專利名稱：結(jié)構(gòu)體、結(jié)構(gòu)體的形成方法、結(jié)構(gòu)體形成裝置、結(jié)構(gòu)色以及衍射光讀取方法和真?zhèn)闻袛喾椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有利用衍射 干涉等光學(xué)現(xiàn)象的光控制性能的結(jié)構(gòu)體、 該結(jié)構(gòu)體的形成方法、實(shí)行該形成方法的結(jié)構(gòu)體形成裝置、該結(jié)構(gòu)體體現(xiàn) 的結(jié)構(gòu)色和/或衍射光的讀取方法、以及采用該結(jié)構(gòu)體的真?zhèn)闻袛喾椒ǎ?尤其涉及通過在物質(zhì)內(nèi)部形成空隙部且在該空隙部的界面上形成周期結(jié) 構(gòu)來體現(xiàn)結(jié)構(gòu)色而能夠防止不正當(dāng)再利用、且真?zhèn)闻袛喾椒ㄈ菀椎?、并?成具有防偽效果標(biāo)記的結(jié)構(gòu)體、結(jié)構(gòu)體的形成方法、結(jié)構(gòu)體形成裝置、結(jié) 構(gòu)色和/或衍射光讀取方法、以及真?zhèn)闻袛喾椒ā?br> 背景技術(shù)：
近年來，根據(jù)可循環(huán)和環(huán)境適應(yīng)性的觀點(diǎn)，采用染料物質(zhì)的化學(xué)發(fā)色 越來越不被人們看好。因此，利用根據(jù)微細(xì)結(jié)構(gòu)形成的光衍射、干涉等現(xiàn) 象而發(fā)色的結(jié)構(gòu)色作為替換技術(shù)變得重要。
作為導(dǎo)致形成該結(jié)構(gòu)色的原因，可列舉出薄膜干涉、多層膜干涉、光 散射現(xiàn)象、衍射光柵、光子晶體等。
這樣的結(jié)構(gòu)色通過人工得以體現(xiàn)是困難的，工業(yè)上實(shí)用化的例子還不多。
作為少數(shù)事例之一，提出了例如通過光照射形成微細(xì)周期結(jié)構(gòu)而使結(jié) 構(gòu)色體現(xiàn)的方法。
該通過光照射形成微細(xì)周期結(jié)構(gòu)的方法，例如是LIPS (激光誘導(dǎo)周 期結(jié)構(gòu))(例如，參見非專利文獻(xiàn)l)。其是通過激光照射在物質(zhì)表面上自 組織形成的微細(xì)周期結(jié)構(gòu)。
而且，作為其它例子，例如公幵有由飛秒激光在玻璃內(nèi)部寫入衍射光 柵的技術(shù)。(例如，參見非專利文獻(xiàn)2)。
非專禾U文獻(xiàn)1: Sylvain Lazare著[Large scale excimer laser production ofsubmicron periodic structures on polymer surface] Applied surface Science 69(1993)31-37 North-Holland
非專利文獻(xiàn)2: ^ — f協(xié)會誌第30巻第2號細(xì)野秀雄、河村賢一
著[7工厶卜秒匕廿't透明物質(zhì)t O相互作用* -> >夕'幾八'A 7干涉二
J: 3透明物質(zhì) 0周期于乂構(gòu)造O加工]廿協(xié)會2005年5月、p.7-1
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
然而，結(jié)構(gòu)色在工業(yè)實(shí)用化的必要條件中，可列舉具有對于造成發(fā)色 損害的創(chuàng)傷和污染的耐抗性、高發(fā)色效率、低成本制造這三點(diǎn)，滿足這些 條件是不容易的。
例如，非專利文獻(xiàn)l中公開的技術(shù)，是在物質(zhì)的表面生成微細(xì)周期結(jié) 構(gòu)的技術(shù)，但是存在該表面所形成的周期結(jié)構(gòu)不具有對造成光衍射進(jìn)而發(fā) 色性弱的創(chuàng)傷和污染的耐抗性的問題。
相對于此，非專利文獻(xiàn)2中公開的技術(shù)，由于在玻璃的內(nèi)部寫入衍射 光柵，因此不存在對創(chuàng)傷性等的耐抗性的問題。其中，由于激光每次照射 只能在一個(gè)部位形成，因此，要裝飾大范圍時(shí)非常耗時(shí)，具有生產(chǎn)性的問 題。
在商業(yè)交易中從維持交易秩序和保護(hù)消費(fèi)者的觀點(diǎn)出發(fā)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)守商 品是真品。但是不能杜絕復(fù)制模仿的偽造品在真品中趁機(jī)流通，獲取不正 當(dāng)利益的行為。如果偽造品流通，則不但真品制造者的收益下降，而且粗 糙的偽造品使消費(fèi)者懷有不信任。因此，企業(yè)形象下降，換言之，引起商 標(biāo)作用力的損失。
為了防止受到偽造品的傷害，要進(jìn)行實(shí)施識別對象物是真品還是偽造 品的處理。該處理中的一種是防偽標(biāo)簽。其是將難以偽造的物品安裝在對 象物上作為真品的證明，作為其一例，具有形成有由浮雕型全息圖形成的 全息貼圖(也稱全息封條)(例如，參見特開平JP6-059612號公報(bào)，專利 第3546975號公報(bào))。
全息封條的制作中需要高度的光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)，需要復(fù)雜的材料結(jié)構(gòu)和 高價(jià)的原版等，因此偽造困難。由于該困難性而具有防偽效果、且由于獨(dú)特的色調(diào)能夠一眼即可識別、并僅通過粘貼就能良好的安裝，因此被廣泛 利用。
但是，全息封條的缺點(diǎn)是能夠從原對象物中容易地剝離，并可能貼到 其他的對象物上再利用。就全息封條而言，由于所粘貼的就意味著真品， 因此如果將所剝離的真品的封條粘貼在偽造品上，則不能識別偽造品。
針對于此，專利文獻(xiàn)2所公開的全息封條，在封條內(nèi)層設(shè)置了剝離層， 采用了故意剝離時(shí)封條自身破壞的結(jié)構(gòu)。由此，能夠阻止剝離后的再利用。 但是，因此具有材料結(jié)構(gòu)和制造技術(shù)變得復(fù)雜，成本上升的缺點(diǎn)。
而且，在精巧的模仿全息封條的情況下，通過對貼著全息封條是真品 進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，需要微小部位的比較，消費(fèi)者不容易進(jìn)行。
本發(fā)明是鑒于上述實(shí)情所作出的，本發(fā)明的目的在于，提供一種在滿 足構(gòu)造色在工業(yè)上實(shí)用化的必要條件的同時(shí)，能夠高速形成微細(xì)周期結(jié)構(gòu) 且實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)性的提高，且不能通過剝離再利用，并且能夠容易的驗(yàn)證其自 身是真品的結(jié)構(gòu)體、結(jié)構(gòu)體的形成方法、結(jié)構(gòu)體形成裝置、結(jié)構(gòu)色以及衍 射光讀取方法和真?zhèn)闻袛喾椒ā?br> 解決問題的方法
為了達(dá)成該目的，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體，構(gòu)成為在基材內(nèi)部具有在界面形 成有引起光衍射的周期結(jié)構(gòu)的空隙部。
如上所述構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體，能夠滿足結(jié)構(gòu)色在工業(yè)上實(shí)用化的必要條件。
例如，由于微細(xì)周期結(jié)構(gòu)在物質(zhì)內(nèi)部形成，因此能夠耐創(chuàng)傷和耐污染。 而且由于形成3維的周期結(jié)構(gòu)，能夠提高發(fā)色效率。而且，由于僅通過將 激光照射多發(fā)等進(jìn)行短時(shí)間光照射，因此能夠在廣泛的范圍中形成多個(gè)空 隙部，因此能夠高速生產(chǎn)，以低成本制造。因此，能夠滿足結(jié)構(gòu)色在工業(yè) 上實(shí)用化的必要條件。
而且，發(fā)色原理是基于空隙部界面所形成的微細(xì)周期結(jié)構(gòu)(空隙部界 面周期結(jié)構(gòu))的，不是根據(jù)顏料和染料等的化學(xué)發(fā)色。因此，如果熔融則 能夠容易的消色。從而，作為循環(huán)性優(yōu)異的塑料容器等的裝飾技術(shù)作出了 貢獻(xiàn)。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體中，基材內(nèi)部的空隙部界面周期結(jié)構(gòu)能夠構(gòu)成為具有體現(xiàn)結(jié)構(gòu)色的規(guī)則的排列。
如按上述構(gòu)成結(jié)構(gòu)體，則能夠通過有規(guī)則的排列周期結(jié)構(gòu)體現(xiàn)結(jié)構(gòu) 色。由此提出了前所未有的新穎的裝飾技術(shù)。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體能夠構(gòu)成為，將多個(gè)空隙部形成在距基材表面 分別不同的深度處。
如按上述構(gòu)成結(jié)構(gòu)體，則多個(gè)空隙部分別作為衍射光柵起作用，能夠 根據(jù)光入射角度和觀察角度以不同顏色發(fā)色。
艮口，就多個(gè)空隙部而言，在光照射范圍內(nèi)在任意位置上且在分別不同 的深度處產(chǎn)生多個(gè)。因此，在照射范圍全體上形成3維的周期結(jié)構(gòu)(3維 周期結(jié)構(gòu))，能夠劇烈提高發(fā)色性。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體構(gòu)成為，在基材內(nèi)包含具有在界面形成有引起 光衍射的周期結(jié)構(gòu)的空隙部，同時(shí)在基材表面的一部分或全部上具有引起 光衍射的周期結(jié)構(gòu)。
如按上述構(gòu)成結(jié)構(gòu)體，則結(jié)構(gòu)體中形成周期結(jié)構(gòu)，因此將其剝離再利 用至其他處的行為是不可能的。因此，能夠阻止如全息封條的從原有對象 品剝離并粘貼在偽造品上以作為真品流通的行為。
