JP2002040218A - Display - Google Patents

Display

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JP2002040218A
JP2002040218A JP2000228702A JP2000228702A JP2002040218A JP 2002040218 A JP2002040218 A JP 2002040218A JP 2000228702 A JP2000228702 A JP 2000228702A JP 2000228702 A JP2000228702 A JP 2000228702A JP 2002040218 A JP2002040218 A JP 2002040218A
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JP
Japan
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display
diffraction grating
diffraction
pitch
light
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Application number
JP2000228702A
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Japanese (ja)
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Yoshinari Yokochi
良也 横地
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display performing multicolor display having high saturation by diffracted light with a simple structure. SOLUTION: Diffraction grating patterns consisting of a number of parallel grooves are disposed and formed on the surface or in the inner part of a plate- shaped base material (a card-shaped base material, a seal-shaped base material) and the diffraction grating patterns consist of plural regions 2r, 2g, 2y and 2b having the same groove pitch p in each region and consist of plural regions 2r, 2g, 2y and 2b adjacent to each other having groove pitches p different from each other. Thereby, the diffraction light having prescribed wavelength λ different from each other in every regions 2r, 2g, 2y and 2b is emitted with a specified diffraction angle Dn to realize the display 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プリペイドカー
ド、IDカード、運転免許証、商品パッケージ等に貼付
されたり一体に形成されるなどして偽造防止効果や装飾
効果を発揮する、回折格子が出射する回折光を利用した
ディスプレイに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diffraction grating which emits a diffraction grating which is attached to or integrally formed with a prepaid card, an ID card, a driver's license, a product package or the like to exhibit a forgery prevention effect and a decoration effect. The present invention relates to a display using diffracted light.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、プリペイドカード、IDカード、
運転免許証、商品パッケージ等の物品に貼付されたり一
体に形成されるなどして当該物品の真贋証明に用いられ
たり、或いは当該物品の装飾性を高める等の目的で、回
折格子(グレーティング)やホログラムが生成する回折
光を用いた表示器(以下、ディスプレイ)が用いられて
きた。
2. Description of the Related Art Conventionally, prepaid cards, ID cards,
Attached to or integrally formed with an article such as a driver's license or a product package or the like, and used for authenticating the article, or for enhancing the decorativeness of the article, a diffraction grating (grating) or the like. A display (hereinafter, a display) using diffracted light generated by a hologram has been used.

【0003】これらのディスプレイは、樹脂などで形成
された平板状の基材の表面或いは内部に回折格子あるい
はホログラムが形成されており、外部から光が入射する
ことにより生成する回折光を外部へ出射して、回折格子
或いはホログラムの形状が示す所定の形状、例えばブラ
ンドマークや証明用マーク等を表示するものであった。
[0003] In these displays, a diffraction grating or a hologram is formed on the surface or inside of a flat substrate made of resin or the like, and diffracted light generated when light enters from the outside is emitted to the outside. Then, a predetermined shape indicated by the shape of the diffraction grating or the hologram, such as a brand mark or a certification mark, is displayed.

【0004】またこの種のディスプレイにおいて、単色
の表示ではなく多色の表示が可能な構成とすれば、真贋
証明の効果や装飾効果が向上しディスプレイの機能、価
値を向上させることができる。回折光により多色の表示
を行なうディスプレイとして、例えば以下に挙げる構成
が従来提案されている。
If this type of display is configured to be capable of multicolor display instead of single color display, the effect of authenticity verification and decoration effect can be improved, and the function and value of the display can be improved. For example, the following configurations have been conventionally proposed as displays that perform multicolor display by diffracted light.

【0005】(1)波長選択性を有するホログラムと特
定波長光の照明手段とを組み合わせた構成。 上記構成では、特定波長光の入射に対して回折光を出射
する、波長選択性を有するホログラムをディスプレイ側
に設け、またこのディスプレイを照射するよう複数の波
長特性の異なる照明手段、例えばR光、G光、B光それ
ぞれの波長光の照明灯を設ける構成とし、例えばR光の
照明手段を点灯すれば特定のホログラムのみがR光の回
折光を生成すること等によって多色のディスプレイ効果
を実現するものである。(以下、「第1の従来技術」と
呼ぶ。)
(1) A configuration in which a hologram having wavelength selectivity and an illuminating means for light of a specific wavelength are combined. In the above configuration, a hologram having wavelength selectivity, which emits diffracted light with respect to the incidence of light of a specific wavelength, is provided on the display side, and a plurality of illumination means having different wavelength characteristics to irradiate the display, for example, R light, A configuration is provided in which an illumination lamp of each wavelength light of G light and B light is provided, and for example, if the illumination means of R light is turned on, only a specific hologram generates a diffracted light of R light to realize a multicolor display effect. Is what you do. (Hereinafter, this will be referred to as "first related art".)

