CN112969577A - 显示体以及显示体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

通过简便的工序而制造外观美观性较高的显示体。显示体具有多个显示要素。显示要素由具有凹凸构造的凹凸层以及设置于凹凸构造上的多层膜层构成。从与凹凸层相对的方向观察，凸部构成的图案能够分割为多个虚拟的矩形内分别配置的图形要素，在虚拟的各矩形内配置的各图形要素与配置的矩形内切。虚拟的多个矩形具有沿着第1方向的边和沿着与第1方向正交的第2方向的边，沿着第1方向的边的长度小于或等于副波长。在确定构成一个凸部的多个图形要素的矩形的排列方向和多个矩形的沿着第1方向Dx的边所成的角度设为θ时，角度θ在各显示要素内恒定。在至少一个显示要素中，角度θ大于0°且小于90°、或者大于90°且小于180°。

Description

显示体以及显示体的制造方法
技术领域
本发明涉及显示体以及显示体的制造方法。
背景技术
作为闪蝶等自然界的生物的颜色而经常观察到的结构色，与如色素呈现的颜色那样因分子的电子迁移而目视确认到的颜色不同。上述结构色是通过光的衍射、干涉、散射之类的因物体的微细的构造引起的光学现象的作用而目视确认到的颜色。
例如，基于多层膜干涉的结构色，是在彼此相邻的薄膜的折射率互不相同的多层膜层中，因在多层膜的各界面反射的光发生干涉而产生的结构色。另外，多层膜干涉是闪蝶的翅膀的显色原理之1。在闪蝶的翅膀除了多层膜干涉以外，还因翅膀表面的微细的凹凸构造而产生光的散射、衍射，其结果，能以较大范围的观察角度目视确认到鲜艳的蓝色。
作为通过人工方式使得闪蝶的翅膀之类的结构色再现的构造，存在专利文献1中记载的构造。在专利文献1中，提出了在具有不均匀地排列的微细的凹凸的基材的表面层叠有多层膜层的构造。
在多层膜层中，因干涉而增强的光的波长根据在多层膜层的各层产生的光路差而改变，光路差根据各层的膜厚及折射率而决定。而且，因干涉而增强的光的射出方向限定为，取决于入射光的入射角度的特定的方向。因此，关于在平面层叠有多层膜层的构造，目视确认到的反射光的波长根据观察角度而大幅变化，因此目视确认到的颜色根据观察角度而大幅变化。
对此，在专利文献1的构造中，在不规则的凹凸上层叠有多层膜层，从而因干涉而增强的反射光向多个方向扩散，基于观察角度的颜色的变化变得缓和。其结果，在专利文献1的构造中，实现了如闪蝶的翅膀那样以较大范围的观察角度呈现出特定颜色的显色体。
专利文献1：日本特开2005-153192号公报
发明内容
但是，基于上述构造体的结构色能够实现与色素色不同的目视效果。例如，在专利文献1的构造体中，关于凹凸构造的凸部，从与形成有凹凸的面相对的方向观察(平面观察)，具有沿针对各凸部共通的方向延伸的矩形形状，并且该凸部的长边方向上的长度不规则。另一方面，凸部的短边方向上的长度大致恒定。即，多个凸部的长边方向具有各向异性，其结果，反射光的扩散方向也具有各向异性。因此，例如在针对每个区域变更了凹凸构造的长边方向的情况下，反射光扩散的方向在每个区域不同，构造体呈现的颜色的亮度等的观察方法根据观察的位置而改变，能够制作外观美观性较高的显示体。
另外，例如，通过在基材通过电子束光刻对矩形的图案进行描绘且通过干蚀刻等形成凹凸构造的方法、通过纳米压印法将通过电子束光刻和干蚀刻形成的模具的凹凸向树脂层转印而形成上述凹凸构造。关于电子束光刻，存在使电子射线汇聚于一点进行描绘的点束方式、使电子射线切割出矩形形状进行描绘的可变成型方式。
可变成型方式能够通过以对沿着正交的第1及第2方向的矩形形状进行描绘，从与形成有凹凸的面相对的方向观察，不规则的凹凸构造的凸部具有沿针对各凸部共通的方向延伸的矩形形状，因此能够利用可变成型方式高速地进行描绘制作。
然而，在针对每个区域而变更凹凸构造的长边方向的情况下，产生构成凸部的矩形形状的边的方向、与电子射线的矩形形状的边的方向不一致的区域。而且，在上述区域中，对相对于电子射线的矩形形状的边的方向倾斜的形状进行描绘。特别是在包含斜线的区域中，描绘时的镜头分割数增多，凹凸构造的形成花费时间。
本发明就是鉴于上述情形而提出的，第1目的在于提供一种外观美观性较高的显示体，通过对小于波长的图形要素进行组合而针对每个区域模拟地变更凸部的长边方向，由此使得颜色的观察方法根据观察角度而不同。
