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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-27
(45)【発行日】2024-06-04
(54)【発明の名称】表示体
(51)【国際特許分類】
G02B 5/18 20060101AFI20240528BHJP
G02B 5/28 20060101ALI20240528BHJP
G02B 5/22 20060101ALI20240528BHJP
B42D 25/328 20140101ALI20240528BHJP
B42D 25/435 20140101ALI20240528BHJP
【ＦＩ】
G02B5/18
G02B5/28
G02B5/22
B42D25/328 100
B42D25/435
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2020103571
(22)【出願日】2020-06-16
(65)【公開番号】P2021196530
(43)【公開日】2021-12-27
【審査請求日】2023-05-24
(73)【特許権者】
【識別番号】000003193
【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100103034
【弁理士】
【氏名又は名称】野河 信久
(74)【代理人】
【識別番号】100179062
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 正
(74)【代理人】
【識別番号】100153051
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100199565
【弁理士】
【氏名又は名称】飯野 茂
(74)【代理人】
【識別番号】100162570
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 早苗
(72)【発明者】
【氏名】久保田 正志
【審査官】吉川 陽吾
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－１０７４７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１７３２２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００３－５２０９８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２６２５０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００６－５０４５４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００５／０１３３６９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００９－１３４０９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１３４０９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／０８４９６０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１８／０４３７４９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－０８０８４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／１９５３６７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２６８２６１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０１３３１５０１（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ５／１８
Ｇ０２Ｂ ５／２８
Ｇ０２Ｂ ５／２２
Ｂ４２Ｄ ２５／３２８
Ｂ４２Ｄ ２５／４３５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
屈折率が異なる２以上の誘電体層からなり、レーザー加工部としての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反射面であって、前記他方の主面から射出される前記光のうち、前記１以上の凹部に対応した部分で強め合う干渉を生じて前記多層膜を透過した光を、前記多層膜へ再度入射させる反射面と、
前記一方の主面のうち前記１以上の凹部が設けられていない領域を少なくとも部分的に被覆した光吸収層と
を備えた表示体。
【請求項2】
前記反射面は回折格子を含んだ請求項１に記載の表示体。
【請求項3】
前記反射面は、互いに交差する第１及び第２方向に配列した複数の回折格子群を含み、前記複数の回折格子群の各々は、格子定数が互いに異なる第１乃至第３回折格子を含んだ請求項１に記載の表示体。
【請求項4】
前記１以上の凹部は、１以上の第１凹部と、前記１以上の第１凹部とは深さが異なる１以上の第２凹部と、前記１以上の第１凹部及び前記１以上の第２凹部とは深さが異なる１以上の第３凹部とを含み、前記１以上の第１凹部の各々は前記第１回折格子の位置に設けられ、前記１以上の第２凹部の各々は前記第２回折格子の位置に設けられ、前記１以上の第３凹部の各々は前記第３回折格子の位置に設けられた請求項３に記載の表示体。
【請求項5】
前記光吸収層は、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第１回折格子と各々が向き合った１以上の第１光吸収部と、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第２回折格子と各々が向き合った１以上の第２光吸収部と、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第３回折格子と各々が向き合った１以上の第３光吸収部とを含み、前記１以上の第１光吸収部、前記１以上の第２光吸収部、及び前記１以上の第３光吸収部は、同じ色に着色している請求項４に記載の表示体。
【請求項6】
前記光吸収層は、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第１回折格子と各々が向き合った１以上の第１光吸収部と、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第２回折格子と各々が向き合った１以上の第２光吸収部と、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第３回折格子と各々が向き合った１以上の第３光吸収部とを含み、前記１以上の第１光吸収部は色が互いに等しく、前記１以上の第２光吸収部は色が互いに等しく、前記１以上の第３光吸収部は色が互いに等しく、前記１以上の第１光吸収部と前記１以上の第２光吸収部と前記１以上の第３光吸収部とは色が異なる請求項４に記載の表示体。
