CN107850707B - 显示体、物品、底板以及底板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
反射层的表面包括多个第1反射面、多个第2反射面以及第3反射面。在基材的厚度方向上,第1反射面与第3反射面之间的距离是通过在第1反射面反射的光与在第3反射面反射的光的干涉而使反射层的表面射出第1色彩的光的距离,并且,第2反射面与第3反射面之间的距离是通过在第2反射面反射的光与在第3反射面反射的光的干涉而使反射层的表面射出与第1色彩不同的第2色彩的光的距离,并且,反射层的表面射出包括第1色彩的光与第2色彩的光在内的第3色彩的光。
Description
技术领域
本发明涉及能够用作防止伪造的构造体的显示体、具备显示体的物品、使用于显示体的制造的底板以及底板的制造方法。
背景技术
在纸币、购物券以及支票等有价证券类、信用卡、借记卡以及ID卡等卡片类、护照以及许可证等证明文件上,为了防止它们的伪造而粘贴有基于染料或颜料等而具有与印刷物不同的视觉效果的显示体。
作为具有与印刷物不同的视觉效果的显示体,公知具备多个浮雕型衍射光栅的显示体。在多个浮雕型衍射光栅之间,槽的延伸方向或者晶格常数彼此不同,由此,显示体能够显示变化为七色的像(例如,参照专利文献1)。
这样的显示体基于防止物品的伪造的目的而广泛使用,故而使用于显示体的技术也众所周知。其结果是,由于显示体被伪造的可能性不断增高,因此,需要与显示变化为七色的像的显示体相比防止伪造的効果更高的显示体。
近年来,以提高伪造的防止効果为目的,提出了具有与具备浮雕型衍射光栅的显示体不同的视觉效果的显示体。该显示体具有由多个第1面与第2面构成的凹凸构造,射出具有由多个波长的光构成的混色即色彩的光(例如,参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利第5058992号说明书
专利文献2:日本专利第4983899号
发明内容
发明要解决的课题
然而,在上述的显示体中,根据多个第1面与第2面之间的距离唯一确定显示体射出的光的颜色。因此,显示体能够显示的像的颜色被显示体中能够实现的第1面与第2面的距离限定。因此,对于显示体,要求能够显示更多样性的颜色的像。
本发明的目的在于,提供能够提高像中的颜色的多样性的显示体、物品、使用于显示体的制造的底板、以及底板的制造方法。
用于解决课题的手段
解决上述课题显示体具备:基材,具备涂覆面;以及反射层,覆盖所述涂覆面的至少一部分。所述反射层的表面包括多个第1反射面、多个第2反射面以及第3反射面,各所述第1反射面与各所述第2反射面是在与所述反射层的表面对置地俯视时具有大致正方形状的矩形面,彼此相邻的所述矩形面的间隙被所述第3反射面填埋,并且,在所述基材的厚度方向上,所述第1反射面与所述第3反射面之间的距离是如下距离,即:通过在所述第1反射面上反射的光与在所述第3反射面上反射的光的干涉而使所述反射层的表面射出第1色彩的光的距离,并且,在所述基材的厚度方向上,所述第2反射面与所述第3反射面之间的距离是如下距离,即:通过在所述第2反射面上反射的光与在所述第3反射面上反射的光的干涉而使所述反射层的表面射出与所述第1色彩不同的第2色彩的光的距离,并且,所述反射层的表面射出包括所述第1色彩的光和所述第2色彩的光在内的第3色彩的光。
用于解决上述课题的物品具备显示体和支承所述显示体的支承部,所述显示体是上述显示体。
用于解决上述课题的底板用于显示体的制造,该显示体具有涂覆面以及覆盖所述涂覆面的反射层,所述涂覆面包括多个第1涂覆面、多个第2涂覆面以及第3涂覆面。所述底板具备:基板,具有一个面;以及抗蚀剂层,形成于所述基板的所述面,具有转印面,该转印面是与接触于所述基板的面相反侧的面。所述转印面包括用于形成所述第1涂覆面的多个第1转印面、用于形成所述第2涂覆面的多个第2转印面、以及用于形成所述第3涂覆面的第3转印面,各所述第1转印面以及各所述第2转印面是在与所述转印面对置地俯视时具有大致正方形状的矩形转印面,彼此相邻的所述矩形转印面的间隙被所述第3转印面填埋,并且,在所述基板的厚度方向上,所述第1转印面与所述第3转印面之间的距离设定为如下大小,即:通过在所述反射层的表面中的形成于所述第1涂覆面之上的部分所反射的光与形成于所述第3涂覆面之上的部分所反射的光的干涉而使所述反射层的表面射出第1色彩的光,并且,在所述基板的厚度方向上,所述第2转印面与所述第3转印面之间的距离设定为如下大小,即:通过在所述反射层的表面中的形成于所述第2涂覆面之上的部分所反射的光与形成于所述第3涂覆面之上的部分所反射的光的干涉而使所述反射层的表面能够射出与所述第1色彩不同的第2色彩的光,并且,所述转印面构成为,所述反射层的表面能够射出包括所述第1色彩的光和所述第2色彩的光在内的第3色彩的光。
用于解决上述课题的底板的制造方法中的底板用于显示体的制造,该显示体具有涂覆面以及覆盖所述涂覆面的反射层,所述涂覆面包括多个第1涂覆面、多个第2涂覆面以及第3涂覆面。该方法包括以下工序:在基板的一个面形成抗蚀剂层的工序;对所述抗蚀剂层进行曝光的工序;以及使曝光后的所述抗蚀剂层显像,在所述抗蚀剂层形成转印面的工序。在进行所述曝光的工序中对所述抗蚀剂层进行曝光,以使得:显像后的所述转印面包括用于形成所述第1涂覆面的多个第1转印面、用于形成所述第2涂覆面的多个第2转印面、以及用于形成所述第3涂覆面的第3转印面,各所述第1转印面以及各所述第2转印面是在与所述转印面对置地俯视时具有大致正方形状的矩形转印面,彼此相邻的所述矩形转印面的间隙被所述第3转印面填埋,并且,在所述基板的厚度方向上,所述第1转印面与所述第3转印面之间的距离设定为如下大小,即,通过在所述反射层的表面中的形成于所述第1涂覆面之上的部分所反射的光与形成于所述第3涂覆面之上的部分所反射的光的干涉而使所述反射层的表面能够射出第1色彩的光,并且,在所述基板的厚度方向上,所述第2转印面与所述第3转印面之间的距离设定为如下大小,即,通过在所述反射层的表面中的形成于所述第2涂覆面之上的部分所反射的光与形成于所述第3涂覆面之上的部分所反射的光的干涉而使所述反射层的表面能够射出与所述第1色彩不同的第2色彩的光,并且,所述转印面构成为,所述反射层的表面能够射出包括所述第1色彩的光与所述第2色彩的光在内的第3色彩的光。
根据上述构成,若白色光相对于显示体入射,则在第1反射面处反射的光与第3反射面处反射的光之间,在对光路长度即几何学上的距离乘以折射率后的值上产生差,因此在显示体中,通过与光路长度相应的光的干涉而特定波长的光抵消。因此,从包含第1反射面与第3反射面的区域射出的光不是白色,而是具有由第1反射面与第3反射面之间的距离决定的波长的光,即具有第1色彩的光。
与此相对,由于在第2反射面处反射的光与第3反射面处反射的光之间也产生光路长度的差,因此在显示体中,通过与光路长度相应的光的干涉而特定波长的光抵消。并且,由于第2反射面与第3反射面之间的距离不同于第1反射面与第3反射面之间的距离,因此,从包括第2反射面与第3反射面的区域射出的光具有与从包括第1反射面与第3反射面的区域射出的光不同的波长,且具有与从包括第1反射面与第3反射面的区域射出的光所具有的色彩不同的第2色彩。
并且,由于显示体射出包括第1色彩与第2色彩在内的第3色彩的光,因此第3色彩的光是两个色彩经过加色混合的色。因此,第3色彩是与第1色彩以及第2色彩各自比较色饱和度低的颜色。其结果是,由于能够得到通过仅具备第1反射面与第3反射面的结构、以及仅具备第2反射面与第3反射面的结构无法显示的颜色,因此能够提高显示体显示的像的颜色的多样性。
发明効果
根据本发明,能够提高显示体所显示的像中的颜色的多样性。
附图说明
图1是示出使本发明的显示体具体化后的第1实施方式的显示体的平面构造的俯视图。
图2是示出沿图1的I-I线剖开的显示体的局部剖视构造的局部剖视图。
图3是放大示出显示体的局部剖视构造的局部放大剖视图。
图4是示出从与反射面对置的方向观察时的一个显示部的平面构造的俯视图。
图5是示意性地示出晶格常数相对小的衍射光栅射出+1次衍射光的状态的示意图。
图6是示意性地示出晶格常数相对大的衍射光栅射出+1次衍射光的状态的示意图。
图7是示出显示部的反射层所对应的构造体的立体构造的立体图。
图8是用于说明显示部的第1反射面与第3反射面的作用的作用图。
图9是用于说明显示部的第2反射面与第3反射面的作用的作用图。
图10是用于说明显示部的作用的作用图。
图11是用于说明衍射光栅的作用的作用图。
图12是示出将本发明的物品作为IC卡而具体化后的第1实施方式的IC卡的平面构造的俯视图。
图13是示出图12的沿II-II线剖开的IC卡的剖视构造的剖视图。
图14是用于说明底板的制造方法的顺序的流程图。
图15是示出底板的立体构造的立体图。
图16是示出变形例的显示体具备的防反射部的一例的立体构造的立体图。
图17是示出变形例的显示体具备的光散射部的一例的立体构造的立体图。
图18是示出变形例的从与反射面对置的方向观察时的一个显示部的平面构造的俯视图。
图19是放大示出变形例的显示体的局部剖视构造的局部放大剖视图。
图20是示出变形例的显示体的局部剖视构造的局部剖视图。
图21是示出使本发明的显示体具体化后的第2实施方式中的、从与反射面对置的方向观察时的一个显示部的平面构造的俯视图。
图22是示出使用拉丝(hair line)加工形成的构造体的一例的俯视图。
图23是示出从与反射面对置的方向观察时的多个显示部的平面构造的俯视图。
图24是用于说明显示部的作用的作用图。
具体实施方式
[第1实施方式]
参照图1~图15,说明使本发明的显示体、物品、底板以及底板的制造方法具体化的第1实施方式。以下,依次说明显示体的结构、显示体的作用、物品的结构、显示体的制造方法以及底板的制造方法。
[显示体的结构]
参照图1~图4,说明显示体的结构。此外,在图1中,为了方便图示,省略显示体具备的反射层的图示。
如图1所示,显示体10具备具有板形状的基材11,显示体10被划分成第1显示区域12、第2显示区域13以及第3显示区域14。各显示区域包括多个显示部。第1显示区域12显示字母“A”,第2显示区域13显示字母“B”,第3显示区域14显示字母“C”。显示体10通过第1显示区域12、第2显示区域13以及第3显示区域14显示字符串“ABC”。
此外,显示体10既可以具备两个以下的显示区域,也可以具备四个以上的显示区域。另外,各显示区域也可以显示字符以外的图像,例如数字,标记以及图案等的像。
图2示出沿图1所示的I-I线剖开时的剖视构造,且是第1显示区域12的一部分的剖视构造。此外,第2显示区域13以及第3显示区域14各自在显示体10中的位置虽然与第1显示区域12不同,但用于射出具有色彩的光的结构与第1显示区域12是共通的。因此,以下详细说明第1显示区域12的结构,省略第2显示区域13的结构以及第3显示区域14的结构各自的说明。
如图2所示,显示体10具备具有透光性的基材11与反射层21。基材11由支承层22与凹凸层23构成,凹凸层23中的与支承层22相反侧的面是凹凸面、即涂覆面23s。基材11由支承层22与凹凸层23构成,但也可以由具有涂覆面23s的一个层构成。
