、10a,50a…表面、11…第1画像、12…第2画像、13…第3画像、14…第4画像、21…第1情報、22…第2情報、31…基材、31a…第1基材面、32,36…印刷層、33…接着層、34…プリズム層、34a…第1プリズム面、34b…第2プリズム面、34b1…第1表示領域、34b2…第2表示領域、34b3…第3表示領域、34c…凸部、35…光干渉層、35a…第1光干渉面、37…空気層、41,42…表示領域、41a,42a,43a,44a…傾斜要素、43…第4表示領域、44…第5表示領域、51…第6表示領域、52…第7表示領域、b1t…第1傾斜要素、b1t1,b2t1,b3t1…基端部、b1t2,b2t2,b3t2…先端部、b21…第1部分、b22…第2部分、b2t…第2傾斜要素、b3t…第3傾斜要素、IF…界面、OB…観察者、RP…基準面。
Claims (7)
- 入射光の入射角度に応じた光の干渉によって、前記入射光の一部である所定の波長を有した光を反射する光干渉層と、
光透過性を有するとともに、前記光干渉層に対して前記入射光の入射する側に位置するプリズム層であって、少なくとも1つの表示領域を含む凹凸面を有した前記プリズム層と、
前記凹凸面との界面を有するとともに、前記界面に対して前記入射光の入射する側の屈折率が、前記界面に対して前記光干渉層が位置する側の屈折率よりも高くなるように、前記プリズム層との間で屈折率の差を有する界面層と、を備え、
前記表示領域は、前記プリズム層が広がる平面に対して所定の傾斜角度で傾く複数の傾斜要素であって、複数の前記傾斜要素が配列方向に沿って並び、かつ、前記配列方向と直交する延在方向に沿って延びるとともに、前記平面と対向する平面視において、前記配列方向において互いに隣り合う前記傾斜要素が接する複数の前記傾斜要素を含み、
全ての前記傾斜要素には、前記各傾斜要素の前記傾斜角度が、前記配列方向に沿って一定の角度ずつ大きくなる複数の前記傾斜要素が含まれる
表示体。 - 前記凹凸面は、前記配列方向に沿って間隔を空けて並ぶ複数の前記表示領域を含み、
互いに隣り合う前記表示領域間において、前記傾斜要素の前記傾斜角度が、前記配列方向に沿って一定の角度ずつ大きくなる部分を前記各表示領域が含む
請求項1に記載の表示体。 - 前記凹凸面は、前記配列方向に沿って並ぶ複数の表示領域を含み、
前記平面と直交するとともに前記延在方向に平行な面が基準面であり、
複数の前記表示領域には、前記平面と直交するとともに前記配列方向に平行な断面において、その表示領域に属する全ての前記傾斜要素が前記基準面に対して第1配列方向に傾いている前記表示領域と、その表示領域に属する全ての前記傾斜要素が前記基準面に対して前記第1配列方向とは逆の方向である第2配列方向に傾いている前記表示領域とが含まれる
請求項1に記載の表示体。 - 前記表示領域は、前記配列方向に沿って並ぶ第1部分と第2部分とから構成され、
前記各部分は、複数の前記傾斜要素を含み、
前記平面と直交するとともに前記延在方向に平行な面が基準面であり、
前記平面と直交するとともに前記配列方向に平行な断面において、前記第1部分に属する全ての前記傾斜要素が前記基準面に対して第1配列方向に傾き、前記第2部分に属する全ての前記傾斜要素が前記基準面に対して前記第1配列方向とは逆の方向である第2配列方向に傾いている
請求項1に記載の表示体。 - 前記凹凸面は、複数の前記表示領域を含み、
前記各表示領域は、前記各表示領域に固有の前記配列方向を有し、
複数の前記表示領域には、前記配列方向が互いに異なる前記表示領域が含まれる
請求項1に記載の表示体。 - 前記凹凸面は、複数の前記表示領域を含み、
複数の前記表示領域には、前記平面と対向する平面視において、第1の面積を有する前記表示領域と、前記第1の面積とは異なる第2の面積を有する前記表示領域とが含まれる
請求項1から5のいずれか一項に記載の表示体。 - 入射光の入射角度に応じた光の干渉によって、前記入射光の一部である所定の波長を有した光を反射する光干渉層と、
光透過性を有するとともに、前記光干渉層に対して前記入射光が入射する側に位置するプリズム層であって、前記プリズム層において前記光干渉層と対向する面である対向面と、前記対向面とは反対側の面である反対面とのいずれか一方が、少なくとも1つの表示領域を含む凹凸面であり、前記凹凸面に対して前記入射光の入射する側の屈折率が、前記凹凸面に対して前記光干渉層が位置する側の屈折率よりも高くなるように構成された前記プリズム層と、を備え、
前記表示領域は、三角形状の波形が進行方向に連なる三角波形状を有した断面が1つの方向に連なる形状を有し、各波形の傾きが前記進行方向に沿って一定の角度ずつ大きくなる
表示体。
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