JP2019109414A - Coloring structure, display body and manufacturing method of coloring structure - Google Patents

Coloring structure, display body and manufacturing method of coloring structure Download PDF

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薫 古田
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Abstract

To provide a coloring structure which allows for the excellent visual recognition of the reflection light in a specific wavelength region.SOLUTION: A coloring structure includes: an uneven layer 20 which transmits light in a visible region and has a first uneven structure; one or more interference layers 40 arranged on the uneven layer 20, having the surface shape following the first uneven structure, and having the reflectivity of the light in the specific wavelength region of the incident light higher than the reflectivity of the light in the other wavelength region; and an anti-reflection layer 30 arranged on the surface on the side opposite to the interference layers 40 of the uneven layer 20 and absorbing at least a portion of the light transmitting the interference layers 40. In the plan view, a region of a protrusion 20a constituting the first uneven structure is constituted by combining a plurality of preset band-like patterns Po. The band-like pattern Po has the width along the first direction in the plan view and the length along the second direction orthogonal to the first direction. The width is shorter than the wavelength of the incident light. The plurality of band-like patterns Po constituting the region of the protrusion 20a have the standard deviation of the length larger than the standard deviation of the width.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、構造色を呈する発色構造体、発色構造体を備える表示体、及び発色構造体の製造方法に関する。   The present invention relates to a color forming structure exhibiting a structural color, a display including the color forming structure, and a method of producing a color forming structure.

微細構造により発色する構造色は、金属光沢や色素が呈する色のように電子遷移に起因して視認される色とは異なり、光の回折や干渉や散乱といった、物体の微細な構造に起因した光学現象の作用によって視認される色である。
例えば、多層膜干渉による構造色は、相互に隣り合う薄膜の屈折率が互いに異なる多層膜層において、多層膜の各界面で反射した光が干渉することによって生じる構造色である。多層膜干渉は、自然界の生物であるモルフォ蝶の翅の発色原理の1つである。モルフォ蝶の翅では、多層膜干渉によって鮮やかな青色が視認される。
このような構造発色を人工的に再現する構造として、例えば特許文献1ではモルフォ蝶の翅の発色構造を再現するために、基材の表面に多層膜層を積層した構造が提案されている。
また、特許文献2では基材の表面に屈折率及び膜厚の異なる複数の薄膜を順次成膜することで、入射光の一部から赤色、緑色、青色のそれぞれに対応する狭帯域反射ピークを有する干渉光を反射させ、玉虫色の装飾効果を得る構造が提案されている。
The structural color developed by the fine structure is different from the color perceived by the electronic transition like the metallic gloss and the color exhibited by the pigment, and is caused by the fine structure of the object such as light diffraction, interference or scattering It is a color visually recognized by the action of an optical phenomenon.
For example, the structural color due to multilayer film interference is a structural color generated by interference of light reflected at each interface of the multilayer film in multilayer films having mutually different thin films having different refractive indexes. Multilayer interference is one of the coloring principles of the wing of the morpho butterfly, a natural organism. At the wing of the morpho butterfly, bright blue is visible due to multilayer interference.
As a structure that artificially reproduces such a structural color, for example, Patent Document 1 proposes a structure in which a multilayer film layer is laminated on the surface of a substrate in order to reproduce the color-forming structure of the wing of a morpho butterfly.
Moreover, in patent document 2, the narrow-band reflection peak corresponding to each of red, green, and blue from a part of incident light is formed by forming the several thin film from which a refractive index and a film thickness differ sequentially on the surface of a base material. A structure is proposed that reflects interference light and has an iridescent decorative effect.

特開2005−153192号公報JP, 2005-153192, A 特開2010−201644号公報JP, 2010-201644, A

ここで、特許文献1や特許文献2の技術では、平面上に積層した多層膜層の膜厚や層数等を設定することにより入射波長のうちの特定の波長域を反射させている。しかし多層膜層による特定波長の反射光だけでなく、裏面側から透過してきた光や、基材等の多層膜層以外から反射した光も合わせて視認することとなるため、観察者は特定の波長域以外の光をも視認してしまう。すなわち、特定の波長域の視認性が低下するといった問題があった。
本発明の課題は、干渉層で設定した特定の波長域の反射光を良好に視認することの可能な発色構造体、表示体及び構造体の製造方法を提供することである。
Here, in the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2, a specific wavelength range of incident wavelengths is reflected by setting the film thickness, the number of layers, and the like of the multilayer film layers stacked on a plane. However, not only the reflected light of the specific wavelength by the multilayer film layer, but also the light transmitted from the back side and the light reflected from other than the multilayer film layer such as the base material are also viewed together, so the observer It also recognizes light outside the wavelength range. That is, there is a problem that the visibility of a specific wavelength range is reduced.
An object of the present invention is to provide a color forming structure, a display, and a method of manufacturing a structure capable of favorably visually recognizing reflected light of a specific wavelength range set in the interference layer.

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る発色構造体は、可視領域の光を透過し第一の凹凸構造を有する凹凸層と、前記凹凸層上に配置され前記第一の凹凸構造に追従した表面形状を有し、入射光のうちの特定の波長域での光の反射率が他の波長域での光の反射率よりも高い、一層以上の干渉層と、前記凹凸層の前記干渉層とは反対側の面に配置され前記干渉層を透過する光の少なくとも一部を吸収する反射防止層と、を有し、平面視で、前記第一の凹凸構造を構成する凸部の領域は、予め設定した帯状パターンを複数組み合わせて構成され、前記帯状パターンは、平面視で第1方向に沿った幅と前記第1方向と直交する第2方向に沿った長さとを有し、前記幅は前記入射光の波長よりも短く、前記凸部の領域を構成する複数の前記帯状パターンは、前記長さの標準偏差が前記幅の標準偏差よりも大きいことを特徴としている。   In order to achieve the above object, a color forming structure according to an aspect of the present invention includes a concavo-convex layer having a first concavo-convex structure that transmits light in a visible region and is disposed on the concavo-convex layer; One or more interference layers having a surface shape following the structure and having a reflectance of light in a specific wavelength range of incident light higher than a reflectance of light in other wavelength ranges, and the uneven layer And an anti-reflection layer disposed on the side opposite to the interference layer to absorb at least a part of the light transmitted through the interference layer, and the convex constituting the first uneven structure in plan view The area of the part is configured by combining a plurality of band patterns set in advance, and the band pattern has a width along the first direction and a length along the second direction orthogonal to the first direction in a plan view. And the width is shorter than the wavelength of the incident light, and the plurality of Jo pattern, the standard deviation of the length is being greater than the standard deviation of the width.

また、本発明の他の態様に係る表示体は、上記態様の発色構造体を含む表示要素を備えたことを特徴としている。
さらに、本発明の他の態様に係る表示体は、上記態様の発色構造体を含む表示要素を有する表示体であって、平面内に前記表示要素を複数有し、前記複数の表示要素のうちの一の表示要素を構成する発色構造体及び前記複数の表示要素のうちの他の一つの表示要素を構成する発色構造体において、前記凹凸層の前記第一の凹凸構造を形成する凸部の高さが異なるか、又は、前記反射防止層の凹凸構造の形状が異なることを特徴としている。
さらにまた、本発明の他の態様に係る発色構造体の製造方法は、上記態様の発色構造体の製造方法であって、前記第一の凹凸構造又は前記第二の凹凸構造に対応する転写用の凹凸構造が形成された凹版を用いて、ナノインプリント法により前記転写用の凹凸構造を樹脂に転写して、前記第一の凹凸構造又は前記第二の凹凸構造を形成する工程を備えることを特徴としている。
A display according to another aspect of the present invention is characterized by including a display element including the color forming structure of the above aspect.
Furthermore, a display according to another aspect of the present invention is a display having a display element including the color forming structure according to the above aspect, comprising a plurality of the display elements in a plane, and among the plurality of display elements In a color forming structure forming one display element and a color forming structure forming another display element of the plurality of display elements, a convex portion forming the first uneven structure of the uneven layer It is characterized in that the heights are different or the shapes of the concavo-convex structure of the anti-reflection layer are different.
Furthermore, the method for producing a color forming structure according to another aspect of the present invention is the method for producing a color forming structure according to the above aspect, which is for transfer corresponding to the first uneven structure or the second uneven structure. Using the intaglio plate on which the concavo-convex structure is formed, and transferring the concavo-convex structure for transfer to the resin by nanoimprinting method to form the first concavo-convex structure or the second concavo-convex structure And

本発明の一態様によれば、任意の波長域の反射光を良好に視認することができる。   According to one aspect of the present invention, reflected light in an arbitrary wavelength range can be favorably viewed.

本発明の一実施形態に係る発色構造体の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the coloring structure which concerns on one Embodiment of this invention. 凹凸層の一例を示す概略構成図であって、(a)は平面図、(b)は断面図である。It is a schematic block diagram which shows an example of an uneven | corrugated layer, Comprising: (a) is a top view, (b) is sectional drawing. 第二の帯状形状を説明するための説明図であって、(a)は平面図、(b)は断面図である。It is explanatory drawing for demonstrating a 2nd strip | belt-shaped shape, Comprising: (a) is a top view, (b) is sectional drawing. 多段の凹凸層の一例を示す概略構成図であって、(a)は平面図、(b)は断面図である。It is a schematic block diagram which shows an example of a multistage uneven | corrugated layer, Comprising: (a) is a top view, (b) is sectional drawing. 干渉層の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of an interference layer. 反射防止層の第一の形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the 1st form of a reflection preventing layer. 図6に示す反射防止層の凹凸構造の一例を示す概略構成図であって、(a)は裏面図、(b)は断面図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the uneven structure of the reflection preventing layer shown in FIG. 6, Comprising: (a) is a back view, (b) is sectional drawing. 発色構造体の変形例を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining a modification of a coloring structure. 反射防止層の第二の形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the 2nd form of a reflection prevention layer. 図9に示す反射防止層の凹凸構造の一例を示す概略構成図であって、(a)は裏面図、(b)は断面図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the uneven structure of the reflection preventing layer shown in FIG. 9, Comprising: (a) is a back view, (b) is sectional drawing. 図10に示す凹凸構造の説明に要する説明図である。It is explanatory drawing required for description of the uneven structure shown in FIG. 発色構造体の変形例を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining a modification of a coloring structure. 発色構造体の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of a coloring structure. 発色構造体の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of a coloring structure. 表示体の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of a display body.

以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の具体的な構成について記載されている。しかしながら、このような特定の具体的な構成に限定されることなく他の実施態様が実施できることは明らかである。また、以下の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、実施形態で説明されている特徴的な構成の組み合わせの全てを含むものである。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一部分には同一符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。
In the following detailed description, numerous specific details are set forth to provide a thorough understanding of the embodiments of the present invention. However, it is apparent that other embodiments can be practiced without being limited to such specific specific configurations. In addition, the following embodiments do not limit the invention according to the claims, and include all combinations of characteristic configurations described in the embodiments.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals. However, the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimension, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from actual ones.

[発色構造体]
発色構造体1は図1に示すように、基材10と、基材10の一方の面に設けられ、複数の凹凸構造を有し可視領域の光を透過する凹凸層20と、反射防止層30と、干渉を発現する干渉層40とを有し、反射防止層30は、基材10の、凹凸層20が設けられた面とは反対側の面に設けられ、干渉層40を透過する光のうちの少なくとも一部を吸収する。干渉層40は、凹凸層20の凹凸構造に追従した表面形状を有する。つまり、断面視で、凹凸層20の凹部の上面及び凸部の上面に干渉層40が形成される。
凹凸層20が有する凹凸構造(第一の凹凸構造)としては、後述する第一の形態及び第二の形態の何れも適用することができる。なお、凹凸層20が有する凹凸構造の形状はこれに限るものではない。また反射防止層30としても、後述する第一の形態と第二の形態のいずれもが適用可能である。これらを具体的な図を示して説明する。
[Coloring structure]
As shown in FIG. 1, the coloring structure 1 is provided on the base 10 and on one side of the base 10, and has an uneven layer 20 having a plurality of uneven structures and transmitting light in the visible region, and an antireflective layer The reflection preventing layer 30 is provided on the surface of the base 10 opposite to the surface on which the concavo-convex layer 20 is provided, and transmits the interference layer 40. Absorb at least part of the light. The interference layer 40 has a surface shape that follows the uneven structure of the uneven layer 20. That is, in cross section, the interference layer 40 is formed on the upper surface of the recess and the upper surface of the protrusion of the uneven layer 20.
As the concavo-convex structure (first concavo-convex structure) which the concavo-convex layer 20 has, any of the first form and the second form to be described later can be applied. In addition, the shape of the uneven structure which the uneven | corrugated layer 20 has is not restricted to this. Moreover, also as the reflection preventing layer 30, any of the first form and the second form described later is applicable. These will be described with reference to specific figures.

なお、発色構造体1に対する入射光及び反射光の波長域は特に限定されないが、以下の説明においては、一例として、可視領域の光を対象とした発色構造体1について説明する。本実施形態においては、360nm以上830nm以下の波長域の光を可視領域の光とする。
ここで、発色構造体1の幅方向を第1方向とし、奥行き方向を第2方向とし、厚さ方向を第3方向とする。第1方向と第2方向は第3方向に投影される仮想的な面であり、第1方向と第2方向、第1方向と第3方向はそれぞれ直交する。なお、下記では発色構造体1の干渉層40側を表面側、反対に反射防止層30側を裏面側と表現することもある。
In addition, although the wavelength range of the incident light to the coloring structure 1 and a reflected light is not specifically limited, In the following description, the coloring structure 1 which made object the light of a visible region as an example is demonstrated. In the present embodiment, light in a wavelength range of 360 nm to 830 nm is used as light in the visible region.
Here, the width direction of the coloring structure 1 is a first direction, the depth direction is a second direction, and the thickness direction is a third direction. The first direction and the second direction are virtual surfaces projected in the third direction, and the first direction and the second direction, and the first direction and the third direction are orthogonal to each other. In the following description, the interference layer 40 side of the color forming structure 1 may be referred to as the front surface side, and the opposite side of the antireflection layer 30 may be referred to as the back surface side.

<凹凸層の凹凸構造の第一の形態>
次に、凹凸層20の凹凸構造の詳細を説明する。凹凸層は凹凸が形成される樹脂であれば、熱可塑性樹脂、熱硬化樹脂、光硬化樹脂の何れかもしくは組み合わせでもよい。好ましくは、光硬化樹脂を使用すると、凹凸層20から反射防止層30までをひとつの材料で作製できる。凹凸層20の屈折率は1.3以上1.5以下が好ましい。
まず、凹凸層20の一例として、凹凸構造を形成する凸部20aの平面視における形状、つまりパターンが、第一の帯状形状201である場合について説明する。
図2は、凸部20aのパターンが第一の帯状形状201である凹凸層20の一例を示す概略図である。なお、図2において、反射防止層30及び干渉層40は簡単のため図示を省略している。
<First form of the concavo-convex structure of the concavo-convex layer>
Next, details of the concavo-convex structure of the concavo-convex layer 20 will be described. The concavo-convex layer may be any of or a combination of a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a photo-curing resin, as long as the concavo-convex layer is a resin on which the concavities and convexities are formed. Preferably, when the photo-curing resin is used, the layers from the concavo-convex layer 20 to the antireflection layer 30 can be made of one material. The refractive index of the uneven layer 20 is preferably 1.3 or more and 1.5 or less.
First, as an example of the concavo-convex layer 20, the case where the shape in plan view of the convex portion 20a forming the concavo-convex structure, that is, the pattern is the first band-like shape 201 will be described.
FIG. 2 is a schematic view showing an example of the uneven layer 20 in which the pattern of the convex portions 20 a is the first band-like shape 201. In FIG. 2, the antireflection layer 30 and the interference layer 40 are not shown for simplicity.

図2(a)は、図1に示す発色構造体1を干渉層40側から見た平面図であり、図2(b)は、図2(a)に示す凹凸層20の、α−α′断面における断面構造を示す断面図である。図2(a)に示すように、凹凸層20の凹凸構造は、複数の凸部20aが第2方向に対して不規則な長さを有して帯状に延びる形状で構成されている。図2(b)に示すように、凹凸層20の凹凸構造は、複数の凸部20aと、凸部20aが形成されていない領域である複数の凹部20bとから構成される。凸部20aは、凹部20bよりも一段高くなっている。   2 (a) is a plan view of the color developing structure 1 shown in FIG. 1 as viewed from the interference layer 40 side, and FIG. 2 (b) is an α-α of the uneven layer 20 shown in FIG. 2 (a). It is sectional drawing which shows the cross-section in a 'cross section. As shown in FIG. 2A, the concavo-convex structure of the concavo-convex layer 20 has a shape in which the plurality of convex portions 20a extend in a strip shape having an irregular length in the second direction. As shown in FIG. 2B, the concavo-convex structure of the concavo-convex layer 20 is composed of a plurality of convex portions 20a and a plurality of concave portions 20b which are regions in which the convex portions 20a are not formed. The protrusion 20a is one step higher than the recess 20b.

平面視における凸部20aのパターンである第一の帯状形状201は、第2方向に延びる形状を有し、第2方向の長さd2は、第1方向の長さd1以上の大きさを有する。複数の第一の帯状形状201は、第1方向及び第2方向のいずれにおいても互いに重ならないように配列されている。
図2(a)に示す平面図において、第一の帯状形状201は、予め設定された帯状パターンPoが複数組み合わされて構成される。
ここで、帯状パターンPoにおいて、第1方向の長さ(つまり帯状パターンの幅)d1は一定であり、帯状パターンPoは第1方向に、長さd1の配列間隔、すなわち、長さd1の周期で配置されている。
The first band-like shape 201 which is a pattern of the convex portions 20a in a plan view has a shape extending in the second direction, and the length d2 in the second direction is equal to or longer than the length d1 in the first direction. . The plurality of first strip shapes 201 are arranged so as not to overlap with each other in any of the first direction and the second direction.
In the plan view shown in FIG. 2A, the first strip shape 201 is configured by combining a plurality of strip patterns Po set in advance.
Here, in the strip pattern Po, the length in the first direction (that is, the width of the strip pattern) d1 is constant, and the strip pattern Po has an arrangement interval of the length d1 in the first direction, that is, a cycle of the length d1. It is arranged by.

一方、帯状パターンPoにおいて、第2方向の長さ(つまり帯状パターンの長さ)d2は不規則であって、凹凸層20を構成する凸部20aの第一の帯状形状201を構成する帯状パターンPoそれぞれの長さd2は、所定の標準偏差を有する母集団から選択された値である。この母集団は、正規分布に従うことが好ましい。凹凸層20を構成する全ての凸部20aの第一の帯状形状201を構成する帯状パターンPoの配置パターンは、例えば、所定の標準偏差で分布する長さd2を有する複数の帯状パターンPoを所定の領域内に仮に敷き詰め、各帯状パターンPoの実際の配置の有無を一定の確率に従って決定し、帯状パターンPoの配置される領域と帯状パターンPoの配置されない領域とを設定することによって決定される。発色構造体1からの反射光を効率よく散乱させるためには、長さd2は、平均値が4.15μm以下、かつ、標準偏差が1μm以下の分布を有することが好ましい。   On the other hand, in the strip pattern Po, the length in the second direction (that is, the length of the strip pattern) d2 is irregular, and the strip pattern constituting the first strip shape 201 of the convex portion 20a constituting the uneven layer 20 The length d2 of each Po is a value selected from a population having a predetermined standard deviation. This population preferably follows a normal distribution. The arrangement pattern of the band-like patterns Po constituting the first band-like shape 201 of all the convex portions 20a constituting the concavo-convex layer 20 is, for example, a plurality of band-like patterns Po having a length d2 distributed with a predetermined standard deviation. Temporarily laid out in the area, and the presence or absence of the actual arrangement of each band-shaped pattern Po is determined according to a certain probability, and is determined by setting the area where the band-shaped pattern Po is arranged and the area where the band-shaped pattern Po is not arranged. . In order to efficiently scatter the reflected light from the coloring structure 1, it is preferable that the length d2 has a distribution having an average value of 4.15 μm or less and a standard deviation of 1 μm or less.

帯状パターンPoの配置されている領域が、第一の帯状形状201となる領域、つまり凸部20aが配置される領域であり、互いに隣り合う帯状パターンPoが接する場合には、互いに隣接する帯状パターンPoが配置されている領域どうしが結合された1つの領域が1つの第一の帯状形状201となり凸部20aが配置される。こうした構成においては、第一の帯状形状201の第1方向の長さは、帯状パターンPoの長さd1の整数倍である。   The area where the band-like pattern Po is arranged is the area to be the first band-like shape 201, that is, the area where the convex portion 20a is arranged, and when the adjacent band-like patterns Po are in contact with each other One region in which the regions where Po are arranged is combined is one first band-like shape 201, and the convex portion 20a is arranged. In such a configuration, the length in the first direction of the first strip shape 201 is an integral multiple of the length d1 of the strip pattern Po.

凹凸層20の凹凸構造の形状によって虹色の分光が生じることを抑えるために、帯状パターンPoの第1方向の長さd1は可視領域の光の波長以下とされる。換言すれば、帯状パターンPoの長さd1は、サブ波長以下、すなわち、入射光の波長域以下の長さを有する。すなわち、長さd1は830nm以下であることが好ましく、700nm以下であることがより好ましい。さらに、長さd1は、反射される「特定の波長域」の光が有するピーク波長よりも小さいことが好ましい。例えば、発色構造体1において青色を発色させる場合は、長さd1は300nm程度であることが好ましく、発色構造体1において緑色を発色させる場合は、長さd1は400nm程度であることが好ましく、発色構造体1において赤色を発色させる場合は、長さd1は460nm程度であることが好ましい。なお、ここでいう「特定の波長域」とは、観察者に視認させたい光の波長域として、予め設定した波長域のことをいう。   In order to suppress the occurrence of iridescent spectroscopy due to the shape of the concavo-convex structure of the concavo-convex layer 20, the length d1 in the first direction of the strip pattern Po is made equal to or less than the wavelength of light in the visible region. In other words, the length d1 of the strip pattern Po has a length equal to or less than the sub-wavelength, that is, equal to or less than the wavelength range of the incident light. That is, the length d1 is preferably 830 nm or less, and more preferably 700 nm or less. Furthermore, it is preferable that the length d1 be smaller than the peak wavelength of the light of the “specific wavelength range” to be reflected. For example, the length d1 is preferably about 300 nm when the blue color is developed in the color forming structure 1, and the length d1 is preferably about 400 nm when the green color is developed in the color forming structure 1. In the case where the color developing structure 1 develops a red color, the length d1 is preferably about 460 nm. Here, the “specific wavelength range” refers to a wavelength range set in advance as a wavelength range of light that the observer wants to visually recognize.

