JP5909856B2 - 表示体及びラベル付き物品 - Google Patents

Description

本発明は、例えば偽造防止に利用可能な画像表示技術に関する。

近年、真正品であることを証明する為の偽造防止技術を、商品券及びクレジットカード等の有価証券類又はブランド品及び高級品等の一般には高価な物品へ適用する要望が増えている。そのような偽造防止技術としては、大きく分けて２種類の技術がある。一方は、一般のユーザが、その外観を肉眼で観察しただけで、偽造防止技術が適用されていることを認知でき、真偽判定できるオバート技術である。他方は、特定のユーザのみが偽造防止技術の存在を知り、何等かの特殊な検証を行うことによって、偽造防止技術が適用されていることを確認でき、真偽判定できるコバート技術である。

オバート技術としては、例えば、ＯＶＤ［Ｏｐｔｉｃａｌ（ｌｙ） Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ］が利用されている。ＯＶＤとしては、例えば、反射光の干渉又は分散を利用して立体画像及び特殊な色の変化を生じる装飾画像などを表現し得るホログラム及び回折格子、並びに、光学特性が異なる薄膜を多層に重ねた構造を有し、観察角度の変化に伴う表示色の変化（カラーシフト）を生じる多層薄膜がある。なお、ＯＶＤの同義語として、ＤＯＶＩＤ［Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ（ｌｙ） Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ］がある。

ＯＶＤは、高度な製造技術を要する、独特な視覚効果を提供する、一瞥するだけで真偽を判定できるなどの特徴を有しており、有効な偽造防止手段として、クレジットカード、有価証券及び証明書類等の全面又はその一部に形成されている。最近では、ＯＶＤは、有価証券以外の物品、例えば、スポーツ用品、コンピュータ部品などの電気製品、及び、ソフトウエアが記録された記録媒体又はそのパッケージに貼り付けられて、その製品の真正さを証明する認証ステッカ又は封印ステッカとしても広く使われるようになってきた。

なお、ＯＶＤは、上記の通り、一般には精巧な偽造が難しく、真正品であることの確認が容易な偽造防止手段であるが、商品券、紙幣、パスポート及び株券等の紙媒体に貼り付ける場合には、ＯＶＤの貼り替えが粘着ラベルと比較してより困難な転写箔の形態で使用することが多い。転写箔の支持体から物品上へと熱転写したＯＶＤは、これを物品から剥がそうとしたときに、このＯＶＤが含んでいる光学薄膜が物理的に破壊され、本来の視覚効果が損なわれる。従って、貼り替え又は改竄によるＯＶＤの不正使用を防止できる。

コバート技術としては、例えば、蛍光印刷、万線潜像、偏光潜像、及び特定波長吸収印刷等が挙げられる。これらは、現在でも、偽造防止において重要な役割を担っている。

蛍光印刷の代表的な例としては、紫外線で励起され可視蛍光を発する蛍光体を含んだ印刷インキを印刷する蛍光印刷が挙げられる。この印刷インキに含まれる蛍光体は、通常の可視光源下では視認し難く、紫外線照射により可視領域の蛍光を発する。この紫外線の波長は、使用する蛍光体の種類に応じて種々選択することが可能である。一般には、波長が３６５ｎｍの紫外線を放射するブラックライトが使用されている。蛍光印刷に関する近年の技術としては、例えば、２種以上の蛍光体を混合して、不正を試みる者にとって発色の再現を困難にする技術がある（例えば、特許文献１参照）。

万線潜像の代表的な例としては、凹版印刷を利用した万線潜像印刷が挙げられる。万線潜像印刷では、長さ方向が等しい多数の細線から各々がなり、細線の長さ方向が互いに異なる複数のパターンを、各細線が数十ミクロンを有するように及び先のパターンが互いに隣接するように形成する。線幅を互いに等しい線幅及びピッチで形成した場合、パターンを形成した面に対して垂直な方向から観察したときには、それらパターンを互いから識別することは困難である。そして、或るパターンの細線に対して垂直であり且つパターンを形成した面に対して傾いた方向から観察すると、先のパターンでは、他のパターンと比較して、細線の見かけ上の密度が高くなる。このようにして、潜像を可視化する。また、万線潜像によれば、例えば、或るパターンにおける細線の幅や密度を複写機の解像度以上に設定し、他のパターンにおける細線の幅や密度を複写機の解像度未満に設定した場合、肉眼で観察した場合にそれらパターンを互いから識別できないとしても、電子写真装置などの複写機を用いて得られるそれらの複写物では、肉眼による観察で先のパターンを互いから識別できる。万線潜像に関する近年の技術としては、例えば、インキに蛍光顔料を混合させることによる機能付加、及び、更に精密且つ精細な印刷を行うことによるコピー牽制力の強化などがある（例えば、特許文献２参照）。

