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JP2016212159A - 表示体、物品、原版、および、原版の製造方法 - Google Patents

表示体、物品、原版、および、原版の製造方法 Download PDF

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JP2016212159A JP2015093428A JP2015093428A JP2016212159A JP 2016212159 A JP2016212159 A JP 2016212159A JP 2015093428 A JP2015093428 A JP 2015093428A JP 2015093428 A JP2015093428 A JP 2015093428A JP 2016212159 A JP2016212159 A JP 2016212159A
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Abstract

【課題】像における色の多様性を高めることができる表示体、物品、表示体の製造に用いられる原版、および、原版の製造方法を提供する。
【解決手段】表示体の反射面21sは、複数の第1反射面21a、複数の第2反射面21b、および、第3反射面21cを含む。反射面21sと対向する平面視において、各第1反射面21aと各第2反射面21bとは、略正方形状を有する矩形面であり、互いに隣り合う矩形面の隙間が第3反射面21cによって埋められている。基材の厚さ方向において、第1反射面間距離DR1は、第1の有彩色の光を射出する距離であり、第2反射面間距離DR2は、第1の有彩色とは異なる第2の有彩色の光を射出する距離である。反射面21sは、第1の有彩色の光と第2の有彩色の光とを含む第3の有彩色の光を射出する。
【選択図】図3

Description

本発明は、偽造を防止する構造体として用いることが可能な表示体、表示体を備える物品、表示体の製造に用いられる原版、および、原版の製造方法に関する。
紙幣、商品券、および、小切手などの有価証券類、クレジットカード、キャッシュカード、および、IDカードなどのカード類、パスポート、および、免許証などの証明書類には、これらの偽造を防止するために、染料や顔料などによる印刷物とは異なる視覚的な効果を有する表示体が貼り付けられている。
印刷物とは異なる視覚的な効果を有している表示体として、複数のレリーフ型回折格子を備える表示体が知られている。複数のレリーフ型回折格子の間においては、溝の延びる方向、または、格子定数が互いに異なり、それによって、虹色に変化する像を表示体は表示することができる(例えば、特許文献1参照)。
こうした表示体は、物品の偽造を防止する目的で広く用いられているため、表示体に用いられている技術も広く知られている。結果として、表示体が偽造される可能性が高まりつつあるため、虹色に変化する像を表示する表示体よりも偽造を防止する効果が高い表示体が求められている。
近年では、偽造の防止効果を高めることを目的として、レリーフ型回折格子を備える表示体とは異なる視覚的な効果を有する表示体が提案されている。この表示体は、複数の第1面と第2面とから構成される凹凸構造を有し、複数の波長の光から構成される混色である有彩色を有した光を射出する(例えば、特許文献2参照)。
米国特許第5058992号明細書 特許第4983899号
ところで、上述の表示体では、複数の第1面と第2面との間の距離によって、表示体の射出する光の色が一意に決まる。そのため、表示体が表示することの可能な像の色は、表示体において実現することが可能な第1面と第2面との距離によって限定される。それゆえに、表示体には、より多用な色の像を表示できることが求められている。
本発明は、像における色の多様性を高めることができる表示体、物品、表示体の製造に用いられる原版、および、原版の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決する表示体は、被覆面を備える基材と、前記被覆面の少なくとも一部を被覆する反射層と、を備える。前記反射層の表面は、複数の第1反射面、複数の第2反射面、および、第3反射面を含み、前記反射層の表面と対向する平面視において、各第1反射面と各第2反射面とは、略正方形状を有する矩形面であり、互いに隣り合う前記矩形面の隙間が前記第3反射面によって埋められ、かつ、前記基材の厚さ方向において、前記第1反射面と前記第3反射面との間の距離は、前記第1反射面において反射された光と前記第3反射面において反射された光との干渉によって前記反射層の表面が第1の有彩色の光を射出する距離であり、かつ、前記基材の厚さ方向において、前記第2反射面と前記第3反射面との間の距離は、前記第2反射面において反射された光と前記第3反射面において反射された光との干渉によって、前記反射層の表面が前記第1の有彩色とは異なる第2の有彩色の光を射出する距離であり、かつ、前記反射層の表面は、前記第1の有彩色の光と前記第2の有彩色の光とを含む第3の有彩色の光を射出する。
上記課題を解決するための物品は、表示体と、前記表示体を支持する支持部と、を備え、前記表示体が上記表示体である。
上記課題を解決するための原版は、表示体の製造に用いられる原版である。1つの面を有した基板と、前記基板の前記1つの面に形成されて、前記基板に接する面とは反対側の面である転写面を有するレジスト層と、を備える。前記転写面は、複数の第1転写面、複数の第2転写面、および、第3転写面を含み、前記転写面の転写によって、前記表示体の被覆面が形成され、前記被覆面のうち、前記第1転写面によって第1被覆面が形成され、前記第2転写面によって第2被覆面が形成され、前記第3転写面によって第3被覆面が形成され、前記転写面と対向する平面視において、各第1転写面および各第2転写面は略正方形状を有した矩形転写面であり、互いに隣り合う前記矩形転写面の隙間が前記第3転写面によって埋められ、かつ、前記基板の厚さ方向において、前記第1転写面と前記第3転写面との間の距離は、前記被覆面を覆う反射層の表面のうち、前記第1被覆面の上に形成された部分において反射された光と、前記第3被覆面の上に形成された部分において反射された光との干渉によって前記反射層の表面が第1の有彩色の光を射出する大きさであり、かつ、前記基板の厚さ方向において、前記第2転写面と前記第3転写面との間の距離は、前記反射層の表面のうち、前記第2被覆面の上に形成された部分において反射された光と、前記第3被覆面の上に形成された部分において反射された光との干渉によって前記反射層の表面が前記第1の有彩色とは異なる第2の有彩色の光を射出する大きさであり、かつ、前記転写面は、前記反射層の表面が、前記第1の有彩色の光と前記第2の有彩色の光とを含む第3の有彩色の光を射出するように構成されている。
上記課題を解決するための原版の製造方法は、表示体の製造に用いられる原版の製造方法である。基板の1つの面にレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層を露光する工程と、露光された前記レジスト層を現像して、前記レジスト層に転写面を形成する工程と、を含む。前記露光する工程では、前記現像する工程の後において、前記転写面が、複数の第1転写面、複数の第2転写面、および、第3転写面を含み、前記転写面の転写によって、前記表示体の被覆面が形成され、前記被覆面のうち、前記第1転写面によって第1被覆面が形成され、前記第2転写面によって第2被覆面が形成され、前記第3転写面によって第3被覆面が形成され、前記転写面と対向する平面視において、各第1転写面は略正方形状を有した矩形転写面であり、互いに隣り合う前記矩形転写面の隙間が前記第3転写面によって埋められ、かつ、前記基板の厚さ方向において、前記第1転写面と前記第3転写面との間の距離は、前記被覆面を覆う反射層の表面のうち、前記第1被覆面の上に形成された部分において反射された光と、前記第3被覆面の上に形成された部分において反射された光との干渉によって、前記反射層の表面が第1の有彩色の光を射出する大きさであり、かつ、前記基板の厚さ方向において、前記第2転写面と前記第3転写面との間の距離は、前記反射層の表面のうち、前記第2被覆面の上に形成された部分において反射された光と、前記第3被覆面の上に形成された部分において反射された光との干渉によって前記反射層の表面が前記第1の有彩色とは異なる第2の有彩色の光を射出する大きさであり、前記転写面は、前記反射層の表面が、前記第1の有彩色の光と前記第2の有彩色の光とを含む第3の有彩色の光を射出する構成となるように、前記レジスト層を露光する。
上記構成によれば、表示体に対して白色光が入射すると、第1反射面において反射する光と、第3反射面において反射する光との間で、光路長、すなわち、幾何学的な距離に屈折率を乗じた値に差が生じるため、表示体では、光路長に応じた光の干渉によって、特定の波長の光が弱めあう。そのため、第1反射面と第3反射面とを含む領域から射出される光は、白色ではなく、第1反射面と第3反射面との間の距離によって決められる所定の波長を有した光であって、所定の有彩色である第1の有彩色を有した光である。
これに対して、第2反射面において反射する光と、第3反射面において反射する光との間においても、光路長に差が生じるため、表示体では、光路長に応じた光の干渉によって、特定の波長の光が弱め合う。しかも、第2反射面と第3反射面との間の距離は、第1反射面と第3反射面との間の距離と異なるため、第2反射面と第3反射面とを含む領域から射出される光は、第1反射面と第3反射面とを含む領域から射出される光とは異なる波長を有する光であって、異なる有彩色である第2の有彩色を有した光である。
そして、表示体は、第1の有彩色と第2の有彩色とを含む第3の有彩色の光を射出するため、第3の有彩色の光は、2つの有彩色が加法混色された色である。それゆえに、第3の有彩色は、第1の有彩色および第2の有彩色の各々と比べて、彩度が低い色になる。結果として、第1反射面と第3反射面とのみを備える構成、および、第2反射面と第3反射面とのみを備える構成では表示することのできない色が得られるため、表示体の表示する像の色における多様性を高めることができる。
上記表示体では、前記反射層の表面と対向する平面視において、前記第1反射面の一辺の長さが第1長さであり、各第1反射面が有する前記第1長さと、他の残りの前記第1反射面が有する前記第1長さとが互いに略等しく、前記反射層の表面と対向する平面視において、前記第2反射面の一辺の長さが第2長さであり、各第2反射面が有する前記第2長さと、他の残りの前記第2反射面が有する前記第2長さとが互いに略等しく、前記第1長さと前記第2長さとが互いに異なることが好ましい。
上記表示体によれば、第1長さと第2長さとが互いに異なるため、各反射面が占有する面積や、各反射面の配置に関する設計の自由度が高められる。
上記表示体では、前記基材の厚さ方向において、前記第1反射面と前記第3反射面との間の距離が、前記第2反射面と前記第3反射面との間の距離よりも大きく、前記第1長さが、前記第2長さよりも小さくてもよい。
第1反射面と第3反射面との間の距離が大きいほど、第1反射面から射出された光と第3反射面から射出された光との干渉による光の波長が大きくなり、第2反射面と第3反射面との間の距離が大きいほど、第2反射面から射出された光と第3反射面から射出された光との干渉による光の波長が大きくなる。一方で、光の散乱角は、光の有する波長が小さいほど大きくなる。
この点で、上記表示体によれば、散乱角の小さい光の射出に寄与する第2反射面の面積が、散乱角の大きい光の射出に寄与する第1反射面の面積よりも大きい。そのため、反射層の表面と対向する平面視において、散乱角の小さい光が射出される面積が大きくなりやすい。それゆえに、第1反射面と第3反射面とによって生じる光と、第2反射面と第3反射面とによって生じる光とが、混合されやすくなる。
上記表示体では、前記反射層の表面と対向する平面視において、各矩形面は、他の残りの前記矩形面から離れ、かつ、前記複数の矩形面は、前記反射層の表面の中にランダムに配置されていてもよい。
上記表示体によれば、反射層の表面の中で、矩形面がランダムに配置されているため、反射層の表面から光が射出される方向に偏りが生じにくくなる。それゆえに、所定の方向に対して光が射出される構成と比べて、反射層の表面から射出された光が視認される領域が拡がる。
上記表示体では、前記反射層の表面と対向する平面視において、各矩形面は、他の残りの前記矩形面から離れ、かつ、前記複数の矩形面は、複数の仮想線の各々に沿って複数ずつ並び、前記複数の仮想線と交差する直線上において、互いに隣り合う前記仮想線の間の距離には、互いに異なる大きさが含まれてもよい。
上記表示体によれば、仮想線の各々の上に、複数の矩形面が並んでいるため、各仮想線上の複数の矩形面と、反射層の表面と対向する平面視において、第3反射面のうち、互いに隣り合う矩形面の間に位置する部分とが、1つの疑似面を形成していると見なすことができる。これにより、仮想線上に並ぶ矩形面と仮想線間に位置する第3反射面との間における反射光の干渉によって有彩色の光が生成され、有彩色の光の射出される方向には、反射層の表面と対向する平面視において、仮想線の延びる方向とほぼ直交する方向への指向性が与えられる。それゆえに、表示体が、所定の有彩色を有した光を射出しつつ、光を等方的に射出する構成と比べて、動的に変わる像を表示することができる。
上記表示体において、前記反射層の表面は、複数の前記第1反射面、および、複数の前記第2反射面を含む第1表示部と、複数の前記第1反射面、および、複数の前記第2反射面を含む第2表示部と、を含み、前記第1表示部、および、前記第2表示部の各々において、複数の前記仮想線が設定され、かつ、1つの前記仮想線が他の残りの前記仮想線と互いに平行であり、前記第1表示部における前記仮想線の延びる方向が第1方向であり、前記第2表示部における前記仮想線の延びる方向が前記第2方向とは異なる第2方向であり、前記第1方向と前記第2方向とが形成する角度が10°以下であってもよい。
上記表示体によれば、第1表示部における仮想線の延びる方向と、第2表示部における仮想線の延びる方向とが形成する角度が10°以下に抑えられている。そのため、各仮想線の延びる方向と、観察者の視線の方向とが形成する角度が変わるに連れて、第1表示部と第2表示部との間において輝度が連続的に変わる。
上記表示体では、前記反射層の表面と対向する平面視において、前記反射層の表面は、少なくとも1つの前記第1反射面が位置する領域である第1領域と、少なくとも1つの前記第2反射面が位置する領域である第2領域と、少なくとも1つの前記第1反射面と少なくとも1つの前記第2反射面とが位置する領域である第3領域と、を含んでもよい。
