CN109328314A - 光学装置、显示体、带显示体的装置、滤光镜、以及光学装置的制造方法 - Google Patents

光学装置、显示体、带显示体的装置、滤光镜、以及光学装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种光学装置，具备：具有基准面的支持部；以及具备多个周期要素并作为电介质的周期结构体，其中所述多个周期要素在基准面上排列为具有亚波长周期的二维点阵状，并且是从基准面突出的凸部以及从基准面凹陷的凹部中的任一者。进一步地，光学装置具备位于周期结构体的表面、且具有跟随周期结构体的表面形状的形状的金属层，其中该周期结构体的表面是包括所述周期要素的表面以及基准面当中的包围周期要素的区域的面。

Description

光学装置、显示体、带显示体的装置、滤光镜、以及光学装置的 制造方法
技术领域
本发明涉及光学装置、显示体、带显示体的装置、滤光镜、以及光学装置的制造方法。
背景技术
光学装置是利用诸如光的反射、吸收、干涉和衍射之类的光学现象的装置。作为光学装置的一个例子的显示体，其通过利用由衍射光栅或多层膜所引起的光的干涉等，从而将与印刷品不同的视觉效果施加到显示体所示出的图像上(例如参照专利文献1)。通过在物品上具备显示体，提高了物品的伪造难度及设计性。光学装置的其他例子包括显示装置或摄像元件等所具备的滤光镜(例如参照专利文献2)。滤光镜将入射光当中的部分波长区域的光发射出去。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5124272号说明书
专利文献2：日本特开2014-098780号公报
发明内容
发明所要解决的课题
选择性地透过或反射特定波长区域的光的光学装置被用作形成不同于白色或黑色的有色图像的显示体、或滤光镜。为了提高这种光学装置的通用性，优选的是，在光学装置中所透过或反射的波长区域的调整自由度较高。
本发明的目的在于提供一种能够提高所透过或反射的波长范围的调整自由度的光学装置、显示体、带显示体的装置、滤光镜、以及光学装置的制造方法。
用于解决课题的手段
解决上述课题的光学装置具备：具有基准面的支持部；具备多个周期要素并作为电介质的周期结构体，其中所述多个周期要素在所述基准面上被排列为具有亚波长周期的二维点阵状，并且是从所述基准面突出的凸部以及从所述基准面凹陷的凹部中的任一者；以及位于所述周期结构体的表面、且具有跟随所述周期结构体的表面形状的形状的金属层，其中所述周期结构体的表面是包括所述基准面当中的包围所述周期要素的区域以及所述周期要素的表面的面。
解决上述课题的显示体是具有所述光学装置的构成的显示体。
解决上述课题的带显示体的装置具备所述显示体。
解决上述课题的滤光镜是具有上述光学装置的构成的滤光镜。
根据上述构成，由于光学装置具备具有由金属和电介质构成的亚波长周期的光栅结构的层，因而当对光学装置照射光时，在具有上述光栅结构的层中产生等离子共振。被等离子共振消耗的波长区域的光不会被光学装置反射，受到了等离子共振作用的特定波长区域的光透过光学装置而从光学装置射出。结果是，特定波长区域的光作为反射光或透射光而从光学装置射出。然后，由于上述透射光或反射光的波长区域由多个因素决定，该多个因素包括各个周期要素的位置和大小、以及位置由各个周期要素所确定的金属层，因此，能够提高由光学装置所透过或反射的波长区域的调整自由度。
解决上述课题的光学装置的制造方法包括：通过将凹版所具有的凹凸转印至涂布于基材表面上的树脂以形成周期结构体的第1步骤，其中从与所述基材的表面相对的方向来看，作为凸部或凹部的周期要素位于具有亚波长周期的二维点阵状中；以及在所述周期结构体上形成金属层的第2步骤，其中所述金属层具有跟随所述周期结构体的表面形状的形状。
根据上述制造方法，能够提高在光学装置中所透过或反射的波长区域的调整自由度。另外，能够容易且适宜地形成具有微细凹凸的周期结构体。
发明的效果
根据本发明，能够提高在光学装置中所透过或反射的波长区域的调整自由度。
附图简要说明
[图1]示出了显示体的第1实施方式的平面结构的平面图。
[图2]将第1实施方式的显示体中的第1显示区域的平面结构放大并示出的放大图。
[图3]是示出了第1实施方式的第1显示区域的截面结构的图，即图2的X3-X3线截面图。
[图4]是示出了第1实施方式的第1显示区域的截面结构的图，即图2的X4-X4线截面图。
[图5]是示出了第1实施方式的第2显示区域的截面结构的图，即图1的X5-X5线截面图。
[图6]示出了第1实施方式的第1显示区域的截面结构的其他例子的截面图。
[图7]通过表面侧的反射观察及背面侧的透射观察来表示第1实施方式的显示体的工作的工作图。
[图8]通过背面侧的反射观察及表面侧的透射观察来表示第1实施方式的显示体的工作的工作图。
[图9]将第1实施方式的第1显示区域中的截面结构的一部分的一个例子放大并示出的截面图。
[图10]将第1实施方式的变形例的第1显示区域中的截面结构的一部分放大并示出的截面图。
[图11]将第1实施方式的变形例的第2显示区域中的截面结构的一部分放大并示出的截面图。
[图12]将第1实施方式的变形例的第1显示区域中的截面结构的一部分放大并示出的截面图。
[图13]示出了显示体的第2实施方式中的第1显示区域的截面结构的截面图。
[图14]示出了第2实施方式的第1显示区域的截面结构的截面图。
[图15]通过表面侧的反射观察及背面侧的透射观察来表示第2实施方式的显示体的工作的工作图。
[图16]示出了第2实施方式的带显示体的装置的构成的图。
[图17]将第2实施方式的变形例的第1显示区域中的截面结构的一部分放大并示出的截面图。
[图18]将第2实施方式的变形例的第1显示区域中的截面结构的一部分放大并示出的截面图。
[图19]示出了显示体的第3实施方式中的平面结构的平面图。
[图20]示出了第3实施方式的显示体的显示区域中的截面结构以及凹凸结构层的平面结构的图。
[图21]示出了第3实施方式的显示体的辅助区域中的截面结构的截面图。
[图22]通过表面侧的反射观察来表示第3实施方式中的第1应用方式的显示体的工作的工作图。
[图23]通过表面侧的反射观察及背面侧的透射观察来表示第3实施方式中的第2应用方式的显示体的工作的工作图。
[图24]通过表面侧的透射观察及背面侧的反射观察来表示第3实施方式中的第2应用方式的显示体的工作的工作图。
[图25]示出了具备第3实施方式中的第2应用方式的显示体的物品的一个例子的图。
[图26]示意性地示出了第3实施方式中的第3应用方式的带显示体的装置的构成的图。
[图27]示出了第3实施方式中的第3应用方式的带显示体的装置所具备的显示体的平面结构的一个例子的平面图。
[图28]示出了第3实施方式中的第3应用方式的带显示体的装置的工作的工作图。
[图29]示意性地示出了第3实施方式中的第4应用方式的带显示体的装置的构成的图。
[图30]示出了第3实施方式中的第4应用方式的带显示体的装置的平面结构的一个例子的平面图。
[图31]示出了第3实施方式中的第4应用方式的带显示体的装置的工作的工作图。
[图32]示出了显示体的第4实施方式中的平面结构的平面图。
[图33]示出了第4实施方式中的显示体的截面结构以及凹凸结构层的平面结构的图。
[图34]通过表面侧的反射观察及背面侧的透射观察来表示第4实施方式的显示体的工作的工作图。
[图35]通过表面侧的透射观察及背面侧的反射观察来表示第4实施方式的显示体的工作的工作图。
[图36]示出了第4实施方式中的显示体的截面结构的其他例子的截面图。
[图37]示出了第4实施方式中的显示体的截面结构的其他例子的截面图。
[图38]示出了第4实施方式的显示体的第2像素中的凸部配置的其他例子的平面图。
[图39]示出了第4实施方式中的显示体的截面结构的其他例子的截面图。
[图40]示出了显示体的第5实施方式的一个方式中的平面结构的平面图。
[图41A]是示出了第5实施方式的显示体的工作的图，其中示出了显示体的一个方式中所看到的图像变化过程的一部分。
[图41B]是示出了第5实施方式的显示体的工作的图，其中示出了显示体的一个方式中所看到的图像变化过程的一部分。
[图42]示出了显示体的第5实施方式的一个方式中的平面结构的平面图。
[图43]示出了凸部的周期与入射角及衍射角的关系的图。
[图44](a)及(b)为示出了观察者对显示体的观察角度的变化的图。
[图45A]是示出了第5实施方式的显示体的工作的图，其中示出了显示体的一个方式中所看到的图像变化过程的一部分。
[图45B]是示出了第5实施方式的显示体的工作的图，其中示出了显示体的一个方式中所看到的图像变化过程的一部分。
[图45C]是示出了第5实施方式的显示体的工作的图，其中示出了显示体的一个方式中所看到的图像变化过程的一部分。
[图45D]是示出了第5实施方式的显示体的工作的图，其中示出了显示体的一个方式中所看到的图像变化过程的一部分。
[图46]示出了显示体的第6实施方式中的平面结构的平面图。
[图47]将第6实施方式的第1显示区域的平面结构放大并示出的放大图。
[图48]是示出了第6实施方式的第1显示区域的截面结构的图，即图47的X48-X48线截面图。
[图49]是示出了第6实施方式的第1显示区域的截面结构的图，即图47的X49-X49线截面图。
[图50]是示出了第6实施方式的第2显示区域的截面结构的图，即图46的X50-X50线截面图。
[图51]通过表面侧的反射观察及背面侧的透射观察来表示第6实施方式的显示体的工作的工作图。
[图52]通过背面侧的反射观察及表面侧的透射观察来表示第6实施方式的显示体的工作的工作图。
[图53]将第6实施方式的第1显示区域中的截面结构的一部分的一个例子放大并示出的截面图。
[图54]将第6实施方式的变形例的第1显示区域的平面结构放大并示出的放大图。
[图55]将第6实施方式的变形例的第1显示区域的平面结构放大并示出的放大图。
[图56A]示出了显示体的第7实施方式中的凹凸结构层的平面结构的平面图。
[图56B]是示出了第7实施方式的凹凸结构层的截面结构的图，即图56A的X56B-X56B线截面图。
[图56C]示出了第7实施方式的显示体的截面结构的截面图。
[图57A]示出了具有多个结构周期的第7实施方式的凹凸结构层的一个例子的平面图。
[图57B]示出了具有多个结构周期的第7实施方式的凹凸结构层的一个例子的平面图。
[图58A]示出了第7实施方式的凹凸结构层所具有的凸部的形状的一个例子的截面图。
[图58B]示出了第7实施方式的凹凸结构层所具有的凸部的形状的一个例子的截面图。
[图58C]示出了第7实施方式的凹凸结构层所具有的凸部的形状的一个例子的截面图。
[图58D]示出了第7实施方式的凹凸结构层所具有的凸部的形状的一个例子的截面图。
[图59A]示出了第7实施方式的变形例中的凹凸结构层的平面结构的平面图。
[图59B]示出了第7实施方式的变形例中的凹凸结构层的截面结构的图，即图59A的X59B-X59B线截面图。
[图59C]示出了第7实施方式的变形例的显示体的截面结构的截面图。
[图60A]示出了第7实施方式的变形例的凹凸结构层所具有的凸部的形状的一个例子的截面图。
[图60B]示出了第7实施方式的变形例的凹凸结构层所具有的凸部的形状的一个例子的截面图。
[图60C]示出了第7实施方式的变形例的凹凸结构层所具有的凸部的形状的一个例子的截面图。
[图60D]示出了第7实施方式的变形例的凹凸结构层所具有的凸部的形状的一个例子的截面图。
[图61A]示出了显示体的第8实施方式中的凹凸结构层的平面结构的平面图。
[图61B]示出了第8实施方式的凹凸结构层的截面结构的图，即图61A的X61B-X61B线截面图。
[图61C]示出了第8实施方式的显示体的截面结构的截面图。
[图62A]示出了第8实施方式的凹凸结构层所具有的凹部的形状的一个例子的截面图。
[图62B]示出了第8实施方式的凹凸结构层所具有的凹部的形状的一个例子的截面图。
[图62C]示出了第8实施方式的凹凸结构层所具有的凹部的形状的一个例子的截面图。
[图62D]示出了第8实施方式的凹凸结构层所具有的凹部的形状的一个例子的截面图。
[图63A]示出了第8实施方式的变形例中的凹凸结构层的平面结构的平面图。
[图63B]示出了第8实施方式的变形例中的凹凸结构层的截面结构的图，即图63A的X63B-X63B线截面图。
[图63C]示出了第8实施方式的变形例的显示体的截面结构的截面图。
[图64]示出了第9实施方式的显示装置中的平面结构的平面图。
[图65]将第9实施方式的滤色镜所具备的子像素的平面结构放大并示出的放大图。
[图66]示出了第9实施方式的子像素的截面结构的图，即图65的X66-X66线截面图。
[图67]示出了第9实施方式的子像素的截面结构的图，即图65的X67-X67线截面图。
[图68]示出了第9实施方式的子像素的截面结构的其他例子的截面图。
[图69]示出了在光源装置未亮灯时第9实施方式的滤色镜的工作的工作图。
[图70]示出了在光源装置亮灯时第9实施方式的滤色镜的工作的工作图。
[图71]将第9实施方式的子像素中的截面结构的一部分的一个例子放大并示出的截面图。
[图72]将第9实施方式的变形例的子像素中的截面结构的一部分放大并示出的截面图。
[图73]将第9实施方式的变形例的子像素中的截面结构的一部分放大并示出的截面图。
[图74]示出了适用于第9实施方式的构成的摄像元件的构成的图。
[图75]示出了第10实施方式中的滤色镜中的子像素的截面结构的截面图。
[图76]示出了第10实施方式的子像素的截面结构的截面图。
[图77]示出了在光源装置未亮灯时第10实施方式的滤色镜的工作的工作图。
[图78]示出了在光源装置亮灯时第10实施方式的滤色镜的工作的工作图。
[图79]示出了将第10实施方式的变形例的子像素中的截面结构的一部分放大并示出的截面图。
[图80]将第10实施方式的变形例的子像素中的截面结构的一部分放大并示出的截面图。
[图81]示出了实施例1的显示体的表面侧的反射光波长、背面侧的反射光波长、以及透过光波长的测定结果的图。
[图82A]示出了位于在实施例2中所使用的模具的表面上的图案的图。
[图82B]将在实施例2所使用的模具当中的设置有图案的区域的平面结构放大并示出的平面图。
[图82C]示出了在实施例2所使用的模具当中的设置有图案的区域的截面结构的图，即图82B的X82C-X82C线截面图。
[图83](a)为示出了从表面侧来看实施例2的显示体而得的图像的图；(b)为从背面侧来看实施例2的显示体而得的图像的图。
[图84]示出了实施例2的显示体中的反射光的波长测定结果的图。
[图85]示出了实施例2的显示体中的透射光的波长测定结果的图。
具体实施方式
(第1实施方式)
参照图1至图12来说明作为光学装置的一个例子的显示体、以及显示体的制造方法的第1实施方式。需要说明的是，显示体可用于提高物品的伪造难度的目的，也可用于提高物品的设计性的目的，还可以用于同时这两个目的。作为提高物品的伪造难度的目的，将显示体贴附于(例如)护照或驾照等证明文件、商品礼券或支票等有价证券类、信用卡或现金卡等卡类、以及纸币等。另外，作为提高物品的设计性的目的，将显示体附在(例如)可穿戴的装饰品、用户所携带的物品、诸如家具或家电等的固定物品、以及墙壁或门等结构物等上。
如图1所示，显示体所具有的表面10S被划分为第1显示区域10A和第2显示区域10B。第1显示区域10A所具备的截面结构与第2显示区域10B所具备的截面结构彼此不同。第1显示区域10A是在表面10S上绘制文字、图形、记号、图案、画面等的区域，例如在图1中，第1显示区域10A是绘制星形图形的区域。
[显示体的结构]
首先，以下将对第1显示区域10A的构成进行说明。
如图2所示，从与显示体的表面10S相对的方向来看，第1显示区域10A包括：多个孤立区域A2、以及包围各个孤立区域A2的单个周边区域A3。在图2中，为了便于说明孤立区域A2，在各个孤立区域A2中加上圆点后示出。
各个孤立区域A2沿着表面10S而排列为正方形阵列。正方形阵列是这样的阵列，其中孤立区域A2位于一边为具有结构周期PT的正方形LT的各顶点处。需要说明的是，各个孤立区域A2也可以排列为六边形阵列。也就是说，孤立区域A2排列为正方形阵列和六边形阵列中的任一者(即岛状阵列)。需要说明的是，六边形阵列是其中孤立区域A2位于正三角形的各顶点处的阵列。
如图3所示，显示体具备使可见区域的光透过的透明支持部11。可见区域的光所具有的波长为400nm以上800nm以下。支持部11对于第1显示区域10A和第2显示区域10B是共用的。支持体11所具有的截面结构可以是单层结构，也可以是多层结构。
构成支持部11的材料是电介质，例如是光固化性树脂等树脂、或石英等无机材料。从易于获得将显示体贴附于物品而所需的挠性、可附加于支持部11上的光学特性的自由度较高等观点考虑，构成支持部11的材料优选为树脂。支持部11的折射率比空气层大，例如为1.2以上1.7以下。
第1显示区域10A从接近于支持部11的层开始，依次具备第1光栅层21、中间光栅层31、以及第2光栅层41。中间光栅层31夹在第一光栅层21和第二光栅层41之间。需要说明的是，在支持部11中设置有第1光栅层21的那个面是支持部11的表面，相对于支持部11而设置第1光栅层21的那一侧是结构体中的表面侧。与此相反地，相对于第1光栅层21而设置支持部11的那一侧是结构体中的背面侧。
[第1光栅层21]
第1光栅层21位于支持部11的表面。第一光栅层21具备：多个第1电介质层22、以及单个的第1金属层23。从与显示体的表面10S相对的方向来看，各个第1电介质层22位于孤立区域A2中。从与表面10S相对的方向来看，单个的第1金属层23位于周边区域A3中。多个第1电介质层22沿着表面10S而排列为正方形阵列和六边形阵列中的任一者(即岛状阵列)。
各个第1电介质层22是从支持部11的表面突出来的结构体。例如，各个第1电介质层22与支持部11是一体的。或者例如，各个第1电介质层22与支持部11的表面之间具有界线，各个第1电介质层22与支持体11不是一体的。
从与表面10S相对的方向来看，第1金属层23具有逐个围绕各个第1电介质层22的网格状。在第1光栅层21中，单个的第1金属层23是遍布有自由电子的光学性的海成分，各个第1电介质层22是分布在海成分当中的岛成分。
从与表面10S相对的方向来看，第1电介质层22所处的周期是彼此相邻的第1电介质层22的最短宽度WP与第1电介质层22的宽度WT之和，并且是上述的结构周期PT。结构周期PT是可见区域的波长以下的亚波长周期。
第1电介质层22的宽度WT相对于结构周期PT的比率为0.25以上0.75以下。从得到第1光栅层21的加工精度、以及在第1光栅层21中容易产生等离子共振等观点考虑，第1电介质层22的宽度WT相对于结构周期PT的比率优选为0.40以上0.60以下。
第1光栅层21的厚度优选为10nm以上200nm以下。从得到第1光栅层21的加工精度、在第1光栅层21中容易产生等离子共振、以及由各观察得到的图像的色彩变得鲜明等观点考虑，第1光栅层21的厚度优选为10nm以上100nm以下。
[中间光栅层31]
中间光栅层31位于第1光栅层21上。中间光栅层31的厚度大于第1光栅层21的厚度。从得到中间光栅层31的加工精度的观点考虑，中间光栅层31的厚度优选为150nm以下。
中间光栅层31具备：多个第1中间电介质层32、以及单个的第2中间电介质层33。从与表面10S相对的方向来看，各个第1中间电介质层32位于孤立区域A2中。从与表面10S相对的方向来看，单个的第2中间电介质层33位于周边区域A3中。多个第1中间电介质层32沿着表面10S而排列为正方形阵列和六边形阵列中的任一者(即岛状阵列)。
各个第1中间电介质层32是从第1电介质层22突出来的结构体。例如，各个第1中间电介质层32与第1电介质层22是一体的。或者例如，各个第1中间电介质层32与第1电介质层22之间具有界线，各个第1中间电介质层32与第1电介质层22不是一体的。从与表面10S相对的方向来看，第1中间电介质层32所处的周期与第1电介质层22相同，并且是最短宽度WP与宽度WT之和，也就是上述的结构周期PT。第1中间电介质层32的宽度WT相对于结构周期PT的比率为0.25以上0.75以下。另外，第1中间电介质层32的宽度WT相对于结构周期PT的比率优选为0.40以上0.60以下。
从与表面10S相对的方向来看，第2中间电介质层33具有逐个围绕各个第1中间电介质层32的网格状。在中间光栅层31中，单个的第2中间电介质层33是结构性和光学性的海成分，各个第1中间电介质层32是结构性和光学性的岛成分。第2中间电介质层33是空气层或树脂层，并且具有比第1中间电介质层32更低的介电常数。
[第2光栅层41]
第2光栅层41位于中间光栅层31上。第2光栅层41的厚度优选为10nm以上200nm以下，另外，第2光栅层41的厚度小于中间光栅层31的厚度。从得到第2光栅层41的加工精度、在第2光栅层41中容易产生等离子共振、以及由各观察得到的图像的色彩变得鲜明等观点考虑，第2光栅层41的厚度优选为10nm以上100nm以下。
第2光栅层41具备：多个第2金属层42、以及单个的第2电介质层43。从与表面10S相对的方向来看，各个第2金属层42的位置包括孤立区域A2。从与表面10S相对的方向来看，单个的第2电介质层43的位置被包括在周边区域A3中。多个第2金属层42沿着表面10S而排列为正方形阵列和六边形阵列中的任一者(即岛状阵列)。
各个第2金属层42是重叠于第1中间电介质层32的顶面上的结构体。各个第2金属层42与第1中间电介质层32之间具有界线，各个第2金属层42与第1中间电介质层32不是一体的。从与表面10S相对的方向来看，第2金属层42所处的周期与第1电介质层22相同，并且是最短宽度WP与宽度WT之和，也就是上述的结构周期PT。第2金属层42的宽度相对于结构周期PT的比率为0.25以上0.75以下。另外，第2金属层42的宽度相对于结构周期PT的比率优选为0.40以上0.60以下。
从与表面10S相对的方向来看，第2电介质层43具有逐个围绕各个第2金属层42的网格状。在第2光栅层41中，相比于第2金属层42，单个的第2电介质层43是自由电子更少的光学性的海成分，各个第2金属层42是分布在海成分当中的岛成分。第2电介质层43是空气层或树脂层，并且具有比第1中间电介质层32更低的介电常数。
第1光栅层21当中的作为海成分的第1金属层23的体积比率大于第2光栅层41当中的作为岛成分的第2金属层42的体积比率。另外，第2光栅层41当中的作为岛成分的第2金属层42的体积比率大于中间光栅层31当中的金属材料的体积比率。
需要说明的是，由第1电介质层22和第1中间电介质层32构成的结构体是周期要素的一个例子，以支持部11的表面作为基准面，其为从基准面突出的凸部11T。并且，由支持部11、第1电介质层22及第1中间电介质层32构成的结构体是周期结构体的一个例子。另外，由第1金属层23和第2金属层42构成的层被认为是这样的金属层，该金属层作为整个层时的形状跟随了周期结构体的表面形状。周期结构体的表面是包括基准面当中的围绕各个周期要素的区域和各个周期要素的表面的面。
如图4所示，在周边区域A3中，从接近于支持部11的层开始，依次配置有第1光栅层21的第1金属层23、中间光栅层31的第2中间电介质层33、以及第2光栅层41的第2电介质层43。第2中间电介质层33夹在第1金属层23与第2电介质层43之间。
如图5所示，第2显示区域10B在支持部11上不具备上述的第1光栅层21、中间光栅层31及第2光栅层41。也就是说，第2显示区域10B根据支持部11所具备的透光性，从而使可见区域的光透过。
需要说明的是，第2显示区域10B在支持部11上也具备与第1显示区域10A不同的层。第2显示区域10B可以仅具备(例如)第1电介质层22。此外，第2显示区域10B可以仅具备(例如)单一的金属层，该金属层由与构成第1金属层23的材料相同的材料构成。第2显示区域10B的层结构可以根据在第2显示区域10B中所显示的图像的需求来进行适当选择。
另外，如上所述，支持部11所具有的截面结构可以是多层结构，各个第1电介质层22在它们与支持部11之间也可以不具有界线。图6示出了这样的结构，其中支持部11由2个层构成，并且这些层当中的支持部11的表面侧的层与各个第1电介质层22是一体的。也就是说，支持部11具备基材11a和中间层11b，中间层11b位于相对于基材11a的表面侧。各个第1电介质层22从中间层11b突出，各个第1电介质层22与中间体11b是一体的。
[显示体的光学构成]
接下来，对显示体所具备的光学构成进行说明。
在此，以这样的构成为例进行说明，在该构成中，显示体的表面10S及显示体的背面10T分别与空气层接触，第2中间电介质层33与第2电介质层43分别是空气层，或者是折射率接近于空气层的树脂层。
如图7所示，支持部11的折射率是由电介质所控制的大小，并且比空气层的折射率更大。
第1电介质层22的折射率大于空气层的折射率，第1金属层23的折射率小于空气层的折射率。第1光栅层21的折射率近似于这些第1金属层23的折射率和第1电介质层22的折射率的平均大小。由于第1电介质层22的宽度WT相对于结构周期PT的比率为0.25以上0.75以下，因而第1光栅层21的折射率的大小最终被作为海成分的第1金属层23所控制，并且比空气层的折射率要小得多。
第1中间电介质层32的折射率大于空气层的折射率，第2中间电介质层33的折射率等于空气层的折射率，或者大于空气层的折射率。中间光栅层31的折射率近似于这些第2中间电介质层33的折射率和第1中间电介质层32的折射率的平均大小。由于第1中间电介质层32的宽度WT相对于结构周期PT的比率为0.25以上0.75以下，因而中间光栅层31的折射率的大小最终被作为海成分的第2中间电介质层33所控制，并且为近似于空气层的折射率的值。
第2金属层42的折射率小于空气层的折射率，第2电介质层43的折射率等于空气层的折射率，或者大于空气层的折射率。第2光栅层41的折射率近似于这些第2电介质层43的折射率和第2金属层42的折射率的平均大小。由于第2金属层42的宽度WT相对于结构周期PT的比率为0.25以上0.75以下，因而第2光栅层41的折射率的大小最终被作为海成分的第2电介质层43所控制，并且小于空气层的折射率，或者为近似于空气层的折射率的值。
[表面反射观察、背面透射观察]
在此，对于从显示体的外侧入射到第2光栅层41的白色光L1，其从空气层进入第2光栅层41，并从第2光栅层41进入中间光栅层31。入射到第2光栅层41的光L1由于从空气层进入折射率与空气层相近的第2光栅层41，因而在空气层与第2光栅层41的界面处难以发生菲涅耳反射。另外，入射到中间光栅层31的光由于从折射率与空气层相近的第2光栅层41进入折射率与空气层相近的中间光栅层31，因而在第2光栅层41与中间光栅层31的界面处也难以发生菲涅耳反射。
另一方面，由于第2金属层42的结构周期PT是可见区域的波长以下的亚波长周期，因而在第2光栅层41中发生等离子共振。等离子共振是入射到第2光栅层41的光的一部分与电子的集体振动相结合的现象。入射到第2光栅层41的光L1的一部分通过第2光栅层41中的等离子共振而转换为表面等离子体，表面等离子体透过第2光栅层41。透过了第2光栅层41的表面等离子体再次转换为光而发射出去。由等离子共振引起的第2光栅层41所发射出去的光EP2的波长区域是取决于包括第2金属层42的结构周期PT的光栅结构及材料的特定的波长区域。结果是，第2光栅层41使入射到第2光栅层41的光的波长区域的一部分的光透过到中间光栅层31。
另外，由于第1电介质层22的结构周期PT也是可见区域的波长以下的亚波长周期，因而在第1光栅层21中也发生等离子共振。也就是说，入射到第1光栅层21的光的一部分也通过第1光栅层21中的等离子共振而转换为表面等离子体，表面等离子体透过第1光栅层21，再次转换为光并发射出去。由等离子共振引起的第1光栅层21所发射出去的光EP1的波长区域是取决于包括第1电介质层22的结构周期PT的光栅结构及材料的特定的波长区域。结果是，第1光栅层21使入射到第1光栅层21的光的波长区域的一部分的光透过到支持部11。
由此，使光L1从显示体的外侧入射到第2光栅层41、并根据从显示体的表面侧对表面10S进行观察的表面反射观察，在上述各个界面处难以发生菲涅尔反射，并在上述各个光栅层中发生等离子共振，其结果是，在第1显示区域10A中可以看到黑色或近似于黑色的颜色。
另一方面，使光L1从显示体的外侧入射到第2光栅层41、并根据从显示体的背面侧对背面10T进行观察的背面透射观察，在第1显示区域10A中可以看到经过上述各个光栅层中的等离子共振而透过了的有色的光LP1，即除了白色及黑色以外的光。需要说明的是，即使在朝向表面10S的外部光的光量大于朝向背面10T的外部光的光量的情况下，上述表面反射观察或背面透射观察的结果也显示出同样的趋势。
[背面反射观察、表面透射观察]
如图8所示，对于从显示体的外侧入射到支持部11的白色光L1，其从空气层进入支持部11，并从支持部11进入第1光栅层21。入射到支持部11的光L1由于从折射率比空气层高的支持部11进入折射率比空气层低的第1光栅层21，因而在支持部11与第1光栅层21的界面处容易发生菲涅耳反射。需要说明的是，支持部11的折射率与第1光栅层21的折射率之差大于第1光栅层21与中间光栅层31之间的折射率差，另外，支持部11的折射率与第1光栅层21的折射率之差大于中间光栅层31与第2光栅层41之间的折射率差。
另一方面，透过了支持部11与第1光栅层21的界面的光的一部分被提供给第1光栅层21中的等离子共振。在此，由等离子共振引起的第1光栅层21所发射出去的光EP1的波长区域也是取决于包括第1金属层23的结构周期PT的光栅结构及材料的特定的波长区域。该波长区域的光被等离子共振消耗掉，而不会在支持部11与第1光栅层21的界面处发生反射。结果是，入射到支持部11的光的波长区域的一部分的光在支持部11与第1光栅层21的界面处发生反射，并且第1光栅层21使入射到第1光栅层21的光的波长区域的一部分的光透过到中间光栅层31。
另外，透过中间光栅层31而入射到第2光栅层41的光的一部分也被提供给第2光栅层41中的等离子共振。在此，由等离子共振引起的第2光栅层41所发射出去的光EP2的波长区域也是取决于包括第2电介质层43的结构周期PT的光栅结构及材料的特定的波长区域。结果是，第2光栅层41使入射到第2光栅层41的光的波长区域的一部分的光透过到空气层。
因此，使光L1从显示体的外侧入射到支持部11、并根据从显示体的背面侧对背面10T进行观察的背面反射观察，在第1显示区域10A中可以看到由上述界面处的菲涅耳反射所产生的有色的光LR，即除了白色及黑色以外的光LR。需要说明的是，上述的在支持部11与第1光栅层21的界面处产生的菲涅耳反射使得在上述的表面反射观察中在第1显示区域10A中可以看到更接近于黑色的颜色。
另一方面，在使光L1从显示体的外侧入射到支持部11、并从显示体的表面侧对表面10S进行观察的表面透射观察中，在第1显示区域10A中可以看到经过上述菲涅耳反射和上述各光栅层中的等离子共振而得到的有色的光LP2。需要说明的是，即使在朝向背面10T的外部光的光量大于朝向表面10S的外部光的光量的情况下，上述表面透射观察或背面反射观察的结果也显示出同样的趋势。
[显示体的制造方法]
接下来，对制造显示体的方法的一个例子进行说明。
首先，在支持部11的表面上形成第1电介质层22和第1中间电介质层32。第1电介质层22和第1中间电介质层32一体地形成为从支持部11的表面突出的突部。形成突部的方法可采用(例如)使用光或带电粒子束的光刻法、纳米压印法或等离子蚀刻法等。特别地，作为在由树脂构成的支持部11的表面上形成突部的方法，例如可使用纳米压印法。另外，在通过对硬质材料的基材等进行加工以形成突部的情况下，可以使用利用光或带电粒子束的光刻法和等离子蚀刻法的组合方法。
例如，如图6所示，在制造具有由基材11a和中间层11b构成的支持部11的显示体的情况下，首先，使用聚对苯二甲酸乙二醇酯片材作为基材11a，并在基材11a的表面上涂布紫外线固化性树脂。接下来，将作为凹版的合成石英模具的表面压在由紫外线固化性树脂构成的涂布膜的表面上，对其照射紫外线。然后，将合成石英模具从固化后的紫外线固化性树脂脱模。由此，凹版所具有的凹凸被转印到基材11a的表面的树脂上，形成了中间层11b以及由第1电介质层22和第1中间电介质层32构成的突部。需要说明的是，紫外线固化性树脂也可以变更为热固化性树脂，紫外线照射也可以变更为加热。另外，紫外线固化性树脂也可以变更为热塑性树脂，紫外线照射也可以变更为加热及冷却。
接下来，在具备突部的支持部11的表面上形成第1金属层23及第2金属层42。形成第1金属层23及第2金属层42的方法(例如)为真空蒸镀法、溅射法。由此，形成了被第1金属层23的顶面分开的第1光栅层21，并形成了被第2金属层42的顶面分开的第2光栅层41，以及形成了夹在这些第1光栅层21与第2光栅层41之间的中间光栅层31。
[第1显示区域的构成例]
如图9所示，第1金属层23的厚度T2越厚，则在第1光栅层21与支持部11的界面处，由菲涅耳反射所产生的光的强度越大，在背面反射观察中的图像的亮度增大。第1电介质层22的宽度WT相对于结构周期PT的比率越小，则也会使背面反射观察中的图像的亮度增大。
另外，第1金属层23的厚度T2越大，则由背面10T透过至表面10S的光的强度越小，在表面反射观察中的颜色更接近于黑色。第1电介质层22的宽度WT相对于结构周期PT的比率越小，则也会使在表面反射观察中的颜色更接近于黑色。
并且，若第1金属层23的厚度T2为10nm以上、且第1电介质层22的宽度WT相对于结构周期PT的比率为0.75以下，则在用于判断显示体的表里的上述观察中，能够充分地得到其准确性。
另一方面，第1金属层23的厚度T2越小，或者第2金属层42的厚度T4越小，则在表面透射观察或背面透射观察中，透过它们的光的强度越大。第1电介质层22的宽度WT相对于结构周期PT的比率越大，则也会使透过显示体的光的强度越大。
并且，若第1金属层23的厚度T2或第2金属层42的厚度T4为200nm以下、且第1电介质层22的宽度WT相对于结构周期PT的比率为0.25以上，则在表面透射观察中所看到的图像或在背面透射观察中所看到的图像清晰地成为足以看到它们的程度。
第1电介质层22的厚度T2与第1中间电介质层32的厚度T3之和优选小于第1电介质层22的宽度WT与最短宽度WP之和即结构周期PT。另外，第1电介质层22的厚度T2与第1中间电介质层32的厚度T3之和更优选小于结构周期PT的一半。
若为这样的构成，则在第1电介质层22和第1中间电介质层32为一体的树脂结构体中，能够提高该结构体的形状的精度，另外，由第1电介质层22和第1中间电介质层32构成的凸部11T在支持部11的表面处的塌陷得到了抑制。
对于可见区域的波长处的复介质常数的实部为负值的金属材料，在使用其的第1光栅层21或第2光栅层41中，容易产生等离子共振。因此，构成第1金属层23的材料优选为上述复介质常数的实部为负值的材料。构成第2金属层42的材料也优选为上述复介质常数的实部为负值的材料。
构成这些第1金属层23或第2金属层42的材料(例如)为铝、银、金、铟、钽等。
需要说明的是，如在上述制造方法中所说明的那样，通过在形成有第1电介质层22和第1中间电介质层32的支持部11上形成金属层，第1金属层23和第2金属层42可以在一个步骤中形成。
在这种情况下，从成膜源飞溅出的金属粒子以预定的角度分布附着于支持部11的表面。结果是，第2金属层42的宽度W4稍大于第1中间电介质层32的宽度WT，彼此相邻的第2金属层42的最短宽度WP4稍小于最短宽度WP。此时，第2金属层42的宽度W4相对于结构周期PT的比率为0.25以上0.75以下。顺便提及，第1金属层23中的第1中间电介质层32的周围受到由第2金属层42所带来的屏蔽效应(shadow effect)，因而越靠近第1中间电介质层32的部位处越薄。
另外，在由上述成膜方法形成的结构体中，在第1中间电介质层32的侧面也形成了与第2金属层42相连的金属层(即中间金属层32A)。
中间金属层32A夹在第1中间电介质层32与第2中间电介质层33之间。中间金属层32A和第2金属层42是一体的结构体，第1中间电介质层32的侧面上的厚度在越靠近第1金属层23的部位处越薄。
由于这样的中间金属层32A的结构周期PT是亚波长周期，因而使第2光栅层41或中间光栅层31在厚度方向上的折射率的变化是连续的。并且，中间金属层32A难以反射由显示体的外侧入射到第2光栅层41的光，而容易使由显示体的外侧入射到第2光栅层41的光透过至中间光栅层31或第1光栅层21。因此，在上述的表面反射观察中，在第1显示区域10A中看到了更接近于黑色的颜色。
另外，在通过上述成膜方法形成的结构体中，构成第1金属层23的材料与构成第2金属层42的材料彼此相同。
在此，第2电介质层43与第2金属层42之间的折射率差越小，则在第2光栅层41中经平均化而得的折射率越容易抑制在第2光栅层41与其他层的界面处的菲涅耳反射。另一方面，第1电介质层22与第1金属层23之间的折射率差越大，则第1光栅层的经平均化而得的折射率越容易促进在第1光栅层21与支持部11的界面处的菲涅耳反射。
因此，若为以下构成：第1金属层23和第2金属层42具有彼此相同的折射率、且第1电介质层22与第1金属层23之间的折射率差大于第2电介质层43与第2金属层42之间的折射率差，则可抑制第2光栅层41与其他层的界面处的菲涅耳反射，并且同时可促进第1光栅层21与其他层的界面处的菲涅耳反射。
需要说明的是，为了抑制第2光栅层41与其他层的界面处的菲涅耳反射、并且同时促进第1光栅层21与其他层的界面处的菲涅耳反射，优选满足以下条件。也就是说，优选的是：相对于第2电介质层43而与中间光栅层31相对的一侧、并且与第2电介质层43相接的层(即表面层)与第2电介质层43之间的折射率差小于第1金属层23与支持部11之间的折射率差。表面层例如是空气层。并且，进一步优选的是，第2电介质层43的折射率等于表面层的折射率。
如上所述，在第1实施方式中，由于等离子共振，特定波长区域的光作为发射光或透射光而从显示体发射出。并且，由于上述透射光或反射光的波长区域由多个因素决定，该多个因素包括各个凸部11T即周期要素的位置和大小、以及位置由各个周期要素确定的金属层，因此，能够提高由显示体透过或反射的波长区域的调整自由度。
同时，为了进一步提高伪造难度或设计性，优选的是1个显示体根据观察条件而可形成彼此不同的外观的图像。例如，期望为在显示体的表面观察和背面观察中可看到彼此不同颜色的图像的显示体，或者期望为在相对于显示体的一个面的反射光的观察和透射光的观察中可看到彼此不同颜色的图像的显示体。第1实施方式的目的也在于提供一种能够根据观察条件而使外观彼此不同的图像变为可见的显示体。包括针对上述课题的效果在内，根据第1实施方式可得到以下所列举的效果。
(1-1)由于在表面反射观察和背面反射观察中，能够在第1显示区域10A中看到具有不同颜色的图像，因而能够判别显示体的表里。另外，对于贴附有显示体的物品，也能够使其真伪的判定变得容易，或者也能够提高贴附有显示体的物品的设计性。
(1-2)由于在表面反射观察和背面透射观察中，能够在第1显示区域10A中看到具有不同颜色的图像，因而能够提高对于表里的判断结果的准确性。另外，由于在背面反射观察和表面透射观察中，能够在第1显示区域10A中看到具有不同颜色的图像，因而能够提高对于表里的判断结果的准确性。
(1-3)结构周期PT的大小是可见区域的波长以下，即亚波长周期，并且是抑制可见区域的光的一次衍射光的形成的大小。因此，在由背面反射观察、表面透射观察及背面透射观察所看到的图像中，可抑制包括虹斑，从而可以使由各个观察所看到的图像的颜色更加鲜明。
(1-4)由于第1光栅层21的厚度T2与中间光栅层31的厚度T3之和是能够应用纳米压印等的凹版的程度的大小，因而第1电介质层22和第1中间电介质层32能够一体地进行成形。
(1-5)由于第1电介质层22和第1中间电介质层32是一体的结构体、或者第2中间电介质层33和第2电介质层43是一体的，因而能够简化显示体的结构。进一步地，若为以下结构：第2中间电介质层33和第2电介质层43是一体的空气层，则能够进一步简化显示体的结构。
(1-6)由于中间金属层32A具备防反射功能，因而能够使由表面反射观察所看到的图像的颜色成为更接近于黑色的颜色。
(1-7)在表面反射观察、背面反射观察、表面或背面的透射观察的各个观察中，能够使第1显示区域10A的颜色成为固有的。因此，对于附有显示体的物品，能够提高判定其真伪的准确性。
(1-8)在表面反射观察、背面反射观察、表面或背面的透射观察的各个观察中，能够使第1显示区域10A的颜色成为固有的。因此，能够使由显示体带来的显示形态变为更加复杂，并且能够提高显示体所具有的设计性。
<第1实施方式的变形例>
可以在如下所述地变更上述第1实施方式后进行实施。
[中间光栅层31]
·第1中间电介质层32和第2中间电介质层33可以分别形成为不同的结构体。此时，第2中间电介质层33优选为这样的树脂层，其所具有的折射率比第1中间电介质层32的折射率更加接近于空气层的折射率。
·第2中间电介质层32和第2电介质层43可以分别形成为不同的结构体。此时，第2中间电介质层33优选为这样的树脂层，其所具有的折射率比第2电介质层43的折射率更加接近于空气层的折射率。