【請求項7】
前記第１回折格子、前記第２回折格子及び前記第３回折格子は、第１方向から白色光で照明した場合に、前記第１方向とは異なる第２方向へ、それぞれ、赤色、緑色及び青色の回折光を射出し、前記１以上の第１光吸収部、前記１以上の第２光吸収部、及び前記１以上の第３光吸収部は、それぞれ、シアン色、マゼンタ色及びイエロー色に着色している請求項６に記載の表示体。
【請求項8】
請求項１乃至７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9】
屈折率が異なる２以上の誘電体層からなり、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反射面とを備え、前記反射面は、前記１以上の凹部が設けられた前記積層体を含んだ多層膜に可視域内の光を入射させた場合に、前記１以上の凹部に対応した部分で強め合う干渉を生じて前記多層膜を透過した光を、前記多層膜へ再度入射させるブランク媒体を準備することと、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と、
前記一方の主面のうち前記１以上の凹部が設けられていない領域を少なくとも部分的に被覆した光吸収層を形成することと
を含んだ表示体の製造方法。
【請求項10】
請求項９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11】
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であって、前記ブランク媒体は、屈折率が異なる２以上の誘電体層からなり、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反射面とを備え、前記反射面は、前記１以上の凹部が設けられた前記積層体を含んだ多層膜に可視域内の光を入射させた場合に、前記１以上の凹部に対応した部分で強め合う干渉を生じて前記多層膜を透過した光を、前記多層膜へ再度入射させるブランク媒体付き物品を準備することと、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と、
前記一方の主面のうち前記１以上の凹部が設けられていない領域を少なくとも部分的に被覆した光吸収層を形成することと
を含んだ表示体付き物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【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】
【文献】特開２０１４－８７４６号公報
【文献】特開２０１４－１６４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【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。
【課題を解決するための手段】
【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、レーザー加工部としての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反射面であって、前記他方の主面から射出される前記光のうち、前記１以上の凹部に対応した部分で強め合う干渉を生じて前記多層膜を透過した光を、前記多層膜へ再度入射させる反射面と、前記一方の主面のうち前記１以上の凹部が設けられていない領域を少なくとも部分的に被覆した光吸収層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。
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、屈折率が異なる２以上の誘電体層からなり、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反射面とを備え、前記反射面は、前記１以上の凹部が設けられた前記積層体を含んだ多層膜に可視域内の光を入射させた場合に、前記１以上の凹部に対応した部分で強め合う干渉を生じて前記多層膜を透過した光を、前記多層膜へ再度入射させるブランク媒体を準備することと、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と、前記一方の主面のうち前記１以上の凹部が設けられていない領域を少なくとも部分的に被覆した光吸収層を形成することとを含んだ表示体の製造方法が提供される。
【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。
【0011】
本発明の第５側面によると、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であって、前記ブランク媒体は、屈折率が異なる２以上の誘電体層からなり、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反射面とを備え、前記反射面は、前記１以上の凹部が設けられた前記積層体を含んだ多層膜に可視域内の光を入射させた場合に、前記１以上の凹部に対応した部分で強め合う干渉を生じて前記多層膜を透過した光を、前記多層膜へ再度入射させるブランク媒体付き物品を準備することと、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と、前記一方の主面のうち前記１以上の凹部が設けられていない領域を少なくとも部分的に被覆した光吸収層を形成す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。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の一実施形態に係る表示体を示す平面図。
【図9】第１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示す断面図。
【図10】第２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示す断面図。
【図11】第２比較例に係る表示体を白色光で照明した場合に生じる他の光学的振る舞いを示す断面図。
【図12】第２比較例に係る表示体を白色光で照明した場合に生じる更に他の光学的振る舞いを概略的に示す断面図。
【図13】第１変形例に係る表示体の製造に使用可能なブランク媒体を示す平面図。
【図14】第２変形例に係る表示体の製造に使用可能なブランク媒体を示す平面図。
【図15】本発明の一実施形態に係る表示体付き物品を示す断面図。
【図17】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18】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19】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。
【図20】例２の多層膜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。
【発明を実施するための形態】