另外，第2目的在于提供一种制造方法，通过对小于波长的矩形形状进行组合而使得电子射线的矩形形状的边的方向与凹凸构造的边的方向一致，但通过模拟地改变凸部的长边方向而能够通过简便的工序制造颜色的观察方法根据观察角度而不同的外观美观性较高的显示体。
为了解决问题，本发明的一个方式是具有多个显示要素的显示体，其主旨在于，上述多个显示要素具有：凹凸层，其具有凹凸构造；以及多层膜层，其由设置于上述凹凸构造上的大于或等于2层构成，上述多层膜层的相邻的层的折射率互不相同，上述凹凸层具有由凸部构成的图案，从与上述凹凸层相对的方向观察，由上述凸部构成的图案能够分割为在多个虚拟的矩形内分别配置的图形要素，在上述虚拟的各矩形内配置的各图形要素与所配置的矩形内切，上述虚拟的多个矩形具有沿着第1方向的边、以及沿着与上述第1方向正交的第2方向的边，沿着上述第1方向的边的长度小于或等于副波长，在沿着上述第1方向的方向和上述多个虚拟的矩形的排列方向所成的角度设为θ时，上述角度θ在各显示要素内恒定，上述多个显示要素的至少一个显示要素的上述角度θ大于0°且小于90°、或者大于90°且小于180°。
另外，本发明的其他方式是具有多个显示要素的显示体的制造方法，其主旨在于，包含如下工序：第1工序，利用纳米压印法将凹版具有的凹凸向含有树脂的层转印，由此在表面形成凹凸层；以及第2工序，沿上述凹凸层形成多层膜层，此时，形成为该多层膜层中彼此相邻的层的折射率互不相同、且朝向该多层膜层的入射光中的特定的波长范围的光的反射率高于其他波长范围的光的反射率，在上述第1工序中，上述凹凸层具有由凸部构成的图案，从与上述凹凸层相对的方向观察，凸部所构成的图案能够分割为在多个虚拟的矩形内分别配置的图形要素，在上述虚拟的各矩形内配置的各图形要素与所配置的矩形内切，上述虚拟的多个矩形具有沿着第1方向的边和沿着与上述第1方向正交的第2方向的边，沿着上述第1方向的边的长度小于或等于副波长，在沿着上述第1方向的方向和上述多个虚拟的矩形的排列方向所成的角度设为θ时，上述角度θ在各显示要素内恒定，上述多个显示要素的至少一个显示要素的上述角度θ大于0°且小于90°、或者大于90°且小于180°。
发明的效果
根据本发明的一个方式，从与凹凸构造相对的方向观察凹凸构造时的凸部的图案，由分别与具有沿着彼此正交的第1方向以及第2方向的边的虚拟的多个矩形形状内切的形状的图形要素构成，关于至少一部分显示要素，使得相邻的矩形沿着与上述第1方向以及第2方向不同的第3方向排列，由此能够虚拟地制作长轴方向不同的凹凸构造。其结果，根据本发明的一个方式，能够获得颜色的观察方法根据观察角度而不同的外观美观性较高的显示体。
并且，根据本发明的一个方式，通过对小于波长的矩形形状进行组合而使得电子射线的矩形形状的边的方向与凹凸构造的边的方向一致，但通过虚拟地改变凸部的长边方向，能够以简便的工序制造颜色的观察方法根据观察角度而不同的外观美观性较高的显示体。
附图说明
图1是表示通过第1实施方式所涉及的制造方法制造的显示体的表面构造的平面图。
图2是表示图1的显示体中包含的显示要素的剖面构造的剖面图。
图3是对图1的显示体中包含的显示要素的表面构造进行说明的平面图。
图4是对图1的显示体中包含的显示要素的表面构造进行说明的平面图。
图5是表示通过第2实施方式所涉及的制造方法制造的显示体中包含的显示要素的剖面构造的剖面图。
具体实施方式
(第1实施方式)
下面，参照图1～图4对显示体及其制造方法进行说明。
此外，针对显示体的入射光以及反射光的波长范围并不特别限定，在下面的实施方式中，作为一个例子，对以可见区域的光为对象的显示体进行说明。在下面的说明中，可见区域的光是指大于或等于360nm而小于或等于830nm的波长范围的光。
如图1所示，显示体10在基材的表面上形成多个显示要素。此外，在图1中，为了简化而仅举例示出了2个显示要素，本实施方式所涉及的显示体10也可以包含大于或等于3个的显示要素。另外，在图1中，以相同的尺寸而举例示出了2个显示要素12(#1)、12(#2)，多个显示要素也可以具有各不相同的尺寸、各不相同的轮廓形状。
图2是表示显示要素的结构例的剖面图。即，如图2所示，显示要素由如下部件构成：凹凸层，其具有在基材的一个面侧形成的凹凸构造23；以及多层膜层24，其由层叠于凹凸构造23上的多层构成。另外，多层膜层24追随凹凸构造23的凹凸形状而层叠，形成各显示要素的凸部以及凹部。