[第1光栅层21]
·如图10所示，第1电介质层22和第1中间电介质层32构成为一体的结构体。作为该一体的结构体的凸部11T的形状，其可以形成为从支持部11的表面突出的锥形形状。若为这样的结构，则在形成第1电介质层22或第1中间电介质层32时，能够平稳地移除用于形成它们的凹版。
[第2显示区域10B]
·如图11所示，第2显示区域10B可以形成为在支持部11的表面上仅具备金属层23B的结构。此时，在表面反射观察中，在第1显示区域10A中可看到具有黑色或近似于黑色的颜色的图像，并且同时在第2显示区域10B中可看到具有金属光泽的图像。另一方面，在背面反射观察中，在第1显示区域10A中可看到由通过第1光栅层21与支持部11的界面处的菲涅耳反射而得的光所形成的有色的图像，该光受到了由第1光栅层21中的等离子共振所消耗的波长区域的影响，并且同时在第2显示区域10B中可看到具有金属光泽并且仅反映了金属层23B与支持部11的界面处的菲涅耳反射的图像。
[保护层]
·显示体在第2金属层42上进一步具备保护层。此时，保护层和第2金属层42的界面处的菲涅耳反射的强度、以及随之而来的显示体中的波长的选择性根据保护层的折射率而改变。因此，基于显示体所选择的波长区域来适当地选择构成保护层的材料。
需要说明的是，如图12所示，可以将保护层48形成为与第2电介质层43及第2中间电介质层33成为一体的结构体。此时，保护层48优选为低折射率的树脂层。低折射率的树脂层所具有的折射率比第1电介质层22的折射率或第1中间电介质层32的折射率更接近于空气层的折射率。
[其他方式]
·从与显示体的表面10S相对的方向所看到的孤立区域A2的配置不限于正方形阵列及六边形阵列，只要是二维点阵状的阵列即可。也就是说，多个第1电介质层22配置为二维点阵状即可，或者多个第1中间电介质层32配置为二维点阵状即可，或者多个第2金属层42配置为二维点阵状即可。换句话说，周期结构体的周期要素配置为具有亚波长周期的二维点阵状即可。二维点阵状的阵列是在二维平面内要素沿着交叉的两个方向中的各个方向进行配置的阵列。此时，宽度WT相对于结构周期PT的比率是一个方向上的宽度WT相对于结构周期PT的比率，若该比率在预定范围内，则表示对于周期要素所配置的上述两个方向中的各个方向，宽度WT相对于结构周期PT的比率均在预定范围内。
另外，从与显示体的表面10S相对的方向所看到的孤立区域A2的形状(也就是周期要素的平面形状)不限于正方形，可以是长方形或其他多边形，也可以是圆形。
·若显示体具有在第1光栅层21及第2光栅层41中产生等离子共振的结构，则透过显示体的透射光成为取决于结构周期PT的特定波长区域的光。即使在第2光栅层41和其他层的界面处产生菲涅耳反射、并且在表面反射观察中在第1显示区域10A中可看到与黑色不同的有色的图像的情况下，由于反射光中不包括由等离子共振所消耗的波长区域，因而在表面反射观察和背面透射观察中也可看到彼此不同颜色的图像。另外，在背面反射观察和表面透射观察中也可看到彼此不同颜色的图像。因此，在显示体的表面观察和背面观察中，可看到彼此不同颜色的图像，也就是说，可看到根据观察条件而彼此不同外观的图像。因此，能够进一步提高带有显示体的物品的伪造难度或设计性。
例如，第1电介质层22的宽度WT相对于结构周期PT的比率、以及第2金属层42的宽度WT相对于结构周期PT的比率也可以是与0.25以上0.75以下不同的值。此外，例如，第1光栅层21、中间光栅层31以及第2光栅层41之间的厚度关系也可以不同于上述实施方式。
(第2实施方式)
参照图13至图16来说明作为光学装置的一个例子的显示体、带显示体的装置、以及显示体的制造方法的第2实施方式。在以下说明中，将以第2实施方式与第1实施方式的不同点为中心来进行说明，对于与第1实施方式相同的构成，赋予相同的符号并省略其说明。
[显示体的结构]
如图13所示，显示体的第1显示区域10A具备：支持部11、第1光栅层21、中间光栅层31、以及第2光栅层41，还有上部光栅层51。从支持部11的表面开始，依次配置了第1光栅层21、中间光栅层31、第2光栅层41以及上部光栅层51。也就是说，第2光栅层41夹在中间光栅层31与上部光栅层51之间。
支持部11具有与第1实施方式相同的构成。图13示出了支持部11由基材11a和中间层11b构成的方式。需要说明的是，当支持部11由基材11a和中间层11b构成时，构成基材11a的材料的折射率越接近于构成中间层11b的材料的折射率越优选。基材11a及中间层11b的各自折射率高于空气层的折射率，例如为1.2以上1.7以下。
[第1光栅层21]
第一光栅层21具备：多个第1电介质层22、以及单个的第1金属层23。从与显示体的表面10S相对的方向来看，各个第1电介质层22位于孤立区域A2中。从与表面10S相对的方向来看，单个的第1金属层23位于周边区域A3中。多个第1电介质层22沿着表面10S而排列为正方形阵列和六边形阵列中的任一种(即岛状阵列)。
各个第1电介质层22是从支持部11的表面突出来的结构体。各个第1电介质层22与支持部11可以是一体的，也可以与支持部11不是一体的。从与表面10S相对的方向来看，第1电介质层22所处的周期(即结构周期PT)是可见区域波长以下的亚波长周期。从与表面10S相对的方向来看，第1金属层23是具有逐个围绕各个第1电介质层22的网格状的结构体。第1金属层23与支持部11不是一体的。在第1光栅层21中，第1金属层23是结构性及光学性的海成分，各个第1电介质层22是结构性及光学性的岛成分。
[中间光栅层31]
中间光栅层31具备：多个第1中间电介质层32、以及单个的第2中间电介质层34。从与表面10S相对的方向来看，各个第1中间电介质层32位于孤立区域A2中。从与表面10S相对的方向来看，单个的第2中间电介质层34位于周边区域A3中。多个第1中间电介质层32沿着表面10S而排列为正方形阵列和六边形阵列中的任一种(即岛状阵列)。
各个第1中间电介质层32是从第1电介质层22突出来的结构体。各个第1中间电介质层32与第1电介质层22可以是一体的，也可以与第1电介质层22不是一体的。从与表面10S相对的方向来看，第1中间电介质层32所处的周期是结构周期PT。从与表面10S相对的方向来看，第2中间电介质层34是具有逐个围绕各个第1中间电介质层32的网格状的结构体。第2中间电介质层34与第1金属层23不是一体的。在中间光栅层31中，第2中间电介质层34是结构性及光学性的海成分，各个第1中间电介质层32是结构性及光学性的岛成分。
[第2光栅层41]
第2光栅层41具备：多个第2金属层42、以及单个的第2电介质层44。从与表面10S相对的方向来看，各个第2金属层42的位置包括孤立区域A2。从与表面10S相对的方向来看，单个的第2电介质层44的位置被包括在周边区域A3中。多个第2金属层42沿着表面10S而排列为正方形阵列和六边形阵列中的任一种(即岛状阵列)。
各个第2金属层42是重叠于第1中间电介质层32的顶面上的结构体。各个第2金属层42与第1中间电介质层32不是一体的。从与表面10S相对的方向来看，第2金属层42所处的周期是结构周期PT。从与表面10S相对的方向来看，第2电介质层44是具有逐个围绕各个第2金属层42的网格状的结构体。第2电介质层44与第2中间电介质层34可以是一体的，也可以不是一体的。在第2光栅层41中，第2电介质层44是结构性及光学性的海成分，各个第2金属层42是结构性及光学性的岛成分。
[上部光栅层51]
上部光栅层51具备：多个第1上部电介质层52、以及单个的第2上部电介质层53。从与表面10S相对的方向来看，各个第1上部电介质层52的位置包括孤立区域A2。从与表面10S相对的方向来看，单个的第2上部电介质层53的位置被包括在周边区域A3中。多个第1上部电介质层52沿着表面10S而排列为正方形阵列和六边形阵列中的任一种(即岛状阵列)。
各个第1上部电介质层52是重叠于第2金属层42的顶面上的结构体。各个第1上部电介质层52与第2金属层42不是一体的。从与表面10S相对的方向来看，第1上部电介质层52所处的周期是结构周期PT。从与表面10S相对的方向来看，第2上部电介质层53具有逐个围绕各个第1上部电介质层52的网格状。第2上部电介质层53与第2电介质层44不是一体的。在上部光栅层51中，第2上部电介质层53是结构性及光学性的海成分，各个第1上部电介质层52是结构性及光学性的岛成分。
如图14所示，在周边区域A3中，从接近于支持部11的层开始，依次配置第1光栅层21的第1金属层23、中间光栅层31的第2中间电介质层34、第2光栅层41的第2电介质层44、以及上部光栅层51的第2上部电介质层53。
[各光栅层的材料]
第1电介质层22及第1中间电介质层32是电介质，并且由(例如)光固化性树脂等树脂、或石英等无机材料构成。第1电介质层22及第1中间电介质层32的各自的折射率均大于空气层的折射率，例如为1.2以上1.7以下。例如，基材11a的中间层11b、第1电介质层22以及第1中间电介质层32是一体的结构体，并且它们由相同的材料构成。
第1金属层23及第2金属层42是由金属材料构成的。构成第1金属层23及第2金属层42的材料优选为可见区域的波长处的复介质常数的实部为负值的材料，例如优选为铝、银、金、铟、钽等。第1金属层23及第2金属层42由(例如)相同的材料构成。
第2中间电介质层34、第2电介质层44以及第1上部电介质层52是使可见区域的光透过的透明电介质。第2中间电介质层34、第2电介质层44以及第1上部电介质层52优选由二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铌(Nb2O5)、二氧化锆(ZrO2)，二氧化钛(TiO2)、氟化镁(MgF2)、氟化钙(CaF2)等无机化合物构成。然而，第2中间电介质层34、第2电介质层44以及第1上部电介质层52也可以由有机化合物构成。第2中间电介质层34、第2电介质层44以及第1上部电介质层52的各自的折射率均大于空气层的折射率，例如为1.3以上3.0以下。
例如，第2中间电介质层34与第2电介质层44是一体的结构体，第2中间电介质层34、第2电介质层44以及第1上部电介质层52由相同的材料构成。
第2上部电介质层53是使可见区域的光透过的透明电介质，并且是空气层、或者折射率接近于空气层的树脂层。第2上部电介质层53的折射率小于第1上部电介质层52及第2电介质层44的各自的折射率。
在由孤立区域A2和周边区域A3构成的平面中，孤立区域A2在每单位面积中所占的面积比例小于0.5。也就是说，第1光栅层21中的第1金属层23的体积比率大于第1光栅层21中的第1电介质层22的体积比率。另外，中间光栅层31中的第2中间电介质层34的体积比率大于中间光栅层31中的第1中间电介质层32的体积比率。
并且，第2光栅层41中的第2电介质层44的体积比率大于第2光栅层41中的第2金属层42的体积比率。另外，上部光栅层51中的第2上部电介质层53的体积比率大于上部光栅层51中的第1上部电介质层52的体积比率。
在上述构成中，由第1电介质层22和第1中间电介质层32构成的结构体是周期要素的一个例子，当以支持部11的表面为基准面时，其是从基准面突出的凸部11T。并且，由支持部11、第1电介质层21及第1中间电介质层32构成的结构体是周期结构体的一个例子。另外，由第1金属层23和第2金属层42构成的层位于周期结构体的表面上，并且被认为是这样的金属层61，该金属层61作为整个层时的形状跟随了周期结构体的表面形状。周期结构体的表面是包括基准面当中的围绕各个周期要素的区域和各个周期要素的表面的面。
另外，由第2中间电介质层34、第2电介质层44及第1上部电介质层52构成的层位于这样的面上，该面是与金属层61中的跟周期结构体接触的面相对的那一侧的面，并且上述层被认为是这样的电介质层62，该电介质层62作为整个层时的形状跟随了金属层61的表面形状。
[显示体的制造方法]
接下来，对制造第2实施方式的显示体的方法的一个例子进行说明。
与第1实施方式同样地，形成了支持部11、第1电介质层22、第1中间电介质层32、第1金属层23以及第2金属层42。也就是说，第1电介质层22和第1中间电介质层32一体地形成为从支持部11的表面突出的凸部11T。形成凸部11T的方法可采用(例如)使用光或带电粒子束的光刻法、纳米压印法或等离子蚀刻法等。特别地，作为在由树脂构成的支持部11的表面上形成凸部11T的方法，例如可使用纳米压印法。另外，在通过对硬质材料的基材等进行加工以形成凸部11T的情况下，可以使用利用光或带电粒子束的光刻法和等离子蚀刻法的组合方法。
接下来，使用真空蒸镀法或溅射法等，在形成有凸部11T的支持部11的表面上形成金属层61。金属层61被形成为这样的形状，其形状跟随了由支持部11和凸部11T构成的周期结构体的表面形状。由此，形成了第1金属层23及第2金属层42。
然后，在形成有金属层61的结构体的表面上形成电介质层62。在电介质层62的形成中使用了(例如)真空蒸镀法或溅射法。电介质层62被形成为跟随金属层61的表面形状的形状。由此，形成了第2中间电介质层34、第2电介质层44以及第1上部电介质层52。
通过这样的制造方法，形成了被第1金属层23的顶面分开的第1光栅层21，并形成了被第1中间电介质层32的顶面(也就是凸部11T的顶面)分开的中间光栅层31。进一步地，形成了被第2金属层42的顶面分开的第2光栅层41，并形成了被第1上部电介质层52的顶面分开的上部光栅层51。
[显示体的光学工作]
参照图15，对第2实施方式的显示体的光学构成和工作进行说明。
如图15所示，从显示体的外侧入射到上部光栅层51的白色光L1从空气层进入上部光栅层51。上部光栅层51的折射率近似于第1上部电介质层52的折射率和第2上部电介质层53的折射率的平均大小。也就是说，上部光栅层51的折射率具有被作为海成分的第2上部电介质层53所控制的大小，并且是接近于空气层的值。此时，由于光L1从空气层进入折射率与空气层相近的上部光栅层51，因而在空气层与上部光栅层51的界面处难以发生菲涅耳反射。因此，在空气层与上部光栅层51的界面处的反射受到了抑制，入射到上部光栅层51的光透过上部光栅层51而到达第2光栅层41。
第2光栅层41的折射率近似于第2金属层42的折射率和第2电介质层44的折射率的平均大小。也就是说，第2光栅层41的折射率具有被作为海成分的第2电介质层44所控制的大小，并且是比空气层的折射率更大的值。另外，由于第2光栅层41具有由金属和电介质构成的光栅结构、并且第2金属层42的结构周期PT是亚波长周期，因而在第2光栅层41中产生等离子共振。因此，到达第2光栅层41的光的一部分在上部光栅层51与第2光栅层41的界面处发生反射，并且到达第2光栅层41的光的一部分转换为表面等离子体并透过第2光栅层41。由等离子共振消耗的波长区域的光EP2不会在上部光栅层51与第2光栅层41的界面处被反射。
中间光栅层31的折射率近似于第1中间电介质层32的折射率和第2中间电介质层34的折射率的平均大小。也就是说，中间光栅层31的折射率具有被作为海成分的第2中间电介质层34所控制的大小。由于第1中间电介质层32和第2中间电介质层34是使可见区域的光透过的透明电介质，因而中间光栅层31使可见区域的光透过的透光性高。通过第2光栅层41的折射率与中间光栅层31的折射率的差，使得到达中间光栅层31的光的一部分在第2光栅层41与中间光栅层31的界面处发生反射。
第1光栅层21的折射率近似于第1电介质层22的折射率和第1金属层23的折射率的平均大小。也就是说，第1光栅层21的折射率具有被作为海成分的第1金属层23所控制的大小。另外，由于第1光栅层21具有由金属和电介质构成的光栅结构、并且第1电介质层22的结构周期PT是亚波长周期，因而在第1光栅层21中产生等离子共振。因此，到达第1光栅层21的光的一部分在中间光栅层31与第1光栅层21的界面处发生反射，并且到达第1光栅层21的光的一部分转换为表面等离子体并透过第1光栅层21。由等离子共振消耗的波长区域的光EP1不会在中间光栅层31与第1光栅层21的界面处被反射。
透过了第1光栅层21的光的一部分可在第1光栅层21与支持部11的界面处、中间层11b与基材11a的界面处、或者支持部11与空气层的界面处发生反射。并且，透过了第1光栅层21的光的一部分透过支持部11并从显示体的背面侧射出。
如此地，当使白色光L1从显示体的外侧入射时，包括由透过了第1光栅层21及第2光栅层41的表面等离子体再次转换而来的光、以及透过了所有层的光在内的特定波长区域的光LP1射出至显示体的背面侧。因此，根据使光L1从显示体的外侧入射至上部光栅层51并从显示体的背面侧观察背面10T的背面透射观察，可在第1显示区域10A中看到与黑色及白色不同的有色的颜色。
在各个层的界面处发生反射的光射出至显示体的表面侧，并且由于这些光的光程差而引起干涉。结果是，当白色的光L1从显示体的外侧入射时，由等离子共振及光的干涉造成的特定波长区域的光LR1射出至显示体的表面侧。如上所述，由于在第1光栅层21及第2光栅层41中的各个层中对特定波长区域的光产生等离子共振，因而在光栅层21、41中的每个层中，被等离子共振消耗后透过光栅层21、41的波长区域与没有被等离子共振消耗而在光栅层21、24与其他层的界面处发生反射的波长区域变为不同的波长区域。因此，根据使光L1从显示体的外侧入射至上部光栅层51以从显示体的表面侧观察表面10S的表面反射观察，可在第1显示区域10A中看到不同于背面透射观察所看到的、且与黑色及白色不同的有色的颜色。
另外，当使白色光从显示体的外侧入射到支持部11时，同样地，在第1光栅层21及第2光栅层41的各个层中产生等离子共振。并且，包括由透过了第1光栅层21及第2光栅层41的各个层的表面等离子体再次转换而来的光、以及透过了所有层的光在内的特定波长区域的光射出至显示体的表面侧。另一方面，当白色光从显示体的外侧入射至支持部11时，由等离子共振及光的干涉造成的特定波长区域的光作为在各个层的界面处发生反射的光而射出至显示体的背面侧。
因此，当光从显示体的外侧入射至支持部11时，在从显示体的表面侧对表面10S进行观察的表面透射观察、以及从显示体的背面侧对背面10T进行观察的表面反射观察中，在第1显示区域10A可看到彼此不同的、且与黑色及白色不同的有色的颜色。
在由孤立区域A2和周边区域A3构成的平面中，基于孤立区域A2所占的面积比率小于0.5，在发生等离子共振的第1光栅层21和第2光栅层41当中，第1光栅层21成为第1金属层23占支配地位的层，第2光栅层41成为第2电介质层44占支配地位的层。由于这种结构上的差异，因而在第1光栅层21和第2光栅层41中，由等离子共振消耗的波长区域不同，另外，在第1光栅层21与其他层的界面处、以及第2光栅层41与其他层的界面处，光的反射率不同。并且，孤立区域A2所占的面积比率变得越小，则上述的第1光栅层21与第2光栅层41的光学特性的差异变得更加显著。
相比于第1光栅层21，从显示体的表面侧入射到显示体的光更早地到达第2光栅层41，并显著地受到了由第2光栅层41所带来的光学作用。另一方面，相比于第2光栅层41，从显示体的背面侧入射到显示体的光更早地到达第1光栅层21，并显著地受到了由第1光栅层21所带来的光学作用。结果是，在光从表面侧入射到显示体的情况、以及光从背面侧入射到显示体的情况下，反射光的色调特别显著地不同。也就是说，在表面反射观察和背面反射观察中，在第1显示区域10A可看到彼此不同颜色的图像。需要说明的是，在表面透射观察和背面透射观察中，可看到相同色调的图像。
进一步地，根据各个光栅层21、41的光栅结构(即结构周期PT、各个光栅层21、41的厚度、以及第1电介质层22和第2金属层42的宽度WT)，在各个光栅层21、41中由等离子共振所消耗的波长区域会发生变化，另外，根据各个光栅层21、41的材料(即金属层61的材料和凸部11T的材料的折射率、以及电介质层62的材料的折射率)，在各个光栅层21、41中由等离子共振所消耗的波长区域也会发生变化。因此，通过(例如)第1光栅层21中的第1电介质层22的材料选择、以及第2光栅层41中的第2电介质层44的材料选择，从而能够调整在反射观察或透射观察中所观察到的颜色。
例如，对具有相同的结构周期PT的两个显示体进行比较，其中该两个显示体的分别用于凸部11T及金属层61的材料是相同的，并且该两个显示体的用于电介质层62的材料是不同的。也就是说，在两个显示体中，第1光栅层21的构成是相同的，中间光栅层31中的第1中间电介质层32的材料是相同的，第2光栅层41中的第2金属层42的材料也是相同的。另一方面，在两个显示体中，中间光栅层31中的第2中间电介质层34的材料彼此不同，第2光栅层41中的第2电介质层44的材料彼此不同，上部光栅层51中的第1上部电介质层52的材料也彼此不同。当光从背面侧照射到两个显示体时，由于两个显示体中的第1光栅层21的构成相同，因而在两个显示体中，通过背面反射观察所观察到的颜色没有显著变化。另一方面，当光从表面侧照射到两个显示体时，在两个显示体中，根据各个显示体的第2电介质层44的折射率，通过表面反射观察所观察到的颜色彼此不同。另外，由于在两个显示体中，中间光栅层31、第2光栅层41以及上部光栅层51的各自的构成彼此不同，因而在两个显示体中，透过这些层的光的波长区域彼此不同。因此，在两个显示体中，通过表面透射观察所观察到的颜色彼此不同，另外，在两个显示体中，通过背面透射观察所观察到的颜色也彼此不同。
[各个光栅层的构成例]
关于各个光栅层的详细构成，将说明优选的构成例。
如图13及图14所示，作为凸部11T的高度的厚度T5也就是第1光栅层21和中间光栅层31的总厚度。厚度T5优选为小于结构周期PT的一半，以使得凸部11T难以塌陷并提高由支持部11和凸部11T构成的结构体的耐久性、以及容易获得凸部11T的加工精度。进一步地，从通过等离子共振或光的干涉作用而在反射观察或透射观察中所看到的颜色变得鲜明的观点考虑，厚度T5更优选为50nm以上200nm以下。
金属层61的厚度T6也就是第1金属层23及第2金属层42的各个厚度。厚度T6优选为10nm以上，以使得容易发生等离子共振、以及在反射观察中所看到的颜色变得鲜明。另一方面，若厚度T6大于或等于厚度T5，则凸部11T埋入金属层61中，中间光栅层31消失。即使当不存在中间光栅层31时，若金属层61通过具有跟随由支持体11和凸部11T构成的结构体的表面形状的形状以形成第1光栅层21和第2光栅层41，则也能够在由等离子共振引起的表面反射观察和背面反射观察所看到的颜色当中产生差异，并且在这些反射观察和透射观察所看到的颜色当中能够产生差异。然而，当金属层61薄至无法将凸部11T埋入的程度时，显示体中的光的透射率得以提高，透射观察中的图像是清晰可见的。因此，金属层61的厚度T6优选小于作为凸部11T的高度的厚度T5。
需要说明的是，根据金属层61的制造方法，在凸部11T上的区域(即第2金属层42)以及相邻的凸部11T之间的区域(即第1金属层23)中，金属层61的厚度有时会不同。在本实施方式中，金属层61的厚度T6被定义为位于周边区域A3中的带状延伸的区域(也就是沿着一个方向而不存在凸部11T的区域)在宽度方向上的中心部分处的金属层61的厚度。需要说明的是，其他实施方式也是同样的。
电介质层62的厚度T7也就是第2中间电介质层34和第2电介质层44的总厚度，并且同时是第1上部电介质层52的厚度。电介质层62的厚度T7优选为大于作为凸部11T的高度的厚度T5。需要说明的是，当在相邻的凸部11T之间的区域中，电介质层62从凸部11T上的金属层61突出时，上部光栅层51中的第2上部电介质层53的一部分由电介质层62构成。
若为厚度T7大于厚度T5的构成，则由于在第2光栅层41中，第2金属层42在厚度方向上的整个层被电介质层62包围，因而容易发生第2光栅层41中的等离子体共振，另外，容易使电介质层62的材料的变更反映到被第2光栅层41中的等离子共振所消耗的波长区域的变化。此外，由于由支持部11、凸部11T及金属层61构成的结构体埋入到电介质层62中，因而电介质层62起到了保护上述结构体的层的作用。
需要说明的是，即使当厚度T7小于厚度T5时，在具有金属和电介质的光栅结构的层中也发生等离子共振，并且由于该等离子共振的作用，使得可能在反射观察和透射观察所看到的颜色当中产生差异。
顺便提及，当电介质层62的厚度较小、且位于相邻的凸部11T之间的区域中的电介质层62比凸部11T上的金属层61更加凹陷时，第2光栅层41的第2电介质层44的一部分或全部由与上部光栅层51的第2上部电介质层53相同的材料构成。也就是说，在这种情况下，第2电介质层44的一部分或全部是空气层或树脂层。然而，如上所述，第2电介质层44优选是从第2中间电介质层34延续的结构体，并且电介质层62的厚度T7优选为大于作为凸部11T的高度的厚度T5。
根据电介质层62的制造方法，在凸部11T上的区域(即第1上部电介质层52)以及相邻的凸部11T之间的区域(即第2中间电介质层34及第2电介质层44)中，电介质层62的厚度有时会不同。在本实施方式中，电介质层62的厚度T7被定义为位于周边区域A3中的带状延伸的区域(也就是沿着一个方向而不存在凸部11T的区域)在宽度方向上的中心部分处的电介质层62的厚度。需要说明的是，其他实施方式也是同样的。
在由孤立区域A2和周边区域A3构成的平面中，孤立区域A2所占的面积比率(也就是在包括基准面和凸部11T的平面中，凸部11T在每单位面积中所占的面积的比例)优选为大于0.1。若为上述面积比率大于0.1的构成，则由于抑制了凸部11T的高度相对于宽度的比率(即高宽比)变得过大，因而提高了由支持部11和凸部11T构成的结构体的耐久性，以及容易获得凸部11T的加工精度。
另一方面，若为上述面积比率小于0.5的构成，则能够适当地抑制在上部光栅层51与其上层的界面处发生菲涅耳反射。需要说明的是，根据金属层61和电介质层62的制造方法，当形成这些层时，在凸部11T的侧面也会附着材料。若为上述面积比率小于0.5的构成，则充分地确保了彼此相邻的凸部11T之间的区域的大小，并且在形成金属层61和电介质层62时，能够抑制凸部11T之间的区域被埋入到凸部11T的侧面所附着的材料中。因此，金属层61及电介质层62可以容易地形成为跟随下层的表面形状的形状。结果是，适当地形成了分散地设置有第1上部电介质层52的上部光栅层51，并且适当地得到了抑制在上部光栅层51的界面处发生菲涅耳反射的效果。
需要说明的是，即使上述面积比率为0.5以上，通过电介质层62的表面具有跟随金属层61的表面形状的凹凸，与电介质层62的表面是平坦的情况相比，也能够获得抑制菲涅耳反射的效果。另外，即使当在上部光栅层51与其上层的界面处发生菲涅耳反射时，也能够在由第1光栅层21及第2光栅层41中的等离子共振引起的表面反射观察和背面反射观察所看到的颜色当中产生差异，以及在这些反射观察和透射观察所看到的颜色当中能够产生差异。然而，通过抑制上部光栅层51与其上层的界面处的菲涅耳反射(即显示体的最外面附近处的菲涅耳反射)，使得在表面反射观察中，容易鲜明地看到与显示体内部中各层的界面处的反射光的波长区域相对应的颜色。
为了抑制显示体的特别是表面侧的菲涅耳反射，相对于第2上部电介质层53而与第2光栅层41相对的一侧、并且与第2上部电介质层53相接的层(即表面层)与第2上部电介质层53之间的折射率差优选小于第1金属层23与支持部11之间的折射率差。表面层例如是空气层。并且，进一步优选的是，第2上部电介质层53的折射率等于表面层的折射率。
需要说明的是，与第1实施方式同样地，第2显示区域10B可以仅具备支持部11，也可以除了支持部11以外还具备金属层61及电介质层62中的至少一者。通过反射观察和透射观察，在第2显示区域10B中能够看到与第2显示区域10B的层构成相对应的颜色和质感的图像，并且能够看到具有与第1显示区域10A不同的颜色和质感的图像。
[带显示体的装置]
参照图16，对具备上述显示体的带显示体的装置的构成进行说明。
如图16所示，带显示体的装置110具备：作为第2实施方式的显示体的显示体100、以及被构成为能够发出光的发光结构体70。发光结构体70是通过将照射到发光结构体70的光反射而发出的结构体，或者是通过发光结构体70自身的发光而将光发出的结构体。例如，发光结构体70是在白光下呈现白色的结构体。
发光结构体70被配置在与显示体100的背面10T的一部分相对向的位置处，并且发光结构体70与背面10T是间隔开的。也就是说，当从与显示体100的表面10S相对的方向进行观察时，表面10S包括：与发光结构体70重叠的区域、以及不与发光结构体70重叠的区域。详细而言，发光结构体70被配置在与第1显示区域10A的一部分相对的位置处。
根据这样的构成，当从带显示体的装置100的外侧向显示体100的表面10S照射白色的光时，与上述表面反射观察同样地，在第1显示区域10A当中的没有在显示体100的背面侧配置有发光结构体100的部分中，可看到由来自显示体100的反射光所产生的颜色。
另一方面，在第1显示区域10A当中的在显示体100的背面侧配置发光结构体70的部分中，从发光结构体70向显示体100的背面10T照射光。当发光结构体70是通过将照射到自身的光反射而发光的结构体时，照射到背面10T的光可以是发光结构体70将显示体100的透射光反射后的光，也可以是发光结构体70将从设置于发光结构体70附近的光源照射到发光结构体70的光反射后的光。另外，当发光结构体70是通过自身发光而将光发出的结构体时，照射到背面10T的光是通过发光结构体70的发光而产生的光。因此，当从显示体100的表面侧进行观察时，在第1显示区域10A当中的与发光结构体70重叠的部分中，可以看到由包括从表面侧照射并经由显示体100反射后的光、以及从背面侧照射并透过显示体100后的光在内的光所产生的颜色。
结果是，在从带显示体的装置110的外侧向显示体100的表面10S照射白色光的状态下，当从显示体100的表面侧观察表面10S时，第1显示区域10A当中的与发光结构体70重叠的部分以及第1显示区域10A当中的不与发光结构体70重叠的部分看起来像是彼此不同的色调的颜色，或者看起来像是彼此不同的饱和度和亮度的颜色。因此，由于看到了与发光结构体70的形状相对应的图像，使得能够表现出各种图像。
另外，通过将对于发光结构体70的光的照射开启和关闭，或者通过将发光结构体70的发光开启和关闭，从而使与发光结构体70的形状相对应的图像可见或不可见，也可以如此地调整图像的可视性。由此，也能够表现出更多种的图像。
需要说明的是，发光结构体70也可以配置在与显示体100的表面10S的一部分相对的位置处。在这种情况下，在从带显示体的装置110的外侧向显示体100的背面10T照射白色光的状态下，当从显示体100的背面侧观察背面10T时，第1显示区域10A当中的与发光结构体70重叠的部分以及第1显示区域10A当中的不与发光结构体70重叠的部分看起来像是彼此不同的颜色。
如上所述，在第2实施方式中，由于等离子共振，特定波长区域的光作为发射光或透射光而从显示体发射出来。并且，由于上述透射光或反射光的波长区域由多个因素决定，该多个因素包括各个凸部11T即周期要素的位置和大小、以及位置由各个周期要素确定的金属层，因此，能够提高由显示体透过或反射的波长区域的调整自由度。
另外，与第1实施方式同样地，第2实施方式的目的还在于提供一种能够根据观察条件而使外观彼此不同的图像变为可见的显示体。包括针对上述课题的效果在内，根据第2实施方式，除了第1实施方式的(1-1)至(1-3)、(1-7)、(1-8)的效果以外，还可得到以下所列举的效果。
(2-1)由于显示体具备电介质层62，故通过变更构成电介质层62的材料，从而能够调整反射观察或透射观察所观察到的颜色，并可提高关于这种颜色的调整的自由度。特别地，若为电介质层62由无机化合物构成的形式，则电介质层62的折射率可以在宽范围内进行选择。另外，由于电介质层62具有跟随金属层61的表面形状的形状，因而相比于电介质层62的表面是平坦的情况，可抑制显示体的最外面附近处的菲涅耳反射。结果是，在表面反射观察中所观察到的颜色变得鲜明。
(2-2)若为凸部11T的高度(即厚度T5)小于结构周期PT的一半长度的构成，可提高由支持部11和凸部11T构成的结构体的耐久性，另外，容易获得凸部11T的加工精度。
(2-3)若为金属层61的厚度T6为10nm以上的构成，则在第1光栅层21及第2光栅层41中容易发生等离子共振，另外，反射观察中所看到的颜色变得鲜明。另外，若为金属层61的厚度T6小于凸部11T的高度(即厚度T5)的构成，则可提高显示体中的光的透射率，透射观察中的图像是清晰可见的。
(2-4)若为电介质层62的厚度T7大于凸部11T的高度(即厚度T5)的构成，则容易发生第2光栅层41中的等离子共振，另外，容易使电介质层62的材料的变更反映到被第2光栅层41中的等离子共振所消耗的波长区域的变化。此外，由于由支持部11、凸部11T及金属层61构成的结构体埋入到电介质层62中，因而电介质层62保护了上述结构体。
(2-5)若为在包括支持部11的表面(即基准面)和周期要素(即凸部11T)的平面内，凸部11T在单位面积中所占的面积的比例大于0.1的构成，则提高了由支持部11和凸部11T构成的结构体的耐久性，另外，容易获得凸部11T的加工精度。另外，若为上述面积的比例小于0.5的构成，则可适宜地获得抑制在上部光栅层51与其上层的界面处发生菲涅尔反射的效果。
(2-6)在带显示体的装置110中，从发光结构体70发射出来的光的一部分透过显示体100的第1显示区域10A，并射出至与发光结构体70相对的那一侧。因此，在向表面10S及背面10T当中的、与面向发光结构体70的面相对的那一侧的面照射光的状态下，若对该面进行观察，则第1显示区域10A当中的与发光结构体70重叠的部分以及第1显示区域10A当中的不与发光结构体70重叠的部分看起来像是彼此不同的颜色。因此，可看到与发光结构体70的形状相对应的图像，可表现出更多种的图像，并可进一步提高带显示体的装置110的伪造难度或设计性。
(2-7)根据使用纳米压印法以形成凸部11T的制造方法(即在涂布于基材11a表面的树脂上转印凹版所具有的凹凸以形成由支持部11和多个凸部11T构成的周期结构体的制造方法)，则能够容易且适当地形成具有微细凹凸的周期结构体。
<第2实施方式的变形例>
可以在如下所述地变更上述第2实施方式后进行实施。
·在第2实施方式中，与第1实施方式同样地，第1金属层23和第2金属层42可具有图9所示的形状特征。并且，金属层61可包括位于第1中间电介质层32的侧面处、且与第2金属层42相连的金属层(即中间金属层32A)。中间金属层32A夹在第1中间电介质层32与第2中间电介质层34之间，并且第1中间电介质层32在侧面上的厚度在越接近第1金属层23的部位处越薄。需要说明的是，由于中间金属层32A的存在，使得在中间光栅层31中可发生等离子共振。
·在第2实施方式中，与第1实施方式的图10所示的结构同样地，凸部11T的形状也可以是从支持部11的表面突出的锥形形状。
·作为包括在第1显示区域10A中的区域，显示体可以具备结构周期PT彼此一致、且在构成显示体的材料当中仅电介质层62的材料彼此不同的多个区域。根据这样的构成，通过反射观察，可在第1显示区域10A中的多个区域中看到彼此不同的颜色。并且，对于上述多个区域，能够在同一个步骤中形成凸部11T和金属层61，因而可以容易地制造上述显示体。
·如图17所示，显示体可以在电介质层62上进一步具备保护层48。根据这样的构成，可以保护由支持部11和凸部11T、金属层61、以及电介质层62构成的结构体。保护层48与第2上部电介质层53可以形成为一体的结构体。此时，保护层48优选为低折射率的树脂层。低折射率的树脂层具有比第1电介质层22的折射率或第1中间电介质层32的折射率更接近于空气层的折射率的折射率。
另外，当显示体用于个人徒手触摸显示体的用途时，构成显示体表面的保护层48优选由含氟的树脂构成。根据这样的构成，可抑制皮脂等污渍附着在显示体的表面上。
需要说明的是，如图17所示，保护层48可以具有平坦的表面，也可以具有跟随电介质层62的表面形状的形状。
·从与显示体的表面10S相对的方向所看到的孤立区域A2的配置不限于正方形阵列及六边形阵列，也可以是二维点阵状。也就是说，多个第1电介质层22配置为二维点阵状即可，或者多个第1中间电介质层32配置为二维点阵状即可，或者多个第2金属层42配置为二维点阵状即可，或者多个第1上部电介质层52也配置为二维点阵状即可。换句话说，周期结构体的周期要素配置为具有亚波长周期的二维点阵状即可。二维点阵状的阵列是要素沿着在二维平面内交叉的两个方向中的各个方向进行配置的阵列。此时，显示体所具有的各层的厚度相对于结构周期PT在预定范围内，这表示相对于周期要素所配置的上述两个方向中的各个方向上的结构周期PT，各层的厚度在预定的范围内。
另外，从与显示体的表面10S相对的方向所看到的孤立区域A2的形状(也就是周期要素的平面形状)不限于正方形，可以是长方形或其他多边形，也可以是圆形。
·如图18所示，从支持部11的表面凹陷的凹部11H可以位于孤立区域A2中。从与显示体的表面10S相对的方向来看，多个凹部11H被配置为具有亚波长周期的二维点阵状。在这样的构成中，支持部11为周期结构体。也就是说，当以支持部11的表面作为基准面时，周期结构体所具有的周期要素可以为从基准面凹陷的凹部11H。在这种情况下，金属层61具有跟随周期结构体的表面形状的形状，电介质层62具有跟随金属层61的表面形状的形状。此时，通过位于各个凹部11H的底面处的金属层71、以及支持部11当中的将各个金属层71包围的网格状的部分，从而形成了由金属和电介质构成的光栅结构。另外，也通过位于金属层71上的电介质层72、以及位于基准面且将各个电介质层72包围的网格状的金属层73，从而形成了由金属和电介质构成的光栅结构。当向显示体照射光时，在具有这些光栅结构的层中，由于发生等离子体共振的缘故，与上述实施方式同样地，在表面反射观察和背面透射观察中看到了不同的颜色，另外在背面反射观察和表面透射观察中看到了不同的颜色，另外在表面反射观察和背面反射观察中看到了不同的颜色。
需要说明的是，当周期要素为凹部11H时，在包括基准面和周期要素的平面中，周期要素在单位面积中所占的面积的比例优选为大于0.1且小于0.5。若上述面积的比例在上述范围内，则金属层61及电介质层62容易形成为跟随周期结构体表面的凹凸形状的形状。另外，若上述面积的比例在上述范围内，则可提高周期结构体的耐久性，并且同时容易获得凹部11H的加工精度。需要说明的是，在第1实施方式的显示体中，周期要素也可以是从基准面凹陷的凹部11H。
·带显示体的装置所具备的显示体也可以是第1实施方式的显示体。
[附加注释]
用于解决上述课题的手段包括以下项目作为从第1实施方式、第2实施方式以及它们的变形例所导出的技术构思。
[项目1]
一种显示体，具备：具有基准面的支持部；具备多个周期要素并作为电介质的周期结构体，其中所述多个周期要素在所述基准面上被配置为具有亚波长周期的二维点阵状，并且是从所述基准面突出的凸部以及从所述基准面凹陷的凹部中的任一者；以及位于所述周期结构体的表面、且具有跟随所述周期结构体的表面形状的形状的金属层，其中所述周期结构体的表面是包括所述基准面当中的包围所述周期要素的区域以及所述周期要素的表面的面。
根据上述构成，由于显示体具备具有由金属和电介质构成的亚波长周期的光栅结构的层，因而若从显示体的外侧向显示体的表面和背面当中的一个面照射光，则在具有上述光栅结构的层中发生等离子共振。被等离子共振消耗的波长区域的光不会从上述一个面射出，受到了等离子共振作用的特定波长区域的光透过显示体而从显示体的表面和背面中的另一面射出。因此，在对一个面的反射观察以及对另一面的透射观察中看到了彼此不同颜色的图像，另外，在对一个面的反射观察和透射观察中看到了彼此不同颜色的图像。也就是说，通过上述构成，能够根据观察条件而使外观彼此不同的图像变为可见。
[项目2]
根据项目1所述的显示体，其在所述基准面上包括：厚度为10nm以上200nm以下的第1光栅层；厚度为10nm以上200nm以下的第2光栅层；以及厚度大于所述第1光栅层及所述第2光栅层中的各个层的厚度、且在厚度方向上被夹在所述第1光栅层与所述第2光栅层之间的中间光栅层，其中，所述第1光栅层具备：被配置为作为正方形阵列和六边形阵列中的任一者的岛状阵列的多个第1电介质层、以及具有将各个第1电介质层包围的网格状的第1金属层；所述中间光栅层具备：被配置为作为正方形阵列和六边形阵列中的任一者的岛状阵列的多个第1中间电介质层，以及具有将各个第1中间电介质层包围的网格状且具有比所述第1中间电介质层更小的介电常数的第2中间电介质层；所述第2光栅层具备：被配置为作为正方形阵列和六边形阵列中的任一者的岛状阵列的多个的第2金属层，以及具有将各个第2金属层包围的网格状的第2电介质层，其中，所述周期要素是所述凸部，所述第1电介质层和所述第1中间电介质层构成了所述周期要素，所述第1金属层和所述第2金属层包括在所述金属层中，所述第1光栅层中的所述第1金属层的体积比率大于所述第2光栅层中的所述第2金属层的体积比率，并且同时所述第2光栅层中的所述第2金属层的体积比率大于所述中间光栅层中的金属材料的体积比率，所述第1电介质层的宽度相对于所述第1电介质层的结构周期的比率、以及所述第2金属层的宽度相对于所述第2金属层的结构周期的比率分别均为0.25以上0.75以下。
