WO2019124322A1 - 表示体及び表示体の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the embodiments discussed herein relate to a display having an overt feature in which different images appear depending on viewing conditions.
- OVD optical (ly) Variable Device
- the OVD is, for example, a device that displays a stereoscopic image or a special decoration image using light interference, or uses a hologram or a diffraction grating that can express a special color change or the like.
- OVD relates to a technology using a technology such as a multilayer thin film which causes a color change (color shift) depending on an angle viewed by superposing thin films having different optical properties in a multilayer.
- the change in color is a phenomenon in which the color is changed due to the material and structure of the OVD, and it is derived from the fact that the property of light itself differs depending on the wavelength of light.
- a color exhibiting such a change in color is referred to as a structural color.
- Optical phenomena involved in the expression of structural color include multilayer film interference, thin film interference, refraction, dispersion, light scattering, Mie scattering, diffraction, diffraction grating, and the like.
- This OVD requires advanced manufacturing technology, has unique visual effects, and can determine authenticity at a glance, so it can be used as an effective forgery-preventing means in part or all of credit cards, securities, certificates, etc. It is formed and used. Recently, displays using this OVD have been affixed to sports goods, electronic parts software such as computer parts, etc. besides securities, and the displays prove the authenticity of the product. It has also been widely used as a certified seal or a seal that can be attached to the package of those products. The OVD has produced a forgery prevention effect by expressing a three-dimensional expression or image change using a diffraction grating. However, in the OVD, since iridescent interference light is generated in the representation by the diffraction grating, in addition to the fact that the color can not be identified and the authenticity judgment is difficult, the representation of the color is limited.
- Patent Document 1 describes an optical element capable of color expression by combining RGB separated images.
- this optical element it is difficult to represent a specific color, because interference light is generated in the color representation by the diffraction grating.
- Patent Document 2 a specific color can be represented by a combination of a lenticular lens and printing.
- Patent Document 3 realizes color expression by a method other than rainbow color expression by combining the micro structure and the transparency of the optical element.
- the optical elements described in Patent Documents 2 and 3 do not simultaneously achieve the visibility of the background by transmission and the effect of color expression in order to provide the print layer.
- Patent Document 4 is an optical element having a direct reflection layer in a micro structure, and has transparency, so that a base can be visually recognized.
- the technology described in Patent Document 4 is a combination of a reflective layer and a micro structure, so that color representation has been limited.
- the display body which can visually recognize two or more images by one display body is utilized as a forgery prevention medium provided with the overt feature. A display provided with such a bad feature is required to have visibility of an image appearing on the display. Therefore, regarding the above-mentioned display body, provision of an aesthetically pleasing display body for the observer is required, and an optical technology having various visual effects by the incident light from the illumination is required.
- the display described in Patent Document 2 mentions a method of achieving different information at a specific angle using a lenticular lens.
- the display body described in patent document 5 mentions the system which achieves different information at a specific angle by printing different metallic images by inkjet on each of the slope of one direction of the prism structure and the slope of the other direction. It is done.
- the display body described in Patent Document 6 includes a method in which a light reflection layer is laminated on a slope in one direction of a prism structure, and the light reflectivity is provided at a specific angle.
- the lenticular lens of Patent Document 2 needs to be provided on the display image. Then, the display body of Patent Document 2 blurs or overlaps the image when the position of bonding of the display image and the lenticular lens is shifted, and therefore, a control device or the like for aligning and bonding with high accuracy is required. It is difficult to obtain a highly visible product. Moreover, printing of the metallic image using the inkjet of patent document 5 has the possibility that resolution may fall by all means in printing according to a prism surface, and prism structure itself may be observed. For this reason, the visibility of the display body of patent document 5 will fall.
- Patent Document 6 can reflect the irradiated incident light at a specific angle, it is difficult to color and can only form a monotonous image. . It is common for the display bodies of Patent Documents 2, 5 and 6 to view two images at different angles.
- JP, 2011-221054 A Patent No. 3006667 gazette International Publication No. 2016/075928 International Publication No. 2013/180231 Japanese Patent Application No. 2015-108939 Japanese Patent Application No. 2004-54154
- a card, a passport, a bill and a display body with high visibility are desired.
- the display body with high visibility has high visual verification.
- Visual verification is suitable for the detection of counterfeit goods off-line, i.e. not connected to the network.
- the present embodiment has been made focusing on the above points, and different images appear under a plurality of viewing conditions, and a display having excellent verifiability and, as a result, enhanced anti-counterfeit resistance is provided. It is an object.
- a display according to an embodiment of the present disclosure for solving the problem includes a micro-relief structure layer in which a plurality of microstructures are arranged along a reference surface on the set reference surface, and each of the above-mentioned microstructures A prism having a triangular shape in cross section, made of a material that transmits light, having a first surface inclined with respect to the reference surface in a side view and a second surface having a larger inclination angle than the first surface.
- the gist is that the functional layer is provided on the second surface of the whole or a part of the plurality of microstructures.
- the above functional layer can be a colored layer or an optical change layer.
- the optically variable layer is a dielectric multilayer, a cholesteric liquid crystal layer, or the like.
- the present embodiment relates to a display that reflects and transmits illumination light and causes an image to appear passively. And this embodiment is applicable as a display which has an overt feature provided in a card, a passport, a bill, etc. Furthermore, the present embodiment can be applied as a display having a plurality of minute reflectors inclined at a specific angle, or an article having the display attached on a printing layer. Aspects of the present disclosure allow specific colored images to appear at specific viewing angles despite simple configurations. As a result, according to the aspect of the present invention, different images can be observed when the observation method is changed. In the aspect of the present disclosure, the image switched by the observation method is compared with the regular product to know whether or not it is genuine. Therefore, the verifiability is high. In other words, the detectability of counterfeit goods is high. Moreover, the image switched by the observation method makes the display of the present disclosure impressive as a new visual effect.
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA 'in FIG. 1 for explaining a display body. It is a side view explaining the microstructure concerning a 1st embodiment of this indication. It is a schematic plan view explaining the example of arrangement of a microstructure. It is sectional drawing explaining the optical path which concerns on 1st Embodiment. It is a figure explaining the relationship between the observation direction and visual effect which concern on 1st Embodiment. It is sectional drawing explaining the display body which concerns on 2nd Embodiment. It is a figure explaining the relationship between the observation direction and visual effect which concern on 2nd Embodiment.
- (A) is a view explaining an image appearing under the condition of observing the display body from the front direction by observing from the light source side, (b) by observing from the light source side and observing the display body from a direction different from the front The figure which demonstrated the image which appears by conditions, (c) is a figure explaining the image which appears in the conditions which observe from a direction opposite to a light source, and observe a display body from a front direction. It is a schematic diagram explaining the mechanism which concerns on 5th Embodiment.
- (A) illustrates the mechanism of FIG. 25 (a)
- (b) illustrates the mechanism of FIG. 25 (b)
- (c) illustrates the mechanism of FIG. 25 (c) It is. It is a figure explaining the light interference principle by a thin film.
- FIG. 1 It is a top view explaining the planar structure of the display body in one Embodiment of this display body. It is a figure explaining how to look when one embodiment of this display object is observed from a different observation direction.
- (A) is a view for explaining a display image when the display body is observed from the front direction by observing from the light source side, and (b) when observed from the light source side and observing the display body from a direction different from the front
- C is a figure explaining the display image at the time of observing from a direction opposite to a light source, and observing a display body from a front direction. It is a figure which shows an example of the modification of 1st Embodiment-4th Embodiment.
- each aspect of the present disclosure is that of a group of embodiments originating from a single invention.
- Each component of the present disclosure has each aspect of the present disclosure.
- Each feature of the present disclosure is combinable and forms each configuration. Therefore, each feature of the present disclosure, each configuration of the present disclosure, each aspect of the present disclosure, and each embodiment of the present disclosure can be combined, and the combination has a synergistic function and a synergistic effect.
- the following first to fourth embodiments are embodiments in which the functional layer provided on the second surface is a colored layer.
- the fifth embodiment is an embodiment in which the functional layer provided on the second surface is an optical change layer.
- the display 1 of the present embodiment has a plurality of display areas in plan view.
- two continuous display areas 2 and 3 are shown, but three or more display areas may be provided, or each display area may be separated.
- the display areas 2 and 3 will be simply referred to as the areas 2 and 3.
- the display body 1 of the present embodiment covers the base layer 5, the micro uneven structure layer 4 formed on the base layer 5, and the unevenness of the micro uneven structure layer 4.
- a protective layer 6 formed thereon is used as the reference surface H. That is, on the side opposite to the reference surface H of the micro uneven structure layer 4, the protective layer 6 made of a material which covers the unevenness of the micro uneven structure layer 4 and transmits light is disposed.
- the protective layer 6 is formed on the stacked layer.
- the reference plane H may be a curved surface.
- the base material layer 5 can be a layer integrally formed with the micro uneven structure layer 4.
- the base material layer 5 may be omitted.
- the base material layer 5, the micro uneven structure layer 4 (except for the colored layer 7), and the protective layer 6 are each made of a resin material that transmits light.
- the refractive index of the light of the micro uneven structure layer 4 and the protective layer 6 may be different or may be the same.
- the protective layer 6 may be made of the same material as the micro uneven structure layer 4 described later.
- the protective layer 6 may be omitted. In the present embodiment, a case will be described in which the micro uneven structure layer 4 is provided in the regions 2 and 3 and the colored layer 7 described later is provided only in the portion corresponding to the region 2.
- the micro uneven structure layer 4 is a structure configured by arranging a plurality of microstructures 4A along the reference plane H on the reference plane H, as shown in FIG.
- each microstructure 4A has a first surface 4Aa inclined upward with respect to the reference surface H in a side view, and an inclination angle ⁇ of the first surface 4Aa with respect to the inclination surface ⁇ . It is composed of a prism structure having a triangular cross section having a second surface 4Ab larger than that.
- the microstructure 4A is set so that the bottom surface 4Ac position corresponding to the base of the cross-sectional triangular shape is parallel to the reference plane H.
- the surface of the first surface 4Aa or the second surface 4Ab may be a flat surface, or may be a surface whose profile has a curved curvature.
- the positions of the bottom surfaces 4Ac of the plurality of microstructures are disposed on the same reference plane H.
- the height positions of the bottom surfaces 4Ac of the adjacent microstructures may be offset relatively vertically (for example, in the range of 2 ⁇ m or less) relatively.
- the plurality of microstructures 4A may be arranged continuously along the reference plane H, or may be arranged with a gap between the adjacent microstructures 4A. In FIG. 2, the case where it forms continuously to saw-tooth-like unevenness
- the lateral length (the dimension in the horizontal direction of the bottom surface 4Ac in the drawing 2) or less in the bottom surface 4Ac of the adjacent microstructures 4A via the gap is smaller than can do. This can increase the effectiveness of the optical function.
- the inclination angle ⁇ of the first surface 4Aa with respect to the reference surface H can be set in the range of 1 degree or more and less than 90 degrees, and is 30 degrees or more and 60 degrees or less.
- the lateral length and the height of the bottom surface 4Ac of the micro structure 4A are the same in size with the inclination angle ⁇ of 45 degrees.
- the inclination angle ⁇ of the second surface 4Ab with respect to the reference surface H is set larger than the inclination angle ⁇ of the first surface 4Aa.
- the inclination angle ⁇ of the second surface 4Ab can be in the range of 80 degrees to 100 degrees. In this embodiment, the case where the second surface 4Ab is disposed in the vertical direction with respect to the reference surface H to be a vertical surface, and the inclination angle ⁇ of the second surface 4Ab is set to 90 degrees will be described.
- the size of the microstructure 4A can be a micrometer size. That is, the size of the microstructure 4A can be 50 ⁇ m or less in both height and lateral length. Furthermore, the height may be in the range of 2 ⁇ m to 10 ⁇ m, and the length of the bottom surface 4Ac in the lateral direction (arrangement direction) may be in the range of 2 ⁇ m to 30 ⁇ m. The lateral dimension of the bottom surface 4Ac is a dimension as viewed from the side as shown in FIG. Each of the microstructures 4A may be a planar rectangular block-like structure or may have a shape extending in the vertical direction in the drawing.
- the size of the microstructure 4A is a micrometer size, and the size of the microstructure 4A is a size such that iridescent interference light due to diffraction is not easily generated due to the uneven structure of the plurality of microstructures 4A. Can be set to
- each of the microstructures 4A intersects with the direction in which the microstructures 4A are arranged (horizontal direction in the drawing) (in FIG. 4A, the orthogonal direction). It has a cylindrical shape extending to.
- FIG. 4B which is a schematic plan view
- each of the microstructures 4A may have a bottom surface 4Ac in a block shape.
- the block shape can be square or the like.
- FIG. 4C which is a schematic plan view
- the blocks of the plurality of microstructures 4A may be provided such that the orientations of the respective blocks differ in a preset pattern.
- the micro uneven structure layer 4 that is, the microstructure 4A can be made of a light transmitting material.
- the material applied to the micro uneven structure layer 4 can be a material in which a thermoplastic resin, a urethane resin, or a thermosetting resin is used alone or in combination. Moreover, even if it is a thing except the above, you may apply the material which can form the said unevenness
- the thermoplastic resin can be an acrylic resin, an epoxy resin, a cellulose resin, a vinyl resin, or a polycarbonate resin.
- the urethane resin can be a urethane resin in which polyisocyanate is added as a cross-linking agent to an acrylic polyol or polyester polyol having reactive hydroxyl groups, and the like, for crosslinking.
- the thermosetting resin can be melamine resin, epoxy resin, or phenol resin.
- the relief structure may be provided to the micro uneven structure layer 4 (formation of the micro structure 4A) by forming the uneven shape by a fine structure forming process such as a laser drawing method, a nanoimprinting method, and an embossing method.
- a UV curable resin can be applied as the material of the micro uneven structure layer 4.
- the ultraviolet curable resin can be an ultraviolet curable resin such as an ethylenically unsaturated bond or a monomer, an oligomer, or a polymer having an ethylenically unsaturated group.
- the monomer may be 1,6-hexanediol, neopentyl glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate or the like.
- the oligomers can be epoxy acrylates, urethane acrylates, polyester acrylates.
- the polymer can be a urethane-modified acrylic resin or an epoxy-modified acrylic resin.
- skeleton containing compound, vinyl ether is applicable.
- a photopolymerization initiator can be added.
- a photo radical polymerization initiator, a photo cationic polymerization initiator, and a combination type (hybrid type) thereof can be selected.
- an isocyanate compound having an ethylenically unsaturated bond or an ethylenically unsaturated group, or providing reactive groups in advance to these, an isocyanate compound, a silane coupling agent, organic titanate cross-linking Cross-linking with each other with organic zirconium cross-linking agents, organic aluminates etc.
- Reactive groups are provided to these in advance, and isocyanate compounds, silane coupling agents, organic titanate cross-linking agents, organic zirconium cross-linking agents, organic aluminates etc. It is also possible to crosslink with other resin skeletons.
- Such a method is also a polymer having an ethylenically unsaturated bond or an ethylenically unsaturated group, which is present as a solid at normal temperature, has a low tack, has a good formability and has a small original plate stain. It is possible.
- the photo radical polymerization initiator can be a benzoin compound, an anthraquinone compound, a phenyl ketone compound, benzyl dimethyl ketal, thioxanthone, acyl phosphine oxide, Michler's ketone. It can be benzoin compounds, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether.
- Anthraquinone compounds can be anthraquinone and methylanthraquinone.
- the phenyl ketone compounds are acetophenone, diethoxyacetophenone, benzophenone, hydroxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, ⁇ -aminoacetophenone, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one It can be.
- a cationic photopolymerization initiator may be used such as an aromatic diazonium salt, an aromatic iodonium salt, an aromatic sulfonium salt, an aromatic phosphonium salt, a mixed ligand metal salt, etc. it can.
- a photocationic polymerization initiator can mix each polymerization initiator as a hybrid type material which uses photoradical polymerization and photocationic polymerization together.
- the cationic photopolymerization initiator may be an aromatic iodonium salt, an aromatic sulfonium salt, or the like having the function of initiating both polymerizations with one type of initiator.
- the composition of the radiation curable resin and the photopolymerization initiator can be 0.1% by mass or more and 15% by mass or less.
- the resin composition may further contain a sensitizing dye in combination with a photopolymerization initiator.
- dyes, pigments, various additives polymerization inhibitors, leveling agents, antifoaming agents, anti-sagging agents, adhesion improvers, coating surface modifiers, plasticizers, nitrogen-containing compounds, etc.
- crosslinking Agent for example, an epoxy resin etc.
- a non-reactive resin including the above-mentioned thermoplastic resin and thermosetting resin
- the material should be selected in consideration of having a certain degree of flowability that can be molded in the manufacturing method to be applied, and that the coating film after molding can obtain desired heat resistance and chemical resistance. it can.
- the protective layer 6 is a layer that protects the unevenness of the micro uneven structure layer 4.
- the protective layer 6 is made of gas or solid such as air, and when it is solid, it can be a thermoplastic resin, an ultraviolet curing resin, or an electron beam curing resin, as in the case of the micro uneven structure layer.
- the protective layer 6 can be formed of a hollow body-like layer in which a gas is sealed inside. That is, the protective layer 6 can be composed of gas.
- the refractive index of the protective layer can be appropriately selected according to the intended effect in consideration of the inclination angle of the micro uneven structure layer and the refractive index of the visual effect additional layer.
- the protective layer may be an inorganic material, an organic material, or an organic-inorganic composite material. These are adjustable in refractive index.
- the refractive index may be adjusted by adding inorganic fine particles, organic fine particles, organic-inorganic composite fine particles, and hollow particles to an organic material such as the above-described thermoplastic resin or ultraviolet curable resin. In this case, it is possible to improve the dispersibility and the film strength by providing a functional group on the fine particle surface.
- a dispersing agent or surfactant for improving the dispersibility of the fine particles may be added, or a crosslinking agent may be added for improving the film strength.
- the material of the base layer 5 may be the same as that of the micro uneven structure layer 4.
- the base layer 5 may be integral with the micro uneven structure layer 4.
- the base layer 5 can be a plastic film.
- the material of the plastic film can be a thermoplastic polymer.
- the thermoplastic polymer can be PET or PP.
- the colored layer 7 is provided on the second surface 4Ab of the microstructure 4A disposed in the region 2.
- the colored layer 7 can make the display emit a color.
- the colored layer 7 of the present embodiment can be formed by printing an ink.
- the ink can be a visible ink or an invisible ink.
- the visible ink can be a pigment ink or a dye ink.
- the visible ink can be an optically variable ink.
- the optically variable ink can be a magnetic ink having magnetism.
- the optically variable ink can be a pearl ink having a light interference function.
- the invisible ink can be an ultraviolet absorbing ink, an infrared absorbing ink, or a fluorescent ink.
- the ink applicable to the printing of the colored layer 7 is not limited to these, and can be a generally printable ink.
- the printing can be gravure printing, offset printing, offset gravure printing, screen printing. In addition to this, general printing can be applied.
- the colored layer 7 can also be formed by coating a resin.
- the application can be gravure coating, micro gravure coating, or die coating.
- the resin to be applied may be a thermosetting resin, an ultraviolet curing resin, an electron beam curing resin, or a thermoplastic resin.
- the resin may be acrylic resin, urethane resin, or urethane acrylic resin.
- the colored layer 7 can be provided by a cast method, a resin extrusion method, a lamination method, or the like.
- the colored layer 7 can be provided on the entire surface or a part of the second surface 4Ab.
- the colored layer 7 can be provided on a part of the second surface 4Ab.
- the colored layer 7 When provided on the upper side, lower side, or center, 2/3 of the whole can be covered. Even in this case, it is preferable to provide the colored layer 7 at 50% or more of the area of the second surface 4Ab.
- two types of colored layers 7 may be separately applied to the same second surface 4Ab.
- the colored layer 7 is formed of a thin film having a thickness of, for example, 0.5 ⁇ m or more and 1 ⁇ m or less.
- a gap may or may not be provided between the adjacent microstructures 4A by the thickness of the colored layer 7. Further, the dimension in the lateral direction of the microstructure 4A in which the colored layer 7 is provided may be shortened by the thickness of the colored layer 7.
- the material of the colored layer 7 can be ink, metal, or resin.
- the ink of the colored layer 7 can be a visible ink or an invisible ink.
- the visible ink can be pigment ink or dye ink.
- the invisible ink can be an ultraviolet absorbing ink, an infrared absorbing ink, or a fluorescent ink.
- the ink having the absorption wavelength in the region other than visible light enables verification of the motif by the detector and verification of the motif by visual observation under a special light source.
- the visible pigment ink can be an optically variable ink.
- the optically variable ink can be a pearl ink having interference with visible light.
- the optically variable ink can be a magnetic ink having magnetism.
- the method of providing the colored layer 7 on the second surface 4Ab does not require the colored layer 7 by dry etching or wet etching after providing the colored layer 7 by coating or deposition on the surface of the unevenness of the micro uneven structure layer 4 Can be used to remove the
- the colored layer 7 can be formed by printing an ink. Printing can be gravure printing, offset printing, gravure offset printing, screen printing.
- the colored layer 7 can be formed by coating a resin.
- the coat can be gravure coating or die coating.
- the visual effect additional layer 8 can be provided by a cast method, a resin extrusion method, a lamination method, or the like.
- the colored layer 7 can be a metal layer.
- the colored layer 7, that is, the metal layer can be formed by vapor deposition or sputtering.
- the metal of the metal layer can be a single metal or a compound of these.
- the metal of the metal layer can be Al, Sn, Cr, Ni, Cu, Ag, or an alloy thereof.
- the reflective layer is not limited to the metal layer, and may be one coated with a reflective ink.
- the dry etching can be reactive laser beam etching, reactive gas etching, reactive ion etching, reactive ion beam etching, or ion beam etching.
- Wet etching can be an etching method for removing unnecessary portions by chemical treatment.
- Each microstructure 4A transmits light on the first surface 4Aa, and on the second surface 4Ab, by providing the colored layer 7, at least one of reflection, scattering, diffraction, interference, and absorption, in other words, , Produce any one or more of them optical phenomena.
- the colored layer 7 is not limited to a thin film, and the second surface 4Ab may be roughened to be the colored layer 7. In this case, the colored layer 7 is perceived as whitish.
- the display 1 looks like it does without the colored layer 7.
- the appearance of the display changes according to the optical function of the colored layer 7 . That is, the appearance of the colored layer 7 differs depending on the observation direction.
- the observation direction in the present disclosure can indicate observation from the same side as the light source side and observation from the opposite side of the light source.
- observation of the front and back sides of the display body can be shown.
- viewing from a direction parallel to the normal vector of the display body that is, from a direction parallel to the normal vector
- viewing direction from the front viewing from a direction nonparallel to the normal vector, in other words, viewing direction from oblique
- the observation direction can be rephrased as a display direction.
- observation of a display body can also be paraphrased as "a display body displays.”
- the directions of the respective slopes on which the colored layer 7 is provided are directed in the same direction, but as shown in FIG. 4C, the second surface 4Ab is changed in the second direction.
- the appearance can be made different also by the change in the orientation of the face 4Ab.
- FIG. 6A under the condition in which the display 1 is observed obliquely from the side facing the second surface 4Ab, that is, the colored layer 7 directly (also referred to as the left side), FIG. As shown in b), in the region 2, the colored layer 7 provided on the second surface 4Ab is visible. Then, in the region 2, when the colored layers 7 are aligned in a specific arrangement, the display displays the motif according to the arrangement of the colored layers 7. The observer can observe the displayed motif. In other words, the motif can be made visible. Information may be recorded on the displayed motif. The recorded information can be authentication information, identification information, and individual information. Information can be text, marks, symbols, signals, signs.
- Symbols can be flags, shields, swords, armor, armor, flowers, leaves, plants, birds, tropical fish, insects, animals.
- the contour of the image 31 is substantially equal to the contour of the motif that causes the image 31 to appear. Therefore, the information can be read from the image appearing by the motif.
- FIG. 6C under the condition that the display 1 is observed from directly above, the colored surface of the colored layer 7 provided on the second surface 4Ab can not be seen, and light is transmitted through the micro uneven structure layer For this reason, as shown in FIG. 6 (d), the motif by the colored layer 7 is not observed. Under this condition, the display does not display the motif of the colored layer 7. Furthermore, as shown in FIG. 6 (e), under the condition that the display body 1 is observed obliquely from the side (right side) directly facing the first surface 4Aa, as shown in FIG. 6 (f), The colored layer 7 provided on the second surface 4Ab becomes visible. However, as shown in FIG.
- the display 1 since the back surface side of the colored layer 7 is visible through the microstructure 4A, the condition in which the display 1 is observed obliquely from the side directly facing the second surface 4Ab, that is, the colored layer 7 It looks different from.
- the colored layer 7 provided on the slope becomes partially visible through the micro-relief structure layer, and as shown in FIG. 6F, a striped motif can be seen.
- the second surface 4Ab that is, the light path from the oblique direction from the side directly facing the colored layer 7, is reflected by the colored layer 7 and passes downward as shown in FIG. 5, so the colored layer 7 is not observed.
- the one placed below the display 1 can be seen.
- the colored layer 7 is not observed, and an object placed directly below the display 1 can be seen. Even when the display 1 is observed obliquely from the side directly facing the first surface 4Aa, the colored layer 7 is not observed because the light is reflected by the back of the colored layer 7 and falls downward.
- the colored layer 7 when the colored layer 7 is a reflective layer, the colored layer 7 does not reflect light or does not reflect light from the colored layer 7, so that the lower side of the display 1 can be seen directly.
- the printing layer or other visual effect addition layer 8 when the printing layer or other visual effect addition layer 8 is disposed in the lower layer of the micro uneven structure layer 4, the visual effect addition layer 8 looks different depending on the angle to be observed.
- the present embodiment differs from the first embodiment in that the visual effect addition layer 8 is provided in the lower layer of the micro uneven structure layer 4. For this reason, since it is the structure similar to 1st Embodiment except the visual effect additional layer 8, the visual effect additional layer 8 is mainly demonstrated.
- omitted the base material layer 5 is shown in the figure of 2nd Embodiment, you may have the base material layer 5.
- the visual effect additional layer 8 is provided on the reference surface H side of the micro uneven structure layer 4.
- the visual effect addition layer 8 is composed of any of a printing layer, a reflective layer, and a layer having a refractive index different from that of the micro-relief structure layer 4 or a combination thereof. That is, the visual effect addition layer 8 is formed of a printing layer, a reflection layer, a layer having a different refractive index, or a combination of these layers and configured as a multilayer of two or more layers.
- the multilayer visual effect addition layer 8 can be composed of a combination of a layer having a different refractive index and a printing layer, a combination of a layer having a different refractive index and a reflective layer, and a layer having a different refractive index.
- the two-layer visual effect adding layer 8 is also the same.
- the visual effect additional layer 8 can be a print layer.
- the printing layer can print and form an ink.
- the ink can be a visible ink or an invisible ink.
- the visible ink can be a pigment ink or a dye ink.
- the visible ink can be an optically variable ink, and the pigment ink can be a magnetic ink having magnetism.
- the optically variable ink can be a pearl ink having a light interference function.
- the invisible ink can be an ultraviolet absorbing ink, an infrared absorbing ink, or a fluorescent ink.
- the ink applicable to the printing of the visual effect additional layer 8 is not limited to these, and can generally be printable ink.
- the printing can be gravure printing, offset printing, offset gravure printing, screen printing. In addition to this, general printing can be applied.
- the visual effect additional layer 8 can also be formed by coating a resin.
- the application can be gravure coating, micro gravure coating, or die coating.
- the resin to be applied may be a thermosetting resin, an ultraviolet curing resin, an electron beam curing resin, or a thermoplastic resin.
- the resin may be acrylic resin, urethane resin, or urethane acrylic resin.
- the visual effect additional layer 8 can be a reflective layer.
- the reflective layer reflects visible light. In particular, the reflective layer specularly reflects visible light.
- the reflective layer can be a metal layer.
- the reflective layer can be formed by deposition. Deposition can be physical deposition, chemical deposition, or both. Physical deposition can be vapor deposition or sputtering.
- the material of the metal layer can be a single metal material or an alloy thereof.
- the metal can be Al, Sn, Cr, Ni, Cu, Ag.
- the reflective layer is not limited to the metal layer, and can be a layer coated or printed with reflective ink.