这里，如图2所示，凹凸构造23形成于基材的一个面侧，构成凹凸层的基材可以由吸收可见光波长范围的光的材料形成。
其理由如下。
即，从多层膜层透过的光的至少一部分由兼用作吸收层的基材吸收，能够抑制透射光向第1面侧返回。因此，在从具有凹凸层的面侧观察显示体的情况下，能够抑制目视确认到与来自多层膜层的反射光不同的波长范围的光，因此本实施方式的显示要素能够抑制基于反射光引起的颜色的目视确认性下降。
另外，凹凸构造23可以形成于基材的一个面侧，将基材的一个面的相反侧的背面侧由吸收可见光波长范围的光的材料形成。例如，可以在基材的背面预先形成由吸收可见光波长范围的光的材料构成的层。
其理由如下。
即，从多层膜层透过的光的至少一部分由兼用作吸收层的基材吸收，能够抑制透射光向第1面侧返回。因此，在从具有凹凸层的面观察显示体的情况下，能够抑制目视确认到与来自多层膜层的反射光不同的波长范围的光，本实施方式的显示要素能够抑制基于反射光引起的颜色的目视确认性下降。
为了在基材11对图2所示的凹凸构造23进行加工，例如只要利用电子射线、紫外线光刻以及干蚀刻等公知技术即可。
多层膜层24的相邻的层的折射率互不相同。本实施方式的多层膜层24具有交替地层叠有高折射率层22和低折射率层21的构造。高折射率层22的折射率大于低折射率层21的折射率。在凹凸构造23的凸部上及凹部上，多层膜层24的结构、即构成多层膜层24的各层的材料、膜厚、层叠顺序一致。
如果光向这种多层膜层24入射，则在多层膜层24的高折射率层22与低折射率层21的各界面处反射的光引起干涉，并且行进方向因多层膜层24的最外表面的不规则的凹凸而改变。其结果，特定波长范围的光以较大的角度射出。作为该反射光而强烈地射出的特定波长范围，根据高折射率层22及低折射率层21的材料及膜厚、和凹凸的宽度、高度及配置而决定。
高折射率层22及低折射率层21由使得可见区域的光透过的材料、即针对可见区域的光而透明的材料构成。如果构成为高折射率层22的折射率高于低折射率层21的折射率，则并不限定于上述层的材料，高折射率层与低折射率层的折射率的差越大，越能以较少的层叠数获得高强度的反射光。根据这种观点，例如，在高折射率层22及低折射率层21由无机材料构成的情况下，优选地，高折射率层22由二氧化钛(TiO2)构成，低折射率层21由二氧化硅(SiO2)构成。其中，高折射率层22以及低折射率层21可以分别由有机材料构成。
高折射率层22以及低折射率层21的各自的膜厚，只要根据利用显示体10显色的期望的颜色利用传送行列法等进行设计即可。例如，在呈现蓝色的显示体的情况下，由TiO2构成的高折射率层的膜厚优选为40nm左右，由SiO2构成的低折射率层21的膜厚优选为75nm左右。
参照图3说明在由基材构成的凹凸层形成的凹凸构造23的详细内容。
图3(a)是从与基材的表面相对的方向(厚度方向)观察基材的平面图，图3(b)是表示沿着图3(a)中的III-III线的基材的剖面构造的图。图3(c)是图3(a)中的一个凸部31放大后的图。
构成显示图案的各凸部由连续地排列的多个图形要素R构成。
此外，关于图3，为了简化而将图形要素设为矩形形状(与虚拟的矩形相同)，图形要素R只要是与虚拟的矩形形状F内切的图形即可，例如也可以是图4那样的圆形、五边形等多边形。图4(a)是多个图形要素与虚拟的矩形形状内切的情况下的从与基材的表面相对的方向(厚度方向)观察基材的平面图，图4(b)是表示沿着图4(a)中的III-III线的基材的剖面构造的图。图4(c)是图4(a)中的一个凸部31放大后的图。
这里，从相邻的矩形F的左上方的顶点通过的虚拟的直线、与上述多个矩形的沿着第1方向的边所成的角度设为θ。即，沿着第1方向的方向Dx(也记作第1方向Dx)、与构成一个凸部的连续的多个图形要素R的排列方向所成的角度设为θ。
该角度θ针对每个显示要素而设定为恒定。
其理由如下，即，使凸部在特定方向上具有各向异性，由此使得散射光向特定方向反射。
图3(d)是θ＝0°或180°的情况下的、从与基材的表面相对的方向观察基材的平面图，图3(e)是θ＝90°的情况下的平面图。
在图3(a)、(d)、(e)中，对构成凹凸构造的凸部标注圆点。
如图3(a)所示，第1方向Dx及第2方向Dy是沿着虚拟的矩形F的边的平面中包含的方向。第1方向Dx和第2方向Dy正交。
如图3(a)所示，从与基材的表面相对的方向(厚度方向)观察基材，凸部构成的图案能够分割为连续的多个图形要素R。与图形要素R外切的虚拟的矩形F经由沿着构成矩形F的第1方向Dx的边而连续。