根据上述构成，第1光栅层的平均折射率取决于第1金属层的折射率。从显示体的外侧入射到支持部的光在这样的第1光栅层与支持部的界面处容易发生菲涅耳反射。与此相对，第2光栅层的平均折射率取决于第2电介质层。另外，中间光栅层的平均折射率也取决于作为电介质的第2中间电介质层。并且，从显示体的外侧入射到第2光栅层的光难以发生菲涅耳反射，而是进入第2光栅层、并进一步进入中间光栅层中。结果是，在从与支持部相对的方向观察显示体的反射观察中，容易观察到由菲涅耳反射产生的图像，另一方面，在从与第2光栅层相对的方向观察显示体的反射观察中，难以观察到由菲涅耳反射产生的图像。
此外，第1光栅层和第2光栅层产生等离子共振。对于入射到第1光栅层的光，其一部分被等离子共振消耗而透过第1光栅层。同样地，对于入射到第2光栅层的光，其一部分被等离子共振消耗而透过第2光栅层。因此，在从与支持部相对的方向观察显示体的反射观察中，由菲涅耳反射产生的图像带有除了黑色和白色以外的颜色，并且更加地清晰可见。需要说明的是，此时，若从与第2光栅层相对的方向观察显示体，则经过了第1光栅层中的等离子共振以及第2光栅层中的等离子共振的透射光形成了带有除了黑色和白色以外的颜色的图像。
另一方面，对于从显示体的外侧入射到第2光栅层的光，其一部分被第2光栅层中的等离子共振及第1光栅层中的等离子共振所消耗，更加难以返回至第2光栅层的外侧。因此，在从与第2光栅层相对的方向观察显示体的反射观察中，可看到带有更加接近于黑色的颜色的图像。
作为上述结果，通过从与支持部相对的方向观察显示体的反射观察、从与第2光栅层相对的方向观察显示体的反射观察、以及进一步地从与第2光栅层相对的方向观察显示体的透射观察，从而能够判别各层厚度方向上的支持部的位置(即显示体的表里)。
[项目3]
根据项目2所述的显示体，其中，所述第1金属层和所述第2件层分别具有相对于可见区域的光的复介质常数，该复介质常数的实部为负值。
根据上述构成，由于容易发生第1光栅层中的等离子共振以及第2光栅层中的等离子共振，因而能够使上述各观察中的图像的颜色变得更加鲜明。
[项目4]
根据项目2或3所述的显示体，其中，所述第1电介质层的宽度相对于所述第1电介质层的结构周期的比率、以及所述第2金属层的宽度相对于所述第2金属层的结构周期的比率分别均为0.40以上0.60以下。
根据上述构成，可以抑制第1电介质层的大小相对于第1金属层的大小变得过小，以及可以抑制第2金属层的大小相对于第2电介质层的大小变得过小。因此，减少了制造显示体时的加工负荷。
[项目5]
根据项目2至4中任一者所述的显示体，其中，所述第1电介质层和所述第1中间电介质层是一体的结构体，所述第1光栅层的厚度为100nm以下，所述第2光栅层的厚度为100nm以下，所述中间光栅层的厚度为150nm以下。
根据上述构成，由于第1光栅层的厚度与第1中间光栅层的厚度的总和是足以能够应用(例如)纳米压印等凹版的大小，因而第1电介质层和第1中间电介质层能够一体地成形。
[项目6]
根据项目2至5中任一者所述的显示体，其中，构成所述第1金属层的材料与构成所述第2金属层的材料相同，所述第2电介质层为空气层，所述第1电介质层的折射率与所述第1金属层的折射率之差大于所述第2电介质层的折射率与所述第2金属层的折射率之差。
根据上述构成，由于为第1金属层和第2金属层具有彼此相等的折射率、且第1电介质层与第1金属层之间的折射率差大于第2电介质层与第2金属层之间的折射率差的构成，因而能够进一步抑制第2光栅层与其他层的界面处的菲涅耳反射，并且同时能够促进第1光栅层与其他层的界面处的菲涅耳反射。
[项目7]
根据项目2至6中任一者所述的显示体，其中，所述第1电介质层和所述第1中间电介质层是一体的结构体，所述第2中间电介质层和所述第2电介质层是一体的结构体。
根据上述构成，由于第1电介质层和第1中间电介质层是一体的结构体，以及第2中间电介质层和第2电介质层是一体的结构体，因而能够简化显示体的结构。
[项目8]
根据项目2至7中任一者所述的显示体，其中，所述中间光栅层进一步具备位于所述第1中间电介质层的侧面上、且被夹在所述第1中间电介质层与所述第2中间电介质层之间的中间金属层，所述中间金属层和所述第2金属层是一体的结构体从而所述中间金属层被包括在所述金属层中，并且同时为了抑制可见区域的光的反射，所述中间金属层在所述侧面上的厚度在越接近于所述第1金属层的部位处越薄。
根据上述构成，由于中间金属层具备防反射功能，因而能够使在从与第2光栅层相对的方向观察显示体的反射观察中所看到的图像的颜色变为更接近于黑色的颜色。
[项目9]
根据项目1所述的显示体，其进一步具备位于与所述金属层中的所述周期结构体接触的面相对的那一侧的面上、且具有跟随所述金属层的表面形状的形状的电介质层。
根据上述构成，通过变更构成电介质层的材料，从而能够调整反射观察或透射观察中所观察到的颜色，因而可提高关于这种颜色的调整的自由度。另外，由于电介质层具有跟随金属层的表面形状的形状，因而相比于电介质层的表面是平坦的情况，可减少包括电介质层的层与其上层的界面处的菲涅耳反射。结果是，在从与电介质层相对的方向观察显示体的反射观察中所看到的图像的颜色变得更加鲜明。
[项目10]
根据项目9所述的显示体，其中，所述电介质层由无机化合物构成。
根据上述构成，相比于电介质层由树脂构成的情况，能够基于材料的选择而从更宽的范围选择电介质层的折射率。
[项目11]
根据项目9或10所述的显示体，其中，所述周期要素是所述凸部，所述凸部的高度小于所述多个周期要素配置周期的一半长度。
根据上述构成，可提高周期结构体的耐久性，另外，容易获得凸部的加工精度。
[项目12]
根据项目9至11中任一者所述的显示体，其中，所述周期要素是所述凸部，所述金属层的厚度为10nm以上，并且同时所述金属层的厚度小于所述凸部的高度。
根据上述构成，由于金属层的厚度为10nm以上，因而容易发生等离子共振，另外，由反射观察所看到的颜色变得鲜明。另外，由于金属层的厚度小于凸部的高度，因而可提高显示体中的光的透射率，透射观察中的图像变得清晰。
[项目13]
根据项目9至12中任一者所述的显示体，其中，所述周期要素是所述凸部，所述电介质层的厚度大于所述凸部的高度。
根据上述构成，适当地形成了由金属层和电介质层构成的光栅结构，并且该光栅结构容易发生等离子共振，另外，容易使电介质层材料的变更反映到被等离子共振消耗的波长区域的变化。此外，由于由周期结构体和金属层构成的结构体埋入到电介质层中，因而上述结构体被电介质层所保护。
[项目14]
根据项目9至13中任一者所述的显示体，其中，在包括所述基准面和所述周期要素的平面中，所述周期要素在单位面积中所占的面积的比例大于0.1且小于0.5。
根据上述构成，由于上述面积的比例大于0.1，因而提高了周期结构体的耐久性，另外，容易获得凸部的加工精度。另外，由于上述面积的比例小于0.5，因而可适宜地抑制在包括电介质层的层与其上层的界面处的菲涅耳反射。
[项目15]
根据项目9至14中任一者所述的显示体，其进一步具备保护层，该保护层覆盖与所述电介质层中的所述金属层接触的面相对的那一侧的面。
根据上述构成，能够保护由周期结构体、金属层及保护层构成的结构体。
[项目16]
一种带显示体的装置，具备：项目1至15中任一者所述的显示体；以及配置于与所述显示体所具有的表面和背面当中的一个面的一部分相对的位置处、且被构成为能够向所述显示体放出光的发光结构体。
根据上述构成，从发光结构体射出的光的一部分透过显示体，并且从位于与发光结构体相对的那一侧的面射出。因此，在向与发光结构体相对的那一侧的面照射光的状态下，从与该面相对的方向观察显示体时，配置有发光结构体的部分以及没有配置发光结构体的部分看起来像是彼此不同的颜色。因此，能够表现出更多种的图像。
[项目17]
一种显示体的制造方法，包括：通过将凹版所具有的凹凸转印至涂布于基材表面的树脂上以形成周期结构体的第1步骤，其中从与所述基材的表面相对的方向来看，作为凸部或凹部的周期要素被配置为具有亚波长周期的二维点阵状；以及在所述周期结构体上形成金属层的第2步骤，其中该金属层具有跟随所述周期结构体的表面形状的形状。
根据上述制造方法，可得到能够根据观察条件而使外观彼此不同的图像变为可见的显示体。特别地，能够容易且适宜地形成具有微细凹凸的周期结构体。
[项目18]
根据项目17所述的显示体的制造方法，包括在所述金属层上形成电介质层的第3步骤，其中该电介质层具有跟随所述金属层的表面形状的形状。
根据上述制造方法，通过变更构成电介质层的材料，从而能够调整针对显示体的反射观察或透射观察中所观察到的颜色，并可提高关于这种颜色的调整的自由度。
(第3实施方式)
参照图19至图31来说明作为光学装置的一个例子的显示体、带显示体的装置、以及显示体的制造方法的实施方式。在以下说明中，对于第1至第4这4个适用方式进行说明，并且在这些适用方式中，显示体的基本结构是共通的，因而首先对显示体的基本结构和其制造方法进行说明。
[显示体的结构]
如图19所示，显示体10具有表面10F、以及作为与表面10F相对的那一侧的面的背面10R，当从与表面10F相对的方向来看时，显示体10包括显示区域20以及辅助区域30。显示区域20包括第1区域20A和第2区域20B这两种区域，表面10F被划分为第1区域20A、第2区域20B以及辅助区域30。显示区域20呈现出结构色，在白色光照射到表面10F的状态下，第1区域20A所呈现的色调与第2区域20B所呈现的色调彼此不同。辅助区域30呈现出具有金属光泽的颜色。
例如，通过第1区域20A和第2区域20B来显示文字、记号、图形、图案、画面等，通过辅助区域30来显示背景。作为一个例子，在图19所示的构成中，通过呈现绿色的第1区域20A和呈现蓝色的第2区域20B来显示地球的画面，通过呈现银色的辅助区域30来显示背景。
参照图20，对显示区域20的结构进行说明。
如图20所示，在显示区域20中，显示体10具备基材16、凹凸结构层12、金属层13以及多层膜层14。依次配置基材16、凹凸结构层12、金属层13以及多层膜层14，相对于基材16而配置多层膜层14的那一侧是显示体10的表面侧，相对于多层膜层14而配置基材16的那一侧是显示体10的背面侧。图20示出了显示区域20的截面结构、以及从与显示体10的表面10F相对的方向所看到的凹凸结构层12的平面结构。
基材16是板状的，在基材16所具有的面当中，位于显示体10的表面侧的面是基材16的表面。基材16对于可见区域的光而言是透明的，使可见区域的光透过。可见区域的光所具有的波长为400nm以上800nm以下。基材16是电介质，作为基材16的材料，可列举出(例如)合成石英、或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等树脂。基材16的折射率大于空气层的折射率，例如为1.2以上1.7以下。基材16可以由单个层构成，也可以由多个层构成。
通过等离子共振等，由凹凸结构层12和金属层13构成的结构体(即等离子结构体层15)使入射光透过。
凹凸结构层12由沿基材16的表面延伸的平坦部12a、以及从平坦部12a向显示体10的表面侧突出的多个凸部12b构成。也就是说，凸部12b从沿显示体10的背面10R延伸的面向表面10F突出。凹凸结构层12对于可见区域的光而言是透明的电介质，例如由紫外线固化性树脂、热固化性树脂或热塑性树脂构成。凹凸结构层12的折射率大于空气层的折射率。
凸部12b具有四棱梯形状，即具有四棱锥的顶部成为平面的形状，在从显示体10的背面10R朝向表面10F的方向上，沿基材16表面的方向上的凸部12b的宽度逐渐减小。
从凸部12b的基部末端到突出末端的长度(即凸部12b的延伸方向上的凸部12b的长度)为凸部高度H，构成凸部12b的基部的正方形的一边的长度为凸部宽度D。从容易获得凸部12b的加工精度等观点考虑，凸部高度H相对于凸部宽度D的比率(即高宽比)Ar(Ar＝H/D)优选为3以下，更优选为2以下。
从与显示体10的表面10F相对的方向来看，多个凸部12b排列为作为二维点阵的一个例子的正方形阵列。正方形阵列是一边为结构周期P、且正方形SQ的各顶点位于凸部12b的中心的阵列。也就是说，结构周期P是彼此相邻的2个凸部12b的中心之间的距离，另外，结构周期P是彼此相邻的2个凸部12b之间的距离(即凸部间距离W与凸部宽度D的总和)。结构周期P的长度等于或小于可见区域的波长的长度，也就是说，结构周期P是亚波长周期。从容易获得凸部12b的加工精度等观点考虑，结构周期P优选为100nm以上400nm以下，更优选为200nm以上400nm以下。
配置有多个凸部12b的区域整体的面积Sa是从与显示体10的表面10F相对的方向所看到的凹凸结构层12的面积，也就是说，上述面积Sa是在凸部12b之间露出的平坦部12a的面积与构成各个凸部12b的基部的正方形的面积的总和。从容易获得凸部12b的加工精度等观点考虑，多个凸部12b的各个体积的总和相对于由面积Sa×凸部高度H表示的体积的比率(即体积比率)Vr优选为0.05以上0.5以下。也就是说，凹凸结构在平坦部12a上所形成的空间的每单位体积中，凸部12b所占的比例就是体积比率Vr。可以通过考虑所期望的体积比率Vr、结构周期P以及凸部12b的形状来确定凸部间距离W。
相对于凹凸结构层12，金属层13位于显示体10的表面侧，并且覆盖凹凸结构层12的整个面。金属层13具有跟随凹凸结构层12的表面形状的形状。也就是说，金属层13的表面具有跟随凹凸结构层12所具有的凹凸的凹凸。金属层13中的凹凸结构的周期或高度取决于凹凸结构层12中的凹凸结构的周期或高度。也就是说，凹凸结构层12中的凹凸结构的周期或高度通过包括结构周期P、凸部间距离W、凸部高度H以及凸部宽度D在内的凸部12b的形状来限定。
金属层13由金属材料构成，金属层13的折射率小于空气层的折射率。从容易发生等离子共振等观点考虑，金属层13由可见区域的波长中的复介质常数的实部为负值的金属材料构成。金属层13的厚度优选为10nm以上200nm以下。作为金属层13的材料，可列举出(例如)铝、金、银、钽、铟等。
需要说明的是，从与显示体10的表面10F相对的方向来看，在凹凸结构层12中，从凸部12b之间露出的平坦部12a的面积优选大于构成各个凸部12b的基部的正方形的面积的总和。在这种情况下，平坦部12a的正上方区域(即金属层13当中的包括层叠于平坦部12a上的部分和各个凸部12b的基部的区域)中，金属层13是结构性及光学性的海成分，凸部12b的基部是结构性及光学性地分布在海成分当中的岛成分。
多层膜层14具有层叠有多个薄膜14a的结构，并引起多层膜干涉。也就是说，当多层膜层14接收来自显示体10表面侧的入射光时，由各个薄膜14a反射的光发生干涉，结果是，强烈地返回了特定波长区域的光。由此，从显示体10的表面侧来看，在显示区域20中看到了特定色调的结构色。
多层膜层14具有依照金属层13所具有的凹凸而反复起伏的形状，换句话说，多层膜层14具有这样的形状：向显示体10的表面侧膨胀的弯曲部分沿着凹凸结构层12中的凸部12b的阵列方向而连接起来。例如，多层膜层14当中的最靠近显示体10背面10R的部分(即弯曲部分的端部)进入至凹凸结构层12中的凸部12b之间的区域。需要说明的是，各个薄膜14a的弯曲程度根据多层膜层14的层叠方向上的各个薄膜14a的位置而变化。
薄膜14a由对可见区域的光而言为透明的材料构成，多个薄膜14a的折射率彼此不同。作为薄膜14a的材料，可使用(例如)氧化钛(TiO2)、氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铪(HfO2)、硫化锌(ZnS)、氧化锆(ZrO2)等无机物、或者尼龙、聚酯等高分子化合物。
对多层膜层14所具有的薄膜14a的数量、以及各个薄膜14a的材料和厚度进行设定，使得当从显示体10的表面侧观察反射光时，依照作为显示区域20所呈现的颜色而想要看到的色调，与该色调相对应的波长区域的光被强化并从多层膜层14反射出去。
另外，根据薄膜14a的弯曲程度，通过薄膜14a的光的光路的长度发生变化，因此，通过多层膜层14的干涉而被强化的光的波长也变化。因此，通过包括凹凸结构层12中的结构周期P及凸部间距离W在内的凸部12b的配置、以及包括凸部高度H及凸部宽度D在内的凸部12b的形状的改变，使得当从显示体10的表面侧观察反射光时，能够改变在显示区域20中所看到的颜色的色调。
例如，在凸部12b的形状一定的情况下，结构周期P越大，则凸部间距离W越大，并且位于凸部12b之间的区域中的多层膜层14的面积也越大。结果是，由于通过薄膜14a的光的光路的长度变长，波长更长的光被强化并从多层膜层14反射出去。
也就是说，对多层膜层14中的各个薄膜14a的构成以及凹凸结构层12中的凸部12b的配置和形状进行了调整，以使得当从显示体10的表面侧观察反射光时，依照作为显示区域20所呈现的颜色而想要看到的色调，与该色调相对应的波长区域的光被强化并从多层膜层14反射出去。并且，对于第1区域20A和第2区域20B，多层膜层14中的各个薄膜14a的构成以及凹凸结构层12中的凸部12b的配置和形状在这些区域中彼此不同，由此，当从显示体10的表面侧观察反射光时，这些区域呈现出彼此不同的色调。
其中，相比于在区域20A、20B这两个区域中形成薄膜14a的数量、材料或厚度等层结构彼此不同的多层膜层14的过程，在区域20A、20B这两个区域中形成具有彼此不同的结构周期P的凸部12b的过程更加容易，因此，优选通过结构周期P的差异来使第1区域20A的色调不同于第2区域20B的色调。也就是说，第1区域20A的多层膜层14和第2区域20B的多层膜层14优选为具有相同的层构成、且为彼此连续的单个多层结构体。
需要说明的是，在上述构成中，周期结构体由基材16和凹凸结构层12构成。另外，凸部12b是周期要素的一个例子。另外，支持部由基材16和平坦部12a构成，平坦部12a的表面(也就是在平坦部12a当中的与连接到基材16的面相对的那一侧的面)为基准面。另外，金属层13被认为是这样的金属层，其作为整个层的形状跟随着周期结构体的表面形状。周期结构体的表面是包括基准面当中的围绕各个周期要素的区域和各个周期要素的表面的面。多层膜层14位于与金属层13中的跟周期结构体连接的面相对的那一侧的面上，并覆盖由周期结构体和金属层13构成的结构体。
参照图21，对辅助区域30的结构进行说明。
如图21所示，辅助区域30具备基材16以及金属层13，在基材16的表面上设置有平坦的金属层13。基材16是这样的一个结构体，其中显示区域20和辅助区域30彼此连续，并且金属层13是这样的一个层，其中显示区域20和辅助区域30彼此连续。由此，当接收来自显示体10表面侧的入射光时，从表面侧进行观察，辅助区域30呈现出与金属层13的材料相对应的颜色，看起来像是具有金属光泽。
[显示体的制造方法]
对于制造上述显示体10的方法进行说明。
首先，对显示区域20的制造方法进行说明。首先，在基材16的表面上形成凹凸结构层12。作为形成凹凸结构层12中的凸部12b的方法，可采用(例如)使用光或带电粒子束的光刻法、纳米压印法或等离子蚀刻法等。特别地，作为在由树脂构成的平坦部12a的表面上形成凸部12b的方法，可应用(例如)纳米压印法。另外，在通过加工硬质材料的基材等以形成凸部12b的情况下，可以使用采用光或带电粒子束的光刻法和等离子蚀刻法的组合方法。其中，纳米压印法适合于形成具有微细凹凸的凹凸结构层12。
当使用纳米压印法时，例如，使用聚对苯二甲酸乙二醇酯片材作为基材16，并在基材16的表面上涂布紫外线固化性树脂。接下来，将具有与凸部12b相对应的形状及配置的凹部的凹版(即合成石英模具)压在由紫外线固化性树脂构成的涂布膜的表面上，对涂布膜及合成石英模具照射紫外线。然后，将合成石英模具从固化后的紫外线固化树脂脱模。由此，形成了凸部12b，并成形为凹凸结构层12。需要说明的是，可以使用热固化性树脂以代替紫外线固化性树脂，在这种情况下，将紫外线照射变更为加热即可。另外，可以使用热塑性树脂以代替紫外线固化性树脂，在这种情况下，将紫外线照射变更为加热及冷却即可。
当凹凸结构层12中的凸部12b的配置和形状在第1区域20A和第2区域20B中彼此不同时，通过改变与第1区域20A相对应的部分和与第2区域20B相对应的部分处的合成石英模具中的凹部的配置和形状，从而能够同时形成第1区域20A的凹凸结构层12以及第2区域20B的凹凸结构层12。
接下来，在凹凸结构层12的表面上形成金属层13。作为形成金属层13的方法，可列举出(例如)真空蒸镀法、溅射法。进一步地，通过在金属层13的表面上依次形成薄膜14a，从而形成多层膜层14。作为形成薄膜14a的方向，可列举出(例如)真空蒸镀法、溅射法。由此，形成了显示区域20的层叠结构。
另外，通过在显示区域20的制造步骤当中不进行凹凸结构层12的形成步骤以及多层膜层14的形成步骤，从而能够制造辅助区域30。也就是说，在形成显示区域20中的金属层13的同时，在辅助区域30中的基材16的表面上形成了金属层13。
[显示体的变形例]
显示体10中的显示区域20的结构可以如下地进行变更。
基材16和凹凸结构层12可以是一体的。另外，当凹凸结构层12不具备平坦部12a时，凸部12b可以从基材16的表面突出。在这种情况下，基材16构成支持部，基材16的表面是基准面。
凸部12b不限于四棱梯形状，其可以是长方体形状，也可以是圆锥梯形状或圆柱形状。也就是说，凸部12b在沿基材16表面的方向上的宽度可以是恒定的，从与显示体10的表面10F相对的方向所见到的凸部12b的形状也可以是圆形的。此外，凸部12b可以是诸如棱锥形状或圆锥形状之类的在尖端处没有平面的形状。
从与显示体10的表面10F相对的方向所见到的凸部12b的配置不限于正方形阵列，也可以是二维点阵状。正方形阵列是凸部12b在二维平面内以一定周期沿着正交的两个方向中的各个方向进行排列的阵列，二维点阵状的阵列除了正方形阵列以外，还包括凸部12b在二维平面内沿着以不同于90度的角度交叉的两个方向中的各个方向进行排列的阵列。
金属层13可以不覆盖凹凸结构层12的整个面，而是配置于(例如)在凸部12b之间露出的平坦部12a上、以及凸部12b的顶部上。简而言之，金属层13具有这样的形状即可，即作为整个层的形状跟随着凹凸结构层12的表面形状，换句话说，金属层13具有这样的形状即可，即向表面侧突出的部分以二维点阵状沿着凸部12b的配置进行分布。
简而言之，凹凸结构层12和金属层13可以具有这样的结构，其中由这些层构成的等离子结构体层15通过等离子共振等而使入射光透过。入射光透过的主要原因是发生了等离子体共振，透过的原因除了等离子共振以外，还包括入射光从金属层13局部变薄的部分透过结构体等。
<第1应用方式>
参照图22，对第1应用方式进行说明。第1应用方式是显示体的实施方式，第1应用方式的显示体10被用于这样的方式，其中光主要从表面侧入射到显示体10，并且仅从表面侧观察显示体10。例如，显示体10贴附在物品中的难以反射光的不透明的面上。显示体10可以用于提高物品伪造难度的目的，也可以用于提高物品的设计性的目的，也可以用于这两者的目的。
作为提高物品伪造难度的目的，将显示体10贴附于(例如)护照或驾照等证明文件、商品礼券或支票等有价证券类、信用卡或现金卡等卡类、以及纸币等。
另外，作为提高物品设计性的目的，将显示体10附在(例如)可穿戴的装饰品、用户所携带的物品、诸如家具或家电等的固定物品、以及墙壁或门等结构物等上。
[显示体的工作]
参照图22，对于当从与显示体10的表面10F相对的方向来观察显示区域20时所看到的图像进行说明。需要说明的是，在图22中，为了便于理解，将由凹凸结构层12和金属层13构成的等离子结构体层15示意性地表示为单个平坦层，将多层膜层14示意性地表示为单个平坦层。
当从显示体10的外侧向显示体10的表面10F照射白色光I1时，在多层膜层14中，由各个薄膜14a反射的预定波长区域的光I2通过干涉而被强化，并且该光I2从显示体10的表面侧射出。
多层膜层14使包括在白色光I1中的一部分波长区域的光I3透过，该光I3进入到等离子结构体层15中。等离子结构体层15中的凹凸结构是金属薄膜层叠在电介质上而得的结构，凹凸结构的周期是可见区域的波长以下的亚波长周期。因此，在接收了光I3的等离子结构体层15中，抑制了一次衍射光的产生，并发生了将光I3中所含的特定波长区域的光E1以及电子的集体振动结合在一起的等离子共振。并且，等离子结构体层15使包括在光I3中的一部分波长区域的光E1作为表面等离子体而透过，并转换为由等离子结构体层15射出的光I4。光I4的波长区域根据凹凸结构的周期(即结构周期P)等来进行确定。需要说明的是，由等离子结构体层15射出的光也包括通过从金属层13局部变薄的部分透过结构体等而透过了等离子结构体层15的光。然而，在从显示体10的背面侧射出的光中，光I4是支配性的。
如上所述，由多层膜层14反射的光I2射出至显示体10的表面侧。因此，在从显示体10的外侧朝向表面10F照射白色光I1的状态下，根据从显示体10的表面侧来观察表面10F的表面反射观察，在显示区域20中看到了与光I2的波长区域相对应的色调(即与被多层膜层14强化了的波长区域相对应的色调)的颜色。与该光I2的波长区域相对应的颜色是与白色和黑色均不同的颜色。
在上述构成中，通过显示体10具备等离子结构体层15，使得在等离子体结构体层15中被等离子共振消耗的光不会在等离子结构体层15与其他层的界面处发生反射。因此，透过了多层膜层14的光在(例如)基材16与其上层的界面处、或显示体10的内部发生反射等，从而可抑制该光射出至显示体10的表面侧。因此，由于可抑制与被多层膜层14强化了的波长区域的光I2不同的波长区域的光射出至显示体10的表面侧，因而可提高在显示区域20中所看到的色调的鲜明度。
如上所述，由于被第1区域20A的多层膜层14强化了的波长区域不同于被第2区域20B的多层膜层14强化了的波长区域，因而在表面反射观察中，第1区域20A和第2区域20B看起来像是彼此不同色调的颜色。并且，由于可提高在第1区域20A和第2区域20B当中的各个区域中所看到的色调的鲜明度，因而第1区域20A的色调与第2区域20B的色调之间的差异变得明显，可提高由这些区域表示的画面等图像的可视性。
需要说明的是，当从与显示体10的表面10F相对的方向来观察辅助区域30时，若从显示体10的外侧朝向表面10F照射白色光I1，则与金属层13的材料相对应的波长区域的光被金属层13的自由电子的集体运动所排斥。因此，辅助区域30看起来好像在与被排斥的光的波长区域相对应的色调中具有金属光泽。
因此，显示区域20和辅助区域30看起来好像具有彼此不同的质感，因而在显示体10中，能够表现出由显示区域20和辅助区域30所产生的多彩的图像。需要说明的是，当观察显示区域20和辅助区域30时，照射到显示体10的表面10F上的光可以不是白色的光。
顺便提及，为了进一步提高物品的伪造难度和设计性，尝试了将呈现彼此不同的色调的多个显示体并入至1个物品中，或者将呈现彼此不同的色调的多个区域并入至1个显示体中。在这样的尝试中，为了进一步提高伪造难度和设计性，以下方面是期望的：彼此不同的色调的差异是明显的，也就是说，每个显示体所承担的色调或者每个区域所承担的色调是鲜明的。如此地，第3实施方式的目的也在于提供能够提高所看到的色调的鲜明度的显示体。包括针对上述课题的效果在内，根据第1应用方式，可得到以下所列举的效果。
(3-1)通过显示体10具备等离子结构体层15，从而抑制了透过了多层膜层14的光由于显示体10内部中的反射等而射出至显示体10的表面侧。因此，由于抑制了与被多层膜层14强化了的波长区域的光I2不同的波长区域的光射出至显示体10的表面侧，因而提高了在显示区域20中所看到的色调的鲜明度。
(3-2)显示区域20包括在表面反射观察中看到彼此不同色调的颜色的第1区域20A和第2区域20B。并且，由于提高了在第1区域20A和第2区域20B当中的各个区域中所看到的色调的鲜明度，因而第1区域20A的色调与第2区域20B的色调之间的差异变得明显，提高了由这些区域表示的图像的可视性。因此，进一步提高了具备显示体10的产品的伪造难度和设计性。
(3-3)相比于仅通过多层膜层14的层数、材料或厚度等层结构而使第1区域20A的色调与第2区域20B的色调不同的构成，在第1区域20A中的凸部12b的结构周期P与第2区域20B中的凸部12b的结构周期彼此不同的构成中，2个区域20A和20B中的色调的调整自由度高。另外，相比于仅通过多层膜层14的层构成而使第1区域20A的色调与第2区域20B的色调不同的构成，在上述构成中，也能够使2个区域20A和20B中的多层膜层14的层构成的差异减小。相比于将2个区域20A和20B的层构成彼此不同的多层膜层14层叠的过程，形成2个区域20A和20B的结构周期P彼此不同的凸部12b的过程更加容易，因此，根据上述构成，能够谋求显示体10的制造步骤的简化。
其中，在第1区域20A的多层膜层14和第2区域20B的多层膜层14是具有相同的层构成且连续的1个多层结构体，并且通过结构周期P的差异而使第1区域20A的色调与第2区域20B的色调不同的构成中，显示体10的制造是特别容易的。
(3-4)在显示体10具备显示区域20和辅助区域30的构成中，通过表面反射观察，显示区域20和辅助区域30看起来像是具有不同的质感。因此，通过显示区域20和辅助区域30，能够实现多彩的表现，并且进一步提高了具备显示体10的产品的伪造难度和设计性。
(3-5)由于显示区域20具备的金属层13和辅助区域30具备的金属层13是连续的1个层，因而相比于这些层是分别不同的层的构成，显示体10的制造是更加容易的。
(3-6)根据将凹版压在涂布于基材16表面的树脂上并使树脂固化以形成多个凸部12b、并由此形成凹凸结构层12的制造方法，从而能够适宜地形成具有微细凹凸的凹凸结构层12。
(3-7)当制造第1区域20A中的凸部12b的结构周期P与第2区域20B中的凸部12b的结构周期P彼此不同的显示体10时，根据使用上述凹版以同时形成第1区域20A的凸部12b和第2区域20B的凸部12b的制造方法，其相比于分别在不同步骤中形成第1区域20A的凸部12b和第2区域20B的凸部12b的制造方法，能够更有效率地制造显示体10。
<第2应用方式>
参照图23至图25，对第2应用方式进行说明。第2应用方式是显示体的实施方式，第2应用方式的显示体10被用于这样的方式，其中从表面侧及背面侧这两侧来观察显示体10。例如，以显示体10的表面及背面这两个面与空气层或透明部件相连接的方式，将显示体10贴附于物品。显示体10可以用于提高物品的伪造难度的目的，也可以用于提高物品的设计性的目的。
[显示体的工作：表面反射观察、背面透射观察]
参照图23，对于当光从表面侧入射到显示体10时，在分别从表面侧及背面侧来观察显示体10的显示区域20的情况下所看到的图像进行说明。需要说明的是，在图23中，为了便于理解，将由凹凸结构层12和金属层13构成的等离子结构体层15示意性地表示为单个平坦层，将多层膜层14示意性地表示为单个平坦层。
当白色的光I1从显示体10的外侧朝向表面10F照射时，与第1应用方式同样地，波长区域被多层膜层14强化了的光I2射出至显示体10的表面侧。因此，当从表面侧来观察显示区域20时，在显示区域20中看到了与光I2的波长区域相对应的色调的颜色。
如同第1应用方式所说明的那样，通过显示体10具备等离子结构体层15，从而抑制了透过多层膜层14的光经由显示体10内部中的反射等而射出至显示体10的表面侧，因而提高了从表面侧所看到的显示区域20的色调的鲜明度。
另一方面，基于透过多层膜层14的光I3中所含的一部分波长区域的光E1被等离子结构体层15中的等离子共振所消耗，光I3中所含的一部分波长区域的光I4从等离子结构体层15射出并透过基材16，然后射出至显示体10的背面侧。
因此，当从显示体10的背面侧来观察显示区域20时，在显示区域20中看到了与光I4的波长区域相对应的色调的颜色。与该I4波长区域相对应的颜色是不同于白色、黑色以及与光I2的波长区域相对应的颜色的颜色。如上所述，从等离子结构体层15射出的光I4的波长区域取决于凹凸结构层12中的结构周期P等，因而通过变更结构周期P，能够改变射出至显示体10背面侧的光I4的波长区域。
需要说明的是，当从显示体10的表面侧来观察辅助区域30时，与第1应用方式同样地，辅助区域30看起来好像具有与金属层13的材料相对应的色调的金属光泽。另外，当从显示体10的背面侧来观察辅助区域30时，由于从显示体10的外侧朝向表面10F照射的光I1当中的透过辅助区域30的光的强度非常小，因而在辅助区域30中看到了接近于黑色的暗色。
如上所述，在从显示体10的外侧朝向表面10F照射白色的光I1的状态下，根据从显示体10的表面侧来观察表面10F的表面反射观察，观察到了与第1应用方式相同的图像。
另一方面，在从显示体10的外侧朝向表面10F照射白色的光I1的状态下，根据从显示体的背面侧来观察背面10R的背面透射观察，在显示区域20中看到了与表面反射观察不同的色调的颜色。另外，通过在第1区域20A和第2区域20B中使凹凸结构层12的结构周期P不同，从而能够在背面透射观察中使第1区域20A和第2区域20B所看到的颜色的色调不同。根据这样的构成，根据背面透射观察，也观察到了由第1区域20A和第2区域20B构成的画面等图像，或者也观察到了由第1区域20A、第2区域20B和辅助区域30构成的画面等图像。
需要说明的是，上述表面反射观察和背面透射观察的结果是，即使在朝向表面10F的外部光的光量大于朝向背面10R的外部光的光量的情况下，也显示出相同的倾向。另外，照射到显示体10的表面10F上的光也可以不是白色的光。
[显示体的工作：表面透射观察、背面反射观察]
参照图24，对于当光从背面侧入射到显示体10时，分别从表面侧及背面侧来观察显示体10的显示区域20的情况下所看到的图像进行说明。需要说明的是，在图24中，为了便于理解，将由凹凸结构层12和金属层13构成的等离子结构体层15示意性地表示为单个平坦层，将多层膜层14示意性地表示为单个平坦层。
如图24所示，当从显示体10的外侧朝向背面10R照射白色的光I1时，光I1从空气层进入基材16，并从基材16进入等离子结构体层15。
在此，等离子结构体层15中的平坦部12a的正上方区域由凸部12b的基部、以及金属层13当中的在凸部12b之间层叠在平坦部12a上的部分构成，该区域的折射率近似于这些凸部12b的基部的折射率和凸部12b之间的金属层13的折射率的平均大小。若为凸部12b之间的空间的体积大于多个凸部12b的体积的构成，则平坦部12a的正上方区域的折射率成为由作为海成分的金属层13所支配的大小，并且远小于空气层的折射率。因此，由于入射到基材16的光I1从折射率大于空气层的折射率的基材16及凹凸结构层12的平坦部12a进入到折射率小于空气层的折射率的上述平坦部12a的正上方部分，因而在它们的界线处容易发生菲涅耳反射。
另一方面，当光I1入射到等离子结构体层15时，在等离子结构体层15中发生等离子共振。结果是，基于光I1中所含的一部分波长区域的光I5作为反射光而射出至显示体10的背面侧，并且光I1中所含的一部分波长区域的光E2被等离子共振所消耗，光I1中所含的一部分波长区域的光I6从等离子结构体层15射出。进一步地，光I6中所含的波长区域的光I7透过多层膜层14，并射出至显示体10的表面侧。
光I5和I6的波长区域可通过凹凸结构层12中的结构周期P来进行调整，通过变更结构周期P，从而可改变射出至显示体10表面侧的光I7的波长区域。另外，光I7的波长区域也可通过多层膜层14中的薄膜14a的构成来进行调整。
如上所述，在从显示体10的外侧朝向背面10R照射白色的光I1的状态下，根据从显示体10的表面侧来观察表面10F的表面透射观察，在显示区域20中看到了与光I7的波长区域相对应的色调的颜色。与该光I7的波长区域相对应的颜色是不同于白色和黑色的颜色。
另外，在从显示体10的外侧朝向背面10R照射白色光I1的状态下，根据从显示体10的背面侧来观察背面10R的背面反射观察，在显示区域20中看到了与光I5的波长区域相对应的色调的颜色。与该光I5的波长区域相对应的颜色是不同于白色、黑色以及与光I7的波长区域相对应的颜色的颜色。也就是说，显示区域20在表面透射观察和背面反射观察中看起来像是色调彼此不同的颜色，或者看起来像是饱和度和亮度彼此不同的颜色。
进一步地，通过在第1区域20A和第2区域20B中使凹凸结构层12的结构周期P不同，从而能够在表面透射观察中使第1区域20A和第2区域20B中所看到的颜色的色调不同，并且能够在背面反射观察中使第1区域20A和第2区域20B中所看到的颜色的色调不同。根据这样的构成，分别在表面透射观察及背面反射观察的任意一者中都观察到了由第1区域20A和第2区域20B构成的画面等图像。
另外，在对辅助区域30的表面透射观察中，与背面透射观察同样地，在辅助区域30中看到了接近于黑色的暗色。另外，在对辅助区域30的背面反射观察中，与表面反射观察同样地，辅助区域30看起来像是具有与金属层13的材料相对应的色调的金属光泽。因此，在表面透射观察及背面反射观察的任意一者中都观察到了由显示区域20和辅助区域30构成的画面等图像。
需要说明的是，上述表面透射观察和背面反射观察的结果是，即使在朝向背面10R的外部光的光量大于朝向表面10F的外部光的光量的情况下，也显示出相同的倾向。另外，照射到显示体10的背面10R的光也可以不是白色的光。
另外，相比于显示体10不具备等离子结构体层15的构成，由于在等离子结构体层15中发生光I5的反射和光E2的消耗，因而朝向背面10R照射的光I1当中的透过整个显示体10的光会减少。因此，当光I1照射到显示体10的表面10F和背面10R时，通过等离子结构体层15的存在，从而抑制了照射到表面10F的光I1当中的除了多层膜层14中的反射光以外的光返回至表面侧，并且同时也抑制了照射到背面10R的光I1中所含的光透过显示体10而射出至表面侧。由此，也提高了表面反射观察时在显示区域20中所看到的色调的鲜明度。
作为第2应用方式的显示体10的具体例子，图25表示贴附于眼镜90的镜片上的显示体10。例如，在显示体10的表面10F朝向外侧、外部光照射到眼镜90的状态下，从眼镜90的外侧看到了表面反射观察的图像，从眼镜90的内侧看到了背面透射观察的图像。需要说明的是，显示体10的显示区域20可以覆盖镜片的整个面。当外部光较强时，眼镜90的佩戴者能够看到眼镜90外侧的现场，其呈现与从显示体10的背面10R发出的光的波长相对应的色调。
另外，作为其他的例子，显示体10也可以附在窗户上。在显示体10的表面10F朝向外侧、外部光(例如)在白天照射到窗户上的状态下，从窗户的外侧看到了表面反射观察的图像，从窗户的内侧看到了背面透射观察的图像。另一方面，例如，当室内在晚上亮灯的状态下，从窗户的外侧看到了表面透射观察的图像，从窗户的内侧看到了背面反射观察的图像。
以上，根据第2应用方式，除了第1应用方式的(3-1)至(3-7)的效果以外，还可得到以下的效果。
(3-8)当从显示体10的外侧向表面10F照射光时，在表面反射观察和背面透射观察中，在显示区域20中看到了不同色调的颜色。另外，当从显示体10的外侧向背面10R照射光时，在表面透射观察和背面反射观察中，在显示区域20中看到了不同色调的颜色。如此地，当从表面侧观察显示体10以及从背面侧观察显示体10时，由于所看到的图像的色调不同，因而进一步提高了具备显示体10的物品的伪造难度及设计性。另外，也容易识别显示体10的表里。
进一步地，通过对各个观察中的第1区域20A和第2区域20B的色调差异以及显示区域20和辅助区域30的颜色差异等进行组合，从而可表现出多种的图像，并进一步提高了具备显示体10的物品的伪造难度及设计性。
<第3应用方式>
参照图26至图28，对第3应用方式进行说明。第3应用方式是带显示体的装置的实施方式。
如图26所示，带显示体的装置150具备显示体10以及太阳能电池50。在太阳能电池50中，太阳能电池50的光接收区域被配置在与显示体10的背面10R相对的位置处，例如，显示体10的背面10R与太阳能电池50的光接收区域相连接。太阳能电池50由入射到光接收区域的光能产生电能。
例如，带显示体的装置150被实际应用为由太阳能电池驱动的钟表，此时，显示体10用作表盘以提高物品的设计性。例如，如图27所示，在显示体10的表面10F中，第1区域20A、第2区域20B以及辅助区域30构成了用于装饰的画面、以及用于显示时间的数字或文字等。数字、文字以及画面的一部分可以是与显示区域20及辅助区域30不同的构成，例如，可以通过对表面10F贴附树脂或金属来形成。
需要说明的是，带显示体的装置150不限于钟表，只要是由太阳能电池50驱动的装置即可，例如太阳能电池50的驱动目标可以是显示装置等。简而言之，带显示体的装置150可以具有将太阳能电池50配置于显示体10的背面侧而成的构成。另外，太阳能电池50可以与显示体10的背面10R的一部分区域相对，也可以至少与显示区域20相对。
[带显示体的装置的工作]
参照图28，对入射到带显示体的装置150的光的行进方式进行说明。需要说明的是，在图28中，为了便于理解，对于显示体10的显示区域20，将由凹凸结构层12和金属层13构成的等离子结构体层15示意性地表示为单个平坦层，将多层膜层14示意性地表示为单个平坦层。
如图28所示，当从带显示体的装置150的外侧朝向显示体10的表面10F照射太阳光I1时，与第1应用方式同样地，在显示区域20中，被多层膜层14强化了的波长区域的光I2射出至显示体10的表面侧。因此，当从显示体10的表面侧来看时，在显示区域20中看到了与光I2的波长区域相对应的色调的颜色。