- the layer having a refractive index different from that of the micro-relief structure layer 4 can be a layer totally reflected at the interface between the micro-relief structure layer 4 and the visual effect addition layer 8.
- the refractive layer is a layer that is totally reflected at the interface between the micro-relief structure layer 4 and the visual effect addition layer 8, so a material having a refractive index lower than that of the micro-relief structure layer 4 can be used.
- the total reflection layer can enhance reflection, thereby enhancing the optical effect of the display.
- the material of the refractive layer may be an inorganic material, an organic material, or an organic-inorganic composite material.
- the refractive layer may be made of an organic material, and the inorganic particles, organic particles, organic-inorganic composite particles, and hollow particles may be added to the organic material to adjust the refractive index. In this case, it is possible to improve the dispersibility and the film strength by providing a functional group on the fine particle surface.
- a dispersing agent or surfactant for improving the dispersibility of the fine particles may be added, or a crosslinking agent may be added for improving the film strength.
- the printing layer described above is provided below the refractive layer.
- micro uneven structure layer 4 it is also possible to use a material of high refractive index relative to the visual effect additional layer 8 as the micro uneven structure layer 4.
- an inorganic material, an organic material, or an organic-inorganic composite material may be used as a material to be used.
- the micro uneven structure layer 4 may be made of an organic material.
- inorganic particles, organic particles, organic-inorganic composite particles, or hollow particles may be added to the organic material to adjust the refractive index.
- a dispersing agent or surfactant for improving the dispersibility of the fine particles may be added, or a crosslinking agent may be added for improving the strength of the layer.
- the display body 1 when the display body 1 is obliquely observed from the side directly facing the second surface 4Ab, that is, the colored layer 7, as shown in FIG. In the second surface 4Ab, the colored layer 7 provided in the second surface 4Ab is confirmed, and in the region 3, the visual effect addition layer 8 is seen through the micro uneven structure layer 4.
- the display body In the region 2, when the colored layers 7 are aligned in a specific arrangement, the display body can form a motif according to the arrangement of the colored layers 7.
- the display can appear an image of a motif. That is, the observer can observe the display of the motif. In other words, the motif can be made visible.
- Information may be recorded on the motif.
- the recorded information can be authentication information, identification information, and individual information.
- Information can be text, marks, symbols, signals, signs. Symbols can be flags, shields, swords, armor, armor, flowers, leaves, plants, birds, tropical fish, insects, animals.
- the contour of the image 31 is substantially equal to the contour of the motif that causes the image 31 to appear. Therefore, the information can be read from the image appearing by the motif.
- FIG. 8C when the display body 1 is observed from directly above, the colored surface of the colored layer 7 provided on the second surface 4Ab can not be seen, and the light has a micro uneven structure layer.
- the visual effect additional layer 8 of the lower layer of the colored layer 7 becomes visible in both area
- FIG. 8 (e) under the condition that the display 1 is observed obliquely from the side directly facing the first surface 4Aa, as shown in FIG. 8 (f), in the region 2, the second The colored layer 7 provided on the surface 4Ab of the surface becomes visible.
- the back surface side of the colored layer 7 is seen through the microstructure 4A, it looks different from the case where the display 1 is observed obliquely from the side directly facing the second surface 4Ab, that is, the colored layer 7 .
- the colored layer 7 provided on the slope can be partially visible through the micro-relief structure layer, and the lower visual effect addition layer 8 can also be partially visible.
- the visual effect additional layer 8 is a reflective layer
- the visual effect addition layer 8 is a reflective layer, as shown in FIG. 9, even if it is observed from any direction of (a), (c) and (e), FIG. As shown in d) and (f), the colored layer 7 is visually recognized in the area 2. That is, under the condition that the display 1 is observed obliquely from the second surface 4Ab side provided with the colored layer 7, the incident light is reflected by the visual effect addition layer 8 in the region 3. Under this condition, the colored layer 7 can be made visible in the region 2.
- the display 1 under the condition that the display 1 is observed from directly above, in the area 2, the colored layer 7 reflected in the reflective layer is observed, and in the area 3, the reflective layer is observed.
- the light incident from the upper side is refracted toward the second surface 4Ab by the first surface 4Aa and becomes an optical path which enters the inside of the micro concavo-convex structure layer, whereby the colored layer reflected by the reflective layer 7 can be seen (see FIG. 5).
- the coloring layer 7 directly visible through the micro uneven structure layer and the image of the coloring layer 7 reflected and reflected in the visual effect addition layer 8 , Only the colored layer 7 is observed, and in the area 3, the reflective layer can be observed.
- the visual effect addition layer 8 is a reflective layer, the color of the colored layer 7 can be made visible in the area 2 from any viewing direction.
- FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining the critical angle.
- the medium i and the medium t have flat interfaces, the refractive index of the medium i is n i , and the refractive index of the medium t is n t .
- ⁇ is a critical angle
- Incident light 2a which is light incident at an angle larger than the critical angle ⁇ , is totally reflected to become reflected light 2b.
- light incident at an angle smaller than the critical angle ⁇ is refracted at a refraction angle according to Snell's law and transmitted through the interface between the two media.
- the incident angles 4a and 6a need to be equal to or greater than the critical angle.
- the critical angle at which total reflection occurs at the interface between the micro uneven structure layer 4 and the visual effect addition layer 8 is It fluctuates according to the angle ⁇ formed by the slope of the micro uneven structure layer 4.
- transmits light Since the colored layer 7 can be seen in the area 2, as shown in FIG. 12B, an image of a motif appears on the display, and the display displays the motif.
- FIG. 12C under the condition that the display body 1 is observed from directly above, in the regions 2 and 3, the micro-relief structure layer 4 can be transmitted and the visual effect addition layer 8 can be seen. As shown in d), the image of the display motif disappears.
- the critical angle depends on the refractive index of the micro uneven structure layer 4 and the visual effect addition layer 8 as described above. If there is, total reflection occurs.
- FIG. 12E when total reflection does not occur because the incident angle of light is equal to or less than the critical angle, light incident from the slope of the micro structure is transmitted, and in the area 3, the visual effect addition layer 8 is observed. Be done.
- the display body displays the motif. 12 (g), the colored layer 7 is reflected at the interface with the visual effect addition layer 8 in the region 2 and totally reflected in the region 3; therefore, FIG. 12 (h). In the display body, an image of the motif appears, and the display body displays the motif.
- the visual effect addition layer 8 may be an absorption layer that absorbs visible light in a preset wavelength range.
- the present embodiment differs from the second embodiment in that a masking layer 9 is provided on the colored layer 7 as shown in FIG. For this reason, since the configuration is the same as that of the second embodiment except for the concealing layer, the concealing layer 9 will be mainly described.
- omitted the base material layer 5 is shown in FIG. 13, you may have the base material layer 5.
- the coloring layer may be omitted.
- the masking layer 9 is formed on the colored layer 7 formed on the microstructure 4A.
- the masking layer 9 may be formed so as to cover the whole of one colored layer 7 or may be formed so as to cover only a part.
- an area of half or more of the colored layer 7, that is, 50% or more can be covered.
- the concealing layer 9 can conceal the colored layer.
- the concealment may be a partial concealment as long as the concealment causes a visual difference.
- the visual difference can be the fading of the colored layer 7.
- the fading may be a decrease in the apparent saturation of the colored layer 7.
- the masking layer 9 is for hiding the color of the colored layer 7.
- the concealing layer 9 itself may be colored.
- the concealing layer 9 can be made of the same material as the colored layer 7 and the visual effect adding layer 8 such as ink, and can be provided by the same method as the colored layer 7.
- the ink of the concealing layer 9 one that absorbs light other than the visible region may be used, which enables verification of an image using a detector and verification of an image by visual observation under a special light source.
- the molding method is the same as that described above.
- the regions 2 and 3 transmit the micro uneven structure layer 4 and the visual effect addition layer 8 becomes visible.
- the motif by the visual effect additional layer 8 can be displayed. That is, an image of a motif appears. Thereby, a motif is observed.
- the area 2 can display different colors depending on the observation direction by the concealing layer 9. Furthermore, by providing a refractive layer as the visual effect addition layer 8, it is possible to impart transmission and color change of the colored layer 7 when viewed from different angles when observed from the same direction, so transmission and two colors A change can be realized with the colored layer 7 and the masking layer 9. In addition, even when the visual effect addition layer 8 is not provided, by providing the concealing layer 9, the condition to be observed from the side on which the coloring layer 7 and the concealing layer 9 of the microstructure are provided; The color can be different depending on the condition observed from the bottom 4Ac side.
- the basic configuration of the present embodiment is the same as that of each of the above-described embodiments, but the configurations of the micro uneven structure layer 4 (microstructure 4A) and the colored layer 7 are different.
- the configurations of the first to third embodiments can be applied as appropriate to the other configurations.
- the said 1st Embodiment is a structure which each micro structure 4A which comprises the micro uneven
- the microstructure 4A is a thermoplastic resin, a resin whose melting temperature (JIS k 7121) or softening temperature (JIS k 6863) is higher than the ambient temperature range when using the display 1 is employed.
- the plurality of magnetic particles 20 are contained in the microstructure 4A, and the magnetic particles 20 are brought close to the second surface 4Ab side and accumulated on the second surface 4Ab side,
- the colored layer 7 is configured.
- the magnetic ink contains a plurality of magnetic particles 20.
- the magnetic particles 20 have the property of being oriented by magnetic force and are particles aligned along magnetic lines of force.
- the magnetic particles 20 are made of magnetic metal.
- the magnetic particles 20 can be scaly particles, spherical particles or the like.
- the magnetic metal of the magnetic particles 20 can be nickel, iron oxide or the like.
- the surface of the magnetic particles 20 may be colored with ink.
- the size of the magnetic particles 20 is such that they can move in the microstructure 4A.
- the magnetic particles 20 can have a maximum diameter of 0.1 ⁇ m to 6 ⁇ m. The largest diameter can be measured with a microscope.
- a method of manufacturing the micro uneven structure layer 4 (microstructure 4A) of the fourth embodiment will be described.
- An uneven structure is formed on the structure forming the protective layer 6 by a structure forming process such as a nanoimprinting method or an embossing method.
- the concavo-convex structure has a plurality of microstructures 4A.
- a gas containing a plurality of magnetic particles 20 air, inert gas, etc.
- a liquid containing a plurality of magnetic particles 20 water, etc.
- a plurality of magnetic particles, etc. in the recess forming the microstructure 4A After being filled with any of the above solids containing particles 20, it is sealed with the substrate layer 5.
- the solid usable for the microstructure may be an organic material, an inorganic material, or a mixture thereof.
- the organic material can be a resin similar to the microstructure 4A such as a thermoplastic resin, an ultraviolet curable resin, an electron beam curable resin and the like.
- a plurality of magnetic particles in the microstructure 4A. 20 are in a dispersed state.
- the thermoplastic resin has a melting temperature (JIS K 7121) or when the main component of the microstructure 4A is a thermoplastic resin.
- the display body 1 is relatively moved on the magnet 21 in the lateral direction.
- the magnet generates magnetic lines of force, and by moving the magnet relative to each other, the magnetic particles 20 are not only oriented along the magnetic lines of force, but also move along the first surface 4Aa to the second surface 4Ab side. Build up a colored layer.
- the magnetic particle 20 When the magnetic particle 20 is scaly, when it is positioned directly below the magnet, it rises along the magnetic line of force, and is further inclined along the first surface 4Aa while being inclined to the right by the magnetic line heading to the right. Move to the side 4Ab side of.
- the colored layer 7 is formed by the magnetic particles 20.
- the magnetic particles 20 have a micro-order size, they do not move even if the main component of the microstructure 4A is a gas or a liquid, unless magnetism acts.
- FIG. 16 shows the configuration in which the visual effect additional layer 8 is provided only at the position facing the magnetic particles 20, it may be formed on the entire surface of the second surface 4Ab as in the second embodiment. . Further, the visual effect additional layer 8 may be provided instead of the base material layer 5. Furthermore, instead of providing the colored layer 7 with the magnetic particles 20, the colored layer 7 made of the thin film as described above may be provided on the inner surface of the second surface 4Ab.
- the display 1 includes a display surface 1S capable of visually recognizing at least one image 31 at a specific observation angle.
- the display surface 1S is a surface on which the image 31 is displayed.
- the image 31 displayed on the display surface 1S may be composed of one area, or may be composed of a set of a plurality of areas.
- the display surface 1S may be a flat surface or a curved surface.
- the image 31 has a heart shape in plan view facing the display surface 1S.
- the image can be an image that appears due to a motif.
- the shape of the image may be text, symbols, marks, symbols, signals, signs and geometric figures, or other objects. Symbols can be flags, shields, swords, armor, armor, flowers, leaves, plants, birds, tropical fish, insects, animals.
- the contour of the image 31 is substantially equal to the contour of the motif that causes the image 31 to appear. Therefore, the information can be read from the image appearing by the motif.
- the image forming layer forming the image 31 is composed of the micro uneven structure layer 4 in which the plurality of microstructures 4A are disposed as described above. In the configuration in which the micro uneven structure layer 4 is continuously arranged in parallel in one direction, the mutually adjacent microstructures 4A share one side that divides the structure.
- the optical change layer 30 is formed on the second surface 4Ab and the first surface 4Aa.
- the optical change layer 30 may be provided only on part of the surface to be formed. When providing in part, it can be 30% or more and 80% or less of the area of the target surface.
- the optical change layer 30 is a layer in which the wavelength range of reflected light or the wavelength range of transmitted light changes. This change can be made according to the angle between the direction of light incident on the optical change layer and the normal vector of the optical change layer.
- Each optically variable layer 30 is composed of multiple layers of dielectric multilayers 30A1 and 30A2 and metal reflective layers 30B1 and 30B2.
- the relationship between the second surface optical change layer 30SA stacked on the second surface 4Ab and the first surface optical change layer 30SB stacked on the first surface 4Aa is preferably such that the layer thickness is 30SA ⁇ 30SB. is there.
- the optical change layer 30 is configured of dielectric multilayers 30A1 and 30A2 and metal reflective layers 30B1 and 30B2 formed thereon.
- the optical change layer 30 may further have a second dielectric multilayer formed on the metal reflective layers 30B1 and 30B2.
- the metal reflection layer constituting the optical change layer 30 the metal reflection layer 30B2 provided on the second surface 4Ab has a total sum of transmittances higher than the sum of the reflectance with respect to the wavelength of the visible light region.
- the metal reflective layer 30B1 provided on the surface 4Aa of 1 can be configured such that the sum of the transmittances is lower than the sum of the reflectances. This can realize a good visual effect.
- motifs can be displayed. That is, an image of a motif appears. Thereby, a motif is observed.
- the observer 15 can observe the image 31 of the motif formed on the display.
- the motif can be displayed. That is, an image of a motif appears.
- the display 1 is observed from the front under the condition that the display is irradiated with visible light from the light source 16 having the wavelength of visible light from the direction orthogonal to the display surface 1S. Then, the image 31 can not be observed. That is, the image of the motif disappears.
- FIG. 25B visible light is irradiated from the display surface 1S side, and the display body 1 is observed from a direction different from the front, so that an image 31 (heart shape) can be observed. That is, the image 31 appears.
- FIG. 25C when the display 1 is observed from the front under the condition that light is irradiated by the light source 16 having the wavelength of visible light from the direction opposite to the display surface 1S, FIG. As in b), it is possible to observe an image 31 having a different color from the image observed by irradiating the display 1 with visible light from a direction different from the front.
- the visible light is irradiated from the same side as the display surface 1S side, and the light source 16 having the wavelength of visible light from the direction opposite to the display surface 1S and the condition for observing the display body 1 from a different direction
- the light source 16 for observing the display body light of the wavelength of visible light can be collimated light. This makes it possible to observe the display uniformly.
- FIG. 25 the function of FIG. 25A is provided.
- the optical change layer 30 is formed on the second surface 4Ab and the first surface 4Aa.
- FIG. 26A light orthogonal to the display surface 1S irradiated from the light source 16 on the side facing the display surface 1S is incident on the first surface 4Aa.
- specular reflection occurs.
- the metal reflection layer formed on the second surface 4Ab has the sum of the transmittances higher than the sum of the reflectances with respect to the light source 16 of visible light. Therefore, most of the light reflected from the first surface 4Aa passes through the second surface 4Ab. Furthermore, the transmitted light is again incident on the slope of the first surface 4Aa, and specular reflection occurs by the metal reflection layer provided on the first surface 4Aa. As a result, light is transmitted in the opposite direction to the display surface 1S. Therefore, it has a function which permeate
- the light emitted from the light source 16 facing the display surface 1S and incident from the angle of 45 degrees with respect to the display surface 1S enters the first surface 4Aa.
- specular reflection occurs by the metal reflection layer provided on the outermost surface of the optical change layer 30.
- the image 31 (heart-shaped) is an achromatic, high-brightness image (heart-shaped).
- the image 31 can be observed as a shape colored to a specific wavelength.
- the specific wavelength can be in the range of 400 nm or more and less than 490 nm, or in the range of 435 nm or more and 480 nm or less as blue.
- the specific wavelength can be, as green, in the range of 490 nm to 580 nm, and further in the range of 500 nm to 560 nm.
- This diffracted light can display an image.
- the specific wavelength can be in the range of 595 nm or more and 800 nm or less, or in the range of 610 nm or more and 750 nm or less as red.
- the refractive index and film thickness of the layer, and the angle of incidence make it possible to calculate the wavelengths that are enhanced by interference.
- Multilayer interference is determined by the thickness and refractive index of each of the dielectric multilayers constituting the optical change layer 30, and the thickness and refractive index of the metal reflective layer. Thereby, it is possible to design the color displayed under the viewing condition of FIG. 25 (c).
- the light interference phenomenon can be described as shown in FIG. That is, a part of the wave front of the light wave is reflected on the upper surface of the thin film (medium II), and a part is refracted and incident on the layer (medium II) and reflected on the lower surface. Then, when the two light waves interfere with each other on the upper surface and reach the observer's eyes, the path difference between the two light waves can be AED-BD.
- n 2 ⁇ AED-n 1 ⁇ BD n 2 ⁇ AED-n 2 ⁇ AC (5)
- n 2 ⁇ AED ⁇ n 2 ⁇ AC can be set to n 2 ⁇ CED, and therefore, it can be set to the equation (6).
- CD ′ can be DD ′ cos ⁇ from the right-angled triangle CDD ′, assuming that the thickness of the layer (medium II) is d, the optical path difference, ie, n 2 ⁇ CED can be expressed by equation (8) it can.
- the reflected light emitted from the point D interferes with the reflected light on the upper surface of the layer (medium II) and the reflected light emitted from the inside of the layer (medium II) Will occur.
- the image appearing on the display body 1 may be a vector image representing an image by a set of regions represented by a vector, or may be a raster image representing an image by a set of unit images.
- the image 31 may be an image composed of a plurality of areas. In FIG. 28, the image 31 is composed of an area 31A and an area 31B.
- the configuration forms a heart shape.
- a plurality of microstructures are provided in each region of the micro concavo-convex structure layer 4, and the microstructures disposed in the regions 31A and 31B have uniform arrays individually for each region. It is also good.
- the inclination angle of the first surface 4Aa may be different for each area.
- the plurality of microstructures arranged in each region preferably have a structure period in the range of 1 ⁇ m to 300 ⁇ m.
- a structure period in the range of 1 ⁇ m to 300 ⁇ m.
- the resolution can be made smaller than the resolution of the human eye, and the microstructure 15 is not recognized by the observer 15 when observing the display body 1. That is, the microstructure is observed as one. As a result, the visibility of the display can be enhanced. It can also enhance its aesthetics.
- FIG. 29 describes an image that appears when the above configuration is observed in the same direction as that of FIG.
- the observer 15 can observe different reflection characteristics depending on the area. More specifically, by limiting the observation angle, the amount of reflected light for each area differs according to the inclination angle of the first surface 4Aa, and the achromatic color does not change for the observer 15. It is possible to identify
- the density to be changed for each region By controlling the density to be changed for each region, it is possible to convert three-dimensional depth information into density. Thereby, the appearance of the image 31 can be made three-dimensional. Furthermore, as shown in FIG. 29C, by making the inclination angle of the first surface 4Aa different for each region, the incident angle to the dielectric multilayer provided on the first surface 4Aa changes for each region Do. For this reason, the wavelengths at which the respective regions strengthen each other are changed, and it becomes possible to emit reflected light of different wavelengths for each region. Therefore, when the observer 15 observes the display body 1, the light of a specific wavelength is recognized for every area
- FIG. 29 (a) Under the observation conditions described in FIG. 29 (a), all the regions play the same role and the image can not be recognized, but under the observation conditions described in FIG. 28 (b), only a part of the regions exerts an effect. Display an image (e.g., "A"). When observation is performed at another angle different from the observation condition described in FIG. 29 (b), only a part of different regions exerts an effect, and an image (for example, "B") is displayed. It is also possible to give different effects at such viewing angles. The same can be said for FIG. 29 (c). That is, the image 31 appearing on the display 1 can be increased by controlling the inclination angle and the direction of the slope for each area.
- the image caused by the microstructure can not be observed under the observation conditions described in FIG. Under the viewing conditions described in FIG. 29B, it is possible to view different images depending on the angle and direction to be viewed. Further, in the observation conditions described in FIG. 29C, the difference in tilt direction is expressed, and the image under the observation conditions in FIG. 29B is observed with an integral appearance. For this reason, it becomes possible to express an image or a hue different from the image observed under the observation condition of FIG. 29B, and it is possible to appear various images according to the observation condition of the display body.
- a printing layer may be provided on the entire surface or a part of the lower layer of the micro uneven structure layer 4, that is, the opposite side to the display surface (1S) side. In this case, in addition to the fact that the image 31 is not recognized under the observation conditions of FIG. 29A, it is possible to display the print layer as a new image.
- the optical properties of the optical change layer 30 may be different for each region. Even if the microstructures of the micro concavo-convex structure layer 4 in each region are the same, the wavelength range of light reflected by the optical change layer 30 provided on the first surface 4Aa or the wavelength range of transmitted light is different. By setting it as a thing, a different color can be observed for every area
- the specific wavelength can be in the range of 400 nm or more and less than 490 nm, or in the range of 435 nm or more and 480 nm or less as blue.
- the specific wavelength can be, as green, in the range of 490 nm to 580 nm, and further in the range of 500 nm to 560 nm.
- This diffracted light can display an image.
- the specific wavelength can be in the range of 595 nm or more and 800 nm or less, or in the range of 610 nm or more and 750 nm or less as red.
- the inclination angle of the first surface 4Aa and the optical change layer (30SB) of the first surface are An absorption layer or the like that absorbs the wavelength range of light to be reflected or the wavelength range of light to be transmitted may be further provided.
- an absorption layer By providing such an absorption layer, the ratio of absorption to transmission in a specific wavelength range is increased, and the observer 15 can observe the complementary color of the absorbed wavelength range. Therefore, by combining with the interference light by the dielectric multilayer of the first surface optical change layer (30SB), it is possible to perform display in which the wavelength range other than the intensifying wavelengths is absorbed by the interference of the dielectric multilayer. As a result, it is also possible to display the image 31 whose saturation is enhanced.
- the configuration described so far is one form of the display 1, and it is also possible to provide the display 1 having the configuration of each embodiment described so far or in which each is combined.
- different regions exist in the display body 1, and the inclination angle of the first surface 4Aa differs in each region, and the first surface optical change layer provided in the first surface 4Aa in a partial region
- the layer thickness of (30SB) is different, and the printing layer may be selectively formed in the lower layer of the micro uneven structure layer 4 in a part of the region.
- a flat surface, a matte surface, a diffractive structure or a micro uneven structure layer 4 A microstructure consisting of a plurality of planes with different distances from the surface, a one-dimensional grating in which gratings of half or more wavelengths of light are aligned in one direction, or less than the wavelength of light, in two intersecting directions Microstructures such as arranged two-dimensional grids may be provided.
- a plurality of planes different in distance from the surface of the micro uneven structure layer 4 are planes parallel to the plane of the micro uneven structure layer 4, and the plane of the micro uneven structure layer 4 is a reference plane, It is a plurality of parallel planes with different depths or heights.
- the plurality of surfaces have the same depth or height with respect to the reference surface in a certain area. There may be a plurality of such regions, and the depth or height may be different for each region. By configuring such a plurality of faces, it is possible to express a specific color according to the depth or height.
- diffracted light can be diffracted in one direction according to the direction in which the gratings are arranged, and in the case of the two-dimensional grating described above, it has a characteristic of easily absorbing light. .
- the micro-relief structure layer 4 By providing such a structure in the micro-relief structure layer 4 in addition to the image area consisting of the second surface 4Ab and the first surface 4Aa, it is possible to impart higher aesthetics.
- the method of manufacturing the display 1 described above comprises the steps of duplicating the microstructure provided in the micro-relief structure layer 4 and providing the optical change layer 30 on the second surface 4Ab and the first surface 4Aa of the microstructure.
- the process can be included.
- the step of duplicating the microstructure provided in the micro uneven structure layer 4 can be a method of duplicating the original plate by embossing.
- the original plate was coated with a photosensitive material on one side of a flat substrate, and then the photosensitive material was exposed by scanning with a laser beam or an electron beam and then developed to form a micro uneven structure. It can be manufactured by a method of obtaining an original.
- a metal stamper is manufactured from the original plate by electroplating or the like, and the metal stamper is stamped to duplicate the microstructure forming the image forming layer.
- the method of manufacturing a stamper made of metal may be cutting of a metal substrate using a lathe technique.
- the method of replicating a microstructure using the stamper obtained as described above can be a method of forming a molded article by a heat embossing method, a casting method, or a photopolymer method.
- the display body 1 can be obtained by forming the optically variable layer 30 on the surface of the obtained molded product by a vapor deposition method or the like.
- a radiation curable resin is poured between a flat substrate such as a plastic film and a stamper made of metal, and after curing the radiation curable resin by irradiation of radiation, a cured resin film The substrate is peeled off from the metal stamper.
- the photopolymer method is preferable in that it has high structural accuracy and is excellent in heat resistance and chemical resistance as compared to a press method or a cast method using a thermoplastic resin.
- a plastic film can be used as a base material.
- the plastic film can be a transparent plastic film.
- Plastic films include polyester resins such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polycarbonate resins, acrylic resins, polyolefin resins such as polypropylene, polyimide resins, cellulose resins such as triacetyl cellulose, and resins such as vinyl resins such as vinyl chloride and polyvinyl alcohol Made of plastic film.
- the material of the micro uneven structure layer 4 can be resin.
- the material of the micro uneven structure layer 4 further includes a curing agent, a plasticizer, a dispersant, various leveling agents, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a viscosity modifier, a lubricant, a colorant such as a dye or a pigment, and light It may include at least one, that is, any one or more of a stabilizer and the like.
- the above-mentioned resins are poly (meth) acrylic resins, polyurethane resins, fluorine resins, silicone resins, polyimide resins, epoxy resins, polyethylene resins, polypropylene resins, methacrylic resins, polymethylpentene resins
- Polystyrene resins such as cyclic polyolefin resins, acrylonitrile- (poly) styrene copolymer (AS resin), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), polyvinyl chloride resins, polycarbonate resins, polyester resins Resin, polyamide resin, polyamide imide resin, polyaryl phthalate resin, polysulfone resin, polyphenylene sulfide resin, polyether sulfone resin, polyethylene naphthalate resin, polyether imide resin, aceta Le resins, and may cellulosic resin. These resins may be used alone or in combination of two
- a radiation curable resin is used, but the radiation curable resin is typically a polymerizable compound and an initiator. And contains.
- the polymerizable compound can be a compound capable of photo radical polymerization.
- the polymerizable compound can be a monomer, oligomer or polymer having an ethylenically unsaturated bond or an ethylenically unsaturated group.
- compounds capable of photoradical polymerization include 1,6-hexanediol, neopentyl glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol acrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol pentaacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate Or the like, an oligomer such as epoxy acrylate, urethane acrylate and polyester acrylate, or a polymer such as urethane acrylate, epoxy acrylate, acrylic acrylate or the like.
- a photo radical polymerization initiator can be added as an initiator.
- the photo radical polymerization initiators include benzoin compounds such as benzoin, benzoin methyl ether and benzoin ethyl ether, anthraquinone compounds such as anthraquinone and methyl anthraquinone, acetophenone, diethoxyacetophenone, benzophenone, hydroxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone Phenyl ketone compounds such as ⁇ -aminoacetophenone and 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one, benzyl dimethyl ketal, thioxanthone, acyl phosphine oxide, or Michler's ketone it can.
