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1. WO2020195367 - DISPLAY BODY

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明 細 書

発明の名称 表示体

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013  

図面の簡単な説明

0014  

発明を実施するための形態

0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084  

実施例

0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099  

符号の説明

0100  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

明 細 書

発明の名称 : 表示体

技術分野

[0001]
 本発明は、表示体に関する。

背景技術

[0002]
 従来から、物品が真正品であることを証明する目的で、偽造や複製が困難なホログラムが利用されている。例えば、顔画像などの個人情報が記録されたカードに、ホログラムを含んだ透明フィルムを貼り合わせると、個人情報を改竄から保護することができる。また、紙幣や有価証券においてホログラムを使用すると、それらの不正な複製を抑止することができる。更に、近年、ID(identification)カード等に、ホログラムを利用して顔画像を記録することも提案されている(特許文献1及び2)。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 日本国特開2014-8746号公報
特許文献2 : 日本国特開2014-16418号公報

発明の概要

[0004]
 上記の通り、ホログラムは、それ自体の偽造や複製が困難であるため、不正な複製を抑止することが望まれる様々な物品に使用されている。
[0005]
 しかしながら、ホログラムを利用して顔画像などの画像をブランク媒体へオンデマンドで記録する場合、例えば、ホログラムを画素毎にブランク媒体上へ転写する必要がある。それ故、この方法により短時間で多数の表示体を製造するには、複数の製造装置を並列で稼働する必要がある。
[0006]
 そこで、本発明は、構造色の画像を表示する表示体を短い時間で製造可能とする技術を提供することを目的とする。
[0007]
 本発明の第1側面によると、屈折率が異なる2以上の誘電体層からなり、1以上の凹部を一方の主面に有している積層体を含んだ多層膜と、前記積層体の他方の主面と各々が向き合い、前記多層膜に可視域内の光を入射させた場合に前記他方の主面から射出される光を、この光の射出角とは異なる入射角で前記他方の主面に入射させる1以上の反射面とを備えた表示体が提供される。ここで、「可視域」は、350乃至750nmの波長域を意味する。
[0008]
 本発明の第2側面によると、第1側面に係る表示体と、前記表示体を支持した物品とを含んだ表示体付き物品が提供される。
[0009]
 本発明の第3側面によると、レーザービーム照射によって画像が記録されるブランク媒体であって、屈折率が異なる2以上の誘電体層からなり、前記レーザービーム照射によって1以上の凹部が一方の主面に形成される積層体と、前記積層体の他方の主面と各々が向き合い、前記他方の主面から射出された可視域内の光を、その射出角とは異なる入射角で前記他方の主面に入射させる1以上の反射面とを備えたブランク媒体が提供される。
[0010]
 本発明の第4側面によると、第3側面に係るブランク媒体と、前記ブランク媒体を支持した物品とを含んだブランク媒体付き物品が提供される。
[0011]
 本発明の第5側面によると、第3側面に係るブランク媒体への前記レーザービーム照射により前記1以上の凹部を形成することを含んだ表示体の製造方法が提供される。
[0012]
 本発明の第6側面によると、第5側面に係る方法により表示体を製造することと、前記表示体を物品に支持させることとを含んだ表示体付き物品の製造方法が提供される。
[0013]
 本発明の第7側面によると、第4側面に係るブランク媒体付き物品の前記ブランク媒体への前記レーザービーム照射により前記1以上の凹部を形成することを含んだ表示体付き物品の製造方法が提供される。

図面の簡単な説明

[0014]
[図1] 本発明の第1実施形態に係る表示体を概略的に示す断面図。
[図2] 図1に示す表示体の製造に使用可能なブランク媒体を概略的に示す断面図。
[図3] 図1に示す表示体の製造方法を説明する断面図。
[図4] 比較例に係る表示体を白色光で照明した場合に生じる光学的振る舞いを概略的に示す断面図。
[図5] 図1に示す表示体を白色光で照明した場合に生じる光学的振る舞いを概略的に示す断面図。
[図6] 本発明の第2実施形態に係る表示体を概略的に示す断面図。
[図7] 図6に示す表示体の製造に使用可能なブランク媒体を概略的に示す断面図。
[図8] 本発明の一実施形態に係る表示体付き物品を概略的に示す断面図。
[図9] 本発明の一実施形態に係るブランク媒体付き物品を概略的に示す断面図。
[図10] 多層膜の凹部に対応した部分について計算機シミュレーションによって求めた透過スペクトルの一例を示すグラフ。
[図11] 多層膜の凹部に対応した部分について計算機シミュレーションによって求めた透過スペクトルの他の例を示すグラフ。
[図12] 多層膜の凹部に対応した部分について計算機シミュレーションによって求めた透過スペクトルの更に他の例を示すグラフ。