【0006】(2)原色波長の回折光を出射する「原色
ホログラム」を複数備え、加法混色により所定の色相を
得る構成。 この構成では、ブランドマーク等の所定の形状をあらわ
すための複数の画素からなるパターンをディスプレイに
設け、各画素にはR光,G光,B光といった原色波長光
を回折出射する複数のホログラムが含まれており、各画
素中の原色ホログラムの面積比を変える等をして回折光
の加法混色を行なって所望の色相を得ようとするもので
ある。(以下、「第2の従来技術」と呼ぶ。)
(2) A configuration in which a plurality of “primary color holograms” that emit diffracted light of the primary color wavelength are provided to obtain a predetermined hue by additive color mixing. In this configuration, a pattern composed of a plurality of pixels for representing a predetermined shape such as a brand mark is provided on a display, and each pixel has a plurality of holograms that diffract and emit primary color wavelength light such as R light, G light, and B light. It is intended to obtain a desired hue by performing additive color mixing of diffracted light by changing the area ratio of the primary color hologram in each pixel. (Hereinafter, this will be referred to as "second related art".)

【0007】(3)移動する観察点から観察することに
より回折光により発色して見えるポイントが移動する構
成。 この構成は特開平7−84110号公報に記載があるも
のであり、以下「第3の従来技術」と呼ぶ。この第3の
従来技術に係る回折格子は、図7に図示するように、表
示しようとする文字、図形等の形状パターン内部を回折
格子で埋めて構成し、その形状パターンを含むディスプ
レイが、外部の光源や観察ポイント(視点)に対して相
対的に角度を変化させた際に回折光により形状パターン
が表示する明るさや色を変化させるものであった。図7
図示の例では、T型の形状を有するパターン100の内
部を幾つかのブロックに分割し、そのブロックごとに回
折格子の向き、ピッチ、線幅(回折格子を形成する溝の
周縁部の隣接間隔)を変化させて構成している。T型パ
ターン100の上部横線パターン101に含まれる各ブ
ロックの回折格子の向きは、全て図7に図示した照明入
射方向、及び回折光観察方向(観察者の視点の有る方
向)に垂直であり、かつ回折格子のピッチが等しいの
で、観察者にはパターン全体の回折光が観察できる。さ
らにブロックごとに回折格子の線幅を変化させてあるの
で、線幅に応じて回折光の強弱を変化させることがで
き、図7図示例では中央の回折光が左右方向の周辺の回
折光よりも暗く表示がなされる。またT字の中央縦線パ
ターン102内の各ブロックにおいては、回折格子のピ
ッチ、線幅は等しいが、回折格子を形成する溝の角度を
互いに異ならせて構成している。その為、このT字型パ
ターン100全体を紙面に平行に時計回り又は反時計回
りに回転させると、有る瞬間において図示の照明入射方
向、及び回折光観察方向に垂直となるブロックのみが回
折光を観察者の視点の方向に射出する。つまりT字型パ
ターン100の回転に応じて光るブロックが上から下
へ、あるいは下から上へ移動するように見え、装飾効果
の向上を図った構成であった。
(3) A configuration in which a point which appears to be colored by diffracted light when observed from a moving observation point moves. This configuration is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-84110, and is hereinafter referred to as "third prior art". As shown in FIG. 7, the diffraction grating according to the third related art is configured by filling the inside of a shape pattern such as a character or a figure to be displayed with a diffraction grating, and a display including the shape pattern is connected to an external device. When the angle is changed relative to the light source or the observation point (viewpoint), the brightness or color displayed by the shape pattern is changed by the diffracted light. FIG.
In the illustrated example, the inside of the pattern 100 having a T-shape is divided into several blocks, and the orientation, pitch, and line width of the diffraction grating (the adjacent distance between the peripheral edges of the grooves forming the diffraction grating) are divided into blocks. ) Is changed. The directions of the diffraction gratings of the respective blocks included in the upper horizontal line pattern 101 of the T-shaped pattern 100 are all perpendicular to the illumination incident direction and the diffracted light observation direction (the direction in which the observer has a viewpoint) illustrated in FIG. Since the pitches of the diffraction gratings are equal, the observer can observe the diffracted light of the entire pattern. Further, since the line width of the diffraction grating is changed for each block, the intensity of the diffracted light can be changed according to the line width. In the example shown in FIG. Is also displayed darkly. In each block in the T-shaped central vertical line pattern 102, the pitch and line width of the diffraction grating are equal, but the angles of the grooves forming the diffraction grating are different from each other. Therefore, when the entire T-shaped pattern 100 is rotated clockwise or counterclockwise in parallel to the plane of the paper, only a block which is perpendicular to the illustrated illumination incident direction and the diffracted light observation direction at a certain moment emits diffracted light. Inject in the direction of the observer's viewpoint. That is, the glowing block appears to move from top to bottom or from bottom to top in accordance with the rotation of the T-shaped pattern 100, and the decoration effect is improved.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】回折光を利用して多色
の表示を行おうとするディスプレイである、上記した従
来技術に係る構成は、以下のような解決すべき問題を有
していた。
The configuration according to the above-described prior art, which is a display for displaying a multi-color image using diffracted light, has the following problems to be solved.