発色構造体1からの反射光の広がりを大きくするため、すなわち、反射光の散乱効果を高めるためには、凹凸構造の起伏が多いことが好ましく、平面視で、単位面積あたりにおいて第一の帯状形状201が占める面積の比率は40%以上60%以下であることが好ましい。例えば、平面視で、単位面積あたりにおける第一の帯状形状201の面積つまり凸部20aの面積と第一の帯状形状201とならない領域202の面積つまり凹部20bの面積との比率は、1:1であることが好ましい。   In order to increase the spread of the reflected light from the color forming structure 1, that is, to enhance the scattering effect of the reflected light, it is preferable that the unevenness of the uneven structure be large, and in plan view, the first band per unit area The ratio of the area occupied by the shape 201 is preferably 40% or more and 60% or less. For example, in plan view, the ratio of the area of the first band shape 201 per unit area, that is, the area of the convex portion 20a, to the area of the region 202 which is not the first band shape 201, that is, the area of the recess 20b is 1: 1. Is preferred.

図2(b)に示すように、凸部20aの高さh1は一定であり、高さh1は、発色構造体1において発色させる所望の色、すなわち、発色構造体1から反射させることの望まれる波長域に応じて設定されればよい。凸部20aの上面の表面粗さや凹部20bの上面における表面粗さよりも、凸部20aの高さh1が大きければ、反射光の散乱効果を得ることができる。凹凸層20において複数の凸部20a間で高さh1が異なると、より高い散乱光が生まれるものの、反射光は小さくなり、視認される色のコントラストは低くなるため凸部20aの高さh1は一定であることが好ましい。   As shown in FIG. 2 (b), the height h 1 of the convex portion 20 a is constant, and the height h 1 is a desired color to be colored in the color forming structure 1, that is, a desired color to be reflected from the color forming structure 1. It may be set according to the wavelength range to be used. If the height h1 of the convex portion 20a is larger than the surface roughness of the upper surface of the convex portion 20a and the surface roughness of the upper surface of the concave portion 20b, the scattering effect of the reflected light can be obtained. When the height h1 is different among the plurality of convex portions 20a in the concavo-convex layer 20, although higher scattered light is produced, the reflected light becomes smaller and the contrast of the color to be recognized becomes low, so the height h1 of the convex portion 20a is It is preferable that it is constant.

ただし、凸部20aの表面の、凹凸構造での反射に起因した光の干渉を抑えるために、高さh1は可視領域の光の波長の1/2以下であることが好ましく、すなわち、415nm以下であることが好ましい。さらに、上記凹凸構造での反射に起因した光の干渉を抑えるために、高さh1は、干渉層40から反射される「特定の波長域」の光が有するピーク波長の1/2以下であることがより好ましい。   However, in order to suppress light interference caused by reflection of the uneven structure on the surface of the convex portion 20a, the height h1 is preferably 1/2 or less of the wavelength of light in the visible region, that is, 415 nm or less Is preferred. Furthermore, in order to suppress the interference of the light resulting from the reflection in the said uneven structure, the height h1 is 1/2 or less of the peak wavelength which the light of the "specific wavelength range" reflected from the interference layer 40 has Is more preferred.

また、高さh1が過剰に大きいと、反射光の散乱効果が高くなりすぎて、反射光の強度が低くなりやすいため、反射光が可視領域の光である場合、高さh1は10nm以上200nm以下であることが好ましい。例えば、青色を呈する発色構造体1では、効果的な光の広がりを得るためには、高さh1は40nm以上150nm以下の程度であることが好ましく、散乱効果が高くなりすぎることを抑えるためには、高さh1は100nm以下であることが好ましい。   If the height h1 is excessively large, the scattering effect of the reflected light becomes too high and the intensity of the reflected light tends to be low. Therefore, when the reflected light is light in the visible region, the height h1 is 10 nm or more and 200 nm It is preferable that it is the following. For example, in the color forming structure 1 exhibiting a blue color, in order to obtain an effective light spread, the height h1 is preferably about 40 nm or more and 150 nm or less, in order to suppress the scattering effect from becoming too high. The height h1 is preferably 100 nm or less.

なお、第一の帯状形状201は、第1方向に沿って並ぶ2つの帯状パターンPoの一部が重なるように配列されて構成されてもよい。すなわち、複数の帯状パターンPoは、第1方向に、長さd1よりも小さい配列間隔で配置されていてもよいし、帯状パターンPoの、第1方向の配列間隔は一定でなくてもよい。帯状パターンPoが重なり合う場合には、重なり合う帯状パターンPoそれぞれからなる領域が結合された1つの領域が、1つの第一の帯状形状201となる。この場合、第一の帯状形状201の第1方向の長さは、帯状パターンPoの長さd1の整数倍とは異なる長さとなる。また、帯状パターンPoの長さd1は、一定でなくてもよく、各帯状パターンPoにおいて、第2方向の長さd2が第1方向の長さd1以上であって、複数の帯状パターンPoにおける長さd2の標準偏差が長さd1の標準偏差よりも大きければよい。こうした構成によっても、反射光の散乱効果を得ることができる。帯状パターンPoの断面は矩形である必要はなく、角部が丸まった楕円や円形状でもよい。   The first band-like shape 201 may be configured to be arranged such that a part of two band-like patterns Po aligned in the first direction overlap with each other. That is, the plurality of strip patterns Po may be arranged at an arrangement interval smaller than the length d1 in the first direction, and the arrangement interval in the first direction of the strip patterns Po may not be constant. When the strip patterns Po overlap, one region in which the regions formed by the overlapping strip patterns Po are combined becomes one first strip shape 201. In this case, the length in the first direction of the first strip shape 201 is a length different from an integral multiple of the length d1 of the strip pattern Po. In addition, the length d1 of the strip patterns Po does not have to be constant, and in each of the strip patterns Po, the length d2 in the second direction is equal to or greater than the length d1 in the first direction. The standard deviation of the length d2 may be larger than the standard deviation of the length d1. Also by such a configuration, the scattering effect of the reflected light can be obtained. The cross section of the strip pattern Po does not have to be rectangular, and may have an oval or circular shape with rounded corners.

<凹凸層の凹凸構造の第二の形態>
次に、凹凸層として、凹凸層20に代えて、複数の第一の帯状形状201と第二の帯状形状211とを含むパターンを構成する、多段の凹凸構造を有する凸部21aを備えた凹凸層21について説明する。
図3に示す、平面視が第二の帯状形状211となる凸部21bを有する凹凸構造体21cにおいて、凸部21bの配置位置及びその高さは維持したまま、図2に示す、平面視が第一の帯状形状201となる凸部20aに重ねると、図4に示す多段の凹凸構造を有する凸部21aからなるパターンが形成される。図4に示すように、凸部20a及び凸部21bで構成される凹凸構造体21cにより構成されるパターンは、凹凸層20が構成する第一の帯状形状201とは異なる。すなわち、凹凸層20と凹凸層21とは凹凸構造体の構成が異なる。
<Second form of the concavo-convex structure of the concavo-convex layer>
Next, as a concavo-convex layer, in place of the concavo-convex layer 20, a concavoconvex having a multi-step concavoconvex structure 21a, which forms a pattern including a plurality of first strip shapes 201 and second strip shapes 211. The layer 21 will be described.
In the concavo-convex structure 21c shown in FIG. 3 having the convex portion 21b whose planar view is the second strip shape 211, the planar view shown in FIG. 2 shows the convex portion 21b while maintaining the arrangement position and height thereof. When stacked on the convex portions 20 a to be the first strip shape 201, a pattern formed of the convex portions 21 a having the multi-step uneven structure shown in FIG. 4 is formed. As shown in FIG. 4, the pattern constituted by the concavo-convex structure 21 c constituted by the convex portion 20 a and the convex portion 21 b is different from the first strip shape 201 constituted by the concavo-convex layer 20. That is, the configuration of the uneven structure body is different between the uneven layer 20 and the uneven layer 21.

以下では、凹凸層21について、上述の凹凸層20との相違点を中心に説明し、凹凸層20と同一の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
凹凸層20によれば、反射光の散乱効果によって視認される色の観察角度による変化は緩やかになるものの、散乱に起因した反射光の強度の低下によって、視認される色の鮮やかさは低下する。発色構造体1の用途等によっては、より鮮やかな色を広い観察角度で観察可能な構造体が求められる場合もある。凹凸層21では、第二の帯状形状211を構成する凸部21bが、反射強度の高い回折光を生じさせるように配列されており、平面視が第一の帯状形状201となる凸部20aによる光の散乱効果と、平面視が第二の帯状形状211となる凸部21bによる光の回折効果とによって、より鮮やかな色を広い観察角度で観察可能となる発色が実現される。
In the following, the uneven layer 21 will be described focusing on the differences from the above-described uneven layer 20, and the same components as those of the uneven layer 20 will be assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.
According to the concavo-convex layer 20, although the change by the observation angle of the color recognized by the scattering effect of the reflected light becomes gentle, the vividness of the color recognized is reduced by the reduction of the intensity of the reflected light due to the scattering. . Depending on the application of the color forming structure 1 and the like, a structure capable of observing more vivid colors at a wide viewing angle may be required. In the concavo-convex layer 21, the convex portions 21 b constituting the second strip shape 211 are arranged so as to generate diffracted light with high reflection intensity, and the convex portion 20 a with the first strip shape 201 viewed in plan The light scattering effect and the light diffraction effect of the light from the convex portions 21 b having the second strip shape 211 in plan view realize coloring that enables more vivid colors to be observed at a wide observation angle.

図3を参照して、第二の帯状形状211の構成について説明する。図3(a)は、第二の帯状形状211を構成する凸部21bを有する凹凸構造体21cの平面図であり、図3(b)は、図3(a)のβ−β′断面における断面構造を示す断面図である。
図3(a)の平面図に示すように、第二の帯状形状211は、第2方向に沿って一定の幅で延びる帯状を有し、複数の第二の帯状形状211は、第1方向に沿って、間隔をあけて並んでいる。換言すれば、平面視で、複数の第二の帯状形状211が構成するパターンは、第2方向に沿って延び、第1方向に沿って並ぶ複数の帯状領域からなる。第二の帯状形状211における第1方向の長さd3は、第一の帯状形状201の第1方向の長さd1と一致していてもよいし、異なっていてもよい。
The configuration of the second strip shape 211 will be described with reference to FIG. FIG. 3 (a) is a plan view of the concavo-convex structure 21c having the convex portions 21b constituting the second strip shape 211, and FIG. 3 (b) is a sectional view taken along the line β-β ′ of FIG. 3 (a). It is sectional drawing which shows a cross-section.
As shown in the plan view of FIG. 3A, the second strip shape 211 has a strip extending with a constant width along the second direction, and the plurality of second strip shapes 211 have a first direction. Along the line, spaced apart. In other words, in plan view, the pattern formed by the plurality of second strip shapes 211 extends along the second direction, and includes a plurality of strip regions aligned along the first direction. The length d3 of the second strip shape 211 in the first direction may or may not be the same as the length d1 of the first strip shape 201 in the first direction.

第1方向における第二の帯状形状211の配列間隔de、すなわち、第1方向における第二の帯状形状211の配列間隔は、平面視が第二の帯状形状211となる凸部21bを有する凹凸構造体21cの表面での反射光の少なくとも一部が、一次回折光として観測されるように設定される。一次回折光は、換言すれば、回折次数mが1又は−1である回折光である。すなわち、入射光の入射角度をθ、反射光の反射角度をφ、回折する光の波長をλとした場合、配列間隔deは、de≧λ/(sinθ+sinφ)を満たす。例えば、λ=360nmである可視光線を対象とするとき、第二の帯状形状211の配列間隔deは180nm以上であればよく、すなわち、配列間隔deは、入射光に含まれる波長域における最小波長の1/2以上であればよい。なお、配列間隔deは、互いに隣り合う2つの第二の帯状形状211の端部間の第1方向に沿った距離であって、第1方向において第二の帯状形状211に対して同一の側に位置する端部間の距離、つまり、例えば図3(a)において、隣り合う2つの第二の帯状形状211それぞれの長手方向右側の辺どうしの間の距離をいう。   The arrangement interval de of the second strip shape 211 in the first direction, that is, the arrangement interval of the second strip shape 211 in the first direction, is a concavo-convex structure having a convex portion 21 b whose plan view becomes the second strip shape 211 At least a part of the reflected light on the surface of the body 21c is set to be observed as first-order diffracted light. The first-order diffracted light is, in other words, diffracted light whose diffraction order m is 1 or -1. That is, assuming that the incident angle of incident light is θ, the reflection angle of reflected light is φ, and the wavelength of light to be diffracted is λ, the arrangement interval de satisfies de ≧ λ / (sin θ + sin φ). For example, when targeting visible light with λ = 360 nm, the arrangement interval de of the second strip shape 211 may be 180 nm or more, that is, the arrangement interval de is the minimum wavelength in the wavelength range included in incident light It is sufficient if it is 1/2 or more of. The arrangement interval de is a distance along the first direction between the end portions of two adjacent second band-like shapes 211, and is the same side as the second band-like shape 211 in the first direction. The distance between the end portions located at the side, that is, for example, the distance between the sides on the right side in the longitudinal direction of the two adjacent second band-like shapes 211 in FIG. 3A, for example.

凹凸構造体21cに含まれる凸部21bにより構成される第二の帯状形状211の配置パターンの周期性は、基材10が有する凹凸構造の周期性、すなわち、反射防止層30の表面における後述の凹凸構造の周期性に反映される。複数の第二の帯状形状211の配列間隔deが一定の場合、反射防止層30が後述の金属層50を備えている場合には、この金属層50の表面での回折現象によって、金属層50からは、「特定の波長」の反射光が特定の角度に出射される。この回折による光の反射強度は、上述の第一の帯状形状201の説明において述べた第一の帯状形状201による光の散乱効果によって生じる反射光の反射強度と比較して非常に強いため、金属光沢のような輝きを有する光が視認されるが、一方で、回折による分光が生じ、観察角度の変化に応じて視認される色が変化する。   The periodicity of the arrangement pattern of the second strip shape 211 constituted by the convex portions 21 b included in the concavo-convex structure 21 c is the periodicity of the concavo-convex structure of the base material 10, that is, the below-described in the surface of the antireflective layer 30. It is reflected in the periodicity of the uneven structure. In the case where the arrangement interval de of the plurality of second strip shapes 211 is constant, in the case where the antireflective layer 30 includes the metal layer 50 described later, the metal layer 50 is formed by the diffraction phenomenon on the surface of the metal layer 50. From the above, reflected light of "specific wavelength" is emitted at a specific angle. The reflection intensity of light due to this diffraction is very strong compared to the reflection intensity of the reflected light caused by the scattering effect of the light by the first band shape 201 described in the description of the first band shape 201 described above. Although light having a brilliance such as gloss is visible, on the other hand, a spectrum due to diffraction occurs, and the color to be viewed changes according to the change of the observation angle.

したがって、例えば、青色を呈する発色構造体1が得られるように第一の帯状形状201の構造を設計したとしても、第二の帯状形状211の配列間隔deを400nm以上5μm以下程度の一定値とすると、観察角度によっては、回折に起因した強い緑色から赤色の表面反射による光が観察される。これに対し、例えば、第二の帯状形状211の配列間隔deを50μm程度に大きくすると、可視領域の光が回折される角度の範囲が狭くなるため、回折に起因した色の変化が視認されにくくなるが、金属光沢のような輝きを有する光は特定の観察角度でのみしか観察されない。   Therefore, for example, even if the structure of the first strip shape 201 is designed so as to obtain the color forming structure 1 exhibiting blue, the arrangement interval de of the second strip shape 211 is set to a constant value of about 400 nm to 5 μm. Then, depending on the observation angle, light due to strong green to red surface reflection due to diffraction is observed. On the other hand, for example, when the arrangement interval de of the second strip shape 211 is increased to about 50 μm, the range of the angle at which light in the visible region is diffracted becomes narrow, so that color change due to diffraction is less visible However, light with brilliance like metallic luster is only observed at certain viewing angles.

そこで、配列間隔deを一定の値とせず、複数の第二の帯状形状211の配置パターンを、周期が異なる複数の周期構造が重ね合わされたパターンとすれば、回折による反射光に複数の波長の光が混じり合うため、分光された単色性の高い光は視認されにくくなる。したがって、光沢感のある鮮やかな色が広い観察角度で観察される。この場合、配列間隔deは、例えば、360nm以上5μm以下の範囲から選択され、複数の第二の帯状形状211の配列間隔deの平均値が、入射光に含まれる波長域における最小波長の1/2以上であればよい。   Therefore, if the arrangement pattern of the plurality of second strip shapes 211 is a pattern in which a plurality of periodic structures having different periods are superimposed, without setting the arrangement interval de to a constant value, the reflected light due to diffraction has a plurality of wavelengths. Because the light is mixed, it is difficult for the dispersed light with high monochromaticity to be viewed. Therefore, bright and vivid colors are observed at a wide viewing angle. In this case, the arrangement interval de is selected, for example, from the range of 360 nm to 5 μm, and the average value of the arrangement intervals de of the plurality of second strip shapes 211 is 1/1 / the minimum wavelength in the wavelength range included in the incident light. It is sufficient if it is 2 or more.

ただし、配列間隔deの標準偏差が大きくなるにつれ、第二の帯状形状211の配列が不規則となって散乱効果が支配的になり、回折による強い反射が得られにくくなる。そのため、第二の帯状形状211の配列間隔deは、第一の帯状形状201による光の散乱効果によって光が広がる角度に応じて、この光が広がる範囲と同程度の範囲に回折による反射光が出射されるように決定することが好ましい。例えば、青色の反射光が、入射角度に対して±40°の範囲に広がって出射される場合、第二の帯状形状211の配置パターンにおいて、配列間隔deを、その平均値が1μm以上5μm以下の程度であり、標準偏差が1μm程度であるように設定する。これにより、第一の帯状形状201の光の散乱効果によって光が広がる角度と同程度の角度に回折による反射光が生じる。   However, as the standard deviation of the arrangement interval de increases, the arrangement of the second band-like shapes 211 becomes irregular, the scattering effect becomes dominant, and it becomes difficult to obtain strong reflection by diffraction. Therefore, according to the angle at which the light spreads due to the light scattering effect of the first band-shaped shape 201, the reflected light due to diffraction is in the same range as the range in which this light spreads. It is preferable to decide to be emitted. For example, in the case where the blue reflected light is emitted while spreading in a range of ± 40 ° with respect to the incident angle, in the arrangement pattern of the second strip shape 211, the arrangement interval de is an average value of 1 μm to 5 μm. The standard deviation is set to be about 1 .mu.m. As a result, due to the scattering effect of the light of the first band-like shape 201, the reflected light due to diffraction is generated at an angle substantially the same as the angle at which the light spreads.

さらに、より長周期の回折現象を生じさせるために、一辺が10μm以上100μm以下の正方形領域を単位領域とし、単位領域ごとの、この領域に配置される第二の帯状形状211について、その配列間隔deを、平均値が1μm以上5μm以下の程度、かつ、標準偏差が1μm程度としてもよい。なお、複数の単位領域のなかには、配列間隔deが1μm以上5μm以下の範囲に含まれる一定の値である領域が含まれてもよい。配列間隔deが一定である単位領域が存在したとしても、この単位領域と隣接する単位領域のいずれかにおいて、配列間隔deが標準偏差1μm程度のばらつきを有していれば、人の目の解像度においてはすべての単位領域で配列間隔deがばらつきを有している構成と同等の効果が期待できる。   Furthermore, in order to generate a longer period diffraction phenomenon, a square area of 10 μm to 100 μm on a side is taken as a unit area, and the arrangement interval of the second strip shape 211 arranged in this area for each unit area The average value of de may be about 1 μm to 5 μm, and the standard deviation may be about 1 μm. Note that, among the plurality of unit regions, a region having a constant value in which the arrangement interval de is included in the range of 1 μm to 5 μm may be included. Even if there is a unit area in which the arrangement interval de is constant, if the arrangement interval de has a variation of about 1 μm in any of the unit areas adjacent to this unit area, the resolution of human eyes Can be expected to have the same effect as the configuration in which the arrangement interval de has variation in all unit regions.

なお、図3に示した第二の帯状形状211は、第1方向のみに、配列間隔deに起因した周期性を有している。第一の帯状形状201による光の散乱効果は、主として、第1方向に沿った方向への反射光に作用するが、第2方向に沿った方向への反射光にも一部影響し得る。したがって、第二の帯状形状211は、第2方向にも周期性を有してもよい。すなわち、第二の帯状形状211の配置パターンは、第2方向に延びる複数の帯状領域が、第1方向と第2方向との各々に沿って並ぶパターンであってもよい。   The second band-like shape 211 shown in FIG. 3 has periodicity due to the arrangement interval de only in the first direction. The scattering effect of light by the first strip shape 201 mainly acts on the reflected light in the direction along the first direction, but may partially affect the reflected light in the direction along the second direction. Therefore, the second strip shape 211 may have periodicity in the second direction. That is, the arrangement pattern of the second strip shape 211 may be a pattern in which a plurality of strip regions extending in the second direction are arranged along each of the first direction and the second direction.