关于多个图形要素R，沿着第1方向Dx的边的长度d1恒定。在使可见区域的光反射的情况下，优选小于或等于可见光波长，d1优选大于或等于300nm且小于或等于830nm。例如，在设为蓝色的显示要素的情况下，优选为300nm左右。
矩形F的沿着第1方向的边d1的长度设为小于或等于副波长。
其理由在于防止产生虹色的分光。
另一方面，关于多个矩形F，在角度θ大于0°且小于90°、或者大于90°且小于180°的情况下，沿着第2方向Dy的长度d2满足tanθ＝d2/L。在经由沿着第1方向Dx的边而相邻的2个矩形的将左上方的顶点连结的直线的长度设为α时，长度L是指满足αcosθ＝L的长度。长度L只要为制造工序中所需的精度即可，例如，可以舍去小数点以下的数位。
在图3(c)中，L与多个矩形的沿着第1方向的长度d1一致，如果满足上述的αcosθ＝L，则也可以不一致。
在角度θ＝0°或180°的情况下，L＝α，变为图3(d)所示的平面图。在θ＝90°的情况下，L＝0，α＝d2，变为图3(e)所示的平面图。
优选地，矩形的沿着第2方向的边的长度之和的1/2的标准偏差，大于沿着第1方向的边的长度的标准偏差。
其理由如下，即，沿着第一方向的边的长度、或者从中心通过且沿着第一方向的直线的长度的偏差增大，从而反射光向二维所有方位散射，能够防止反射率下降。
为了使来自多层膜层24的反射光高效地散射，优选地，经由沿着第1方向Dx的边而连结的多个图形要素R的沿着第2方向Dy的边的长度d2之和的1/2的平均值大于或等于2μm且小于或等于4.15μm，并且具有标准偏差大于或等于0.5μm且小于或等于1μm的分布。
凸部的高度h只要根据在显示体的表面处反射的光的波长而设计为适当的高度即可。只要高度h的值为大于后述的多层膜层的表面粗糙度的高度，则能够获得衍射效果。但是，如果过度增大高度h，则散射效果增强，从多层膜表面反射的光的彩度受损。因此，在成为对象的波长带处于可见区域的显示体的情况下，凸部的高度h优选小于或等于415nm。高度h的值更优选处于大于或等于10nm且小于或等于200nm的范围。
例如关于蓝色的显示体，为了获得有效的光的扩散，高度h的值优选大于或等于40nm且小于或等于150nm。为了对散射效果进行控制，关于蓝色的显示体，h更优选小于或等于100nm。
另外，凸部的高度h只要在各显示要素内恒定即可，针对每个显示要素也可以不同。
关于各显示要素，在由多个图形要素构成的图案的凸部的构造高度不同的情况下，优选其差大于或等于5nm。上限小于或等于200nm。
其理由如下，即，如果构造高度过度增大，则反射光的散射效果过度提高，反射光的强度减弱。
另外，构成由多个图形要素的集合构成的图案的凸部所占的比例优选大于或等于40％且小于或等于60％。
其理由如下，即，为了增大来自多层膜层的反射光的扩散，即，为了提高反射光的散射效果，优选凹凸的起伏较多。
在本实施方式中，多个显示要素中的至少一个如图3(a)那样设定为角度θ大于0°且小于90°、或者大于90°且小于180°。
而且，根据本实施方式所涉及的显示体及其制造方法，为了引起光的扩散效果，由与具有沿着彼此正交的第1方向以及第2方向的边的多个矩形形状分别内切的图形要素构成从与凹凸构造相对的方向观察凹凸构造时的凸部的图案。并且，构成各凸部的多个图形要素沿着与上述第1方向以及第2方向不同的第3方向而排列，由此虚拟地制作长轴方向不同的凹凸构造，能够获得颜色的观察方法根据观察角度而不同的外观美观性较高的显示体。
另外，在仅由具有沿着第1方向以及第2方向的边的虚拟的矩形确定由凸部构成的所有图案的情况下，即，在与虚拟的矩形形状内切的图形要素的形状一致的情况下，利用可变成型方式的电子束光刻能够高速地对图案进行描绘而制作凹凸构造。
(第2实施方式)
图4是表示通过本实施方式所涉及的制造方法制造的显示体的像素要素的结构例的剖面图。其与第1实施方式的图2对应。
图4中，对与第1实施方式中说明的部分相同的部分标注相同的标号而示出，在下面的记载中，避免重复说明而对与第1实施方式不同的点进行说明。
即，关于通过本实施方式所涉及的制造方法制造的显示体，如图4举例所示的剖面图，在形成于多层膜层24与基材11之间的树脂层32形成有凹凸构造这一点与第1实施方式所涉及的显示体不同。
即，取代基材11自身构成凹凸层的方式，由设置于基材11上的树脂层32构成凹凸层。