上記表示体によれば、第1の有彩色を有する光と、第2の有彩色を有する光とが、1つの領域である第3領域から射出されるため、第1の有彩色が射出される領域と、第2の有彩色が射出される領域とが分かれている構成と比べて、第1の有彩色と第2の有彩色とを高い解像度で混色することができる。
上記表示体では、前記反射層の表面において、全ての前記第1反射面の占有する面積が第1反射面積であり、前記反射層の表面において、全ての前記矩形面の占有する面積が矩形面積であり、前記矩形面積は、前記反射層の表面の全体が有する面積に対して15%以上50%以下であり、前記第1反射面積は、前記矩形面積に対して70%以上100%未満であることが好ましい。
複数の矩形面が反射層の表面の全体に対して占有する面積が50%であるとき、反射層から射出される有彩色を有する光の光量を最大にすることができる。また、複数の矩形面が反射層の表面の全体に対して占有する面積が15%以上であるとき、観察者が有彩色を有する光を視認することができる程度に十分な光量の光が、反射層から射出される。この点で、上記表示体の他の態様によれば、反射層から視認可能な光量の光が射出される。
さらに、第1反射面積は、矩形面積に対して70%以上であるため、表示体が射出する光において、第1の有彩色を有する光の光量が支配的になる。すなわち、表示体が表示する像の色において、第1の有彩色が支配的になり、第2の有彩色は、第1の有彩色を修飾する付加的な色になる。それゆえに、表示体が表示する像の色における色相を第1の有彩色の色相から大きく変えることなく、像の色における彩度を制御することが可能である。
上記表示体において、複数の前記第1反射面、複数の前記第2反射面、および、前記第3反射面から第3表示部が構成され、複数の前記第1反射面、複数の前記第2反射面、および、前記第3反射面から第4表示部が構成され、前記第3表示部と前記第4表示部との各々において、全ての前記第1反射面が占有する面積が第1単位面積であり、全ての前記第2反射面が占有する面積が第2単位面積であり、全ての前記矩形面が占有する面積が第3単位面積であり、前記第3単位面積に対する前記第2単位面積の百分率が、第2反射面比であり、前記第3表示部における前記第1単位面積と、前記第4表示部における前記第1単位面積とが互いに略等しく、前記第3表示部における前記第2反射面比と、前記第4表示部における前記第2反射面比とは、1%以上30%未満の範囲に含まれてもよい。
上記表示体によれば、2つの表示部の間において、第1単位面積が略等しいため、2つの表示部の間において、各表示部から射出される光の色がばらつくことが抑えられる。また、第1単位面積は第3単位面積に対して70%以上であるため、表示体が射出する光において、第1の有彩色を有する光の光量が支配的になる。すなわち、表示体が表示する像の色において、第1の有彩色が支配的になり、第2の有彩色は、第1の有彩色を修飾する付加的な色になる。一方で、2つの表示部の間において、第2反射面比には、1%以上30%未満の範囲から選択される複数の値が含まれ得る。そのため、表示体が表示する像の色における色相を第1の有彩色の色相から大きく変えることなく、像の色における彩度に多様性を持たせることができる。
上記表示体では、前記基材の厚さ方向において、前記第1反射面と前記第2反射面との間の距離が、0.02μm以上0.1μm以下であってもよい。
上記表示体によれば、第1反射面と第2反射面との間の距離が、第1の有彩色と第2の有彩色との間において、色相が大きく変わらない程度に小さい。一方で、表示体が、第1の有彩色と第2の有彩色との混色によって、第1反射面と第3反射面とのみを備える構成、または、第2反射面と第3反射面とのみを備える構成によっては実現することができない中間色を有する光を表示体が射出することができる。
上記表示体では、前記基材の厚さ方向において、前記第1反射面と前記第2反射面との間の距離が、0.2μm以上0.45μm以下であってもよい。
上記表示体によれば、第1反射面と第2反射面との間の距離が、第1の有彩色と第2の有彩色との間において、色相が大きく異なる程度に大きい。そのため、上記構成によれば、色相が互いに異なる2つの色を混色することで、表示体が、第1反射面と第3反射面とのみを備える構成、または、第2反射面と第3反射面とのみを備える構成によっては実現することができない中間色を有する光を表示体が射出することができる。
上記表示体において、前記反射層の表面には、前記反射層の表面に入射した光を回折する回折部、前記反射層の表面に入射した光の反射を防止する反射防止部、前記反射層の表面に入射した光を散乱する光散乱部の少なくとも1つが形成されていてもよい。
上記表示体によれば、回折部、反射防止部、および、光散乱部の少なくとも1つが反射面に形成されている分、表示体には、所定の有彩色を有した光を射出する以外の光学的な機能が付加される。
本発明によれば、表示体が表示する像における色の多様性を高めることができる。
本発明の表示体を具体化した第1実施形態における表示体の平面構造を示す平面図である。 図1のI−I線に沿う表示体の一部断面構造を示す部分断面図である。 表示体の一部断面構造を拡大して示す部分拡大断面図である。 反射面と対向する方向から見た1つの表示部の平面構造を示す平面図である。 格子定数が相対的に小さい回折格子が+1次回折光を射出している状態を模式的に示す模式図である。 格子定数が相対的に大きい回折格子が+1次回折光を射出している状態を模式的に示す模式図である。 表示部における反射層に対応する構造体の斜視構造を示す斜視図である。 表示部における第1反射面と第3反射面との作用を説明するための作用図である。 表示部における第2反射面と第3反射面との作用を説明するための作用図である。 表示部の作用を説明するための作用図である。 回折格子の作用を説明するための作用図である。 本発明の物品をICカードとして具体化した第1実施形態におけるICカードの平面構造を示す平面図である。 図12におけるII−II線に沿うICカードの断面構造を示す断面図である。 原版の製造方法における手順を説明するためのフローチャートである。 原版の斜視構造を示す斜視図である。 変形例の表示体が備える反射防止部の一例における斜視構造を示す斜視図である。 変形例の表示体が備える光散乱部の一例における斜視構造を示す斜視図である。 変形例における反射面と対向する方向から見た1つの表示部の平面構造を示す平面図である。 変形例における表示体の一部断面構造を拡大して示す部分拡大断面図である。 変形例における表示体の一部断面構造を示す部分断面図である。 本発明の表示体を具体化した第2実施形態における反射面と対向する方向から見た1つの表示部の平面構造を示す平面図である。 ヘアライン加工を用いて形成される構造体の一例を示す平面図である。 反射面と対向する方向から見た複数の表示部の平面構造を示す平面図である。 表示部の作用を説明するための作用図である。
[第1実施形態]
図1から図11を参照して、本発明の表示体、物品、原版、および、原版の製造方法を具体化した第1実施形態を説明する。以下では、表示体の構成、表示体の作用、物品の構成、表示体の製造方法、および、原版の製造方法を順番に説明する。
[表示体の構成]
図1から図4を参照して、表示体の構成を説明する。なお、図1では、図示の便宜上から、表示体の備える反射層の図示が省略されている。
図1が示すように、表示体10は、板形状を有する基材11を備え、表示体10には、第1表示領域12、第2表示領域13、および、第3表示領域14が区画されている。各表示領域は、複数の表示部を含んでいる。第1表示領域12は、アルファベットの「A」を表示し、第2表示領域13は、アルファベットの「B」を表示し、第3表示領域14は、アルファベットの「C」を表示する。表示体10は、第1表示領域12、第2表示領域13、および、第3表示領域14によって、文字列「ABC」を表示する。
なお、表示体10は、2つ以下の表示領域を備えていてもよいし、4つ以上の表示領域を備えていてもよい。また、各表示領域は、文字以外の画像、例えば、数字、記号、および、絵柄などの像を表示してもよい。
図2は、図1に示されるI−I線に沿う断面構造であって、第1表示領域12の一部における断面構造を示している。なお、第2表示領域13、および、第3表示領域14の各々は、表示体10における位置が第1表示領域12とは異なるものの、所定の有彩色を有した光を射出するための構成は第1表示領域12と共通している。そのため、以下では、第1表示領域12の構成を詳しく説明し、第2表示領域13の構成、および、第3表示領域14の構成の各々の説明を省略する。
図2が示すように、表示体10は、光透過性を有する基材11と、反射層21とを備えている。基材11は、支持層22と凹凸層23とから構成され、凹凸層23のうち、支持層22とは反対側の面が、凹凸面である被覆面23sである。基材11は、支持層22と凹凸層23とから構成されているが、被覆面23sを有する1つの層のみから構成されていてもよい。
被覆面23sは、複数の第1被覆面23a、複数の第2被覆面23b、および、第3被覆面23cを含んでいる。基材11の厚さ方向において、第1被覆面23aの位置と、第2被覆面23bとの位置が互いに異なり、第3被覆面23cの位置は、第1被覆面23aの位置と第2被覆面23bの位置との両方と異なっている。
反射層21は、被覆面23sの全体を覆っているが、被覆面23sの少なくとも一部である第1被覆面23a、第2被覆面23b、および、第3被覆面23cを覆っていればよい。反射層21のうち、凹凸層23の被覆面23sに接する面が、反射層21の表面の一例である反射面21sである。本実施形態では、表示体10のうち、支持層22から光が入射するため、反射層21のうち、基材11の被覆面23sと接する面が、表示体10に入射した光を反射する反射面21sである。
反射層21は、表示体10に入射する光の反射する効率を高めるため、反射層を備えていない構成と比べて、表示体10から射出される光の光量が大きくなる。それゆえに、反射層21によれば、表示体10の視認性が高まる。
なお、反射層21に対して基材11とは反対側から反射層21に光が入射してもよい。この場合には、反射層21のうち、被覆面23sに接する面とは反対側の面が反射面として機能する。
反射面21sは、複数の第1反射面21a、複数の第2反射面21b、および、第3反射面21cを含んでいる。基材11の厚さ方向において、第1反射面21aの位置と第2反射面21bの位置とが互いに異なり、かつ、第3反射面21cの位置は、第1反射面21aの位置と、第2反射面21bの位置との両方と異なっている。一方で、各第1反射面21aの位置は、他の残りの第1反射面21aと互いに等しく、各第2反射面21bの位置は、他の残りの第2反射面21bと互いに等しい。各第1反射面21a、各第2反射面21b、および、第3反射面21cは、それぞれ平坦面であり、各第1反射面21aと第3反射面21cとは互いに略平行であり、各第2反射面21bと第3反射面21cとは互いに略平行である。
すなわち、反射面21sのうち、第1被覆面23aと接する部分が第1反射面21aであり、第2被覆面23bと接する部分が第2反射面21bであり、第3被覆面23cと接する部分が第3反射面21cである。
基材11の厚さ方向に沿う反射層21の厚さは、例えば、30nm以上150nm以下であり、反射層21のうち、第1反射面21aにおける厚さ、第2反射面21bにおける厚さ、および、第3反射面21cにおける厚さは、互いに等しい。
図3が示すように、基材11の厚さ方向において、第1反射面21aと第3反射面21cとの間の距離が第1反射面間距離DR1である。第1反射面間距離DR1は、第1反射面21aにおいて反射された光である第1反射光RL1と、第3反射面21cにおいて反射された光である第3反射光RL3との干渉によって、反射面21sが、第1の有彩色の光を射出する大きさである。
基材11の厚さ方向において、第2反射面21bと第3反射面21cとの間の距離が、第2反射面間距離DR2であり、第2反射面間距離DR2は、第1反射面間距離DR1よりも大きい。第2反射面間距離DR2は、第2反射面21bにおいて反射された光である第2反射光RL2と、第3反射面21cにおいて反射された光である第3反射光RL3との干渉によって、反射面21sが、第1の有彩色とは異なる第2の有彩色の光を射出する大きさである。
反射面21sに白色光が入射すると、複数の第1反射面21aの各々において反射された第1反射光RL1と、第3反射面21cにおいて反射された第3反射光RL3との間で、光路長、すなわち、幾何学的な距離に対して屈折率を乗じた値に差が生じる。そして、こうした光路長の差に応じた光の干渉によって、反射面21sにおける特定の波長を有する回折光の回折効率が低められ、かつ、他の波長を有する光の回折効率が低められることが抑えられる。これにより、反射面21sが、所定の有彩色、すなわち、第1反射面間距離DR1に固有の有彩色を有した光を射出する。
また、複数の第2反射面21bの各々において反射された第2反射光RL2と、第3反射面21cにおいて反射された第3反射光RL3との間においても、第1反射光RL1と第3反射光RL3との間と同様、光路長に差が生じる。そのため、反射面21sは、第2反射面間距離DR2に固有の有彩色であって、第1反射面間距離DR1に固有の有彩色とは異なる色を有した光を射出することができる。
結果として、反射面21sは、第1反射光RL1と第3反射光RL3とによって生じる第1の有彩色を有した光と、第2反射光RL2と第3反射光RL3とによって生じる第2の有彩色を有した光とを含む第3の有彩色を有した光を射出する。つまり、表示体10によれば、第1反射面21aと第3反射面21cとのみを備える構成、および、第2反射面21bと第3反射面21cとのみを備える構成では表示することができない色を得ることができる。そのため、表示体10の表示する像における色の多様性を高めることができる。
反射面21sが、第1の有彩色の光、および、第2の有彩色の光を射出するためには、以下の構成であることが好ましい。すなわち、第1反射面21aに接する第1被覆面23aと第3反射面21cに接する第3被覆面23cとの間の距離が第1被覆面間距離DC1であり、第2反射面21bに接する第2被覆面23bと第3反射面21cに接する第3被覆面23cとの間の距離が第2被覆面間距離DC2である。そして、第1被覆面間距離DC1および第2被覆面間距離DC2の各々が、例えば、0.05μm以上0.5μm以下の範囲に含まれることが好ましく、0.15μm以上0.4μmの範囲に含まれることがより好ましい。
第1被覆面間距離DC1および第2被覆面間距離DC2の各々が0.05μm以上であるとき、可視光の波長の範囲に含まれる光を弱めることができるため、反射面21sが射出する光の色が、白色よりも彩度の高い色を有する。また、第1被覆面間距離DC1および第2被覆面間距離DC2の各々が0.05μm以上であるとき、表示体10を製造するときの外的な要因、例えば、製造装置の状態、表示体10を製造する環境の変動、表示体10の形成材料における組成の変化が、表示体10の光学的な性質に影響を及ぼしにくい。そして、第1被覆面間距離DC1および第2被覆面間距離DC2が0.5μm以下であるとき、第1被覆面間距離DC1および第2被覆面間距離DC2がより大きい構成と比べて、被覆面23sをより高い形状の精度、および、寸法の精度で形成することができる。