而且，由于采用在空隙部的界面和基材的表面上形成周期結(jié)構(gòu)的結(jié) 構(gòu)，因此材料構(gòu)成簡易，能夠避免成本上升。
而且，由于在空隙部的界面和基材的表面上形成體現(xiàn)結(jié)構(gòu)色的周期結(jié) 構(gòu)，因此通過這些周期結(jié)構(gòu)體現(xiàn)各個(gè)結(jié)構(gòu)色。而且，通過抑制由在基材表 面上形成的周期結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)色的體現(xiàn)，能夠讀取由在空隙部界面上 形成的周期結(jié)構(gòu)體現(xiàn)的構(gòu)造色，因此消費(fèi)者能夠容易的判斷對象物的真 偽。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體能夠構(gòu)成為，基材表面上形成的周期結(jié)構(gòu)(基 材面周期結(jié)構(gòu))具有體現(xiàn)構(gòu)造色的規(guī)則的排列。
根據(jù)上述構(gòu)成結(jié)構(gòu)體，則空隙部界面周期結(jié)構(gòu)和基材面周期結(jié)構(gòu)能夠 依據(jù)規(guī)則的排列體現(xiàn)結(jié)構(gòu)色。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體能夠形成保護(hù)基材表面上的周期結(jié)構(gòu)的保護(hù)層。
如按上述構(gòu)成結(jié)構(gòu)體，則通過保護(hù)層，能夠防止基材面周期結(jié)構(gòu)的損傷，進(jìn)而防止對象物的真?zhèn)闻袛嘈阅艿南陆怠?br> 而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體能夠，在根據(jù)空隙部界面上形成的周期結(jié)構(gòu)的. 結(jié)構(gòu)色和/或衍射光得以隱蔽的位置上，形成基材表面的周期結(jié)構(gòu)。
如按上述構(gòu)成結(jié)構(gòu)體，則通過依據(jù)基材面周期結(jié)構(gòu)抑制結(jié)構(gòu)色的體 現(xiàn)，能夠讀取所隱蔽的結(jié)構(gòu)色(通過空隙部界面周期結(jié)構(gòu)體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)色)。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體中，能夠通過光照射形成空隙部界面的周期結(jié) 構(gòu)、和/或基材表面的周期結(jié)構(gòu)。
如按上述構(gòu)成結(jié)構(gòu)體，則空隙部界面周期結(jié)構(gòu)和基材面周期結(jié)構(gòu)能夠 通過比較簡易的制造技術(shù)形成，抑制成本上升。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體，能夠在產(chǎn)生周期性強(qiáng)度分布的同時(shí)形成照射光。
如按上述，則通過產(chǎn)生周期性強(qiáng)度分布，能夠形成空隙部界面周期結(jié) 構(gòu)和基材面周期結(jié)構(gòu)。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體形成方法構(gòu)成為，采用結(jié)構(gòu)體形成裝置對基材 進(jìn)行光照射，使基材的內(nèi)部產(chǎn)生空隙部，且在空隙部的界面上形成周期結(jié) 構(gòu)。
如按上述的結(jié)構(gòu)體形成方法，則通過對物質(zhì)進(jìn)行光照射，能夠在該物 質(zhì)內(nèi)部形成在界面上具有引起光衍射周期結(jié)構(gòu)的空隙部。由此實(shí)現(xiàn)滿足工 業(yè)實(shí)用化必要條件的構(gòu)造色。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體形成方法，可對基材照射波長包含于基材顯示 透明性的波長區(qū)域的光。
如按上述的結(jié)構(gòu)體形成方法，則通過照射波長包含于基材顯示透明性 的波長區(qū)域的光而形成空隙部界面周期結(jié)構(gòu)。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體形成方法，可通過對基材照射與形成空隙部的 光不同波長的光，而在基材表面的一部分或全部上形成周期結(jié)構(gòu)。
如按上述的結(jié)構(gòu)體形成方法，則能夠通過簡易的方法形成空隙部界面 周期結(jié)構(gòu)和基材面周期結(jié)構(gòu)。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體形成方法，可對基材上同時(shí)照射波長包含于基 材顯示透明性的波長區(qū)域的光和波長包含于顯示不透明性的波長區(qū)域的 光。如按上述的結(jié)構(gòu)體形成方法，則能夠通過照射波長包含于基材顯示透 明性的波長區(qū)域的光來形成空隙部界面周期結(jié)構(gòu)，通過照射波長包含于顯 示不透明性的波長區(qū)域的光來形成基材面周期結(jié)構(gòu)。從而，通過同時(shí)照射 上述這些光，與分別照射時(shí)相比縮短了結(jié)構(gòu)體的制造時(shí)間。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體形成方法，照射波長包含于基材顯示透明性的 波長區(qū)域的光之后，照射波長包含于基材顯示不透明性的波長區(qū)域的光。
如按上述的結(jié)構(gòu)體形成方法，則能夠在空隙部界面周期結(jié)構(gòu)確實(shí)形成 之后，形成基材面周期結(jié)構(gòu)。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體形成方法，結(jié)構(gòu)體形成裝置對基材進(jìn)行光照射， 以產(chǎn)生周期性強(qiáng)度分布。
如按上述的結(jié)構(gòu)體形成方法，則能夠通過產(chǎn)生周期性光強(qiáng)度分布，而 在空隙部界面和基材表面上形成周期結(jié)構(gòu)。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體形成裝置，是對基材進(jìn)行光照射的結(jié)構(gòu)體形成 裝置，可構(gòu)成為具有調(diào)整照射脈沖數(shù)和/或激光輸出功率的激光振蕩器， 以在形成于基材內(nèi)部的空隙部界面上形成引起光衍射的周期結(jié)構(gòu)。
如按上述的結(jié)構(gòu)體形成裝置，則通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整能量密度和照射脈沖 數(shù)，能夠在物質(zhì)內(nèi)部形成在界面上具有周期結(jié)構(gòu)的空隙部。由此實(shí)現(xiàn)滿足 工業(yè)實(shí)用化必要條件的構(gòu)造色。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體形成裝置構(gòu)成為，激光振蕩器通過調(diào)整照射脈 沖數(shù)和/或激光輸出功率，以在基材內(nèi)部形成空隙部的同時(shí)，在基材表面 形成引起光衍射的周期結(jié)構(gòu)。
如按上述的結(jié)構(gòu)體形成裝置，則通過激光振蕩器調(diào)整照射脈沖數(shù)和/ 或激光輸出功率，能夠在基材內(nèi)部形成界面上具有引起光衍射的周期結(jié)構(gòu) 的空隙部，而且，能夠在基材表面上形成引起光衍射的周期結(jié)構(gòu)。
而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)色和/或衍射光讀取方法，使上述結(jié)構(gòu)體與具有 同基材相同或相近折射率的功能材料接觸，抑制基材表面的周期結(jié)構(gòu)的結(jié) 構(gòu)色和/或衍射光，讀取基材內(nèi)部的空隙部界面周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色和/或衍 射光。
如按上述的讀取方法，則能夠通過接觸功能材料這樣簡單的方法，讀 取所屏蔽的基于空隙部界面周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色和衍射光。而且，本發(fā)明的真?zhèn)闻袛喾椒ǎ股鲜鼋Y(jié)構(gòu)體與具有同基材相同或相 近折射率的功能材料接觸，抑制基材表面的周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色和/或衍射 光，讀取基材內(nèi)部的空隙部界面周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色和/或衍射光，對該讀 取的結(jié)構(gòu)色和/或衍射光與被比照用的結(jié)構(gòu)色和/或衍射光進(jìn)行比較，當(dāng)其 一致時(shí)，能夠判斷具有結(jié)構(gòu)體的物品是真品的方法。
如按上述的真?zhèn)闻袛喾椒?，能夠根?jù)讀取結(jié)構(gòu)色和/或衍射光，以簡 易的方法，判斷對象物的真?zhèn)巍?br> 例如，被讀取的結(jié)構(gòu)色所描述的形狀是星型，被比照用的結(jié)構(gòu)色所描 述的形狀是相同的星型時(shí)，判定具有該結(jié)構(gòu)體的物品是真品。另一方面， 被讀取的結(jié)構(gòu)色所描述的形狀與被比照用的結(jié)構(gòu)色所描述的形狀不同時(shí)， 判定具有該結(jié)構(gòu)體的物品是偽造品。而且，由于空隙部不是本來形成的即 使接觸功能材料也不能讀取結(jié)構(gòu)色時(shí)，也判定是偽造品。
發(fā)明效果
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)滿足工業(yè)實(shí)用化必要條件的構(gòu)造色。
而且作為循環(huán)型優(yōu)秀的塑料容器等的裝飾技術(shù)也作出了貢獻(xiàn)。