【0013】
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。
【0014】
図１は、本発明の一実施形態に係る表示体を示す平面図である。図２は、図１に示す表示体のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、図１に示す表示体のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、図１に示す表示体のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。
【0015】
図１乃至図４に示す表示体１は、図２乃至図３に示すように、多層膜１３と、前面層１１と、反射層１２と、背面層１４と、光吸収層１５とを含んでいる。表示体１の光吸収層１５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１の前面により近い面を前面と呼び、表示体１の背面により近い面を背面と呼ぶ。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
積層体の前面には、図１乃至図４に示すように、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。
【0020】
第１凹部ＲＲと第２凹部ＲＧと第３凹部ＲＢとは、図２乃至図４に示すように、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。
【0021】
なお、図２乃至図４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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
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。
【0026】
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。
【0027】
前面層１１、反射層１２及び背面層１４は、多層膜１３の背面上に、この順に積層されている。
【0028】
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。
【0029】
前面層１１の背面には、レリーフ構造が設けられている。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。
【0030】
ここでは、レリーフ構造は、反射面に、複数の第１回折格子ＤＧＲと、複数の第２回折格子ＤＧＧと、複数の第３回折格子ＤＧＢとを生じさせている。また、ここでは、第１回折格子ＤＧＲ、第２回折格子ＤＧＧ及び第３回折格子ＤＧＢの各々は、ブレーズド回折格子である。第１回折格子ＤＧＲ、第２回折格子ＤＧＧ及び第３回折格子ＤＧＢ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。
【0031】
第１回折格子ＤＧＲは、ブレーズ角及び格子線の空間周波数又は格子定数（線間隔）が互いに等しい。第２回折格子ＤＧＧは、ブレーズ角及び格子線の空間周波数又は格子定数（線間隔）が互いに等しい。第３回折格子ＤＧＢは、ブレーズ角及び格子線の空間周波数又は格子定数（線間隔）が互いに等しい。
【0032】
第１回折格子ＤＧＲ、第２回折格子ＤＧＧ及び第３回折格子ＤＧＢは、それらを構成している傾斜面が同じ方向に傾いている。一例によれば、第１回折格子ＤＧＲ、第２回折格子ＤＧＧ及び第３回折格子ＤＧＢは、ブレーズ角が等しい。
【0033】
第１回折格子ＤＧＲ、第２回折格子ＤＧＧ及び第３回折格子ＤＧＢ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回折格子ＤＧＲは格子線の空間周波数が最も小さく、第３回折格子ＤＧＢは格子線の空間周波数が最も大きい。第１回折格子ＤＧＲ、第２回折格子ＤＧＧ及び第３回折格子ＤＧＢ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。
【0034】
第１回折格子ＤＧＲ、第２回折格子ＤＧＧ及び第３回折格子ＤＧＢは、図１に示すように、複数の回折格子群ＤＧＴを構成している。回折格子群ＤＧＴは、互いに交差する第１及び第２方向に配列している。ここでは、回折格子群ＤＧＴは、Ｘ方向及びＹ方向に配列している。各回折格子群ＤＧＴは、３つの第１回折格子ＤＧＲと、３つの第２回折格子ＤＧＧと、３つの第３回折格子ＤＧＢとを含んでいる。
【0035】
第１凹部ＲＲの各々は、図１及び図２に示すように、第１回折格子ＤＧＲの位置に設けられている。第２凹部ＲＧの各々は、図１及び図３に示すように、第２回折格子ＤＧＧの位置に設けられている。第３凹部ＲＢの各々は、図１及び図４に示すように、第３回折格子ＤＧＢの位置に設けられている。
【0036】
第１回折格子ＤＧＲ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回折格子ＤＧＲ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回折格子ＤＧＲのブレーズ角は、例えば、１°乃至８９°の範囲内とする。
【0037】
第２回折格子ＤＧＧ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回折格子ＤＧＧ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回折格子ＤＧＧのブレーズ角は、例えば、第１回折格子ＤＧＲのブレーズ角と等しくする。
【0038】
第３回折格子ＤＧＢ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回折格子ＤＧＢ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回折格子ＤＧＢのブレーズ角は、例えば、第１回折格子ＤＧＲのブレーズ角と等しくする。
【0039】
第１回折格子ＤＧＲ、第２回折格子ＤＧＧ及び第３回折格子ＤＧＢの各々は、ブレーズド回折格子以外の回折格子であってもよい。それら回折格子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。
【0040】
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。
【0041】
反射層１２は、図２乃至図４に示すように、前面層１１の背面を被覆している。反射層１２は、透明材料又は不透明材料からなる。反射層１２が透明材料からなる場合、その屈折率は、前面層１１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。反射層１２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。
【0042】
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。背面層１４は、省略することができる。
【0043】