発明を実施するための形態

[0015]
 以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同様又は類似した機能を有する要素については、同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
[0016]
 図1は、本発明の第1実施形態に係る表示体を概略的に示す断面図である。 
 この表示体1Aは、多層膜13と、前面層11R、11G及び11Bと、反射層12R、12G及び12Bと、背面層14R、14G及び14Bとを含んでいる。表示体1Aの多層膜13側の面は前面であり、その裏面は背面である。以下、各層の2つの主面のうち、表示体1Aの前面により近い面を前面と呼び、表示体1Aの背面により近い面を背面と呼ぶ。
[0017]
 多層膜13は、屈折率が異なる2以上の誘電体層からなる積層体を含んだ誘電体多層膜である。ここでは、多層膜13は、屈折率が互いに異なる誘電体層13a及び13bを交互に積層してなる積層体によって構成されている。後述するように、多層膜13は、上記積層体の前面を被覆した保護層を更に含むことができる。この保護層は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。
[0018]
 多層膜13を構成している各層の厚さは、例えば、5nm乃至500μmの範囲内にある。
[0019]
 多層膜13を構成している各層の材料としては、例えば、硫化亜鉛及び二酸化チタンなどの透明誘電体を使用することができる。ここでは、多層膜13を、屈折率(材質)が異なる2種類の誘電体層13a及び13bで構成しているが、多層膜13は、屈折率(材質)が異なる3種類以上の誘電体層で構成してもよい。
[0020]
 積層体の前面には、1以上の凹部として、第1凹部RRと第2凹部RGと第3凹部RBとが設けられている。第1凹部RRと第2凹部RGと第3凹部RBとは、ここでは、誘電体層13aのうち積層体の最表面に位置したものに設けられている。第3凹部RBは省略することができる。また、第2凹部RGも更に省略することができる。
[0021]
 第1凹部RRと第2凹部RGと第3凹部RBとは、深さが互いに異なっている。ここでは、第1凹部RR、第2凹部RG及び第3凹部RBの順に深さが浅くなっているが、それらの何れが最も浅くてもよく、また、それらの何れが最も深くてもよい。
[0022]
 なお、図1では、それら凹部の深さの相違を分かり易くするため、最前面側の誘電体層13aを他の誘電体層13a及び13bよりも厚く描いている。最前面側の誘電体層13aは、他の誘電体層13a及び13bの何れかと同じ厚さを有していてもよく、それらの何れかよりも薄くてもよい。
[0023]
 多層膜13は、白色光を第1入射角で入射させた場合に、これら凹部が設けられていない位置で、例えば、可視域の全体に亘って高い透過率を示すか、又は、可視域の全体に亘って低い透過率を示す。ここでは、一例として、多層膜13は、白色光を第1入射角で入射させた場合に、これら凹部が設けられていない位置で、可視域の全体に亘って低い透過率を示すこととする。なお、「白色光」は、可視域の全体に亘ってほぼ等しい強度を有する光である。
[0024]
 多層膜13のうち、第1凹部RRに対応した第1部分と、第2凹部RGに対応した第2部分と、第3凹部RBに対応した第3部分と、凹部が設けられていない部分とは、白色光を第1入射角で入射させた場合に異なる透過スペクトルを示す。第1乃至第3部分は、白色光を第1入射角で入射させた場合に、可視域内で最大又は最小の透過率を示す波長が異なっている。
[0025]
 例えば、多層膜13へ白色光を第1入射角で入射させた場合の透過スペクトルは、第1凹部RRに対応した第1部分では、凹部が設けられていない部分と比較して、第1波長域における透過率と他の波長域における透過率との比がより大きく、この第1波長域内の第1波長で最大の透過率を示す。この場合、多層膜13へ白色光を第1入射角で入射させた場合の透過スペクトルは、第2凹部RGに対応した第2部分では、凹部が設けられていない部分と比較して、例えば、第2波長域における透過率と他の波長域における透過率との比がより大きく、この第2波長域内の第2波長で最大の透過率を示す。そして、この場合、多層膜13へ白色光を第1入射角で入射させた場合の透過スペクトルは、第3凹部RBに対応した第3部分では、凹部が設けられていない部分と比較して、例えば、第3波長域における透過率と他の波長域における透過率との比がより大きく、この第3波長域内の第3波長で最大の透過率を示す。
[0026]
 或いは、多層膜13へ白色光を第1入射角で入射させた場合の透過スペクトルは、第1凹部RRに対応した第1部分では、凹部が設けられていない部分と比較して、第1波長域における透過率と他の波長域における透過率との比がより小さく、この第1波長域内の第1波長で最小の透過率を示す。この場合、多層膜13へ白色光を第1入射角で入射させた場合の透過スペクトルは、第2凹部RGに対応した第2部分では、凹部が設けられていない部分と比較して、例えば、第2波長域における透過率と他の波長域における透過率との比がより小さく、この第2波長域内の第2波長で最小の透過率を示す。そして、この場合、多層膜13へ白色光を第1入射角で入射させた場合の透過スペクトルは、第3凹部RBに対応した第3部分では、凹部が設けられていない部分と比較して、例えば、第3波長域における透過率と他の波長域における透過率との比がより小さく、この第3波長域内の第3波長で最小の透過率を示す。 