こうした第二の帯状形状211の配置パターンにおいて、例えば、第二の帯状形状211の第1方向に沿った配列間隔と第二方向に沿った配列間隔との各々は、各々の平均値が1μm以上100μm以下であるようにばらつきを有していればよい。また、第一の帯状形状201による光の散乱効果の第1方向への影響と第2方向への影響との違いに応じて、第1方向に沿った配列間隔の平均値と、第2方向に沿った配列間隔の平均値とは互いに異なっていてもよく、第1方向に沿った配列間隔の標準偏差と、第2方向に沿った配列間隔の標準偏差とは互いに異なっていてもよい。   In the arrangement pattern of the second strip shape 211, for example, each of the arrangement interval along the first direction and the arrangement interval along the second direction of the second strip shape 211 has an average value of 1 μm or more. It is sufficient that the variation is made to be 100 μm or less. Also, according to the difference between the influence of the first band shape 201 in the first direction and the influence of the light scattering effect in the second direction, the average value of the arrangement interval along the first direction, and the second direction The average value of the arrangement intervals along the first direction may be different from each other, and the standard deviation of the arrangement intervals along the first direction may be different from the standard deviation of the arrangement intervals along the second direction.

複数の第二の帯状形状211が、第1方向と第2方向との各々に沿って並び、第二の帯状形状211の配列間隔の平均値及び標準偏差の少なくとも一方が、第1方向に沿った配列間隔と第2方向に沿った配列間隔とで異なる構成にすることで、第一の帯状形状201が、第1方向のみに周期的に配置されている場合の、光の散乱効果の第1方向への影響と第2方向への影響との違いに応じて、第二の帯状形状211による光の回折効果を調整することができるため、好ましい。   A plurality of second strip shapes 211 are arranged along each of the first direction and the second direction, and at least one of the average value and the standard deviation of the arrangement intervals of the second strip shapes 211 is along the first direction By making the arrangement interval different from the arrangement interval along the second direction, the first band-like shape 201 is periodically arranged only in the first direction, and the light scattering effect of the first embodiment It is preferable because the light diffraction effect of the second strip shape 211 can be adjusted according to the difference between the influence in one direction and the influence in the second direction.

図3(b)に示すように、平面視が第二の帯状形状211となる凸部21bの高さh2は、凸部21bの上及び凸部21bが形成されていない領域の上に形成された干渉層40の表面粗さよりも大きければよい。ただし、高さh2が大きくなるほど、凹凸構造が反射光に与える効果において平面視が第二の帯状形状211となる凸部21bによる回折効果が支配的となって、平面視が第一の帯状形状201となる凸部20aによる光の散乱効果が得られにくくなるため、凸部21bの高さh2は凸部20aの高さh1と同程度であることが好ましく、高さh2は高さh1と一致していてもよい。例えば、凸部20aの高さh1と凸部21bの高さh2とは、10nm以上200nm以下の範囲に含まれていることが好ましく、青色を呈する発色構造体では、凸部20aの高さh1と凸部21bの高さh2とは、10nm以上150nm以下の範囲に含まれていることが好ましい。   As shown in FIG. 3 (b), the height h2 of the convex portion 21b which is the second strip shape 211 in plan view is formed on the convex portion 21b and on the region where the convex portion 21b is not formed. It may be larger than the surface roughness of the interference layer 40. However, as the height h2 increases, the diffraction effect of the convex portion 21b in which the plan view becomes the second strip shape 211 becomes dominant in the effect of the concavo-convex structure on the reflected light, and the plan view is the first strip shape Since it is difficult to obtain the light scattering effect of the convex portion 20a to be 201, the height h2 of the convex portion 21b is preferably about the same as the height h1 of the convex portion 20a, and the height h2 is the height h1 It may match. For example, the height h1 of the convex portion 20a and the height h2 of the convex portion 21b are preferably included in the range of 10 nm to 200 nm, and the height h1 of the convex portion 20a in the color forming structure exhibiting blue color The height h2 of the projection 21b and the height h2 of the projection 21b are preferably in the range of 10 nm to 150 nm.

図4を参照して、凹凸層21の詳細について説明する。図4(a)は、凹凸層21を干渉層40側から見た平面図であり、図4(b)は、図4(a)のγ−γ′断面における断面構造を示す断面図である。
図4(a)に示す平面図において、凹凸層21を構成する第一の帯状形状201と第二の帯状形状211とにより形成されるパターンは、図2に示す第一の帯状形状201と、図3に示す第二の帯状形状211とが重ね合わされたパターンとなる。すなわち、凹凸層21において凸部21aが位置する領域は、第一の帯状形状201のみから構成される領域213と、第二の帯状形状211のみから構成される領域214と、第一の帯状形状201と第二の帯状形状211とが重なっている領域215とからなる。それ以外の領域216は、凸部21aが形成されていない領域である。
なお、図4においては、第一の帯状形状201と第二の帯状形状211とが、第1方向においてその端部が揃うように重ねられているが、こうした構成に限らず、第一の帯状形状201の端部と第二の帯状形状211の端部とは第1方向にずれていてもよい。
The details of the uneven layer 21 will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a plan view of the concavo-convex layer 21 as viewed from the side of the interference layer 40, and FIG. 4B is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure in the γ-γ ′ cross section of FIG. .
In the plan view shown in FIG. 4A, the pattern formed by the first strip shape 201 and the second strip shape 211 constituting the uneven layer 21 is the first strip shape 201 shown in FIG. It becomes a pattern in which the second strip shape 211 shown in FIG. 3 is superimposed. That is, in the concavo-convex layer 21, the region where the convex portion 21 a is located is the region 213 constituted only by the first strip shape 201, the region 214 constituted only by the second strip shape 211, and the first strip shape And an area 215 where the second band shape 211 overlaps the second band shape. The other area 216 is an area where the convex portion 21 a is not formed.
In addition, in FIG. 4, although the 1st strip shape 201 and the 2nd strip shape 211 overlap so that the edge part may align in a 1st direction, it does not restrict to such a structure, The 1st strip shape The end of the shape 201 and the end of the second strip shape 211 may be offset in the first direction.

図4(b)に示すように、凸部21aが形成されていない領域216を基準としたとき、凸部21aのうち領域213に対応する部分の高さは、第一の帯状形状201に対応する凸部20aの高さh1である。また、凸部21aのうち領域214に対応する部分の高さは、第二の帯状形状211に対応する凸部21bの高さh2である。同様に、領域215に対応する部分の高さは、第一の帯状形状201に対応する凸部20aの高さh1と第二の帯状形状211に対応する凸部21bの高さh2との和(=h3)である。つまり、凹凸層21は、所定の高さh1を有する第一の帯状形状201の凸部20aと、所定の高さh2を有する第二の帯状形状211の凸部21bとが、高さ方向に重ねられた多段形状を有する。   As shown in FIG. 4B, the height of the portion corresponding to the region 213 in the convex portion 21a corresponds to the first strip shape 201 based on the region 216 in which the convex portion 21a is not formed. Height h1 of the protruding portion 20a. Further, the height of the portion corresponding to the area 214 in the convex portion 21 a is the height h 2 of the convex portion 21 b corresponding to the second strip shape 211. Similarly, the height of the portion corresponding to the region 215 is the sum of the height h 1 of the convex portion 20 a corresponding to the first strip shape 201 and the height h 2 of the convex portion 21 b corresponding to the second strip shape 211. (= H3). That is, in the uneven layer 21, the convex portion 20 a of the first strip shape 201 having the predetermined height h 1 and the convex portion 21 b of the second strip shape 211 having the predetermined height h 2 are in the height direction. It has an overlapping multi-stage shape.

以上のように、凹凸層21を有する発色構造体1によれば、第一の帯状形状201を有する凸部20aに起因した光の拡散現象と、第二の帯状形状211を有する凸部21bに起因した光の回折現象との相乗によって、「特定の波長域」の反射光が広い観察角度で観察可能であるとともに、この反射光の強度が高められることにより光沢感のある鮮やかな色が視認される。換言すれば、凹凸層21においては、その凹凸構造が1つの構造体でありながら、多段であるために、光の拡散機能と光の回折機能との2つの機能を担っている。   As described above, according to the coloring structure 1 having the concavo-convex layer 21, the light diffusion phenomenon caused by the convex portion 20 a having the first band-like shape 201 and the convex portion 21 b having the second band-like shape 211 Due to the synergy with the diffraction phenomenon of the resulting light, it is possible to observe the reflected light in the “specific wavelength range” at a wide observation angle, and the intensity of this reflected light is enhanced to make the bright color with a glossy feeling visible Be done. In other words, in the concavo-convex layer 21, since the concavo-convex structure is a multi-stage structure while being a single structure, it has two functions of the light diffusion function and the light diffraction function.

なお、第一の帯状形状201と第二の帯状形状211とは平面視で重ならないように配置されてもよい。こうした構造によっても、第一の帯状形状201による光の拡散効果と第二の帯状形状211とによる光の回折効果とを得ることができる。ただし、第一の帯状形状201と第二の帯状形状211とを互いに重ならないように配置しようとすれば、単位面積あたりにおける第一の帯状形状201の配置可能な面積が小さくなり、光の拡散効果が低下する。したがって、第一の帯状形状201と第二の帯状形状211とによる光の拡散効果と回折効果とを高めるためには、図4に示すように、第一の帯状形状201と第二の帯状形状211とが重なるように、凸部21aを多段形状とすることが好ましい。なお、第二の帯状形状211の上に第一の帯状形状201を配置する構成であっても同様の効果を得られる。   The first strip shape 201 and the second strip shape 211 may be arranged so as not to overlap in plan view. Also with such a structure, it is possible to obtain the diffusion effect of light by the first strip shape 201 and the diffraction effect of light by the second strip shape 211. However, if the first band-shaped shape 201 and the second band-shaped shape 211 are arranged so as not to overlap with each other, the locatable area of the first band-shaped shape 201 per unit area becomes small, and light diffusion The effect is reduced. Therefore, in order to enhance the light diffusion effect and the diffraction effect by the first band shape 201 and the second band shape 211, as shown in FIG. 4, the first band shape 201 and the second band shape are provided. It is preferable to make the convex part 21a into a multistage shape so that 211 and may overlap. The same effect can be obtained even if the first strip shape 201 is disposed on the second strip shape 211.

<干渉層>
次に、図5を参照して、干渉層40を説明する。ここでは、図5に示すように、凹凸層として、図4に示す平面視が第一の帯状形状201及び第二の帯状形状211を含むパターンとなる多段の凹凸層21を備える場合について説明するが、凹凸層21に代えて、図2に示す平面視が第一の帯状形状201となる凸部20aのみを有する凹凸層20を備える場合も同様である。
干渉層40は、凹凸層21の凹凸構造に追従した表面形状を有する。つまり、断面視で、凹凸層21の凹部の上面及び凸部の上面に干渉層40が形成される。干渉層40が一層であるとき、薄膜干渉が起こり、以下の条件で位相が反転する。そのため、屈折率n、光路差lのとき、2nl=(m+1/2)の条件で、明るくなる。また、干渉層40が2層以上から構成されるとき、多層膜干渉が起こる。
<Interference layer>
Next, the interference layer 40 will be described with reference to FIG. Here, as shown in FIG. 5, a case will be described in which the multi-step uneven layer 21 in which the plan view shown in FIG. 4 has a pattern including the first strip shape 201 and the second strip shape 211 is provided. However, in place of the uneven layer 21, the same applies to the case where the uneven layer 20 having only the convex portions 20 a in which the planar view shown in FIG.
The interference layer 40 has a surface shape that follows the uneven structure of the uneven layer 21. That is, in cross section, the interference layer 40 is formed on the upper surface of the recess and the upper surface of the protrusion of the uneven layer 21. When the interference layer 40 is a single layer, thin film interference occurs, and the phase is reversed under the following conditions. Therefore, when the refractive index n and the optical path difference l, the image becomes bright under the condition of 2nl = (m + 1/2). Also, when the interference layer 40 is composed of two or more layers, multilayer film interference occurs.

干渉層40が二層以上の多層構成からなる場合、干渉層40は、高屈折率層40aと低屈折率層40bとが交互に積層された構造を有する。高屈折率層40aの屈折率は、低屈折率層40bの屈折率よりも大きい。少ない層で干渉光を大きくするためには、高屈折率層40aと低屈折率層40bの屈折率差が0.6以上2.2以下程度あると、少ない層数で「特定の波長領域」の反射が大きくなるため、好ましい。図5における干渉層40は、凹凸層21上に、凹凸層21の凹凸構造に沿って積層され、凹凸層21の凹凸構造に沿って凹凸を繰り返す凹凸構造を有するように、高屈折率層40aと、低屈折率層40bとが交互に積層された、合計10層とした構成であるが、特にこれに限定されるものではない。   When the interference layer 40 has a multilayer configuration of two or more layers, the interference layer 40 has a structure in which high refractive index layers 40 a and low refractive index layers 40 b are alternately stacked. The refractive index of the high refractive index layer 40a is larger than the refractive index of the low refractive index layer 40b. If the difference in refractive index between the high refractive index layer 40a and the low refractive index layer 40b is about 0.6 or more and 2.2 or less, the "specific wavelength region" with a small number of layers in order to increase interference light with a small number of layers. Is preferable because the reflection of the The interference layer 40 in FIG. 5 is stacked on the concavo-convex layer 21 along the concavo-convex structure of the concavo-convex layer 21 and has a concavo-convex structure in which concavities and convexities are repeated along the concavo-convex structure of the concavo-convex layer 21. And the low refractive index layers 40b are alternately stacked, and has a total of 10 layers, but is not particularly limited thereto.

このように構成された干渉層40に、光が入射すると、干渉層40における高屈折率層40aと低屈折率層40bとの各界面で反射した光が干渉を起こし、干渉層40の表面における不規則な凹凸に起因して進行方向を変えた結果、「特定の波長域」の光が広い角度に出射される。この反射光として強く出射される「特定の波長域」は、高屈折率層40aと低屈折率層40bを構成する材料の屈折率及び消衰係数、膜厚、凸部の幅、高さ及び配列によって決まる。   When light is incident on the interference layer 40 configured in this way, the light reflected at each interface between the high refractive index layer 40 a and the low refractive index layer 40 b in the interference layer 40 causes interference, and the light on the surface of the interference layer 40 As a result of changing the traveling direction due to the irregular asperity, light of “specific wavelength range” is emitted at a wide angle. The "specific wavelength range" strongly emitted as the reflected light is the refractive index and extinction coefficient of the material constituting the high refractive index layer 40a and the low refractive index layer 40b, the film thickness, the width of the convex portion, the height and It depends on the arrangement.

干渉層40を構成する材料は特に次の材料に限定されるものではないが、フッ素系化合物、ケイ素系化合物、チタン系化合物、ニオブ系化合物、の何れか1つ以上の化合物を含むと、発色構造体1を保護する保護層としての機能も果たすので、耐スクラッチ性が向上する。なお、干渉層40が多層膜構成である場合、基材10とは反対側の多層膜上、つまり、発色構造体1の表面側に保護層があってもよい。
干渉層40の膜厚が5nm以上2000nm以下であると、膜厚が薄いため安価に生産することができる。5nm以上1000nm以下であると、干渉効果がより高いため、好ましい。
The material constituting the interference layer 40 is not particularly limited to the following materials, but when one or more compounds of a fluorine-based compound, a silicon-based compound, a titanium-based compound, and a niobium-based compound are included, color development occurs. Since it also functions as a protective layer for protecting the structure 1, the scratch resistance is improved. When the interference layer 40 has a multilayer film structure, a protective layer may be provided on the multilayer film on the side opposite to the substrate 10, that is, on the surface side of the color forming structure 1.
Since the film thickness is thin as the film thickness of the interference layer 40 is 5 nm or more and 2000 nm or less, it can be inexpensively produced. The interference effect is higher as 5 nm or more and 1000 nm or less is preferable.

<反射防止層の第一の形態>
次に、図6と図7とを参照して、反射防止層30の第一の形態を説明する。ここでは、図6に示すように、凹凸層として、図2に示す平面視が第一の帯状形状201となる凸部20aのみを有する凹凸層20を備える場合について説明するが、凹凸層20に代えて、平面視が第一の帯状形状201及び第二の帯状形状211を含むパターンとなる多段の凹凸層21を備える場合も同様である。
図6は、発色構造体1の反射防止層30として、第一の形態における反射防止層30aを用いた場合の断面図である。図7(a)は、図6に示す発色構造体1を裏面側から見た図である。図7(b)は、図7(a)のβ−β′断面における断面構造を示す断面図である。なお、簡単のため図6では、干渉層40の図示を省略し、図7では、凹凸層20及び干渉層40の図示を省略している。
<First Form of Antireflection Layer>
Next, the first embodiment of the antireflective layer 30 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. Here, as shown in FIG. 6, a case is described in which the uneven layer 20 includes the uneven layer 20 having only the convex portions 20 a in which the plan view shown in FIG. Alternatively, the same applies to the case where the multi-step uneven layer 21 having a pattern including the first strip shape 201 and the second strip shape 211 in plan view is provided.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the case where the antireflection layer 30 a of the first embodiment is used as the antireflection layer 30 of the coloring structure 1. Fig.7 (a) is the figure which looked at the coloring structure 1 shown in FIG. 6 from the back surface side. FIG.7 (b) is sectional drawing which shows the cross-section in the (beta)-(beta) 'cross section of Fig.7 (a). In addition, in FIG. 6, illustration of the interference layer 40 is abbreviate | omitted for simplification, and in FIG. 7, illustration of the uneven | corrugated layer 20 and the interference layer 40 is abbreviate | omitted.

反射防止層30aは、基材10とは反対側に複数の凸部が配列された凹凸構造(第二の凹凸構造)31を有する。この凹凸構造31の凸部の縦断面形状は、釣鐘状、円錐状、逆漏斗状でもよいし、矩形、三角柱、多角柱、円柱、その他の形状であってもよい。このような形状とすることで、第3方向に対する屈折率を段階的に変化させることができる。その結果、干渉層40で反射せず透過した光や、発色構造体1の裏面側から入射した光が再度表面側に射出されることを低減することができる。すなわち、不要な光が発色構造体1の表面側で視認されにくくなるので、干渉層40で反射した「特定の波長域」の反射光を良好に視認することができる。   The antireflective layer 30 a has a concavo-convex structure (second concavo-convex structure) 31 in which a plurality of convex portions are arranged on the opposite side to the base material 10. The vertical cross-sectional shape of the convex portion of the concavo-convex structure 31 may be a bell shape, a conical shape, an inverted funnel shape, a rectangular shape, a triangular prism, a polygonal prism, a cylinder, or any other shape. With such a shape, the refractive index in the third direction can be changed stepwise. As a result, it is possible to reduce that light transmitted without being reflected by the interference layer 40 and light incident from the back surface side of the color forming structure 1 are emitted again to the front surface side. That is, since it becomes difficult to visually recognize unnecessary light on the surface side of the coloring structure 1, the reflected light of the "specific wavelength range" reflected by the interference layer 40 can be visually recognized well.

凹凸構造31は、図7(b)に示すように、膜厚方向の高さj1が10nm以上500nm以下であることが好ましい。また、構造周期、つまり、凸部の配置周期は10nm以上1000nm以下の周期であることが好ましい。構造周期は可視領域の波長以下であるサブ波長周期であるとさらに好ましい。なお、複数の異なる周期を組み合わせて凹凸構造31が形成されていてもよく、この場合には可視領域の波長以上でもよい。各値がこの範囲にあることで界面での反射を効果的に抑制できる。   As shown in FIG. 7B, the concavo-convex structure 31 preferably has a height j1 in the film thickness direction of 10 nm or more and 500 nm or less. In addition, it is preferable that the structural period, that is, the arrangement period of the convex portions be a period of 10 nm or more and 1000 nm or less. The structural period is more preferably a sub-wavelength period which is equal to or less than the wavelength in the visible region. The uneven structure 31 may be formed by combining a plurality of different cycles, and in this case, the wavelength may be equal to or longer than the wavelength of the visible region. When each value is in this range, reflection at the interface can be effectively suppressed.

凹凸構造31の構造周期は、凹凸構造31の凸部間の幅つまり凹部の幅に対する、凸部の周期の幅との比、つまり凹凸構造31の凹部と凸部との幅の比が、0.25以上0.75以下であると、断面方向で屈折率を傾斜させやすく、好ましい。
凹凸構造31の複数の凸部の配置パターンは秩序性のない配列であってもよく、正方配列や、六方配列であってもよい。また、これらの配列を組み合わせた島状配列に並んでいてもよい。凹凸構造31の凸部を、その大きさや高さを変化させたり、非周期的に配列したりするといったように、不規則に設計することが好ましい。これにより、様々な波長域を含む入射光の反射を効果的に抑制することができる。
The structure period of the concavo-convex structure 31 is such that the ratio of the width of the period of the convex part to the width between the convex parts of the concavo-convex structure 31, ie, the width of the concave part, that is, the ratio of the width of the concave part to the convex part of the concavo-convex structure 31 is 0 It is easy to incline the refractive index in the cross-sectional direction as it is not less than 25 and not more than 0.75, which is preferable.
The arrangement pattern of the plurality of convex portions of the concavo-convex structure 31 may be a non-ordered arrangement, or may be a square arrangement or a hexagonal arrangement. Moreover, you may arrange in the island-like arrangement | sequence which combined these arrangement | sequences. It is preferable to design the projections of the concavo-convex structure 31 irregularly so as to change the size and height or to arrange them aperiodically. Thereby, reflection of incident light including various wavelength ranges can be effectively suppressed.