光吸収層１５は、多層膜１３の前面のうち１以上の凹部が設けられていない領域を少なくとも部分的に被覆している。即ち、光吸収層１５は、多層膜１３の前面のうち、第１凹部ＲＲ、第２凹部ＲＧ及び第３凹部ＲＢの何れも設けられていない領域を少なくとも部分的に被覆している。
【0044】
【0045】
第１光吸収部ＩＲの各々は、１以上の凹部が設けられていない位置で、第１回折格子ＤＧＲと向き合っている。即ち、第１光吸収部ＩＲの各々は、第１凹部ＲＲ、第２凹部ＲＧ及び第３凹部ＲＢの何れも設けられていない位置で、第２回折格子ＤＧＧ及び第３回折格子ＤＧＢと向き合うことなしに、第１回折格子ＤＧＲと向き合っている。第１光吸収部ＩＲは、これと向き合った第１回折格子ＤＧＲからの回折光が観察者によって知覚されるのを防止する。
【0046】
第２光吸収部ＩＧの各々は、１以上の凹部が設けられていない位置で、第２回折格子ＤＧＧと向き合っている。即ち、第２光吸収部ＩＧの各々は、第１凹部ＲＲ、第２凹部ＲＧ及び第３凹部ＲＢの何れも設けられていない位置で、第３回折格子ＤＧＢ及び第１回折格子ＤＧＲと向き合うことなしに、第２回折格子ＤＧＧと向き合っている。第２光吸収部ＩＧは、これと向き合った第２回折格子ＤＧＧからの回折光が観察者によって知覚されるのを防止する。
【0047】
第３光吸収部ＩＢの各々は、１以上の凹部が設けられていない位置で、第３回折格子ＤＧＢと向き合っている。即ち、第３光吸収部ＩＢの各々は、第１凹部ＲＲ、第２凹部ＲＧ及び第３凹部ＲＢの何れも設けられていない位置で、第１回折格子ＤＧＲ及び第２回折格子ＤＧＧと向き合うことなしに、第３回折格子ＤＧＢと向き合っている。第３光吸収部ＩＢは、これと向き合った第３回折格子ＤＧＢからの回折光が観察者によって知覚されるのを防止する。
【0048】
第１光吸収部ＩＲ、第２光吸収部ＩＧ及び第３光吸収部ＩＢの各々は、例えば、プロセスインキなどのインキからなる着色層である。第１光吸収部ＩＲは色が互いに等しく、第２光吸収部ＩＧは色が互いに等しく、第３光吸収部ＩＢは色が互いに等しい。即ち、第１光吸収部ＩＲは、同じ色に着色している。第２光吸収部ＩＧは、同じ色に着色している。第３光吸収部ＩＢは、同じ色に着色している。
【0049】
第１光吸収部ＩＲ、第２光吸収部ＩＧ及び第３光吸収部ＩＢは、同じ色に着色していてもよい。例えば、第１光吸収部ＩＲ、第２光吸収部ＩＧ及び第３光吸収部ＩＢは、黒色に着色していてもよい。この場合、表示体１は、第１回折格子ＤＧＲ、第２回折格子ＤＧＧ及び第３回折格子ＤＧＢからの回折光を知覚可能な条件下で表示するカラー画像に対応したモノクロ画像を、第１回折格子ＤＧＲ、第２回折格子ＤＧＧ及び第３回折格子ＤＧＢからの回折光を知覚不可能な条件下で表示する。即ち、この場合、表示体１が表示する画像は、観察条件を変化させることにより、カラー画像とモノクロ画像との間で切り替わる。
【0050】
或いは、第１光吸収部ＩＲ、第２光吸収部ＩＧ及び第３光吸収部ＩＢは、色が異なっていてもよい。例えば、第１光吸収部ＩＲ、第２光吸収部ＩＧ及び第３光吸収部ＩＢは、それぞれ、シアン色、マゼンタ色及びイエロー色に着色していてもよい。この場合、表示体１は、第１回折格子ＤＧＲ、第２回折格子ＤＧＧ及び第３回折格子ＤＧＢからの回折光を知覚可能な条件下で表示するカラー画像に対応したカラー画像を、第１回折格子ＤＧＲ、第２回折格子ＤＧＧ及び第３回折格子ＤＧＢからの回折光を知覚不可能な条件下で表示する。即ち、この場合、表示体１は、加法混色によってカラー画像を表示可能であるのに加え、これに対応したカラー画像を減法混色によって表示することも可能である。この場合、表示体１が表示する画像は、加法混色によるカラー画像と、これに対応した減法混色によるカラー画像との間で切り替わる。
【0051】
次に、この表示体１の製造方法について説明する。
図５は、図１乃至図４に示す表示体の製造に使用可能なブランク媒体を示す平面図である。図６は、図５に示すブランク媒体のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図である。図７は、図１乃至図４に示す表示体の製造における凹部形成工程を示す平面図である。図８は、図７に示す構造のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。
図５は、図１乃至図４に示す表示体の製造に使用可能なブランク媒体を示す平面図である。図６は、図５に示すブランク媒体のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図である。図７は、図１乃至図４に示す表示体の製造における凹部形成工程を示す平面図である。図８は、図７に示す構造のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。
【0052】
表示体１の製造に際しては、先ず、図５及び図６に示すブランク媒体１Ａを準備する。ブランク媒体１Ａは、第１凹部ＲＲ、第２凹部ＲＧ及び第３凹部ＲＢが積層体に設けられておらず、光吸収層１５を含んでいないこと以外は、上述した表示体１と同様の構造を有している。
【0053】
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、レーザービームを照射する。これにより、図７及び図８に示すように、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。
【0054】
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。
【0055】
その後、図２乃至図４に示すように、上記の積層体を含む多層膜１３の前面のうち、１以上の凹部が設けられていない領域を少なくとも部分的に被覆した光吸収層１５を形成する。例えば、インクジェット印刷により、図１乃至図４に示す、第１光吸収部ＩＲ、第２光吸収部ＩＧ及び第３光吸収部ＩＢを形成する。
以上のようにして、表示体１を得る。
以上のようにして、表示体１を得る。
【0056】
次に、この表示体１の光学効果について説明する。
図９は、第１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示す断面図である。図９には、光吸収層１５を省略し、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、回折格子を含んだ反射面を設置する代わりに、平坦な反射面ＲＥＦを多層膜１３の背面に対して平行に設置したこと以外は、図１乃至図８を参照しながら説明したのと同様の表示体を描いている。
図９は、第１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示す断面図である。図９には、光吸収層１５を省略し、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、回折格子を含んだ反射面を設置する代わりに、平坦な反射面ＲＥＦを多層膜１３の背面に対して平行に設置したこと以外は、図１乃至図８を参照しながら説明したのと同様の表示体を描いている。
【0057】
なお、図９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、反射面ＲＥＦのみを描いている。また、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。