 ここでは、一例として、多層膜13は前者の構成を採用していることとする。
[0027]
 第1乃至第3波長域は、可視域内の互いに異なる波長域である。例えば、第2波長域の最長波長は第1波長域の最短波長よりも短く、第3波長域の最長波長は第2波長域の最短波長よりも短い。ここでは、一例として、第1、第2及び第3波長域は、それぞれ、赤色、緑色及び青色の波長域であるとする。
[0028]
 前面層11R、反射層12R及び背面層14Rは、多層膜13の背面上に、この順に積層されている。前面層11G、反射層12G及び背面層14Gは、背面層14R上に、この順に積層されている。前面層11B、反射層12B及び背面層14Bは、背面層14G上に、この順に積層されている。
[0029]
 前面層11R、11G及び11Bの各々は、例えば、透明樹脂からなる。この透明樹脂は、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂の硬化物であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよく、接着剤又は粘着剤であってもよい。これら層の各々は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。
[0030]
 前面層11R、11G及び11Bの背面には、それぞれ、第1、第2及び第3レリーフ構造が設けられている。第1、第2及び第3レリーフ構造は、それぞれ、前面層11Rと反射層12Rとの界面である第1反射面、前面層11Gと反射層12Gとの界面である第2反射面、及び前面層11Bと反射層12Bとの界面である第3反射面が、多層膜13に白色光を第1入射角で入射させた場合に、多層膜13の背面から射出される光を、この光の射出角とは異なる第2入射角で多層膜13の背面に入射させることを可能とする。
[0031]
 ここでは、第1レリーフ構造は、第1反射面に第1ブレーズド回折格子を生じさせ、第2レリーフ構造は、第2反射面に第2ブレーズド回折格子を生じさせ、第3レリーフ構造は、第3反射面に第1ブレーズド回折格子を生じさせている。第1乃至第3ブレーズド回折格子は、それらを構成している溝又は稜の配列方向が互いに平行である。ここでは、それら溝又は稜の配列方向は、Y方向に平行である。また、第1乃至第3ブレーズド回折格子は、格子線の空間周波数が互いに異なっている。ここでは、第1ブレーズド回折格子は格子線の空間周波数が最も小さく、第3ブレーズド回折格子は格子線の空間周波数が最も大きい。第1乃至第3ブレーズド回折格子間での、格子線の空間周波数の大小関係は、これとは異なっていてもよい。
[0032]
 第1ブレーズド回折格子は、多層膜13に白色光を第1入射角で入射させた場合に、多層膜13の第1凹部RRに対応した第1部分を透過した光(第1波長の光)を、多層膜13へ第2入射角で再度入射させるように、ブレーズ角及び格子定数(線間隔)が定められている。第1波長の光が赤色の光である場合、第1ブレーズド回折格子を構成している格子線の空間周波数は、例えば、950乃至2050本/mmの範囲内とする。また、第1ブレーズド回折格子のブレーズ角は、例えば、1°乃至89°の範囲内とする。
[0033]
 第2ブレーズド回折格子は、多層膜13に白色光を第1入射角で入射させた場合に、多層膜13の第2凹部RGに対応した第2部分を透過した光(第2波長の光)を、多層膜13へ第2入射角で再度入射させるように、ブレーズ角及び格子定数が定められている。第2波長の光が緑色の光である場合、第2ブレーズド回折格子を構成している格子線の空間周波数は、例えば、950乃至2050本/mmの範囲内とする。また、第2ブレーズド回折格子のブレーズ角は、例えば、第1ブレーズド回折格子のブレーズ角と等しくする。
[0034]
 第3ブレーズド回折格子は、多層膜13に白色光を第1入射角で入射させた場合に、多層膜13の第3凹部RBに対応した第3部分を透過した光(第3波長の光)を、多層膜13へ第2入射角で再度入射させるように、ブレーズ角及び格子定数が定められている。第3波長の光が青色の光である場合、第3ブレーズド回折格子を構成している格子線の空間周波数は、例えば、950乃至2050本/mmの範囲内とする。また、第3ブレーズド回折格子のブレーズ角は、例えば、第1ブレーズド回折格子のブレーズ角と等しくする。
[0035]
 第1乃至第3レリーフ構造が上記界面に生じさせる構造は、ブレーズド回折格子以外の回折格子であってもよい。第1乃至第3レリーフ構造が上記界面に生じさせる構造がブレーズド回折格子以外の回折格子であり、第1、第2及び第3波長の光が、それぞれ、赤、緑及び青色の光である場合、それら回折格子の格子定数は、例えば、ブレーズド回折格子に関して上述した範囲内とする。