如同第1应用方式中所说明的那样，通过显示体10具备等离子结构体层15，从而抑制了透过多层膜层14的光经由显示体10内部中的反射等而射出至显示体10的表面侧，因而提高了从表面侧所看到的显示区域20的色调的鲜明度。
另一方面，基于透过了多层膜层14的光I3中所含的一部分波长区域的光E1被等离子结构体层15中的等离子共振所消耗，光I3中所含的一部分波长区域的光I4从等离子结构体层15射出并透过基材16，并射出至显示体10的背面侧。然后，所射出的光I4入射到太阳能电池50的光接收区域。由此，太阳能电池50由入射的光I4的能量产生电力。
如上所述，由于从等离子结构体层15射出的光I4的波长区域取决于凹凸结构层12的结构周期P等，因而通过变更结构周期P，能够改变射出至显示体10的背面侧的光I4的波长区域。因此，通过调整结构周期P，从而能够将光I4的波长区域调整为可被太阳能电池50有效吸收的波长区域，也能够使无助于太阳能电池50中的光电转换的波长区域所产生的颜色成为显示区域20所呈现出的结构色。
需要说明的是，当从显示体10的表面侧来观察辅助区域30时，与第1应用方式同样地，辅助区域30看起来像是具有与金属层13的材料相对应的色调的金属光泽。
如上所述，在从带显示体的装置150的外侧朝向显示体10的表面10F照射光I1的状态下，当从显示体10的表面侧来观察表面10F时，观察到了与第1应用方式的表面反射观察相同的图像。然后，从显示体10的背面侧射出的光I4可用于太阳能电池50的发电。
当将画面等附于钟表的文字盘以提高设计性时，若通过不透光的材料来形成图像，则可提高材料选择的自由度，因而可表现出多种的图像，但是需要在文字盘的一部分上形成用于使光入射到太阳能电池的孔。若使这样的孔较大，则虽然入射到太阳能电池的光量变大，发电效率提高，但是设计性降低，另一方面，若使这样的孔较小，则虽然设计性提高，但是入射到太阳能电池的光量变小，发电效率降低。
相对于此，在实际应用为通过太阳能电池来驱动第3应用方式的带显示体的装置150的钟表的构成中，将显示区域20用作用于形成图像的区域，并且同时也用作使光到达太阳能电池的区域。因此，能够同时实现设计性的提高以及太阳能电池的发电效率的提高。
以上，根据第3应用方式，除了第1应用方式的(3-1)至(3-7)的效果以外，还可得到以下的效果。
(3-9)在从带显示体的装置150的外侧朝向显示体10的表面10F照射光的状态下，当从显示体10的表面侧来观察表面10F时，在显示区域20中看到了色调的鲜明度提高了的图像。然后，透过显示区域20而从显示体10的背面侧射出的预定波长的光被用于太阳能电池50的发电。因此，由于在将显示区域20用作用于形成图像的区域、同时也用作使光到达太阳能电池50的区域，因而能够同时实现带显示体的装置150的设计性的提高、以及太阳能电池50的发电效率的提高。
<第4应用方式>
参照图29至图31，对第4应用方式进行说明。第4应用方式是带显示体的装置的实施方式。
如图29所示，带显示体的装置160具备显示体10、以及被构成为能够发出光的发光结构体60。发光结构体60是通过将照射到发光结构体60的光反射而将光发出的结构体，或者是通过发光结构体60自身的发光而将光发出的结构体。例如，发光结构体60是在白光下呈现白色的结构体。
发光结构体60被配置在与显示体10的背面10R的一部分相对的位置处，并且发光结构体60与背面10R是间隔开的。也就是说，当从与显示体10的表面10F相对的方向来看时，表面10F包括：与发光结构体60重叠的区域、以及不与发光结构体60重叠的区域。详细而言，发光结构体60被配置在与显示区域20的一部分相对的位置处。
例如，如图30所示，带显示体的装置160被实际应用为这样的钟表，其中显示体10为表盘，发光结构体60为配置在表盘下的诸如齿轮之类的部件。需要说明的是，带显示体的装置160不限于钟表，也可以具有将发光结构体60配置于显示体10的背面侧而成的构成。
[带显示体的装置的工作]
参照图31，对入射到带显示体的装置160的光的行进方式进行说明。需要说明的是，在图31中，为了便于理解，对于显示体10的显示区域20，将由凹凸结构层12和金属层13构成的等离子结构体层15示意性地表示为单个平坦层，将多层膜层14示意性地表示为单个平坦层。
如图31所示，当从带显示体的装置160的外侧朝向显示体10的表面10F照射白色的光I1时，在显示区域20当中的没有在显示体10的背面侧配置有发光结构体60的部分中，与第1应用方式同样地，被多层膜层14强化了的波长区域的光I2射出至显示体10的表面侧。因此，当从显示体10的表面侧来看时，在显示区域20当中的没有与发光结构体60重叠的部分中，看到了与光I2的波长区域相对应的色调的颜色。
如同第1应用方式中所说明的那样，通过显示体10具备等离子结构体层15，从而抑制了透过多层膜层14的光经由显示体10内部中的反射等而射出至显示体10的表面侧，因而提高了在显示区域20当中的没有与发光结构体60重叠的部分中所看到的色调的鲜明度。
另一方面，基于透过多层膜层14的光I3中所含的一部分波长区域的光E1被等离子结构体层15中的等离子共振所消耗，光I3中所含的一部分波长区域的光I4从等离子结构体层15射出并透过基材16，射出至显示体10的背面侧。然后，在发光结构体60配置在显示体10的背面侧的部分中，光I8从发光结构体60朝向显示体10的背面10R射出。当发光结构体60是照射到发光结构体60的光通过反射而射出的结构体时，该光I8可以是发光结构体60将从显示体10射出的光I4反射后的光，也可以是发光结构体60将从设置于发光结构体60附近的光源照射到发光结构体60的光反射后的光。另外，当发光结构体60是通过自身发光而将光射出的结构体时，光I8是通过发光结构体60的发光而产生的光。
当光I8朝向显示体10的背面10R照射时，光I8进入基材16，并从基材16进入等离子结构体层15。
当光I8到达等离子结构体层15时，与第2应用方式的表面透射观察同样地，基于光I8中所含的一部分波长区域的光I9作为反射光而射出至显示体10的背面层，并且光I8中所含的一部分波长区域的光E3被等离子共振所消耗，光I8中所含的一部分波长区域的光I10从等离子结构体层15射出。进一步地，光I10中所含的波长区域的光I11透过多层膜层14，并射出至显示体10的表面侧。
光I9和I10的波长区域可以通过凹凸结构层12中的结构周期P来进行调整，通过变更结构周期P，从而可改变射出至显示体10表面侧的光I11的波长区域。另外，光I11的波长区域也可通过多层膜层14中的薄膜14a的构成来进行调整。
因此，当从显示体10的表面侧来看时，在显示区域20当中的没有与发光结构体60重叠的部分中，看到了与光I2和光I11的波长区域相对应的色调的颜色。
结果是，在从带显示体的装置160的外侧朝向显示体10的表面10F照射白色的光I1的状态下，当从显示体10的表面侧来观察表面10F时，显示区域20当中的与发光结构体60重叠的部分以及显示区域20当中的没有与发光结构体60重叠的部分看起来像是彼此不同的色调的颜色，或者看起来像是彼此不同的饱和度和亮度的颜色。因此，看到了与发光结构体60的形状相对应的图像，进一步地，通过对第1区域20A和第2区域20B的色调差异以及显示区域20和辅助区域30的颜色差异等进行组合，从而可表现出多种的图像。
另外，通过将对于发光结构体60的光的照射开启和关闭，或者通过将发光结构体60的发光开启和关闭，从而使与发光结构体60的形状相对应的图像可见或不可见，也可以如此地调整图像的可视性。由此，也能够表现出更多种的图像。
以上，根据第4应用方式，除了第1应用方式的(3-1)至(3-7)的效果以外，还可得到以下的效果。
(3-10)从发光结构体60射出的光的一部分透过显示体10的显示区域20而射出至表面侧。因此，在从带显示体的装置160的外侧朝向显示体10的表面10F照射光的状态下，当从显示体10的表面侧来观察表面10F时，显示区域20当中的与发光结构体60重叠的部分以及显示区域20当中的没有与发光结构体60重叠的部分看起来像是彼此不同的颜色。因此，看到了与发光结构体60的形状相对应的图像，可表现出更多种的图像，并进一步提高了带显示体的装置160的伪造难度和设计性。
如上所述，在第3实施方式中，由于等离子共振，特定波长区域的光作为发射光或透射光而从显示体发射出。并且，由于上述透射光或反射光的波长区域由多个因素决定，该多个因素包括各个凸部12b即周期要素的位置和大小、以及位置由各个周期要素确定的金属层，因此，能够提高由显示体透过或反射的波长区域的调整自由度。
<变形例>
上述各个应用方式可以如下所述地进行变更。
·显示区域20包括第3区域，在第3区域中，凹凸结构层12的结构周期P不是一定的，从与表面10F相对的方向所看到的各个凸部12b的位置可以这样进行确定，使得结构周期P被分布为具有相对于第3区域中的结构周期P的平均值为(例如)1/10的预定标准偏差。根据这样的构成，第3区域在非常小的区域中呈现出彼此不同的色调，作为整体，在表面反射观察中看到了将这些色调混合而成的颜色。因此，也可以将第3区域构成为看到了接近于白色的颜色，从而提高了在显示区域20中构成的图像所具有的色彩的自由度。
·显示区域20可以包括呈现出彼此不同的色调的3个以上的区域。另外，显示区域20也可以是呈现出1种色调的区域，在这种情况下，显示体10具有色调的鲜明度被提高了的显示区域20，使得通过与其他显示体的组合、或者与物品所附有的装饰的组合等，从而可提高物品的伪造难度和设计性。
·辅助区域30只要是当从显示体10的表面侧观察到反射光时看到了金属光泽的区域即可，例如，在金属层13与基材16之间可以具备与凹凸结构层12的平坦部12a连续的平坦树脂层。或者，辅助区域30也可以具备与显示区域20的金属层13不同的作为其他层的金属层。
·显示体10可以不包括辅助区域30，也可以仅由显示区域20构成，也可以除了显示区域20以外，还具备(例如)基材16和树脂层，并且具有在表面反射观察中可看到与树脂层材料相对应的颜色的区域。
·可以组合使用第3应用方式和第4应用方式。也就是说，带显示体的装置可以具备显示体10、配置于显示体的背面侧的太阳能电池50、以及发光结构体60。
[附加注释]
用于解决上述课题的手段包括以下项目作为从第3实施方式以及其变形例所导出的技术构思。
[项目21]
一种具有表面和背面的显示体，具备：具备多个凸部并作为电介质的凹凸结构层，其中所述多个凸部从所述背面朝向所述表面的方向上突出，且当从与所述表面相对的方向来看时，所述多个凸部被配置为具有亚波长周期的二维点阵状；位于所述凹凸结构层的表面、且具有跟随所述凹凸结构层的表面形状的形状的金属层；以及产生多层膜干涉的多层膜层，其中所述多层膜层位于所述金属层的表面，且覆盖由所述凹凸结构层和所述金属层构成的结构体。
根据上述构成，当从显示体的外侧朝向显示体的表面照射光时，预定波长区域的光在多层膜层中通过干涉而被强化，并射出至显示体的表面侧。并且，在由金属层和凹凸结构层构成的结构体中，发生了以下情况：透过多层膜层的光通过等离子共振现象而转换为表面等离子体并透过上述结构体，以及透过多层膜层的光从位于凹凸结构层上的金属层的局部变薄的部分而透过上述结构体。需要说明的是，透过了上述结构体的表面等离子在射出至背面侧时再次转换为光。因此，可抑制透过了多层膜层的光射出至显示体的表面侧。因此，由于可抑制与通过多层膜层而被强化了的波长区域的光不同的波长区域的光射出至显示体的表面侧，因而提高了当从表面侧来看显示体时所看到的色调的鲜明度。
[项目22]
根据项目21所述的显示体，其中，具备所述凹凸结构层、所述金属层以及所述多层膜层的区域是显示区域，当从与所述表面相对的方向来看时，所述显示区域包括第1区域和第2区域，当从所述显示体的外侧朝向所述表面照射白色的光时，在从与所述表面相对的方向来观察所述显示体的表面反射观察中，所述第1区域和所述第2区域呈现出彼此不同的色调的颜色。
根据上述构成，在表面反射观察中，第1区域和第2区域呈现出彼此不同的色调的颜色。并且，由于提高了分别在第1区域和第2区域中所看到的色调的鲜明度，因而第1区域的色调与第2区域的色调的差异变得明显，提高了由这些区域所表现出的图像的可视性。因此，提高了具备显示体的物品的伪造难度和设计性。
[项目23]
根据项目22所述的显示体，其中，所述第1区域中的所述凸部的阵列周期不同于所述第2区域中的所述凸部的阵列周期。
根据上述构成，利用凸部的阵列周期的差异，可改变第1区域的色调和第2区域的色调。根据这样的构成，相比于仅通过多层膜层的层数、材料或厚度等层结构而使第1区域的色调与第2区域的色调不同的构成，2个区域中的色调的调整自由度更高。另外，根据上述构成，相比于仅通过多层膜层中的层结构而使第1区域的色调与第2区域的色调不同的构成，也可使2个区域中的多层膜层的层结构的差异变小。由于相比于将2个区域的层结构彼此不同的多层膜层层叠的过程，形成2个区域的周期彼此不同的凸部的过程更加容易，因而根据上述构成，能够谋求显示体的制造步骤的简化。
[项目24]
根据项目21至23中任一者所述的显示体，其中，具备所述凹凸结构层、所述金属层以及所述多层膜层的区域是显示区域，所述显示体进一步具备具有金属层的辅助区域作为与所述显示区域不同的区域，当从所述显示体的外侧朝向所述表面照射白色的光时，在从与所述表面相对的方向来观察所述显示体的表面反射观察中，所述辅助区域呈现出金属光泽。
根据上述构成，在表面反射观察中，显示区域和辅助区域看起来像是质感不同。因此，通过显示区域和辅助区域，从而可具有多彩表现，并提高了具备显示体的物品的伪造难度和设计性。
[项目25]
根据项目24所述的显示体，其中，所述显示区域所具备的所述金属层与所述辅助区域所具备的所述金属层是彼此连续的1个层。
根据上述构成，由于显示区域所具备的金属层与辅助区域所具备的金属层是彼此连续的1个层，因而与这些层分别为不同的层的构成相比，能够减少显示体所具备的层数。
[项目26]
一种带显示体的装置，其具备项目21至25中任一者所述的显示体、以及配置在与所述显示体的所述背面相对的位置处的太阳能电池。
根据上述构成，在从带显示体的外侧朝向显示体的表面照射太阳光的状态下，当从表面侧来观察显示体时，看到了色调的鲜明度得以提高了的图像。并且，透过了由金属层和凹凸结构层构成的结构体并向显示体的背面侧射出的预定波长区域的光被太阳能电池用于发电。因此，由于将用于形成显示体中的图像的区域也用作向太阳能电池透光的区域，因而能够同时实现带显示体的装置的设计性的提高、以及太阳能电池的发电效率的提高。
[项目27]
一种带显示体的装置，其具备项目21至25中任一者所述的显示体，以及配置在与所述显示体的背面的一部分相对的位置处、且被构成为能够朝向所述显示体的所述背面发出光的发光结构体。
根据上述构成，从发光结构体射出的光的一部分透过显示体而射出至表面侧。因此，在从带显示体的装置的外侧向显示体的表面照射光的状态下，当从表面侧来观察显示体时，在显示体当中的没有与发光结构体重叠的部分中，看到了色调的鲜明度得以提高的图像，在显示体当中的与发光结构体重叠的部分中，看到了不同于没有与上述发光结构体重叠的部分的颜色，因而可看到与发光结构体的形状相对应的图像。因此，能够表现出更多种的图像，并提高了带显示体的装置的伪造难度和设计性。
[项目28]
一种显示体的制造方法，包括：形成凹凸结构层的第1步骤，其中通过将凹版压在涂布于基材表面的树脂上并使所述树脂固化以形成由所述树脂构成的多个凸部，由此当从与所述基材的表面相对的方向来看时，所述凹凸结构层具备被配置为具有亚波长周期的二维点阵状的所述多个凸部；在所述凹凸结构层上形成金属层的第2步骤，其中所述金属层具有跟随所述凹凸结构层的表面形状的形状；以及在由所述凹凸结构层和所述金属层构成的结构体上形成多层膜层的第3步骤，其中所述多层膜层产生多层膜干涉。
根据上述制造方法，能够适当地形成具有微细凹凸的凹凸结构层。
[项目29]
根据项目28所述的显示体的制造方法，其中，在所述显示体中，具备所述凹凸结构层、所述金属层以及所述多层膜层的区域是显示区域，所述显示区域包括所述凸部的阵列周期彼此不同的第1区域和第2区域，在所述第1步骤中同时形成所述第1区域的所述凸部、以及所述第2区域的所述凸部。
根据上述制造方法，相比于在不同的步骤中形成第1区域的凸部以及第2区域的凸部的制造方法，能够更有效率地制造显示体。
(第4实施方式)
参照图32至图39，对作为光学装置的一个例子的显示体、以及显示体的制造方法的第4实施方式进行说明。需要说明的是，入射到显示体的入射光的波长区域没有限定，在第4实施方式及第5实施方式中，作为入射光，以包括肉眼可看到的可见区域(波长：400nm以上800nm以下)的自然光作为对象来进行说明。
第4实施方式的显示体可用于提高物品的伪造难度的目的，也可用于提高物品的设计性的目的，也可以用于这两者的目的。作为提高物品的伪造难度的目的，将显示体贴附于(例如)护照或驾照等证明文件、商品礼券或支票等有价证券类、信用卡或现金卡等卡类、以及纸币等。另外，作为提高物品的设计性的目的，将显示体附在(例如)可穿戴的装饰品、用户所携带的物品、诸如家具或家电等的固定物品、以及墙壁或门等结构物等上。例如，显示体也可以用作钟表的表盘。
[显示体的构成]
如图32所示，显示体210具有表面210F、以及与表面210F相对那一侧的面即背面210R，从与表面210F相对的方向来看，显示体210包括第1显示区域220以及第2显示区域230。第1显示区域220是配置有作为第1显示要素的一个例子的第1像素的区域，第2显示区域230是配置有作为第2显示要素的一个例子的第2像素的区域。
第1显示区域220和第2显示区域230分别通过它们的区域而单独地将文字、记号、图形、图案、画面、以及它们的背景等表现为图像，或者分别通过它们的区域的组合以将文字、记号、图形、图案、画面、以及它们的背景等表现为图像。作为它们的图像的一个例子，在图32所示的构成中，通过第1显示区域220和第2显示区域230来表现月亮的画面，通过第2显示区域230来表现位于月亮周围的星星，通过第1显示区域220来表现背景。
参照图33，对第1显示区域220以及第2显示区域230的结构进行说明。图33是将包括第1显示区域220和第2显示区域230的界线、且构成第1显示区域220的第1像素220P和构成第2显示区域230的第2像素230P彼此对齐而成的部分放大示出的图。
第1像素220P和第2像素230P分别具备基材211、凹凸结构层212、第1金属层213以及第2金属层214。需要说明的是，相对于基材211而设置凹凸结构层212的那一侧是显示体210的表面侧，相对于凹凸结构层212而设置基材211的那一侧是显示体210的背面层。图33示出了第1像素220P及第2像素230P的截面结构、以及从与显示体210的表面210F相对的方向所看到的第1像素220P及第2像素230P中的凹凸结构层212的平面结构。
在第1像素220P和第2像素230P中，除了与凹凸结构层212中的凹凸相关的结构以外的结构是彼此共通的。例如，基材211当中的包括在第1像素220P中的部分与包括在第2像素230P中的部分相连，并且它们是一体的结构体。另外，凹凸结构层212当中的包括在第1像素220P中的部分与包括在第2像素230P中的部分相连，并且它们也是一体的结构体。此外，构成第1像素220P的第1金属层213与构成第2像素230P的第1金属层213在诸如构成它们的材料或厚度之类的方面基本上是共通的，构成第1像素220P的第2金属层214与构成第2像素230P的第2金属层214在诸如构成它们的材料或厚度之类的方面也基本上是共通的。
第1像素220P中的凹凸结构层212、第1金属层213以及第2金属层214构成了产生等离子共振的结构体(即等离子结构体层215)。第2像素230P中的凹凸结构层212、第1金属层213以及第2金属层214构成了将衍射光射出至这样的空间的结构体(即衍射光栅层216)，该空间是相对于显示体210的表面侧的空间和背面侧的空间当中的使入射光通向显示体210的空间。
以下，对于各个层的详细构成进行说明。
基材211是板状的，在基材211所具有的面当中，位于显示体210的表面侧的面是基材211的表面。基材211对于可见区域的光而言是透明的，并使可见区域的光透过。可见区域的光所具有的波长为400nm以上800nm以下。基材211是电介质，作为基材211的材料，可列举出(例如)合成石英、或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等树脂。基材211的折射率大于空气层的折射率，例如为1.2以上1.7以下。基材211可以由单个层构成，也可以由多个层构成。
凹凸结构层212由沿基材211的表面延伸的平坦部212a、以及从平坦部212a向显示体210的表面侧突出的多个凸部212b构成。也就是说，凸部212b从沿显示体210的背面210R向表面210F的方向突出。凹凸结构层212对于可见区域的光而言是透明的电介质，例如由紫外线固化性树脂、热固化性树脂或热塑性树脂构成。凹凸结构层212的折射率大于空气层的折射率。
凸部212b从与表面210F相对的方向所看到的形状是正方形，即具有四棱柱形状。从凸部212b的基部末端到突出末端的长度(即凸部212b的延伸方向上的凸部212b的长度)为凸部高度。并且，第1像素220P的凸部212b的凸部高度为第1凸部高度H1，第2像素230P的凸部212b的凸部高度为第2凸部高度H2。
沿基材211表面的方向上的凸部212b的长度(也就是构成凸部212b的基部的正方形的一边的长度)为凸部宽度D。并且，第1像素220P的凸部212b的凸部宽度为第1凸部宽度D1，第2像素230P的凸部212b的凸部宽度为第2凸部宽度D2。
从与显示体210的表面210F相对的方向来看，多个凸部212b排列为作为二维点阵的一例的正方形阵列。正方形阵列是正方形SQ的各顶点位于凸部212b的中心的阵列。正方形SQ的一边的长度是凸部212b的阵列周期，也就是说，凸部212b的阵列周期是彼此相邻的2个凸部212b的中心之间的最短距离，另外，凸部212b的阵列周期是彼此相邻的2个凸部212b之间的最短距离与凸部宽度的总和。并且，第1像素220P的凸部212b的阵列周期为第1结构周期P1，第2像素230P的凸部212b的阵列周期为第2结构周期P2。
第1结构周期P1是用于在可见区域的波长下产生等离子共振的周期，也就是可见区域的波长以下的亚波长周期，而且是比可见区域的短波长侧的波长更小的周期。具体而言，第1结构周期P1小于400nm。另外，第2结构周期P2是用于使可见区域的光衍射的周期，其比第1结构周期P1大，例如为可见区域的短波长侧的波长以上的长度。作为容易使可见区域的光衍射的周期，第2结构周期P2例如为400nm以上10μm以下。
第1凸部高度H1与第2凸部高度H2可以相同，也可以不同。当使用纳米压印法形成凹凸结构层212时，若为第2凸部高度H2大于第1凸部高度H1的构成，则容易获得用于形成凸部212b的凹版的加工精度，因此容易获得凸部212b的加工精度。同样地，从容易获得凸部212b的加工精度的观点出发，第1凸部高度H1相对于第1凸部宽度D1的比率(H1/D1)优选为3以下，更优选为2以下。特别地，当凸部212b的周期较小时，凸部高度相对于凸部宽度的比率(即高宽比)越小，则越容易获得凸部212b的加工精度，另一方面，在衍射光栅层216中，凸部高度越高，则光的衍射效率越高。因此，若为第2凸部高度H2大于第1凸部高度H1的构成，则能够在周期相对较小、且凹凸结构层212是用于产生等离子共振的结构的第1像素220P中，通过使高宽比变小以确保加工精度，另一方面，能够在周期相对较大、且凹凸结构层212是用于产生光的衍射的结构的第2像素230P中，通过使凸部高度变大以提高衍射效率。
进一步地，当使用纳米压印法形成凹凸结构层212时，若第1凸部宽度D1相对于第1结构周期P1的比率(D1/P1)与第2凸部宽度D2相对于第2结构周期P2的比率(D2/P2)基本相等，则容易在整个凹凸结构层212中均匀地形成平坦部212a的厚度，因而是优选的。
第1金属层213覆盖了在凸部212b之间露出的平坦部212a。第2金属层214覆盖了凸部212b的突出末端面。第1金属层213和第2金属层214由共同的金属材料构成，并具有彼此基本相同的厚度。金属层213和214的各自的折射率小于空气层的折射率。从容易产生等离子共振等观点来看，金属层213和214优选由可见区域的波长处的复介质常数的实部为负值的金属材料构成，金属层213和214的厚度优选为10nm以上200nm以下。作为金属层213和214的材料，可列举出(例如)铝、金、银、铟、钽等。
需要说明的是，至少在第1像素220P中，从与显示体210的表面210F相对的方向来看，从凸部212b之间露出的平坦部212a的面积优选大于作为各个凸部212b的正方形的面积的总和。在这种情况下，平坦部212a的正上方区域(也就是包括各个第1金属层213和各个凸部212b的基部的区域即基部区域217)中，第1金属层213是结构性及光学性的海成分，凸部212b的基部是结构性及光学性地分布在海成分当中的岛成分。
另外，在包括各个第2金属层214、以及多个第2金属层214之间的空气层的区域即顶部区域219中，第2金属层214是结构性及光学性的岛成分，空气层是结构性及光学性的海成分。进一步地，在包括基部区域217与顶部区域219之间的中间区域218(即除了各个凸部212b的基部以外的部分)、以及多个凸部212b之间的空气层的区域中，除了凸部212b的基部以外的部分是结构性及光学性的岛成分，空气层是结构性及光学性的海成分。
在上述构成中，在基部区域217、中间区域218以及顶部区域219的各个区域中，海成分的体积比率大于岛成分的体积比率。并且，基部区域217中的第1金属层213的体积比率大于顶部区域219中的第2金属层214的体积比率，顶部区域219中的第2金属层214的体积比率大于中间区域218中的金属材料的体积比率。
在这样的构成中，对于各个区域而言，基部区域217、中间区域218以及顶部区域219的各自折射率近似于各个区域中所含的金属层213和214、凸部212b以及空气层的折射率的平均大小。也就是说，基部区域217的折射率是由作为海成分的第1金属层213所支配的大小，并且远低于空气层的折射率。另外，中间区域218的折射率是由作为海成分的空气层所支配的大小，其由于凸部212b的存在而比空气层的折射率大，是接近于空气层的折射率的值。此外，顶部区域219的折射率是由作为海成分的空气层所支配的大小，其由于第2金属层214的存在而比空气层的折射率小，是接近于空气层的折射率的值。
需要说明的是，在上述构成的第1显示区域220中，周期结构体由基材211和凹凸结构层212构成。另外，位于第1显示区域220中的凸部212b是周期要素的一个例子。另外，在第1显示区域220中，支持部由基材211和平坦部212a构成，平坦部212a的表面(也就是在平坦部212a当中的与连接到基材211的面相对的那一侧的面)为基准面。另外，由第1金属层213和第2金属层214构成的层是上部金属层的一个例子，在第1显示区域220中，由第1金属层213和第2金属层214构成的层被认为是这样的金属层，其作为整个层的形状跟随了周期结构体的表面形状。周期结构体的表面是包括基准面当中的围绕各个周期要素的区域和各个周期要素的表面的面。
[显示体的制造方法]
对于制造上述显示体210的方法进行说明。
首先，在基材211的表面上形成凹凸结构层212。作为形成凹凸结构层212中的凸部212b的方法，可采用(例如)使用光或带电粒子束的光刻法、纳米压印法或等离子蚀刻法等。特别地，作为在由树脂构成的平坦部212a的表面上形成凸部212b的方法，可应用(例如)纳米压印法。另外，在通过对硬质材料的基材等进行加工以形成凸部212b的情况下，可以组合地使用采用了光或带电粒子束的光刻法和等离子蚀刻法。其中，纳米压印法适合于形成第1像素220P中的具有微细凹凸的凹凸结构层212。
当使用纳米压印法时，例如，使用聚对苯二甲酸乙二醇酯片材作为基材211，并在基材211的表面上涂布紫外线固化性树脂。接下来，将具有与凸部212b相对应的形状及配置的凹部的凹版(即合成石英模具)压在由紫外线固化性树脂构成的涂布膜的表面上，对涂布膜及合成石英模具照射紫外线。然后，将合成石英模具从固化后的紫外线固化树脂脱模。由此，形成了凸部212b，并且同时在凸部212b与基材211之间形成了平坦部212a作为由紫外线固化性树脂构成的残膜。需要说明的是，可以使用热固化性树脂代替紫外线固化性树脂，在这种情况下，将紫外线照射变更为加热即可。另外，可以使用热塑性树脂代替紫外线固化性树脂，在这种情况下，将紫外线照射变更为加热及冷却即可。
在上述方法中，通过改变与第1像素220P相对应的部分以及与第2像素230P相对应的部分处的合成石英模具中的凹部的配置周期，从而能够同时形成第1像素220P中的第1结构周期P1的凸部212b、以及第2像素230P中的第2结构周期P2的凸部212b。
接下来，在凹凸结构层212的表面上形成第1金属层213以及第2金属层214。通过对凹凸结构层212的表面进行金属薄膜的成膜，从而同时地形成了第1金属层213和第2金属层214。作为形成第1金属层213及第2金属层214的方法，可列举出(例如)真空蒸镀法、溅射法。
[显示体的工作：表面反射观察、背面透射观察]
参照图34，对于当光从表面侧入射到显示体210时，在分别从表面侧及背面侧来观察显示体210的情况下所看到的图像进行说明。需要说明的是，在图34中，为了便于理解，将第1像素220P具备的等离子结构体层215示意性地表示为单个平坦层，将第2像素230P具备的衍射光栅层216示意性地表示为单个平坦层。
首先，对观察具有第1像素220P的第1显示区域220的情况进行说明。当从显示体210的外侧朝向显示体210的表面210F照射白色的光I21时，光I21从空气层进入等离子结构体层215。在此，当光I21进入等离子结构体层215的凹凸结构部分时，由于从空气层进入折射率接近于空气层的折射率的顶部区域219，因而在空气层与顶部区域219的界面处难以发生菲涅尔反射。等离子结构体层215中的凹凸结构是金属薄膜层叠于电介质上而得的结构，凹凸结构的周期小于可见区域的波长。因此，在接收了光I21的等离子结构体层215中，抑制了在显示体210的表面侧产生一次衍射光，并发生了将光I21中所含的特定波长区域的光E21以及电子的集体振动结合的等离子共振。需要说明的是，光E21是在与显示体210的表面210F接近于平行的角度处产生的一次衍射光。并且，等离子结构体层215使光I21中所含的一部分波长区域的光作为表面等离子体而透过，并转换为由等离子结构体层215射出的光I22。光I22的波长区域根据等离子结构体层215中的凹凸结构的周期(即第1结构周期P1)来进行确定。
结果是，在从显示体210的外侧朝向表面210F照射白色的光I21的状态下，根据从显示体210的表面侧来观察表面210F的表面反射观察，难以发生在等离子结构体层215的界面处的菲涅耳反射，以及在等离子结构体层215中发生等离子共振，从而使得在第1像素220P中看到了黑色或是接近于黑色的颜色。也就是说，在表面反射观察中，第1显示区域220看起来为黑色或接近于黑色的颜色。即使当观察者相对于表面210F的角度(也就是表面210F与观察者的视线方向所形成的角度即观察角度)发生变化时，第1显示区域220的颜色也基本上不会发生变化。
另一方面，在从显示体210的外侧朝向表面210F照射白色的光I21的状态下，根据从显示体210的背面侧来观察背面210R的背面透射观察，在第1像素220P中看到了与经历了等离子结构体层215中的等离子共振并射出至显示体210的背面侧的光I22的波长区域相对应的颜色。也就是说，在背面透射观察中，第1显示区域220看起来为与白色及黑色不同的颜色。
接下来，对于观察具有第2像素230P的第2显示区域230的情况进行说明。当从显示体210的外侧朝向显示体210的表面210F照射白色的光I21时，由于衍射光栅层216中的凹凸结构的周期是可见区域的波长以上的周期，因而光I21经由衍射光栅层216而产生衍射，作为衍射光的I23射出至显示体210的表面侧。光I23中包括多个波长的光，这些光的发射角度彼此不同。光I23中所含的各个波长区域的光的发射角度根据衍射光栅层216中的凹凸结构的周期(也就是第2结构周期P2)来确定。
结果是，通过表面反射观察，在第2像素230P中看到了色调、饱和度及亮度根据观察角度而不同的颜色。也就是说，在表面反射观察中，第2显示区域230的颜色看起来像是根据观察角度的变化而大幅变化。
另一方面，根据背面透射观察，由于在从显示体210的外侧朝向表面210F所照射的光I21当中，透过具有金属层213、214的衍射光栅层216的光I24的强度很小，因而在第2像素230P中看到了接近于黑色的颜色。也就是说，在背面透射观察中，第2显示区域230看起来为接近于黑色的颜色。
如上所述，在表面反射观察中，在第1显示区域220中所看到的颜色由观察角度的变化而产生的变化较小，在第2显示区域230中所看到的颜色由观察角度的变化而产生的变化较大。因此，通过凹凸结构层212中的凸部212b的周期大小的差异，从而能够实现由观察角度变化所引起的颜色变化的程度彼此不同的区域。由于这种颜色变化的程度的差异，使得第1显示区域220和第2显示区域230的外观不同，因而根据表面反射观察，看到了诸如由第1显示区域220和第2显示区域230构成的画面之类的图像。
另外，由于在背面透射观察中，在第1显示区域220中所看到的颜色以及在第2区域230中所看到的颜色在色调、饱和度及亮度上是不同的，因而通过背面透射观察，也看到了诸如由第1显示区域220和第2显示区域230构成的画面之类的图像。另外，在表面反射观察和背面透射观察中，在显示体210中所看到的图像是色调、饱和度及亮度彼此不同的图像，另外也是由观察角度变化所引起的颜色变化的程度彼此不同的图像。
需要说明的是，上述表面反射观察和背面透射观察的结果是，即使在朝向表面210F的外部光的光量大于朝向背面210R的外部光的光量的情况下，也显示出相同的倾向。另外，照射到显示体210的表面210F上的光也可以不是白色的光。
[显示体的工作：背面反射观察、表面透射观察]
参照图35，对于当光从背面侧入射到显示体210时，在分别从表面侧及背面侧来观察显示体210的情况下所看到的图像进行说明。
首先，对于观察具有第1像素220P的第1显示区域220的情况进行说明。当从显示体210的外侧朝向显示体210的背面210R照射白色的光I21时，光I21从空气层进入基材211，并从基材211进入等离子结构体层215。在此，当光I21进入等离子结构体层215的凹凸结构部分时，由于光I21从折射率大于空气层的折射率的凹凸结构层212的平坦部212a进入折射率小于空气层的折射率的基部区域217，因而容易在它们的界面处发生菲涅耳反射。
另一方面，当光透过上述界面并进入等离子结构体层215的凹凸结构部分时，在等离子结构体层215中发生等离子共振。结果是，基于光I21中所含的一部分波长区域的光I25作为反射光而射出至显示体210的背面侧，并且光I21中所含的一部分波长区域的光E22被等离子共振所消耗，光I21中所含的一部分波长区域的光I26从等离子结构体层215射出至表面侧。光I25、I26的波长区域根据等离子结构体层215中的凹凸结构的周期(也就是第1结构周期P1)等来确定。
结果是，在从显示体210的外侧朝向背面210R照射白色的光I21的状态下，根据从显示体的背面侧来观察背面210R的背面反射观察，在第1像素220P中看到了与通过菲涅耳反射而射出至显示体210的背面侧的光I25的波长区域相对应的颜色。上述与光I25的波长区域相对应的颜色是与白色及黑色不同的颜色，并且由观察角度所引起的变化较小。
另外，在从显示体210的外侧朝向背面210R照射白色的光I21的状态下，根据从显示体的表面侧来观察表面210F的表面透射观察，在第1像素220P中看到了与经历了等离子结构体层215中的等离子共振并射出至显示体210的表面侧的光I26的波长区域相对应的颜色。上述与光I26的波长区域相对应的颜色是与白色、黑色、以及与光I25的波长区域相对应的颜色不同的颜色。然而，由于通过等离子结构体层215而产生光I25的反射，因而在朝向背面210R所照射的光I21当中，透过显示体210的光的强度不高。因此，在光I21照射到显示体210的表面210F和背面210R的情况下，当从表面侧来看时，第1显示区域220看起来为接近于黑色的颜色。
接下来，对于观察具有第2像素230P的第2显示区域230的情况进行说明。当从显示体210的外侧朝向显示体210的背面210R照射白色的光I21时，光I21经由衍射光栅层216而产生衍射，作为衍射光的I27射出至显示体210的背面侧。光I27中所含的各个波长区域的光的发射角度根据衍射光栅层216中的凹凸结构的周期(也就是第2结构周期P2)来确定。
结果是，通过背面反射观察，在第2像素230P中看到了色调、饱和度及亮度根据观察角度而不同的颜色。也就是说，在背面反射观察中，第2显示区域230的颜色看起来像是根据观察角度的变化而大幅变化。
另一方面，根据表面透射观察，由于在从显示体210的外侧朝向背面210R所照射的光I21当中，透过具有金属层213、214的衍射光栅层216的光I28的强度很小，因而在第2像素230P中看到了接近于黑色的颜色。也就是说，在表面透射观察中，第2显示区域230看起来为接近于黑色的颜色。
如上所述，在背面反射观察中，由于第1显示区域220和第2显示区域230的外观不同，因而根据背面反射观察，看到了诸如由第1显示区域220和第2显示区域230构成的画面之类的图像。另外，在背面反射观察和表面透射观察中，在显示体210中所看到的图像是色调、饱和度及亮度彼此不同的图像，另外也是由观察角度变化所引起的颜色变化的程度彼此不同的图像。
需要说明的是，上述背面反射观察和表面透射观察的结果是，即使在朝向背面210R的外部光的光量大于朝向表面210F的外部光的光量的情况下，也显示出相同的倾向。另外，照射到显示体210的背面210R上的光也可以不是白色的光。
如此地，根据第4实施方式的显示体210，通过凹凸结构层212中的凸部212b的周期大小的差异，从而能够实现由观察角度变化所引起的颜色变化的程度彼此不同的区域。由于这些区域的外边缘由凸部212b的位置来限定，并且第1显示区域220所具有的凸部212b以亚波长周期的方式进行排列，因而与通过油墨印刷所形成的区域相比，能够更精细地设定外边缘的位置。因此，通过第1显示区域220和第2显示区域230，能够形成更精细的图像，并提高了显示体210以及具备显示体210的物品的伪造难度及设计性。
第1显示区域220和第2显示区域230所形成的图像可以是(例如)第2显示区域230构成画面、且第1显示区域220构成背景的图像，可以是第1显示区域220和第2显示区域230共同构成1个画面的图像，也可以是第2显示区域230构成画面的轮廓、且第1显示区域220构成轮廓内部的图像。在表面反射观察中，通过观察角度的变化，使得第2显示区域230看起来像是彩虹色光泽，另一方面，第1显示区域220与观察角度的变化无关，看起来呈现黑色，特别地，在第1显示区域220被第2显示区域230所围绕的方式、或者第2显示区域230被第1显示区域220所围绕的方式下，第1显示区域220是明显可见的。因此，提高了由第1显示区域220和第2显示区域230所形成的图像的设计性。
需要说明的是，显示体210可以被用于至少能够进行表面反射观察，例如，可以在光仅从表面侧入射到显示体210、并且能够仅从表面侧观察显示体210的状态下使用。在这种情况下，通过第1显示区域220和第2显示区域230，实现了由观察角度变化所引起的颜色变化程度彼此不同的区域。
[显示体的构成例]
以下，进一步地说明关于显示体210的结构的优选方式以及变形例。
<第1显示区域220的构成例>
对于第1显示区域220中的第1像素220P的构成例进行说明。需要说明的是，以下的构成例也适用于第2显示区域230中的第2像素230P。
如图36所示，第1金属层213的厚度Ta越大，则通过等离子结构体层215的基部区域217与平坦部212a的界面处所产生的菲涅耳反射而射出的光的强度越大，在背面反射观察中所看到的图像的亮度增加。另外，第1金属层213的厚度Ta越大，则从背面210R透过至表面210F的光的强度越小，即使在光照射到显示体210的表面和背面的情况下，表面反射观察中的颜色也更加接近于黑色。
另外，第1凸部宽度D1相对于第1结构周期P1的比率越小，则在包括平坦部212a的表面的平面中第1金属层213所配置的区域的面积比率变大，因而在背面反射观察中所看到的图像的亮度增加，并且同时表面反射观察中的颜色更加接近于黑色。
因此，第1金属层213的厚度Ta优选为10nm以上。另外，第1凸部宽度D1相对于第1结构周期P1的比率优选为0.75以下，更优选为0.60以下。此外，在包括凸部212b的上表面的平面中，凸部212b在第1像素220P内所占有的面积比率优选为50％以下。
另一方面，第1金属层213的厚度Ta越小，或者第2金属层214的厚度Tb越小，则在表面透射观察和背面透射观察中，透过它们的光的强度变大，所看到的图像变得清晰。另外，第1凸部宽度D1相对于第1结构周期P1的比率越大，透过显示体210的光的强度也越大。