凹凸構造31の材料は、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれかが主成分であることが好ましい。凹凸構造31の凸部が複数配列されていることで反射防止層30aとして機能する。凹凸構造31を含む反射防止層30aは、図6に示すように基材10を介して凹凸層20と別層構成となっていてもよく、反射防止層30aと凹凸層20とが一体化していてもよい。換言すると、反射防止層30aは、凹凸層20と同じ樹脂材料を使用して形成してもよく、異なる樹脂を使用してもよい。反射防止層30aの材料の屈折率は、1.1以上2.0以下が好ましく、1.4以上1.6以下がより好ましい。   It is preferable that the material of the uneven structure 31 has any of an ultraviolet ray curable resin, a thermosetting resin, and a thermoplastic resin as a main component. The plurality of convex portions of the concavo-convex structure 31 functions as the anti-reflection layer 30a. The antireflection layer 30a including the concavo-convex structure 31 may have a different layer configuration from the concavo-convex layer 20 via the base 10 as shown in FIG. 6, and the antireflection layer 30a and the concavo-convex layer 20 are integrated. May be In other words, the antireflective layer 30a may be formed using the same resin material as the uneven layer 20, or a different resin may be used. 1.1 or more and 2.0 or less are preferable, and, as for the refractive index of the material of the reflection preventing layer 30a, 1.4 or more and 1.6 or less are more preferable.

また、凹凸層20を形成した後に反射防止層30aを形成してもよく、反射防止層30aを形成した後に凹凸層20を形成してもよい。凹凸層20と反射防止層30aとを同時に形成できると、製造原価を削減することができ、生産能力も向上するため、好ましい。さらに換言すれば基材10はあってもよくなくてもよい。つまり、図8に示すように、一方の面に、平面視が第一の帯状形状201となる凸部20aを有する凹凸構造を有し、他方の面に凹凸構造31を有する部材を基材11とし、凸部20aを有する凹凸構造の上に、干渉層40を形成するようにしてもよい。   Moreover, after forming the uneven | corrugated layer 20, you may form the reflection prevention layer 30a, and may form the uneven | corrugated layer 20 after forming the reflection prevention layer 30a. If the uneven layer 20 and the antireflective layer 30a can be formed simultaneously, the manufacturing cost can be reduced and the production capacity can be improved, which is preferable. Furthermore, in other words, the substrate 10 may or may not be present. That is, as shown in FIG. 8, a member having a concavo-convex structure having a convex portion 20 a having a first band-like shape 201 in a plan view on one surface, and a concavo-convex structure 31 on the other surface The interference layer 40 may be formed on the concavo-convex structure having the convex portion 20a.

<反射防止層の第二の形態>
次に、図9から図12を参照して、反射防止層30の第二の形態を説明する。ここでは、図9に示すように、凹凸層として、図2に示す第一の帯状形状201を有する凹凸層20を備える場合について説明するが、凹凸層20に代えて、第一の帯状形状201及び第二の帯状形状211とを含むパターンとなる多段の凹凸層21を備える場合も同様である。
図9は、発色構造体1の反射防止層30として、第二の形態における反射防止層30bを用いた場合の発色構造体1の断面図である。
反射防止層30bは、図9に示すように、基材10とは反対側に複数の凹凸構造からなる凹凸構造32を有する。さらに凹凸構造32の凹凸に追従した表面形状を有する金属層50を有する。金属層50は、断面視で、凹凸構造32の凹部の上面及び凸部の上面に形成される。
Second Embodiment of Antireflection Layer
Next, a second embodiment of the antireflection layer 30 will be described with reference to FIGS. 9 to 12. Here, as shown in FIG. 9, the case where the concavo-convex layer 20 having the first strip shape 201 shown in FIG. 2 is provided as the concavo-convex layer will be described. The same applies to the case where the multi-step uneven layer 21 which is a pattern including the second strip shape 211 and the second strip shape 211 is provided.
FIG. 9 is a cross-sectional view of the color forming structure 1 when the reflection preventing layer 30 b of the second embodiment is used as the reflection preventing layer 30 of the color forming structure 1.
The anti-reflection layer 30 b has a concavo-convex structure 32 composed of a plurality of concavo-convex structures on the opposite side to the base 10 as shown in FIG. 9. Furthermore, a metal layer 50 having a surface shape that follows the unevenness of the uneven structure 32 is provided. The metal layer 50 is formed on the upper surface of the concave portion and the upper surface of the convex portion of the concavo-convex structure 32 in a cross sectional view.

図10(a)は、図9に示す発色構造体1を反射防止層30側から見た図である。図10(b)は、図10(a)のβ−β′断面における断面構造を示す断面図である。なお、簡単のため図9では、干渉層40の図示を省略している。また、図10では、凹凸層20、干渉層40及び金属層50の図示を省略している。つまり、図10は、図11に示すように、発色構造体1(図9)において金属層50が形成されていない状態における凹凸構造32を示す。
凹凸構造32の凸部の構造周期P1は、可視領域の波長以下であるサブ波長周期であることが好ましい。凹凸構造31の凸部の高さj2は10nm以上200nm以下の厚さが好ましい。各値がこの範囲にあることでプラズモン共鳴が発現しやすい。
FIG. 10A is a view of the coloring structure 1 shown in FIG. 9 as viewed from the side of the antireflection layer 30. FIG. 10B is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure in the β-β ′ cross section of FIG. The interference layer 40 is omitted in FIG. 9 for the sake of simplicity. Moreover, in FIG. 10, illustration of the uneven | corrugated layer 20, the interference layer 40, and the metal layer 50 is abbreviate | omitted. That is, as shown in FIG. 11, FIG. 10 shows the concavo-convex structure 32 in the state where the metal layer 50 is not formed in the coloring structure 1 (FIG. 9).
The structural period P1 of the convex portion of the concavo-convex structure 32 is preferably a sub-wavelength period equal to or less than the wavelength of the visible region. The height j2 of the convex portion of the concavo-convex structure 31 preferably has a thickness of 10 nm or more and 200 nm or less. Plasmon resonance is easily expressed when each value is in this range.

凹凸構造32は秩序性のない配列であってもよく、正方配列や、六方配列であってもよい。また、これらの配列を組み合わせた島状配列に並んでいてもよい。秩序性のない配列の方が、干渉縞を低減しやすく、好ましい。
また、この場合も、凹凸層20と反射防止層30とが一体化されていてもよい。凹凸層20を形成した後に反射防止層30を形成してもよく、逆に反射防止層30を形成した後に凹凸層20を形成してもよい。凹凸層20と反射防止層30とを同時に形成することができれば、製造原価を削減することができ、生産能力も向上するため、好ましい。つまり、基材10と凹凸層20及び反射防止層30は同一材料による連続した構成でもよく、異なる材料から構成されていてもよい。さらに換言すれば基材10はあってもなくてもよい。
The concavo-convex structure 32 may be a non-ordered array, or may be a square array or a hexagonal array. Moreover, you may arrange in the island-like arrangement | sequence which combined these arrangement | sequences. A non-ordered arrangement is preferred because it is easier to reduce interference fringes.
Also in this case, the concavo-convex layer 20 and the antireflective layer 30 may be integrated. The antireflective layer 30 may be formed after the uneven layer 20 is formed, and conversely, the uneven layer 20 may be formed after the antireflective layer 30 is formed. If the uneven layer 20 and the antireflective layer 30 can be formed simultaneously, the manufacturing cost can be reduced and the production capacity can be improved, which is preferable. That is, the base 10, the concavo-convex layer 20, and the anti-reflection layer 30 may be continuous configurations of the same material, or may be composed of different materials. Furthermore, in other words, the substrate 10 may or may not be present.

また、図12に示すように、一方の面に、平面視が第一の帯状形状201と第二の帯状形状211とを含むパターンとなる凸部21aを有する凹凸構造を有し、他方の面に凹凸構造32を有する部材を基材11とし、凸部21aを有する凹凸構造の上に、干渉層40を形成し、凹凸構造32の上に金属層50を形成することで、発色構造体1を構成してもよい。なお、図12では、簡単のため、干渉層40及び金属層50の図示を省略している。
複数の凹凸構造32の凹部及び凸部の形状は矩形に限定されず、丸みを帯びていてもよく、三角柱、円柱などでもよい。
凹凸構造32の構造周期は凹凸構造32の幅の比が、0.25以上0.75以下であると、効率よくプラズモン共鳴を起こすことができ、明度が大きい色を呈することができる。
In addition, as shown in FIG. 12, it has a concavo-convex structure having a convex portion 21 a on one surface, which is a pattern including a first strip shape 201 and a second strip shape 211 in plan view, and the other surface. The color forming structure 1 is formed by forming the interference layer 40 on the concavo-convex structure having the convex portion 21 a and the metal layer 50 on the concavo-convex structure 32. May be configured. In FIG. 12, the interference layer 40 and the metal layer 50 are omitted for the sake of simplicity.
The shape of the concave portion and the convex portion of the plurality of concavo-convex structures 32 is not limited to a rectangle, and may be rounded, or may be a triangular prism, a cylinder, or the like.
The structure cycle of the concavo-convex structure 32 can efficiently cause plasmon resonance when the ratio of the widths of the concavo-convex structure 32 is 0.25 or more and 0.75 or less, and can exhibit a color with high lightness.

<金属層>
金属層50は、図9に示すように、凹凸構造32の上面に金属が配置された構造となっている。発色構造体1の表面側から光が照射されると、凹凸層20、基材10、反射防止層30bの凹凸構造32、金属層50の順に光が通過する。凹凸構造を具備していない反射防止層に金属層が設けられている場合、光の波長と金属の自由電子の振動方向が異なるので、金属層と反射防止層との境界面で強い反射光が出射され、干渉層40が形成されていても白色光となってしまう。凹凸構造32の凸部の上面及び凹部の上面に金属層50を具備すると、凹凸構造32と金属層50の界面でプラズモン吸収が起こり、特定波長領域を反射し、正反射だけではなく、異方性の散乱をもつ光が反射される。
<Metal layer>
As shown in FIG. 9, the metal layer 50 has a structure in which a metal is disposed on the top surface of the uneven structure 32. When light is irradiated from the surface side of the color forming structure 1, light passes through the uneven layer 20, the base 10, the uneven structure 32 of the antireflective layer 30b, and the metal layer 50 in this order. When the metal layer is provided on the antireflective layer not having the concavo-convex structure, the wavelength of light and the vibration direction of the free electron of the metal are different, so strong reflected light is generated at the interface between the metal layer and the antireflective layer. Even if the interference layer 40 is formed, it will be white light. When the metal layer 50 is provided on the upper surface of the convex part of the concavo-convex structure 32 and the upper surface of the concave part, plasmon absorption occurs at the interface between the concavo-convex structure 32 and the metal layer 50 to reflect a specific wavelength region and not only regular reflection but also anisotropy. Light with sexual scattering is reflected.

凹凸構造32と金属層50とを通過した光はプラズモン異常透過現象を引き起こし、出射されるため、干渉層40から反射させる光と、金属層50から反射させる光と、透過光との3つの光は異なる。そのため、たとえば偽造しにくくセキュリティ性の高い表示体に好ましく用いられる。
また、発色構造体1を他の表示体に貼り付けたり接着させたりするときに、凹凸構造32及び金属層50により、比表面積が増え、良好な密着性を示す。
金属層50は屈折率が0.2以上6.0以下からなる金属または金属合金を1種類以上具備すると、入射された光が金属層50で反射される光の強度が大きくなるため、好ましい。
また、可視光領域の金属層50の消衰係数が2.0以上6.0以下とすると、吸収される光が小さくなり、効率よく反射光として出射されるので好ましい。
The light passing through the concavo-convex structure 32 and the metal layer 50 causes the plasmon abnormal transmission phenomenon and is emitted. Therefore, three lights of light reflected from the interference layer 40, light reflected from the metal layer 50, and transmitted light Is different. Therefore, it is preferably used, for example, for a display that is difficult to forge and has high security.
In addition, when the color forming structure 1 is attached to or adhered to another display, the specific surface area is increased by the uneven structure 32 and the metal layer 50, and good adhesion is exhibited.
It is preferable that the metal layer 50 includes one or more types of metal or metal alloy having a refractive index of 0.2 or more and 6.0 or less, because the intensity of light reflected by the metal layer 50 is increased.
In addition, when the extinction coefficient of the metal layer 50 in the visible light region is 2.0 or more and 6.0 or less, the light to be absorbed becomes small and the light is efficiently emitted as the reflected light, which is preferable.

<反射防止層の第三の形態>
次に、反射防止層30の第三の形態を説明する。なお、第三の形態における反射防止層30は、第一の形態における反射防止層30a及び第二の形態における反射防止層30bと併用して用いてもよい。
第三の形態における反射防止層30は樹脂に黒色顔料を含有した構成である。本構成により反射防止層30が可視領域において広い波長域の光を吸収可能であるため、入射光が可視領域の光である構成において、干渉層40の構成に応じた透過光の波長域の差異に関わらず、透過光を好適に吸収することができる。
黒色顔料を含んだ樹脂層を基材10と別に設けても良いし、基材10に黒色顔料を含有して反射防止層30としてもよい。また、凹凸構造31又は32に黒色顔料を含有し、これらの効果を併用してもよい。
<Third form of antireflective layer>
Next, the third embodiment of the antireflective layer 30 will be described. The antireflection layer 30 in the third embodiment may be used in combination with the antireflection layer 30a in the first embodiment and the antireflection layer 30b in the second embodiment.
The antireflective layer 30 in the third embodiment has a configuration in which a black pigment is contained in a resin. According to this configuration, since the antireflective layer 30 can absorb light in a wide wavelength range in the visible region, the difference in the wavelength range of transmitted light according to the configuration of the interference layer 40 in the configuration where incident light is light in the visible region The transmitted light can be suitably absorbed regardless of
A resin layer containing a black pigment may be provided separately from the substrate 10, or the substrate 10 may contain a black pigment to form the antireflective layer 30. Moreover, a black pigment may be contained in the uneven structure 31 or 32, and these effects may be used together.

黒色顔料と樹脂とを含む構成において、樹脂として熱可塑性樹脂が用いられればよい。熱可塑性樹脂としては、例えば、後述の凹凸層20や基材10の材料として例示した熱可塑性樹脂が挙げられる。
また、黒色顔料は、カーボンブラック、チタンブラック、黒色酸化鉄、黒色複合酸化物等の黒色の無機顔料が挙げられる。さらには可視領域の光を吸収する材料からなるその他の光吸収剤を含んでもよい。
なお、反射防止層30として第一から第三の形態の反射防止層を備える発色構造体1において、凹凸層として、多段の凹凸層21を用いた場合には、図13(反射防止層30aを備える場合)、図14(反射防止層30bを備える場合)に示すように、干渉層40を、高屈折率層40aと、低屈折率層40bとが交互に積層された、多層構造としてもよく、また、単層構造としてもよい。
In the configuration including the black pigment and the resin, a thermoplastic resin may be used as the resin. As a thermoplastic resin, the thermoplastic resin illustrated as a material of the below-mentioned uneven layer 20 and the base material 10 is mentioned, for example.
In addition, black pigments include black inorganic pigments such as carbon black, titanium black, black iron oxide, black complex oxides and the like. Furthermore, other light absorbers made of materials that absorb light in the visible region may be included.
In the case of using the multi-step uneven layer 21 as the uneven layer in the color forming structure 1 including the first to third antireflective layers of the first to third embodiments as the anti-reflective layer 30, as shown in FIG. As shown in FIG. 14 (in the case of including the antireflective layer 30b), the interference layer 40 may have a multilayer structure in which high refractive index layers 40a and low refractive index layers 40b are alternately stacked. Alternatively, a single layer structure may be used.

[発色構造体の製造方法]
次に、発色構造体1を構成する各層の材料、及び、発色構造体1の製造方法を説明する。
凹凸構造を有する凹凸層20は可視領域の光に対して光透過性を有する材料、すなわち、可視領域の光に対して透明な材料から構成される。特にこれらに限定されるものではないが、光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などが用いられることが好ましい。用いることができる熱可塑性樹脂は、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂、及びビニル系樹脂を含むが、それらに限定されるものではない。用いることができる熱硬化性樹脂は、反応性水酸基を有するアクリルポリオールまたはポリエステルポリオールとポリイソシアネートとの反応により得られるウレタン樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール系樹脂を含むが、それらに限定されるものではない。
[Method for producing colored structure]
Next, the material of each layer which comprises the coloring structure 1, and the manufacturing method of the coloring structure 1 are demonstrated.
The concavo-convex layer 20 having the concavo-convex structure is made of a material having optical transparency to light in the visible region, that is, a material transparent to light in the visible region. Although not particularly limited thereto, it is preferable to use a photocurable resin, a thermoplastic resin, a thermosetting resin or the like. The thermoplastic resins that can be used include, but are not limited to, acrylic resins, polyester resins, cellulose resins, and vinyl resins. Thermosetting resins that can be used include, but are not limited to, urethane resins obtained by the reaction of acrylic polyols or polyester polyols having reactive hydroxyl groups with polyisocyanates, melamine resins, epoxy resins, phenol resins, etc. It is not a thing.

基材10は、可視領域の光に対して光透過性を有する材料が好ましい。例えば、基材10としては、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロオレフィンコポリマー等の樹脂からなるフィルムが用いられる。また、ガラスや石英・クォーツ、シリコンウェハーなどの無機物、金属でも基材として使用可能である。
合成石英やシリコンウェハーなどの比較的硬度のある基板表面の凹凸構造は、例えば、光または荷電粒子線を照射するリソグラフィやドライエッチング等の公知の微細加工技術を利用して形成される。
The substrate 10 is preferably a material having optical transparency to light in the visible region. For example, as the substrate 10, a film made of a resin such as polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyethylene naphthalate, polyethylene, polypropylene and cycloolefin copolymer is used. In addition, inorganic substances such as glass, quartz, quartz, silicon wafer, and metals can be used as the base material.
The concavo-convex structure of the relatively hard substrate surface such as synthetic quartz or silicon wafer is formed, for example, using known micro processing technology such as lithography for irradiating light or charged particle beam or dry etching.

凹凸層20を基材10上に形成すると、引っ張り強度などの機械強度や、成形性などの機能を持たせることができるため、屈曲性があり、利用度が高い。例えばロール・トゥ・ロール法のような大量生産に好適な製造方法の適用が可能となる。
凹凸層20、21及び、反射防止層30の凹凸構造31、32の形成方法としては、ナノインプリント法などが用いられる。例えば、光ナノインプリント法によって凹凸層21の凹凸構造を形成する場合、まず、形成対象の凹凸の反転された凹凸を有する凹版であるモールドが必要となる。
When the concavo-convex layer 20 is formed on the base material 10, functions such as mechanical strength such as tensile strength and moldability can be given, so it has flexibility and high utilization. For example, it is possible to apply a manufacturing method suitable for mass production such as roll-to-roll method.
As a method of forming the concavo-convex layers 20 and 21 and the concavo-convex structures 31 and 32 of the anti-reflection layer 30, a nanoimprinting method or the like is used. For example, in the case of forming the concavo-convex structure of the concavo-convex layer 21 by the photo nanoimprinting method, first, a mold which is an intaglio having inverted concavities and convexities of the concavities and convexities to be formed is required.

凹凸層20、21及び反射防止層30の凹凸構造31、32の形成方法としては、光硬化性樹脂からなる塗布層の表面に、基材10が重ねられ、塗布層とモールドとが互いに押し付けられた状態で、基材10側もしくはモールド側から光が照射される。続いて、硬化した光硬化性樹脂及び基材10からモールドが離型される。これによって、モールドの有する凹凸が光硬化性樹脂に転写されて、表面に凹凸を有する凹凸層20、21が形成される。次いで、基材10の、凹凸層20、21が形成された面とは逆側の面についても、光硬化性樹脂からなる塗布層の表面に、基材10が重ねられ、塗布層とモールドとが互いに押し付けられた状態で、基材10側もしくはモールド側から光が照射される。続いて、硬化した光硬化性樹脂及び基材10からモールドが離型される。これによって、基材10の一方の面には凹凸層20、21、他方の面には凹凸構造31、32を備えた反射防止層30が形成される。なお、光硬化性樹脂は、基材10の表面に塗布され、基材10上の塗布層にモールドが押し当てられた状態で、光の照射が行われてもよい。   As a method of forming the concavo-convex structures 20 and 21 and the concavo-convex structures 31 and 32 of the anti-reflection layer 30, the substrate 10 is superimposed on the surface of the coating layer made of a photocurable resin, and the coating layer and the mold are mutually pressed. Light is emitted from the substrate 10 side or the mold side in the state as it is. Subsequently, the mold is released from the cured photocurable resin and the substrate 10. Thereby, the unevenness of the mold is transferred to the photocurable resin, and the unevenness layers 20 and 21 having the unevenness on the surface are formed. Next, on the surface of the substrate 10 opposite to the surface on which the concavo-convex layers 20 and 21 are formed, the substrate 10 is superimposed on the surface of the coating layer made of a photocurable resin, and the coating layer and the mold The light is irradiated from the substrate 10 side or the mold side in a state where the two are pressed to each other. Subsequently, the mold is released from the cured photocurable resin and the substrate 10. As a result, the anti-reflection layer 30 including the concavo-convex layers 20 and 21 on one surface of the base 10 and the concavo-convex structures 31 and 32 on the other surface is formed. The photocurable resin may be applied to the surface of the substrate 10, and light irradiation may be performed in a state where the mold is pressed against the coating layer on the substrate 10.

凹凸層20、21と凹凸構造31、32を備えた反射防止層30の形成の順番は上記に限定されることなく、入れ替えてもよい。また、凹凸層20、21と凹凸構造31、32を備えた反射防止層30が同時に形成されてもよい。光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂からなる層の一方の面に凹凸層20、21、他方の面に凹凸構造31、32を備えた反射防止層30を同時に形成することができると、材料面や設備面でコストを抑えることができ、安価な表示体を提供することが可能となる。   The order of formation of the antireflection layer 30 provided with the concavo-convex layers 20 and 21 and the concavo-convex structures 31 and 32 is not limited to the above, and may be replaced. Moreover, the anti-reflection layer 30 provided with the uneven | corrugated layers 20 and 21 and the uneven | corrugated structures 31 and 32 may be formed simultaneously. It is possible to simultaneously form the antireflection layer 30 having the concavo-convex layers 20 and 21 on one surface of the layer made of a photocurable resin, a thermosetting resin and a thermoplastic resin and the concavo-convex structures 31 and 32 on the other surface. Thus, the cost can be reduced in terms of materials and equipment, and an inexpensive display can be provided.