[0036]
 また、第1乃至第3レリーフ構造が上記界面に生じさせる構造は、多層膜13に白色光を第1入射角で入射させた場合に、多層膜13を透過した光を、多層膜13へ第2入射角で再度入射させることができるものであれば、回折格子としての機能を有していなくてもよい。
[0037]
 反射層12R、12G及び12Bは、それぞれ、前面層11R、11G及び11Bの背面を被覆している。
[0038]
 反射層12R及び12Gは、透明材料からなる。反射層12R及び12Gは、それぞれ、前面層11R及び11Gとは屈折率が異なっている。反射層12R及び12Gには、例えば、誘電体層13a及び13bについて例示した材料を使用することができる。
[0039]
 反射層12Bは、透明材料又は不透明材料からなる。反射層12Bが透明材料からなる場合、その屈折率は、前面層11Bの屈折率とは異なっている。この透明材料としては、例えば、誘電体層13a及び13bについて例示した材料を使用することができる。また、不透明材料としては、例えば、アルミニウム、銀及びそれらの1以上を含んだ合金などの金属材料を使用することができる。
[0040]
 反射層12R、12G及び12Bの各々は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。
[0041]
 背面層14R、14G及び14Bは、それぞれ、反射層12R、12G及び12Bの背面を被覆している。背面層14R、14G及び14Bの各々は、例えば、透明樹脂からなる。背面層14Bは、不透明であってもよい。背面層14R、14G及び14Bの各々を構成する樹脂は、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂の硬化物であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよく、接着剤又は粘着剤であってもよい。
[0042]
 前面層11B、反射層12B及び背面層14Bは、省略することができる。また、前面層11G、反射層12G及び背面層14Gを更に省略することもできる。
[0043]
 前面層11R、反射層12R及び背面層14Rの1又は2は、省略することができる。但し、これらのうち反射層12Rのみを省略した場合、前面層11Rと背面層14Rとには屈折率が異なる材料を使用する。
[0044]
 同様に、前面層11G、反射層12G及び背面層14Gの1又は2は、省略することができる。但し、これらのうち反射層12Gのみを省略した場合、前面層11Gと背面層14Gとには屈折率が異なる材料を使用する。
[0045]
 同様に、前面層11B、反射層12B及び背面層14Bの1又は2は、省略することができる。但し、これらのうち反射層12Bのみを省略した場合、前面層11Bと背面層14Bとには屈折率が異なる材料を使用する。
[0046]
 次に、この表示体1Aの製造方法について説明する。 
 図2は、図1に示す表示体の製造に使用可能なブランク媒体を概略的に示す断面図である。図3は、図1に示す表示体の製造方法を説明する断面図である。なお、図3において、参照符号OLは、レーザー装置の対物レンズを表している。
[0047]
 表示体1Aの製造に際しては、先ず、図2に示すブランク媒体1A0を準備する。ブランク媒体1A0は、積層体に、第1凹部RR、第2凹部RG及び第3凹部RBが設けられていないこと以外は、表示体1Aと同様の構造を有している。
[0048]
 次に、積層体へのレーザービーム照射によって、画像を記録する。具体的には、積層体の前面のうち、第1凹部RR、第2凹部RG及び第3凹部RBを形成すべき領域へ、レーザービームLBを照射する。これにより、積層体の前面に、第1凹部RR、第2凹部RG及び第3凹部RBを形成する。
[0049]
 ビームスポットの直径は、通常、数10μmである。従って、このレーザービーム照射により、例えば、開口径が数10μm以上の凹部を形成することができる。なお、レーザービームLBの照射によって形成する凹部の深さは、レーザー装置がパルスレーザーである場合、例えば、パルス光の照射回数を変更することにより調節することができる。  以上のようにして、表示体1Aを得る。
[0050]
 次に、この表示体1Aの光学効果について説明する。 
 図4は、比較例に係る表示体を白色光で照明した場合に生じる光学的振る舞いを概略的に示す断面図である。図4には、第1凹部RR、第2凹部RG及び第3凹部RBを設けた多層膜13の背面側に、第1乃至第3反射面を配置する代わりに、平坦な反射面REFを多層膜13の背面に対して平行に及び多層膜13から離間して設置した表示体を描いている。
[0051]