偏光潜像の代表的な例としては、液晶を利用したものが挙げられる。液晶材料は、主に液晶ディスプレイにおいて使用されている。近年の液晶ディスプレイの需要拡大に伴い、高度な偏光技術が種々開発されており、これら偏光技術は、偽造防止用デバイスにおいてもコバート技術として様々な形態で応用され始めている。例えば、偏光子を介して観察することにより可視化する潜像を、ネマチック液晶の複屈折性を利用して又は複屈折性を有するプラスチックフィルムを利用して記録した表示体がある（例えば、特許文献３及び特許文献４参照）。

特開平１０−２５０２１４号公報 特開平１１−２９１６０９号公報 特開２００５−０９１７８６号公報 特表２００２−５３０６８７号公報

液晶を利用して偏光潜像を形成する偽像防止技術においては、その偏光特性を向上させること、並びに、パターンの精密性及び精細性を向上させることによって、偽造防止効果を高めている。しかしながら、液晶を利用した場合、コスト高になってしまう。

本発明の目的は、液晶を利用することなしに偏光潜像を形成することが可能な表示技術を提供することにある。

本発明の第１側面は、光透過性の基材と、前記基材と向き合った第１面及び前記第１面とは反対側の第２面を有し、前記第２面は、一次元又は二次元的に且つ周期的に配列した複数の凸部及び／又は凹部を各々が備えた凹凸構造領域を含み、前記凹凸構造領域は、速軸と遅軸とを有している複屈折部材として機能し、前記凹凸構造領域は前記速軸に垂直な断面の形状と前記遅軸に垂直な断面の形状とが異なっているレリーフ構造形成層と、前記第２面上に設けられた金属反射層とを具備し、前記凹凸構造領域は、前記第２面に垂直な方向から可視光領域内の或る波長の光を入射させた場合、電界ベクトルの振動方向が前記速軸に対して平行な直線偏光成分の反射光と、電界ベクトルの振動方向が前記遅軸に対して平行な直線偏光成分の反射光との間に二分の一波長の位相差を与えることによって、反射型の二分の一波長板として機能すると共に、前記電界ベクトルの振動方向が前記速軸に対して平行な直線偏光成分に対する反射率と、前記電界ベクトルの振動方向が前記遅軸に対して平行な直線偏光成分に対する反射率とが異なることによって、直線偏光子として機能する、表示体である。

本発明の第２側面は、前記複数の凸部及び／又は凹部の前記遅軸方向の周期は４００ｎｍ以下である第１側面に係る表示体である。

本発明の第３側面は、前記複数の凸部及び／又は凹部の各々は、前記速軸に垂直な断面がテーパ形状を有している第１又は第２側面に係る表示体である。

本発明の第４側面は、前記複数の凸部及び／又は凹部の各々は、４０乃至３００ｎｍの範囲内の高さ又は深さを有している第１乃至第３側面の何れか１つに係る表示体である。

本発明の第５側面は、前記第２面は前記凹凸構造領域を複数含み、複数の前記凹凸構造領域の２つ以上は、前記複数の凸部及び／又は凹部の形状、前記複数の凸部及び／又は凹部の周期、前記複数の凸部及び／又は凹部の高さ又は深さ、並びに前記速軸の向きの少なくとも１つが異なっている第１乃至第４側面の何れか１つに係る表示体である。

本発明の第６側面は、第１乃至第５側面の何れか１つに係る表示体と、これを支持した物品とを具備したラベル付き物品である。

本発明によると、液晶を利用することなしに偏光潜像を形成することが可能な表示技術が提供される。

凸部又は凹部が一次元的に配列し、凹凸構造領域の断面が矩形波状である透過型構造性複屈折部材の一例を概略的に示す斜視図。 凸部又は凹部が一次元的に配列し、凹凸構造領域の断面が矩形波状である反射型構造性複屈折部材の一例を概略的に示す斜視図。 図１及び図２の構造性複屈折部材が与える位相差の例を示すグラフ。 凸部又は凹部が一次元的に配列し、凹凸構造領域の断面が正弦波状である反射型構造性複屈折部材の一例を概略的に示す斜視図。 凸部又は凹部が二次元的に配列した反射型構造性複屈折部材の一例を概略的に示す斜視図。 凸部の高さ又は凹部の深さがＴＥ波及びＴＭ波に関する強度反射率に及ぼす影響の例を示すグラフ。 偏光子と図２の表示体とを重ねた配置した場合に、偏光子の透過軸が速軸に対してなす角度が強度反射率に及ぼす影響の一例を示すグラフ。 透過型構造性複屈折部材及び反射型構造性複屈折部材が与える位相差に、凸部の高さ又は凹部の深さが及ぼす影響の例を示すグラフ。 表示体の一例を概略的に示す平面図。 図９の表示体のＸ−Ｘ線に沿った断面図。 反射型構造性複屈折部材のＴＥ波及びＴＭ波に関する強度反射率に凸部の高さ又は凹部の深さが及ぼす影響の例を示すグラフ。 表示体の他の例を概略的に示す平面図。 ラベル付き物品の一例を概略的に示す平面図。 真偽判定方法の一例を概略的に示す図。