なお、反射層21に対して基材11とは反対側から反射層21に光が入射する構成では、反射層21のうち、凹凸層23に接する面とは反対側の面が反射層として機能する。そのため、反射層21のうち、第1反射面21aにおける厚さ、第2反射面21bにおける厚さ、および、第3反射面21cにおける厚さが互いに等しい前提では、第1被覆面間距離DC1および第2被覆面間距離DC2の各々が上述した範囲を満たしていればよい。これにより、第1反射面間距離DR1および第2反射面間距離DR2の各々は、各距離に固有の有彩色の光を反射面が射出することができる大きさになる。
また、反射層21のうち、第1反射面21aにおける厚さ、第2反射面21bにおける厚さ、および、第3反射面21cにおける厚さが互いに異なる構成であっても、以下の構成が満たされていればよい。すなわち、第1反射面間距離DR1が、第1被覆面間距離DC1における上述の範囲を満たし、かつ、第2反射面間距離DR2が、第2被覆面間距離DC2における上述の範囲を満たしていればよい。
基材11の厚さ方向において、第1反射面21aと第2反射面21bとの間の距離である第3反射面間距離DR3は、例えば、0.02μm以上0.1μm以下であればよい。第3反射面間距離DR3が上述の範囲に含まれるとき、第1の有彩色における色相と、第2の有彩色における色相とが大きく変わらない。一方で、第1の有彩色と第2の有彩色とを混色することの効果によって、反射面21sは、第1の有彩色と第2の有彩色との各々とは異なる中間色を有する第3の有彩色の光を射出することができる。
2つの有彩色の中間色である第3の有彩色は、第1の有彩色、および、第2の有彩色の各々と比べて、第3の有彩色と同一の色を再現することがより難しい。この点で、表示体10が表示体10の付された物品の偽造を防止する目的で用いられたときには、表示体10、ひいては、表示体10を備える物品の偽造がより難しくなる。
また、第3反射面間距離DR3は、例えば、0.2μm以上0.45μm以下であってもよい。第3反射面間距離DR3が上述の範囲に含まれるとき、第1の有彩色における色相と、第2の有彩色における色相とが大きく異なる。そして、第3の有彩色は、色相が互いに異なる2つの色の混色になるため、第1の有彩色、および、第2の有彩色の各々よりも複雑な中間色になる。
第1被覆面23aと第3被覆面23cとの間を繋ぐ側面23d、および、第2被覆面23bと第3被覆面23cとを繋ぐ側面23dは、第3被覆面23cに対して略垂直であるが、側面23dは、第3被覆面23cの法線方向に対して傾きを有していてもよい。ただし、側面23dと第3被覆面23cとが形成する角度は、垂直に近いほど好ましく、側面23dと第3被覆面23cとが形成する角度が垂直に近いほど、反射面21sの射出する光の色における彩度が高まる。
なお、反射層21のうち、側面23dを覆う部分では、基材11の厚さ方向と直交する方向の厚さが、反射層21のうち、第1反射面21a、第2反射面21b、および、第3反射面21cの各々における部分での基材11の厚さ方向に沿う厚さよりも小さい。
図4は、第1表示領域12の一部であって、第1表示領域12を構成する複数の表示部12pのうちの1つを拡大して示している。なお、図4では、表示部12pが正方形形状を有しているが、表示部12pは、正方形形状以外の矩形形状、三角形形状、円形状、および、楕円形状などを有していてもよい。1つの表示部12pは、表示部12p内で生じた第1の有彩色の光と第2の有彩色の光とが混合されて、第3の有彩色の光として射出されることが可能な大きさを有している。すなわち、表示部12pが多角形形状を有しているときには、表示部12pの外縁における一辺の長さは、300μm以下であることが好ましい。各表示部12pは、第1表示領域12に1つの画像を表示させるための1つの画素として機能する。また、図4は、反射面21sと対向する平面視における平面構造を示している。
図4が示すように、反射面21sと対向する平面視において、各第1反射面21aと、各第2反射面21bとは、略正方形状を有した矩形面21rである。互いに隣り合う矩形面21rの隙間が、第3反射面21cによって埋められ、各矩形面21rは、他の残りの矩形面21rから離れている。
表示部12pは、1つの方向であるX方向に延びる辺と、X方向と直交する方向であるY方向に沿って延びる辺とによって区画されている。表示部12p内において、複数の矩形面21rは、X方向に沿ってランダムに並び、かつ、Y方向に沿ってランダムに並んでいる。すなわち、X方向において、互いに隣り合う矩形面21rの間の距離は、矩形面21rの並ぶ順序に対して不規則に変わり、かつ、Y方向において、互いに隣り合う矩形面21rの間の距離は、矩形面21rの並ぶ順序に対して不規則に変わっている。
また、複数の矩形面21rのうち、複数の第1反射面21aは、X方向に沿ってランダムに並び、かつ、Y方向に沿ってランダムに並んでいる。さらに、複数の矩形面21rのうち、複数の第2反射面21bは、X方向に沿ってランダムに並び、かつ、Y方向に沿ってランダムに並んでいる。
反射面21sの中で、矩形面21rがランダムに配置されているため、反射面21sから光が射出される方向に偏りが生じにくくなる。それゆえに、所定の方向に対して光が射出される構成と比べて、反射面21sから射出された光が視認される領域が拡がる。ただし、表示体10を観察する観察者の視線の方向と、反射面21sから光が射出される方向とが形成する角度によっては、観察者は、反射面21sが反射する光を視認することができない。
表示部12pにおいて、各第2反射面21bは、少なくとも1つの第1反射面21aと隣り合い、一部の第1反射面21aが第2反射面21bと隣り合っていない。すなわち、表示部12pによって区画される領域のうち、ほとんどの部分が、複数の第1反射面21aと複数の第2反射面21bとが混在した混在領域である。
そのため、表示部12p内において、第1反射面21aが位置する領域である第1領域と、第2反射面21bが位置する領域である第2領域とが分けられることで、第1領域と第2領域との境界においてのみ第1反射面21aと第2反射面21bとが隣り合う構成と比べて、以下の点で好ましい。すなわち、混在領域から第1の有彩色の光と第2の有彩色の光が射出されるため、第1の有彩色の光と第2の有彩色の光とを高い解像度で混合することができる。
反射面21sと対向する平面視において、各第1反射面21aの一辺の長さである第1長さL1は、各第2反射面21bの一辺の長さである第2長さL2よりも小さい。第1長さL1と第2長さL2とが互いに異なるため、各反射面が占有する面積や、各反射面の配置に関する自由度が高められる。
反射面21sと対向する平面視において、各矩形面21rの一辺の長さは、0.3μm以上2μm以下であることが好ましい。こうした大きさを有する矩形面21rが表示部12pの内部に配置されるとき、互いに隣り合う矩形面21rの間の距離は、例えば、0.3μm以上2μm以下とすることが可能である。
矩形面21rの一辺の長さ、および、矩形面21rの間の距離が、0.3μm以上2μm以下であるため、矩形面21rの一辺の長さ、および、矩形面21rの間の距離がより大きい構成と比べて、回折光の射出角が大きくなる。それゆえに、複数の光から構成される有彩色を有した光を観察することが可能な領域が拡がる。
表示部12pでは、反射面21sと対向する平面視において、各第1反射面21aにおける第1長さL1と、他の残りの第1反射面21aにおける第1長さL1とが互いに略等しいことが好ましい。すなわち、各第1反射面21aの面積は、他の残りの第1反射面21aの面積と互いに略等しいことが好ましい。
また、反射面21sと対向する平面視において、各第2反射面21bにおける第2長さL2と、他の残りの第2反射面21bにおける第2長さL2とが互いに略等しいことが好ましい。すなわち、各第2反射面21bの面積は、他の残りの第2反射面21bの面積と互いに略等しいことが好ましい。
矩形面21rの一辺の長さは、上述した0.3μm以上2μm以下であって、非常に微小であるため、矩形面21rの一辺の長さがより大きい構成と比べて、矩形面21rの加工が難しい。それゆえに、複数の矩形面21rの各々を高い精度で加工する上では、各第1反射面21aにおける形状および面積は、他の残りの第1反射面21aにおける形状および面積と互いに略等しいことが好ましい。また、同様の理由から、各第2反射面21bにおける形状および面積は、他の残りの第2反射面21bにおける形状および面積と互いに略等しいことが好ましい。
表示部12pでは、反射面21sと対向する平面視において、第3反射面21cの面積と、全ての第1反射面21aの面積と、全ての第2反射面21bの面積との和が表示部12pの総面積Sである。そして、表示部12pにおいて、全ての第1反射面21aが占有する面積が第1単位面積S1であり、全ての第2反射面21bが占有する面積が第2単位面積S2であり、全ての矩形面21rが占有する面積が第3単位面積S3である。
表示部12pにおいて、総面積Sに対する第3単位面積S3との和の百分率が矩形面比であり、矩形面比は、15%以上50%以下であることが好ましい。
なお、表示部12pに配置される各矩形面21rは略正方形状を有し、かつ、各矩形面21rは、他の残りの矩形面21rから離れて配置されるため、矩形面比における最大値は50%である。表示部12pにおける矩形面比が高い値であるほど、表示部12pから射出される光の光量が大きくなるため、第1表示領域12が表示する像を明るくする上で好ましい。また、矩形面比が15%以上であるとき、表示部12pから射出される光の光量が、第1表示領域12が表示する像を観察者が観察することができる程度の大きさになる。
すなわち、表示部12pが、第3の有彩色を有する光を射出し、かつ、射出光の光量を十分に大きくする上では、表示部12pにおける矩形面比は、15%以上50%以下であることが好ましい。
また、第3単位面積S3に対する第1単位面積S1の百分率が、第1反射面比であり、第1反射面比は、70%以上100%未満であることが好ましい。この場合には、第2単位面積S2に対する第1単位面積S1の百分率が70%以上であるため、表示体10が射出する光において、第1の有彩色を有する光の光量が支配的になる。すなわち、表示体10が表示する像の色において、第1の有彩色が支配的になり、第2の有彩色は、第1の有彩色を修飾する付加的な色になる。それゆえに、表示体10が表示する像の色における色相を第1の有彩色の色相から大きく変えることなく、像の色における彩度を制御することが可能である。
[表示体の作用]
図5から図11を参照して表示体10の作用を説明する。なお、表示体10の作用の説明に先立ち、回折格子の格子定数、すなわち、回折格子における溝のピッチ、照明光の波長、照明光の入射角、および、回折光の射出角の関係を説明する。
[回折格子]
光源から回折格子に照明光が照射されると、回折格子は、入射光である照明光の進行方向、および、波長に応じて特定の方向に強い回折光を射出する。
m次回折光(m=0,±1,±2,・・・)の射出角βは、回折格子の有する溝が延びる方向に対して垂直な面内で光が進行する場合には、以下に示す式(1)から算出することができる。
式(1)において、dは回折格子の格子定数であり、mは回折次数であり、λは入射光および回折光の波長である。また、αは0次回折光、すなわち、正反射光の射出角であり、αの絶対値は照明光の入射角と等しく、回折格子が反射型回折格子であるときには、照明光の入射方向と正反射光の射出方向とは、回折格子が形成された面と正対する正対方向に対して対称である。
なお、回折格子が反射型回折格子であるときには、角度αは0°以上90°未満である。また、回折格子が形成された面に対して斜め方向から照明光を照射し、正対方向の角度、すなわち、0°を境界値とする2つの角度範囲を設定するとき、角度βは、回折光の射出方向と正反射光の射出方向とが同じ角度範囲内に含まれるときには正の値であり、回折光の射出方向と照明光の入射方向とが同じ角度範囲内に含まれるときには負の値である。
図5は、相対的に小さい格子定数を有する回折格子が、1次回折光を射出している状態を模式的に示している。一方で、図6は、相対的に大きい格子定数を有する回折格子が、1次回折光を射出している状態を模式的に示している。
図5、および、図6の各々が示すように、点光源LSは白色を有する照明光ILを放射し、照明光ILは、赤色の波長領域に含まれる波長を有する赤色光成分と、緑色の波長領域に含まれる波長を有する緑色光成分と、青色の波長領域に含まれる波長を有する青色光成分とを含む。点光源LSが放射した緑色光成分、青色光成分、および、赤色光成分は、正対方向CDに対して入射角αで回折格子GRに入射する。回折格子GRは、緑色光成分の一部を射出角が射出角βgである回折光DLgとして射出し、青色光成分の一部を射出角が射出角βbである回折光DLbとして射出し、赤色光成分の一部を射出角が射出角βrである回折光DLrとして射出する。
また、図5に示される射出角βと、図6に示される射出角βとの比較から明らかなように、回折格子GRにおける格子定数dが大きいほど、回折光は正反射光RLの射出される方向に近い方向に射出される。また、回折格子GRにおける格子定数dが大きいほど、射出角βg、射出角βb、および、射出角βrの間における角度の差が小さくなる。
なお、図5および図6では、図示の便宜上から、回折格子GRの射出する回折光であって、式(1)によって導出される他の次数の回折光の図示が省略されている。
このように、所定の照明条件のもとでは、回折格子GRは、回折光の波長に応じた異なる射出角で回折光を射出する。回折格子GRは、例えば、太陽および蛍光灯などの白色光源のもとでは、互いに異なる波長を有した光を別々の射出角で射出する。そのため、回折格子GRが表示する像の色は、回折格子GRを観察する観察者の観察角度であって、回折格子GRの形成された面に対する観察者の視線の方向が変わるにつれて虹色に変わる。
式(2)を参照して、回折格子の格子定数、照明光の波長、および、回折光の射出角方向における回折光の強度、すなわち、回折効率の関係を説明する。
上述した式(1)によれば、格子定数dの回折格子GRに対して、入射角αで照明光を入射させると、回折格子は、射出角βで回折光を射出する。このとき、波長λの光における回折効率は、回折格子の格子定数、および、溝の深さなどに応じて変化し、以下に示す式(2)から算出することができる。
ここで、ηは回折効率(ηは0から1の値)であり、rは回折格子の溝の深さであり、Lは回折格子の溝の幅であり、dは格子定数であり、θは照明光の入射角であり、λは照明光および回折光の波長である。なお、式(2)は、溝の長さ方向に垂直な断面が矩形波形状を有し、かつ、溝の深さが比較的小さい回折格子において成り立つ。