而且，通過在基材形成空隙部界面周期結(jié)構(gòu)和基材面周期結(jié)構(gòu)，不能
將其剝離再利用。因此，能夠防止如同防偽標(biāo)簽一樣向偽造品的轉(zhuǎn)用造成
的傷害。
而且，在基材內(nèi)部形成空隙部界面周期結(jié)構(gòu)，在該基材表面上形成基 材面周期結(jié)構(gòu)，各周期結(jié)構(gòu)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)色，因此根據(jù)基材面周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 色，能夠隱蔽基于空隙部界面周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色。
而且，通過使基材面周期結(jié)構(gòu)接觸功能材料來抑制結(jié)構(gòu)色的體現(xiàn)，能 夠讀取基于空隙部界面周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色所描述的形狀。通過比較該讀取 的形狀和被比照用的形狀，能夠判定對象物的真?zhèn)巍Ｒ虼?，通過使基材面 周期結(jié)構(gòu)接觸功能材料這樣簡易的方法，消費(fèi)者能夠容易的判斷具有結(jié)構(gòu) 體的物品的真?zhèn)巍?br>

表示本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)的斷面圖。形成有空隙部的結(jié)構(gòu)體的橫截面圖。[圖2b]表示形成有空隙部的結(jié)構(gòu)體的外觀的立體圖像。示意表示圖2b的外觀立體圖。從結(jié)構(gòu)體上方(圖2c的A方向)觀察時(shí)的空隙部的放大顯微 圖像。從結(jié)構(gòu)體側(cè)方(圖2c的B方向)觀察時(shí)的空隙部的放大顯微 圖像。表示形成有基材面周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體的橫截面圖。表示形成有基材面周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體的外觀的立體圖像?；拿嬷芷诮Y(jié)構(gòu)得以放大表示的AFM像。用于說明布拉格法則的衍射光柵排列圖。示意表示本實(shí)施方式結(jié)構(gòu)體的其他結(jié)構(gòu)的斷面圖。表示采用透過型衍射光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)體形成裝置結(jié)構(gòu)的簡圖。示意表示采用透過型衍射光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)體形成裝置中的干
涉光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的立體圖。表示基材上所照射光的干涉區(qū)域的圖。表示采用微透鏡陣列的結(jié)構(gòu)體形成裝置結(jié)構(gòu)的簡圖。表示采用微透鏡陣列的結(jié)構(gòu)體形成裝置中的干涉光學(xué)系統(tǒng)結(jié)
構(gòu)的立體圖。表示周期性光強(qiáng)度分布的光照射的圖。表示基材透過光譜和由規(guī)定波長光照射所形成的周期結(jié)構(gòu)的圖。表示生成周期性的光強(qiáng)度分布的圖，(a)是表示通過入射光和 界面反射光的干涉產(chǎn)生周期性光強(qiáng)度分布的方法的圖，(b)是表示照射具 有周期性光強(qiáng)度分布的單光束光的方法的圖，(c)是表示由多光束干涉產(chǎn) 生周期性光強(qiáng)度分布的方法。表示采用透過型衍射光學(xué)元件時(shí)的周期結(jié)構(gòu)圖案的形成方法。表示采用微透鏡陣列時(shí)的周期結(jié)構(gòu)圖案的形成方法。表示產(chǎn)生光衍射的示意圖。說明采用本實(shí)施方式結(jié)構(gòu)體的真?zhèn)闻袛喾椒ǖ膱D，(al)和 (a2)是表示形成有基材面周期結(jié)構(gòu)時(shí)體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)色的圖，(bl)和(b2)是表示形成有空隙部界面周期結(jié)構(gòu)時(shí)體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)色的圖，(Cl)和(C2) 是表示形成有基材面周期結(jié)構(gòu)和空隙部界面周期結(jié)構(gòu)時(shí)體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)色的 圖，(dl)和(d2)是表示基材面周期結(jié)構(gòu)與功能材料接觸時(shí)體現(xiàn)的結(jié)構(gòu) 色的圖。表示在YAG-THG (355nm)、 247mJ/cm2、 30發(fā)(shots)條件 下，在樣本30上采用PET-INJ板時(shí)空隙部12的形成狀態(tài)的圖。表示在YAG-SHG (532nm)、 500mJ/cm2、 10發(fā)條件下，在樣 本30上采用PET延伸板時(shí)空隙部12的形成狀態(tài)的圖。表示有關(guān)本發(fā)明的空隙部和比較例的空洞部的平面觀察像和
橫截面圖的圖表。表示本發(fā)明與比較例的樣本和透過率的比較的圖表。表示本發(fā)明實(shí)施例中激光照射條件，和比較例的激光照射條件 的比較的圖表。
符號說明
10結(jié)構(gòu)體
11基材
12空隙部
13空隙部界面周期結(jié)構(gòu) 14基材面 15基材面周期結(jié)構(gòu) 16保護(hù)層
20采用透過型衍射光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)體形成裝置
21激光振蕩器
23透過型衍射光學(xué)元件
25掩模
30采用微透鏡陣列的結(jié)構(gòu)體形成裝置 35微透鏡陣列 36掩模
實(shí)施發(fā)明的優(yōu)選方式以下參照

本發(fā)明涉及的結(jié)構(gòu)體、結(jié)構(gòu)體形成方法、結(jié)構(gòu)體形 成裝置、結(jié)構(gòu)色和/或衍射光讀取方法，以及真?zhèn)闻卸ǚ椒ǖ膬?yōu)選實(shí)施方 式。
而且，本實(shí)施方式中的"裝飾"意味著含有在包裝體上實(shí)施彩色著色、 和將規(guī)定波長區(qū)域的光遮斷以使其不透過包裝體內(nèi)部等。 [結(jié)構(gòu)體]
首先，參照圖1 圖3c說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體的實(shí)施方式。 圖1是表示本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)的斷面圖。
圖2a 圖2e是表示在成為結(jié)構(gòu)體基部的基材內(nèi)部所形成的空隙部的 圖，圖2a是形成有空隙部的結(jié)構(gòu)體的橫截面圖，圖2b是表示形成有空隙 部的結(jié)構(gòu)體的外觀的立體圖像，圖2c是表示圖2b的外觀立體圖，圖2d 是從結(jié)構(gòu)體上方(圖2c的A方向)觀察時(shí)的空隙部的放大顯微圖像，圖 2e是從結(jié)構(gòu)體側(cè)方(圖2c的B方向)觀察時(shí)的空隙部的放大顯微圖像。
圖3a 3c是表示結(jié)構(gòu)體表面(基材面)所形成的周期結(jié)構(gòu)(基材面周 期結(jié)構(gòu))的圖，圖3a是形成有基材面周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體的橫截面圖，圖 3b是表示形成有基材面周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體的外觀的立體圖像，圖3c是放 大表示基材面周期結(jié)構(gòu)的AFM像。
(空隙部、空隙部界面周期結(jié)構(gòu))
如圖1和圖2a 2e所示，在結(jié)構(gòu)體10的基材11內(nèi)部上，形成有空隙 部12。
如圖2a所示， 一個(gè)空隙部12大致為銅鑼形狀，直徑長為40pm程度。 就該空隙部12而言，銅鑼形的徑向與結(jié)構(gòu)體10的面方向大致平行，
銅鑼形的厚度方向與結(jié)構(gòu)體10的厚度方向大致平行。
空隙部12的界面上，如圖1和圖2a 2e所示，形成有引起光衍射的
周期結(jié)構(gòu)(空隙部界面周期結(jié)構(gòu)B)。而且該周期結(jié)構(gòu)13，具有體現(xiàn)結(jié)構(gòu)
色的規(guī)則的排列。
此處，周期結(jié)構(gòu)構(gòu)成為，規(guī)定的形狀以大致一定的周期(間隔)形成 多個(gè)。本實(shí)施方式的空隙部界面周期結(jié)構(gòu)13中，如圖2a，圖2d所示， 在一個(gè)空隙部12的界面上凹部和凸部以大致等間隔在縱向橫向上形成多 個(gè)。該周期結(jié)構(gòu)13被形成在空隙部12的界面整體范圍。因此，空隙部12的界面的截面(通過凸部頂點(diǎn)的截面)，如圖2a所示形成為波形。因 此，由于空隙部12的界面的凹部和凸部的間隔接近可見光波長，因此體 現(xiàn)結(jié)構(gòu)色。
而且，周期結(jié)構(gòu)13的波形的1周期(相鄰?fù)共康母黜旤c(diǎn)間的距離) 為1.5nm 2.0^im的程度。
而且，如果將光入射到周期結(jié)構(gòu)則引起衍射，但是此時(shí)哪個(gè)波長衍射 得最強(qiáng)(光能量多)，隨著與光柵周期之比而不同。通常，衍射在光波長 對光柵周期之比為大約1以下時(shí)會增強(qiáng)。
本發(fā)明中的"體現(xiàn)結(jié)構(gòu)色的規(guī)則排列"，是光柵周期接近可見光波長 (約400nm 700nm)時(shí)的情況，是大約為2.0pm以下的情況。此時(shí)，由于 可見光的強(qiáng)衍射，可觀察結(jié)構(gòu)色。
該空隙部12，如圖2b、 2c所示，在結(jié)構(gòu)體10中的光照射部分上形成。
該照射范圍內(nèi)(同一面內(nèi))，空隙部12形成了多個(gè)。