因此，第1金属层213的厚度Ta或第2金属层214的厚度Tb优选为200nm以下。另外，第1凸部宽度D1相对于第1结构周期P1的比率优选为0.25以上，更优选为0.40以上。此外，在包括凸部212b的上表面的平面中，凸部212b在第1像素220P内所占有的面积比率优选为10％以上。
另外，当通过在凹凸结构层212上形成金属层以在单个步骤中形成第1金属层213和第2金属层214时，从成膜源飞溅出的金属粒子以预定的角度分布而附着于凹凸结构层212的表面。结果是，第2金属层214的宽度Wa稍大于凸部212b的第1凸部宽度D1，彼此相邻的第2金属层214之间的最短距离Wb稍小于彼此相邻的凸部212b之间的最短距离Wc。另外，第1金属层213中的凸部212b的周围部分受到由第2金属层214所带来的屏蔽效应，越靠近凸部212b的部位处越薄。
另外，在上述制作方法中，在凸部212b的侧面上也形成了与第2金属层214连续的金属层(即中间金属层214A)。中间金属层214A与第2金属层214是一体的结构体，中间金属层214A在凸部212b的侧面上的厚度在越靠近第1金属层213的部位处越薄。
在第1像素220P中，由于第1结构周期P1为亚波长周期，因而使这样的中间金属层214A的折射率在顶部区域219及中间区域218的厚度方向上的折射率变化是连续的。并且，中间金属层214A难以使从显示体的外侧入射到顶部区域219的光反射，而容易使该光透过至中间区域218和基部区域217。因此，在表面反射观察中，在第1显示区域220中看到了更接近于黑色的颜色。
另外，第2金属层214间的空气层(即电介质层)与第2金属层214之间的折射率差越小，则顶部区域219的平均折射率越容易抑制在顶部区域219与顶部区域219上的空气层之间的界面处的菲涅耳反射。另一方面，凸部212b与第1金属层213之间的折射率差越大，则基部区域217的平均折射率越容易促进在基部区域217与平坦部212a之间的界面处的菲涅耳反射。
因此，若为以下构成：第1金属层213和第2金属层214具有彼此相同的折射率、且凸部212b与第1金属层213之间的折射率差大于上述电介质层与第2金属层214之间的折射率差，则可抑制顶部区域219与空气层的界面处的菲涅耳反射，并且同时可促进基部区域217与平坦部212a的界面处的菲涅耳反射。
需要说明的是，即使在第1像素220P不具有上述各种构成以适宜地抑制在顶部区域219与顶部区域219上的空气层之间的界面处的菲涅耳反射的情况下，由于第1像素220P中的凸部212b的周期是亚波长周期，从而抑制了来自第1像素220P的衍射光的射出，并在等离子结构体层215中发生等离子共振。因此，在从显示体210的外侧朝向表面210F照射光的状态下，抑制了衍射光从第1像素220P射出至显示体210的表面侧，因而能够实现由观察角度变化所引起的颜色变化较小的第1显示区域220。
<凸部212b的形状及配置的变形例>
如图37所示，凸部212b的形状可以具有四棱梯形状，即具有四棱锥的顶部成为平面的形状。在这种情况下，在从显示体210的背面210R朝向表面210F的方向上，沿基材211表面的方向上的凸部212b的宽度逐渐减小，构成凸部211b的基部的正方形的一边的边长为凸部宽度。若为这样的结构，当形成凸部212b时，可以顺利地进行用于形成凸部212b的凹版的脱模。另外，凸部212b可以为圆锥台形状或圆柱形状，也可以是诸如棱锥形状或圆锥形状之类的在尖端处没有平面的形状。
在第1像素220P中，从与显示体210的表面210F相对的方向所见到的凸部212b的布置不限于正方形阵列，只要是二维点阵状即可。正方形阵列是凸部212b在二维平面内沿着正交的两个方向中的各个方向进行排列的阵列，二维点阵状的阵列除了正方形阵列以外，还包括凸部212b在二维平面内沿着以不同于90度的角度交叉的两个方向中的各个方向进行排列的阵列。在第1像素220P中，凹凸结构层212与第1金属层213及第2金属层214只要具有在由这些层构成的等离子结构体层215中产生等离子共振的结构即可。
如图38所示，在第2像素230P中，从与显示体210的表面210F相对的方向所见到的凸部212b的布置不限于包括正方形阵列的二维点阵状，也可以是在1个方向上以带状的方式延伸的多个凸部212b等间隔地进行排列而得的配置。在这种情况下，在与凸部212b的延伸方向垂直的方向上的凸部212b的长度为第2凸部宽度D2。简而言之，在第2像素230P中，凸部212b可以被配置为使得由凹凸结构层212与第1金属层213及第2金属层214构成的衍射光栅层216构成了使可见区域的光衍射的衍射光栅。
<其他的变形例>
如图39所示，显示体210在第1像素220P和第2像素230P的至少一者中可以具备将由凹凸结构层212、第1金属层213和第2金属层214构成的结构体覆盖的保护层240。也就是说，在凸部212b之间的区域和第2金属层214之间的区域中可以设置与空气不同的电介质。保护层240由(例如)低折射率的树脂构成。由低折射率的树脂构成的保护层240具有比凸部212b的折射率更接近于空气层的折射率的折射率。
另外，显示体210在第1像素220P中可以具备在相对于结构体为表面侧处将等离子结构体层215覆盖的多层膜层。多层膜层是由相对于可见区域的光为透明的材料构成的多个薄膜的层叠体，并产生多层膜干涉。多个薄膜的折射率彼此不同。并且，当从显示体210的外侧朝向表面210F照射光时，在多层膜层中，在各个薄膜的界面处被反射的特定波长区域的光通过干涉而被强化，并射出至表面层。在第1像素220P中，抑制了向表面侧的一次衍射光的发生，并发生等离子共振，因而抑制了与通过多层膜层而被强化了的波长区域的光不同的波长区域的光射出至表面侧。因此，当从表面侧来看时，可在第1像素220P中鲜明地看到与通过多层膜层而被强化了的波长区域相对应的色调的颜色。
通过这样的构成，在表面反射观察中，通过观察角度的变化，第2显示区域230中的颜色看起来发生了大的变化，另一方面，第1显示区域220中所看到的颜色为与被多层膜层强化了的波长区域相对应的颜色，由观察角度变化所引起的该颜色的变化比第2显示区域230更小。因此，通过第1显示区域220和第2显示区域230，从而实现了由观察角度变化所引起的颜色变化的程度彼此不同的区域。
并且，被多层膜层强化了的波长区域可以通过多层膜的层结构等来进行调整，因而在由观察角度变化所引起的颜色变化较小的区域中，可看到除了黑色以外的颜色，能够表现出多种的图像。
另外，第1金属层213和第2金属层214可以是彼此连续的1个金属层。也就是说，金属层可以沿着凹凸结构层212的表面而覆盖凹凸结构层212的整个面。简而言之，包括第1金属层213和第2金属层214的层(即金属层)只要具有作为整个层时的形状跟随了凹凸结构层212的表面形状的形状即可，换句话说，金属层只要具有这样的形状即可，即朝向表面侧突出的部分以沿着凸部212b的配置的配置方式进行分散。
此外，第1显示区域220的凹凸结构层212以及第2显示区域230的凹凸结构层212可以在不同的步骤中形成。另外，第1金属层213和第2金属层214可以在不同的步骤中进行。在这种情况下，第1金属层213和第2金属层214可以由彼此不同的材料构成。
另外，基材211和凹凸结构层212可以是一体的。或者，凹凸结构层212可以不具备平坦部212a，并且凸部212b可以从基材211的表面突出。
如上所述，在第4实施方式中，由于等离子共振，特定波长区域的光作为发射光或透射光而从显示体发射出。并且，由于上述透射光或反射光的波长区域由多个因素决定，该多个因素包括各个凸部212b即周期要素的位置和大小、以及位置由各个周期要素确定的金属层，因此，能够提高由显示体透过或反射的波长区域的调整自由度。
顺便提及，近年来，为了进一步提高伪造难度和设计性，提出了具有外观彼此不同的区域的显示体。例如，提出了具有这样的结构的显示体，其中由油墨形成的层通过印刷而层叠在具有微细凹凸且形成有全息图的层的一部分上。这样的显示体具有以下的区域：看到由全息图所产生的颜色的区域(也就是观察者相对于显示体的视线角度变化时，颜色大幅变化的区域)、以及看到油墨颜色的区域(也就是由上述角度变化所引起的颜色变化较小的区域)。
为了进一步提高基于显示体外观的伪造难度和设计性，优选通过由上述角度变化所引起的颜色变化的程度彼此不同的区域来形成更加精细的图像。另一方面，由于设置有由油墨构成的层的区域(即油墨区域)通过使用各种印刷方法的油墨涂布来形成，因而从与显示体的表面相对的方向所看到的油墨区域的外边缘的位置控制受到限制。因此，期望实现这样的显示体，其中相比于油墨区域，通过使用可更加精细地控制上述外边缘位置的区域，从而实现由上述角度变化所引起的颜色变化的程度彼此不同的区域。如此地，第4实施方式的目的也在于提供能够提高由显示体外观所发挥的功能的显示体。包括针对上述课题的效果在内，根据第4实施方式，可得到以下所列举的效果。
(4-1)通过凹凸结构层212中的凸部212b的周期大小的差异，从而实现了由观察角度变化所引起的颜色变化的程度彼此不同的区域(即第1显示区域220和第2显示区域230)。由于这些区域的外边缘由凸部212b的位置来限定，并且第1显示区域220所具有的凸部212b以亚波长周期的方式进行排列，因而与通过油墨印刷所形成的区域相比，能够更精细地设定外边缘的位置。因此，通过第1显示区域220和第2显示区域230，能够形成更精细的图像，并提高了具备显示体210的物品的伪造难度及设计性。也就是说，能够提高通过显示体210的外观所发挥的功能。
另外，当从显示体210的外侧朝向表面210F照射光时，在表面反射观察和背面透射观察中，看到了色调、饱和度及亮度彼此不同的图像。此外，当从显示体210的外侧朝向背面210R照射光时，在表面透射观察和背面反射观察中，看到了色调、饱和度及亮度彼此不同的图像。如此地，在从表面侧观察显示体210的情况以及从背面侧观察显示体210的情况下，所看到的图像不同，因而进一步提高了具备显示体210的物品的伪造难度及设计性。另外，也容易识别显示体210的表面和背面。
(4-2)在凹凸结构层212所具有的凸部212b中，凸部212b的高宽比越小，则凸部212b的加工越容易，另外，凸部212b的加工精度也越高。这种倾向在凸部212b的周期越小的情况下会越显著。与此相对，在凹凸结构层212所具有的凸部212b当中的具备第2像素230P的凸部212b中，凸部212b的高度越大，则光的衍射效率越高。因此，若为第2凸部高度H2大于第1凸部高度H1的构成，在周期相对较小、且凹凸结构层212为用于产生等离子共振的结构的第1像素220P中，可以使高宽比更小以确保加工精度，另一方面，在周期相对较大、且凹凸结构层212为用于产生光的衍射的结构的第2像素230P中，可以使凸部高度更大以提高衍射效率。
(4-3)由于凸部212b从平坦部212a突出，因而平坦部212a具有支持第1显示区域220中所含的凸部212b的功能、以及支持第2显示区域230中所含的凸部212b的功能。因此，由于平坦部212a是用于可靠地抑制凸部212b的塌陷、以及支持位于各个区域中的凸部212b的结构，因而能够谋求简化用于抑制凸部212b的塌陷而所需的结构。
(4-4)通过将凹版压在涂布于基材211表面的树脂上并使树脂固化，从而形成多个凸部212b，由此形成具有第1区域和第2区域的凹凸结构层212。并且，在凹凸结构层212上形成金属层。此时，在具有亚波长周期的二维网格中形成位于第1区域中的凸部212b，以使得金属层当中的设置于第1区域上的部分以及第1区域的凸部212b构成了产生等离子共振的结构体。另外，以比第1区域中的凸部212b的周期更大的周期，形成了位于第2区域的凸部212b，以使得金属当中的设置于第2区域上的部分以及第2区域的凸部212b构成了将可见区域的光衍射的衍射光栅。根据这样的制造方法，能够制造具有由观察角度变化所引起的颜色变化的程度彼此不同的区域的显示体210，另外能够适宜地形成具有微细凹凸的凹凸结构层212。
(4-5)根据使用上述凹版以同时形成上述第1区域的凸部212b以及上述第2区域的凸部212b的制造方法，从而同时形成了第1像素220P的凸部212b以及第2像素230P的凸部212b。根据这样的制造方法，相比于在不同的步骤中分别形成第1像素220P的凸部212b以及第2像素230P的凸部212b的制造方法，能够更有效率地制造显示体210。另外，能够更加精确地形成配置有第1像素220P的第1显示区域220与配置有第2像素230P的第2显示区域230之间的界线。
(第5实施方式)
参照图40至图45，对作为光学装置的一个例子的显示体、以及显示体的制造方法的第5实施方式进行说明。
第5实施方式的显示体中的第1像素及第2像素的构成与第4实施方式相同。但是，第5实施方式的第2显示区域包括凸部阵列方向与凸部周期中的至少一者彼此不同的第2像素。在以下说明中，将以第5实施方式与第4实施方式的不同点为中心来进行说明，对于与第4实施方式相同的构成，赋予相同的符号并省略其说明。
[凸部阵列方向不同的方式]
参照图40以及图41A和B，对第2显示区域包括凸部阵列方向彼此不同的第2像素的方式进行说明。
如图40所示，从与表面210F相对的方向来看，第2显示区域230包括第1副区域230A、第2副区域230B及第3副区域230C。
如同第4实施方式的图33所示的那样，从与表面210F相对的方向来看，位于第1副区域230A中的第2像素230Pa的凸部212b被配置为二维点阵状。
如同第4实施方式的图38所示的那样，从与表面210F相对的方向来看，位于第2副区域230B中的第2像素230Pb的凸部212b具有等间隔排列并且同时在一个方向上延伸的多个带状。
从与表面210F相对的方向来看，位于第3副区域230C中的第2像素230Pc的凸部212b具有等间隔排列并且在一个方向上延伸的多个带状，其中所述多个带状的排列方向不同于第2像素230Pb的凸部212b的排列方向。
例如，第2像素230Pa的凸部212b沿着第1方向以及与第1方向正交的第2方向进行排列。然后，第2像素230Pb的凸部212b沿着第1方向延伸，并且同时沿着第2方向排列。此外，第2像素230Pc的凸部212b沿着第2方向延伸，并且同时沿着第1方向排列。也就是说，第2像素230Pb的凸部212b的阵列方向与第2像素230Pc的凸部212b的阵列方向正交。
在第1副区域230A的第2像素230Pa中，凸部212b的配置方向的依赖性低，对于当从与表面210F相对的方向来看时的入射光方向(也就是当投影到沿着表面210F的平面时的入射光方向)，第2像素230Pa能够射出衍射光的入射光的方向的范围较宽。由于在与入射光方向相对应的方向上射出衍射光，因而当将包括来自各个方向的入射光的光照射到显示体210的表面210F时，在第2像素230Pa所射出的光中包括向各个方向的衍射光。
另一方面，关于当投影到沿着表面210F的平面时的入射光方向，第2副区域230B的第2像素230Pb以及第3副区域230C的第2像素230Pc将衍射光射出至这样的方向，该方向相对于来自取决于凸部212b的阵列方向的特定范围方向的入射光而言为特定范围。因此，当将包括来自各个方向的入射光的光照射到显示体210的表面210F时，第2像素230Pb的衍射光的射出方向与第2像素230Pc的衍射光的射出方向彼此不同。
当观察者位于来自第2像素230Pa的衍射光的射出方向的前方时，第1副区域230A看起来是明亮的，另外，当观察者位于来自第2像素230Pb的衍射光的射出方向的前方时，第2副区域230B看起来是明亮的，此外，当观察者位于来自第2像素230Pc的衍射光的射出方向的前方时，第3副区域230C看起来是明亮的。在各个区域看起来都是明亮的情况下，各个区域看起来像是彩虹色光泽(也就是说由于观察角度变化而使颜色大幅变化)。
结果是，在外部光照射至显示体210的表面210F的状态下，当从表面侧来观察表面210F时，对于第2副区域230B和第3副区域230C，根据这些区域与观察者的位置关系、以及外部光中所含的光的方向和强度等，这些区域看起来是明亮的或者是暗的。也就是说，若使显示体210相对于观察者而相对运动，以使得显示体210在沿着表面210F的方向上旋转，或者使显示体210相对于水平面的角度变化，则第2副区域230B的亮度与第3副区域230C的亮度看起来像是发生了变化。由于第2像素230Pb和第2像素230Pc在凸部212b的阵列方向上不同，因而可能会有以下状态：第2副区域230B和第3副区域230C这两者看起来都是暗的；第2副区域230B看起来是明亮的、且第3副区域230C看起来是暗的；第2副区域230B看起来是暗的、且第3副区域230C看起来是明亮的；以及第2副区域230B和第3副区域230C这两者看起来都是明亮的。
与此相对，当使显示体210相对于观察者而相对运动时，相比于第2副区域230B及第3副区域230C，第1副区域230A在更宽的范围内看起来是明亮的。
因此，通过第1副区域230A、第2副区域230B以及第3副区域230C，能够形成与观察者相对于显示体210的位置和角度的变化相对应的变化较大的图像。
例如，当使如图40所示的显示体210相对于观察者而相对移动时，在显示体210的表面210F中所看到的图像可能会发生以下变化：从如图41A所示的状态(即第1副区域230A和第2副区域230B看起来是明亮的、且第3副区域230C看起来是暗的)变为如图41B所示的状态(即第1副区域230A和第3副区域230C看起来是明亮的、且第2副区域230B看起来是暗的)。因此，通过由第1副区域230A显示的星星、以及分别由第2副区域230B和第3副区域230C显示的星星的环，从而能够向观察者提供光环看起来像是发生了变化的图像。
然后，通过对包括凸部212b的阵列方向彼此不同的第2像素230P的第2显示区域230、以及第1显示区域220进行组合，从而能够使第2显示区域230中的图像的变化变得显著。例如，在第2显示区域230被第1显示区域220包围的状态下，由于由观察角度变化所引起的颜色变化小的第1显示区域220位于第2显示区域230的周围，因而当移动显示体210时，第2显示区域230中的图像的变化是显著的。因此，进一步提高了具备显示体210的物品的伪造难度和设计性。
需要说明的是，凸部212b的阵列方向彼此不同的区域的数量没有特别的限定，除了第2副区域230B和第3副区域230C以外，第2显示区域230还可以进一步包括凸部212b的阵列方向与这些区域不同的区域。另外，第2显示区域230可以仅包括第2副区域230B及第3副区域230C，也可以不包括凸部212b被排列为二维点阵状的第1副区域230A。
[凸部周期不同的方式]
参照图42至图45，对第2显示区域包括凸部周期彼此不同的第2像素的方式进行说明。
如图42所示，从与表面210F相对的方向来看，第2显示区域230包括第4副区域230D、第5副区域230E、第6副区域230F以及第7副区域230G。
位于各个副区域230D至230G中的凸部212b的第2结构周期P2根据各个副区域是不同的，位于第4副区域230D中的第2像素230Pd的凸部212b的周期是第2结构周期P2d，位于第5副区域230E中的第2像素230Pe的凸部212b的周期是第2结构周期P2e。另外，位于第6副区域230F中的第2像素230Pf的凸部212b的周期是第2结构周期P2f，位于第7副区域230G中的第2像素230Pg的凸部212b的周期是第2结构周期P2g。
第2结构周期P2d、第2结构周期P2e、第2结构周期P2f以及第2结构周期P2g依次增大。需要说明的是，各个副区域230D至230G中的凸部212b可以被配置为二维点阵状，也可以被配置为等间隔排列并且在一个方向上延伸的多个带状。
如图43所示，在衍射光栅层216中入射光的入射角α是恒定的情况下，第2结构周期P2越大，则衍射光的射出角度(即衍射角β)越大。也就是说，在入射角α、衍射角β、光栅周期d、衍射次数n、衍射波长λ中，下式(1)成立。需要说明的是，光栅周期d也就是第2结构周期P2。
d(sinα-sinβ)＝nλ(1)
例如，在入射光为白色、入射角α为45°的条件下，当第2结构周期P2为1.0μm时，在衍射角β为约0°至约20°的范围内，射出被分光后的衍射光。在该条件下，当第2结构周期P2为1.5μm时，衍射角β为约18°至约30°，当第2结构周期P2为2.0μm时，衍射角β为约25°至约35°，当第2结构周期P2为3.0μm时，衍射角β为约35°至约40°。
当观察者位于折射光的射出方向的前方时，设置有将该衍射光射出的第2像素230P的区域看起来是明亮的。因此，在位于各个副区域230D至230G中的凸部212b的第2结构周期P2彼此不同的构成中，如图44(a)及图44(b)所示，若表面210F与观察者的视线方向所形成的角度(即观察角度)θ变化，则看起来为明亮的副区域230D至230G发生变化。
例如，当α＝45°、P2d＝1.0μm、P2e＝1.5μm、P2f＝2.0μm、P2g＝3.0μm时，在观察角度θ下，将具有满足90°-θ＝β的上述衍射角β的衍射光射出的副区域230D至230G看起来是明亮的。例如，如图44(b)所示，当从图44(a)所示的观察角度θ为90°的状态(也就是观察者从与显示体210的表面210F正交的方向上观察表面210F的状态)逐渐减小观察角度θ时，看起来明亮的区域依次以第4副区域230D、第5副区域230E、第6副区域230F、第7副区域230G的顺序变化。
例如，当通过使图42所示的显示体210相对于观察者而相对运动以使观察角度θ变化时，以下述顺序依次经历了变化：如图45A所示，第4副区域230D看起来是明亮的、且第5副区域230E、第6副区域230F及第7副区域230G看起来是暗的状态；如图45B所示，第5副区域230E看起来是明亮的、且第4副区域230D、第6副区域230F及第7副区域230G看起来是暗的状态；如图45C所示，第6副区域230F看起来是明亮的、且第4副区域230D、第5副区域230E及第7副区域230G看起来是暗的状态；如图45D所示，第7副区域230G看起来是明亮的、且第4副区域230D、第5副区域230E及第6副区域230F看起来是暗的状态。因此，有光泽的部分依次从由第4副区域230D显示的星星向由第5副区域230E、第6副区域230F及第7副区域230G依次显示的星星的尾部变化，从而能够向观察者提供看起来像是流星划过的图像。
然后，通过对包括凸部212b的周期彼此不同的第2像素230P的第2显示区域230、以及第1显示区域220进行组合，从而能够使第2显示区域230中的图像的变化变得显著。例如，在第2显示区域230被第1显示区域220包围的状态下，由于由观察角度变化所引起的颜色变化小的第1显示区域220位于第2显示区域230的周围，因而当移动显示体210时，第2显示区域230中的图像的变化是显著的。因此，进一步提高了具备显示体210的物品的伪造难度和设计性。
需要说明的是，凸部212b的周期彼此不同的区域的数量没有特别的限定。另外，也可以将上述2种方式进行组合。也就是说，第2显示区域230可以包括凸部212b的阵列方向彼此不同的第2像素230P、以及凸部212b的周期彼此不同的第2像素230P。根据这样的构成，当移动显示体210时，第2显示区域230中的图像的变化变得更加复杂，因而进一步提高了伪造难度和设计性。
如上所述，在第5实施方式中，由于等离子共振，特定波长区域的光作为发射光或透射光而从显示体发射出。并且，由于上述透射光或反射光的波长区域由多个因素决定，该多个因素包括各个凸部212b即周期要素的位置和大小、以及位置由各个周期要素确定的金属层，因此，能够提高由显示体透过或反射的波长区域的调整自由度。
另外，与第4实施方式同样地，第5实施方式的目的也在于提供能够提高由显示体外观所发挥的功能的显示体。包括针对上述课题的效果在内，根据第5实施方式，除了第4实施方式的(4-1)至(4-5)的效果以外，还可得到以下所列举的效果。
(5-1)在第2显示区域230包括凸部212b的排列方向彼此不同的多个第2像素230P的构成中，在使显示体210相对于观察者而相对运动的观察方式中，设置有凸部212b的排列方向彼此不同的第2像素230P的区域的亮度和暗度看起来像是分别发生了变化。因此，通过第2显示区域230，能够形成与观察者相对于显示体210的位置和角度的变化相对应的变化较大的图像。进一步地，通过组合第1显示区域220和第2显示区域230，从而能够使第2显示区域230中的图像的变化变得显著，并进一步提高伪造难度和设计性。
(5-2)在第2显示区域230包括凸部212b的周期彼此不同的多个第2像素230P的构成中，在使观察角度变化的观察方式中，设置有凸部212b的周期彼此不同的第2像素230P的区域的亮度和暗度看起来像是分别发生了变化。因此，通过第2显示区域230，能够形成与观察角度的变化相对应的变化较大的图像。进一步地，通过组合第1显示区域220和第2显示区域230，从而能够使第2显示区域230中的图像的变化变得显著，并进一步提高伪造难度和设计性。
需要说明的是，在第4实施方式及第5实施方式中，包括在第1显示区域220中的显示要素、以及包括在第2显示区域230中的显示要素中的各个显示要素不限于用于形成光栅图像的最小重复单元(即像素)，也可以是连接用于形成矢量图像的锚的区域。另外，如第2实施方式的变形例所记载的那样，以支持部的表面作为基准面，周期结构体所具有的周期要素可以是从基准面凹陷的凹部。
另外，第2实施方式的带显示体的装置的构成也可以适用于第4实施方式及第5实施方式。也就是说，带显示体的装置可以具备第4实施方式或第5实施方式的显示体以及发光结构体。
[附加注释]
用于解决上述课题的手段包括以下项目作为第4实施方式、第5实施方式及它们的变形例所导出的技术构思。
[项目31]一种具有表面和背面的显示体，具备：具有多个从所述背面朝向所述表面方向突出的凸部的电介质即凹凸结构层，以及位于所述凹凸结构层的表面、且具有跟随所述凹凸结构体的表面形状的形状的金属层，其中，从与所述显示体的所述表面相对的方向来看，所述显示体包含设置有第1显示要素的第1显示区域以及设置有第2显示要素的第2显示区域，在所述第1显示要素中，从与所述显示体的所述表面相对的方向来看，多个所述凸部排列为具有亚波长周期的二维点阵状，并且与构成所述金属层当中的所述第1显示要素的部分一起构成了产生等离子共振的结构体，在所述第2显示要素中，从与所述显示体的所述表面相对的方向来看，多个所述凸部以比所述第1显示要素中的所述凸部的阵列周期更大的周期进行排列，并且与构成所述金属层当中的所述第2显示要素的部分一起构成了使可见区域的光衍射的衍射光栅。
根据上述构成，当从显示体的外侧朝向显示体的表面照射光时，在第1显示要素中，抑制了在显示体的表面侧产生一次衍射光。另一方面，入射到由金属层和凹凸结构层构成的结构体的光在相对于显示体的表面为接近于水平的角度处所产生的一次衍射光引起了等离子共振。通过等离子共振而在结构体中诱导产生的表面等离子体透过上述结构体，并作为光而射出至结构体的背面侧。如此地，由于抑制了衍射光射出至显示体的表面侧，因而即使表面与观察者的视线方向所形成的角度(即观察角度)发生变化，第1显示区域的颜色变化也较小。另一方面，由于经由衍射光栅所衍射的光从第2显示要素射出至显示体的表面侧，因而第2显示区域的颜色看起来好像由于观察角度的变化而大幅地改变。
如上所述，通过凹凸结构层中的凸部的阵列周期大小的差异，从而实现了由观察角度变化所引起的颜色变化的程度彼此不同的区域(即第1显示区域和第2显示区域)。由于这些区域的外边缘由凸部的位置来限定，并且第1显示区域所具有的凸部以亚波长周期的方式进行排列，因而与通过油墨印刷所形成的区域相比，能够更精细地设定外边缘的位置。因此，通过第1显示区域和第2显示区域，能够形成更精细的图像，并提高了伪造难度和设计性(也就是由显示体的外观所发挥的功能)。
[项目32]
根据项目31所述的显示体，其中所述第2显示要素中的所述凸部的高度大于所述第1显示要素中的所述凸部的高度。
在凹凸结构层所具有的凸部中，凸部的高宽比越小，则凸部的加工越容易，另外，凸部的加工精度也越高。凸部的周期越小，这种倾向越显著。相对于此，在凹凸结构层所具有的凸部当中的第2显示要素所具备的凸部中，凸部的高度影响衍射效率，当凸部的高度较低时，光的衍射效率会变低，并且衍射光的可视性有时会变差。在这方面，根据上述构成，则能够在周期相对较小、且凹凸结构层是用于产生等离子共振的结构的第1显示像素中，通过使凸部的高度变小，从而容易使高宽比变小，容易获得加工精度，另一方面，能够在周期相对较大、且凹凸结构层是用于产生光的衍射的结构的第2显示像素中，通过使凸部的高度变大，从而能够提高衍射效率。
[项目33]
根据项目31或32所述的显示体，其中在所述第1显示要素中，在包括所述凸部的上表面的平面中，所述凸部在所述第1显示像素内所占有的面积比率为10％以上50％以下。
根据上述构成，在第1显示区域中，通过上述面积比率为50％以下，从而抑制了通过来自表面侧的反射观察而观察到透射光，另一方面，通过上述面积比率为10％以上，从而确保了在来自表面侧及背面侧的透射观察中的图像的可视性。
[项目34]
根据项目31至33中任一者所述的显示体，其具备具有支持所述凹凸结构层的表面的基材，所述凹凸结构层具有沿着所述基材的所述表面而延伸的形状的平坦部，所述凸部从所述平坦部突出。
根据上述构成，平坦部具有支持第1显示区域中所含的凸部的功能、以及支持第2显示区域中所含的凸部的功能。因此，由于平坦部是用于可靠地抑制凸部的塌陷、以及支持位于各个区域中的凸部的结构，因而能够谋求简化用于抑制凸部的塌陷所需的结构。
[项目35]
根据项目31至34中任一者所述的显示体，其中，所述第2显示区域包括所述凸部的阵列方向彼此不同的多个所述第2显示要素。
根据上述构成，在使显示体相对于观察者而相对运动的观察方式中，第2显示区域中的各个第2显示要素的亮度和暗度看起来像是分别发生了变化。因此，通过显示体，能够形成与观察者相对于显示体的位置和角度的变化相对应的变化较大的图像。进一步地，通过组合第1显示区域和第2显示区域，能够使第2显示区域中的图像的变化变得显著，因而进一步提高了由显示体的外观所发挥的功能。
[项目36]
根据项目31至35中任一者所述的显示体，其中，所述第2显示区域包括所述凸部的阵列周期彼此不同的多个所述第2显示要素。
根据上述构成，在使观察角度变化的观察方式中，第2显示区域中的各个第2显示要素的亮度和暗度看起来像是分别发生了变化。因此，通过显示体，能够形成与观察角度的变化相对应的变化较大的图像。进一步地，通过组合第1显示区域和第2显示区域，能够使第2显示区域中的图像的变化变得显著，因而进一步提高了由显示体的外观所发挥的功能。
[项目37]
一种显示体的制造方法，包括：形成凹凸结构层的第1步骤，其中通过将凹版压在涂布于基材表面的树脂上并使所述树脂固化以形成具备由所述树脂构成的多个凸部的凹凸结构层，所述凹凸结构层包括第1区域和第2区域；以及在所述凹凸结构层上形成金属层的第2步骤，其中所述金属层具有跟随所述凹凸结构体的表面形状的形状，其中在所述第1步骤中，从与所述基材表面相对的方向来看，形成了在所述第1区域中排列为具有亚波长周期的二维点阵状的多个所述凸部，以使得所述金属层当中的位于所述第1区域上的部分与所述第1区域的所述凸部构成了产生等离子共振的结构体，以及形成了在所述第2显示区域中以比所述第1区域中的所述凸部的阵列周期更大的周期进行排列的多个所述凸部，以使得所述金属层当中的位于所述第2区域上的部分与所述第2区域的所述凸部构成了使可见区域的光衍射的衍射光栅。
根据上述制造方法，通过凹凸结构层中的凸部的阵列周期的大小差异，从而能够制造具有由观察角度变化所引起的颜色变化的程度彼此不同的区域的显示体。因此，得到了由显示体的外观所发挥的功能得以提高的显示体。并且，根据上述制造方法，能够适宜地形成具有微细凹凸的凹凸结构层。
[项目38]
根据项目37所述的显示体的制造方法，其中，在所述第1步骤中，同时形成所述第1区域的所述凸部以及所述第2区域的所述凸部。
根据上述制造方法，相比于通过不同的步骤来形成第1区域的凸部以及第2区域的凸部的制造方法，能够更有效率地制造显示体。另外，能够更加精确地形成第1区域与第2区域之间的界线。
(第6实施方式)
参照图46至图55，对作为光学装置的一个例子的显示体、以及显示体的制造方法的第6实施方式进行说明。在以下说明中，将以第6实施方式与第1实施方式的不同点为中心来进行说明，对于与第1实施方式相同的构成，赋予相同的符号并省略其说明。
[显示体的结构]
如图46所示，显示体170所具有的表面10S被划分为第1显示区域10A和第2显示区域10B。第1显示区域10A所具备的截面构成与第2显示区域10B所具备的截面构成彼此不同。
图47是将图46所示的第1显示区域10A的一部分放大后的图。如图47所示，从与显示体170的表面10S相对的方向来看，第1显示区域10A包括：多个孤立区域A12、大小与这些孤立区域A12不同的多个孤立区域A13、以及包围各个孤立区域A12和各个孤立区域A13的单个周边区域A14。在图47中，为了便于说明孤立区域A12及A13，将圆点加到各个孤立区域A12中，并且将斜线加到各个孤立区域A13中。
各个孤立区域A12及A13沿着表面10S而排列为正方形阵列。孤立区域A12所构成的正方形阵列是这样的阵列，其中孤立区域A12位于单边为结构周期PT2的正方形LT2的各顶点处。另一方面，孤立区域A13所构成的正方形阵列是这样的阵列，其中孤立区域A13位于单边为结构周期PT3的正方形LT3的各顶点处。结构周期PT2和结构周期PT3满足PT2<PT3。
需要说明的是，多个孤立区域A12不限于正方形阵列，只要排列为二维点阵状即可，多个孤立区域A13也不限于正方形阵列，也值只要排列为二维点阵状即可。二维点阵状的阵列是要素沿着在二维平面内交叉的两个方向中的各个方向进行排列的阵列。
如图48所示，显示体170具备支持部11。支持部11的构成与第1实施方式的支持部11相同。
第1显示区域10A从接近于支持部11的层开始，依次具备第1光栅层21、中间光栅层31、以及第2光栅层41。中间光栅层31夹在第一光栅层21和第二光栅层41之间，结构体的表面侧是相对于支持部11而设置第1光栅层21的那一侧。相反地，结构体的背面侧是相对于第1光栅层21而设置支持部11的那一侧。
[第1光栅层21]
第1光栅层21位于支持部11所具有的面当中的一个表面上。第一光栅层21具备多个第1电介质层和第1金属层27，多个第1电介质层包括第1电介质层的排列方向(即阵列方向)上的宽度彼此不同的多个第1电介质层。在以下的说明中，对于第1光栅层21具有阵列方向的宽度不同的2种第1电介质层(即第1电介质层25及第1电介质层26)的情况进行说明。
从与显示体170的表面10S相对的方向来看，第1电介质层25位于孤立区域A12中。另一方面，第1电介质层26位于孤立区域A13中。从与表面10S相对的方向来看，单个的第1金属层27位于周边区域A14中。多个第1电介质层25沿着表面10S而排列为二维点阵状，另外，多个第1电介质层26也沿着表面10S而排列为二维点阵状。
各个第1电介质层25、26是从支持部11的表面突出的结构体。各个第1电介质层25、26与(例如)支持部11是一体的。或者，各个第1电介质层25、26与(例如)支持部11的表面之间具有界线，与支持部11不是一体的。
从与表面10S相对的方向来看，第1金属层27具有逐个围绕各个第1电介质层25、26的网格状。在第1光栅层21中，单个的第1金属层27是遍布有自由电子的光学性的海成分，各个第1电介质层25、26是分布在海成分当中的岛成分。
从与表面10S相对的方向来看，第1电介质层25中所设置的结构周期PT2是相邻2个第1电介质层25之间的最短宽度WP2与第1电介质层25的宽度WT2的总和。另一方面，第1电介质层26中所设置的结构周期PT3是相邻2个第1电介质层26之间的最短宽度WP3与第1电介质层26的宽度WT3的总和。
结构周期PT2及结构周期PT3分别为可见区域的波长以下的亚波长周期，并且满足与第1实施方式的结构周期PT相同的条件。也就是说，关于孤立区域A12、A13所排列的二维阵列的各个方向，第1电介质层25的宽度WT2相对于结构周期PT2的比率、以及第1电介质层26的宽度WT3相对于结构周期PT3的比率分别均为0.25以上0.75以下，优选为0.40以上0.60以下。
另一方面，如先前的图47所示，若以宏观角度来看显示体170，则显示体170也可以被视为对2个孤立区域A12和2个孤立区域A13的组合结构进行重复而得的结构体。这样的结构中所设置的周期可以被认为是一个新的结构周期PT4，也就是孤立区域A12的结构周期PT2和孤立区域A13的结构周期PT3的组合。
换句话说，结构周期PT4是作为亚波长周期的结构周期PT2和结构周期PT3的组合周期。并且，结构周期PT4大于亚波长周期，由于在显示体170中形成了以结构周期PT4进行排列的结构，因而可见区域的一次衍射光从显示体170射出。
需要说明的是，在图47所示的例子中，虽然通过沿着1个方向而分别将孤立区域A12及孤立区域A13两个两个地排列以构成结构周期PT4，但是构成结构周期PT4的孤立区域的数量不限于此。也就是说，通过将具有彼此不同的结构周期的多个孤立区域组进行排列，其中该孤立区域组具有亚波长周期的结构周期，从而作为将这些孤立区域组的周期组合而成的周期，形成了比亚波长周期更大的周期，由此，可以形成产生一次衍射光的结构。
与第1实施方式同样地，第1光栅层21的厚度优选为10nm以上200nm以下，更优选为10nm以上100nm以下。
[中间光栅层31]
中间光栅层31位于第1光栅层21上。中间光栅层31配置在第1光栅层21中的与支持部11相对的那一侧的面上。与第1实施方式同样地，中间光栅层31的厚度大于第1光栅层21的厚度，并且优选为150nm以下。
中间光栅层31(例如)具备：包括多个第1中间电介质层35和多个第1中间电介质层36的多个第1中间电介质层，以及具有比第1中间电介质层35、36更低的介电常数的单个的中间电介质层37。从与表面10S相对的方向来看，各个第1中间电介质层35位于孤立区域A12中。另一方面，从与表面10S相对的方向来看，各个第1中间电介质层36位于孤立区域A13中。从与表面10S相对的方向来看，单个的第2中间电介质层37位于周边区域A14中。多个第1中间电介质层35沿着表面10S而排列为二维点阵状，另外，多个第1中间电介质层36也沿着表面10S而排列为二维点阵状。
各个第1中间电介质层35是从第1电介质层25突出的结构体。另一方面，各个第1中间电介质层36是从第1电介质层26突出的结构体。各个第1中间电介质层35与第1电介质层25可以是一体的，也可以不是一体的。各个第1中间电介质层36与第1电介质层26可以是一体的，也可以不是一体的。从与表面10S相对的方向来看，第1中间电介质层35中所设置的周期与第1电介质层25相同，是最短宽度WP2和宽度WT2的总和，即为上述结构周期PT2。另一方面，第1中间电介质层36中所设置的周期与第1电介质层26相同，是最短宽度WP3和宽度WT3的总和，即为上述结构周期PT3。关于孤立区域A12、A13所排列的二维阵列的各个方向，第1中间电介质层35的宽度WT2相对于结构周期PT2的比率、以及第1中间电介质层36的宽度WT3相对于结构周期PT3的比率分别均为0.25以上0.75以下，并优选为0.40以上0.60以下。
从与表面10S相对的方向来看，第2中间电介质层37具有逐个围绕各个第1中间电介质层35及各个第1中间电介质层36的网格状。在中间光栅层31中，单个的第2中间电介质层37是结构性及光学性的海成分，各个第1中间电介质层35、36是结构性及光学性的岛成分。第2中间电介质层37是空气层或树脂层。
[第2光栅层41]
第2光栅层41位于中间光栅层31上。第2光栅层41配置在中间光栅层31中的与第1光栅层21相对的那一侧的面上。与第1实施方式同样地，第2光栅层41的厚度优选为10nm以上200nm以下，更优选为10nm以上100nm以下。
第2光栅层41(例如)具备：包括多个第2金属层45和多个第2金属层46的多个第2金属层，以及单个的第2电介质层47。从与表面10S相对的方向来看，各个第2金属层45的位置包括孤立区域A12。从与表面10S相对的方向来看，各个第2金属层46的位置包括孤立区域A13。从与表面10S相对的方向来看，单个的第2电介质层47的位置包括在周边区域A14中。多个第2金属层45沿着表面10S而排列为二维点阵状，另外，多个第2金属层46也沿着表面10S而排列为二维点阵状。
各个第2金属层45是与第1中间电介质层35的顶面重叠的结构体，并且与第1中间电介质层35不是一体的。各个第2金属层46是与第1中间电介质层36的顶面重叠的结构体，并且与第1中间电介质层36不是一体的。从与表面10S相对的方向来看，第2金属层45中所设置的周期与第1电介质层25相同，并且是最短宽度WP2和宽度WT2的总和，即为上述结构周期PT2。另一方面，第2金属层46中所设置的周期与第1电介质层26相同，并且是最短宽度WP3和宽度WT3的总和，即为上述结构周期PT3。关于孤立区域A12、A13所排列的二维阵列的各个方向，第2金属层45的宽度WT2相对于结构周期PT2的比率、以及第2金属层46的宽度WT3相对于结构周期PT3的比率分别均为0.25以上0.75以下，并优选为0.40以上0.60以下。