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

上記の通り、第１側面に係る表示体は、光透過性の基材と、この基材と向き合った第１面及び第１面とは反対側の第２面を有しているレリーフ構造形成層と、第２面上に設けられた金属反射層とを備えている。第２面は、一次元又は二次元的に且つ周期的に配列した複数の凸部及び／又は凹部を各々が備えた１つ以上の凹凸構造領域を含んでいる。凹凸構造領域の各々に対応した部分は、速軸と遅軸とを有している複屈折部材として機能する。そして、凹凸構造領域の各々は、速軸に垂直な断面の形状と遅軸に垂直な断面の形状とが異なっている。

まず、第１側面に係る表示体において利用する表示技術について説明する。
ここで利用する表示技術は、通常の照明条件下では肉眼で確認することができない潜像を、偏光子を用いることによって可視化する偏光潜像技術である。

具体的には、この技術では、上述した表示体の反射面、即ちレリーフ構造形成層と反射層との界面に凹凸構造を設けて、後述する構造性複屈折を生じさせる。そして、この構造性複屈折を利用して、例えば、文字、絵、図柄等の情報を記録する。このようにして記録した潜像は、偏光子を用いて観察することにより、明るさの分布を有している可視像として知覚することができる。この可視像は、肉眼で読み取ってもよく、機械読み取りしてもよい。

この技術では、例えば、直線偏光子を用いて表示体を観察した場合、表示体のうち潜像に対応した部分の明るさは、偏光子の透過軸が速軸又は遅軸に対してなす角度に応じて変化する。そして、この表示体における速軸又は遅軸は、構造性複屈折を生じさせる領域である凹凸構造領域を適宜設計することにより、任意の方向に設定することができる。

それ故、例えば、或る凹凸構造領域について速軸の角度を０°とし、他の凹凸構造領域について速軸の角度を４５°とした場合、直線偏光子を介して表示体を観察すると、この表示体のうち、一方の凹凸構造領域に対応した部分は明るく見え、他方の凹凸構造領域に対応した部分は暗く見え得る。そして、それらの明暗は、偏光子を回転させることにより反転する。

また、或る凹凸構造領域について速軸の角度を０°とし、他の凹凸構造領域について速軸の角度を４５°とし、更に他の１つ以上について凹凸構造領域の速軸を先の２つの速軸に対して斜めにした場合、直線偏光子を介して表示体を観察すると、この表示体は階調画像を表示する。

凹凸構造領域について上述した機能は、レリーフ構造形成層の第２面に複数の凸部及び／又は凹部を設けることによって発現する。それ故、この技術は、レリーフ型の回折格子又はホログラムとの併用が容易である。

ここで、「構造性複屈折」について説明する。
或る波長の光について異なる屈折率を有する２つの透明材料の界面に、先の波長以下の周期で畝状の凸部又は溝状の凹部を配置すると、この構造は、凸部又は凹部の長さ方向と幅方向とで異なる有効屈折率を有し得る。構造性複屈折とは、このようにして発現させた複屈折性に起因した複屈折である。

例えば、図１に示すように、第１透明材料層２１と第２透明材料層２２とを積層し、第１透明材料層２１の第２透明材料層２２と接している面に複数の矩形溝が生じるように、それらの界面に、所定の周期で畝状の凸部又は溝状の凹部３０を配置してなる透過型の光学素子に対し、或る波長の自然光４０を照射する場合を考える。この場合、この構造が、電界ベクトルの振動方向が溝の長さ方向に平行な直線偏光（以下、ＴＥ波という）に対して示す屈折率ｎ_TE及び電界ベクトルの振動方向が溝の幅方向に平行な直線偏光（以下、ＴＭ波という）に対して示す屈折率ｎ_TMは、下記式（１）及び（２）によってそれぞれ表される（ＢＯＲＮ ＡＮＤ ＷＯＬＦ “ＰＲＩＮＣＩＰＬＥＳ ＯＦ ＯＰＴＩＣＳ Ｆｏｕｒｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ” Ｐ７０５（ＰＥＲＧＡＭＯＮ ＰＲＥＳＳ））。

なお、上記式（１）及び（２）において、ｎ₁及びｎ₂は、それぞれ、或る波長λにおける透明材料層２１及び２２の屈折率である。ｔ₁は隣り合った矩形溝間の距離であり、ｔ₂は矩形溝の幅であり、Ｈは凸部の高さ又は凹部の深さである。上記式（１）及び（２）に示す関係は、寸法ｔ₁及びｔ₂が波長λと比較して十分に小さい場合に成立する。

上記式（１）及び（２）から、屈折率ｎ₁及びｎ₂は、不等式ｎ_TE＞ｎ_TMに示す関係を満足していることが分かる。即ち、図１に示す構造は、溝の長さ方向４１及び幅方向４２をそれぞれ速軸及び遅軸として有しており、光学的に異方性の材料と同等に振る舞う。なお、図１には、凹部が単純な矩形溝である例を示したが、凹部が他の形状を有している場合であっても構造性複屈折を実現することができる。例えば、或る波長の光について異なる屈折率を有する２つの透明材料の界面に、各々が楕円柱形状を有している複数の凸部又は凹部を、楕円の長軸が互いに平行になるように先の波長以下の周期で配置した場合も、構造性複屈折を実現することができる。