上述多個(gè)空隙部12，在光照射范圍內(nèi)，在橫向任意位置上分別被形 成，而且被形成在距光照射面各自不同深度處。
此處，同一面內(nèi)且距表面深度不同的各個(gè)空隙部12，如圖4所示， 作為衍射光柵起作用，根據(jù)光入射角度和觀察角度，結(jié)構(gòu)體IO以不同顏 色發(fā)色(以下，將各個(gè)空隙部12在同一面內(nèi)存在的面稱為衍射面)。
若在不同深度即多層存在衍射面，則在各個(gè)衍射面上引起衍射。此時(shí)， 若來自各面的衍射光相位不相同則發(fā)色變?nèi)?，位相相同時(shí)發(fā)色變強(qiáng)。具體 的，根據(jù)布拉格反射式(式l)的波長的光發(fā)色變強(qiáng)。
m人2D (n2-sin20) 1/2 (式1)
該式1中，m是衍射級次，X是波長，D是衍射面間隔，n是物質(zhì)的
折射率，e是以樣品面的法線角度為o。的觀察角度。
如能形成衍射面以根據(jù)式1的間隔存在的結(jié)構(gòu)體10，則成為僅由滿 足式1規(guī)定的波長的光迸行發(fā)色的結(jié)構(gòu)體10。而且，若衍射面增加，則 衍射光強(qiáng)度增加，因此發(fā)色更強(qiáng)。
由此，作為根據(jù)布拉格法則引起發(fā)色的，已知有形成了3維周期結(jié)構(gòu) 的光子晶體。而且，圖2b的立體圖像與圖2d和圖2e的顯微觀察像中，結(jié)構(gòu)體IO 采用的是PET3x3延伸板。然而，結(jié)構(gòu)體IO，不限于此，只要是通過光照 射在內(nèi)部形成了空隙部12的物質(zhì)即可。
(基材面周期結(jié)構(gòu))
此外，如圖1和圖3a 圖3c所示，在結(jié)構(gòu)體10的基材11的表面(基 材面14)上，形成有引起光折射的周期結(jié)構(gòu)(基材面周期結(jié)構(gòu)15)。而且， 該周期結(jié)構(gòu)15具有體現(xiàn)結(jié)構(gòu)色的規(guī)則排列。而且，此處的"體現(xiàn)結(jié)構(gòu)色的 規(guī)則排列"是指光柵周期接近可見光波長(約400nm 700nm)的情況。
此處，周期結(jié)構(gòu)的定義正如上述那樣，是在本實(shí)施方式的基材面周期 結(jié)構(gòu)15中，如圖3a和圖3c所示，凹部和凸部沿著基材面14以大致等間 隔的方式形成多個(gè)。該周期結(jié)構(gòu)15被形成在基材面14的全體范圍。因此， 基材面14的截面(通過凸部頂點(diǎn)的截面)，是如圖3a所示的波形。而且， 基材面14的凸部的間隔接近可見光波長，因此體現(xiàn)結(jié)構(gòu)色。
而且，基材面周期結(jié)構(gòu)15的波形的1周期(相鄰?fù)共康母黜旤c(diǎn)間的 距離)約為l.Opm程度。
而且，基材面周期結(jié)構(gòu)15被形成在基材面14上的光照射的部分。因 此，在基材面14的全面上形成周期結(jié)構(gòu)，如圖3b所示，優(yōu)選對應(yīng)于基材 面14的面積將光沒有空隙地照射在多個(gè)部位。
而且，圖3b和圖3c的圖像中，結(jié)構(gòu)體10采用的是PET3x3延伸板。 然而，結(jié)構(gòu)體10，不限于此，只要是通過光照射形成了基材面周期結(jié)構(gòu) 15的物質(zhì)即可。
因此，本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)體]O構(gòu)成為，將界面上具有微細(xì)周期結(jié)構(gòu) 的空隙部12包含在基材11內(nèi)，并且，在基材面14上具有微細(xì)周期結(jié)構(gòu)。 從而，通過使來自各個(gè)周期結(jié)構(gòu)13、 15的衍射、干涉等光學(xué)現(xiàn)象所形成 的構(gòu)造色體現(xiàn)，而形成標(biāo)簽。
此處，標(biāo)簽是指，體現(xiàn)結(jié)構(gòu)色和/或衍射光的部位同樣形成的區(qū)域， 或者，通過適當(dāng)配置體現(xiàn)結(jié)構(gòu)色和/或衍射光的部位而描述的圖像或文字 等。
在基材自身上形成上述空隙部界面周期結(jié)構(gòu)13和基材面周期結(jié)構(gòu) 15，所以不能將其剝離而粘貼至其他對象物等進(jìn)行再利用，同時(shí)也不可能消除和改寫上述周期結(jié)構(gòu)13、 15。 (基材)
基材ll，是指形成結(jié)構(gòu)體io基部的部件。
基材11可采用例如，聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、酰胺
樹脂、丙烯酸樹脂、氯乙烯樹脂、酚樹脂等的高分子化合物、BK7、石英 等光學(xué)玻璃和碳酸鈉玻璃。而且，也可以采用聚對苯二甲酸乙二酯(PET) 和聚乙烯萘(PEN)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)，聚對苯二甲酸三甲酯 (PTT)等的聚酯化合物等材料。
而且，基材11，不限于上述材料，也可采用現(xiàn)有已知的任意適合的 材料。但是通過光照射形成空隙部12、空隙部界面周期結(jié)構(gòu)13、基材面 周期結(jié)構(gòu)15是必要的。
構(gòu)造體10，如圖5所示可設(shè)置保護(hù)層16。
保護(hù)層16，是用于防止基材面周期結(jié)構(gòu)15受到外傷等而不能體現(xiàn)結(jié) 構(gòu)色的保護(hù)膜。
該保護(hù)層16，例如由丙烯酰胺、聚丙烯酯、聚酰胺酯等形成。 [結(jié)構(gòu)體形成裝置]
其次，說明結(jié)構(gòu)體形成裝置。結(jié)構(gòu)體形成裝置具有采用透射型衍射 光學(xué)元件的裝置、和采用微透鏡陣列的裝置。
首先，參照圖6 8說明采用透過型衍射光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)體形成裝置。
圖6是表示該結(jié)構(gòu)體形成裝置結(jié)構(gòu)的簡圖，圖7是表示該結(jié)構(gòu)體形成 裝置中的干涉光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的立體圖，圖8是表示在基材(結(jié)構(gòu)體)周邊 通過光束交叉且干涉而形成高強(qiáng)度區(qū)的圖。
采用透過型衍射光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)體形成裝置20，是用于在基材11(結(jié) 構(gòu)體10)上形成空隙部界面周期結(jié)構(gòu)13和基材面周期結(jié)構(gòu)15的裝置， 如圖6、圖7所示，具有激光振蕩器21、反射鏡22、透射型衍射光學(xué)元 件23、凸透鏡24、掩模25和凸透鏡26。
此處，激光振蕩器21是輸出激光的裝置，例如可采用Q-開關(guān)振蕩的 YAG激光器、YV04激光器、YLF激光器、Ti:藍(lán)寶石激光器等的飛秒激光等。上述脈沖激光，具有數(shù)Hz 數(shù)十kHz的重復(fù)頻率，在重復(fù)周期之間 所蓄積的能量以數(shù)fs 數(shù)十ns的極短時(shí)間幅度釋放。因此，根據(jù)少量的輸 入能量就能夠有效地得到高峰值功率。
而且，為了在基材11內(nèi)部形成周期結(jié)構(gòu)13，只要激光照射5發(fā) 20 發(fā)程度即可，所需要的時(shí)間是數(shù)秒程度。因此，能夠高速生產(chǎn)，能夠低成 本的制造體現(xiàn)結(jié)構(gòu)色的制品。
該激光振蕩器21具有調(diào)整照射脈沖數(shù)的功能。而且，激光振蕩器21， 通過調(diào)整激光的輸出功率，也能夠控制能量密度(流量相當(dāng)于每l脈沖 照射面積的能量)。
而且，能量密度的控制，除了調(diào)整激光振蕩器21的激光輸出外，例 如，也可通過在激光輸出相同的狀態(tài)下改變照射光束半徑來實(shí)現(xiàn)。
而且，為了對被照射材料的內(nèi)部形成周期結(jié)構(gòu)，所照射的光需要進(jìn)入 材料內(nèi)部。優(yōu)選采用對被照射材料具有適度透過率的波長的光，以使照射 光不在極表面被吸收。
反射鏡22反射從激光振蕩器21輸出的激光。而且，圖6中具有兩個(gè) 反射鏡22，但不限于兩個(gè)，也可以具有任意個(gè)數(shù)。
透射型衍射光學(xué)元件23，是由于在表面上周期性地刻有微細(xì)的凹部 或凸部而引起衍射的、透過性的光學(xué)元件，將激光束分割為多束。
凸透鏡24可采用例如焦距200mm的合成石英平凸透鏡，此時(shí)放置在 與透射型衍射光學(xué)元件23相距200mm的位置。而且，由透射型衍射光學(xué) 元件23分割的多束光束通過凸透鏡24。
掩模25，放置在通過凸透鏡24的光束所聚焦的位置上，將多束光束 中的干涉所不需要的光束遮蔽，且使所需要的光束通過。
凸透鏡26可采用例如焦距100mm的合成石英平凸透鏡，使透過掩模 25的光束聚光，且使光束交叉而干涉。該干涉后的區(qū)域，如圖8所示形 成為高強(qiáng)度區(qū)的分布，以該區(qū)域照射基材ll。
此處，干涉條紋的周期d，可由下式表示。
d=V(2sin(e/2)) (式2)
X:光波長、6:光束的交叉角度
而且，關(guān)于透射型衍射光學(xué)元件23所完成的激光的分割和掩模25所完成的光束的選擇之間的關(guān)系，在后述的"周期結(jié)構(gòu)圖案形成方法"中的 "釆用透射性衍射光學(xué)元件的周期結(jié)構(gòu)圖案形成方法"中進(jìn)行說明。 (采用微透鏡陣列的結(jié)構(gòu)體形成裝置)
其次，參照圖9、 IO說明采用微透鏡陣列的結(jié)構(gòu)體形成裝置。
圖9是表示該結(jié)構(gòu)體形成裝置結(jié)構(gòu)的簡圖，圖10是表示該結(jié)構(gòu)體形
成裝置中的干涉光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的立體圖。
如圖9、 10所示，結(jié)構(gòu)體形成裝置30具有激光振蕩器31、反射鏡32、 凹透鏡33、凸透鏡34、微透鏡陣列35、掩模36、和凸透鏡37。