硬化性樹脂の塗布方法は特に限定されず、インクジェット法、スプレー法、バーコート法、ロールコート法、スリットコート法、グラビアコート法等の公知の塗布法が用いられればよい。
モールドは、例えば、合成石英やシリコンから構成され、光または荷電粒子線を照射するリソグラフィやドライエッチング等の公知の微細加工技術を利用して形成される。
また、光ナノインプリント法に代えて、熱ナノインプリント法や常温ナノインプリント法が用いられてもよく、この場合、凹凸層20、21及び凹凸構造31、32を含む反射防止層30に用いられる樹脂としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等の、製造方法に応じた樹脂が用いられる。
The coating method of the curable resin is not particularly limited, and a known coating method such as an inkjet method, a spray method, a bar coating method, a roll coating method, a slit coating method, or a gravure coating method may be used.
The mold is made of, for example, synthetic quartz or silicon, and is formed using a known fine processing technique such as lithography for irradiating light or charged particle beam or dry etching.
Further, instead of the photo nanoimprinting method, a thermal nanoimprinting method or a normal temperature nanoimprinting method may be used. In this case, as a resin used for the antireflective layer 30 including the concavo-convex layers 20 and 21 and the concavo-convex structures 31 and 32, Resins according to the manufacturing method, such as thermoplastic resins and thermosetting resins, are used.

なお、この凹凸層20、21及び反射防止層30を形成する工程を第一工程としたとき、この第一工程の後に、凹凸層20、21の上に干渉層40を形成する第二工程と、凹凸構造32に金属層50を形成する第3工程を行う。干渉層40は、干渉層40における反射光のうち「特定の波長域」で干渉するように形成される。金属層50は、入射する入射光のうちの「特定の波長域」でプラズモン共鳴が誘発されるように形成される。   When the step of forming the concavo-convex layers 20 and 21 and the antireflection layer 30 is a first step, a second step of forming the interference layer 40 on the concavo-convex layers 20 and 21 after the first step The third step of forming the metal layer 50 on the uneven structure 32 is performed. The interference layer 40 is formed to interfere in the “specific wavelength range” of the reflected light in the interference layer 40. The metal layer 50 is formed such that plasmon resonance is induced in a “specific wavelength range” of incident incident light.

干渉層40に使用される化合物としては、Nb、Ta、Al、Fe、HfO、MgO、ZrO、SnO、Sb、CeO、WO、PbO、In、CdO、BaTiO、ITO、LiF、BaF、CaF、MgF、AlF、CeF、ZnS、PbClなどの無機誘電体材料や、アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの有機樹脂材料に無機材料を分散させた無機有機ハイブリッド材料でもよい。
より好ましくは高屈折率層としてTiOを具備し、低屈折率層としてSiOを具備する構成が好ましい。
The compounds used for the interference layer 40 include Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , HfO 2 , MgO, ZrO, SnO 2 , Sb 2 O 3 , CeO 3 , WO 3 Inorganic dielectric materials such as PbO, In 2 O 3 , CdO, BaTiO 3 , ITO, LiF, BaF 2 , CaF 2 , MgF 2 , AlF 3 , CeF 3 , ZnS, PbCl 2 , acrylic resins, phenolic resins Inorganic-organic hybrid materials in which an inorganic material is dispersed in an organic resin material such as epoxy resin may be used.
More preferably, the high refractive index layer is provided with TiO 2 and the low refractive index layer is provided with SiO 2 .

干渉層40が多層膜である場合、高屈折率層40aと低屈折率層40bを交互に積層することで、多層膜干渉とする。これらの順番を入れ替えてもよく、所望の発色を得られれば、積層数を減らすことも可能である。高屈折率層40a及び低屈折率層40bの何れも可視領域の光に対して光透過性を有する材料、すなわち、可視領域の光に対して透明な材料から構成される。
高屈折率層40aの屈折率が、低屈折率層40bの屈折率よりも高い構成であれば、これらの層の材料は限定されないが、高屈折率層40aと低屈折率層40bとの屈折率の差が0.6以上2.2以下であるほど、少ない積層数で高い強度の反射光が得られる。
When the interference layer 40 is a multilayer film, multilayer interference is achieved by alternately laminating the high refractive index layer 40 a and the low refractive index layer 40 b. The order may be reversed, and it is also possible to reduce the number of stacked layers if desired color development can be obtained. Each of the high refractive index layer 40 a and the low refractive index layer 40 b is made of a material having optical transparency to light in the visible region, ie, a material transparent to light in the visible region.
The material of these layers is not limited as long as the refractive index of the high refractive index layer 40a is higher than the refractive index of the low refractive index layer 40b, but the refractive index of the high refractive index layer 40a and the low refractive index layer 40b As the difference in rate is 0.6 or more and 2.2 or less, high-intensity reflected light can be obtained with a small number of laminations.

こうした無機材料からなる高屈折率層40a及び低屈折率層40bの各層は、スパッタリング、真空蒸着、あるいは、原子層堆積法等の公知の薄膜形成技術を用いて形成される。また、高屈折率層40a及び低屈折率層40bの各々は有機材料から構成されてもよく、この場合、高屈折率層40a及び低屈折率層40bの形成には、自己組織化等の公知の技術が用いられればよい。
高屈折率層40a及び低屈折率層40bの各々の膜厚は、発色構造体1で発色させる所望の色に応じて、転送行列法等を用いて設計されればよい。高屈折率層及び低屈折率層の膜厚は30nm以上300nm以下程度であることが好ましい。
なお、図5の干渉層40が有する層数や積層の順序はこれに限られない。干渉層40は、相互に隣接する層の屈折率が互いに異なり、干渉層40に入射する入射光のうち特定の波長域での光の反射率が他の波長域での反射率よりも高いように構成されていればよい。
Each layer of the high refractive index layer 40a and the low refractive index layer 40b made of such an inorganic material is formed using a known thin film forming technique such as sputtering, vacuum evaporation, or atomic layer deposition. In addition, each of the high refractive index layer 40a and the low refractive index layer 40b may be made of an organic material, and in this case, the formation of the high refractive index layer 40a and the low refractive index layer 40b is known The technology of the above may be used.
The film thickness of each of the high refractive index layer 40 a and the low refractive index layer 40 b may be designed using a transfer matrix method or the like according to a desired color to be colored by the color forming structure 1. The film thickness of the high refractive index layer and the low refractive index layer is preferably about 30 nm or more and 300 nm or less.
The number of layers in the interference layer 40 in FIG. 5 and the order of stacking are not limited to this. In the interference layer 40, the refractive indexes of layers adjacent to each other are different from each other, and the reflectance of light in a specific wavelength range among incident light incident on the interference layer 40 is higher than the reflectance in other wavelength ranges. It should just be comprised.

金属層50を構成する材料は、入射された光を反射する化合物であれば、特に限定されるものではないが、好ましくは金属もしくは金属合金である。必要に応じて、金属層50を構成する金属もしくは金属合金、複合物を重ねてもよい。凹凸構造32に光が入射されても、強い正反射光と散乱光が得られるため、屈折率0.2以上6.0以下の金属もしくは金属合金が好ましい。光の吸収を少なくできるため、消衰係数2.0以上6.0以下が好ましい。具体的には、Au、Ag、Cu、Al、Zn、Ni、Cr、Ge、Mo、Ga、Ta、W、In、Snの何れか金属、もしくはこれらの合金、複合物を1種類以上具備すると、凹凸構造32に入射された光に対して、プラズモン共鳴が起こるため、好ましい。より好ましくは、Ag、Alである。   Although the material which comprises the metal layer 50 will not be specifically limited if it is a compound which reflects incident light, Preferably it is a metal or a metal alloy. If necessary, the metal or metal alloy or composite constituting the metal layer 50 may be stacked. Even if light is incident on the concavo-convex structure 32, strong regular reflected light and scattered light can be obtained, so a metal or metal alloy having a refractive index of 0.2 or more and 6.0 or less is preferable. An extinction coefficient of 2.0 or more and 6.0 or less is preferable because light absorption can be reduced. Specifically, when one or more of Au, Ag, Cu, Al, Zn, Ni, Cr, Ge, Mo, Ga, Ta, W, In, Sn, or any metal or alloy or composite thereof is provided. The light incident on the concavo-convex structure 32 is preferable because plasmon resonance occurs. More preferably, it is Ag and Al.

金属層50は、スパッタリング、真空蒸着、あるいは、原子層堆積法等の公知の薄膜形成技術を用いて形成される。また、金属層50には有機材料を含んだ構成でもよく、自己組織化等の公知の技術が用いられてもよい。
金属層50においてプラズモン共鳴を起こすためには、金属層50の膜厚は5nm以上500nm以下程度であることが好ましい。また、膜厚は5nm以上200nm以下であると任意の反射率を保ちつつ透過性も保持できるのでより好ましい。
The metal layer 50 is formed using a known thin film forming technique such as sputtering, vacuum evaporation, or atomic layer deposition. The metal layer 50 may be configured to contain an organic material, and a known technique such as self-assembly may be used.
In order to cause plasmon resonance in the metal layer 50, the film thickness of the metal layer 50 is preferably about 5 nm or more and 500 nm or less. Further, the film thickness is more preferably 5 nm or more and 200 nm or less because the transmittance can be maintained while maintaining an arbitrary reflectance.

[発色構造体の適用例]
上述した発色構造体1の具体的な適用例について説明する。以下で説明する適用例には、第一の帯状形状201を構成する凹凸層20を有する発色構造体1、第一の帯状形状201及び第二の帯状形状211を含むパターンを構成する凹凸層21を有する発色構造体1、凹凸層20又は21の上に干渉層40が形成され、また、反射防止層30a又は30bが形成された発色構造体1、反射防止層30bの凹凸構造32の上に金属層50が形成された発色構造体1のいずれもが適用可能である。
[Example of application of coloring structure]
A specific application example of the coloring structure 1 described above will be described. In the application example described below, the coloring structure 1 having the concavo-convex layer 20 constituting the first strip shape 201, the concavo-convex layer 21 constituting the pattern including the first strip shape 201 and the second strip shape 211. The interference layer 40 is formed on the color forming structure 1 having concavo-convex layers 20 or 21 and on the concavo-convex structure 32 of the color forming structure 1 on which the antireflection layer 30 a or 30 b is formed. Any of the color forming structures 1 in which the metal layer 50 is formed is applicable.

<表示体>
発色構造体1の適用例は、発色構造体1を表示体に用いる形態である。表示体は、物品の偽造の困難性を高める目的で用いられてもよいし、物品の意匠性を高める目的で用いられてもよいし、これらの目的を兼ねて用いられてもよい。
物品の偽造の困難性を高める目的としては、表示体は、例えば、パスポートや免許証等の認証書類、商品券や小切手等の有価証券類、クレジットカードやキャッシュカード等のカード類、紙幣等に貼り付けられる。また、物品の意匠性を高める目的としては、表示体は、例えば時計など身に着けられる装飾品や、携帯やモバイルなどの使用者に携帯される物品、家具や家電等のように据え置かれる物品、壁や扉、看板、自動車の内装や外装等の構造物等に取り付けられる。
<Display body>
An application example of the color forming structure 1 is a form in which the color forming structure 1 is used for a display. The display body may be used for the purpose of enhancing the difficulty of counterfeiting the article, may be used for the purpose of enhancing the design of the article, or may be used for these purposes.
For the purpose of enhancing the difficulty of counterfeiting goods, the display body may be, for example, authentication documents such as passports and licenses, securities such as gift certificates and checks, cards such as credit cards and cash cards, bills, etc. It is pasted. Also, for the purpose of enhancing the design of the article, the display body may be, for example, an accessory worn by a watch, an article carried by a user such as a cell phone or a mobile, or an article placed like furniture or household appliances. , Walls and doors, signs, and structures such as interiors and exteriors of automobiles.

複数の表示要素を備え、一態様の発色構造体1から構成されている表示体をクレジットカードやキャッシュカード、紙幣などのセキュリティ性の高い用途として用いると、表面反射率と裏面反射、透過に加えた3色の多彩表現でき、偽造防止されにくい表示体を提供できる。
複数の表示要素を備え、一態様の発色構造体1から構成されている表示体を時計用の表示板として用いると、パール、白蝶貝、あるいは、あわびなどからなる天然物を用いたものよりも、反射率や透過率に加えて柄や膜厚をロット毎に一定、且つ面内で均一にできるため、高級感のある模様や色調が多彩表現でき、意匠性が高い表示板を提供できる。
In addition to surface reflectance, back surface reflection, and transmission, when a display including a plurality of display elements and configured from the coloring structure 1 according to one aspect is used as a highly security application such as a credit card, a cash card, or a bill. A multicolored display of three colors can be provided, and it is possible to provide a display body that is not easily forged.
When a display body comprising a plurality of display elements and configured from the color forming structure 1 according to one aspect is used as a display board for a watch, it can be used more than a natural product made of pearl, white butterfly clam, or abalone. In addition to reflectance and transmittance, patterns and film thicknesses can be made uniform and in-plane on a lot basis, so high-quality patterns and color tones can be expressed in various ways, and display panels with high designability can be provided. .

また、一態様の発色構造体1を用いた表示体の反射率が高く保ちつつ、透過性もあるので暗闇時にLEDなどのランプなど明るく表示することも可能となるため、好ましい。
より好ましくは、太陽電池などの自己発電機能が備わった時計用の表示板であり、絶縁帯の十字線を隠蔽した上で、太陽放射光に対して任意の透過性を確保できるため、充電することが可能となる。一態様の発色構造体を用いた表示体は吸収層を必要としないが、黒色・濃青色の太陽電池セルが吸収層として機能することで、散乱光が大きくなり、高級な表示板を提供できる。
In addition, the display body using the color forming structure 1 according to an aspect of the present invention is preferably transparent because it also has high transmittance while maintaining high reflectance of a display body.
More preferably, it is a display board for a watch provided with a self-power generation function such as a solar cell, and since it can secure arbitrary transmittance to solar radiation while concealing the crosshairs of the insulating band, it is charged It becomes possible. The display using the color forming structure according to one embodiment does not require an absorption layer, but the black / dark blue solar cell functions as an absorption layer to increase scattered light and provide a high-grade display panel. .

複数の表示要素を備え、一態様の発色構造体1から構成されている表示体を、耐候性を必要とされる屋外・内設置物、移動物、乗り物などの部品に使用すると、塗料やインキより太陽光による退色がほとんどないため、好ましい。より好ましくは、指紋などの汚れが目立ちにくいといった観点から自動車用部品の内装、降雨時に対する自浄作用が働くといった観点では自動車用部品の外装など自動車用部品全般に好適に用いられる。   When a display comprising a plurality of display elements and configured from the coloring structure 1 of one embodiment is used for parts such as outdoor / internal installations, moving objects, vehicles, etc. where weather resistance is required, paints and inks It is preferable because it is hardly discolored by sunlight. More preferably, it is suitably used for automobile parts in general, such as the interior of automobile parts from the viewpoint that fingerprints and the like are less noticeable, and the exterior of car parts from the viewpoint that the self-cleaning action when raining works.

図15に示すように、表示体70は、表面70Fと、表面70Fとは反対側の面である裏面70Rとを有する。表示体70は、第一表示領域71と第二表示領域72とを含み、表面70F及び裏面70Rの両面でその表示内容を視認できるようになっている。第一表示領域71は、複数の第一画素71Aが配置されている領域であり、第二表示領域72は、複数の第二画素72Bが配置されている領域である。換言すれば、第一表示領域71は、複数の第一画素71Aの集合から構成されており、第二表示領域72は、複数の第二画素72Bの集合から構成されている。   As shown in FIG. 15, the display 70 has a front surface 70F and a back surface 70R which is a surface opposite to the front surface 70F. The display 70 includes a first display area 71 and a second display area 72, and the display content can be viewed on both the front surface 70F and the back surface 70R. The first display area 71 is an area in which the plurality of first pixels 71A are disposed, and the second display area 72 is an area in which the plurality of second pixels 72B are disposed. In other words, the first display area 71 is composed of a set of a plurality of first pixels 71A, and the second display area 72 is composed of a set of a plurality of second pixels 72B.

第一画素71Aと第二画素72Bとの各々には、発色構造体1の構成が適用されており、第一画素71Aと第二画素72Bとは、互いに異なる色相の色を呈する。すなわち、表示体70の表面70Fと対向する方向から見て、第一表示領域71と第二表示領域72とには、互いに異なる色相の色が視認される。また、裏面70Rと対向する方向からみて、第一表示領域71と第二表示領域72も異なる色相の色が視認される。さらに、光が第一表示領域71、第二表示領域72のそれぞれを透過することによっても異なる色相の色が視認される。   The configuration of the coloring structure 1 is applied to each of the first pixel 71A and the second pixel 72B, and the first pixel 71A and the second pixel 72B exhibit colors with different hues. That is, as viewed from the direction facing the surface 70F of the display 70, colors of different hues are visually recognized in the first display area 71 and the second display area 72. Further, as viewed from the direction opposite to the back surface 70R, colors of different hues in the first display area 71 and the second display area 72 are visually recognized. Furthermore, the color of a different hue is visually recognized by the light passing through each of the first display area 71 and the second display area 72.

第一表示領域71と第二表示領域72との各々は、これらの領域単独、もしくは、これらの領域の2以上の組み合わせによって、文字、記号、図形、模様、絵柄、これらの背景等を表現する。
なお、表示体70は、第一及び第二表示領域71、72の周囲等に、発色構造体1の構成とは異なる構成を有する領域、例えば、表面が平坦な基材に干渉層が積層された構造を有する領域や、基材に金属層が積層された構造を有する領域等を有していてもよい。
Each of the first display area 71 and the second display area 72 represents a character, a symbol, a figure, a pattern, a pattern, a background thereof, etc. by these areas alone or by a combination of two or more of these areas. .
In the display 70, an interference layer is laminated around the first and second display areas 71, 72, etc., in an area having a configuration different from that of the color forming structure 1, for example, a base having a flat surface. It may have a region having the above structure, a region having a structure in which a metal layer is stacked on a base material, and the like.

第一画素71Aと第二画素72Bとでは、発色構造体1の凹凸層20又は21に含まれる第一の帯状形状201を構成する凸部20aの高さh1が互いに異なっている。一方、第一画素71Aと第二画素72Bとにおいて、干渉層40の構成は共通しており、すなわち、例えば高屈折率層40aの材料や膜厚、低屈折率層40bの材料や膜厚、及び、これらの層の層数は、共通している。第一画素71Aと第二画素72Bとで、第一の帯状形状201を構成する凸部20aの高さh1が異なることによって、第一画素71Aと第二画素72Bとは互いに異なる色相の色を呈する。第一画素71A、第二画素72Bにおける第一の帯状形状201を構成する凸部20aの高さh1は、各画素71A、72Bの所望の色相に応じて設定されればよい。   In the first pixel 71A and the second pixel 72B, the heights h1 of the convex portions 20a constituting the first strip shape 201 included in the uneven layer 20 or 21 of the coloring structure 1 are different from each other. On the other hand, in the first pixel 71A and the second pixel 72B, the configuration of the interference layer 40 is common, that is, for example, the material and thickness of the high refractive index layer 40a, the material and thickness of the low refractive index layer 40b, And the number of layers of these layers is common. The first pixel 71A and the second pixel 72B have different hue colors because the height h1 of the convex portion 20a constituting the first strip shape 201 is different between the first pixel 71A and the second pixel 72B. Take on. The height h1 of the convex portion 20a constituting the first strip shape 201 in the first pixel 71A and the second pixel 72B may be set according to the desired hue of each pixel 71A, 72B.

ここで、第一画素71Aの第一の帯状形状201を構成する凸部20aの高さh1と、第二画素72Bの第一の帯状形状201を構成する凸部20aの高さh1との差が大きいほど、第一画素71Aの呈する色相と第二画素72Bの呈する色相との差が大きくなり、その色相の差が人の目によって認識されやすくなる。
例えば、干渉層40が平坦面に積層されている場合における干渉層40からの反射光のピーク波長が500nmであり、第一画素71A、第二画素72Bによって緑色を発色させたい場合は、第一の帯状形状201を構成する凸部20aの高さh1を100nm程度とすることが好ましく、第一画素71A、第二画素72Bによって赤色を発色させたい場合は、第一の帯状形状201を構成する凸部20aの高さh1を200nm程度とすることが好ましい。
また、図4に示すように、多段の凹凸層21を有する発色構造体1においても、第一の帯状形状201を構成する凸部20aの高さh1を調整することによって、第一画素71A、第二画素72Bの呈する色相の調整が可能である。
Here, the difference between the height h1 of the convex portion 20a constituting the first strip shape 201 of the first pixel 71A and the height h1 of the convex portion 20a constituting the first strip shape 201 of the second pixel 72B. Is larger, the difference between the hue exhibited by the first pixel 71A and the hue exhibited by the second pixel 72B is increased, and the difference in the hue is more easily recognized by human eyes.
For example, in the case where the peak wavelength of the reflected light from the interference layer 40 in the case where the interference layer 40 is stacked on a flat surface is 500 nm and it is desired to cause the first pixel 71A and the second pixel 72B to make green color, It is preferable to set the height h1 of the convex portion 20a constituting the strip shape 201 to about 100 nm, and when it is desired to develop red color by the first pixel 71A and the second pixel 72B, the first strip shape 201 is configured. It is preferable to set the height h1 of the convex portion 20a to about 200 nm.
Further, as shown in FIG. 4, also in the color forming structure 1 having the multi-level concavo-convex layer 21, the first pixel 71 A, by adjusting the height h 1 of the convex portion 20 a constituting the first strip shape 201. The hue of the second pixel 72B can be adjusted.