ところで、前述の矩形溝を含んだ構造において大きな屈折率差ｎ_TE−ｎ_TMを実現するうえでは、現在、２つの透明材料の一方として、屈折率ｎ₂が１．５程度の材料、例えば透明樹脂、ガラス又は石英を使用し、他方の透明材料として、屈折率ｎ₁が１．０である空気を用いることが多い。しかしながら、屈折率差がこれほど大きくても、先の構造を可視光用の１／２波長板として使用するためには、例えば、寸法ｔ₁及びｔ₂を１５０ｎｍとした場合、高さ又は深さを２７００ｎｍ程度にしなければならない。即ち、アスペクト比が大きな凹部又は凸部を形成しなければならない。アスペクト比が大きな溝部又は凸部は、形成することが困難である。

第１側面に係る表示体では、構造性複屈折を以下のように実現している。即ち、図２に示す構造１０のように、透明材料層２２の代わりに金属反射層２０を使用する。

透過型を反射型へ変更すると、ＴＥ波とＴＭ波との位相差δ［ｒａｄ］を大きくすることができる。即ち、アスペクト比が比較的小さな凹部又は凸部で、例えばアスペクト比が０．５乃至１．５の範囲内にある凹部又は凸部で、十分に大きな屈折率差ｎ_TE−ｎ_TMを実現することができる。

図３は、図１の透過型構造性複屈折部材が与える位相差及び図２の反射型構造性複屈折部材が与える位相差の例を示すグラフである。図中、横軸は凸部の高さＨ（又は凹部の深さ）を表し、縦軸はシミュレーションによって得られた位相差δを表している。

なお、このシミュレーションには、ＦＤＴＤ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ）法を用いた。ここでは、波長λは５３２ｎｍとし、矩形溝の周期Ｐは３００ｎｍとし、その間隔ｔ１及び幅ｔ２は何れも１５０ｎｍとした。透過型構造性複屈折部材については、透明材料層２１は屈折率ｎ₂が１．５の透明樹脂からなり、透明材料層２２は屈折率ｎ₁が１．０の空気からなることとした。また、反射型構造性複屈折部材については、透明材料層２１は屈折率ｎ₂が１．５の透明樹脂からなり、金属反射層２０は屈折率ｎ₃が０．８８７−６．２６ｉのアルミニウムからなることとした。

図３に示すように、反射型構造性複屈折部材では、透過型構造性複屈折部材と比較して、高さＨに対する位相差δの増加が遥かに大きい。それ故、反射型構造性複屈折部材によると、凸部又は凹部のアスペクト比が比較的小さい場合であっても、例えば、１／２波長板に必要な位相遅延δ＝π、又は、１／４波長板に必要な位相遅延δ＝π／２を実現することができる。

反射型構造性服屈折部材においては、透明材料として、波長λの光に対して透明であれば、どのようなものを使用してもよい。透明材料としては、例えば、空気、透明樹脂、又は石英を使用可能である。また、金属材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）及びニッケル（Ｎｉ）等の様々な材料を使用することができる。金属材料は、波長λの光に対して反射率の高い材料が望ましい。

前記反射型構造性複屈折部材において、凸部又は凹部は様々な形状を有し得る。例えば、凸部又は凹部は、図４に示すように、幅方向に配列し、長さ方向に対して垂直な断面がテーパ形状を有している畝状の凸部又は溝状の凹部であってもよい。ここで、「テーパ形状」とは、凸部又は凹部の第２面に平行な断面積が第２面からの距離が長くなるのに従って減少する形状を意味している。

或いは、図５に示すように、凸部又は凹部３２は、高さ又は深さ方向から見たときに、一方向に延びた形状を有し、長さ方向が略平行となるように二次元的に配列していてもよい。

これらの場合であっても、図２の構造について上述したのとほぼ同様の効果を得ることができる。

なお、当然、透明材料の屈折率、金属材料の種類、凸部又は凹部の形状等が異なれば、或る位相差δを実現するのに必要な凸部の高さＨ又は凹部の深さも異なる。但し、何れの場合であっても、反射型構造性複屈折部材によると、所望の位相差δを、透過型構造性複屈折部材と比較して遥かに小さな高さＨ又は深さで達成することができる。

以上から明らかなように、第１側面に係る表示体には、凸部又は凹部のアスペクト比を過剰に大きくすることなしに、レリーフ構造形成層と金属反射層との積層体のうち凹凸構造領域に対応した部分に、速軸４１と遅軸４２とを持つ複屈折部材としての機能を付与することができる。それ故、第１側面に係る表示体には、偏光子を介して観察することにより可視化する偏光潜像を比較的容易に保持させることができる。

また、この表示体では、ＴＥ波に対する反射率とＴＥ波に対する反射率とを異ならしめることができる。

図６は、凸部の高さＨ（又は凹部の深さ）がＴＥ波及びＴＭ波に関する強度反射率に及ぼす影響の例を示すグラフである。図中、横軸は凸部の高さＨ（又は凹部の深さ）を表し、縦軸はシミュレーションによって得られた強度反射率を表している。なお、このシミュレーションは、図３について説明したシミュレーションと同様の方法及び条件で行った。