- the polymerizable compound and the polymerization initiator are not necessarily limited to the photoradical polymerization type as described above, and may be a cationic polymerization type or the like. Moreover, a sensitizer etc. may be added to these polymeric compounds, or it can be set as the method of using an electron beam etc. as a radiation, without containing a polymerization initiator, a sensitizer, etc.
- the optical change layer 30 can be formed by deposition.
- Deposition can be physical deposition or chemical deposition. Physical deposition can be vacuum deposition, sputtering, ion plating, ion cluster beam method. Chemical deposition can be plasma enhanced chemical vapor deposition, thermal chemical vapor deposition, and photochemical deposition.
- vacuum deposition is more productive than other methods, and can form the optical change layer 30 with good quality.
- vacuum evaporation can control the layer thickness of the optical change layer 30 provided on the second surface 4Ab and the first surface 4Aa.
- the layer thickness of the optical change layer 30 provided on the second surface 4Ab and the first surface 4Aa can be made different by using the oblique deposition method also in the deposition method.
- the forming material of the optical change layer 30 can be a metal reflection layer.
- the metal reflective layer can use either metal or an alloy.
- the metals can be aluminum, gold, silver, platinum, nickel, tin, chromium and zirconium.
- the alloy can be an alloy of these metals.
- the dielectric multilayer can be formed by alternately depositing a high refractive material and a low refractive material.
- the material of the dielectric multilayer can be, in addition to metals such as nickel, oxides of metals or semiconductors such as titanium, tantalum, silicon, zinc sulfide, and magnesium fluoride.
- an optical change layer is formed in which the display body changes the reflection wavelength or transmission wavelength of visible light incident on the second surface and the first surface, and the optical change layer is formed of a dielectric multilayer and a metal reflection layer.
- the thickness of the optically variable layer formed on the first surface is larger than the thickness of the optically variable layer formed on the second surface, and the metal reflection layer provided on the second surface is visible light.
- the metal reflection layer provided on the first surface has a lower sum of the transmittance than the sum of the reflectances in the region, the sum of the transmittances is higher than the sum of the reflectances. Distinctiveness can be enhanced.
- the second surface and the second surface under at least three viewing conditions such as the condition under which the display body is observed from the front, the condition under which the display body is observed from different angles, the condition under which the display body is irradiated with visible light from the back side
- the optical function in the first plane changes and different images can be observed.
- different images appear on the display body. This enables verification of the display body.
- the plurality of microstructures 4A forming the image forming layer are individually provided in the plurality of regions, and at least in part, the inclination angle of the first surface or the second surface and the surface of the first surface In the configuration in which the direction is different from that of the other regions, it is possible to form an image having a different visual effect for each region, and also to control the viewable direction, thereby increasing the freedom of forming the image. .
- the difference between the layer thickness of the optical change layer stacked on the second surface in at least a part of the regions and the layer thickness of the optical change layer stacked on the first surface is the other
- various colors can be colored in the image.
- the micro-relief structure layer 4 forming the image forming layer has a higher ratio of transmission than absorption at a specific wavelength when visible light is incident, visible light is irradiated from the back surface of the display body to the front Under the conditions of observation from the above, the transmittance is increased, and an image with high visibility can be observed.
- the wavelength range of the reflected light according to the tilt angle of the first surface or the thickness of the optical change layer, Alternatively, in the configuration in which an absorption layer that absorbs the wavelength range of the transmitted light is further provided, the image appearing can be made highly saturated by absorption of unnecessary wavelengths under conditions where visible light is irradiated from the back surface of the display and observed from the front. .
- the display body is observed from the front It is possible to provide different optical functions under conditions of observation from angles different from the conditions to be performed, and it is possible to make different images appear respectively.
- the display is observed from the front at different angles and conditions
- the conditions it is possible to give different visibility to each area by at least three observation methods such as a condition to observe when the display is irradiated from the back side with a visible light source, so three observation methods
- the appearance of the images in can be different.
- one motif can be provided with images of various appearances.
- a configuration in which the period of the plurality of microstructures is 1 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less can reduce the diffracted light of visible light, and can prevent the observer from recognizing the diffracted light that becomes noise. Since the resolution is smaller than the resolution of the eyes, it is possible to prevent the structure itself from being recognized when the display body is observed.
- the display of the present invention it is possible to obtain a display with high discrimination.
- the images of the display motif have different appearances in at least three observation methods. Images of different appearances help observers to verify. Therefore, a display having high verifiability can be obtained.
- the direction of the microstructure 4A in the region 2 and the direction of the microstructure 4A in the region 3 may be arranged in different directions. That is, the direction of the microstructure 4A may be changed and disposed for each region. Furthermore, the inclination angle ⁇ of the first surface 4Aa of the microstructure 4A may be different for each region.
- a wide range of colors can be expressed by providing a microstructure having different orientations and inclination angles of the first surface 4Aa for each region and the colored layer 7 as described above. A case where different colored layers 7 are provided in the regions 2 and 3 and the direction of the first surface 4Aa of the microstructure is opposite to the configuration of the first embodiment as shown in FIG. 19 will be described.
- FIG. 20A when the display surface side of the display body 1 is obliquely observed from one side (left side), the colored layer 7a is visually recognized in the area 2 and partially in the area 3. Since 7b is visually recognized, an image as shown in FIG. 20 (b) appears. Further, as shown in FIG. 20 (c), when the display surface side of the display body 1 is observed from directly above, no color is observed because both the regions 2 and 3 transmit the micro uneven structure layer 4; An image such as 20 (d) appears. Furthermore, as shown in FIG. 20E, when the display surface side of the display body 1 is obliquely observed from the other (right side), the colored layer 7a is partially in the region 2 and the colored layer 7b is in the region 3. Since it is visually recognized, an image as shown in FIG. 20 (f) appears.
- the different colored layers 7 may be a combination of colored and reflective layers or inks different in absorption wavelength. In this case, these enable transmission effects and recognition by special wavelengths at specific angles.
- the different visual effect addition layer 8 can be provided on the bottom surface 4Ac of the micro uneven structure layer 4 provided with the different colored layers 7.
- a printing layer is provided as the visual effect additional layer 8
- the display angle is different because the critical angle for total reflection is different by changing the angle of the inclined surface of the micro uneven structure layer even in the same observation direction. It can have emerging and disappearing states. The state in which the color appears and the state in which the color disappears can be switched. This switching can be switching according to the observation direction.
- the different colored layers 7 need not necessarily be provided on the microstructures 4A with different slope directions, but may be provided in the same slope direction area. In this case, although there is only one type of motif, the color can appear and disappear depending on the angle.
- the angle of the micro uneven structure layer 4 may be changed stepwise. In this case, the critical angle can be adjusted to display an image that appears to move continuously.
- the coloring layer 7 may be made the same in a plurality of regions, and the concealing layer 9 adopted for each region may be different.
- the masking layer 9 it is possible to make the image appear only at a specific angle.
- the entire color is uniform and the image is invisible. It can be.
- the visual effect additional layer 8 is a reflective layer or a layer having a different refractive index
- the pattern of the colored layer 7 is viewed as being totally reflected at the interface between the micro uneven structure layer 4 and the visual effect additional layer 8
- Different images can be displayed when 9 is visually recognized. In this way, a display with high verifiability can be obtained due to the difference in the concealing layer 9.
- the same colored layer 7 can be provided in the regions 2 and 3.
- the concealing layer 9 can be different between the area 2 and the area 3.
- the shielding layer 9b is visible in the region 3 and the shielding layer 9a in the region 2 under the condition that the display body 1 is viewed obliquely from one side (left side).
- FIG. 22 (b) an image according to the area 3 and the area 2 appears on the display body.
- FIG. 22C under the conditions where the display 1 is observed from directly above, in the regions 2 and 3, light passes through the micro uneven structure layer 4 and the visual effect addition layer 8 is visible.
- the image is observed as shown in 22 (d). That is, an image according to the areas 2 and 3 appears on the display body.
- FIGS. 22 (e) and (g) under the condition that the display body 1 is obliquely observed from the other (right side), as described above, it depends on the refractive index of the micro uneven structure layer 4 and the visual effect addition layer 8. Since the critical angle exists, total reflection occurs when the incident angle is equal to or greater than the critical angle. As shown in FIG. 22 (e), in the observation condition where total reflection does not occur because the incident angle of light is equal to or less than the critical angle, the light incident from the slope of the micro structure is transmitted. Is partially visible, an image appears on the display as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 22 (h), light is reflected at the interface between the colored layer 7 and the visual effect addition layer 8 in the regions 2 and 3 under observation conditions where total reflection occurs, as shown in FIG. As shown in (h), an image appears.
- the direction of the slopes of the micro uneven structure layer in which the colored layer 7 and the concealing layer 9 are provided may be different for each region, and the colored layer 7 may be different for each region.
- the area where the colored layer 7 is different may be different from the area where the direction of the slope of the micro uneven structure layer is different.
- the visual effect addition layer 8 may be configured to be different for each area. In this case, the visual effect additional layer 8 has a different appearance for each area.
- Partially colored printing may be provided and other portions may be provided with layers of different refractive index or reflective layers. This makes it possible to observe the color of the colored layer 7 at a specific angle, partly due to total internal reflection.
- the print can have areas of a specific shape.
- the shape of the printing area may be text, a signal, a symbol, or a mark. In printing, authentication information, identification information, and individual information can be recorded as the shape of the printing area and the gradation of printing.
- the optical change layer 30 may be provided so as to cover a part or the entire surface of 4Aa.
- the optical change layer 30 is a layer that optically changes the wavelength of visible light, as described above.
- the optical change layer 30 is composed of multiple layers of the dielectric layer 30A, the metal layer 30B, or both.
- the metal layer 30B can be a pure metal and an alloy.
- the metals can be aluminum, gold, silver, platinum, nickel, tin, chromium and zirconium, and the alloys can be alloys of these metals.
- the dielectric layer 30A can be formed of a high refractive material, a low refractive material, or a combination thereof.
- the dielectric layer can be metal, metal oxide, silicon oxide, metal sulfide, metal fluoride, metal nitride.
- the metal oxide can be aluminum oxide, titanium oxide or the like.
- the metal sulfide can be zinc sulfide or the like.
- the metal fluoride can be magnesium fluoride or the like.
- the dielectric layer is a single layer or a multilayer. In the metal reflection layer 30B1 provided on the first surface 4Aa, the sum of the transmittances can be higher than the sum of the reflectances with respect to the wavelength of the visible light region.
- the optically variable layer 30 can be composed of the first dielectric multilayer, the metal reflective layer, and the second dielectric layer in order from the micro-relief structure layer side.
- the optically variable layer 30 is used as a first dielectric multilayer, an interference layer (example of material: multilayer of Ni and SiO), a metal reflection layer (example of material: Al), and fluoride as a second dielectric layer. It can be configured as a water repellent layer (example of material: MgF).
- Deposition can be physical deposition or chemical deposition. Physical deposition can be vacuum deposition or sputtering.
- the fluorinated water repellent layer can prevent the printing ink and the coated resin from adhering to the first surface 4Aa when the colored layer is printed and formed on the second surface 4Ab. Thereby, the colored layer can be selectively formed on the first surface 4Aa.
- the first dielectric multilayer colors the motif displayed under the condition for observing the display from the side of the micro uneven structure layer.
- the metal reflective layer reflects light. The reflection of light improves the visibility of the display.
- the interference layer is formed of different materials in multiple layers. As this material, any of metal, metal compound and silicon oxide can be selected.
- the metal can be nickel, aluminum, chromium, silver or the like.
- the metal compound can be metal nitride, metal oxide, metal sulfide, metal fluoride.
