JP5233227B2 - 表示体及びラベル付き物品 - Google Patents

Description

本発明は、回折構造を利用した表示技術に関する。

特許文献１に記載されているように回折格子及びホログラムなどの回折構造を凹凸パターンで構成する場合、線幅がマイクロメートル又はナノメートルオーダーのパターンを形成する必要がある。そして、凹凸パターンの平面形状及び断面形状は、回折構造の性能に大きな影響を及ぼす。従って、凹凸パターンの形成には、高い精度が要求される。

回折構造として凹凸パターンを含んだ表示体の製造では、一般に、金型を製造し、この金型の凹凸パターンを樹脂層に転写している。具体的には、まず、レジスト層への電子線描画を行って、樹脂からなる凹凸パターンを含んだ原版を得る。次いで、電鋳によって、原版に設けられた凹凸パターンの反転パターンを含んだ金型を得る。その後、この金型のパターンを熱可塑性樹脂又は電離放射線硬化性樹脂層に転写して複数の版を製造し、これら版から電鋳によって複数の金型を製造する。このようにして得られた金型の凹凸パターンを樹脂層に転写することにより、一方の主面に凹凸パターンが設けられた樹脂層を得ることができる。

電子線描画は、微細なパターンを形成するのに適している。しかしながら、電子線描画では、パターンの面積が大きくなると、描画により多くの時間が必要となる。それゆえ、電子線描画によると、表示領域が大きな表示体を高い生産性で製造することは難しい。

加えて、電子線描画では、描画開始から終了まで、装置の動作及びその周辺環境を安定させる必要がある。装置の動作及び周辺環境を長時間に亘って安定させることは非常に困難である。即ち、表示領域が大きくなるほど、パターンの形状精度が不十分となる可能性が高くなる。

また、表示領域が大きいと、原版から金型へのパターン転写や金型から樹脂層へのパターン転写の際に、パターンに欠落部を生じる可能性が高くなると共に、樹脂層の金型からの離型性が不十分となる傾向にある。この問題は、線幅がナノメートルオーダーのパターンを形成する場合や、高アスペクト比の断面形状を有するパターンを形成する場合に特に顕著である。

このように、表示体の表示領域を大きくすると、高い生産性を実現すること、及び、凹凸パターンを高い形状精度で形成することが難しくなる。凹凸パターンの形状精度が不十分であると、表示体に設計通りの回折像を表示させることができない。
特開平１０−１２３９１９号公報

本発明の目的は、表示領域が大きい場合であっても、高い生産性と設計通りの表示とを容易に達成可能とすることにある。

本発明の第１側面によると、偽造又は不正使用を防止するための表示体であって、規則的に配列した複数の単位領域を一方の主面が含み、前記複数の単位領域の各々の一部には回折構造を構成している凹凸パターンが設けられており、前記複数の単位領域は前記凹凸パターンの構造が互いに等しい回折構造層と、規則的に配列した複数のレンズを含み、前記回折構造層と向き合ったレンズアレイとを具備し、前記レンズアレイは、前記回折構造層の前記一方の主面若しくは他方の主面上に形成されているか、又は、前記レンズアレイは、一方の主面が前記レンズアレイを支持した透明基材とともに、透明な接着剤層を介して前記回折構造層に貼り合わせられているか若しくは固定具を用いて前記回折構造層と一体化されたレンズ層を構成しており、前記複数の単位領域に設けられた前記凹凸パターンと前記複数のレンズとは、それらの配列の重ね合わせによって生じるモアレ効果により、前記複数の単位領域に設けられた前記凹凸パターンがそれぞれ表示する複数の回折像を合成してなる合成像として、この回折像の拡大像を１つ以上表示するように配置されていることを特徴とする表示体が提供される。

本発明の第３側面によると、第１又は第２側面に係る表示体と、これを支持した物品とを含んだことを特徴とするラベル付き物品が提供される。

本発明によると、表示領域が大きい場合であっても、高い生産性と設計通りの表示とを容易に達成することができる。

以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、全ての図面を通じて同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一態様に係る表示体を示す斜視図である。図２は、図１に示す表示体の分解斜視図である。図３は、図１に示す表示体を概略的に示す平面図である。図４は、図１に示す表示体のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、図１に示す表示体の回折構造層を概略的に示す平面図である。

なお、これらの図面において、Ｘ方向は表示体の主面に平行な方向であり、Ｙ方向は表示体の主面に平行であり且つＸ方向と交差する方向であり、Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向に対して垂直な方向である。ここでは、Ｘ方向とＹ方向とを略直交させているが、それらは斜めに交差していてもよい。