図６に示すように、ＴＥ波に対する反射率は、高さＨの増加に応じて徐々に減少する。他方、ＴＭ波に対する反射率は、高さＨの増加に応じて、振動しながら減少する。従って、ＴＥ波に対する反射率とＴＭ波に対する反射率との差が十分に大きくなるように凸部の高さＨ（又は凹部の深さ）を設定することにより、反射型構造性複屈折部材に直線偏光子としての機能を付与することができる。

それ故、例えば、或る凹凸構造領域について速軸の角度を０°とし、他の凹凸構造領域について速軸の角度を９０°とした場合、直線偏光子を介して表示体を観察すると、この表示体のうち、一方の凹凸構造領域に対応した部分は明るく見え、他方の凹凸構造領域に対応した部分は暗く見え得る。そして、それらの明暗は、偏光子を回転させることにより反転する。

また、或る凹凸構造領域について速軸の角度を０°とし、他の凹凸構造領域について速軸の角度を９０°とし、更に他の１つ以上について凹凸構造領域の速軸を先の２つの速軸に対して斜めにした場合、直線偏光子を介して表示体を観察すると、この表示体は階調画像を表示する。

第２側面に係る表示体は、上記の通り、第１側面に係る表示体において、以下の構成を採用したものである。即ち、第２側面に係る表示体において、複屈折部材は、第２面に垂直な方向から可視光領域内の或る波長の光を入射させた場合に、電界ベクトルの振動方向が速軸に対して平行な直線偏光成分と、電界ベクトルの振動方向が遅軸に対して平行な直線偏光成分との間に二分の一波長の位相差を与える。

この表示体と直線偏光子とを、例えば、直線偏光子の透過軸が速軸に対して４５°の角度をなすように重ね、直線偏光子を介して表示体を観察した場合、この表示体のうち凹凸構造領域に対応した部分は暗く見える。例えば、この表示体のうち凹凸構造領域に対応した部分は黒く見える。

このように、表示体のうち凹凸構造領域に対応した部分は、二分の一波長板として機能させることができる。また、上記の通り、表示体のうち凹凸構造領域に対応した部分は、凸部の高さＨ（又は凹部の深さ）を設定することにより、直線偏光子として機能させることができる。それ故、波長板としての機能と偏光子としての機能との双方を利用した表示が可能である。

例えば、図２及び図３を参照しながら説明した構造を採用した場合、図３に示すように、凸部の高さＨ（又は凹部の深さ）を４０ｎｍとすると、位相差δをπとすること、即ち、凹凸構造領域に対応した部分に二分の一波長板の機能を付与することができる。そして、この場合、図６に示すように、ＴＥ波に対する反射率を８６％とし、ＴＭ波に対する反射率を３０％とすること、即ち、凹凸構造領域に対応した部分に直線偏光子としての機能を付与することができる。それ故、この場合、表示体は、それらに対応した光学特性を示し得る。

図７は、偏光子と図２の表示体とを重ねた配置した場合に、偏光子の透過軸が速軸に対してなす角度が強度反射率に及ぼす影響の一例を示すグラフである。図中、横軸は、偏光子の透過軸が速軸に対してなす角度を表し、縦軸はシミュレーションによって得られた強度反射率を表している。なお、このシミュレーションは、図３について説明したシミュレーションと同様の方法及び条件で行った。

凹凸構造領域に対応した部分に、二分の一波長板としての機能と直線偏光子としての機能とを付与すると、例えば、図７に示すように、偏光子の透過軸を速軸に対して平行とした場合に強度反射率は最大となり、偏光子の透過軸を速軸に対して垂直とした場合に強度反射率はより小さくなり、偏光子の透過軸が速軸に対してなす角度を４５乃至６０°の範囲内にした場合に強度反射率は最小となる。即ち、凹凸構造領域に対応した部分に二分の一波長板としての機能と直線偏光子としての機能とを付与すると、複雑な光学特性を達成することができる。

第３側面に係る表示体は、上記の通り、第１又は第２側面に係る表示体において、以下の構成を採用したものである。即ち、第３側面に係る表示体において、凸部及び／又は凹部の遅軸に平行な方向の周期は４００ｎｍ以下である。

こうすると、表示体に約０°の入射角で可視光を入射させた場合、表示体は回折光を射出しない。即ち、この場合、表示体のうち凹凸構造領域に対応した部分が回折光を射出することに起因して、偏光子なしで凹凸構造領域の存在が知覚されるのを防止できる。

なお、凸部及び／又は凹部の遅軸に平行な方向の周期は、例えば１００ｎｍ以上である。小さな周期で配列した凸部及び／又は凹部は、高い精度で形成することが難しい。

第４側面に係る表示体は、上記の通り、第１乃至第３側面の何れか１つに係る表示体において、以下の構成を採用したものである。即ち、第４側面に係る表示体において、凸部及び／又は凹部の各々は、図４に示すように、速軸に垂直な断面がテーパ形状を有している。