此處，激光振蕩器31具有與圖6所示的結(jié)構(gòu)體形成裝置20中的激光 振蕩器21相同的性能。
反射鏡32反射從激光振蕩器31輸出的激光。而且，圖9中具有兩個(gè) 反射鏡32，但不限于兩個(gè)，也可以具有任意個(gè)數(shù)。
凹透鏡33放大激光束半徑。凸透鏡34將放大的激光束半徑形成為期 望的半徑。
微透鏡陣列35是微小凸透鏡圍棋盤狀排列的結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件，且將 激光分割成多束光束。
掩模36選擇被分割光束中的幾個(gè)。凸透鏡37將由掩模36選擇的光 束聚光。
而且，關(guān)于微透鏡陣列35所完成的激光分割和掩模36所完成的光束 選擇之間的關(guān)系，在后述的"周期結(jié)構(gòu)圖案形成方法"中的"采用微透鏡陣 列的周期結(jié)構(gòu)圖案形成方法"中說明。
其次，參照圖ll、 12說明本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)體形成方法。
圖11是表示將周期性光強(qiáng)度分布的光照射到基材的圖，圖12是所照 射的光的波長與通過該照射所形成的周期結(jié)構(gòu)的關(guān)系的圖。
如圖11所示，通過對基材ll照射具有周期性強(qiáng)度分布的光l，而在 基材11的內(nèi)部形成界面上有周期結(jié)構(gòu)13的空隙部12。此時(shí)，微細(xì)周期 結(jié)構(gòu)13以與周期性強(qiáng)度分布相同的周期被形成。
另一方面，通過對基材11照射具有周期性強(qiáng)度分布的光2，而在基 材面14上形成周期結(jié)構(gòu)15。此時(shí)，微細(xì)周期結(jié)構(gòu)15以與周期性強(qiáng)度分200780012511.3
說明書第16/27頁
布相同的周期被形成。
此處，光1是波長包含于基材11顯示透明性的波長區(qū)域的光，光2
是波長包含于基材11顯示不透明性的波長區(qū)域的光。s口，形成結(jié)構(gòu)體io
的方法，利用了基材11的光學(xué)特性隨著光波長而不同。
基材11對于特定波長而顯示出在透過率為70%以上的透明性、透過
性為10%以上不足70%的半透明性、透過率不足10%的不透明性中的任
何一個(gè)性質(zhì)。在對于某一波長基材11顯示透明性時(shí)，光進(jìn)入至基材內(nèi)部。 另一方面，在顯示不透明性時(shí)，光只進(jìn)入基材表面附近。
具體的，如圖12所示，將基材11顯示透明性的波長區(qū)域所包含的、 波長約為330nm以上(例如355nm)的光進(jìn)行照射，而形成空隙部12和 空隙部界面周期結(jié)構(gòu)n;將基材n顯示不透明性的波長區(qū)域所包含的、 波長約為310nm以下(例如266nm)的光進(jìn)行照射，而形成基材面周期 結(jié)構(gòu)15。
基材11顯示透明性的波長的光與基材11顯示不透明性的波長的光的 照射，沒有順序。但是，優(yōu)選先照射顯示透明性的波長的光，其次照射顯 示不透明性的波長的光的順序。
如果基材面周期結(jié)構(gòu)15形成，則形成空隙部界面周期結(jié)構(gòu)13時(shí)周期 性光強(qiáng)度分布已被打亂，不能形成整齊的周期結(jié)構(gòu)，所以要避免結(jié)構(gòu)色發(fā) 色減低。
而且，也可以同時(shí)照射顯示透明性的波長的光和顯示不透明性的波長 的光。此時(shí)，可謀求結(jié)構(gòu)體的形成時(shí)間縮短。
具有周期性強(qiáng)度分布的光照射，可通過使用具有周期性開口的掩模的 平行光的照射、或者是在使多個(gè)平行光線交叉的干涉區(qū)域的照射來得以實(shí) 施。
為了形成基材面周期結(jié)構(gòu)15而脈沖光可以照射1發(fā)程度，為了形成 空隙部界面周期結(jié)構(gòu)13而脈沖光可以照射5~20發(fā)程度，所需要的時(shí)間是 數(shù)秒。而且采用脈沖重復(fù)頻率大的激光光源，就更能夠?qū)崿F(xiàn)形成時(shí)間的縮短。
基材面周期結(jié)構(gòu)15的形成方法，除上述以外例如是LIPS (激光誘導(dǎo) 周期結(jié)構(gòu))。其是通過激光照射在物質(zhì)表面上自發(fā)產(chǎn)生周期性強(qiáng)度分布，自組織形 成的微細(xì)周期結(jié)構(gòu)。而且，將具有周期結(jié)構(gòu)的模型、加熱按壓在基材上或 者通過對加熱的基材進(jìn)行按壓，轉(zhuǎn)印模型的型狀的熱壓印。
上述LIPS，如以下非專利文獻(xiàn)中公開的。
非專利文獻(xiàn)Sylvain Lazare著[Large scale excimer laser production of submicron periodic structures on polymer surface] Applied surface Science 69(1993)31-37 North-Holland
而且，形成空隙部12和空隙部界面周期結(jié)構(gòu)13時(shí)產(chǎn)生周期性光強(qiáng)度 分布的方法，例如，為以下3種方法。
第一方法，如圖13 (a)所示，是通過入射光與界面反射光的干涉產(chǎn) 生周期性光強(qiáng)度分布的方法。
第二方法，如圖13 (b)所示，是照射具有周期性光強(qiáng)度分布的單光 束光的方法。
第三方法，如圖13 (c)所示，是由多光束干涉產(chǎn)生周期性光強(qiáng)度分 布的方法。
有上述周期性強(qiáng)度分布的光照射，可通過使用具有周期開口的掩模的 平行光的照射、或者是在使多個(gè)平行光線交叉的干涉區(qū)域的照射來得以實(shí) 現(xiàn)。
其次，參照圖14、圖15說明作為光控制元件起作用時(shí)的周期結(jié)構(gòu)圖
案的形成方法。
若將光入射到周期結(jié)構(gòu)，則在具有周期性的方向上呈現(xiàn)衍射光。 光控制元件，是控制衍射光圖案(方向、角度、波長)的元件。該控
制是通過周期結(jié)構(gòu)的圖案(周期軸數(shù)，周期方向、光柵周期)進(jìn)行的。由
此，作為利用衍射的一種條形碼，能夠記錄光信息(衍射圖案)。
結(jié)構(gòu)體的周期結(jié)構(gòu)圖案，形成為與光照射的周期性強(qiáng)度分布相同的圖
案。而且，通過使周期性強(qiáng)度分布的圖案不同，能夠形成多種圖案的周期結(jié)構(gòu)。
周期性強(qiáng)度分布圖案的變化，在將使用具有周期開口的掩模的平行光 進(jìn)行照射時(shí)可根據(jù)開口的位置加以控制；在使多個(gè)平行光線交叉的干涉區(qū)域進(jìn)行照射時(shí)可根據(jù)光束的數(shù)量、交叉方向、交叉角度、波長加以控制。 而且，前者的情況中，掩模上入射的平行光線，僅僅開口部分的光通 過掩模，之后前進(jìn)入射到對象物。由此形成與掩模的開口位置相同的周期 性強(qiáng)度分布圖案。
作為在干涉區(qū)域上照射的情況下對一個(gè)光束進(jìn)行分割而得到多個(gè)光 束的方法，可采用透射型衍射光學(xué)元件方法和采用微透鏡陣列方法。 以下分別進(jìn)行說明
采用透射性衍射光學(xué)元件的方法，是將激光束入射到透射性衍射光學(xué) 元件且通過衍射分割為直進(jìn)光束和衍射光束。而且，衍射光束是在具有周 期的方向上呈現(xiàn)。
根據(jù)由透射性衍射光學(xué)元件所完成的光束的分割與掩模的開口的關(guān)
系，所形成的周期結(jié)構(gòu)圖案就如圖14 (a), (b)。
因此，如該圖(a)所示，通過透射性衍射光學(xué)元件將激光分割為3x3 的光束，其中位于對角的一對光束對應(yīng)掩模的開口而通過時(shí)，形成斜紋的 周期結(jié)構(gòu)圖案。
而且，如該圖(b)所示，其中位于對角的2對光束對應(yīng)掩模的開口 而通過時(shí)，形成點(diǎn)狀的周期結(jié)構(gòu)圖案。
由此，通過透射性衍射光學(xué)元件的分割圖案和掩模的開口圖案的組 合，周期結(jié)構(gòu)圖案就不同。由此，作為利用衍射的一種條形碼，能夠記錄
光信息。
采用微透鏡陣列的方法，是例如如通過果凍(gelidiumjelly)突出將 果凍推出那樣，通過將激光束入射至微透鏡陣列，而將其以棋盤狀分割成 多光束的方法。
例如，基于微透鏡陣列的光束的分割與掩模的幵口的關(guān)系，作為空隙 部界面周期結(jié)構(gòu)13和基材面周期結(jié)構(gòu)15所記錄的周期結(jié)構(gòu)圖案，如圖 15 (a) (c)。
此處，如該圖(a)所示，通過微透鏡陣列將激光束分割為36 (6x6) 個(gè)光束，其中位于縱2-橫2的光束與位于縱5-橫5的光束對應(yīng)于掩模的開口而通過時(shí)，斜紋的周期結(jié)構(gòu)圖案被記錄。此時(shí)，周期軸數(shù)為l、周期 方向相對條紋的一條延伸方向成為垂直方向。
而且，例如，該圖(b)所示，通過微透鏡陣列將激光束分割為25(5x5) 個(gè)光束，其中分別位于縱2-橫2、縱2-橫4、縱4-橫2、縱4-橫4的光束 對應(yīng)于掩模的開口而通過時(shí)，點(diǎn)狀的細(xì)的周期結(jié)構(gòu)圖案被記錄。此時(shí)，周 期軸數(shù)為4、周期方向在以一個(gè)凹部為中心的狀態(tài)下形成為上下左右斜向 的8個(gè)方向。
而且，例如，該圖(c)所示，通過微透鏡陣列將激光束分割為25(5x5) 個(gè)光束，其中分別位于縱2-橫2、縱2_橫4、縱3-橫3、縱4-橫2、縱4-橫4的光束對應(yīng)于掩模的開口而通過時(shí)，點(diǎn)狀略粗的周期結(jié)構(gòu)圖案被記 錄。此時(shí)，周期軸數(shù)為4、周期方向在以一個(gè)凹部為中心的狀態(tài)下形成為 上下左右斜向的8個(gè)方向。
由此，通過微透鏡陣列的光束的分割圖案和掩模的開口圖案的組合， 形成不同的周期結(jié)構(gòu)圖案。由此，作為利用衍射的一種條形碼，能夠記錄 光信息。
其次，說明標(biāo)簽的讀取方法。
此處，首先說明[構(gòu)造色和衍射光的讀取方法]，其次，說明[采用結(jié)構(gòu) 體的真?zhèn)闻袛喾椒╙。
(構(gòu)造色和衍射光的讀取方法)