例如，在通过光纳米压印法形成凹凸构造23的情况下，树脂层32由涂敷于基材11的表面的光固化性树脂构成。
在本实施方式所涉及的显示体的制造方法中，对由该光固化性树脂构成的树脂层32的上表面进行加工而形成凹凸构造23。在该情况下，需要准备光烙印用模具。
为了制作烙印用模具，如第1实施方式中说明的那样，例如只要使用电子射线、紫外线光刻以及干蚀刻等公知技术即可。或者，为了更简便地制作烙印用模具，可以应用如下方法，即，在形成的抗蚀剂图案上例如使镍(Ni)等金属成膜，进行电铸处理，使抗蚀剂熔解，制作由Ni构成的烙印用模具。
通过这种制造方法，也能够制造第1实施方式中说明的显示体10。
实施例
下面，作为实施例，对上述说明的制造方法、以及通过该制造方法制造的显示体的特性进行说明。
＜实施例1＞
对实施例1的显示体及其制造方法进行说明。实施例1的显示体具有的显示要素如图2所示由在基材形成有凹凸构造的显示要素构成。
首先，制作烙印用模具。作为在光纳米压印法中照射的光，使用365nm的波长的光，因此使用使得该波长的光透过的合成石英作为模具的材料。在形成模具时，首先，在合成石英基板的表面通过溅射而成膜出由铬(Cr)构成的膜，通过可变成型方式的电子束光刻在Cr膜上形成电子射线抗蚀剂图案。形成的图案是由图3(a)所示的多个图形要素的集合构成的图案，与图形要素外切的虚拟的矩形形状与图形要素的形状一致。图案区域(各显示要素)是一条边为50mm的正方形，如图1所示，为了制作2个显示要素，形成了凹凸构造A(显示要素12(#1)的凹凸构造23)以及凹凸构造B(显示要素12(#1)的凹凸构造23)这2种。凹凸构造A的图3(a)中的上述矩形的第1方向上的长度d1为300nm，从虚拟的矩形的左上方的顶点通过的虚拟的直线与沿着第1方向的边所成的角度设为θ＝30°。凹凸构造B的图3(a)中的上述矩形的第1方向上的长度d1为300nm，设为θ＝45°。
多个虚拟的矩形的沿着第2方向的边的长度之和的1/2是从平均值为2000nm、且标准偏差为500nm的正态分布选择的长度。在上述图案中，构成各凸部的多个矩形以在第1方向以及第2方向上不重叠的方式排列。使用的抗蚀剂为正型，膜厚设为200nm。
接下来，利用对氯(Cl2)和氧(O2)的混合气体施加高频而产生的等离子体，对从抗蚀剂露出的区域的Cr膜进行蚀刻。接下来，利用对六氟乙烷气体施加高频而产生的等离子体，对从抗蚀剂以及Cr膜露出的区域的合成石英基板进行蚀刻。由此，蚀刻后的合成石英基板的深度为80nm。通过将残留的抗蚀剂以及Cr膜去除而获得形成有凹凸构造的石英模具。在模具的表面，作为脱模剂而涂敷Optool HD-1100(オプツールHD-1100)(“ダイキン工業”制)。
接下来，在用作基材的合成石英晶圆的表面涂敷光固化性树脂(PAK-02，“東洋合成”制)，将模具的形成有凹凸的面按压于该树脂，从模具的背面侧照射365nm的光。在通过该光的照射使得光固化性树脂固化之后，使合成石英晶圆以及树脂层从模具剥离。由此，获得层叠有具有凹凸构造的树脂层的合成石英晶圆。
接下来，对合成石英晶圆实施使用O2气体的基于等离子体的蚀刻，将残留于凹凸构造的凹部的光固化性树脂去除。在该工序中，导入40sccm的O2气体，实施等离子体放电。然后，实施使用八氟环丁烷(C4F8)和氩(Ar)的混合气体的基于等离子体的蚀刻，将树脂层具有的凹凸构造转印至合成石英晶圆。在该工序中，在导入40sccm的C4F8气体、60sccm的Ar气体且将等离子体腔室内的压力设定为5mTorr之后，施加RIE功率75W、ICP功率400W而实施等离子体放电。在合成石英晶圆形成的凹凸构造的凸部的高度设为80nm。
接下来，进行利用二甲基亚砜：单乙醇胺＝7：3的混合液(ST-105，“関東化学”制)的有机清洗、利用以硫酸以及过氧化氢溶液为基本成分的混合水溶液(SH-303，“関東化学”制)的酸清洗，获得具有作为第1构造的凹凸构造的基材的合成石英晶圆。
接下来，在上述合成石英晶圆的具有凹凸的表面，通过真空蒸镀而交替地形成膜厚为60nm的作为高折射率层的TiO2膜、以及膜厚为80nm的作为低折射率层的SiO2膜，形成具有5组高折射率层和低折射率层的组、即10层的多层膜层。由此，获得实施例1的显示体。