涂覆面23s包括多个第1涂覆面23a、多个第2涂覆面23b以及第3涂覆面23c。在基材11的厚度方向上,第1涂覆面23a的位置与第2涂覆面23b的位置彼此不同,第3涂覆面23c的位置与第1涂覆面23a的位置和第2涂覆面23b的位置双方不同。
反射层21将涂覆面23s的整体覆盖,但只要将涂覆面23s的至少一部分、即第1涂覆面23a、第2涂覆面23b以及第3涂覆面23c覆盖即可。反射层21中的与凹凸层23的涂覆面23s接触的面是作为反射层21的表面的一例的反射面21s。在本实施方式中,由于从显示体10中的支承层22入射光,因此反射层21中的与基材11的涂覆面23s接触的面是对向显示体10入射的光进行反射的反射面21s。
由于反射层21提高向显示体10入射的光进行反射的効率,因此与不具备反射层的结构比较,从显示体10射出的光的光量增大。因此,根据反射层21,显示体10的视觉辨认性提高。
此外,也可以是光从相对于反射层21的与基材11相反一侧向反射层21入射。在该情况下,反射层21中的、和与涂覆面23s接触的面相反侧的面作为反射面而发挥功能。
反射面21s包括多个第1反射面21a、多个第2反射面21b以及第3反射面21c。在基材11的厚度方向上,第1反射面21a的位置与第2反射面21b的位置彼此不同,并且,第3反射面21c的位置与第1反射面21a的位置和第2反射面21b的位置双方不同。另一方面,各第1反射面21a的位置与其他剩余的第1反射面21a的位置彼此相等,各第2反射面21b的位置与其他剩余的第2反射面21b的位置彼此相等。各第1反射面21a、各第2反射面21b以及第3反射面21c均为平坦面,各第1反射面21a与第3反射面21c彼此大致平行,各第2反射面21b与第3反射面21c彼此大致平行。
即,反射面21s中的与第1涂覆面23a接触的部分是第1反射面21a,与第2涂覆面23b接触的部分是第2反射面21b,与第3涂覆面23c接触的部分是第3反射面21c。
基材11的沿厚度方向的反射层21的厚度例如是30nm以上且150nm以下,反射层21中的第1反射面21a的厚度、第2反射面21b的厚度、以及第3反射面21c的厚度彼此相等。
如图3所示,在基材11的厚度方向上,第1反射面21a与第3反射面21c之间的距离是第1反射面间距离DR1。第1反射面间距离DR1是通过在第1反射面21a反射的光即第1反射光RL1与在第3反射面21c反射的光即第3反射光RL3的干涉而使反射面21s射出具有第1色彩的光的距离。
在基材11的厚度方向上,第2反射面21b与第3反射面21c之间的距离是第2反射面间距离DR2,第2反射面间距离DR2比第1反射面间距离DR1长。第2反射面间距离DR2是通过在第2反射面21b反射的光即第2反射光RL2与在第3反射面21c反射的光即第3反射光RL3的干涉而使反射面21s射出具有与第1色彩不同的第2色彩的光的距离。
当白色光向反射面21s入射时,多个第1反射面21a各自反射的第1反射光RL1与在第3反射面21c反射的第3反射光RL3之间,在光路长度即几何距离与折射率相乘得到的值上产生差。并且,通过与这样的光路长度的差对应的光的干涉,抑制反射面21s处的具有特定波长的衍射光的衍射効率降低的情况、以及抑制具有其他波长的光的衍射効率降低的情况。由此,反射面21s射出具有特定色彩、即第1反射面间距离DR1所规定的色彩的光。
另外,在多个第2反射面21b各自反射的第2反射光RL2与在第3反射面21c反射的第3反射光RL3之间,与第1反射光RL1与第3反射光RL3之间同样,光路长度上也产生差。因此,反射面21s能够射出第2反射面间距离DR2所规定的色彩的光、即能够射出具有与第1反射面间距离DR1固有的色彩不同的颜色的光。
其结果是,反射面21s射出具有第3色彩的光,该第3色彩的光包括具有通过第1反射光RL1与第3反射光RL3产生的第1色彩的光、以及具有通过第2反射光RL2与第3反射光RL3产生的第2色彩的光。即,根据显示体10,能够获得在仅具备第1反射面21a与第3反射面21c的结构、以及仅具备第2反射面21b与第3反射面21c的结构的情况下无法显示的颜色。因此,能够提高显示体10所显示的像的颜色的多样性。
为了使反射面21s射出第1色彩的光以及第2色彩的光,优选采用以下结构。即,与第1反射面21a接触的第1涂覆面23a和与第3反射面21c接触的第3涂覆面23c之间的距离是第1涂覆面间距离DC1,与第2反射面21b接触的第2涂覆面23b和与第3反射面21c接触的第3涂覆面23c之间的距离是第2涂覆面间距离DC2。并且,第1涂覆面间距离DC1以及第2涂覆面间距离DC2均优选为包含于例如0.05μm以上且0.5μm以下的范围中,更优选为包含在0.15μm以上且0.4μm以下的范围中。
在第1涂覆面间距离DC1以及第2涂覆面间距离DC2均为0.05μm以上时,由于能够减弱可见光的波长范围包含的光,因此反射面21s射出的光的颜色具有与白色相比色饱和度更高的颜色。另外,在第1涂覆面间距离DC1以及第2涂覆面间距离DC2均为0.05μm以上时,制造显示体10时的外部因素例如制造装置的状态、制造显示体10的环境的变动、显示体10的形成材料的组成的变化不易影响显示体10的光学性质。并且,在第1涂覆面间距离DC1以及第2涂覆面间距离DC2为0.5μm以下时,与第1涂覆面间距离DC1以及第2涂覆面间距离DC2更大的结构比较,能够以更高的形状精度以及尺寸精度形成涂覆面23s。
此外,在光从相对于反射层21的与基材11相反一侧向反射层21入射的结构中,反射层21中的、和与凹凸层23接触的面相反侧的面作为反射层而发挥功能。因此,在反射层21中的第1反射面21a的厚度、第2反射面21b的厚度以及第3反射面21c的厚度彼此相等的前提下,第1涂覆面间距离DC1以及第2涂覆面间距离DC2只要均满足上述的范围即可。由此,第1反射面间距离DR1以及第2反射面间距离DR2均是使反射面能够射出各距离所规定的色彩的光的距离。
另外,在反射层21中的第1反射面21a的厚度、第2反射面21b的厚度以及第3反射面21c的厚度彼此不同的结构中,也只要满足以下结构即可。即,只要第1反射面间距离DR1满足第1涂覆面间距离DC1的上述范围,并且第2反射面间距离DR2满足第2涂覆面间距离DC2的上述范围即可。
在基材11的厚度方向上,第1反射面21a与第2反射面21b之间的距离、即第3反射面间距离DR3例如只要在0.02μm以上且0.1μm以下即可。在第3反射面间距离DR3包含于上述范围时,第1色彩的色调与第2色彩的色调不会大幅改变。另一方面,利用使第1色彩与第2色彩混色的効果,反射面21s能够射出具有与第1色彩与第2色彩均不同的中间色的第3色彩的光。
作为两个色彩的中间色的第3色彩与第1色彩以及第2色彩各自相比,更难再现与第3色彩相同的颜色。这一点,在以防止附有显示体10的物品的防伪为目的而使用显示体10时,显示体10、进而具备显示体10的物品的伪造变得更难。
另外,第3反射面间距离DR3也可以是例如0.2μm以上且0.45μm以下。在第3反射面间距离DR3包含于上述范围时,第1色彩的色调与第2色彩的色调明显不同。并且,由于第3色彩为色调彼此不同的两个颜色的混色,故而第3色彩成为与第1色彩以及第2色彩各自相比更复杂的中间色。
将第1涂覆面23a与第3涂覆面23c之间连接的侧面23d、以及将第2涂覆面23b与第3涂覆面23c连接的侧面23d相对于第3涂覆面23c大致垂直,但也可以是侧面23d相对于第3涂覆面23c的法线方向具有倾斜度。然而,侧面23d与第3涂覆面23c形成的角度越接近垂直越优选,侧面23d与第3涂覆面23c形成的角度越接近垂直,反射面21s射出的光的颜色的色饱和度越高。
此外,在反射层21中的覆盖侧面23d的部分中,基材11的与厚度方向正交的方向的厚度小于反射层21中的、第1反射面21a、第2反射面21b以及第3反射面21c各自的部分处的基材11的沿厚度方向的厚度。
图4放大示出第1显示区域12的一部分、即构成第1显示区域12的多个显示部12p中的一个。此外,在图4中,显示部12p具有正方形形状,但显示部12p也可以具有正方形形状以外的矩形形状、三角形形状、圆形状以及椭圆形状等。一个显示部12p具有能够使在显示部12p内产生的第1色彩的光与第2色彩的光混合而作为第3色彩的光射出的大小。即,在显示部12p具有多边形形状时,显示部12p的外缘处的一边的长度优选为300μm以下。各显示部12p作为用于在第1显示区域12显示一个图像的一个像素而发挥功能。另外,图4示出与反射面21s对置的俯视时的平面构造。
如图4所示,在与反射面21s对置的俯视时,各第1反射面21a与各第2反射面21b是具有大致正方形状的矩形面21r。彼此相邻的矩形面21r的间隙被第3反射面21c填埋,各矩形面21r与其他剩余的矩形面21r分离。
显示部12p被沿一个方向即X方向延伸的边与沿相对于X方向正交的方向即Y方向延伸的边划分。在显示部12p内,多个矩形面21r沿X方向随机排列,并且沿Y方向随机排列。即,在X方向上,彼此相邻的矩形面21r之间的距离相对于矩形面21r的排列的顺序不规则地变化,并且,在Y方向上,彼此相邻的矩形面21r之间的距离相对于矩形面21r的排列的顺序不规则地变化。
另外,多个矩形面21r中的多个第1反射面21a沿X方向随机排列,并且,沿Y方向随机排列。进一步,多个矩形面21r中的多个第2反射面21b沿X方向随机排列,并且沿Y方向随机排列。
在反射面21s中,由于矩形面21r随机配置,因此难以在光从反射面21s射出的方向上产生偏倚。因此,与光相对于限定方向射出的结构比较,从反射面21s射出的光被视觉辨认的区域变大。然而,根据观察显示体10的观察者的视线的方向与光从反射面21s射出的方向所形成的角度的不同,观察者无法对反射面21s所反射的光进行视觉辨认。
在显示部12p中,各第2反射面21b与至少一个第1反射面21a相邻,一部分的第1反射面21a不与第2反射面21b相邻。即,被显示部12p划分的区域中的绝大部分是多个第1反射面21a与多个第2反射面21b并存的并存区域。
因此,通过在显示部12p内分成第1反射面21a所在的区域即第1区域与第2反射面21b所在的区域即第2区域,从而与仅在第1区域与第2区域的边界处第1反射面21a与第2反射面21b相邻的结构比较,在以下方面优选。即,由于从并存区域射出第1色彩的光与第2色彩的光,因此能够使第1色彩的光与第2色彩的光以高分辨率混合。
在与反射面21s对置地俯视中,各第1反射面21a的一边的长度即第1长度L1小于各第2反射面21b的一边的长度即第2长度L2。由于第1长度L1与第2长度L2彼此不同,因此各反射面占有的面积或各反射面的配置相关的自由度提高。
在与反射面21s对置地俯视中,各矩形面21r的一边的长度优选为0.3μm以上且2μm以下。在具有这样的大小的矩形面21r被配置在显示部12p的内部时,彼此相邻的矩形面21r之间的距离例如能够设为0.3μm以上且2μm以下。
由于矩形面21r的一边的长度以及矩形面21r之间的距离为0.3μm以上且2μm以下,因此与矩形面21r的一边的长度以及矩形面21r之间的距离更大的结构比较,衍射光的射出角增大。因此,能够观察到具有由多个光构成的色彩的光的区域扩大。
在显示部12p中,在与反射面21s对置地俯视中,优选各第1反射面21a的第1长度L1与其他剩余的第1反射面21a的第1长度L1彼此大致相等。即,各第1反射面21a的面积优选为与其他剩余的第1反射面21a的面积彼此大致相等。