【0009】まず、上記した第1の従来技術による構成
では、波長選択性を有するホログラムを備えたディスプ
レイと特定波長の照明手段とが必要であるので、店舗の
ショウウインドウに飾られた商品ディスプレイのように
専用の照明手段を準備できる場所では実施が可能である
ものの、シール状のディスプレイを貼付したカードを太
陽光線や蛍光灯照明のような常光線のもとで多色表示を
させる使用方法が実現できなかった。
First, the above-described configuration according to the first prior art requires a display having a hologram having wavelength selectivity and illumination means of a specific wavelength. Although it can be implemented in places where special lighting means can be prepared as described above, there is a method of using a card with a sticky display attached to it in multicolor display under ordinary light such as sunlight or fluorescent lighting. Could not be realized.

【0010】また、上記した第2の従来技術による構成
では、R光、G光、B光などの原色の回折光の加法混色
により所定の色相を得ようとする構成であるので、精密
に混色の比率を調整して所定の色相が得られるよう構成
する必要があるため複雑な構成となり、また純色光(単
一波長光)による発色ではないので彩度が十分とはなら
ない恐れがあった。
Further, in the configuration according to the above second prior art, since a predetermined hue is obtained by additive color mixing of diffracted light of primary colors such as R light, G light and B light, precise color mixing is performed. It is necessary to adjust the ratio to obtain a predetermined hue, resulting in a complicated structure. In addition, since the color is not generated by pure color light (single wavelength light), the saturation may not be sufficient.

【0011】さらに、上記の第3の従来技術に係る構成
によれば、上記のように観察ポイントが移動しつつディ
スプレイを観察することを前提に構成しているので、観
察ポイントを固定した場合、パターン内のブロックが一
部欠けて見えたり、色の表示が不鮮明となり、パターン
全体を発色させて表示させることが困難であった。
Further, according to the configuration according to the third conventional technique, since the observation point is moved while the display is observed as described above, when the observation point is fixed, Blocks in the pattern appear to be partially missing or the color display is unclear, making it difficult to display the entire pattern in color.

【0012】そこで、本発明は、特に多数の平行な溝か
らなる回折格子パターンを平板状基材の表面又は内部に
配置形成し、溝のピッチに応じた波長の回折光を、
Accordingly, the present invention provides a diffraction grating pattern comprising a large number of parallel grooves, which is formed on the surface or inside of a flat substrate, and diffracts light having a wavelength corresponding to the pitch of the grooves.