【0058】
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るとする。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波長を有する光は、強め合う干渉を生じて多層膜１３を透過し、他の波長を有する光は弱め合う干渉を生じるとする。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Ｌ２は、強め合う干渉を生じて多層膜１３を透過し、他の波長を有する光は弱め合う干渉を生じるとする。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、強め合う干渉を生じて多層膜１３を透過し、他の波長を有する光は弱め合う干渉を生じるとする。
【0059】
上記の通り、第１入射角θ１で多層膜１３へ入射した白色光Ｌ１のうち、緑色域内の第２波長を有する光Ｌ２は、第２凹部ＲＧに対応した第２部分において強め合う干渉を生じて、多層膜１３を透過する。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おり、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。
【0060】
通常、多層膜１３から反射面ＲＥＦまでの距離は、第２凹部ＲＧの開口幅と比較して十分に短い。それ故、反射光としての光Ｌ２の多くは、多層膜１３の第２部分へ再度入射する。第１入射角θ１で第２部分へ再度入射した光Ｌ２は、強め合う干渉を生じて、多層膜１３を透過する。
【0061】
従って、観察方向が適切であれば、第２部分は、第２波長を有する光Ｌ２を観察者ＯＢの目に向けて射出する。そして、この条件下では、第１及び第３部分も、それぞれ、第１波長を有する光及び第３波長を有する光を、観察者ＯＢの目に向けて射出する。
【0062】
但し、この条件下では、第２部分が射出する光Ｌ２の射出角は、光Ｌ１の入射角と等しい。そして、第１及び第３部分が射出する光の射出角も、光Ｌ１の入射角と等しい。それ故、観察者ＯＢの目には、多層膜１３において強め合う干渉を生じた光だけでなく、多層膜１３によって正反射された光Ｌ１も入射する。従って、観察者ＯＢは、カラー画像を知覚できないか、又は、カラー画像を知覚できたとしても、それを鮮明な画像として知覚することはできない。
【0063】
図１０は、第２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示す断面図である。図１１は、第２比較例に係る表示体を白色光で照明した場合に生じる他の光学的振る舞いを示す断面図である。図１２は、第２比較例に係る表示体を白色光で照明した場合に生じる更に他の光学的振る舞いを概略的に示す断面図である。図１０乃至図１２には、光吸収層１５を省略したこと以外は、図１乃至図８を参照しながら説明したのと同様の表示体を描いている。
【0064】
なお、図１０、図１１及び図１２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、それぞれ、第２回折格子ＤＧＧ、第１回折格子ＤＧＲ及び第３回折格子ＤＧＢ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９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。
【0065】
この表示体では、図１０に示すように、第１入射角θ１で多層膜１３へ入射した白色光Ｌ１のうち、緑色域内の第２波長を有する光Ｌ２は、第２凹部ＲＧに対応した第２部分において強め合う干渉を生じる。第２部分において強め合う干渉を生じた光Ｌ２は、多層膜１３を透過し、第２回折格子ＤＧＧに入射する。第２回折格子ＤＧＧは、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。
【0066】
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、上記の通り、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で入射した第２波長の光Ｌ２は強め合う干渉を生じ、高い透過率を示す。そして、第２部分は、第１入射角θ１で入射した他の波長の光については、第２波長の光ほど高い透過率は示さない。しかしながら、第２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２波長の光Ｌ３について高い透過率を示す可能性がある。
【0067】
従って、適切な設計を採用した場合には、第２部分は、第２波長を有する光Ｌ２を観察者ＯＢの目に向けて射出する。そして、第１及び第３部分も、適切な設計を採用した場合には、それぞれ第１波長を有する光及び第３波長を有する光を、観察者ＯＢの目に向けて射出する。
【0068】
また、上記の通り、第２入射角θ２は、第１入射角θ１とは異なっている。それ故、第１乃至第３部分が観察者ＯＢの目に向けて射出する光の射出角も、第１入射角θ１とは異なっている。従って、観察者ＯＢの目には、多層膜１３によって正反射された光Ｌ１は入射せずに、多層膜１３を透過した光のみが入射する。それ故、この場合、観察者ＯＢは、図９を参照しながら説明した場合と比較して、カラー画像をより鮮明な画像として知覚することができる。
【0069】
しかしながら、多層膜１３のうち凹部が設けられていない部分に入射した光Ｌ１の一部は、多層膜１３を透過する。そして、この透過光は、第１回折格子ＤＧＲ、第２回折格子ＤＧＧ又は第３回折格子ＤＧＢによって回折される。この回折光は、光Ｌ３として多層膜１３へ入射し、その一部は多層膜１３を透過する。
【0070】
多層膜１３のうち凹部が設けられていない部分を透過した光Ｌ３であっても、図１１及び図１２に示すように、観察者ＯＢの目に入射しなければ、上述したカラー画像のノイズにはならない。しかしながら、多層膜１３のうち凹部が設けられていない部分を透過した光Ｌ３の一部は、観察者ＯＢの目に入射する。
【0071】
図１乃至図８を参照しながら説明した表示体１は、光吸収層１５を含んでいる。光吸収層１５は、多層膜１３のうち凹部が設けられていない部分における光の透過を抑制する。従って、この表示体１によると、カラー画像を極めて鮮明な画像として表示することができる。
【0072】
以上の通り、図１乃至図８を参照しながら説明した表示体１は、図５及び図６を参照しながら説明したブランク媒体１Ａの多層膜１３に対するレーザー描画と、光吸収層１５の形成とを行うことにより製造することができる。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。また、光吸収層１５の形成も、例えば、インクジェット印刷を利用することにより、比較的短い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。
【0073】
また、先の説明から明らかな通り、この表示体１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１は、偽造が困難である。