この表示体１０は、図１、図２及び図４に示すように、回折構造層１１とレンズ層１２とを含んでいる。回折構造層１１とレンズ層１２とは、向き合っており、図１及び図４に示すように、接着剤層１３を介して貼り合わされている。この表示体１０の前面側はレンズ層１２側であり、背面側は回折構造層１１側である。

回折構造層１１は、図４に示すように、基材１１１と凹凸形成層１１２との積層体を含んでいる。回折構造層１１は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。

基材１１１は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリカーボネート（ＰＣ）などの樹脂からなるフィルム又はシートである。基材１１１の材料として、ガラスなどの無機材料を使用してもよい。基材１１１は、透明であってもよく、不透明であってもよい。基材１１１は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。基材１１１には、反射防止処理、低反射防止処理、ハードコート処理、帯電防止処理及び防汚処理などの処理を施してもよい。基材１１１は、省略することができる。

凹凸形成層１１２は、基材１１１の一方の主面を被覆している。凹凸形成層１１２は、透明であってもよく、不透明であってもよい。

回折構造層１１の一方の主面、ここでは、凹凸形成層１１２側の主面は、規則的に配列した複数の単位領域を含んでいる。図２、図３及び図５には、破線ＢＬは、これら単位領域の境界を表している。

これら単位領域は、例えば、正方格子、矩形格子及び三角格子などの格子状に配列させることができる。ここでは、一例として、単位領域は略正方格子状に配列していることとする。

各単位領域の一部には、図３乃至図５に示す凹凸パターンＤＰが設けられている。各凹凸パターンＤＰは、回折格子及びホログラムなどの回折構造を構成している。これら凹凸パターンＤＰは、構造が互いに等しく、方位も互いに等しい。

回折構造は、照明光の入射方向や観察方向に応じた色変化を生じる回折像を表示する。この回折像の色は、回折構造を構成している溝の空間周波数によって制御することができ、その設計に際しては以下の等式を考慮する。
ｍλ＝ｄ（ｓｉｎθ_i±ｓｉｎθ）
ここで、ｍは回折次数を示し、λは照明光の波長を示し、θ_iは照明光の入射角を示し、θはｍ次回折光の射出角又は回折角を示している。

なお、この表示体１０では、回折構造の配列とレンズアレイとを向かい合わせるので、レンズ１２２による光路の変化を考慮する必要がある。即ち、表示体１０は、上記等式に加え、レンズ１２２による光路の変化を更に考慮して設計する。

凹凸パターンＤＰは、単位領域に対応して規則的に配列していている。ここでは、一例として、図５に示すように、各凹凸パターンＤＰは、単位領域の略中央に位置している。

凹凸形成層１１２は、例えば、表面レリーフ型ホログラムの製造で行われているように、微細な線状の凸部を設けた金型を樹脂に押し付けることにより形成することができる。例えば、凹凸形成層１１２は、基材１１１上に形成された熱可塑性樹脂層に、線状の凸部が設けられた金型を、熱を印加しながら押し当てる方法、即ち、熱エンボス加工法により得られる。或いは、凹凸形成層１１２は、基材１１１上に紫外線硬化樹脂を塗布し、これに金型を押し当てながら基材１１１側から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させ、その後、金型を取り除く方法により形成することも可能である。

この金型は、例えば、電子線描画装置を用いて製造する。例えば、まず、レジスト層への電子線描画を行って、樹脂からなる凹凸パターンを含んだ原版を得る。次いで、電鋳によって、原版に設けられた凹凸パターンの反転パターンを含んだ金型を得る。その後、この金型のパターンを熱可塑性樹脂又は電離放射線硬化性樹脂層に転写して複数の版を製造し、これら版から電鋳によって複数の金型を製造する。このようにして得られた金型の凹凸パターンを樹脂層に転写することにより、一方の主面に凹凸パターンＤＰが設けられた凹凸形成層１１２を得ることができる。

凹凸形成層１１２の材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂及びアクリル系／スチレン系共重合樹脂等の熱可塑性樹脂材料又は紫外線硬化樹脂を使用することができる。凹凸形成層１１２の材料として、樹脂を使用する代わりに、珪酸塩を含んだ無機系材料を使用してもよい。

回折構造層１１の凹凸パターンＤＰが設けられた面は、図４に示すように反射層１４で被覆してもよい。反射層１４は、凹凸パターンＤＰの回折効率を高める。反射層１４は、パターニングされていてもよい。例えば、凹凸パターンＤＰのみを被覆していてもよい。反射層１４は、省略することができる。

反射層１４は、例えば、金属層である。金属層の材料としては、例えば、アルミニウム、銀又はそれらの合金を使用することができる。金属層は、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により形成することができる。金属又は合金からなる反射層１４を気相堆積法により形成する場合、その厚さは、例えば３０乃至１００ｎｍ程度で十分である。

