JP6769226B2 - Display body and manufacturing method of display body - Google Patents

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本発明は、構造色を利用した表示体、および、表示体の製造方法に関する。 The present invention relates to a display body using a structural color and a method for manufacturing the display body.

表示体は、構造色を呈するように構成されており、例えば、パスポートや免許証等の認証書類や、商品券や小切手等の有価証券類のように、偽造が困難であることを求められる物品に備えられることにより、物品の偽造の困難性を高める。また例えば、表示体は、身の回りの物品に備えられることにより、物品の意匠性を高める。 The display body is configured to exhibit a structural color, and is required to be difficult to forge, such as authentication documents such as passports and driver's licenses, and securities such as gift certificates and checks. By being prepared for, the difficulty of counterfeiting goods is increased. Further, for example, the display body is provided on the articles around us to enhance the design of the articles.

モルフォ蝶の鱗粉や玉虫の表皮に代表される構造色は、色素が呈する色のように分子における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。構造色の利用によって、表示体を備える物品の偽造の困難性や意匠性が高められる。 Structural colors such as morpho butterfly scales and jade skin are different from the colors that are visible due to electron transitions in molecules, such as the colors exhibited by pigments, and are different from the colors that are visible due to electron transitions in molecules, such as light diffraction, interference, and scattering. It is a color that is visually recognized by the action of an optical phenomenon caused by the structure. The use of structural colors enhances the difficulty and design of articles with displays.

例えば、多層膜干渉による構造色は、多層膜の各界面で反射した特定の波長域の光が干渉により強められることによって生じる構造色であり、多層膜干渉を利用した表示体は広く知られている。しかしながら、多層膜干渉によって表示体が呈する色は、多層膜における各層の膜厚等の層構成に依存するため、多層膜干渉を利用した表示体では、表示体に視認させたい色ごとに、互いに異なる層構成の多層膜を形成する必要がある。したがって、色の違いによる表示体の製造工程の違いが大きいため汎用性に乏しく、また、互いに異なる色を呈する複数の領域を有する表示体の製造工程は非常に複雑にならざるを得ない。 For example, the structural color due to multilayer film interference is a structural color generated when light in a specific wavelength range reflected at each interface of a multilayer film is intensified by interference, and a display body using multilayer film interference is widely known. There is. However, since the color exhibited by the display body due to the multilayer film interference depends on the layer structure such as the film thickness of each layer in the multilayer film, in the display body using the multilayer film interference, each color to be visually recognized by the display body is mutually exclusive. It is necessary to form a multilayer film having a different layer structure. Therefore, the manufacturing process of the display body differs greatly due to the difference in color, so that the versatility is poor, and the manufacturing process of the display body having a plurality of regions exhibiting different colors has to be very complicated.

多層膜干渉とは異なる光学現象によって構造色を視認させる構成として、導波モード共鳴現象を利用した光学デバイスが提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。この光学デバイスは、光の波長よりも小さい周期で並ぶ回折格子であるサブ波長格子を有する。サブ波長格子に光が入射すると、入射側空間への回折光の射出が抑えられる一方で、特定の波長域の光が多重反射しながら伝播することにより共鳴を起こし、この特定の波長域の光が反射光として強く射出される導波モード共鳴現象が生じる。 An optical device using a waveguide mode resonance phenomenon has been proposed as a configuration for visually recognizing a structural color by an optical phenomenon different from that of multilayer film interference (see, for example, Patent Documents 1 and 2). This optical device has a sub-wavelength grating that is a diffraction grating that is arranged at a period smaller than the wavelength of light. When light is incident on the sub-wavelength lattice, the emission of diffracted light into the space on the incident side is suppressed, while light in a specific wavelength range propagates while being multiple-reflected, causing resonance and light in this specific wavelength range. Wavelength mode resonance phenomenon occurs in which is strongly emitted as reflected light.

特許第5023324号明細書Japanese Patent No. 5023324 特開2009−25558号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-25558

導波モード共鳴現象を表示体に利用する場合、表示体から射出される反射光の強度が高いほど、すなわち、反射光の波長選択性が高いほど、表示体に視認される色の鮮明さや明るさが高められるため、表示体の形成する像の視認性が高められる。結果として、表示体を備える物品の偽造の困難性や意匠性が高められるため、反射光の波長選択性は高いほど好ましい。 When the waveguide mode resonance phenomenon is used for the display body, the higher the intensity of the reflected light emitted from the display body, that is, the higher the wavelength selectivity of the reflected light, the sharper and brighter the color visually recognized by the display body. Therefore, the visibility of the image formed by the display body is enhanced. As a result, it is preferable that the wavelength selectivity of the reflected light is high, because the difficulty of forgery and the design of the article provided with the display body are increased.

例えば、特許文献1には、導波モード共鳴現象を生じさせる構造として、基板上にサブ波長格子を構成する複数の凸部が配置された構造が記載されている。しかしながら、こうした構造によって、波長選択性に優れた反射光を得るためには、特許文献1に記載のように、基板を合成石英から形成し、かつ、凸部をシリコンから形成することにより、基板と凸部との屈折率差を大きく確保して、サブ波長格子領域を伝搬する光の多重反射によるロスを小さくすることが望ましい。そのためには、合成石英からなる基板上に単結晶のSiが形成されたSOQ(Silicon on Quartz)基板を用いる必要があるため、製造コストの増大が生じる。 For example, Patent Document 1 describes a structure in which a plurality of convex portions forming a sub-wavelength lattice are arranged on a substrate as a structure that causes a waveguide mode resonance phenomenon. However, in order to obtain reflected light having excellent wavelength selectivity by such a structure, as described in Patent Document 1, the substrate is formed from synthetic quartz and the convex portion is formed from silicon. It is desirable to secure a large difference in refractive index between the light and the convex portion to reduce the loss due to multiple reflection of light propagating in the sub-wavelength lattice region. For that purpose, it is necessary to use an SOQ (Silicon on Quartz) substrate in which single crystal Si is formed on a substrate made of synthetic quartz, which causes an increase in manufacturing cost.

これに対し、特許文献2には、基板と、サブ波長格子を構成する凸部との間に、基板を構成する材料よりも屈折率の高い材料から構成された導波層が位置する構造が記載されている。こうした構造によれば、凸部と導波層とが樹脂から形成されている場合でも、多重反射する光を導波層内に伝播させることにより、射出される反射光の波長選択性が高められる。また、凸部と導波層とを樹脂から形成する方法として、ナノインプリント法を用いることが可能であるため、材料費を低減しつつ簡便に製造が可能であり、製造コストの削減もできる。 On the other hand, Patent Document 2 has a structure in which a waveguide layer made of a material having a higher refractive index than the material forming the substrate is located between the substrate and the convex portion constituting the sub-wavelength lattice. Are listed. According to such a structure, even when the convex portion and the waveguide layer are formed of resin, the wavelength selectivity of the emitted reflected light is enhanced by propagating the multiple reflected light into the waveguide layer. .. Further, since the nanoimprint method can be used as a method for forming the convex portion and the waveguide layer from the resin, the manufacturing can be easily performed while reducing the material cost, and the manufacturing cost can also be reduced.

しかしながら、特許文献2の構造において、導波層における光の伝播モードは、主に導波層の厚みと光の波長とによって決まるため、所望の波長域の光を導波層内で多重反射させて共鳴を起こすには、導波層の膜厚を精密に制御する必要がある。微細な周期の凸部に加えて、精密な膜厚の導波層を形成することは、製造に際しての負荷が大きいため、導波層によって波長選択性を高めることには限界がある。 However, in the structure of Patent Document 2, since the light propagation mode in the waveguide layer is mainly determined by the thickness of the waveguide layer and the wavelength of light, light in a desired wavelength range is multiplely reflected in the waveguide layer. In order to cause resonance, it is necessary to precisely control the film thickness of the waveguide layer. Forming a waveguide layer having a precise film thickness in addition to a convex portion having a fine period imposes a heavy load on manufacturing, so that there is a limit to enhancing wavelength selectivity by the waveguide layer.

本発明は、導波モード共鳴現象を利用して、表示体の外観によって発現される機能を高めることのできる表示体、および、表示体の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a display body capable of enhancing the function expressed by the appearance of the display body and a method for manufacturing the display body by utilizing the waveguide mode resonance phenomenon.

上記課題を解決する表示体は、入射光を透過する材料から構成された表示要素を備え、表面と裏面とを有する表示体であって、前記表示要素は、第1サブ波長格子を構成する複数の第1高屈折率部と、前記第1高屈折率部よりも低い屈折率を有する複数の第1低屈折率部とを有し、前記表面に沿った方向に前記第1高屈折率部と前記第1低屈折率部とが交互に位置する第1格子領域と、前記第1高屈折率部と同一の材料から構成されて第2サブ波長格子を構成する複数の第2高屈折率部と、前記第2高屈折率部よりも低い屈折率を有する複数の第2低屈折率部とを有し、前記表面に沿った方向に前記第2高屈折率部と前記第2低屈折率部とが交互に位置する第2格子領域と、前記第1格子領域の平均屈折率および前記第2格子領域の平均屈折率の各々よりも低い屈折率をそれぞれが有する第1低屈折率領域、第2低屈折率領域、および、第3低屈折率領域と、を備え、前記第1格子領域は、前記表示体の厚さ方向に前記第1低屈折率領域と前記第2低屈折率領域とに挟まれ、前記第2格子領域は、前記表示体の厚さ方向に前記第2低屈折率領域と前記第3低屈折率領域とに挟まれ、前記第1サブ波長格子の格子周期と前記第2サブ波長格子の格子周期とは、相互に等しい周期であり、前記第1格子領域における前記複数の第1高屈折率部の体積比率と、前記第2格子領域における前記複数の第2高屈折率部の体積比率とは同一であり、前記表面と対向する方向から見て、前記第1高屈折率部と前記第2低屈折率部とが重なり、前記第2高屈折率部と前記第1低屈折率部とが重なっている。 The display body that solves the above-mentioned problems is a display body that includes a display element made of a material that transmits incident light and has a front surface and a back surface, and the display elements form a plurality of first sub-wavelength lattices. It has a first high refractive index portion and a plurality of first low refractive index portions having a refractive index lower than that of the first high refractive index portion, and the first high refractive index portion in a direction along the surface. A plurality of second high refractive indexes, which are composed of a first lattice region in which the first low refractive index portion and the first low refractive index portion are alternately located and the same material as the first high refractive index portion to form a second sub-wavelength lattice. The second high refractive index portion and the second low refractive index portion have a portion and a plurality of second low refractive index portions having a refractive index lower than that of the second high refractive index portion, and the second high refractive index portion and the second low refractive index portion are provided in a direction along the surface. The second lattice region in which the rate portions are alternately located, and the first low refractive index region, each of which has a refractive index lower than each of the average refractive index of the first lattice region and the average refractive index of the second lattice region. A second low refractive index region and a third low refractive index region are provided, and the first lattice region includes the first low refractive index region and the second low refractive index region in the thickness direction of the display body. The second lattice region is sandwiched between the second low refractive index region and the third low refractive index region in the thickness direction of the display body, and the lattice period of the first sub-wavelength lattice is sandwiched between the regions. And the lattice period of the second sub-wavelength lattice are equal periods to each other, and the volume ratio of the plurality of first high refractive index portions in the first lattice region and the plurality of firsts in the second lattice region. The volume ratio of the two high refractive index portions is the same, and the first high refractive index portion and the second low refractive index portion overlap when viewed from the direction facing the surface, and the second high refractive index portion And the first low refractive index portion overlap.

上記構成によれば、第1格子領域と第2格子領域との各格子領域が、サブ波長格子を有すること、および、各格子領域が、各格子領域の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率領域に挟まれていることから、各格子領域に光が入射すると、各格子領域では、入射側空間への回折光の射出が抑えられて導波モード共鳴現象が発生する。そして、各格子領域の格子周期および高屈折率部の体積比率が同一であることにより、第1格子領域で共鳴を起こす光の波長域と第2格子領域で共鳴を起こす光の波長域とは一致する。 According to the above configuration, each lattice region of the first lattice region and the second lattice region has a sub-wavelength lattice, and each lattice region has a low refractive index lower than the refractive index of each lattice region. Since it is sandwiched between the refractive index regions, when light is incident on each lattice region, the emission of diffracted light into the incident side space is suppressed in each lattice region, and a waveguide mode resonance phenomenon occurs. Since the lattice period of each lattice region and the volume ratio of the high refractive index portion are the same, the wavelength region of light that causes resonance in the first lattice region and the wavelength region of light that causes resonance in the second lattice region are Match.

したがって、一方の格子領域にて多重反射する過程で漏れ出て他方の格子領域に入った特定の波長域の光は、他方の格子領域を多重反射しつつ伝播し、表示要素からは、第1格子領域で強められた波長域の反射光と、第2格子領域で強められた波長域の反射光とが射出される。そして、入射光のなかで上記強められた波長域を除く波長域の光が、表示要素を透過して、表示要素から射出される。 Therefore, the light in a specific wavelength region that leaks out in the process of multiple reflection in one lattice region and enters the other lattice region propagates while being multiple reflected in the other lattice region, and is first transmitted from the display element. The reflected light in the wavelength region enhanced in the lattice region and the reflected light in the wavelength region enhanced in the second lattice region are emitted. Then, among the incident light, light in a wavelength range other than the enhanced wavelength range is transmitted through the display element and emitted from the display element.

このように、上記構成の表示要素によれば、2つの格子領域の各々で強められた波長域の光が反射光として射出されるため、1つの格子領域のみを有する表示要素と比較して、反射光として射出される上記特定の波長域の光の強度は大きくなる。したがって、表示領域に視認される色の鮮明さや明るさが高められるため、表示体が形成する像の視認性が高められる結果、偽造の困難性や意匠性、すなわち、表示体の外観によって発現される機能が高められる。 As described above, according to the display element having the above configuration, the light in the wavelength range enhanced in each of the two lattice regions is emitted as the reflected light, so that the display element has only one lattice region. The intensity of the light in the specific wavelength range emitted as the reflected light increases. Therefore, since the sharpness and brightness of the colors visually recognized in the display area are enhanced, the visibility of the image formed by the display body is enhanced, and as a result, it is expressed by the difficulty of counterfeiting and the design, that is, the appearance of the display body. Functions are enhanced.

上記構成において、前記表示体は、複数の前記表示要素を備え、複数の前記表示要素には、第1表示要素と第2表示要素とが含まれ、前記表面と対向する方向から見て、前記表示体は、前記第1表示要素が位置する第1表示領域と、前記第2表示要素が位置する第2表示領域とを含み、前記第1表示要素における前記第1サブ波長格子および前記第2サブ波長格子の格子周期と、前記第2表示要素における前記第1サブ波長格子および前記第2サブ波長格子の格子周期とは、互いに異なってもよい。 In the above configuration, the display body includes a plurality of the display elements, and the plurality of display elements include a first display element and a second display element, and the display element is viewed from a direction facing the surface. The display body includes a first display area in which the first display element is located and a second display area in which the second display element is located, and the first sub-wavelength grid and the second display in the first display element. The lattice period of the sub-wavelength lattice and the lattice periods of the first sub-wavelength lattice and the second sub-wavelength lattice in the second display element may be different from each other.

上記構成によれば、第1表示領域と第2表示領域とで視認される色の色相を異ならせることができる。したがって、これらの領域によって多様な像の表現が可能である。また、視認される色相の違いが、サブ波長格子の格子周期の違いによって実現されるため、色の違いによる表示要素の製造工程の差異が小さく、表示体の製造が容易である。 According to the above configuration, the hues of the colors visually recognized in the first display area and the second display area can be different. Therefore, it is possible to express various images by these areas. Further, since the difference in the visually recognized hue is realized by the difference in the lattice period of the sub-wavelength lattice, the difference in the manufacturing process of the display element due to the difference in color is small, and the display body can be easily manufactured.

上記構成において、前記第1格子領域、前記第2格子領域、前記第1低屈折率領域、前記第2低屈折率領域、および、前記第3低屈折率領域から構成される部分が共鳴構造部であり、前記表示要素は、前記表示体の厚さ方向に沿って並ぶ複数の前記共鳴構造部を備えてもよい。 In the above configuration, a portion composed of the first lattice region, the second lattice region, the first low refractive index region, the second low refractive index region, and the third low refractive index region is a resonance structure portion. The display element may include a plurality of the resonance structure portions arranged along the thickness direction of the display body.

上記構成によれば、表示要素が4つ以上の格子領域を備えるため、表示要素から射出される反射光の波長選択性をさらに高めることや、反射光と透過光とに含まれる波長域の調整の自由度を高めることが可能である。したがって、表示体が形成する像の視認性を高めることや、表示体にて視認される像の色相の調整の自由度を高めることができる。 According to the above configuration, since the display element includes four or more lattice regions, the wavelength selectivity of the reflected light emitted from the display element is further enhanced, and the wavelength range included in the reflected light and the transmitted light is adjusted. It is possible to increase the degree of freedom of. Therefore, it is possible to increase the visibility of the image formed by the display body and increase the degree of freedom in adjusting the hue of the image visually recognized by the display body.

上記構成において、前記複数の共鳴構造部には、第1共鳴構造部と第2共鳴構造部とが含まれ、前記第1共鳴構造部の有する前記第1サブ波長格子および前記第2サブ波長格子の格子周期である第1構造周期と、前記第2共鳴構造部の有する前記第1サブ波長格子および前記第2サブ波長格子の格子周期である第2構造周期とは、互いに異なってもよい。 In the above configuration, the plurality of resonance structure portions include a first resonance structure portion and a second resonance structure portion, and the first sub-wavelength lattice and the second sub-wavelength lattice of the first resonance structure portion. The first structural period, which is the lattice period of the above, and the second structural period, which is the lattice period of the first sub-wavelength lattice and the second sub-wavelength lattice of the second resonance structure portion, may be different from each other.

上記構成によれば、第1共鳴構造部の有する各格子領域にて共鳴を起こす光の波長域と、第2共鳴構造部の有する各格子領域にて共鳴を起こす光の波長域とは、互いに異なる。したがって、表示要素に光が入射したとき、上層の共鳴構造部の各格子領域で特定の波長域の光が多重反射し、多重反射しなかった波長域の光は、この共鳴構造部を透過して、下層の共鳴構造部に入り、上層の共鳴構造部とは異なる波長域の光が、下層の共鳴構造部の各格子領域で多重反射する。その結果、表示要素からは、第1共鳴構造部の格子領域にて強められた第1の波長域の光と、第2共鳴構造部の有する格子領域にて強められた第2の波長域の光とを含む反射光が射出される。また、表示要素への入射光に含まれる波長域のなかで、上記反射光として射出された第1の波長域および第2の波長域を除く波長域の光が透過光として射出される。したがって、表示要素にて、反射光の強度を高めつつ反射光に含まれる波長域を拡げること、および、透過光に含まれる波長域を狭めることが可能である。それゆえ、各共鳴構造部が有するサブ波長格子の格子周期の設定を通じて、反射光や透過光として観察される色相の調整の自由度を高めることが可能であり、表示体にて視認される像の色相の調整の自由度を高めることができる。 According to the above configuration, the wavelength range of light that resonates in each lattice region of the first resonance structure and the wavelength range of light that resonates in each lattice region of the second resonance structure are mutually exclusive. different. Therefore, when light is incident on the display element, light in a specific wavelength region is multiple-reflected in each lattice region of the resonance structure portion in the upper layer, and light in a wavelength region that is not multiple-reflected is transmitted through this resonance structure portion. Then, light entering the resonance structure portion of the lower layer and having a wavelength range different from that of the resonance structure portion of the upper layer is multiple-reflected in each lattice region of the resonance structure portion of the lower layer. As a result, from the display element, the light in the first wavelength region enhanced in the lattice region of the first resonance structure portion and the light in the second wavelength region enhanced in the lattice region of the second resonance structure portion. Reflected light including light is emitted. Further, among the wavelength ranges included in the light incident on the display element, the light in the wavelength range other than the first wavelength range and the second wavelength range emitted as the reflected light is emitted as transmitted light. Therefore, it is possible to expand the wavelength range included in the reflected light and narrow the wavelength range included in the transmitted light while increasing the intensity of the reflected light in the display element. Therefore, it is possible to increase the degree of freedom in adjusting the hue observed as reflected light or transmitted light by setting the lattice period of the sub-wavelength lattice of each resonance structure, and the image visually recognized on the display body. The degree of freedom in adjusting the hue of the light can be increased.

上記構成において、前記表示体は、複数の前記表示要素を備え、複数の前記表示要素には、第1表示要素と第2表示要素とが含まれ、前記表面と対向する方向から見て、前記表示体は、前記第1表示要素が位置する第1表示領域と、前記第2表示要素が位置する第2表示領域とを含み、前記第1表示要素における前記第1構造周期と前記第2構造周期との組み合わせと、前記第2表示要素における前記第1構造周期と前記第2構造周期との組み合わせとでは、前記第1構造周期と前記第2構造周期との少なくとも一方が異なってもよい。 In the above configuration, the display body includes a plurality of the display elements, and the plurality of display elements include a first display element and a second display element, and the display element is viewed from a direction facing the surface. The display body includes a first display area in which the first display element is located and a second display area in which the second display element is located, and the first structural period and the second structure in the first display element. At least one of the first structural period and the second structural period may be different between the combination with the period and the combination of the first structural period and the second structural period in the second display element.

上記構成によれば、第1表示要素と第2表示要素とでは、反射光として射出される光の波長域が互いに異なり、かつ、透過光として射出される光の波長域が互いに異なる。これにより、第1表示領域と第2表示領域とが異なる色に見える。こうした構成によれば、表示要素における第1構造周期と第2構造周期との組み合わせの違いによって各領域において視認される色相の違いが実現されているため、視認される像の色相の調整の自由度が高められる。 According to the above configuration, the first display element and the second display element have different wavelength ranges of light emitted as reflected light and different wavelength ranges of light emitted as transmitted light. As a result, the first display area and the second display area appear to have different colors. According to such a configuration, the difference in the hue visually recognized in each region is realized by the difference in the combination of the first structural period and the second structural period in the display element, so that the hue of the visually recognized image can be freely adjusted. The degree is increased.