【数2】 に基づく特定の回折角をもって出射するディスプレイで
あって、回折格子パターンは複数の領域からなり、かつ
同一領域内では同一の溝ピッチであるが、隣接する領域
同士では異なった溝ピッチであり、領域ごとに異なった
所定波長の回折光を特定の回折角をもって出射する構成
とすることによって、所定の観察ポイント(視点)から
観察した際にディスプレイ全体が多色の発色表示を行な
い、かつ表示は良好な彩度を有するとともに簡潔な構成
としたディスプレイを提供することを目的とする。但
し、Dn:回折角、n:回折次数、λ:回折光波長、
p:回折格子のピッチ。
(Equation 2) A display that emits light with a specific diffraction angle based on the diffraction grating pattern, the diffraction grating pattern is composed of a plurality of regions, and has the same groove pitch in the same region, but has different groove pitches in adjacent regions. The structure is such that the diffracted light of a predetermined wavelength different for each is emitted at a specific diffraction angle, so that when viewed from a predetermined observation point (viewpoint), the entire display performs multicolor display, and the display is good. It is an object of the present invention to provide a display having a high saturation and a simple configuration. Here, D n : diffraction angle, n: diffraction order, λ: diffracted light wavelength,
p: pitch of the diffraction grating.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、下記(1)、(2)の構成を有する
ディスプレイを提供する。 (1)多数の平行な溝からなる回折格子パターンを平板
状基材(カード状基材、シール状基材)の表面又は内部
に配置形成し、前記溝のピッチpに応じた波長λの回折
光を、
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a display having the following constitutions (1) and (2). (1) A diffraction grating pattern composed of a number of parallel grooves is formed on the surface or inside of a flat base material (card-like base material, seal-like base material) and diffracted at a wavelength λ according to the pitch p of the grooves. the light,

【数3】 に基づく特定の回折角Dnをもって出射するディスプレ
イ(プレペイドカード、IDカード、証明用シール)で
あって、前記回折格子パターンは複数の領域2r、2
g、2y、2bからなり、かつ同一領域内では同一の溝
ピッチであるが、隣接する領域同士では異なった溝ピッ
チであり、前記領域2r、2g、2y、2bごとに異な
った所定波長λの回折光を前記特定の回折角Dnをもっ
て出射することを特徴とするディスプレイ1。但し、D
n:回折角、n:回折次数、λ:回折光波長、p:回折
格子のピッチ。 (2)前記回折格子パターンは、前記各領域2r、2
g、2y、2bから出射する前記回折光を所望の強度
(1次回折光強度比)に設定するよう、前記溝の1ピッ
チ(回折格子ピッチ)Pに対する前記溝の幅(回折格子
ピッチと回折格子線幅との差、P−W)を設定したこと
を特徴とする請求項1記載のディスプレイ1。
(Equation 3) A Based particular display emitted with a diffraction angle D n (pre-paid cards, ID cards, proof seal) A, the diffraction grating pattern is a plurality of regions 2r, 2
g, 2y, and 2b and have the same groove pitch in the same region, but different groove pitches in adjacent regions, and have different predetermined wavelengths λ for the regions 2r, 2g, 2y, and 2b. display 1, characterized in that for emitting the diffracted light with a said specific diffraction angle D n. Where D
n : diffraction angle, n: diffraction order, λ: diffracted light wavelength, p: diffraction grating pitch. (2) The diffraction grating pattern includes the respective regions 2r, 2r
g, 2y, and 2b, the width of the groove (diffraction grating pitch and diffraction grating) with respect to one pitch (diffraction grating pitch) P of the groove so as to set the diffracted light emitted from g, 2y, and 2b to a desired intensity (first-order diffraction light intensity ratio). 2. The display 1 according to claim 1, wherein a difference from the line width (PW) is set.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の好ま
しい実施例を、図1乃至図6を用いて説明を行なう。図
1は本実施例のディスプレイの平面図、図2は本実施例
のディスプレイのレイアウト図、図3乃至図5は本実施
例のディスプレイにおける回折格子近傍の断面模式図、
図6は本実施例のディスプレイにおける回折格子ピッチ
と線幅との比率を変化させたときの回折光強度の変化を
示す特性図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a plan view of the display of the present embodiment, FIG. 2 is a layout diagram of the display of the present embodiment, FIGS. 3 to 5 are schematic cross-sectional views of the display of the present embodiment in the vicinity of the diffraction grating,
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a change in the diffracted light intensity when the ratio between the diffraction grating pitch and the line width in the display of this example is changed.

【0015】今、回折格子を用いた回折現象において、
回折角、回折次数、回折光の波長、回折格子のピッチ
は、以下の式(1)の関係を満足することが周知であ
る。
Now, in a diffraction phenomenon using a diffraction grating,
It is well known that the diffraction angle, the diffraction order, the wavelength of the diffracted light, and the pitch of the diffraction grating satisfy the relationship of the following expression (1).

【数4】 但し、Dnは回折角、nは回折次数でn=±1,±2,
±3…であり,λは回折光波長、pは回折格子のピッチ
である。
(Equation 4) Here, D n is the diffraction angle, n is the diffraction order, and n = ± 1, ± 2.
± 3 ..., λ is the wavelength of the diffracted light, and p is the pitch of the diffraction grating.