对于实施例1的显示体，从层叠侧观察了多层膜。具体而言，关于显示要素12(#1)，在对显示要素从30°的方向观察时，目视确认到蓝色最明亮，关于显示要素12(#2)，在对显示要素从45°的方向观察时，目视确认到蓝色最明亮。
＜实施例2＞
对实施例2的显示体及其制造方法进行说明。实施例2的显示体如图5所示，由在基材上的树脂层形成有凹凸构造的显示要素构成。
首先，制作烙印用模具。作为光纳米压印法中照射的光，利用365nm的波长的光，因此使用使得该波长的光透过的合成石英作为模具的材料。在形成模具时，首先，在合成石英基板的表面通过溅射而成膜出由铬(Cr)构成的膜，通过可变成型式的电子束光刻在Cr膜上形成电子射线抗蚀剂图案。形成的图案是由图3(a)所示的多个图形要素的集合构成的图案，与图形要素外切的虚拟的矩形形状与图形要素的形状一致。图案区域是一条边为50mm的正方形，如图1所示，为了制作2个显示要素，形成了凹凸构造A(显示要素12(#1)的凹凸构造23)以及凹凸构造B(显示要素12(#1)的凹凸构造23)这2种。凹凸构造A的图3(a)的上述矩形的第1方向上的长度d1为300nm，从虚拟的矩形的左上方的顶点通过的虚拟的直线、与沿着第1方向的边所成的角度设为θ＝30°。凹凸构造B的图3(a)的上述矩形的第1方向上的长度d1为300nm，设为θ＝45°。
虚拟的多个矩形的沿着第2方向的边的长度之和的1/2是从平均值为2000nm、且标准偏差为500nm的正态分布选择的长度。在上述图案中，构成各凸部的多个矩形以在第1方向以及第2方向上不重叠的方式排列。使用的抗蚀剂为正型，膜厚设为200nm。
接下来，利用对氯(Cl2)和氧(O2)的混合气体施加高频而产生的等离子体，对从抗蚀剂露出的区域的Cr膜进行蚀刻。接下来，利用对六氟乙烷气体施加高频而产生的等离子体，对从抗蚀剂以及Cr膜露出的区域的合成石英基板进行蚀刻。由此，蚀刻后的合成石英基板的深度为80nm。通过将残留的抗蚀剂以及Cr膜去除而获得形成有凹凸构造的石英模具。在模具的表面，作为脱模剂而涂敷“オプツールHD-1100”(“ダイキン工業”制)。
接下来，在单面实施了易粘接处理的聚脂薄膜(Cosmoshine A4100：コスモシャインA4100，“東洋紡”制)的实施了易粘接处理的面涂敷光固化性树脂(PAK-02，“東洋合成”制)，将模具的形成有凹凸的面按压于该树脂，从模具的背面侧照射365nm的光。在通过该光的照射而使得光固化性树脂固化之后，使聚脂薄膜以及树脂层从模具剥离。由此，获得了作为层叠有具有凹凸构造的树脂层的基材的聚脂薄膜。
接下来，在获得的基材和树脂层的层叠体的具有凹凸的面，通过真空蒸镀而交替地形成膜厚为60nm的作为高折射率层的TiO2膜、以及膜厚为80nm的作为低折射率层的SiO2膜，形成具有5组高折射率层和低折射率层的组、即10层的多层膜层。
关于实施例1的显示体，从层叠侧观察多层膜，关于显示要素12(#1)，在对显示要素从30°的方向观察时，目视确认到蓝色最明亮，关于显示要素12(#2)，在对显示要素从45°的方向观察时，目视确认到蓝色最明亮。
本发明的范围并不限定于图示记载的例示的实施方式，还包含能带来与本发明的发明目的等同的效果的所有实施方式。并且，本发明的范围并不限定于由权利要求限定的发明的特征的组合，可以由所有公开的特征中的特定的特征的所有期望的组合限定。
另外，通过参照而使得本申请主张了优先权的、日本特许申请2018-229225号(2018年12月6日申请)的全部内容构成本公开的一部分。
工业实用性
本发明的显示体可以用于外观美观性较高的显示物。特别优选用于表面装饰、安全领域。
标号的说明
10……显示体
11……基材
12(#1)、(#2)……显示要素
21……低折射率层
22……高折射率层
23……凹凸构造(基材)
24……多层膜层
32……树脂层(凹凸层)
31……凹凸构造的凸部
Dx……第1方向
Dy……第2方向
R……图形要素
F……虚拟的矩形

Claims (12)

1.一种显示体，其具有多个显示要素，该显示体的特征在于，
上述多个显示要素具有：凹凸层，其具有凹凸构造；以及多层膜层，其由设置于上述凹凸构造上的大于或等于2层构成，
上述多层膜层的相邻的层的折射率互不相同，
上述凹凸层具有由凸部构成的图案，
从与上述凹凸层相对的方向观察，由上述凸部构成的图案能够分割为在多个虚拟的矩形内分别配置的图形要素，
在上述虚拟的各矩形内配置的各图形要素与所配置的矩形内切，