上記構成において、前記複数の共鳴構造部の各々において、前記複数の第1高屈折率部、前記複数の第1低屈折率部、前記複数の第2高屈折率部、および、前記複数の第2低屈折率部の各々である要素部は、1つの方向に帯状に延びる形状を有し、前記複数の共鳴構造部には、第1共鳴構造部と第2共鳴構造部とが含まれ、前記第1共鳴構造部の有する前記要素部の延びる方向と、前記第2共鳴構造部の有する前記要素部の延びる方向とは、互いに異なってもよい。 In the above configuration, in each of the plurality of resonance structure portions, the plurality of first high refractive index portions, the plurality of first low refractive index portions, the plurality of second high refractive index portions, and the plurality of firsts. The element portion, which is each of the two low refractive index portions, has a shape extending in a band shape in one direction, and the plurality of resonance structure portions include a first resonance structure portion and a second resonance structure portion. The extending direction of the element portion of the first resonance structure portion and the extending direction of the element portion of the second resonance structure portion may be different from each other.

上記構成によれば、各共鳴構造部の格子領域では、入射光に含まれる光のうち、サブ波長格子の配列方向に応じた方向に偏光した光が共鳴を起こす。第1共鳴構造部と第2共鳴構造部とでサブ波長格子の配列方向が異なっていることにより、第1共鳴構造部の格子領域と第2共鳴構造部の格子領域とでは、入射光に含まれる光のうち、互いに異なる方向へ偏光した光が共鳴を起こして、それぞれの共鳴構造部から射出される。したがって、様々な方向への偏光成分を含む入射光に対して、効率的に反射光が出射されるため、反射光の強度がより高められる。それゆえ、様々な方向への偏光成分を含む外光の下で観察される表示体において、表示領域に視認される色の鮮明さや明るさを向上させる効果が高く得られ、偽造の困難性や意匠性がより高められる。 According to the above configuration, in the lattice region of each resonance structure portion, among the light contained in the incident light, the light polarized in the direction corresponding to the arrangement direction of the sub-wavelength lattice causes resonance. Since the arrangement directions of the sub-wavelength lattices are different between the first resonance structure portion and the second resonance structure portion, the lattice region of the first resonance structure portion and the lattice region of the second resonance structure portion are included in the incident light. Of the light, the light polarized in different directions resonates and is emitted from each resonance structure. Therefore, the reflected light is efficiently emitted from the incident light containing the polarized light components in various directions, so that the intensity of the reflected light is further increased. Therefore, in a display body observed under external light containing polarization components in various directions, the effect of improving the sharpness and brightness of the color visually recognized in the display area can be highly obtained, and it is difficult to forge. The design is further enhanced.

上記構成において、前記第1共鳴構造部の有する前記要素部の延びる方向と、前記第2共鳴構造部の有する前記要素部の延びる方向とは、前記表面に沿った方向であって、互いに直交してもよい。
上記構成によれば、様々な方向への偏光成分を含む入射光に対して、より効率的に反射光が出射される。また、表示要素の設計や製造が容易である。
In the above configuration, the extending direction of the element portion of the first resonance structure portion and the extending direction of the element portion of the second resonance structure portion are directions along the surface and are orthogonal to each other. You may.
According to the above configuration, the reflected light is emitted more efficiently with respect to the incident light containing the polarized light components in various directions. In addition, the design and manufacture of display elements are easy.

上記構成において、前記第1低屈折率領域と、前記第1低屈折率部と、前記第2低屈折率領域のなかで前記第1低屈折率部に隣接する部分とは、相互に連続する1つの構造体である第1構造体であり、前記第3低屈折率領域と、前記第2低屈折率部と、前記第2低屈折率領域のなかで前記第2低屈折率部に隣接する部分とは、相互に連続する1つの構造体である第2構造体であってもよい。
上記構成によれば、1つの構造体である部分を、1つの工程にて製造することができるため、表示体の容易な製造が可能である。
In the above configuration, the first low refractive index region, the first low refractive index portion, and the portion of the second low refractive index region adjacent to the first low refractive index portion are continuous with each other. It is a first structure which is one structure, and is adjacent to the third low refractive index region, the second low refractive index portion, and the second low refractive index portion in the second low refractive index region. The portion to be used may be a second structure which is one structure which is continuous with each other.
According to the above configuration, since the portion that is one structure can be manufactured in one step, the display body can be easily manufactured.

上記構成において、前記第1構造体と前記第1高屈折率部および前記第2高屈折率部との屈折率差は0.2よりも大きく、前記第2構造体と前記第1高屈折率部および前記第2高屈折率部との屈折率差は0.2よりも大きくてもよい。 In the above configuration, the difference in refractive index between the first structure and the first high refractive index portion and the second high refractive index portion is larger than 0.2, and the second structure and the first high refractive index are The difference in refractive index between the portion and the second high refractive index portion may be larger than 0.2.

上記構成によれば、各格子領域にて、導波モード共鳴現象が好適に生じやすく、各格子領域からの反射光の強度がより高められる。したがって、偽造の困難性や意匠性がさらに高められる。 According to the above configuration, the waveguide mode resonance phenomenon is likely to occur favorably in each lattice region, and the intensity of the reflected light from each lattice region is further enhanced. Therefore, the difficulty of counterfeiting and the designability are further enhanced.

上記構成において、前記第1構造体を構成する材料は、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、および、熱可塑性樹脂のいずれかであり、前記第2構造体を構成する材料は、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、および、熱可塑性樹脂のいずれかであり、前記第1高屈折率部および前記第2高屈折率部を構成する材料は、無機化合物を含んでもよい。 In the above configuration, the material constituting the first structure is any of an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, and a thermoplastic resin, and the material constituting the second structure is ultraviolet curable. The material which is any of a resin, a thermosetting resin, and a thermoplastic resin and which constitutes the first high refractive index portion and the second high refractive index portion may contain an inorganic compound.

上記構成によれば、各格子領域にて、導波モード共鳴現象が好適に生じやすく、各格子領域からの反射光の強度がより高められる。したがって、偽造の困難性や意匠性がさらに高められる。また、表示体の製造に要する材料費の低減や、ナノインプリント法等の簡便な製造方法の適用が可能である。 According to the above configuration, the waveguide mode resonance phenomenon is likely to occur favorably in each lattice region, and the intensity of the reflected light from each lattice region is further enhanced. Therefore, the difficulty of counterfeiting and the designability are further enhanced. Further, it is possible to reduce the material cost required for manufacturing the display body and to apply a simple manufacturing method such as the nanoimprint method.

上記構成において、前記第2低屈折率領域は、前記第1高屈折率部および前記第2高屈折率部と同一の材料から構成された第3高屈折率部を有し、前記第3高屈折率部は、前記表面と対向する方向から見て互いに隣り合う前記第1高屈折率部と前記第2高屈折率部との端部間で、前記第2低屈折率領域の厚さ方向に沿って延びていてもよい。 In the above configuration, the second low refractive index region has the first high refractive index portion and the third high refractive index portion made of the same material as the second high refractive index portion, and the third high refractive index portion. The refractive index portion is formed in the thickness direction of the second low refractive index region between the ends of the first high refractive index portion and the second high refractive index portion that are adjacent to each other when viewed from the direction facing the surface. It may extend along.

上記構成によれば、真空蒸着法を利用した高屈折率部の形成が可能であり、サブ波長格子の好適な形成が可能である。そして、この場合であっても、導波モード共鳴現象を生じさせるための第2低屈折率領域の構成が好適に実現される。 According to the above configuration, it is possible to form a high refractive index portion by using a vacuum vapor deposition method, and it is possible to form a suitable sub-wavelength lattice. Even in this case, the configuration of the second low refractive index region for causing the waveguide mode resonance phenomenon is preferably realized.

上記課題を解決する表示体の製造方法は、入射光を透過する材料から構成される表示要素を備える表示体の製造方法であって、前記表示要素を製造する工程は、第1低屈折率材料からなる層の表面に、サブ波長周期で並ぶ複数の凸部と、前記複数の凸部の並ぶ方向に沿って前記凸部と交互に並ぶ凹部であって、前記表面と対向する方向から見て前記複数の凸部の面積と等しい面積を有する複数の凹部とを形成することによって、前記凸部と前記凹部とを有する凹凸構造層を形成する第1工程と、前記第1低屈折率材料よりも高い屈折率を有する高屈折率材料を用いて、前記凹凸構造層の表面に、前記凸部の高さよりも小さい厚さを有する高屈折率層を形成する第2工程であって、前記高屈折率層として、前記凹部上に位置する第1サブ波長格子と、前記凸部上に位置して前記第1サブ波長格子と同一の格子周期を有する第2サブ波長格子とを含む層を形成する第2工程と、前記凹凸構造層と前記高屈折率層とからなる構造体の表面に、前記高屈折率材料よりも低い屈折率を有する第2低屈折率材料からなる埋め込み層を形成することにより、前記構造体が有する凹凸を前記第2サブ波長格子上まで前記第2低屈折率材料で埋める第3工程と、を含む。 The method for manufacturing a display body that solves the above problems is a method for manufacturing a display body including a display element composed of a material that transmits incident light, and the step of manufacturing the display element is a first low refractive index material. A plurality of convex portions arranged in a sub-wavelength period on the surface of the layer composed of the same, and concave portions alternately arranged with the convex portions along the arrangement direction of the plurality of convex portions, when viewed from a direction facing the surface. From the first step of forming a concavo-convex structure layer having the convex portion and the concave portion by forming a plurality of concave portions having an area equal to the area of the plurality of convex portions, and from the first low refractive index material. This is a second step of forming a high refractive index layer having a thickness smaller than the height of the convex portion on the surface of the uneven structure layer by using a high refractive index material having a high refractive index. As the refractive index layer, a layer including a first sub-wavelength lattice located on the concave portion and a second sub-wavelength lattice located on the convex portion and having the same lattice period as the first sub-wavelength lattice is formed. On the surface of the structure composed of the concavo-convex structure layer and the high refractive index layer, an embedded layer made of a second low refractive index material having a refractive index lower than that of the high refractive index material is formed. This includes a third step of filling the unevenness of the structure with the second low refractive index material up to the second sub-wavelength lattice.

上記製法によって、上記表示体、すなわち、表示体の外観によって発現される機能が高められた表示体が製造できる。そして、上記製法によれば、サブ波長格子に接する層の精密な膜厚の制御を要さずに、表示要素から射出される反射光の波長選択性が高められるため、上記機能が高められた表示体を容易に製造することができる。 By the above-mentioned production method, the above-mentioned display body, that is, a display body in which the function expressed by the appearance of the display body is enhanced can be manufactured. Then, according to the above-mentioned manufacturing method, the wavelength selectivity of the reflected light emitted from the display element is enhanced without requiring precise control of the film thickness of the layer in contact with the sub-wavelength lattice, so that the above-mentioned function is enhanced. The display body can be easily manufactured.

上記製法において、前記第1工程では、前記第1低屈折率材料である樹脂からなる塗工層に凹版を押し付け、前記樹脂を硬化させた後に前記凹版を離型して前記凹版の有する凹凸を前記樹脂に転写することにより、前記凹凸構造層を形成し、前記第2工程では、前記高屈折率材料として無機化合物を含む材料を用いて、前記高屈折率層を形成し、前記第3工程では、前記構造体の表面に、前記第2低屈折率材料である樹脂を塗工し、塗工した樹脂を硬化させることにより、前記埋め込み層を形成してもよい。 In the above manufacturing method, in the first step, the concave plate is pressed against the coating layer made of the resin which is the first low refractive index material, the resin is cured, and then the concave plate is released to remove the unevenness of the concave plate. By transferring to the resin, the uneven structure layer is formed, and in the second step, the high refractive index layer is formed by using a material containing an inorganic compound as the high refractive index material, and the third step. Then, the embedded layer may be formed by applying a resin which is the second low refractive index material to the surface of the structure and curing the applied resin.

上記製法によれば、ナノインプリント法を用いて凹凸構造層の形成が行われるため、微細な凹凸を有する凹凸構造層を好適に、かつ、簡便に形成することができる。 According to the above manufacturing method, since the concave-convex structure layer is formed by using the nanoimprint method, the uneven structure layer having fine irregularities can be preferably and easily formed.

上記製法において、前記第3工程では、2つの前記構造体を、前記高屈折率層同士が向かい合うように対向させ、2つの前記構造体の間の領域を前記第2低屈折率材料で埋めることによって、前記埋め込み層を形成してもよい。 In the above manufacturing method, in the third step, the two structures are opposed to each other so that the high refractive index layers face each other, and the region between the two structures is filled with the second low refractive index material. May form the embedded layer.

上記製法によれば、サブ波長格子を4つ以上備える表示要素を容易に製造することができる。したがって、こうした表示要素を備える表示体の製造が容易である。 According to the above manufacturing method, a display element having four or more sub-wavelength grids can be easily manufactured. Therefore, it is easy to manufacture a display body including such a display element.

本発明によれば、導波モード共鳴現象を利用して、表示体の外観によって発現される機能を高めることができる。 According to the present invention, the function expressed by the appearance of the display body can be enhanced by utilizing the waveguide mode resonance phenomenon.

表示体の第1実施形態について、表示体の平面構造を示す図。The figure which shows the planar structure of the display body about 1st Embodiment of a display body. 第1実施形態の表示体が備える画素の断面構造と格子領域の平面構造とを示す図。The figure which shows the cross-sectional structure of a pixel and the planar structure of a lattice region provided in the display body of 1st Embodiment. 第1実施形態の表示体の作用を示す図。The figure which shows the operation of the display body of 1st Embodiment. 表示体の製造方法の第1実施形態について、凹凸構造層の形成工程を示す図。The figure which shows the formation process of the concavo-convex structure layer about 1st Embodiment of the manufacturing method of a display body. 表示体の製造方法の第1実施形態について、高屈折率層の形成工程を示す図。The figure which shows the formation process of the high refractive index layer about 1st Embodiment of the manufacturing method of a display body. 表示体の製造方法の第1実施形態について、埋め込み層の形成工程を示す図。The figure which shows the forming process of the embedding layer about 1st Embodiment of the manufacturing method of a display body. 第1実施形態の表示体が備える画素における第2低屈折率領域の構成例を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration example of a second low refractive index region in a pixel included in the display body of the first embodiment. 第1実施形態の表示体が備える画素の変形例を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modified example of pixels included in the display body of the first embodiment. 第1実施形態の表示体が備える画素の変形例を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modified example of pixels included in the display body of the first embodiment. 表示体の第2実施形態について、表示体が備える画素の断面構造の一例を示す断面図。A cross-sectional view showing an example of a cross-sectional structure of pixels included in a display body according to a second embodiment of the display body. 表示体の第2実施形態について、表示体が備える画素の断面構造の一例を示す断面図。A cross-sectional view showing an example of a cross-sectional structure of pixels included in a display body according to a second embodiment of the display body. 表示体の製造方法の第2実施形態について、凹凸構造体が向かい合わされた状態を示す図。The figure which shows the state which the concavo-convex structure faces each other about the 2nd Embodiment of the manufacturing method of a display body. 表示体の製造方法の第2実施形態について、埋め込み層の形成工程を示す図。The figure which shows the formation process of the embedded layer about 2nd Embodiment of the manufacturing method of a display body. 表示体の第3実施形態について、表示体が備える画素の斜視構造を示す斜視図。A perspective view showing a perspective structure of pixels included in the display body according to a third embodiment of the display body. 表示体の第3実施形態について、表示体が備える画素を領域ごとに分割して示す斜視図。A perspective view showing a third embodiment of a display body in which pixels included in the display body are divided into regions. 変形例の表示体における格子領域の平面構造を示す平面図。The plan view which shows the plane structure of the lattice area in the display body of a modification. 変形例の表示体における凹凸構造層の斜視構造を示す斜視図。The perspective view which shows the perspective structure of the concave-convex structure layer in the display body of a modification. 実施例のサブ波長格子パターンを簡略化して示す図。The figure which shows the sub-wavelength lattice pattern of an Example in a simplified manner.

(第1実施形態) (First Embodiment)

図1〜図9を参照して、表示体、および、表示体の製造方法の第1実施形態について説明する。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、身に着けられる装飾品や、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、壁や扉等の構造物等に取り付けられる。 A display body and a first embodiment of a method for manufacturing the display body will be described with reference to FIGS. 1 to 9. The display body may be used for the purpose of increasing the difficulty of forgery of the article, may be used for the purpose of enhancing the design of the article, or may be used for these purposes in combination. For the purpose of increasing the difficulty of counterfeiting goods, the display body is, for example, authentication documents such as passports and driver's licenses, securities such as gift certificates and checks, cards such as credit cards and cash cards, banknotes, etc. It will be pasted. In addition, for the purpose of enhancing the design of the article, the display body is, for example, a decorative object to be worn, an article carried by a user, an article to be stationary such as furniture or a home appliance, a wall, a door, or the like. It can be attached to structures, etc.

本実施形態の表示体に照射される入射光は、人間の肉眼で視認可能な光、すなわち、可視領域の光である。以下において、可視領域の光の波長は、400nm以上800nm以下としている。 The incident light emitted to the display body of the present embodiment is light that can be visually recognized by the human eye, that is, light in the visible region. In the following, the wavelength of light in the visible region is 400 nm or more and 800 nm or less.

[表示体の構成]
図1および図2を参照して、第1実施形態の表示体の構成について説明する。
図1が示すように、表示体100は、表面100Fと、表面100Fとは反対側の面である裏面100Rとを有し、第1画素10Aと第2画素10Bと第3画素10Cとを含む複数の画素10を備えている。画素10は表示要素の一例である。
[Display body configuration]
The configuration of the display body of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, the display body 100 has a front surface 100F and a back surface 100R which is a surface opposite to the front surface 100F, and includes a first pixel 10A, a second pixel 10B, and a third pixel 10C. It has a plurality of pixels 10. Pixel 10 is an example of a display element.

表面100Fと対向する方向から見て、表示体100は、第1表示領域110Aと第2表示領域110Bと第3表示領域110Cとを含んでいる。第1表示領域110Aは、複数の第1画素10Aが配置されている領域であり、第2表示領域110Bは、複数の第2画素10Bが配置されている領域であり、第3表示領域110Cは、複数の第3画素10Cが配置されている領域である。換言すれば、第1表示領域110Aは、複数の第1画素10Aの集合から構成されており、第2表示領域110Bは、複数の第2画素10Bの集合から構成されており、第3表示領域110Cは、複数の第3画素10Cの集合から構成されている。 When viewed from the direction facing the surface 100F, the display body 100 includes a first display area 110A, a second display area 110B, and a third display area 110C. The first display area 110A is an area in which a plurality of first pixels 10A are arranged, the second display area 110B is an area in which a plurality of second pixels 10B are arranged, and the third display area 110C is an area in which a plurality of second pixels 10B are arranged. , This is an area in which a plurality of third pixels 10C are arranged. In other words, the first display area 110A is composed of a set of a plurality of first pixels 10A, and the second display area 110B is composed of a set of a plurality of second pixels 10B, and is a third display area. The 110C is composed of a set of a plurality of third pixels 10C.

第1画素10Aと第2画素10Bと第3画素10Cとは、互いに異なる色相の色を呈し、すなわち、第1表示領域110Aと第2表示領域110Bと第3表示領域110Cとは、互いに異なる色相の色が視認される領域である。第1表示領域110Aと第2表示領域110Bと第3表示領域110C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。一例として、図1に示す構成では、第1表示領域110Aによって円形の図形が表現され、第2表示領域110Bによって三角形の図形が表現され、第3表示領域110Cによって背景が表現されている。 The first pixel 10A, the second pixel 10B, and the third pixel 10C exhibit different hues, that is, the first display area 110A, the second display area 110B, and the third display area 110C have different hues. This is the area where the color of is visible. Each of the first display area 110A, the second display area 110B, and the third display area 110C may be a character, a symbol, a figure, a pattern, a pattern, or a combination of these areas alone or two or more of these areas. Express the background of. As an example, in the configuration shown in FIG. 1, a circular figure is represented by the first display area 110A, a triangular figure is represented by the second display area 110B, and a background is represented by the third display area 110C.

図2を参照して、画素10の詳細構造を説明する。以下で説明する構造は、第1画素10Aと第2画素10Bと第3画素10Cとに共通の構造である。
図2が示すように、画素10は、基材11、第1低屈折率領域12、第1格子領域13、第2低屈折率領域14、第2格子領域15、および、第3低屈折率領域16を備えている。第1低屈折率領域12、第1格子領域13、第2低屈折率領域14、第2格子領域15、および、第3低屈折率領域16の各々は、層状に広がっており、基材11に近い位置からこの順に並んでいる。各領域の並ぶ方向が第1方向であり、第1方向は、すなわち、各領域の厚さ方向であり、表示体100の厚さ方向、すなわち、裏面100Rから表面100Fに向かう方向である。また、基材11に対する第3低屈折率領域16の側が表示体100の表面側であり、第3低屈折率領域16に対する基材11の側が、表示体100の裏面側である。図2においては、画素10の断面構造を示すとともに、第1格子領域13の平面構造と第2格子領域15の平面構造とを、これらの領域を一部破断させて示している。
The detailed structure of the pixel 10 will be described with reference to FIG. The structure described below is a structure common to the first pixel 10A, the second pixel 10B, and the third pixel 10C.
As shown in FIG. 2, the pixel 10 includes the base material 11, the first low refractive index region 12, the first lattice region 13, the second low refractive index region 14, the second lattice region 15, and the third low refractive index. The region 16 is provided. Each of the first low refractive index region 12, the first lattice region 13, the second low refractive index region 14, the second lattice region 15, and the third low refractive index region 16 spreads in a layered manner, and the base material 11 They are arranged in this order from the position closest to. The direction in which the regions are lined up is the first direction, that is, the thickness direction of each region, and the thickness direction of the display body 100, that is, the direction from the back surface 100R to the front surface 100F. Further, the side of the third low refractive index region 16 with respect to the base material 11 is the front surface side of the display body 100, and the side of the base material 11 with respect to the third low refractive index region 16 is the back surface side of the display body 100. In FIG. 2, the cross-sectional structure of the pixel 10 is shown, and the planar structure of the first lattice region 13 and the planar structure of the second lattice region 15 are shown by partially breaking these regions.

基材11は板状を有し、基材11の有する面のうち、表示体100の表面側に位置する面が基材11の表面である。表示体100への入射光が可視領域の光である場合には、基材11としては、例えば、合成石英基板や、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート等の樹脂からなるフィルムが用いられる。 The base material 11 has a plate shape, and among the surfaces of the base material 11, the surface located on the surface side of the display body 100 is the surface of the base material 11. When the light incident on the display body 100 is light in the visible region, for example, a synthetic quartz substrate or a film made of a resin such as polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate is used as the base material 11.