この構造を採用すると、凸部の高さＨ又は凹部の深さと位相差δとの関係を線形に近づけることができる。それ故、凸部の高さＨ又は凹部の深さに誤差を生じた場合に、位相差δが設計値から大きくずれるのを防止できる。

図８は、図４に示す反射型構造性複屈折部材が与える位相差に、凸部の高さ又は凹部の深さが及ぼす影響の例を示すグラフである。図中、横軸は凸部の高さＨ又は凹部の深さを表し、縦軸はシミュレーションによって得られた位相差δを表している。なお、このシミュレーションは、凸部又は凹部の形状を、それらの長さ方向に垂直な断面が正弦波状の配列を形成するように変更したこと以外は、図３について説明したシミュレーションと同様の方法及び条件で行った。

図３と図８との比較から明らかなように、図４に示す構造を採用した場合、図２に示す構造を採用した場合と比較して、凸部の高さＨ又は凹部の深さと位相差δとの関係を線形に近づけることができる。

また、凸部又は凹部の各々の速軸に垂直な断面がテーパ形状を有している場合、実質のアスペクト比を下げることができ、所望の位相差δをより小さなアスペクト比で、例えば０．３乃至１の範囲内にあるアスペクト比で実現することができる。従って、この場合、凹凸構造をスタンパから樹脂へと転写することによって形成するときに、高い離型性を実現できる。即ち、優れた量産性を達成できる。

第５側面に係る表示体は、上記の通り、第１乃至第４側面の何れか１つに係る表示体において、以下の構成を採用したものである。即ち、第５側面に係る表示体において、凸部及び／又は凹部の各々は、４０乃至３００ｎｍの範囲内の高さ又は深さを有している。この構造は、凸部又は凹部のアスペクト比を小さくするうえで有利である。

第６側面に係る表示体は、上記の通り、第１乃至第５側面の何れか１つに係る表示体において、以下の構成を採用したものである。即ち、第６側面に係る表示体において、第２面は、凹凸構造領域を複数含んでいる。これら凹凸構造領域の２つ以上は、凸部及び／又は凹部の形状、凸部及び／又は凹部の周期、凸部及び／又は凹部の高さ又は深さ、並びに速軸の向きの少なくとも１つが異なっている。

凸部及び／又は凹部の形状、凸部及び／又は凹部の周期、並びに凸部及び／又は凹部の高さ又は深さは、ＴＥ波とＴＭ波との位相差δ並びにＴＥ波に対する反射率及びＴＭ波に対する反射率に影響を及ぼす。それ故、これらの１つ以上が凹凸構造領域間で異なっていれば、それら凹凸構造領域に対応した部分は、偏光子を介して観察した場合に異なる明るさに見える。そして、上記の通り、偏光子を介して表示体を観察する場合、凹凸構造領域に対応した部分の明るさは、偏光子の透過軸が速軸に対してなす角度に応じて変化する。

また、偏光子を介して表示体を観察する場合、凹凸構造領域に対応した部分の明るさは、偏光子の透過軸が速軸に対してなす角度に応じて変化するので、速軸の向きが凹凸構造領域間で異なっていれば、それら凹凸構造領域に対応した部分は、偏光子を介して観察した場合に異なる明るさに見える。
従って、上記の構成を採用すると、複雑な視覚効果を達成することができる。

第７側面に係るラベル付き物品は、上記の通り、第１乃至第６側面の何れか１つに係る表示体と、これを支持した物品とを備えている。このラベル付き物品は、上記の表示体を備えているので、高い偽造防止効果を発揮し得る。

以下に、本発明の実施例を記載する。

（例１）
図９は、表示体の一例を概略的に示す平面図である。図１０は、図９の表示体のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

図９及び図１０に示す表示体１００は、透明基材１１０と、レリーフ形成層１１１と、金属反射層１１３と、保護層２３とを含んでいる。レリーフ構造形成層１１１と金属反射層１１３と保護層２３とは、透明基材１１０上に順次形成されている。ここでは、金属反射層１１３は、アルミニウムを蒸着することにより形成した。なお、表示体１００を物品に貼り付けることができるように、保護層２３の代わりに接着層を形成してもよい。

レリーフ構造形成層１１１と金属反射層１１３との界面には、領域ＴＰ１乃至ＴＰ３を設けた。領域ＴＰ１及びＴＰ２は凹凸構造領域であり、領域ＴＰ３は平坦な領域である。

領域ＴＰ１及びＴＰ２には、以下の点を除き、図４を参照しながら説明したのと同様の構造を採用した。即ち、ここでは、領域ＴＰ１及びＴＰ２の各々において、凸部又は凹部の周期Ｐを２４０ｎｍとした。領域ＴＰ１においては、速軸をｙ方向に対して平行とし、凸部の高さＨ又は凹部の深さを１１０ｎｍとして、波長λが５３２ｎｍのＴＥ波とＴＥ波とに与える位相差δがπとなるようにした。他方、領域ＴＰ２においては、速軸をｘ方向に対して平行とし、凸部の高さＨ又は凹部の深さを２２０ｎｍとして、波長λが５３２ｎｍのＴＥ波とＴＥ波とに与える位相差δが２πとなるようにした。なお、ｘ方向及びｙ方向は、レリーフ構造形成層１１１と金属反射層１１３との界面に対して平行であり且つ互いに垂直な方向である。