上述虚拟的多个矩形具有沿着第1方向的边、和沿着与上述第1方向正交的第2方向的边，
沿着上述第1方向的边的长度小于或等于副波长，
在沿着上述第1方向的方向和上述多个虚拟的矩形的排列方向所成的角度设为θ时，
上述角度θ在各显示要素内恒定，
上述多个显示要素的至少一个显示要素的上述角度θ大于0°且小于90°、或者大于90°且小于180°。
2.根据权利要求1所述的显示体，其特征在于，
上述多个显示要素具有上述角度θ大于或等于0°且小于或等于180°的显示要素、和大于0°且小于90°或者大于90°且小于180°的显示要素。
3.根据权利要求1或2所述的显示体，其特征在于，
上述矩形的沿着上述第1方向的边的长度小于或等于830nm，构成由上述多个图形要素的集合构成的图案的凸部的高度小于或等于415nm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的显示体，其特征在于，
上述矩形的沿着上述第2方向的边的长度之和的1/2的标准偏差，大于沿着上述第1方向的边的长度的标准偏差。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的显示体，其特征在于，
作为确定构成上述凸部的上述图形要素的位置的虚拟的矩形，具有由沿着上述第1方向的边连结的多个矩形，
由沿着上述第1方向的边连结的多个矩形的沿着上述第2方向的边之和的1/2的平均值小于或等于4.15μm，该长度的标准偏差小于或等于1μm。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的显示体，其特征在于，
在从与上述凹凸层的表面相对的方向观察上述凹凸构造时，在构成上述显示要素的区域内，构成由上述多个图形要素的集合构成的图案的凸部所占的比例大于或等于40％且小于或等于60％。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的显示体，其特征在于，
上述多个显示要素中包含由上述多个图形要素构成的图案的凸部的构造高度不同的显示要素，该不同的构造高度之差大于或等于5nm。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的显示体，其特征在于，
关于上述各显示要素，构成上述凹凸构造的上述凸部的高度在各显示要素内恒定。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的显示体，其特征在于，
上述多层膜层中的、上下相邻的2个层，由使得相同的波长范围的光透过且在该波长范围内具有互不相同的折射率的材料构成。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的显示体，其特征在于，
上述凹凸构造形成于基材的一个面侧，
上述基材由吸收可见光波长范围的光的材料构成。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的显示体，其特征在于，
上述凹凸构造形成于基材的一个面侧，
上述基材的一个面的相反侧的背面侧由吸收可见光波长范围的光的材料构成。
12.一种显示体的制造方法，该显示体具有多个显示要素，其特征在于，
包含如下工序：
第1工序，利用纳米压印法将凹版具有的凹凸向含有树脂的层转印，由此在表面形成凹凸层；以及
第2工序，沿上述凹凸层形成多层膜层，此时将该多层膜层形成为，彼此相邻的层的折射率互不相同、且朝向该多层膜层的入射光中的特定的波长范围的光的反射率高于其他波长范围的光的反射率，
在上述第1工序中，上述凹凸层具有由凸部构成的图案，
从与上述凹凸层相对的方向观察，凸部所构成的图案能够分割为在多个虚拟的矩形内分别配置的图形要素，
在上述虚拟的各矩形内配置的各图形要素与所配置的矩形内切，
上述虚拟的多个矩形具有沿着第1方向的边和沿着与上述第1方向正交的第2方向的边，
沿着上述第1方向的边的长度小于或等于副波长，
在沿着上述第1方向的方向和上述多个虚拟的矩形的排列方向所成的角度设为θ时，
上述角度θ在各显示要素内恒定，