第1低屈折率領域12は、基材11の表面に接し、基材11の表面に沿って広がっている。第1格子領域13は、複数の第1高屈折率部13aと複数の第1低屈折率部13bとを有する。第1高屈折率部13aと第1低屈折率部13bとの各々は、表示体100の表面100Fと対向する方向から見て、すなわち、第1方向に沿った方向から見て、1つの方向である第2方向に沿って延びる帯形状を有している。第1高屈折率部13aと第1低屈折率部13bとは、第2方向と直交する第3方向に沿って交互に並んでいる。第2方向と第3方向とは、表示体100の表面100Fに沿った方向であって、第2方向と第3方向との各々は、第1方向と直交する。第1格子領域13は、第1方向に沿って、第1低屈折率領域12と第2低屈折率領域14とに挟まれており、これらの領域の各々と接している。 The first low refractive index region 12 is in contact with the surface of the base material 11 and extends along the surface of the base material 11. The first lattice region 13 has a plurality of first high refractive index portions 13a and a plurality of first low refractive index portions 13b. Each of the first high refractive index portion 13a and the first low refractive index portion 13b is viewed from a direction facing the surface 100F of the display body 100, that is, when viewed from a direction along the first direction, in one direction. It has a band shape extending along the second direction. The first high refractive index portion 13a and the first low refractive index portion 13b are alternately arranged along a third direction orthogonal to the second direction. The second direction and the third direction are directions along the surface 100F of the display body 100, and each of the second direction and the third direction is orthogonal to the first direction. The first lattice region 13 is sandwiched between the first low refractive index region 12 and the second low refractive index region 14 along the first direction, and is in contact with each of these regions.

第2格子領域15は、複数の第2高屈折率部15aと複数の第2低屈折率部15bとを有する。第2高屈折率部15aと第2低屈折率部15bとの各々は、第1方向に沿った方向から見て、第2方向に沿って延びる帯形状を有し、第2高屈折率部15aと第2低屈折率部15bとは、第3方向に沿って交互に並んでいる。すなわち、第1高屈折率部13aおよび第1低屈折率部13bの延びる方向と、第2高屈折率部15aおよび第2低屈折率部15bの延びる方向とは一致しており、第1高屈折率部13aおよび第1低屈折率部13bの並ぶ方向と、第2高屈折率部15aおよび第2低屈折率部15bの並ぶ方向とは一致している。そして、第1方向に沿った方向から見て、第1高屈折率部13aと第2低屈折率部15bとが重なり、第2高屈折率部15aと第1低屈折率部13bとが重なっている。第2格子領域15は、第1方向に沿って、第2低屈折率領域14と第3低屈折率領域16とに挟まれて、これらの領域の各々と接している。なお、図2においては、第1格子領域13と第2格子領域15との平面構造について、第1高屈折率部13aと第2高屈折率部15aとにドットを付して示している。 The second lattice region 15 has a plurality of second high refractive index portions 15a and a plurality of second low refractive index portions 15b. Each of the second high refractive index portion 15a and the second low refractive index portion 15b has a band shape extending along the second direction when viewed from the direction along the first direction, and the second high refractive index portion 15a. The 15a and the second low refractive index portion 15b are alternately arranged along the third direction. That is, the extending direction of the first high refractive index portion 13a and the first low refractive index portion 13b coincides with the extending direction of the second high refractive index portion 15a and the second low refractive index portion 15b, and the first high. The direction in which the refractive index portions 13a and the first low refractive index portion 13b are arranged coincides with the direction in which the second high refractive index portion 15a and the second low refractive index portion 15b are arranged. Then, when viewed from the direction along the first direction, the first high refractive index portion 13a and the second low refractive index portion 15b overlap, and the second high refractive index portion 15a and the first low refractive index portion 13b overlap. ing. The second lattice region 15 is sandwiched between the second low refractive index region 14 and the third low refractive index region 16 along the first direction, and is in contact with each of these regions. In FIG. 2, the planar structure of the first lattice region 13 and the second lattice region 15 is shown by adding dots to the first high refractive index portion 13a and the second high refractive index portion 15a.

第1高屈折率部13aと第2高屈折率部15aとは、同一の材料から構成されており、すなわち、第1高屈折率部13aの屈折率と第2高屈折率部15aの屈折率とは互いに等しい。第1高屈折率部13aおよび第2高屈折率部15aの屈折率は、第1低屈折率部13b、および、第2低屈折率部15bの各々の屈折率よりも高い。さらに、第1高屈折率部13aおよび第2高屈折率部15aの屈折率は、第1低屈折率領域12、第2低屈折率領域14、および、第3低屈折率領域16の各々の屈折率よりも高い。 The first high refractive index portion 13a and the second high refractive index portion 15a are made of the same material, that is, the refractive index of the first high refractive index portion 13a and the refractive index of the second high refractive index portion 15a. Are equal to each other. The refractive index of the first high refractive index portion 13a and the second high refractive index portion 15a is higher than the refractive index of each of the first low refractive index portion 13b and the second low refractive index portion 15b. Further, the refractive indexes of the first high refractive index portion 13a and the second high refractive index portion 15a are each of the first low refractive index region 12, the second low refractive index region 14, and the third low refractive index region 16. Higher than the refractive index.

第1低屈折率領域12、第2低屈折率領域14、第3低屈折率領域16、第1低屈折率部13b、および、第2低屈折率部15bの各々は、同一の材料から構成されており、すなわち、これらの屈折率はすべて等しい。第1低屈折率領域12の屈折率は、領域内の部位に依らず一定であり、第2低屈折率領域14の屈折率もまた、領域内の部位に依らず一定であり、第3低屈折率領域16の屈折率もまた、領域内の部位に依らず一定である。 Each of the first low refractive index region 12, the second low refractive index region 14, the third low refractive index region 16, the first low refractive index portion 13b, and the second low refractive index portion 15b are made of the same material. That is, all of these indices of refraction are equal. The refractive index of the first low refractive index region 12 is constant regardless of the portion in the region, and the refractive index of the second low refractive index region 14 is also constant regardless of the portion in the region, and is the third low. The refractive index of the refractive index region 16 is also constant regardless of the portion within the region.

第3方向における第1高屈折率部13aの長さが第1高要素幅Dh1であり、第3方向における第1低屈折率部13bの長さが第1低要素幅Dl1である。第1高要素幅Dh1と第1低要素幅Dl1との合計の長さが、第1格子領域13における第1高屈折率部13aと第1低屈折率部13bとの配列の周期である第1周期P1である。 The length of the first high refractive index portion 13a in the third direction is the first high element width Dh1, and the length of the first low refractive index portion 13b in the third direction is the first low element width Dl1. The total length of the first high element width Dh1 and the first low element width Dl1 is the period of the arrangement of the first high refractive index portion 13a and the first low refractive index portion 13b in the first lattice region 13. One cycle P1.

第3方向における第2高屈折率部15aの長さが第2高要素幅Dh2であり、第3方向における第2低屈折率部15bの長さが第2低要素幅Dl2である。第2高要素幅Dh2と第2低要素幅Dl2との合計の長さが、第2格子領域15における第2高屈折率部15aと第2低屈折率部15bとの配列の周期である第2周期P2である。 The length of the second high refractive index portion 15a in the third direction is the second high element width Dh2, and the length of the second low refractive index portion 15b in the third direction is the second low element width Dl2. The total length of the second high element width Dh2 and the second low element width Dl2 is the period of the arrangement of the second high refractive index portion 15a and the second low refractive index portion 15b in the second lattice region 15. Two cycles P2.

第1高要素幅Dh1と、第1低要素幅Dl1と、第2高要素幅Dh2と、第2低要素幅Dl2とは、すべて等しい。そして、第1周期P1と第2周期P2とは一致している。 The first high element width Dh1, the first low element width Dl1, the second high element width Dh2, and the second low element width Dl2 are all equal. Then, the first cycle P1 and the second cycle P2 coincide with each other.

第1周期P1と第2周期P2とは、可視領域の光の波長よりも小さく、すなわち、第1周期P1および第2周期P2の各々は、サブ波長周期である。こうした構成において、第1格子領域13における複数の第1高屈折率部13aと第2格子領域15における複数の第2高屈折率部15aとは、それぞれの領域にて、導波モード共鳴現象を生じさせるサブ波長格子を構成している。第1高屈折率部13aが構成するサブ波長格子と第2高屈折率部15aが構成するサブ波長格子とは、同一の格子周期を有している。すなわち、画素10は、第1方向に間をあけて並ぶ2つのサブ波長格子がこれらのサブ波長格子を構成する材料よりも屈折率の低い材料で埋め込まれた構造を有している。 The first period P1 and the second period P2 are smaller than the wavelength of light in the visible region, that is, each of the first period P1 and the second period P2 is a sub-wavelength period. In such a configuration, the plurality of first high-refractive index portions 13a in the first lattice region 13 and the plurality of second high-refractive index portions 15a in the second lattice region 15 cause a waveguide mode resonance phenomenon in their respective regions. It constitutes a sub-wavelength grid to generate. The sub-wavelength lattice formed by the first high-refractive index unit 13a and the sub-wavelength lattice formed by the second high-refractive index unit 15a have the same lattice period. That is, the pixel 10 has a structure in which two sub-wavelength lattices arranged with a gap in the first direction are embedded in a material having a refractive index lower than that of the material constituting these sub-wavelength lattices.

また、第1格子領域13の厚さが、第1領域厚さT1であり、第2格子領域15の厚さが、第2領域厚さT2である。第1領域厚さT1と第2領域厚さT2とは、一致している。なお、第1低屈折率領域12、第2低屈折率領域14、および、第3低屈折率領域16の各々の厚さは特に限定されない。 Further, the thickness of the first lattice region 13 is the thickness T1 of the first region, and the thickness of the second lattice region 15 is the thickness T2 of the second region. The first region thickness T1 and the second region thickness T2 are in agreement. The thickness of each of the first low refractive index region 12, the second low refractive index region 14, and the third low refractive index region 16 is not particularly limited.

上記構成において、第1格子領域13の屈折率は、第1格子領域13における第1高屈折率部13aと第1低屈折率部13bとの体積比率に応じて、第1高屈折率部13aの屈折率と第1低屈折率部13bの屈折率とを均した平均屈折率に近似される。第1格子領域13における第1高屈折率部13aと第1低屈折率部13bとの体積比率は1:1であるため、第1格子領域13の平均屈折率は、第1高屈折率部13aの屈折率と第1低屈折率部13bの屈折率との平均値である。 In the above configuration, the refractive index of the first lattice region 13 is the first high refractive index portion 13a according to the volume ratio of the first high refractive index portion 13a and the first low refractive index portion 13b in the first lattice region 13. It is approximated to the average refractive index obtained by equalizing the refractive index of the above and the refractive index of the first low refractive index portion 13b. Since the volume ratio of the first high refractive index portion 13a and the first low refractive index portion 13b in the first lattice region 13 is 1: 1, the average refractive index of the first lattice region 13 is the first high refractive index portion. It is an average value of the refractive index of 13a and the refractive index of the first low refractive index portion 13b.

同様に、第2高屈折率部15aと第2低屈折率部15bとの体積比率は1:1であるため、第2格子領域15の平均屈折率は、第2高屈折率部15aの屈折率と第2低屈折率部15bの屈折率との平均値であり、第1格子領域13の平均屈折率と一致する。そして、第1格子領域13における第1高屈折率部13aの体積比率と、第2格子領域15における第2高屈折率部15aの体積比率とは等しい。 Similarly, since the volume ratio of the second high refractive index portion 15a and the second low refractive index portion 15b is 1: 1, the average refractive index of the second lattice region 15 is the refraction of the second high refractive index portion 15a. It is an average value of the rate and the refractive index of the second low refractive index section 15b, and is consistent with the average refractive index of the first lattice region 13. Then, the volume ratio of the first high refractive index portion 13a in the first lattice region 13 is equal to the volume ratio of the second high refractive index portion 15a in the second lattice region 15.

ここで、第1格子領域13および第2格子領域15の各々において導波モード共鳴現象を生じさせるためには、第1格子領域13の屈折率と、第1格子領域13を挟む第1低屈折率領域12および第2低屈折率領域14の各々の屈折率との差は、いずれも0.1よりも大きいことが好ましい。同様に、第2格子領域15の屈折率と、第2格子領域15を挟む第2低屈折率領域14および第3低屈折率領域16の各々の屈折率との差は、いずれも0.1よりも大きいことが好ましい。 Here, in order to cause the waveguide mode resonance phenomenon in each of the first lattice region 13 and the second lattice region 15, the refractive index of the first lattice region 13 and the first low refraction sandwiching the first lattice region 13 are interposed. The difference between the refractive index of each of the rate region 12 and the second low refractive index region 14 is preferably larger than 0.1. Similarly, the difference between the refractive index of the second lattice region 15 and the refractive index of each of the second low refractive index region 14 and the third low refractive index region 16 sandwiching the second lattice region 15 is 0.1. Is preferably larger than.

したがって、第1高屈折率部13aおよび第2高屈折率部15aを構成する高屈折率材料の屈折率と、第1低屈折率領域12、第2低屈折率領域14、第3低屈折率領域16、第1低屈折率部13b、および、第2低屈折率部15bを構成する低屈折率材料の屈折率との差は0.2より大きいことが好ましい。 Therefore, the refractive index of the high refractive index material constituting the first high refractive index portion 13a and the second high refractive index portion 15a, the first low refractive index region 12, the second low refractive index region 14, and the third low refractive index. The difference between the refractive index of the low refractive index material constituting the region 16, the first low refractive index portion 13b, and the second low refractive index portion 15b is preferably larger than 0.2.

表示体100への入射光が可視領域の光である場合には、低屈折率材料としては、合成石英等の無機物や、紫外線硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の高分子材料を用いることが可能であり、この場合、高屈折率材料としては、TiO(酸化チタン)、Nb(酸化ニオブ)、Ta(酸化タンタル)、ZrO(酸化ジルコニウム)、ZnS(硫化亜鉛)等の無機誘電体材料を用いることができる。 When the incident light on the display body 100 is light in the visible region, the low refractive index material includes an inorganic substance such as synthetic quartz or a polymer material such as an ultraviolet curable resin, a thermoplastic resin, or a thermocurable resin. In this case, as the high refractive index material, TiO 2 (titanium oxide), Nb 2 O 5 (niobium oxide), Ta 2 O 5 (tantalum pentoxide), ZrO (zinc sulfide), ZnS Inorganic dielectric materials such as (zinc sulfide) can be used.

基材11、および、各領域12〜16のすべてが、表示体100への入射光を透過する材料から構成されている場合、画素10は、反射光および透過光の両方について波長選択性を有する。 When the base material 11 and all of the regions 12 to 16 are made of a material that transmits the incident light to the display body 100, the pixel 10 has wavelength selectivity for both the reflected light and the transmitted light. ..

[表示体の作用]
表示体100の表面側から画素10に光が入射すると、第2格子領域15がサブ波長格子を有すること、および、第2格子領域15が、第2格子領域15の屈折率よりも低い屈折率を有する第2低屈折率領域14と第3低屈折率領域16とに挟まれていることから、第2格子領域15では、表面側への回折光の射出が抑えられ、導波モード共鳴現象が発生する。すなわち、特定の波長域の光が第2格子領域15を多重反射しつつ伝播して共鳴を起こし、この特定の波長域の光が、画素10の表面側に反射光として射出される。第2格子領域15で共鳴を起こす光の波長域は、第2格子領域15における第2高要素幅Dh2、第2周期P2、および、第2領域厚さT2によって決まる。
[Action of display body]
When light is incident on the pixel 10 from the surface side of the display body 100, the second lattice region 15 has a sub-wavelength lattice, and the second lattice region 15 has a refractive index lower than that of the second lattice region 15. Since it is sandwiched between the second low refractive index region 14 and the third low refractive index region 16, the emission of diffracted light to the surface side is suppressed in the second lattice region 15, and the waveguide mode resonance phenomenon occurs. Occurs. That is, light in a specific wavelength region propagates while being multiple-reflected in the second lattice region 15 to cause resonance, and the light in this specific wavelength region is emitted as reflected light to the surface side of the pixel 10. The wavelength region of light that resonates in the second lattice region 15 is determined by the second high element width Dh2, the second period P2, and the second region thickness T2 in the second lattice region 15.

ここで、第2格子領域15を伝播する上記特定の波長域の光が、損失なく第2格子領域15にて多重反射することは起こりにくく、上記特定の波長域の光の一部は、第2格子領域15内での反射ごとに、第2低屈折率領域14に漏れ出る。この漏れ出た光は、第2低屈折率領域14を透過して、第1格子領域13に入る。
また、上記特定の波長域以外の波長域の光は、第2格子領域15で多重反射せずに、第2低屈折率領域14を透過して、第1格子領域13に入る。
Here, it is unlikely that the light in the specific wavelength region propagating in the second lattice region 15 is multiple-reflected in the second lattice region 15 without loss, and a part of the light in the specific wavelength region is the first. Every reflection within the two grid regions 15 leaks into the second low index region 14. The leaked light passes through the second low refractive index region 14 and enters the first lattice region 13.
Further, light in a wavelength region other than the specific wavelength region passes through the second low refractive index region 14 and enters the first grid region 13 without multiple reflection in the second grid region 15.

第1格子領域13に光が入射すると、第1格子領域13がサブ波長格子を有すること、および、第1格子領域13が、第1格子領域13の屈折率よりも低い屈折率を有する第1低屈折率領域12と第2低屈折率領域14とに挟まれていることから、第1格子領域13でも、導波モード共鳴現象が発生する。第1格子領域13で共鳴を起こす光の波長域は、第1格子領域13における第1高要素幅Dh1、第1周期P1、および、第1領域厚さT1によって決まる。第1格子領域13と第2格子領域15とで、第1高要素幅Dh1は第2高要素幅Dh2と一致し、第1周期P1は第2周期P2と一致し、第1領域厚さT1は第2領域厚さT2と一致する。そのため、第1格子領域13で共鳴を起こす光の波長域は、第2格子領域15で共鳴を起こす光の波長域と同じである。 When light is incident on the first lattice region 13, the first lattice region 13 has a sub-wavelength lattice, and the first lattice region 13 has a refractive index lower than that of the first lattice region 13. Since it is sandwiched between the low refractive index region 12 and the second low refractive index region 14, the waveguide mode resonance phenomenon also occurs in the first lattice region 13. The wavelength range of light that resonates in the first lattice region 13 is determined by the first high element width Dh1 in the first lattice region 13, the first period P1, and the first region thickness T1. In the first lattice region 13 and the second lattice region 15, the first high element width Dh1 coincides with the second high element width Dh2, the first period P1 coincides with the second period P2, and the first region thickness T1. Consistent with the second region thickness T2. Therefore, the wavelength range of the light that resonates in the first lattice region 13 is the same as the wavelength range of the light that resonates in the second lattice region 15.

したがって、第2格子領域15にて多重反射する過程で漏れ出て第1格子領域13に入った光が、第1格子領域13を多重反射しつつ伝播して共鳴を起こし、表示体100の表面側に反射光として射出される。
そして、第1格子領域13で多重反射を起こさなかった波長域の光は、第1低屈折率領域12および基材11を透過して、表示体100の裏面側に出る。
Therefore, the light that leaks out in the process of multiple reflection in the second lattice region 15 and enters the first lattice region 13 propagates while being multiple reflected in the first lattice region 13 to cause resonance, and the surface of the display body 100 It is emitted as reflected light to the side.
Then, the light in the wavelength region that does not cause multiple reflection in the first lattice region 13 passes through the first low refractive index region 12 and the base material 11 and exits to the back surface side of the display body 100.

結果として、表示体100の表面側には、画素10から、第2格子領域15で強められた波長域の光と、第1格子領域13で強められた波長域の光とが射出される。これらの光の波長域は同じであるから、1つの格子領域のみを有する画素と比較して、画素10から反射光として射出される上記特定の波長域の光の強度は大きくなり、反射光の波長選択性が高められる。 As a result, light in the wavelength region enhanced in the second lattice region 15 and light in the wavelength region enhanced in the first lattice region 13 are emitted from the pixel 10 to the surface side of the display body 100. Since the wavelength ranges of these lights are the same, the intensity of the light in the specific wavelength range emitted from the pixel 10 as reflected light is higher than that of a pixel having only one lattice region, and the reflected light has a higher wavelength range. Wavelength selectivity is enhanced.

そして、表示体100への入射光に含まれる波長域のなかで、上記反射光として射出された上記特定の波長域を除く波長域の光が、透過光として、画素10から表示体100の裏面側に射出される。 Then, among the wavelength ranges included in the light incident on the display body 100, the light in the wavelength range other than the specific wavelength range emitted as the reflected light is used as transmitted light from the pixel 10 to the back surface of the display body 100. It is ejected to the side.

なお、表示体100の裏面側から画素10に光が入射した場合には、第2格子領域15で強められた波長域の反射光と、第1格子領域13で強められた波長域の反射光とが、画素10から表示体100の裏面側に射出される。そして、入射光に含まれる波長域のなかで、上記反射光として射出された波長域を除く波長域の光が、透過光として、画素10から表示体100の表面側に射出される。 When light is incident on the pixel 10 from the back surface side of the display body 100, the reflected light in the wavelength region enhanced in the second lattice region 15 and the reflected light in the wavelength region enhanced in the first lattice region 13 Is ejected from the pixel 10 to the back surface side of the display body 100. Then, among the wavelength ranges included in the incident light, the light in the wavelength range other than the wavelength range emitted as the reflected light is emitted from the pixel 10 to the surface side of the display body 100 as transmitted light.

ここで、第1画素10Aと、第2画素10Bと、第3画素10Cとにおいて、第1格子領域13の第1周期P1、すなわち、第2格子領域15の第2周期P2は、画素ごとに異なる周期である。したがって、第1画素10Aと、第2画素10Bと、第3画素10Cとで、第1格子領域13および第2格子領域15にて、導波モード共鳴現象による共鳴が起こる波長域は互いに異なる。 Here, in the first pixel 10A, the second pixel 10B, and the third pixel 10C, the first period P1 of the first lattice region 13, that is, the second period P2 of the second lattice region 15 is set for each pixel. It is a different cycle. Therefore, in the first pixel 10A, the second pixel 10B, and the third pixel 10C, the wavelength ranges in which resonance due to the waveguide mode resonance phenomenon occurs in the first lattice region 13 and the second lattice region 15 are different from each other.

