显示体及带标签物品的制作方法

专利名称：显示体及带标签物品的制作方法
技术领域：
本发明涉及防伪技术。
背景技术：
对现金卡、信用卡及护照等认证物品、以及对商品券及股票等有价证 券，希望难以伪造。因此，在这种物品上为了抑制其伪造，从过去就粘贴 了难以伪造或模造的、并且与伪造品和模造品容易区分的标签。
此外，近年来，对于认证物品及有价证券以外的物品来说，伪造品的 流通也被视为问题。因此，在这种物品上应用与认证物品及有价证券相关 的上述防伪技术的机会增多。
在(日本)特开平2—72320号公报中记载了排列多个像素而成的显示 体。在该显示体中，各像素包含有配置多个槽而构成的起伏型衍射光栅。
该显示体利用衍射光来显示图像，所以不可能利用印刷技术或电子照 相技术进行伪造。因此，若将该显示体作为真伪判断用的标签安装在物品 上，则可以观察该标签显示的图像来确认该物品为真品。因此，安装该标 签的物品与未安装该标签的物品相比难以伪造。
但是，若有激光器等装置，则可以比较容易地形成上述起伏型衍射光 栅。此外，上述显示体通过改变照明光的入射角、观察角度、或显示体的 方位来生成显示图像的变化，但该变化并不富于多样性。因此，随着技术 的发展，该显示体的防伪效果正在下降。并且，这里，将难以伪造或模造、 与伪造品和模造品容易区分的效果称为防伪效果。

发明内容
本发明的目的在于实现更高的防伪效果。
根据本发明的第一方面，提供一种显示体，具有第一界面部，设有 由多个槽构成的起伏型衍射光栅；及第二界面部，设有以与上述多个槽的 最小中心间距离相比更小的中心间距离二维配置、且各自具有顺锥形状的 多个凹部或凸部。
根据本发明的第二方面，提供一种显示体，具有第一界面部，设有
由多个槽构成的起伏型衍射光栅；及第二界面部，由各自包含一维或二维 排列的多个凹部或凸部的多个区域构成；上述多个区域的一部分和另一部 分的上述多个凹部或凸部的中心间距离相互不同，上述多个槽的最小中心 间距离为可见光的最短波长以上，而且上述多个凹部或凸部的中心间距离 小于可见光的最短波长。
根据本发明的第三方面，提供一种具有第一或第二方面涉及的显示体 和支承该显示体的物品的带标签物品。


图1是概略地示出本发明的第一方式涉及的显示体的平面图。
图2是图i所示的显示体的沿n — n线的截面图。 图3是放大表示在图1及图2所示的显示体的第一界面部可采用的结 构的一例的立体图。
图4是放大表示在图1及图2所示的显示体的第二界面部可采用的结
构的一例的立体图。
图5是概略地示出第一界面部射出衍射光的样子的图。 图6是概略地示出第二界面部射出衍射光的样子的图。 图7是概略地示出由排列成矩阵状的多个像素构成显示面的显示体的 一例的平面图。
图8是概略地示出在第二界面部可采用的凹部或凸部的配置图案的例 子的平面图。
图9是概略地示出在第二界面部可采用的凹部或凸部的配置图案的例 子的平面图。
图IO是概略地示出在第二界面部可采用的凹部或凸部的配置图案的例 子的平面图。
图11是概略地示出在第二界面部可采用的凹部或凸部的配置图案的例 子的平面图。
图12是概略地示出在第二界面部可采用的凹部或凸部的配置图案的例 子的平面图。
图13是概略地示出在第二界面部可采用的凹部或凸部的配置图案的例 子的平面图。
图14是放大表示在图1及图2所示的显示体的第二界面部可采用的结 构的其它例子的立体图。
图15是放大表示在图1及图2所示的显示体的第二界面部可采用的结 构的其它例子的立体图。
图16是放大表示在图1及图2所示的显示体的第二界面部可采用的结 构的其它例子的立体图。
图17是概略地示出本发明的第二方式涉及的显示体的平面图。
图18是图17所示的显示体的沿XVffl—XVD1线的截面图。
图19A是放大表示在图17及图18所示的显示体的第二界面部的一个 区域可采用的结构的一例的立体图。
图19B是放大表示在图17及图18所示的显示体的第二界面部的其它 区域可采用的结构的一例的立体图。
图20是概略地示出由排列成矩阵状的多个像素构成显示面的显示体的 其它例子的平面图。
图21是概略地示出由物品支承防伪用或识别用标签而成的带标签物品 的一例的平面图。
具体实施例方式
以下，参照附图详细说明本发明的方式。并且，在各图中，对具有相 同或类似的功能的构成因素附加相同的参照符号，省略重复的说明。
图1是概略地示出本发明的第一方式涉及的显示体的平面图。图2是
图i所示的显示体的沿n—n线的截面图。
该显示体10包括光透射层11和反射层13的层叠体。在图2所示的例 子中，将光透射层11侧作为前面侧，而且将反射层13侧作为背面侧。光 透射层11与反射层13的界面包括第一界面部12a、第二界面部12b和第三 界面部12c。如后所述，在第一界面部12a设有多个槽，在第二界面部12b