另外,在与反射面21s对置地俯视中,优选各第2反射面21b的第2长度L2与其他剩余的第2反射面21b的第2长度L2彼此大致相等。即,各第2反射面21b的面积优选为与其他剩余的第2反射面21b的面积彼此大致相等。
由于矩形面21r的一边的长度为上述的0.3μm以上且2μm以下,非常微小,因此与矩形面21r的一边的长度更大的结构比较,不易进行矩形面21r的加工。因此,在以高精度加工多个矩形面21r各自的基础上,优选各第1反射面21a的形状以及面积与其他剩余的第1反射面21a的形状以及面积彼此大致相等。另外,基于同样的理由,各第2反射面21b的形状以及面积优选为与其他剩余的第2反射面21b的形状以及面积彼此大致相等。
在显示部12p中,在与反射面21s对置地俯视时,第3反射面21c的面积、全部的第1反射面21a的面积与全部的第2反射面21b的面积之和是显示部12p的总面积S。并且,在显示部12p中,全部的第1反射面21a占有的面积是第1单位面积S1,全部的第2反射面21b占有的面积是第2单位面积S2,全部的矩形面21r占有的面积是第3单位面积S3。
在显示部12p中,第3单位面积S3相对于总面积S的百分率是矩形面比率,矩形面比率优选为15%以上且50%以下。
此外,由于配置于显示部12p的各矩形面21r具有大致正方形状,并且,各矩形面21r配置为与其他剩余的矩形面21r分离,因此,矩形面比率的最大值是50%。由于显示部12p的矩形面比率越高,则从显示部12p射出的光的光量越大,因此在使第1显示区域12显示的像变明亮的基础上优选。另外,在矩形面比率为15%以上时,从显示部12p射出的光的光量变为观察者能够观察到第1显示区域12显示的像的程度的大小。
即,在显示部12p射出具有第3色彩的光,并且使射出光的光量足够大的基础上,显示部12p的矩形面比率优选为15%以上且50%以下。
另外,第1单位面积S1相对于第3单位面积S3的百分率是第1反射面比率,优选第1反射面比率为70%以上且不足100%。在该情况下,由于第1单位面积S1相对于第3单位面积S3的百分率为70%以上,因此在显示体10射出的光中,具有第1色彩的光的光量起支配作用。即,在显示体10显示的像的颜色中,第1色彩起支配作用,第2色彩成为修饰第1色彩的付加色。因此,无需使显示体10显示的像的颜色的色调从第1色彩的色调大幅改变,就能够抑制像的颜色的色饱和度。
[显示体的作用]
参照图5~图11说明显示体10的作用。此外,在说明显示体10的作用之前,说明衍射光栅的晶格常数、即衍射光栅的槽的间距、照明光的波长、照明光的入射角以及衍射光的射出角的关系。
[衍射光栅]
当从光源向衍射光栅照射照明光时,衍射光栅根据入射光即照明光的行进方向以及波长相应地沿特定方向射出強衍射光。
在光在相对于衍射光栅所具有的槽延伸的方向垂直的面内行进的情况下,m次衍射光(m=0、±1、±2、···)的射出角β能够根据以下所示的式(1)计算。
[数学式1]
在式(1)中,D是衍射光栅的晶格常数,m是衍射次数,λ是入射光以及衍射光的波长。另外,α是0次衍射光,即,正反射光的射出角,α的绝对值与照明光的入射角相等,在衍射光栅是反射型衍射光栅时,照明光的入射方向与正反射光的射出方向相对于与形成有衍射光栅的面正对的正对方向是对称的。
此外,在衍射光栅是反射型衍射光栅时,角度α为0°以上且不足90°。另外,在相对于形成有衍射光栅的面从斜向照射照明光,设定以正对方向的角度即0°作为边界值的两个角度范围时,角度β在衍射光的射出方向与正反射光的射出方向包含在相同的角度范围内时是正值,在衍射光的射出方向与照明光的入射方向包含在相同的角度范围内时是负值。
图5示意性地示出具有相对小的晶格常数的衍射光栅射出1次衍射光的状态。另一方面,图6示意性地示出具有相对大的晶格常数的衍射光栅射出1次衍射光的状态。
如图5以及图6分别所示,点光源LS放射具有白色的照明光IL,照明光IL包括具有包含于红色的波长区域的波长的红色光成分、具有包含于绿色的波长区域的波长的绿色光成分、具有包含于蓝色的波长区域的波长的蓝色光成分。点光源LS放射的绿色光成分、蓝色光成分以及红色光成分相对于正对方向CD以入射角α向衍射光栅GR入射。衍射光栅GR将绿色光成分的一部分作为射出角为射出角βg的衍射光DLg而射出,将蓝色光成分的一部分作为射出角为射出角βb的衍射光DLb而射出,将红色光成分的一部分作为射出角为射出角βr的衍射光DLr而射出。
另外,根据图5所示的射出角β与图6所示的射出角β的比较显而易见,衍射光栅GR的晶格常数D越大,衍射光越是向接近于正反射光RL的射出方向的方向射出。另外,衍射光栅GR的晶格常数D越大,射出角βg、射出角βb以及射出角βr之间的角度差越小。
此外,在图5以及图6中,为了方便图示,省略作为衍射光栅GR射出的衍射光的通过式(1)导出的其他次数的衍射光的图示。
如此,在特定的照明条件下,衍射光栅GR以与衍射光的波长相应的不同的射出角射出衍射光。衍射光栅GR例如在太阳以及荧光灯等白色光源下,将具有彼此不同的波长的光以不同的射出角射出。因此,衍射光栅GR显示的像的颜色随着观察衍射光栅GR的观察者的观察角度、即观察者的视线相对于形成有衍射光栅GR的面的方向改变而变为七色。
参照式(2),说明衍射光栅的晶格常数、照明光的波长、以及衍射光的射出角方向上的衍射光的強度、即衍射効率的关系。
根据上述的式(1),当使照明光相对于晶格常数D的衍射光栅以入射角α入射时,衍射光栅以射出角β将衍射光射出。此时,波长λ的光的衍射効率根据衍射光栅的晶格常数以及槽的深度等相应地变化,能够根据以下所示的式(2)计算。
[数学式2]
在此,η是衍射効率(η是0~1的值),R是衍射光栅的槽的深度,L是衍射光栅的槽的宽度,D是晶格常数,θ是照明光的入射角,λ是照明光以及衍射光的波长。此外,在与槽的长度方向垂直的剖面具有矩形波形状并且槽的深度比较小的衍射光栅中,式(2)成立。
根据式(2)显而易见,衍射効率η根据槽的深度R、晶格常数D、入射角θ以及波长λ相应地变化。另外,衍射効率η具有随着衍射次数m变为高次而逐渐減少的倾向。
[显示体]
参照图7~图11,说明显示体10的光学性质。此外,图7示出包括多个第1反射面21a、多个第2反射面21b以及第3反射面21c的显示部12p的一例的立体构造。
另外,在图7以及图10中,为了方便图示,将反射层21示出为由作为顶面而具备第1反射面21a的多个第1凸部、作为顶面而具备第2反射面21b的多个第2凸部、以及作为多个第1凸部与多个第2凸部所在的一个面而具有第3反射面21c的层形成的构造体。
另一方面,在图8中,为了方便说明,省略图7的反射层21中的具有第2反射面21b的第2凸部的图示,在图9中,为了方便说明,省略图7的反射层21中的具有第1反射面21a的第1凸部的图示。
另外,以下,为了方便说明,将具有朝向反射层21放射的白色的照明光IL所含的成分限定为红色光、绿色光以及蓝色光,但实际上,照明光IL包括具有这些色彩的光以外的成分。
如图7所示,反射层21的表面即反射面21s包括多个第1反射面21a、多个第2反射面21b以及第3反射面21c,各第1反射面21a与各第2反射面21b均为大致正方形状的矩形面21r。
在与反射面21s对置地俯视时,各矩形面21r与其他剩余的矩形面21r分离,彼此相邻的矩形面21r之间被第3反射面21c填埋。另外,在与反射面21s对置地俯视时,在一个显示部12p所具有的的反射面21s中随机配置多个矩形面21r,并且,多个第1反射面21a以及多个第2反射面21b分别随机配置。
与X方向和Y方向双方正交的方向、即与基材11的厚度方向平行的方向是Z方向,Z方向上的第1反射面21a与第3反射面21c之间的距离即第1反射面间距离DR1比第2反射面21b与第3反射面21c之间的距离即第2反射面间距离DR2小。
如图8所示,在光源LS放射的照明光IL向反射面21s入射时,例如,与第1反射面间距离DR1相应地,具有630nm的波长的红色光的衍射効率降低。由此,从反射面21s射出的衍射光所含的成分变为具有460nm的波长的第1蓝色光DLb1、以及具有540nm的波长的第1绿色光DLg1。因此,从反射面21s射出的光包括具有作为第1色彩的蓝绿色(cyan)的光。
另外,在反射面21s中,第1反射面21a随机配置,因此,从反射面21s射出的第1蓝色光DLb1以及第1绿色光DLg1分别包括向位于反射面21s之上的XZ平面以及向YZ平面的双方射出的光。此外,在图8中,为了方便图示,仅图示朝向XZ平面以及YZ平面各自射出的光,但也从反射面21s向被XZ平面与YZ平面夹着的空间射出光。
如图9所示,在光源LS放射的照明光IL向反射面21s入射时,例如,与第2反射面间距离DR2相应地,作为与衍射効率根据第1反射面间距离DR1降低的光具有不同的波长的光的、具有680nm的波长的红色光的衍射効率降低。由此,从反射面21s射出的衍射光所含的成分变为具有510nm的波长的第2蓝色光DLb2与具有590nm的波长的第2绿色光DLg2。因此,从反射面21s射出的光包括具有与第1色彩不同的第2色彩的、相比于第1色彩偏绿色的蓝绿色的光。
另外,在反射面21s中,第2反射面21b随机配置,故而,从反射面21s射出的第2蓝色光DLb2以及第2绿色光DLg2分别包括向位于反射面21s之上的XZ平面以及YZ平面双方射出的光。此外,在图9中,与图8相同,为了方便图示,仅图示了分别朝向XZ平面以及YZ平面射出的光,但也从反射面21s向被XZ平面与YZ平面夹着的空间射出光。
因此,如图10所示,在照明光IL向反射面21s入射时,根据第1反射面间距离DR1,第1蓝色光DLb1与第1绿色光DLg1射出,并且,根据第2反射面间距离DR2,第2蓝色光DLb2与第2绿色光DLg2射出。由此,具有第3色彩的光从反射面21s射出,该第3色彩由具有第1蓝色光DLb1与第1绿色光DLg1混合而成的第1色彩的光与具有第2蓝色光DLb2与第2绿色光DLg2混合而成的第2色彩的光混合而得到。
并且,在反射面21s中,矩形面21r随机配置,故而具有第3色彩的光向被XZ平面与YZ平面的各自、以及XZ平面与YZ平面夹着的空间射出。
此外,在图8~图10中,图示了照明光IL向显示部12p的特定点入射的状态,但实际上,由于光源LS向确定的面积放射光,因此照明光IL相对于显示部12p呈面状入射,而非点状。因此,观察者在定点观察的光形成为确定的范围所含的多个波长的光混合而成的光。
如此,在显示部12p中,由于第1反射面间距离DR1与第2反射面间距离DR2彼此不同,因此根据上述的式(2)显而易见,根据第1反射面间距离DR1而衍射効率降低的光的波长与根据第2反射面间距离DR2而衍射効率降低的光的波长彼此不同。由此,反射面21s能够射出具有基于第1反射面间距离DR1的第1色彩的光、以及具有基于第2反射面间距离DR2的第2色彩的光。
并且,由于具有第1色彩的光与具有第2色彩的光以在显示部12p中被混合的状态射出,因此,显示部12p能够射出两个色经过加色混合而成的颜色即第3色彩的光。第3色彩是通过加色混合而生成的颜色,故而是与第1色彩以及第2色彩相比色饱和度降低了的所谓柔和色。通过加色混合而生成的颜色的光是不能通过仅具有第1反射面21a与第3反射面21c的构成、及仅具有第2反射面21b与第3反射面21c的构成、及浮雕型的衍射光栅而射出的光。