反射層１４は、１層又は多層の誘電体膜であってもよい。反射層１４として、例えば、透明な単層の誘電体膜を使用した場合、肉眼で表示体１０を観察したときに表示体１０の背面側にある物体を視認できる可能性がある。反射層１４として多層誘電体膜を使用した場合には、表示体１０に波長選択性を与えることができる。従って、反射層１４として金属蒸着層や単層の誘電体膜を使用した場合とは異なる視覚効果を得ることができる。多層誘電体膜は、基材１１上に、例えば、硫化亜鉛などの高屈折率材料とフッ化マグネシウムなどの低屈折率の材料とを交互に蒸着することによって得られる。
レンズ層１２は、図１、図２及び図４に示すように、透明基材１２１と、複数のレンズ１２２とを含んでいる。

透明基材１２１は、例えば、ＰＥＴ及びＰＣなどの樹脂からなるフィルム又はシートである。基材１２１の材料として、ガラスなどの無機材料を使用してもよい。透明基材１２１は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。基材１２１には、反射防止処理、低反射防止処理、ハードコート処理、帯電防止処理及び防汚処理などの処理を施してもよい。基材１２１は、省略することができる。

レンズ１２２は、透明基材１２１の一方の主面上で規則的に配列している。レンズ１２２は、例えば、正方格子、矩形格子及び三角格子などの格子状に配列させることができる。ここでは、一例として、レンズ１２２は略正方格子状に配列していることとする。

レンズ１２２は、例えば球面レンズである。レンズ１２２は、非球面レンズ又は矩形状レンズであってもよい。なお、球面レンズは、球面の一部分からなる面を持つレンズである。非球面レンズは、形状を若干ずらした球面の一部分からなる面を持つレンズである。矩形状レンズは、Ｚ方向に平行な断面が矩形状又は正方形状のレンズであって、Ｚ方向に平行な方向から観察した場合に例えば格子状又は縞状のレンズアレイを構成する。

レンズ１２２が球面レンズ及び比球面レンズなどの凸レンズである場合、レンズ１２２の焦点から凹凸パターンＤＰまでの距離を短くすると、表示体１０に、より鮮明な像を表示させることができる。レンズ１２２の焦点から凹凸パターンＤＰまでの距離は、例えば、レンズ１２２の焦点距離及び／又は基材１２１などの厚さによって制御できる。なお、レンズ１２２の焦点に凹凸パターンＤＰを位置させ、焦点から外れた位置に他のパターンを設けると、表示体１０に、奥行き感のある像を表示させることができる。

レンズ１２２が矩形状レンズであって、これらがＺ方向に平行な方向から観察したときに格子状又は縞状のレンズアレイを構成している場合、焦点は存在しない。従って、この場合、レンズアレイから凹凸パターンＤＰまでの距離を厳密に制御する必要がない。

レンズアレイは、例えば、複数の凹部を設けた金型を樹脂に押し付けることにより形成することができる。例えば、レンズアレイは、基材１２１上に形成された熱可塑性樹脂層に、レンズ１２２に対応した形状の凹部が設けられた金型を、熱を印加しながら押し当てる方法、即ち、熱エンボス加工法により得られる。或いは、レンズアレイは、基材１２１上に紫外線硬化樹脂を塗布し、これに金型を押し当てながら基材１２１側から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させ、その後、金型を取り除く方法により形成することも可能である。

レンズアレイの材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂及びアクリル系／スチレン系共重合樹脂等の熱可塑性樹脂材料又は紫外線硬化樹脂を使用することができる。レンズアレイの材料として、樹脂を使用する代わりに、珪酸塩を含んだ無機系材料を使用してもよい。レンズアレイの材料は、凹凸形成層１１２の材料と比較して粘性が高くてもかまわない。

接着剤層１３は、透明であり、回折構造層１１とレンズ層１２とを貼り合わせている。接着剤層１３の材料としては、例えば紫外線硬化樹脂を使用することができる。

接着剤層１３は、省略することができる。この場合、回折構造層１１とレンズ層１２とは、固定具を用いて一体化してもよい。なお、接着剤層１３を省略した場合、回折構造層１１とレンズ層１２との間に空気層が生じるため、反射層１４を省略しても高い回折効率を容易に達成できる。

この表示体１０では、図３に示すように、凹凸パターンＤＰを単位領域に対応して規則的に配置し、レンズ１２２を凹凸パターンＤＰの配列と同じ周期で規則的に配置している。そして、凹凸パターンＤＰの配列と、レンズ１２２の配列との方位を僅かに異ならしめている。このように、凹凸パターンＤＰの配列とレンズ１２２の配列とをずらして重ね合わせることによりモアレ効果を生じさせ、複数の凹凸パターンＤＰがそれぞれ表示する複数の回折像を合成してなる合成像として、この回折像の拡大像を１つ以上表示するようにしている。