设有多个凹部或凸部。
作为光透射层11的材料例如可以使用具有光透射性的树脂。例如，若 使用热可塑性树脂、热固化性树脂或光固化性树脂，则可以通过利用原版 的复制，容易地形成在一个主面设有多个槽及多个凹部或凸部的光透射层 11。
作为反射层13例如可以使用由铝、银及它们的合金等金属材料构成的 金属层。或者，作为反射层13，也可以使用折射率与光透射层ll不同的电 介质层。或者，作为反射层B，还可以使用相邻的层的折射率不同的电介 质层的层叠体、即电介质多层膜。但是，包含电介质多层膜的电介质层中 与光透射层11接触的层的折射率必须与光透射层11的折射率不同。
光透射层11及反射层13的一方可以省略。但是，显示体IO包含有光 透射层11及反射层13双方时，与仅包含它们一方的情况相比，难以产生 上述的界面的损伤，可以在显示体10上显示辨认性更优秀的图像。特别是， 第二界面部由其结构导致可见光反射率低，所以反射层13的反射率越高， 则第二界面部和其以外的差别变得显著。此外，通过空间性地分布反射层 13存在的区域，从而利用该反射层的分布、例如可以利用该反射层存在的 区域的轮廓来表现图案。
该显示体10还包括覆盖反射层13的粘接层15。显示体10包含光透射 层11和反射层13双方时，通常反射层13的表面的形状与光透射层11和 反射层13的界面的形状大致相同。若设置粘接层15，可以做成不露出反射 层13的表面，所以难以复制上述的界面的多个槽及多个凹部或凸部。将光 透射层11侧作为背面侧并且将反射层13侧作为前面侧时，粘接层15形成 在光透射层ll上。这时，不是光透射层11和反射层13的界面，而是反射 层13和外界的界面包括第一界面部12a、第二界面部12b和第三界面部12c。 此外，粘接层15可以省略。
图3是放大表示在图1及图2所示的显示体的第一界面部可采用的结 构的一例的立体图。图4是放大表示在图1及图2所示的显示体的第二界 面部可采用的结构的一例的立体图。
在第一界面部12a设有配置多个槽14a而成的起伏型衍射光栅。槽14a 的中心间距离例如在0.5pm至2nm范围内。此外，槽14a的深度例如在
0.05pm l^im的范围内，典型地在0.05pm至0.3jim的范围内。
并且，用语"衍射光栅"表示通过照射自然光等照明光来生成衍射波 的结构，除了平行且等间隔地配置多个槽14a的通常的衍射光栅以外，还 包含记录在全息图中的干涉条纹。此外，将槽14a或由槽14a夹着的部分称 为"光栅线"。
在第二界面部12b设有多个凹部或凸部14b。这些凹部或凸部14b以与 槽14a的最小中心间距离相比更小的中心间距离二维配置。各凹部或凸部 14b具有顺锥形状。凹部或凸部14b的深度或高度通常大于槽14a的深度， 典型地在0.3pm至0.5nm的范围内。
第三界面部12c是平坦面。第三界面部12c可以省略。 该显示部10包含设有多个凹部或凸部14b的第二界面部12b。如上所 述，凹部或或凸部14b以与形成有衍射光栅的槽14a的最小中心间距离相 比更小的中心间距离二维配置。即，该显示体IO在第二界面部12b包含有 比形成了衍射光栅的槽Ma更微细的结构。
根据完成的显示体10难以准确分析这种微细结构。并且，例如，即使 可以根据完成的显示体IO分析上述的微细结构，也难以伪造或模造包含该 微细结构的显示体。衍射光栅的情况下，有时通过利用激光等的光学复制 方法来复制结构作为干涉条纹，但是不能复制第二界面部12b的微细结构。 此外，该显示体10具有非常特殊的视觉效果。BP,第一界面部12a生 成伴随波长分散的衍射光，根据视点位置可以观察到进行七色的颜色变换， 识别为形成有衍射光栅的通常的界面。此外，在作为反射层13使用了金属 层时，与第三界面部12c同样地，在第一界面部12a也可以在未观察衍射光 的条件下观察金属光泽。相对于此，第二界面部12b典型地看上去宛如与 衍射光栅的一部分重合般形成的黑色印刷层。因此，试着伪造或模造的人 难以意识到在第二界面部12b存在上述的微细结构的事实自身。
因此，若将该显示体IO用作防伪用标签，则可以实现较高的防伪效果。 对于该显示体10的视觉效果更详细地说明。 首先，对由第一界面部12a引起的视觉效果进行说明。 若照明衍射光栅，则衍射光栅相对于作为入射光的照明光的行进方向 在特定的方向射出很强的衍射光。
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光在与衍射光栅的光栅线垂直的面内行进时，m次衍射光的出射角P 可以根据下述U)式计算(m=0， ±1， ±2，…)。 d=mA7 (sina—sinp) ... (1)