式(2)から明らかなように、回折効率ηは、溝の深さr、格子定数d、入射角θ、および、波長λに応じて変化する。また、回折効率ηは、回折次数mが高次になることに伴って、徐々に減少する傾向を有する。
[表示体]
図7から図11を参照して、表示体10の光学的な性質を説明する。なお、図7は、複数の第1反射面21a、複数の第2反射面21b、および、第3反射面21cを含む表示部12pの一例における斜視構造を示している。
また、図7および図10では、図示の便宜上から、反射層21を、第1反射面21aを頂面として備える複数の第1凸部、第2反射面21bを頂面として備える複数の第2凸部、および、第3反射面21cを複数の第1凸部と複数の第2凸部とが位置する1つの面として有する層から形成される構造体として示している。
一方で、図8では、説明の便宜上から、図7における反射層21のうち、第2反射面21bを有する第2凸部の図示を割愛し、図9では、説明の便宜上から、図7における反射層21のうち、第1反射面21aを有する第1凸部の図示を割愛している。
また、以下では、説明の便宜上から、反射層21に向けて放射される白色を有した照明光ILに含まれる成分を、赤色光、緑色光、および、青色光に限定しているが、実際には、照明光ILは、これらの有彩色を有した光以外の成分を含んでいる。
図7が示すように、反射層21の表面である反射面21sは、複数の第1反射面21a、複数の第2反射面21b、および、第3反射面21cを含み、各第1反射面21aと各第2反射面21bとの各々が、略正方形状の矩形面21rである。
反射面21sと対向する平面視において、各矩形面21rは、他の残りの矩形面21rから離れ、互いに隣り合う矩形面21rの間が第3反射面21cによって埋められている。また、反射面21sと対向する平面視において、1つの表示部12pが有する反射面21sの中に、複数の矩形面21rがランダムに配置され、かつ、複数の第1反射面21a、および、複数の第2反射面21bが、それぞれランダムに配置されている。
X方向とY方向との両方に直交する方向であって、基材11の厚さ方向と平行な方向がZ方向であり、Z方向における第1反射面21aと第3反射面21cとの間の距離である第1反射面間距離DR1は、第2反射面21bと第3反射面21cとの間の距離である第2反射面間距離DR2よりも小さい。
図8が示すように、反射面21sに光源LSの放射した照明光ILが入射したとき、例えば、第1反射面間距離DR1に応じて、630nmの波長を有する赤色光の回折効率が低下する。これにより、反射面21sから射出される回折光に含まれる成分は、460nmの波長を有した第1青色光DLb1と、540nmの波長を有した第1緑色光DLg1になる。そのため、反射面21sから射出される光は、第1の有彩色であるシアン色を有した光を含む。
また、反射面21sの中で、第1反射面21aは、ランダムに配置されているため、反射面21sから射出される第1青色光DLb1、および、第1緑色光DLg1の各々には、反射面21sの上に位置するXZ平面、および、YZ平面の両方に射出される光が含まれる。なお、図8では、図示の便宜上から、XZ平面、および、YZ平面の各々に向けて射出される光のみが図示されているが、XZ平面とYZ平面とによって挟まれる空間にも、反射面21sから光が射出される。
図9が示すように、反射面21sに光源LSの放射した照明光ILが入射したとき、例えば、第2反射面間距離DR2に応じて、第1反射面間距離DR1に応じて回折効率が低められる光とは異なる波長を有した光であって、680nmの波長を有する赤色光の回折効率が低下する。これにより、反射面21sから射出される回折光に含まれる成分は、510nmの波長を有した第2青色光DLb2と、590nmの波長を有した第2緑色光DLg2になる。そのため、反射面21sから射出される光は、第1の有彩色とは異なる第2の有彩色であって、第1の有彩色と比べて緑色寄りのシアン色を有した光を含む。
また、反射面21sの中で、第2反射面21bは、ランダムに配置されているため、反射面21sから射出される第2青色光DLb2、および、第2緑色光DLg2の各々には、反射面21sの上に位置するXZ平面、および、YZ平面の両方に射出される光が含まれる。なお、図9では、図8と同様、図示の便宜上から、XZ平面、および、YZ平面の各々に向けて射出される光のみが図示されているが、XZ平面とYZ平面とによって挟まれる空間にも、反射面21sから光が射出される。
そのため、図10が示すように、反射面21sに照明光ILが入射したときには、第1反射面間距離DR1に基づいて、第1青色光DLb1と第1緑色光DLg1が射出され、かつ、第2反射面間距離DR2に基づいて、第2青色光DLb2と第2緑色光DLg2とが射出される。これにより、第1青色光DLb1と第1緑色光DLg1との混合による第1の有彩色を有した光と、第2青色光DLb2と第2緑色光DLg2との混合による第2の有彩色を有した光とが混ざった第3の有彩色を有した光が、反射面21sから射出される。
しかも、反射面21sの中で、矩形面21rがランダムに配置されているため、第3の有彩色を有した光は、XZ平面とYZ平面との各々、および、XZ平面とYZ平面とに挟まれる空間に射出される。
なお、図8から図10では、照明光ILが表示部12pにおける所定の点に入射した状態が図示されているが、実際には、光源LSは所定の面積に対して光を放射するため、照明光ILは、表示部12pに対して、点状ではなく面状に入射する。それゆえに、定点において観察者が観察する光は、所定の範囲に含まれる複数の波長の光が合わさった光になる。
このように、表示部12pにおいて、第1反射面間距離DR1と第2反射面間距離DR2とが互いに異なることから、上述した式(2)から明らかなように、第1反射面間距離DR1に基づき回折効率が低められる光の波長は、第2反射面間距離DR2に基づき回折効率が低められる光の波長と互いに異なる。これにより、反射面21sは、第1反射面間距離DR1に基づく第1の有彩色を有した光と、第2反射面間距離DR2に基づく第2の有彩色を有した光とを射出することが可能である。
そして、第1の有彩色を有した光と第2の有彩色を有した光とは、表示部12pにおいて混合された状態で射出されるため、表示部12pは、2つの色が加法混色された色である第3の有彩色の光を射出することができる。第3の有彩色は、加法混色によって生じる色であるため、第1の有彩色および第2の有彩色よりも彩度が低められたいわゆるパステルカラーである。加法混色によって生じる色を有した光は、第1反射面21aと第3反射面21cとのみを有する構成、および、第2反射面21bと第3反射面21cとのみを有する構成、および、レリーフ型の回折格子によっては射出することができない光である。
結果として、表示体10によれば、表示体10から射出された光によって形成される像の色として、上述した各構成では表示することのできない色が得られるため、表示体10の表示する像における色の多様性を高めることができる。
なお、表示部12pの射出する光の色である表示色は、表示部12pの射出する回折光が到達しない位置に観察者が位置するときには、観察者によって観察されない。そのため、染料や顔料によって形成された印刷物とは異なり、表示部12pによれば、光源や観察者の位置によって、観察者が表示色を視認できる状態と、視認できない状態との2つの状態を実現することができる。
すなわち、表示部12pを観察する条件には、表示部12pの射出する光を観察することが可能な条件と、表示部の射出する光を観察することが不可能な条件とが含まれる。
このうち、観察することが可能な条件には、例えば、室内において、蛍光灯などの光源LSからの光が、表示体10の反射面21sに対して、略垂直な方向から入射し、観察者が目視によって表示体10の表示部から射出された光を観察することができる状態が含まれる。また、観察することが可能な条件には、室外において、太陽光などの光が、反射面21sに対して、略垂直な方向から入射し、観察者が目視によって表示部12pから射出された光を観察することができる状態が含まれる。
一方で、観察することが不可能な条件には、例えば、光源LSからの光が、反射面21sに対して、略水平な方向から入射し、表示部12pから光がほとんど射出されない状態を含む。また、観察することが不可能な条件には、反射面21sから回折光が射出されてはいるものの、観察者が、回折光が到達しないような角度から表示体10を目視した状態を含む。
これに対して、図11が示すように、複数の格子線GLを備える回折格子GRであって、各格子線GLがY方向に沿って延び、かつ、複数の格子線GLがX方向に沿って規則的に配置された回折格子GRは、以下のように回折光を射出する。すなわち、回折格子GRは、回折格子GRに光源LSの放射した照明光ILが入射したときに、XZ平面に対して、格子線GLの延びる方向であるY方向と直交するX方向に沿って、赤色を有する回折光DLr、緑色を有する回折光DLg、および、青色を有する回折光DLbを互いに異なる射出角で射出する。
なお、上述した表示体10、および、回折格子GRに入射した光は、所定の方向に回折光を射出光として射出する一方で、入射光の入射角方向に対して正反射の方向に正反射光、すなわち鏡面反射光を射出する。正反射光は、表示体10および回折格子GRの各々が有する微細な構造の形状に影響されずに、表示体10および回折格子GRの各々から射出される光である。また、一般に、観察者が反射層21を備える表示体10を観察するときには、正反射光は光量が大きいために、観察者は正反射光を眩しく感じるため、観察者は、正反射光が自身の目に到達しないように表示体10を観察する。そのため、先に参照した図7から図11では、図示の便宜上から、正反射光の図示を省略している。
[物品の構成]
図12および図13を参照して、上述した表示体10を備える物品の一例であるICカードの構成を説明する。上述した表示体10において、表示部は、インキなどを用いた印刷、および、上述した反射面21s以外の構造では表示することができない固有の色を有した像を表示することができる。そのため、表示体10の表示する像を高い精度で再現することは難しいことから、表示体10の偽造が難しい。それゆえに、物品が表示体10を備えていれば、表示体10を含めた物品の偽造も難しいため、表示体10は、物品の偽造を抑える目的で用いることができる。
図12が示すように、IC(integrated circuit)カード30は、板形状を有するカード基材31であって、例えば、プラスチックから形成されたカード基材31、所定の画像が印刷された印刷層32、ICチップ33、および、表示体10を備えている。
図13が示すように、印刷層32は、カード基材31の上に形成され、印刷層32の有する面のうち、カード基材31に接する面とは反対側の面である表示面には、上述した表示体10が、例えば粘着層を用いて固定されている。表示体10は、例えば、粘着層を有したステッカ、または、転写箔として準備されて、支持部の一例である印刷層32に貼りつけられる。
印刷層32には、例えば、文字、数字、および、記号などの少なくとも1つから構成される情報、および、意匠性を有する絵柄などが形成されている。なお、印刷層32は、カード基材31の上だけでなく、表示体10の中で、印刷層32に接する面とは反対側の面である表面に形成されていてもよい。
また、表示体10は、カード基材31に貼り付けられていてもよく、表示体10がカード基材31に貼り付けられた構成では、印刷層32が、カード基材31のうち、表示体10に覆われていない部分と、表示体10のうち、カード基材31に接する面とは反対側の面である表面とに形成されていてもよい。こうした構成では、カード基材31が支持部の一例である。
印刷層32の形成材料は、顔料や染料などを含むインキ、あるいは、トナーなどである。印刷層32に用いられるインキおよびトナーは、表示体10の表示部が有する光学的な機能を発現することができない。すなわち、インキやトナーから形成された印刷物において、印刷物を観察する条件が変わっても、印刷物の色や輝度がほとんど変わらない。言い換えれば、印刷物の表示する像は、印刷物を観察する条件が変わってもほとんど変わらない。
そのため、表示体10を備えるICカード30によれば、ICカード30が、互いに異なる複数の観察条件の下で観察されたとき、印刷層32の表示する像が複数の観察条件の間でほとんど変わらない一方で、表示体10の表示する像が複数の観察条件の間で変わる。それゆえに、ICカード30が互いに異なる複数の観察条件の下で観察されたときに、印刷層32と表示体10とが対比されることによって、印刷層32に対する表示体10の光学的な機能の違いが明確になる。結果として、表示体10を用いたICカード30の真贋の判断をより明確に行うことができる。
特に、印刷層32が表示する像の色と、特定の観察条件において表示体10が表示する像の輝度とが略等しいことが好ましい。こうした構成では、相互に異なる複数の観察条件の下でICカード30が観察されたとき、表示体10が表示する像における輝度の変化と、印刷層32の表示する像の輝度における変化との間の違いが、より視認されやすくなる。それゆえに、こうした印刷層32と表示体10とによれば、偽造を防止する効果がより高まる。
印刷層32の形成材料は、印刷層32を観察する条件が変わることによって、印刷層32の視覚効果が変わる機能性インキであって、印刷層32を観察する条件が変わることによって、印刷層32の表示する像が変わる機能性インキであってもよい。機能性インキは、例えば、蓄光インキ、液晶、および、可視光が照射されている状態では不可視である一方で、紫外線や赤外線などが照射されることによって可視化されるインキなどである。紫外線や赤外線が照射されることによって可視化されるインキによれば、可視光が照射されているときには、インキによって形成された情報が観察者に対して隠蔽される。一方で、紫外線や赤外線が情報に照射されたときには、情報が観察者に向けて再生される。
これらの機能性インキから形成された印刷層32は、印刷層32の観察される条件が変わることによって視覚効果が変わる一方で、表示部とは異なる視覚効果を有している。そのため、機能性インキによって形成された印刷層32と表示体10とを組み合わせることによって、偽造を防止する効果がより高まる。
また、印刷層32は、レーザー光線や紫外線、熱、および、圧力などのエネルギーが与えられることによって、エネルギーが与えられる前の色とは異なる色に変わる層であってもよい。
カード基材31のうち、印刷層32と接する面に、印刷層32と接する面とは反対側の面に向けて窪む凹部31aが形成され、印刷層32には、ICカード30の厚さ方向において、凹部31aと重なる位置に貫通孔32aが形成されている。ICチップ33は、凹部31aおよび貫通孔32aに嵌め込まれ、ICチップ33は、ICチップ33の中で印刷層32に囲まれる面である表面に、複数の電極を備えている。ICチップ33において、ICチップ33への情報の書き込み、および、ICチップ33に記録された情報の読み出しが、複数の電極を介して行われる。