図１１は、反射型構造性複屈折部材のＴＥ波及びＴＭ波に関する強度反射率に凸部の高さ又は凹部の深さが及ぼす影響の例を示すグラフである。図中、横軸は凸部の高さＨ（又は凹部の深さ）を表し、縦軸はシミュレーションによって得られた強度反射率を表している。なお、このシミュレーションは、図９及び図１０を参照しながら説明した条件を適用したこと以外は、図３について説明したシミュレーションと同様の方法で行った。

図１１によると、凸部の高さＨ又は凹部の深さが１１０ｎｍである場合及び２２０ｎｍである場合の何れにおいても、ＴＥ波に対する反射率は約９０％であり、ＴＭ波に対する反射率は約６２％である。

それ故、図９及び図１０を参照しながら説明した表示体１００を肉眼で観察した場合、領域ＴＰ１及びＴＰ２はほぼ同じ明るさに見え、それらを互いから区別することはできない。即ち、この場合、表示体１００は矩形状の像を表示する。

また、この表示体１００の上に、直線偏光子を、その透過軸がｘ又はｙ方向に対して平行になるように重ねた場合も、領域ＴＰ１及びＴＰ２はほぼ同じ明るさに見え、それらを互いから区別することはできない。即ち、この場合も、表示体１００は矩形状の像を表示する。

但し、この表示体１００の上に、直線偏光子を、その透過軸がｘ又はｙ方向に対して４５°の角度をなすように重ねた場合、領域ＴＰ１及びＴＰ２に対応した部分が与える位相差δの相違に起因して、領域ＴＰ１に対応した部分は、領域ＴＰ２に対応した部分と比較して暗く見える。即ち、この場合、領域ＴＰ１に対応した部分は文字「Ｔ」を表示し、領域ＴＰ２に対応した部分は文字「Ｔ」の背景を表示する。

（例２）
図１２は、表示体の他の例を概略的に示す平面図である。

図１２に示す表示体１００は、以下の構成を採用したこと以外は、図９及び図１０を参照しながら説明した表示体１００と同様である。

即ち、図１２に示す表示体では、レリーフ構造形成層１１１と金属反射層１１３との界面には、領域ＴＰ１乃至ＴＰ３を設ける代わりに、領域ＡＲ１乃至ＡＲ７を設けている。領域ＡＲ１乃至ＡＲ６は凹凸構造領域であり、領域ＡＲ７は平坦な領域である。

領域ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ３、ＡＲ４、ＡＲ５及びＡＲ６は、それらの速軸が、それぞれ、ｘ方向に対して０°、３０°、６０°、９０°、１２０°及び１５０°の角度をなしていること以外は同様の構造を有している。領域ＡＲ１乃至ＡＲ６の各々が波長５３２ｎｍのＴＥ波とＴＥ波とに与える位相差δはπである。

この表示体１００の上に、直線偏光子を、その透過軸がｘ方向に対して１５°の角度をなすように重ねた場合、領域ＡＲ３及びＡＲ６に対応した部分は黒く見え、領域ＡＲ１、ＡＲ２、ＡＲ４及びＡＲ５に対応した部分はより明るく見える。また、この表示体１００の上に、直線偏光子を、その透過軸がｘ方向に対して４５°の角度をなすように重ねた場合、領域ＡＲ１及びＡＲ４に対応した部分は黒く見え、領域ＡＲ２、ＡＲ３、ＡＲ５及びＡＲ６に対応した部分はより明るく見える。そして、この表示体１００の上に、直線偏光子を、その透過軸がｘ方向に対して７５°の角度をなすように重ねた場合、領域ＡＲ２及びＡＲ５に対応した部分は黒く見え、領域ＡＲ１、ＡＲ３、ＡＲ４及びＡＲ６に対応した部分はより明るく見える。

以上から明らかなように、この表示体１００の上に直線偏光子を重ねた状態で直線偏光子を回転させると、黒く見える場所もそれに応じて変化する。即ち、アニメーションの如き表示が可能である。

なお、例１及び例２では、表示体１００の上に偏光子を重ねているが、偏光子は表示体１００から離間させてもよい。

（例３）
図１３は、ラベル付き物品の一例を概略的に示す平面図である。
図１３に示すラベル付き物品は印刷物である。この印刷物は、ラベルとしての表示体１００と、これが貼り付けられた物品１０１とを含んでいる。表示体１００は、例１又は例２を参照しながら説明した構造を有している。物品１０１は、ここでは、ＩＤカード等の偽造防止技術が必要な情報印刷物である。