在该(1)式中，d表示衍射光栅的光栅常数，X表示入射光及衍射光 的波长。此外，a表示0次衍射光、即透射光或正反射光的出射角。换言之， a的绝对值与照明光的入射角相等，与入射角是相对于Z轴对称的关系(反 射型衍射光栅的情况)。并且，a及卩将从Z轴沿顺时针的方向作为正方向。
最有代表性衍射光是1次衍射光。根据(1)式可知， 一次衍射光的出 射角P根据波长X变化。即，衍射光栅具有分光器的功能。因此，照明光 是白色光的情况下，若在与衍射光栅的光栅线垂直的面内改变观察角度， 则观察者感觉的颜色发生变化。
此外，观察者基于某个观察条件感觉的颜色，随着光栅常数d变化。
作为一例，衍射光栅假设向该法线方向射出一次衍射光。即， 一次衍 射光的出射角P是0。。并且，假设观察者可以感觉该一次衍射光。假设这 时的O次衍射光的出射角为aN， (1)式可以简化为下述(2)式。
d=A/sinaN...... (2)
根据(2)式可知，为了使观察者感觉特定的颜色，将对应于该颜色的 波长人、照明光的入射角Kjl和光栅常数d设定为它们满足(2)式所示的关 系即可。例如，使用包含波长在400nm至700nm范围内的所有光成分的白 色光作为照明光，将照明光的入射角lo^l设为45°。并且，假设使用空间频 率(光栅常数的倒数)在1000根/mm至1800根/mm的范围内分布的衍射 光栅。这时，若从该法线方向观察衍射光栅，则空间频率为大约1600根/mm 的部分看上去为蓝色，空间频率为大约1100根/mm的部分看上去为红色。
并且，空间频率小的衍射光栅容易形成。因此，在通常的显示体中， 衍射光栅的大多数是空间频率为500根/mm至1600根/mm的衍射光栅。
这样，基于某个观察条件下观察者可感觉的颜色，可以用衍射光栅的 光栅常数d (或者空间频率)控制。并且，若根据上述的观察条件改变观察 角度，则观察者感觉的颜色发生变化。
在上述的说明中，假设光在与光栅线垂直的面内行进。若根据该状态 以衍射光栅面的法线为轴改变光栅线的方位，则根据光栅线相对于作为基
准的状态的角度(以下称为方位角度)，对于一定的观察方向的光栅常数d 的实效值变化。其结果，观察者感觉的颜色变化。反言之，配置了仅光栅 线的方位不同的多个衍射光栅时，能够使这些衍射光栅显示不同的颜色。 此外，若方位角度充分大，则从一定的观察方向不能识别衍射光，看上去 与没有衍射光栅的情况相同。利用该情况，通过使用光栅线的方位差异很 大的2种以上的衍射光栅，从而在从与各光栅线的方位对应的方向观察时， 也可以显示分别独立的图像。
此外，若增大构成衍射光栅的槽14a的深度，则衍射效率变化(还取 决于照明光的波长等)。并且，若增大对后面说明的衍射光栅相对于像素的 面积比，则衍射光的强度进一步增大。
因此，在第一界面部12a为排列多个像素而成的情况下，在这些像素 的一部分和另一部分，若使槽14a的空间频率及/或方位角度不同，则可以 在这些像素显示不同的颜色，此外，可以设定可观察的条件。并且，在构 成第一界面部12a的像素的一部分和另一部分，若使槽14a的深度及/或相 对于像素的衍射光栅的面积比中的至少一个不同，则可以使这些像素的亮 度不同。因此，通过利用它们，可以在第一界面部12a显示全彩色像及立 体像等像。
并且，这里所说的"像"的意思是可以作为颜色及/或亮度的空间分布 进行观察的事物。"像"包含有照片、图形、画、文字、记号等。 接着，对由第二界面部12b产生的视觉效果进行说明。 图5是概略地示出第一界面部射出衍射光的样子的图。图6是概略地 示出第二界面部射出衍射光的样子的图。在图5及图6中，31a及31b表示 照明光，32a及32b表示正反射光或0次衍射光，33a及33b表示1次衍射 光。
如上所述，设置在第二界面部12b上的多个凹部或凸部14b以与槽14a 的最小中心间距离即衍射光栅的光栅常数相比更小的中心间距离二维配 置。因此，即使凹部或凸部14b规则地排列，第二界面部12b射出衍射光 33b,观察者也不会同时感觉到衍射光33b和具有与它们相同的波长的、来 自第一界面部12a的衍射光33a。特别是，若衍射光栅的光栅常数和凹部或 凸部14b的中心间距离之差充分大，则不管波长如何，观察者不能同时感
觉到来自第一界面部12a的衍射光33a和来自第二界面部12b的衍射光33b。 但是，如根据(1)式可知，产生高次的衍射光(|m|^2)时，可以设为在 能够辨认来自第一界面部12a的高次衍射光33a的观察角度范围内也能够辨 认来自第二界面部12b的衍射光33b。
此外，各凹部或凸部14b具有顺锥形状。在顺锥形状中，不管从哪个 角度观察，都可以知道第二界面部12b的正反射光的反射率小。