 ここでは、理解を容易にするために、この表示体は、以下のように設計されているとする。即ち、この表示体の前面を光源LSが射出する白色光L1で照明した場合、多層膜13のうち凹部が設けられていない部分では、第1入射角θ1で入射した白色光の全ての光成分は、弱め合う干渉を生じて、多層膜13を透過せず、また、多層膜13によって反射もされないとする。また、多層膜13のうち第1凹部RRに対応した第1部分では、第1入射角θ1で入射した白色光のうち、赤色域内の第1波長を有する光L2は多層膜13を透過し、他の波長を有する光は、弱め合う干渉を生じて、多層膜13を透過せず、また、多層膜13によって反射もされないとする。また、多層膜13のうち第2凹部RGに対応した第2部分では、第1入射角θ1で入射した白色光のうち、緑色域内の第2波長を有する光は多層膜13を透過し、他の波長を有する光は、弱め合う干渉を生じて、多層膜13を透過せず、また、多層膜13によって反射もされないとする。そして、多層膜13のうち第3凹部RBに対応した第3部分では、第1入射角θ1で入射した白色光のうち、青色域内の第3波長を有する光は多層膜13を透過し、他の波長を有する光は、弱め合う干渉を生じて、多層膜13を透過せず、また、多層膜13によって反射もされないとする。
[0052]
 上記の通り、第1凹部RRに対応した第1部分は、第1入射角θ1で多層膜13へ入射した白色光L1のうち、赤色域内の第1波長を有する光L2を透過させ、他の波長を有する光は、透過させず、また、反射もしない。この透過光としての光L2は、反射面REFによって反射される。反射面REFは、多層膜13の背面に対して平行に設置されているので、この反射光としての光L2は、反射面REFによって正反射される。その結果、光L2は、その射出角と等しい入射角で多層膜13へ再度入射する。
[0053]
 通常、光源LSの位置と観察者OBの位置とは異なっている。従って、第1入射角θ1は0°よりも大きく、上記の射出角も0°よりも大きい。それ故、反射光としての光L2は、多層膜13のうち第1部分以外の部分、例えば、第3凹部RBに対応した第3部分へ再度入射する可能性がある。
[0054]
 上記の通り、第3部分では、第1入射角θ1で入射した白色光のうち、青色域内の第3波長を有する光は多層膜13を透過するが、他の波長を有する光は、弱め合う干渉を生じて、多層膜13を透過しない。そして、ここでは、光L2は、赤色域内の第1波長を有している。
[0055]
 それ故、この光L2は、多層膜13を透過できない。従って、この表示体は、本来の画像を観察者OBに対して表示することができない。
[0056]
 図5は、図1に示す表示体を白色光で照明した場合に生じる光学的振る舞いを概略的に示す断面図である。図5には、簡略化のために、多層膜13の背面側に設置される構造として、第1反射面DGのみを描いている。また、ここでも、理解を容易にするために、多層膜13は、図4を参照しながら説明したのと同様に設計されているとする。
[0057]
 この表示体では、第1凹部RRに対応した第1部分は、第1入射角θ1で多層膜13へ入射した白色光L1のうち、赤色域内の第1波長を有する光L2を透過させ、他の波長を有する光は、透過させず、また、反射もしない。この透過光としての光L2は、第1反射面DGに入射する。
[0058]
 第1反射面DGは、第1ブレーズド回折格子を構成している。第1ブレーズド回折格子は、上記の通り、多層膜13の第1凹部RRに対応した第1部分を透過した第1波長の光L2を回折し、光L3として多層膜13へ第2入射角θ2で再度入射させる。
[0059]
 多層膜13の透過特性は、入射光の入射角に応じて変化する。例えば、多層膜13のうち、第2凹部RGに対応した第2部分や、第3凹部RBに対応した第3部分は、第1入射角θ1で入射した第1波長の光L2を透過しない。しかしながら、これら部分は、第1入射角θ1とは異なる第2入射角θ2で入射した第1波長の光L3を透過する可能性がある。また、多層膜13の他の部分も、第2入射角θ2で入射した第1波長の光L3を透過する可能性がある。
[0060]
 従って、これら部分が、第2入射角θ2で入射した第1波長の光L3を透過するように多層膜13を設計すれば、観察者は、多層膜13によって妨げられることなしに、光L3を知覚できる。それ故、この表示体は、本来の画像を観察者OBに対して表示することができる。
[0061]
 以上の通り、図1を参照しながら説明した表示体1Aは、図2を参照しながら説明したブランク媒体1A0の多層膜13に対してレーザー描画を行うことにより製造することができる。このレーザー描画は、ホログラムを画素毎にブランク媒体上へ転写するプロセスと比較して、遥かに短時間で完了することができる。従って、上述した技術によると、構造色の画像を表示する表示体を短い時間で製造することが可能となる。
[0062]
 また、先の説明から明らかな通り、この表示体1Aの製造には、高度且つ複雑な光学設計が必要であり、また、高い精度が要求される。従って、この表示体1Aは、偽造が困難である。
[0063]
 次に、本発明の第2実施形態について説明する。 
 図6は、本発明の第2実施形態に係る表示体を概略的に示す断面図である。図7は、図6に示す表示体の製造に使用可能なブランク媒体を概略的に示す断面図である。
[0064]
 図6に示す表示体1B及び図7に示すブランク媒体1B0は、以下に説明する点を除き、それぞれ、第1実施形態に係る表示体1A及びブランク媒体1A0と同様である。
[0065]