如圖16所示，衍射是指當(dāng)光入射到具有1維周期結(jié)構(gòu)(例如，竹簾 狀)或2維周期結(jié)構(gòu)(例如，格子狀)的面上，每個(gè)不同波長的光以不同 角度分開(進(jìn)行色散)的現(xiàn)象。"衍射光"是指上述所衍射的全部波長的光。 而且，O級次光是指沒有產(chǎn)生衍射而余剩的的光。
光源采用自然光時(shí)(例如，太陽光)，紫外區(qū)、可見區(qū)、紅外區(qū)的光 以不同角度進(jìn)行衍射。此時(shí)，(其他波長區(qū)也同樣)可見區(qū)的衍射光按每 個(gè)波長(顏色)以不同角度進(jìn)行衍射(即分光)，因此從可識別可見區(qū)的 衍射光的位置就可看到不同的色彩。本發(fā)明的"結(jié)構(gòu)色"是指可見區(qū)的衍射 光、或者是指由可見區(qū)的衍射光可進(jìn)行識別的色彩。
而且，可見區(qū)是指人可識別的光波長區(qū)，波長約400 700nm。將其以下的波長區(qū)稱為紫外區(qū)，將其以上稱為紅外區(qū)，人不能識別。
某波長光進(jìn)行衍射的角度卩，根據(jù)波長人、入射角度CC、周期結(jié)構(gòu)的 周期d由下式求出。
d(sina±sin(3)=mX (式3)
此處，m是衍射級次。
例如，如果如激光光線那樣的單波長的點(diǎn)狀光入射至標(biāo)簽，則只在規(guī) 定角度出現(xiàn)點(diǎn)狀的衍射光，而且對含有標(biāo)簽的面同樣照射單波長的光時(shí)， 僅在標(biāo)簽部位引起衍射，只在規(guī)定的角度上以與標(biāo)簽相同的形狀顯現(xiàn)衍射光。
而且，標(biāo)簽是指通過將引起衍射光的部位所同樣形成的區(qū)域或引起衍 射光的部位適當(dāng)配置而描述的圖形或文字等。
"讀取衍射光"或"讀取結(jié)構(gòu)色"是采用下述任意方法。
i. 在規(guī)定角度入射已知單波長光時(shí)，在利用已知光柵周期由式 3求出的衍射角度上檢測衍射光。
ii. 在規(guī)定角度入射已知單波長光時(shí)，測量檢測衍射光的角度。
iii. 在利用已知光柵周期由式3求出的衍射角度上檢測衍射光， 測量入射已知單波長光的角度。
iv. 在規(guī)定角度入射含有多個(gè)波長的光時(shí)，在利用已知光柵周期 由式3求出的衍射角度上檢測規(guī)定波長的衍射光。
v. 在規(guī)定角度入射含有多個(gè)波長的光時(shí)，測量檢測規(guī)定波長的 衍射光的角度。
vi. 在利用已知光柵周期由式3求出的衍射角度上檢測規(guī)定波長 的衍射光，測量入射含有多個(gè)波長的光的角度。
就上述的衍射光而言，當(dāng)入射點(diǎn)狀光時(shí)就是點(diǎn)狀；當(dāng)對含有標(biāo)簽的面
入射同樣的光時(shí)就是與標(biāo)簽相同的形狀。
此處，[衍射光讀取]和[結(jié)構(gòu)色讀取]的不同，如下所述。 [衍射光讀取]是指以紫外區(qū)、可見區(qū)、紅外區(qū)中任一衍射光為對象時(shí)
的上述方法。另一方面，[結(jié)構(gòu)色讀取]是指以可見區(qū)的衍射光為對象時(shí)的
上述方法。
而且，在銜射光讀取]的情況下，可見區(qū)衍射光除由受光器(檢測器)以外，還可由人眼檢測，而紫外區(qū)或紅外區(qū)的衍射光由檢測器檢測。另一 方面，在[結(jié)構(gòu)色讀取]的情況下，既能由檢測器也能由人眼進(jìn)行檢測。
根據(jù)[讀取]的衍射光的檢測的有無或者測量角度，能夠判斷采用周期 結(jié)構(gòu)的光柵周期的值是否是已知的或不是已知的。
而且，對含標(biāo)簽面入射自然光且對按識別的角度成為不同色彩的標(biāo)簽
的形狀進(jìn)行觀察的情況，相當(dāng)于上述方法的iv。是使作為判斷對象的結(jié)構(gòu)體和被比照用的 結(jié)構(gòu)體的基材面與功能材料接觸，來進(jìn)行兩者的空隙面周期結(jié)構(gòu)中的[衍 射光讀取]或[結(jié)構(gòu)色讀取]，且將其結(jié)果(檢測的有無、測量角度)進(jìn)行對 照。結(jié)果一致時(shí)，判定具有結(jié)構(gòu)體的判斷對象是真品。另一方面，結(jié)構(gòu)不 一致時(shí)，判定為偽造品。
如圖17 (al)、 (a2)所示，在結(jié)構(gòu)體10的基材面14的全體上形成有 基材面周期結(jié)構(gòu)15時(shí)，在該基材面14的全體上基于基材面周期結(jié)構(gòu)15
的結(jié)構(gòu)色得以體現(xiàn)。
另一方面，如該圖(bl)、 (b2)所示，在結(jié)構(gòu)體10的基材面的14的
一部分即星型范圍內(nèi)在基材內(nèi)部形成多個(gè)空隙部界面周期結(jié)構(gòu)13的情況 下，在該星型的范圍內(nèi)基于空隙部界面周期結(jié)構(gòu)13的結(jié)構(gòu)色得以體現(xiàn)。
在組合這些情況，將基材面周期結(jié)構(gòu)15和空隙部界面周期結(jié)構(gòu)13兩 者形成于同一基材11時(shí)，如該圖(cl)、 (c2)所示，僅基于基材面周期 結(jié)構(gòu)15的結(jié)構(gòu)色能夠識別，而基于空隙部界面周期結(jié)構(gòu)13的結(jié)構(gòu)色被隱 蔽。這是因?yàn)殡m然基于基材面周期結(jié)構(gòu)15的結(jié)構(gòu)色和基于空隙部界面周 期結(jié)構(gòu)13的結(jié)構(gòu)色的兩者得以體現(xiàn)，但是基于基材面周期結(jié)構(gòu)15的結(jié)構(gòu) 色強(qiáng)而基于空隙部界面周期結(jié)構(gòu)13的結(jié)構(gòu)色弱，從而通過人眼對兩者進(jìn) 行觀察時(shí)，只能識別相對很強(qiáng)的發(fā)色方。而且，即使在衍射光的情況下， 如果將檢測器設(shè)定得如同人眼那樣不檢測弱的光而檢測強(qiáng)的光，則可以說 是相同的。
此處，如該圖(d2)所示，使具有與基材11相同或相近似的折射率 的功能材料與基材面14接觸。由此，抑制基材面周期結(jié)構(gòu)15的結(jié)構(gòu)色體 現(xiàn)，從而如該圖(dl)所示，由空隙部界面周期結(jié)構(gòu)13體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)色的標(biāo)簽就能夠識別。
由此，接觸功能材料時(shí)，根據(jù)是否顯現(xiàn)出標(biāo)簽，或者通過判斷所顯現(xiàn) 的標(biāo)簽的圖形和文字等是否與所期望的圖形和文字一致，就能夠容易驗(yàn)證 對象物的真?zhèn)巍?br> 然而，上述結(jié)構(gòu)色的抑制，利用了當(dāng)減小接觸的兩個(gè)介質(zhì)的折射率差 時(shí)界面的反射率減少的情況。這是因?yàn)榉瓷渎蕼p少而使反射光量降低，其 結(jié)果來自周期結(jié)構(gòu)的衍射光量(結(jié)構(gòu)色)降低。
就功能材料而言，當(dāng)與基材面接觸或密接時(shí)覆蓋至基材面周期結(jié)構(gòu)的 細(xì)微部分，并且與基材面接觸的面和反對側(cè)是光滑的面。光滑的面只要在 微觀上觀察是平的即可，在宏觀上觀察可以是平面可以是曲面。
功能材料例如為水、甘油等的油和苯、丙酮、異丙醇、二甲苯、甲苯、
乙醇、甲醇等有機(jī)溶劑等的液體；和封條體(seal body)等所具有的粘接 體或粘貼體等的固體。但是，不限于上述。
而且，上述讀取方法的應(yīng)用，不限于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體。例如，也能夠 適用于在具有多層的結(jié)構(gòu)體的外表面和層界面上形成有浮雕型全息圖的 多重全息結(jié)構(gòu)體。
而且，圖17(al),(a2)中，是在基材面14的全體上形成周期結(jié)構(gòu)，但 不限于在全體上，例如，也可以形成為覆蓋空隙部界面周期結(jié)構(gòu)13形成 范圍的范圍。即，只要通過基于基材面周期結(jié)構(gòu)15的結(jié)構(gòu)色體現(xiàn)，不能 判斷由空隙部周期結(jié)構(gòu)13體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)色所形成的圖形和文字等即可。
而且，基于空隙部周期結(jié)構(gòu)13的標(biāo)簽，不限于圖17 (bl)所示的星 型，例如，能夠形成為圖形、記號、文字等的任意形狀。
而且，如圖5所示，在具有保護(hù)層16的結(jié)構(gòu)體10的情況下，通過以
下方法判斷對象物的真?zhèn)巍?br> 如果設(shè)置保護(hù)層16，則不能實(shí)施上述標(biāo)簽讀取方法。因此，對基材 面14和基材內(nèi)部實(shí)施不同的標(biāo)簽，以使內(nèi)部標(biāo)簽沒有隱蔽。此時(shí)，根據(jù) 觀察的方向和角度，顯現(xiàn)出不同的標(biāo)簽。通過是否出現(xiàn)不同的標(biāo)簽或者根 據(jù)顯現(xiàn)的圖形和文字，進(jìn)行真?zhèn)蔚尿?yàn)證。
另外，通過根據(jù)需要去除保護(hù)層16，實(shí)施上述標(biāo)簽讀取方法。例如， 保護(hù)層16是粘貼在最外面的能夠剝離的封條狀的、或是通過摩擦可進(jìn)行剝離的膜等。
其次，說明結(jié)構(gòu)體形成的實(shí)施例。
(實(shí)施例1)
將Q開關(guān)脈沖YAG激光光束通過透射性衍射光學(xué)元件而分割成多束
光。使各個(gè)光束通過放置在距衍射光學(xué)元件200mm距離的且焦距200mm 的合成石英平凸透鏡。在通過的光束進(jìn)行聚光的位置，由掩模遮蔽干涉不 需要的光束，而僅讓所需要的光束通過。通過的光束由焦距100mm的合 成石英平凸透鏡進(jìn)行聚光，且使光束交叉而干涉。在干涉的區(qū)域?qū)?軸延 伸的PET板進(jìn)行了照射。首先，以激光波長355nm (PET板透過率83Y。) 進(jìn)行了照射。
其次，將該波長切換為266nm(該透過率0.3。/。)而進(jìn)行了照射。衍射光 學(xué)元件的2維光柵周期是6pm。脈沖YAG激光的規(guī)格脈沖寬度是5ns、 重復(fù)頻率10Hz。激光波長355nm時(shí)，照射的平均光功率為1.35W，照射 面積是4.5mmcp，因此每單位面積的光功率密度成為1W/cm2。