因此，例如从显示体10的法线方向观察显示体10时，第二界面部12b 看上去比第一界面部12a暗。并且，这时，第二界面部12b典型地看上去 是黑色。其中，这里所谓"黑色"的意思是例如向显示体10从法线方向照 射光并测量了正反射光的强度时，对波长为400nm至700nm的范围内的所 有光成分的反射率为10%以下的情况。因此，第二界面部12b看上去宛如 与衍射光栅的一部分重合般形成的黑色印刷层。
此外，若来自第二界面部12b的一次衍射光33b的出射角大于一90。， 则通过适当设定显示体10的法线方向和观察方向所成的角度，观察者可以 感觉来自第二界面部12b的一次衍射光33b。因此，这时可以通过目测来确 认第二界面部12b与黑色印刷层不同的事实。
采用这些结构时，凹部或凸部14b的中心间距离也可以为例如200nm 至350nm的范围内。这时，如根据上述式(1)可知，第二界面部12b容易 观察到具有与蓝色对应的波长的衍射光。因此，例如第一界面部12a射出 具有与红色对应的波长的衍射光时，通过两者的对比，显示体10为真品的 确认更加容易。
而且，在排列多个像素而构成第二界面部12b时，在这些像素的一部 分和另一部分，若使凹部或凸部14b的形状、深度或高度、中心间距离、 及配置图案中的至少一个不同，则如后面详细叙述，可以使这些像素的反 射率等不同。因此，通过利用它，可以由第二界面部12b进行灰度显示。
此外，在该显示体10中，第一界面部12a和第二界面部12b位于同一 面内。因此，例如将与槽14a和凹部或凸部14b对应的凹结构及/或形成在 一片原版上，通过向光透射层ll复制该凹结构及/或凸结构，从而可以同时 形成槽14a和凹部或凸部14b。因此，若在原版上高精度地形成凹结构及/ 或凸结构，则不会产生第一界面部12a和第二界面部12b的位置偏移的问
题。此外，微细的凹凸结构及高精度的特征可以显示高精细的图像，容易 与用其它方法制作的图像进行区分。真品可以非常高精度地稳定地制造的 事实，使得与伪造品或模造品的区分更容易。
显示于显示体10的图像由二维配置的多个像素构成的情况较有利。对
此，以下进行说明。
图7是概略地示出由排列成矩阵状的多个像素构成显示面的第一方式 涉及的显示体的一例的平面图。
在该显示体10中，由排列成矩阵状的35个像素PX11至PX17、 PX21 至PX27、 PX31至PX37、 PX41至PX47、及PX51至PX57构成显示面(十 位对应于X方向，个位对应于Y方向)。像素PXll至PX17、 PX21、 PX27、 PX31、 PX37、 PX41、 PX47及PX51至PX57构成第一界面部12a。像素 PX22至PX24、 PX26、 PX32、 PX34、 PX36及PX42至46构成第二界面部 12b。像素PX25、 PX33、及PX35构成第三界面部12c。
像素PX11及PX12具有同一结构，像素PX13至PX15具有同一结构， 像素PX16、 PX17、 PX53、 PX56及PX57具有同一结构，像素PX21、 PX37、 PX51、 PX52及PX55具有同一结构，像素PX27及PX41具有同一结构， 像素PX31、 PX47及PX54具有同一结构。并且，由像素PXll及PX12构 成的像素群、由像素PX13至PX15构成的像素群、由像素PX16、 PX17、 PX53、 PX56及PX57构成的像素群，由像素PX21、 PX37、 PX51、 PX52 及PX55构成的像素群、由像素PX27及PX41构成的像素群，由像素PX3K PX47及PX54构成的像素群之间，衍射光栅的结构不同。作为一例，在图 7中，在这些像素群之间仅使衍射光栅的方位角度不同。
此夕卜，像素PX22至PX24、 PX26、 PX32、 PX34、 PX36及PX42至PX46 具有同一结构。并且像素PX25、 PX33及PX35具有同一结构。
艮P，在图7所示的显示体10中由8种像素形成像。若知道这些8种像 素的每一个的视觉效果，则容易预想通过它们的排列替换得到的像。因此， 可以根据数字图像数据容易地决定各像素应采用的结构。因此，若由二维 排列的多个像素构成显示于显示体10的像，则显示体10的设计变得容易。
而且，在图7所示的显示体10中由8种像素形成像，但是形成像的像 素的种类是2种以上即可。若增加像素的种类，则可以显示更复杂的像。
此外，在图7所示的显示体10中由35个像素构成像，但是构成像的 像素的数量是2个以上即可。若增加像素的数量，则可以显示更高精细的 像。
在图7所示的显示体10中，由只是衍射光栅的方位角度不同的6种像 素构成了第一界面部12a，但是第一界面部12a也可以由衍射光栅的结构不 同的多种像素构成。即，第一界面部12a也可以由槽14a的空间频率、方位 角度及深度、以及衍射光栅相对于像素的面积比中的至少一种相互不同的 多种像素构成。或者，第一界面部12a也可以由l种像素构成。