上述多个显示要素的至少一个显示要素的上述角度θ大于0°且小于90°、或者大于90°且小于180°。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3647835A4 (en) * 2017-06-28 2020-07-08 Toppan Printing Co., Ltd. COLORING STRUCTURE, DISPLAY BODY AND METHOD FOR MANUFACTURING A COLORING STRUCTURE
JP7136163B2 (ja) * 2020-09-17 2022-09-13 凸版印刷株式会社 表示体及び表示体の製造方法
JP2023019615A (ja) * 2021-07-29 2023-02-09 凸版印刷株式会社 発色構造体
JP2023019616A (ja) * 2021-07-29 2023-02-09 凸版印刷株式会社 発色構造体

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101680978A (zh) * 2007-05-25 2010-03-24 凸版印刷株式会社 显示体及信息印刷物
CN107835949A (zh) * 2015-04-30 2018-03-23 凸版印刷株式会社 显示体、物品、原版以及原版的制造方法
WO2018131665A1 (ja) * 2017-01-11 2018-07-19 凸版印刷株式会社 発色構造体、表示体、発色シート、成形体、および、発色構造体の製造方法
US20180229535A1 (en) * 2015-10-19 2018-08-16 Toppan Printing Co., Ltd. Display, article with display, and method of observing display

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7306827B2 (en) * 2000-10-30 2007-12-11 Sru Biosystems, Inc. Method and machine for replicating holographic gratings on a substrate
JP4228058B2 (ja) 2003-11-21 2009-02-25 彰 ▲さい▼藤 発色体とその製造方法
JP4853945B2 (ja) * 2006-02-23 2012-01-11 彰 齋藤 表示装置の製造方法
JP5143855B2 (ja) * 2010-04-08 2013-02-13 凸版印刷株式会社 表示体及びラベル付き物品
JP5457156B2 (ja) * 2009-12-09 2014-04-02 パナソニック株式会社 発色構造を備えた製品
DE102012015900A1 (de) * 2012-08-10 2014-03-06 Giesecke & Devrient Gmbh Sicherheitselement mit farbeffekterzeugendem Gitter
JP6520360B2 (ja) * 2015-04-30 2019-05-29 凸版印刷株式会社 表示体、物品、原版、および、原版の製造方法
JP6907943B2 (ja) * 2016-01-07 2021-07-21 凸版印刷株式会社 光学素子、および光学素子付き物品

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101680978A (zh) * 2007-05-25 2010-03-24 凸版印刷株式会社 显示体及信息印刷物
CN107835949A (zh) * 2015-04-30 2018-03-23 凸版印刷株式会社 显示体、物品、原版以及原版的制造方法
US20180229535A1 (en) * 2015-10-19 2018-08-16 Toppan Printing Co., Ltd. Display, article with display, and method of observing display
WO2018131665A1 (ja) * 2017-01-11 2018-07-19 凸版印刷株式会社 発色構造体、表示体、発色シート、成形体、および、発色構造体の製造方法

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