其结果是,根据显示体10,作为通过从显示体10射出的光而形成的像的颜色,得到了在上述的各结构中无法显示的颜色,故而能够提高显示体10显示的像中的颜色的多样性。
此外,在观察者位于显示部12p射出的衍射光不到达的位置时,观察者观察不到显示部12p射出的光的颜色、即显示色。因此,与利用染料或颜料形成的印刷物不同,根据显示部12p,通过光源或观察者的位置能够实现观察者能视觉辨认到显示色的状态与无法视觉辨认到显示色的状态这两个状态。
即,观察显示部12p的条件包括能够观察到显示部12p射出的光的条件、以及无法观察到显示部射出的光的条件。
其中,能够进行观察的条件例如包括如下状态,即:在室内,来自荧光灯等光源LS的光从相对于显示体10的反射面21s大致垂直的方向入射,观察者通过目视能够观察到从显示体10的显示部射出的光。另外,能够进行观察的条件包括如下状态,即,在室外,太阳光等光从相对于反射面21s大致垂直的方向入射,观察者通过目视能够观察到从显示部12p射出的光。
另一方面,无法进行观察的条件例如包括如下状态,即:例如来自光源LS的光从相对于反射面21s大致水平的方向入射,光几乎不从显示部12p射出。另外,无法进行观察的条件包括如下状态,即:虽然衍射光从反射面21s射出,但观察者从衍射光不到达的角度对显示体10进行目视。
与此相对,如图11所示,具备多个栅格线GL的衍射光栅GR、即各栅格线GL沿Y方向延伸并且多个栅格线GL沿X方向规则地配置的衍射光栅GR以如下方式射出衍射光。即,在光源LS放射的照明光IL向衍射光栅GR入射时,衍射光栅GR使具有红色的衍射光DLr、具有绿色的衍射光DLg以及具有蓝色的衍射光DLb以彼此不同的射出角沿相对于XZ平面与栅格线GL延伸的方向即Y方向正交的X方向射出。
此外,向上述的显示体10以及衍射光栅GR入射的光将衍射光作为射出光而射出,另一方面,沿相对于入射光的入射角方向正反射的方向射出正反射光、即射出镜面反射光。正反射光是不受显示体10以及衍射光栅GR各自具有的微细构造的形状影响地、从显示体10以及衍射光栅GR各自射出的光。另外,一般而言,在观察者对具备反射层21的显示体10进行观察时,正反射光的光量大,故而观察者对正反射光感到眩晕,因此观察者以不使正反射光到达自身眼睛的方式观察显示体10。因此,在之前参照的图7~图11中,为了方便图示,省略了正反射光的图示。
[物品的结构]
参照图12以及图13,说明具备上述的显示体10的物品的一例、即IC卡的结构。在上述的显示体10中,显示部能够显示出如下的像,即具有通过使用墨水等的印刷以及上述的反射面21s以外的构造无法显示的固有颜色的像。因此,由于难以将显示体10显示的像以高精度再现,因此难以进行显示体10的伪造。因此,只要物品具备显示体10,包括显示体10的物品的伪造也难以进行,故而显示体10能够以抑制物品的伪造的目的使用。
如图12所示,IC(integrated circuit)卡30具备作为具有板形状的卡基材31例如由塑料形成的卡基材31、印刷有图像的印刷层32、IC芯片33以及显示体10。
如图13所示,印刷层32形成在卡基材31之上,在印刷层32所具有的面中的、和与卡基材31接触的面相反侧的面即显示面上,使用例如粘接层固定有上述的显示体10。显示体10例如粘贴于具有粘接层的标签,或者作为转印箔被准备并粘贴于作为支承部的一例的印刷层32。
印刷层32中例如形成有由字符、数字以及标记等的至少一个构成的信息、以及具有外观设计性的图案等。此外,印刷层32不仅形成在卡基材31之上,也可以在显示体10中形成在和与印刷层32接触的面相反侧的面即表面上。
另外,显示体10也可以粘贴于卡基材31,在显示体10粘贴于卡基材31的结构中,印刷层32也可以形成于卡基材31中的未被显示体10覆盖的部分、以及显示体10中的、和与卡基材31接触的面相反侧的面即表面上。在这样的结构中,卡基材31是支承部的一例。
印刷层32的形成材料是含有颜料或染料等的墨水、或者由彩色塑料粒子等构成的色粉等。印刷层32中使用的墨水以及色粉无法发现显示体10的显示部所具有的光学功能。即,在由墨水或色粉形成的印刷物中,即便观察印刷物的条件改变,印刷物的颜色或亮度也几乎不变。换言之,即便观察印刷物的条件改变,印刷物显示的像也几乎不变。
因此,根据具备显示体10的IC卡30,当在彼此不同的多个观察条件下观察IC卡30时,印刷层32显示的像在多个观察条件之间几乎不变,另一方面,显示体10显示的像在多个观察条件之间改变。因此,当在彼此不同的多个观察条件下观察IC卡30时,通过对比印刷层32与显示体10,显示体10相对于印刷层32的光学功能的不同变得明确。其结果是,能够更可靠地判断使用了显示体10的IC卡30的真伪。
特别是,优选印刷层32显示的像的颜色与特定观察条件下显示体10显示的像的亮度大致相等。在这样的结构中,在相互不同的多个观察条件下观察IC卡30时,更容易视觉辨认显示体10显示的像的亮度的变化与印刷层32显示的像的亮度的变化之间的不同。因此,根据这样的印刷层32与显示体10,防止伪造的効果进一步提高。
印刷层32的形成材料也可以是因观察印刷层32的条件改变而印刷层32的视觉効果改变的功能性墨水,即,因观察印刷层32的条件改变而印刷层32显示的像改变的功能性墨水。功能性墨水例如是发光墨水、液晶、以及在照射可视光的状态下不可视但通过照射紫外线或红外线等而变为可视的墨水等。根据通过照射紫外线或红外线而变为可视的墨水,在照射可视光时,通过墨水形成的信息对观察者隐藏。另一方面,在向信息照射紫外线或红外线时,信息被朝着观察者再生。
由上述的功能性墨水形成的印刷层32构成为,通过观察印刷层32的条件改变而视觉効果改变,另一方面具有与显示部不同的视觉効果。因此,通过将利用功能性墨水形成的印刷层32与显示体10组合,由此,防止伪造的効果进一步提高。
另外,印刷层32也可以是如下的层,即:通过被赋予激光光线或紫外线、热以及圧力等能量,从而变为与被赋予能量前的颜色不同的色。
在卡基材31中的与印刷层32接触的面上,形成朝向和与印刷层32接触的面相反侧的面凹陷的凹部31A,在印刷层32,在IC卡30的厚度方向上,在与凹部31A重叠的位置形成有贯通孔32a。IC芯片33嵌入凹部31a以及贯通孔32a,在IC芯片33中的被印刷层32包围的面即表面上,IC芯片33具备多个电极。在IC芯片33中,通过多个电极进行朝向IC芯片33的信息的写入以及存储于IC芯片33的信息的读取。
由于IC卡30具备难以伪造的显示体10,因此也难以进行IC卡30的伪造。并且,由于IC卡30除了显示体10以外还具备IC芯片33以及印刷层32,因此,能够通过IC芯片33防止使用了电子数据的伪造,并且能够通过显示体10以及印刷层32防止使用了视觉効果的伪造。
[显示体的制造方法]
说明显示体10的制造方法。
在制造显示体10时,首先,作为支承层22而准备具有透光性的树脂制的片或者膜。支承层22的形成材料例如只要是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及聚碳酸酯(PC)等即可。在支承层22的一个面上涂敷热塑性树脂、热固化性树脂以及光固化性树脂等具有透光性的合成树脂而形成覆膜,在使金属制的压模紧贴于所形成的覆膜的状态下,使树脂固化。此外,在覆膜的形成材料是热固化性树脂时,通过向覆膜赋予热而使树脂固化,在覆膜的形成材料是光固化性树脂时,通过照射光而使树脂固化。
通过从固化后的覆膜将金属制压模剥离,从而得到具有涂覆面23s的凹凸层23。此外,由于支承层22与凹凸层23紧贴,因此在支承层22的形成材料与凹凸层23的形成材料相同时,不存在支承层22与凹凸层23的边界。因此,能够将支承层22与凹凸层23视为由单一的层形成的基材11。
接着,以追随于基材11的涂覆面23s的形状的方式将反射层21形成在涂覆面23s之上。反射层21的形成方法例如只要是真空蒸镀法以及溅射法等气相沉积法即可。
在反射层21中,在以下情况下,光因干涉而抵消的効果减弱。即,是反射层21中的、形成在第1涂覆面23a之上的部分、形成在第2涂覆面23b之上的部分、以及形成在第3涂覆面23c之上的部分各自的平坦性低的情况。另外,是形成在第1涂覆面23a上的部分的厚度、形成在第2涂覆面23b之上的部分的厚度、以及形成在第3涂覆面23c之上的部分的厚度各自有偏差的情况。
在上述的情况下,由于衍射効率降低的光的波长的范围增大,因此,显示体10射出的光的波长的分布与入射的白色光的波长的分布之差减小。其结果是,显示体10射出的光的颜色的色饱和度降低,射出的光的颜色接近白色。
因此,优选反射层21形成为,各第1反射面21a、各第2反射面21b以及第3涂覆面23c模仿第1涂覆面23a、第2涂覆面23b以及第3涂覆面23c各自的平坦性,保持为彼此大致平行。
反射层21只要是金属层以及电介质层的任一方即可。在反射层21是金属层时,反射层21的形成材料例如只要是铝、银、金以及这些金属的合金等即可。在反射层21是电介质层时,反射层21的形成材料只要是硫化锌(ZnS)以及二氧化钛(TiO2)等即可。
此外,在反射层21是电介质层时,反射层21可以具有单层构造,也可以具有多层构造,该多层构造为在彼此相邻的层之间折射率不同的多层构造。
反射层21的厚度优选为30nm以上且150nm以下,更优选为30nm以上且70nm以下,进一步优选为50nm。反射层21能够通过气相沉积法形成为薄膜状。然而,在反射层21的形成材料是上述的金属时,容易在反射层21的表面形成具有粒状的构造体。反射层21的厚度越大,则具有粒状的构造体的大小越容易增大,因此在提高反射层21的平坦性的基础上,优选反射层21的厚度较小。另一方面,若反射层21的厚度过小,则反射层21无法充分具有使光反射的功能。
本申请的发明人们在深入研究反射层21的厚度与反射层21的功能之间的关系的过程中发现,在反射层21具有所期望的平坦性并且充分具有使光反射的功能的基础上,优选反射层21的厚度为30nm以上且150nm以下。
如上所述,反射层21既可以覆盖基材11的涂覆面23s的整体,也可以仅覆盖涂覆面23s的一部分。即,反射层21也可以将涂覆面23s部分地覆盖。在反射层21将涂覆面23s部分地覆盖的结构中,反射层21也可以利用涂覆面23s中的形成有反射层21的部分与未形成有反射层21的部分而形成图案、字符以及标记等图像。
例如在通过气相沉积法在涂覆面23s的整体上形成反射层21之后,使用药品等使反射层21的一部分溶解,由此能够形成将涂覆面23s部分地覆盖的反射层21。或者,通过在向涂覆面23s的整体形成反射层21之后,使用相对于反射层21的紧贴力比凹凸层23更高的粘接材料将反射层21的一部分从凹凸层23剥離,也能够形成将涂覆面23s部分地覆盖的反射层21。另外,或者也能够通过使用了掩膜的气相沉积法以及光刻法等形成将涂覆面23s部分地覆盖的反射层21。
此外,显示体10也可以还包含其他功能层、例如保护显示体10的表面的保护层以及覆盖显示体10的表面而抑制细菌在显示体10中繁殖的抗菌涂层。
[底板的制造方法]