【0074】
上記の表示体１には、様々な変形が可能である。
図１３は、第１変形例に係る表示体の製造に使用可能なブランク媒体を示す平面図である。図１４は、第２変形例に係る表示体の製造に使用可能なブランク媒体を示す平面図である。
図１３は、第１変形例に係る表示体の製造に使用可能なブランク媒体を示す平面図である。図１４は、第２変形例に係る表示体の製造に使用可能なブランク媒体を示す平面図である。
【0075】
図１３に示すブランク媒体１Ａ２は、以下の構成を採用したこと以外は、図５及び図６を参照しながら説明したブランク媒体１Ａと同様である。即ち、図１３のブランク媒体１Ａ２では、各回折格子群ＤＧＴにおいて、第１回折格子ＤＧＲはＹ方向に配列し、第２回折格子ＤＧＧはＹ方向に配列し、第３回折格子ＤＧＢはＹ方向に配列している。そして、各回折格子群ＤＧＴにおいて、第１回折格子ＤＧＲの列と、第２回折格子ＤＧＧの列と、第３回折格子ＤＧＢの列とは、この順序でＸ方向に配列している。
【0076】
図１４に示すブランク媒体１Ａ３は、以下の構成を採用したこと以外は、図５及び図６を参照しながら説明したブランク媒体１Ａと同様である。即ち、図１４のブランク媒体１Ａ３では、各回折格子群ＤＧＴにおいて、第１回折格子ＤＧＲは２方向に配列し、第２回折格子ＤＧＧは２方向に配列し、第３回折格子ＤＧＢは２方向に配列している。
【0077】
このように、各回折格子群ＤＧＴにおける、第１回折格子ＤＧＲ、第２回折格子ＤＧＧ及び第３回折格子ＤＧＢの配置には、様々な変形が可能である。
【0078】
各回折格子群ＤＧＴにおいて、第１回折格子ＤＧＲの数、第２回折格子ＤＧＧの数及び第３回折格子ＤＧＢの数の各々は、３以外であってもよい。また、各回折格子群ＤＧＴにおいて、第１回折格子ＤＧＲ、第２回折格子ＤＧＧ及び第３回折格子ＤＧＢの１種又は２種は省略することができる。
【0079】
次に、表示体付き物品について説明する。
図１５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１００は、例えば、印刷物である。表示体付き物品１００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。
図１５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１００は、例えば、印刷物である。表示体付き物品１００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。
【0080】
表示体付き物品１００は、上記の表示体１と、これを支持した物品１１０とを含んでいる。
【0081】
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。
【0082】
表示体１は、その前面が表示体付き物品１００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１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。
【0083】
この表示体付き物品１００は、例えば、表示体１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１００は、以下の方法によって製造することもできる。
【0084】
図１６は、図１５に示す表示体付き物品の製造に使用可能なブランク媒体付き物品を示す断面図である。
図１６に示すブランク媒体付き物品１００Ａ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１００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１００Ａは、ブランク媒体１Ａと、これを支持した物品１１０とを含んでいる。ブランク媒体付き物品１００Ａは、ブランク媒体１Ａの代わりに、上述したブランク媒体１Ａ２又は１Ａ３を含んでいてもよい。
図１６に示すブランク媒体付き物品１００Ａ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１００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１００Ａは、ブランク媒体１Ａと、これを支持した物品１１０とを含んでいる。ブランク媒体付き物品１００Ａは、ブランク媒体１Ａの代わりに、上述したブランク媒体１Ａ２又は１Ａ３を含んでいてもよい。
【0085】
このようなブランク媒体付き物品１００Ａを予め準備し、そのブランク媒体１Ａへのレーザービーム照射によって、表示体付き物品１００を製造してもよい。
【0086】
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１又は表示体付き物品１００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。
【0087】
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１の前面と物品１１０の前面とを覆うものであってもよい。
【0088】
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】
【0089】
【0090】
ここでは、第１回折格子ＤＧＲとしては、格子線の空間周波数が１１５０本／ｍｍであるブレーズド回折格子を形成した。第２回折格子ＤＧＧとしては、格子線の空間周波数が１３２０本／ｍｍであるブレーズド回折格子を形成した。第３回折格子ＤＧＢとしては、格子線の空間周波数が１５５０本／ｍｍであるブレーズド回折格子を形成した。
【0091】
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。
【0092】
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。
【0093】
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。光吸収層１５は省略した。
【0094】
【0095】
図１７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１８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１９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。
【0096】
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。
【0097】
これに対し、図１７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。
【0098】
また、図１８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。
【0099】
そして、図１９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。
【0100】