 即ち、これら表示体1B及びブランク媒体1B0では、前面層11R、11G及び11Bと、反射層12R、12G及び12Bと、背面層14R、14G及び14Bとを設ける代わりに、前面層11と反射層12と背面層14とを設けている。
[0066]
 前面層11は、多層膜13の背面上に設けられている。前面層11は、例えば、透明樹脂からなる。この透明樹脂は、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂の硬化物であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよく、接着剤又は粘着剤であってもよい。前面層11は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。
[0067]
 前面層11の背面は、第1乃至第3サブ領域から各々がなる複数の領域を含んでいる。これら領域は、前面層11の背面上で規則的に配列している。一例によれば、これら領域は、X方向へ延びた形状を各々が有し、Y方向へ配列している。
[0068]
 第1乃至第3サブ領域には、それぞれ、第1実施形態において説明した第1乃至第3レリーフ構造が設けられている。一例によれば、これら第1乃至第3サブ領域は、X方向へ延びた形状を各々が有し、Y方向へ配列している。
[0069]
 第1、第2及び第3レリーフ構造は、前面層11と反射層12との界面である反射面に、第1回折格子DGR、第2回折格子DGG及び第3回折格子DGBをそれぞれ生じさせている。第1凹部RR、第2凹部RG及び第3凹部RBは、それぞれ、第1回折格子DGR、第2回折格子DGG及び第3回折格子DGBの位置に設けられている。
[0070]
 反射層12は、前面層11の背面を被覆している。反射層12の材料としては、例えば、反射層12Bについて例示したものを使用することができる。
[0071]
 背面層14は、反射層12の背面を被覆している。背面層14は、例えば、透明樹脂からなる。背面層14は、不透明であってもよい。背面層14を構成する樹脂は、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂の硬化物であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよく、接着剤又は粘着剤であってもよい。
[0072]
 前面層11、反射層12及び背面層14の1又は2は、省略することができる。但し、これらのうち反射層12のみを省略した場合、前面層11と背面層14とには屈折率が異なる材料を使用する。
[0073]
 この表示体1Bは、第1凹部RR、第2凹部RG及び第3凹部RBを、それぞれ、第1回折格子DGR、第2回折格子DGG及び第3回折格子DGBの位置に形成すること以外は、表示体1Aについて上述したのと同様の方法により製造することができる。
[0074]
 第2実施形態によると、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第2実施形態に係る表示体1Bは、反射層12の材料として金属を使用した場合には、第1実施形態に係る表示体1Aと比較して、より明るい画像を表示することができる。更に、第2実施形態に係る表示体1Bは、第1実施形態に係る表示体1Aと比較して、薄く形成することが容易である。
[0075]
 次に、表示体付き物品について説明する。 
 図8は、本発明の一実施形態に係る表示体付き物品を概略的に示す断面図である。この表示体付き物品100ABは、例えば、印刷物である。表示体付き物品100ABは、例えば、紙幣、有価証券、証明書類、クレジットカード、パスポート及びID(identification)カードなどの個人認証媒体、又は、内容物を包装する包装体である。
[0076]
 表示体付き物品100ABは、表示体1ABと、これを支持した物品110とを含んでいる。
[0077]
 物品110は、これが印刷物である場合、印刷基材と、これに設けられた印刷層を含んでいる。印刷基材の材質は、例えば、プラスチック、金属、紙、又はそれらの複合体である。
[0078]
 表示体1ABは、上述した表示体1A又は1Bである。表示体1ABは、その前面が表示体付き物品100ABの外部と隣接するように、物品110によって支持されている。表示体1ABは、例えば、この物品110の表面に貼り付けるか又はこの物品110内に埋め込むことにより、物品110に支持させることができる。
[0079]
 この表示体付き物品100ABは、例えば、表示体1ABを予め製造しておき、これを物品110に支持させることにより製造することができる。或いは、この表示体付き物品100ABは、以下の方法によって製造することもできる。
[0080]
 図8は、本発明の一実施形態に係るブランク媒体付き物品を概略的に示す断面図である。 
 図8に示すブランク媒体付き物品100AB0は、多層膜13に、第1凹部RR、第2凹部RG及び第3凹部RBが設けられていないこと以外は、表示体付き物品100ABと同様の構造を有している。即ち、このブランク媒体付き物品100AB0は、ブランク媒体1AB0と、これを支持した物品110とを含んでいる。ブランク媒体1AB0は、上述したブランク媒体1A0又は1B0である。