参照图14以及图15,说明显示体10的制造中使用的底板的制造方法。此外,底板是用于显示体10的制造的底板,该显示体10具有包括多个第1涂覆面23a、多个第2涂覆面23b以及第3涂覆面23c的涂覆面23s、以及将涂覆面23s覆盖的反射层21。底板用作上述金属制的压模的模具。
如图14所示,底板的制造方法包括在基板的一个面形成抗蚀剂层的工序(步骤S11)、使抗蚀剂层曝光的工序(步骤S12)、以及使曝光后的抗蚀剂层显像并在抗蚀剂层上形成转印面的工序(步骤S13)。即,底板的制造方法包括抗蚀剂层形成工序、曝光工序以及显像工序。
在抗蚀剂层形成工序中,例如准备具有板形状的玻璃基板,向玻璃基板的一个面涂敷抗蚀剂,形成抗蚀剂层。抗蚀剂可以是电子束抗蚀剂,也可以是光致抗蚀剂。抗蚀剂是正型抗蚀剂,抗蚀剂中的被曝光后的部分与未被曝光的部分相比,对于显像液的溶解性提高。因此,在显像工序中,抗蚀中的被曝光了的部分被从未被曝光的部分除去。
曝光工序包括以如下方式使抗蚀剂层曝光。即,在曝光工序中,将抗蚀剂层曝光为,显像后的转印面包括用于形成第1涂覆面23a的多个第1转印面、用于形成第2涂覆面23b的多个第2转印面、以及用于形成第3涂覆面23c的第3转印面,另外,在曝光工序中,将抗蚀剂层曝光为,在与转印面对置地俯视时,各第1转印面以及各第2转印面是具有大致正方形状的矩形转印面,彼此相邻的矩形转印面的间隙被第3转印面填埋。
并且,在曝光工序中,将抗蚀剂层曝光为,玻璃基板的厚度方向上的第1转印面与第3转印面之间的距离如下设定。即,将抗蚀剂层曝光以设定成如下大小,即,通过在反射层21的反射面21s中的、形成于第1涂覆面23a之上的部分处反射的光与形成于第3涂覆面23c之上的部分处反射的光的干涉,反射层21的反射面21s能够射出第1色彩的光。
并且,在曝光工序中,将抗蚀剂层曝光为,玻璃基板的厚度方向上的第2转印面与第3转印面之间的距离如下设定。即,将抗蚀剂层曝光以设定成如下大小,即,通过在反射层21的反射面21s中的、形成于第2涂覆面23b之上的部分处反射的光与形成于第3涂覆面23c之上的部分处反射的光的干涉,反射层21的反射面21s能够射出与第1色彩不同的第2色彩的光。
并且,曝光工序包括将抗蚀剂层曝光以构成如下转印面的工序,该转印面使反射层21的反射面21s能够射出包括第1色彩的光与第2色彩的光在内的第3色彩的光。
更详细而言,在曝光工序中,在底板中进行用于对与显示体10的第1反射面21a对应的部分、与第2反射面21b对应的部分、以及与第3反射面21c对应的部分进行划分的曝光。在抗蚀剂层的形成材料是电子束抗蚀剂时,向抗蚀剂层照射电子束,对抗蚀剂层进行曝光。另一方面,在抗蚀剂层的形成材料是光致抗蚀剂时,向抗蚀剂层照射具有紫外波长的激光,对抗蚀剂层进行曝光。
在曝光工序中,将玻璃基板载置在XY工作台上,该XY工作台是能够沿着作为一个方向的X方向和与X方向正交的Y方向而二维地改变位置的工作台。并且,通过一边使用控制XY工作台的移动的制御装置使工作台移动,一边向抗蚀剂层照射电子束或者激光,由此对抗蚀剂层进行图案曝光。
此外,在抗蚀剂是电子束抗蚀剂时,电子束对于电子束抗蚀剂的照射优选使用可变成形射束曝光方式、换言之矩形射束曝光方式。在可变成形射束曝光方式中,使从电子枪照射的电子束通过从电子束的照射方向观察时呈矩形的开口部即成形孔,在将与电子束的照射方向正交的电子束的剖面形状改变为矩形的状态下,向抗蚀剂层的表面照射电子束。
在此,根据不使电子束通过成形孔地将电子束向抗蚀剂层照射的点射束曝光方式,与可变成形射束曝光方式比较,进行曝光的图案的自由度提高,但由于与可变成形射束曝光方式相比,每一次的照射面积小,因此描绘所需的时间增长。另一方面,根据可变成形射束曝光方式,与点射束方式相比能够增大每一次的照射面积,并且,由于每一次的照射面积可变,因此能够缩短描绘所需的时间。
在可变成形射束曝光方式中,优选为通过一次曝光来描绘抗蚀剂层中的、与显示部的一个第1涂覆面23a对应的部分的各个以及与一个第2涂覆面23b对应的部分的各个。由此,在与一个第1涂覆面23a对应的部分的整体、以及与一个第2涂覆面23b对应的部分中,曝光的条件相同。因此,对于与一个第1涂覆面23a对应的部分以及与一个第2涂覆面23b对应的部分而言,与通过多次曝光进行描绘的情况比较,能够提高第1涂覆面23a的平坦性以及第2涂覆面23b的平坦性。
另外,通过以一次曝光描绘与一个第1涂覆面23a对应的各部分,由此,在与多个第1涂覆面23a的每一个对应的部分之间,曝光的条件大致相同。因此,在与多个第1涂覆面23a的每一个对应的部分之间,在抗蚀剂层的厚度方向上,从电子束获得使抗蚀剂分解的能量的距离彼此大致相等。此外,也以一次曝光描绘与一个第2涂覆面23b对应的部分。因此,与多个第2涂覆面23b的每一个对应的部分之间和与多个第1涂覆面23a的每一个对应的部分之间同样,在抗蚀剂层的厚度方向上,从电子束获得使抗蚀剂分解的能量的距离彼此相等。
如上所述,第1反射面21a的第1长度L1比第2反射面21b的第2长度L2小,第1反射面21a的面积比第2反射面21b的面积小。并且,第1反射面21a的第1长度L1以及第2反射面21b的第2长度L2均为0.3μm以上且2μm以下。在此基础上,在基材11的厚度方向上,第1反射面间距离DR1比第2反射面间距离DR2小。
在此,在基于电子束的抗蚀剂层的曝光中,即便通过电子束赋予的能量相同,也是被照射电子束的面积越大,则在抗蚀剂层的厚度方向上,从电子束获得使抗蚀剂分解的能量的距离越大。
在显示体10中,与第3反射面21c之间的距离小的第1反射面21a的面积小于第2反射面21b的面积。因此,即便向抗蚀剂层中的、与第1反射面21a对应的部分赋予的能量和向与第2反射面21b对应的部分赋予的能量相同,从电子束获得使抗蚀剂分解的能量的距离也如下所示。即,在与第1反射面21a对应的部分处从电子束获得使抗蚀剂分解的能量的距离小于在与第2反射面21b对应的部分处从电子束获得使抗蚀剂分解的能量的距离。
在显示体10具备的各矩形面21r与其他剩余的矩形面21r接触的结构中,在抗蚀剂层的曝光工序中,向一个照射区域以及与一个照射区域接触的其他照射区域进行电子束的照射。因此,向一个照射区域照射的电子束也向其他照射区域散射,从而在两个照射区域的边界,通过电子束的照射而赋予的能量过剰。其结果是,在两个照射区域的边界,显像后的形状的精度降低。
因此,在显示体10中,优选各显示部所含的各矩形面21r与其他剩余的矩形面21r分离。另外,在多个显示部中,优选在各显示部所含的矩形面21r和与各显示部相邻的其他显示部所含的矩形面21r之间也形成有间隙。
在显像工序中,使照射了电子束或者激光光线后的抗蚀剂层显像。由此,将抗蚀剂层中的照射了电子束或者激光光线后的部分从未照射电子束或者激光光线的部分除去,在抗蚀剂层的表面形成作为凹凸面的转印面。
即,如图15所示,底板40具备玻璃基板41以及抗蚀剂层42。抗蚀剂层42具有和与玻璃基板41接触的面相反侧的面、即转印面42s。转印面42s包括用于形成第1涂覆面23a的多个第1转印面42a、用于形成第2涂覆面23b的多个第2转印面42b、以及用于形成第3涂覆面23c的第3转印面42c。
通过转印面42s的转印形成显示体10的涂覆面23s。涂覆面23s中,通过第1转印面42a的转印形成第1涂覆面23a,通过第2转印面42b的转印形成第2涂覆面23b,通过第3转印面42c的转印形成第3涂覆面23c。
在与转印面42s对置地俯视时,各第1转印面42a以及各第2转印面42b是具有大致正方形状的矩形转印面42r,彼此相邻的矩形转印面42r的间隙被第3转印面42c填埋。
在底板40中,第1转印面42a与第3转印面42c之间的距离与第1涂覆面间距离DC1相等,第2转印面42b与第3转印面42c之间的距离与第2涂覆面间距离DC2相等。
即,第1转印面42a与第3转印面42c之间的距离设定为如下大小,通过在显示体10的形成于第1涂覆面23a之上的第1反射面21a处反射的光与在形成于第3涂覆面23c之上的第3反射面21c处反射的光的干涉,能够射出第1色彩的光。
另外,第2转印面42b与第3转印面42c之间的距离设定为如下大小,即,通过在显示体10的形成于第2涂覆面23b之上的第2反射面21b处反射的光与在形成于第3涂覆面23c之上的第3反射面21c处反射的光的干涉,能够射出第2色彩的光。
由此,转印面42s构成为,反射面21s能够射出包括第1色彩的光与第2色彩的光在内的第3色彩的光。
并且,对于利用上述方法得到的底板40,通过电铸等,能够得到具有底板40的转印面42s经过转印而成的凹凸面的金属制的压模。
如以上说明,根据显示体、物品、底板以及底板的制造方法的第1实施方式,能够得到以下列举的効果。
(1)当白色光向显示体10入射时,射出如下的光,即,具有由第1反射面间距离DR1决定的第1色彩的光、以及由第2反射面间距离DR2决定且不同于第1色彩的第2色彩。并且,由于显示体10射出包括第1色彩与第2色彩在内的第3色彩的光,因此第3色彩的光是两个色彩经过加色混合而成的颜色。因此,第3色彩与第1色彩以及第2色彩的各自相比,为色饱和度低的颜色。其结果是,由于能得到在仅具备第1反射面21a与第3反射面21c的结构以及仅具备第2反射面21b与第3反射面21c的结构中无法显示的颜色,因此能够提高显示体10显示的像的颜色的多样性。
(2)由于第1长度L1与第2长度L2彼此不同,因此各反射面占有的面积或各反射面的配置相关的设计的自由度得到提高。
(3)由于在反射面21s中,矩形面21r随机配置,因此在光从反射面21s射出的方向上不易产生偏倚。因此,与光相对于特定方向射出的结构比较,视觉辨认到从反射面21s射出的光的区域扩大。
(4)在多个矩形面21r相对于反射层的表面的整体占有的面积为50%时,能够使具有从反射层21射出的色彩的光的光量达到最大。另外,在多个矩形面21r相对于反射面21s的整体占有的面积达到15%以上时,对于观察者能够视觉辨认到具有色彩的光的程度而言足够的光量的光从反射层21射出。
(5)由于第1单位面积S1相对于第3单位面积S3之比为70%以上,因此在显示体射出的光中,具有第1色彩的光的光量起支配作用。即,在显示体10显示的像的颜色中,第1色彩起支配作用,第2色彩是修饰第1色彩的付加色。因此,无需使显示体10显示的像的颜色的色调从第1色彩的色调大幅改变,就能够控制像的颜色的色饱和度。
(6)在第3反射面间距离DR3为0.02μm以上且0.1μm以下时,第3反射面间距离DR3较小,为色调在第1色彩与第2色彩之间不大幅变化的程度。另一方面,利用第1色彩与第2色彩的混色,显示体10能够射出具有通过仅具备第1反射面21a与第3反射面21c的结构、或者仅具备第2反射面21b与第3反射面21c的结构无法实现的中间色的光。
(7)在第3反射面间距离DR3为0.2μm以上且0.45μm以下时,第3反射面间距离DR3较大,为色调在第1色彩与第2色彩与之间明显不同的程度。因此,根据上述结构,通过使色调彼此不同的两个颜色混色,显示体10能够射出具有通过仅具备第1反射面21a与第3反射面21c的结构、或者仅具备第2反射面21b与第3反射面21c的结构无法实现的中间色的光。
[第1实施方式的变形例]
此外,上述的第1实施方式能够以如下方式适当变更而加以实施。