【0016】本実施例のディスプレイ1においては、上
記の式(1)に基づいて、所望の色表示を行なうよう回
折格子のピッチを計算し、設計を行なっている。本実施
例のディスプレイ1のレイアウト図である図2に示すよ
うな多色の表示パターンを有するディスプレイ1の設計
手順を、以下に具体的に説明する。
In the display 1 of this embodiment, the pitch of the diffraction grating is calculated based on the above equation (1) so as to display a desired color, and the display is designed. A design procedure of the display 1 having a multicolor display pattern as shown in FIG. 2, which is a layout diagram of the display 1 of this embodiment, will be specifically described below.

【0017】まず便宜的に、設計の出発点となる、基本
の回折格子ピッチ、波長、回折次数を設定する。以下の
説明においては、一例として、回折格子のピッチを1.
10μm(式(1)において、p=1.10)、波長を
緑色0.52μm(式(1)において、λ=0.52)、
観察回折光の次数を1次光(式(1)において、n=
1)に設定する。
First, for convenience, a basic diffraction grating pitch, wavelength, and diffraction order, which are starting points for design, are set. In the following description, the pitch of the diffraction grating is set to 1.
10 μm (p = 1.10 in equation (1)), wavelength 0.52 μm green (λ = 0.52 in equation (1)),
The order of the observed diffracted light is represented by the primary light (in the equation (1), n =
Set to 1).

【0018】式(1)にこれらの数値を代入すると、回
折角として、28.2度が求まる。すなわち本実施例の
ディスプレイにおける回折現象を説明する要部断面図で
ある図3に示すように、回折格子に白色の照明光を垂直
入射させて、垂直線に対し28.2度の角度の方向にあ
る視点から観察すると、緑色0.52μmの光が観察さ
れる。ディスプレイのレイアウト図である図2で「緑」
と記した緑色表示部分は、ピッチ1.10μmの回折格
子で埋め尽くす構成とする。
By substituting these values into equation (1), a diffraction angle of 28.2 degrees is obtained. That is, as shown in FIG. 3, which is a cross-sectional view of a principal part for explaining a diffraction phenomenon in the display of this embodiment, white illumination light is vertically incident on a diffraction grating, and a direction at an angle of 28.2 degrees with respect to a vertical line. When observed from the viewpoint in the above section, green light of 0.52 μm is observed. "Green" in Fig. 2 which is the layout diagram of the display
The green display portion marked with is filled with a diffraction grating having a pitch of 1.10 μm.

【0019】さらに図2のレイアウト図における緑色以
外の色の部分を図2で指定した発色で表示させるには、
同じ回折角28.2度において、指定された色(波長
に)回折光が発色するように、他の回折格子を全て基本
回折格子に平行に配置し、式(1)から、その回折格子
のピッチを求める。
Further, in order to display a portion of a color other than green in the layout diagram of FIG. 2 with the color specified in FIG. 2,
At the same diffraction angle of 28.2 degrees, all the other diffraction gratings are arranged in parallel with the basic diffraction grating so that the diffracted light of the designated color (at the wavelength) is emitted. Find the pitch.