此外，在图7所示的显示体10中，由1种像素构成第二界面部12b， 但是第二界面部12b也可以由凹部或凸部14b的形状、深度或高度、中心 间距离、及配置图案中的至少一种相互不同的多种像素构成。
图8至图11是概略地示出在第二界面部可采用的凹部或凸部的配置图 案的例子的平面图。
在图8中，凹部或凸部14b的排列形成正方光栅。该结构利用电子束 描画装置或步进等的微细加工装置制造比较容易，凹部或凸部14b的中心 间距离等的高精度的控制也比较容易。
此外，在图8的结构中，凹部或凸部14b规则地排列。因此，在将凹 部或凸部14b的中心间距离设定得较长时，可以从第二界面部12b射出衍 射光。这时，可以通过目测来确认第二界面部12b与黑色印刷层不同的事 实。此外，在将凹部或凸部14b的中心间距离设定得较短时，例如设定为 200nm以下时，可以防止从第二界面部12b射出衍射光。这时，关于被观 察的颜色，难以得知第二界面部12b与黑色印刷层不同。
在图8中，在X方向和Y方向使凹部或凸部14b的中心间距离相等， 但是如图9及图IO例示那样，凹部或凸部14b的中心间距离也可以在X方 向或Y方向不同。gp，凹部或凸部14b的排列也可以形成矩形光栅。
若将凹部或凸部14b的中心间距离在X方向及Y方向的双方向上设定 得较长，则从与Y方向垂直的方向对显示体10进行照明的情况、和从与X 方向垂直的方向对显示体IO进行照明的情况的两种情况下，可以从第二界 面部12b射出衍射光，而且可以在前者和后者使衍射光的波长不同。若将 凹部或凸部14b的中心间距离在X方向及Y方向的两个方向设定得较短，
则不管照明方向，可以防止来自第二界面部12b的衍射光的射出。若将凹 部或凸部14b的中心间距离在X方向及Y方向的一个方向设定得较长、在 另一方向设定得较短，则从与Y方向及X方向的一个方向垂直的方向对显 示体10进行照明时，从第二界面部12b射出衍射光，而在从与Y方向及X 方向的另一方向垂直的方向对显示体10进行照明时，可以防止来自第二界 面部12b的衍射光的射出。
在图11中，凹部或凸部14b的排列形成三角光栅。采用该结构时，与 采用图8的结构时同样地，若将凹部或凸部14b的中心间距离设定得较长， 则可以从第二界面部12b射出衍射光，若将凹部或凸部14b的中心间距离 设定得较短，则可以防止来自第二界面部12b的衍射光的射出。
此外，采用图11的结构时，若适当设定凹部或凸部14b的中心间距离， 则例如从A方向对显示体IO进行照明时，防止来自第二界面部12b的衍射 光的射出，在从B方向及C方向对显示体IO进行照明时，可以从第二界面 部12b射出衍射光。即，得到更复杂的视觉效果。
在图12中，凹部或凸部14b不规则地配置。在不规则地配置凹部或凸 部14b时，更难以产生来自第二界面部的衍射光的射出。并且，该结构例 如可以通过利用光的干涉记录光谱的强度分布来形成。
在图13中，凹部或凸部14b除了不规则地配置以外，大小不均匀。采 用该结构时，与采用图IO的结构相比更难以产生来自第二界面部的衍射光 的射出。
如图8至图13例示那样，凹部或凸部14b的配置图案可以进行各种变 形。并且，各配置图案具有其固有的视觉效果等。因此，若由凹部或凸部 14b的配置图案不同的多个像素构成第二界面部12b，则可以得到更复杂的 视觉效果。
图14至图16是放大表示在图1及图2所示的显示体的第二界面部可 采用的结构的其它例子的立体图。
图14至图16所示的结构是图4所示的结构的变形例。图14至图16 所示的凹部或凸部Mb均具有顺锥形状。
在图4所示的结构中，凹部或凸部14b具有圆锥形状。将凹部或凸部 14b做成圆锥形状时，凹部或凸部14b的前端可以是尖的，也可以具有切头
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圆锥形状。但是，将凹部或凸部14b的前端做成尖的圆锥形状时，凹部或 凸部i4b不具有与第二界面部l2b平行的面，所以与做成切头圆锥形状的 情况相比，可以进一步减小第二界面部12b的正反射光的反射率。
在图14所示的结构中，凹部或凸部14b具有四角锥形状。凹部或凸部 14b也可以具有三角锥形状等的四角锥形状以外的角锥形状。这时，可以提 高在特定条件下产生的衍射光的强度，使得更容易观察。此外，将凹部或 凸部14b做成角锥形状时，凹部或凸部14b的前端可以是尖的，也可以具 有切头角锥形状。但是，将凹部或凸部14b做成前端尖的角锥形状时，凹 部或凸部14b不具有与第二界面部12b平行的面，所以与做成切头角锥形 状时相比，可以进一步减小第二界面部12b的正反射光的反射率。