図６は、レンズアレイを省略した場合に図１に示す表示体が表示する像の一例を概略的に示す平面図である。図７は、図１に示す表示体が表示する像の一例を概略的に示す平面図である。図８は、図１に示す表示体が表示する像の他の例を概略的に示す平面図である。なお、図６には、表示体の一部のみを描いており、図７及び図８には表示体の全体を描いている。

表示体１０からレンズアレイを省略した場合、モアレ効果は生じない。そのため、各凹凸パターンＤＰが表示する回折像は合成されず、表示体１０は、図６に示すように、複数の単位領域に対応して複数の回折像Ｉ_Dを表示する。

レンズアレイを省略せずに、図３を参照しながら説明したように凹凸パターンＤＰの配列とレンズ１２２の配列とをずらして重ね合わせると、モアレ効果を生じ、表示体１０は、図６に示す複数の回折像Ｉ_Dを合成してなる合成像として、回折像Ｉ_Dの拡大像を表示する。例えば、表示体１０は、図７に示すように１つの拡大像Ｉ_D’を表示するか、図８に示すように２つの拡大像Ｉ_D’を表示するか、又は、それより多くの拡大像Ｉ_D’を表示する。

このように、この表示体１０は、小さな回折像Ｉ_Dを拡大してなる拡大像Ｉ_D’を表示する。そして、この拡大像Ｉ_D’は複数の回折像Ｉ_Dを合成してなる合成像であるので、一部の凹凸パターンＤＰに欠落部が生じていたとしても、この欠落部が拡大像Ｉ_D’に知覚できるほどの影響を及ぼすことは殆どない。また、電子線描画装置の動作及び／又はその周辺の環境が描画開始から終了までの間に変動し、これに起因して、描画開始直後のパターンと描画終了直前のパターンとで形状に不一致を生じたとしても、この不一致が拡大像Ｉ_D’に知覚できるほどの影響を及ぼすことは殆どない。

加えて、この表示体１０では、凹凸パターンＤＰを単位領域の全体に設けずに、単位領域の一部にのみ設けている。それゆえ、凹凸パターンＤＰを単位領域の全体に設けた場合と比較して、原版を製造するための電子線描画に要する時間を短縮でき、描画開始直後のパターンと描画終了直前のパターンとで生じる形状の不一致を小さくすることができる。加えて、描画時間を短縮できるので、描画条件の変動が小さくなり、それゆえ、その制御が容易になる。

また、凹凸パターンＤＰを単位領域の一部にのみ設けた場合、凹凸パターンＤＰを単位領域の全体に設けた場合と比較して、凹凸形成層１１２の金型からの離型性が不十分となるのを容易に防止できる。即ち、原版からの金型の剥離や金型からの樹脂層の剥離を小さな力で行うことが、並びに、原版からの金型の剥離時や金型からの樹脂層の剥離時におけるジッピングなどに起因した剥離ムラ及びパターンの欠落を抑制することが容易である。従って、スループットの低減や離型性向上のための対策を必要とすることなしに、形状精度に優れた凹凸パターンＤＰを形成することができる。また、これと同じ理由により、この金型の製造プロセスにおいても同様の効果を得ることができる。

従って、この表示体１０は、表示領域が大きい場合であっても、高い生産性で製造することと、設計通りの像を表示させることとが容易である。

回折像Ｉ_Dの寸法に対する拡大像Ｉ_D’の比、即ち拡大率は、図３に示す角度αに応じて変化する。なお、角度αは、単位領域の列とレンズ１２２の列とが為す角度である。角度αを小さくするほど、拡大率は大きくなる。但し、角度αを０°にすると、拡大像Ｉ_D’は無限大の大きさになるため、その全体を観察することはできない。角度αは、例えば数度、典型的には２°程度とする。

この表示体１０では、図３を参照しながら説明した構造によってモアレ効果を生じさせているが、モアレ効果は、他の構造を採用した場合にも生じさせることができる。例えば、単位領域の配列とレンズ１２２の配列とで方位を一致させ、それら配列のＸ方向及びＹ方向の各々に関するピッチを異ならしめてもよい。或いは、単位領域の配列とレンズ１２２の配列とで方位及びピッチを一致させ、単位領域に対する凹凸パターンＤＰの相対位置を、単位領域間で異ならしめてもよい。例えば、略中央の単位領域では凹凸パターンＤＰをその単位領域の中央に位置させ、先の単位領域から離れるに応じて凹凸パターンＤＰの位置を単位領域の中央から外側にずらしてもよい。