【0020】具体的には、図2のレイアウト図で「青」
と記された青色表示部分のピッチを求めるには、式
(1)にλ=0.42μm(青色)、n=1、D1=2
8.2 を代入して pを算出すれば良く、p=0.90
μmとなる。同様の方法で、黄色(λ=0.56μm)、
赤色(λ=0.66μm)についてピッチpを求めると、
黄色は、p=1.20μm、赤色は、p=1.40μm
となる。上記に算出したピッチを用い、図2図示のレイ
アウトに従って回折格子を形成したディスプレイ1の平
面図を図1に示す。図1図示のように、各色に対応した
ピッチの回折格子をパターン内を埋め尽くすようにレイ
アウトしてディスプレイ1を構成している。そして全て
の回折格子の向きを平行に配置し、同一の回折角に回折
するようにしている。すなわち、図2のレイアウト図に
おいて、領域2bはp=0.90μm、領域2gはp=
1.10μm、領域2yはp=1.20μm、領域2r
はp=1.40μmの回折格子で埋め尽くされており、
所定の角度から見たときにそれぞれ青色、緑色、黄色、
赤色が観察される。また上記の回折格子は全て同一方向
に設けた溝から形成されているので、ディスプレイ1を
観察したときにディスプレイ1の一部の領域の発色が観
察できないといった不具合が発生することはない。具体
的にディスプレイ1を構成するにあたっては、たとえば
IDカードの表面に直接に回折格子を設けた構成のディ
スプレイにおいては、樹脂等の材質によるカード状の基
材の表面に上記の設計による回折格子を形成する。また
透明の樹脂材料を基材として用いたディスプレイにおい
ては、基材の内部に回折格子が形成される構成としても
よい。またシール状のディスプレイとして構成し、この
シール状ディスプレイをカードや免許証や商品パッケー
ジなどに貼付する構成では、上記の基材をシール状とし
て同様にディスプレイの形成を行う。また回折格子は、
回折光を反射光として出射する反射型、透過光として出
射する透過型いずれの場合でも、上記した設計方法、構
成によって本実施例のディスプレイを構成することが可
能である。
Specifically, in the layout diagram of FIG.
In order to obtain the pitch of the blue display portion described as follows, λ = 0.42 μm (blue), n = 1, D 1 = 2
8.2 may be substituted to calculate p, and p = 0.90
μm. In a similar manner, yellow (λ = 0.56 μm),
When the pitch p is determined for red (λ = 0.66 μm),
Yellow, p = 1.20 μm, red, p = 1.40 μm
Becomes FIG. 1 shows a plan view of a display 1 in which a diffraction grating is formed according to the layout shown in FIG. 2 using the pitch calculated above. As shown in FIG. 1, the display 1 is configured by laying out diffraction gratings having pitches corresponding to respective colors so as to fill the pattern. Then, the directions of all the diffraction gratings are arranged in parallel to diffract at the same diffraction angle. That is, in the layout diagram of FIG. 2, the region 2b has p = 0.90 μm and the region 2g has p = 0.90 μm.
1.10 μm, region 2y has p = 1.20 μm, region 2r
Is filled with a diffraction grating of p = 1.40 μm,
Blue, green, yellow,
Red color is observed. In addition, since the above-described diffraction gratings are all formed by grooves provided in the same direction, there is no problem that the color development of a part of the display 1 cannot be observed when the display 1 is observed. When the display 1 is specifically configured, for example, in a display having a configuration in which a diffraction grating is provided directly on the surface of an ID card, the diffraction grating according to the above design is provided on the surface of a card-shaped base material made of a material such as resin. Form. In a display using a transparent resin material as a base material, a structure in which a diffraction grating is formed inside the base material may be adopted. In a configuration in which the display is formed as a seal-shaped display, and the seal-shaped display is affixed to a card, a license, a product package, or the like, the display is formed in the same manner as the above-described base material. The diffraction grating is
The display of this embodiment can be configured by the above-described design method and configuration in any of the reflection type that emits diffracted light as reflected light and the transmission type that emits diffracted light as transmitted light.

【0021】次に本実施例のディスプレイ1における回
折現象の詳細を以下に説明する。図1図示のディスプレ
イ1の要部断面図を図4に示す。図4は照明光4bが回
折格子4aに対して垂直入射している例を示す。この場
合照明光4bの入射角はその出射角に等しく、その出射
角に対して28.2度の角度で観察すると、図2のレイ
アウト図に示すような多色の発色表示が観察される。
Next, the details of the diffraction phenomenon in the display 1 of this embodiment will be described below. FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of the display 1 shown in FIG. FIG. 4 shows an example in which the illumination light 4b is perpendicularly incident on the diffraction grating 4a. In this case, the incidence angle of the illumination light 4b is equal to the emission angle, and when observed at an angle of 28.2 degrees with respect to the emission angle, a multicolor display as shown in the layout diagram of FIG. 2 is observed.

【0022】回折格子に対する照明光の入射角度は必ず
しも垂直である必要は無く、任意の角度で良い。図5に
任意の角度で照明光が入射し、回折光が出射する例を示
す。この場合照明光5aの反射光(0次光)5bの方向
に対して、28.2度の角度で観察すると、図2のレイ
アウト図に記した多色表示が観測される。
The angle of incidence of the illumination light on the diffraction grating is not necessarily required to be vertical, but may be any angle. FIG. 5 shows an example in which illumination light enters at an arbitrary angle and diffracted light exits. In this case, when observed at an angle of 28.2 degrees with respect to the direction of the reflected light (zero-order light) 5b of the illumination light 5a, the multicolor display shown in the layout diagram of FIG. 2 is observed.