- the metal nitride can be aluminum nitride, titanium nitride or the like.
- the metal oxide can be aluminum oxide or titanium oxide.
- Metal sulfide can be zinc sulfide.
- the metal fluoride can be magnesium fluoride or calcium fluoride.
- the interference layer interferes with visible light. The interference layer reflects light in a specific wavelength range.
- the material of the metal reflection layer can be metal.
- the metal can be aluminum, silver or the like.
- the material of the fluorinated water repellent layer can be fluoride.
- the fluoride can be a metal fluoride.
- the metal fluoride can be magnesium fluoride or
- the optical change layer 30 can form the first dielectric multilayer, the metal reflection layer, and the second dielectric layer in the same deposition process.
- This deposition process can be formed by vacuum evaporation.
- the deposition process of the same type (Type) it is possible to form the optical change layer 30 in in-line, in other words, in one process.
- the same deposition process may have different processing conditions for deposition.
- the optical change layer 30 is of the same type as the first dielectric multilayer deposited on the first surface 4Aa of the micro-relief structure layer and then the first dielectric multilayer. It can be formed by depositing a metal reflective layer and then depositing the second dielectric layer with the same type of deposition as depositing the metal reflective layer.
- this embodiment has a special effect of causing a specific colored image to appear at a specific angle. Therefore, the detectability of counterfeit goods is high. As a result, the forgery prevention effect is high. Furthermore, even when the printed layer in which the specific information of the article is described is confirmed through the display 1, it has transparency that allows the specific information to be confirmed, and the combination of coloring, reflection and transmission It is possible to provide a display 1 capable of obtaining an optical effect by the micro-relief structure layer having a rich expression and good visibility.
- the display body 1 having a high anti-forgery effect and capable of wide color expression, which can not reproduce the optical effect only by the replication of the microstructure, and the high anti-forgery effect It can be used for ID cards, passports, and banknotes that require
- the display as described above it is possible to obtain a display having high visual recognition, which has different visual effects, by a plurality of observation methods.
- micro uneven structure layer 4 was formed.
- the roll photopolymer method was used as a method of forming a microstructure.
- the following micro-relief structure layer ink composition is applied by gravure printing to a dry film thickness of 10 ⁇ m, and then a cylindrical original plate having a saw-tooth-like uneven structure is applied to the coated surface at a press pressure of 2 Kgf / cm 2, 80 ° C. the press temperature was carried out molding by pressing a press speed at 10 m / min.
- the “sawtooth uneven structure” which is a plurality of microstructures in the micro uneven structure layer after molding has a depth of 5 ⁇ m, a period of 30 ⁇ m, and is a sawtooth uneven structure including a vertical surface and a slope.
- a colored layer 7 was formed.
- aluminum is vacuum-deposited on the entire surface of the micro-relief structure layer to provide a reflective layer so as to have a thickness of 50 nm in a smooth plane portion, and the colored layer forming ink is made 0.5 ⁇ m to 1 ⁇ m using a bar coater. After coating, it was dried and the entire surface of the micro uneven structure layer 4 was colored.
- the colored display 1 was etched with alkali, and the ink laminated on aluminum was removed together with the aluminum to leave a colored surface only on the vertical surface. Furthermore, the display body 1 was obtained by forming the shielding layer 9 adjacent to the colored layer 7 by repeating the process of vapor deposition, coating, and an etching of the following shielding layer formation ink.
- Example 2 A method of producing the display body 1 in which the colored layer 7 is formed on the slope side of the microstructure will be described.
- the method of forming the visual effect additional layer 8 and the micro-relief structure layer 4 and the ink used are the same as the experimental result 1.
- the ink of the masking layer 9 is coated and dried, and the colored layer 7 is formed on the vertical surface by laser etching.
- the display body 1 provided with the concealing layer 9 was obtained.
- the scope of the present disclosure is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments, but may include all the embodiments that bring about the same effects as intended by the present invention. Further, the scope of the present disclosure is not limited to the inventive features as defined by the claims, but includes all disclosed respective features, and any combination of the features. .
- the terms “part”, “element”, “pixel”, “cell”, “segment”, “unit”, “display” and “article” used in the present disclosure are physical entities. Physical presence can refer to a physical embodiment or a spatial embodiment surrounded by a substance. Physical existence can be a structure. The structure can have a specific function. A combination of structures having a particular function can exhibit a synergistic effect by the combination of each function of each structure.
- Terms used within the present disclosure and particularly the appended claims are generally intended as “open” terms. For example, the term “having” should be interpreted as “having at least”, the term “including” should be interpreted as “including but not limited to”, and the like. Also, when interpreting terms, configurations, features, aspects, embodiments, reference should be made to the drawings. According to the drawings, direct and clear matters should be the basis of correction, as well as text.
- SYMBOLS 1 display 1S display surface 4 micro uneven structure layer 4A microstructure 4Aa 1st surface 4Ab 2nd surface 4Ac bottom surface 5 base material layer 6 protective layer 7, 7a, 7b coloring layer 8 visual effect additional layer 9, 9a, 9b concealing layer 20 magnetic particle 21 magnet 30 optically variable layer 30A, 30A1, 30A2 dielectric multilayer 30B, 30B1, 30B2 metal reflective layer H reference plane
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Abstract
偽造防止耐性が高い表示体を提供する。表示体(1)は、設定した基準面(H)上に、基準面(H)に沿って複数のマイクロ構造体(4A)が配置されたマイクロ凹凸構造層(4)を有する。各マイクロ構造体(4A)は、側面視で基準面(H)に対し傾斜した第1の面(4Aa)と基準面(H)に対する傾斜角が第1の面(4Aa)よりも大きな第2の面(4Ab)と有し且つ光を透過する材料からなる断面三角形形状のプリズム構造体からなる。複数のマイクロ構造体(4A)の全部若しくは一部のマイクロ構造体(4A)における第2の面(4Ab)に機能層の例として着色層7を設けた。
Description
ここの中で論ずる実施形態は、観察条件により異なる画像が出現するオバートフィーチャーを有する表示体に関するものである。
近年、光学効果を発現させる技術の例としては、いわゆるOVDが利用されている。ここで、OVDは、“ Optical(ly)VariableDevice”の略である。OVDは、例えば、立体画像や特殊な装飾画像とかを光の干渉を用いて表示したり、特殊な色の変化などを表現し得るホログラムや回折格子を利用したりしたデバイスである。また、OVDは、光学特性の異なる薄膜を光学的に多層に重ねることによって見る角度により色の変化(カラーシフト)を生じる多層薄膜等々の技術を利用した技術に関するものである。
なお、色の変化については、OVDの材料や構造に起因して色を呈して色が変化する現象があり、光の波長によって光自体の性質が異なることに由来している。本明細書中では、このような色の変化を呈する色を構造色と称している。構造色の発現に関わる光学現象としては、多層膜干渉、薄膜干渉、屈折、分散、光散乱、Mie散乱、回折、回折格子などがある。
なお、色の変化については、OVDの材料や構造に起因して色を呈して色が変化する現象があり、光の波長によって光自体の性質が異なることに由来している。本明細書中では、このような色の変化を呈する色を構造色と称している。構造色の発現に関わる光学現象としては、多層膜干渉、薄膜干渉、屈折、分散、光散乱、Mie散乱、回折、回折格子などがある。
このOVDは、高度な製造技術を要すること、独特な視覚効果を有し一瞥で真偽が判定できることから、有効な偽造防止手段としてクレジットカード、有価証券、証明書類等の一部にあるいは全面に形成され使用されている。このOVDを利用した表示体は、最近では、有価証券以外にもスポーツ用品やコンピュータ部品をはじめとする電気製品ソフトウェア等に貼り付けられる、そして、その表示体は、その製品の真正さを証明する認証シールや、それら商品のパッケージに貼りつけられる封印シールとしても広く使われるようになってきた。
OVDは、回折格子を用いて立体的な表現や、画像のチェンジングを表現することで偽造防止効果を出してきた。しかし、OVDは、回折格子による表現では虹色の干渉光が生じるため、色が特定できずに真贋判定が困難なことに加え、色の表現が限定的であった。
OVDは、回折格子を用いて立体的な表現や、画像のチェンジングを表現することで偽造防止効果を出してきた。しかし、OVDは、回折格子による表現では虹色の干渉光が生じるため、色が特定できずに真贋判定が困難なことに加え、色の表現が限定的であった。
ここで、偽造防止用の技術としては、例えば特許文献1~4に記載の技術がある。
特許文献1には、RGB分解画像を組み合わせることにより、カラー表現が可能な光学素子が記載されている。しかし、この光学素子は、回折格子によるカラーの表現では干渉光が生じてしまうため、特定の色の表現は困難である。
一方、特許文献2に記載の技術は、レンチキュラーレンズと印刷の組み合わせにより特定のカラー表現が可能である。また、特許文献3に記載の技術は、マイクロ構造と光学素子の透明性を利用することで、印刷との組み合わせにより虹色表現以外の方法でカラーの表現を実現している。
しかし、特許文献2及び3に記載の光学素子は、印刷層を設けるために、透過による下地の視認性とカラー表現の効果を両立していない。
特許文献1には、RGB分解画像を組み合わせることにより、カラー表現が可能な光学素子が記載されている。しかし、この光学素子は、回折格子によるカラーの表現では干渉光が生じてしまうため、特定の色の表現は困難である。
一方、特許文献2に記載の技術は、レンチキュラーレンズと印刷の組み合わせにより特定のカラー表現が可能である。また、特許文献3に記載の技術は、マイクロ構造と光学素子の透明性を利用することで、印刷との組み合わせにより虹色表現以外の方法でカラーの表現を実現している。
しかし、特許文献2及び3に記載の光学素子は、印刷層を設けるために、透過による下地の視認性とカラー表現の効果を両立していない。
また、特許文献4に記載の技術は、マイクロ構造に直接反射層を持つ光学素子であり、透過性を有するため下地の視認が可能である。しかし、特許文献4に記載の技術は、反射層とマイクロ構造の組み合わせであるためカラー表現が限定されたものであった。
また、1つの表示体で2以上の画像を視認できる表示体は、オバートフィーチャーを備えた偽造防止媒体として利用されている。
このようなバートフィーチャーを備えた表示体は、表示体に出現する画像の視認性が要求される。
よって、上記表示体に関して、観察者に対して美観に富んだ表示体の提供が求められており、照明からの入射光により様々な視覚効果を有する光学的な技術が求められている。
また、1つの表示体で2以上の画像を視認できる表示体は、オバートフィーチャーを備えた偽造防止媒体として利用されている。
このようなバートフィーチャーを備えた表示体は、表示体に出現する画像の視認性が要求される。
よって、上記表示体に関して、観察者に対して美観に富んだ表示体の提供が求められており、照明からの入射光により様々な視覚効果を有する光学的な技術が求められている。
例えば、特許文献2に記載した表示体は、上述のように、レンチキュラーレンズを用いて特定の角度で異なる情報を達成する方式が挙げられている。また、特許文献5に記載した表示体は、プリズム構造の一方向の斜面と他方向の斜面のそれぞれに、異なるメタリック画像をインクジェットで印刷することで特定の角度で異なる情報を達成する方式が挙げられている。
その他にも、特許文献6に記載した表示体は、プリズム構造の一方向の斜面に光反射層を積層し、特定の角度で反射性を有する方式が挙げられている。
その他にも、特許文献6に記載した表示体は、プリズム構造の一方向の斜面に光反射層を積層し、特定の角度で反射性を有する方式が挙げられている。
しかしながら、特許文献2のレンチキュラーレンズは表示画像の上に設ける必要がある。そして、特許文献2の表示体は、表示画像とレンチキュラーレンズの貼り合わせの位置がずれると、画像がボケたり重なりあったりするため、高精度に位置合わせして貼り合わせる制御装置等が必要となり、視認性の高い製造品を得ることが困難である。
また、特許文献5のインクジェットを利用したメタリック画像の印刷は、プリズム面に合わせて印刷するにはどうしても解像度が落ちてしまい、プリズム構造自体が観察されてしまうおそれがある。このため、特許文献5の表示体の視認性が落ちてしまう。
また、特許文献6の反射特性を有した表示体は、照射した入射光を特定の角度で反射することは可能であるが、着色させることが困難であり、単調な画像しか形成することができない。
特許文献2,5,6の表示体は異なる角度で2つの画像を視認することは共通である。
また、特許文献5のインクジェットを利用したメタリック画像の印刷は、プリズム面に合わせて印刷するにはどうしても解像度が落ちてしまい、プリズム構造自体が観察されてしまうおそれがある。このため、特許文献5の表示体の視認性が落ちてしまう。
また、特許文献6の反射特性を有した表示体は、照射した入射光を特定の角度で反射することは可能であるが、着色させることが困難であり、単調な画像しか形成することができない。
特許文献2,5,6の表示体は異なる角度で2つの画像を視認することは共通である。
カード、パスポート、紙幣では視認性が高い表示体が望まれる。視認性の高い表示体は、目視での検証性が高い。目視での検証は、オフライン、すなわちネットワークに接続していない状況での、偽造品の検知に適する。
本実施形態は、上記のような点に着目してなされたのもので、複数の観察条件でそれぞれ異なる画像が出現し、検証性に優れ、結果として、偽造防止耐性を高めた表示体を提供することを目的としている。
本実施形態は、上記のような点に着目してなされたのもので、複数の観察条件でそれぞれ異なる画像が出現し、検証性に優れ、結果として、偽造防止耐性を高めた表示体を提供することを目的としている。
課題を解決する本開示の一態様の表示体は、設定した基準面上に、基準面に沿って複数のマイクロ構造体が配置されたマイクロ凹凸構造層を有し、上記各マイクロ構造体は、側面視で上記基準面に対し傾斜した第1の面と、上記基準面に対する傾斜角が第1の面よりも大きな第2の面と有し且つ光を透過する材料からなる断面三角形形状のプリズム構造体からなり、上記複数のマイクロ構造体の全部若しくは一部のマイクロ構造体における第2の面に機能層を設けたことを要旨とする。
上記の機能層は、着色層や光学変化層でできる。光学変化層は、誘電体多層やコレステリック液晶層等である。
上記の機能層は、着色層や光学変化層でできる。光学変化層は、誘電体多層やコレステリック液晶層等である。
本実施形態は、照明光を反射、透過し、画像をパッシブに出現させる表示体に関する。そして、本実施形態は、カード、パスポート、紙幣などに設けられたオバートフィーチャーを有する表示体として適用可能である。更に、本実施形態は、特定の角度で傾斜された複数の微細な反射板を有する表示体や、印刷層の上に該表示体を添付した物品として適用できる。
本開示の態様は、簡易な構成にもかかわらず、特定の色つき画像を、特定の観察角度で出現させることができる。この結果、本発明の態様は、観察方法を変えると、それぞれ異なる画像が観察できる。本開示の様態では、観察方法によりによって切り替わる画像を、正規品と対比し、真正かどうかが分かる。そのため、検証性が高い。言い換えれば、偽造品の検知性が高い。また、観察方法によりによって切り替わる画像は、新規の視覚効果として、本開示の表示体を印象的なものとする。
本開示の態様は、簡易な構成にもかかわらず、特定の色つき画像を、特定の観察角度で出現させることができる。この結果、本発明の態様は、観察方法を変えると、それぞれ異なる画像が観察できる。本開示の様態では、観察方法によりによって切り替わる画像を、正規品と対比し、真正かどうかが分かる。そのため、検証性が高い。言い換えれば、偽造品の検知性が高い。また、観察方法によりによって切り替わる画像は、新規の視覚効果として、本開示の表示体を印象的なものとする。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨を説明するものであり、以下の実施形態の解釈を限定すべきものではない。本発明の代表的なものであることを理解されたい。以下に説明する代表的な実施形態は、本発明の一例に過ぎず、当業者であれば、その設計を適宜変更することが可能である。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨を説明するものであり、以下の実施形態の解釈を限定すべきものではない。本発明の代表的なものであることを理解されたい。以下に説明する代表的な実施形態は、本発明の一例に過ぎず、当業者であれば、その設計を適宜変更することが可能である。
また、図面は説明的なものであり、それらに示される寸法は、例えば、各層の厚さや、その比率等、実際と異なることがあり、図面中の寸法比は、それらに示される比に限定されるものと解釈すべきではない。また、便宜上の理由がない限り、各実施形態における同様な構成については同一の符号を付して説明し、重複する説明は省略する。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。 図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。 本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の代表的なものであることを理解されたい。以下に説明する代表的な実施形態は、本発明の一例に過ぎず、当業者であれば、その設計を適宜変更することが可能である。 なお、便宜上の理由がない限り、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。 図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。 本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の代表的なものであることを理解されたい。以下に説明する代表的な実施形態は、本発明の一例に過ぎず、当業者であれば、その設計を適宜変更することが可能である。 なお、便宜上の理由がない限り、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
なお、図面において、同様の部分には同一の符号を付し、本開示の実施形態は、背景からの独自の単一の発明を源とする一群の実施形態である。また、本開示の各側面は、単一の発明を源とした一群の実施形態の側面である。本開示の各構成は、本開示の各側面を有する。本開示の各フィーチャーは組合せ可能であり、各構成をなす。従って、本開示の各フィーチャー、本開示の各構成、本開示の各側面、本開示の各実施形態は、組合せることが可能であり、その組合せは相乗的機能を有し、相乗的な効果を発揮しうる。
ここで、以下の第1~第4実施形態は、第2の面に設ける機能層が着色層の場合の実施形態である。また、第5実施形態は、第2の面に設ける機能層が光学変化層の場合の実施形態である。これら第1~5の実施形態は本開示の実施形態である。
ここで、以下の第1~第4実施形態は、第2の面に設ける機能層が着色層の場合の実施形態である。また、第5実施形態は、第2の面に設ける機能層が光学変化層の場合の実施形態である。これら第1~5の実施形態は本開示の実施形態である。
「第1実施形態」
まず、第1実施形態について説明する。
図1に示すように、本実施形態の表示体1は、平面視で、複数の表示領域を有する。本実施形態では、連続する2つの表示領域2、3を示しているが、3つ以上の表示領域を有していても良いし、各表示領域が離れていても良い。以下、表示領域2、3を単に領域2、3とも呼ぶ。
また図2に示すように、本実施形態の表示体1は、基材層5と、基材層5の上に形成されたマイクロ凹凸構造層4と、マイクロ凹凸構造層4の凹凸を覆うように形成された保護層6とを備える。
ここで、本実施形態では、基材層5の下面位置若しくはマイクロ凹凸構造層4の下面位置を基準面Hとした。すなわち、マイクロ凹凸構造層4の基準面Hとは反対の面側に、マイクロ凹凸構造層4の凹凸を被覆し且つ光を透過する材料からなる保護層6が配置されていることになる。
まず、第1実施形態について説明する。
図1に示すように、本実施形態の表示体1は、平面視で、複数の表示領域を有する。本実施形態では、連続する2つの表示領域2、3を示しているが、3つ以上の表示領域を有していても良いし、各表示領域が離れていても良い。以下、表示領域2、3を単に領域2、3とも呼ぶ。
また図2に示すように、本実施形態の表示体1は、基材層5と、基材層5の上に形成されたマイクロ凹凸構造層4と、マイクロ凹凸構造層4の凹凸を覆うように形成された保護層6とを備える。
ここで、本実施形態では、基材層5の下面位置若しくはマイクロ凹凸構造層4の下面位置を基準面Hとした。すなわち、マイクロ凹凸構造層4の基準面Hとは反対の面側に、マイクロ凹凸構造層4の凹凸を被覆し且つ光を透過する材料からなる保護層6が配置されていることになる。
また、第1の面や第2の面に積層した層がある場合、保護層6は、その積層した層の上に形成される。
また、基準面Hが曲面であっても良い。
本実施形態では、基材層5は、マイクロ凹凸構造層4と一体に形成される層とできる。基材層5は、省略してもよい。また、基材層5、マイクロ凹凸構造層4(着色層7を除く)及び保護層6はそれぞれ、光を透過する樹脂材料から構成されている。また、マイクロ凹凸構造層4と保護層6の光の屈折率は異なっていても良く、同じでもよい。ここで、保護層6は、後述のマイクロ凹凸構造層4と同じ材料から構成としてもよい。なお、保護層6は、省略しても良い。
本実施形態では、領域2、3にマイクロ凹凸構造層4を設ける共に、領域2に対応する部分にのみ、後述の着色層7を設ける場合を説明する。
また、基準面Hが曲面であっても良い。
本実施形態では、基材層5は、マイクロ凹凸構造層4と一体に形成される層とできる。基材層5は、省略してもよい。また、基材層5、マイクロ凹凸構造層4(着色層7を除く)及び保護層6はそれぞれ、光を透過する樹脂材料から構成されている。また、マイクロ凹凸構造層4と保護層6の光の屈折率は異なっていても良く、同じでもよい。ここで、保護層6は、後述のマイクロ凹凸構造層4と同じ材料から構成としてもよい。なお、保護層6は、省略しても良い。
本実施形態では、領域2、3にマイクロ凹凸構造層4を設ける共に、領域2に対応する部分にのみ、後述の着色層7を設ける場合を説明する。
<マイクロ凹凸構造層4>
マイクロ凹凸構造層4は、図2に示すように、基準面H上に、基準面Hに沿って複数のマイクロ構造体4Aが配置されることで構成された構造体である。
各マイクロ構造体4Aは、図3に示すように、側面視で基準面Hに対し上方に傾斜した第1の面4Aaと、基準面Hに対する傾斜角αが第1の面4Aaの傾斜角βよりも大きな第2の面4Abと有する断面三角形形状のプリズム構造体からなる。マイクロ構造体4Aは、その断面三角形形状の底辺に当たる底面4Ac位置が基準面Hと平行となるように設定される。なお第1の面4Aaや第2の面4Abの面は、平坦な面でも良いし、プロフィールが曲面状の曲率を持った面でもあってもよい。
マイクロ凹凸構造層4は、図2に示すように、基準面H上に、基準面Hに沿って複数のマイクロ構造体4Aが配置されることで構成された構造体である。
各マイクロ構造体4Aは、図3に示すように、側面視で基準面Hに対し上方に傾斜した第1の面4Aaと、基準面Hに対する傾斜角αが第1の面4Aaの傾斜角βよりも大きな第2の面4Abと有する断面三角形形状のプリズム構造体からなる。マイクロ構造体4Aは、その断面三角形形状の底辺に当たる底面4Ac位置が基準面Hと平行となるように設定される。なお第1の面4Aaや第2の面4Abの面は、平坦な面でも良いし、プロフィールが曲面状の曲率を持った面でもあってもよい。
複数のマイクロ構造の底面4Acの位置は、同一の基準面H上に配置されている。隣り合うマイクロ構造の底面4Acの高さ位置が、相対的に多少(例えば2μm以下の範囲で)上下にオフセットして構成されていても良い。
また、複数のマイクロ構造体4Aは、基準面Hに沿って連続して配置されていても良いし、隣り合うマイクロ構造体4Aの間に隙間を持って配置されていても良い。図2では、鋸刃状凹凸等に連続して形成されている場合を示している。隣り合うマイクロ構造体4Aの間に隙間を設ける場合には、その隙間を介して隣り合うマイクロ構造体4Aの底面4Acにおける横方向長さ(図に2おける底面4Acの左右方向の寸法)以下にすることができる。これにより、光学的機能の有効性を高められる。
また、複数のマイクロ構造体4Aは、基準面Hに沿って連続して配置されていても良いし、隣り合うマイクロ構造体4Aの間に隙間を持って配置されていても良い。図2では、鋸刃状凹凸等に連続して形成されている場合を示している。隣り合うマイクロ構造体4Aの間に隙間を設ける場合には、その隙間を介して隣り合うマイクロ構造体4Aの底面4Acにおける横方向長さ(図に2おける底面4Acの左右方向の寸法)以下にすることができる。これにより、光学的機能の有効性を高められる。
基準面Hに対する第1の面4Aaの傾斜角βは、1度以上90度未満の範囲で設定できるが、更には30度以上60度以下である。本実施形態では傾斜角βを45度として、マイクロ構造体4Aの底面4Acの横方向長さと高さとが同じ寸法となっている。
基準面Hに対する第2の面4Abの傾斜角αは、第1の面4Aaの傾斜角βよりも大きく設定されている。第2の面4Abの傾斜角αは、80度以上100度以下の範囲とできる。本実施形態では、第2の面4Abを基準面Hに対し鉛直方向に配置して垂直面とし、第2の面4Abの傾斜角αを90度に設定した場合を説明する。
基準面Hに対する第2の面4Abの傾斜角αは、第1の面4Aaの傾斜角βよりも大きく設定されている。第2の面4Abの傾斜角αは、80度以上100度以下の範囲とできる。本実施形態では、第2の面4Abを基準面Hに対し鉛直方向に配置して垂直面とし、第2の面4Abの傾斜角αを90度に設定した場合を説明する。
マイクロ構造体4Aのサイズは、マイクロメートルサイズとできる。すなわち、マイクロ構造体4Aのサイズは、高さ及び横方向の長さが共に50μm以下の寸法とできる。更には、高さが2μm以上10μm以下、また、底面4Acの横方向(並び方向)の長さが2μm以上30μm以下の範囲の大きさとしてもよい。底面4Acの横方向の寸法は、図3のように、側面視からみた寸法である。マイクロ構造体4Aは、それぞれ平面矩形のブロック状の構造体であっても良いし、紙面上下方向に延びた形状であっても良い。