結果として、複数の波長の光を含む入射光を受けたとき、第1画素10Aから射出される反射光の波長域と、第2画素10Bから射出される反射光の波長域と、第3画素10Cから射出される光の波長域とは、互いに異なる。また、上記入射光を受けたとき、第1画素10Aから射出される透過光の波長域と、第2画素10Bから射出される透過光の波長域と、第3画素10Cから射出される透過光の波長域とは、互いに異なる。 As a result, when incident light containing light of a plurality of wavelengths is received, the wavelength range of the reflected light emitted from the first pixel 10A, the wavelength range of the reflected light emitted from the second pixel 10B, and the third pixel. The wavelength range of the light emitted from 10C is different from each other. Further, when the incident light is received, the wavelength range of the transmitted light emitted from the first pixel 10A, the wavelength range of the transmitted light emitted from the second pixel 10B, and the transmitted light emitted from the third pixel 10C. Wavelength range is different from each other.

すなわち、図3が示すように、表示体100の外側から表示体100の表面100Fに向けて入射光I1が照射されているとき、表示体100の表面側には、第1画素10Aから反射光I2が射出され、第2画素10Bから反射光I3が射出され、第3画素10Cから反射光I4が射出される。したがって、表面側から表示体100の表面100Fを見ると、第1表示領域110Aには反射光I2の波長域に応じた色相の色が視認され、第2表示領域110Bには反射光I3の波長域に応じた色相の色が視認され、第3表示領域110Cには反射光I4の波長域に応じた色相の色が視認される。反射光I2の波長域と、反射光I3の波長域と、反射光I4の波長域とは互いに異なるため、第1表示領域110Aと第2表示領域110Bと第3表示領域110Cとは互いに異なる色相の色に見える。 That is, as shown in FIG. 3, when the incident light I1 is irradiated from the outside of the display body 100 toward the surface 100F of the display body 100, the surface side of the display body 100 is reflected light from the first pixel 10A. I2 is emitted, reflected light I3 is emitted from the second pixel 10B, and reflected light I4 is emitted from the third pixel 10C. Therefore, when the surface 100F of the display body 100 is viewed from the surface side, the hue color corresponding to the wavelength range of the reflected light I2 is visually recognized in the first display area 110A, and the wavelength of the reflected light I3 is recognized in the second display area 110B. The hue color corresponding to the region is visually recognized, and the hue color corresponding to the wavelength region of the reflected light I4 is visually recognized in the third display region 110C. Since the wavelength range of the reflected light I2, the wavelength range of the reflected light I3, and the wavelength range of the reflected light I4 are different from each other, the first display area 110A, the second display area 110B, and the third display area 110C have different hues. Looks like the color of.

したがって、表示体100の外側から表面100Fに向けて入射光I1が照射されている状態で、表示体100の表面側から表面100Fを観察する表面反射観察によれば、互いに異なる色の第1表示領域110Aと第2表示領域110Bと第3表示領域110Cとから構成される像が視認される。 Therefore, according to the surface reflection observation in which the surface 100F is observed from the surface side of the display body 100 in a state where the incident light I1 is irradiated from the outside of the display body 100 toward the surface 100F, the first display of different colors is observed. An image composed of the area 110A, the second display area 110B, and the third display area 110C is visually recognized.

また、表示体100の外側から表示体100の表面100Fに向けて入射光I1が照射されているとき、表示体100の裏面側には、第1画素10Aから透過光I5が射出され、第2画素10Bから透過光I6が射出され、第3画素10Cから透過光I7が射出される。したがって、裏面側から表示体100の裏面100Rを見ると、第1表示領域110Aには透過光I5の波長域に応じた色相の色が視認され、第2表示領域110Bには透過光I6の波長域に応じた色相の色が視認され、第3表示領域110Cには透過光I7の波長域に応じた色相の色が視認される。透過光I5の波長域と、透過光I6の波長域と、透過光I7の波長域とは互いに異なるため、第1表示領域110Aと第2表示領域110Bと第3表示領域110Cとは互いに異なる色相の色に見える。 Further, when the incident light I1 is irradiated from the outside of the display body 100 toward the surface 100F of the display body 100, the transmitted light I5 is emitted from the first pixel 10A to the back surface side of the display body 100, and the second The transmitted light I6 is emitted from the pixel 10B, and the transmitted light I7 is emitted from the third pixel 10C. Therefore, when the back surface 100R of the display body 100 is viewed from the back surface side, the hue color corresponding to the wavelength range of the transmitted light I5 is visually recognized in the first display area 110A, and the wavelength of the transmitted light I6 is displayed in the second display area 110B. The hue color corresponding to the region is visually recognized, and the hue color corresponding to the wavelength region of the transmitted light I7 is visually recognized in the third display region 110C. Since the wavelength range of the transmitted light I5, the wavelength range of the transmitted light I6, and the wavelength range of the transmitted light I7 are different from each other, the first display area 110A, the second display area 110B, and the third display area 110C have different hues. Looks like the color of.

したがって、表示体100の外側から表面100Fに向けて入射光I1が照射されている状態で、表示体100の裏面側から裏面100Rを観察する裏面透過観察によっても、互いに異なる色の第1表示領域110Aと第2表示領域110Bと第3表示領域110Cとから構成される像が視認される。 Therefore, even when the back surface transmission observation is performed by observing the back surface 100R from the back surface side of the display body 100 in a state where the incident light I1 is irradiated from the outside of the display body 100 toward the front surface 100F, the first display regions having different colors are used. An image composed of 110A, a second display area 110B, and a third display area 110C is visually recognized.

さらに、反射光I2の波長域と透過光I5の波長域とは異なるため、表面側から表示体100を見たときと、裏面側から表示体100を見たときとで、第1表示領域110Aに視認される色の色相は異なる。裏面側から見える色は、表面側から見える色の補色に相当する色である。同様に、表面側から表示体100を見たときと、裏面側から表示体100を見たときとで、第2表示領域110Bに視認される色の色相は異なり、第3表示領域110Cに視認される色の色相も異なる。 Further, since the wavelength range of the reflected light I2 and the wavelength range of the transmitted light I5 are different, the first display area 110A is obtained when the display body 100 is viewed from the front surface side and when the display body 100 is viewed from the back surface side. The hue of the color visually recognized is different. The color seen from the back surface side is a color corresponding to the complementary color of the color seen from the front surface side. Similarly, the hue of the color visually recognized in the second display area 110B differs between when the display body 100 is viewed from the front surface side and when the display body 100 is viewed from the back surface side, and is visually recognized in the third display area 110C. The hue of the color to be produced is also different.

上述のように、第1実施形態の表示体100によれば、各画素10A,10B,10Cから射出される反射光の波長選択性が高められるため、各表示領域110A,110B,110Cに視認される色の鮮明さや明るさが高められる。それゆえ、表示体100が形成する像の視認性が高められる結果、表示体100を備える物品の偽造の困難性や意匠性が高められる。 As described above, according to the display body 100 of the first embodiment, the wavelength selectivity of the reflected light emitted from each pixel 10A, 10B, 10C is enhanced, so that the display body 100 is visually recognized in each display area 110A, 110B, 110C. The sharpness and brightness of the colors are enhanced. Therefore, as a result of increasing the visibility of the image formed by the display body 100, the difficulty of forgery and the design of the article provided with the display body 100 are increased.

また、表面反射観察と裏面透過観察とで、表示体100には互いに異なる色彩の像が視認される。それゆえ、表示体100を備える物品にて、偽造の困難性や意匠性がより高められる。また、表示体100の表裏の識別も容易である。さらに、第1実施形態の表示体100では、樹脂フィルムのように可撓性のある基材11を用いることが可能であるため、形状の変形についての自由度が高い表示体100の実現も可能である。 Further, in the front surface reflection observation and the back surface transmission observation, images of different colors are visually recognized on the display body 100. Therefore, in the article provided with the display body 100, the difficulty of counterfeiting and the designability are further enhanced. In addition, it is easy to identify the front and back sides of the display body 100. Further, in the display body 100 of the first embodiment, since a flexible base material 11 such as a resin film can be used, it is possible to realize the display body 100 having a high degree of freedom in shape deformation. Is.

[表示体の製造方法]
図4〜図6を参照して、上述した表示体100の製造方法について説明する。
図4が示すように、画素10の形成に際しては、まず、基材11の表面に、低屈折率材料からなる層を形成し、この層の表面に凹凸構造を形成することによって、凹凸構造層20を形成する。凹凸構造層20は、基材11に沿って広がる平坦部20aと、平坦部20aから突き出た複数の凸部20bとを有するとともに、凸部20b間に位置する部分である複数の凹部20cを有する。複数の凸部20bは、サブ波長周期で等間隔に配置され、1つの方向に帯状に延びる。複数の凹部20cは、複数の凸部20bと同一のパターンで並んでおり、基材11の表面と対向する方向から見て、複数の凸部20bの面積と複数の凹部20cの面積とは等しい。
[Manufacturing method of display body]
The method for manufacturing the display body 100 described above will be described with reference to FIGS. 4 to 6.
As shown in FIG. 4, when forming the pixel 10, first, a layer made of a low refractive index material is formed on the surface of the base material 11, and a concavo-convex structure is formed on the surface of this layer to form a concavo-convex structure layer. 20 is formed. The concave-convex structure layer 20 has a flat portion 20a extending along the base material 11 and a plurality of convex portions 20b protruding from the flat portion 20a, and also has a plurality of concave portions 20c which are portions located between the convex portions 20b. .. The plurality of convex portions 20b are arranged at equal intervals in sub-wavelength periods and extend in a band shape in one direction. The plurality of concave portions 20c are arranged in the same pattern as the plurality of convex portions 20b, and the area of the plurality of convex portions 20b and the area of the plurality of concave portions 20c are equal to each other when viewed from the direction facing the surface of the base material 11. ..

画素10にて視認させたい色相の光の波長域に応じて、凸部20bと凹部20cとは、配列の周期Ptが所望の第1周期P1かつ第2周期P2となり、凸部20bの幅Dt1が所望の第1低要素幅Dl1かつ第2高要素幅Dh2となり、凹部20cの幅Dt2が所望の第1高要素幅Dh1かつ第2低要素幅Dl2となるように形成される。すなわち、凸部20bの幅Dt1と、凹部20cの幅Dt2とは等しい。凸部20bの高さHtは、所望の第1領域厚さT1よりも大きくなるように形成される。 In the convex portion 20b and the concave portion 20c, the period Pt of the arrangement is the desired first period P1 and second period P2, and the width Dt1 of the convex portion 20b is set according to the wavelength range of the hue light to be visually recognized by the pixel 10. Is formed so that the desired first low element width Dl1 and the second high element width Dh2 are obtained, and the width Dt2 of the recess 20c is the desired first high element width Dh1 and the second low element width Dl2. That is, the width Dt1 of the convex portion 20b and the width Dt2 of the concave portion 20c are equal to each other. The height Ht of the convex portion 20b is formed so as to be larger than the desired first region thickness T1.

凹凸構造の形成には、ナノインプリント法やドライエッチング法等の公知の微細加工技術が用いられる。なかでも、ナノインプリント法は、微細な凸部20bおよび凹部20cを簡便に形成できるため好ましい。 A known microfabrication technique such as a nanoimprint method or a dry etching method is used to form the uneven structure. Among them, the nanoimprint method is preferable because fine convex portions 20b and concave portions 20c can be easily formed.

例えば、低屈折率材料として紫外線硬化性樹脂を用い、光ナノインプリント法によって凹凸構造層20を形成する場合、まず、基材11の表面に、紫外線硬化性樹脂を塗工する。次いで、紫外線硬化性樹脂からなる塗工層の表面に、形成対象の凸部20bおよび凹部20cからなる凹凸の反転された凹凸を有する凹版である合成石英モールドを押し当て、塗工層および凹版に紫外線を照射する。続いて、硬化した紫外線硬化性樹脂から凹版を離型する。これによって、凹版の有する凹凸が紫外線硬化性樹脂に転写されて凸部20bおよび凹部20cが形成されるとともに、凸部20bおよび凹部20cと基材11との間には、紫外線硬化性樹脂からなる残膜として、平坦部20aが形成される。 For example, when an ultraviolet curable resin is used as a low refractive index material and the concave-convex structure layer 20 is formed by an optical nanoimprint method, first, the surface of the base material 11 is coated with the ultraviolet curable resin. Next, a synthetic quartz mold, which is a concave plate having inverted unevenness of unevenness composed of convex portions 20b and concave portions 20c to be formed, is pressed against the surface of the coating layer made of an ultraviolet curable resin, and the coating layer and the concave plate are pressed. Irradiate with ultraviolet rays. Subsequently, the intaglio is released from the cured ultraviolet curable resin. As a result, the unevenness of the intaglio is transferred to the ultraviolet curable resin to form the convex portion 20b and the concave portion 20c, and the convex portion 20b and the concave portion 20c and the base material 11 are made of an ultraviolet curable resin. A flat portion 20a is formed as a residual film.

次に、図5が示すように、凹凸構造層20の表面に、高屈折率材料からなる高屈折率層21を形成する。高屈折率層21の形成方法としては、真空蒸着法等の公知の成膜技術が用いられる。高屈折率層21は、凸部20b上と凹部20c上とに形成される。すなわち、高屈折率層21は、凹部20c上に位置する第1層状部21aと、凸部20b上に位置する第2層状部21bとを含む。 Next, as shown in FIG. 5, a high refractive index layer 21 made of a high refractive index material is formed on the surface of the concave-convex structure layer 20. As a method for forming the high refractive index layer 21, a known film forming technique such as a vacuum vapor deposition method is used. The high refractive index layer 21 is formed on the convex portion 20b and the concave portion 20c. That is, the high refractive index layer 21 includes a first layered portion 21a located on the concave portion 20c and a second layered portion 21b located on the convex portion 20b.

凹凸構造層20における凸部20bの幅Dt1と凹部20cの幅Dt2とは等しいため、第1層状部21aの幅Ds1と第2層状部21bの幅Ds2とは等しくなる。また、第1層状部21aの配列の周期と第2層状部21bの配列の周期とは周期Ptとなり、互いに等しい。高屈折率層21の厚さは、すなわち、第1層状部21aの厚さTs1であるとともに第2層状部の厚さTs2であり、これらの厚さは等しい。高屈折率層21の厚さは、凸部20bの高さHtよりも小さく、所望の第1領域厚さT1かつ第2領域厚さT2になるように形成される。すなわち、第1層状部21aと第2層状部21bとは、互いに同一のパターンを有するサブ波長格子を構成する。 Since the width Dt1 of the convex portion 20b and the width Dt2 of the concave portion 20c in the concave-convex structure layer 20 are equal to each other, the width Ds1 of the first layered portion 21a and the width Ds2 of the second layered portion 21b are equal. Further, the period of the arrangement of the first layered portion 21a and the period of the arrangement of the second layered portion 21b are the period Pt, which are equal to each other. The thickness of the high refractive index layer 21 is, that is, the thickness Ts1 of the first layered portion 21a and the thickness Ts2 of the second layered portion, and these thicknesses are equal. The thickness of the high refractive index layer 21 is smaller than the height Ht of the convex portion 20b, and is formed so as to have a desired first region thickness T1 and second region thickness T2. That is, the first layered portion 21a and the second layered portion 21b form a sub-wavelength lattice having the same pattern as each other.

次に、図6が示すように、凹凸構造層20と高屈折率層21とからなる構造体の表面を覆うように、凹凸構造層20の形成材料と同じ低屈折率材料からなる層である埋め込み層22を形成して、上記構造体の有する凹凸を第2層状部21b上まで埋める。埋め込み層22は、平坦部22aと複数の凸部22bと凸部22b間に位置する凹部22cとを備える。凸部22bは、第1層状部21a上で、凸部20bの間および第2層状部21bの間の空間を埋めている。平坦部22aは、第2層状部21b上に位置し、基材11の表面に沿った方向に広がっている。平坦部22aと凸部22bとは、平坦部22aから凸部22bが基材11に向けて突き出るように、繋がっている。 Next, as shown in FIG. 6, it is a layer made of the same low refractive index material as the material for forming the uneven structure layer 20 so as to cover the surface of the structure composed of the uneven structure layer 20 and the high refractive index layer 21. The embedded layer 22 is formed to fill the unevenness of the structure up to the second layer-shaped portion 21b. The embedded layer 22 includes a flat portion 22a, a plurality of convex portions 22b, and a concave portion 22c located between the convex portions 22b. The convex portion 22b fills the space between the convex portions 20b and the second layer-shaped portion 21b on the first layer-shaped portion 21a. The flat portion 22a is located on the second layered portion 21b and extends in the direction along the surface of the base material 11. The flat portion 22a and the convex portion 22b are connected so that the convex portion 22b protrudes from the flat portion 22a toward the base material 11.

凸部22bの周期は、凹凸構造層20における凸部20bの周期Ptと一致し、凸部22bの幅は、凹部20cの幅Dt2と一致し、凹部22cの幅は、凸部20bの幅Dt1と一致する。凸部20bの高さは、高屈折率層21の厚さよりも大きい。 The period of the convex portion 22b coincides with the period Pt of the convex portion 20b in the concave-convex structure layer 20, the width of the convex portion 22b coincides with the width Dt2 of the concave portion 20c, and the width of the concave portion 22c corresponds to the width Dt1 of the convex portion 20b. Matches with. The height of the convex portion 20b is larger than the thickness of the high refractive index layer 21.

埋め込み層22の形成方法としては、各種の塗布法等の公知の成膜技術が用いられる。例えば、低屈折率材料として紫外線硬化性樹脂を用いる場合、まず、上記構造体の表面に紫外線硬化性樹脂を塗工する。次いで、紫外線硬化性樹脂からなる塗工層の表面に、離型性を有する平板を押し当て、塗工層に紫外線を照射する。続いて、硬化した紫外線硬化性樹脂から平板を離型する。よって、紫外線硬化性樹脂を使用する場合は、平版は紫外線を透過する材料で構成される必要がある。 As a method for forming the embedded layer 22, known film forming techniques such as various coating methods are used. For example, when an ultraviolet curable resin is used as the low refractive index material, first, the surface of the structure is coated with the ultraviolet curable resin. Next, a flat plate having releasability is pressed against the surface of the coating layer made of an ultraviolet curable resin, and the coating layer is irradiated with ultraviolet rays. Subsequently, the flat plate is released from the cured ultraviolet curable resin. Therefore, when an ultraviolet curable resin is used, the planographic plate must be made of a material that transmits ultraviolet rays.

これにより、画素10が形成される。凹凸構造層20の平坦部20aが、第1低屈折率領域12である。高屈折率層21の第1層状部21aと、凹凸構造層20の凸部20bのなかで第1層状部21aに隣接する部分とから第1格子領域13が構成され、第1層状部21aが第1高屈折率部13aであり、凸部20bのなかで第1層状部21aに隣接する部分が第1低屈折率部13bである。凹凸構造層20の凸部20bのなかで第1層状部21aよりも延びている部分と、埋め込み層22の凸部22bのなかで凹凸構造層20の凸部20bに隣接する部分とから第2低屈折率領域14が構成される。 As a result, the pixel 10 is formed. The flat portion 20a of the concave-convex structure layer 20 is the first low refractive index region 12. The first lattice region 13 is composed of the first layered portion 21a of the high refractive index layer 21 and the portion of the convex portion 20b of the concave-convex structure layer 20 adjacent to the first layered portion 21a, and the first layered portion 21a is formed. The first high refractive index portion 13a, and the portion of the convex portion 20b adjacent to the first layered portion 21a is the first low refractive index portion 13b. A second portion of the convex portion 20b of the concave-convex structure layer 20 that extends beyond the first layered portion 21a and a portion of the convex portion 22b of the embedded layer 22 that is adjacent to the convex portion 20b of the concave-convex structure layer 20. The low refractive index region 14 is configured.

高屈折率層21の第2層状部21bと、埋め込み層22の凸部22bのなかで第2層状部21bに隣接する部分とから第2格子領域15が構成され、第2層状部21bが第2高屈折率部15aであり、凸部22bのなかで第2層状部21bに隣接する部分が第2低屈折率部15bである。埋め込み層22の平坦部22aが、第3低屈折率領域16である。 The second lattice region 15 is composed of the second layered portion 21b of the high refractive index layer 21 and the portion of the convex portion 22b of the embedded layer 22 adjacent to the second layered portion 21b, and the second layered portion 21b is the second layer. 2 The high refractive index portion 15a, and the portion of the convex portion 22b adjacent to the second layered portion 21b is the second low refractive index portion 15b. The flat portion 22a of the embedded layer 22 is the third low refractive index region 16.

こうした製造方法によって製造される画素10においては、第1低屈折率領域12と、第1格子領域13の第1低屈折率部13bとは連続し、第1低屈折率部13bと、第2低屈折率領域14のなかで第1低屈折率部13bに隣接する部分とは連続し、第1低屈折率領域12と、第1低屈折率部13bと、第2低屈折率領域14のなかで第1低屈折率部13bに隣接する部分とは1つの構造体である。また、第2低屈折率領域14のなかで第2格子領域15の第2低屈折率部15bに隣接する部分と、第2低屈折率部15bとは連続し、第2低屈折率部15bと第3低屈折率領域16とは連続し、第2低屈折率領域14のなかで第2低屈折率部15bに隣接する部分と、第2低屈折率部15bと、第3低屈折率領域16とは1つの構造体である。 In the pixel 10 manufactured by such a manufacturing method, the first low refractive index region 12 and the first low refractive index portion 13b of the first lattice region 13 are continuous, and the first low refractive index portion 13b and the second In the low refractive index region 14, the portion adjacent to the first low refractive index portion 13b is continuous, and the first low refractive index region 12, the first low refractive index portion 13b, and the second low refractive index region 14 are continuous. Among them, the portion adjacent to the first low refractive index portion 13b is one structure. Further, in the second low refractive index region 14, the portion of the second lattice region 15 adjacent to the second low refractive index portion 15b and the second low refractive index portion 15b are continuous, and the second low refractive index portion 15b And the third low refractive index region 16 are continuous, a portion of the second low refractive index region 14 adjacent to the second low refractive index portion 15b, a second low refractive index portion 15b, and a third low refractive index. The region 16 is one structure.

上述のように、画素10では、第1格子領域13で強められた波長域の光と、第2格子領域15で強められた波長域の光とが射出されることにより、反射光の強度が大きくなる。そのため、第1格子領域13や第2格子領域15に接する層の精密な膜厚の制御を要さずに、例えば、ナノインプリント法を用いて画素10を形成する場合には、残膜の膜厚の精密な制御を要さずに、波長選択性の高い反射光を射出する画素10を製造することができる。したがって、表示体100の製造が容易である。 As described above, in the pixel 10, the intensity of the reflected light is increased by emitting the light in the wavelength region enhanced in the first lattice region 13 and the light in the wavelength region enhanced in the second lattice region 15. growing. Therefore, for example, when the pixel 10 is formed by using the nanoimprint method without requiring precise control of the thickness of the layer in contact with the first lattice region 13 and the second lattice region 15, the thickness of the residual film is formed. It is possible to manufacture the pixel 10 that emits reflected light having high wavelength selectivity without requiring precise control of the above. Therefore, the display body 100 can be easily manufactured.