[0081]
 このようなブランク媒体付き物品100AB0を予め準備し、そのブランク媒体1AB0へのレーザービーム照射によって、表示体付き物品100ABを製造してもよい。
[0082]
 なお、第1凹部RR、第2凹部RG及び第3凹部RBを形成した積層体の前面が露出していると、表示体1A、1B若しくは1AB、又は、表示体付き物品100ABの使用時に、それら凹部が摩擦等によって変形する可能性がある。それ故、積層体の前面には、透明材料からなる保護層を設けることが好ましい。
[0083]
 保護層は、上記積層体の前面のみを覆うものであってもよく、表示体1ABの前面と物品110の前面とを覆うものであってもよい。
[0084]
 厚い保護層は、多層膜13における干渉に影響を及ぼさない。他方、薄い保護層は、多層膜13における干渉に影響を及ぼし得る。即ち、後者の場合、保護膜は多層膜13の一部として用いられる。従って、この場合、多層膜13は、保護層を含んだ状態で上述した光学特性を示すように設計する。
実施例
[0085]
 以下に、本発明の実施例を記載する。 
 図1を参照しながら説明した表示体1Aと類似の構造を有する表示体を製造した。
[0086]
 ここでは、多層膜13は1つの誘電体層13aと1つの誘電体層13bとで構成した。誘電体層13aの材料としては屈折率が1.98であるものを使用し、その厚さは700nmとした。誘電体層13bの材料としては屈折率が1.28であるものを使用し、その厚さは650nmとした。
[0087]
 第1凹部RRは、第1部分の厚さが600nmとなるように形成した。第2凹部RGは、第2部分の厚さが300nmとなるように形成した。そして、第3凹部RBは、第3部分の厚さが200nmとなるように形成した。
[0088]
 誘電体層13a上には、保護層を形成した。保護層の材料としては屈折率が2.5であるものを使用し、その厚さは、多層膜13における干渉に影響を及ぼさない程度に十分に大きくした。
[0089]
 第1ブレーズド回折格子は、格子線の空間周波数が1150本/mmとなるように形成した。第2ブレーズド回折格子は、格子線の空間周波数が1320本/mmとなるように形成した。第3ブレーズド回折格子は、格子線の空間周波数が1550本/mmとなるように形成した。
[0090]
 また、上記の構造を採用した多層膜13について、法線方向から白色光で照明した場合の透過スペクトルを、計算機シミュレーションによって求めた。その結果を、図10乃至図12に示す。
[0091]
 図10は、多層膜13の第3凹部RBに対応した第3部分について計算機シミュレーションによって求めた透過スペクトルを示すグラフである。図11は、多層膜13の第2凹部RGに対応した第3部分について計算機シミュレーションによって求めた透過スペクトルを示すグラフである。図12は、多層膜13の第1凹部RRに対応した第3部分について計算機シミュレーションによって求めた透過スペクトルを示すグラフである。
[0092]
 図示しないが、多層膜13の凹部を設けていない部分の透過率は、可視域の全体に亘ってほぼ一定である。
[0093]
 これに対し、図10に示す透過スペクトルでは、青色域の透過率が、可視域内の他の波長域の透過率と比較してより低い。即ち、第3部分を透過する光は、青色域の強度が低く、緑色域及び赤色域の強度が高い。従って、第3部分を透過する光はイエロー色に見える。
[0094]
 また、図11に示す透過スペクトルでは、緑色域の透過率が、可視域内の他の波長域の透過率と比較してより低い。即ち、第2部分を透過する光は、緑色域の強度が低く、青色域及び赤色域の強度が高い。従って、第2部分を透過する光は、マゼンタ色に見える。
[0095]
 そして、図12に示す透過スペクトルでは、赤色域の透過率が、可視域内の他の波長域の透過率と比較してより低い。即ち、第1部分を透過する光は、赤色域の強度が低く、青色域及び緑色域の強度が高い。従って、第1部分を透過する光は、シアン色に見える。
[0096]
 他方、第1、第2及び第3ブレーズド回折格子は、法線方向から白色光で照明した場合に、それぞれ、赤色、緑色及び青色の強い一次回折光を、法線方向に対して傾いた同一方向へ射出する。即ち、第1、第2及び第3ブレーズド回折格子の組み合わせは、可視域のほぼ全体に亘って略均一な反射率を有し、入射光をその入射角とは異なる反射角で反射する反射面として機能する。
[0097]
 従って、この表示体は、回折画像として、第1凹部RR、第2凹部RG及び第3凹部RBの配列に対応したパターンを有するカラー画像を表示し得る筈である。
[0098]
 実際、上記のようにして製造した表示体を白色光で照明して観察したところ、この表示体は、期待通りのカラー画像を回折画像として表示し得ることを確認できた。
[0099]
 上記の実施形態では、ブレーズド回折格子を使用しているが、本発明は、ブレーズド回折格子に限られるものではなく、ホログラフィック回折格子及びラミナー回折格子なども使うことができる。