【0023】上記に説明した本実施例では、便宜的に基
本となる回折格子ピッチを1.10μm、波長を0.5
2μmと設定しているが、回折角をより大きくして構成
したい場合には、ピッチをより小さく設定することで対
応可能であり、逆に回折角をより小さくしたい場合に
は、ピッチをより大きく設定すれば良い。
In this embodiment described above, the basic diffraction grating pitch is 1.10 μm and the wavelength is 0.5
Although it is set to 2 μm, it is possible to cope with the case where the diffraction angle is set to be larger, by setting the pitch smaller. Conversely, when the diffraction angle is set smaller, the pitch is set larger. Just set it.

【0024】本実施例において、ディスプレイ1中の回
折格子パターンの表示光である回折光の明るさは、回折
格子のピッチを固定し、回折格子の線幅(回折格子を形
成する溝の周縁部の隣接する間隔)を変化させること
で、所望の強度に制御することが出来る。このことを以
下に説明する。
In the present embodiment, the brightness of the diffracted light, which is the display light of the diffraction grating pattern in the display 1, is determined by fixing the pitch of the diffraction grating and the line width of the diffraction grating (the peripheral portion of the groove forming the diffraction grating). (Adjacent distances between adjacent pixels) can be controlled to a desired strength. This will be described below.

【0025】回折格子の段差を光学深さπとして位相分
布に変換しフーリエ変換することで、図3に図示の如く
の回折格子断面図における、ピッチ(P)に対する線幅
(W)の比率の変化に対する1次回折光の強度比を計算
により求めることが可能である。この計算結果を図6に
示す。図6において、横軸は回折格子のピッチに対する
線幅の比率(W/P)、縦軸はその最大強度を1として
正規化した1次回折光強度比である。
By converting the step of the diffraction grating into a phase distribution with the optical depth π and performing Fourier transform, the ratio of the ratio of the line width (W) to the pitch (P) in the diffraction grating cross-sectional view as shown in FIG. The intensity ratio of the first-order diffracted light to the change can be obtained by calculation. FIG. 6 shows the calculation results. In FIG. 6, the horizontal axis is the ratio of the line width to the pitch of the diffraction grating (W / P), and the vertical axis is the first-order diffracted light intensity ratio normalized with the maximum intensity being 1.

【0026】図6に示す如く、W/P=0.5のとき、
最大の回折光強度(強度比1.0)となることがわか
る。更にW/P=0.3の時、強度比0.8、W/P=
0.2の時、強度比0.6、W/P=0.12の時、強
度比0.4、W/P=0.06の時、強度比0.2、W
/P=0の時、強度0となる。この値を参照して、回折
格子のピッチを固定して線幅を変化させ任意の値に設定
して構成することにより、回折光を所望の強度に設定し
たディスプレイを構成することが可能となる。換言すれ
ば、回折格子のピッチ(P)を固定し、溝幅(ピッチと
線幅との差、P−W)を所望の回折光強度を実現する所
定の値として構成することにより、出射する回折光の強
度を所望の値に設定することが出来る。
As shown in FIG. 6, when W / P = 0.5,
It can be seen that the maximum diffraction light intensity (intensity ratio 1.0) is obtained. Further, when W / P = 0.3, the intensity ratio is 0.8, and W / P =
0.2, intensity ratio 0.6, W / P = 0.12, intensity ratio 0.4, W / P = 0.06, intensity ratio 0.2, W
When / P = 0, the intensity becomes zero. By referring to this value and fixing the pitch of the diffraction grating and changing the line width to set an arbitrary value, it is possible to configure a display in which diffracted light is set to a desired intensity. . In other words, the light is emitted by fixing the pitch (P) of the diffraction grating and configuring the groove width (difference between the pitch and the line width, PW) as a predetermined value for realizing a desired diffracted light intensity. The intensity of the diffracted light can be set to a desired value.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上詳述した如く本発明は、特に多数の
平行な溝からなる回折格子パターンを平板状基材の表面
又は内部に配置形成し、溝のピッチに応じた波長の回折
光を、
As described in detail above, the present invention particularly provides a diffraction grating pattern comprising a large number of parallel grooves arranged on the surface or inside of a flat substrate, and diffracts light having a wavelength corresponding to the pitch of the grooves. ,