また、表示体100は、光ナノインプリント法と真空蒸着法とを組み合わせた製造方法によって形成可能であるため、ロール・トゥ・ロール法による製造に適している。したがって、表示体100の構成は、大量生産にも適している。 Further, since the display body 100 can be formed by a manufacturing method that combines an optical nanoimprint method and a vacuum vapor deposition method, it is suitable for manufacturing by a roll-to-roll method. Therefore, the configuration of the display body 100 is also suitable for mass production.

ここで、第1画素10Aと第2画素10Bと第3画素10Cとの間で、基材11、第1低屈折率領域12、第1格子領域13、第2低屈折率領域14、第2格子領域15、および、第3低屈折率領域16の各々は連続している。すなわち、第1画素10Aと第2画素10Bと第3画素10Cとは、共通した1つの基材11と、これらの画素間で相互に連続した凹凸構造層20と、これらの画素間で相互に連続した埋め込み層22とを有している。 Here, between the first pixel 10A, the second pixel 10B, and the third pixel 10C, the base material 11, the first low refractive index region 12, the first lattice region 13, the second low refractive index region 14, and the second Each of the lattice region 15 and the third low refractive index region 16 is continuous. That is, the first pixel 10A, the second pixel 10B, and the third pixel 10C have a common base material 11, a concavo-convex structure layer 20 that is mutually continuous between these pixels, and mutual use between these pixels. It has a continuous embedded layer 22.

第1画素10Aと第2画素10Bと第3画素10Cとの各々における凹凸構造層20は、例えば、ナノインプリント法を利用して、各画素10A,10B,10Cに対応する部分で凹凸の周期を変えた合成石英モールドを用いることによって、同時に形成することができる。また、高屈折率層21および埋め込み層22も、各画素10A,10B,10Cに対応する部分を同時に形成することができる。したがって、互いに異なる色を呈する画素10A,10B,10Cを容易に形成することができる。 The concavo-convex structure layer 20 in each of the first pixel 10A, the second pixel 10B, and the third pixel 10C uses, for example, the nanoimprint method to change the concavo-convex cycle at the portion corresponding to each pixel 10A, 10B, 10C. It can be formed at the same time by using a synthetic quartz mold. Further, the high refractive index layer 21 and the embedded layer 22 can also simultaneously form portions corresponding to the pixels 10A, 10B, and 10C. Therefore, the pixels 10A, 10B, and 10C that exhibit different colors can be easily formed.

なお、真空蒸着法を用いて高屈折率層21を形成する場合、凹凸構造層20の凸部20bの側面にも、高屈折率材料が付着する場合がある。その結果、図7が示すように、第2低屈折率領域14は、第1方向に沿った方向から見て互いに隣り合う第1高屈折率部13aと第2高屈折率部15aとの端部間を繋ぐように、第2低屈折率領域14の厚さ方向に延びる第3高屈折率部17を含む。なお、第3高屈折率部17は、第1高屈折率部13aと第2高屈折率部15aとを完全に繋いでいなくてもよく、第3高屈折率部17と第1高屈折率部13aや第2高屈折率部15aは離れていてもよい。 When the high refractive index layer 21 is formed by using the vacuum vapor deposition method, the high refractive index material may also adhere to the side surface of the convex portion 20b of the concave-convex structure layer 20. As a result, as shown in FIG. 7, the second low refractive index region 14 is the end of the first high refractive index portion 13a and the second high refractive index portion 15a that are adjacent to each other when viewed from the direction along the first direction. A third high refractive index portion 17 extending in the thickness direction of the second low refractive index region 14 is included so as to connect the portions. The third high refractive index section 17 does not have to completely connect the first high refractive index section 13a and the second high refractive index section 15a, and the third high refractive index section 17 and the first high refractive index section 17 do not have to be completely connected. The rate section 13a and the second high refractive index section 15a may be separated from each other.

第3高屈折率部17が存在する場合であっても、第2低屈折率領域14における第3高屈折率部17の体積比率は微小であって、第2低屈折率領域14においては、低屈折率材料によって構成される部分が支配的である。そのため、第2低屈折率領域14の屈折率は、第1低屈折率領域12および第3低屈折率領域16の各々の屈折率よりもわずかに大きくなるが、第1格子領域13および第2格子領域15の各々の屈折率よりは十分に小さい。したがって、第1格子領域13および第2格子領域15の各々が、これらの領域よりも屈折率の低い領域に挟まれた、導波モード共鳴現象に適した構造が実現される。 Even when the third high refractive index portion 17 is present, the volume ratio of the third high refractive index portion 17 in the second low refractive index region 14 is very small, and in the second low refractive index region 14, The part composed of low refractive index material is dominant. Therefore, the refractive index of the second low refractive index region 14 is slightly larger than the refractive index of each of the first low refractive index region 12 and the third low refractive index region 16, but the first lattice region 13 and the second It is sufficiently smaller than each refractive index of the lattice region 15. Therefore, a structure suitable for the waveguide mode resonance phenomenon is realized in which each of the first lattice region 13 and the second lattice region 15 is sandwiched between regions having a lower refractive index than these regions.

[表示体の変形例]
上述の製造方法において、紫外線硬化性樹脂に代えて熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いて、ナノインプリント法により凹凸構造層20を形成してもよい。熱硬化性樹脂を用いる場合、紫外線の照射を加熱に変更すればよく、熱可塑性樹脂を用いる場合、紫外線の照射を、加熱および冷却に変更すればよい。
[Transformation example of display body]
In the above-mentioned production method, the concave-convex structure layer 20 may be formed by the nanoimprint method using a thermosetting resin or a thermoplastic resin instead of the ultraviolet curable resin. When a thermosetting resin is used, the irradiation of ultraviolet rays may be changed to heating, and when a thermoplastic resin is used, the irradiation of ultraviolet rays may be changed to heating and cooling.

ただし、熱可塑性樹脂を用いて凹凸構造層20を形成した場合、埋め込み層22の形成に際して、凹凸構造層20が加熱されて変形することを抑えるために、熱可塑性樹脂とは異なる材料を用いて埋め込み層22を形成することが好ましい。 However, when the concave-convex structure layer 20 is formed by using the thermoplastic resin, a material different from the thermoplastic resin is used in order to prevent the concave-convex structure layer 20 from being heated and deformed when the embedded layer 22 is formed. It is preferable to form the embedded layer 22.

例えば、図8が示すように、凹凸構造層20を熱可塑性樹脂から形成し、埋め込み層22を紫外線硬化性樹脂から形成してもよい。この場合、凹凸構造層20を構成する低屈折率材料の屈折率と、埋め込み層22を構成する低屈折率材料の屈折率とは、互いに異なっていてもよく、それぞれの低屈折率材料の屈折率が高屈折率層21を構成する高屈折率材料の屈折率よりも低ければよい。 For example, as shown in FIG. 8, the concave-convex structure layer 20 may be formed of a thermoplastic resin, and the embedded layer 22 may be formed of an ultraviolet curable resin. In this case, the refractive index of the low refractive index material constituting the concave-convex structure layer 20 and the refractive index of the low refractive index material constituting the embedded layer 22 may be different from each other, and the refractive index of each low refractive index material may be different from each other. The index may be lower than the refractive index of the high refractive index material constituting the high refractive index layer 21.

凹凸構造層20を構成する低屈折率材料の屈折率と、埋め込み層22を構成する低屈折率材料の屈折率とが互いに異なるとき、製造された画素10においては、第1低屈折率領域12、第2低屈折率領域14、および、第3低屈折率領域16の各々の屈折率は、互いに異なる。また、第2低屈折率領域14は、互いに異なる屈折率を有する材料から構成された帯状の部分が、第2方向に沿って延び、第3方向に沿って交互に並ぶ構造を有する。 When the refractive index of the low refractive index material constituting the concave-convex structure layer 20 and the refractive index of the low refractive index material constituting the embedded layer 22 are different from each other, in the manufactured pixel 10, the first low refractive index region 12 The refractive indexes of the second low refractive index region 14 and the third low refractive index region 16 are different from each other. Further, the second low refractive index region 14 has a structure in which strip-shaped portions made of materials having different refractive indexes extend along the second direction and are alternately arranged along the third direction.

なお、凹凸構造層20を熱可塑性樹脂から形成し、埋め込み層22を熱可塑性樹脂とは異なる材料から形成する場合に限らず、凹凸構造層20を構成する低屈折率材料の屈折率と、埋め込み層22を構成する低屈折率材料の屈折率とは、互いに異なっていてもよい。要は、凹凸構造層20および埋め込み層22の各々を構成する低屈折率材料の屈折率が、高屈折率層21を構成する高屈折率材料の屈折率よりも低ければよい。そして、製造された画素10においては、第1格子領域13および第2格子領域15の屈折率の各々よりも、第1低屈折率領域12、第2低屈折率領域14、および、第3低屈折率領域16の屈折率の各々が低ければよい。 Not only when the concave-convex structure layer 20 is formed of a thermoplastic resin and the embedded layer 22 is formed of a material different from the thermoplastic resin, the refractive index of the low-refractive index material constituting the concave-convex structure layer 20 and the embedding The refractive indexes of the low refractive index materials constituting the layer 22 may be different from each other. In short, the refractive index of the low refractive index material constituting each of the concave-convex structure layer 20 and the embedded layer 22 may be lower than the refractive index of the high refractive index material constituting the high refractive index layer 21. Then, in the manufactured pixel 10, the first low refractive index region 12, the second low refractive index region 14, and the third low refractive index are higher than each of the refractive indexes of the first lattice region 13 and the second lattice region 15. It suffices if each of the refractive indexes of the refractive index region 16 is low.

また、図9が示すように、基材11と凹凸構造層20とが互いに連続した1つの構造体であってもよい。すなわち、低屈折率材料からなる基材11の表面に凹凸構造を形成することによって、凹凸構造層20を形成する。例えば、基材11として熱可塑性樹脂からなるシートを用いて、基材11の表面に凹凸構造を形成してもよいし、基材11として合成石英からなる基板を用いて、基材11の表面に凹凸構造を形成してもよい。合成石英基板に対する凹凸構造の形成には、ドライエッチング法等の公知の技術が用いられればよい。この場合、製造された画素10においては、基材11と第1低屈折率領域12とは互いに連続している。 Further, as shown in FIG. 9, the base material 11 and the concave-convex structure layer 20 may be one continuous structure. That is, the uneven structure layer 20 is formed by forming the uneven structure on the surface of the base material 11 made of the low refractive index material. For example, a sheet made of a thermoplastic resin may be used as the base material 11 to form an uneven structure on the surface of the base material 11, or a substrate made of synthetic quartz may be used as the base material 11 to form a surface of the base material 11. An uneven structure may be formed on the surface. A known technique such as a dry etching method may be used for forming the uneven structure on the synthetic quartz substrate. In this case, in the manufactured pixel 10, the base material 11 and the first low refractive index region 12 are continuous with each other.

以上、第1実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られる。
(1)画素10において、各格子領域13,15に光が入射すると、各格子領域13,15では、導波モード共鳴現象が発生する。そして、第1格子領域13で共鳴を起こす光の波長域と第2格子領域15で共鳴を起こす光の波長域とは一致する。したがって、2つの格子領域13,15の各々で強められた波長域の光が反射光として得られるため、1つの格子領域のみを有する構成と比較して、画素10から反射光として射出される光の強度は大きくなる。すなわち、画素10から射出される光の波長選択性が高められる。したがって、表示領域110に視認される色の鮮明さや明るさが高められるため、表示体100が形成する像の視認性が高められる結果、偽造の困難性や意匠性、すなわち、表示体100の外観によって発現される機能が高められる。
As described above, according to the first embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) When light is incident on the lattice regions 13 and 15 in the pixel 10, a waveguide mode resonance phenomenon occurs in the lattice regions 13 and 15. Then, the wavelength region of the light that resonates in the first lattice region 13 and the wavelength region of the light that resonates in the second lattice region 15 coincide with each other. Therefore, since the light in the wavelength region enhanced in each of the two lattice regions 13 and 15 is obtained as the reflected light, the light emitted from the pixel 10 as the reflected light is compared with the configuration having only one lattice region. The strength of is increased. That is, the wavelength selectivity of the light emitted from the pixel 10 is enhanced. Therefore, since the sharpness and brightness of the color visually recognized in the display area 110 are enhanced, the visibility of the image formed by the display body 100 is enhanced, and as a result, the difficulty of forgery and the design, that is, the appearance of the display body 100 is enhanced. The function expressed by is enhanced.

また、表面反射観察と裏面透過観察とで、表示体100には互いに異なる色彩の像が視認される。それゆえ、表示体100を備える物品にて、偽造の困難性や意匠性がより高められる。また、表示体100の表裏の識別も容易である。 Further, in the front surface reflection observation and the back surface transmission observation, images of different colors are visually recognized on the display body 100. Therefore, in the article provided with the display body 100, the difficulty of counterfeiting and the designability are further enhanced. In addition, it is easy to identify the front and back sides of the display body 100.

(2)表示体100が、サブ波長格子の格子周期が互いに異なる画素10A,10B,10Cを備えているため、表面反射観察および裏面透過観察の各々において、これらの画素10A,10B,10Cが位置する表示領域110A,110B,110Cには、互いに異なる色相の色が視認される。したがって、これらの領域によって、多様な像の表現が可能である。また、こうした視認される色相の違いが、サブ波長格子の格子周期の違いによって実現されるため、色の違いによる画素の製造工程の差異が小さく、表示体100の製造が容易である。 (2) Since the display body 100 includes pixels 10A, 10B, and 10C having different lattice periods of the sub-wavelength lattice, these pixels 10A, 10B, and 10C are positioned in each of the front surface reflection observation and the back surface transmission observation. Colors having different hues are visually recognized in the display areas 110A, 110B, and 110C. Therefore, it is possible to express various images by these areas. Further, since the difference in the visually recognized hue is realized by the difference in the lattice period of the sub-wavelength lattice, the difference in the pixel manufacturing process due to the difference in color is small, and the display body 100 can be easily manufactured.

(3)低屈折率材料からなる凹凸構造層20を形成する工程と、凹凸構造層20の表面に高屈折率層21を形成する工程と、凹凸構造層20と高屈折率層21とからなる構造体の表面に、低屈折率材料からなる埋め込み層22を形成する工程とによって、画素10が形成される。したがって、サブ波長格子に接する層の精密な膜厚の制御を要さずに、画素10から射出される反射光の波長選択性が高められるため、偽造の困難性や意匠性の高められた表示体100を容易に製造することができる。 (3) It is composed of a step of forming a concavo-convex structure layer 20 made of a low refractive index material, a step of forming a high refractive index layer 21 on the surface of the concavo-convex structure layer 20, and a step of forming the concavo-convex structure layer 20 and a high refractive index layer 21. The pixel 10 is formed by the step of forming the embedded layer 22 made of a low refractive index material on the surface of the structure. Therefore, the wavelength selectivity of the reflected light emitted from the pixel 10 is enhanced without requiring precise control of the film thickness of the layer in contact with the sub-wavelength grid, so that the display is more difficult to counterfeit and has improved design. The body 100 can be easily manufactured.

(4)特に、低屈折率材料として樹脂を用い、樹脂からなる塗工層に凹版を押し付けて樹脂の硬化によって凹凸構造層20を形成する製法では、ナノインプリント法を用いて凹凸構造層20の形成が行われるため、微細な凹凸を有する凹凸構造層20を好適に、かつ、簡便に形成することができる。 (4) In particular, in a manufacturing method in which a resin is used as a low refractive index material and a concave plate is pressed against a coating layer made of the resin to form the concave-convex structure layer 20 by curing the resin, the concave-convex structure layer 20 is formed by using the nanoimprint method. Therefore, the concavo-convex structure layer 20 having fine concavities and convexities can be preferably and easily formed.

(5)第1低屈折率領域12と、第1低屈折率部13bと、第2低屈折率領域14のなかで第1低屈折率部13bに隣接する部分とが、相互に連続する1つの構造体であり、第3低屈折率領域16と、第2低屈折率部15bと、第2低屈折率領域14のなかで第2低屈折率部15bに隣接する部分とが、相互に連続する1つの構造体である構成では、1つの構造体である部分の各々を、上述の製造方法を用いて1つの工程にて製造することができるため、表示体100の容易な製造が可能である。 (5) The first low refractive index region 12, the first low refractive index portion 13b, and the portion of the second low refractive index region 14 adjacent to the first low refractive index portion 13b are mutually continuous 1 Two structures, the third low refractive index region 16, the second low refractive index portion 15b, and the portion of the second low refractive index region 14 adjacent to the second low refractive index portion 15b are mutually connected. In the configuration of one continuous structure, each of the parts of the structure can be manufactured in one step by using the above-mentioned manufacturing method, so that the display body 100 can be easily manufactured. Is.

(6)上記各構造体と第1高屈折率部13aおよび第2高屈折率部15aとの屈折率差が0.2よりも大きい構成では、各格子領域13,15にて、導波モード共鳴現象が好適に生じやすく、各格子領域13,15からの反射光の強度がより高められる。したがって、偽造の困難性や意匠性がさらに高められる。 (6) In a configuration in which the refractive index difference between each of the above structures and the first high refractive index portion 13a and the second high refractive index portion 15a is larger than 0.2, the waveguide mode is set in the lattice regions 13 and 15 respectively. The resonance phenomenon is likely to occur favorably, and the intensity of the reflected light from each of the lattice regions 13 and 15 is further enhanced. Therefore, the difficulty of counterfeiting and the designability are further enhanced.

(7)上記各構造体を構成する低屈折率材料が、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、および、熱可塑性樹脂のいずれかであり、第1高屈折率部13aおよび第2高屈折率部15aを構成する材料が、無機化合物を含む構成では、各格子領域13,15にて、導波モード共鳴現象が好適に生じやすく、各格子領域13,15からの反射光の強度がより高められる。したがって、偽造の困難性や意匠性がさらに高められる。また、表示体100の製造に要する材料費の低減や、ナノインプリント法等の簡便な製造方法の適用が可能である。 (7) The low refractive index material constituting each of the above structures is any of an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, and a thermoplastic resin, and the first high refractive index portion 13a and the second high refractive index When the material constituting the portion 15a contains an inorganic compound, the waveguide mode resonance phenomenon is likely to occur favorably in the lattice regions 13 and 15, and the intensity of the reflected light from the lattice regions 13 and 15 is further increased. Be done. Therefore, the difficulty of counterfeiting and the designability are further enhanced. Further, it is possible to reduce the material cost required for manufacturing the display body 100 and to apply a simple manufacturing method such as the nanoimprint method.

(8)第2低屈折率領域14が、第1方向に沿った方向から見て互いに隣り合う第1高屈折率部13aと第2高屈折率部15aとの端部間で、第2低屈折率領域14の厚さ方向に沿って延びる第3高屈折率部17を備える構成では、真空蒸着法を利用した高屈折率部13a,15aの形成が可能であり、サブ波長格子の好適な形成が可能である。そして、この場合であっても、導波モード共鳴現象を生じさせるための第2低屈折率領域14の構成が好適に実現される。 (8) The second low refractive index region 14 is located between the ends of the first high refractive index portion 13a and the second high refractive index portion 15a, which are adjacent to each other when viewed from the direction along the first direction. In the configuration including the third high refractive index portion 17 extending along the thickness direction of the refractive index region 14, the high refractive index portions 13a and 15a can be formed by using the vacuum vapor deposition method, which is suitable for the sub-wavelength lattice. It can be formed. Even in this case, the configuration of the second low refractive index region 14 for causing the waveguide mode resonance phenomenon is preferably realized.

(第2実施形態)
図10〜図13を参照して、表示体、および、表示体の製造方法の第2実施形態について説明する。第2実施形態は、第1実施形態と比較して、画素の構造が異なる。以下では、第2実施形態と第1実施形態との相違点を中心に説明し、第1実施形態と同様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。
(Second Embodiment)
A display body and a second embodiment of a method for manufacturing the display body will be described with reference to FIGS. 10 to 13. The second embodiment has a different pixel structure as compared with the first embodiment. Hereinafter, the differences between the second embodiment and the first embodiment will be mainly described, and the same reference numerals will be given to the same configurations as those of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

[画素の構成]
図10および図11を参照して、第2実施形態の表示体が備える画素の構成について説明する。図10が示すように、画素10は、第1実施形態にて説明した第1低屈折率領域12、第1格子領域13、第2低屈折率領域14、第2格子領域15、および、第3低屈折率領域16からなる構造体である共鳴構造部18を、2つ備えている。
[Pixel composition]
The configuration of the pixels included in the display body of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. As shown in FIG. 10, the pixel 10 includes the first low refractive index region 12, the first lattice region 13, the second low refractive index region 14, the second lattice region 15, and the second lattice region 15 described in the first embodiment. It is provided with two resonance structure portions 18, which are structures composed of three low refractive index regions 16.

2つの共鳴構造部18である第1共鳴構造部18Aと第2共鳴構造部18Bとは、第1方向に隣り合っており、2つの共鳴構造部18A,18Bは、2つの基材11で挟まれている。換言すれば、第2実施形態の画素10は、第1実施形態の構成を有する2つの画素が、第3低屈折率領域16同士が向かい合うように接合された構造を有する。すなわち、第2実施形態の画素10は、第1方向に間をあけて並ぶ4つのサブ波長格子を有し、これらのサブ波長格子が低屈折率材料に埋め込まれた構造を有している。なお、一方の基材11に対する他方の基材11の側が表示体100の表面側であり、他方の基材11に対する一方の基材11の側が表示体100の裏面側である。 The first resonance structure portion 18A and the second resonance structure portion 18B, which are the two resonance structure portions 18, are adjacent to each other in the first direction, and the two resonance structure portions 18A and 18B are sandwiched between the two base materials 11. It has been. In other words, the pixel 10 of the second embodiment has a structure in which two pixels having the configuration of the first embodiment are joined so that the third low refractive index regions 16 face each other. That is, the pixel 10 of the second embodiment has four sub-wavelength grids arranged with a gap in the first direction, and these sub-wavelength grids have a structure embedded in a low refractive index material. The side of the other base material 11 with respect to one base material 11 is the front surface side of the display body 100, and the side of the other base material 11 with respect to the other base material 11 is the back surface side of the display body 100.