符号の説明

[0100]
 1A…表示体、1A0…ブランク媒体、1AB…表示体、1AB0…ブランク媒体、1B…表示体、1B0…ブランク媒体、11…前面層、11B…前面層、11G…前面層、11R…前面層、12…反射層、12B…反射層、12G…反射層、12R…反射層、13…多層膜、13a…誘電体層、13b…誘電体層、14…背面層、14B…背面層、14G…背面層、14R…背面層、100AB…表示体付き物品、100AB0…ブランク媒体付き物品、110…物品、DG…第1反射面、DGB…第3回折格子、DGG…第2回折格子、DGR…第1回折格子、L1…白色光、L2…光、L3…光、LB…レーザービーム、LS…光源、OB…観察者、OL…対物レンズ、RB…第3凹部、REF…反射面、RG…第2凹部、RR…第1凹部。

請求の範囲

[請求項1]
 屈折率が異なる2以上の誘電体層からなり、1以上の凹部を一方の主面に有している積層体を含んだ多層膜と、
 前記積層体の他方の主面と各々が向き合い、前記多層膜に可視域内の光を入射させた場合に前記他方の主面から射出される光を、この光の射出角とは異なる入射角で前記他方の主面に入射させる1以上の反射面と
を備えた表示体。
[請求項2]
 前記1以上の反射面の各々は回折格子を含んだ請求項1に記載の表示体。
[請求項3]
 前記1以上の凹部は、深さが互いに異なる第1及び第2凹部を含んだ請求項1に記載の表示体。
[請求項4]
 前記1以上の反射面は、第1回折格子が設けられ且つ可視光透過性を有する第1反射面と、前記第1回折格子とは格子定数が異なる第2回折格子が設けられ、前記第1反射面を間に挟んで前記積層体の前記他方の主面と向き合った第2反射面とを含んだ請求項3に記載の表示体。
[請求項5]
 前記1以上の反射面は、前記第1及び第2凹部にそれぞれ対応した位置に第1及び第2回折格子が設けられた反射面を含み、前記第1及び第2回折格子は格子定数が互いに異なる請求項3に記載の表示体。
[請求項6]
 請求項1乃至5の何れか1項に記載の表示体と、
 前記表示体を支持した物品と
を含んだ表示体付き物品。
[請求項7]
 レーザービーム照射によって画像が記録されるブランク媒体であって、
 屈折率が異なる2以上の誘電体層からなり、前記レーザービーム照射によって1以上の凹部が一方の主面に形成される積層体と、
 前記積層体の他方の主面と各々が向き合い、前記他方の主面から射出された可視域内の光を、その射出角とは異なる入射角で前記他方の主面に入射させる1以上の反射面と
を備えたブランク媒体。
[請求項8]
 前記1以上の反射面の各々は回折格子を含んだ請求項7に記載のブランク媒体。
[請求項9]
 前記1以上の反射面は、第1回折格子が設けられ且つ可視光透過性を有する第1反射面と、前記第1回折格子とは格子定数が異なる第2回折格子が設けられ、前記第1反射面を間に挟んで前記積層体の前記他方の主面と向き合った第2反射面とを含んだ請求項8に記載のブランク媒体。
[請求項10]
 前記1以上の反射面は、第1及び第2回折格子が設けられた反射面を含み、前記第1及び第2回折格子は格子定数が互いに異なる請求項8に記載のブランク媒体。
[請求項11]
 請求項7乃至10の何れか1項に記載のブランク媒体と、
 前記ブランク媒体を支持した物品と
を含んだブランク媒体付き物品。
[請求項12]
 請求項7乃至10の何れか1項に記載のブランク媒体への前記レーザービーム照射により前記1以上の凹部を形成することを含んだ表示体の製造方法。
[請求項13]
 請求項12に記載の方法により表示体を製造することと、
 前記表示体を物品に支持させることと
を含んだ表示体付き物品の製造方法。
[請求項14]
 請求項11に記載のブランク媒体付き物品の前記ブランク媒体への前記レーザービーム照射により前記1以上の凹部を形成することを含んだ表示体付き物品の製造方法。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]