ICカード30は、偽造の難しい表示体10を備えているため、ICカード30の偽造も難しい。しかも、ICカード30は、表示体10に加えて、ICチップ33および印刷層32を備えているため、ICチップ33によって電子データを用いた偽造の防止が可能であるとともに、表示体10および印刷層32によって、視覚効果を用いた偽造の防止が可能である。
[表示体の製造方法]
表示体10の製造方法を説明する。
表示体10を製造する際には、まず、支持層22として光透過性を有する樹脂製のシートまたはフィルムを準備する。支持層22の形成材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、および、ポリカーボネート(PC)などであればよい。支持層22の1つの面に、熱可塑性樹脂、熱硬化製樹脂、および、光硬化性樹脂などの光透過性を有する合成樹脂を塗布して塗膜を形成し、形成した塗膜に金属製のスタンパを密着させた状態で、樹脂を硬化させる。なお、塗膜の形成材料が熱硬化性樹脂であるときには、塗膜に熱を与えることで樹脂を硬化させ、塗膜の形成材料が光硬化性樹脂であるときには、光を照射することで樹脂を硬化させる。
硬化後の塗膜から金属製スタンパを剥離することによって、被覆面23sを有する凹凸層23が得られる。なお、支持層22と凹凸層23とは密着しているため、支持層22の形成材料と、凹凸層23の形成材料とが同じであるとき、支持層22と凹凸層23との境界が存在しない。それゆえに、支持層22と凹凸層23とを単一の層から形成された基材11であると見なすことができる。
次いで、基材11の被覆面23sの形状に追従するように反射層21を被覆面23sの上に形成する。反射層21の形成方法は、例えば、真空蒸着法、および、スパッタリング法などの気相堆積法であればよい。
反射層21において、以下の場合には、干渉によって光が弱め合う効果が低くなる。すなわち、反射層21のうち、第1被覆面23aの上に形成された部分、第2被覆面23bの上に形成された部分、および、第3被覆面23cの上に形成された部分の各々の平坦性が低い場合である。また、第1被覆面23a上に形成された部分の厚さ、第2被覆面23bの上に形成された部分の厚さ、および、第3被覆面23cの上に形成された部分の厚さの各々が偏りを有する場合である。
これらの場合には、回折効率が低下する光の波長の範囲が大きくなるために、表示体10の射出する光における波長の分布と、入射した白色光における波長の分布との差が小さくなる。結果として、表示体10が射出する光の色における彩度が低くなり、射出する光の色が白色に近くなってしまう。
それゆえに、反射層21は、第1被覆面23a、第2被覆面23b、および、第3被覆面23cの各々の平坦性に倣い、各第1反射面21a、各第2反射面21b、および、第3被覆面23cが互いに略平行に保たれるように形成されることが好ましい。
反射層21は、金属層および誘電体層のいずれかであればよい。反射層21が金属層であるとき、反射層21の形成材料は、例えば、アルミニウム、銀、金、および、これら金属の合金などであればよい。反射層21が誘電体層であるとき、反射層21の形成材料は、硫化亜鉛(ZnS)、および、酸化チタン(TiO)などであればよい。
なお、反射層21が誘電体層であるときには、反射層21は単層構造を有してもよいし、多層構造であって、互いに隣り合う層の間において屈折率が異なる多層構造を有していてもよい。
反射層21の厚さは、30nm以上150nm以下であることが好ましく、30nm以上70nm以下であることがより好ましく、50nmであることがさらに好ましい。反射層21は、気相堆積法によって薄膜状に形成することが可能である。ただし、反射層21の形成材料が上述した金属であるとき、反射層21の表面には、粒状を有した構造体が形成されやすい。粒状を有した構造体の大きさは、反射層21の厚さが大きくなるほど大きくなりやすいため、反射層21の平坦性を高める上では、反射層21の厚さが小さいことが好ましい。一方で、反射層21の厚さが小さすぎると、反射層21が、光を反射する機能を十分に有しない。
本願発明者らは、反射層21の厚さと反射層21の機能との関係を鋭意研究する中で、反射層21が所望の平坦性を有し、かつ、光を反射する機能を十分に有する上では、反射層21の厚さが、30nm以上150nm以下であることが好ましいことを見出した。
反射層21は、上述したように、基材11における被覆面23sの全体を覆っていてもよいし、被覆面23sの一部のみを覆っていてもよい。すなわち、反射層21は、被覆面23sを部分的に覆っていてもよい。反射層21が被覆面23sを部分的に覆っている構成では、反射層21は、被覆面23sのうち、反射層21が形成された部分と、反射層21が形成されていない部分とによって、絵柄、文字、および、記号などの画像を形成してもよい。
被覆面23sを部分的に覆う反射層21は、例えば、気相堆積法により被覆面23sの全体に反射層21を形成した後に、薬品などを用いて反射層21の一部を溶解させることによって形成することができる。あるいは、被覆面23sを部分的に覆う反射層21は、被覆面23sの全体に反射層21を形成した後に、反射層21に対する密着力が、凹凸層23よりも高い接着材料を用いて、反射層21の一部を凹凸層23から剥離することによって形成することもできる。またあるいは、被覆面23sを部分的に覆う反射層21は、マスクを用いた気相堆積法、および、リフトオフ法などを用いて形成することもできる。
なお、表示体10は、他の機能層、例えば、表示体10の表面を保護する保護層、および、表示体10の表面を覆って、表示体10において所定の菌が増殖することを抑える抗菌コート層などを更に含んでいてもよい。
[原版の製造方法]
図14および図15を参照して、表示体10の製造に用いられる原版の製造方法を説明する。なお、原版は、上述した金属製のスタンパの型として用いられる。
図14が示すように、原版の製造方法は、基板の1つの面にレジスト層を形成する工程(ステップS11)、レジスト層を露光する工程(ステップS12)、および、露光されたレジスト層を現像して、レジスト層に転写面を形成する工程(ステップS13)を含んでいる。すなわち、原版の製造方法は、レジスト層形成工程と、露光工程と、現像工程とを含んでいる。
レジスト層形成工程では、例えば、板形状を有するガラス基板を準備し、ガラス基板の1つの面にレジストを塗布して、レジスト層を形成する。レジストは、電子線レジストであってもよいし、フォトレジストであってもよい。レジストは、ポジ型のレジストであって、レジストのうち、露光された部分において、露光されていない部分よりも現像液に対する溶解性が高まる。そのため、現像工程では、レジストのうち、露光された部分が、露光されていない部分から取り除かれる。
露光工程では、原版において、表示体10の第1反射面21aに対応する部分、第2反射面21bに対応する部分、および、第3反射面21cに対応する部分を区画するための露光が行われる。レジスト層の形成材料が電子線レジストであるとき、レジスト層に対して電子線を照射して、レジスト層を露光する。一方で、レジスト層の形成材料がフォトレジストであるとき、レジスト層に紫外の波長を有するレーザー光線を照射して、レジスト層を露光する。
露光工程では、XYステージであって、1つの方向であるX方向と、X方向と直交するY方向とに沿って二次元的に位置を変えることができるステージ上にガラス基板を載置する。そして、XYステージの移動を制御する制御装置を用いてステージを移動させながら、レジスト層に電子線あるいはレーザー光線を照射することによって、レジスト層をパターン露光する。
なお、レジストが電子線レジストであるとき、電子線レジストに対する電子線の照射には、可変成形ビーム露光方式、言い換えれば矩形ビーム露光方式を用いることが好ましい。可変成形ビーム露光方式では、電子銃から照射される電子線に、電子線の照射方向から見て矩形の開口部である成形アパーチャーを通過させて、電子線の照射方向と直交する電子線の断面形状を矩形に変えた状態で、レジスト層の表面に電子線を照射する。
ここで、電子線に成形アパーチャーを通過させずに、電子線をレジスト層に照射するスポットビーム露光方式によれば、可変成形ビーム露光方式と比べて、露光するパターンの自由度は高まるが、可変成形ビーム露光方式よりも1回あたりの照射面積が小さいため、描画にかかる時間が長くなる。一方で、可変成形ビーム露光方式によれば、スポットビーム方式よりも1回あたりの照射面積を大きくでき、かつ、1回あたりの照射面積が可変であることから描画にかかる時間を短くすることができる。
可変成形ビーム露光方式では、レジスト層のうち、表示部における1つの第1被覆面23aに対応する部分の各々、および、1つの第2被覆面23bに対応する部分の各々が、1回の露光で描画されることが好ましい。これにより、1つの第1被覆面23aに対応する部分の全体、および、1つの第2被覆面23bに対応する部分において、露光の条件が同じになる。そのため、1つの第1被覆面23aに対応する部分、および、1つの第2被覆面23bに対応する部分が、複数回の露光で描画される場合と比べて、第1被覆面23aの平坦性、および、第2被覆面23bの平坦性を高めることができる。
また、1つの第1被覆面23aに対応する部分の各々が1回の露光で描画されることにより、複数の第1被覆面23aの各々に対応する部分の間において、露光の条件が略同じになる。そのため、複数の第1被覆面23aの各々に対応する部分の間では、レジスト層の厚さ方向において、レジストを分解させるエネルギーを電子線から得られる距離が互いに略等しくなる。なお、1つの第2被覆面23bに対応する部分も1回の露光で描画される。そのため、複数の第2被覆面23bの各々に対応する部分の間では、複数の第1被覆面23aの各々に対応する部分の間と同様、レジスト層の厚さ方向において、レジストを分解させるエネルギーを電子線から得られる距離が互いに等しくなる。
上述したように、第1反射面21aの第1長さL1は、第2反射面21bの第2長さL2よりも小さく、第1反射面21aの面積は、第2反射面21bの面積よりも小さい。そして、第1反射面21aの第1長さL1、および、第2反射面21bの第2長さL2の各々は、0.3μm以上2μm以下である。加えて、基材11の厚さ方向において、第1反射面間距離DR1は、第2反射面間距離DR2よりも小さい。
ここで、電子線によるレジスト層の露光では、電子線によって与えられるエネルギー量が同じであっても、電子線の照射される面積が大きいほど、レジスト層の厚さ方向において、レジストを分解させるエネルギーを電子線から得られる距離が大きくなる。
表示体10においては、第3反射面21cとの間の距離が小さい第1反射面21aの面積が、第2反射面21bの面積よりも小さい。そのため、レジスト層のうち、第1反射面21aに対応する部分に対して与えられるエネルギー量が、第2反射面21bに対応する部分に対して与えられるエネルギー量と同じであっても、レジストを分解させるエネルギーを電子線から得られる距離が以下のようになる。すなわち、第1反射面21aに対応する部分において、レジストを分解させるエネルギーを電子線から得られる距離が、第2反射面21bに対応する部分において、レジストを分解させるエネルギーを電子線から得られる距離よりも小さくなる。
表示体10の備える各矩形面21rが、他の残りの矩形面21rと接する構成では、レジスト層の露光工程において、一つの照射領域と、一つの照射領域と接する他の照射領域とに電子線の照射が行われる。そのため、一つの照射領域に照射された電子線が、他の照射領域にも散乱することで、2つの照射領域の境界において、電子線の照射によって与えられたエネルギー量が過剰になる。結果として、2つの照射領域の境界において、現像後における形状の精度が低くなる。
それゆえに、表示体10において、各表示部に含まれる各矩形面21rが他の残りの矩形面21rから離れていることが好ましい。また、複数の表示部において、各表示部に含まれる矩形面21rと、各表示部と隣り合う他の表示部に含まれる矩形面21rとの間にも、隙間が形成されていることが好ましい。
現像工程では、電子線またはレーザー光線が照射されたレジスト層を現像する。これにより、レジスト層のうち、電子線またはレーザー光線が照射された部分が、電子線またはレーザー光線が照射されていない部分から取り除かれることで、レジスト層の表面に凹凸面である転写面が形成される。
すなわち、図15が示すように、原版40は、ガラス基板41と、レジスト層42とを備えている。レジスト層42は、ガラス基板41に接する面とは反対側の面である転写面42sを有している。転写面42sは、複数の第1転写面42a、複数の第2転写面42b、および、第3転写面42cを含んでいる。
転写面42sの転写によって、表示体10の被覆面23sが形成される。被覆面23sのうち、第1転写面42aの転写によって第1被覆面23aが形成され、第2転写面42bの転写によって第2被覆面23bが形成され、第3転写面42cの転写によって第3被覆面23cが形成される。
転写面42sと対向する平面視において、各第1転写面42aおよび各第2転写面42bは略正方形状を有した矩形転写面42rであり、互いに隣り合う矩形転写面42rの隙間が、第3転写面42cによって埋められている。
原版40において、第1転写面42aと第3転写面42cとの間の距離は、第1被覆面間距離DC1に等しく、第2転写面42bと第3転写面42cとの間の距離は、第2被覆面間距離DC2に等しい。
すなわち、第1転写面42aと第3転写面42cとの間の距離は、表示体10の第1被覆面23aの上に形成された第1反射面21aにおいて反射された光と、第3被覆面23cの上に形成された第3反射面21cにおいて反射された光との干渉によって、第1の有彩色の光を射出する距離である。
また、第2転写面42bと第3転写面42cとの間の距離は、表示体10の第2被覆面23bの上に形成された第2反射面21bにおいて反射された光と、第3被覆面23cの上に形成された第3反射面21cにおいて反射された光との干渉によって、第2の有彩色の光を射出する距離である。
これにより、転写面42sは、反射面21sが第1の有彩色の光と第2の有彩色の光とを含む第3の有彩色の光を射出するように構成されている。
そして、上述した方法によって得られた原版40に対して、電鋳およびめっきなどを行うことによって、原版40の転写面42sが転写された凹凸面を有する金属製のスタンパを得ることができる。
以上説明したように、表示体、物品、原版、および、原版の製造方法における第1実施形態によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