2つの共鳴構造部18A,18Bにおいて、高屈折率部13a,15aの延びる方向は一致している。すなわち、画素10が含むすべての第1高屈折率部13aおよび第2高屈折率部15aは、第2方向に沿って延び、画素10が含むすべての第1低屈折率部13bおよび第2低屈折率部15bもまた、第2方向に沿って延びている。そして、画素10が有する4つの格子領域13,15の各々にて、高屈折率部13a,15aと低屈折率部13b,15bとは、第3方向に沿って交互に並んでいる。すなわち、画素10が有する4つのサブ波長格子について、サブ波長格子の配列方向は同一である。 In the two resonance structure portions 18A and 18B, the extending directions of the high refractive index portions 13a and 15a are the same. That is, all the first high refractive index portions 13a and the second high refractive index portion 15a included in the pixel 10 extend along the second direction, and all the first low refractive index portions 13b and the second low included in the pixel 10. The refractive index portion 15b also extends along the second direction. Then, in each of the four lattice regions 13 and 15 of the pixel 10, the high refractive index portions 13a and 15a and the low refractive index portions 13b and 15b are alternately arranged along the third direction. That is, the arrangement directions of the sub-wavelength grids are the same for the four sub-wavelength grids of the pixel 10.

なお、第1方向に沿った方向から見て、第1共鳴構造部18Aの第1高屈折率部13aは、第2共鳴構造部18Bの第1高屈折率部13aと重なってもよいし、第2共鳴構造部18Bの第2高屈折率部15aと重なってもよいし、第2共鳴構造部18Bの第1高屈折率部13aの一部および第2高屈折率部15aの一部と重なってもよい。 The first high refractive index portion 13a of the first resonance structure portion 18A may overlap with the first high refractive index portion 13a of the second resonance structure portion 18B when viewed from the direction along the first direction. It may overlap with the second high refractive index portion 15a of the second resonance structure portion 18B, or may overlap with a part of the first high refractive index portion 13a and a part of the second high refractive index portion 15a of the second resonance structure portion 18B. It may overlap.

第1共鳴構造部18Aと第2共鳴構造部18Bとは、これらの境界部分で、低屈折率領域を共有していてもよい。例えば、図10が示す例では、第1共鳴構造部18Aの備える第3低屈折率領域16と、第2共鳴構造部18Bの備える第3低屈折率領域16とは連続しており、これらの領域の境界は存在しない。 The first resonance structure portion 18A and the second resonance structure portion 18B may share a low refractive index region at their boundary portions. For example, in the example shown in FIG. 10, the third low refractive index region 16 included in the first resonance structure portion 18A and the third low refractive index region 16 included in the second resonance structure portion 18B are continuous, and these There are no region boundaries.

1つの共鳴構造部18内において、第1格子領域13の第1周期P1と第2格子領域15の第2周期P2とは同一であり、この周期が当該共鳴構造部18の構造周期Pkである。 Within one resonance structure portion 18, the first period P1 of the first lattice region 13 and the second period P2 of the second lattice region 15 are the same, and this period is the structural period Pk of the resonance structure portion 18. ..

第1共鳴構造部18Aの構造周期Pkと、第2共鳴構造部18Bの構造周期Pkとは、図10が示すように同一であってもよいし、図11が示すように互いに異なっていてもよい。 The structural period Pk of the first resonance structure portion 18A and the structural period Pk of the second resonance structure portion 18B may be the same as shown in FIG. 10 or different from each other as shown in FIG. Good.

2つの共鳴構造部18A,18Bが同一の構造周期Pkを有する形態においては、画素10が含む4つのサブ波長格子のパターンはすべて同一であり、共鳴構造部18A,18Bにおいて高要素幅Dh1,Dh2はすべて等しく、領域厚さT1,T2はすべて等しい。また、2つの共鳴構造部18A,18Bが互いに異なる構造周期Pkを有する形態においては、画素10が含む4つのサブ波長格子のパターンは共鳴構造部18A,18Bごとに異なる。すなわち、高要素幅Dh1,Dh2は共鳴構造部18A,18Bごとに異なる。領域厚さT1,T2はすべて等しくてもよいし、共鳴構造部18A,18Bごとに異なってもよい。 In the form in which the two resonance structure portions 18A and 18B have the same structural period Pk, the patterns of the four sub-wavelength lattices included in the pixel 10 are all the same, and the resonance structure portions 18A and 18B have high element widths Dh1 and Dh2. Are all equal, and the region thicknesses T1 and T2 are all equal. Further, in the form in which the two resonance structure portions 18A and 18B have different structural periods Pk, the pattern of the four sub-wavelength lattices included in the pixel 10 is different for each resonance structure portion 18A and 18B. That is, the high element widths Dh1 and Dh2 are different for each of the resonance structure portions 18A and 18B. The region thicknesses T1 and T2 may all be the same, or may be different for each of the resonance structure portions 18A and 18B.

[表示体の作用]
2つの共鳴構造部18A,18Bが同一の構造周期Pkを有する構成では、画素10が有する4つの格子領域13,15のすべてにおいて、共鳴を起こす光の波長域は一致する。したがって、表示体100の表面側から画素10に光が入射したとき、上層の格子領域にて多重反射する特定の波長域の光のうち、多重反射の過程でこの格子領域から漏れ出た光は、その下層の格子領域に入って多重反射し、こうした現象が、格子領域の数だけ繰り返される。その結果、4つの格子領域13,15の各々で強められた特定の波長域の反射光が表示体100の表面側に射出される。そのため、第1実施形態の表示体と比較して、表示体100から反射光として射出される上記特定の波長域の光の強度はより大きくなり、反射光の波長選択性がより高められる。結果として、表示体100においては、表面反射観察にて各表示領域110A,110B,110Cに視認される色の鮮明さや明るさが高められることにより、像の視認性が高められる。
[Action of display body]
In the configuration in which the two resonance structure portions 18A and 18B have the same structural period Pk, the wavelength ranges of the light causing resonance are the same in all of the four lattice regions 13 and 15 of the pixel 10. Therefore, when light is incident on the pixel 10 from the surface side of the display body 100, among the light in a specific wavelength range that is multiple-reflected in the upper grid region, the light that leaks from this grid region in the process of multiple reflection is , It enters the lattice region of the lower layer and multiple reflections occur, and this phenomenon is repeated for the number of lattice regions. As a result, the reflected light in a specific wavelength region enhanced in each of the four lattice regions 13 and 15 is emitted to the surface side of the display body 100. Therefore, as compared with the display body of the first embodiment, the intensity of the light in the specific wavelength range emitted from the display body 100 as the reflected light is higher, and the wavelength selectivity of the reflected light is further enhanced. As a result, in the display body 100, the visibility of the image is enhanced by increasing the sharpness and brightness of the colors visually recognized in the display areas 110A, 110B, and 110C by the surface reflection observation.

一方、2つの共鳴構造部18A,18Bが互いに異なる構造周期Pkを有する構成では、第1共鳴構造部18Aの有する格子領域13,15にて共鳴を起こす光の波長域と、第2共鳴構造部18Bの有する格子領域13,15にて共鳴を起こす光の波長域とは、互いに異なる。したがって、表示体100の表面側から画素10に光が入射したとき、上層の共鳴構造部18の各格子領域13,15で特定の波長域の光が多重反射し、多重反射しなかった波長域の光は、この共鳴構造部18を透過して、下層の共鳴構造部18に入り、上層の共鳴構造部18とは異なる波長域の光が、下層の共鳴構造部18の各格子領域13,15で多重反射する。その結果、表示体100の表面側には、第1共鳴構造部18Aの有する格子領域13,15にて強められた第1の波長域の光と、第2共鳴構造部18Bの有する格子領域13,15にて強められた第2の波長域の光とを含む反射光が画素10から射出される。 On the other hand, in the configuration in which the two resonance structure portions 18A and 18B have different structural periods Pk, the wavelength range of light that causes resonance in the lattice regions 13 and 15 of the first resonance structure portion 18A and the second resonance structure portion The wavelength regions of light that resonate in the lattice regions 13 and 15 of 18B are different from each other. Therefore, when light is incident on the pixel 10 from the surface side of the display body 100, the light in a specific wavelength range is multiple-reflected in the lattice regions 13 and 15 of the resonance structure portion 18 in the upper layer, and the light is not multiple-reflected. Light passes through the resonance structure portion 18 and enters the resonance structure portion 18 of the lower layer, and light having a wavelength range different from that of the resonance structure portion 18 of the upper layer is emitted from each lattice region 13 of the resonance structure portion 18 of the lower layer. Multiple reflection is performed at 15. As a result, on the surface side of the display body 100, the light in the first wavelength region enhanced by the lattice regions 13 and 15 of the first resonance structure portion 18A and the lattice region 13 of the second resonance structure portion 18B The reflected light including the light in the second wavelength region enhanced at 15 and 15 is emitted from the pixel 10.

そして、表示体100の裏面側には、表示体100への入射光に含まれる波長域のなかで、上記反射光として射出された第1の波長域および第2の波長域を除く波長域の光が、透過光として画素10から射出される。こうした構成によれば、画素10にて、反射光の強度を高めつつ反射光に含まれる波長域を拡げること、および、透過光に含まれる波長域を狭めることが可能である。したがって、共鳴構造部18A,18Bにおける構造周期Pkの設定を通じて、反射光や透過光として観察される色相の調整の自由度を高めることができる。 Then, on the back surface side of the display body 100, among the wavelength ranges included in the light incident on the display body 100, the wavelength range excluding the first wavelength range and the second wavelength range emitted as the reflected light. Light is emitted from the pixel 10 as transmitted light. According to such a configuration, it is possible for the pixel 10 to widen the wavelength range included in the reflected light and narrow the wavelength range included in the transmitted light while increasing the intensity of the reflected light. Therefore, the degree of freedom in adjusting the hue observed as reflected light or transmitted light can be increased by setting the structural period Pk in the resonance structure portions 18A and 18B.

そして、第1画素10Aと第2画素10Bと第3画素10Cとでは、第1共鳴構造部18Aの構造周期Pkと、第2共鳴構造部18Bの構造周期Pkとの組み合わせが、互いに異なっている。すなわち、第1画素10Aにおける第1共鳴構造部18Aの構造周期Pkと、第2共鳴構造部18Bの構造周期Pkとの組み合わせと、第2画素10Bにおける第1共鳴構造部18Aの構造周期Pkと、第2共鳴構造部18Bの構造周期Pkとの組み合わせとでは、第1共鳴構造部18Aの構造周期Pkと、第2共鳴構造部18Bの構造周期Pkとの少なくとも一方が異なる。第2画素10Bと第3画素10Cとにおける構造周期Pkの組み合わせ、第1画素10Aと第3画素10Cとにおける構造周期Pkの組み合わせについても同様である。 Then, in the first pixel 10A, the second pixel 10B, and the third pixel 10C, the combination of the structural period Pk of the first resonance structure portion 18A and the structural period Pk of the second resonance structure portion 18B is different from each other. .. That is, the combination of the structural period Pk of the first resonance structure portion 18A in the first pixel 10A and the structural period Pk of the second resonance structure portion 18B, and the structural period Pk of the first resonance structure portion 18A in the second pixel 10B. In the combination with the structural period Pk of the second resonance structure portion 18B, at least one of the structural period Pk of the first resonance structure portion 18A and the structural period Pk of the second resonance structure portion 18B is different. The same applies to the combination of the structural period Pk in the second pixel 10B and the third pixel 10C, and the combination of the structural period Pk in the first pixel 10A and the third pixel 10C.

こうした構成によって、第1画素10Aと第2画素10Bと第3画素10Cとでは、反射光として射出される光の波長域が互いに異なり、かつ、透過光として射出される光の波長域が互いに異なっている。これにより、表面反射観察と裏面透過観察との各々において、第1表示領域110Aと第2表示領域110Bと第3表示領域110Cとは互いに異なる色相の色に見える。こうした構成によれば、表面反射観察と裏面透過観察とにおいて視認される像の色相の調整の自由度が高められる。 Due to such a configuration, the first pixel 10A, the second pixel 10B, and the third pixel 10C have different wavelength ranges of light emitted as reflected light and different wavelength ranges of light emitted as transmitted light. ing. As a result, in each of the front surface reflection observation and the back surface transmission observation, the first display area 110A, the second display area 110B, and the third display area 110C appear to have different hues from each other. According to such a configuration, the degree of freedom of adjusting the hue of the image visually recognized in the front surface reflection observation and the back surface transmission observation is increased.

[表示体の製造方法]
図12および図13を参照して、第2実施形態の表示体100の製造方法について説明する。まず、第2実施形態の画素10の製造に際しては、第1実施形態と同様に、基材11上に凹凸構造層20と高屈折率層21とが順に形成される。
[Manufacturing method of display body]
A method of manufacturing the display body 100 of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13. First, in the production of the pixel 10 of the second embodiment, the concave-convex structure layer 20 and the high refractive index layer 21 are sequentially formed on the base material 11 as in the first embodiment.

続いて、図12が示すように、基材11と凹凸構造層20と高屈折率層21とからなる構造体である2つの凹凸構造体31を、高屈折率層21同士が向かい合うように対向させ、図13が示すように、2つの凹凸構造体31の間の領域を低屈折率材料で埋めることによってこれらの凹凸構造体31を接合する。これにより、画素10が形成される。 Subsequently, as shown in FIG. 12, the two concave-convex structures 31, which are structures composed of the base material 11, the concave-convex structure layer 20, and the high-refractive index layer 21, face each other so that the high-refractive index layers 21 face each other. Then, as shown in FIG. 13, these uneven structures 31 are joined by filling the region between the two concave-convex structures 31 with a low refractive index material. As a result, the pixel 10 is formed.

図13が示すように、低屈折率材料による埋め込みによって、2つの凹凸構造体31の間に形成される部分が埋め込み層22である。第1実施形態と同様に、埋め込み層22を構成する低屈折率材料は、高屈折率層21を構成する高屈折率材料よりも屈折率の低い材料であれば、凹凸構造層20を構成する材料とは異なる材料であってもよい。また、2つの凹凸構造体31において、凹凸構造層20を構成する低屈折率材料や高屈折率層21を構成する高屈折率材料は互いに異なっていてもよい。 As shown in FIG. 13, the portion formed between the two uneven structures 31 by embedding with a low refractive index material is the embedding layer 22. Similar to the first embodiment, if the low refractive index material constituting the embedded layer 22 is a material having a lower refractive index than the high refractive index material constituting the high refractive index layer 21, the concave-convex structure layer 20 is formed. It may be a material different from the material. Further, in the two concave-convex structures 31, the low-refractive index material forming the concave-convex structure layer 20 and the high-refractive index material forming the high refractive index layer 21 may be different from each other.

なお、2つの凹凸構造体31を対向させた状態において、第1層状部21a同士が向かい合ってもよいし、一方の凹凸構造体31における第1層状部21aと、他方の凹凸構造体31における第2層状部21bとが向かい合ってもよい。あるいは、一方の凹凸構造体31における第1層状部21aは、他方の凹凸構造体31における第1層状部21aの一部および第2層状部21bの一部と向かい合っていてもよい。 In a state where the two concave-convex structures 31 face each other, the first layered portions 21a may face each other, or the first layered portion 21a in one concave-convex structure 31 and the second concave-convex structure 31 in the other concave-convex structure 31. The two-layered portion 21b may face each other. Alternatively, the first layered portion 21a in one concave-convex structure 31 may face a part of the first layered portion 21a and a part of the second layered portion 21b in the other concave-convex structure 31.

例えば、2つの凹凸構造体31として、凸部20bの周期Ptが同一である凹凸構造体31を接合することによって、2つの共鳴構造部18A,18Bが同一の構造周期Pkを有する画素10が形成できる。また例えば、2つの凹凸構造体31として、凸部20bの周期Ptが互いに異なる凹凸構造体31を接合することによって、2つの共鳴構造部18A,18Bが互いに異なる構造周期Pkを有する画素10が形成できる。 For example, by joining the concavo-convex structure 31 having the same period Pt of the convex portion 20b as the two concavo-convex structures 31, the pixel 10 in which the two resonance structure portions 18A and 18B have the same structural period Pk is formed. it can. Further, for example, as two concave-convex structures 31, pixels 10 in which the two resonance structure portions 18A and 18B have different structural periods Pk are formed by joining the concave-convex structures 31 having different periodic Pts of the convex portions 20b. it can.

なお、画素10は、第1方向に並ぶ3以上の共鳴構造部18を備えていてもよい。画素10が複数の共鳴構造部18を備える構成において、これらの共鳴構造部18における構造周期Pkが同一であれば、共鳴構造部18の数が多いほど、反射光の強度は高められる。また、複数の共鳴構造部18に、構造周期Pkが同一である共鳴構造部18と、構造周期Pkが互いに異なる共鳴構造部18とが含まれてもよい。こうした構成によれば、画素10から出射される反射光や透過光の色の細かな調整も可能となる。 The pixel 10 may include three or more resonance structure portions 18 arranged in the first direction. In a configuration in which the pixels 10 include a plurality of resonance structure portions 18, if the structural period Pk in these resonance structure portions 18 is the same, the larger the number of resonance structure portions 18, the higher the intensity of the reflected light. Further, the plurality of resonance structure portions 18 may include a resonance structure portion 18 having the same structural period Pk and a resonance structure portion 18 having different structural periods Pk. According to such a configuration, it is possible to finely adjust the colors of the reflected light and the transmitted light emitted from the pixel 10.

3以上の共鳴構造部18を備える画素10の製造に際しては、凹凸構造体31の基材11と凹凸構造層20とが、凹凸構造層20から基材11を剥離可能な材料から形成される。そして、2つの凹凸構造体31が低屈折率材料によって接合されたのち、一方の基材11が剥離され、露出された凹凸構造層20と他の凹凸構造体31とがさらに低屈折率材料を挟んで接合されることが繰り返されることによって、6以上のサブ波長格子を有する画素10が形成される。 In manufacturing the pixel 10 having three or more resonance structure portions 18, the base material 11 of the concave-convex structure 31 and the concave-convex structure layer 20 are formed of a material capable of peeling the base material 11 from the concave-convex structure layer 20. Then, after the two concave-convex structures 31 are joined by the low-refractive index material, one base material 11 is peeled off, and the exposed concave-convex structure layer 20 and the other uneven structure 31 further form a low-refractive index material. By repeating the sandwiching and joining, the pixel 10 having 6 or more sub-wavelength grids is formed.

以上、第2実施形態によれば、第1実施形態の(1),(3)〜(8)の効果に加えて、下記の効果が得られる。
(9)画素10が、第1方向に並ぶ複数の共鳴構造部18を備える構成によれば、画素10が4つ以上の格子領域13,15を備えるため、画素10から出射される反射光の波長選択性をさらに高めることや、反射光と透過光とに含まれる波長域の調整の自由度を高めることが可能である。したがって、表示体100が形成する像の視認性を高めることや、表示体100にて視認される像の色相の調整の自由度を高めることができる。
As described above, according to the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects of (1), (3) to (8) of the first embodiment.
(9) According to the configuration in which the pixels 10 include a plurality of resonance structure portions 18 arranged in the first direction, since the pixels 10 include the lattice regions 13 and 15 having four or more pixels, the reflected light emitted from the pixels 10 It is possible to further enhance the wavelength selectivity and increase the degree of freedom in adjusting the wavelength range included in the reflected light and the transmitted light. Therefore, it is possible to increase the visibility of the image formed by the display body 100 and increase the degree of freedom in adjusting the hue of the image visually recognized by the display body 100.

(10)第1共鳴構造部18Aの構造周期Pkと、第2共鳴構造部18Bの構造周期Pkとが互いに異なる構成によれば、第1共鳴構造部18Aの各格子領域13,15にて共鳴を起こす光の波長域と、第2共鳴構造部18Bの各格子領域13,15にて共鳴を起こす光の波長域とは、互いに異なる。したがって、画素10に光が入射したとき、画素10からは、第1共鳴構造部18Aの格子領域13,15にて強められた第1の波長域の光と、第2共鳴構造部18Bの有する格子領域13,15にて強められた第2の波長域の光とを含む反射光が射出される。また、画素10の入射光に含まれる波長域のなかで、上記反射光として射出された第1の波長域および第2の波長域を除く波長域の光が透過光として画素10から射出される。したがって、画素10にて、反射光の強度を高めつつ反射光に含まれる波長域を拡げること、および、透過光に含まれる波長域を狭めることが可能である。それゆえ、各共鳴構造部18A,18Bが有するサブ波長格子の格子周期の設定を通じて、反射光や透過光として観察される色相の調整の自由度を高めることが可能であり、表示体100にて視認される像の色相の調整の自由度を高めることができる。 (10) According to the configuration in which the structural period Pk of the first resonance structure portion 18A and the structural period Pk of the second resonance structure portion 18B are different from each other, resonance occurs in the lattice regions 13 and 15 of the first resonance structure portion 18A. The wavelength range of the light that causes resonance and the wavelength range of the light that causes resonance in the lattice regions 13 and 15 of the second resonance structure portion 18B are different from each other. Therefore, when light is incident on the pixel 10, the light in the first wavelength region enhanced in the lattice regions 13 and 15 of the first resonance structure portion 18A and the light in the second resonance structure portion 18B are contained from the pixel 10. The reflected light including the light in the second wavelength region enhanced in the lattice regions 13 and 15 is emitted. Further, among the wavelength ranges included in the incident light of the pixel 10, the light in the wavelength range excluding the first wavelength range and the second wavelength range emitted as the reflected light is emitted from the pixel 10 as transmitted light. .. Therefore, in the pixel 10, it is possible to expand the wavelength range included in the reflected light and narrow the wavelength range included in the transmitted light while increasing the intensity of the reflected light. Therefore, it is possible to increase the degree of freedom in adjusting the hue observed as reflected light or transmitted light by setting the lattice period of the sub-wavelength lattice of each of the resonance structure portions 18A and 18B, and the display body 100 can display the display body 100. It is possible to increase the degree of freedom in adjusting the hue of the image to be visually recognized.

(11)各画素10A,10B,10Cにおいて、第1共鳴構造部18Aの構造周期Pkと、第2共鳴構造部18Bの構造周期Pkとの組み合わせが互いに異なる構成では、第1画素10Aと第2画素10Bと第3画素10Cとでは、反射光として射出される光の波長域が互いに異なり、かつ、透過光として射出される光の波長域が互いに異なる。これにより、表面反射観察と裏面透過観察との各々において、第1表示領域110Aと第2表示領域110Bと第3表示領域110Cとは互いに異なる色相の色に見える。こうした構成によれば、表面反射観察と裏面透過観察とにおいて視認される像の色相の調整の自由度が高められる。 (11) In each pixel 10A, 10B, 10C, in a configuration in which the combination of the structural period Pk of the first resonance structure portion 18A and the structural period Pk of the second resonance structure portion 18B is different from each other, the first pixel 10A and the second pixel 10A and the second The pixel 10B and the third pixel 10C have different wavelength ranges of light emitted as reflected light and different wavelength ranges of light emitted as transmitted light. As a result, in each of the front surface reflection observation and the back surface transmission observation, the first display area 110A, the second display area 110B, and the third display area 110C appear to have different hues from each other. According to such a configuration, the degree of freedom of adjusting the hue of the image visually recognized in the front surface reflection observation and the back surface transmission observation is increased.