なお、マイクロ構造体4Aのサイズは、マイクロメートルサイズとすることで、マイクロ構造体4Aの寸法は、複数のマイクロ構造体4Aによる凹凸構造によって、回折による虹色の干渉光が発生しにくい寸法となるように設定できる。
なお、マイクロ構造体4Aのサイズは、マイクロメートルサイズとすることで、マイクロ構造体4Aの寸法は、複数のマイクロ構造体4Aによる凹凸構造によって、回折による虹色の干渉光が発生しにくい寸法となるように設定できる。
ここで、各マイクロ構造体4Aは、模式的平面図である図4(a)のように、マイクロ構造体4Aの並び方向(紙面左右方向)と交差する方向(図4(a)では直交方向)に延在したシリンドリック形状となっている。各マイクロ構造体4Aは、模式的平面図である図4(b)のように、底面4Acがブロック形状であってもよい。ブロック形状は正方形等とできる。またこのとき、模式的平面図である図4(c)のように、複数のマイクロ構造体4Aのブロックを、予め設定したパターンで各ブロックの向きを違えるように設けても良い。
(マイクロ凹凸構造層4の材料)
マイクロ凹凸構造層4、すなわちマイクロ構造体4Aは、光透過性材料とできる。
マイクロ凹凸構造層4に適用する材料は、熱可塑性樹脂、ウレタン樹脂、熱硬化樹脂を単独又はこれらを複合した材料とできる。また、上記以外のものであっても、上記凹凸を形成可能で且つ光を透過可能な材料を適用してもよい。熱可塑性樹脂は、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、ポリカーボネート系樹脂とできる。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等にポリイソシアネートを架橋剤として添加、架橋したウレタン樹脂とできる。熱硬化樹脂は、メラミン系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール系樹脂とできる。
マイクロ凹凸構造層4、すなわちマイクロ構造体4Aは、光透過性材料とできる。
マイクロ凹凸構造層4に適用する材料は、熱可塑性樹脂、ウレタン樹脂、熱硬化樹脂を単独又はこれらを複合した材料とできる。また、上記以外のものであっても、上記凹凸を形成可能で且つ光を透過可能な材料を適用してもよい。熱可塑性樹脂は、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、ポリカーボネート系樹脂とできる。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等にポリイソシアネートを架橋剤として添加、架橋したウレタン樹脂とできる。熱硬化樹脂は、メラミン系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール系樹脂とできる。
マイクロ凹凸構造層4へのレリーフ構造付与(マイクロ構造体4Aの形成)には、レーザ描画法、ナノインプリント法、エンボス法等の微細構造形成プロセスによって凹凸形状を形成すればよい。
マイクロ構造体4Aを構成する凹凸を、エンボス法で紫外線硬化性樹脂に形成する場合を説明する。
この場合、マイクロ凹凸構造層4の材料は、紫外線硬化性樹脂を適用できる。紫外線硬化性樹脂は、エチレン性不飽和結合、又はエチレン性不飽和基を持つモノマー、オリゴマー、ポリマー等の紫外線硬化性樹脂とできる。モノマーは、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トリアクリレート、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等とできる。オリゴマーは、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレートとできる。ポリマーは、ウレタン変性アクリル樹脂、エポキシ変性アクリル樹脂とできる。
マイクロ構造体4Aを構成する凹凸を、エンボス法で紫外線硬化性樹脂に形成する場合を説明する。
この場合、マイクロ凹凸構造層4の材料は、紫外線硬化性樹脂を適用できる。紫外線硬化性樹脂は、エチレン性不飽和結合、又はエチレン性不飽和基を持つモノマー、オリゴマー、ポリマー等の紫外線硬化性樹脂とできる。モノマーは、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トリアクリレート、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等とできる。オリゴマーは、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレートとできる。ポリマーは、ウレタン変性アクリル樹脂、エポキシ変性アクリル樹脂とできる。
また、マイクロ構造体の材料に、光カチオン重合を適用した場合、エポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー、オキセタン骨格含有化合物、ビニルエーテル類を適用できる。また、上記の電離放射線硬化性樹脂は、紫外線等の光によって硬化させる場合、光重合開始剤を添加することができる。樹脂に応じて、光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤、その併用型(ハイブリッド型)を選定できる。
更には、エチレン性不飽和結合、又はエチレン性不飽和基をもつモノマー、オリゴマー、ポリマー等を混合することや、これらに予め反応基を設けておき、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材、有機ジルコニウム架橋剤、有機アルミネート等で互いに架橋することや、これらに予め反応基を設けておき、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材、有機ジルコニウム架橋剤、有機アルミネート等で、その他の樹脂骨格と架橋することも可能である。このような方法は、エチレン性不飽和結合、又はエチレン性不飽和基をもつポリマーであって、常温下で固形で存在し、タックが少なく、成形性が良く原版汚れの少ないポリマーを得ることも可能である。
更には、エチレン性不飽和結合、又はエチレン性不飽和基をもつモノマー、オリゴマー、ポリマー等を混合することや、これらに予め反応基を設けておき、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材、有機ジルコニウム架橋剤、有機アルミネート等で互いに架橋することや、これらに予め反応基を設けておき、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材、有機ジルコニウム架橋剤、有機アルミネート等で、その他の樹脂骨格と架橋することも可能である。このような方法は、エチレン性不飽和結合、又はエチレン性不飽和基をもつポリマーであって、常温下で固形で存在し、タックが少なく、成形性が良く原版汚れの少ないポリマーを得ることも可能である。
光ラジカル重合開始剤は、ベンゾイン系化合物、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、ミヒラーズケトンとできる。ベンゾイン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテルとできる。アントラキノン系化合物は、アントラキノン、メチルアントラキノンとできる。フェニルケトン系化合物は、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-(4-メチルチオフェニル)-2-モルホリノプロパン-1-オンとできる。
光カチオン重合可能な化合物を使用する場合の光カチオン重合開始剤は、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、芳香族ホスホニウム塩、混合配位子金属塩等を使用することができる。光カチオン重合開始剤は、光ラジカル重合と光カチオン重合を併用するハイブリッド型材料として、それぞれの重合開始剤を混合できる。光カチオン重合開始剤は、一種の開始剤で双方の重合を開始させる機能をもつ芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩等としてもよい。
放射線硬化樹脂と光重合開始剤の配合は、0.1質量%以上15質量%以下とできる。樹脂組成物には、更に、光重合開始剤と組み合わせて増感色素を併用してもよい。また、必要に応じて、染料、顔料、各種添加剤(重合禁止剤、レベリング剤、消泡剤、タレ止め剤、付着向上剤、塗面改質剤、可塑剤、含窒素化合物など)、架橋剤(例えば、エポキシ樹脂など)、などを含んでいてもよく、また、成形性向上のために非反応性の樹脂(前述の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を含む)を添加しても良い。
また、適用する製造方法において成型可能な、ある程度の流動性を有すること、及び、成型後の塗膜が、所望する耐熱性や耐薬品性が得られることを考慮して材料を選択することができる。
また、適用する製造方法において成型可能な、ある程度の流動性を有すること、及び、成型後の塗膜が、所望する耐熱性や耐薬品性が得られることを考慮して材料を選択することができる。
<保護層6>
保護層6は、マイクロ凹凸構造層4の凹凸を保護する層である。
保護層6は空気等の気体又は固体からなり、固体からなる場合、マイクロ凹凸構造層を構成するものと同様に、熱可塑性樹脂、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂とできる。内部に気体を封止した中空体状の層で保護層6を形成することができる。すなわち、保護層6を気体から構成することができる。
保護層6の屈折率がn1、マイクロ凹凸構造層の屈折率がn2であるとき、屈折率差によって以下3つに場合分けすることが可能である。
保護層6は、マイクロ凹凸構造層4の凹凸を保護する層である。
保護層6は空気等の気体又は固体からなり、固体からなる場合、マイクロ凹凸構造層を構成するものと同様に、熱可塑性樹脂、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂とできる。内部に気体を封止した中空体状の層で保護層6を形成することができる。すなわち、保護層6を気体から構成することができる。
保護層6の屈折率がn1、マイクロ凹凸構造層の屈折率がn2であるとき、屈折率差によって以下3つに場合分けすることが可能である。
・n1<n2のとき(屈折率差が0.2以上である場合)
屈折率差によりマイクロ凹凸構造層4が反射層として作用するため、保護層6とマイクロ凹凸構造層4の界面にて反射が生じる。その場合、界面で反射する光によって着色層が観察される。
・n1=n2のとき(屈折率差が0.2以下である場合)
層間で屈折率差が生じない場合、入射角によらず光は透過する。そのため、マイクロ凹凸構造層の角度α及びβの値と視覚効果追加層の屈折率によって、観察される画像が決定する。
・n1>n2のとき(屈折率差が0.2以上である場合)
高屈層から低屈層に光が入射する場合、入射角が臨界角以上では界面にて全反射する。全反射した場合には、着色層の色が確認され、臨界角以下でマイクロ凹凸構造層を透過した場合には、視覚効果追加層の屈折率に応じて、着色層が観察される。
屈折率差によりマイクロ凹凸構造層4が反射層として作用するため、保護層6とマイクロ凹凸構造層4の界面にて反射が生じる。その場合、界面で反射する光によって着色層が観察される。
・n1=n2のとき(屈折率差が0.2以下である場合)
層間で屈折率差が生じない場合、入射角によらず光は透過する。そのため、マイクロ凹凸構造層の角度α及びβの値と視覚効果追加層の屈折率によって、観察される画像が決定する。
・n1>n2のとき(屈折率差が0.2以上である場合)
高屈層から低屈層に光が入射する場合、入射角が臨界角以上では界面にて全反射する。全反射した場合には、着色層の色が確認され、臨界角以下でマイクロ凹凸構造層を透過した場合には、視覚効果追加層の屈折率に応じて、着色層が観察される。
保護層の屈折率は、マイクロ凹凸構造層の傾斜角、視覚効果追加層の屈折率を考慮して、目的とする効果により適宜選択することができる。保護層は無機材料、有機材料、有機無機複合材料としてもよい。これらは屈折率が調整可能である。また、屈折層は上述した熱可塑性樹脂や紫外線硬化型樹脂などの有機材料に、無機微粒子、有機微粒子、有機無機複合微粒子、中空粒子を添加して屈折率を調整するようにしても良い。この場合に微粒子表面に官能基を設けて分散性や膜強度を改善することが可能である。また、微粒子の分散性を改善するための分散剤や界面活性剤を添加することや、膜強度を改善するために架橋剤を添加しても良い。
<基材層5>
基材層5の材料は、マイクロ凹凸構造層4と同じ材料としてもよい。また、基材層5は、マイクロ凹凸構造層4と一体でもよい。基材層5は、プラスチックフィルムとできる。プラスチックフィルムの材料は、は、熱可塑性ポリマーとできる。熱可塑性ポリマーは、PETやPPとできる。
基材層5の材料は、マイクロ凹凸構造層4と同じ材料としてもよい。また、基材層5は、マイクロ凹凸構造層4と一体でもよい。基材層5は、プラスチックフィルムとできる。プラスチックフィルムの材料は、は、熱可塑性ポリマーとできる。熱可塑性ポリマーは、PETやPPとできる。
<着色層7>
本実施形態では、図2及び図3に示すように、着色層7が、領域2に配置されたマイクロ構造体4Aの第2の面4Abに設けられている。着色層7により、表示体が色を発するようにできる。
本実施形態の着色層7は、インキを印刷し形成できる。インキは、可視インキ、不可視インキとできる。可視インキは、顔料インキ、染料インキとできる。可視インキは光学可変インキとできる。光学可変インキは、磁性を帯びた磁性インキとできる。光学可変インキは、光干渉機能を有したパールインキとできる。不可視インキは、紫外線吸収インキ、赤外線吸収インキ、蛍光インキとできる。着色層7の印刷に適用できるインキはこれらに限らず、一般的に印刷可能なものインキとできる。印刷は、グラビア印刷、オフセット印刷、オフセットグラビア印刷、スクリーン印刷とできる。また、これ以外にも、一般的な印刷を適用ができる。また、着色層7は、樹脂を塗布により形成することもできる。塗布は、グラビアコート、マイクログラビアコート、ダイコートとできる。塗布する樹脂は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂、熱可塑樹脂とできる。樹脂は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ウレタンアクリル樹脂とできる。印刷、コートのほかにも、キャスト法式や樹脂押し出し方式、ラミネート方式などにより着色層7を設けることが可能である。
本実施形態では、図2及び図3に示すように、着色層7が、領域2に配置されたマイクロ構造体4Aの第2の面4Abに設けられている。着色層7により、表示体が色を発するようにできる。
本実施形態の着色層7は、インキを印刷し形成できる。インキは、可視インキ、不可視インキとできる。可視インキは、顔料インキ、染料インキとできる。可視インキは光学可変インキとできる。光学可変インキは、磁性を帯びた磁性インキとできる。光学可変インキは、光干渉機能を有したパールインキとできる。不可視インキは、紫外線吸収インキ、赤外線吸収インキ、蛍光インキとできる。着色層7の印刷に適用できるインキはこれらに限らず、一般的に印刷可能なものインキとできる。印刷は、グラビア印刷、オフセット印刷、オフセットグラビア印刷、スクリーン印刷とできる。また、これ以外にも、一般的な印刷を適用ができる。また、着色層7は、樹脂を塗布により形成することもできる。塗布は、グラビアコート、マイクログラビアコート、ダイコートとできる。塗布する樹脂は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂、熱可塑樹脂とできる。樹脂は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ウレタンアクリル樹脂とできる。印刷、コートのほかにも、キャスト法式や樹脂押し出し方式、ラミネート方式などにより着色層7を設けることが可能である。
なお、着色層7は、第2の面4Abの全面、又は一部に設けることができる。着色層7を、第2の面4Abのうちの上側や、下側、中央側に設けることで、着色層7を2の面4Abの一部に設けることができる。上側や、下側、中央に設ける場合、全体の2/3を覆うようにすることができる。この場合であっても、着色層7は、第2の面4Abの面積の50%以上に設けることが好ましい。また同一の第2の面4Abに対し、2種類の着色層7を塗り分けてもよい。
ここで、着色層7は、例えば0.5μm以上1μmm以下の膜厚からなる薄膜からなる。このため、着色層7を膜厚方向から見た場合、着色層7は視認されない。なお、この着色層7の膜厚分だけ、隣り合うマイクロ構造体4Aの間に隙間を設けても良いし、設けなくても良い。また、着色層7の膜厚分だけ、着色層7を設けるマイクロ構造体4Aの横方向の寸法を短くしても良い。
ここで、着色層7は、例えば0.5μm以上1μmm以下の膜厚からなる薄膜からなる。このため、着色層7を膜厚方向から見た場合、着色層7は視認されない。なお、この着色層7の膜厚分だけ、隣り合うマイクロ構造体4Aの間に隙間を設けても良いし、設けなくても良い。また、着色層7の膜厚分だけ、着色層7を設けるマイクロ構造体4Aの横方向の寸法を短くしても良い。
(着色層7の材料)
着色層7の材料は、インキ、金属、樹脂とできる。着色層7のインキは、可視インキ、不可視インキとできる。は、可視インキは顔料インキ、染料インキとできる。不可視インキは、紫外線吸収インキ、赤外線吸収インキ、蛍光インキとできる。領域2に設ける着色層7が赤外線吸収インキや紫外線吸収インキからなるとき、特定の角度から観察したときに、赤外光又は紫外光によって観察される画像を出現できる。このように可視光以外の領域に吸収波長を持つインキにより、検出機でのモチーフの検証や、特殊光源下での目視によるモチーフの検証ができる。また、可視顔料インキは光学可変インキとできる。光学可変インキは、可視光での干渉性を有するパールインキとできる。また、光学可変インキは磁性を帯びた磁性インキとできる。
着色層7の材料は、インキ、金属、樹脂とできる。着色層7のインキは、可視インキ、不可視インキとできる。は、可視インキは顔料インキ、染料インキとできる。不可視インキは、紫外線吸収インキ、赤外線吸収インキ、蛍光インキとできる。領域2に設ける着色層7が赤外線吸収インキや紫外線吸収インキからなるとき、特定の角度から観察したときに、赤外光又は紫外光によって観察される画像を出現できる。このように可視光以外の領域に吸収波長を持つインキにより、検出機でのモチーフの検証や、特殊光源下での目視によるモチーフの検証ができる。また、可視顔料インキは光学可変インキとできる。光学可変インキは、可視光での干渉性を有するパールインキとできる。また、光学可変インキは磁性を帯びた磁性インキとできる。
(着色層7の形成方法)
第2の面4Abに着色層7を設ける方法は、マイクロ凹凸構造層4の凹凸の表面に対し、着色層7を塗工又は堆積によって設けた後に、ドライエッチング又はウェットエッチングによって着色層7が不要な領域を取り除く方法とできる。
着色層7は、インキを印刷して形成できる。印刷は、グラビア印刷、オフセット印刷、グラビアオフセット印刷、スクリーン印刷とできる。着色層7は、樹脂をコートすることで形成できる。コ-トは、グラビアコート、ダイコートとできる。また、印刷、コートのほかにも、キャスト法式や樹脂押し出し方式、ラミネート方式などにより視覚効果追加層8を設けることが可能である。
第2の面4Abに着色層7を設ける方法は、マイクロ凹凸構造層4の凹凸の表面に対し、着色層7を塗工又は堆積によって設けた後に、ドライエッチング又はウェットエッチングによって着色層7が不要な領域を取り除く方法とできる。
着色層7は、インキを印刷して形成できる。印刷は、グラビア印刷、オフセット印刷、グラビアオフセット印刷、スクリーン印刷とできる。着色層7は、樹脂をコートすることで形成できる。コ-トは、グラビアコート、ダイコートとできる。また、印刷、コートのほかにも、キャスト法式や樹脂押し出し方式、ラミネート方式などにより視覚効果追加層8を設けることが可能である。
また、着色層7が反射層であるときには、着色層7は、金属層とできる。この場合、着色層7、すなわち金属層は、蒸着、スパッタで形成できる。金属層の金属は、単体の金属又はこれらの化合物とできる。金属層の金属は、Al、Sn、Cr、Ni、Cu、Ag、又はその合金とできる。また、反射層は金属層に限らず、反射性のインキを塗布したものとしても良い。
ドライエッチングは、反応性レーザービームエッチング、反応性ガスエッチング、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング、イオンビームエッチングとできる。ウェットエッチングは化学処理により不要な部分を取り除くエッチング方法とできる。また、着色層7の樹脂として紫外線、電子線硬化性の樹脂を部分的に露光し、不要な領域を取り除き、必要な領域を残し、片方の斜面にのみ着色層7を設けることが可能である。
ドライエッチングは、反応性レーザービームエッチング、反応性ガスエッチング、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング、イオンビームエッチングとできる。ウェットエッチングは化学処理により不要な部分を取り除くエッチング方法とできる。また、着色層7の樹脂として紫外線、電子線硬化性の樹脂を部分的に露光し、不要な領域を取り除き、必要な領域を残し、片方の斜面にのみ着色層7を設けることが可能である。
(着色層7による効果)
各マイクロ構造体4Aは、第1の面4Aaでは光が透過し、第2の面4Abでは、着色層7を設けることで、反射、散乱、回折、干渉、吸収のうち少なくとも一つ、言い換えれば、それらのいずれか又はそれら複数の光学現象を生じる。なお、着色層7は、薄膜から構成される場合に限定されず、第2の面4Abを粗面にして、着色層7としても良い。この場合、着色層7は白っぽく視認される。
各マイクロ構造体4Aは、第1の面4Aaでは光が透過し、第2の面4Abでは、着色層7を設けることで、反射、散乱、回折、干渉、吸収のうち少なくとも一つ、言い換えれば、それらのいずれか又はそれら複数の光学現象を生じる。なお、着色層7は、薄膜から構成される場合に限定されず、第2の面4Abを粗面にして、着色層7としても良い。この場合、着色層7は白っぽく視認される。
また、第2の面4Abの傾斜角αを90度若しくはその近傍の傾斜角とすることで、図5に示す光路10のように、表示体1を真上から見た場合には、光が透過し且つ着色層7は薄いため、表示体1は着色層7が無いのと同じように見え方となる。一方、図5に示す光路11、12のように、第2の面4Abに対し左右に傾いた方向から観察した場合には、着色層7の光学機能に応じて表示体の見え方が変化する。すなわち、観察方向により着色層7の見え方が異なる。尚、本開示での観察方向とは、光源側と同じ側からの観察、光源と反対側からの観察のそれぞれを示すことができる。また、表示体の表側と裏側、それぞれの面の観察を示すことができる。また、表示体の法線ベクトルに対する方向、すなわち法線ベクトルに平行な方向からの観察、正面からの観察方向、法線ベクトルと非平行な方向からの観察、言い換えれば、斜めからの観察方向とすることができる。また、観察方向は、表示方向と言い換えることができる。また、「表示体を観察する」は、「表示体が表示する」と言い換えることもできる。なお、本実施形態では、着色層7が設けられる各斜面の向きが同方向を向いているが、図4(c)のように、第2の面4Abの向きを変えることで、その第2の面4Abの向きの変化によっても見え方が異なるようできる。
以下、着色層7の具体的な効果について説明する。
具体的には、図6(a)に示すように、第2の面4Ab、つまり着色層7を直接臨む側(左側とも呼ぶ)から、斜めに表示体1を観察する条件では、図6(b)に示すように、領域2において、第2の面4Abに設けた着色層7が可視である。そして、その領域2において、その着色層7が特定の配置で整列されている場合には、その着色層7の配置によるモチーフを表示体は表示する。観察者は表示されたモチーフを観察できる。つまり、モチーフは可視とできる。表示されたモチーフには情報が記録されてもよい。記録された情報は、認証情報、識別情報、個別情報とできる。情報は、テキスト、マーク、シンボル、シグナル、しるし(sign)とできる。シンボルは、国旗、盾、剣、槍、防具、花、葉、植物、鳥、熱帯魚、昆虫、動物(animal)とできる。表示面1Sと対向する平面視において、画像31が有する輪郭は、画像31を出現させるモチーフの輪郭とほぼ等しい。そのため、モチーフにより出現する画像から情報を読むことができる。
具体的には、図6(a)に示すように、第2の面4Ab、つまり着色層7を直接臨む側(左側とも呼ぶ)から、斜めに表示体1を観察する条件では、図6(b)に示すように、領域2において、第2の面4Abに設けた着色層7が可視である。そして、その領域2において、その着色層7が特定の配置で整列されている場合には、その着色層7の配置によるモチーフを表示体は表示する。観察者は表示されたモチーフを観察できる。つまり、モチーフは可視とできる。表示されたモチーフには情報が記録されてもよい。記録された情報は、認証情報、識別情報、個別情報とできる。情報は、テキスト、マーク、シンボル、シグナル、しるし(sign)とできる。シンボルは、国旗、盾、剣、槍、防具、花、葉、植物、鳥、熱帯魚、昆虫、動物(animal)とできる。表示面1Sと対向する平面視において、画像31が有する輪郭は、画像31を出現させるモチーフの輪郭とほぼ等しい。そのため、モチーフにより出現する画像から情報を読むことができる。
また、図6(c)に示すような、真上から表示体1を観察する条件では、第2の面4Abに設けた着色層7の着色面は見えず、光はマイクロ凹凸構造層を透過するため、図6(d)に示すように、着色層7によるモチーフが観察されない。この条件では、表示体は、着色層7によるモチーフを表示しない。
更に、図6(e)に示すように、第1の面4Aaを直接臨む側(右側)から、斜めに表示体1を観察する条件では、図6(f)に示すように、領域2において、第2の面4Abに設けた着色層7が可視となる。ただし、図5のように、マイクロ構造体4Aを介して着色層7の裏面側が見えることから、第2の面4Ab、つまり着色層7を直接臨む側から、斜めに表示体1を観察した条件とは異なって見える。斜面に設けられた着色層7がマイクロ凹凸構造層越しに部分的に可視となり、図6(f)に示すように、縞状のモチーフを見ることができる。
更に、図6(e)に示すように、第1の面4Aaを直接臨む側(右側)から、斜めに表示体1を観察する条件では、図6(f)に示すように、領域2において、第2の面4Abに設けた着色層7が可視となる。ただし、図5のように、マイクロ構造体4Aを介して着色層7の裏面側が見えることから、第2の面4Ab、つまり着色層7を直接臨む側から、斜めに表示体1を観察した条件とは異なって見える。斜面に設けられた着色層7がマイクロ凹凸構造層越しに部分的に可視となり、図6(f)に示すように、縞状のモチーフを見ることができる。
(着色層7が反射層であるとき)
次に、着色層7が金属膜などによって反射層となっている場合の効果について説明する。
第2の面4Ab、つまり着色層7を直接臨む側からの斜め方向からの光路は、図5に示すように、着色層7で反射して下方に抜けるため、着色層7は観察されず、表示体1の下方に置かれた物が見える。真上から観察した場合には、着色層7は観察されず、表示体1の真下に置かれた物が見える。第1の面4Aaを直接臨む側から、斜めに表示体1を観察した場合にも、着色層7の裏面で反射して下方に抜けるため、着色層7は観察されず、表示体1の下方に置かれた物が見える。
このように、着色層7が反射層である場合には、着色層7で反射若しくは、着色層7での反射することが無く直接、表示体1の下方が見える状態となる。ただし、後述のように、マイクロ凹凸構造層4の下層に印刷層その他の視覚効果追加層8を配置した場合には、観察する角度によって視覚効果追加層8の見え方が異なる状態となる。
次に、着色層7が金属膜などによって反射層となっている場合の効果について説明する。
第2の面4Ab、つまり着色層7を直接臨む側からの斜め方向からの光路は、図5に示すように、着色層7で反射して下方に抜けるため、着色層7は観察されず、表示体1の下方に置かれた物が見える。真上から観察した場合には、着色層7は観察されず、表示体1の真下に置かれた物が見える。第1の面4Aaを直接臨む側から、斜めに表示体1を観察した場合にも、着色層7の裏面で反射して下方に抜けるため、着色層7は観察されず、表示体1の下方に置かれた物が見える。
このように、着色層7が反射層である場合には、着色層7で反射若しくは、着色層7での反射することが無く直接、表示体1の下方が見える状態となる。ただし、後述のように、マイクロ凹凸構造層4の下層に印刷層その他の視覚効果追加層8を配置した場合には、観察する角度によって視覚効果追加層8の見え方が異なる状態となる。
「第2実施形態」
次に、第2実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態は、図7に示すように、第1実施形態とは、マイクロ凹凸構造層4の下層に視覚効果追加層8を設けた点が異なる。このため、視覚効果追加層8以外は、第1実施形態と同様な構成であるため、視覚効果追加層8を主として説明する。なお、第2実施形態の図では、基材層5を省略した構成を示しているが、基材層5を有していても良い。
次に、第2実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態は、図7に示すように、第1実施形態とは、マイクロ凹凸構造層4の下層に視覚効果追加層8を設けた点が異なる。このため、視覚効果追加層8以外は、第1実施形態と同様な構成であるため、視覚効果追加層8を主として説明する。なお、第2実施形態の図では、基材層5を省略した構成を示しているが、基材層5を有していても良い。
<視覚効果追加層8>
視覚効果追加層8は、マイクロ凹凸構造層4の基準面H側に設けられる。視覚効果追加層8は、印刷層、反射層、マイクロ凹凸構造層4とは屈折率の異なる層のいずれか又はその組み合わせから構成される。すなわち、視覚効果追加層8は、印刷層、反射層、屈折率の異なる層からなるか、これらの組み合わせによって2層以上の多層として構成される。多層の視覚効果追加層8は、屈折率の異なる層と印刷層との組み合わせ、屈折率の異なる層と反射層との組み合わせ、屈折率の異なる層から構成できる。2層の視覚効果追加層8も、同様である。
視覚効果追加層8は、マイクロ凹凸構造層4の基準面H側に設けられる。視覚効果追加層8は、印刷層、反射層、マイクロ凹凸構造層4とは屈折率の異なる層のいずれか又はその組み合わせから構成される。すなわち、視覚効果追加層8は、印刷層、反射層、屈折率の異なる層からなるか、これらの組み合わせによって2層以上の多層として構成される。多層の視覚効果追加層8は、屈折率の異なる層と印刷層との組み合わせ、屈折率の異なる層と反射層との組み合わせ、屈折率の異なる層から構成できる。2層の視覚効果追加層8も、同様である。
(視覚効果追加層8が印刷層の場合)
視覚効果追加層8は印刷層とできる。印刷層は、インキを印刷し形成できる。インキは、可視インキ、不可視インキとできる。可視インキは、顔料インキ、染料インキとできる。可視インキは光学可変インキとできる、顔料インキは、磁性を帯びた磁性インキとできる。光学可変インキは、光干渉機能を有したパールインキとできる。不可視インキは、紫外線吸収インキ、赤外線吸収インキ、蛍光インキとできる。視覚効果追加層8の印刷に適用できるインキはこれらに限らず、一般的に印刷可能なものインキとできる。印刷は、グラビア印刷、オフセット印刷、オフセットグラビア印刷、スクリーン印刷とできる。また、これ以外にも、一般的な印刷を適用ができる。また、視覚効果追加層8は、樹脂を塗布により形成することもできる。塗布は、グラビアコート、マイクログラビアコート、ダイコートとできる。塗布する樹脂は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂、熱可塑樹脂とできる。樹脂は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ウレタンアクリル樹脂とできる。印刷、コートのほかにも、キャスト法式や樹脂押し出し方式、ラミネート方式などにより視覚効果追加層8を設けることが可能である。
視覚効果追加層8は印刷層とできる。印刷層は、インキを印刷し形成できる。インキは、可視インキ、不可視インキとできる。可視インキは、顔料インキ、染料インキとできる。可視インキは光学可変インキとできる、顔料インキは、磁性を帯びた磁性インキとできる。光学可変インキは、光干渉機能を有したパールインキとできる。不可視インキは、紫外線吸収インキ、赤外線吸収インキ、蛍光インキとできる。視覚効果追加層8の印刷に適用できるインキはこれらに限らず、一般的に印刷可能なものインキとできる。印刷は、グラビア印刷、オフセット印刷、オフセットグラビア印刷、スクリーン印刷とできる。また、これ以外にも、一般的な印刷を適用ができる。また、視覚効果追加層8は、樹脂を塗布により形成することもできる。塗布は、グラビアコート、マイクログラビアコート、ダイコートとできる。塗布する樹脂は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂、熱可塑樹脂とできる。樹脂は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ウレタンアクリル樹脂とできる。印刷、コートのほかにも、キャスト法式や樹脂押し出し方式、ラミネート方式などにより視覚効果追加層8を設けることが可能である。
(視覚効果追加層8が反射層の場合)
視覚効果追加層8は反射層とできる。反射層は可視光を反射する。特に、反射層は、可視光を鏡面反射する。反射層は金属層とできる。反射層は、堆積で形成できる。堆積は、物理堆積、化学堆積あるいは、その双方とできる。物理堆積は、蒸着、スパッタとできる。金属層の材料は、金属材料の単体又はこれらの合金とできる。金属は、Al、Sn、Cr、Ni、Cu、Agとできる。また、反射層は、金属層に限らず、反射性のインキを塗布又は印刷した層とできる。
視覚効果追加層8は反射層とできる。反射層は可視光を反射する。特に、反射層は、可視光を鏡面反射する。反射層は金属層とできる。反射層は、堆積で形成できる。堆積は、物理堆積、化学堆積あるいは、その双方とできる。物理堆積は、蒸着、スパッタとできる。金属層の材料は、金属材料の単体又はこれらの合金とできる。金属は、Al、Sn、Cr、Ni、Cu、Agとできる。また、反射層は、金属層に限らず、反射性のインキを塗布又は印刷した層とできる。
(視覚効果追加層8が屈折率の異なる層の場合)