(1)表示体10に対して白色光が入射すると、第1反射面間距離DR1によって決められる第1の有彩色を有した光と、第2反射面間距離DR2によって決められる有彩色であって、第1の有彩色とは異なる第2の有彩色を有した光が射出される。そして、表示体10は、第1の有彩色と第2の有彩色とを含む第3の有彩色の光を射出するため、第3の有彩色の光は、2つの有彩色が加法混色された色である。それゆえに、第3の有彩色は、第1の有彩色および第2の有彩色の各々と比べて、彩度が低い色になる。結果として、第1反射面21aと第3反射面21cとのみを備える構成、および、第2反射面21bと第3反射面21cとのみを備える構成では表示することのできない色が得られるため、表示体10の表示する像の色における多様性を高めることができる。
(2)第1長さL1と第2長さL2とが互いに異なるため、各反射面が占有する面積や、各反射面の配置に関する設計の自由度が高められる。
(3)反射面21sの中で、矩形面21rがランダムに配置されているため、反射面21sから光が射出される方向に偏りが生じにくくなる。それゆえに、所定の方向に対して光が射出される構成と比べて、反射面21sから射出された光が視認される領域が拡がる。
(4)複数の矩形面21rが反射層の表面の全体に対して占有する面積が50%であるとき、反射層21から射出される有彩色を有する光の光量を最大にすることができる。また、複数の矩形面21rが反射面21sの全体に対して占有する面積が15%以上であるとき、観察者が有彩色を有する光を視認することができる程度に十分な光量の光が、反射層21から射出される。
(5)第3単位面積S3に対する第1単位面積S1の比が70%以上であるため、表示体が射出する光において、第1の有彩色を有する光の光量が支配的になる。すなわち、表示体10が表示する像の色において、第1の有彩色が支配的になり、第2の有彩色は、第1の有彩色を修飾する付加的な色になる。それゆえに、表示体10が表示する像の色における色相を第1の有彩色の色相から大きく変えることなく、像の色における彩度を制御することが可能である。
(6)第3反射面間距離DR3が0.02μm以上0.1μm以下であるとき、第3反射面間距離DR3は、第1の有彩色と第2の有彩色との間において、色相が大きく変わらない程度に小さい。一方で、表示体が、第1の有彩色と第2の有彩色との混色によって、第1反射面21aと第3反射面21cとのみを備える構成、または、第2反射面21bと第3反射面21cとのみを備える構成によっては実現することができない中間色を有する光を表示体10が射出することができる。
(7)第3反射面間距離DR3が0.2μm以上0.45μm以下であるとき、第3反射面間距離DR3は、第1の有彩色と第2の有彩色との間において、色相が大きく異なる程度に大きい。そのため、上記構成によれば、色相が互いに異なる2つの色を混色することで、表示体10が、第1反射面21aと第3反射面21cとのみを備える構成、または、第2反射面21bと第3反射面21cとのみを備える構成によっては実現することができない中間色を有する光を表示体が射出することができる。
[第1実施形態の変形例]
なお、上述した第1実施形態は、以下のように適宜変更して実施することができる。
・物品は、ICカードに限らず、例えば、磁気カード、無線カード、および、ID(identification)カードなどの他のカードであってもよい。あるいは、物品は、紙幣および商品券などの有価証券であってもよいし、美術品などの高級品であってもよい。またあるいは、物品は、真正品であることが確認されるべき品物に取り付けられるタグであってもよいし、真正品であることが確認されるべき品物を収容する包装体、または、包装体の一部であってもよい。
・表示体において、反射層21の反射面21sは、上述した表示部に加えて、表示部とは異なる光学的な機能を有する領域である異機能部を含んでいてもよい。そして、異機能部には、反射面21sに入射した光を回折する回折部、反射面21sに入射した光の反射を防止する反射防止部、および、反射面21sに入射した光を散乱させる光散乱部の少なくとも1つが形成されていればよい。
このうち、回折部は、例えば、図11を参照して先に説明した回折格子であり、反射面21sに入射した光の回折によって、観察者が表示体を観察する条件に応じて虹色に色が変わる光を射出する。
図16が示すように、反射防止部50は、可視光の波長以下の周期で並ぶ複数の微細な凸部51を備え、複数の凸部51が、複数の凸部51に入射した光の反射による射出を低くする。これにより、反射防止部50は、黒色を表示する。
図17が示すように、光散乱部60は、例えば、表示体の反射面21sと対向する方向から見た大きさ、および、表示体の厚さ方向における長さの少なくとも一方が互いに異なる複数の凸部61を備えている。複数の凸部61の各々は、表示体の厚さ方向における長さが、例えば、数μm以上である。光散乱部60は、光散乱部60に入射した光の乱反射によって、白色を有した光を射出する。
こうした構成によれば、以下の効果を得ることができる。
(8)回折部、反射防止部50、および、光散乱部60の少なくとも1つが反射面21sに形成されている分、表示体10には、所定の有彩色を有した光を射出する以外の光学的な機能が付加される。そのため、反射面21sが表示部のみを含む構成と比べて、表示体によって得られる光学的な機能がより複雑であり、結果として、表示体の偽造をより難しくすることができる。
・第1の有彩色の光と第2の有彩色の光との混合によって、第3の有彩色の光が生じれば、第1反射面21aと第2反射面21bとの間の距離は、0.2μmよりも小さくてもよいし、0.45μmよりも大きくてもよい。
・第1の有彩色の光と第2の有彩色の光との混合によって、第3の有彩色の光が生じれば、第1反射面21aと第2反射面21bとの間の距離は、0.02μmよりも小さくてもよいし、0.1μmよりも大きくてもよい。
・第1表示領域12を構成する複数の表示部12pにおいて、各表示部12pにおける第1単位面積S1は、他の残りの表示部12pにおける第1単位面積S1と略等しいことが好ましい。一方で、第3単位面積S3に対する第2単位面積S2の比が第2反射面比であり、複数の表示部12pの間において、各表示部12pにおける第2反射面比には、1%以上30%未満であって、かつ、互いに異なる複数の大きさが含まれてもよい。なお、複数の表示部12pには、第3表示部の一例、および、第4表示部の一例が含まれる。
こうした構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(9)複数の表示部12pの間において、第1単位面積S1が互いに略等しいため、複数の表示部12pの間において、各表示部12pから射出される光の色がばらつくことが抑えられる。また、第1反射面比が70%以上であるため、表示体10が射出する光において、第1の有彩色を有する光の光量が支配的になる。すなわち、表示体10が表示する像の色において、第1の有彩色が支配的になり、第2の有彩色は、第1の有彩色を修飾する付加的な色になる。
一方で、複数の表示部12pの間において、第2反射面比には、1%以上30%未満の範囲から選択される複数の値が含まれ得る。そのため、表示体が表示する像の色における色相を第1の有彩色の色相から大きく変えることなく、像の色における彩度に多様性を持たせることができる。
・また、複数の表示部12pの間において、各表示部12pにおける第2面積比には、1%以上30%未満であって、かつ、互いに異なる複数の大きさが含まれる場合には、以下の構成であってもよい。すなわち、複数の表示部12pのうち、互いに隣り合う表示部12pの間において、第2反射面比が連続的に変わる構成であってもよい。
例えば、複数の表示部12pが、1つの方向である列方向と、列方向に直交する行方向との両方に沿って並ぶ構成であれば、列方向において互いに隣り合う表示部12pの間において、第2反射面比が所定の割合ずつ連続的に変わる構成であってもよい。あるいは、行方向において互いに隣り合う表示部12pの間において、第2反射面比が所定の割合ずつ連続的に変わる構成であってもよい。またあるいは、列方向において互いに隣り合う表示部12pの間、および、行方向において互いに隣り合う表示部12pの間において、第2反射面比が所定の割合ずつ連続的に変わる構成であってもよい。
こうした構成によれば、第1表示領域12が表示する像において、列方向および行方向の少なくとも一方に沿って、像の色における彩度を連続的に変えることができる。
・矩形面比は、15%よりも小さくてもよく、こうした構成であっても、反射面21sが、第1の有彩色の光と第2の有彩色の光とから生じる第3の有彩色の光を射出することが可能であるため、上述した(1)に準じた効果を得ることはできる。
・第1反射面比は、70%よりも小さくてもよく、こうした構成であっても、反射面21sが、第1の有彩色の光と第2の有彩色の光とから生じる第3の有彩色の光を射出することが可能であるため、上述した(1)に準じた効果を得ることはできる。
・反射面21sにおいて、全ての第1反射面21aの占有する面積が第1反射面積であり、全ての矩形面21rの占有する面積が矩形面積である。このとき、複数の表示部12pが、第1反射面比が15%未満である表示部12pを含む構成であっても、反射面21sにおいて、矩形面積が、反射面21sの全体が有する面積に対して15%以上50%以下である構成とすることは可能である。
・複数の表示部12pが、第1反射面比が70%未満である表示部を含む表示部12pを含む構成であっても、反射面21sにおいて、第1反射面積が、矩形面積に対して70%以上100%未満である構成とすることは可能である。
・図18は、図4と同様、反射面21sと対向する平面視における表示部12pの平面構造を示している。
図18が示すように、1つの表示部12pにおいて、反射面21sは、複数の第1反射面21aが位置する第1領域R1、複数の第2反射面21bが位置する第2領域R2、および、複数の第1反射面21aと複数の第2反射面21bとが位置する第3領域R3を含んでいてもよい。
第3領域R3は、複数の第1反射面21aと複数の第2反射面21bとが混在する領域であって、各第1反射面21aと、少なくとも1つの第2反射面21bとが互いに隣り合い、かつ、各第2反射面21bと、少なくとも1つの第1反射面21aとが互いに隣り合う領域である。
こうした構成では、第1の有彩色の光と第2の有彩色の光との両方が、第3領域R3から射出されるため、第3領域R3においては、第1の有彩色の光と第2の有彩色の光とが、高い解像度で混合される。
なお、1つの表示部12pの中で、第1領域R1と第2領域R2とは第3領域R3によって隔てられている。しかしながら、表示部12pは、表示部12p内で生じた第1の有彩色の光と第2の有彩色の光とが混合されて、第3の有彩色の光として射出されることが可能な大きさを有しているため、表示部12pからは第3の有彩色の光が射出される。
・第1表示領域12を構成する複数の表示部12pには、反射層21が、第1の有彩色の光と第2の有彩色の光とから生じる第3の有彩色の光を射出することが可能であれば、第1反射面21aを含む一方で第2反射面21bを含まない表示部12pが含まれてもよい。あるいは、複数の表示部12pには、第2反射面21bを含む一方で第1反射面21aを含まない表示部12pが含まれてもよい。こうした構成であっても、複数の表示部12pを含む反射層21が、第3の有彩色の光を射出することが可能であれば、上述した(1)に準じた効果を得ることはできる。
・図19が示すように、各第1反射面21aの第1長さL1が各第2反射面21bの第2長さL2よりも小さく、かつ、第1反射面間距離DR1が第2反射面間距離DR2よりも大きい構成であってもよい。
第1反射面間距離DR1が大きいほど、第1反射面21aから射出された光と第3反射面21cから射出された光との干渉による光の波長が大きくなり、また、第2反射面間距離DR2が大きいほど、第2反射面21bから射出された光と第3反射面21cから射出された光との干渉による光の波長が大きくなる。一方で、光の散乱角は、光の有する波長が小さいほど大きくなる。そのため、上述した構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(10)散乱角の小さい光の射出に寄与する第2反射面21bの面積が、散乱角の大きい光の射出に寄与する第1反射面21aの面積よりも大きい。そのため、反射面21sと対向する平面視において、散乱角の小さい光が射出される面積が大きくなりやすい。それゆえに、第1反射面21aと第3反射面21cとによって生じる光と、第2反射面21bと第3反射面21cとによって生じる光とが、混合されやすくなる。
・第1反射面21aの第1長さL1には、互いに異なる複数の大きさが含まれてもよいし、第2反射面21bの第2長さL2には、互いに異なる複数の大きさが含まれてもよい。こうした構成であっても、各第1反射面21aにおける第1反射面間距離DR1が他の残りの第1反射面21aにおける第1反射面間距離DR1と略等しければ、反射面21sは、第1の有彩色を有する光を射出することは可能である。また、各第2反射面21bにおける第2反射面間距離DR2が他の残りの第2反射面21bにおける第2反射面間距離DR2と略等しければ、反射面21sは、第2の有彩色を有する光を射出することは可能である。それゆえに、反射面21sは、第3の有彩色を有する光を射出することができる。
・反射面21sと対向する平面視において、互いに隣り合う一方の矩形面21rの一部が、他方の矩形面21rの一部に重なっていてもよい。こうした構成であっても、反射面21sが第3の有彩色を有した光を射出することは可能であるため、上述した(1)に準じた効果を得ることはできる。なお、こうした構成であれば、表示部12pにおける第1反射面比を50%よりも大きい値とすることが可能である。
・各表示部12pにおける第1反射面間距離DR1および第2反射面間距離DR2が、他の残りの表示部12pにおける第1反射面間距離DR1および第2反射面間距離DR2と等しくなくてもよい。
すなわち、図20が示すように、1つの表示部12p1における第1反射面間距離DR1が、他の表示部12p2における第1反射面間距離DR1と異なり、かつ、表示部12p1における第2反射面間距離DR2が、表示部12p2における第2反射面間距離DR2と互いに異なっていてもよい。
例えば、図20が示す例では、表示部12p1における第1反射面間距離DR1が、表示部12p2における第1反射面間距離DR1よりも小さく、かつ、表示部12p1における第2反射面間距離DR2が、表示部12p2における第2反射面間距離DR2よりも小さい。そのため、表示部12p1から射出される第3の有彩色を有した光は、表示部12p2から射出される第3の有彩色を有した光とは異なる色の光である。
なお、複数の表示部12pにおいて、1つの表示部12p1における第1反射面間距離DR1のみが、他の表示部12p2における第1反射面間距離DR1と互いに異なっていてもよい。あるいは、複数の表示部12pにおいて、1つの表示部12p1における第2反射面間距離DR2のみが、他の表示部12p2における第2反射面間距離DR2と互いに異なっていてもよい。これらの構成においても、表示部12p1から射出される第3の有彩色を有した光は、表示部12p2から射出される第3の有彩色を有した光とは異なる色の光である。