在图15所示的结构中凹部或凸部14b具有半纺锤形状。g口，凹部或凸 部14b是前端带圆的圆锥形状。采用图15所示的结构时，与采用图4或图 14所示的结构的情况相比，对原版形成凸结构及/或凹结构、或者从原版向 光透射层11复制凸结构及/或凹结构更加容易。
在图16所示的结构中，凹部或凸部14b具有将底面积不同的多个四角 柱从其底面积大的开始依次层叠的结构。并且，也可以层叠圆柱或三角柱 等的四角柱以外的柱状体取代四角柱。
采用图16所示的结构时，不能够将第二界面部12b的正反射光的反射 率减小到采用图4、图14或图15所示的结构时那么多。但是，采用图16 所示的结构时，与采用图15所示的结构时同样地，与采用图4或图14所 示的结构的情况相比，对原版形成凸结构及/或凹结构的、或者从原版向光 透射层11复制凸结构及/或凹结构更加容易。
这样，凹部或凸部14b的形状对第二界面部12b的反射率造成影响。 因此，由凹部或凸部14b的形状不同的多个像素构成第二界面部12b时， 可以用第二界面部12b进行灰度显示。
当减小凹部或凸部14b的中心间距离时，第二界面部12b看上去更暗。 特别是，若将凹部或凸部14b的中心间距离做成400nm以下，则如根据上 述(2)式可知，对于作为可见光波长的400nm至700nm范围内的所有波 长，不管照明光的入射角，可以防止第二界面部12b向法线方向射出衍射 光。因此，由凹部或凸部14b的中心间距离不同的多个像素构成第二界面 部12b时，可以用第二界面部12b进行灰度显示。
若增大凹部或凸部14b的深度或高度，则第二界面部12b看上去更暗。 例如，若将凹部或凸部14b的深度或高度设为它们的中心间距离的1/2以上， 则第二界面部12b看上去非常暗。因此，由凹部或凸部14b的深度或高度 不同的多个像素构成第二界面部12b时，可以由第二界面部12b进行灰度 显示。
若与凹部或凸部14b的第二界面部12b平行的一个方向上的尺寸和该 方向上的凹部或凸部14b的中心间距离之比接近1: 1，则第二界面部12b 看上去更暗。并且，使与凹部或凸部14b的第二界面部12b平行的一个方 向的尺寸和该方向上的间隔相等时，第二界面部12b看上去最暗。因此， 由上述比值不同的多个像素构成第二界面部12b时，可以由第二界面部12b 进行灰度显示。
以上，说明了将第一界面部12a'和第二界面部12b配置在同一面上的 例子，但是也可以不同的面上配置它们。例如，层叠第一及第二光透射层， 将第一反射层介于它们之间，并由第二反射层覆盖第二光透射层的表面。 在使用金属层作为第一反射层时，第一反射层进行构图以便从第一光透射 层侧能看见第二反射层。并且，将第一光透射层和第一反射层的界面的至 少一部分作为第一界面部12a及第二界面部12b的一方，将第二光透射层 和第二反射层的界面的至少一部分作为第一界面部12a及第二界面部12b 的另一方。在采用这种结构的情况下，也可以得到与上述的例子同样的视 觉效果。
图17是概略地示出本发明的第二方式涉及的显示体的平面图。图18
是图n所示的显示体的沿xvni—xvi线的截面图。
图17及图18所示的显示体10除了第二界面部12b包含2个区域12bl 及12b2以外，具有与图1及图2所示的显示体10相同的结构。
图19A是放大表示在图17及图18所示的显示体的第二界面部的一个 区域可采用的结构的一例的立体图。图19B是放大表示在图17及图18所 示的显示体的第二界面部的其它区域可采用的结构的一例的立体图。
区域12bl及12b2分别具有与参照图1至图16说明了的第二界面部12b 大致相同的结构。即，区域12M及12b2的每一个包含多个凹部或凸部14b，
这些凹部或凸部14b具有顺锥形状。此外，在区域12bl及12b2中，凹部 或凸部14b的中心间距离不同。在图19A及图19B所示的例子中，区域12b2 与区域12bl相比，X方向及Y方向的各方向上的凹部或凸部14b的中心间 距离较大。
并且，这些凹部或凸部14b也可以不具有顺锥形状。
在区域12M及12b的每个中，凹部或凸部14b规则或不规则地排列。
这里，作为一例，假设凹部或凸部14b排列在相互垂直的X方向和Y方向上。
这些区域12bl及12b2的凹部或凸部14b的中心间距离即光栅常数不 同。因此，基于上述(1)式，可以使这些区域12bl及12b2观察为不同的 颜色，或者可以使可观察到它们射出的衍射光32b的角度范围不同。因此， 例如可以使第二界面部12b显示的像为颜色像，或者可以使第二界面部12b 显示的像随着观察方向变化。