此時(shí)，照射了25發(fā)后，結(jié)果是在延伸PET板的內(nèi)部產(chǎn)生空隙部，且 在其界面上形成1.5pm周期的2維周期結(jié)構(gòu)。觀察到了該結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色。
同樣，激光波長266nm時(shí)，照射的平均光功率為240mW，照射面積 是4.5mmcp，因此每單位面積的光功率密度形成為179mW/cm2。
此時(shí)，照射了1發(fā)后，結(jié)果是在延伸PET板的外部形成lpm周期的 2維周期結(jié)構(gòu)。觀察到了該結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色。
而且，若在實(shí)施例1條件下形成的空隙部12，則能夠得到如圖2d、 圖2e所示的顯微觀察像。但是，形成空隙部12的條件不限于上述實(shí)施例 1。
例如，以YAG-THG(355nm)， 247mJ/cm2，,30發(fā)的條件，樣品30上采 用PET-INJ板時(shí)的空隙部12，形成為圖18所示的形狀。
而且，以YAG-SHG(532nm)， 500mJ/cm2，,10發(fā)的條件，樣品30上采 用PET延伸板時(shí)的空隙部12，形成為圖19所示的形狀。
(實(shí)施例2)
如實(shí)施例1同樣，僅采用激光波長266nm照射在2軸延伸的PET板上。觀察到了所形成的2維結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色。
若對該周期結(jié)構(gòu)涂敷與延伸PET板的折射率1.64近似的折射率1.518 的酯油(CAS-Nr:195371-10-9),則觀察不到結(jié)構(gòu)色，而觀察到了原本的透 明的延伸PET板。
(與比較例的對比)
其次，參照圖20 圖22說明本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)體和比較例的對比。 (空隙部和空洞部的對比)
在物質(zhì)內(nèi)部形成多個(gè)微小空洞部而發(fā)色的技術(shù)為特開JP2004-359344 號公報(bào)"塑料包裝體及其裝飾方法"(以下成為比較例1)。
此處，通過比較該比較例1和本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)體，使其區(qū)別點(diǎn)明確。
(1) 所形成的結(jié)構(gòu)的不同
比較例1中，將通過由發(fā)熱氣化而形成的空洞部，根據(jù)周期性光強(qiáng)分 布而排列。
另一方面，本發(fā)明中，通過激光與物質(zhì)的光化學(xué)反應(yīng)而形成空隙部， 在其界面上根據(jù)周期性光強(qiáng)分布形成周期結(jié)構(gòu)?？障恫恳部梢圆恍纬蔀橹?期性的。
上述比較例1的空洞部和本發(fā)明的空隙部的各結(jié)構(gòu)，如圖20所示。 如該圖所示，比較例l的空洞部，各自形成為大致球型，多數(shù)空洞部
的配置形成為周期性排列結(jié)構(gòu)而能夠裝飾。
相對于此，本發(fā)明(實(shí)施例)的空隙部在其界面上形成周期結(jié)構(gòu)，該
周期結(jié)構(gòu)具有體現(xiàn)結(jié)構(gòu)色的規(guī)則排列而能夠裝飾。
(2) 樣品的區(qū)別
比較例1利用由激光照射的發(fā)熱，因此為了有效將光能量轉(zhuǎn)換為熱能 量需要混煉光吸收發(fā)熱劑。
與此相對，本發(fā)明中不需要特殊的添加劑。
上述樣品的不同，如圖21所示。如同圖所示，在比較例1中，采用 光吸收發(fā)熱劑混煉PET射出成形板(1.5mm厚)作為樣品時(shí)，在波長355nm 下的透過率為0%。此時(shí)，光進(jìn)入物質(zhì)內(nèi)部且指數(shù)衰減，其結(jié)果是透過率 為0%。相對于此，本發(fā)明(實(shí)施例)中，采用2軸延伸PET板(150pm 厚)作為樣品時(shí)，透過率為83%。(3)形成原理不同 比較例1是利用由激光照射的發(fā)熱的方法。相對于此，本發(fā)明是通過 激光照射來形成結(jié)構(gòu)體，因此不利用發(fā)熱。
此處，本發(fā)明的激光照射條件的實(shí)施例和比較例l特開JP2004-359344 號公報(bào)的背景技術(shù)中記載的第三實(shí)施方式的條件，如圖22所示。同圖中， 橫軸表示能量密度(1脈沖的每照射面積的光能量)，縱軸表示照射脈沖數(shù)。
該圖中，O記號是本發(fā)明結(jié)構(gòu)體中空隙部11形成條件，X記號是空 隙部11未形成條件，令記號是比較例1中空洞部形成條件。
如該圖所示可知，本發(fā)明的形成方法其特征在于比比較例1少的照射 脈沖數(shù)。這是因?yàn)樾纬芍形蠢冒l(fā)熱。
另外，可知本發(fā)明的形成方法與比較例l相比其能量密度少。
(本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)體和現(xiàn)有防偽標(biāo)簽的對比)
作為具有真?zhèn)悟?yàn)證功能的防偽標(biāo)簽，如JP專利第2797944號"透明全 息粘圖"(以下，稱為"比較例2")，和JP特表第2004-538586"物體的防偽 標(biāo)簽和該標(biāo)簽的識別方法"(以下，成為"比較例3")。
此處，通過比較各比較例和本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)體，使其區(qū)別點(diǎn)明確。
(結(jié)構(gòu)不同時(shí))
比較例2具有在全息層面上由低折射率和高折射率的陶瓷材料形成 的多層結(jié)構(gòu)。比較例3具有產(chǎn)生全息效果的結(jié)構(gòu)的層和分散有100nm以 下的金屬簇(cluster)的層。
另一方面，本發(fā)明是在基材(層)的內(nèi)部和外部具有產(chǎn)生結(jié)構(gòu)色(全 息效果)的微細(xì)周期結(jié)構(gòu)的單層結(jié)構(gòu)。
各比較例中，兩者都是用于粘貼在防偽對象上的結(jié)構(gòu)體，因此是具有 粘接層的封條形式。
另一方面，本發(fā)明是在防偽對象本身形成的結(jié)構(gòu)體，沒有上述粘結(jié)層。
(檢驗(yàn)方法不同的情況)
比較例2通過由陶瓷材料形成的多層結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的獨(dú)特色調(diào)，能夠判 斷真?zhèn)巍?br> 比較例3通過將防偽標(biāo)簽所反射的光與規(guī)定光譜進(jìn)行比較來判斷真?zhèn)巍?br> 另一方面，本發(fā)明通過抑制基材面的結(jié)構(gòu)色和/或衍射光而識別或檢 測內(nèi)部的結(jié)構(gòu)色和/或衍射光來判斷真?zhèn)?。而且，通過將所識別或檢測的 信息與被比照用的信息進(jìn)行檢驗(yàn)來判斷真?zhèn)巍?br> 如以上說明，若根據(jù)本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)體、結(jié)構(gòu)體的形成方法、結(jié)構(gòu) 體形成裝置、結(jié)構(gòu)色以及衍射光讀取方法和真?zhèn)闻袛喾椒?，則通過對被照 射材料照射具有周期性強(qiáng)度分布的光，就能夠在被照射材料的內(nèi)部產(chǎn)生空 隙部，且使空隙部界面形成與照射光的周期性強(qiáng)度分布相一致的周期結(jié)
A由此，能夠?qū)υ斐砂l(fā)色性弱的創(chuàng)傷和污染具有耐抗性，而且，通過三 維的形成能夠顯著提升發(fā)色，并且形成時(shí)間縮短，能夠提高生產(chǎn)性。由此， 滿足結(jié)構(gòu)色在工業(yè)上實(shí)用化的必要條件，并且將循環(huán)型優(yōu)異的物質(zhì)的裝飾 變?yōu)榭赡堋?br> 而且，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體，由于沒有使用顏料和燃料類的化學(xué)發(fā)色的著 色劑，而能夠減低化學(xué)物質(zhì)的使用量，因此是環(huán)境負(fù)載小的物質(zhì)。
進(jìn)而，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體，是通過在空隙部界面上形成周期結(jié)構(gòu)而實(shí)施 裝飾，因此通過循環(huán)時(shí)的加熱、混煉(再顆?；?，能夠容易地消色。因 此，雖然作為容器使用時(shí)被裝飾的，但在再處理后形成為無色、透明，因 此循環(huán)型非常好。
而且，與化學(xué)發(fā)色不同，能夠得到深色和有光澤的鮮艷色調(diào)，因此基 于裝飾效果的商品的差別化也是有效的。
而且，通過采用結(jié)構(gòu)體自身所形成的周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色和/或衍射光， 能夠判斷對象物的真?zhèn)巍６?，由于周期結(jié)構(gòu)是在結(jié)構(gòu)體自身中形成的， 因此不能進(jìn)行將其取出而轉(zhuǎn)用到其他對象物的行為。因此，阻止了如同現(xiàn) 有全息標(biāo)簽?zāi)菢颖粍冸x后而粘貼、再利用在偽造品上且流通到真品市場中 的行為。
進(jìn)而，由于在一種類型的基材上形成周期結(jié)構(gòu)，不需要組合多種類型 的材料而形成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。因此，材料構(gòu)成簡易，避免了材料成本的上升。