从与表面10S相对的方向来看，第2电介质层47具有逐个围绕各个第2金属层45及各个第2金属层46的网格状。在第2光栅层41中，相比于第2金属层45及第2金属层46，单个的第2电介质层47是自由电子少的光学性的海成分，各个第2金属层45、46是分布在海成分当中的岛成分。第2电介质层47是空气层或树脂层。
在结构周期为结构周期PT2的区域中，第1光栅层21当中的作为海成分的第1金属层27的体积比率大于第2光栅层41当中的作为岛成分的第2金属层45的体积比率，第2光栅层41当中的作为岛成分的第2金属层45的体积比率大于中间光栅层31当中的金属材料的体积比率。在结构周期为结构周期PT3的区域中，第1光栅层21当中的作为海成分的第1金属层27的体积比率大于第2光栅层41当中的作为岛成分的第2金属层46的体积比率，第2光栅层41当中的作为岛成分的第2金属层46的体积比率大于中间光栅层31当中的金属材料的体积比率。
在上述构成中，由第1电介质层25和第1中间电介质层35构成的结构体、以及由第1电介质层26和第1中间电介质层36构成的结构体分别是周期要素的一个例子，以支持部11的表面作为基准面，其为从基准面突出的凸部。并且，由支持部11、第1电介质层25和26、以及第1中间电介质层35和36构成的结构体是周期结构体的一个例子。另外，由第1金属层27、第2金属层45以及第2金属层46构成的层被认为是这样的金属层，该金属层作为整个层的形状跟随了周期结构体的表面形状。周期结构体的表面是包括基准面当中的围绕各个周期要素的区域和各个周期要素的表面的面。
另外，在第6实施方式中，与第1实施方式同样地，支持部11具备基材、以及相对于基材而设置于表面侧的中间层，各个第1电介质层25、26与中间层11b可以是一体的。
如图49所示，周边区域A14具有与第1实施方式的周边区域A3相同的构成。也就是说，在周边区域A14中，从接近于支持部11的层开始，依次配置有第1光栅层21的第1金属层27、中间光栅层31的第2中间电介质层37、以及第2光栅层41的第2电介质层47。
如图50所示，第2显示区域10B具有与第1实施方式的第2显示区域10B相同的构成，并且在支持部11上不具备上述的第1光栅层21、中间光栅层31及第2光栅层41。或者，第2显示区域10B也可以具备(例如)由与构成第1电介质层25、26的材料相同的材料构成的层、以及由与构成第1金属层27的材料相同的材料构成的金属层。
[显示体的光学构成]
接下来，对显示体170所具备的光学构成进行说明。结构周期为结构周期PT2的区域、以及结构周期为结构周期PT3的区域中的各个区域的光学构成与第1实施方式的显示体相同。因此，如图51所示，第1光栅层21的折射率是由作为海成分的第1金属层27所控制的大小，并且比空气层的折射率要小得多。另外，中间光栅层31的折射率是由作为海成分的第2中间电介质层37所控制的大小，并且高于空气层的折射率同时是接近于空气层的折射率的值。此外，第2光栅层41的折射率是由作为海成分的第2电介质层47所控制的大小，其小于空气层的折射率，并且同时是接近于空气层的折射率的值。
[表面反射观察、背面透射观察]
当白色的光L1从显示体的外侧入射到第2光栅层41时，与第1实施方式同样地，在空气层与第2光栅层41的界面处难以发生菲涅耳反射。另外，当光入射到中间光栅层31时，在第2光栅层41与中间光栅层31的界面处也难以发生菲涅耳反射。
另一方面，由于第2光栅层41的第2金属层45的结构周期PT2以及第2金属层46的结构周期PT3是亚波长周期，因而入射到第2光栅层41的光的波长区域的一部分的光EP2被提供给第2光栅层41中的等离子共振。结果是，第2光栅层41使入射到第2光栅层41的光的波长区域的一部分的光透过到中间光栅层31。另外，由于第1光栅层21的第1电介质层25的结构周期PT2以及第1电介质层26的结构周期PT3也是亚波长周期，因而入射到第1光栅层21的光的波长区域的一部分的光EP1也被供给至第1光栅层21中的等离子共振。结果是，第1光栅层21使入射到第1光栅层21的光的波长区域的一部分的光LP1透过到支持部11。
另一方面，结构周期PT2与结构周期PT3组合而得的结构周期PT4大于亚波长周期。当光照射到周期比亚波长周期大的衍射光栅结构时，看到了由一次衍射光产生的光谱色。因此，对除了被等离子共振所消耗的波长区域以外的光进行分光，并在一部分观察角度下看到了由观察角度所引起的色调变化较大的光。
结果是，根据使光L1从显示体170的外侧入射至第2光栅层41、并且从显示体170的表面侧来观察表面10S的表面反射观察，在上述各个界面处难以发生菲涅尔反射，并且在上述各个光栅层中产生等离子共振，这些的相互作用使得在第1显示区域10A中看到了黑色或者接近于黑色的颜色。除此之外，根据观察角度看到了由周期大于亚波长周期的衍射光栅结构所产生的光谱色。
另一方面，根据使光L1从显示体170的外侧入射至第2光栅层41、并且从显示体170的背面侧来观察背面10T的背面透射观察，在第1显示区域10A中看到了经过上述各个光栅层中的等离子共振而透过显示体170的有颜色的光，即除了白色及黑色以外的光。需要说明的是，即使在朝向表面10S的外部光的光量大于朝向背面10T的外部光的光量的情况下，上述表面反射观察或背面透射观察的结果也显示出同样的趋势。
[背面反射观察、表面透射观察]
如图52所示，当白色的光L1从显示体170的外侧入射到支持部11时，与第1实施方式同样地，在支持部11与第1光栅层21的界面处容易发生菲涅耳反射。需要说明的是，支持部11的折射率与第1光栅层21的折射率之差大于第1光栅层21与中间光栅层31之间的折射率差，另外，支持部11的折射率与第1光栅层21的折射率之差大于中间光栅层31与第2光栅层41之间的折射率差。
另一方面，透过了支持部11与第1光栅层21的界面的光的波长区域的一部分被提供给第1光栅层21中的等离子共振。结果是，第1光栅层21使入射到第1光栅层21的光的波长区域的一部分的光透过到中间光栅层31。另外，透过中间光栅层31而入射到第2光栅层41的光的波长区域的一部分的光EP2也被提供给第2光栅层41中的等离子共振。结果是，第2光栅层41使入射到第2光栅层41的光的波长区域的一部分的光LP2透过到空气层中。
另一方面，将结构周期PT2与结构周期PT3组合而得的结构周期PT4大于亚波长周期。当光照射到周期比亚波长周期更大的衍射光栅结构时，看到了由一次衍射光产生的光谱色。因此，除了被等离子共振所消耗的波长区域以外的光发生分光，并在一部分观察角度下看到了由观察角度所引起的色调变化较大的光。
结果是，根据使光L1从显示体的外侧入射到支持部11、并从显示体的背面侧来观察背面10T的背面反射观察，在第1显示区域10A中看到了由上述界面处的菲涅耳反射所产生的有色的光LR，即除了白色及黑色以外的光LR。除此之外，根据观察角度，还看到了由周期大于亚波长周期的衍射光栅结构所产生的光谱色。
另一方面，在使光L1从显示体的外侧入射到支持部11、并从显示体的表面侧来观察表面10S的表面透射观察中，在第1显示区域10A中看到了经过上述菲涅耳反射和上述各光栅层中的等离子共振而得的有色的光。需要说明的是，即使在朝向表面10S的外部光的光量大于朝向背面10T的外部光的光量的情况下，上述表面透射观察或背面反射观察的结果也显示出同样的趋势。
[显示体的制造方法]
接下来，对制造显示体170的方法的一个例子进行说明。
首先，在支持部11的表面上形成第1电介质层25、26和第1中间电介质层35、36。第1电介质层25和第1中间电介质层35一体地形成为从支持部11的表面突出的突部，第1电介质层26和第1中间电介质层36一体地形成为从支持部11的表面突出的突部。例如，形成突部的方法可采用使用光或带电粒子束的光刻法、纳米压印法或等离子蚀刻法等。特别地，作为在由树脂构成的支持部11的表面上形成突部的方法，例如可使用纳米压印法。另外，在通过对硬质材料的基材等进行加工以形成突部的情况下，可以使用利用光或带电粒子束的光刻法和等离子蚀刻法的组合方法。
例如，使用聚对苯二甲酸乙二醇酯片材作为基材，并在基材的表面上涂布紫外线固化性树脂。接下来，将作为凹版的合成石英模具的表面压在由紫外线固化性树脂构成的涂布膜的表面上，对其照射紫外线。然后，将合成石英模具从固化后的紫外线固化树脂脱模。由此，凹版所具有的凹凸被转印到基材表面的树脂上，形成了由第1电介质层25及第1中间电介质层35构成的突部、以及由第1电介质层26及第1中间电介质层36构成的突部。需要说明的是，紫外线固化性树脂可以变更为热固化性树脂，紫外线照射也可以变更为加热。另外，紫外线固化性树脂可以变更为热塑性树脂，紫外线照射也可以变更为加热及冷却。
接下来，在具备突部的支持部11的表面上形成第1金属层27、第2金属层45及第2金属层46。形成这些金属层的方法(例如)为真空蒸镀法、溅射法。由此，形成了被第1金属层27的顶面分开的第1光栅层21，形成了被第2金属层45及第2金属层46的顶面分开的第2光栅层41，以及形成了夹在这些第1光栅层21与第2光栅层41之间的中间光栅层31。
[第1显示区域的构成例]
在显示体170中，具有结构周期PT2的区域以及具有结构周期PT3的区域分别优选为具有作为第1实施方式中的第1显示区域10A的优选构成而示出的构成。
也就是说，如图53所示，当第1金属层27的厚度T2为10nm以上，并且同时对于孤立区域A12、A13所排列的二维阵列的各个方向，第1电介质层25的宽度WT2相对于结构周期PT2的比率为0.75以下，第1电介质层26的宽度WT3相对于结构周期PT3的比率为0.75以下时，在用于判断显示体表里的背面反射观察及表面反射观察中，能够充分地得到其精度。
另一方面，当第1金属层27的厚度T2及第2金属层45、46的厚度T4分别为200nm以下，并且同时对于孤立区域A12、A13所排列的二维阵列的各个方向，第1电介质层25的宽度WT2相对于结构周期PT2的比率为0.25以上，第1电介质层26的宽度WT3相对于结构周期PT3的比率为0.25以上时，表面透射观察中所看到的图像或背面透射观察中所看到的图像清晰地为足以看到它们的程度。
另外，优选的是，第1光栅层21的第1电介质层25、26的厚度T2与中间光栅层31的第1中间电介质层35、36的厚度T3的总和小于结构周期PT2，同时也小于结构周期PT3。另外，更加优选的是，第1电介质层25、26的厚度T2与第1中间电介质层35、36的厚度T3的总和小于结构周期PT2的一半，也小于结构周期PT3的一半。
需要说明的是，第1中间电介质层35的厚度与第1中间电介质层36的厚度优选是相等的。根据这样的构成，在使用干式蚀刻法来制作用于形成第1中间电介质层35及第1中间电介质层36的凹版(即合成石英模具)的情况下，能够通过1次加工过程来形成凹版的凹部。然而，在结构周期PT2与结构周期PT3显著不同的情况下，由于加工特性的缘故，因而可能会有第1中间电介质层35与第1中间电介质层36的厚度不同的情况。但是，由制造方法产生的第1中间电介质层35与第1中间电介质层36的厚度差异作为光学变化而不会在显示体170的观察中造成大的影响，因而没有问题。
与第1实施方式同样地，构成第1金属层27以及第2金属层45、46的材料优选为对于可见区域的光的复介质常数的实部为负值的材料，例如优选为铝、银、金、铟、钽等。
另外，当在单个步骤中形成第1金属层27、第2金属层45及第2金属层46时，与第1实施方式同样地，第2金属层45的宽度W2稍大于第1中间电介质层35的宽度WT2，彼此相邻的第2金属层45的最短宽度WP5稍小于最短宽度WP2。同样地，第2金属层46的宽度W3稍大于第1中间电介质层36的宽度WT3，彼此相邻的第2金属层46的最短宽度WP6稍小于最短宽度WP3。此时，第2金属层45的宽度W2相对于结构周期PT2的比率为0.25以上0.75以下，第2金属层46的宽度W3相对于结构周期PT3的比率为0.25以上0.75以下。第1金属层27中的第1中间电介质层35、36的周围受到由第2金属层45、46所带来的屏蔽效应，因而越靠近第1中间电介质层35、36的部位处越薄。
另外，在通过上述成膜方法所形成的结构体中，与第1实施方式同样地，在第1中间电介质层35的侧面上也形成了与第2金属层45连续的金属层(即中间金属层35A)。同样地，在第1中间电介质层36的侧面上也形成了与第2金属层46连续的金属层(即中间金属层36A)。
中间金属层35A夹在第1中间电介质层35与第2中间电介质层37之间。中间金属层35A和第2金属层45是一体的结构体，在第1中间电介质层35的侧面上的厚度在越靠近第1金属层27的部位处越薄。同样地，中间金属层36A夹在第1中间电介质层36与第2中间电介质层37之间。中间金属层36A和第2金属层46是一体的结构体，在第1中间电介质层36的侧面上的厚度在越靠近第1金属层27的部位处越薄。
由于这样的中间金属层35A、36A的结构周期PT2、PT3是亚波长周期，因而使第2光栅层41或中间光栅层31在厚度方向上的折射率的变化是连续的。因此，在上述的表面反射观察中，在第1显示区域10A中看到了更接近于黑色的颜色。
另外，若为以下构成：第1金属层27、第2金属层45及第2金属层46具有彼此相等的折射率，并且同时第1电介质层25与第1金属层27之间的折射率差、以及第1电介质层26与第1金属层27之间的折射率差分别均大于第2电介质层47与第2金属层45、46之间的折射率差，则能够抑制在第2光栅层41与其他层的界面处的菲涅耳反射，并且同时能够促进第1光栅层21与其他层的界面处的菲涅耳反射。
需要说明的是，为了抑制第2光栅层41与其他层的界面处的菲涅耳反射、并且同时促进第1光栅层21与其他层的界面处的菲涅耳反射，优选满足以下条件。也就是说，优选的是：相对于第2电介质层47而与中间光栅层31相对的一侧并且与第2电介质层47相接的层(即表面层)与第2电介质层47之间的折射率差小于第1金属层27与支持部11之间的折射率差。表面层例如是空气层。并且，进一步优选的是，第2电介质层47的折射率等于表面层的折射率。
如上所述，在第6实施方式中，由于等离子共振，特定波长区域的光作为发射光或透射光而从显示体发射出。并且，由于上述透射光或反射光的波长区域由多个因素决定，该多个因素包括各个凸部即周期要素的位置和大小、以及位置由各个周期要素确定的金属层，因此，能够提高由显示体透过或反射的波长区域的调整自由度。
顺便提及，迄今为止，作为具备防伪造功能的显示体的一个例子，使用了包括衍射光栅的显示体。例如，衍射光栅构成了全息图。这样的显示体所具备的衍射光栅具备(例如)透明的树脂层、以及位于树脂层上的金属层。例如，由具有正弦二级结构的数学函数所表现的衍射光栅的形状是在衍射光栅的倾斜部具有比其他部位更薄的金属层，并且通过倾斜部之间的结构差异，从而向金属层附加透射率或反射率的差异。并且，能够表现灰度，以及能够表现彼此不同的反射图像的颜色和透射图像的颜色。然而，这种衍射光栅的形状需要在衍射光栅的结构高度方向(也就是显示体的表里方向)上具有高的对称性。结果是，从显示体表面所观察到的图像与从显示体背面所观察到的图像之间的颜色差异是微小的，基于这些视觉，难以判别显示体的表面和背面。另外，为了提高显示体的设计性，提出了设置与构成显示体的衍射光栅的层相接的着色层以形成有色的全息图。然而，在这样的全息图中，存在着难以获得充分的衍射效果、以及难以获得看起来足够明亮的所需颜色的全息图等问题。另外，由于需要设置不同于全息图层的着色层，因而也会导致制造步骤中的步骤数量的增加。
由上可知，第6实施方式的目的也在于提供这样一种显示体，其中能够通过观察显示体所形成的图像来判别显示体的表面背面、且能够表现出设计性及伪造难度优异的、由衍射光栅所产生的动态色彩。包括针对上述课题的效果在内，根据第6实施方式，除了第1实施方式的(1-1)、(1-2)、(1-4)至(1-8)的效果以外，还可得到以下所列举的效果。
(6-1)由于结构周期PT2和结构周期PT3的大小为可见区域的波长以下的亚波长周期，因而在具有这些结构周期的区域单元中，一次衍射光不会被反射，能够表现出由观察角度所引起的色调变化较小的静态色彩。在另一方面，由于结构周期PT4的大小是比亚波长周期更大的周期，因而在具有结构周期PT4的区域单元中，观察到由一次衍射光所产生的光谱色，能够表现出由观察角度所引起的色调变化较大的动态色彩。因此，能够在同一平面上实现由观察角度所引起的色调变化不同的色彩表现。
由上可知，实现了这样的显示体170，其能够通过观察所看到的图像来判别显示体170的表面背面，并被赋予了设计性和伪造难度优异的动态的色彩表现。
<第6实施方式的变形例>
·在上述实施方式中，对于第1光栅层21具有阵列方向的宽度彼此不同的2种第1电介质层的方式进行了说明。作为其他的例子，第1光栅层21也可以具有阵列方向上的宽度彼此不同的n种(n为2以上的整数)第1电介质层。每个种类的第1电介质层的数量是多个的。在这种情况下，阵列方向上的宽度彼此不同的n种第1电介质层当中，阵列方向的宽度相等的同一种第1电介质层间的结构周期需要是亚波长周期。另外，n种第1电介质层也可以包括阵列方向的宽度彼此不同、且结构周期相同的多种第1电介质层。换句话说，在n种第1电介质层中，结构周期为n种以下。当将每种的多个第1电介质层的集合设为第1电介质层子组、并将多种的第1电介质层子组的集合设为第1电介质层组时，在各个第1电介质层子组中，结构周期为亚波长周期，通过周期性地配置多个第1电介质层组，从而能够形成比亚波长周期更大的结构周期。
图54示出了第1光栅层21具有3种(n＝3)第1电介质层的例子。阵列方向的宽度相等的第1电介质层间的结构周期PT2、结构周期PT3以及结构周期PTn分别为亚波长周期。另外，具有各个结构周期PT2、PT3及PTn的第1电介质层子组的集合是第1电介质层组。通过周期性地配置多个第1电介质层组，从而形成了比亚波长周期更大的结构周期PT4。
·第1光栅层21的第1电介质层所具有的阵列方向的宽度可以全部是相同的。也就是说，第1光栅层21可以具有1种(n＝1)第1电介质层。在这种情况下，第1电介质层间的结构周期需要是亚波长周期。当将该结构周期是亚波长周期的多个第1电介质层设为第1电介质层子组、并且由一个第1电介质层子组构成第1电介质层组时，通过一定间隔地周期性设置多个第1电介质层组，从而可以形成比亚波长周期更大的结构周期。
图55示出了第1光栅层21具有1种(n＝1)第1电介质层的例子。第1电介质层间的结构周期PT2为亚波长周期。在图55中，虽然示出了配置为4行×4列的16个第1电介质层构成第1电介质层子组及第1电介质层组的例子，但是构成第1电介质层组的第1电介质层的数量并不限定为16。通过一定间隔地周期性设置多个第1电介质层组，从而形成比亚波长周期更大的结构周期PT4。
·在第1显示区域10A中，与第1实施方式的变形例相同的构成可以适用于具有彼此不同的结构周期的区域的各个区域中。另外，显示体在金属层上也可以具备与第2实施方式相同的电介质层。此外，如第2实施方式的变形例所述的那样，以支持部11的表面作为基准面，周期结构体所具有的周期要素可以是从基准面凹陷的凹部。
·第2实施方式的带显示体的装置的构成也可以适用于第6实施方式及其变形例。也就是说，带显示体的装置可以具备第6实施方式或其变形例的显示体以及发光结构体。
[附加注释]
用于解决上述课题的手段包括以下项目作为第6实施方式及其变形例所导出的技术构思。
[项目41]
一种显示体，具备：由使可见区域的光透过的电介质构成的支持部，在所述支持部所具有的一个面上配置的第1光栅层，在所述第1光栅层中的与所述支持部相对的那一侧的面上配置的中间光栅层，以及在所述中间光栅层中的与所述第1光栅层相对的那一侧的面上配置的第2光栅层，其中，所述第1光栅层具备排列为二维点阵状的多个第1电介质层、以及具有围绕各个第1电介质层的网格状的第1金属层，所述中间光栅层具备排列为二维点阵状的多个第1电介质层、以及具有围绕各个第1电介质层的网格状且具有比所述第1中间电介质层更低的介电常数的第2中间电介质层，所述第2光栅层具备排列为二维点阵状的多个第2金属层、以及具有围绕各个第2金属层的网格状的第2电介质层，在所述多个第1电介质层中，在沿着所述二维点阵的所述第1电介质层的阵列方向上的宽度的大小为1种以上，所述第1光栅层在每个所述宽度的种类中具有多个所述第1电介质层，所述宽度相等的多个所述第1电介质层是第1电介质层子组，各个第1电介质层子组中的所述第1电介质层的结构周期是亚波长周期，1个以上的所述第1电介质层子组构成第1电介质层组，通过规则地配置多个所述第1电介质层组，形成了比所述亚波长周期更大的结构周期。
[项目42]
根据项目41所述的显示体，其中，所述第1金属层及所述第2金属层中，对于可见区域的光的复介质常数的实部分别为负值。
[项目43]
根据项目41或42所述的显示体，其中，所述二维点阵状的阵列为正方形阵列及六边形阵列中的任一种。
[项目44]
根据项目41至43中任一者所述的显示体，其中，所述第1电介质层的宽度相对于所述第1电介质层的结构周期的比率、以及所述第2金属层的宽度相对于所述第2金属层的结构周期的比率分别为0.40以上0.60以下。
[项目45]
根据项目41至44中任一者所述的显示体，其中，所述第1光栅层的厚度为100nm以下，所述第2光栅层的厚度为100nm以下，所述中间光栅层的厚度为150nm以下，在所述第1光栅层、所述第2光栅层以及所述中间光栅层当中，所述中间光栅层的厚度是最大的。
[项目46]
根据项目41至45中任一者所述的显示体，其中，构成所述第1金属层的材料与构成所述第2金属层的材料相同，所述第2电介质层是空气层，所述第1电介质层的折射率与所述第1金属层的折射率之差大于所述第2电介质层的折射率与所述第2金属层的折射率之差。
(第7实施方式)
参照图56至图58，对作为光学装置的一个例子的显示体、以及显示体的制造方法的第7实施方式进行说明。需要说明的是，入射到显示体的入射光的波长区域没有限定，在第7实施方式及第8实施方式中，作为入射光，以包括肉眼可看到的可见区域(波长：400nm以上800nm以下)的自然光作为对象来进行说明。
第7实施方式及第8实施方式的显示体可用于提高物品的伪造难度的目的，也可用于提高物品的设计性的目的，也可以用于这两者的目的。
如图56A至图56C所示，第7实施方式的显示体300具有层叠体318，该层叠体318具备：由对入射光I而言是透明的材料构成的支持层312、在支持层312的表面上形成的凹凸结构层314、以及在凹凸结构层314上设置的金属层316。凹凸结构层314由电介质材料构成。当入射光I为可见区域的光时，作为电介质材料，(例如)使可见区域的光透过的合成石英或树脂等是适宜的。
凹凸结构层314由配置为具有周期性的多个凸部314a、以及作为除了凸部314a以外的部分的凹部314b构成。图56A所示的凹凸结构层314的例子示出了将多个凸部314a排列成作为二维点阵状的阵列的一个例子的六边形阵列的构成。凹部314b中存在有平坦面315。
在图56A所示的例子中，以相邻的3个凸部314a的顶点形成正三角形317的方式，对各个凸部314a进行排列。正三角形317的一边的长度PS成为凸部314a的结构周期。
需要说明的是，相邻的3个凸部314a的顶点不限于形成正三角形的阵列，也可以对多个凸部314a进行排列，以使得相邻的4个凸部314a的顶点形成正方形，也就是将多个凸部314a排列为正方形阵列。另外，也可以对多个凸部314a进行排列，以使得相邻的3个凸部314a的顶点形成等腰三角形而不是正三角形，或者使得相邻的4个凸部314a的顶点形成长方形而不是正方形。图57A示出了相邻的3个凸部314a的顶点形成等腰三角形的阵列的例子，图57B示出了相邻的4个凸部314a的顶点形成长方形的阵列的例子。在这些情况下，凸部314a分别存在2个结构周期。也就是说，在图57A所示的例子中，等腰三角形的边长PS1及PS2分别是结构周期，在图57B所示的例子中，长方形的边长PSx及PSy分别是结构周期。
凹凸结构层314中的凸部314a的结构周期PS是入射光I的波长以下的亚波长周期。如图57A及图57B所示，当结构周期是多个时，所有的结构周期PS都为入射光I的波长以下。例如，在图57A所示的例子中，结构周期PS1及结构周期PS2分别为入射光I的波长以下，在图57B所示的例子中，结构周期PSx及结构周期PSy分别为入射光I的波长以下。当入射光I为可见区域的光时，为了减小由一次衍射光所造成的光谱色的影响，结构周期PS优选为500nm以下，特别优选为400nm以下。
如图58A至图58D所示，凸部314a的侧壁314c不朝向与凸部314a邻接的凹部314b倾斜，并且凸部314a的侧壁314c的至少一部分朝向凸部314a的中心倾斜。
图58A是将图56B所示的凸部314a的侧壁314c的形状放大后示出。凸部314a的侧壁314c的形状不限于图58A所示那样的朝向凸部314a的中心连续地倾斜的形状。如图58B所示，侧壁314c可以是这样的形状：在距离支持层312的高度为高度h1以下的部分中，侧壁314c不倾斜，在比高度h1高的部分中，侧壁314c朝向凸部314a的中心倾斜。另外，如图58C所示，侧壁314c可以是这样的形状：在距离支持层312的高度为高度h2以下中的至少一部分中，侧壁314c朝向凸部314a的中心倾斜，但是在距离支持层312的高度为高度h2至高度h3的部分中，侧壁314c不倾斜，并且在距离支持层312的高度为大于高度h3的部分中，侧壁314c再次朝向凸部314a的中心倾斜。此外，如图58D所示，在距离支持层312的高度为高度h2以下的部分中，侧壁314c不倾斜，虽然在距离支持层312的高度为高度h2的部分处，凸部314a的直径变小，但是在距离支持层312的高度为高度h3以下的部分中，侧壁314c不倾斜，并且在距离支持层312的高度为大于高度h3的部分中，侧壁314c朝向凸部314a的中心倾斜。
在上述构成中，凸部314a是周期要素的一个例子，并且当以作为支持部的一个例子的支持层312的表面作为基准面时，凸部314a是从基准面突出的凸部。并且，由支持层312及凹凸结构层314构成的结构体是周期结构体的一个例子。另外，金属层316被认为是这样的金属层：作为整个层时的形状跟随了周期结构体的表面形状。周期结构体的表面是包括基准面当中的围绕各个周期要素的区域和各个周期要素的表面的面。并且，凸部314a的侧壁314c(即周期要素的侧面)没有倾斜于靠近基准面的部分，换句话说，没有在离基准面越远时越倾斜地离周期要素中心越远的部分。此外，周期要素的侧面的至少一部分在离基准面越远时越倾斜地靠近周期要素的中心。需要说明的是，上述周期要素的中心是从与基准面相对的方向所看到的周期要素的中心。
接下来，对显示体300的制造方法进行说明。
为了制造显示体300，首先，采用(例如)使用光或带电粒子束的光刻法、纳米压印法或等离子蚀刻法等公知的加工技术，在由(例如)合成石英或树脂等电介质材料构成的基材的表面上形成凹凸结构层314，从而形成支持层312和凹凸结构层314的层叠体。特别地，作为在由树脂构成的支持层312的表面上形成凸部314a的方法，例如可使用纳米压印法。另外，在通过对硬质材料的基材等进行加工以形成凸部314a的情况下，可以使用利用光或带电粒子束的光刻法和等离子蚀刻法的组合方法。
接下来，如图56C的截面图所例示的那样，通过使用(例如)真空蒸镀法等公知技术在凹凸结构层314上堆叠金属，从而形成金属层316。作为构成金属层316的材料，从容易产生表面等离子共振的观点来看，优选是入射到显示体300的光的波长区域中的复介质常数的实部为负值的材料。作为例子，当将包括可见区域的光的自然光照射到显示体300时，构成金属层316的材料优选为铝、银、金、铟、钽等金属材料。但是，构成金属层316的材料不限于上述材料，也可以为除了上述以外的金属。
金属层316的厚度优选在10nm以上300nm以下的范围内，特别适合为20nm以上。作为上限值的300nm是这样的值，其被确定为能够使显示体300的透射率(透射光谱中的峰透射率)超过1％的金属层316的厚度，作为下限值的10nm是考虑到自然氧化膜的形成而确定的值。需要说明的是，若显示体300被构成为表现出后述的防反射效果和表面等离子共振现象，则金属层316的厚度可以小于10nm。
然后，对于第7实施方式的显示体300的工作进行说明。在以下说明中，对于入射光I为可见区域的光的情况进行说明。
凹凸结构层314所具有的凹凸的结构周期PS为可见区域的波长以下，在凹凸结构层314上形成的金属层316所具有的凹凸的结构周期也为可见区域的波长以下。因此，如图56C所示，当入射光I从显示体300中设置有金属层316的那一侧入射时，难以观察到由一次衍射光所引起的彩虹光泽的光谱色。
另外，如图56B所示，由于凹凸结构层314具有凹凸形状，该凹凸形状具有多个凸部314a，因而由金属层316、凹凸结构层314及支持层312构成的层叠体318近似于折射率在厚度方向上连续变化的层。由此，例如，在设置有凹凸结构层314的区域中，难以发生菲涅尔反射，因而对于从图56C的上侧(即支持层312的表面侧)入射的入射光I，展现出防反射效果。
随着凸部314a的高度变大，这种防反射效果也变大。然而，例如，当使用干式蚀刻法以形成凹凸结构层314时，凸部314a的高度越大，则加工所需要的时间越长，另外，受到用于干式蚀刻的等离子体的密度不均匀的影响，产率可能会降低。因此，从易于制造的观点来看，凸部314a的高度相对于结构周期PS的比率优选为0.5以下。
另外，在显示体300中，凹部314b中存在有平坦面315，凹凸结构层314和金属层316具有亚波长周期的凹凸结构，作为构成金属层316的材料，选择了对于可见区域的光的复介质常数的实部为负值的金属材料。由此，入射光I的一部分与电子的集体振动相结合，从而产生等离子共振。
例如，当自然光从图56C的下侧(即支持层312的背面侧)照射时，在平坦面315上发生菲涅尔反射，被等离子共振所消耗的波长区域的光没有被反射。因此，若可见区域中存在有被等离子共振所消耗的波长区域，则作为反射光，观察到了与被等离子共振所消耗的波长区域相对应的颜色的补色。
此外，当金属层316的厚度足够薄时，可见区域的入射光I的一部分能够透过显示体300。然而，由于等离子共振的缘故，透射光具有波长选择性。
因此，在自然光下的观察中，通过来自图56C的上侧(即表面侧)的反射光的观察、来自表面侧或图56C的下侧(即背面侧)的透射光的观察、或者来自背面侧的反射光的观察之类的各种观察，显示体300能够实现不同的色彩表现。
如上所述，在第7实施方式中，由于等离子共振，特定波长区域的光作为发射光或透射光而从显示体发射出。并且，由于上述透射光或反射光的波长区域由多个因素决定，该多个因素包括各个凸部314a即周期要素的位置和大小、以及位置由各个周期要素确定的金属层，因此，能够提高由显示体透过或反射的波长区域的调整自由度。
顺便提及，迄今为止，作为具备防伪造功能的显示体的一个例子，使用了包括衍射光栅的显示体。这样的显示体所具备的衍射光栅具备(例如)透明的树脂层、以及位于树脂层上的金属层。例如，由具有正弦二级结构的数学函数所表现的衍射光栅的形状是在衍射光栅的倾斜部具有比其他部位更薄的金属层，并且通过倾斜部之间的结构差异，从而向金属层附加透射率或反射率的差异。并且，能够表现灰度，以及能够表现彼此不同的反射图像的色彩和透射图像的色彩。然而，这种衍射光栅的形状需要在衍射光栅的结构高度方向(也就是显示体的表里方向)上具有高的对称性。结果是，从显示体表面所观察到的图像与从显示体背面所观察到的图像之间的色彩差异是微小的，基于这些视觉，难以判别显示体的表面和背面。
由上述可知，第7实施方式的目的在于提供能够通过观察显示体所形成的图像来判别显示体的表面和背面的显示体。如上所述，根据第7实施方式的显示体300，分别在表面和背面的反射光观察及透射光观察中看到了彼此不同的色彩。因此，能够实现判定真假的容易程度不会受到损害的显示体。
<第7实施方式的变形例>
参照图59及图60，对第7实施方式的变形例进行说明。
在上述实施方式中，仅在凹部314b中存在有平坦面，在本变形例中，如图59B所例示的那样，凸部314a的末端也存在有平坦面319。
凸部314a沿着支持层312的表面的截面形状可以是如图56A所示的圆形，也可以是多边形。作为一个例子，图59A示出了凸部314a沿着支持层312的表面的截面形状为正方形的构成。此外，如图59B所示，凸部314a具有这样的形状，其中凸部314a的宽度朝着末端的方向而变窄。并且，如图59C所示，与图56C同样地，凹凸结构层314的表面被金属层316覆盖。
此外，如图60A至图60D所例示的那样，凸部314a的侧壁314c没有朝着相邻的凹部314b倾斜，并且凸部314a的侧壁314c的至少一部分朝着凸部314a的中心倾斜。图60A所示的凸部314a具有将图58A所示的凸部314a的顶部变更为平坦面319的形状，图60B所示的凸部314a具有将图58B所示的凸部314a的顶部变更为平坦面319的形状。图60C所示的凸部314a具有将图58C所示的凸部314a的顶部变更为平坦面319的形状，图60D所示的凸部314a具有将图58D所示的凸部314a的顶部变更为平坦面319的形状。
如此地，即使在凹部314b以及凸部314a上均设置有平坦面的结构中，通过与第7实施方式所说明的工作相同的工作，从而分别在表面和背面的反射光的观察以及透射光的观察中，观察到了彼此不同的色彩。因此，能够实现判定真假的容易程度不会受到损害的显示体。
(第8实施方式)
参照图61及图62来说明作为光学装置的一个例子的显示体、以及显示体的制造方法的第8实施方式。在以下说明中，将以第8实施方式与第7实施方式的不同点为中心来进行说明，对于与第7实施方式相同的构成，赋予相同的符号并省略其说明。
第7实施方式的显示体300中的凹凸结构层314所具有的凹凸结构被称为点阵列型结构，与此相对，第8实施方式的显示体中的凹凸结构层314所具有的凹凸结构被称为孔阵列型结构。
如图61A至图61C所示，第8实施方式的显示体310具有层叠体318，该层叠体318具备：由对入射光I而言是透明的材料构成的且包括凹凸结构层314的支持层312，以及在凹凸结构层314上设置的金属层316。
与第7实施方式同样地，凹凸结构层314由电介质材料构成。当入射光I为可见区域的光时，作为电介质材料，(例如)使可见区域的光透过的合成石英或树脂等是适宜的。
在第8实施方式中，通过在支持层312上设置了被配置为具有周期性的多个凹部314e，从而构成了凹凸结构层314。并且，在凹凸结构层314中，在除了凹部314e以外的区域(即凸部314g)上存在有平坦面322。
需要说明的是，图61A所示的凹凸结构层314的例子示出了将凹部314e排列成作为二维点阵状的阵列的一个例子的六边形阵列的构成，但是如第7实施方式所说明的那样，凹部314e的阵列图案不限于六边形阵列。
如第7实施方式所说明的那样，凹凸结构层314所具有的凹凸的结构周期PS(即在第8实施方式的情况下的凹部314e的阵列周期)也是入射光I的波长以下的亚波长周期。
并且，如图62A至图62D所例示的那样，凹部314e的侧壁314f没有朝着相邻的凸部314g倾斜，并且凹部314e的侧壁314f的至少一部分朝着凹部314e的中心倾斜。
图62A将图61B所例示的凹部314e的侧壁314f的形状放大后示出。凹部314e的侧壁314f的形状不限于图62A所例示的朝向凹部314e的中心连续地倾斜的形状。如图62B所示，侧壁314f可以是这样的形状：在距离支持层312表面的深度为深度h1以下的部分中，侧壁314f不倾斜，在深度比深度h1大的部分中，侧壁314f朝向凹部314e的中心倾斜。另外，如图62C所示，侧壁314f可以是这样的形状：在距离支持层312表面的深度为深度h2以下的至少一部分中，侧壁314f朝向凹部314e的中心倾斜，但是在距离支持层312表面的深度为深度h2至深度h3的部分中，侧壁314f不倾斜，并且在距离支持层312表面的深度为大于深度h3的部分中，侧壁314f再次朝向凹部314e的中心倾斜。此外，如图62D所示，在距离支持层312表面的深度为深度h2以下的部分中，侧壁314f不倾斜，虽然在距离支持层312表面的深度为深度h2的部分处，凹部314e的直径变小，但是在距离支持层312表面的深度为深度h3以下的部分中，侧壁314f不倾斜，并且在距离支持层312表面的深度为大于深度h3的部分中，侧壁314f朝向凹部314e的中心倾斜。
需要说明的是，虽然省略了图示，但是与第7实施方式的变形例的构成同样地，平坦面也可以位于凹部314e的底部。
根据上述构成的第8实施方式的显示体310，通过与第7实施方式所说明的工作相同的工作，从而分别在表面和背面的反射光观察及透射光观察中观察到了彼此不同的色彩。因此，能够实现判定真假的容易程度不会受到损害的显示体。
在上述构成中，凹部314e是周期要素的一个例子，并且当以作为支持部的一个例子的支持层312的表面作为基准面时，凹部314e是从基准面凹陷的凹部。并且，由包括凹凸结构层314的支持层312构成的结构体是周期结构体的一个例子。另外，金属层316被认为是这样的金属层，其作为整个层的形状跟随了周期结构体的表面形状。周期结构体的表面是包括基准面当中的围绕各个周期要素的区域和各个周期要素的表面的面。并且，凹部314e的侧壁314f(即周期要素的侧面)不具有在离基准面越远时越倾斜地离周期要素中心越远的部分。此外，周期要素的侧面的至少一部分在离基准面越远时越倾斜地靠近周期要素的中心。需要说明的是，上述周期要素的中心是从与基准面相对的方向所看到的周期要素的中心。
如上所述，在第8实施方式中，由于等离子共振，特定波长区域的光作为发射光或透射光而从显示体发射出。并且，由于上述透射光或反射光的波长区域由多个因素决定，该多个因素包括各个凹部314e即周期要素的位置和大小、以及位置由各个周期要素确定的金属层，因此，能够提高由显示体透过或反射的波长区域的调整自由度。
另外，与第7实施方式同样地，第8实施方式的目的也在于提供能够通过观察显示体所形成的图像来判别显示体的表面和背面的显示体。如上所述，根据第8实施方式，能够实现判定真假的容易程度不会受到损害的显示体。
<第7实施方式及第8实施方式的变形例>
参照图63A至图63C，对第7实施方式及第8实施方式的变形例进行说明。以下说明中，将以与第7实施方式的不同点为中心来进行说明，对于与第7实施方式相同的构成，赋予相同的符号并省略其说明。
如图63C所示，本变形例的显示体320具有在基材332上配置有层叠体的构成，其中该层叠体具有与第7实施方式的显示体300相同的结构。
与支持层312同样地，当入射光I为可见区域的光时，基材332适合由诸如合成石英或树脂之类的使可见区域的光透过的电介质材料构成。可以向这样的基材332赋予(例如)作为粘接层的功能。通过使用基材332作为粘接层，从而能够将显示体320粘接到所需的位置。
需要说明的是，虽然省略了图示，但是与第7实施方式的变形例的构成同样地，也可以在凸部314a的末端上设置平坦面。另外，可以通过在基材332上配置具有与第8实施方式的显示体310相同的结构的层叠体，从而构成显示体。
在上述构成中，基材332和支持层312构成了支持部。
接下来，对上述显示体320的制造方法进行说明。
首先，使用利用了光或热的纳米压印法等公知的技术，形成凹凸结构层314。例如，将紫外线固化性树脂涂布在由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成的基材332上，然后将合成石英模具的表面压在紫外线固化性树脂上，该合成石英模具形成有图63A至图63C所示的凹凸结构层314的凹凸被反转后的结构。此外，通过照射紫外线使紫外线固化性树脂固化，随后，使基材332与模具脱模。
需要说明的是，可以使用热固化性树脂或热塑性树脂以代替紫外线固化性树脂，并进行模具的加压、以及加热或冷却，然后使基材332与模具脱模。
与第7实施方式同样地，关于凹凸结构层314中的合适的结构周期PS与凸部314a的高度的关系，凸部314a的高度相对于结构周期PS的比率优选为0.5以下。
由上述可知，当使用采用了(例如)纳米压印法的适宜于大量制造的制造方法时，能够实现这样的显示体320，其在表面和背面的反射光观察以及透射光观察中分别观察到了彼此不同的色彩。然而，由于反射光或透射光的波长选择性通过构成凹凸结构层314的支持层312的折射率而变化，因而优选根据所需要产生的颜色来选择支持层312的材料。此外，通过将基材332用作粘接层起作用，可以将显示体320粘接到所需位置后使用。
需要说明的是，第7实施方式、第8实施方式以及它们的变形例的凸部314a和凹部314e的构成也适用于第1至第6实施方式的显示体中的周期要素的构成。另外，第2实施方式的带显示体的装置的构成也适用于第7实施方式、第8实施方式以及它们的变形例。也就是说，带显示体的装置可以具备第7实施方式、第8实施方式或者它们的变形例的显示体、以及发光结构体。
[附加注释]
用于解决上述课题的手段包括以下项目作为从第7实施方式、第8实施方式以及它们的变形例所导出的技术构思。
[项目51]
一种显示体，具备：由对于入射光而言是透明的材料构成的支持层，在所述支持层的表面上形成的凹凸结构层，以及被设置为覆盖所述凹凸结构层的表面的金属层，其中，所述凹凸结构层具备被配置为具有周期性的多个凸部，所述凹凸结构层中的除了所述凸部以外的部分(即凹部)中存在有平坦面，所述凸部的侧壁不朝着与该凸部邻接的所述凹部倾斜，并且所述凸部的侧壁的至少一部分朝着该凸部的中心倾斜。