在图17及图18所示的显示体10中，例如假设多个槽14a的最小中心 间距离为可见光的最短波长以上，多个凹部或凸部14b的中心间距离小于 可见光的最短波长。区域12M及12b2在未观察到它们射出的衍射光的观 察条件下被识别为黑色区域，基于该观察条件，第一界面部12a例如能够 显示由一次衍射光引起的颜色。并且，区域12bl及12b2在观察到它们射 出的衍射光的观察条件下被识别为不同颜色的区域，基于该观察条件，第 一界面部12a射出的1次衍射光可以对显示不做贡献。因此，例如，从显 示体10的法线方向观察显示体10时，可以使第一界面部12a显示基于衍 射光的颜色，并且使第二界面部12b显示黑色，将显示体10较大地倾斜进 行观察时，可以仅在第二界面部12b显示多色图像。因此，该显示体10难 以察觉在第二界面部12b采用上述结构的事实，可以使第二界面部12b显 示多色的像，例如全彩色图像，可以使第一界面部不妨碍该全彩色像的识 别。相反地，也可以做成能够同时观察第一界面部的高次衍射光和第二界 面部的一次衍射光。
此外，也可以使区域12bl及区域12b2的反射率等大致相等。这样， 从法线方向观察显示体10时，可以使它们赋予观察者的颜色感觉大致相同。 因此，这时如图1及图2所示，通过邻接这些区域12bl及12b2，可以形成
潜像。
在区域12bl及12b2的每个中，第一排列方向上的凹部或凸部14b的 中心间距离和与其不同的第二排列方向上的凹部或凸部14b的中心间距离 可以相同，也可以不同。后者的情况下，例如在区域12bl及12b2向与X 方向垂直的方向射出的波长入的一次衍射光、和向Y方向射出的波长)i的 一次衍射光中，可以使出射角不同。因此，例如可以使从与X方向垂直的 倾斜方向观察时区域12bl或12b2显示的颜色、与在观察方向和显示体10 的法线所成的角度仍维持一定的状态下通过旋转显示体10而使观察方向和 Y方向垂直时区域12M或12b2显示的颜色不同。
因此，例如可以在区域12M及12b2之间产生显示色的交替、或者在 区域12bl及12b2产生相互不同的颜色变化。特别是，前者的视觉效果在 区域12bl的凹部或凸部14b和区域12b2的凹部或凸部14b上除方位角度 相差卯。以外采用相同的矩形光栅状排列，从而可以简便地实现。这样，观 察者也可以容易理解颜色的变化，可以得到较高的防伪效果。
图20是概略地示出由排列成矩阵状的多个像素构成显示面的第二实 施方式涉及的显示体的一个例子的平面图。
在该显示体10中，，由排列成矩阵状的42个像素PX11至PX17、PX21 至PX27、 PX31至PX37、 PX41至PX47、 PX51至PX57、及PX61至PX67 构成显示面(十位对应于X方向，个位对应于Y方向)。像素PX11至PX17、 PX21、 PX27、 PX31、 PX37、 PX41、 PX47、 PX51、 PX57、及PX61至PX67 构成第一界面部12a。像素PX22至PX24、 PX26、 PX32、 PX34、 PX36及 PX42至46构成第二界面部12b的第一区域12bl 。像素PX52至PX56构成 第二界面部12b的第二区域12b2。像素PX25、 PX33、及PX35构成第三界 面部12c。
像素PX11及PX12具有同一结构，像素PX13至PX15具有同一结构， 像素PX16、 PX17、 PX63、 PX66及PX67具有同一结构，像素PX21、 PX37、 PX61、 PX62及PX65具有同一结构，像素PX27、 PX41及PX51具有同一 结构，像素PX31、 PX47、 PX57及PX64具有同一结构。并且，由像素PXll 及PX12构成的像素群、由像素PX13至PX15构成的像素群、由像素PX16、 PX17、 PX63、 PX66及PX67构成的像素群，由像素PX21、 PX37、 PX61、 PX62及PX65构成的像素群、由像素PX27、 PX41及PX51构成的像素群， 由像素PX31、 PX47、 PX57及PX64构成的像素群之间，衍射光栅的结构 不同。作为一例，在图20中，在这些像素群之间仅使衍射光栅的方位角度 不同。
此外，像素PX22至PX24、 PX26、 PX32、 PX34、 PX36及PX42至PX46 具有同一结构。并且像素PX52至PX56具有同一结构。并且像素PX25、 PX33及PX35具有同一结构。
若采用该结构，则可以得到对图17及图18所示的显示体IO说明了的 效果。除此之外，若采用该结构，则可以得到对图7所示的显示体10说明 了的效果。并且，在该显示体10中可以进行与对图7所示的显示体10说 明了的变形相同的变形。
上述的显示体10例如可以用作防伪用或识别用标签。显示体10难以 伪造或模造，所以将该标签支承在物品上的情况下，难以伪造或模造作为 真品的该带标签物品。此外，该标签具有上述的视觉效果，所以在真品和 非真品之间容易对不清楚是否是真品的物品进行判断。.