この表示体１０は、複数の単位領域とそれぞれ向き合った複数の印刷パターンを更に含んでいてもよい。
図９は、一変形例に係る表示体を概略的に示す平面図である。図１０は、図９に示す表示体が表示する像の一例を概略的に示す平面図である。なお、図９には、凹凸パターンＤＰの代わりに、それらが表示する回折像Ｉ_Dを描いている。

この表示体１０は、各々が印刷像Ｉ_Pを形成している複数の印刷パターンを更に含んでいること以外は、図１乃至図５を参照しながら説明した表示体１０と同様の構造を有している。これら印刷パターンは、複数の単位領域とそれぞれ向き合っている。そして、或る位領域内の凹凸パターンＤＰとその単位領域と向き合った印刷パターンとの相対位置は、表示体１０の全体で一定である。

この表示体１０は、顕微鏡を用いて観察したときに、図９に示すように、回折像Ｉ_Dと印刷像Ｉ_Pとの組み合わせが単位領域に対応して配列した像を表示する。そして、この表示体１０は、肉眼で観察すると、図１０に示すように、上述した拡大像Ｉ_D’に加え、モアレ効果により、印刷像Ｉ_Pの拡大像Ｉ_P’を表示する。従って、印刷パターンを設けると、より複雑な表示が可能となる。

印刷パターンは、例えば、反射層１４と接着剤層１３との間に配置する。反射層１４が光透過性を有している場合、印刷パターンは、反射層１４と凹凸形成層１１２との間に、又は、凹凸形成層１１２と基材１１１との間に配置してもよい。

この表示体１０には、図４に示す積層構造の代わりに、他の積層構造を採用することができる。

図１１乃至図１５は、他の変形例に係る表示体を概略的に示す断面図である。

図１１に示す表示体１０は、基材１１１がレンズ層１２と向き合うように回折構造層１１をレンズ層１２に貼り合わせていること以外は、図４に示す表示体１０と同様の構造を有している。この構造では平坦面同士を接着しているため、貼り合わせが容易である。また、この表示体１０から接着剤層１３を省略した構造は、レンズ層１２との摩擦によって凹凸パターンＤＰ又は反射層１４が損傷を受けることがない。

図１２に示す表示体１０は、レンズ１２２が回折構造層１１と向き合うようにレンズ層１２を回折構造層１１に貼り合わせていること以外は、図４に示す表示体１０と同様の構造を有している。この構造では、基材１１１及び１２１を最外層としているので、それらの間に介在したレンズ１２２等の部材の損傷を生じ難い。

図１３に示す表示体１０は、レンズ１２２が回折構造層１１と向き合うようにレンズ層１２を回折構造層１１に貼り合わせていること以外は、図１１に示す表示体１０と同様の構造を有している。この構造では、レンズ１２２の損傷を生じ難い。また、この表示体１０から接着剤層１３を省略した構造は、レンズ層１２との摩擦によって凹凸パターンＤＰ又は反射層１４が損傷を受けることがない。

図１４に示す表示体１０は、基材１２１及び接着剤層１３を省略したこと以外は、図４に示す表示体１０と同様の構造を有している。即ち、この表示体１０では、反射層１４上にレンズ１２２が形成されている。この表示体１０は、図４に示す表示体１０と比較して部品点数が少ないため、より少ない工程数で製造することができる。また、この表示体１０は、図４に示す表示体１０と比較して、より薄く形成できるのに加え、レンズ１２２の焦点と凹凸パターンＤＰとの距離の制御が容易である。

図１５に示す表示体１０は、基材１２１及び接着剤層１３を省略したこと以外は、図１１に示す表示体１０と同様の構造を有している。即ち、この表示体１０では、基材１１１上にレンズ１２２が形成されている。この表示体１０は、図１１に示す表示体１０と比較して部品点数が少ないため、より少ない工程数で製造することができる。また、この表示体１０は、図１１に示す表示体１０と比較してより薄く形成できるのに加え、レンズ１２２の焦点と凹凸パターンＤＰとの距離の制御が容易である。

上述した表示体１０には、レンズ１２２の形状及び凹凸パターンＤＰの配置などを工夫することにより、３次元像を表示させることができる。また、レンズ１２２のピッチを一定とする代わりに、これを変調させると、視覚効果を変化させることができる。

表示体１０は、例えば、偽造又は不正使用等が抑制されるべき物品に支持させる。例えば、この表示体１０とこれを支持した物品とを含んだラベル付き物品を真正品とした場合、真正であるか否かが未知の物品が上述した特徴の１つ以上を示さないときには、その物品は非真正品であると判断することができる。即ち、真正であるか否かが未知の物品を真正品と非真正品との間で判別することができる。従って、例えば、有価証券、銀行券、身分証明書などの証明書、及びクレジットカードなどの印刷物や美術品及び工芸品などの高級品の偽造を防止又は抑制することができる。