[项目52]
根据项目51所述的显示体，其中所述多个凸部排列为二维点阵状。
[项目53]
根据项目51或52所述的显示体，其中所述凸部上设置有平坦面。
[项目54]
根据项目51或52所述的显示体，其中所述凸部上没有设置平坦面。
[项目55]
一种显示体，具备：由对入射光而言是透明的材料构成、且包括凹凸结构层的支持层，以及被设置为覆盖所述凹凸结构层的表面的金属层，其中，所述凹凸结构层具备被配置为具有周期性的多个凹部，所述凹凸结构层中的除了所述凹部以外的部分(即凸部)中存在有平坦面，所述凹部的侧壁不朝着与该凹部邻接的所述凸部倾斜，并且所述凹部的侧壁的至少一部分朝着该凹部的中心倾斜。
[项目56]
根据项目55所述的显示体，其中所述凹部排列为二维点阵状。
[项目57]
根据项目55或56所述的显示体，其中所述凹部上设置有平坦面。
[项目58]
根据项目55或56所述的显示体，其中所述凹部上没有设置平坦面。
[项目59]
根据项目51至58中任一者所述的显示体，其中所述凹凸结构层由电介质材料构成。
[项目60]
根据项目51至59中任一者所述的显示体，其中所述凹凸结构层中的凹凸的结构周期为所述入射光的波长以下。
[项目61]
根据项目60所述的显示体，其中所述结构周期为400nm以下。
[项目62]
根据项目51至61中任一者所述的显示体，其中所述金属层的厚度为10nm以上200nm以下。
[项目63]
根据项目51至62中任一者所述的显示体，其中所述金属层由包括铝、金、银、钽及铟中的至少一种的材料构成。
(第9实施方式)
参照图64至图71对作为光学装置的一个例子的滤光镜、显示装置、摄像元件以及滤光镜的制造方法的实施方式即第9实施方式进行说明。
如图64所示，显示装置具备作为滤光镜的一个例子的滤色镜1、以及光源装置2。滤色镜1对由光源装置2入射的光的颜色进行转换。光源装置2将用于入射到滤色镜1的光射出。光源装置2包括(例如)具备背光的液晶装置、具备多个自发光元件的EL装置、以及具备多个LED(发光二极管；Light Emitting Diode)元件的LED装置。光源装置2具备排列为矩阵状的多个单元区域，并在每个单元区域中改变光源装置2所射出的光的强度。
滤色镜1在各个单元区域中具备1个像素410，并在各个像素410中具备3种类型的子像素410A。子像素410A是滤镜要素的一个例子。子像素410A的种类由子像素410A所射出的光的颜色来确定。3种类型的子像素410A为红色用子像素410R、绿色用子像素410G以及蓝色用子像素410B。红色用子像素410R将入射到红色用子像素410R的光转换为红色光并将其射出。绿色用子像素410G将入射到绿色用子像素410G的光转换为绿色光并将其射出。蓝色用子像素410B将入射到蓝色用子像素410B的光转换为蓝色光并将其射出。
[子像素的结构]
如图65所示，从与子像素410A相对的方向来看，子像素410A包括多个孤立区域A2、以及包围各个孤立区域A2的单个周边区域A3。在图65中，为了便于说明孤立区域A2，将圆点加到各个孤立区域A2中并示出。
各个孤立区域A2沿着子像素410A表面410S而排列为正方形阵列。正方形阵列是这样的阵列，其中孤立区域A2位于单边为结构周期PT的正方形LT的各顶点处。需要说明的是，各个孤立区域A2也可以排列为六边形阵列。也就是说，孤立区域A2排列为正方形阵列和六边形阵列中的任一者(即岛状阵列)。需要说明的是，六边形阵列是其中孤立区域A2位于正三角形的各顶点处的阵列。
如图66所示，滤色镜具备使可见区域的光透过的透明支持部11。可见区域的光所具有的波长为400nm以上800nm以下。支持体11所具有的截面结构可以是单层结构，也可以是多层结构。
构成支持部11的材料是电介质，例如是光固化性树脂等树脂、或石英等无机材料。构成支持部11的材料优选为树脂。支持部11的折射率比空气层大，优选为(例如)1.2以上1.7以下。
子像素410A从接近于支持部11的层开始，依次具备第1光栅层21、中间光栅层31、以及第2光栅层41。中间光栅层31夹在第一光栅层21和第二光栅层41之间。需要说明的是，在支持部11中设置有第1光栅层21的面是支持部11的表面，相对于支持部11而设置第1光栅层21的那一侧是结构体中的表面侧。相反地，相对于第1光栅层21而设置支持部11的那一侧是结构体中的背面侧。
[第1光栅层21]
第1光栅层21位于支持部11的表面。第一光栅层21具备：多个第1电介质层22、以及单个的第1金属层23。从与子像素410A的表面410S相对的方向来看，各个第1电介质层22位于孤立区域A2中。从与表面410S相对的方向来看，单个的第1金属层23位于周边区域A3中。多个第1电介质层22沿着表面410S而排列为正方形阵列和六边形阵列中的任一种(即岛状阵列)。
各个第1电介质层22是从支持部11的表面突出的结构体。例如，各个第1电介质层22与支持部11是一体的。或者，例如，各个第1电介质层22与支持部11的表面之间具有界线，各个第1电介质层22与支持体11不是一体的。
从与表面410S相对的方向来看，第1金属层23具有逐个围绕各个第1电介质层22的网格状。在第1光栅层21中，单个的第1金属层23是遍布有自由电子的光学性的海成分，各个第1电介质层22是分布在海成分当中的岛成分。
从与表面410S相对的方向来看，配置第1电介质层22的周期(即结构周期PT)是彼此相邻的第1电介质层22的最短宽度WP与第1电介质层22的宽度WT之和。结构周期PT是可见区域的波长以下的亚波长周期。另外，从子像素410A所射出的光的颜色变得鲜明、以及获得第1光栅层21的加工精度的观点来看，结构周期PT优选为200nm以上400nm以下。
第1电介质层22的宽度WT相对于结构周期PT的比率为0.30以上0.65以下。从得到第1光栅层21的加工精度、以及在第1光栅层21中容易产生等离子共振等观点来看，第1电介质层22的宽度WT相对于结构周期PT的比率优选为0.40以上0.60以下。
第1光栅层21的厚度优选为200nm以下。从得到第1光栅层21的加工精度、在第1光栅层21中容易产生等离子共振、提高第1光栅层21中的光的透射性、以及由各观察得到的图像的色彩变得鲜明等观点来看，第1光栅层21的厚度优选为15nm以下。
[中间光栅层31]
中间光栅层31位于第1光栅层21上。中间光栅层31的厚度大于第1光栅层21的厚度。从得到中间光栅层31的加工精度的观点考虑，中间光栅层31的厚度与第1光栅层21的厚度的总和优选为100nm以上200nm以下。
中间光栅层31具备：多个第1中间电介质层32、以及单个的第2中间电介质层33。从与表面410S相对的方向来看，各个第1中间电介质层32位于孤立区域A2中。从与表面410S相对的方向来看，单个的第2中间电介质层33位于周边区域A3中。多个第1中间电介质层32沿着表面410S而排列为正方形阵列和六边形阵列中的任一种(即岛状阵列)。
各个第1中间电介质层32是从第1电介质层22突出的结构体。例如，各个第1中间电介质层32与第1电介质层22是一体的。或者，例如，各个第1中间电介质层32与第1电介质层22之间具有界线，各个第1中间电介质层32与第1电介质层22不是一体的。从与表面410S相对的方向来看，与第1电介质层22一样，配置第1中间电介质层32的周期是最短宽度WP与宽度WT之和，也就是上述的结构周期PT。第1中间电介质层32的宽度WT相对于结构周期PT的比率为0.30以上0.65以下。另外，第1中间电介质层32的宽度WT相对于结构周期PT的比率优选为0.4以上0.6以下。
从与表面410S相对的方向来看，第2中间电介质层33具有逐个围绕各个第1中间电介质层32的网格状。在中间光栅层31中，单个的第2中间电介质层33是结构性和光学性的海成分，各个第1中间电介质层32是结构性和光学性的岛成分。第2中间电介质层33是空气层或树脂层。
[第2光栅层41]
第2光栅层41位于中间光栅层31上。第2光栅层41的厚度优选为200nm以下，另外，第2光栅层41的厚度小于中间光栅层31的厚度。从得到第2光栅层41的加工精度、在第2光栅层41中容易产生等离子共振、提高第2光栅层41中的光的透射性、以及由各观察得到的图像的色彩变得鲜明等观点考虑，第2光栅层41的厚度优选为15nm以下。
第2光栅层41具备：多个第2金属层42、以及单个的第2电介质层43。从与表面410S相对的方向来看，各个第2金属层42的位置包括孤立区域A2。从与表面410S相对的方向来看，单个的第2电介质层43的位置被包括在周边区域A3中。多个第2金属层42沿着表面410S而排列为正方形阵列和六边形阵列中的任一种(即岛状阵列)。
各个第2金属层42是重叠于第1中间电介质层32的顶面上的结构体。各个第2金属层42与第1中间电介质层32之间具有界线，各个第2金属层42与第1中间电介质层32不是一体的。从与表面410S相对的方向来看，与第1电介质层22一样，配置第2金属层42的周期是最短宽度WP与宽度WT之和，也就是上述的结构周期PT。第2金属层42的宽度相对于结构周期PT的比率为0.30以上0.65以下。另外，第2金属层42的宽度相对于结构周期PT的比率优选为0.4以上0.6以下。
从与表面410S相对的方向来看，第2电介质层43具有逐个围绕各个第2金属层42的网格状。在第2光栅层41中，相比于第2金属层42，单个的第2电介质层43是自由电子更少的光学性的海成分，各个第2金属层42是分布在海成分当中的岛成分。第2电介质层43是空气层或树脂层。
第1光栅层21当中的海成分即第1金属层23的体积比率大于第2光栅层41当中的岛成分即第2金属层42的体积比率。另外，第2光栅层41当中的岛成分即第2金属层42的体积比率大于中间光栅层31当中的金属材料的体积比率。
需要说明的是，由第1电介质层22和第1中间电介质层32构成的结构体是周期要素的一个例子，以支持部11的表面作为基准面，其为从基准面突出的凸部11T。第1电介质层22的背面是周期要素中的一个端部的一个例子，第1中间电介质层32的表面是周期要素中的另一个端部的一个例子。并且，由支持部11、第1电介质层22及第1中间电介质层32构成的结构体是周期结构体的一个例子。另外，由第1金属层23和第2金属层42构成的层被认为是这样的金属层，该金属层作为整个层的形状跟随了周期结构体的表面形状。周期结构体的表面是包括基准面当中的围绕各个周期要素的区域和各个周期要素的表面的面。
如图67所示，在周边区域A3中，从接近于支持部11的层开始，依次配置有第1光栅层21的第1金属层23、中间光栅层31的第2中间电介质层33以及第2光栅层41的第2电介质层43。第2中间电介质层33夹在第1金属层23与第2电介质层43之间。
需要说明的是，如上所述，支持部11所具有的截面结构可以是多层结构，各个第1电介质层22也可以在它们与支持部11之间不具有界线。图68示出了这样的结构：其中支持部11由2个层构成，并且这些层当中的支持部11的表面侧的层与各个第1电介质层22是一体的。也就是说，支持部11具备基材11a和中间层11b，中间层11b位于相对于基材11a的表面侧。各个第1电介质层22从中间层11b突出，各个第1电介质层22与中间体11b是一体的。
[滤色镜的光学构成]
接下来，对滤色镜所具备的光学构成进行说明。
在此，以这样的构成为例进行说明，在该构成中，子像素410A的表面410S和子像素410A的背面410T分别与空气层接触，第2中间电介质层33与第2电介质层43分别是空气层，或者是折射率接近于空气层的树脂层。
如图69所示，支持部11的折射率是由电介质所控制的大小，并且比空气层的折射率大。
第1电介质层22的折射率大于空气层的折射率，第1金属层23的折射率小于空气层的折射率。第1光栅层21的折射率近似于这些第1金属层23的折射率与第1电介质层22的折射率的平均大小。由于第1电介质层22的宽度WT相对于结构周期PT的比率为0.30以上0.65以下，因而第1光栅层21的折射率的大小最终被作为海成分的第1金属层23所控制，并且比空气层的折射率要小得多。
第1中间电介质层32的折射率大于空气层的折射率，第2中间电介质层33的折射率等于空气层的折射率，或者大于空气层的折射率。中间光栅层31的折射率近似于这些第2中间电介质层33的折射率与第1中间电介质层32的折射率的平均大小。由于第1中间电介质层32的宽度WT相对于结构周期PT的比率为0.30以上0.65以下，因而中间光栅层31的折射率的大小最终被作为海成分的第2中间电介质层33所控制，并且为比空气层的折射率大且接近于空气层的折射率的值。
第2金属层42的折射率小于空气层的折射率，第2电介质层43的折射率等于空气层的折射率，或者大于空气层的折射率。第2光栅层41的折射率近似于这些第2电介质层43的折射率与第2金属层42的折射率的平均大小。由于第2金属层42的宽度WT相对于结构周期PT的比率为0.30以上0.65以下，因而第2光栅层41的折射率的大小最终被作为海成分的第2电介质层43所控制，其为小于空气层的折射率且接近于空气层的折射率的值。
[未亮灯时的观察]
当光源装置2为未亮灯状态时，入射到滤色镜的主要的光是从滤色镜的表面侧入射的外部光L1。在此，从子像素410A的表面410S入射到第2光栅层41的外部光L1从空气层进入到第2光栅层41中，并从第2光栅层41进入到中间光栅层31中。入射到第2光栅层41的外部光L1由于从空气层进入到折射率与空气层相近的第2光栅层41，并且第2金属层42的厚度足够小，因而在空气层与第2光栅层41的界面处难以发生菲涅耳反射。另外，入射到中间光栅层31的光由于从折射率与空气层相近的第2光栅层41进入到折射率与空气层相近的中间光栅层31，因而在第2光栅层41与中间光栅层31的界面处也难以发生菲涅耳反射。
另一方面，由于第2金属层42的结构周期PT是可见区域的波长以下的亚波长周期，因而入射到第2光栅层41的外部光L1的一部分通过第2光栅层41中的等离子共振而转换为表面等离子体，表面等离子体透过第2光栅层41。透过了第2光栅层41的表面等离子体再次转换为光而发射出去。等离子共振是入射到第2光栅层41的外部光L1的一部分与第2光栅层41中的电子集体振动相结合的现象。由等离子共振引起的第2光栅层41所发射出去的光EP2的波长区域是取决于包括第2金属层42的结构周期PT的光栅结构及材料的特定的波长区域。结果是，第2光栅层41使入射到第2光栅层41的外部光L1的波长区域的一部分的光透过到中间光栅层31。
另外，由于第1电介质层22的结构周期PT也是可见区域的波长以下的亚波长周期，因而入射到第1光栅层21的光的一部分也通过第1光栅层21中的等离子共振而转换为表面等离子体，表面等离子体透过第1光栅层21。透过了第1光栅层21的表面等离子体再次转换为光而发射出去。由等离子共振引起的第1光栅层21所发射出去的光EP1的波长区域是取决于包括第1电介质层22的结构周期PT的光栅结构及材料的特定的波长区域。结果是，第1光栅层21使入射到第1光栅层21的光的波长区域的一部分的光LP1透过到支持部11。
由此，根据使外部光L1从滤色镜的外侧入射到第2光栅层41、并从滤色镜的表面侧对表面410S进行观察的非亮灯时的观察，在上述各个界面处难以发生菲涅尔反射，并在上述各个光栅层中发生等离子共振，其结果是，在子像素410A中看到了黑色或近似于黑色的颜色。
[亮灯时的观察]
如图70所示，从子像素410A的背面410T入射到支持部11的来自光源装置2的白色光LA从空气层进入支持部11，并从支持部11进入第1光栅层21。入射到支持部11的光LA由于从折射率比空气层高的支持部11进入到折射率比空气层低的第1光栅层21，因而在支持部11与第1光栅层21的界面处容易发生菲涅耳反射。然而，由于第1金属层23的厚度足够小，因而充分地抑制了由菲涅耳反射所产生的反射光LR的强度。
另一方面，透过了支持部11与第1光栅层21的界面的光的一部分被第1光栅层21中的等离子共振所消耗。在此，由等离子共振引起的第1光栅层21所发射出去的光EP1的波长区域是取决于包括第1金属层23的结构周期PT的光栅结构及材料的特定的波长区域。结果是，第1光栅层21使入射到第1光栅层21的光当中的特定波长区域的光透过到中间光栅层31。
另外，透过中间光栅层31而入射到第2光栅层41的光的一部分也被第2光栅层41中的等离子共振所消耗。在此，由等离子共振引起的第2光栅层41所发射出去的光EP2的波长区域是取决于包括第2电介质层43的结构周期PT的光栅结构及材料的特定的波长区域。结果是，第2光栅层41使入射到第2光栅层41的光当中的特定波长区域的光透过到空气层。
由上述可知，在使LA从光源装置2入射到滤色镜、并从滤色镜的表面侧来观察表面410S的亮灯时的观察中，在子像素410A中看到了经历了上述各个光栅层中的等离子共振的有颜色的光，即与子像素410A的种类相对应的颜色变换之后的光LP2。
[滤色镜的制造方法]
接下来，对制造滤色镜的方法的一个例子进行说明。
首先，在支持部11的表面上形成第1电介质层22和第1中间电介质层32。第1电介质层22和第1中间电介质层32一体地形成为从支持部11的表面突出的凸部11T。形成凸部11T的方法可采用(例如)使用光或带电粒子束的光刻法、纳米压印法或等离子蚀刻法等。特别地，作为在由树脂构成的支持部11的表面上形成凸部11T的方法，例如可使用纳米压印法。另外，在通过对硬质材料的基材等进行加工以形成凸部11T的情况下，可以使用利用光或带电粒子束的光刻法和等离子蚀刻法的组合方法。
例如，如图68所示，在制造具有由基材11a和中间层11b构成的支持部11的子像素410A的情况下，首先，使用聚对苯二甲酸乙二醇酯片材作为基材11a，并在基材11a的表面上涂布紫外线固化性树脂。接下来，将作为凹版的合成石英模具的表面压在由紫外线固化性树脂构成的涂布膜的表面上，对其照射紫外线。然后，将合成石英模具从固化后的紫外线固化性树脂脱模。由此，凹版所具有的凹凸被转印到基材11a的表面的树脂上，形成了中间层11b以及由第1电介质层22和第1中间电介质层32构成的凸部11T。需要说明的是，紫外线固化性树脂可以变更为热固化性树脂，紫外线照射也可以变更为加热。另外，紫外线固化性树脂可以变更为热塑性树脂，紫外线照射也可以变更为加热及冷却。
接下来，在具备凸部11T的支持部11的表面上形成第1金属层23及第2金属层42。形成第1金属层23及第2金属层42的方法例如为真空蒸镀法、溅射法。由此，形成了被第1金属层23的顶面区分开的第1光栅层21，形成了被第2金属层42的顶面区分开的第2光栅层41，以及形成了夹在这些第1光栅层21与第2光栅层41之间的中间光栅层31。
[子像素的构成例]
如图71所示，第1金属层23的厚度T2越厚，则第1光栅层21中的透射光的强度越大，亮灯时的观察中的图像亮度增大。第1电介质层22的宽度WT相对于结构周期PT的比率越大，则也会使亮灯时的观察中的图像亮度增大。
需要说明的是，若第1金属层23的区域过小或者第2金属层42的区域过小，则在第1金属层23的连续性及第2金属层42的连续性上产生缺陷，难以获得由上述等离子共振带来的波长选择性。
在这方面，若第1金属层23的厚度T2或第2金属层42的厚度T4是第1光栅层21的厚度T2与中间光栅层31的厚度T3的总和的十分之一以下、且第1电介质层22的宽度WT相对于结构周期PT的比率为0.30以上，则在亮灯时的观察中充分得到了图像的颜色。
另外，若第1金属层23的厚度T2或第2金属层42的厚度T4是第1光栅层21的厚度T2与中间光栅层31的厚度T3的总和的十分之一以下、且第1电介质层22的宽度WT相对于结构周期PT的比率为0.65以下，则在上述亮灯时的观察中充分得到了图像的亮度。进一步地，第1电介质层22的宽度WT相对于结构周期PT的比率优选为0.6以下，更优选为0.5以下。
第1电介质层22的厚度T2与第1中间电介质层32的厚度T3之和优选小于第1电介质层22的宽度WT与最短宽度WP之和(即结构周期PT)。另外，第1电介质层22的厚度T2与第1中间电介质层32的厚度T3之和更优选小于结构周期PT的一半。
若为这样的构成，则在第1电介质层22和第1中间电介质层32成为一体的凸部11T中，能够提高其形状的精度，另外，凸部11T在支持部11表面处的塌陷得到了抑制。
对于可见区域的波长处的复介质常数的实部为负值的金属材料，在使用其的第1光栅层21或第2光栅层41中，容易产生等离子共振。因此，构成第1金属层23的材料优选为上述复介质常数的实部为负值的材料。构成第2金属层42的材料也优选为上述复介质常数的实部为负值的材料。
构成这些第1金属层23或第2金属层42的材料例如为铝、银、金、铟、钽等。
需要说明的是，如在上述制造方法中所说明的那样，通过在形成有第1电介质层22和第1中间电介质层32的支持部11上形成金属层，使得第1金属层23和第2金属层42可以在一个步骤中形成。
在这种情况下，从成膜源飞溅出的金属粒子以预定的角度分布附着于支持部11的表面。结果是，第2金属层42的宽度W4稍大于第1中间电介质层32的宽度WT，彼此相邻的第2金属层42的最短宽度WP4稍小于最短宽度WP。此时，第2金属层42的宽度W4相对于结构周期PT的比率为0.30以上0.65以下。顺便提及，第1金属层23中的第1中间电介质层32的周围受到由第2金属层42所带来的屏蔽效应，因而越靠近第1中间电介质层32的部位处越薄。
另外，在由上述成膜方法形成的结构体中，在第1中间电介质层32的侧面上也形成了与第2金属层42相连的金属层(即中间金属层32A)。
中间金属层32A夹在第1中间电介质层32与第2中间电介质层33之间。中间金属层32A和第2金属层42是一体的结构体，第1中间电介质层32的侧面上的厚度在越靠近第1金属层23的部位处越薄。
由于这样的中间金属层32的结构周期PT是亚波长周期，因而使第2光栅层41或中间光栅层31在厚度方向上的折射率的变化是连续的。并且，中间金属层32A难以反射由子像素410A的表面410S入射到第2光栅层41的光，并且容易使由子像素410A的表面410S入射到第2光栅层41的光透过至中间光栅层31或第1光栅层21。因此，在上述的非亮灯时的观察中，在子像素410A中看到了更接近于黑色的颜色。
需要说明的是，为了抑制在子像素410A的特别是表面侧处的菲涅耳反射，优选满足以下条件。也就是说，优选的是：相对于第2电介质层43而与中间光栅层31相对侧、并且与第2电介质层43相接的层(即表面层)与第2电介质层43之间的折射率差小于第1金属层23与支持部11之间的折射率差。表面层例如是空气层。并且，进一步优选的是，第2电介质层43的折射率等于表面层的折射率。
如上所述，在第9实施方式中，由于等离子共振，特定波长区域的光作为发射光或透射光从滤光镜发射出去。并且，由于上述透射光或反射光的波长区域由多个因素决定，该多个因素包括各个凸部11T即周期要素的位置和大小、以及位置由各个周期要素确定的金属层，因此，能够提高由滤光镜透过或反射的波长区域的调整自由度。
同时，常规的滤色镜所具有的颜色变换部是吸收预定波长区域的光的单一薄膜层，薄膜层的厚度越大，则由颜色变换部引起的颜色变换后的颜色越深。另一方面，薄膜层所具有的厚度在薄膜层内是不同的，也就是既有薄膜层的边缘处较厚的情况、也有薄膜层的中心部较厚的情况。难以在子像素内将薄膜层的厚度调整为所需的分布。上述滤色镜不具备在子像素内调整子像素所选择性地透过的波长区域的分布的自由度。并且，这样的问题不限于用于显示装置的滤色镜，在具有使从光源射出的光当中的特定波长区域的光透过的滤镜要素的滤光镜中也是共同的。
由上述可知，第9实施方式的目的也在于提供这样一种滤光镜，其能够提高在滤镜要素内调整滤镜要素所透过的光的波长区域分布的自由度。包括针对上述课题的效果在内，根据第9实施方式，可以得到以下所列举的效果。
(9-1)根据从与表面410S相对的方向来观察滤色镜的亮灯时的观察，在子像素410A中看到了带有除了黑色和白色以外的颜色的图像。此时，通过各个周期要素(即凸部11T)的位置和大小、以及位置由各个凸部11T决定的各个金属层23、42，从而确定各个子像素410A中的颜色。因此，能够提高在各个子像素410A内调整各个子像素410A中的颜色分布(也就是各个子像素410A所透过的光的波长区域分布)的自由度。
例如，当子像素410A在边缘处的颜色较淡时，能够通过使位于子像素410A的边缘处的各个凸部11T的位置及大小、或者位于子像素410A的边缘处的各个金属层23、42的厚度不同于子像素410A中的其他部位，以使得子像素410A在边缘处的颜色变浓。
例如，当在子像素410A的中心处的颜色较浓时，能够通过使位于子像素410A的中心处的各个凸部11T的位置及大小、或者位于子像素410A的中心处的各个金属层23、42的厚度不同于子像素410A中的其他部位，以使得在子像素410A中心处的颜色变淡。
(9-2)由于结构周期PT为200nm以上400nm以下，则由凸部11T的重复所造成的对于可见区域的光的折射受到了抑制。结果是，抑制了亮灯时的观察所得的图像的颜色中混入彩虹色，能够使每个子像素410A中的、图像所具有的颜色变得鲜明。
(9-3)由于第1光栅层21的厚度T2与中间光栅层31的厚度T3的总和为100nm以上200nm以下，因而能够使可见区域的光充分地透过这些第1光栅层21及中间光栅层31。因此，能够进一步提高各个子像素410A中的颜色的鲜明度、以及各个子像素410A中的光的亮度。
(9-4)此外，由于第1金属层23的厚度T2或第2金属层42的厚度T4为15nm以下，因而能够进一步提高各个子像素410A中的颜色的鲜明度、以及各个子像素410A中的光的亮度。
(9-5)由于第1光栅层21的厚度T2与中间光栅层31的厚度T3的总和是能够足以采用纳米压印等的凹版的大小，因而能够将兼具第1电介质层22和第1中间电介质层32的功能的凸部11T成形为单一的结构体。
(9-6)在非亮灯时的观察中，由于在空气层与第2光栅层41的界面以及第2光栅层41与中间光栅层31的界面处均难以产生菲涅耳反射，另外由于在第1光栅层21及第2光栅层41中均产生等离子共振，因而在子像素410A中看到了黑色或接近于黑色的颜色。因此，能够给显示装置赋予适于非亮灯时的显示。
(9-7)由于中间金属层32具备防反射功能，因而能够使非亮灯时的观察所看到的图像的颜色成为更加接近于黑色的颜色。
(9-8)若为通过使用纳米压印法以形成凸部11T的制造方法(即，在涂布于基材11a表面的树脂上转印凹版所具有的凹凸)以形成由支持部11和多个凸部11T构成的周期结构体的制造方法，则能够容易且适当地形成具有微细凹凸的周期结构体。
例如，通过在平坦的金属层上形成以亚波长周期排列的多个孔、并将电介质填充至该孔的内部，从而能够形成产生等离子共振的光栅结构。然而，为了在金属层中形成微小的孔，需要通过使用光刻法或纳米压印法以形成蚀刻掩模，以及需要通过等离子蚀刻法来蚀刻金属层，因而滤色镜的制造步骤变得复杂。结果是，滤色镜的产率容易降低。相对于此，如本实施方式所述地，根据通过在使用纳米压印法所形成的凹凸上层叠金属层以形成可产生等离子共振的光栅结构的方法，能够抑制产率的降低。
<第9实施方式的变形例>
可以如下所述地变更上述第9实施方式后实施。
[中间光栅层31]
·第1中间电介质层32和第2中间电介质层33可以分别形成为不同的结构体。此时，第2中间电介质层33优选为这样的树脂层，其所具有的折射率比第1中间电介质层32的折射率更加接近于空气层的折射率。
·第2中间电介质层32和第2电介质层43可以分别形成为不同的结构体。此时，第2中间电介质层33优选为这样的树脂层，其所具有的折射率比第2电介质层43的折射率更加接近于空气层的折射率。
[第1光栅层21]
·如图72所示，由第1电介质层22和第1中间电介质层32构成的凸部11T的形状可以形成为从支持部11的表面突出的锥形形状。若为这样的结构，则在形成第1电介质层22或第1中间电介质层32时，能够平稳地移除形成它们的凹版。
[周期要素]
·在基准面上排列的周期要素可以形成为支持部11的表面所具备的有底的孔(即凹部)。此时，基准面为支持部11的表面。另外，周期要素的一个端部是各个孔所具备的开口部，周期要素的另一个端部是各个孔所具备的底面。并且，第1金属层23被设置为网格状地包围各个孔的开口部，并且第2金属层42被设置在各个孔的底面上。各个孔的内部被划分为第2金属层42、以及位于其上方的第1中间电介质层32。另外，第1金属层23所包围的空间起到了第1电介质层22的作用。即使是这样的构成，也能够得到依照上述(9-1)至(9-4)、以及(9-6)至(9-8)的效果。
另外，第7实施方式、第8实施方式以及它们的变形例的凸部或凹部的形状也可以适用于作为周期要素的凸部或凹部。
[保护层]
·滤色镜在第2金属层42上进一步具备保护层。此时，根据保护层的折射率来改变保护层和第2金属层42的界面处的菲涅耳反射的强度、以及随之而来的滤色镜中的波长的选择性。因此，基于滤色镜所选择的波长区域来适当地选择构成保护层的材料。
需要说明的是，如图73所示，可以将保护层48形成为与第2电介质层43及第2中间电介质层33的一体的结构体。此时，保护层48优选为低折射率的树脂层。低折射率的树脂层所具有的折射率比第1电介质层22的折射率或第1中间电介质层32的折射率更接近于空气层的折射率。
[其他方式]
·从与子像素410A的表面410S相对的方向所看到的孤立区域A2的配置不限于正方形阵列及六边形阵列，只要是二维点阵状的阵列即可。也就是说，多个第1电介质层22配置为二维点阵状即可，或者多个第1中间电介质层32配置为二维点阵状即可，或者多个第2金属层42配置为二维点阵状即可。换句话说，周期结构体的周期要素配置为具有亚波长周期的二维点阵状即可。二维点阵状的阵列是要素沿着在二维平面内交叉的两个方向中的各个方向进行配置的阵列。此时，宽度WT相对于结构周期PT的比率是一个方向上的宽度WT相对于结构周期PT的比率，若该比率在预定范围内，则表示在周期要素所排列的上述两个方向中的各个方向中，宽度WT相对于结构周期PT的比率均在预定范围内。另外，若相对于结构周期PT，滤色镜所具有的各个层的厚度在预定范围内，则表示相对于周期要素所排列的上述两个方向的各个方向中的结构周期PT，各个层的厚度在预定范围内。
另外，从与子像素410A的表面410S相对的方向所看到的孤立区域A2的形状(也就是周期要素的平面形状)不限于正方形，可以是长方形或其他多边形，也可以是圆形。
·第9实施方式的滤光镜的构成也适用于在摄像元件中使用的滤镜。摄像元件包括(例如)CCD(电荷耦合器件；Charge Coupled Device)型或CMOS(互补金属氧化物半导体；Complementary Metal Oxide Semiconductor)型的图像传感器等。如图74所示，摄像元件140具备：具有多个滤镜要素121的滤光镜120、以及具有多个光接收元件131的光接收元件组130。滤镜要素121具有与上述第9实施方式的子像素410A相同的层叠结构，也就是具有由周期结构体和金属层构成的结构，并且使入射到滤镜要素121的光当中的特定波长区域的光透过。光接收元件131是将入射到光接收元件131的光转换为电荷的元件。
滤光镜120与光接收元件组130相对，并且配置为使得透过1个滤镜要素121的光入射到1个光接收元件131。换句话说，在滤光镜120当中，向1个光接收元件131射出透过光的部分是1个滤镜要素121。光接收元件131接收透过了滤镜要素121的光并将其转换为电信号，来自光接收元件131的电信号被供给至信号处理电路，由此，记录了在相对于滤光镜120而与光接收元件组130相对的那一侧上设置的物品等的图像。
滤光镜120为(例如)片上(on-chip)滤色镜，多个滤镜要素121包括透射的波长区域不同的多种滤镜要素121。例如，多个滤镜要素121包括以下3种滤镜要素121：透过红色光的滤镜要素121、透过绿色光的滤镜要素121、以及透过蓝色光的滤镜要素121。或者，多个滤镜要素121包括以下4种滤镜要素121：透过黄色(yellow)光的滤镜要素121、透过蓝绿色(cyan)光的滤镜要素121、透过品红色(magenta)光的滤镜要素121、以及透过绿色(green)光的滤镜要素121。
或者，当摄像元件140是诸如用于红外线照相机的摄像元件之类的用于记录1种颜色的图像的摄像元件时，多个滤镜要素121所透过的波长区域可以彼此一致。
滤镜要素121所具备的周期结构体的周期要素的结构周期PT可以为滤镜要素121所透过的波长区域以下。也就是说，在第9实施方式及第10实施方式中，亚波长周期被定义为滤镜要素121所透过的波长区域以下的周期。
滤镜要素121所透过的光的波长区域可通过多个因素来调整，该多个因素包括结构周期PT和周期要素的宽度WT、周期要素中的一个端部与另一个端部的距离、以及金属层23、42的厚度等。因此，只要滤光镜120用于任何的装置，都能够在滤镜要素121内提高调整滤镜要素121所透过的光的波长区域的分布。
(第10实施方式)
参照图75至图78来说明作为光学装置的一个例子的滤光镜、显示装置、摄像单元、以及滤光镜的制造方法的实施方式(即第10实施方式)。第10实施方式是将滤光镜具体实施为显示装置中所具备的滤色镜的方式。在以下说明中，将以第10实施方式与第9实施方式的不同点为中心来进行说明，对于与第9实施方式相同的构成，赋予相同的符号并省略其说明。
[子像素的结构]
如图75所示，子像素410A除了具备支持部11、第1光栅层21、中间光栅层31、以及第2光栅层41之外还具备上部光栅层51。从支持部11的表面开始，依次配置了第1光栅层21、中间光栅层31、第2光栅层41以及上部光栅层51。也就是说，第2光栅层41夹在中间光栅层31与上部光栅层51之间。
支持部11具有与第9实施方式相同的构成。图75示出了支持部11由基材11a和中间层11b构成的方式。需要说明的是，当支持体11由基材11a和中间层11b构成时，构成基材11a的材料的折射率越接近于构成中间层11b的材料的折射率越是优选的。基材11a及中间层11b各自的折射率均高于空气层的折射率，例如为1.2以上1.7以下。
[第1光栅层21]
第1光栅层21具有与第9实施方式相同的构成，具备：分别设置在孤立区域A2中的多个第1电介质层22、以及设置在周边区域A3中的单个第1金属层23。第1电介质层22的宽度WT相对于结构周期PT的比率为0.30以上0.65以下，更优选为0.40以上0.60以下。此外，上述比率优选为0.5以下。另外，第1光栅层21的厚度优选为200nm以下，特别优选为15nm以下。
[中间光栅层31]
中间光栅层31具备：分别设置在孤立区域A2中的多个第1中间电介质层32、以及设置在周边区域A3中的单个第2中间电介质层34。除了第2中间电介质层34的材料与第9实施方式的第2中间电介质层33不同以外，中间光栅层31具有与第9实施方式相同的构成。
也就是说，中间光栅层31的厚度大于第1光栅层21的厚度，第1光栅层21与中间光栅层31的总厚度优选为100nm以上200nm以下。第1中间电介质层32的宽度WT相对于结构周期PT的比率为0.30以上0.65以下，优选为0.4以上0.6以下。此外，上述比率优选为0.5以下。
[第2光栅层41]
第2光栅层41具备：分别设置在包括孤立区域A2的区域中的多个第2金属层42、以及周边区域A3中所含的单个第2电介质层44。除了第2电介质层44的材料与第9实施方式的第2电介质层43不同以外，第2光栅层41具有与第9实施方式相同的构成。
第2光栅层41的厚度小于中间光栅层31的厚度。第2光栅层41的厚度优选为200nm以下，特别优选为15nm以下。第2金属层42的宽度相对于结构周期PT的比率为0.30以上0.65以下，优选为0.4以上0.6以下。此外，上述比率优选为0.5以下。
[上部光栅层51]
上部光栅层51具备：多个第1上部电介质层52、以及单个第2上部电介质层53。从与表面410S相对的方向来看，各个第1上部电介质层52的位置包括孤立区域A2。从与表面410S相对的方向来看，单个第2上部电介质层53的位置包括在周边区域A3中。上部光栅层51的厚度优选为200nm以下。
各个第1上部电介质层52是重叠于第2金属层42的顶面上的结构体。各个第1上部电介质层52与第2金属层42不是一体的。从与表面410S相对的方向来看，配置第1上部电介质层52的周期是结构周期PT。第1上部电介质层52的宽度相对于结构周期PT的比率为0.30以上0.65以下，优选为0.4以上0.6以下。此外，上述比率优选为0.5以下。
从与表面410S相对的方向来看，第2上部电介质层53具有逐个围绕各个第1上部电介质层52的网格状。第2上部电介质层53与第2电介质层44不是一体的。在上部光栅层51中，第2上部电介质层53是结构性及光学性的海成分，各个第1上部电介质层52是结构性及光学性的岛成分。
如图76所示，在周边区域A3中，从接近于支持部11的层开始，依次配置第1光栅层21的第1金属层23、中间光栅层31的第2中间电介质层34、第2光栅层41的第2电介质层44、以及上部光栅层51的第2上部电介质层53。
[各光栅层的材料]
第1电介质层22及第1中间电介质层32是电介质，与第9实施方式同样地由(例如)光固化性树脂等树脂、或石英等无机材料构成。第1电介质层22及第1中间电介质层32中的各自的折射率均大于空气层的折射率，例如为1.2以上1.7以下。例如，基材11a的中间层11b、第1电介质层22以及第1中间电介质层32是一体的结构物，并且它们由相同的材料构成。
第1金属层23及第2金属层42是由金属材料构成的。与第9实施方式同样地，构成第1金属层23及第2金属层42的材料优选为可见区域的波长处的复介质常数的实部为负值的材料，例如优选为铝、银、金、铟、钽等。第1金属层23及第2金属层42由(例如)相同的材料构成。
第2中间电介质层34、第2电介质层44以及第1上部电介质层52是使可见区域的光透过的透明电介质。第2中间电介质层34、第2电介质层44以及第1上部电介质层52优选由二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铌(Nb2O5)、二氧化锆(ZrO2)，二氧化钛(TiO2)、氟化镁(MgF2)、氟化钙(CaF2)等无机化合物构成。其中，构成第2中间电介质层34、第2电介质层44以及第1上部电介质层52的材料优选包含选自由钛、铌、铝、钽、铪、锆、硅、镁所组成的组中的任何一种材料的氧化物。
然而，第2中间电介质层34、第2电介质层44以及第1上部电介质层52也可以由有机化合物构成。第2中间电介质层34、第2电介质层44以及第1上部电介质层52中的各自的折射率均大于空气层的折射率，例如为1.3以上3.0以下。
例如，第2中间电介质层34与第2电介质层44是一体的结构物，第2中间电介质层34、第2电介质层44以及第1上部电介质层52由相同的材料构成。
第2上部电介质层53是使可见区域的光透过的透明电介质，并且是空气层、或者折射率接近于空气层的树脂层。第2上部电介质层53的折射率小于第1上部电介质层52及第2电介质层44中的各自的折射率。
在上述构成中，由第1电介质层22和第1中间电介质层32构成的结构体是周期要素的一个例子，并且当以支持部11的表面为基准面时，其是从基准面突出的凸部11T。并且，由支持部11、第1电介质层21及第1中间电介质层32构成的结构体是周期结构体的一个例子。另外，由第1金属层23和第2金属层42构成的层位于周期结构体的表面上，并且被认为是这样的金属层61，该金属层61作为整个层时的形状跟随了周期结构体的表面形状。此外，由第2中间电介质层34、第2电介质层44及第1上部电介质层52构成的层位于与金属层61中的周期结构体所接触的面相对的那一侧的面上，并且该层被认为是这样的电介质层62，该电介质层62作为整个层时的形状跟随了金属层61的表面形状。
此时，为了实现上述各个光栅层21、31、41、51的构成，凸部11T的高度(即厚度T5)优选为100nm以上200nm以下。另外，金属层61的厚度T6优选为200nm以下，特别优选为15nm以下。然后，电介质层62的厚度T7小于或等于凸部11T的高度(即厚度T5)，并且优选为200nm以下。需要说明的是，当位于相邻的凸部11T之间的区域中的电介质层62比凸部11T上的金属层61更加凹陷时，第2光栅层41的第2电介质层44的一部分或全部由与上部光栅层51的第2上部电介质层53相同的材料构成。也就是说，在这种情况下，第2电介质层44的一部分或全部是空气层或树脂层。然而，如上所述，第2电介质层44优选是从第2中间电介质层34连续的结构体。
此外，与第9实施方式同样地，金属层61的厚度T6优选为凸部11T的高度(即厚度T5)的10分之1以下。另外，凸部11T的高度(即厚度T5)优选小于结构周期PT，并且进一步优选小于结构周期PT的一半。
需要说明的是，根据金属层61的制造方法，在凸部11T上的区域(即第2金属层42)以及相邻的凸部11T之间的区域(即第1金属层23)中，金属层61的厚度有时候是不同的。在本实施方式中，金属层61的厚度T6被定义为位于周边区域A3中的带状延伸的区域(也就是沿着一个方向而不存在凸部11T的区域)在宽度方向上的中心部分处的金属层61的厚度。需要说明的是，第9实施方式也是同样的。
同样地，根据电介质层62的制造方法，在凸部11T上的区域(即第1上部电介质层52)以及相邻的凸部11T之间的区域(即第2中间电介质层34及第2电介质层44)中，电介质层62的厚度有时候是不同的。在本实施方式中，电介质层62的厚度T7被定义为位于周边区域A3中的带状延伸的区域(也就是沿着一个方向而不存在凸部11T的区域)在宽度方向上的中心部分处的电介质层62的厚度。需要说明的是，第9实施方式也是同样的。