第一の帯状形状201のパターン、つまり、第一の帯状形状201の第1方向及び第2方向の長さは、例えば、第一画素71Aごと、及び第二画素72Bごとに設定される。すなわち、第一の帯状形状201を構成する帯状パターンPoの第1方向及び第2方向の長さd1やd2の平均値や標準偏差は、第一画素71A、第二画素72Bごとに設定される。第一の帯状形状201のパターンは第一画素71A、第二画素72Bごとに異なっていてもよいし、一致していてもよい。第一画素71A、第二画素72Bの大きさは、第一及び第二表示領域71、72に表示される像についての所望の解像度に応じて設定されればよい。より高精度な像を表示するためには、第一画素71A、第二画素72Bの一辺は10μm以上であることが好ましい。   The pattern of the first strip shape 201, that is, the length in the first direction and the second direction of the first strip shape 201 is set, for example, for each of the first pixels 71A and for each of the second pixels 72B. That is, the average value and the standard deviation of the lengths d1 and d2 of the first direction and the second direction of the strip pattern Po constituting the first strip shape 201 are set for each of the first pixel 71A and the second pixel 72B. . The pattern of the first strip shape 201 may be different for each of the first pixels 71A and the second pixels 72B, or may match each other. The sizes of the first pixel 71A and the second pixel 72B may be set in accordance with the desired resolution of the images displayed in the first and second display areas 71, 72. In order to display an image with higher accuracy, it is preferable that one side of the first pixel 71A and the second pixel 72B be 10 μm or more.

図14における発色構造体1を使用した表示体においては、干渉層40側から観察した場合と、金属層50側から観察した場合とで視認される色が異なるため、表示体70において多彩な表現ができる。
表示体70において、第一画素71Aと第二画素72Bとの間で、基材10は連続しており、すなわち、これらの第一画素71A、第二画素72Bは、共通した1つの基材10を有している。
基材10における凹凸構造は、例えば、第一画素71Aの位置する第一表示領域71に対応する部分と、第二画素72Bの位置する第二表示領域72に対応する部分との各々に対して、リソグラフィやドライエッチングを行うことによって形成される。第一の帯状形状201の高さh1を変えるためには、エッチング時間を変更すればよい。
In the display using the color forming structure 1 in FIG. 14, the colors viewed are different when observed from the interference layer 40 side and when observed from the metal layer 50 side, so various expressions are made in the display 70. Can.
In the display body 70, the base material 10 is continuous between the first pixel 71A and the second pixel 72B, that is, the first pixel 71A and the second pixel 72B are one common base material 10 have.
The concavo-convex structure in the base material 10 corresponds to, for example, each of a portion corresponding to the first display region 71 in which the first pixel 71A is positioned and a portion corresponding to the second display region 72 in which the second pixel 72B is positioned. , And lithography or dry etching. In order to change the height h1 of the first strip shape 201, the etching time may be changed.

第一表示領域71と第二表示領域72とが接している場合、第一画素71Aと第二画素72Bとの間で、干渉層40、及び金属層50は各々連続して形成される。つまり、干渉層40は、第一画素71Aと第二画素72Bとに対して同一工程で作製され、同様に金属層50も同一工程で作製される。
なお、第一画素71Aと第二画素72Bとの呈する色相を異ならせることは、第一画素71Aと第二画素72Bとで、干渉層40を構成する層の材料や膜厚等の構成を異ならせることによっても可能ではある。しかしながら、表示領域71、72ごとに干渉層40の構成が異なると、表示領域71、72ごとに、領域のマスキングや高屈折率層40aと低屈折率層40bとの成膜を繰り返すことが必要であり、製造工程が複雑になる。結果として、製造コストの増加や歩留まりの低下が引き起こされる。また、微小な領域にマスキングを行うことは困難であるため、精細な像の形成には限界がある。
When the first display area 71 and the second display area 72 are in contact with each other, the interference layer 40 and the metal layer 50 are continuously formed between the first pixel 71A and the second pixel 72B. That is, the interference layer 40 is manufactured in the same process for the first pixel 71A and the second pixel 72B, and similarly, the metal layer 50 is manufactured in the same process.
Note that making the first pixel 71A and the second pixel 72B different in hue means that the first pixel 71A and the second pixel 72B have different materials such as the material and thickness of the layer that constitutes the interference layer 40. It is also possible by However, if the configuration of the interference layer 40 is different for each of the display areas 71 and 72, it is necessary to repeat the masking of the area and the film formation of the high refractive index layer 40a and the low refractive index layer 40b for each of the display areas 71 and 72. This complicates the manufacturing process. As a result, an increase in manufacturing cost and a decrease in yield are caused. In addition, since it is difficult to mask a minute area, there is a limit to the formation of a fine image.

これに対し、上記表示体70の構成であれば、第一表示領域71に対応する部分と第二表示領域72に対応する部分とに対し、干渉層40を同時に形成することが可能であるため、表示体70の製造に要する負荷が軽減される。また、微小な領域へのマスキングと比較して、微小な領域ごとに第一の帯状形状201を構成する凸部20aの高さh1を異ならせることは容易であるため、表示領域71、72を小さくしてより精細な像を形成することもできる。   On the other hand, with the configuration of the display 70 described above, it is possible to simultaneously form the interference layer 40 for the part corresponding to the first display area 71 and the part corresponding to the second display area 72. The load required to manufacture the display 70 is reduced. In addition, since it is easy to make the height h1 of the convex portion 20a constituting the first strip shape 201 different for every minute area as compared with the masking to the minute area, the display areas 71 and 72 are used. It can also be made smaller to produce a finer image.

色相を異ならせる他の手法として、第一画素71Aと第二画素72Bとで、金属層50の構成を同一として、凹凸層21の配置を変えることによって色相を異ならせることができる。すなわち、第一画素71Aにおける発色構造体1の凹凸層、例えば凹凸層21の凸部21aが延びる方向と、第二画素72Bにおける発色構造体1の凹凸層、例えば凹凸層21の凸部21aが延びる方向とが異なる方向となるように、第一画素71A及び第二画素71Bを配置する。例えば図15に示すように、表示領域71では各第一画素71Aにおける発色構造体1において凸部21aが第2方向に沿って延びるように配置し、表示領域72では、各第二画素72Bにおける発色構造体1において凸部21aが第1方向に沿って延びるように配置する。   As another method of making the hue different, the hue can be made different by changing the arrangement of the concavo-convex layer 21 with the same configuration of the metal layer 50 between the first pixel 71A and the second pixel 72B. That is, the uneven layer of the color forming structure 1 in the first pixel 71A, for example, the extending direction of the convex part 21a of the uneven layer 21, and the uneven layer of the coloring structure 1 in the second pixel 72B, for example, the convex 21a of the uneven layer 21 The first pixel 71A and the second pixel 71B are arranged such that the extending direction is different from the extending direction. For example, as shown in FIG. 15, in the display area 71, the convex portion 21a is arranged to extend along the second direction in the color forming structure 1 in each first pixel 71A, and in the display area 72, in each second pixel 72B. In the coloring structure 1, the convex portion 21a is arranged to extend along the first direction.

これにより、散乱される光方向が異なるため、隣り合う画素と明度が異なってみえることになり、結果的に異なる色相としてみえる。
なお、凸部21aの延びる方向は第1方向又は第2方向に限るものではなく、任意の方向に延びるように配置することができる。例えば、図15において、第一画素71Aにおける発色構造体1の凸部21aの延びる方向と第2方向とがなす角度が、例えば45°となるように凸部21aが配置されていてもよい。このように、凸部、例えば凸部21aが延びる方向と第1方向又は第2方向とがなす角度が0°〜90°となるように凸部21aを配置することによって、凸部21aの延びる方向が第1方向又は第2方向となる場合とは異なる表現を行うことができるため、より多彩な表現を行うことができる。
As a result, the directions of scattered light are different, so that the brightness is different from that of the adjacent pixels, and as a result, they appear as different hues.
The direction in which the convex portion 21a extends is not limited to the first direction or the second direction, and can be arranged to extend in any direction. For example, in FIG. 15, the convex portion 21a may be arranged such that the angle formed by the extending direction of the convex portion 21a of the color forming structure 1 and the second direction in the first pixel 71A is, for example, 45 °. As described above, the convex portion 21a is extended by arranging the convex portion 21a such that the angle between the extending direction of the convex portion 21a and the first direction or the second direction is 0 ° to 90 °. Since expression different from that in the case where the direction is the first direction or the second direction can be performed, more colorful expression can be performed.

また、第一画素71Aと第二画素72Bとで、金属層50の構成を同一として、反射防止層30の凹凸構造31又は32の凸部の高さj1又はj2を異ならせることによって、反射に加えて、透過の色相を異ならせることが可能である。また、反射防止層30の凹凸構造31又は32において、凹部の幅に対する凸部の周期の幅の比、及び凹部に対する金属層の幅の比を異ならせることによっても、反射及び透過の色相を異ならせることが可能である。   Further, by making the configuration of the metal layer 50 the same between the first pixel 71A and the second pixel 72B and making the heights j1 or j2 of the convex portions of the concavo-convex structure 31 or 32 of the anti-reflection layer 30 different, reflection is made. In addition, it is possible to make the transmission hues different. Further, in the concavo-convex structure 31 or 32 of the anti-reflection layer 30, the hues of reflection and transmission may be different by changing the ratio of the width of the period of the convex to the width of the concave and the ratio of the width of the metal layer to the concave. It is possible to

また、第一画素71A、第二画素72Bの構成に、基材10に積層された凹凸層20を有した発色構造体1が適用される場合、凹凸層20の凹凸構造は、例えば、以下のように形成される。すなわち、ナノインプリント法を利用して、第一表示領域71に対応する部分と第二表示領域72に対応する部分とで凹凸の高さを変えたモールドが用いられ、第一画素71A、第二画素72Bの凹凸層20の凹凸構造が同時に形成される。   When the coloring structure 1 having the concavo-convex layer 20 stacked on the substrate 10 is applied to the configuration of the first pixel 71A and the second pixel 72B, the concavo-convex structure of the concavo-convex layer 20 is, for example, Formed as. That is, a mold in which the height of the unevenness is changed between the portion corresponding to the first display region 71 and the portion corresponding to the second display region 72 using the nanoimprint method is used. The concavo-convex structure of the concavo-convex layer 20 of 72 B is simultaneously formed.

こうしたモールドは、第一表示領域71、第二表示領域72に対応する部分ごとに、リソグラフィやドライエッチングを行うことにより形成されてもよい。また例えば、以下の方法によれば、より簡便にモールドの形成が可能である。すなわち、荷電粒子線リソグラフィに用いられるレジストに対して照射する荷電粒子線の線量を第一表示領域71、第二表示領域72ごとに変え、各表示領域71、72について所望の高さの凹凸が形成されるように現像時間を調整してレジストパターンを形成する。レジストパターンの表面に例えばニッケル等の金属層を電鋳によって形成した後、レジストを溶解することによって、ニッケル製のモールドが得られる。   Such a mold may be formed by performing lithography or dry etching for each portion corresponding to the first display area 71 and the second display area 72. For example, according to the following method, formation of a mold is possible more simply. That is, the dose of the charged particle beam to be irradiated to the resist used in charged particle beam lithography is changed for each of the first display area 71 and the second display area 72, and the unevenness of the desired height is obtained for each display area 71, 72. The development time is adjusted to form a resist pattern. After a metal layer of, for example, nickel is formed by electroforming on the surface of the resist pattern, the resist is dissolved to obtain a nickel mold.

なお、表示体70が含む表示領域の数、すなわち、発色構造体1から構成される画素が配置されて、互いに異なる色相の色を呈する表示領域の数は特に限定されず、表示領域の数は、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。さらに、表示領域には、発色構造体1から構成された表示要素が含まれればよく、表示要素は、ラスタ画像を形成するための繰返しの最小単位である画素に限らず、ベクタ画像を形成するためのアンカを結んだ領域であってもよい。   The number of display areas included in the display body 70, that is, the number of display areas in which pixels composed of the color forming structure 1 are arranged and exhibit colors of different hues is not particularly limited, and the number of display areas is There may be one, or three or more. Furthermore, the display area may include a display element formed of the coloring structure 1, and the display element is not limited to the pixel which is the minimum unit of repetition for forming a raster image, and forms a vector image. It may be a region connecting anchors for

複数の表示要素を備え、発色構造体1から構成されている表示体70を時計の文字盤に用いると、意匠性が高い上に、LEDなどのランプや太陽放射光に対して、任意の透過性を確保できるため、暗闇で明るく表示したり、放射された光を太陽電池で蓄電することも可能となるため、好ましい。
複数の表示要素を備え、発色構造体1から構成されている表示体70を自動車用部品に用いると、意匠性が高い上、耐候性や防汚性の高い外装、内装用部品として用いることができるため、より好ましい。
When the display 70 comprising a plurality of display elements and configured from the coloring structure 1 is used for the dial of a watch, it has high designability and can be arbitrarily transmitted to lamps such as LEDs and to solar radiation. Since it is possible to ensure brightness and to display brightly in the dark and to store emitted light by the solar cell, it is preferable.
When a display 70 comprising a plurality of display elements and configured from the color forming structure 1 is used for an automobile part, it may be used as an exterior and interior part having high designability and high weather resistance and antifouling properties. It is more preferable because it can be done.

発色構造体1が凹凸層20を備える場合には、第一の帯状形状201を構成する凸部20aによって反射光の拡散効果が得られ、干渉層40からの反射光として特定の波長域の光が広い角度で観察される。
発色構造体1が多段の凹凸層21を備える場合には、凹凸層21の凸部21aによって反射光の拡散効果と回折効果とが得られ、干渉層40からの反射光として特定の波長域の光が広い観察角度で観察可能であるとともに、この反射光の強度が高められることにより光沢感のある鮮やかな色が視認される。
When the coloring structure 1 includes the concavo-convex layer 20, a diffusion effect of the reflected light is obtained by the convex portion 20a constituting the first strip shape 201, and light of a specific wavelength range as the reflected light from the interference layer 40. Is observed at a wide angle.
When the coloring structure 1 includes the uneven layer 21 in multiple stages, the diffusion effect and the diffraction effect of the reflected light are obtained by the convex portions 21 a of the uneven layer 21, and the reflected light from the interference layer 40 has a specific wavelength range. The light can be observed at a wide viewing angle, and by increasing the intensity of the reflected light, a bright and glossy color can be recognized.

発色構造体1が多段の凹凸層21を備える場合には、複数の第二の帯状形状211が、第2方向に延びるように配置され且つ第1方向と第2方向との各々に沿って並び、第二の帯状形状211の配列間隔の平均値及び標準偏差の少なくとも一方が、第1方向に沿った配列間隔と第2方向に沿った配列間隔とで異なる構成とすることにより、第一の帯状形状201に対応する凸部20aの高さh1による反射光の散乱効果の第1方向への影響と第2方向への影響との違いに応じて、第二の帯状形状211に対応する凸部21bの高さh2により反射光の回折効果を調整することができる。また、第二の帯状形状211における第1方向の配列間隔の平均値と第二方向の配列間隔の平均値との各々が1μm以上100μm以下である構成では、反射光の回折効果が好適に発現される範囲で上記反射光の回折効果の調整を行うことができる。   When the coloring structure 1 includes the multi-step concavo-convex layer 21, the plurality of second strip shapes 211 are arranged to extend in the second direction and are arranged along the first direction and the second direction. , At least one of the average value and the standard deviation of the arrangement intervals of the second strip shape 211 is different by the arrangement interval along the first direction and the arrangement interval along the second direction, The convex corresponding to the second strip shape 211 according to the difference between the influence of the height h1 of the convex portion 20a corresponding to the strip shape 201 in the first direction and the influence in the second direction of the scattering effect of the reflected light. The diffraction effect of the reflected light can be adjusted by the height h2 of the portion 21b. In the configuration in which each of the average value of the arrangement interval in the first direction and the average value of the arrangement interval in the second direction in the second strip shape 211 is 1 μm or more and 100 μm or less, the diffraction effect of the reflected light is suitably exhibited The diffraction effect of the reflected light can be adjusted within the range described above.

発色構造体1から構成され、発色構造体1が金属層50を備える反射防止層30bを有する画素を備える表示体70において、第一画素71Aと第二画素72Bとにおいて、金属層50を構成する材料及び膜厚は一致し、凹凸層20、21における凸部の高さが異なる構成では、第一画素71Aの位置する領域と第二画素72Bの位置する領域とに互いに異なる色相の色が視認される。そして、第一画素71Aと第二画素72Bとにおいては金属層50の構成が一致しているため、各画素71A、72Bの位置する領域ごとに金属層50を形成する工程を実行する必要がなく、互いに異なる色相を呈する画素71A、72Bを有する表示体70を簡便な製造工程によって形成することができる。   In the display body 70 which is configured of the color forming structure 1 and in which the color forming structure 1 includes the reflection preventing layer 30 b including the metal layer 50, the metal layer 50 is configured of the first pixel 71A and the second pixel 72B. In the configuration in which the material and the film thickness are the same and the heights of the convex portions in the concavo-convex layers 20 and 21 are different, colors of different hues are visually recognized in the area where the first pixel 71A is located and the area where the second pixel 72B is located. Be done. Then, since the configuration of the metal layer 50 is the same in the first pixel 71A and the second pixel 72B, there is no need to perform the step of forming the metal layer 50 for each region where each pixel 71A, 72B is located. The display 70 having the pixels 71A and 72B exhibiting different hues can be formed by a simple manufacturing process.

ナノインプリント法を用いて凹凸層20、21の凹凸構造が形成される製造方法によれば、微細な凹凸構造を好適に、かつ、簡便に形成することができる。そして、ナノインプリント法として、光ナノインプリント法もしくは熱ナノインプリント法が用いられる製造方法であれば、ナノインプリント法による凹凸構造の形成が、好適、かつ、簡便に実現される。   According to the manufacturing method in which the concavo-convex structure of the concavo-convex layers 20 and 21 is formed using the nanoimprinting method, a fine concavo-convex structure can be suitably and easily formed. And if it is a manufacturing method in which an optical nanoimprinting method or a thermal nanoimprinting method is used as a nanoimprinting method, formation of the concavo-convex structure by the nanoimprinting method is suitably and easily realized.

表示体70が含む画素には、平面視で凹凸層20、21における凹凸構造の延びる方向、つまり第一の帯状形状201、第二の帯状形状211の延びる方向が互いに異なる画素が含まれてもよい。具体的には、任意の画素での第一の帯状形状201、第二の帯状形状211の延びる方向である第2方向と、この画素とは異なる画素での第一の帯状形状201、第二の帯状形状211の延びる方向である第2方向とが、異なる方向であり、例えばこれらの方向が直交する構成であってもよい。こうした構成によれば、画素によって、干渉層40からの反射光が拡散される方向を変えることが可能であり、より多彩な像の表現が可能である。   The pixels included in the display body 70 include pixels in which the extending direction of the concavo-convex structure in the concavo-convex layers 20 and 21 in a plan view, that is, the extending directions of the first band shape 201 and the second band shape 211 are different. Good. Specifically, the first strip shape 201 in any pixel, the second direction which is the extension direction of the second strip shape 211, and the first strip shape 201 in a pixel different from this pixel, a second direction The second direction which is a direction in which the strip shape 211 extends is a different direction, and for example, the directions may be orthogonal to each other. According to such a configuration, it is possible to change the direction in which the reflected light from the interference layer 40 is diffused by the pixel, and it is possible to represent a more versatile image.

なお、干渉層40は、凹凸層20、21における凸部の側面にも多少成膜されるため、干渉層40における凹凸構造の凸部の幅は、凹凸層20、21における凸部の幅よりもやや広がる。凹凸構造の延びる方向が互いに異なる画素が相互に隣接する部分において、延びる方向の異なる凸部どうしの間で干渉層40における上述のように広がった部分が連なり、干渉層40における凹凸構造に崩れが生じると、各画素から所望の発色が所望の方向に得られ難くなる。そのため、凹凸構造の延びる方向が互いに異なる画素どうしの間には、凹凸層20、21に凹凸が形成されていない領域が設けられていることが好ましい。つまり、第一の帯状形状201どうしの間、また、第一の帯状形状201とこれに重ねられた第二の帯状形状211とからなる凸部どうしの間に、第一の帯状形状201及び第二の帯状形状211のいずれも形成されていない領域が設けられていることが好ましく、凹凸層20、21に干渉層40が形成されたときに、干渉層40どうしの間に隙間が形成され、干渉層40に、凹凸層20、21の凹凸構造と相似な凹凸構造を形成することのできる程度の領域が設けられていることが好ましい。   In addition, since the interference layer 40 is formed somewhat on the side surfaces of the projections in the concavo-convex layers 20 and 21, the width of the projections of the concavo-convex structure in the interference layer 40 is more Also spread slightly. In the portions where pixels with mutually different directions of extension of the concavo-convex structure are adjacent to each other, the above-described spread portions in the interference layer 40 are connected between the convex portions with different extension directions, and the concavo-convex structure in the interference layer 40 is broken If it occurs, it is difficult to obtain desired color development from each pixel in the desired direction. Therefore, it is preferable that the area | region in which the unevenness | corrugation is not formed in the uneven | corrugated layers 20 and 21 is provided between the pixels from which the extending direction of uneven structure differs mutually. That is, between the first band-like shapes 201 and between the convex portions formed of the first band-like shape 201 and the second band-like shape 211 superimposed thereon, the first band-like shape 201 and the first band-like shape 201 It is preferable that a region where neither of the two strip shapes 211 is formed be provided, and when the interference layer 40 is formed on the concavo-convex layers 20 and 21, a gap is formed between the interference layers 40, It is preferable that the interference layer 40 be provided with a region capable of forming a concavo-convex structure similar to the concavo-convex structure of the concavo-convex layers 20 and 21.