マイクロ凹凸構造層4とは屈折率の異なる層(以下、単に屈折層とも呼ぶ)は、マイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8との界面で全反射する層とすることができる。屈折層は、マイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8との界面で全反射する層ため、マイクロ凹凸構造層4よりも屈折率の低い材料を用いることができる。全反射する層は、反射を高めることができるため、表示体の光学効果を高める。屈折層の材料は、無機材料、有機材料、有機無機複合材料であっても良い。また屈折層を有機材料から構成し、有機材料に、無機微粒子、有機微粒子、有機無機複合微粒子、中空粒子を添加して屈折率を調整するようにしても良い。この場合に微粒子表面に官能基を設けて分散性や膜強度を改善することが可能である。また、微粒子の分散性を改善するための分散剤や界面活性剤を添加することや、膜強度を改善するために架橋剤を添加しても良い。屈折層を設ける方法としては、先に述べた印刷層を屈折層の下層に設ける。
マイクロ凹凸構造層4とは屈折率の異なる層(以下、単に屈折層とも呼ぶ)は、マイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8との界面で全反射する層とすることができる。屈折層は、マイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8との界面で全反射する層ため、マイクロ凹凸構造層4よりも屈折率の低い材料を用いることができる。全反射する層は、反射を高めることができるため、表示体の光学効果を高める。屈折層の材料は、無機材料、有機材料、有機無機複合材料であっても良い。また屈折層を有機材料から構成し、有機材料に、無機微粒子、有機微粒子、有機無機複合微粒子、中空粒子を添加して屈折率を調整するようにしても良い。この場合に微粒子表面に官能基を設けて分散性や膜強度を改善することが可能である。また、微粒子の分散性を改善するための分散剤や界面活性剤を添加することや、膜強度を改善するために架橋剤を添加しても良い。屈折層を設ける方法としては、先に述べた印刷層を屈折層の下層に設ける。
逆に、マイクロ凹凸構造層4として、視覚効果追加層8に対し相対的に高屈折の材料を使用することも可能である。マイクロ凹凸構造層4の屈折率を調節する場合、用いる材料としては、無機材料、有機材料、有機無機複合材料であっても良い。またマイクロ凹凸構造層4を有機材料で構成しても良い。このとき、有機材料に、無機微粒子、有機微粒子、有機無機複合微粒子、中空粒子を添加して屈折率を調整するようにしても良い。この場合に微粒子表面に官能基を設けて分散性や膜強度を改善することが可能である。また、微粒子の分散性を改善するための分散剤や界面活性剤を添加することや、層の強度を改善するために架橋剤を添加しても良い。
(視覚効果追加層8による効果)
次に、視覚効果追加層8が設けられている場合の効果について以下説明する。
図8(a)に示すように、第2の面4Ab、つまり着色層7を直接臨む側から、斜めに表示体1を観察した場合には、図8(b)に示すように、領域2において、第2の面4Abに設けた着色層7が確認され、領域3では、マイクロ凹凸構造層4を透過して視覚効果追加層8が見える。なお、領域2において、その着色層7が特定の配置で整列されている場合には、表示体は、その着色層7の配置に応じたモチーフが形成できる。表示体は、モチーフの画像を出現できる。つまり、観察者はモチーフの表示を観察できる。言い換えれば、モチーフは可視とできる。モチーフには情報が記録されてもよい。記録された情報は、認証情報、識別情報、個別情報とできる。情報は、テキスト、マーク、シンボル、シグナル、しるし(sign)とできる。シンボルは、国旗、盾、剣、槍、防具、花、葉、植物、鳥、熱帯魚、昆虫、動物(animal)とできる。表示面1Sと対向する平面視において、画像31が有する輪郭は、画像31を出現させるモチーフの輪郭とほぼ等しい。そのため、モチーフにより出現する画像から情報を読むことができる。
次に、視覚効果追加層8が設けられている場合の効果について以下説明する。
図8(a)に示すように、第2の面4Ab、つまり着色層7を直接臨む側から、斜めに表示体1を観察した場合には、図8(b)に示すように、領域2において、第2の面4Abに設けた着色層7が確認され、領域3では、マイクロ凹凸構造層4を透過して視覚効果追加層8が見える。なお、領域2において、その着色層7が特定の配置で整列されている場合には、表示体は、その着色層7の配置に応じたモチーフが形成できる。表示体は、モチーフの画像を出現できる。つまり、観察者はモチーフの表示を観察できる。言い換えれば、モチーフは可視とできる。モチーフには情報が記録されてもよい。記録された情報は、認証情報、識別情報、個別情報とできる。情報は、テキスト、マーク、シンボル、シグナル、しるし(sign)とできる。シンボルは、国旗、盾、剣、槍、防具、花、葉、植物、鳥、熱帯魚、昆虫、動物(animal)とできる。表示面1Sと対向する平面視において、画像31が有する輪郭は、画像31を出現させるモチーフの輪郭とほぼ等しい。そのため、モチーフにより出現する画像から情報を読むことができる。
また、図8(c)に示すように、表示体1を真上から観察した場合には、第2の面4Abに設けた着色層7の着色面は見えず、光はマイクロ凹凸構造層を透過するため、図8(d)に示すように、領域2、3の両方の領域において、着色層7の下層の視覚効果追加層8が可視となる。
また、図8(e)に示すように、第1の面4Aaを直接臨む側から、斜めに表示体1を観察する条件では、図8(f)に示すように、領域2において、第2の面4Abに設けた着色層7が可視となる。ただし、マイクロ構造体4Aを介して着色層7の裏面側が見えることから、第2の面4Ab、つまり着色層7を直接臨む側から、斜めに表示体1を観察した場合とは異なるように見える。言い換えれば、領域2において、斜面に設けられた着色層7がマイクロ凹凸構造層越しに部分的に可視となると共に下層の視覚効果追加層8も部分的に可視とできる。
また、図8(e)に示すように、第1の面4Aaを直接臨む側から、斜めに表示体1を観察する条件では、図8(f)に示すように、領域2において、第2の面4Abに設けた着色層7が可視となる。ただし、マイクロ構造体4Aを介して着色層7の裏面側が見えることから、第2の面4Ab、つまり着色層7を直接臨む側から、斜めに表示体1を観察した場合とは異なるように見える。言い換えれば、領域2において、斜面に設けられた着色層7がマイクロ凹凸構造層越しに部分的に可視となると共に下層の視覚効果追加層8も部分的に可視とできる。
(視覚効果追加層8が反射層である場合)
ただし、視覚効果追加層8が反射層からなる場合には、図9に示すように、(a)、(c)、(e)のどの方向から観察しても、図9(b)、(d)、(f)のように、領域2では着色層7が視認される。
すなわち、着色層7を設けた第2の面4Ab側から斜めに表示体1を観察する条件では、入射した光が領域3では視覚効果追加層8で反射する。この条件で、領域2で着色層7が可視とできる。
ただし、視覚効果追加層8が反射層からなる場合には、図9に示すように、(a)、(c)、(e)のどの方向から観察しても、図9(b)、(d)、(f)のように、領域2では着色層7が視認される。
すなわち、着色層7を設けた第2の面4Ab側から斜めに表示体1を観察する条件では、入射した光が領域3では視覚効果追加層8で反射する。この条件で、領域2で着色層7が可視とできる。
また、真上から表示体1を観察する条件では、領域2では反射層に写った着色層7が観察され、領域3では反射層が観察される。ここで、領域2では、上方から入射した光が第1の面4Aaで第2の面4Ab側に屈折してマイクロ凹凸構造層内に入射する光路となることで、反射層で反射する着色層7が見える(図5参照)。
第1の面4Aa側から斜めに観察した条件では、領域2では、マイクロ凹凸構造層を介して直接に見える着色層7と視覚効果追加層8に反射して写った着色層7の像とによって、着色層7だけが観察され、領域3では反射層が観察できる。
このように、視覚効果追加層8が反射層であるときは、どの観察方向からでも、領域2では着色層7の色が可視とできる。
第1の面4Aa側から斜めに観察した条件では、領域2では、マイクロ凹凸構造層を介して直接に見える着色層7と視覚効果追加層8に反射して写った着色層7の像とによって、着色層7だけが観察され、領域3では反射層が観察できる。
このように、視覚効果追加層8が反射層であるときは、どの観察方向からでも、領域2では着色層7の色が可視とできる。
(視覚効果追加層8が屈折層から構成され、かつ、マイクロ凹凸構造層4の屈折率が、視覚効果追加層8<マイクロ凹凸構造層4の場合)
視覚効果追加層8の屈折率がマイクロ凹凸構造層4よりも低い場合、マイクロ凹凸構造層4から視覚効果追加層8への入射角が臨界角以上のとき、その界面で全反射が起きる。
全反射について、図10及び図11を用いて説明する。図10は臨界角を説明する断面図である。
媒質iと媒質tは平らな界面を有しており、媒質iの屈折率は ni 、媒質tの屈折率は nt である。臨界角θはスネルの法則と屈折率の定義から、(1)式で求められる。
sinθ = nt /ni ・・・(1)
視覚効果追加層8の屈折率がマイクロ凹凸構造層4よりも低い場合、マイクロ凹凸構造層4から視覚効果追加層8への入射角が臨界角以上のとき、その界面で全反射が起きる。
全反射について、図10及び図11を用いて説明する。図10は臨界角を説明する断面図である。
媒質iと媒質tは平らな界面を有しており、媒質iの屈折率は ni 、媒質tの屈折率は nt である。臨界角θはスネルの法則と屈折率の定義から、(1)式で求められる。
sinθ = nt /ni ・・・(1)
図10中の θは臨界角であり、この角度で入射する入射光1aは、屈折角θ’=90°の方向(媒質iと媒質tの界面方向)に屈折光1bとなる。臨界角θよりも大きい角度で入射した光である入射光2aは全反射して反射光2bとなる。
なお、図示しないが、臨界角θよりも小さい角度で入射した光はスネルの法則に従った屈折角で屈折して二つの媒質界面を透過する。
図11にてマイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8(低屈折層)との界面にて全反射するメカニズムについて説明する。先にも述べた通り、屈折率が高い材料から低い材料に光が入射するとき、入射角が臨界角以上では界面で全反射する。臨界角は材料の屈折率差に依存し、(1)式によって導かれる。マイクロ凹凸構造層4内を通って、視覚効果追加層8との界面で全反射するためには入射角4a及び6aが臨界角以上である必要がある。
なお、図示しないが、臨界角θよりも小さい角度で入射した光はスネルの法則に従った屈折角で屈折して二つの媒質界面を透過する。
図11にてマイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8(低屈折層)との界面にて全反射するメカニズムについて説明する。先にも述べた通り、屈折率が高い材料から低い材料に光が入射するとき、入射角が臨界角以上では界面で全反射する。臨界角は材料の屈折率差に依存し、(1)式によって導かれる。マイクロ凹凸構造層4内を通って、視覚効果追加層8との界面で全反射するためには入射角4a及び6aが臨界角以上である必要がある。
マイクロ凹凸構造層4の底面4Acと成す角が90度の斜面に着色層7が設けられるとき、マイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8が隣接する面への入射角6aは(2)式で求ることができる。
(入射角6a)=β-(屈折角5b) ・・・(2)
入射角6aが臨界角になるとき、スネルの法則と屈折率の定義より(3)式が成立する。
sin(α-5b)=n3/n2 ・・・(3)
また、マイクロ凹凸構造層の外部から内部に入射する光についてもスネルの法則より(4)式が成立する。
n1・sin5a=n2・sin5b ・・・(4)
(入射角6a)=β-(屈折角5b) ・・・(2)
入射角6aが臨界角になるとき、スネルの法則と屈折率の定義より(3)式が成立する。
sin(α-5b)=n3/n2 ・・・(3)
また、マイクロ凹凸構造層の外部から内部に入射する光についてもスネルの法則より(4)式が成立する。
n1・sin5a=n2・sin5b ・・・(4)
(3)式および(4)式からマイクロ凹凸構造層4への入射角5aが定義されるときに、マイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8との界面にて全反射が起きる臨界角はマイクロ凹凸構造層4の斜面のなす角αによって変動する。
そして、図12(a)に示すように、着色層7を設けた第2の面4Ab側から斜めに表示体1を観察した条件では、領域3では視覚効果追加層8は光を透過し、領域2では着色層7が見ることができるため、図12(b)に示すように、表示体に、モチーフの画像が出現し、表示体はモチーフを表示する。図12(c)に示すように、真上から表示体1を観察する条件では、領域2及び3ではマイクロ凹凸構造層4を透過し視覚効果追加層8が見えることができるため、図12(d)に示すように、表示体のモチーフの画像は消失する。
そして、図12(a)に示すように、着色層7を設けた第2の面4Ab側から斜めに表示体1を観察した条件では、領域3では視覚効果追加層8は光を透過し、領域2では着色層7が見ることができるため、図12(b)に示すように、表示体に、モチーフの画像が出現し、表示体はモチーフを表示する。図12(c)に示すように、真上から表示体1を観察する条件では、領域2及び3ではマイクロ凹凸構造層4を透過し視覚効果追加層8が見えることができるため、図12(d)に示すように、表示体のモチーフの画像は消失する。
図12(e)(g)に示すように、第1の面4Aa側から斜めに観察する条件では、前述した通りマイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8の屈折率に依存して臨界角が存在する場合、全反射が起きる。図12(e)に示す観察条件で、光の入射角が臨界角以下のため全反射が起きない場合、マイクロ構造の斜面から入射した光が透過し、領域3では視覚効果追加層8が観察される。領域2では第2の面4Abに設けられた着色層7が部分的に見られ、図12(f)のように、モチーフの画像が観察される。すなわちモチーフの画像が出現する。言い換えれば、表示体は、モチーフを表示する。一方、図12(g)に示すような全反射する観察条件では、領域2では着色層7が視覚効果追加層8との界面で反射し、領域3では全反射するため、図12(h)のように、表示体に、モチーフの画像が出現し、表示体は、モチーフを表示する。
視覚効果追加層8に屈折率が異なる層が設けられることで、表示体を着色層7が設けられていない側から観察したときに、その角度に依存して着色層7が観察されるか、透過するかが決定される。そのため、表示体は観察角度によって異なる画像を出現させることができる。
ここで、視覚効果追加層8は、予め設定した波長域の可視光を吸収する吸収層でもよい。
ここで、視覚効果追加層8は、予め設定した波長域の可視光を吸収する吸収層でもよい。
「第3実施形態」
次に、第3実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態は、図13に示すように、第2実施形態とは、着色層7の上に隠蔽層9を設けた点が異なる。このため、隠蔽層以外は、第2実施形態と同様な構成であるため、隠蔽層9ついて主に説明する。なお、図13では、基材層5を省略した構成を示しているが、基材層5を有していても良い。また、着色付与層を省略しても良い。
次に、第3実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態は、図13に示すように、第2実施形態とは、着色層7の上に隠蔽層9を設けた点が異なる。このため、隠蔽層以外は、第2実施形態と同様な構成であるため、隠蔽層9ついて主に説明する。なお、図13では、基材層5を省略した構成を示しているが、基材層5を有していても良い。また、着色付与層を省略しても良い。
<隠蔽層9>
隠蔽層9は、マイクロ構造体4Aに形成した着色層7の上に形成される。隠蔽層9は、一つの着色層7の全部を覆うように形成しても良いし、一部分だけを覆うように形成しても良い。着色層7の一部分だけを隠蔽層9が覆う場合、着色層7の半分以上、つまり、50%以上の面積を覆うことができる。これにより、隠蔽層9は、着色層を隠蔽できる。隠蔽は、部分的な隠蔽でも、隠蔽により視覚的な差異が生じればよい。視覚的な差異は、着色層7の退色とできる。退色は、着色層7の見た目上での彩度の低下とできる。
隠蔽層9は着色層7の色を隠すものである。隠蔽層9自身は、色が付いていても良い。
隠蔽層9は、インキなどの着色層7及び視覚効果追加層8と同様の材料が使用でき、着色層7と同様の方法にて設けることができる。隠蔽層9のインキとしては可視領域以外の光を吸収するものを用いても良く、これによって検出機を用いた画像の検証や、特殊光源下での目視による画像の検証が可能となる。成形方法としても先に述べたものと同様である。
隠蔽層9は、マイクロ構造体4Aに形成した着色層7の上に形成される。隠蔽層9は、一つの着色層7の全部を覆うように形成しても良いし、一部分だけを覆うように形成しても良い。着色層7の一部分だけを隠蔽層9が覆う場合、着色層7の半分以上、つまり、50%以上の面積を覆うことができる。これにより、隠蔽層9は、着色層を隠蔽できる。隠蔽は、部分的な隠蔽でも、隠蔽により視覚的な差異が生じればよい。視覚的な差異は、着色層7の退色とできる。退色は、着色層7の見た目上での彩度の低下とできる。
隠蔽層9は着色層7の色を隠すものである。隠蔽層9自身は、色が付いていても良い。
隠蔽層9は、インキなどの着色層7及び視覚効果追加層8と同様の材料が使用でき、着色層7と同様の方法にて設けることができる。隠蔽層9のインキとしては可視領域以外の光を吸収するものを用いても良く、これによって検出機を用いた画像の検証や、特殊光源下での目視による画像の検証が可能となる。成形方法としても先に述べたものと同様である。
<隠蔽層9を設ける効果>
着色層7における、マイクロ凹凸構造層4側とは反対側の面に隠蔽層9を設ける効果について説明する。
隠蔽層9を設けることで、着色層7の表面側と裏面の光学効果を簡易に変えることが可能となる。
特に、視覚効果追加層8が上記のような反射層又は屈折層で構成する場合、つまり特定の角度によって着色層7が反射して見える構成の場合に、隠蔽層9を設けると効果的である。
着色層7における、マイクロ凹凸構造層4側とは反対側の面に隠蔽層9を設ける効果について説明する。
隠蔽層9を設けることで、着色層7の表面側と裏面の光学効果を簡易に変えることが可能となる。
特に、視覚効果追加層8が上記のような反射層又は屈折層で構成する場合、つまり特定の角度によって着色層7が反射して見える構成の場合に、隠蔽層9を設けると効果的である。
(視覚効果追加層8が反射層である場合)
まず、視覚効果追加層8が反射層である場合について説明する。
図14(a)に示すように、表示体1を第2の面4Ab側から観察した場合、領域2において、隠蔽層9が視認されるため、図14(b)のように、モチーフを表示する。つまり、モチーフの画像が出現する。これにより、モチーフが観察される。
一方、図14(c)(e)に示すように、真上から及び第1の面4Aa側から観察した場合には、領域2では視覚効果追加層8に反射した着色層7が、領域3では視覚効果追加層8が視認されるため、図14(d)(f)に示すように、同じモチーフを表示する。つまり、モチーフの画像が出現する。これにより、モチーフが観察される。
まず、視覚効果追加層8が反射層である場合について説明する。
図14(a)に示すように、表示体1を第2の面4Ab側から観察した場合、領域2において、隠蔽層9が視認されるため、図14(b)のように、モチーフを表示する。つまり、モチーフの画像が出現する。これにより、モチーフが観察される。
一方、図14(c)(e)に示すように、真上から及び第1の面4Aa側から観察した場合には、領域2では視覚効果追加層8に反射した着色層7が、領域3では視覚効果追加層8が視認されるため、図14(d)(f)に示すように、同じモチーフを表示する。つまり、モチーフの画像が出現する。これにより、モチーフが観察される。
(視覚効果追加層8が屈折層である場合)
次に、視覚効果追加層8が屈折層である構成について説明する。
前述した通りマイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8の屈折率に依存して臨界角が存在するため、全反射が起きる。
図15(a)に示すように、第2の面4Ab側から斜めに観察する条件では、領域3では視覚効果追加層8を透過し、領域2では着色層7が可視となるため、図15(b)のように、モチーフを表示する。つまり、モチーフの画像が出現する。これにより、モチーフが観察される。
また図15(c)に示すように、表示体1を真上から観察する条件では、領域2、3とも、マイクロ凹凸構造層4を透過し視覚効果追加層8が可視となるため、図15(d)のように、視覚効果追加層8によるモチーフを表示できる。つまり、モチーフの画像が出現する。これにより、モチーフが観察される。
次に、視覚効果追加層8が屈折層である構成について説明する。
前述した通りマイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8の屈折率に依存して臨界角が存在するため、全反射が起きる。
図15(a)に示すように、第2の面4Ab側から斜めに観察する条件では、領域3では視覚効果追加層8を透過し、領域2では着色層7が可視となるため、図15(b)のように、モチーフを表示する。つまり、モチーフの画像が出現する。これにより、モチーフが観察される。
また図15(c)に示すように、表示体1を真上から観察する条件では、領域2、3とも、マイクロ凹凸構造層4を透過し視覚効果追加層8が可視となるため、図15(d)のように、視覚効果追加層8によるモチーフを表示できる。つまり、モチーフの画像が出現する。これにより、モチーフが観察される。
一方、図15(e)(g)に示すように、第1の面4Aa側から斜めに観察した場合には、前述した通りマイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8の屈折率に依存して臨界角が存在する。このため、入射角が臨界角以上の条件で全反射が起きる。このため、図15(e)に示す観察条件では光の入射角が臨界角以下のため全反射が起きない場合、マイクロ構造の斜面から入射した光がマイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8の界面を透過する。そして、領域3では視覚効果追加層8が可視となり、領域2では垂直面に設けられた着色層7が部分的に見られる。この結果、図15(f)のように、領域3の視覚効果追加層8によるモチーフを表示する。つまり、モチーフの画像が出現する。これにより、モチーフが観察される。
一方、図15(g)に示すような全反射する観察条件では、領域2では視覚効果追加層8との界面で反射した着色層7が、領域3では全反射が視認されるため、図15(h)のように、領域3の全反射によるモチーフを表示する。つまり、モチーフの画像が出現する。これにより、モチーフが観察される。
一方、図15(g)に示すような全反射する観察条件では、領域2では視覚効果追加層8との界面で反射した着色層7が、領域3では全反射が視認されるため、図15(h)のように、領域3の全反射によるモチーフを表示する。つまり、モチーフの画像が出現する。これにより、モチーフが観察される。
以上のように、隠蔽層9により、領域2は、観察方向によって異なる色を表示できる。
更に、視覚効果追加層8として屈折層を設けることで同一方向から観察したときに異なる角度で見たときの透過と着色層7の色変化を付与することができるため、透過と2色の色変化を着色層7と隠蔽層9とで実現できる。
また、視覚効果追加層8が設けられていない場合でも隠蔽層9を設けることによって、マイクロ構造の着色層7及び隠蔽層9が設けられている側から観察する条件と、マイクロ凹凸構造層4の底面4Ac側から観察する条件とで、異なる色とできる。
更に、視覚効果追加層8として屈折層を設けることで同一方向から観察したときに異なる角度で見たときの透過と着色層7の色変化を付与することができるため、透過と2色の色変化を着色層7と隠蔽層9とで実現できる。
また、視覚効果追加層8が設けられていない場合でも隠蔽層9を設けることによって、マイクロ構造の着色層7及び隠蔽層9が設けられている側から観察する条件と、マイクロ凹凸構造層4の底面4Ac側から観察する条件とで、異なる色とできる。
「第4実施形態」
本実施形態の基本構成は、上記各実施形態と同様であるが、マイクロ凹凸構造層4(マイクロ構造体4A)及び着色層7の構成が異なる。その他の構成は、適宜、第1~第3実施形態の構成を適用することができる。
上記第1実施形態は、マイクロ凹凸構造層4を構成する各マイクロ構造体4Aが、気体、液体又は固体のいずれ1つからなる構成である。マイクロ構造体4Aが熱可塑性樹脂の場合は、その融解温度(JIS k7121)若しくは軟化温度(JIS k 6863)が表示体1を使用する際の雰囲気温度範囲よりも高い樹脂を採用する。
更に、本実施形態では、マイクロ構造体4A内に複数の磁性粒子20が含有され、その磁性粒子20が第2の面4Ab側に寄せられて当該第2の面4Ab側に集積することで、着色層7を構成している。磁性インキは、複数の磁性粒子20を含んでいる。
本実施形態の基本構成は、上記各実施形態と同様であるが、マイクロ凹凸構造層4(マイクロ構造体4A)及び着色層7の構成が異なる。その他の構成は、適宜、第1~第3実施形態の構成を適用することができる。
上記第1実施形態は、マイクロ凹凸構造層4を構成する各マイクロ構造体4Aが、気体、液体又は固体のいずれ1つからなる構成である。マイクロ構造体4Aが熱可塑性樹脂の場合は、その融解温度(JIS k7121)若しくは軟化温度(JIS k 6863)が表示体1を使用する際の雰囲気温度範囲よりも高い樹脂を採用する。
更に、本実施形態では、マイクロ構造体4A内に複数の磁性粒子20が含有され、その磁性粒子20が第2の面4Ab側に寄せられて当該第2の面4Ab側に集積することで、着色層7を構成している。磁性インキは、複数の磁性粒子20を含んでいる。
磁性粒子20は、磁力によって配向する特性を持ち、磁力線に沿って並ぶ粒子である。磁性粒子20は磁性金属から構成される。磁性粒子20としては、鱗片粒子や球状粒子等とできる。磁性粒子20の磁性金属は、ニッケルや酸化鉄等とできる。
磁性粒子20の表面に対してインキによる着色を行うようにしても良い。磁性粒子20の大きさは、マイクロ構造体4A内を移動可能な大きさとする。磁性粒子20は、最大径が0.1μm以上6μm以下とできる。最大径は、顕微鏡で計測できる。
第4実施形態のマイクロ凹凸構造層4(マイクロ構造体4A)の製造方法について説明する。
保護層6を構成する構造体に対して、ナノインプリント法、エンボス法等の構造形成プロセスによって、凹凸構造を形成する。凹凸構造は複数のマイクロ構造体4Aを有する。
磁性粒子20の表面に対してインキによる着色を行うようにしても良い。磁性粒子20の大きさは、マイクロ構造体4A内を移動可能な大きさとする。磁性粒子20は、最大径が0.1μm以上6μm以下とできる。最大径は、顕微鏡で計測できる。
第4実施形態のマイクロ凹凸構造層4(マイクロ構造体4A)の製造方法について説明する。
保護層6を構成する構造体に対して、ナノインプリント法、エンボス法等の構造形成プロセスによって、凹凸構造を形成する。凹凸構造は複数のマイクロ構造体4Aを有する。
次に、マイクロ構造体4Aを形成する凹部内に、複数の磁性粒子20を含んだ気体(空気や不活性ガスなど)や、複数の磁性粒子20を含んだ液体(水など)、複数の磁性粒子20を含んだ上記固体のいずれかを充填した後に、基材層5により封止する。
マイクロ構造体に使用できる固体としては、有機材料、無機材料、又はそれらの混合体でも良い。有機材料は、熱可塑性樹脂、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などのマイクロ構造体4Aと同様の樹脂とできる。
複数の磁性粒子20を含んだ液体(水など)、複数の磁性粒子20を含んだ上記固体のいずれかを充填した状態では、図17に示すように、マイクロ構造体4A内で複数の磁性粒子20が分散した状態となっている。
マイクロ構造体に使用できる固体としては、有機材料、無機材料、又はそれらの混合体でも良い。有機材料は、熱可塑性樹脂、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などのマイクロ構造体4Aと同様の樹脂とできる。
複数の磁性粒子20を含んだ液体(水など)、複数の磁性粒子20を含んだ上記固体のいずれかを充填した状態では、図17に示すように、マイクロ構造体4A内で複数の磁性粒子20が分散した状態となっている。
次の工程として、マイクロ構造体4Aの主成分が気体又は液体の場合にはそのままで、マイクロ構造体4Aの主成分が熱可塑性樹脂の場合には、熱可塑性樹脂が融解温度(JIS K7121)又は軟化温度(JIS K 6863)に達して流動性を生じるまで加熱後に、図18に示すように、表示体1を、磁石21上を横方向に相対移動させる。磁石は磁力線を生じており、この磁石上を相対移動させることで、磁性粒子20は、磁力線に沿って配向するだけでなく、第1の面4Aaに沿って移動して第2の面4Ab側に集積して着色層を構成する。
磁性粒子20が鱗片状の場合には、磁石の真下に位置したときには、磁力線に沿って立ち上がった状態となり、更に、右側に向かう磁力線によって右側に傾きながら、第1の面4Aaに沿って第2の面4Ab側に移動する。
磁性粒子20が鱗片状の場合には、磁石の真下に位置したときには、磁力線に沿って立ち上がった状態となり、更に、右側に向かう磁力線によって右側に傾きながら、第1の面4Aaに沿って第2の面4Ab側に移動する。
これによって、磁性粒子20によって着色層7が形成される。
ここで、磁性粒子20はマイクロオーダーの大きさであるため、磁性が作用しなければ、マイクロ構造体4Aの主成分が気体又は液体であっても、移動しない。
なお、図16では、磁性粒子20と対向する位置にだけ視覚効果追加層8を設ける構成を示しているが、第2実施形態と同様に、第2の面4Abの全面に形成しても良い。
また基材層5の代わりに視覚効果追加層8を設けても良い。
更に、磁性粒子20で着色層7を設ける代わりに、第2の面4Abの内側面に、上述のような薄膜からなる着色層7を設けるようにしても良い。
ここで、磁性粒子20はマイクロオーダーの大きさであるため、磁性が作用しなければ、マイクロ構造体4Aの主成分が気体又は液体であっても、移動しない。
なお、図16では、磁性粒子20と対向する位置にだけ視覚効果追加層8を設ける構成を示しているが、第2実施形態と同様に、第2の面4Abの全面に形成しても良い。
また基材層5の代わりに視覚効果追加層8を設けても良い。
更に、磁性粒子20で着色層7を設ける代わりに、第2の面4Abの内側面に、上述のような薄膜からなる着色層7を設けるようにしても良い。
「第5実施形態」
本実施形態の基本構成は、上記各実施形態と同様であるが、第1の面に設ける機能層が光学変化層の構成である。
光学変化層以外の他の構成は、適宜、第1~第4実施形態の構成を適用することができる。
本実施形態の基本構成は、上記各実施形態と同様であるが、第1の面に設ける機能層が光学変化層の構成である。
光学変化層以外の他の構成は、適宜、第1~第4実施形態の構成を適用することができる。
〔表示体の構成と作用〕
本実施形態の表示体1は、図23に示すように、特定の観察角度において、少なくとも1つの画像31を視認可能な表示面1Sを備えている。
表示体1において、表示面1Sは画像31が表示される面である。表示面1Sに表示されている画像31は1つの領域で構成されていても良く、また、複数の領域の集合によって構成されてあっても良い。表示面1Sは、平面であっても良いし、曲面であっても良い。
本実施形態の表示体1は、図23に示すように、特定の観察角度において、少なくとも1つの画像31を視認可能な表示面1Sを備えている。
表示体1において、表示面1Sは画像31が表示される面である。表示面1Sに表示されている画像31は1つの領域で構成されていても良く、また、複数の領域の集合によって構成されてあっても良い。表示面1Sは、平面であっても良いし、曲面であっても良い。
図23では、表示面1Sと対向する平面視において、画像31はハート形状を有している。画像は、モチーフによる出現した画像とできる。なお、画像の形状は、テキスト、記号、マーク、シンボル、シグナル、しるし(sign)及び幾何学図形、又はその他のオブジェクトなどであれば良い。シンボルは、国旗、盾、剣、槍、防具、花、葉、植物、鳥、熱帯魚、昆虫、動物(animal)とできる。表示面1Sと対向する平面視において、画像31が有する輪郭は、画像31を出現させるモチーフの輪郭とほぼ等しい。そのため、モチーフにより出現する画像から情報を読むことができる。
画像31を形成する画像形成層は、上述のような、複数のマイクロ構造体4Aが配置されたマイクロ凹凸構造層4から構成されている。
マイクロ凹凸構造層4が一方向に連続して並列させた構成の場合、互いに隣り合うマイクロ構造体4A同士は、構造を区画する1つの辺を共有している。
画像31を形成する画像形成層は、上述のような、複数のマイクロ構造体4Aが配置されたマイクロ凹凸構造層4から構成されている。
マイクロ凹凸構造層4が一方向に連続して並列させた構成の場合、互いに隣り合うマイクロ構造体4A同士は、構造を区画する1つの辺を共有している。
本実施形態では、図24に示すように、第2の面4Abと第1の面4Aaに光学変化層30が形成されている。光学変化層30は、形成する面の一部だけに設けても良い。一部に設ける場合、対象とする面の面積の30%以上80%以下とできる。光学変化層30は、反射する光の波長域又は透過する光の波長域が変化する層である。この変化は、光学変化層に入射する光の方向と、光学変化層の法線ベクトルのなす角度に応じた変化でとできる。各光学変化層30は、誘電体多層30A1,30A2と、金属反射層30B1、30B2の多層から構成されている。
第2の面4Abに積層された第2の面光学変化層30SAと第1の面4Aaに積層した第1の面光学変化層30SBの関係は、層厚が30SA<30SBであることが好適である。
第2の面4Abに積層された第2の面光学変化層30SAと第1の面4Aaに積層した第1の面光学変化層30SBの関係は、層厚が30SA<30SBであることが好適である。
ここで、上記説明は、光学変化層30は、誘電体多層30A1,30A2と、その上に形成された金属反射層30B1、30B2とから構成される。光学変化層30は、更に、金属反射層30B1、30B2の上に第2の誘電体多層が形成されていても良い。
また、光学変化層30を構成する金属反射層について、可視光領域の波長に対し、第2の面4Abに備えられた金属反射層30B2は、反射率の総和より透過率の総和が高く、第1の面4Aaに備えられた金属反射層30B1は、反射率の総和より透過率の総和が低くなるよう構成できる。これにより良好な視覚効果が実現できる。
また、光学変化層30を構成する金属反射層について、可視光領域の波長に対し、第2の面4Abに備えられた金属反射層30B2は、反射率の総和より透過率の総和が高く、第1の面4Aaに備えられた金属反射層30B1は、反射率の総和より透過率の総和が低くなるよう構成できる。これにより良好な視覚効果が実現できる。
上記構成において、光学変化層30を、第2の面4Abと第1の面4Aaに接する側からそれぞれ誘電体多層層と金属反射層を形成した際に、図25(a)から(c)で示すように、モチーフを表示することができる。すなわち、モチーフの画像が出現する。これにより、モチーフが観察される。