なお、表示体をラベルとして利用する場合、表示体１０は物品に様々な方法で支持させることができる。例えば、表示体１０に粘着剤層を設け、この粘着剤層を介して表示体１０を物品に貼り付けてもよい。或いは、表示体１０と熱可塑性樹脂からなる接着層とを含んだ転写箔を製造し、熱及び圧力を利用した転写により、表示体１０を物品に貼り付けてもよい。或いは、表示体１０を含んだタグを製造し、これを紐及び鎖などの取付具を介して物品に支持させてもよい。或いは、表示体１０を含んだ包装材料を製造し、この包装材料で物品を包装してもよい。

この表示体１０は、偽造防止以外の目的で使用することも可能である。例えば、表示体１０と拡大鏡などの検証具とを含んだ光学キットは、先の真偽判定に利用可能であるのに加え、玩具、学習教材又は装飾品等としても利用することができる。即ち、この表示体１０は、偽造防止効果、装飾効果及び／又は美的効果を提供する。

（例１）
本例では、接着剤層１３を省略したこと以外は図１乃至図５を参照しながら説明したのとほぼ同様の構造を有する表示体１０を製造した。

具体的には、回折構造層１１は、以下の方法により作製した。まず、電子描画装置を用いて樹脂からなる原版を製造し、電鋳によりこの原版から金型を製造した。次に、この金型に紫外線硬化樹脂としてアクリル系樹脂を注入し、この樹脂層と厚さが５０μｍのＰＥＴフィルム１１１とをラミネートした。ＰＥＴフィルム１１１側から紫外線を照射して樹脂を硬化させ、その後、ＰＥＴフィルム１１１を硬化させた樹脂層と共に金型から剥離した。これにより、ＰＥＴフィルム１１１と凹凸形成層１１２とを含んだ回折構造シート１１を得た。

なお、金型は、凹凸形成層１１２の表面のうち、一辺が１００ｍｍの正方形の領域内で、各々が２０μｍの直径を有している円形の凹凸パターンＤＰが、１００μｍのピッチで正方格子状に配列するように設計した。凹凸パターンＤＰの溝の空間周波数は、約１５００乃至約２４００本／ｍｍの範囲内で変化させた。

また、ここでは、金型に離型処理は施さなかった。そして、ラミネート圧は、凹凸形成層１１２の厚さが約１５μｍとなるように軽めに設定した。この金型と凹凸形成層１１２とを調べたところ、成形時の剥離ムラはなく、樹脂層を金型から綺麗に剥離できたことを確認することができた。

凹凸形成層１１２上には、蒸着法によりアルミニウムからなる反射層１４を形成した。反射層１４の厚さは、約４０乃至約６０ｎｍとした。

レンズ層１２は、以下の方法により作製した。まず、金型に紫外線硬化樹脂としてアクリル系／スチレン系共重合樹脂を注入し、この樹脂層と厚さが７５μｍのＰＥＴフィルム１２１とをラミネートした。ＰＥＴフィルム１２１側から紫外線を照射して樹脂を硬化させ、その後、ＰＥＴフィルム１２１を硬化させた樹脂層と共に金型から剥離した。これにより、ＰＥＴフィルム１２１上に、ピッチが１００μｍであり、高さが約２６μｍであり、焦点距離が約９０μｍであるレンズ１２２を正方格子状に配列させてなるマイクロレンズシート１２を得た。

このようにして得られた回折構造シート１１とマイクロレンズシート１２とを、それらの間に反射層１４が介在するように重ね合わせた。以上のようにして、表示体１０を完成した。

この表示体１０が表示する拡大像Ｉ_D’を観察したところ、電子線描画時のムラや蒸着ムラなどに起因した表示ムラは見られず、回折光もはっきりと知覚できた。また、回折構造シート１１を固定し、マイクロレンズシート１２をその法線の周りで回転させたところ、表示体１０が表示する拡大像Ｉ_D’の寸法に変化を生じた。拡大像Ｉ_D’の最大寸法は、１００ｍｍ角であった。

（例２）
本例では、図１５を参照しながら説明したのとほぼ同様の構造を有する表示体１０を製造した。

具体的には、厚さが９０μｍのＰＥＴフィルム１１１を使用し、凹凸パターンＤＰのピッチを８５μｍとしたこと以外は例１で説明したのと同様の方法により、回折構造シート１１を作製した。本例でも、例１と同様に、成形時の剥離ムラはなく、樹脂層を金型から綺麗に剥離できた。

次に、基材１１１の凹凸形成層１１２を形成した面の裏面に、以下の方法によりレンズ１２２を形成した。まず、金型に紫外線硬化樹脂としてアクリル系／スチレン系共重合樹脂を注入し、この樹脂層と回折構造シート１１とを、紫外線硬化樹脂層が基材１１１と向き合うようにラミネートした。