図１４は、真偽判定方法の一例を概略的に示す図である。図１４において、参照符号１３０及びＶＷ１は、それぞれ、直線偏光子及び観察者を表している。

図１３を参照しながら説明したラベル付き物品は、例１又は例２を参照しながら説明した表示体１００を含んでいる。この表示体１００は、観察者ＶＷ１が偏光子１３０を介して観察した場合に、例１又は例２を参照しながら説明した視覚効果を提供する。従って、この視覚効果を確認することにより、このラベル付き物品が真正品であると判断することができる。

このように、例１又は例２の表示体１００を物品１０１に支持させると、物品１０１に偽造防止効果を付与すること、又は、物品１０１の偽造防止効果を高めることができる。

なお、図１３には、ラベル付き物品としてＩＤカードを例示しているが、ラベル付き物品は、これに限られない。例えば、ラベル付き物品は、磁気カード、無線カード及びＩＣ（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）カード、パスポートなどの他のカードであってもよい。或いは、ラベル付き物品は、商品券及び株券などの有価証券であってもよい。或いは、ラベル付き物品は、真正品であることが確認されるべき物品に取り付けられるべきタグであってもよい。或いは、ラベル付き物品は、真正品であることが確認されるべき物品を収容する包装体又はその一部であってもよい。

また、図１３に示すラベル付き物品では、表示体１００を物品１０１に貼り付けているが、表示体１００は、他の方法で物品１０１に支持させることができる。例えば、物品１０１として紙を使用した場合、表示体１００を紙に漉き込み、表示体１００に対応した位置で紙を開口させてもよい。或いは、物品１０１として光透過性の材料を使用する場合、その内部に表示体１００を埋め込んでもよく、物品の裏面、即ち表示面とは反対側の面に表示体１００を固定してもよい。

また、ラベル付き物品は、印刷物でなくてもよい。即ち、印刷層を含んでいない物品に表示体１００を支持させてもよい。例えば、表示体１００は、美術品などの高級品に支持させてもよい。

なお、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にすることなどを目的として与えられており、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。

１０…構造性複屈折部材、２０…金属反射層、２１…透明材料層、２２…透明材料層、２３…保護層、３０…凸部又は凹部、３１…凸部又は凹部、３２…凸部又は凹部、４０…自然光、４１…速軸、４２…遅軸、１００…表示体、１０１…物品、１１０…基材、１１１…レリーフ構造形成層、１１３…金属反射層、１３０…偏光子、ＡＲ１…凹凸構造領域、ＡＲ２…凹凸構造領域、ＡＲ３…凹凸構造領域、ＡＲ４…凹凸構造領域、ＡＲ５…凹凸構造領域、ＡＲ６…凹凸構造領域、ＡＲ７…平坦な領域、ＴＰ１…凹凸構造領域、ＴＰ２…凹凸構造領域、ＴＰ３…平坦な領域、ＶＷ１…観察者。

Claims (6)

1. 光透過性の基材と、
   前記基材と向き合った第１面及び前記第１面とは反対側の第２面を有し、前記第２面は、一次元又は二次元的に且つ周期的に配列した複数の凸部及び／又は凹部を各々が備えた凹凸構造領域を含み、前記凹凸構造領域は、速軸と遅軸とを有している複屈折部材として機能し、前記凹凸構造領域は前記速軸に垂直な断面の形状と前記遅軸に垂直な断面の形状とが異なっているレリーフ構造形成層と、
   前記第２面上に設けられた金属反射層と
   を具備し、
   前記凹凸構造領域は、前記第２面に垂直な方向から可視光領域内の或る波長の光を入射させた場合、電界ベクトルの振動方向が前記速軸に対して平行な直線偏光成分の反射光と、電界ベクトルの振動方向が前記遅軸に対して平行な直線偏光成分の反射光との間に二分の一波長の位相差を与えることによって、反射型の二分の一波長板として機能すると共に、前記電界ベクトルの振動方向が前記速軸に対して平行な直線偏光成分に対する反射率と、前記電界ベクトルの振動方向が前記遅軸に対して平行な直線偏光成分に対する反射率とが異なることによって、直線偏光子として機能する、表示体。
2. 前記複数の凸部及び／又は凹部の前記遅軸に平行な方向の周期は４００ｎｍ以下である請求項１に記載の表示体。
3. 前記複数の凸部及び／又は凹部の各々は、前記速軸に垂直な断面がテーパ形状を有している請求項１又は２に記載の表示体。
4. 前記複数の凸部及び／又は凹部の各々は、４０乃至３００ｎｍの範囲内の高さ又は深さを有している請求項１乃至３の何れか１項に記載の表示体。
5. 前記第２面は前記凹凸構造領域を複数含み、複数の前記凹凸構造領域の２つ以上は、前記複数の凸部及び／又は凹部の形状、前記複数の凸部及び／又は凹部の周期、前記複数の凸部及び／又は凹部の高さ又は深さ、並びに前記速軸の向きの少なくとも１つが異なっている請求項１乃至４の何れか１項に記載の表示体。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の表示体と、これを支持した物品とを具備したラベル付き物品。

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