·物品不限于IC卡,也可以是例如磁卡、无线卡以及ID(identification)卡等其他卡。或者,物品既可以是纸币以及购物券等有价证券,也可以是美术品等高级品。另外,或者,物品既可以是为了确认是真品而安装于商品的标签,也可以是为了确认是真品而收容商品的包装体或者包装体的一部分。
·在显示体中,反射层21的反射面21s也可以在上述的显示部的基础上,包括具有与显示部不同的光学功能的区域、即异功能部。并且,在异功能部,只要形成有使向反射面21s入射的光进行衍射的衍射部、防止向反射面21s入射的光的反射的防反射部、以及使向反射面21s入射的光散射的光散射部的至少一个即可。
其中,衍射部例如是参照图11之前说明的衍射光栅,利用向反射面21s入射的光的衍射,根据观察者观察显示体的条件而射出颜色相应地变为七色的光。
如图16所示,防反射部50具备以可见光的波长以下的周期排列的多个微细的凸部51,多个凸部51降低向多个凸部51入射的光的反射所带来的射出。由此,防反射部50显示黒色。
如图17所示,光散射部60例如具备多个凸部61,该多个凸部61的从与显示体的反射面21s对置的方向观察时的大小、以及显示体的厚度方向上的长度的至少一方彼此不同。多个凸部61各自的显示体的厚度方向上的长度例如为几μm以上。光散射部60利用向光散射部60入射的光的漫反射而射出具有白色的光。
根据这样的结构,能够得到以下的効果。
(8)与衍射部、防反射部50以及光散射部60的至少一个形成于反射面21s相应地,显示体上附加了射出具有特定色彩的光以外的光学功能。因此,与反射面21s仅包括显示部的结构比较,通过显示体得到的光学功能更复杂,其结果是,能够使显示体的伪造变得更难。
·只要通过第1色彩的光与第2色彩的光的混合生成第3色彩的光,第1反射面21a与第2反射面21b之间的距离既可以小于0.2μm,也可以大于0.45μm。
·只要通过第1色彩的光与第2色彩的光的混合生成第3色彩的光,第1反射面21a与第2反射面21b之间的距离可以小于0.02μm,也可以大于0.1μm。
·在构成第1显示区域12的多个显示部12p中,各显示部12p的第1单位面积S1优选为与其他剩余的显示部12p的第1单位面积S1大致相等。另一方面,第2单位面积S2相对于第3单位面积S3之比是第2反射面比率,在多个显示部12p之间,各显示部12p的第2反射面比率可以是1%以上且不足30%并且可以包括彼此不同的多个大小。此外,多个显示部12p包括第3显示部的一例以及第4显示部的一例。
根据这样的结构,能够得到以下记载的効果。
(9)由于在多个显示部12p之间,第1单位面积S1彼此大致相等,因此抑制了在多个显示部12p之间,从各显示部12p射出的光的颜色出现偏差的情况。另外,由于第1反射面比率为70%以上,因此在显示体10射出的光中,具有第1色彩的光的光量起支配作用。即,在显示体10显示的颜色中,第1色彩起支配作用,第2色彩成为修饰第1色彩的付加色。
另一方面,在多个显示部12p之间,第2反射面比率能包括从1%以上且不足30%的范围选择的多个值。因此,无需使显示体显示的像的颜色的色调从第1色彩的色调大幅改变,就能够使像的颜色的色饱和度具有多样性。
·另外,在多个显示部12p之间,在各显示部12p的第2面积比率是1%以上且不足30%、并且包括彼此不同的多个大小的情况下,也可以采用以下结构。即,在多个显示部12p中的彼此相邻的显示部12p之间,也可以采用第2反射面比率连续变化的结构。
例如,只要是多个显示部12p沿作为一个方向的列方向与相对于列方向正交的行方向双方排列的结构,也可以采用在列方向上彼此相邻的显示部12p之间按照第2反射面比率所决定的比例连续变化的结构。或者,也可以采用在行方向上彼此相邻的显示部12p之间按照第2反射面比率所决定的比例连续变化的结构。另外,或者,也可以采用在列方向上彼此相邻的显示部12p之间以及行方向上彼此相邻的显示部12p之间按照第2反射面比率所决定的比例连续变化的结构。
根据这样的结构,在第1显示区域12显示的像中,能够沿列方向以及行方向的至少一方使像的颜色的色饱和度连续变化。
·矩形面比率也可以小于15%,即使是这样的结构,由于反射面21s能够射出从第1色彩的光与第2色彩的光产生的第3色彩的光,因此也能够得到基于上述(1)的効果。
·第1反射面比率也可以小于70%,根据这样的结构,由于反射面21s能够射出从第1色彩的光与第2色彩的光生成的第3色彩的光,因此能够得到基于上述(1)的効果。
·在反射面21s中,全部的第1反射面21a占有的面积是第1反射面积,全部的矩形面21r占有的面积是矩形面积。此时,即使是多个显示部12p包括第1反射面比率不足15%的显示部12p的结构,在反射面21s中,也能够采用矩形面积相对于反射面21s的整体具有的面积为15%以上且50%以下的结构。
·即使是多个显示部12p包括具有第1反射面比率不足70%的显示部的显示部12p的结构,在反射面21s中,也能够采用第1反射面积相对于矩形面积为70%以上且不足100%的结构。
·图18与图4同样地示出与反射面21s对置地俯视时的显示部12p的平面构造。
如图18所示,在一个显示部12p中,反射面21s也可以包括多个第1反射面21a所在的第1区域R1、多个第2反射面21b所在的第2区域R2、以及多个第1反射面21a与多个第2反射面21b所在的第3区域R3。
第3区域R3是多个第1反射面21a与多个第2反射面21b并存的区域,是各第1反射面21a与至少一个第2反射面21b彼此相邻、且各第2反射面21b与至少一个第1反射面21a彼此相邻的区域。
在这样的结构中,由于第1色彩的光与第2色彩的光双方从第3区域R3射出,因此在第3区域R3中,第1色彩的光与第2色彩的光以高分辨率混合。
此外,在一个显示部12p中,第1区域R1与第2区域R2被第3区域R3隔开。但是,由于显示部12p具有在显示部12p内产生的第1色彩的光与第2色彩的光混合后能够作为第3色彩的光射出的大小,因此从显示部12p射出第3色彩的光。
·只要反射层21能够射出由第1色彩的光与第2色彩的光生成的第3色彩的光,则构成第1显示区域12的多个显示部12p也可以具有包括第1反射面21a但不包括第2反射面21b的显示部12p。或者,多个显示部12p也可以具有包括第2反射面21b但不包括第1反射面21a的显示部12p。根据这样的结构,只要包括多个显示部12p的反射层21能够射出第3色彩的光,就能够得到基于上述(1)的効果。
·如图19所示,也可以采用各第1反射面21a的第1长度L1小于各第2反射面21b的第2长度L2,并且第1反射面间距离DR1大于第2反射面间距离DR2的结构。
第1反射面间距离DR1越大,从第1反射面21a射出的光与从第3反射面21c射出的光的干涉所带来的光的波长增大,另外,第2反射面间距离DR2越大,从第2反射面21b射出的光与从第3反射面21c射出的光的干涉所带来的光的波长增大。另一方面,光所具有的波长越小,光的散射角越大。因此,根据上述结构,能够得到以下记载的効果。
(10)对散射角小的光的射出有帮助的第2反射面21b的面积大于对散射角大的光的射出有帮助的第1反射面21a的面积。因此,在与反射面21s对置地俯视时,散射角小的光射出的面积容易增大。因此,通过第1反射面21a与第3反射面21c生成的光与通过第2反射面21b与第3反射面21c生成的光容易混合。
·第1反射面21a的第1长度L1中可以包括彼此不同的多个大小,第2反射面21b的第2长度L2中也可以包括彼此不同的多个大小。即使是这样的结构,只要各第1反射面21a的第1反射面间距离DR1与其他剩余的第1反射面21a的第1反射面间距离DR1大致相等,则反射面21s能够射出具有第1色彩的光。另外,只要各第2反射面21b的第2反射面间距离DR2与其他剩余的第2反射面21b的第2反射面间距离DR2大致相等,则反射面21s能够射出具有第2色彩的光。因此,反射面21s能够射出具有第3色彩的光。
·在与反射面21s对置地俯视时,彼此相邻的一方的矩形面21r的一部分也可以与另一方的矩形面21r的一部分重叠。即使是这样的结构,由于反射面21s能够射出具有第3色彩的光,因此也能够得到基于上述(1)的効果。此外,若是这样的结构,也能够使显示部12p的第1反射面比率为大于50%的值。
·各显示部12p的第1反射面间距离DR1以及第2反射面间距离DR2也可以不与其他剩余的显示部12p的第1反射面间距离DR1以及第2反射面间距离DR2相等。
即,如图20所示,也可以是一个显示部12p1的第1反射面间距离DR1与其他显示部12p2的第1反射面间距离DR1不同,并且显示部12p1的第2反射面间距离DR2与显示部12p2的第2反射面间距离DR2彼此不同。
例如,在图20所示的例子中,显示部12p1的第1反射面间距离DR1小于显示部12p2的第1反射面间距离DR1,并且,显示部12p1的第2反射面间距离DR2小于显示部12p2的第2反射面间距离DR2。因此,从显示部12p1射出的具有第3色彩的光是与从显示部12p2射出的具有第3色彩的光不同颜色的光。
此外,在多个显示部12p中,也可以是仅一个显示部12p1的第1反射面间距离DR1与其他显示部12p2的第1反射面间距离DR1彼此不同。或者,在多个显示部12p中,也可以是仅一个显示部12p1的第2反射面间距离DR2与其他显示部12p2的第2反射面间距离DR2彼此不同。在这些结构中,从显示部12p1射出的具有第3色彩的光也是与从显示部12p2射出的具有第3色彩的光不同颜色的光。
·从各显示区域射出的光的颜色也可以与从其他剩余的显示区域射出的光的颜色彼此相同。即,可以是,各显示区域的第1反射面间距离DR1与其他剩余的显示区域的第1反射面间距离DR1彼此相等,并且,各显示区域的第2反射面间距离DR2与其他剩余的显示区域的第2反射面间距离DR2彼此相等。
或者,从各显示区域射出的光的颜色也可以与从其他剩余的显示区域射出的光的颜色彼此不同。即,也可以是,满足各显示区域的第1反射面间距离DR1与其他剩余的显示区域的第1反射面间距离DR1彼此不同、及各显示区域的第2反射面间距离DR2与其他显示区域的第2反射面间距离DR2彼此不同的情况的至少一方。
另外,或者,显示体10也可以包括多个显示区域组,各显示区域组包括至少一个显示区域。并且,各显示区域组所包含的显示区域射出一个颜色的光,另一方面,各显示区域组所包含的显示区域射出的光的颜色与其他剩余的显示区域组所包含的显示区域射出的光的颜色彼此不同。
·显示体不仅以防止上述伪造的目的使用,还可以以装饰物品的目的使用,显示体自身也可以是观察的对象。在显示体自身是观察的对象时,显示体例如能够用作玩具以及学习教材等。
[第2实施方式]
参照图21~图24,说明使本发明的显示体、物品、底板以及底板的制造方法具体化后的第2实施方式。第2实施方式与第1实施方式相比,不同点在于反射面21s所包含的多个矩形面21r的配置。因此,以下,在显示体的结构中详细说明与第1实施方式的不同之处,对与第1实施方式共通的结构,赋予与第1实施方式相同的标号而省略详细说明。
[显示体的结构]
参照图21~图23,说明显示体10的结构。
图21放大示出作为第1显示区域12的一部分的、构成第1显示区域12的多个显示部12p之一的一例。在图21中,示出与反射面21s对置地俯视时的平面构造。