图21是概略地示出由物品支承防伪用或识别用标签而成的带标签物品 的一例的平面图。在图21中，作为带标签物品的一例描画了印刷物IOO。
该印刷物100是磁卡，包括基材51。基材51例如由塑料构成。在基材 51上形成有印刷层52和带状的磁记录层53。并且，在基材51上粘贴有显 示体10作为防伪用或识别用标签。并且，该显示体10除了显示的图像不 同以外，具有与参照图l及图2等说明了的结构相同的结构。
该印刷物100包含显示体10。因此如上所述，该印刷物100的伪造或 模造是困难的。此外，该印刷体IOO包含显示体10，所以在真品和非真品 之间容易判断不清楚是否是真品的物品。而且，该印刷物100除了显示体 10以外还包括印刷层52，所以容易对比印刷层52的观察法和显示体的观 察法。因此，与印刷物100不包含印刷层52的情况相比，在真品与非真品 之间容易判断不清楚是否是真品的物品。
并且，在图21中作为包含显示体10的印刷物例示了磁卡，但是包含 显示体10的印刷物不限于此。例如，包含显示体10的印刷物也可以是无 线卡、IC (集成电路integrated circuit)卡、ID (身份identification)卡
等其它卡。或者，包含显示体10的印刷物也可以是商品券及股票等有价证
券。或者，包含显示体io的印刷物也可以是在要确认为真品的物品上应安
装的标记。或者，包含显示体10的印刷物也可以是容纳要确认为真品的物
品的包装体或其一部分。
此外，在图21所示的印刷物100上，将显示体10粘贴在基材51上， 但是显示体10可用其它方法支承在基材上。例如，使用纸作为基材时，也 可以将显示体IO制入纸中，在与显示体IO对应的位置对纸进行开口。
此外，带标签物品也可以不是印刷物。即，也可以在不包含印刷层的 物品上支承显示体IO。例如，显示体IO也可以支承在美术品等高级品上。
显示体10也可以作为防伪以外的目的使用。例如，显示体10也可以 用作玩具、学习教材或装饰品等。
权利要求
1、一种显示体，其中，具有第一界面部，设有由多个槽构成的起伏型衍射光栅；以及第二界面部，设有以与上述多个槽的最小中心间距离相比更小的中心间距离二维配置、且各自具有顺锥形状的多个凹部或凸部。
2、 一种显示体，其中，具有第一界面部，设有由多个槽构成的起伏型衍射光栅；以及第二界面部，由各自包含一维或二维排列的多个凹部或凸部的多个区域构成；上述多个区域的一部分和另一部分的上述多个凹部或凸部的中心间距 离相互不同，上述多个槽的最小中心间距离为可见光的最短波长以上，而 且上述多个凹部或凸部的中心间距离小于可见光的最短波长。
3、 如权利要求1或2所述的显示体，其中， 上述第二界面部为排列多个像素而成。
4、 如权利要求1或2所述的显示体，其中，上述第一界面部为排列多个第一像素而成，上述多个第一像素包含上 述多个槽的空间频率、方位角度及深度、以及上述衍射光栅相对于上述第 一像素的面积比中的至少1个相互不同的2个以上的像素，上述第二界面部为排列多个第二像素而成，上述多个第二像素包含上 述多个凹部或凸部的形状、深度或高度、中心间距离及配置图案中的至少l 个相互不同的2个以上的像素。
5、 如权利要求1或2所述的显示体，其中，上述多个凹部或凸部的形状相互相同，上述多个凹部或凸部的排列形 成正方光栅或矩形光栅。
6、 如权利要求1或2所述的显示体，其中，上述多个凹部或凸部的形状相互相同，上述多个凹部或凸部的排列形 成三角光栅。
7、 如权利要求1或2所述的显示体，其中， 上述多个凹部或凸部不规则配置。
8、 如权利要求1或2所述的显示体，其中， 上述多个凹部或凸部的每一个具有角锥、圆锥或半纺锤形状。
9、 如权利要求1或2所述的显示体，其中， 上述多个凹部或凸部的中心间距离为400nm以下。
10、 如权利要求1或2所述的显示体，其中，上述多个凹部或凸部的中心间距离是在200nm至350nm的范围内。
11、 如权利要求1或2所述的显示体，其中，上述多个凹部或凸部的深度或高度是上述多个凹部或凸部的中心间距 离的1/2以上。
12、 如权利要求1或2所述的显示体，其中，上述多个凹部或凸部在与上述第二界面部平行的一个方向上的尺寸和 在该方向上的中心间距离相等。
13、 如权利要求1或2所述的显示体，其中，具有 一个主面包含上述第一界面部及第二界面部的光透射层；以及 对上述光透射层的上述主面进行覆盖的反射层。
14、 如权利要求2所述的显示体，其中，上述第二界面部由各自包含二维排列的多个凹部或凸部的多个区域构成；上述多个区域的上述一部分和上述另一部分的至少一方包含上述多个 凹部或凸部在特定的排列方向上的中心间距离和在与上述特定的排列方向 不同的排列方向上的中心间距离不同的区域。
15、 如权利要求2所述的显示体，其中，上述第二界面部由各自包含二维排列的多个凹部或凸部的多个区域构成；在上述多个区域的上述一部分和上述另一部分的各部分中，上述多个 凹部或凸部的形状相同，在形成了上述多个凹部或凸部的各行中的上述多 个凹部或凸部的中心间距离一定，而且在形成了上述多个凹部或凸部的各 列中的上述多个凹部或凸部的中心间距离也一定。
16、 如权利要求2所述的显示体，其中，上述多个区域包含上述多个凹部或凸部在特定的方向上的中心间距离 相同、且上述多个凹部或凸部在与上述特定的方向垂直的方向上的中心间 距离相互不同的2个以上的区域。
17、 如权利要求2所述的显示体，其中， 上述多个凹部或凸部的每一个具有顺锥形状。
18、 一种带标签物品，其中，具有如权利要求1或2所述的显示体以及支承该显示体的物品。
全文摘要
本发明提供一种显示体及带标签物品，实现更高的防伪技术。显示体(10)包含第一界面部12(a)，设有由多个槽构成的起伏型衍射光栅；及第二界面部12(b)，设有以与这些槽的最小中心间距离相比更小的中心间距离二维配置、且各自具有顺锥形状的多个凹部或凸部。
文档编号G09F19/12GK101379419SQ200780004368
公开日2009年3月4日 申请日期2007年10月16日 优先权日2006年10月24日
发明者丸山伸吾, 户田敏贵, 永野彰 申请人:凸版印刷株式会社