而且，周期結(jié)構(gòu)能夠通過光照射形成，可以不用導(dǎo)入高價(jià)的形成裝置， 以低成本形成。而且，通過在基材形成空隙部界面周期結(jié)構(gòu)和基材面周期結(jié)構(gòu)、且使 基材面周期結(jié)構(gòu)接觸功能材料，能夠抑制該基材面周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色體 現(xiàn)，讀取空隙部界面周期結(jié)構(gòu)所體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)色。由此，能夠僅通過接觸功 能材料而讀取空隙部界面周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色，一般消費(fèi)者能夠容易的判斷 對象物的真?zhèn)巍?br> 以上，說明了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體、結(jié)構(gòu)體的形成方法、結(jié)構(gòu)體形成裝置、 結(jié)構(gòu)色以及衍射光讀取方法和真?zhèn)闻袛喾椒ǖ膬?yōu)選實(shí)施例，而本發(fā)明所涉 及的結(jié)構(gòu)體、結(jié)構(gòu)體的形成方法、結(jié)構(gòu)體形成裝置、結(jié)構(gòu)色以及衍射光讀 取方法和真?zhèn)闻袛喾椒ú幌抻谏鲜鰧?shí)施方式，不用說在本發(fā)明范圍內(nèi)能夠 實(shí)施各種變更。
例如，上述實(shí)施方式中，采用PET作為樣品，該P(yáng)ET例如能夠用作 容器、杯子、袋、托盤、管容器等的包裝體的材料。此時(shí)，本發(fā)明提供了 循環(huán)性優(yōu)異的塑料容器的裝飾技術(shù)。
而且，上述實(shí)施方式中，僅在基材的一面上形成基材面周期結(jié)構(gòu)，但 不限于一面，也能夠在兩面以上，例如在板材的表里兩面、在立體形狀的 兩個(gè)以上面上形成。
進(jìn)而，上述實(shí)施方式中，本發(fā)明的用途舉例為防偽標(biāo)簽，不限于上述， 例如，能夠利用上述讀取方法而活用內(nèi)部標(biāo)簽顯現(xiàn)效果的裝飾等用途。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明是用于工業(yè)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)色的發(fā)明，能夠應(yīng)用于需要裝飾的物質(zhì)使 用的領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1、一種結(jié)構(gòu)體，其特征在于基材內(nèi)部具有在界面形成有引起光衍射的周期結(jié)構(gòu)的空隙部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述空隙部界面的 周期結(jié)構(gòu)具有體現(xiàn)結(jié)構(gòu)色的規(guī)則的排列。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于多個(gè)所述空隙 部被形成在距所述基材表面分別不同深度的部位。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于在所述 基材表面的一部分或全部上形成有引起光衍射的周期結(jié)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述基材表面所形 成的周期結(jié)構(gòu)具有體現(xiàn)結(jié)構(gòu)色的規(guī)則的排列。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于具有用于保護(hù) 在所述基材表面所形成的周期結(jié)構(gòu)的保護(hù)層。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4 6中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于在將所 述空隙部界面所形成的周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色和/或衍射光隱蔽的位置，形成 有所述基材表面的周期結(jié)構(gòu)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4 7中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于通過光照射形成所述空隙部界面周期結(jié)構(gòu)和/或所述基材表面的周期結(jié)構(gòu)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)體，其特征在于通過產(chǎn)生了周期性強(qiáng)度分布的所述光照射，形成所述空隙部界面周期結(jié)構(gòu)、和/或所述基材 表面的周期結(jié)構(gòu)。
10、 一種結(jié)構(gòu)體形成方法，其特征在于采用結(jié)構(gòu)體形成裝置對基材 進(jìn)行光照射，使所述基材內(nèi)部產(chǎn)生空隙部，且在所述空隙部界面上形成周 期結(jié)構(gòu)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的結(jié)構(gòu)體形成方法，其特征在于對所述 基材照射波長位于對所述基材顯示出透明性的波長區(qū)域的光。
12、 一種結(jié)構(gòu)體形成方法，其特征在于通過對所述基材進(jìn)行光照射， 使所述基材內(nèi)部產(chǎn)生空隙部，且在該空隙部界面上形成周期結(jié)構(gòu)，并且通 過對所述基材照射波長與所述光不同的光，而在所述基材的表面的一部分或全部上形成周期結(jié)構(gòu)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的結(jié)構(gòu)體形成方法，其特征在于對所述基材同時(shí)照射波長位于所述基材顯示出透明性的波長區(qū)域的光和波長位 于所述基材顯示出不透明性的波長區(qū)域的光。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的結(jié)構(gòu)體形成方法，其特征在于照射波長位于所述基材顯示出透明性的波長區(qū)域的光之后，照射波長位于所述基 材顯示出不透明性的波長區(qū)域的光。
15、 根據(jù)權(quán)利要求10~14中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)體形成方法，其特征在 于所述結(jié)構(gòu)體形成裝置對所述基材進(jìn)行光照射，以產(chǎn)生周期性強(qiáng)度分布。
16、 一種結(jié)構(gòu)體形成裝置，是對基材進(jìn)行光照射的結(jié)構(gòu)體形成裝置， 其特征在于具有調(diào)整照射脈沖數(shù)和/或激光輸出的激光振蕩器，以在形成于所述 基材內(nèi)部的空隙部界面上形成引起光折射的周期結(jié)構(gòu)。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)體形成裝置，其特征在于所述激光振蕩器調(diào)整照射脈沖數(shù)和/或激光輸出，以在所述基材內(nèi)部形成所述空 隙部的同時(shí)，在所述基材表面上形成引起光折射的周期結(jié)構(gòu)。
18、 一種結(jié)構(gòu)色和/或衍射光讀取方法，其特征在于使權(quán)利要求4 9 中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)體與具有同所述基材相同或相近的折射率的功能材 料接觸，抑制所述基材表面周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色和/或衍射光，讀取基材內(nèi) 部的空隙部界面周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色和/或衍射光。
19、 一種真?zhèn)闻袛喾椒?，其特征在于使?quán)利要求4 9中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)體與具有同所述基材相同或相近的折射率的功能材料接觸，抑制所 述基材表面周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色和/或衍射光，讀取基材內(nèi)部的空隙部界面 周期結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色和/或衍射光，且將該讀取的結(jié)構(gòu)色和/或衍射光與被比 照用的結(jié)構(gòu)色和/或衍射光進(jìn)行比較，當(dāng)它們一致時(shí)，判斷具有所述結(jié)構(gòu) 體的物品是真品。
全文摘要
能夠滿足結(jié)構(gòu)色在工業(yè)上實(shí)用化的必要條件，并且將循環(huán)性優(yōu)異的物質(zhì)的裝飾變?yōu)榭赡?。而且，能夠容易地進(jìn)行對象物是否是真品的驗(yàn)證，并且不能如全息封條那樣地可剝離再利用。界面上具有引起光衍射周期結(jié)構(gòu)(13)的空隙部(12)形成在基材(11)的內(nèi)部，同時(shí)基材(11)的表面的一部分或全部上形成引起光衍射的周期結(jié)構(gòu)(15)。所述空隙部界面周期結(jié)構(gòu)(13)和基材面周期結(jié)構(gòu)(15)，具有體現(xiàn)結(jié)構(gòu)色的規(guī)則的排列。因此，通過使基材面周期結(jié)構(gòu)(15)接觸功能材料，能夠抑制基材面周期結(jié)構(gòu)(15)體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)色，從而讀取空隙部界面周期結(jié)構(gòu)(13)體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)色。
文檔編號G02B1/02GK101416079SQ20078001251
公開日2009年4月22日 申請日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月12日
發(fā)明者湯淺義之, 竹之內(nèi)健 申請人:東洋制罐株式會社