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。
【0101】
従って、この表示体１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。
【0102】
実際、上記のようにして製造した表示体１を、Ｚ方向から白色光で照明し、Ｘ方向に垂直であり且つＺ方向に対して４５°傾いた方向から観察した。その結果、この表示体１は、カラー画像を回折画像として表示した。
【0103】
【0104】
ここでは、回折格子群ＤＧＴには、図１４を参照しながら説明した構造を採用した。第１回折格子ＤＧＲ、第２回折格子ＤＧＧ及び第３回折格子ＤＧＢの各々は、一辺が２０μｍの正方形状とした。第１回折格子としては、格子線の空間周波数が１１５０本／ｍｍであるブレーズド回折格子を形成した。第２回折格子としては、格子線の空間周波数が１３５０本／ｍｍであるブレーズド回折格子を形成した。第３回折格子としては、格子線の空間周波数が１５５０本／ｍｍであるブレーズド回折格子を形成した。
【0105】
多層膜１３は、４つの誘電体層１３ａと３つの誘電体層１３ｂとで構成した。誘電体層１３ａの材料としては二酸化チタンを使用し、誘電体層１３ｂの材料としては二酸化珪素を使用した。４つの誘電体層１３ａの厚さは、前面層１１側から順に、５５ｎｍ、５５ｎｍ、４５ｎｍ及び５５ｎｍとした。また、３つの誘電体層１３ｂの厚さは、前面層１１側から順に、１５ｎｍ、１５ｎｍ及び２５ｎｍとした。
【0106】
本例では、第１凹部ＲＲ、第２凹部ＲＧ及び第３凹部ＲＢは形成しなかった。また、本例では、光吸収層１５も形成しなかった。
【0107】
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２０に示す。
【0108】
【0109】
この表示体１を、Ｚ方向から白色光で照明し、Ｘ方向に垂直であり且つＺ方向に対して４５°傾いた方向から観察した。その結果、この表示体１は、表示面全体に広がった緑色の画像を回折画像として表示した。
【0110】
また、この表示体１を、Ｚ方向から白色光で照明し、Ｘ方向に垂直であり且つＺ方向に対して３５°傾いた方向から観察した。その結果、この表示体１は、観察方向の傾き角が４５°の場合ほど明るくはないが、表示面全体に広がった緑色の画像を回折画像として表示した。
【0111】
更に、この表示体１を、Ｚ方向から白色光で照明し、Ｘ方向に垂直であり且つＺ方向に対して５５°傾いた方向から観察した。その結果、この表示体１は、観察方向の傾き角が４５°の場合ほど明るくはないが、表示面全体に広がった緑色の画像を回折画像として表示した。
【0112】
（例３）
本例では、以下の点を除き、例２と同様の表示体１を製造した。
即ち、第２回折格子ＤＧＧに対応した何れの位置にも第２光吸収部ＩＧを形成することなしに、第１回折格子ＤＧＲに対応した全ての位置に第１光吸収部ＩＲを形成し、第３回折格子ＤＧＢに対応した全ての位置に第３光吸収部ＩＢを形成した。第１光吸収部ＩＲ及び第３光吸収部ＩＢは、黒色のインキをインクジェット印刷することにより形成した。
本例では、以下の点を除き、例２と同様の表示体１を製造した。
即ち、第２回折格子ＤＧＧに対応した何れの位置にも第２光吸収部ＩＧを形成することなしに、第１回折格子ＤＧＲに対応した全ての位置に第１光吸収部ＩＲを形成し、第３回折格子ＤＧＢに対応した全ての位置に第３光吸収部ＩＢを形成した。第１光吸収部ＩＲ及び第３光吸収部ＩＢは、黒色のインキをインクジェット印刷することにより形成した。
【0113】
この表示体１を、Ｚ方向から白色光で照明し、Ｘ方向に垂直であり且つＺ方向に対して４５°傾いた方向から観察した。その結果、この表示体１は、表示面全体に広がった緑色の画像を回折画像として表示した。
【0114】
また、この表示体１を、Ｚ方向から白色光で照明し、Ｘ方向に垂直であり且つＺ方向に対して３５°傾いた方向から観察した。その結果、この表示体１は、回折画像を表示しなかった。
【0115】
更に、この表示体１を、Ｚ方向から白色光で照明し、Ｘ方向に垂直であり且つＺ方向に対して５５°傾いた方向から観察した。その結果、この表示体１は、回折画像を表示しなかった。
【0116】
例２及び例３の結果から明らかなように、光吸収層１５は、ノイズの少ない回折画像の表示を可能とする。
【0117】
本発明の説明を、ブレーズド回折格子を使った例で行っているが、本発明の適用は１次元的な周期性があれば回折格子形状によらず、例えば三角関数断面でも矩形波断面でも使うことができる。
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
［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反射面と、
前記一方の主面のうち前記１以上の凹部が設けられていない領域を少なくとも部分的に被覆した光吸収層と
を備えた表示体。
［２］
前記反射面は回折格子を含んだ項１に記載の表示体。
［３］
前記反射面は、互いに交差する第１及び第２方向に配列した複数の回折格子群を含み、前記複数の回折格子群の各々は、格子定数が互いに異なる第１乃至第３回折格子を含んだ項１に記載の表示体。
［４］
前記１以上の凹部は、１以上の第１凹部と、前記１以上の第１凹部とは深さが異なる１以上の第２凹部と、前記１以上の第１凹部及び前記１以上の第２凹部とは深さが異なる１以上の第３凹部とを含み、前記１以上の第１凹部の各々は前記第１回折格子の位置に設けられ、前記１以上の第２凹部の各々は前記第２回折格子の位置に設けられ、前記１以上の第３凹部の各々は前記第３回折格子の位置に設けられた項３に記載の表示体。
［５］
前記光吸収層は、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第１回折格子と各々が向き合った１以上の第１光吸収部と、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第２回折格子と各々が向き合った１以上の第２光吸収部と、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第３回折格子と各々が向き合った１以上の第３光吸収部とを含み、前記１以上の第１光吸収部、前記１以上の第２光吸収部、及び前記１以上の第３光吸収部は、同じ色に着色している項４に記載の表示体。
［６］
前記光吸収層は、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第１回折格子と各々が向き合った１以上の第１光吸収部と、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第２回折格子と各々が向き合った１以上の第２光吸収部と、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第３回折格子と各々が向き合った１以上の第３光吸収部とを含み、前記１以上の第１光吸収部は色が互いに等しく、前記１以上の第２光吸収部は色が互いに等しく、前記１以上の第３光吸収部は色が互いに等しく、前記１以上の第１光吸収部と前記１以上の第２光吸収部と前記１以上の第３光吸収部とは色が異なる項４に記載の表示体。
［７］