・各表示領域から射出される光の色は、他の残りの表示領域から射出される光の色と互いに同じであってもよい。すなわち、各表示領域における第1反射面間距離DR1は、他の残りの表示領域における第1反射面間距離DR1と互いに等しく、かつ、各表示領域における第2反射面間距離DR2は、他の残りの表示領域における第2反射面間距離DR2と互いに等しくてもよい。
あるいは、各表示領域から射出される光の色は、他の残りの表示領域から射出される光の色と互いに異なっていてもよい。すなわち、各表示領域における第1反射面間距離DR1が、他の残りの表示領域における第1反射面間距離DR1と互いに異なること、および、各表示領域における第2反射面間距離DR2が他の表示領域における第2反射面間距離DR2と互いに異なることの少なくとも一方が満たされていてもよい。
またあるいは、表示体10には、複数の表示領域群が含まれてもよく、各表示領域群には、少なくとも1つの表示領域が含まれる。そして、各表示領域群に含まれる表示領域が1つの色の光を射出する一方で、各表示領域群に含まれる表示領域が射出する光の色は、他の残りの表示領域群に含まれる表示領域が射出する光の色と互いに異なっていてもよい。
・表示体は、上述した偽造を防止する目的だけでなく、物品を装飾する目的で用いられてもよいし、表示体そのものが観察の対象であってもよい。表示体そのものが観察の対象であるときには、表示体は、例えば、玩具および学習教材などとして用いることができる。
[第2実施形態]
図21から図24を参照して、本発明の表示体、物品、原版、および、原版の製造方法を具体化した第2実施形態を説明する。第2実施形態は、第1実施形態と比べて、反射面21sに含まれる複数の矩形面21rの配置が異なる。そのため、以下では、表示体の構成において、第1実施形態との相違点を詳しく説明し、第1実施形態と共通する構成については、第1実施形態と同じ符号を付すことによって、その詳しい説明を省略する。
[表示体の構成]
図21から図23を参照して、表示体10の構成を説明する。
図21は、第1表示領域12の一部であって、第1表示領域12を構成する複数の表示部12pのうちの1つの一例を拡大して示している。図21では、反射面21sと対向する平面視における平面構造が示されている。
図21が示すように、反射面21sと対向する平面視では、第1表示領域12が備える1つの表示部12pにおいて、各矩形面21rは略正方形状を有し、互いに隣り合う矩形面21rの隙間が第3反射面21cによって埋められている。
反射面21sと対向する平面視において、複数の矩形面21rは、各仮想線Lvの上に複数ずつ位置している。すなわち、各仮想線Lvには、複数の矩形面21rが並んでいる。複数の仮想線Lvの各々は、X方向と交差する第1延伸方向に沿って延び、かつ、複数の仮想線Lvは、第1延伸方向と直交する方向である第1配列方向に沿って並んでいる。複数の仮想線Lvは、肉眼で知覚することが可能な回折光の射出が抑えられるように第1配列方向に沿って配置されている。
複数の仮想線Lvの一部において、各仮想線Lvの上に位置する全ての矩形面21rが、第1反射面21aである。複数の仮想線Lvの残りの部分において、各仮想線Lvの上に位置する複数の矩形面21rには、第1反射面21aと第2反射面21bとが含まれている。
なお、複数の仮想線Lvには、各仮想線の上に位置する全ての矩形面21rが、第2反射面21bである仮想線Lvが含まれていてもよい。また、複数の仮想線Lvには、第1反射面21aと第2反射面21bとが位置する仮想線Lvが含まれていなくてもよい。すなわち、各仮想線Lvの上には、複数の第1反射面21aのみ、あるいは、複数の第2反射面21bのみが位置していてもよい。
ただし、第1反射面間距離DR1に基づき射出される第1の有彩色の光と、第2反射面間距離DR2に基づき射出される第2の有彩色の光とを混ざりやすくする上では、複数の仮想線Lvには、第1反射面21aと第2反射面21bとの両方が位置する仮想線Lvが含まれることが好ましい。
複数の仮想線Lvでは、第1配列方向において互いに隣り合う2つの仮想線Lvの距離である仮想線間距離DL1が、仮想線Lvの並ぶ順序に対し不規則に変わっている。言い換えれば、複数の仮想線Lvは、第1配列方向においてランダムに配置され、各仮想線Lvと他の残りの仮想線Lvとは互いに平行である。すなわち、反射面21sと対向する平面視では、複数の仮想線Lvと交差する直線Ls上において、仮想線間距離DL1は、互いに異なる大きさを含み、仮想線Lvの並びの順序に対し不規則に変わっている。
複数の仮想線Lvにおいて、仮想線間距離DL1は、例えば、0.3μm以上2μm以下であることが好ましい。仮想線間距離DL1が小さくなるほど、仮想線Lvの延びる方向と直交する方向において光が射出される角度の範囲が大きくなる。そのため、表示体10の観察者が、射出された光を観察することのできる領域が拡がる。一方で、仮想線間距離DL1が大きくなるほど、仮想線Lvの延びる方向と直交する方向において光が射出される角度の範囲が小さくなる。そのため、表示体10の観察者が、射出された光を観察することのできる領域が狭まる。
各仮想線Lv上において、複数の矩形面21rは、ランダムに並んでいる。すなわち、1つの仮想線Lvに沿って配置される複数の矩形面21rにおいて、互いに隣り合う矩形面21rの間の距離は、一定の値ではない。複数の矩形面21rが各仮想線Lvにおいてランダムに並ぶ構成は、複数の矩形面21rの並ぶ周期に基づいて、仮想線Lvの延びる方向に沿って回折光が射出されることが抑えられる点で好ましい。
なお、本実施形態では、各仮想線Lvと他の残りの仮想線Lvとの間においても、仮想線Lvに対する複数の矩形面21rの位置は互いに異なっている。しかし、各仮想線Lvにおいて、複数の矩形面21rがランダムに並んでいれば、各仮想線Lvと他の残りの仮想線Lvとの間では、仮想線Lvに対する複数の矩形面21rの位置が互いに同じであってもよい。
また、各仮想線Lvにおいて、複数の矩形面21rは規則的に並んでいてもよい。すなわち、複数の矩形面21rは所定の周期で並んでいてもよい。こうした構成であっても、表示部12pは、第1反射面間距離DR1に基づく第1の有彩色の光と、第2反射面間距離DR2に基づく第2の有彩色の光とが混合された第3の有彩色の光を射出することは可能である。
各仮想線Lvには、複数の矩形面21rが配置されているため、1つの仮想線Lvに沿って配置された複数の矩形面21rは、ヘアライン加工を用いて金属層などの表面に形成された構造体のように作用する。それゆえに、表示部12pは、仮想線Lvの延びる方向と直交する方向に光を射出する一方で、仮想線Lvの延びる方向には、有彩色を有した光をほとんど射出しない。
すなわち、1つの仮想線Lvに沿って並ぶ矩形面21rと、仮想線Lv上において、互いに隣り合う矩形面21rの間を埋める第3反射面21cとは、仮想線Lvに沿って延びる1つの面である疑似面21dと同様な機能を発現する。そのため、疑似面21dと互いに隣り合う疑似面21d間の第2反射面21bとによって生成された第3の有彩色の光が、仮想線Lvと直交する方向に射出される。
言い換えれば、表示部12pにおいて、表示部12pから光が射出される方向のうち、射出光の光量が最も大きい方向と直交する方向が、仮想線Lvの延びる方向である。そのため、表示部12pにおいて仮想線Lvの延びる方向は、表示部12pから射出される光の方向によって特定することが可能である。
これに対して、図22は、一般的なヘアライン加工を用いて金属層の表面に形成された構造体HLを示している。図22が示すように、ヘアライン加工後の金属層には、Y方向に沿って延びる複数の直線形状を有する構造体が形成され、複数の構造体は、Y方向と交差する方向に沿って不規則な間隔で配置されている。また、複数の構造体の高さには、互いに異なる大きさが含まれる。そのため、ヘアライン加工によって形成された構造体は、特定の波長の光の回折効率を低下させる作用は有していない。それゆえに、ヘアライン加工後の金属層に白色光が入射すると、金属層は、Y方向と直交する方向であるX方向に沿って白色の散乱光を射出する。
図23は、第1表示領域12、第2表示領域13、および、第3表示領域14の各々の一部であって、各表示領域に含まれる1つの表示部の一例を拡大して示している。図23では、説明の便宜上から、各表示領域の表示部が1つの方向に沿って並べて示されている。
また、図23には、反射面21sと対向する方向から見た平面構造が示されている。そして、図23では、図21と同様、図示の便宜上から、反射層21の図示が省略されているが、以下では、説明の便宜上から、被覆面23sを反射面21sとして説明する。
図23が示すように、反射面21sと対向する平面視において、第1表示領域12の表示部12pは、複数の仮想線Lvを含み、各仮想線はX方向に沿って延び、複数の仮想線Lvは、Y方向に沿ってランダムに並んでいる。
各仮想線Lvには、複数の矩形面21rが並び、各仮想線Lvにおいて、複数の矩形面21rは、ランダムに並んでいる。なお、各仮想線Lvにおいて、複数の矩形面21rは、所定の周期で並んでいてもよい。
反射面21sと対向する平面視において、第2表示領域13の表示部13pは、第1表示領域12の表示部12pと同様、複数の仮想線Lvを含んでいる。複数の仮想線Lvの各々は、X方向と交差する方向である第2延伸方向に沿って延び、表示部13pにおいて、仮想線Lvの延びる方向である方位角方向が、第1表示領域12の表示部12pとは異なっている。複数の仮想線Lvは、第2延伸方向と直交する第2配列方向に沿って、ランダムに並んでいる。
各仮想線Lvには、複数の矩形面21rが並び、各仮想線Lvにおいて、複数の矩形面21rは、ランダムに並んでいる。なお、各仮想線Lvにおいて、複数の矩形面21rは、所定の周期で並んでいてもよい。
反射面21sと対向する平面視において、第3表示領域14の表示部14pは、第1表示領域12の表示部12pと同様、複数の仮想線Lvを含んでいる。複数の仮想線Lvの各々は、X方向と交差する方向である第3延伸方向に沿って延び、X方向と第3延伸方向とが形成する角度は、X方向と第2延伸方向とが形成する角度よりも大きい。表示部14pにおいて、仮想線Lvの延びる方向である方位角方向は、第1表示領域12における方位角方向、および、第2表示領域13における方位角方向のいずれとも異なる方向である。なお、X方向と第3延伸方向とが形成する角度は、X方向と第2延伸方向とが形成する角度よりも小さくてもよい。複数の仮想線Lvは、第3延伸方向と直交する方向である第3配列方向に沿って、ランダムに並んでいる。
各仮想線Lvには、複数の矩形面21rが並び、各仮想線Lv上において、複数の矩形面21rは、ランダムに並んでいる。なお、各仮想線Lvにおいて、複数の矩形面21rは、所定の周期で並んでいてもよい。
第1表示領域12、第2表示領域13、および、第3表示領域14の間では、仮想線Lvの延びる方向が互いに異なる。そのため、第1表示領域12、第2表示領域13、および、第3表示領域14の各々から、互いに異なる指向性を有した光が射出される。
なお、第1表示領域12、第2表示領域13、および、第3表示領域14の間では、仮想線Lvの延びる方向が互いに異なっているが、仮想線Lvの延びる方向は、3つの表示領域のうちの少なくとも2つの表示領域の間において、互いに同じであってもよい。
各表示領域における第1反射面間距離DR1は、他の残りの表示領域における第1反射面間距離DR1と互いに等しく、かつ、各表示領域における第2反射面間距離DR2は、他の残りの表示領域における第2反射面間距離DR2と互いに等しい。そのため、第1表示領域12から射出される光の色、第2表示領域13から射出される光の色、および、第3表示領域14から射出される光の色は、互いに同じ有彩色を有した光である。
[表示体の作用]
図24を参照して、表示体10の作用を説明する。なお、図24は、複数の第1反射面21a、複数の第2反射面21b、および、第3反射面21cを含む表示部12pの一例における斜視構造を示している。
また、図24では、図示の便宜上から、反射層21を、第1反射面21aを頂面として備える複数の第1凸部、第2反射面21bを頂面として備える複数の第2凸部、および、第3反射面21cを複数の第1凸部と複数の第2凸部とが位置する1つの面として有する層から構成される構造体として示している。
なお、以下では、説明の便宜上から、上述した第1実施形態と同様、反射面21sに向けて放射される白色を有した照明光ILに含まれる成分を、赤色光、緑色光、および、青色光に限定しているが、実際には、照明光ILは、これら有彩色の光以外の成分を含んでいる。
図24が示すように、反射面21sに光源LSの放射した照明光ILが入射したとき、例えば、第1実施形態と同様、第1反射面間距離DR1に応じて、460nmの波長を有した第1青色光DLb1と、540nmの波長を有した第1緑色光DLg1とが反射面21sから射出される。そのため、反射面21sから射出される光は、第1の有彩色であるシアン色を有した光を含む。
また、反射面21sに光源LSの放射した照明光ILが入射したとき、例えば、第1実施形態と同様、第2反射面間距離DR2に応じて、510nmの波長を有した第2青色光DLb2と、590nmの波長を有した第2緑色光DLg2とが反射面から射出される。そのため、反射面21sから射出される光は、第1の有彩色とは異なる第2の有彩色であって、第1の有彩色と比べて緑色寄りのシアン色を有した光を含む。
反射面21sの中で、複数の矩形面21rは、第1延伸方向に沿って延びる仮想線Lvの上に沿って並んでいる。そのため、各仮想線Lv上において、複数の矩形面21rと、互いに隣り合う矩形面21rの間に位置する第3反射面21cが、1つの疑似面21dとして機能する。それゆえに、反射面21sから射出される光は、第1配列方向に沿って並ぶ疑似面21dと、2つの疑似面21dの間に位置する第3反射面21cとによって形成される構造のために、疑似面21dの延びる方向である第1延伸方向と直交する第1配列方向に射出される。
結果として、反射面21sから射出される第1青色光DLb1、第1緑色光DLg1、第2青色光DLb2、および、第2緑色光DLg2の各々は、反射面21sの上に位置する平面であって、第1配列方向とZ方向とによって規定される平面に射出される。
このように、各仮想線Lvに沿って複数の矩形面21rが並ぶ構成によれば、第3の有彩色の光の射出される方向には、反射面21sと対向する平面視において、仮想線Lvの延びる方向とほぼ直交する方向への指向性が与えられる。それゆえに、表示体10が、所定の有彩色を有した光を射出しつつ、光を等方的に射出する構成と比べて、動的に変わる像を表示することができる。