(12)上記画素10は、2つの凹凸構造体31を、高屈折率層21同士が向かい合うように対向させ、2つの凹凸構造体31の間の領域を低屈折率材料で埋めることによって形成される。これによれば、複数の共鳴構造部18を備える画素10を容易に形成することができる。したがって、表示体100の製造が容易である。 (12) The pixel 10 is formed by having two concave-convex structures 31 face each other so that the high-refractive index layers 21 face each other, and filling a region between the two concave-convex structures 31 with a low-refractive index material. To. According to this, the pixel 10 including the plurality of resonance structure portions 18 can be easily formed. Therefore, the display body 100 can be easily manufactured.

(第3実施形態)
図14および図15を参照して、表示体、および、表示体の製造方法の第3実施形態について説明する。第3実施形態は、第2実施形態と比較して、2つの共鳴構造部におけるサブ波長格子の配列方向が異なる。以下では、第3実施形態と第2実施形態との相違点を中心に説明し、第2実施形態と同様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。なお、図14および図15は、画素10の一部分を示す図であり、画素10の構造を理解しやすくするために、高屈折率材料から構成されている部分と、低屈折率材料から構成されている部分とに、互いに異なる濃度のドットを付して示している。
(Third Embodiment)
A display body and a third embodiment of a method for manufacturing the display body will be described with reference to FIGS. 14 and 15. In the third embodiment, the arrangement directions of the sub-wavelength lattices in the two resonance structures are different from those in the second embodiment. Hereinafter, the differences between the third embodiment and the second embodiment will be mainly described, and the same reference numerals will be given to the same configurations as those of the second embodiment, and the description thereof will be omitted. 14 and 15 are views showing a part of the pixel 10, and are composed of a portion made of a high refractive index material and a low refractive index material in order to make the structure of the pixel 10 easy to understand. Dots with different densities are attached to the parts shown.

[画素の構成]
図14が示すように、第3実施形態の表示体が備える画素10は、第2実施形態と同様に、第1方向に隣り合う2つの共鳴構造部18A,18Bを備えている。ただし、第3実施形態においては、第1共鳴構造部18Aの格子領域13,15が有する各要素部、すなわち、高屈折率部13a,15aおよび低屈折率部13b,15bの各々の延びる方向と、第2共鳴構造部18Bの格子領域13,15が有する各要素部の延びる方向とは互いに異なる。つまり、共鳴構造部18ごとに、各格子領域13,15での各要素部の並ぶ方向が異なっている。換言すれば、第1共鳴構造部18Aが有するサブ波長格子の配列方向と、第2共鳴構造部18Bが有するサブ波長格子の配列方向とが互いに異なっている。
[Pixel composition]
As shown in FIG. 14, the pixel 10 included in the display body of the third embodiment includes two resonance structure portions 18A and 18B adjacent to each other in the first direction, as in the second embodiment. However, in the third embodiment, the respective element portions of the lattice regions 13 and 15 of the first resonance structure portion 18A, that is, the extending directions of the high refractive index portions 13a and 15a and the low refractive index portions 13b and 15b, respectively. , The extending directions of the respective element portions of the lattice regions 13 and 15 of the second resonance structure portion 18B are different from each other. That is, the direction in which the element portions are arranged in the lattice regions 13 and 15 is different for each resonance structure portion 18. In other words, the arrangement direction of the sub-wavelength lattice included in the first resonance structure portion 18A and the arrangement direction of the sub-wavelength lattice included in the second resonance structure portion 18B are different from each other.

なお、画素10が含む4つのサブ波長格子のパターンは相互に一致しており、共鳴構造部18A,18Bにおいて周期P1,P2はすべて等しく、高要素幅Dh1,Dh2はすべて等しく、領域厚さT1,T2はすべて等しい。 The patterns of the four sub-wavelength lattices included in the pixel 10 are in agreement with each other, the periods P1 and P2 are all equal in the resonance structure portions 18A and 18B, the high element widths Dh1 and Dh2 are all equal, and the region thickness T1. , T2 are all equal.

図15は、図14に示す画素10を、基材11の表面に沿った方向に広がる領域ごとに分割して示す図である。なお、図15は、2つの共鳴構造部18A,18Bにおける各要素部の配置をわかりやすく示すための図であって、図15にて分割されている各領域の境界は、画素10を構成する構造体の境界を示すものではない。 FIG. 15 is a diagram showing the pixel 10 shown in FIG. 14 divided into regions extending in a direction along the surface of the base material 11. Note that FIG. 15 is a diagram for clearly showing the arrangement of each element portion in the two resonance structure portions 18A and 18B, and the boundary of each region divided in FIG. 15 constitutes the pixel 10. It does not indicate the boundaries of the structure.

図15が示すように、第1共鳴構造部18Aの高屈折率部13a,15aおよび低屈折率部13b,15bは、第2方向に沿って延び、第3方向に沿って並ぶ。一方、第2共鳴構造部18Bの高屈折率部13a,15aおよび低屈折率部13b,15bは、第3方向に沿って延び、第2方向に沿って並ぶ。すなわち、第1共鳴構造部18Aが有する各要素部の延びる方向と、第2共鳴構造部18Bが有する各要素部の延びる方向とは直交している。換言すれば、第1共鳴構造部18Aが有するサブ波長格子の配列方向と、第2共鳴構造部18Bが有するサブ波長格子の配列方向とのなす角は90°である。 As shown in FIG. 15, the high refractive index portions 13a, 15a and the low refractive index portions 13b, 15b of the first resonance structure portion 18A extend along the second direction and are aligned along the third direction. On the other hand, the high refractive index portions 13a and 15a and the low refractive index portions 13b and 15b of the second resonance structure portion 18B extend along the third direction and are aligned along the second direction. That is, the extending direction of each element portion of the first resonance structure portion 18A and the extending direction of each element portion of the second resonance structure portion 18B are orthogonal to each other. In other words, the angle formed by the arrangement direction of the sub-wavelength lattice of the first resonance structure portion 18A and the arrangement direction of the sub-wavelength lattice of the second resonance structure portion 18B is 90 °.

[表示体の作用]
サブ波長格子が、1つの方向に帯状に延びる高屈折率部13a,15aから構成されている場合、各格子領域13,15では、特定の方向へ偏光した光が多重反射して共鳴を起こし、反射光として射出される。上記特定の方向は、サブ波長格子の配列方向に依存する。第1共鳴構造部18Aと第2共鳴構造部18Bとでサブ波長格子の配列方向が異なっていることにより、第1共鳴構造部18Aの格子領域13,15と第2共鳴構造部18Bの格子領域13,15とでは、多重反射する光の偏光方向は互いに異なっている。したがって、第3実施形態の画素10によれば、様々な方向への偏光成分を含む入射光に対して、効率的に反射光が出射されるため、反射光の強度がより高められる。
[Action of display body]
When the sub-wavelength lattice is composed of high refractive index portions 13a and 15a extending in a band shape in one direction, light polarized in a specific direction is multiplely reflected and resonates in each of the lattice regions 13 and 15. It is emitted as reflected light. The specific direction depends on the arrangement direction of the sub-wavelength lattice. Since the arrangement directions of the sub-wavelength lattices are different between the first resonance structure portion 18A and the second resonance structure portion 18B, the lattice regions 13 and 15 of the first resonance structure portion 18A and the lattice regions of the second resonance structure portion 18B In 13 and 15, the polarization directions of the multiple reflected light are different from each other. Therefore, according to the pixel 10 of the third embodiment, the reflected light is efficiently emitted with respect to the incident light including the polarized light components in various directions, so that the intensity of the reflected light is further increased.

表示体100への入射光は、一般的な照明や太陽光のように、様々な方向への偏光成分を含む光である場合が多い。したがって、第3実施形態の画素10を備える構成であれば、外光の下で観察される表示体100において、各表示領域110A,110B,110Cに視認される色の鮮明さや明るさを向上させる効果が高く得られる。 The incident light on the display body 100 is often light containing polarization components in various directions, such as general lighting and sunlight. Therefore, in the configuration including the pixels 10 of the third embodiment, in the display body 100 observed under external light, the sharpness and brightness of the colors visually recognized in the respective display areas 110A, 110B, 110C are improved. Highly effective.

[表示体の製造方法]
第3実施形態の画素10は、第2実施形態と同様に、基材11と凹凸構造層20と高屈折率層21とからなる構造体である2つの凹凸構造体31を、高屈折率層21同士が向かい合うように対向させ、2つの凹凸構造体31の間の領域を低屈折率材料で埋めることによって形成される。ここで、第3実施形態では、一方の凹凸構造体31における高屈折率層21の延びる方向と、他方の凹凸構造体31における高屈折率層21の延びる方向とが直交するように、これらの凹凸構造体31を向かい合わせて低屈折率材料により接合する。
[Manufacturing method of display body]
Similar to the second embodiment, the pixel 10 of the third embodiment has two concave-convex structures 31 which are a structure composed of a base material 11, a concave-convex structure layer 20, and a high-refractive index layer 21. The 21s are opposed to each other so as to face each other, and the region between the two concave-convex structures 31 is filled with a low refractive index material. Here, in the third embodiment, the extending direction of the high-refractive index layer 21 in one concave-convex structure 31 and the extending direction of the high-refractive index layer 21 in the other concave-convex structure 31 are orthogonal to each other. The concavo-convex structures 31 face each other and are joined by a low refractive index material.

なお、画素10は、第1方向に並ぶ3以上の共鳴構造部18を備えていてもよく、複数の共鳴構造部18に、要素部の延びる方向が互いに異なる共鳴構造部18が含まれていればよい。こうした画素10は、偶数、すなわち2n(nは3以上の整数)個のサブ波長格子を備え、一方の基材11に近い位置から2m−1番目(mは1以上n以下の整数)のサブ波長格子と2m番目のサブ波長格子とにおいて、配列方向は互いに同一であり、格子周期は互いに同一である。換言すれば、画素10は、配列方向および格子周期が同一であるサブ波長格子の対が、第1方向に並び、これらのサブ波長格子が低屈折材料に埋め込まれた構造を有している。 The pixel 10 may include three or more resonance structure portions 18 arranged in the first direction, and the plurality of resonance structure portions 18 may include resonance structure portions 18 in which the extension directions of the element portions are different from each other. Just do it. Such a pixel 10 has an even number, that is, 2n (n is an integer of 3 or more) sub-wavelength lattices, and is the 2m-1st sub (m is an integer of 1 or more and n or less) from a position close to one of the base materials 11. In the wavelength lattice and the 2mth sub-wavelength lattice, the arrangement directions are the same and the lattice periods are the same. In other words, the pixel 10 has a structure in which pairs of sub-wavelength lattices having the same arrangement direction and lattice period are arranged in the first direction, and these sub-wavelength lattices are embedded in a low refraction material.

こうした構成によれば、共鳴構造部18ごとのサブ波長格子の配列方向の設定や、サブ波長格子の配列方向が同一である共鳴構造部18の数の設定等によって、画素10の偏光応答性を調整することもできる。なお、複数の共鳴構造部18には、サブ波長格子のパターンが互いに異なる共鳴構造部18が含まれていてもよい。 According to such a configuration, the polarization responsiveness of the pixel 10 can be improved by setting the arrangement direction of the sub-wavelength lattice for each resonance structure unit 18, setting the number of resonance structure units 18 having the same arrangement direction of the sub-wavelength lattice, and the like. It can also be adjusted. The plurality of resonance structure portions 18 may include resonance structure portions 18 having different patterns of sub-wavelength lattices.

3以上の共鳴構造部18を備える画素10の製造に際しては、凹凸構造体31の基材11と凹凸構造層20とが、凹凸構造層20から基材11を剥離可能な材料から形成される。そして、2つの凹凸構造体31が低屈折率材料によって接合されたのち、一方の基材11が剥離され、露出された凹凸構造層20と他の凹凸構造体31とがさらに低屈折率材料を挟んで接合されることが繰り返されることによって、6以上のサブ波長格子を有する画素10が形成される。 In manufacturing the pixel 10 having three or more resonance structure portions 18, the base material 11 of the concave-convex structure 31 and the concave-convex structure layer 20 are formed of a material capable of peeling the base material 11 from the concave-convex structure layer 20. Then, after the two concave-convex structures 31 are joined by the low-refractive index material, one base material 11 is peeled off, and the exposed concave-convex structure layer 20 and the other uneven structure 31 further form a low-refractive index material. By repeating the sandwiching and joining, the pixel 10 having 6 or more sub-wavelength grids is formed.

以上、第3実施形態によれば、第1実施形態の(1),(3)〜(8)、第2実施形態の(9),(12)の効果に加えて、下記の効果が得られる。
(13)第1共鳴構造部18Aの有する要素部の延びる方向と、第2共鳴構造部18Bの有する要素部の延びる方向とが、互いに異なるため、第1共鳴構造部18Aの格子領域13,15と第2共鳴構造部18Bの格子領域13,15とでは、入射光に含まれる光のうち、互いに異なる方向へ偏光した光が共鳴を起こして、それぞれの共鳴構造部18から射出される。したがって、様々な方向への偏光成分を含む入射光に対して、効率的に反射光が出射されるため、反射光の強度がより高められる。したがって、様々な方向への偏光成分を含む外光の下で観察される表示体100において、各表示領域110A,110B,110Cに視認される色の鮮明さや明るさを向上させる効果が高く得られ、偽造の困難性や意匠性がより高められる。
As described above, according to the third embodiment, the following effects are obtained in addition to the effects of (1), (3) to (8) of the first embodiment and (9) and (12) of the second embodiment. Be done.
(13) Since the extending direction of the element portion of the first resonance structure portion 18A and the extending direction of the element portion of the second resonance structure portion 18B are different from each other, the lattice regions 13, 15 of the first resonance structure portion 18A In the lattice regions 13 and 15 of the second resonance structure unit 18B, among the light contained in the incident light, light polarized in different directions resonates and is emitted from the respective resonance structure units 18. Therefore, the reflected light is efficiently emitted from the incident light containing the polarized light components in various directions, so that the intensity of the reflected light is further increased. Therefore, in the display body 100 observed under external light containing polarization components in various directions, the effect of improving the sharpness and brightness of the colors visually recognized in the respective display areas 110A, 110B, 110C can be obtained highly. , The difficulty of counterfeiting and the design are further enhanced.

(14)第1共鳴構造部18Aの有する要素部の延びる方向と、第2共鳴構造部18Bの有する要素部の延びる方向とが、互いに直交する構成では、様々な方向への偏光成分を含む入射光に対して、より効率的に反射光が出射される。また、画素10の設計や製造が容易である。 (14) In a configuration in which the extending direction of the element portion of the first resonance structure portion 18A and the extending direction of the element portion of the second resonance structure portion 18B are orthogonal to each other, the incident includes polarization components in various directions. The reflected light is emitted more efficiently with respect to the light. Moreover, the design and manufacture of the pixel 10 are easy.

[変形例]
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することが可能である。
・上記各実施形態の製造方法によって製造される画素10の共鳴構造部18においては、第1高屈折率部13aの上部に第2低屈折率部15bが位置し、第1低屈折率部13bの上部に第2高屈折率部15aが位置する。
[Modification example]
Each of the above embodiments can be modified and implemented as follows.
In the resonance structure portion 18 of the pixel 10 manufactured by the manufacturing method of each of the above embodiments, the second low refractive index portion 15b is located above the first high refractive index portion 13a, and the first low refractive index portion 13b is located. The second high refractive index portion 15a is located above the above.

すなわち、第1高屈折率部13aの配置のパターンは、第2低屈折率部15bの配置のパターンと一致し、第1低屈折率部13bの配置のパターンは、第2高屈折率部15aの配置のパターンと一致する。そして、第1格子領域13で共鳴を起こす光の波長域と、第2格子領域15で共鳴を起こす光の波長域とを一致させるためには、第1格子領域13と第2格子領域15とでサブ波長格子の格子周期が一致し、かつ、第1格子領域13における複数の第1高屈折率部13aの体積比率と、第2格子領域15における複数の第2高屈折率部15aの体積比率とが一致することが必要である。 That is, the arrangement pattern of the first high refractive index portion 13a matches the arrangement pattern of the second low refractive index portion 15b, and the arrangement pattern of the first low refractive index portion 13b is the second high refractive index portion 15a. Matches the placement pattern of. Then, in order to match the wavelength range of the light that causes resonance in the first lattice region 13 with the wavelength range of the light that causes resonance in the second lattice region 15, the first lattice region 13 and the second lattice region 15 are used. The lattice periods of the sub-wavelength lattices are the same, and the volume ratio of the plurality of first high refractive index portions 13a in the first lattice region 13 and the volume ratio of the plurality of second high refractive index portions 15a in the second lattice region 15 It is necessary that the ratio matches.

こうした条件を満たすことは、上記各実施形態のように、第1高屈折率部13a、第1低屈折率部13b、第2高屈折率部15a、および、第2低屈折率部15bの各要素部が、共通する1つの方向に帯状に延びる同一の形状を有し、各格子領域13,15にて、高屈折率部13a,15aと低屈折率部13b,15bとが、これらの延びる方向と直交する方向に交互に配置されている構成であれば、容易である。 Satisfying these conditions is satisfied by the first high refractive index section 13a, the first low refractive index section 13b, the second high refractive index section 15a, and the second low refractive index section 15b, as in each of the above embodiments. The element portions have the same shape extending in a band shape in one common direction, and in each of the lattice regions 13 and 15, the high refractive index portions 13a and 15a and the low refractive index portions 13b and 15b extend thereof. It is easy if the configuration is arranged alternately in the direction orthogonal to the direction.

ただし、上記条件が満たされていれば、各要素部は帯状に延びる形状とは異なる形状を有していてもよい。例えば、図16が示すように、第1高屈折率部13a、第1低屈折率部13b、第2高屈折率部15a、および、第2低屈折率部15bの各々が、第1方向に沿った方向から見て正方形等の同一の矩形形状を有し、各格子領域13,15にて、高屈折率部13a,15aと低屈折率部13b,15bとが、第2方向と第3方向とのそれぞれの方向に沿って、交互に配置されている構成であってもよい。こうした場合、図17が示すように、凹凸構造層20においては、互いに直交する2つの方向の各々に沿って、凸部20bと凹部20cとが交互に配置され、平面視において凸部20bと凹部20cとは、正方形等の同一の矩形形状を有する。 However, as long as the above conditions are satisfied, each element portion may have a shape different from the shape extending in a band shape. For example, as shown in FIG. 16, each of the first high refractive index portion 13a, the first low refractive index portion 13b, the second high refractive index portion 15a, and the second low refractive index portion 15b is in the first direction. It has the same rectangular shape such as a square when viewed from the direction along the line, and in each of the lattice regions 13 and 15, the high refractive index portions 13a and 15a and the low refractive index portions 13b and 15b are in the second direction and the third. The configuration may be arranged alternately along the respective directions. In such a case, as shown in FIG. 17, in the concave-convex structure layer 20, the convex portions 20b and the concave portions 20c are alternately arranged along each of the two directions orthogonal to each other, and the convex portions 20b and the concave portions are arranged in a plan view. 20c has the same rectangular shape such as a square.

図16に示す構成によれば、1つの共鳴構造部18においても、様々な方向への偏光成分を含む入射光に対して、効率的に反射光が出射されるため、反射光の強度がより高められる。 According to the configuration shown in FIG. 16, even in one resonance structure portion 18, the reflected light is efficiently emitted with respect to the incident light including the polarizing components in various directions, so that the intensity of the reflected light is higher. Can be enhanced.

・上記各実施形態では、表示体100が、画素10として3種類の画素10A,10B,10Cを備える構成を例示したが、互いに異なる波長の反射光を射出する画素10の種類の数は特に限定されず、画素10の種類の数は、1つであってもよいし、4つ以上であってもよい。すなわち、表示体100が含む表示領域の数、すなわち、互いに異なる色相の色を呈する領域の数も特に限定されない。 In each of the above embodiments, the display body 100 includes three types of pixels 10A, 10B, and 10C as pixels 10, but the number of types of pixels 10 that emit reflected light having different wavelengths is particularly limited. However, the number of types of the pixel 10 may be one or four or more. That is, the number of display regions included in the display body 100, that is, the number of regions exhibiting colors having different hues from each other is not particularly limited.

・表示体100は、各実施形態の画素10とは異なる構成を有する領域、例えば、基材11に低屈折率材料からなる平坦な層のみが積層された構造を有する領域等を有していてもよい。 The display body 100 has a region having a configuration different from that of the pixel 10 of each embodiment, for example, a region having a structure in which only a flat layer made of a low refractive index material is laminated on the base material 11. May be good.

・上記各実施形態では、表示要素として画素を例示したが、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。 -In each of the above embodiments, pixels are illustrated as display elements, but the display elements are not limited to pixels, which are the minimum units of repetition for forming a raster image, and are regions connecting anchors for forming a vector image. It may be.

[実施例]
上述した表示体およびその製造方法について、具体的な実施例を用いて説明する。
<表示体の製造>
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、Crからなる膜をスパッタリング法により成膜し、電子線リソグラフィ法によってサブ波長格子パターンを有する電子線レジストパターンをCr膜上に形成した。サブ波長格子パターンは、1つの方向に延びる帯状部分が等間隔で並ぶパターンである。使用したレジストはポジ型であり、膜厚は150nmとした。
[Example]
The above-mentioned display body and its manufacturing method will be described with reference to specific examples.
<Manufacturing of display body>
First, a mold, which is an intaglio plate used in the optical nanoimprint method, was prepared. Specifically, since light having a wavelength of 365 nm was used as the light to be irradiated in the optical nanoimprint method, synthetic quartz that transmits light of this wavelength was used as the material for the mold. In forming the mold, first, a film made of Cr was formed on the surface of the synthetic quartz substrate by a sputtering method, and an electron beam resist pattern having a sub-wavelength lattice pattern was formed on the Cr film by an electron beam lithography method. The sub-wavelength grid pattern is a pattern in which band-shaped portions extending in one direction are arranged at equal intervals. The resist used was a positive type, and the film thickness was 150 nm.