観察者15は表示体1の表示面1Sを観察することで、表示体に形成されたモチーフの画像31を観察ができる。言い換えれば、モチーフを表示することができる。すなわち、モチーフの画像が出現する。ただし、表示面1Sに直交する方向から可視光の波長を有した光源16から、表示体に可視光が照射されている条件では、図25(a)のように、表示体1を正面から観察すると、画像31は観察できない。すなわち、モチーフの画像は消失する。
観察者15は表示体1の表示面1Sを観察することで、表示体に形成されたモチーフの画像31を観察ができる。言い換えれば、モチーフを表示することができる。すなわち、モチーフの画像が出現する。ただし、表示面1Sに直交する方向から可視光の波長を有した光源16から、表示体に可視光が照射されている条件では、図25(a)のように、表示体1を正面から観察すると、画像31は観察できない。すなわち、モチーフの画像は消失する。
また、図25(b)のように、表示面1S側から可視光を照射し、表示体1を正面とは異なる方向から観察すると、画像31(ハート形状)を観察することができる。つまり、画像31が出現する。更に、図25(c)のように、表示面1Sと反対の方向から可視光の波長を有した光源16で光が照射されている条件で、表示体1を正面から観察すると、図25(b)のように、表示体1を正面とは異なる方向から可視光を照射して観察された画像と異なる色を有した画像31を観察できる。つまり、表示面1S側と同じ側から可視光を照射し、表示体1を正面とは異なる方向から観察する条件と、表示面1Sと反対の方向から可視光の波長を有した光源16で光が照射されている条件で、表示体1を正面から観察する条件では、異なる色の画像が出現する。
ここで、表示体を観察する光源16は、可視光の波長の光は、平行光とできる。これにより、表示体を均質に観察することができる。
ここで、表示体を観察する光源16は、可視光の波長の光は、平行光とできる。これにより、表示体を均質に観察することができる。
上記メカニズムについて、図26(a)~(c)を用いて、光路を用いた説明を行う。なお、図25の機能と図26のメカニズムはそれぞれ関連している。例えば、図26(a)のメカニズムによって、図25(a)の機能を有することとなる。また、模式図を簡略化させるため、図26では、マイクロ凹凸構造層4で構成されたマイクロ構造体のみを示している。しかし、上述の説明の通り、第2の面4Abと第1の面4Aaにはそれぞれ光学変化層30が形成されている。
図26(a)で示すように、表示面1Sに対向する側の光源16から照射した表示面1Sに直交する光は、第1の面4Aaに入射する。このとき、光学変化層30の最表面は金属反射層となるため、鏡面反射が起こる。
図26(a)で示すように、表示面1Sに対向する側の光源16から照射した表示面1Sに直交する光は、第1の面4Aaに入射する。このとき、光学変化層30の最表面は金属反射層となるため、鏡面反射が起こる。
第1の面4Aaの傾斜角を45度にした構成では、鏡面反射によって、第2の面4Abの斜面に対して直行する方向に光を反射する。また、第2の面4Abに形成した金属反射層は、可視光の光源16に対して、反射率の総和より透過率の総和が高くなっている。このため、第1の面4Aaから反射してきた光の大半は第2の面4Abを透過する。更に、透過してきた光は再び第1の面4Aaの斜面に入射し、第1の面4Aaに設けた金属反射層によって鏡面反射が起こる。その結果として、表示面1Sと反対方向に光を透過する。よって、表示体1に入射してきた光を透過する機能を持ち、画像31が出現しない状態とできる。
図26(b)で示すように、表示面1Sに対向する光源16から照射してきた光で表示面1Sに対して45度の角度から入射してきた光は、第1の面4Aaに入射する。これにより、光学変化層30の最表面に設けた金属反射層によって鏡面反射が起こる。
例えば、第1の面4Aaの傾斜角を45度とした構成では、鏡面反射によって、入射してきた光の方向に反射する。よって、観察者15が45度の角度で観察した場合、この反射を認識することが可能となる。このとき、画像31(ハート形状の)は無彩色で高輝度の画像(ハート形状)となる。
例えば、第1の面4Aaの傾斜角を45度とした構成では、鏡面反射によって、入射してきた光の方向に反射する。よって、観察者15が45度の角度で観察した場合、この反射を認識することが可能となる。このとき、画像31(ハート形状の)は無彩色で高輝度の画像(ハート形状)となる。
図26(c)で示すように、表示面1Sと反対の方向から可視光の波長を有した光源16により表示面1Sと直交する方向から照射する。これにより、第1の面4Aaの傾斜角を45度に設定する場合、図26(a)と向きが逆になる光路を辿る。ただし、図26(a)の場合とは異なり、図26(c)の場合には、形状を観察できる。
すなわち、第2の面4Abと第1の面4Aaに備えられた誘電体多層によって、多層干渉が生じ、特定の波長の反射率が高くなり、観察者15は特定の波長の光を観察できる。よって、観察者15が表示体1を正面で観察した際に、画像31は特定の波長に着色された形状として観察できる。特定の波長は、青として、400nm以上、490nm未満の範囲、更には、435nm以上、480nm以下の範囲とできる。特定の波長は、緑として、490nm以上、580nm以下の範囲、更には、500nm以上、560nm以下の範囲とできる。この回折した光は、画像を表示できる。特定の波長は、赤として、595nm以上、800nm以下、更には、610nm以上、750nm以下の範囲とできる。
すなわち、第2の面4Abと第1の面4Aaに備えられた誘電体多層によって、多層干渉が生じ、特定の波長の反射率が高くなり、観察者15は特定の波長の光を観察できる。よって、観察者15が表示体1を正面で観察した際に、画像31は特定の波長に着色された形状として観察できる。特定の波長は、青として、400nm以上、490nm未満の範囲、更には、435nm以上、480nm以下の範囲とできる。特定の波長は、緑として、490nm以上、580nm以下の範囲、更には、500nm以上、560nm以下の範囲とできる。この回折した光は、画像を表示できる。特定の波長は、赤として、595nm以上、800nm以下、更には、610nm以上、750nm以下の範囲とできる。
多層干渉については、層の屈折率と膜厚、及び入射角により、干渉によって強め合う波長を計算することができる。光学変化層30を構成する誘電体多層の各層厚と屈折率、ならびに金属反射層の膜厚と屈折率によって、多層の干渉が決定される。これにより、図25(c)の観察条件で表示される色を設計することができる。
一般に、光の干渉現象は、図27のように説明することができる。
すなわち、光波の波面の一部が、薄膜(媒質II)の上面で反射し、一部が層(媒質II)の中に屈折しながら入射して、下面で反射する。そして、上面で2つの光波が干渉しあって、観察者の目に届くとした時、2つの光波の経路差は、AED-BDとすることができる。
一般に、光の干渉現象は、図27のように説明することができる。
すなわち、光波の波面の一部が、薄膜(媒質II)の上面で反射し、一部が層(媒質II)の中に屈折しながら入射して、下面で反射する。そして、上面で2つの光波が干渉しあって、観察者の目に届くとした時、2つの光波の経路差は、AED-BDとすることができる。
このとき、媒質Iの屈折率をn1とし、層(媒質II)の屈折率をn2とすると、2つの光波の光路差は、n2×AED-n1×BDと現すことができ、更に、BDとACは光学的距離が同じであるため、n1×BDはn2×ACと等しいとすることができる。従って、(5)式が成立する。
n2×AED-n1×BD=n2×AED-n2×AC … (5)
また、n2×AED-n2×ACは、n2×CEDとすることができるため、(6)式とすることができる。
n2×AED-n2×AC=n2×CED … (6)
ここで、層(媒質II)の下面に対する点Dの対象点をD’とすると、EDとED’が等しいことから、(7)式が成立する。
CED=CD’ … (7)
n2×AED-n1×BD=n2×AED-n2×AC … (5)
また、n2×AED-n2×ACは、n2×CEDとすることができるため、(6)式とすることができる。
n2×AED-n2×AC=n2×CED … (6)
ここで、層(媒質II)の下面に対する点Dの対象点をD’とすると、EDとED’が等しいことから、(7)式が成立する。
CED=CD’ … (7)
直角三角形CDD’から、CD’は、DD’cosθとすることができるため、層(媒質II)の厚さをdとすると、光路差すなわちn2×CEDは、(8)式で表すことができる。
n2×CED=n2×DD’cosθ=2n2dcosθ … (8)
層(媒質II)によって生じた光路差に応じて、点Dから射出される反射光は、層(媒質II)の上面における反射光と層(媒質II)内から射出される反射光との干渉が生じる。
このとき、n1<n2であれば、2つの光が強め合う波長は、(m+1/2)λとすることができるため、(9)式が成立する条件で、層(媒質II)を設計することで、設計された色を表示できる。
2n2dcosθ=(m+1/2)λ … (9)
(但し、m=0、1、2、3、…)
n2×CED=n2×DD’cosθ=2n2dcosθ … (8)
層(媒質II)によって生じた光路差に応じて、点Dから射出される反射光は、層(媒質II)の上面における反射光と層(媒質II)内から射出される反射光との干渉が生じる。
このとき、n1<n2であれば、2つの光が強め合う波長は、(m+1/2)λとすることができるため、(9)式が成立する条件で、層(媒質II)を設計することで、設計された色を表示できる。
2n2dcosθ=(m+1/2)λ … (9)
(但し、m=0、1、2、3、…)
表示体1に出現する画像は、ベクトルによって表現された、領域の集合によって画像を表現するベクター画像であっても良く、単位画像の集合によって画像を表現するラスター画像であっても良い。
画像31は複数の領域によって構成された画像であっても良い。図28では、画像31は領域31Aと領域31Bで構成されている。その構成には、ハート形状を形成する。
マイクロ凹凸構造層4のそれぞれの領域には、複数のマイクロ構造体が備えられ、領域31Aと領域31Bの中に配置されるマイクロ構造体は、領域毎に個別に一様な配列が配置されてもよい。また、領域毎に第1の面4Aaの傾斜角はそれぞれの領域毎で異なっていてもよい。
画像31は複数の領域によって構成された画像であっても良い。図28では、画像31は領域31Aと領域31Bで構成されている。その構成には、ハート形状を形成する。
マイクロ凹凸構造層4のそれぞれの領域には、複数のマイクロ構造体が備えられ、領域31Aと領域31Bの中に配置されるマイクロ構造体は、領域毎に個別に一様な配列が配置されてもよい。また、領域毎に第1の面4Aaの傾斜角はそれぞれの領域毎で異なっていてもよい。
領域毎に配置される複数のマイクロ構造体は、構造の周期が1μm以上300μm以下の範囲であることが望ましい。
複数のマイクロ構造体が一定の周期で配列された場合、回折効果が生じてしまうが、1μm以上に設定することで、可視光の回折を低減できる。また、周期を300μm以下とすることにより、人の目の分解能より小さいくすることができ、表示体1を観察する際に観察者15によってマイクロ構造体が認識されない。つまり、マイクロ構造体が一体として観察される。この結果、表示体の視認性を高めることができる。またその美観を高めることができる。
複数のマイクロ構造体が一定の周期で配列された場合、回折効果が生じてしまうが、1μm以上に設定することで、可視光の回折を低減できる。また、周期を300μm以下とすることにより、人の目の分解能より小さいくすることができ、表示体1を観察する際に観察者15によってマイクロ構造体が認識されない。つまり、マイクロ構造体が一体として観察される。この結果、表示体の視認性を高めることができる。またその美観を高めることができる。
図29は、図25と同様の方向で上記構成を観察した際に出現する画像を説明している。図29(a)で示すように、領域毎に第1の面4Aaの傾斜角が異なっていても、図25(a)で説明した効果は保持される。このため、領域31Aと領域31Bで異なる認識はなく、画像31を認識させない状態とすることができる。
領域によって、第1の面4Aaの傾斜角が異なる構成では、図29(b)で示すように、観察者15がそれぞれの領域によって、異なる反射特性を観察できる。より詳しく説明すると、観察角度が限定されることで、第1の面4Aaの傾斜角に応じて領域毎の反射光量が異なり、観察者15には無彩色は変わりないが、濃淡情報として領域毎に識別することが可能となる。
領域によって、第1の面4Aaの傾斜角が異なる構成では、図29(b)で示すように、観察者15がそれぞれの領域によって、異なる反射特性を観察できる。より詳しく説明すると、観察角度が限定されることで、第1の面4Aaの傾斜角に応じて領域毎の反射光量が異なり、観察者15には無彩色は変わりないが、濃淡情報として領域毎に識別することが可能となる。
領域毎に濃淡を変化するように制御することによって、立体の奥行情報を濃淡に変換して表現することができる。これにより、画像31の外観を立体的にできる。
更に、図29(c)で示すように、領域毎に第1の面4Aaの傾斜角を異ならせることにより、第1の面4Aaに備えられた誘電体多層に入射する角度が領域毎に変化する。このため、それぞれの領域において強め合う波長が変化し、領域毎に異なる波長の反射光を射出することが可能となる。
よって、観察者15が表示体1を観察した際に、画像31は領域毎に特定の波長の光が認識され、領域毎に色が異なる。これにより、表示体の美観を高められる。
他の構成として、領域毎に第2の面4Abと第1の面4Aaの配置方向が異なる構成としても良い。
更に、図29(c)で示すように、領域毎に第1の面4Aaの傾斜角を異ならせることにより、第1の面4Aaに備えられた誘電体多層に入射する角度が領域毎に変化する。このため、それぞれの領域において強め合う波長が変化し、領域毎に異なる波長の反射光を射出することが可能となる。
よって、観察者15が表示体1を観察した際に、画像31は領域毎に特定の波長の光が認識され、領域毎に色が異なる。これにより、表示体の美観を高められる。
他の構成として、領域毎に第2の面4Abと第1の面4Aaの配置方向が異なる構成としても良い。
また、領域毎に異なる画像を形成してもよい。図29(a)で説明した観察条件では、全ての領域が同じ役割を果たし、画像を認識できないが、図28(b)で説明した観察条件では、一部の領域のみが効果を発現し、画像(例えば、「A」)を表示する。図29(b)で説明した観察条件とは異なる別の角度で観察すると、異なる一部の領域のみが効果を発現し、画像(例えば、「B」)を表示する。このような観察角度で異なる効果を付与することも可能となる。これは、図29(c)でも同じことがいえる。つまり、領域毎に傾斜角や斜面の向きを制御することで、表示体1に出現する画像31を増やすことができる。
すなわち、領域毎に、傾斜角や斜面の向きを制御して、画像形成することにより、図29(a)で説明した観察条件では、マイクロ構造体に起因する画像を観察することができず、図29(b)で説明した観察条件では、観察する角度や方向によって、異なる画像の観察が可能である。また、図29(c)で説明した観察条件では、傾斜方向の違いで表現され、図29(b)の観察条件での画像は、一体的な外観で観察される。このため、図29(b)の観察条件で観察された画像とは異なる画像や色相を表現することが可能となり、表示体の観察条件に応じた多様な画像を出現可能となる。
領域毎の各構造の周期が一定の場合、構造の高さを制御することで領域毎に傾斜角を変化させることが可能である。しかし、傾斜角を変化させるための手法としては、構造の高さを領域毎に制御することなく、各領域の構造高さが一定であっても、領域毎の構造の周期を変化させることで、同様の効果を達成することができる。
領域毎の構造の高さを一定とし、構造の周期を変化させることにより加工を容易とできる。
また、本実施形態の応用として、マイクロ凹凸構造層4の下層、すなわち表示面(1S)側とは反対側に、全面又は一部に印刷層を設けてもよい。この場合、図29(a)の観察条件で画像31を認識させないことに加えて、新たな画像として印刷層を表示することが可能となる。
領域毎の構造の高さを一定とし、構造の周期を変化させることにより加工を容易とできる。
また、本実施形態の応用として、マイクロ凹凸構造層4の下層、すなわち表示面(1S)側とは反対側に、全面又は一部に印刷層を設けてもよい。この場合、図29(a)の観察条件で画像31を認識させないことに加えて、新たな画像として印刷層を表示することが可能となる。
その他には、領域毎に光学変化層30の光学的性質が異なっていても良い。領域毎のマイクロ凹凸構造層4のマイクロ構造体が同一であっても、第1の面4Aaに備えられた光学変化層30が反射する光の波長域、又は、透過する光の波長域が異なるものとすることで、図29(c)での観察条件にて、領域毎に異なる色を観察できる。より詳細には、領域毎のそれぞれの第1の面4Aaに備えられた光学変化層30が反射する光の波長域、又は、透過する光の波長域を異なるものとしてもよい。光学変化層30が反射する光の波長域、又は、透過する光の波長域は、誘電体多層の各層の厚みにより、変調できる。
更に、マイクロ構造体を有するマイクロ凹凸構造層4の材料が、可視光が入射した際に少なくとも特定の波長に対する吸収よりも透過率の比率が高くすることにより、その波長での観察者15の視認性を高めることができる。そのため、画像の視認性を高めることが可能となる。特定の波長は、青として、400nm以上、490nm未満の範囲、更には、435nm以上、480nm以下の範囲とできる。特定の波長は、緑として、490nm以上、580nm以下の範囲、更には、500nm以上、560nm以下の範囲とできる。この回折した光は、画像を表示できる。特定の波長は、赤として、595nm以上、800nm以下、更には、610nm以上、750nm以下の範囲とできる。
また、マイクロ凹凸構造層4のマイクロ構造体が設けられている面とは反対側の面の少なくとも一部に、第1の面4Aaの傾斜角や第1の面の光学変化層(30SB)が反射する光の波長域、又は透過する光の波長域を吸収する吸収層などが更に設けられてあっても良い。
このような吸収層を設けることにより、特定の波長域に対して、透過よりも吸収の比率が高まり、観察者15は、吸収された波長域の色の補色を観察できる。従って、第1の面光学変化層(30SB)の誘電体多層による干渉光と組み合わせることにより、誘電体多層の干渉により強め合う波長以外の波長域を吸収させた表示もできる。この結果、彩度が高められた画像31を表示することも可能となる。
このような吸収層を設けることにより、特定の波長域に対して、透過よりも吸収の比率が高まり、観察者15は、吸収された波長域の色の補色を観察できる。従って、第1の面光学変化層(30SB)の誘電体多層による干渉光と組み合わせることにより、誘電体多層の干渉により強め合う波長以外の波長域を吸収させた表示もできる。この結果、彩度が高められた画像31を表示することも可能となる。
これまでに説明してきた構成は、表示体1の一形態であって、これまでに説明した各実施形態の構成を併せ持つ、若しくは、それぞれを複合した表示体1を提供することも可能である。その他として、表示体1に異なる領域が存在し、領域毎に、第1の面4Aaの傾斜角が異なり、一部の領域において、第1の面4Aaに備えられた第1の面光学変化層(30SB)の層厚が異なっており、かつその中でも更に一部の領域において、マイクロ凹凸構造層4の下層に印刷層が選択的に構成されていても良い。
更には、マイクロ凹凸構造層4の第2の面4Ab及び第1の面4Aaから構成された画像領域に隣接あるいは離間した領域には、平坦面、マット面、回折構造、あるいはマイクロ凹凸構造層4の表面からの距離が異なる複数の面(plane)からなるマイクロ構造体、光の半波長以上の格子が一方向に並んだ一次元格子や、光の波長以下で、2方向の交差する方向に配列された二次元格子などのマイクロ構造体を設けてもよい。
更には、マイクロ凹凸構造層4の第2の面4Ab及び第1の面4Aaから構成された画像領域に隣接あるいは離間した領域には、平坦面、マット面、回折構造、あるいはマイクロ凹凸構造層4の表面からの距離が異なる複数の面(plane)からなるマイクロ構造体、光の半波長以上の格子が一方向に並んだ一次元格子や、光の波長以下で、2方向の交差する方向に配列された二次元格子などのマイクロ構造体を設けてもよい。
マイクロ凹凸構造層4の表面からの距離が異なる複数の面は、マイクロ凹凸構造層4の平面と平行である面(plane)であり、マイクロ凹凸構造層4の平面を基準面とし、基準面と深さあるいは高さが異なり、かつ平行な複数の面である。この複数の面は、ある領域内で基準面に対する深さあるいは高さが同等である。この領域は、複数あってもよく、領域毎に深さあるいは高さが異なってもよい。
このような複数の面を構成することにより、深さあるいは高さに応じて、特定の色を表現することが可能となる。
また、上述の一次元格子の場合には、格子の並ぶ方向に応じて回折光を一方向に回折することができ、上述の二次元格子の場合には、光を吸収しやすくなる特性を有する。
このような構造を第2の面4Ab及び第1の面4Aaからなる画像領域のほかにマイクロ凹凸構造層4に設けることにより、より高い美観を付与することが可能となる。
このような複数の面を構成することにより、深さあるいは高さに応じて、特定の色を表現することが可能となる。
また、上述の一次元格子の場合には、格子の並ぶ方向に応じて回折光を一方向に回折することができ、上述の二次元格子の場合には、光を吸収しやすくなる特性を有する。
このような構造を第2の面4Ab及び第1の面4Aaからなる画像領域のほかにマイクロ凹凸構造層4に設けることにより、より高い美観を付与することが可能となる。
〔表示体の製造方法〕
上述した表示体1を製造する方法は、マイクロ凹凸構造層4に設けられるマイクロ構造体を複製する工程と、マイクロ構造体の第2の面4Abと第1の面4Aaに光学変化層30を備える工程を含むものとできる。
上記マイクロ凹凸構造層4に設けられるマイクロ構造体を複製する工程は、原版からエンボスにより複製する方法とできる。原版は平板状の基板が有する一方の面に感光性材料を塗布した後、感光性材料をレーザービームや電子ビームをスキャンにより露光し、その後現像することで、マイクロ凹凸構造の形状が形成された原版を得る方法で製造できる。
上述した表示体1を製造する方法は、マイクロ凹凸構造層4に設けられるマイクロ構造体を複製する工程と、マイクロ構造体の第2の面4Abと第1の面4Aaに光学変化層30を備える工程を含むものとできる。
上記マイクロ凹凸構造層4に設けられるマイクロ構造体を複製する工程は、原版からエンボスにより複製する方法とできる。原版は平板状の基板が有する一方の面に感光性材料を塗布した後、感光性材料をレーザービームや電子ビームをスキャンにより露光し、その後現像することで、マイクロ凹凸構造の形状が形成された原版を得る方法で製造できる。
そして、電気めっき等によって、金属製のスタンパを原版から製造し、この金属製スタンパをスタンプして、画像形成層を構成するマイクロ構造体を複製する。
なお、金属製のスタンパを製造する方法は、この他に、旋盤技術を用いた金属基板の切削加工であっても良い。
上述のようにして得られたスタンパを用いてマイクロ構造体を複製する方法は、熱エンボス法、キャスト法、フォトポリマー法によって成形物を形成する方法とできる。その後、得られた成形物の表面に光学変化層30を蒸着方法などによって形成することによって、表示体1を得ることができる。
なお、金属製のスタンパを製造する方法は、この他に、旋盤技術を用いた金属基板の切削加工であっても良い。
上述のようにして得られたスタンパを用いてマイクロ構造体を複製する方法は、熱エンボス法、キャスト法、フォトポリマー法によって成形物を形成する方法とできる。その後、得られた成形物の表面に光学変化層30を蒸着方法などによって形成することによって、表示体1を得ることができる。
フォトポリマー法は、プラスチックフィルム等の平坦な基材と、金属製のスタンパとの間に、放射線硬化性樹脂を流し込み、放射線の照射によって放射線硬化性樹脂を硬化させた後、硬化された樹脂膜を基材毎、金属製のスタンパから剥離する。フォトポリマー法は、熱可塑性樹脂を利用するプレス法やキャスト法に比べ、構造上の精度が高く、耐熱性や耐薬品性に優れている点において好ましい。
マイクロ凹凸構造層4に対して、プラスチックフィルムを基材とすることができる。プラスチックフィルムは、透明なプラスチックフィルムとできる。プラスチックフィルムは、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などのポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、トリアセチルセルロースなどのセルロース樹脂、塩化ビニルやポリビニルアルコールなどのビニル樹脂などの樹脂のプラスチックフィルムとできる。
マイクロ凹凸構造層4に対して、プラスチックフィルムを基材とすることができる。プラスチックフィルムは、透明なプラスチックフィルムとできる。プラスチックフィルムは、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などのポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、トリアセチルセルロースなどのセルロース樹脂、塩化ビニルやポリビニルアルコールなどのビニル樹脂などの樹脂のプラスチックフィルムとできる。
これらの基材には、易接着処理、帯電防止処理、などの各種処理が施されてあっても良く、また上記のような樹脂材料が単独で用いられてあっても良いし、複数の材料を組み合わせた積層体等として用いられてあっても何ら問題ない。
マイクロ凹凸構造層4の材料は、樹脂とできる。マイクロ凹凸構造層4の材料は更に、硬化剤、可塑剤、分散剤、各種レベリング材、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、染料や顔料などの着色剤、及び、光安定化剤などの少なくとも1つ、すなわち、いずれか一つ、又は、複数を含んでも良い。
マイクロ凹凸構造層4の材料は、樹脂とできる。マイクロ凹凸構造層4の材料は更に、硬化剤、可塑剤、分散剤、各種レベリング材、紫外線吸収剤、抗酸化剤、粘性改質剤、潤滑剤、染料や顔料などの着色剤、及び、光安定化剤などの少なくとも1つ、すなわち、いずれか一つ、又は、複数を含んでも良い。
上述した樹脂は、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、アクリロニトリル-(ポリ)スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂)等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、アセタール系樹脂、及び、セルロース系樹脂とできる。マイクロ構造体の形成材料には、これらの樹脂を単独で用いても良いし、2つ以上を混合しても良い。
また、マイクロ凹凸構造層4にマイクロ構造体を設ける方法としてフォトポリマー法を用いる場合には、放射線硬化性樹脂が用いられるが、放射線硬化性樹脂は、典型的には、重合性化合物と開始剤とを含んでいる。
重合性化合物としては、光ラジカル重合が可能な化合物とできる。具体的に、重合性化合物は、エチレン性不飽和結合又はエチレン性不飽和基を有したモノマー、オリゴマー又はポリマーとできる。あるいは光ラジカル重合が可能な化合物として、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、ペンタエイスリトールペンタアクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のモノマー、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート及びポリエステルアクリレート等のオリゴマー、又はウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、アクリルアクリレート等のようなポリマーとしてもよい。
重合性化合物としては、光ラジカル重合が可能な化合物とできる。具体的に、重合性化合物は、エチレン性不飽和結合又はエチレン性不飽和基を有したモノマー、オリゴマー又はポリマーとできる。あるいは光ラジカル重合が可能な化合物として、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、ペンタエイスリトールペンタアクリレート及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等のモノマー、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート及びポリエステルアクリレート等のオリゴマー、又はウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、アクリルアクリレート等のようなポリマーとしてもよい。
重合性化合物として光ラジカル重合が可能な化合物を使用する場合、開始剤として、光ラジカル重合開始剤を添加できる。
この光ラジカル重合開始剤は、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル及びベンゾインエチルエーテル等のベンゾイン系化合物、アントラキノン及びメチルアントラキノン等のアントラキノン系化合物、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及び2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モリホリノプロパン-1-オン等の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、又は、ミヒラーズケトンとできる。
この光ラジカル重合開始剤は、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル及びベンゾインエチルエーテル等のベンゾイン系化合物、アントラキノン及びメチルアントラキノン等のアントラキノン系化合物、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及び2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モリホリノプロパン-1-オン等の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、又は、ミヒラーズケトンとできる。
重合性化合物ならびに重合開始剤は、必ずしも上述のような光ラジカル重合型に限定されるものではなく、カチオン重合型などとできる。
また、これらの重合性化合物には、増感剤などが添加されてあっても良いし、あるいは重合開始剤や増感剤などを含まず、放射線として電子線などを用いる方法とできる。
光学変化層30は、堆積により形成できる。堆積は、物理堆積、化学堆積とできる。物理堆積は真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、イオンクラスタービーム法とできる。化学堆積法は、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、及び光化学堆積とできる。
また、これらの重合性化合物には、増感剤などが添加されてあっても良いし、あるいは重合開始剤や増感剤などを含まず、放射線として電子線などを用いる方法とできる。
光学変化層30は、堆積により形成できる。堆積は、物理堆積、化学堆積とできる。物理堆積は真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、イオンクラスタービーム法とできる。化学堆積法は、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、及び光化学堆積とできる。
これらの方法の中でも、真空蒸着は、他の方法よりも生産性が高く、良質な光学変化層30を形成できる。また、真空蒸着は、第2の面4Abと第1の面4Aaに備えられる光学変化層30の層厚を制御できる。蒸着の方式でも斜方蒸着方式を利用することで、第2の面4Abと第1の面4Aaに備えられる光学変化層30の層厚に差をつけることができる。
光学変化層30の形成材料は、金属反射層とできる。金属反射層は、金属及び合金のいずれかを用いることが出来る。金属は、アルミニウム、金、銀、プラチナ、ニッケル、錫、クロム、及びジルコニウムとできる。合金は、これらの金属の合金とできる。また、誘電体多層は、高屈折材料と低屈折材料を交互に堆積し形成することができる。誘電体多層の材料は、ニッケルなどの金属の他に、チタンやタンタル、及び珪素といった金属や半導体の酸化物や硫化亜鉛、フッ化マグネシウムとできる。
光学変化層30の形成材料は、金属反射層とできる。金属反射層は、金属及び合金のいずれかを用いることが出来る。金属は、アルミニウム、金、銀、プラチナ、ニッケル、錫、クロム、及びジルコニウムとできる。合金は、これらの金属の合金とできる。また、誘電体多層は、高屈折材料と低屈折材料を交互に堆積し形成することができる。誘電体多層の材料は、ニッケルなどの金属の他に、チタンやタンタル、及び珪素といった金属や半導体の酸化物や硫化亜鉛、フッ化マグネシウムとできる。
ここで、表示体が、第2の面ならびに第1の面に入射した可視光の反射波長又は透過波長が変化する光学変化層が形成され、光学変化層は、誘電体多層と金属反射層の多層から構成され、第2の面に形成された光学変化層の層厚に対し、第1の面に形成された光学変化層が厚く、第2の面に備えた金属反射層は、可視光領域において反射率の総和に比べて透過率の総和が高く、第1の面に備えた上記金属反射層は、上記反射率の総和に比べて上記透過率の総和が低い構成では、表示体の識別性を高めることができる。
この構成によれば、表示体を正面から観察する条件、異なる角度から観察する条件、表示体を可視光線で裏面から照射した際に観察する条件、など少なくとも3つの観察条件で第2の面と第1の面での光学機能が変化し、異なる画像を観察することができる。言い換えれば、3つの観察条件での第2の面と第1の面での光学機能の変化により、表示体は異なる画像が出現する。これにより表示体を検証できる。
この構成によれば、表示体を正面から観察する条件、異なる角度から観察する条件、表示体を可視光線で裏面から照射した際に観察する条件、など少なくとも3つの観察条件で第2の面と第1の面での光学機能が変化し、異なる画像を観察することができる。言い換えれば、3つの観察条件での第2の面と第1の面での光学機能の変化により、表示体は異なる画像が出現する。これにより表示体を検証できる。
また、画像形成層を形成する複数のマイクロ構造体4Aが、複数の領域に個別に設けられ、少なくとも一部領域において、第1の面の傾斜角や第2の面と第1の面の面方向が他の領域と異なっている構成では、領域毎に異なる視覚効果を有した画像を形成することが可能であり、また、観察できる方向の制御も可能となり、画像を形成する自由度が高まる。
そして、その複数の領域において、少なくとも一部の領域で第2の面に積層された光学変化層の層厚と上記第1の面に積層された上記光学変化層の層厚の差が、他の領域と異なっている構成では、領域毎に異なる色を認識することが可能であり、領域毎にカラフルな画像を形成できる。また、画像に様々な色を着色できる。
そして、その複数の領域において、少なくとも一部の領域で第2の面に積層された光学変化層の層厚と上記第1の面に積層された上記光学変化層の層厚の差が、他の領域と異なっている構成では、領域毎に異なる色を認識することが可能であり、領域毎にカラフルな画像を形成できる。また、画像に様々な色を着色できる。