また、凹凸構造の延びる方向が同一の凹凸構造を有する画素間においても、凹凸層20、21に凹凸が形成されていない領域が設けられていてもよく、こうした構成によれば、金属層50の広がりに起因した凹凸構造の崩れが画素の端部で抑えられ、各画素の全体から所望の発色が得られやすくなる。画素間に設けられる凹凸が形成されていない領域の幅は、例えば、干渉層40の膜厚の1/2以上であることが好ましい。   Further, even between the pixels having the concavo-convex structure in which the concavo-convex structure extends in the same direction, a region in which the concavities and convexities are not formed may be provided in the concavo-convex layers 20 and 21. The collapse of the concavo-convex structure due to the spread is suppressed at the edge of the pixel, and desired color development can be easily obtained from the whole of each pixel. The width of the region provided between the pixels and in which the unevenness is not formed is preferably, for example, 1/2 or more of the film thickness of the interference layer 40.

凹凸層20、21の凹凸構造を構成する凸部は、基部から頂部に向かって第1方向の幅が徐々に小さくなる構成を有していてもよい。こうした構成によれば、凸部に干渉層40が成膜されやすくなる。この場合、第一の帯状形状201の第1方向の長さd1や第二の帯状形状211の長さd3は、第一の帯状形状201又は、第一の帯状形状201と第二の帯状形状211とが重なって形成される凸部の底面が構成するパターンにより規定される。   The convex part which comprises the uneven structure of the uneven layers 20 and 21 may have the structure to which the width | variety of a 1st direction becomes small gradually toward a top part from a base. According to such a configuration, the interference layer 40 is easily formed on the convex portion. In this case, the first direction length d1 of the first strip shape 201 and the length d3 of the second strip shape 211 are the first strip shape 201 or the first strip shape 201 and the second strip shape It is specified by the pattern which the bottom of the convex part which is formed to overlap with the surface of the convex part 211 forms.

以上説明したように、本発明の一実施形態に係る発色構造体1は、可視領域の光を透過し凹凸構造を有する凹凸層20の上に、凹凸層20の凹凸構造に追従した表面形状を有する干渉層40を設け、さらに、凹凸層20の、干渉層40とは逆側に干渉層40を透過する光の少なくとも一部を吸収する反射防止層30を設けている。さらに、凹凸層20には凸部をなす第一の帯状形状201を複数設け、この第一の帯状形状201の形状を、1又は複数の帯状パターンPoを組み合わせた形状としている。そして、帯状パターンPoの第1方向に沿った幅を、入射光の波長より小さい値とし、第1方向と直交する方向に沿った長さの標準偏差を、帯状パターンPoの幅の標準偏差よりも大きくなるようにしている。   As described above, the color forming structure 1 according to the embodiment of the present invention has a surface shape following the concavo-convex structure of the concavo-convex layer 20 on the concavo-convex layer 20 which transmits light in the visible region and has the concavo-convex structure. An interference layer 40 is provided, and further, an antireflective layer 30 that absorbs at least a part of light transmitted through the interference layer 40 is provided on the opposite side of the uneven layer 20 from the interference layer 40. Furthermore, a plurality of first band-like shapes 201 forming convex portions are provided in the uneven layer 20, and the shape of the first band-like shapes 201 is a shape combining one or more band-like patterns Po. The width of the strip pattern Po along the first direction is smaller than the wavelength of the incident light, and the standard deviation of the length along the direction orthogonal to the first direction is calculated from the standard deviation of the width of the strip pattern Po Also try to get bigger.

そのため、干渉層40により薄膜干渉もしくは多層膜干渉が起こり、出射される光の位相が反転するという効果が発現する。そして凹凸層20の凹凸構造に追従した表面形状を有する干渉層40で反射した特定波長の光は、正反射光だけでなく異方性の散乱光が生じる。その結果、広角度で同じ波長域の光、つまり同色として認識させることが可能となる。従来技術のような平坦面に多層膜層を構成する場合では正反射光の強度が非常に大きく、観察する角度によって色が変化してしまうが、本発明の一実施形態に係る発色構造体1によれば、視野角を広げることができる。
また、反射防止層30を持たない場合には、干渉層40で反射せず透過した光や、干渉層40と反対側(裏面側)から入射した光により、干渉層40による特定の波長域の反射光による色の視認性が低くなるが、本発明の一実施形態に係る発色構造体1では、反射防止層30を設けているため、不要な光を吸収することができ、その結果特定の波長域の反射光を良好に視認することができる。
Therefore, thin film interference or multilayer interference occurs due to the interference layer 40, and the effect of reversing the phase of the emitted light is exhibited. The light of the specific wavelength reflected by the interference layer 40 having a surface shape following the uneven structure of the uneven layer 20 generates not only regular reflected light but also anisotropic scattered light. As a result, it is possible to recognize light in the same wavelength range at a wide angle, that is, as the same color. In the case where the multilayer film layer is formed on a flat surface as in the prior art, the intensity of the specularly reflected light is very large, and the color changes depending on the angle to be observed. According to the above, it is possible to widen the viewing angle.
In the case where the reflection preventing layer 30 is not provided, the light not reflected by the interference layer 40 and transmitted through the side opposite to the interference layer 40 (the back side) is used for the specific wavelength range of the interference layer 40. Although the visibility of the color due to the reflected light is lowered, in the color forming structure 1 according to the embodiment of the present invention, since the anti-reflection layer 30 is provided, unnecessary light can be absorbed, and as a result, Reflected light in the wavelength range can be visually recognized well.

このとき、反射防止層30を、基材10を挟んで凹凸層20とは反対側に設け、反射防止層30に含まれる凹凸構造31又は32の膜厚方向の高さを10nm以上500nm以下とし、凹凸構造31又は32を秩序性のない配列、もしくは正方配列、六方配列とのいずれか一方もしくはこれらを組み合わせた島状配列にし、さらに、凹凸構造31又は32の構造周期を、10nm以上1000nm以下の周期とし、凹凸構造31又は32の凹部に対する凹凸の周期の幅の比を、0.25以上0.75以下としてもよい。   At this time, the antireflection layer 30 is provided on the opposite side to the concavo-convex layer 20 across the substrate 10, and the height in the film thickness direction of the concavo-convex structure 31 or 32 included in the antireflection layer 30 is 10 nm to 500 nm. Forming the uneven structure 31 or 32 into an array having no order or any one of the square arrangement and the hexagonal arrangement or a combination thereof, and further, the structure period of the uneven structure 31 or 32 is 10 nm or more and 1000 nm or less The ratio of the width of the period of the unevenness to the recess of the uneven structure 31 or 32 may be 0.25 or more and 0.75 or less.

このように反射防止層30を10nm以上500nm以下の高さからなる複数の凸部を有する凹凸構造で形成することによって、いわゆるモスアイ構造により低反射効果を得られる。その結果、不要な光を抑制でき、干渉層40で反射された特定の波長域の反射光を良好に視認することができる。また、発色構造体1の反射防止層30側を他の表示体と貼り合せるもしくは接着する場合に、複数の凹凸構造31又は32を備えることから、接触する表面積が増大し、密着性が向上する。   By forming the anti-reflection layer 30 in a concavo-convex structure having a plurality of convex portions having a height of 10 nm to 500 nm as described above, a low reflection effect can be obtained by a so-called moth-eye structure. As a result, unnecessary light can be suppressed, and the reflected light in the specific wavelength range reflected by the interference layer 40 can be favorably viewed. Further, when the antireflective layer 30 side of the color forming structure 1 is bonded or adhered to another display body, the surface area to be in contact is increased and the adhesiveness is improved since the plurality of uneven structures 31 or 32 are provided. .

また、凹凸層20又は21と反対側の面に凹凸構造31又は32を有し、凹凸構造31又は32の膜厚方向の高さを、10nm以上200nm以下とし、凹凸構造31、32を秩序性のない配列、もしくは正方配列、六方配列とのいずれか一方もしくはこれらを組み合わせた島状配列にし、さらに、凹凸構造31、32の凹部及び凸部の上面に金属層50を設け、凹凸構造31、32及び金属層50の構造周期を、可視領域の波長以下であるサブ波長周期とし、凹凸構造31、32の凹部に対する凹凸の周期の幅の比、及び金属層50の凹部に対する金属層の幅の比を、0.25以上0.75以下としてもよい。   In addition, a concavo-convex structure 31 or 32 is provided on the surface opposite to the concavo-convex layer 20 or 21, and the height of the concavo-convex structure 31 or 32 in the film thickness direction is 10 nm or more and 200 nm or less. Forming an irregular array or a square array, an hexagonal array, or an island array combining these, and further providing a metal layer 50 on the upper surface of the concave and convex portions of the concave and convex structures 31 and 32; Assuming that the structural period of the metal layer 50 and the metal layer 50 is a sub-wavelength period equal to or less than the wavelength of the visible region, the ratio of the width of the period of the unevenness to the recess of the uneven structure 31, 32 and the width of the metal layer to the recess of the metal layer 50 The ratio may be 0.25 or more and 0.75 or less.

このような構成とすることによって、プラズモン共鳴現象が発生し、すなわち、干渉層40を透過した光がプラズモン共鳴現象により反射防止層30を透過するので、不要な光が干渉層40側へ反射することを低減できる。その結果、干渉層40で反射された特定の波長域の反射光を良好に視認することができる。さらに、裏面側である反射防止層30側から発色構造体1を観察した場合、プラズモン共鳴現象により、表面側である干渉層40側とは異なる波長域を観察することができる。そのため、表面反射光、裏面反射光、透過光において、3色の色を呈する発色構造体1を実現することができる。
また、発色構造体1の反射防止層30側を他の表示体70と貼り合せるかもしくは接着する場合に、複数の凸部を有する凹凸構造を備えることから、接触する表面積が増大し、密着性が向上する。
With such a configuration, a plasmon resonance phenomenon occurs, that is, light transmitted through the interference layer 40 is transmitted through the antireflective layer 30 by the plasmon resonance phenomenon, and thus unnecessary light is reflected to the interference layer 40 side. Can be reduced. As a result, the reflected light of the specific wavelength range reflected by the interference layer 40 can be visually recognized well. Furthermore, when the coloring structure 1 is observed from the anti-reflection layer 30 side which is the back surface side, a wavelength range different from the interference layer 40 side which is the front surface side can be observed by the plasmon resonance phenomenon. Therefore, it is possible to realize the color forming structure 1 that exhibits three colors in the front surface reflected light, the back surface reflected light, and the transmitted light.
In addition, when the antireflective layer 30 side of the color forming structure 1 is bonded or adhered to another display 70, since the uneven structure having a plurality of convex portions is provided, the surface area to be in contact is increased, and the adhesion is improved. Improve.

また、発色構造体1において、金属層50を構成する材料は、可視光領域における屈折率が0.2以上6.0以下である金属、金属合金、および金属複合材料と、可視光領域における消衰係数が2.0以上6.0以下である金属、金属合金、および金属複合材料の中から選択された一つ以上であってもよい。
このようにすることによって、裏面側から観察した際に入射された光の吸収率が小さくなり、効率的に反射することができる。
また、発色構造体1において、反射防止層30は黒色顔料を含んでもよい。
このようにすることによって、不要な光が干渉層40側へ反射することを低減できる。その結果、干渉層40で反射された特定の波長域の反射光を良好に視認することができる。
Further, in the color forming structure 1, the material forming the metal layer 50 is a metal, a metal alloy, and a metal composite material having a refractive index of 0.2 to 6.0 in the visible light region, and a extinction in the visible light region. It may be one or more selected from metals, metal alloys, and metal composite materials having an extinction coefficient of 2.0 or more and 6.0 or less.
By doing this, the absorptivity of light incident when observed from the back surface side is reduced, and efficient reflection can be performed.
Further, in the color forming structure 1, the antireflective layer 30 may contain a black pigment.
By doing so, it is possible to reduce the reflection of unnecessary light to the interference layer 40 side. As a result, the reflected light of the specific wavelength range reflected by the interference layer 40 can be visually recognized well.

また、発色構造体1において、凹凸層21は、第一の帯状形状201の上に、複数の凸部で構成された第二の帯状形状211が積層された多段形状を有し、第二の帯状形状211は、平面視で複数設けられ、第二の帯状形状211は、第1方向に沿った幅と、第2方向に沿った長さと、を有し、第二の帯状形状211の第1方向での配置間隔は一定でなく、配置間隔の平均値が入射光の波長域における最小波長の1/2以上となるようにしている。
そのため、第一の帯状形状201と第二の帯状形状211とからなる凹凸構造の凸部によって反射光の拡散効果と回折効果とが得られ、発色構造体1からの広い波長域の反射光が射出されるとともに、広い角度範囲で散乱光が射出されるため、光沢感のある鮮やかな色が視認することができる。また、観察角度を変えても同じ色として認識され、視野角を広げることができる。
Further, in the color forming structure 1, the uneven layer 21 has a multistage shape in which a second band-like shape 211 composed of a plurality of convex portions is stacked on the first band-like shape 201, A plurality of strip shapes 211 are provided in plan view, and the second strip shape 211 has a width along the first direction and a length along the second direction, and the second strip shape 211 The arrangement interval in one direction is not constant, and the average value of the arrangement intervals is made to be 1/2 or more of the minimum wavelength in the wavelength range of the incident light.
Therefore, the convex portion of the concavo-convex structure consisting of the first strip shape 201 and the second strip shape 211 obtains the diffusion effect and the diffraction effect of the reflected light, and the reflected light in a wide wavelength range from the color forming structure 1 Since the light is emitted and the scattered light is emitted in a wide angle range, a bright and glossy color can be visually recognized. In addition, even if the observation angle is changed, it is recognized as the same color, and the viewing angle can be expanded.

また、発色構造体1において、干渉層40を構成する材料の1つに、屈折率が1.3以上4.0以下である無機物もしくは、無機複合材料からなる化合物の中から選択された一つ以上を含んでもよい。
このように干渉層40が、空気との界面側の層として屈折率1.3以上4.0以下の化合物からなる層を有すると、空気から干渉層40に入射される光の位相が反転し、干渉層40から出射される光との干渉効果が高まるため、好ましい。
Further, in the color forming structure 1, one of the materials constituting the interference layer 40 is one selected from among inorganic compounds having a refractive index of 1.3 or more and 4.0 or less, or compounds composed of inorganic composite materials. The above may be included.
Thus, when the interference layer 40 has a layer made of a compound having a refractive index of 1.3 or more and 4.0 or less as a layer on the interface side with air, the phase of light incident from the air to the interference layer 40 is reversed. This is preferable because the interference effect with the light emitted from the interference layer 40 is enhanced.

また、発色構造体1においては、干渉層40が高屈折率化合物と低屈折率化合物からなる多層膜構成であり、前記高屈折率化合物と前記低屈折率化合物の屈折率差が0.6以上2.2以下としている。
このように、高屈折率化合物と低屈折率化合物との屈折率差が0.6以上2.2以下とすることによって、特定の波長域での光の反射率が他の波長域での反射率はより高くなり、特定の波長域の光の視認性を向上させることができる。
Moreover, in the color forming structure 1, the interference layer 40 has a multilayer film configuration including a high refractive index compound and a low refractive index compound, and the refractive index difference between the high refractive index compound and the low refractive index compound is 0.6 or more. 2.2 or less.
Thus, by setting the refractive index difference between the high refractive index compound and the low refractive index compound to 0.6 or more and 2.2 or less, the light reflectance in a specific wavelength range is reflected in another wavelength range. The rate can be higher and the visibility of light in a particular wavelength range can be improved.

また、発色構造体1で構成された表示要素を有する表示体70を形成することによって、特定の波長域の光の視認性のよい表示体を構成することができる。
このとき、表示体70として、平面内に表示要素を複数有し、複数の表示要素に含まれる第一表示要素および第二表示要素を構成する二つの発色構造体を、同じ材料および膜厚の層構成を有するが、反射防止層30の凹凸構造の凸部の高さが異なるように構成してもよい。
In addition, by forming the display 70 having the display element configured by the color forming structure 1, it is possible to configure a display having good visibility of light in a specific wavelength range.
At this time, as the display body 70, two coloring structures having a plurality of display elements in a plane and constituting the first display element and the second display element included in the plurality of display elements are made of the same material and thickness. Although the layer configuration is provided, the heights of the convex portions of the concavo-convex structure of the anti-reflection layer 30 may be different.

このような構成とすることによって、第一表示要素と第二表示要素とは互いに異なる色相の色を呈し、第一表示要素が位置する第一表示領域と第二表示要素が位置する第二表示領域とに、互いに異なる色相の色が視認される。そして、第一表示要素と第二表示要素とにおいて発色構造体の構成が一致しているため、表示領域ごとに発色構造層を形成することを要さず、互いに異なる色相を呈する表示領域を有する表示体を簡便な製造工程によって形成することができる。   With such a configuration, the first display element and the second display element exhibit colors of different hues, and the first display area where the first display element is located and the second display where the second display element is located In the area, colors of different hues are visually recognized. And since the configurations of the color forming structures are identical in the first display element and the second display element, it is not necessary to form a color forming structure layer for each display area, and display areas exhibiting different hues are provided. The display can be formed by a simple manufacturing process.

このとき、発色構造体のうち、プラズモン共鳴現象を用いた発色構造体で構成された表示要素を有する表示体であり、この表示体は平面内に前記表示要素を複数有し、複数の前記表示要素に含まれる第一表示要素および第二表示要素を構成する二つの発色構造体は、同じ材料および膜厚の層構成を有するが、凹凸層20、21の凸部の高さもしくは凹凸構造31、32の凹凸部が異なる構造を配置した表示体の形態をとってもよい。   At this time, it is a display body which has a display element comprised by the color development structure using the plasmon resonance phenomenon among the color development structures, and this display has a plurality of the display elements in a plane, and a plurality of the display The two color forming structures constituting the first display element and the second display element included in the element have the same layer structure of the same material and film thickness, but the height or unevenness structure 31 of the projections of the unevenness layer 20, 21 , 32 asperities may be arranged in different forms.

このような構成とすることによって、干渉層側(表面側)において、第一表示要素と第二表示要素とは互いに異なる色相の色を呈し、第一表示要素が位置する第一表示領域と第二表示要素が位置する第二表示領域とに、互いに異なる色相の色が視認される。また、裏面側においても、凹凸構造31、32の凹凸部が異なる構造のためプラズモン共鳴現象による吸収波長域を変えることができる。結果、表裏面の表示領域ごとでそれぞれ異なる色相の色を視認することができる。
発色構造体1の製造方法として、凹版が有する凹凸をナノインプリント法により樹脂に転写することで凹凸構造31、32を形成する工程を有する方法が挙げられる。この方法を採用することによって、ナノインプリント法で任意の面積内に凹凸構造体が一括に形成されるため、微細凹凸構造の形成を好適に、かつ、簡便に作製することができる。
With such a configuration, the first display element and the second display element exhibit colors of different hues on the interference layer side (surface side), and the first display area and the second display area in which the first display element is located In the second display area in which the two display elements are located, colors with different hues are visually recognized. Further, also on the back surface side, since the concavo-convex portions of the concavo-convex structures 31 and 32 are different from each other, the absorption wavelength range by the plasmon resonance phenomenon can be changed. As a result, it is possible to visually recognize colors of different hues in each of the display areas on the front and back sides.
As a method of manufacturing the color forming structure 1, a method including a step of forming the concavo-convex structures 31 and 32 by transferring the concavities and convexities of the intaglio to a resin by a nanoimprinting method may be mentioned. By adopting this method, since the concavo-convex structure is formed at once in an arbitrary area by the nanoimprinting method, the formation of the fine concavo-convex structure can be suitably and easily produced.

上述した発色構造体1及び発色構造体を含む表示体70の製造方法について、具体的な実施例を用いて説明する。
<実施例1>
実施例1は、発色構造体1を備えた表示体70である。実施例1における表示体70は、基材10の一方の面上に多段の凹凸構造を備えた凹凸層21と、凹凸層21の上に配置され凹凸層21の凹凸構造に沿って凹凸を繰り返す凹凸構造を有する干渉層40とを備え、基材10の他方の面上に反射防止層30として凹凸構造31を有する反射防止層30aが形成された発色構造体1を備える。
A method of producing the display body 70 including the color forming structure 1 and the color forming structure described above will be described using specific examples.
Example 1
Example 1 is a display 70 provided with the color forming structure 1. The display body 70 in Example 1 is disposed on the uneven layer 21 provided with a multi-step uneven structure on one surface of the substrate 10 and the uneven layer 21 and repeats unevenness along the uneven structure of the uneven layer 21. The color developing structure 1 is provided with an interference layer 40 having a concavo-convex structure, and an anti-reflection layer 30 a having a concavo-convex structure 31 as an anti-reflection layer 30 on the other surface of the base material 10.

まず、光ナノインプリント法で用いる凹版であるモールドを用意した。具体的には、光ナノインプリント法において照射する光として、365nmの波長の光を用いたため、この波長の光を透過する合成石英をモールドの材料として用いた。
モールドの形成に際しては、まず、合成石英基板の表面に、クロム(Cr)からなる膜をスパッタリングによって成膜し、電子線リソグラフィによって電子線レジストパターンをCr膜上に形成した。形成したパターンは、図2に示した複数の第一の帯状形状201の集合からなるパターンである。第1方向における第一の帯状形状201の長さd1は300nmであり、第2方向における第一の帯状形状201の長さd2は、平均値が2000nm、標準偏差が500nmの正規分布から選択される長さである。上記パターンにおいて、複数の第一の帯状形状201は第1方向に重ならないように配列されている。使用したレジストはポジ型であり、膜厚は200nmとした。
First, a mold, which is an intaglio plate used in the optical nanoimprinting method, was prepared. Specifically, since light of a wavelength of 365 nm was used as light to be irradiated in the photo nanoimprinting method, synthetic quartz which transmits light of this wavelength was used as a material of the mold.
In forming the mold, first, a film made of chromium (Cr) was formed by sputtering on the surface of a synthetic quartz substrate, and an electron beam resist pattern was formed on the Cr film by electron beam lithography. The formed pattern is a pattern composed of a set of the plurality of first band-like shapes 201 shown in FIG. The length d1 of the first strip shape 201 in the first direction is 300 nm, and the length d2 of the first strip shape 201 in the second direction is selected from a normal distribution having an average value of 2000 nm and a standard deviation of 500 nm Length. In the pattern, the plurality of first strip shapes 201 are arranged so as not to overlap in the first direction. The resist used was positive and the film thickness was 200 nm.