凹凸形成層１１２側から紫外線を照射して樹脂を硬化させ、その後、回折構造シート１１を硬化させた樹脂層と共に金型から剥離した。これにより、ＰＥＴフィルム１１１上に、レンズ１２２を正方格子状に配列させてなるマイクロレンズシート１２を得た。

なお、レンズ１２２のピッチ、高さ及び焦点距離は、例１と同様とした。また、レンズ１２２の配列方向、即ちレンズアレイの方位は、凹凸パターンＤＰの配列方向と一致させた。

その後、凹凸形成層１１２上に、例１で説明したのと同様の反射層１４を形成した。以上のようにして、表示体１０を完成した。

この表示体１０が表示する拡大像Ｉ_D’を観察したところ、電子線描画時のムラや蒸着ムラなどに起因した表示ムラは見られず、回折光もはっきりと知覚できた。

（例３）
本例では、凹凸パターンの寸法が表示体１０の製造に及ぼす影響を調べた。
具体的には、まず、電子線描画装置を用いて、一辺が１００ｍｍの正方形状の領域内に２０００本／ｍｍの空間周波数で配列した溝が設けられた原版を製造した。そして、電鋳によりこの原版から金型を製造した。この金型を目視で検査したところ、凹凸パターンに、均一性が不十分な箇所が存在していることを確認できた。

次に、この金型に紫外線硬化樹脂としてアクリル系樹脂を注入し、この樹脂層と厚さが５０μｍのＰＥＴフィルムとをラミネートした。ＰＥＴフィルム側から紫外線を照射して樹脂を硬化させ、その後、ＰＥＴフィルムを硬化させた樹脂層と共に金型から剥離した。

この剥離には、大きな力を必要とした。また、この剥離の際に、ジッピングが発生し、成形を３回繰り返したときに剥離不良を生じ、金型から樹脂層を剥離できなくなった。

以上から、凹凸パターンの寸法を大きくすると、表示体１０の生産性が低下すると共に、高品質の表示体１０の製造が難しくなることを確認できた。
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
［１］規則的に配列した複数の単位領域を一方の主面が含み、前記複数の単位領域の各々の一部には回折構造を構成している凹凸パターンが設けられており、前記複数の単位領域は前記凹凸パターンの構造が互いに等しい回折構造層と、規則的に配列した複数のレンズを含み、前記回折構造層と向き合ったレンズアレイとを具備し、前記複数の単位領域に設けられた前記凹凸パターンと前記複数のレンズとは、それらの配列の重ね合わせによって生じるモアレ効果により、前記複数の単位領域に設けられた前記凹凸パターンがそれぞれ表示する複数の回折像を合成してなる合成像として、この回折像の拡大像を１つ以上表示するように配置されていることを特徴とする表示体。
［２］規則的に配列した複数の単位領域を一方の主面が含み、前記複数の単位領域の各々の一部には回折構造を構成している凹凸パターンが設けられており、前記複数の単位領域は前記凹凸パターンの構造が互いに等しい回折構造層と、規則的に配列した複数のレンズを含み、前記回折構造層と向き合ったレンズアレイとを具備し、前記複数の単位領域に設けられた前記凹凸パターンは規則的に配列し且つこの配列は前記複数のレンズの配列に対して方位及び／又はピッチがずれているか、又は、前記複数の単位領域に設けられた前記凹凸パターンは不規則に配列していることを特徴とする表示体。
［３］前記複数の単位領域とそれぞれ向き合った複数の印刷パターンを更に具備したことを特徴とする項１又は２に記載の表示体。
［４］前記凹凸パターンを被覆した反射層を更に具備したことを特徴とする項１乃至３の何れか１項に記載の表示体。
［５］前記レンズアレイは前記回折構造層の前記一方の主面又は他方の主面上に形成されていることを特徴とする項１乃至４の何れか１項に記載の表示体。
［６］一方の主面が前記レンズアレイを支持し、他方の主面が前記回折構造層の他方の主面と向き合った透明基材を更に具備したことを特徴とする項１乃至４の何れか１項に記載の表示体。
［７］一方の主面が前記レンズアレイを支持し、前記レンズアレイを間に挟んで前記回折構造層の他方の主面と向き合った透明基材を更に具備したことを特徴とする項１乃至４の何れか１項に記載の表示体。
［８］一方の主面が前記レンズアレイを支持し、他方の主面が前記回折構造層の前記一方の主面と向き合った透明基材を更に具備したことを特徴とする項１乃至４の何れか１項に記載の表示体。
［９］一方の主面が前記レンズアレイを支持し、前記レンズアレイを間に挟んで前記回折構造層の前記一方の主面と向き合った透明基材を更に具備したことを特徴とする項１乃至４の何れか１項に記載の表示体。
［１０］項１乃至９の何れか１項に記載の表示体と、これを支持した物品とを含んだことを特徴とするラベル付き物品。