如图21所示,在与反射面21s对置地俯视时,在第1显示区域12所具备的一个显示部12p中,各矩形面21r具有大致正方形状,彼此相邻的矩形面21r的间隙被第3反射面21c填埋。
在与反射面21s对置地俯视时,多个矩形面21r按照每次多个的方式处于各假想线Lv之上。即,在各假想线Lv上排列有多个矩形面21r。多个假想线Lv均沿着与X方向交差的第1延伸方向延伸,并且,多个假想线Lv沿着与第1延伸方向正交的方向即第1排列方向排列。多个假想线Lv沿第1排列方向配置,以抑制肉眼能够察觉的衍射光的射出。
在多个假想线Lv的一部分,位于各假想线Lv之上的全部的矩形面21r是第1反射面21a。在多个假想线Lv的剩余的部分,位于各假想线Lv之上的多个矩形面21r包括第1反射面21a与第2反射面21b。
此外,多个假想线Lv也可以包括位于各假想线之上的全部的矩形面21r是第2反射面21b的假想线Lv。另外,也可以是,多个假想线Lv不包括第1反射面21a与第2反射面21b所在的假想线Lv。即,也可以在各假想线Lv之上,仅存在多个第1反射面21a或者多个第2反射面21b。
然而,优选为,在基于第1反射面间距离DR1射出的第1色彩的光与基于第2反射面间距离DR2射出的第2色彩的光容易混合的基础上,多个假想线Lv包括第1反射面21a与第2反射面21b所在的假想线Lv。
在多个假想线Lv中,作为第1排列方向上彼此相邻的两个假想线Lv的距离的假想线间距离DL1相对于假想线Lv的排列顺序不规则地变化。换言之,多个假想线Lv在第1排列方向上随机配置,这些多个假想线Lv彼此平行。即,在与反射面21s对置地俯视中,在与多个假想线Lv交差的直线Ls上,假想线间距离DL1包括彼此不同的大小,相对于假想线Lv的排列顺序不规则地变化。
在多个假想线Lv中,假想线间距离DL1例如优选为0.3μm以上且2μm以下。假想线间距离DL1越小,在与假想线Lv延伸的方向正交的方向上光射出的角度的范围越大。因此,显示体10的观察者能够观察到射出的光的区域扩大。另一方面,假想线间距离DL1越大,在与假想线Lv延伸的方向正交的方向上光射出的角度的范围越小。因此,显示体10的观察者能够观察到射出的光的区域变小。
在各假想线Lv上,多个矩形面21r随机排列。即,在沿一个假想线Lv配置的多个矩形面21r中,彼此相邻的矩形面21r之间的距离不是恒定的值。多个矩形面21r在各假想线Lv上随机排列的结构对于抑制衍射光基于多个矩形面21r的排列周期而沿假想线Lv延伸的方向射出的方面是优选的。
此外,在本实施方式中,在各假想线Lv与其他剩余的假想线Lv之间,多个矩形面21r相对于假想线Lv的位置也彼此不同。但是,只要在各假想线Lv上,多个矩形面21r随机排列,则也可以是,在各假想线Lv与其他剩余的假想线Lv之间,多个矩形面21r相对于假想线Lv的位置彼此相同。
另外,也可以是,在各假想线Lv上多个矩形面21r规则地排列。即,多个矩形面21r也可以按确定的周期排列。即使是这样的结构,显示部12p也能够射出基于第1反射面间距离DR1的第1色彩的光与基于第2反射面间距离DR2的第2色彩的光混合而成的第3色彩的光。
由于在各假想线Lv上配置有多个矩形面21r,沿一个假想线Lv配置的多个矩形面21r如使用拉丝加工形成在金属层等的表面上的构造体那样发挥作用。因此,显示部12p在与假想线Lv延伸的方向正交的方向上射出光,另一方面,在假想线Lv延伸的方向上几乎不射出具有色彩的光。
即,沿一个假想线Lv排列的矩形面21r与将假想线Lv上彼此相邻的矩形面21r之间填埋的第3反射面21c,发挥与作为沿假想线Lv延伸的一个面的虚拟面21d同样的功能。因此,由虚拟面21d与彼此相邻的虚拟面21d之间的第3反射面21c生成的第3色彩的光沿与假想线Lv正交的方向射出。
换言之,在显示部12p中,光从显示部12p射出的方向中的、与射出光的光量最大的方向正交的方向是假想线Lv延伸的方向。因此,显示部12p中假想线Lv延伸的方向能够通过光从显示部12p射出的方向确定。
与此相对,图22示出使用普通拉丝加工形成在金属层的表面的构造体HL。如图22所示,在拉丝加工后的金属层上形成具有沿Y方向延伸的多个直线形状的构造体,多个构造体沿着与Y方向交差的方向以不规则的间隔配置。另外,多个构造体的高度包括彼此不同的大小。因此,通过拉丝加工形成的构造体不具有使特定波长的光的衍射効率降低的作用。因此,当白色光向拉丝加工后的金属层入射时,金属层将白色的散射光沿着与Y方向正交的方向即X方向射出。
图23放大示出第1显示区域12、第2显示区域13以及第3显示区域14各自的一部分,即各显示区域所包含的一个显示部的一例。在图23中,为了方便说明,各显示区域的显示部沿一个方向排列而示出。
另外,图23中示出从与反射面21s对置的方向观察时的平面构造。并且,在图23中,与图21同样,为了方便图示,省略了反射层21的图示,但以下为了方便说明,将涂覆面23s作为反射面21s进行说明。
如图23所示,在与反射面21s对置地俯视时,第1显示区域12的显示部12p包括多个假想线Lv,各假想线沿X方向延伸,多个假想线Lv沿Y方向随机排列。
多个矩形面21r在各假想线Lv上排列,在各假想线Lv上,多个矩形面21r随机排列。此外,也可以是在各假想线Lv上,多个矩形面21r以确定的周期排列。
在与反射面21s对置地俯视时,第2显示区域13的显示部13p与第1显示区域12的显示部12p同样包括多个假想线Lv。多个假想线Lv均沿着与X方向交差的方向即第2延伸方向延伸,在显示部13p中,作为假想线Lv延伸的方向的方位角方向与第1显示区域12的显示部12p不同。多个假想线Lv沿与第2延伸方向正交的第2排列方向随机排列。
多个矩形面21r沿着各假想线Lv排列,在各假想线Lv上,多个矩形面21r随机排列。此外,也可以是在各假想线Lv上,多个矩形面21r以确定的周期排列。
在与反射面21s对置地俯视时,第3显示区域14的显示部14p与第1显示区域12的显示部12p同样包括多个假想线Lv。多个假想线Lv均沿着作为与X方向交差的方向的第3延伸方向延伸,X方向与第3延伸方向形成的角度大于X方向与第2延伸方向形成的角度。在显示部14p中,作为假想线Lv延伸的方向的方位角方向与第1显示区域12的方位角方向以及第2显示区域13的方位角方向均不同。此外,X方向与第3延伸方向形成的角度可以小于X方向与第2延伸方向形成的角度。多个假想线Lv沿着作为与第3延伸方向正交的方向的第3排列方向随机地排列。
多个矩形面21r沿各假想线Lv排列,在各假想线Lv上,多个矩形面21r随机排列。此外,也可以是在各假想线Lv上,多个矩形面21r以确定的周期排列。
在第1显示区域12、第2显示区域13以及第3显示区域14之间,假想线Lv延伸的方向彼此不同。因此,从第1显示区域12、第2显示区域13以及第3显示区域14分别射出具有彼此不同的指向性的光。
此外,在第1显示区域12、第2显示区域13以及第3显示区域14之间,假想线Lv延伸的方向彼此不同,但也可以是假想线Lv延伸的方向在三个显示区域中的至少两个显示区域之间彼此相同。
各显示区域的第1反射面间距离DR1与其他剩余的显示区域的第1反射面间距离DR1彼此相等,并且,各显示区域的第2反射面间距离DR2与其他剩余的显示区域的第2反射面间距离DR2彼此相等。因此,从第1显示区域12射出的光的颜色、从第2显示区域13射出的光的颜色以及从第3显示区域14射出的光的颜色是具有彼此相同的色彩的光。
[显示体的作用]
参照图24说明显示体10的作用。此外,图24示出包括多个第1反射面21a、多个第2反射面21b以及第3反射面21c在内的显示部12p的一例中的立体构造。
另外,在图24中,为了方便图示,将反射层21作为构造体而示出,该构造体由具备第1反射面21a作为顶面的多个第1凸部、具备第2反射面21b作为顶面的多个第2凸部、以及具备第3反射面21c作为多个第1凸部与多个第2凸部所在的一个面的层构成。
此外,以下为了方便说明,与上述的第1实施方式同样,将朝向反射面21s放射的具有白色的照明光IL所含的成分限定为红色光、绿色光以及蓝色光,但实际上,照明光IL包含这些色彩的光以外的成分。
如图24所示,在光源LS放射的照明光IL向反射面21s入射时,例如,与第1实施方式同样,与第1反射面间距离DR1相应地,从反射面21s射出具有460nm的波长的第1蓝色光DLb1以及具有540nm的波长的第1绿色光DLg1。因此,从反射面21s射出的光包括具有作为第1色彩的蓝绿色的光。
另外,在光源LS放射的照明光IL向反射面21s入射时,例如,与第1实施方式同样,与第2反射面间距离DR2相应地,从反射面射出具有510nm的波长的第2蓝色光DLb2与具有590nm的波长的第2绿色光DLg2。因此,从反射面21s射出的光包括具有与第1色彩不同的第2色彩、即与第1色彩相比偏绿色的蓝绿色的光。
在反射面21s中,多个矩形面21r在沿第1延伸方向延伸的假想线Lv之上排列。因此,在各假想线Lv上,多个矩形面21r与位于彼此相邻的矩形面21r之间的第3反射面21c作为一个虚拟面21d而发挥功能。因此,由于采用沿第1排列方向排列的虚拟面21d与位于两个虚拟面21d之间的第3反射面21c形成的构造,因此,从反射面21s射出的光在与虚拟面21d延伸的方向即第1延伸方向正交的第1排列方向上射出。
其结果是,从反射面21s射出的第1蓝色光DLb1、第1绿色光DLg1、第2蓝色光DLb2以及第2绿色光DLg2均向位于反射面21s之上的平面即第1排列方向与Z方向所规定的平面射出。
如此,根据多个矩形面21r沿各假想线Lv排列的结构,第3色彩的光射出的方向被赋予指向性,指向在与反射面21s对置地俯视时朝向与假想线Lv延伸的方向基本正交的方向。因此,显示体10与射出具有特定色彩的光并且将光等向地射出的结构比较,能够显示动态变化的像。
如以上说明,根据显示体、物品、底板以及底板的制造方法的第2实施方式,在上述的(1)、(2)以及(4)~(7)的効果的基础上,能够得到以下记载的効果。
(11)由于多个矩形面21r在各假想线Lv的每一个上排列,因此,各假想线Lv上的多个矩形面21r与在对置于反射面21s的俯视中第3反射面21c中的位于彼此相邻的矩形面21r之间的部分能够视为形成一个虚拟面21d。由此,利用在假想线Lv上排列的矩形面21r与位于假想线间的第3反射面21c之间的反射光的干涉而生成彩色的光,彩色的光射出的方向被赋予指向性,指向在与反射层的表面对置地俯视时朝向与假想线延伸的方向基本正交的方向。因此,与显示体10射出具有特定色彩的光并且将光等向地射出的结构比较,能够显示动态变化的像。
[第2实施方式的变形例]
此外,上述的第2实施方式也能够通过以如下方式适当变更而加以实施。
·对于第1显示区域12所含的多个显示部12p的全部,假想线Lv延伸的方向也可以彼此不相等。即,在参照图23之前说明过的结构中,在第1显示区域12、第2显示区域13以及第3显示区域14之间,假想线Lv延伸的方向彼此不同,但也可以是,各显示区域可以包括多个显示部,该多个显示部在各显示部之间各显示部所含的多个假想线Lv延伸的方向彼此不同。
更详细而言,在各显示区域所含的多个显示部中,各显示部所含的多个假想线Lv彼此平行。并且,优选为在相邻的两个显示部之间,作为第1显示部的一例的一方的显示部的假想线Lv延伸的方向、与作为第2显示部的一例的另一方的显示部的假想线Lv延伸的方向所形成的角度即假想线间角为10°以下。