以上説明したように、表示体、物品、原版、および、原版の製造方法の第2実施形態によれば、上述した(1)、(2)、および、(4)から(7)の効果に加えて、以下に記載の効果を得ることができる。
(11)仮想線Lvの各々の上に、複数の矩形面21rが並んでいるため、各仮想線Lv上の複数の矩形面21rと、反射面21sと対向する平面視において、第3反射面21cのうち、互いに隣り合う矩形面21rの間に位置する部分とが、1つの疑似面21dを形成していると見なすことができる。これにより、仮想線Lv上に並ぶ矩形面21rと仮想線間に位置する第3反射面21cとの間における反射光の干渉によって有彩色の光が生成され、有彩色の光の射出される方向には、反射層の表面と対向する平面視において、仮想線の延びる方向とほぼ直交する方向への指向性が与えられる。それゆえに、表示体10が、所定の有彩色を有した光を射出しつつ、光を等方的に射出する構成と比べて、動的に変わる像を表示することができる。
[第2実施形態の変形例]
なお、上述した第2実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・第1表示領域12に含まれる複数の表示部12pの全てにおいて、仮想線Lvの延びる方向が互いに等しくなくてもよい。
例えば、各表示領域に含まれる複数の表示部において、各表示部に含まれる複数の仮想線Lvが互いに平行である。そして、隣り合う2つの表示部の間において、第1表示部の一例である一方の表示部における仮想線Lvの延びる方向と、第2表示部の一例である他方の表示部における仮想線Lvの延びる方向とが形成する角度である仮想線間角が10°以下である。
こうした構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(12)互いに隣り合う2つの表示部の間において、仮想線間角が10°以下に抑えられている。そのため、各仮想線の延びる方向と、観察者の視線の方向とが形成する角度が変わるに連れて、互いに隣り合う2つの表示部の間において、輝度が連続的に変わる。
・表示部12pにおいて、複数の仮想線Lvは、表示部12pの中に設定された1つの始点部から放射状に延びていてもよい。始点部が所定の1点であって、各仮想線Lvにおける始点が、他の残りの仮想線Lvにおける始点と一致するときには、複数の仮想線Lvは、扇形状、および、円形状のいずれか1つを形成することができる。こうした構成では、上述した第2実施形態と同様、複数の仮想線Lvと交差する直線上において、仮想線間距離には、互いに異なる大きさが含まれる。なお、複数の仮想線Lvのうち、互いに隣り合う2つの仮想線Lvが形成する角度は、例えば10°以下に設定され、数度であることが好ましい。
こうした構成によれば、各仮想線Lvの延びる方向と、観察者の視線の方向とが形成する角度が変わるに連れて、表示部12pの中で相対的に輝度が高い部分であるとして認識される部分と、相対的に輝度が低い部分であるとして認識される部分とが連続的に変わる。
・複数の仮想線Lvが始点部から放射状に延びる構成では、1つの始点部が、所定の面積を有した領域であってもよく、この場合には、複数の仮想線Lvは、始点部を共有する一方で、複数の仮想線Lvにおける始点が一致していなくてもよい。こうした構成では、複数の仮想線Lvは、1つの表示体の中で、円環形状を形成していてもよいし、円弧形状を形成していてもよい。
・複数の表示部12pには、複数の矩形面21rが、表示部12p内にランダムに配置された表示部、複数の仮想線Lvを含み、各仮想線Lvが他の残りの仮想線Lvと互いに平行である表示部、および、放射状に延びる複数の仮想線Lvを含む表示部のうちの少なくとも2つが含まれていてもよい。
・各表示領域から射出される光の色は、他の残りの表示領域から射出される光の色と互いに異なっていてもよい。すなわち、各表示領域における第1反射面間距離DR1が他の残りの表示領域における第1反射面間距離DR1と互いに異なること、および、各表示領域における第2反射面間距離DR2が他の残りの表示領域における第2反射面間距離DR2と互いに異なることの少なくとも一方が満たされていてもよい。
あるいは、表示体10には、複数の表示領域群が含まれてもよく、各表示領域群には、少なくとも1つの表示領域が含まれる。そして、各表示領域群に含まれる表示領域が1つの色の光を射出する一方で、各表示領域群に含まれる表示領域が射出する光の色は、他の残りの表示領域群に含まれる表示領域が射出する光の色と互いに異なっていてもよい。
10…表示体、11…基材、12…第1表示領域、12p,12p1,12p2,13p,14p…表示部、13…第2表示領域、14…第3表示領域、21…反射層、21a…第1反射面、21b…第2反射面、21c…第3反射面、21d…疑似面、21r…矩形面、21s…反射面、22…支持層、23…凹凸層、23a…第1被覆面、23b…第2被覆面、23c…第3被覆面、23d…側面、23s…被覆面、30…ICカード、31…カード基材、31a…凹部、32…印刷層、32a…貫通孔、33…ICチップ、40…原版、41…ガラス基板、42…レジスト層、42a…第1転写面、42b…第2転写面、42c…第3転写面、42r…矩形転写面、42s…転写面、50…反射防止部、51,61…凸部、60…光散乱部。

Claims (15)

  1. 被覆面を備える基材と、
    前記被覆面の少なくとも一部を被覆する反射層と、を備え、
    前記反射層の表面は、複数の第1反射面、複数の第2反射面、および、第3反射面を含み、
    前記反射層の表面と対向する平面視において、各第1反射面と各第2反射面とは、略正方形状を有する矩形面であり、互いに隣り合う前記矩形面の隙間が前記第3反射面によって埋められ、かつ、
    前記基材の厚さ方向において、前記第1反射面と前記第3反射面との間の距離は、前記第1反射面において反射された光と前記第3反射面において反射された光との干渉によって前記反射層の表面が第1の有彩色の光を射出する距離であり、かつ、
    前記基材の厚さ方向において、前記第2反射面と前記第3反射面との間の距離は、前記第2反射面において反射された光と前記第3反射面において反射された光との干渉によって、前記反射層の表面が前記第1の有彩色とは異なる第2の有彩色の光を射出する距離であり、かつ、
    前記反射層の表面は、前記第1の有彩色の光と前記第2の有彩色の光とを含む第3の有彩色の光を射出する
    表示体。
  2. 前記反射層の表面と対向する平面視において、前記第1反射面の一辺の長さが第1長さであり、各第1反射面が有する前記第1長さと、他の残りの前記第1反射面が有する前記第1長さとが互いに略等しく、
    前記反射層の表面と対向する平面視において、前記第2反射面の一辺の長さが第2長さであり、各第2反射面が有する前記第2長さと、他の残りの前記第2反射面が有する前記第2長さとが互いに略等しく、
    前記第1長さと前記第2長さとが互いに異なる
    請求項1に記載の表示体。
  3. 前記基材の厚さ方向において、前記第1反射面と前記第3反射面との間の距離が、前記第2反射面と前記第3反射面との間の距離よりも大きく、
    前記第1長さが、前記第2長さよりも小さい
    請求項2に記載の表示体。
  4. 前記反射層の表面と対向する平面視において、各矩形面は、他の残りの前記矩形面から離れ、かつ、前記複数の矩形面は、前記反射層の表面の中にランダムに配置されている
    請求項1から3のいずれか一項に記載の表示体。
  5. 前記反射層の表面と対向する平面視において、各矩形面は、他の残りの前記矩形面から離れ、かつ、前記複数の矩形面は、複数の仮想線の各々に沿って複数ずつ並び、
    前記複数の仮想線と交差する直線上において、互いに隣り合う前記仮想線の間の距離には、互いに異なる大きさが含まれる
    請求項1から3のいずれか一項に記載の表示体。
  6. 前記反射層の表面は、
    複数の前記第1反射面、および、複数の前記第2反射面を含む第1表示部と、
    複数の前記第1反射面、および、複数の前記第2反射面を含む第2表示部と、を含み、
    前記第1表示部、および、前記第2表示部の各々において、複数の前記仮想線が設定され、かつ、1つの前記仮想線が他の残りの前記仮想線と互いに平行であり、
    前記第1表示部における前記仮想線の延びる方向が第1方向であり、
    前記第2表示部における前記仮想線の延びる方向が前記第2方向とは異なる第2方向であり、
    前記第1方向と前記第2方向とが形成する角度が10°以下である
    請求項5に記載の表示体。
  7. 前記反射層の表面と対向する平面視において、
    前記反射層の表面は、
    少なくとも1つの前記第1反射面が位置する領域である第1領域と、
    少なくとも1つの前記第2反射面が位置する領域である第2領域と、
    少なくとも1つの前記第1反射面と少なくとも1つの前記第2反射面とが位置する領域である第3領域と、を含む
    請求項1から6のいずれか一項に記載の表示体。
  8. 前記反射層の表面において、全ての前記第1反射面の占有する面積が第1反射面積であり、
    前記反射層の表面において、全ての前記矩形面の占有する面積が矩形面積であり、
    前記矩形面積は、前記反射層の表面の全体が有する面積に対して15%以上50%以下であり、
    前記第1反射面積は、前記矩形面積に対して70%以上100%未満である
    請求項1から7のいずれか一項に記載の表示体。
  9. 複数の前記第1反射面、複数の前記第2反射面、および、前記第3反射面から第3表示部が構成され、
    複数の前記第1反射面、複数の前記第2反射面、および、前記第3反射面から第4表示部が構成され、
    前記第3表示部と前記第4表示部との各々において、全ての前記第1反射面が占有する面積が第1単位面積であり、全ての前記第2反射面が占有する面積が第2単位面積であり、全ての前記矩形面が占有する面積が第3単位面積であり、前記第3単位面積に対する前記第2単位面積の百分率が、第2反射面比であり、
    前記第3表示部における前記第1単位面積と、前記第4表示部における前記第1単位面積とが互いに略等しく、
    前記第3表示部における前記第2反射面比と、前記第4表示部における前記第2反射面比とは、1%以上30%未満の範囲に含まれる
    請求項1から8のいずれか一項に記載の表示体。
  10. 前記基材の厚さ方向において、前記第1反射面と前記第2反射面との間の距離が、0.02μm以上0.1μm以下である
    請求項1から9のいずれか一項に記載の表示体。
  11. 前記基材の厚さ方向において、前記第1反射面と前記第2反射面との間の距離が、0.2μm以上0.45μm以下である
    請求項1から9のいずれか一項に記載の表示体。
  12. 前記反射層の表面には、前記反射層の表面に入射した光を回折する回折部、前記反射層の表面に入射した光の反射を防止する反射防止部、前記反射層の表面に入射した光を散乱する光散乱部の少なくとも1つが形成されている
    請求項1から11のいずれか一項に記載の表示体。
  13. 表示体と、
    前記表示体を支持する支持部と、を備え、
    前記表示体が請求項1から12のいずれか一項に記載の表示体である
    物品。
  14. 表示体の製造に用いられる原版であって、
    1つの面を有した基板と、
    前記基板の前記1つの面に形成されて、前記基板に接する面とは反対側の面である転写面を有するレジスト層と、を備え、
    前記転写面は、複数の第1転写面、複数の第2転写面、および、第3転写面を含み、前記転写面の転写によって、前記表示体の被覆面が形成され、前記被覆面のうち、前記第1転写面によって第1被覆面が形成され、前記第2転写面によって第2被覆面が形成され、前記第3転写面によって第3被覆面が形成され、
    前記転写面と対向する平面視において、各第1転写面および各第2転写面は略正方形状を有した矩形転写面であり、互いに隣り合う前記矩形転写面の隙間が前記第3転写面によって埋められ、かつ、
    前記基板の厚さ方向において、前記第1転写面と前記第3転写面との間の距離は、前記被覆面を覆う反射層の表面のうち、前記第1被覆面の上に形成された部分において反射された光と、前記第3被覆面の上に形成された部分において反射された光との干渉によって前記反射層の表面が第1の有彩色の光を射出する大きさであり、かつ、
    前記基板の厚さ方向において、前記第2転写面と前記第3転写面との間の距離は、前記反射層の表面のうち、前記第2被覆面の上に形成された部分において反射された光と、前記第3被覆面の上に形成された部分において反射された光との干渉によって前記反射層の表面が前記第1の有彩色とは異なる第2の有彩色の光を射出する大きさであり、かつ、
    前記転写面は、前記反射層の表面が、前記第1の有彩色の光と前記第2の有彩色の光とを含む第3の有彩色の光を射出するように構成されている
    原版。
  15. 表示体の製造に用いられる原版の製造方法であって、
    基板の1つの面にレジスト層を形成する工程と、
    前記レジスト層を露光する工程と、
    露光された前記レジスト層を現像して、前記レジスト層に転写面を形成する工程と、を含み、
    前記露光する工程では、
    前記現像する工程の後において、前記転写面が、複数の第1転写面、複数の第2転写面、および、第3転写面を含み、前記転写面の転写によって、前記表示体の被覆面が形成され、前記被覆面のうち、前記第1転写面によって第1被覆面が形成され、前記第2転写面によって第2被覆面が形成され、前記第3転写面によって第3被覆面が形成され、
    前記転写面と対向する平面視において、各第1転写面は略正方形状を有した矩形転写面であり、互いに隣り合う前記矩形転写面の隙間が前記第3転写面によって埋められ、かつ、
    前記基板の厚さ方向において、前記第1転写面と前記第3転写面との間の距離は、前記被覆面を覆う反射層の表面のうち、前記第1被覆面の上に形成された部分において反射された光と、前記第3被覆面の上に形成された部分において反射された光との干渉によって、前記反射層の表面が第1の有彩色の光を射出する大きさであり、かつ、
    前記基板の厚さ方向において、前記第2転写面と前記第3転写面との間の距離は、前記反射層の表面のうち、前記第2被覆面の上に形成された部分において反射された光と、前記第3被覆面の上に形成された部分において反射された光との干渉によって前記反射層の表面が前記第1の有彩色とは異なる第2の有彩色の光を射出する大きさであり、
    前記転写面は、前記反射層の表面が、前記第1の有彩色の光と前記第2の有彩色の光とを含む第3の有彩色の光を射出する構成となるように、前記レジスト層を露光する
    原版の製造方法。
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