電子線により描画したパターンは、4種類のサブ波長格子パターンが並ぶパターンである。このパターンを図18に模式的に示す。第1のパターンSP1は、一辺3cmの正方形領域内に、帯状部分が周期360nmでX方向に並ぶパターンである。第2のパターンSP2は、一辺3cmの正方形領域内に、帯状部分が周期360nmでX方向と直交するY方向に並ぶパターンである。第3のパターンSP3は、一辺3cmの正方形領域内に、帯状部分が周期396nmでX方向に並ぶパターンである。第4のパターンSP4は、一辺3cmの正方形領域内に、帯状部分が周期396nmでY方向に並ぶパターンである。 The pattern drawn by the electron beam is a pattern in which four types of sub-wavelength grid patterns are arranged. This pattern is schematically shown in FIG. The first pattern SP1 is a pattern in which strip-shaped portions are arranged in the X direction with a period of 360 nm in a square region having a side of 3 cm. The second pattern SP2 is a pattern in which strip-shaped portions are arranged in the Y direction orthogonal to the X direction with a period of 360 nm in a square region having a side of 3 cm. The third pattern SP3 is a pattern in which strip-shaped portions are arranged in the X direction with a period of 396 nm in a square region having a side of 3 cm. The fourth pattern SP4 is a pattern in which strip-shaped portions are arranged in the Y direction with a period of 396 nm in a square region having a side of 3 cm.

次に、塩素と酸素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および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200nmであった。残存したレジストおよびCr膜を除去し、離型剤としてオプツールHD−1100(ダイキン工業製)を塗布して、上記4つのサブ波長格子パターンが形成されたモールドを得た。 Next, 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 and oxygen. Subsequently, the synthetic quartz substrate in the region exposed from the resist and the Cr film was etched by the plasma generated by applying a high frequency to the hexafluorinated ethane gas. The depth of the synthetic quartz substrate etched by this was 200 nm. The remaining resist and Cr film were removed, and Optool HD-1100 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) was applied as a mold release agent to obtain a mold in which the above four sub-wavelength lattice patterns were formed.

次に、上記モールド上の4つのサブ波長格子パターンが形成された領域内に紫外線硬化性樹脂を塗工し、易接着処理が施されたポリエチレンテレフタラートフィルムでモールド表面を覆った。紫外線硬化性樹脂がサブ波長格子パターンの形成された領域内の全面に広がるようにローラーを用いて延ばし、365nmの紫外線を照射して、紫外線硬化性樹脂を硬化した後、モールドからポリエチレンテレフタラートフィルムを剥離した。これにより、上記4つのサブ波長格子パターンの反転されたサブ波長格子パターンが紫外線硬化性樹脂の表面に形成され、この紫外線硬化性樹脂からなる凹凸構造層とポリエチレンテレフタラートフィルムである基材との積層体を得た。4つのサブ波長格子パターンの各々が形成されている領域が、画素部分に相当する。上記工程を繰り返し、凹凸構造層と基材との積層体を2つ作製した。なお、365nmの紫外線の照射量は50mJ/cmとした。 Next, an ultraviolet curable resin was applied to the region on the mold where the four sub-wavelength lattice patterns were formed, and the mold surface was covered with a polyethylene terephthalate film that had been subjected to an easy-adhesion treatment. The ultraviolet curable resin is spread using a roller so as to spread over the entire area where the sub-wavelength lattice pattern is formed, and is irradiated with ultraviolet rays of 365 nm to cure the ultraviolet curable resin, and then the polyethylene terephthalate film is formed from the mold. Was peeled off. As a result, an inverted sub-wavelength lattice pattern of the above four sub-wavelength lattice patterns is formed on the surface of the ultraviolet curable resin, and the concavo-convex structure layer made of the ultraviolet curable resin and the base material which is a polyethylene terephthalate film are formed. A laminate was obtained. The region in which each of the four sub-wavelength grid patterns is formed corresponds to the pixel portion. The above steps were repeated to prepare two laminates of the concave-convex structure layer and the base material. The irradiation amount of ultraviolet rays at 365 nm was set to 50 mJ / cm 2 .

次に、上記2つの積層体の表面に真空蒸着法を用いて膜厚100nmのTiO膜を成膜することにより、TiOからなる高屈折率層を形成した。続いて、2つの積層体のうちの、一方の積層体の表面のサブ波長格子パターンが位置する領域に紫外線硬化性樹脂を塗工し、塗工された紫外線硬化性樹脂に他方の積層体の表面が接し、かつ、同周期のサブ波長格子パターンの位置する領域が重なるように2つの積層体を向かい合わせた。紫外線硬化性樹脂がサブ波長格子パターンの位置する領域内の全面に広がるようにローラーを用いて延ばし、365nmの紫外線を照射して、紫外線硬化性樹脂を硬化して埋め込み層を形成した。これにより、実施例の表示体を得た。なお、365nmの紫外線の照射量は50mJ/cmとした。 Next, a high refractive index layer made of TiO 2 was formed by forming a TiO 2 film having a film thickness of 100 nm on the surfaces of the above two laminated bodies by a vacuum vapor deposition method. Subsequently, of the two laminates, the region where the sub-wavelength lattice pattern is located on the surface of one laminate is coated with an ultraviolet curable resin, and the coated ultraviolet curable resin is coated with the other laminate. The two laminates were faced to each other so that the surfaces were in contact with each other and the regions where the sub-wavelength lattice patterns having the same period were located overlapped. The ultraviolet curable resin was spread using a roller so as to spread over the entire surface in the region where the sub-wavelength lattice pattern was located, and was irradiated with ultraviolet rays of 365 nm to cure the ultraviolet curable resin to form an embedded layer. As a result, the display body of the example was obtained. The irradiation amount of ultraviolet rays at 365 nm was set to 50 mJ / cm 2 .

<表示体の評価>
実施例の表示体の反射分光測定を実施したところ周期360nmのサブ波長格子を有する画素は530nm程度に中心波長を有する反射スペクトルが観測され、周期396nmのサブ波長格子を有する画素は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。
<Evaluation of display>
When the reflection spectroscopy of the display body of the example was measured, a reflection spectrum having a center wavelength of about 530 nm was observed in the pixel having a sub-wavelength lattice having a period of 360 nm, and a pixel having a sub-wavelength lattice having a period of 396 nm was centered in about 620 nm. A reflection spectrum with wavelength was observed.

10…画素、10A…第1画素、10B…第2画素、10C…第3画素、11…基材、12…第1低屈折率領域、13…第1格子領域、13a…第1高屈折率部、13b…第1低屈折率部、14…第2低屈折率領域、15…第2格子領域、15a…第2高屈折率部、15b…第2低屈折率部、16…第3低屈折率領域、17…第3高屈折率部、18…共鳴構造部、18A…第1共鳴構造部、18B…第2共鳴構造部、20…凹凸構造層、20a…平坦部、20b…凸部、20c…凹部、21…高屈折率層、21a…第1層状部、21b…第2層状部、22…埋め込み層、31…凹凸構造体、100…表示体、100F…表面、100R…裏面、110…表示領域、110A…第1表示領域、110B…第2表示領域、110C…第3表示領域。 10 ... pixels, 10A ... 1st pixel, 10B ... 2nd pixel, 10C ... 3rd pixel, 11 ... base material, 12 ... first low refractive index region, 13 ... first lattice region, 13a ... first high refractive index Part, 13b ... 1st low refractive index part, 14 ... 2nd low refractive index region, 15 ... 2nd lattice region, 15a ... 2nd high refractive index part, 15b ... 2nd low refractive index part, 16 ... 3rd low Refractive index region, 17 ... 3rd high refractive index part, 18 ... resonance structure part, 18A ... first resonance structure part, 18B ... second resonance structure part, 20 ... uneven structure layer, 20a ... flat part, 20b ... convex part , 20c ... concave, 21 ... high refractive index layer, 21a ... first layered portion, 21b ... second layered portion, 22 ... embedded layer, 31 ... concavo-convex structure, 100 ... display body, 100F ... front surface, 100R ... back surface, 110 ... Display area, 110A ... First display area, 110B ... Second display area, 110C ... Third display area.

Claims (13)

入射光を透過する材料から構成された表示要素を備え、表面と裏面とを有する表示体であって、
前記表示要素は、
第1サブ波長格子を構成する複数の第1高屈折率部と、前記第1高屈折率部よりも低い屈折率を有する複数の第1低屈折率部とを有し、前記表面に沿った方向に前記第1高屈折率部と前記第1低屈折率部とが交互に位置する第1格子領域と、
前記第1高屈折率部と同一の材料から構成されて第2サブ波長格子を構成する複数の第2高屈折率部と、前記第2高屈折率部よりも低い屈折率を有する複数の第2低屈折率部とを有し、前記表面に沿った方向に前記第2高屈折率部と前記第2低屈折率部とが交互に位置する第2格子領域と、
前記第1格子領域の平均屈折率および前記第2格子領域の平均屈折率の各々よりも低い屈折率をそれぞれが有する第1低屈折率領域、第2低屈折率領域、および、第3低屈折率領域と、を備え、
前記第1格子領域は、前記表示体の厚さ方向に前記第1低屈折率領域と前記第2低屈折率領域とに挟まれ、
前記第2格子領域は、前記表示体の厚さ方向に前記第2低屈折率領域と前記第3低屈折率領域とに挟まれ、
前記第1サブ波長格子の格子周期と前記第2サブ波長格子の格子周期とは、相互に等しい周期であり、
前記第1格子領域における前記複数の第1高屈折率部の体積比率と、前記第2格子領域における前記複数の第2高屈折率部の体積比率とは同一であり、
前記表面と対向する方向から見て、前記第1高屈折率部と前記第2低屈折率部とが重なり、前記第2高屈折率部と前記第1低屈折率部とが重なっており、
前記第2低屈折率領域は、前記第1高屈折率部および前記第2高屈折率部と同一の材料から構成された第3高屈折率部を有し、
前記第3高屈折率部は、前記表面と対向する方向から見て互いに隣り合う前記第1高屈折率部と前記第2高屈折率部との端部間で、前記第2低屈折率領域の厚さ方向に沿って延びている
表示体。
A display body having a display element composed of a material that transmits incident light and having a front surface and a back surface.
The display element is
It has a plurality of first high refractive index portions constituting the first sub-wavelength lattice, and a plurality of first low refractive index portions having a refractive index lower than that of the first high refractive index portion, and is along the surface. A first lattice region in which the first high refractive index portion and the first low refractive index portion are alternately located in the direction,
A plurality of second high-refractive index sections made of the same material as the first high-refractive index section and forming a second sub-wavelength lattice, and a plurality of second high-refractive index sections having a lower refractive index than the second high-refractive index section. A second lattice region having two low refractive index portions, in which the second high refractive index portion and the second low refractive index portion are alternately located in a direction along the surface.
The first low refractive index region, the second low refractive index region, and the third low refractive index, each of which has a refractive index lower than each of the average refractive index of the first lattice region and the average refractive index of the second lattice region. With a rate area,
The first lattice region is sandwiched between the first low refractive index region and the second low refractive index region in the thickness direction of the display body.
The second lattice region is sandwiched between the second low refractive index region and the third low refractive index region in the thickness direction of the display body.
The lattice period of the first sub-wavelength lattice and the lattice period of the second sub-wavelength lattice are equal periods to each other.
The volume ratio of the plurality of first high refractive index portions in the first lattice region is the same as the volume ratio of the plurality of second high refractive index portions in the second lattice region.
When viewed from the direction facing the surface, the first high refractive index portion and the second low refractive index portion overlap, and the second high refractive index portion and the first low refractive index portion overlap .
The second low refractive index region has a first high refractive index portion and a third high refractive index portion made of the same material as the second high refractive index portion.
The third high refractive index portion is located between the ends of the first high refractive index portion and the second high refractive index portion, which are adjacent to each other when viewed from the direction facing the surface, and is the second low refractive index region. A display that extends along the thickness direction of .
前記表示体は、複数の前記表示要素を備え、複数の前記表示要素には、第1表示要素と第2表示要素とが含まれ、
前記表面と対向する方向から見て、前記表示体は、前記第1表示要素が位置する第1表示領域と、前記第2表示要素が位置する第2表示領域とを含み、
前記第1表示要素における前記第1サブ波長格子および前記第2サブ波長格子の格子周期と、前記第2表示要素における前記第1サブ波長格子および前記第2サブ波長格子の格子周期とは、互いに異なる
請求項1に記載の表示体。
The display body includes a plurality of the display elements, and the plurality of display elements include a first display element and a second display element.
When viewed from the direction facing the surface, the display body includes a first display area in which the first display element is located and a second display area in which the second display element is located.
The lattice periods of the first sub-wavelength lattice and the second sub-wavelength lattice in the first display element and the lattice periods of the first sub-wavelength lattice and the second sub-wavelength lattice in the second display element are mutually exclusive. Different display body according to claim 1.
前記第1格子領域、前記第2格子領域、前記第1低屈折率領域、前記第2低屈折率領域、および、前記第3低屈折率領域から構成される部分が共鳴構造部であり、
前記表示要素は、前記表示体の厚さ方向に沿って並ぶ複数の前記共鳴構造部を備える
請求項1に記載の表示体。
A portion composed of the first lattice region, the second lattice region, the first low refractive index region, the second low refractive index region, and the third low refractive index region is a resonance structure portion.
The display body according to claim 1, wherein the display element includes a plurality of the resonance structure portions arranged along the thickness direction of the display body.
前記複数の共鳴構造部には、第1共鳴構造部と第2共鳴構造部とが含まれ、前記第1共鳴構造部の有する前記第1サブ波長格子および前記第2サブ波長格子の格子周期である第1構造周期と、前記第2共鳴構造部の有する前記第1サブ波長格子および前記第2サブ波長格子の格子周期である第2構造周期とは、互いに異なる
請求項3に記載の表示体。
The plurality of resonance structure portions include a first resonance structure portion and a second resonance structure portion, and have a lattice period of the first sub-wavelength lattice and the second sub-wavelength lattice of the first resonance structure portion. The display body according to claim 3, wherein a certain first structural period and a second structural period, which is a lattice period of the first sub-wavelength lattice and the second sub-wavelength lattice of the second resonance structure portion, are different from each other. ..
前記表示体は、複数の前記表示要素を備え、複数の前記表示要素には、第1表示要素と第2表示要素とが含まれ、
前記表面と対向する方向から見て、前記表示体は、前記第1表示要素が位置する第1表示領域と、前記第2表示要素が位置する第2表示領域とを含み、
前記第1表示要素における前記第1構造周期と前記第2構造周期との組み合わせと、前記第2表示要素における前記第1構造周期と前記第2構造周期との組み合わせとでは、前記第1構造周期と前記第2構造周期との少なくとも一方が異なる
請求項4に記載の表示体。
The display body includes a plurality of the display elements, and the plurality of display elements include a first display element and a second display element.
When viewed from the direction facing the surface, the display body includes a first display area in which the first display element is located and a second display area in which the second display element is located.
The combination of the first structural period and the second structural period in the first display element and the combination of the first structural period and the second structural period in the second display element are the first structural period. The display body according to claim 4, wherein at least one of the second structural period is different from that of the second structural period.
前記複数の共鳴構造部の各々において、前記複数の第1高屈折率部、前記複数の第1低屈折率部、前記複数の第2高屈折率部、および、前記複数の第2低屈折率部の各々である要素部は、1つの方向に帯状に延びる形状を有し、
前記複数の共鳴構造部には、第1共鳴構造部と第2共鳴構造部とが含まれ、
前記第1共鳴構造部の有する前記要素部の延びる方向と、前記第2共鳴構造部の有する前記要素部の延びる方向とは、互いに異なる
請求項3に記載の表示体。
In each of the plurality of resonance structure portions, the plurality of first high refractive index portions, the plurality of first low refractive index portions, the plurality of second high refractive index portions, and the plurality of second low refractive index portions. Each element portion of the portion has a shape extending in a band shape in one direction.
The plurality of resonance structure portions include a first resonance structure portion and a second resonance structure portion.
The display according to claim 3, wherein the extending direction of the element portion of the first resonance structure portion and the extending direction of the element portion of the second resonance structure portion are different from each other.
前記第1共鳴構造部の有する前記要素部の延びる方向と、前記第2共鳴構造部の有する前記要素部の延びる方向とは、前記表面に沿った方向であって、互いに直交する
請求項6に記載の表示体。
The extension direction of the element portion of the first resonance structure portion and the extension direction of the element portion of the second resonance structure portion are directions along the surface and are orthogonal to each other according to claim 6. The display body described.
前記第1低屈折率領域と、前記第1低屈折率部と、前記第2低屈折率領域のなかで前記第1低屈折率部に隣接する部分とは、相互に連続する1つの構造体である第1構造体であり、
前記第3低屈折率領域と、前記第2低屈折率部と、前記第2低屈折率領域のなかで前記第2低屈折率部に隣接する部分とは、相互に連続する1つの構造体である第2構造体である
請求項1または2に記載の表示体。
The first low refractive index region, the first low refractive index portion, and the portion of the second low refractive index region adjacent to the first low refractive index portion are one structure that is continuous with each other. Is the first structure that is
The third low refractive index region, the second low refractive index portion, and the portion of the second low refractive index region adjacent to the second low refractive index portion are one structure that is continuous with each other. The display body according to claim 1 or 2, which is the second structure.
前記第1構造体と前記第1高屈折率部および前記第2高屈折率部との屈折率差は0.2よりも大きく、
前記第2構造体と前記第1高屈折率部および前記第2高屈折率部との屈折率差は0.2よりも大きい
請求項8に記載の表示体。
The difference in refractive index between the first structure, the first high refractive index portion, and the second high refractive index portion is larger than 0.2.
The display body according to claim 8, wherein the difference in refractive index between the second structure, the first high refractive index portion, and the second high refractive index portion is larger than 0.2.
前記第1構造体を構成する材料は、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、および、熱可塑性樹脂のいずれかであり、
前記第2構造体を構成する材料は、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、および、熱可塑性樹脂のいずれかであり、
前記第1高屈折率部および前記第2高屈折率部を構成する材料は、無機化合物を含む
請求項8または9に記載の表示体。
The material constituting the first structure is any one of an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, and a thermoplastic resin.
The material constituting the second structure is any one of an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, and a thermoplastic resin.
The display according to claim 8 or 9, wherein the material constituting the first high refractive index portion and the second high refractive index portion contains an inorganic compound.
入射光を透過する材料から構成される表示要素を備える表示体の製造方法であって、前記表示要素を製造する工程は、
第1低屈折率材料からなる層の表面に、サブ波長周期で並ぶ複数の凸部と、前記複数の凸部の並ぶ方向に沿って前記凸部と交互に並ぶ凹部であって、前記表面と対向する方向から見て前記複数の凸部の面積と等しい面積を有する複数の凹部とを形成することによって、前記凸部と前記凹部とを有する凹凸構造層を形成する第1工程と、
前記第1低屈折率材料よりも高い屈折率を有する高屈折率材料を用いて、前記凹凸構造層の表面に、前記凸部の高さよりも小さい厚さを有する高屈折率層を形成する第2工程であって、前記高屈折率層として、前記凹部上に位置する第1サブ波長格子と、前記凸部上に位置して前記第1サブ波長格子と同一の格子周期を有する第2サブ波長格子とを含む層を形成する第2工程と、
前記凹凸構造層と前記高屈折率層とからなる構造体の表面に、前記高屈折率材料よりも低い屈折率を有する第2低屈折率材料からなる埋め込み層を形成することにより、前記構造体が有する凹凸を前記第2サブ波長格子上まで前記第2低屈折率材料で埋める第3工程と、を含み、
前記第2工程では、前記高屈折率層が、前記凸部の側面に沿って延びる高屈折率部を含むように、前記高屈折率層を形成する
表示体の製造方法。
A method for manufacturing a display body including a display element composed of a material that transmits incident light, and the step of manufacturing the display element is a process.
On the surface of the layer made of the first low refractive index material, a plurality of convex portions arranged in a sub-wavelength period and concave portions alternately arranged with the convex portions along the arrangement direction of the plurality of convex portions, which are the same as the surface. A first step of forming a concave-convex structure layer having the convex portion and the concave portion by forming a plurality of concave portions having an area equal to the area of the plurality of convex portions when viewed from opposite directions.
Using a high refractive index material having a higher refractive index than the first low refractive index material, a high refractive index layer having a thickness smaller than the height of the convex portion is formed on the surface of the concave-convex structure layer. In two steps, as the high refractive index layer, a first sub-wavelength lattice located on the concave portion and a second sub located on the convex portion and having the same lattice period as the first sub-wavelength lattice. The second step of forming the layer including the wavelength lattice and
The structure is formed by forming an embedded layer made of a second low refractive index material having a refractive index lower than that of the high refractive index material on the surface of the structure composed of the uneven structure layer and the high refractive index layer. It viewed including a third step of filling the irregularities in the second low-refractive index material to said second sub-wavelength lattice having found a,
In the second step, a method for manufacturing a display body in which the high refractive index layer is formed so that the high refractive index layer includes a high refractive index portion extending along a side surface of the convex portion .
前記第1工程では、前記第1低屈折率材料である樹脂からなる塗工層に凹版を押し付け、前記樹脂を硬化させた後に前記凹版を離型して前記凹版の有する凹凸を前記樹脂に転写することにより、前記凹凸構造層を形成し、
前記第2工程では、前記高屈折率材料として無機化合物を含む材料を用いて、前記高屈折率層を形成し、
前記第3工程では、前記構造体の表面に、前記第2低屈折率材料である樹脂を塗工し、塗工した樹脂を硬化させることにより、前記埋め込み層を形成する
請求項11に記載の表示体の製造方法。
In the first step, the intaglio is pressed against the coating layer made of the resin which is the first low refractive index material, the resin is cured, and then the intaglio is released to transfer the unevenness of the intaglio to the resin. By doing so, the uneven structure layer is formed.
In the second step, the high refractive index layer is formed by using a material containing an inorganic compound as the high refractive index material.
The eleventh aspect of claim 11 , wherein in the third step, the surface of the structure is coated with a resin which is the second low refractive index material, and the coated resin is cured to form the embedded layer. How to manufacture the display.
前記第3工程では、2つの前記構造体を、前記高屈折率層同士が向かい合うように対向させ、2つの前記構造体の間の領域を前記第2低屈折率材料で埋めることによって、前記埋め込み層を形成する
請求項11または12に記載の表示体の製造方法。
In the third step, the two structures are opposed to each other so that the high refractive index layers face each other, and the region between the two structures is filled with the second low refractive index material. The method for manufacturing a display according to claim 11 or 12 , wherein the layer is formed.
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