また、画像形成層を形成するマイクロ凹凸構造層4が、可視光が入射した際に、特定の波長で吸収よりも透過の比率が高い構成では、表示体の裏面から可視光を照射して正面から観察する条件で、透過率が高まり、視認性の高い画像が観察されることができる。
また、複数のマイクロ構造体4Aが設けられている面とは反対側の面の少なくとも一部に、第1の面の傾斜角あるいは上記光学変化層の層厚に応じた反射光の波長域、又は透過光の波長域を吸収する吸収層を更に設けた構成では、表示体の裏面から可視光を照射して正面から観察する条件では、不要な波長の吸収により、出現する画像を高彩度とできる。
また、複数のマイクロ構造体4Aが設けられている面とは反対側の面の少なくとも一部に、第1の面の傾斜角あるいは上記光学変化層の層厚に応じた反射光の波長域、又は透過光の波長域を吸収する吸収層を更に設けた構成では、表示体の裏面から可視光を照射して正面から観察する条件では、不要な波長の吸収により、出現する画像を高彩度とできる。
また、表示面に直交した方向から、可視光を照射する条件と、直行した方向とは異なる特定の方向から可視光を照射する条件とで、反射率が異なる構成では、表示体を正面から観察する条件と異なる角度から観察する条件で異なる光学機能を付与することが可能であり、それぞれで異なる画像を出現させることができる。
また、複数のマイクロ構造体4Aが周期的な構造で構成され、一部又は全部の領域同士の周期性が、互いに異なっている構成では、表示体を正面から観察する条件、異なる角度から観察する条件には、表示体を可視光源で裏面から照射した際に観察する条件など少なくとも3つの観察方法で領域毎に異なる可視性(visibility)を付与することが可能である、そのため、3つの観察方法での画像の外観をそれぞれ違うものとできる。また、1つのモチーフに様々な外観の画像を付与できる。
また、複数のマイクロ構造体4Aが周期的な構造で構成され、一部又は全部の領域同士の周期性が、互いに異なっている構成では、表示体を正面から観察する条件、異なる角度から観察する条件には、表示体を可視光源で裏面から照射した際に観察する条件など少なくとも3つの観察方法で領域毎に異なる可視性(visibility)を付与することが可能である、そのため、3つの観察方法での画像の外観をそれぞれ違うものとできる。また、1つのモチーフに様々な外観の画像を付与できる。
また、複数のマイクロ構造体の周期が、1μm以上300μm以下である構成は、可視光の回折光を低減でき、ノイズとなる回折光を観察者に認識させないことが可能であり、かつ、人の目の分解能よりも小さいため、表示体を観察した際に構造そのものが認識されることを防止することができる。
以上説明したように、本発明の表示体とすることにより、識別性の高い表示体を得ることができる。
また、上述のような表示体とすることにより、少なくとも3つの観察方法で、表示体のモチーフの画像は、それぞれ異なる外観を有する。異なる外観の画像は、観察者の検証に役立つ。そのため、検証性の高い表示体を得ることができる。
以上説明したように、本発明の表示体とすることにより、識別性の高い表示体を得ることができる。
また、上述のような表示体とすることにより、少なくとも3つの観察方法で、表示体のモチーフの画像は、それぞれ異なる外観を有する。異なる外観の画像は、観察者の検証に役立つ。そのため、検証性の高い表示体を得ることができる。
「変形」
(1)上記の第1~第4実施形態では、領域2のマイクロ構造体4Aに着色層7を設けた場合を示したが、領域3のマイクロ構造体4Aに、領域2とは異なる着色層7を設けても良い。すなわち、領域毎に異なる着色層7を設けても良い。
第1実施形態の構成では、着色層7の設けられていない領域3はマイクロ構造体4Aのみが存在するため光が透過する。このため、第2実施形態のように、色を表現するためには視覚効果追加層8としての印刷層や反射層を設ける必要があった。
これに対し、異なる領域に異なる着色層7を設けることで、領域3を、視覚効果追加層8なしに同時に領域2とは異なる色とできる。
(1)上記の第1~第4実施形態では、領域2のマイクロ構造体4Aに着色層7を設けた場合を示したが、領域3のマイクロ構造体4Aに、領域2とは異なる着色層7を設けても良い。すなわち、領域毎に異なる着色層7を設けても良い。
第1実施形態の構成では、着色層7の設けられていない領域3はマイクロ構造体4Aのみが存在するため光が透過する。このため、第2実施形態のように、色を表現するためには視覚効果追加層8としての印刷層や反射層を設ける必要があった。
これに対し、異なる領域に異なる着色層7を設けることで、領域3を、視覚効果追加層8なしに同時に領域2とは異なる色とできる。
(2)また、領域2のマイクロ構造体4Aの向きと、領域3のマイクロ構造体4Aの向きを異なる方向に配置しても良い。すなわち、領域毎にマイクロ構造体4Aの向きを変えて配置しても良い。
更に、領域毎に、マイクロ構造体4Aの第1の面4Aaの傾斜角βが異なるように構成しても良い。
領域毎に第1の面4Aaの向きや傾斜角が異なるマイクロ構造体と、上記のような着色層7を設けることで幅広い色の表現が可能となる。
図19のように、第1実施形態の構成に対し、領域2と領域3で、異なる着色層7を設けると共にマイクロ構造体の第1の面4Aaの向きを反対側にした場合について説明する。
更に、領域毎に、マイクロ構造体4Aの第1の面4Aaの傾斜角βが異なるように構成しても良い。
領域毎に第1の面4Aaの向きや傾斜角が異なるマイクロ構造体と、上記のような着色層7を設けることで幅広い色の表現が可能となる。
図19のように、第1実施形態の構成に対し、領域2と領域3で、異なる着色層7を設けると共にマイクロ構造体の第1の面4Aaの向きを反対側にした場合について説明する。
この場合、図20(a)に示すように、表示体1の表示面側を一方(左側)から斜めに観察した場合、領域2では着色層7aが視認され、領域3では部分的に着色層7bが視認されるため、図20(b)のような画像が出現する。
また、図20(c)に示すように、表示体1の表示面側を真上から観察した場合には、領域2、3ともマイクロ凹凸構造層4を透過するため色は見られず、図20(d)のような画像が出現する。
更に、図20(e)のように、表示体1の表示面側を他方(右側)から斜めに観察した場合には、領域2では部分的に着色層7aが、領域3では着色層7bが視認されるため、図20(f)のような画像が出現する。
また、図20(c)に示すように、表示体1の表示面側を真上から観察した場合には、領域2、3ともマイクロ凹凸構造層4を透過するため色は見られず、図20(d)のような画像が出現する。
更に、図20(e)のように、表示体1の表示面側を他方(右側)から斜めに観察した場合には、領域2では部分的に着色層7aが、領域3では着色層7bが視認されるため、図20(f)のような画像が出現する。
(3)また、異なる着色層7は、着色と反射層や吸収波長の異なるインキの組み合わせでも良い。
この場合、これらによって透過の効果や、特定角度での特殊波長による認識が可能となる。
この場合、これらによって透過の効果や、特定角度での特殊波長による認識が可能となる。
(4)更に、異なる着色層7が設けられたマイクロ凹凸構造層4の底面4Acに、異なる視覚効果追加層8を設けることができる。
視覚効果追加層8として印刷層を設けた場合、透過時に下地の絵柄を観察することが可能である。また、視覚効果追加層8として屈折率の異なる層を設けた場合、同じ観察方向でもマイクロ凹凸構造層の斜面をなす角度を換えることによって、全反射する臨界角が異なるため、表示体は色が出現する状態、消失する状態を有することができる。色が出現する状態、消失する状態は、切り替えることができる。この切り替えは、観察方向による切り替えとできる。
視覚効果追加層8として印刷層を設けた場合、透過時に下地の絵柄を観察することが可能である。また、視覚効果追加層8として屈折率の異なる層を設けた場合、同じ観察方向でもマイクロ凹凸構造層の斜面をなす角度を換えることによって、全反射する臨界角が異なるため、表示体は色が出現する状態、消失する状態を有することができる。色が出現する状態、消失する状態は、切り替えることができる。この切り替えは、観察方向による切り替えとできる。
(5)異なる着色層7が設けられるのは、必ずしも異なる斜面の向きのマイクロ構造体4Aでなくてもよく、同じ斜面の向きの領域内で異なる着色層7を設けても良い。
この場合には、モチーフは1種類となるが、角度による色の出現、消失ができる。
(6)視覚効果追加層8に屈折率の異なる層を設けた場合に、マイクロ凹凸構造層4の角度を段階的に変化させてもよい。
この場合、臨界角を調整し、連続して動いて見える画像を表示できる。
この場合には、モチーフは1種類となるが、角度による色の出現、消失ができる。
(6)視覚効果追加層8に屈折率の異なる層を設けた場合に、マイクロ凹凸構造層4の角度を段階的に変化させてもよい。
この場合、臨界角を調整し、連続して動いて見える画像を表示できる。
(7)また、複数の領域で着色層7を同じにして、領域毎に採用する隠蔽層9を異なるようにしても良い。
このように隠蔽層9が異なるとき、特定の角度でのみ画像を出現させることできる。
上述の実施形態では、透過以外の手法によってモチーフが消えた状態とできなかったが、視覚効果追加層8が同じで、隠蔽層9が異なる構成では、全体の色を均一とし、画像を不可視状態とできる。
視覚効果追加層8が反射層又は屈折率の異なる層の場合、着色層7のパターンが、マイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8の界面に全反射して視認されるときと、隠蔽層9が視認されるときとで、異なる画像を表示できる。このようにして、隠蔽層9が異なることによる検証性の高い表示ができる。
このように隠蔽層9が異なるとき、特定の角度でのみ画像を出現させることできる。
上述の実施形態では、透過以外の手法によってモチーフが消えた状態とできなかったが、視覚効果追加層8が同じで、隠蔽層9が異なる構成では、全体の色を均一とし、画像を不可視状態とできる。
視覚効果追加層8が反射層又は屈折率の異なる層の場合、着色層7のパターンが、マイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8の界面に全反射して視認されるときと、隠蔽層9が視認されるときとで、異なる画像を表示できる。このようにして、隠蔽層9が異なることによる検証性の高い表示ができる。
図21のように、領域2、3に同じ着色層7を設けることができる。また、領域2と領域3とで隠蔽層9を違うものとできる。
この場合、図22(a)に示すように、表示体1を一方(左側)から斜めに観察する条件では、領域3では隠蔽層9bが、領域2では隠蔽層9aが可視であるため、図22(b)に示すように、表示体に、領域3、領域2による画像が出現する。
図22(c)に示すように、表示体1を真上から観察する条件では、領域2及び3では光がマイクロ凹凸構造層4を透過し、視覚効果追加層8が可視であるため、図22(d)に示すように、画像が観察される。つまり、表示体に、領域2及び3による画像が出現する。
この場合、図22(a)に示すように、表示体1を一方(左側)から斜めに観察する条件では、領域3では隠蔽層9bが、領域2では隠蔽層9aが可視であるため、図22(b)に示すように、表示体に、領域3、領域2による画像が出現する。
図22(c)に示すように、表示体1を真上から観察する条件では、領域2及び3では光がマイクロ凹凸構造層4を透過し、視覚効果追加層8が可視であるため、図22(d)に示すように、画像が観察される。つまり、表示体に、領域2及び3による画像が出現する。
図22(e)(g)に示すように、表示体1を他方(右側)から斜めに観察する条件では、前述した通り、マイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8の屈折率に依存して臨界角が存在するため、入射角が臨界角以上の条件で全反射が起きる。図22(e)に示すような、光の入射角が臨界角以下のため全反射が起きない観察条件では、マイクロ構造の斜面から入射した光が透過し、領域2及び3では、着色層7が部分的に可視であるため、表示体に、図22(f)に示すように、画像が出現する。一方、図22(h)に示すような、全反射が起きる観察条件では、表示体に、領域2、3では着色層7が視覚効果追加層8との界面で光が反射するため、図22(h)に示すように、画像が出現する。
(8)また、着色層7と隠蔽層9が設けられるマイクロ凹凸構造層の斜面の向きは領域毎に異なっていても良く、着色層7が領域毎に異なっていても良い。また、着色層7が異なる領域はマイクロ凹凸構造層の斜面の向きが異なる領域とは違っていても良い。
(9)視覚効果追加層8が領域毎に異なるように構成しても良い。
この場合、視覚効果追加層8は領域毎に異なる外観を示すようなる。
部分的に色の付いた印刷が設けられており、別の部分は屈折率が異なる層や反射層が設けられていても良い。これによって部分的に全反射による特定の角度で着色層7の色を観察することができる。印刷は、特定の形状の領域を有することができる。また、印刷の領域の形状は、テキスト、シグナル、象徴、マークとしてもよい。印刷は、認証情報、識別情報、個別情報を印刷の領域の形状、印刷の階調として記録できる。
(9)視覚効果追加層8が領域毎に異なるように構成しても良い。
この場合、視覚効果追加層8は領域毎に異なる外観を示すようなる。
部分的に色の付いた印刷が設けられており、別の部分は屈折率が異なる層や反射層が設けられていても良い。これによって部分的に全反射による特定の角度で着色層7の色を観察することができる。印刷は、特定の形状の領域を有することができる。また、印刷の領域の形状は、テキスト、シグナル、象徴、マークとしてもよい。印刷は、認証情報、識別情報、個別情報を印刷の領域の形状、印刷の階調として記録できる。
(10)また、第1実施形態~第4実施形態の構成において、マイクロ凹凸構造層4を構成する複数のマイクロ構造体4Aの少なくとも一部に対し、図30に示すように、第1の面4Aaの一部若しくは全面を覆うように、光学変化層30を積層して設けても良い。光学変化層30は、上述の通り、可視光の波長を光学的に変化させる層である。光学変化層30は、誘電体層30A、金属層30B又はその双方の多層から構成されている。
金属層30Bは、純金属及び合金と出来る。金属は、アルミニウム、金、銀、プラチナ、ニッケル、錫、クロム、及びジルコニウムとでき、合金は、これらの金属の合金とできる。また、誘電体層30Aは、高屈折材料、低屈折材料又はその組み合わせによって形成できる。誘電体層は、金属や金属酸化物、酸化ケイ素、硫化金属、フッ化金属、金属窒化物とできる。金属酸化物は、酸化アルミニウム、酸化チタン等とできる。金属硫化物は、硫化亜鉛等とできる。フッ化金属はフッ化マグネシウムなどとできる。誘電体層は、単層又は多層である。
第1の面4Aaに設ける金属反射層30B1は、可視光領域の波長に対して、反射率の総和より透過率の総和が高くできる。
金属層30Bは、純金属及び合金と出来る。金属は、アルミニウム、金、銀、プラチナ、ニッケル、錫、クロム、及びジルコニウムとでき、合金は、これらの金属の合金とできる。また、誘電体層30Aは、高屈折材料、低屈折材料又はその組み合わせによって形成できる。誘電体層は、金属や金属酸化物、酸化ケイ素、硫化金属、フッ化金属、金属窒化物とできる。金属酸化物は、酸化アルミニウム、酸化チタン等とできる。金属硫化物は、硫化亜鉛等とできる。フッ化金属はフッ化マグネシウムなどとできる。誘電体層は、単層又は多層である。
第1の面4Aaに設ける金属反射層30B1は、可視光領域の波長に対して、反射率の総和より透過率の総和が高くできる。
この場合、堆積を繰り返すことで光学変化層30を形成したのち、塗布などによって、着色層7を形成する。光学変化層30を、マイクロ凹凸構造層側から順に、第1の誘電体多層と金属反射層と第2の誘電体層で構成することができる。この場合、光学変化層30を、第1の誘電体多層として干渉層(材料の例:NiとSiOの多層)、金属反射層(材料の例:Al)、第2の誘電体層としてフッ化撥水層(材料の例:MgF)の構成とできる。堆積は、物理堆積、化学堆積とできる。物理堆積は、真空蒸着、スパッタとできる。フッ化撥水層は、第2の面4Abに着色層を印刷、コートで形成する際に、第1の面4Aaに印刷のインキやコートされた樹脂が付着することを防止できる。これにより、第1の面4Aaに選択的に着色層を形成できる。また、第1の誘電体多層は、マイクロ凹凸構造層側から表示体を観察する条件で表示されるモチーフを着色する。金属反射層は、光を反射する。光の反射は、表示体の視認を向上させる。
干渉層は、異なる材料が多層として形成している。この材料には、金属、金属化合物、酸化ケイ素のいずれかを選択できる。金属は、ニッケル、アルミ、クロム、銀等とできる。金属化合物は、金属窒化物、金属酸化物、金属硫化物、金属フッ化物とできる。金属窒化物は、窒化アルミニウム、窒化チタン等とできる。金属酸化物は、酸化アルミニウム、酸化チタンとできる。金属硫化物は、硫化亜鉛とできる。金属フッ化物は、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウムとできる。干渉層は、可視光と干渉する。干渉層は、特定の波長域の光を反射する。金属反射層の材料は、金属とできる。金属は、アルミ、銀等とできる。フッ化撥水層の材料は、フッ化物とできる。フッ化物は金属フッ化物とできる。金属フッ化物は、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウムとできる。
この光学変化層30は、第1の誘電体多層と金属反射層と第2の誘電体層を、同一の堆積プロセスで形成できる。この堆積プロセスは真空蒸着で形成できる。 同じ種類(Type)の堆積プロセスとすることで、インライン、言い換えれば、一度のプロセスで光学変化層30を形成できる。この同一の堆積プロセスは、堆積の加工条件はそれぞれ異なってもよい。
より詳細には、光学変化層30は、マイクロ凹凸構造層の第1の面4Aaに、第1の誘電体多層を堆積し、次に、第1の誘電体多層を堆積したのと同じ種類の堆積で金属反射層を堆積し、次に、金属反射層を堆積したのと同じ種類の堆積で第2の誘電体層を堆積する方法で形成できる。
より詳細には、光学変化層30は、マイクロ凹凸構造層の第1の面4Aaに、第1の誘電体多層を堆積し、次に、第1の誘電体多層を堆積したのと同じ種類の堆積で金属反射層を堆積し、次に、金属反射層を堆積したのと同じ種類の堆積で第2の誘電体層を堆積する方法で形成できる。
以上の全実施形態及び変形で説明してきたように、本実施形態は、特定の色つき画像を特定角度で出現させる特殊な効果を有する。このため、偽造品の検出性が高い。その結果、偽造防止効果が高い。更には、表示体1越しに物品の固有情報を記載した印字層を確認した場合でも、固有情報を確認できる透明性を有しており、且つ、着色と、反射と透過の組み合わせにより、色の表現が豊富で視認性の良いマイクロ凹凸構造層による光学効果を得ることが可能である表示体1を提供することができる。
本実施形態では、マイクロ構造体の複製だけでは、光学効果の再現が不可能である、偽造防止効果の高い、かつ幅広い色表現ができる表示体1を提供することが可能となり、高い偽造防止効果を必要とするIDカードやパスポート、紙幣への利用が可能である。
また、上述のような表示体とすることにより、複数の観察方法で、それぞれ異なる視覚効果を有する、そのため、識別性の高い、表示体を得ることができる。
本実施形態では、マイクロ構造体の複製だけでは、光学効果の再現が不可能である、偽造防止効果の高い、かつ幅広い色表現ができる表示体1を提供することが可能となり、高い偽造防止効果を必要とするIDカードやパスポート、紙幣への利用が可能である。
また、上述のような表示体とすることにより、複数の観察方法で、それぞれ異なる視覚効果を有する、そのため、識別性の高い、表示体を得ることができる。
[実験結果]
以下に、機能層として着色層を適用した実施形態に係る表示体の実験結果を説明する。
(実験結果1)
本発明に係る表示体1をフォトポリマー法にて製造するため、以下手順にて実施した。本実験結果では、マイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8の屈折率差を出すため、マイクロ凹凸構造層4に高屈折材料を用い、視覚効果追加層8には低屈折材料を用いた。
はじめに、厚み23μmの透明ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムからなる支持体上に、視覚効果追加層8として高屈折率層を形成した。下記の視覚効果追加層インキ組成物を乾燥膜厚1μm以上2μm以下となるようにグラビア印刷法によって塗工し、窒素パージ環境下にて高圧水銀灯で300mJ/cm2の紫外線露光を行い乾燥させた。OP-38Zは硬化後屈折率1.38である。
以下に、機能層として着色層を適用した実施形態に係る表示体の実験結果を説明する。
(実験結果1)
本発明に係る表示体1をフォトポリマー法にて製造するため、以下手順にて実施した。本実験結果では、マイクロ凹凸構造層4と視覚効果追加層8の屈折率差を出すため、マイクロ凹凸構造層4に高屈折材料を用い、視覚効果追加層8には低屈折材料を用いた。
はじめに、厚み23μmの透明ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムからなる支持体上に、視覚効果追加層8として高屈折率層を形成した。下記の視覚効果追加層インキ組成物を乾燥膜厚1μm以上2μm以下となるようにグラビア印刷法によって塗工し、窒素パージ環境下にて高圧水銀灯で300mJ/cm2の紫外線露光を行い乾燥させた。OP-38Zは硬化後屈折率1.38である。
続いて、マイクロ凹凸構造層4を形成した。マイクロ構造体を形成する方法としては、ロールフォトポリマー法を利用した。
下記のマイクロ凹凸構造層インキ組成物を乾燥膜厚10μmとなるようにグラビア印刷法によって塗工した後に、塗工面に対して、鋸刃状凹凸構造を有する円筒状の原版を、プレス圧力を2Kgf/cm2、プレス温度を80℃、プレススピードを10m/minにて押し当てて成形加工を実施した。
成形と同時に、PETフィルム越しから、高圧水銀灯で300mJ/cm2の紫外線露光を行い、原版の凹凸形状がマイクロ凹凸構造層に形状転写されたと同時に硬化させた。成形後のマイクロ凹凸構造層における複数のマイクロ構造体となる「鋸刃状凹凸構造」は、深さ5μm、周期30μmであり、且つ垂直面と斜面から成る鋸刃状凹凸構造であった。
下記のマイクロ凹凸構造層インキ組成物を乾燥膜厚10μmとなるようにグラビア印刷法によって塗工した後に、塗工面に対して、鋸刃状凹凸構造を有する円筒状の原版を、プレス圧力を2Kgf/cm2、プレス温度を80℃、プレススピードを10m/minにて押し当てて成形加工を実施した。
成形と同時に、PETフィルム越しから、高圧水銀灯で300mJ/cm2の紫外線露光を行い、原版の凹凸形状がマイクロ凹凸構造層に形状転写されたと同時に硬化させた。成形後のマイクロ凹凸構造層における複数のマイクロ構造体となる「鋸刃状凹凸構造」は、深さ5μm、周期30μmであり、且つ垂直面と斜面から成る鋸刃状凹凸構造であった。
続いて着色層7を形成した。まず、平滑平面部分で50nmの厚みとなるように、マイクロ凹凸構造層の全面にアルミを真空蒸着して反射層を設け、更に、着色層形成インキをバーコーターを用い0.5μm以上1μm以下にて塗工後、乾燥させ、マイクロ凹凸構造層4全面に着色した。着色した表示体1をアルカリにてエッチングし、アルミに積層したインキをアルミ毎除去して垂直面のみ着色面を残した。更に、下記の隠蔽層形成インキを蒸着、塗工、エッチングの工程を繰り返すことによって着色層7に隣接する隠蔽層9を形成することで表示体1を得た。
「視覚効果追加層インキ組成物」
紫外線硬化型低屈樹脂(テ゛ィフェンサOP-3801 DIC製) 70.0質量部
MEK 30.0質量部
「マイクロ凹凸構造層インキ組成物」
紫外線硬化型高屈樹脂(ハイパーテックUR-108N 日産化学工業製)
「着色層形成インキ」
染料(VALIFAST YELLOW420 オリエント化学工業製) 3.4質量部
染料(VALIFAST ORANGE3209オリエント化学工業製) 1.6質量部
シランカップリング剤(DOWCORNINGZ6030 東レタ゛ウコーニンク゛製)
1.2質量部
ME 93.8質量部
「隠蔽層形成インキ」
染料(VALIFAST BLACK1807 オリエント化学工業製) 5.0質量部
シラン 1.2質量部
MEK 93.8質量部
紫外線硬化型低屈樹脂(テ゛ィフェンサOP-3801 DIC製) 70.0質量部
MEK 30.0質量部
「マイクロ凹凸構造層インキ組成物」
紫外線硬化型高屈樹脂(ハイパーテックUR-108N 日産化学工業製)
「着色層形成インキ」
染料(VALIFAST YELLOW420 オリエント化学工業製) 3.4質量部
染料(VALIFAST ORANGE3209オリエント化学工業製) 1.6質量部
シランカップリング剤(DOWCORNINGZ6030 東レタ゛ウコーニンク゛製)
1.2質量部
ME 93.8質量部
「隠蔽層形成インキ」
染料(VALIFAST BLACK1807 オリエント化学工業製) 5.0質量部
シラン 1.2質量部
MEK 93.8質量部
(実験結果2)
マイクロ構造の斜面側に着色層7が形成された表示体1の作成方法について説明する。視覚効果追加層8及びマイクロ凹凸構造層4の形成方法、使用インキについては実験結果1と同じである。着色層7の形成方法としては実験結果1に記載の方法と同様にバーコーターにて塗工し乾燥させた後、隠蔽層9のインキを塗工乾燥し、レーザーエッチングにより垂直面に着色層7と隠蔽層9が設けられた表示体1を得た。
本開示の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含むことができる。更に、本開示の範囲は、請求項により画される発明の特徴(feature)に限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴(feature)、その特徴(feature)のあらゆる組み合わせも含む。
マイクロ構造の斜面側に着色層7が形成された表示体1の作成方法について説明する。視覚効果追加層8及びマイクロ凹凸構造層4の形成方法、使用インキについては実験結果1と同じである。着色層7の形成方法としては実験結果1に記載の方法と同様にバーコーターにて塗工し乾燥させた後、隠蔽層9のインキを塗工乾燥し、レーザーエッチングにより垂直面に着色層7と隠蔽層9が設けられた表示体1を得た。
本開示の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含むことができる。更に、本開示の範囲は、請求項により画される発明の特徴(feature)に限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴(feature)、その特徴(feature)のあらゆる組み合わせも含む。
本開示で用いられる「部分」、「要素」、「画素」、「セル」、「セグメント」「単位」「表示体」、「物品」という用語は、物理的存在である。物理的存在は、物質的実施形態又は、物質に囲まれた空間的実施形態を指すことができる。物理的存在は、構造体とできる。構造体は、特定の機能を有するものとできる。特定の機能を有した構造体の組合せは、各構造体の各機能の組合せにより相乗的効果を発現できる。
本開示及び特に添付の特許請求の範囲内で使用される用語(例えば、添付の特許請求の範囲の本文)は、一般的に、「オープンな」用語として意図される。例えば、「有する」という用語は「少なくとも有する」と解釈すべきであり、「含む」という用語は「含むがそれに限定されない」などと解釈されるべきである。
また、用語、構成、フィーチャー、側面、実施形態を解釈する場合、図面を参照すべきである。図面により、直接的かつ明確な事項は、テキストと同等に、補正の根拠とすべきである。
本開示及び特に添付の特許請求の範囲内で使用される用語(例えば、添付の特許請求の範囲の本文)は、一般的に、「オープンな」用語として意図される。例えば、「有する」という用語は「少なくとも有する」と解釈すべきであり、「含む」という用語は「含むがそれに限定されない」などと解釈されるべきである。
また、用語、構成、フィーチャー、側面、実施形態を解釈する場合、図面を参照すべきである。図面により、直接的かつ明確な事項は、テキストと同等に、補正の根拠とすべきである。
更に、特定の数の導入されたクレーム記載が意図される場合、そのような意図はクレームに明示的に記載され、そのような記載がない場合、そのような意図は存在しない。例えば、理解を助けるために、以下の添付の特許請求の範囲は、「少なくとも1つ」及び「1つ又は複数」の導入句の使用を含み、請求の列挙を導入することができる。しかしながら、そのような語句の使用は、不定冠詞「a」又は「an」によるクレーム記載の導入が、そのようなクレームを含む特定のクレームを、そのような記載を1つだけ含む実施形態に限定することを意味すると解釈されるべきではない。「1つ以上」又は「少なくとも1つ」の冒頭の語句及び「a」又は「an」などの不定冠詞(例えば、「a」および/または「an」)は、少なくとも「少なくとも」を意味すると解釈されるべきである。「1つ」又は「1つ以上」)。クレーム記述を導入するために使用される明確な記事の使用についても同様である。
また、本願が優先権を主張する、日本国特許出願2017-241723号(2017年12月18日出願)及び日本国特許出願2017-251632号(2017年12月27日出願)の全内容は、参照により本開示に組み込まれる。
1 表示体
1S 表示面
4 マイクロ凹凸構造層
4A マイクロ構造体
4Aa 第1の面
4Ab 第2の面
4Ac 底面
5 基材層
6 保護層
7、7a、7b 着色層
8 視覚効果追加層
9、9a、9b隠蔽層
20 磁性粒子
21 磁石
30 光学変化層
30A、30A1、30A2 誘電体多層
30B、30B1、30B2 金属反射層
H 基準面
1S 表示面
4 マイクロ凹凸構造層
4A マイクロ構造体
4Aa 第1の面
4Ab 第2の面
4Ac 底面
5 基材層
6 保護層
7、7a、7b 着色層
8 視覚効果追加層
9、9a、9b隠蔽層
20 磁性粒子
21 磁石
30 光学変化層
30A、30A1、30A2 誘電体多層
30B、30B1、30B2 金属反射層
H 基準面
Claims (20)
- 基材層の下面位置若しくはマイクロ凹凸構造層の下面位置を基準面とし、その基準面上に、上記基準面に沿って複数のマイクロ構造体が配置されたマイクロ凹凸構造層を有し、
上記各マイクロ構造体は、側面視で上記基準面に対し傾斜した第1の面と、上記基準面に対する傾斜角が第1の面よりも大きな第2の面と有し且つ光を透過する材料からなる断面三角形形状のプリズム構造体からなり、
上記複数のマイクロ構造体の全部若しくは一部のマイクロ構造体における第2の面に、機能層を設けたことを特徴とする表示体。 - 上記第1の面に、可視光の波長を光学的に変化させる光学変化層が設けられ、上記光学変化層は、誘電体多層と金属反射層の積層体から構成されることを特徴とする請求項1に記載した表示体。
- 上記機能層は、可視光の波長を光学的に変化させる光学変化層であり、その光学変化層は、誘電体多層と金属反射層の積層体から構成され
上記第2の面に積層された上記光学変化層に対し、上記第1の面に積層された上記光学変化層が厚く、上記第2の面に備えた上記金属反射層は、可視光領域において反射率の総和に比べて透過率の総和が高く、上記第1の面に備えた上記金属反射層は、上記反射率の総和に比べて上記透過率の総和が低いことを特徴とする請求項2に記載した表示体。 - 上記マイクロ構造体を配置する領域を複数有し、上記複数の領域において、少なくとも一部の領域で上記第2の面に積層された上記光学変化層の層厚と上記第1の面に積層された上記光学変化層の層厚の差が、他の領域と異なっていることを特徴とする請求項3に記載した表示体。
- 上記機能層は、顔料、インキ、金属、樹脂のいずれか又はその組み合わせから構成される着色層であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載した表示体。
- 上記機能層を設ける上記マイクロ構造体は、内部に複数の磁性粒子を含有し、上記第2の面側に集積した複数の磁性粒子で、上記機能層を構成することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載した表示体。
- 上記機能層を設ける上記マイクロ構造体は、気体、液体又は固体からなることを特徴とする請求項6に記載した表示体。
- 上記マイクロ凹凸構造層は、可視光が入射した際に、少なくとも特定の波長に対して吸収よりも透過の比率が高いことを特徴とする請求項1~請求項7のいずれかに記載した表示体。
- 上記マイクロ凹凸構造層は、上記基準面に直交した方向から、可視光を照射する場合と、上記直交した方向とは異なる特定の方向から可視光を照射する場合とで、反射率が異なることを特徴とする請求項1~請求項8のいずれかに記載した表示体。
- 上記マイクロ構造体を配置する領域を複数有し、且つ上記複数のマイクロ構造が周期的な構造で構成され、少なくとも一部の領域同士の周期性が、互いに異なっていることを特徴とする請求項1~請求項9のいずれかに記載した表示体。
- 上記複数のマイクロ構造の上記周期が、1μm以上300μm以下の範囲であることを特徴とする請求項10に記載した表示体。
- 上記マイクロ凹凸構造層の上記基準面側の少なくとも一部に視覚効果追加層が設けられ、
上記視覚効果追加層は、印刷層、反射層、上記マイクロ凹凸構造層とは屈折率が異なる層のいずれか又はその組み合わせからなることを特徴とする請求項1~請求項11のいずれか1項に記載した表示体。 - 上記マイクロ構造体を配置する領域を複数有し、領域毎に設ける上記視覚効果追加層が異なることを特徴とする請求項12に記載した表示体。
- 上記視覚効果追加層は、上記第1の面の傾斜角あるいは上記光学変化層の反射光の波長域、または、透過光の波長域を吸収する吸収層であることを特徴とする請求項12又は請求項13に記載した表示体。
- 上記マイクロ構造体を配置する領域を複数有し、領域毎に、マイクロ構造体の第1の面の傾斜角及びマイクロ構造体の向きのうちの一方又は両方が異なることを特徴とする請求項1~請求項14のいずれか1項に記載した表示体。
- 上記マイクロ構造体を配置する領域を複数有し、領域毎に、上記マイクロ構造体に設ける上記機能層が異なることを特徴とする請求項1~請求項15のいずれか1項に記載した表示体。
- 上記機能層の全部若しくは一部の機能層の上に、隠蔽層が設けられていることを特徴とする請求項1~請求項16のいずれか1項に記載した表示体。
- 上記マイクロ構造体を配置する領域を複数有し、領域毎に、上記マイクロ構造体に設ける上記隠蔽層が異なることを特徴とする請求項17に記載した表示体。
- 上記マイクロ凹凸構造層の上記基準面とは反対の面側に、上記マイクロ凹凸構造層の凹凸を被覆し且つ光を透過する材料からなる保護層を有することを特徴とする請求項1~請求項18のいずれか1項に記載した表示体。
- 請求項6に記載した表示体の製造方法であって、
外部から付加する磁力によって、上記マイクロ構造体内の磁性粒子を上記第2の面側に集積させる工程を有することを特徴とする表示体の製造方法。
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