【数5】 に基づく特定の回折角をもって出射するディスプレイで
あって、回折格子パターンは複数の領域からなり、かつ
同一領域内では同一の溝ピッチであるが、隣接する領域
同士では異なった溝ピッチであり、領域ごとに異なった
所定波長の回折光を特定の回折角をもって出射する構成
とすることによって、所定の観察ポイント(視点)から
観察した際にディスプレイ全体が多色の発色表示を行な
い、かつ表示は良好な彩度を有するとともに簡潔な構成
としたディスプレイを提供することが出来る。但し、D
n:回折角、n:回折次数、λ:回折光波長、p:回折
格子のピッチ。
(Equation 5) A display that emits light with a specific diffraction angle based on the diffraction grating pattern, the diffraction grating pattern is composed of a plurality of regions, and has the same groove pitch in the same region, but has different groove pitches in adjacent regions. The structure is such that the diffracted light of a predetermined wavelength different for each is emitted at a specific diffraction angle, so that when viewed from a predetermined observation point (viewpoint), the entire display performs multicolor display, and the display is good. It is possible to provide a display having a high saturation and a simple configuration. Where D
n : diffraction angle, n: diffraction order, λ: diffracted light wavelength, p: diffraction grating pitch.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る一実施例であるディスプレイの平
面図である。
FIG. 1 is a plan view of a display according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係る一実施例であるディスプレイのレ
イアウト図である。
FIG. 2 is a layout diagram of a display according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明に係る一実施例であるディスプレイにお
ける回折格子近傍の断面模式図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view near a diffraction grating in a display according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明に係る一実施例であるディスプレイにお
ける回折格子近傍の断面模式図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view near a diffraction grating in a display according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明に係る一実施例であるディスプレイにお
ける回折格子近傍の断面模式図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view near a diffraction grating in a display according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明に係る一実施例であるディスプレイにお
ける回折格子ピッチと線幅との比率を変化させたときの
回折光強度の変化を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a change in diffracted light intensity when the ratio between the diffraction grating pitch and the line width is changed in the display according to one embodiment of the present invention.

【図7】従来技術のディスプレイの平面図である。FIG. 7 is a plan view of a prior art display.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ディスプレイ 2r、2g、2y、2b 回折格子パターンの領域(領
域) Dn 回折角 λ 回折光の波長 p、P 回折格子のピッチ W 線幅 W/P 回折格子のピッチと線幅の比 P−W 回折格子ピッチと線幅の差(溝幅) P/W 回折格子ピッチと線幅の比
1 Display 2r, 2g, 2y, 2b Region of diffraction grating pattern (region) D n Diffraction angle λ Wavelength of diffracted light p, P Pitch of diffraction grating W Line width W / P Ratio of pitch and line width of diffraction grating P− W Difference between diffraction grating pitch and line width (groove width) P / W Ratio between diffraction grating pitch and line width

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】多数の平行な溝からなる回折格子パターン
を平板状基材の表面又は内部に配置形成し、前記溝のピ
ッチに応じた波長の回折光を、 【数1】 に基づく特定の回折角をもって出射するディスプレイで
あって、 前記回折格子パターンは複数の領域からなり、かつ同一
領域内では同一の溝ピッチであるが、隣接する領域同士
では異なった溝ピッチであり、 前記領域ごとに異なった所定波長の回折光を前記特定の
回折角をもって出射することを特徴とするディスプレ
イ。但し、Dn:回折角、n:回折次数、λ:回折光波
長、p:回折格子のピッチ。
1. A diffraction grating pattern comprising a plurality of parallel grooves is formed on the surface or inside of a flat substrate, and diffracted light having a wavelength corresponding to the pitch of the grooves is expressed by the following equation. A display that emits with a specific diffraction angle based on the diffraction grating pattern, the diffraction grating pattern includes a plurality of regions, and has the same groove pitch in the same region, but has a different groove pitch in adjacent regions, A display, wherein diffracted light having a predetermined wavelength different for each region is emitted at the specific diffraction angle. Here, D n : diffraction angle, n: diffraction order, λ: diffraction light wavelength, p: diffraction grating pitch.
【請求項2】前記回折格子パターンは、前記各領域から
出射する前記回折光を所望の強度に設定するよう、前記
溝の1ピッチに対する前記溝の幅を設定したことを特徴
とする請求項1記載のディスプレイ。
2. The diffraction grating pattern according to claim 1, wherein the width of the groove relative to one pitch of the groove is set such that the intensity of the diffracted light emitted from each of the regions is set to a desired intensity. Display as described.
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