根据这样的结构,能够获得以下记载的効果。
(12)在彼此相邻的两个显示部之间,假想线间角抑制为10°以下。因此,随着各假想线延伸的方向与观察者的视线的方向所形成的角度变化,在彼此相邻的两个显示部之间,亮度连续变化。
·在显示部12p中,多个假想线Lv也可以从显示部12p中设定的一个起点部呈放射状延伸。在起点部是1点、各假想线Lv的起点与其他剩余的假想线Lv的起点一致时,多个假想线Lv能够形成扇形状以及圆形状中的任一方。在这样的结构中,与上述的第2实施方式同样,在与多个假想线Lv交差的直线上,假想线间距离包括彼此不同的大小。此外,多个假想线Lv中的、彼此相邻的两个假想线Lv所形成的角度例如设定为10°以下,优选为几度。
根据这样的结构,随着各假想线Lv延伸的方向与观察者的视线的方向所形成的角度变化,显示部12p中作为亮度相对高的部分被识别的部分与作为亮度相对低的部分被识别的部分连续地变化。
·在多个假想线Lv从起点部呈放射状延伸的结构中,一个起点部也可以是具有一定面积的区域,在该情况下,也可以是多个假想线Lv共有起点部,另一方面,多个假想线Lv的起点不一致。在这样的结构中,多个假想线Lv在一个显示体中既可以形成圆环形状,也可以形成圆弧形状。
·对于多个显示部12p也可以是,多个矩形面21r包括在显示部12p内随机配置的显示部、包括多个假想线Lv且各假想线Lv与其他剩余的假想线Lv彼此平行的显示部、以及包括呈放射状延伸的多个假想线Lv的显示部中的至少两个。
·从各显示区域射出的光的颜色也可以与从其他剩余的显示区域射出的光的颜色彼此不同。即,也可以满足各显示区域的第1反射面间距离DR1与其他剩余的显示区域的第1反射面间距离DR1彼此不同的情况、以及各显示区域的第2反射面间距离DR2与其他剩余的显示区域的第2反射面间距离DR2彼此不同的情况中的至少一方。
或者,显示体10也可以包括多个显示区域组,各显示区域组包括至少一个显示区域。并且,各显示区域组所含的显示区域射出一个颜色的光,另一方面,各显示区域组所含的显示区域射出的光的颜色也可以与其他剩余的显示区域组所含的显示区域所射出的光的颜色彼此不同。
Claims (13)
1.一种显示体,其特征在于,
具备:
基材,具备涂覆面;以及
反射层,覆盖所述涂覆面的至少一部分,
所述反射层的表面包括多个第1反射面、多个第2反射面以及第3反射面,
各所述第1反射面与各所述第2反射面是在与所述反射层的表面对置地俯视时具有正方形状的矩形面,彼此相邻的所述矩形面的间隙被所述第3反射面填埋,并且,
在所述基材的厚度方向上,所述第1反射面与所述第3反射面之间的距离是如下距离,即:通过在所述第1反射面上所反射的光与在所述第3反射面上所反射的光的干涉而使所述反射层的表面射出第1色彩的光的距离,并且,
在所述基材的厚度方向上,所述第2反射面与所述第3反射面之间的距离是如下距离,即:通过在所述第2反射面上所反射的光与在所述第3反射面上所反射的光的干涉而使所述反射层的表面射出与所述第1色彩不同的第2色彩的光的距离,并且,
所述反射层的表面射出包括所述第1色彩的光和所述第2色彩的光在内的第3色彩的光,
在与所述反射层的表面对置地俯视时,所述第1反射面的一边的长度是第1长度,各所述第1反射面所具有的所述第1长度与其他剩余的所述第1反射面所具有的所述第1长度彼此相等,
在与所述反射层的表面对置地俯视时,所述第2反射面的一边的长度是第2长度,各所述第2反射面所具有的所述第2长度与其他剩余的所述第2反射面所具有的所述第2长度彼此相等,在所述基材的厚度方向上,所述第1反射面与所述第3反射面之间的距离大于所述第2反射面与所述第3反射面之间的距离,
所述第1长度小于所述第2长度。
2.根据权利要求1所述的显示体,其特征在于,
在与所述反射层的表面对置地俯视时,各所述矩形面与其他剩余的所述矩形面分离,并且,多个所述矩形面在所述反射层的表面中随机配置。
3.根据权利要求1或2所述的显示体,其特征在于,
在与所述反射层的表面对置地俯视时,各所述矩形面与其他剩余的所述矩形面分离,并且,多个所述矩形面沿多个假想线的每个假想线多个多个地排列,
在与所述多个假想线交叉的直线上,彼此相邻的所述假想线之间的距离包括彼此不同的大小。
4.根据权利要求3所述的显示体,其特征在于,
所述反射层的表面包括:
第1显示部,包括多个所述第1反射面以及多个所述第2反射面;以及
第2显示部,包括多个所述第1反射面以及多个所述第2反射面,
在所述第1显示部以及所述第2显示部中分别设定多个所述假想线,并且,所述第1显示部中的多个假想线相互平行,所述第2显示部中的多个假想线相互平行,
所述第1显示部的所述假想线延伸的方向是第1方向,
所述第2显示部的所述假想线延伸的方向是与所述第1方向不同的第2方向,
所述第1方向与所述第2方向所形成的角度为10°以下。
5.根据权利要求1所述的显示体,其特征在于,
在与所述反射层的表面对置地俯视时,
所述反射层的表面包括:
第1区域,该第1区域是至少一个所述第1反射面所在的区域;
第2区域,该第2区域是至少一个所述第2反射面所在的区域;以及
第3区域,该第3区域是至少一个所述第1反射面与至少一个所述第2反射面所在的区域。
6.根据权利要求1所述的显示体,其特征在于,
在所述反射层的表面中,全部的所述第1反射面所占有的面积是第1反射面积,
在所述反射层的表面中,全部的所述矩形面所占有的面积是矩形面积,
所述矩形面积相对于所述反射层的表面的整体所具有的面积为15%以上且50%以下,
所述第1反射面积相对于所述矩形面积为70%以上且不足100%。
7.根据权利要求1所述的显示体,其特征在于,
所述反射层的表面具备:
第3显示部,包括多个所述第1反射面、多个所述第2反射面以及所述第3反射面;以及
第4显示部,包括多个所述第1反射面、多个所述第2反射面以及所述第3反射面,
在所述第3显示部与所述第4显示部各自中,全部的所述第1反射面所占有的面积是第1单位面积,全部的所述第2反射面所占有的面积是第2单位面积,全部的所述矩形面所占有的面积是第3单位面积,所述第2单位面积相对于所述第3单位面积的百分率是第2反射面比率,
所述第3显示部的所述第1单位面积与所述第4显示部的所述第1单位面积彼此相等,
所述第3显示部的所述第2反射面比率与所述第4显示部的所述第2反射面比率包含在1%以上且不足30%的范围中。
8.根据权利要求1所述的显示体,其特征在于,
在所述基材的厚度方向上,所述第1反射面与所述第2反射面之间的距离为0.02μm以上且0.1μm以下。
9.根据权利要求1所述的显示体,其特征在于,
在所述基材的厚度方向上,所述第1反射面与所述第2反射面之间的距离为0.2μm以上且0.45μm以下。
10.根据权利要求1所述的显示体,其特征在于,
在所述反射层的表面上,形成有使向所述反射层的表面入射的光进行衍射的衍射部、防止向所述反射层的表面入射的光的反射的防反射部、以及使向所述反射层的表面入射的光进行散射的光散射部中的至少一方。
11.一种物品,其特征在于,
具备:
显示体;以及
支承部,支承所述显示体,
所述显示体是权利要求1~10中任一项所述的显示体。
12.一种底板,用于显示体的制造,该显示体具有涂覆面以及覆盖所述涂覆面的反射层,所述涂覆面包括多个第1涂覆面、多个第2涂覆面以及第3涂覆面,其特征在于,
所述底板具备:
基板,具有一个面;以及
抗蚀剂层,形成于所述基板的所述面,具有转印面,该转印面是与接触于所述基板的面相反侧的面,
所述转印面包括用于形成所述第1涂覆面的多个第1转印面、用于形成所述第2涂覆面的多个第2转印面、以及用于形成所述第3涂覆面的第3转印面,
各所述第1转印面以及各所述第2转印面是在与所述转印面对置地俯视时具有正方形状的矩形转印面,彼此相邻的所述矩形转印面的间隙被所述第3转印面填埋,并且,
在所述基板的厚度方向上,所述第1转印面与所述第3转印面之间的距离设定为如下大小,即:通过在所述反射层的表面中的形成于所述第1涂覆面之上的部分所反射的光与形成于所述第3涂覆面之上的部分所反射的光的干涉而使所述反射层的表面能够射出第1色彩的光,并且,
在所述基板的厚度方向上,所述第2转印面与所述第3转印面之间的距离设定为如下大小,即:通过在所述反射层的表面中的形成于所述第2涂覆面之上的部分所反射的光与形成于所述第3涂覆面之上的部分所反射的光的干涉而使所述反射层的表面能够射出与所述第1色彩不同的第2色彩的光,并且,
所述转印面构成为,所述反射层的表面能够射出包括所述第1色彩的光和所述第2色彩的光在内的第3色彩的光,
在与所述转印面对置地俯视时,所述第1转印面的一边的长度是第1长度,各所述第1转印面所具有的所述第1长度与其他剩余的所述第1转印面所具有的所述第1长度彼此相等,
在与所述转印面对置地俯视时,所述第2转印面的一边的长度是第2长度,各所述第2转印面所具有的所述第2长度与其他剩余的所述第2转印面所具有的所述第2长度彼此相等,
在所述基板的厚度方向上,所述第1转印面与所述第3转印面之间的距离大于所述第2转印面与所述第3转印面之间的距离,
所述第1长度小于所述第2长度。
13.一种底板的制造方法,该底板用于显示体的制造,该显示体具有涂覆面以及覆盖所述涂覆面的反射层,所述涂覆面包括多个第1涂覆面、多个第2涂覆面以及第3涂覆面,其特征在于,
包括以下工序:
在基板的一个面形成抗蚀剂层的工序;
对所述抗蚀剂层进行曝光的工序;以及
使曝光后的所述抗蚀剂层显像,在所述抗蚀剂层形成转印面的工序,
在进行所述曝光的工序中对所述抗蚀剂层进行曝光,
以使得:
显像后的所述转印面包括用于形成所述第1涂覆面的多个第1转印面、用于形成所述第2涂覆面的多个第2转印面、以及用于形成所述第3涂覆面的第3转印面,各所述第1转印面以及各所述第2转印面是在与所述转印面对置地俯视时具有正方形状的矩形转印面,彼此相邻的所述矩形转印面的间隙被所述第3转印面填埋,并且,
在所述基板的厚度方向上,所述第1转印面与所述第3转印面之间的距离设定为如下大小,即:通过在所述反射层的表面中的形成于所述第1涂覆面之上的部分所反射的光与形成于所述第3涂覆面之上的部分所反射的光的干涉而使所述反射层的表面能够射出第1色彩的光,并且,
在所述基板的厚度方向上,所述第2转印面与所述第3转印面之间的距离设定为如下大小,即:通过在所述反射层的表面中的形成于所述第2涂覆面之上的部分所反射的光与形成于所述第3涂覆面之上的部分所反射的光的干涉而使所述反射层的表面能够射出与所述第1色彩不同的第2色彩的光,并且,
所述转印面构成为,所述反射层的表面能够射出包括所述第1色彩的光与所述第2色彩的光在内的第3色彩的光,
在与所述转印面对置地俯视时,所述第1转印面的一边的长度是第1长度,各所述第1转印面所具有的所述第1长度与其他剩余的所述第1转印面所具有的所述第1长度彼此相等,
在与所述转印面对置地俯视时,所述第2转印面的一边的长度是第2长度,各所述第2转印面所具有的所述第2长度与其他剩余的所述第2转印面所具有的所述第2长度彼此相等,
在所述基板的厚度方向上,所述第1转印面与所述第3转印面之间的距离大于所述第2转印面与所述第3转印面之间的距离,
所述第1长度小于所述第2长度。
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