続いて、塩素(Cl)と酸素(O)との混合ガスに高周波を印加して発生させたプラズマにより、レジストから露出した領域のCr膜をエッチングした。続いて、六弗化エタンガスに高周波を印加して発生させたプラズマによりレジスト及びCr膜から露出した領域の合成石英基板をエッチングした。これによりエッチングした合成石英基板の深さは70nmであった。残存したレジスト及びCr膜を除去することにより、第一の帯状形状201の配置パターンに対応する凹凸構造が形成された合成石英基板を得た。 Subsequently, the Cr film in the region exposed from the resist was etched by plasma generated by applying a high frequency to a mixed gas of chlorine (Cl 2 ) and oxygen (O 2 ). Subsequently, the synthetic quartz substrate in the region exposed from the resist and the Cr film was etched by plasma generated by applying a high frequency to ethane hexafluoride gas. The depth of the etched synthetic quartz substrate was 70 nm. By removing the remaining resist and the Cr film, a synthetic quartz substrate having a concavo-convex structure corresponding to the arrangement pattern of the first strip shape 201 was obtained.

次に、上記凹凸構造が形成された合成石英基板の表面に、Crからなる膜をスパッタリングによって成膜し、電子線リソグラフィによって電子線レジストパターンをCr膜上に形成した。形成したパターンは、図4に示した複数の帯状領域からなるパターンである。第1方向における上記帯状領域の長さは200nmであり、第1方向における上記帯状領域の配列間隔は、平均値が2000nm、標準偏差が500nmである。使用した電子線レジストはポジ型であり、膜厚は200nmとした。   Next, a film made of Cr was formed by sputtering on the surface of the synthetic quartz substrate having the above-mentioned concavo-convex structure formed, and an electron beam resist pattern was formed on the Cr film by electron beam lithography. The formed pattern is a pattern composed of a plurality of band-like regions shown in FIG. The length of the band-like region in the first direction is 200 nm, and the arrangement interval of the band-like regions in the first direction has an average value of 2000 nm and a standard deviation of 500 nm. The electron beam resist used was a positive type, and the film thickness was 200 nm.

続いて、塩素(Cl)と酸素(O)との混合ガスに高周波を印加して発生させたプラズマにより、レジストから露出した領域のCr膜をエッチングした。続いて、六弗化エタンガスに高周波を印加して発生させたプラズマによりレジスト及びCr膜から露出した領域の合成石英基板をエッチングした。これによりエッチングした合成石英基板の深さは65nmであった。残存したレジスト及びCr膜を除去した後、合成石英基板の表面に、離型剤としてオプツールHD−1100(登録商標 ダイキン工業製)を塗布した。これにより、多段の凹凸層21の凹凸構造に対応する凹凸構造が形成されたモールドを得た。同様の作製方法により、凹凸構造31に対応する凹凸構造が形成された、反射防止層30を形成するためのモールドを得た。 Subsequently, the Cr film in the region exposed from the resist was etched by plasma generated by applying a high frequency to a mixed gas of chlorine (Cl 2 ) and oxygen (O 2 ). Subsequently, the synthetic quartz substrate in the region exposed from the resist and the Cr film was etched by plasma generated by applying a high frequency to ethane hexafluoride gas. The depth of the etched synthetic quartz substrate was 65 nm. After removing the remaining resist and Cr film, OPTOOL HD-1100 (registered trademark, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) was applied as a release agent to the surface of the synthetic quartz substrate. Thereby, the mold in which the uneven structure corresponding to the uneven structure of the uneven | corrugated layer 21 of multiple stages was formed was obtained. By the same manufacturing method, a mold for forming the anti-reflection layer 30 in which a concavo-convex structure corresponding to the concavo-convex structure 31 was formed was obtained.

次に、両面に易接着処理が施されたポリエステルフィルム(コスモシャインA4100(登録商標)、東洋紡製)の易接着処理が施された面に、光硬化性樹脂(PAK−02、東洋合成製)を塗布し、この樹脂にモールドの、凹凸構造が形成されている面を押し当てて、モールドの裏面側から365nmの光を照射した。この光の照射によって光硬化性樹脂を硬化した後、ポリエステルフィルム及び凹凸層20をモールドから剥離した。これにより、第一の帯状形状201及び第二の帯状形状211からなる凹凸層21が積層された基材10であるポリエステルフィルムが得られた。   Next, a photocurable resin (PAK-02, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) is formed on the side of the polyester film (Cosmo Shine A4100 (registered trademark), made by Toyobo Co., Ltd.) which has been subjected to the easy adhesion processing on both sides. The surface of the mold on which the concavo-convex structure was formed was pressed against this resin, and light of 365 nm was irradiated from the back side of the mold. After curing of the photocurable resin by this light irradiation, the polyester film and the uneven layer 20 were peeled off from the mold. Thereby, the polyester film which is the base material 10 on which the concavo-convex layer 21 which consists of the 1st strip shape 201 and the 2nd strip shape 211 was laminated was obtained.

次に、凹凸層21と同様の手法で、断面形状が釣鐘状、周期が400nm、高さは200nm、アスペクト比は2.0となる凹凸構造31を作製するためのモールドを作成した。そして基材10の凹凸層21が形成された面とは反対側の面に光硬化性樹脂(PAK−02、東洋合成製)を塗布し、この樹脂にモールドの凹凸構造が形成されている面を押し当てて、モールドの裏面側から365nmの光を照射した。この光の照射によって光硬化性樹脂を硬化した後、ポリエステルフィルム及び凹凸構造31をモールドから剥離した。これにより、凹凸構造31を有する反射防止層30が形成された基材10であるポリエステルフィルムが得られた。
次に、凹凸層21を有する面に、真空蒸着によって、膜厚が80nmである高屈折率層としてのTiO膜と膜厚が70nmである低屈折率層であるSiOと膜厚が150nmである高屈折率層としてのTiO膜とを順に成膜し、凹凸層21の上に干渉層40を形成し、発色構造体1を得た。これにより、発色構造体1を備えた表示体70を得た。
Next, a mold for producing a concavo-convex structure 31 having a bell shape in cross section, a cycle of 400 nm, a height of 200 nm, and an aspect ratio of 2.0 was prepared by the same method as the concavo-convex layer 21. Then, a photocurable resin (PAK-02, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) is applied to the surface opposite to the surface on which the concavo-convex layer 21 of the substrate 10 is formed, and the concavo-convex structure of the mold is formed on this resin. Was pressed and irradiated with 365 nm light from the back side of the mold. After the photocurable resin was cured by this light irradiation, the polyester film and the concavo-convex structure 31 were peeled off from the mold. Thereby, the polyester film which is substrate 10 in which antireflection layer 30 which has concavo-convex structure 31 was formed was obtained.
Next, a TiO 2 film as a high refractive index layer with a film thickness of 80 nm and SiO 2 as a low refractive index layer with a film thickness of 70 nm and a film thickness of 150 nm The TiO 2 film as a high refractive index layer was sequentially formed, and the interference layer 40 was formed on the concavo-convex layer 21 to obtain a color forming structure 1. Thus, a display 70 provided with the color forming structure 1 was obtained.

<実施例2>
実施例2は、基材10の一方の面に凹凸構造を備えた凹凸層20と、凹凸層20の上に形成され、凹凸層20の凹凸構造に沿って凹凸を繰り返す凹凸構造を有する干渉層40とが形成され、基材10の他方の面には反射防止層30として凹凸構造32を有する反射防止層30bが形成された発色構造体1である。
具体的には実施例1の凹凸構造31と同様の手順で、断面形状が矩形、膜厚は150nm、短辺の長さを180nm、長辺の長さを3cmとした長方形を、短辺方向に周期396nmで配置したパターンとなる、凹凸構造32を形成するためのモールドを作成した。そして基材10の凹凸層20が形成された面とは反対側の面に光硬化性樹脂(PAK−02、東洋合成製)を塗布し、この樹脂にモールドの凹凸構造が形成されている面を押し当てて、モールドの裏面側から365nmの光を照射した。この光の照射によって光硬化性樹脂を硬化した後、ポリエステルフィルム及び凹凸構造をモールドから剥離した。これにより、凹凸構造32を含む反射防止層30bが積層された基材10であるポリエステルフィルムが得られた。
次に凹凸構造32を有する面に、真空蒸着によって、膜厚が50nmである金属層としてのAl膜を成膜し、凹凸構造32の凸部の上面及び凹部の上面に金属層50を形成し、発色構造体1を得た。これにより、発色構造体1を備えた表示体70を得た。
Example 2
In the second embodiment, an interference layer 20 having an unevenness structure on one surface of a substrate 10 and an interference layer formed on the unevenness layer 20 and having an unevenness structure repeating unevenness along the unevenness structure of the unevenness layer 20 40 is a color forming structure 1 in which an antireflective layer 30 b having a concavo-convex structure 32 as an antireflective layer 30 is formed on the other surface of the base material 10.
Specifically, in the same procedure as the concavo-convex structure 31 of Example 1, the rectangle having a rectangular cross-sectional shape, a film thickness of 150 nm, a short side length of 180 nm, and a long side length of 3 cm A mold for forming the concavo-convex structure 32 was formed, which was a pattern arranged at a period of 396 nm. Then, a photocurable resin (PAK-02, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) is applied to the surface of the substrate 10 opposite to the surface on which the uneven layer 20 is formed, and the surface on which the uneven structure of the mold is formed Was pressed and irradiated with 365 nm light from the back side of the mold. After curing the photocurable resin by the irradiation of this light, the polyester film and the concavo-convex structure were peeled off from the mold. Thereby, the polyester film which is the base material 10 on which antireflection layer 30b containing concavo-convex structure 32 was laminated was obtained.
Next, an Al film as a metal layer having a thickness of 50 nm is formed on the surface having the concavo-convex structure 32 by vacuum evaporation, and the metal layer 50 is formed on the upper surface of the convex portion and the upper surface of the concave portion of the concavo-convex structure 32 , And a colored structure 1 was obtained. Thus, a display 70 provided with the color forming structure 1 was obtained.

<比較例>
実施例1において、反射防止層30を形成しない他は実施例1と同様にして比較例の表示体を得た。すなわち比較例は、基材10上に凹凸構造を備えた凹凸層20、凹凸層20の上に配置され、凹凸層20の凹凸構造に沿って凹凸を繰り返す凹凸構造を有する干渉層40が形成された発色構造体である。
Comparative Example
A display of Comparative Example was obtained in the same manner as in Example 1 except that the antireflection layer 30 was not formed in Example 1. That is, in the comparative example, the concavo-convex layer 20 having the concavo-convex structure is disposed on the substrate 10, and the interference layer 40 having the concavo-convex structure repeating the concavo-convex structure is formed along the concavo-convex structure of the concavo-convex layer 20. A colored structure.

<表示体の評価>
実施例1及び実施例2の表示体70を観察したところ、光沢感のある青色が視認性よく確認された。また、実施例2において裏面側の反射分光測定を実施したところ620nm程度に中心波長を有する反射スペクトルが観測された。一方比較例では実施例の結果より青色の視認性が低下していることが確認された。
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
<Evaluation of Display>
When the display 70 of Example 1 and Example 2 was observed, blue with glossiness was confirmed with high visibility. In addition, when reflection spectroscopy measurement on the back surface side was performed in Example 2, a reflection spectrum having a center wavelength at about 620 nm was observed. On the other hand, in the comparative example, it was confirmed from the result of the example that the visibility of blue is lowered.
As mentioned above, although the embodiment of the present invention was described, the above-mentioned embodiment illustrates the device and the method for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is a component Does not specify the material, shape, structure, arrangement, etc. of The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope defined by the claims described in the claims.

1 発色構造体
10 基材
20、21 凹凸層
30 反射防止層
31、32 凹凸構造
40 干渉層
41a 高屈折率層
41b 低屈折率層
50 金属層
70 表示体
71 第一表示領域
72 第二表示領域
71A 第一画素
72B 第二画素
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 color development structure 10 base 20, 21 uneven layer 30 anti-reflective layer 31, 32 uneven structure 40 interference layer 41 a high refractive index layer 41 b low refractive index layer 50 metal layer 70 display 71 first display area 72 second display area 71A first pixel 72B second pixel

Claims (13)

可視領域の光を透過し第一の凹凸構造を有する凹凸層と、
前記凹凸層上に配置され前記第一の凹凸構造に追従した表面形状を有し、入射光のうちの特定の波長域での光の反射率が他の波長域での光の反射率よりも高い、一層以上の干渉層と、
前記凹凸層の前記干渉層とは反対側の面に配置され前記干渉層を透過する光の少なくとも一部を吸収する反射防止層と、を有し、
平面視で、前記第一の凹凸構造を構成する凸部の領域は、予め設定した帯状パターンを複数組み合わせて構成され、
前記帯状パターンは、平面視で第1方向に沿った幅と前記第1方向と直交する第2方向に沿った長さとを有し、
前記幅は前記入射光の波長よりも短く、前記凸部の領域を構成する複数の前記帯状パターンは、前記長さの標準偏差が前記幅の標準偏差よりも大きいことを特徴とする発色構造体。
A concavo-convex layer having a first concavo-convex structure that transmits light in the visible region;
It has a surface shape disposed on the concavo-convex layer and follows the first concavo-convex structure, and the reflectance of light in a specific wavelength range of incident light is higher than the reflectance of light in other wavelength ranges Higher one or more interference layers,
An anti-reflection layer disposed on a surface of the uneven layer opposite to the interference layer and absorbing at least a part of light transmitted through the interference layer;
In plan view, the region of the convex portion constituting the first concavo-convex structure is configured by combining a plurality of band-shaped patterns set in advance,
The strip pattern has a width along a first direction and a length along a second direction orthogonal to the first direction in plan view,
The color developing structure is characterized in that the width is shorter than the wavelength of the incident light, and the plurality of strip patterns forming the region of the convex portion have a standard deviation of the length larger than a standard deviation of the width. .
複数の前記帯状パターンは、前記第1方向に互いに平行に並ぶように配置されるか又は前記第2方向に同一直線上に並ぶように配置されることを特徴とする請求項1に記載の発色構造体。   The color development according to claim 1, wherein the plurality of strip patterns are arranged to be parallel to one another in the first direction or to be collinear on the second direction. Structure. 前記反射防止層は、前記凹凸層とは反対側の面に第二の凹凸構造を有し、
前記第二の凹凸構造の膜厚方向の高さが10nm以上500nm以下であり、
前記第二の凹凸構造を構成する凸部が秩序性のない配列と正方配列と六方配列とのうちのいずれか一つ又は複数を組み合わせた島状配列に配置され、
前記第二の凹凸構造の構造周期は10nm以上1000nm以下であり、
前記第二の凹凸構造を構成する凹部の幅に対する前記第二の凹凸構造の構造周期の幅の比が、0.25以上0.75以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の発色構造体。
The antireflective layer has a second uneven structure on a surface opposite to the uneven layer.
The height in the film thickness direction of the second uneven structure is 10 nm or more and 500 nm or less,
The convex portions constituting the second concavo-convex structure are arranged in an island-like array in which any one or more of the non-ordered array, the square array and the hexagonal array are combined,
The structure period of the second uneven structure is 10 nm or more and 1000 nm or less,
The ratio of the width of the structural period of the second concavo-convex structure to the width of the recess constituting the second concavo-convex structure is 0.25 or more and 0.75 or less. The coloring structure as described in.
前記反射防止層は前記凹凸層とは反対側の面に第二の凹凸構造を有し、
前記第二の凹凸構造の膜厚方向の高さが10nm以上200nm以下であり、
前記第二の凹凸構造を構成する凸部が秩序性のない配列と正方配列と六方配列とのうちのいずれか一つ又は複数を組み合わせた島状配列に配置され、
さらに前記反射防止層は前記第二の凹凸構造に追従した表面形状を有する金属層を備え、
前記第二の凹凸構造及び前記金属層の構造周期は、可視領域の波長以下であるサブ波長周期であり、
前記第二の凹凸構造の凹部の幅に対する前記第二の凹凸構造の構造周期の幅の比、及び前記金属層の凹凸構造の凹部の幅に対する前記金属層の凹凸構造の凸部の幅の比が、0.25以上0.75以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の発色構造体。
The antireflective layer has a second uneven structure on the side opposite to the uneven layer,
The height in the film thickness direction of the second uneven structure is 10 nm or more and 200 nm or less,
The convex portions constituting the second concavo-convex structure are arranged in an island-like array in which any one or more of the non-ordered array, the square array and the hexagonal array are combined,
Further, the antireflective layer comprises a metal layer having a surface shape following the second uneven structure,
The structural period of the second uneven structure and the metal layer is a sub-wavelength period which is equal to or less than the wavelength of the visible region,
The ratio of the width of the structural period of the second concavo-convex structure to the width of the concave part of the second concavo-convex structure, and the ratio of the width of the convex part of the concavo-convex structure of the metal layer to the width of the concave part of the concavo-convex structure of the metal layer Is 0.25 or more and 0.75 or less, The coloring structure according to claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
前記金属層は、可視光領域における屈折率が0.2以上6.0以下である金属、金属合金及び金属複合材料と、可視光領域における消衰係数が2.0以上6.0以下である金属、金属合金及び金属複合材料とのうちの一つ以上を含むことを特徴とする請求項4に記載の発色構造体。   The metal layer has a metal, metal alloy and metal composite material having a refractive index of 0.2 to 6.0 in the visible light region, and an extinction coefficient of 2.0 to 6.0 in the visible light region. The coloring structure according to claim 4, comprising one or more of a metal, a metal alloy and a metal composite material. 前記反射防止層は黒色顔料を含む請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の発色構造体。   The coloring structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the antireflective layer contains a black pigment. 前記凹凸層の前記第一の凹凸構造を構成する凸部は、前記第一の凹凸構造を構成する凸部と、複数の帯状の凸部とが少なくとも一部で重なる多段形状を有し、
前記帯状の凸部は、前記第1方向に沿った幅と前記第2方向に沿った長さとを有し、前記複数の帯状の凸部は、前記第2方向と平行に前記第1方向に不等間隔に配置され、前記複数の帯状の凸部の配置間隔は平均値が前記入射光の波長域における最小波長の1/2であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の発色構造体。
The convex part which comprises the said 1st uneven structure of the said uneven | corrugated layer has a multistage shape in which the convex part which comprises the said 1st uneven structure, and a some strip | belt-shaped convex part overlap by at least one part,
The strip-like convex portion has a width along the first direction and a length along the second direction, and the plurality of strip-like convex portions are parallel to the second direction in the first direction. 7. The device according to any one of claims 1 to 6, wherein the arrangement intervals of the plurality of strip-like convex portions which are arranged at unequal intervals are such that the average value is 1/2 of the minimum wavelength in the wavelength range of the incident light. The coloring structure according to any one of the preceding claims.
前記干渉層は、屈折率が1.3以上4.0以下である無機物又は無機複合材料からなる化合物のうちの一つ以上を含むことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の発色構造体。   The said interference layer contains one or more of the compounds which consist of an inorganic substance or an inorganic composite material whose refractive index is 1.3 or more and 4.0 or less. The coloring structure as described in a term. 前記干渉層は高屈折率化合物と低屈折率化合物とが交互に積層された多層膜構成であり、前記高屈折率化合物と前記低屈折率化合物の屈折率差が0.6以上2.2以下であることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の発色構造体。   The interference layer has a multilayer film configuration in which a high refractive index compound and a low refractive index compound are alternately stacked, and the refractive index difference between the high refractive index compound and the low refractive index compound is 0.6 or more and 2.2 or less. The coloring structure according to any one of claims 1 to 8, which is characterized in that 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の発色構造体を含む表示要素を備えたことを特徴とする表示体。   A display comprising the display element comprising the color forming structure according to any one of claims 1 to 9. 平面内に前記表示要素を複数有し、
前記複数の表示要素のうちの一の表示要素を構成する発色構造体及び前記複数の表示要素のうちの他の一つの表示要素を構成する発色構造体において、前記凹凸層は、前記第一の凹凸構造を形成する凸部の高さが異なることを特徴とする請求項10に記載の表示体。
Having a plurality of said display elements in a plane,
In the color forming structure forming one display element of the plurality of display elements and the color forming structure forming the other display element of the plurality of display elements, the uneven layer is formed of the first uneven layer The display body according to claim 10, wherein heights of convex portions forming the concavo-convex structure are different.
請求項4に記載の発色構造体を含む表示要素を有する表示体であって、
平面内に前記表示要素を複数有し、
前記複数の表示要素のうちの一の表示要素を構成する発色構造体及び前記複数の表示要素のうちの他の一つの表示要素を構成する発色構造体において、前記凹凸層の前記第一の凹凸構造を形成する凸部の高さが異なるか、又は、前記反射防止層の前記第二の凹凸構造の形状が異なることを特徴とする表示体。
A display having a display element comprising the color forming structure according to claim 4,
Having a plurality of said display elements in a plane,
In the color forming structure forming one display element of the plurality of display elements and the color forming structure forming another display element of the plurality of display elements, the first unevenness of the uneven layer A display body characterized in that heights of convex portions forming a structure are different, or shapes of the second uneven structure of the antireflection layer are different.
請求項3から請求項5のいずれか一項に記載された発色構造体の製造方法であって、
前記第一の凹凸構造又は前記第二の凹凸構造に対応する転写用の凹凸構造が形成された凹版を用いて、ナノインプリント法により前記転写用の凹凸構造を樹脂に転写して、前記第一の凹凸構造又は前記第二の凹凸構造を形成する工程を備えることを特徴としている発色構造体の製造方法。
A method for producing a color forming structure according to any one of claims 3 to 5, wherein
The concavo-convex structure for transfer is transferred to a resin by a nanoimprint method using an intaglio formed with a concavo-convex structure for transfer corresponding to the first concavo-convex structure or the second concavo-convex structure, to obtain the first A method of producing a color forming structure, comprising the step of forming a concavo-convex structure or the second concavo-convex structure.
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