本発明の一態様に係る表示体を示す斜視図。 図１に示す表示体の分解斜視図。 図１に示す表示体を概略的に示す平面図。 図１に示す表示体のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図。 図１に示す表示体の回折構造層を概略的に示す平面図。 レンズアレイを省略した場合に図１に示す表示体が表示する像の一例を概略的に示す平面図。 図１に示す表示体が表示する像の一例を概略的に示す平面図。 図１に示す表示体が表示する像の他の例を概略的に示す平面図。 一変形例に係る表示体を概略的に示す平面図。 図９に示す表示体が表示する像の一例を概略的に示す平面図。 他の変形例に係る表示体を概略的に示す断面図。 他の変形例に係る表示体を概略的に示す断面図。 他の変形例に係る表示体を概略的に示す断面図。 他の変形例に係る表示体を概略的に示す断面図。 他の変形例に係る表示体を概略的に示す断面図。

符号の説明

１０…表示体、１１…回折構造層、１２…レンズ層、１３…接着剤層、１４…反射層、１１１…基材、１１２…凹凸形成層、１２１…基材、１２２…レンズ、ＢＬ…単位領域の境界、ＤＰ…凹凸パターン、Ｉ_D…回折像、Ｉ_D’…拡大像、Ｉ_P…印刷像、Ｉ_P’…拡大像。

Claims (9)

1. 偽造又は不正使用を防止するための表示体であって、規則的に配列した複数の単位領域を一方の主面が含み、前記複数の単位領域の各々の一部には回折構造を構成している凹凸パターンが設けられており、前記複数の単位領域は前記凹凸パターンの構造が互いに等しい回折構造層と、規則的に配列した複数のレンズを含み、前記回折構造層と向き合ったレンズアレイとを具備し、前記レンズアレイは、前記回折構造層の前記一方の主面若しくは他方の主面上に形成されているか、又は、前記レンズアレイは、一方の主面が前記レンズアレイを支持した透明基材とともに、透明な接着剤層を介して前記回折構造層に貼り合わせられているか若しくは固定具を用いて前記回折構造層と一体化されたレンズ層を構成しており、前記複数の単位領域に設けられた前記凹凸パターンと前記複数のレンズとは、それらの配列の重ね合わせによって生じるモアレ効果により、前記複数の単位領域に設けられた前記凹凸パターンがそれぞれ表示する複数の回折像を合成してなる合成像として、この回折像の拡大像を１つ以上表示するように配置されていることを特徴とする表示体。
2. 前記複数の単位領域とそれぞれ向き合った複数の印刷パターンを更に具備したことを特徴とする請求項１に記載の表示体。
3. 前記凹凸パターンを被覆した反射層を更に具備したことを特徴とする請求項１又は２に記載の表示体。
4. 前記レンズアレイは前記回折構造層の前記一方の主面又は前記他方の主面上に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示体。
5. 前記レンズアレイは、一方の主面が前記レンズアレイを支持した前記透明基材とともに、前記接着剤層を介して前記回折構造層に貼り合わせられているか又は前記固定具を用いて前記回折構造層と一体化された前記レンズ層を構成しており、前記透明基材の他方の主面は前記回折構造層の前記他方の主面と向き合ったことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示体。
6. 前記レンズアレイは、一方の主面が前記レンズアレイを支持した前記透明基材とともに、前記接着剤層を介して前記回折構造層に貼り合わせられているか又は前記固定具を用いて前記回折構造層と一体化された前記レンズ層を構成しており、前記透明基材は、前記レンズアレイを間に挟んで前記回折構造層の前記他方の主面と向き合ったことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示体。
7. 前記レンズアレイは、一方の主面が前記レンズアレイを支持した前記透明基材とともに、前記接着剤層を介して前記回折構造層に貼り合わせられているか又は前記固定具を用いて前記回折構造層と一体化された前記レンズ層を構成しており、前記透明基材の他方の主面は前記回折構造層の前記一方の主面と向き合ったことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示体。
8. 前記レンズアレイは、一方の主面が前記レンズアレイを支持した前記透明基材とともに、前記接着剤層を介して前記回折構造層に貼り合わせられているか又は前記固定具を用いて前記回折構造層と一体化された前記レンズ層を構成しており、前記透明基材は、前記レンズアレイを間に挟んで前記回折構造層の前記一方の主面と向き合ったことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示体。
9. 請求項１乃至８の何れか１項に記載の表示体と、これを支持した物品とを含んだことを特徴とするラベル付き物品。

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