[滤色镜的制造方法]
接下来，对于制造第10实施方式的滤色镜的方法的一个例子进行说明。
与第9实施方式同样地，形成了支持部11、第1电介质层22、第1中间电介质层32、第1金属层23以及第2金属层42。也就是说，第1电介质层22和第1中间电介质层32一体地形成为从支持部11的表面突出的凸部11T。形成凸部11T的方法可采用(例如)使用光或带电粒子束的光刻法、纳米压印法或等离子刻蚀法等。特别地，作为在由树脂构成的支持部11的表面上形成凸部11T的方法，例如可使用纳米压印法。另外，在通过对硬质材料的基材等进行加工以形成凸部11T的情况下，可以使用利用光或带电粒子束的光刻法和等离子刻蚀法的组合方法。
接下来，使用真空蒸镀法或溅射法等，在形成有凸部11T的支持部11的表面上形成金属层61。金属层61被形成为这样的形状，其形状跟随了由支持部11和凸部11T构成的周期结构体的表面形状。由此，形成了第1金属层23及第2金属层42。
然后，在形成有金属层61的结构体的表面上形成电介质层62。在电介质层62的形成中使用了(例如)真空蒸镀法或溅射法。电介质层62的形状被形成为跟随金属层61的表面形状。由此，形成了第2中间电介质层34、第2电介质层44以及第1上部电介质层52。
通过这样的制造方法，形成了被第1金属层23的顶面分开的第1光栅层21，形成了被第1中间电介质层32的顶面(也就是凸部11T的顶面)分开的中间光栅层31。进一步地，形成了被第2金属层42的顶面分开的第2光栅层41，形成了被第1上部电介质层52的顶面分开的上部光栅层51。
[滤色镜的光学工作]
参照图77及图78，对第10实施方式的滤色镜的光学构成和工作进行说明。
如图77所示，当光源装置2为未亮灯状态时，从滤色镜的表面侧入射的外部光L1从空气层进入上部光栅层51。上部光栅层51的折射率近似于第1上部电介质层52的折射率和第2上部电介质层53的折射率的平均大小。也就是说，上部光栅层51的折射率具有被作为海成分的第2上部电介质层53所主导的大小，并且是接近于空气层的值。此时，由于外部光L1从空气层进入折射率与空气层相近的上部光栅层51，因而在空气层与上部光栅层51的界面处难以发生菲涅耳反射。因此，在空气层与上部光栅层51的界面处的反射受到了抑制，入射到上部光栅层51的光透过上部光栅层51而到达第2光栅层41。
第2光栅层41的折射率近似于第2金属层42的折射率和第2电介质层44的折射率的平均大小。也就是说，第2光栅层41的折射率具有被作为海成分的第2电介质层44所主导的大小，并且是比空气层的折射率大的值。另外，由于第2光栅层41具有由金属和电介质构成的光栅结构、并且第2金属层42的结构周期PT是亚波长周期，因而在第2光栅层41中产生等离子共振。因此，到达第2光栅层41的光的一部分在上部光栅层51与第2光栅层41的界面处发生反射，并且到达第2光栅层41的光的一部分转换为表面等离子体而透过第2光栅层41。由等离子共振消耗的波长区域的光EP2不会在上部光栅层51与第2光栅层41的界面处产生反射。
中间光栅层31的折射率近似于第1中间电介质层32的折射率和第2中间电介质层34的折射率的平均大小。也就是说，中间光栅层31的折射率具有被作为海成分的第2中间电介质层34所主导的大小。由于第1中间电介质层32和第2中间电介质层34是使可见区域的光透过的透明电介质，因而中间光栅层31中可见区域的光的透光性高。通过第2光栅层41的折射率与中间光栅层31的折射率的差，使得到达中间光栅层31的光的一部分在第2光栅层41与中间光栅层31的界面处发生反射。
第1光栅层21的折射率近似于第1电介质层22的折射率和第1金属层23的折射率的平均大小。也就是说，第1光栅层21的折射率具有被作为海成分的第1金属层23所主导的大小。另外，由于第1光栅层21具有由金属和电介质构成的光栅结构、并且第1电介质层22的结构周期PT是亚波长周期，因而在第1光栅层21中产生等离子共振。因此，到达第1光栅层21的光的一部分在中间光栅层31与第1光栅层21的界面处发生反射，并且到达第1光栅层21的光的一部分转换为表面等离子体而透过第1光栅层21。由等离子共振消耗的波长区域的光EP1不会在中间光栅层31与第1光栅层21的界面处产生反射。
透过了第1光栅层21的光的一部分可以在第1光栅层21与支持部11的界面处、中间层11b与基材11a的界面处、或者支持部11与空气层的界面处发生反射。并且，透过了第1光栅层21的光的波长区域的一部分的光LP1透过支持部11而射出至滤色镜的背面侧。
在各个层的界面处反射的光射出至滤色镜的表面侧，并且由于这些光的光程差而引起干涉。结果是，当外部光L1从滤色镜的外侧入射时，由等离子共振及光的干涉造成的特定波长区域的光LR1射出至滤色镜的表面侧。然而，由于第1金属层23及第2金属层42的厚度足够薄，因而抑制了作为反射光的光LR1的强度。结果是，在使外部光L1从滤色镜的外侧入射至上部光栅层51以从滤色镜的表面侧观察表面410S的非亮灯时的观察中，在子像素410A中看到了与黑色及白色不同的有颜色的、同时为暗色的颜色。
如图78所示，当使白色的光LA从光源装置2入射到子像素410A的背面410T时，同样地，在第1光栅层21及第2光栅层41中分别产生等离子共振。并且，包括由透过了第1光栅层21及第2光栅层41中的各个层的表面等离子体再次转换后的光、以及透过了所有层的光在内的特定波长区域的光LP2射出至滤色镜的表面侧。因此，在使光LA从光源装置2入射至滤色镜以从滤色镜的表面侧观察表面410S的亮灯时的观察中，在子像素410A中看到了与子像素410A的种类相对应的颜色变换后的光LP2，即与黑色及白色不同的有色的颜色。
另一方面，当使白色的光LA从光源装置2入射到子像素410A的背面410T时，作为在各个层的界面处反射的光，由菲涅耳反射、等离子共振及光的干涉所产生的特定波长区域的光LR2射出至滤色镜的背面侧，但是光LR2的强度被抑制为较低。
需要说明的是，如上所述，由于分别在第1光栅层21及第2光栅层41中对于特定波长区域的光产生等离子共振，因而在各个光栅层21、41中，对于被等离子共振消耗后透过光栅层21、41的波长区域，其与在未被等离子共振消耗的情况下在光栅层21、41与其他层的界面处被反射的波长区域成为彼此不同的波长区域。因此，作为反射光的光LR1、LR2与作为透射光的LP1、LP2的波长区域彼此不同。
另外，由于宽度WT相对于结构周期PT的比率为0.30以上0.65以下，因而在产生等离子共振的第1光栅层21和第2光栅层41当中，第1光栅层21成为第1金属层23占支配地位的层，第2光栅层41成为第2金属层44占支配地位的层。由于这种结构上的差异，因而在第1光栅层21和第2光栅层41中，由等离子共振消耗的波长区域不同，另外，在第1光栅层21与其他层的界面处、以及第2光栅层41与其他层的界面处，光的反射率不同。相比于第1光栅层21，从滤色镜的表面侧入射到子像素410A的光更早地到达第2光栅层41，并显著地受到了由第2光栅层41所带来的光学作用。另一方面，相比于第2光栅层41，从滤色镜的背面侧入射到子像素410A的光更早地到达第1光栅层21，并显著地受到了由第1光栅层21所带来的光学作用。结果是，在光从表面侧入射到子像素410A的情况、以及光从背面侧入射到子像素410A的情况下，特别是反射光的色调显著地不同。
进一步地，根据各个光栅层21、41的光栅结构(即结构周期PT、各个光栅层21、41的厚度、以及第1电介质层22和第2金属层42的宽度WT)，在各个光栅层21、41中由等离子共振所消耗的波长区域会发生变化，另外，根据各个光栅层21、41的材料(即金属层61的材料和凸部11T的材料的折射率、以及电介质层62的材料的折射率)，在各个光栅层21、41中由等离子共振所消耗的波长区域也会发生变化。因此，通过(例如)第1光栅层21中的第1电介质层22的材料选择、以及第2光栅层41中的第2电介质层44的材料选择，从而能够调整反射光及透射光的波长区域。也就是说，能够调整由子像素410A转换后的光的颜色。
例如，对具有相同的结构周期PT的两个子像素410A进行比较，该两个子像素410A中分别用于凸部11T及金属层61的材料是相同的，并且该两个子像素410A中用于电介质层62的材料是不同的。也就是说，在两个子像素410A中，第1光栅层21的构成是相同的，中间光栅层31中的第1中间电介质层32的材料是相同的，第2光栅层41中的第2金属层42的材料也是相同的。另一方面，在两个子像素410A中，中间光栅层31中的第2中间电介质层34的材料彼此不同，第2光栅层41中的第2电介质层44的材料彼此不同，上部光栅层51中的第1上部电介质层52的材料也彼此不同。如此地，在2个子像素410A中，由于中间光栅层31、第2光栅层41及上部光栅层51的各自构成彼此不同，使得透过这些层的光的波长区域在2个子像素410A中彼此不同。因此，2个子像素410A所射出的颜色转换后的光的波长区域彼此不同。
如上所述，在第10实施方式中，由于等离子共振，特定波长区域的光作为发射光或透射光而从滤光镜发射出。并且，由于上述透射光或反射光的波长区域由多个因素决定，该多个因素包括各个凸部11T即周期要素的位置和大小、以及位置由各个周期要素确定的金属层，因此，能够提高由滤光镜透过或反射的波长区域的调整自由度。
另外，与第9实施方式同样地，第10实施方式的目的也在于提供能够提高在滤镜要素内调整滤镜要素所透过的光的波长区域分布的自由度的滤光镜。包括针对上述课题的效果在内，根据第10实施方式，除了第9实施方式的(9-1)至(9-5)、(9-8)的效果以外，还可得到以下所列举的效果。
(10-1)由于子像素410A具备电介质层62，因而通过变更构成电介质层62的材料，能够调整子像素410A所透过的波长区域。因此，进一步提高了在子像素410A内调整子像素410A所透过的光的波长区域分布的自由度。
(10-2)若为这样的方式，即电介质层62由包括选自由钛、铌、铝、钽、铪、锆、硅、镁所组成的组中的任何一种材料的氧化物的材料构成，则能够在宽的范围内选择电介质层62的折射率。因此，提高了子像素410A所透过的波长区域的调整自由度。
(10-3)若为电介质层62的厚度T7小于或等于凸部11T的高度(即厚度T5)的构成，则提高了子像素410A中的光的透射性，因而提高了子像素410A所透过的光的强度。因此，也能够提高各个子像素410A中的颜色的鲜明度以及各个子像素410A中的光的亮度。另外，若为电介质层62的厚度T7为200nm以下的构成，则充分地提高了子像素410A中的光的透射性。
<第10实施方式的变形例>
可以如下所述地变更上述第10实施方式后进行实施。
·在由孤立区域A2和周边区域A3构成的平面中，孤立区域A2所占的面积比率(也就是，在包括基准面和凸部11T的平面中，凸部11T在单位面积中所占的面积的比例)优选为大于0.1。若为上述面积比率大于0.1的构成，则由于抑制了凸部11T的高度相对于宽度的比率(即高宽比)变得过大，因而提高了由支持部11和凸部11T构成的结构体的耐久性，另外，也容易得到凸部11T的加工精度。
另一方面，若为上述面积比率小于0.5的构成，则适宜地抑制了在上部光栅层51与其上层的界面处产生菲涅耳反射。需要说明的是，通过金属层61及电介质层62的制造方法，在形成这些层时材料也附着于凸部11T的侧面。若为上述面积比率小于0.5的构成，则充分地确保了彼此相邻的凸部11T之间的区域的大小，并且在形成金属层61和电介质层62时，能够抑制凸部11T之间的区域被附着在凸部11T的侧面上的材料所埋没。因此，金属层61及电介质层62容易形成为跟随下层的表面形状的形状。结果是，适当地形成了分散有第1上部电介质层52的上部光栅层51，并且适当地得到了抑制在上部光栅层51的界面处发生菲尼尔反射的效果。
为了抑制子像素410A的特别是表面侧的菲涅耳反射，相对于第2上部电介质层53而与第2光栅层41相对的一侧、并且与第2上部电介质层53相接的层(即表面层)与第2上部电介质层53之间的折射率差优选小于第1金属层23与支持部11之间的折射率差。表面层例如是空气层。并且，进一步优选的是，第2上部电介质层53的折射率等于表面层的折射率。
·在第10实施方式中，与第9实施方式同样地，第1金属层23和第2金属层42可具有图71所示的形状特征。并且，金属层61可包括位于第1中间电介质层32的侧面处、且与第2金属层42相连的金属层(即中间金属层32A)。中间金属层32A夹在第1中间电介质层32与第2中间电介质层34之间，并且第1中间电介质层32在侧面上的厚度在越接近第1金属层23的部位处越薄。需要说明的是，由于中间金属层32A的存在，使得在中间光栅层31中可发生等离子共振。
·在第10实施方式中，与第9实施方式的图72所示的结构同样地，凸部11T的形状也可以是从支持部11的表面突出的锥形形状。
·如图79所示，滤色镜可以在电介质层62上进一步具备保护层48。根据这样的构成，可以保护由支持部11和凸部11T、金属层61、以及电介质层62构成的结构体。保护层48与第2上部电介质层53可以形成为一体的结构体。此时，保护层48优选为低折射率的树脂层。低折射率的树脂层具有与第1电介质层22的折射率或第1中间电介质层32的折射率相比更接近于空气层的折射率的折射率。
另外，若为构成滤色镜的表面的保护层48是由含氟的树脂所构成的方式，则抑制了污渍附着在滤色镜的表面上。
需要说明的是，如图79所示，保护层48可以具有平坦的表面，也可以具有跟随电介质层62的表面形状的形状。
·从与子像素410A的表面410S相对的方向所看到的孤立区域A2的配置不限于正方形阵列及六边形阵列，只要是二维点阵状即可。也就是说，多个第1电介质层22配置为二维点阵状即可，或者多个第1中间电介质层32配置为二维点阵状即可，或者多个第2金属层42配置为二维点阵状即可，或者多个第1上部电介质层52配置为二维点阵状即可。换句话说，周期结构体的周期要素配置为具有亚波长周期的二维点阵状即可。二维点阵状的阵列是要素沿着在二维平面内交叉的两个方向中的各个方向进行配置的阵列。此时，宽度WT相对于结构周期PT的比率是宽度WT相对于1个方向上的结构周期PT的比率，若该比率在预定范围内，则表示对于周期要素所排列的上述2个方向中的各个方向，宽度WT相对于结构周期PT的比率均在预定范围内。另外，滤色镜所具有的各层的厚度相对于结构周期PT为预定范围内，这表示相对于周期要素所排列的上述2个方向中的各个方向上的结构周期PT，各层的厚度在预定的范围内。
另外，从与子像素410A的表面410S相对的方向所看到的孤立区域A2的形状(也就是周期要素的平面形状)不限于正方形，可以是长方形或其他多边形，也可以是圆形。
·在第10实施方式中，基准面上所排列的周期要素可以为支持部11的表面所具备的有底的孔。具体而言，如图80所示，在孤立区域A2中设置有从支持部11的表面凹陷的孔(即凹部11H)。从与子像素410A的表面410S相对的方向来看，多个凹部11H排列为具有亚波长周期的二维点阵状。在这样的构成中，支持部11为周期结构体。并且，当以支持部11的表面作为基准面时，周期结构体所具有的周期要素为从基准面凹陷的凹部11H。另外，周期要素的一个端部是各个凹部11H所具备的开口部，周期要素的另一个端部是各个凹部11H所具备的底面。
在这种情况下，金属层61具有跟随周期结构体的表面形状的形状，电介质层62具有跟随金属层61的表面形状的形状。并且，第1金属层23设置为包围各个凹部11H的开口部的网格状，第2金属层42设置于各个凹部11H的底面。网格状的电介质层75设置在第1金属层23上，排列为二维点阵状的电介质层76设置在第2金属层42上。此时，通过各个第2金属层42、以及支持部11当中的包围各个第2金属层42的网格状部分，从而形成了由金属和电介质构成的光栅结构。另外，也通过设置于第2金属层42上的电介质层76、以及第1金属层23，从而形成了由金属和电介质构成的光栅结构。当向滤色镜照射光时，在具有这些光栅结构的层中，由于发生等离子体共振的缘故，子像素410A使特定波长区域的光透过。即使通过这样的构成，也得到了依照上述(10-1)至(10-3)的效果。
需要说明的是，第7实施方式、第8实施方式以及它们的变形例的凸部或凹部的形状也适用于作为周期要素的凸部或凹部。
·与第9实施方式同样地，第10实施方式的滤光镜的构成也可以适用于在摄像元件中使用的滤镜。
[附加注释]
用于解决上述课题的手段包括以下项目作为从第9实施方式、第10实施方式以及它们的变形例所导出的技术构思。
[项目71]
一种滤光镜，具备使特定波长区域的光选择性透过的多个滤镜要素，所述滤镜要素包括由电介质构成、且具有排列为二维点阵状的多个周期要素的周期结构体、以及位于所述周期结构体的表面上的金属层，在所述周期结构体中所述多个周期要素所排列的平面是基准面，所述周期要素是凸部和凹部中的任一者，该凸部在所述基准面上具有一个端部并且从所述基准面突出，该凹部在所述基准面上具有一个端部并且从所述基准面凹陷，所述金属层具备第1金属层和第2金属层，该第1金属层具有包围所述基准面当中的各个周期要素的所述一个端部的网格状，该第2金属层位于各个周期要素的另一端部处，所述周期要素的结构周期是所述透镜要素所透过的所述波长区域以下的亚波长周期，沿着所述二维点阵的各个方向上的、所述周期要素的宽度相对于所述结构周期的比率为0.30以上0.65以下，所述金属层中对可见区域的光的复介质常数的实部为负值，所述金属层的厚度为所述周期要素中的所述一个端部与所述另一端部的距离的10分之1以下。
在上述滤光镜中，作为沿着基准面的假想层且包括第1金属层的层是第1光栅层，在第1光栅层中，金属层与电介质的界面以亚波长周期进行重复。另外，作为沿着基准面的假想层且包括多个第2金属层的层是第2光栅层，在第2光栅层中，金属层与电介质的界面以亚波长周期进行重复。在这些第1光栅层和第2光栅层中产生等离子共振。在第1光栅层中，入射到第1光栅层的光的一部分通过等离子共振而转换为表面等离子体，表面等离子体透过第1光栅层。另外，在第2光栅层中，入射到第2光栅层的光的一部分也通过等离子共振而转换为表面等离子体并透过第2光栅层。透过了第1光栅层或第2光栅层的表面等离子体再次转换为光并射出。
此时，由于周期要素的宽度相对于结构周期的比率为0.30以上0.65以下、以及金属层的厚度为各个周期要素中的一个端部与另一端部的距离的10分之1以下，因而在第1金属层和第2金属层这两者中确保了光的透射性。另外，经由第1光栅层所透过的光的波长区域以及经由第2光栅层所透过的光的波长区域根据结构周期的大小及周期要素的厚度而改变。结果是，除了黑色和白色以外的有色的光从滤镜要素射出。并且，由于滤镜要素所透过的光的波长区域根据各个周期要素的位置和大小、以及位置由各个周期要素决定的金属层来确定，因而能够提高在滤镜要素内调整滤镜要素所透过的光的波长区域分布的自由度。
[项目72]
根据项目71所述的滤光镜，其中所述周期要素中的所述一个端部与所述另一端部的距离为100nm以上200nm以下。
根据上述构成，周期要素的一个端部与另一端部的距离、以及根据其而定的金属层的厚度是足以使入射的光透过至滤镜要素的大小。因此，能够进一步提高滤镜要素所透过的光的强度以及颜色的鲜明度。
[项目73]
根据项目71或72所述的滤光镜，其中所述金属层的厚度为15nm以下。
根据上述构成，由于金属层的厚度足够小，因而能够充分地确保滤镜要素所透过的光的强度。
[项目74]
根据项目71至73中任一者所述的滤光镜，其中所述周期要素是所述凸部，沿着所述二维点阵的各个方向上的、所述周期要素的宽度相对于所述结构周期的比率为0.5以下。
根据上述构成，提高了滤镜要素所透过的光的强度。
[项目75]
根据项目71至74中任一者所述的滤光镜，其中构成所述金属层的材料包括选自由铝、钽、银、金所组成的组中的任一者的金属材料。
根据上述构成，由于构成金属层的材料是容易产生等离子共振的材料，因而能够提高第1光栅层和第2光栅层的波长选择性。因此，能够提高滤镜要素所透过的光的波长选择性。
[项目76]
根据项目71至75中任一者所述的滤光镜，其具备设置于所述金属层的表面、且具有跟随所述金属层的表面形状的形状的电介质层，所述电介质层的厚度小于或等于所述周期要素中的所述一个端部与所述另一端部的距离。
根据上述构成，通过变更构成电介质层的材料，从而能够调整滤镜要素所透过的光的波长区域。因此，进一步提高了调整滤镜要素所透过的光的波长区域的自由度。
[项目77]
根据项目76所述的滤光镜，其中所述电介质层的厚度为200nm以下。
根据上述构成，提高了滤镜要素所透过的光的强度。
[项目78]
根据项目76或77所述的滤光镜，其中构成所述电介质层的材料包括选自由钛、铌、铝、钽、铪、锆、硅、镁所组成的组中的任何一种材料的氧化物。
根据上述构成，相比于电介质层由树脂构成的情况，能够在宽的范围内选择电介质层的折射率。因此，进一步提高了滤镜要素所透过的光的波长区域的调整自由度。
[项目79]
根据项目71至78中任一者所述的滤光镜，其中所述滤光镜为显示装置所具备的滤镜，所述滤光镜所具备的多个所述滤镜要素包括选择性地透过各种固有波长区域的光的多种所述滤镜要素。
根据上述构成，在显示装置所具备的滤色镜中，提高了调整作为子像素起作用的滤镜要素所透过的光的波长区域分布的自由度。
[项目80]
根据项目71至78中任一者所述的滤光镜，其中所述滤光镜为摄像元件所具备的滤镜。
根据上述构成，在摄像元件所具备的滤镜中，提高了调整滤镜要素所透过的光的波长区域分布的自由度。
[项目81]
一种显示装置，其具备项目71至79中任一者所述的滤光镜、以及使可见区域的光入射至所述滤镜要素的光源装置。
根据上述构成，实现了一种具备这样的滤光镜的显示装置，该滤光镜的滤镜要素作为子像素发挥作用，并且提高了调整这样的滤镜要素所透过的光的波长区域分布的自由度。
[项目82]
一种摄像元件，其具备项目71至78、80中任一者所述的滤光镜、以及接收透过了所述滤镜要素的光并将该光转换为电信号的光接收元件。
根据上述构成，实现了一种具备这样的滤光镜的显示装置，该滤光镜提高了调整该滤镜要素所透过的光的波长区域分布的自由度。
[项目83]
一种具备使特定波长区域的光选择性地透过的多个滤镜要素的滤光镜的制造方法，包括：形成周期结构体的第1步骤，其中，所述滤镜要素是通过将凹版所具有的凹凸转印至涂布于基材表面的树脂上而形成的，从与所述基材表面相对的方向来看，作为凸部或凹部的多个周期要素设置为具有所述滤镜要素所透过的所述波长区域以下的亚波长周期的二维点阵状，沿着所述二维点阵的各个方向上的、所述周期要素的宽度相对于所述周期要素的结构周期的比率为0.30以上0.65以下；以及在所述周期结构体上形成金属层的第2步骤，该金属层具有跟随所述周期结构体的表面形状的形状，并且对可见区域的光的复介质常数的实部为负值，所述金属层的厚度为所述周期要素的一个端部与所述周期要素的另一端部的距离的10分之1以下，所述周期要素在所述周期结构体中设置于排列有所述多个周期要素的平面上。
根据上述制造方法，在滤光镜中，较高地得到了在滤镜要素中调整滤镜要素所透过的光的波长区域分布的自由度。另外，能够容易且适宜地形成具有微细凹凸的周期结构体。
[项目84]
根据项目83所述的滤光镜的制造方法，包括在所述金属层上形成电介质层的第3步骤，所述电介质层具有跟随所述金属层的表面形状的形状，并且所述电介质层的厚度小于或等于所述周期要素中的所述一个端部与所述另一端部的距离。
根据上述制造方法，通过构成电介质层的材料的变更，能够调整透镜要素所透过的光的波长区域。因此，更高地得到了调整滤镜要素所透过的光的波长区域的自由度。
(实施例)
对于上述光学装置及其制造方法，利用具体的实施例来进行说明。
[实施例1]
实施例1是第1实施方式的显示体的实施例。
首先，准备用作光纳米压印法的凹版的模具。具体而言，通过溅射由铬(Cr)构成的膜以在合成石英基板的表面上形成10nm厚的膜，通过电子束光刻在Cr膜上形成电子束抗蚀剂图案。所使用的抗蚀剂是正性抗蚀剂，并将膜厚设为150nm。形成的图案是以结构周期PT为320nm的六边形阵列的方式在边长为1cm的正方形形状的区域内配置边长为160nm的正方形而得的图案，电子束所绘制的区域是上述正方形的内侧区域。
接下来，通过对氯和氧的混合气体施加高频而产生的等离子体，从而对从抗蚀剂露出的区域的Cr膜进行蚀刻。然后，通过对六氟化乙烷气体施加高频而产生的等离子体，从而对从抗蚀剂及Cr膜露出的区域的合成石英基板进行蚀刻。由此，刻蚀而得到的合成石英基板的深度为150nm。除去残存的抗蚀剂及Cr膜，得到了形成有凹凸结构的模具。将作为脱模剂的Optool HD-1100(“ダイキン工業”制)涂布在模具的表面上。
接下来，将紫外线固化性树脂涂布在上述模具的形成有图案的面(即表面)上。然后，使用一个面进行了易粘接处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，并以该膜的进行了易粘接处理的面来覆盖模具表面。进一步地，使用辊来扩展紫外线固化性树脂，以使得紫外线固化性树脂在模具中的形成有图案的整个区域中扩展，照射紫外线以使紫外线固化性树脂固化后，从模具上剥离出聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。由此，在紫外线固化性树脂的表面上形成了排列为六边形阵列的凸部图案，得到了由该紫外线固化性树脂构成的层与作为基材的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的层叠体(即周期结构体)。
然后，使用真空蒸镀法在上述周期结构体的表面上形成厚度100nm的由铝(Al)构成的膜，从而形成了金属层。由此，得到了实施例1的显示体。相对于基材而设置金属层的那一侧是显示体的表面侧，相对于金属层而设置基材的那一侧是显示体的背面侧。
向实施例1的显示体照射白色光，并测定形成有凸部图案的区域中的表面侧反射光的波长及反射率、背面侧反射光的波长及反射率、以及透射光的波长及透射率。图81中示出了这些结果。如图81所示，表面侧反射光、背面侧反射光、以及透射光的峰值波长彼此不同。另外，在未形成有凸部图案的区域中，观察到了具有金属光泽的颜色作为来自由铝构成的金属层的反射光。
[实施例2]
实施例2是第1实施方式的实施例。
首先，准备用作光纳米压印法的凹版的模具。具体而言，通过溅射由铬(Cr)构成的膜以在合成石英基板的表面上形成10nm厚的膜，通过电子束光刻在Cr膜上形成电子束抗蚀剂图案。所使用的抗蚀剂是正性抗蚀剂，并将膜厚设为150nm。
接下来，通过对氯和氧的混合气体施加高频而产生的等离子体，从而对从抗蚀剂露出的区域的Cr膜进行蚀刻。然后，通过对六氟化乙烷气体施加高频而产生的等离子体，从而对从抗蚀剂及Cr膜露出的区域的合成石英基板进行蚀刻。由此，蚀刻而得到的合成石英基板的深度为150nm。除去残存的抗蚀剂及Cr膜，得到了形成有凹凸结构的模具。将作为脱模剂的Optool HD-1100(“ダイキン工業”制)涂布在模具的表面上。
所形成的模具是在表面上包括图82A所示的图案340的模具350。模具350的一边的长度L是1cm。如图82B中放大示出的那样，图案340由以结构周期PS为300nm的六边形阵列的方式配置边长M为150nm的正方形342而得的图案构成。电子束所绘制的区域相当于正方形342的内侧区域。图82C示出了模具350中的设置有图案340的区域的截面结构。
接下来，通过旋涂法将紫外线固化性树脂涂布在由合成石英构成的基材上，形成了厚度为50nm的树脂层。然后，在减压下，以50kN的压力按压该树脂层的表面和上述模具的表面，并照射365nm波长的光以使紫外线固化性树脂固化。其后，通过从基材上剥离出模具，从而得到了由基材与具有凹凸的树脂层构成的结构体，该凹凸是通过使模具表面的凹凸反转而得到的。
随后，将上述结构体暴露于O2的等离子体以除去由紫外线固化性树脂构成的残留膜，通过向八氟环丁烷气体施加高频而产生的等离子体以对基材进行蚀刻，直到由紫外线固化性树脂构成的图案完全消失。由此，得到了表面上形成有凹凸的基材(即周期结构体)。由该步骤所形成的凹凸结构的凸部高度H为140nm。
接下来，使用真空蒸镀法在上述周期结构体的表面上形成厚度300nm的由铝(Al)构成的膜，从而形成了金属层。由此，得到了实施例2的显示体。相对于基材而设置金属层的那一侧是显示体的表面侧，相对于金属层而设置基材的那一侧是显示体的背面侧。图83(a)示出了从表面侧观察实施例2的显示体360而得的图像，图83(b)示出了从背面侧观察实施例2的显示体360而得的图像。
在实施例2的显示体360中，对于三个区域测定了反射光的波长，该三个区域包括：没有在表面上绘制图案的区域α、在表面上绘制有图案的区域β、以及在背面上绘制有图案的区域γ。其结果示出于图84中。
如图84所示，相比于区域α的光谱，区域β的光谱在400nm以上700nm以下的可见区域中，反射率一致地较低。因此，当向显示体360照射自然光并用肉眼从表面侧观察显示体360的反射图像时，图案看起来为接近于黑色的颜色。
另一方面，区域γ的光谱中，520nm附近的波长区域的反射率急剧地下降。因此，当向显示体360照射自然光并用肉眼从背面侧观察显示体360的反射图像时，图案看起来为接近于品红色的颜色。
此外，从实施例2的显示体360的表面侧照射光，并测定了绘制有图案的区域的透射光波长。其结果示出于图85中。如图85所示，透射率为1％至2％，440nm附近的波长区域的透射率急剧地下降。因此，当向显示体360照射自然光并用肉眼从背面侧观察显示体360的透射图像时，图案看起来为接近于黄绿色的颜色。
如此地，对于实施例2的显示体，在自然光下的观察中，确认到了能够分别在从表面侧的反射光观察、从背面侧的反射光观察、以及透射光观察中实现彼此不同的颜色表现。
[实施例3]
实施例3是第2实施方式的显示体的实施例。
首先，准备用作光纳米压印法的凹版的模具。具体而言，通过溅射由铬(Cr)构成的膜以在合成石英基板的表面上形成10nm厚的膜，通过电子束光刻在Cr膜上形成电子束抗蚀剂图案。所使用的抗蚀剂是正性抗蚀剂，并将膜厚设为150nm。形成的图案是以结构周期PT为320nm的六边形阵列的方式在边长为1cm的正方形形状的区域内配置边长为160nm的正方形而得的图案，电子束所绘制的区域是上述正方形的内侧区域。
接下来，通过对氯和氧的混合气体施加高频而产生的等离子体，从而对从抗蚀剂露出的区域的Cr膜进行蚀刻。然后，通过对六氟化乙烷气体施加高频而产生的等离子体，从而对从抗蚀剂及Cr膜露出的区域的合成石英基板进行蚀刻。由此蚀刻而得的合成石英基板的深度为100nm。除去残存的抗蚀剂及Cr膜，得到了形成有凹凸结构的模具。将作为脱模剂的Optool HD-1100(“ダイキン工業”制)涂布在模具的表面上。
接下来，将紫外线固化性树脂涂布在上述模具的形成有图案的面(即表面)上。然后，使用一个面进行了易粘接处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，并用该膜的进行了易粘接处理的面覆盖模具表面。进一步地，使用辊来扩展紫外线固化性树脂，以使得紫外线固化性树脂在模具中的形成有图案的整个区域中扩展，照射紫外线以使紫外线固化性树脂固化后，从模具上剥离出聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。由此，在紫外线固化性树脂的表面上形成了排列为六边形阵列的凸部图案，得到了由该紫外线固化性树脂构成的层与作为基材的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的层叠体(即周期结构体)。固化后的紫外线固化性树脂的折射率为1.52。
然后，使用真空蒸镀法在上述周期结构体的表面上形成厚度50nm的由铝(Al)构成的膜，从而形成了金属层。进一步地，在金属层的表面上形成厚度150nm的由二氧化硅(SiO2)构成的膜，从而形成了电介质层。由此，得到了实施例3的显示体。相对于基材而设置电介质层的那一侧是显示体的表面侧，相对于电介质层而设置基材的那一侧是显示体的背面侧。
当向实施例3的显示体照射白色光并进行观察时，在凸部的形成有图案的区域中，通过表面反射观察而观察到了接近于黑色的蓝色，通过背面反射观察而观察到了紫色，通过表面透射观察及背面透射观察而观察到了橙色。另外，在凸部的没有形成图案的区域中，观察到了具有金属光泽的颜色作为来自由铝构成的金属层的反射光。

Claims (20)

1.一种光学装置，具备：
具有基准面的支持部；
具备多个周期要素并作为电介质的周期结构体，其中所述多个周期要素在所述基准面上排列为具有亚波长周期的二维点阵状、并且是从所述基准面突出的凸部以及从所述基准面凹陷的凹部中的任一者；以及
位于所述周期结构体的表面、且具有跟随所述周期结构体的表面形状的形状的金属层，其中所述周期结构体的表面是包括所述周期要素的表面以及所述基准面当中的包围所述周期要素的区域的面。
2.一种显示体，其具有权利要求1所述的光学装置的构成，
所述显示体在所述基准面上包括：
厚度为10nm以上200nm以下的第1光栅层；
厚度为10nm以上200nm以下的第2光栅层；以及
厚度大于所述第1光栅层及所述第2光栅层的各自厚度、且在厚度方向上被夹在所述第1光栅层与所述第2光栅层之间的中间光栅层，
所述第1光栅层具备：排列为作为正方形阵列和六边形阵列中的任一者的岛状阵列的多个第1电介质层，以及具有将各个第1电介质层包围的网格状的第1金属层，
所述中间光栅层具备：排列为作为正方形阵列和六边形阵列中的任一者的岛状阵列的多个第1中间电介质层，以及具有将各个第1中间电介质层包围的网格状、且介电常数比所述第1中间电介质层的介电常数小的第2中间电介质层，
所述第2光栅层具备：排列为作为正方形阵列和六边形阵列中的任一者的岛状阵列的多个第2金属层，以及具有将各个第2金属层包围的网格状的第2电介质层，
所述周期要素是所述凸部，所述第1电介质层和所述第1中间电介质层构成了所述周期要素，所述第1金属层和所述第2金属层包括在所述金属层中，
所述第1光栅层中的所述第1金属层的体积比率大于所述第2光栅层中的所述第2金属层的体积比率，同时所述第2光栅层中的所述第2金属层的体积比率大于所述中间光栅层中的金属材料的体积比率，
所述第1电介质层的宽度相对于所述第1电介质层的结构周期的比率、以及所述第2金属层的宽度相对于所述第2金属层的结构周期的比率分别为0.25以上0.75以下。
3.根据权利要求2所述的显示体，其中，所述第1金属层和所述第2金属层分别具有相对于可见区域的光的复介质常数，该复介质常数的实部为负值。
4.根据权利要求2或3所述的显示体，其中，所述第1电介质层的宽度相对于所述第1电介质层的结构周期的比率、以及所述第2金属层的宽度相对于所述第2金属层的结构周期的比率分别为0.40以上0.60以下。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的显示体，其中，所述第1电介质层和所述第1中间电介质层是一体的结构体，
所述第1光栅层的厚度为100nm以下，
所述第2光栅层的厚度为100nm以下，
所述中间光栅层的厚度为150nm以下。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的显示体，其中，构成所述第1金属层的材料与构成所述第2金属层的材料相同，
所述第2电介质层为空气层，
所述第1电介质层的折射率与所述第1金属层的折射率之差大于所述第2电介质层的折射率与所述第2金属层的折射率之差。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的显示体，其中，所述第1电介质层和所述第1中间电介质层是一体的结构体，
所述第2中间电介质层和所述第2电介质层是一体的结构体。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的显示体，其中，所述中间光栅层进一步具备位于所述第1中间电介质层的侧面上、且被夹在所述第1中间电介质层与所述第2中间电介质层之间的中间金属层，
所述中间金属层和所述第2金属层是一体的结构体，所述中间金属层包括在所述金属层中，同时为了抑制可见区域的光的反射，所述中间金属层在所述侧面上的厚度在越接近于所述第1金属层的部位处越薄。
9.一种显示体，其具有权利要求1所述的光学装置的构成，
所述显示体进一步具备位于与所述金属层中的所述周期结构体所接触的面相对的那一侧的面上、且具有跟随所述金属层的表面形状的形状的电介质层。
10.根据权利要求9所述的显示体，其中，所述电介质层由无机化合物构成。
11.根据权利要求9或10所述的显示体，其中，所述周期要素是所述凸部，
所述金属层的厚度为10nm以上，同时所述金属层的厚度小于所述凸部的高度。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的显示体，其进一步具备保护层，该保护层覆盖与所述电介质层中的所述金属层所接触的面相对的那一侧的面。
13.一种显示体，其具有权利要求1所述的光学装置的构成，
所述显示体进一步具备产生多层膜干涉的多层膜层，所述多层膜层位于与所述金属层中的所述周期结构体所接触的面相对的那一侧的面上、并且覆盖由所述周期结构体和所述金属层构成的结构体。
14.一种显示体，其具有权利要求1所述的光学装置的构成，并且具备表面和背面，所述显示体具备：
具有多个从所述背面朝向所述表面突出的凸部的电介质即凹凸结构层、以及
位于所述凹凸结构层的表面、且具有跟随所述凹凸结构层的表面形状的形状的上部金属层，
从与所述显示体的所述表面相对的方向来看，所述显示体包括第1显示要素和第2显示要素，
在所述第1显示要素中，所述凹凸结构层构成所述周期结构体，所述上部金属层构成所述金属层，所述周期结构体与所述金属层构成了产生等离子共振的结构体，
在所述第2显示要素中，从与所述显示体的所述表面相对的方向来看，多个所述凸部以比所述第1显示要素中的所述凸部的阵列周期大的周期进行排列，并且与所述上部金属层当中的包括在所述第2显示要素中的部分一起构成了使可见区域的光衍射的衍射光栅。
15.一种显示体，其具有权利要求1所述的光学装置的构成，
所述显示体在所述基准面上包括：
第1光栅层、
第2光栅层、以及
在厚度方向上夹在所述第1光栅层与所述第2光栅层之间的中间光栅层，
所述第1光栅层具备：排列为所述二维点阵状的多个第1电介质层、以及具有将各个第1电介质层包围的网格状的第1金属层，
所述中间光栅层具备：排列为所述二维点阵状的多个第1中间电介质层，以及具有将各个第1中间电介质层包围的网格状、且介电常数比所述第1中间电介质层低的第2中间电介质层，
所述第2光栅层具备：排列为所述二维点阵状的多个第2金属层、以及具有将各个第2金属层包围的网格状的第2电介质层，
所述周期要素是所述凸部，所述第1电介质层和所述第1中间电介质层构成所述周期要素，所述第1金属层和所述第2金属层包括在所述金属层中，
在所述多个第1电介质层中，在沿着所述二维点阵的所述第1电介质层的阵列方向上的宽度大小是1种以上，所述第1光栅层在每个所述宽度的种类中具有多个所述第1电介质层，所述宽度相等的多个所述第1电介质层是第1电介质层子组，各个第1电介质层子组中的所述第1电介质层的结构周期是亚波长周期，
1个以上的所述第1电介质层子组构成第1电介质层组，通过规则地配置多个所述第1电介质层组，形成了比所述亚波长周期大的结构周期。
16.一种显示体，其具有权利要求1所述的光学装置的构成，
所述周期要素的侧面不具有在离所述基准面越远时越倾斜地离所述周期要素的中心越远的部分，所述周期要素的侧面的至少一部分在离所述基准面越远时越倾斜地靠近所述周期要素的中心。
17.一种带显示体的装置，其具备：
权利要求13所述的显示体、以及
配置在与所述支持部相对的位置处的太阳能电池。
18.一种带显示体的装置，其具备：
权利要求2至16中任一项所述的显示体、以及
配置在与所述显示体所具有的表面和背面当中的一个面的一部分相对的位置处、且被构成为能够向所述显示体放出光的发光结构体。
19.一种滤光镜，其具有权利要求1所述的光学装置的构成，
所述滤光镜具备使特定波长区域的光选择性地透过的多个滤镜要素，
在所述滤镜要素中，
所述周期要素具有一个端部和另一端部，所述一个端部位于所述基准面上，
所述金属层具备第1金属层和第2金属层，该第1金属层具有将所述基准面当中的各个周期要素的所述一个端部包围的网格状，该第2金属层位于各个周期要素的另一端部，
沿着所述周期要素所排列的所述二维点阵的各个方向上的、所述周期要素的宽度相对于所述周期要素的结构周期的比率为0.30以上0.65以下，
所述金属层中对可见区域的光的复介质常数的实部为负值，
所述金属层的厚度为所述周期要素中的所述一个端部与所述另一端部的距离的10分之1以下。
20.一种光学装置的制造方法，包括：
通过将凹版所具有的凹凸转印至涂布于基材表面的树脂上以形成周期结构体的第1步骤，其中从与所述基材的表面相对的方向来看，作为凸部或凹部的周期要素被配置为具有亚波长周期的二维点阵状；以及
在所述周期结构体上形成金属层的第2步骤，其中该金属层具有跟随所述周期结构体的表面形状的形状。
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