前記第１回折格子、前記第２回折格子及び前記第３回折格子は、第１方向から白色光で照明した場合に、前記第１方向とは異なる第２方向へ、それぞれ、赤色、緑色及び青色の回折光を射出し、前記１以上の第１光吸収部、前記１以上の第２光吸収部、及び前記１以上の第３光吸収部は、それぞれ、シアン色、マゼンタ色及びイエロー色に着色している項６に記載の表示体。
［８］
項１乃至７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。
［９］
屈折率が異なる２以上の誘電体層からなり、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反射面とを備えたブランク媒体を準備することと、
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と、
前記一方の主面のうち前記１以上の凹部が設けられていない領域を少なくとも部分的に被覆した光吸収層を形成することと
を含んだ表示体の製造方法。
［１０］
項９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。
［１１］
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であって、前記ブランク媒体は、屈折率が異なる２以上の誘電体層からなり、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反射面とを備えたブランク媒体付き物品を準備することと、
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と、
前記一方の主面のうち前記１以上の凹部が設けられていない領域を少なくとも部分的に被覆した光吸収層を形成することと
を含んだ表示体付き物品の製造方法。
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
［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反射面と、
前記一方の主面のうち前記１以上の凹部が設けられていない領域を少なくとも部分的に被覆した光吸収層と
を備えた表示体。
［２］
前記反射面は回折格子を含んだ項１に記載の表示体。
［３］
前記反射面は、互いに交差する第１及び第２方向に配列した複数の回折格子群を含み、前記複数の回折格子群の各々は、格子定数が互いに異なる第１乃至第３回折格子を含んだ項１に記載の表示体。
［４］
前記１以上の凹部は、１以上の第１凹部と、前記１以上の第１凹部とは深さが異なる１以上の第２凹部と、前記１以上の第１凹部及び前記１以上の第２凹部とは深さが異なる１以上の第３凹部とを含み、前記１以上の第１凹部の各々は前記第１回折格子の位置に設けられ、前記１以上の第２凹部の各々は前記第２回折格子の位置に設けられ、前記１以上の第３凹部の各々は前記第３回折格子の位置に設けられた項３に記載の表示体。
［５］
前記光吸収層は、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第１回折格子と各々が向き合った１以上の第１光吸収部と、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第２回折格子と各々が向き合った１以上の第２光吸収部と、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第３回折格子と各々が向き合った１以上の第３光吸収部とを含み、前記１以上の第１光吸収部、前記１以上の第２光吸収部、及び前記１以上の第３光吸収部は、同じ色に着色している項４に記載の表示体。
［６］
前記光吸収層は、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第１回折格子と各々が向き合った１以上の第１光吸収部と、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第２回折格子と各々が向き合った１以上の第２光吸収部と、前記１以上の凹部が設けられていない位置で前記第３回折格子と各々が向き合った１以上の第３光吸収部とを含み、前記１以上の第１光吸収部は色が互いに等しく、前記１以上の第２光吸収部は色が互いに等しく、前記１以上の第３光吸収部は色が互いに等しく、前記１以上の第１光吸収部と前記１以上の第２光吸収部と前記１以上の第３光吸収部とは色が異なる項４に記載の表示体。
［７］
前記第１回折格子、前記第２回折格子及び前記第３回折格子は、第１方向から白色光で照明した場合に、前記第１方向とは異なる第２方向へ、それぞれ、赤色、緑色及び青色の回折光を射出し、前記１以上の第１光吸収部、前記１以上の第２光吸収部、及び前記１以上の第３光吸収部は、それぞれ、シアン色、マゼンタ色及びイエロー色に着色している項６に記載の表示体。
［８］
項１乃至７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。
［９］
屈折率が異なる２以上の誘電体層からなり、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反射面とを備えたブランク媒体を準備することと、
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と、
前記一方の主面のうち前記１以上の凹部が設けられていない領域を少なくとも部分的に被覆した光吸収層を形成することと
を含んだ表示体の製造方法。
［１０］
項９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。
［１１］
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であって、前記ブランク媒体は、屈折率が異なる２以上の誘電体層からなり、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反射面とを備えたブランク媒体付き物品を準備することと、
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と、
前記一方の主面のうち前記１以上の凹部が設けられていない領域を少なくとも部分的に被覆した光吸収層を形成することと
を含んだ表示体付き物品の製造方法。
【符号の説明】
【0118】
１…表示体、１Ａ…ブランク媒体、１Ａ２…ブランク媒体、１Ａ３…ブランク媒体、１１…前面層、１２…反射層、１３…多層膜、１３ａ…誘電体層、１３ｂ…誘電体層、１４…背面層、１５…光吸収層、１００…表示体付き物品、１００Ａ…ブランク媒体付き物品、１１０…物品、ＤＧＢ…第３回折格子、ＤＧＧ…第２回折格子、ＤＧＲ…第１回折格子、ＤＧＴ…回折格子群、ＩＢ…第３光吸収部、ＩＧ…第２光吸収部、ＩＲ…第１光吸収部、Ｌ１…白色光、Ｌ２…光、Ｌ３…光、ＬＳ…光源、ＯＢ…観察者、ＲＢ…第３凹部、ＲＥＦ…反射面、ＲＧ…第２凹部、ＲＲ…第１凹部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
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【図19】
【図20】
