JP7225612B2 - Display body - Google Patents

Display body Download PDF

Info

Publication number
JP7225612B2
JP7225612B2 JP2018163253A JP2018163253A JP7225612B2 JP 7225612 B2 JP7225612 B2 JP 7225612B2 JP 2018163253 A JP2018163253 A JP 2018163253A JP 2018163253 A JP2018163253 A JP 2018163253A JP 7225612 B2 JP7225612 B2 JP 7225612B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
lattice
dielectric layer
dielectric
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018163253A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020034857A (en
Inventor
ゆかり 小田
雅史 川下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Inc filed Critical Toppan Inc
Priority to JP2018163253A priority Critical patent/JP7225612B2/en
Publication of JP2020034857A publication Critical patent/JP2020034857A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7225612B2 publication Critical patent/JP7225612B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、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 and a method of manufacturing the display.

表示体は、回折格子や多層膜による光の干渉等を利用することにより、印刷物とは異なる視覚的な効果を、表示体が示す像に付加する(例えば、特許文献1参照)。表示体は、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、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 adds a visual effect different from printed matter to an image displayed by the display by utilizing light interference by a diffraction grating or a multilayer film (see, for example, Patent Document 1). For example, the display body is provided on an article that 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. enhance sexuality. In addition, the display body enhances the design of the article by being provided on the article around us.

特許第5124272号公報Japanese Patent No. 5124272

意匠性をより高めるためには、1つの表示体が、観察の条件に応じて互いに異なる外観の像を形成可能であることが好ましい。例えば、表示体の表面の観察と裏面の観察とで、互いに異なる色彩の像が視認される表示体や、表示体の一方の面に対する反射光の観察と透過光の観察とで、互いに異なる色彩の像が視認される表示体が望まれている。 In order to further enhance designability, it is preferable that one display body can form images with different appearances depending on viewing conditions. For example, a display body in which images of different colors are visually recognized when observing the front surface and the rear surface of the display body, or different colors are observed when observing reflected light and observing transmitted light on one surface of the display body. There is a demand for a display on which the image of is visually recognized.

また、偽造の困難性を高めるためには、表示体の一方の面に対する透過光の観察により反射光の観察では視認できない絵柄や文字を視認させる、透かし効果を有する表示体が望まれている。 In addition, in order to increase the difficulty of counterfeiting, there is a demand for a display body having a watermark effect, in which patterns and characters that cannot be seen by observing reflected light are visible by observing light transmitted through one surface of the display body.

本発明は、観察の条件に応じて互いに異なる外観の像を視認させることができ、透かし効果により、意匠性及びセキュリティ性に優れる表示体、および、表示体の製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a display body that allows images with different appearances to be visually recognized according to observation conditions, and that is excellent in design and security due to the watermark effect, and a method for manufacturing the display body. do.

上記課題を解決する表示体は、基準面を有する支持部と、基準面においてサブ波長周期を有した二次元格子状に並ぶ複数の周期要素であって、基準面から突出する凸部、もしくは、前記基準面から窪む凹部のいずれかである周期要素を備える誘電体である周期構造体と、基準面のうち周期要素を囲む領域と周期要素の表面とを含む面である周期構造体の表面に位置し、周期構造体の表面形状に追従する形状を有した金属層と、を備え、
基準面上に、
10nm以上200nm以下の厚さを有した第1格子層と、
第1格子層よりも上層に設けられ、10nm以上200nm以下の厚さを有した第2格子層と、
第1格子層および第2格子層よりも厚い中間格子層であって、厚さ方向に第1格子層と第2格子層とに挟まれた中間格子層と、を含み、
支持部の基準面と第1格子層の間、或いは、支持部における基準面とは反対側の面に遮光層を備え、
第1格子層は、周期的に島状配列に並ぶ複数の第1誘電体層と、各第1誘電体層を囲う網目状を有した第1金属層と、を備え、
中間格子層は、周期的に島状配列に並ぶ複数の第1中間誘電体層と、各第1中間誘電体層を囲う網目状を有し、かつ、第1中間誘電体層よりも低い誘電率を有した第2中間誘電体層と、を備え、
第2格子層は、周期的に島状配列に並ぶ複数の第2金属層と、各第2金属層を囲う網目状を有した第2誘電体層と、を備え、
周期要素は凸部であって、第1誘電体層と第1中間誘電体層とが周期要素を構成し、第1金属層と第2金属層とが金属層に含む。
A display body that solves the above problems is a supporting portion having a reference plane, and a plurality of periodic elements arranged in a two-dimensional lattice pattern having a sub-wavelength period on the reference plane, the projections protruding from the reference plane, or A surface of the periodic structure, which is a surface including a region surrounding the periodic element and the surface of the periodic element on the reference surface and a metal layer having a shape that follows the surface shape of the periodic structure,
on the reference plane,
a first lattice layer having a thickness of 10 nm or more and 200 nm or less;
a second lattice layer provided above the first lattice layer and having a thickness of 10 nm or more and 200 nm or less;
an intermediate lattice layer thicker than the first lattice layer and the second lattice layer, the intermediate lattice layer sandwiched between the first lattice layer and the second lattice layer in the thickness direction;
A light shielding layer is provided between the reference surface of the support and the first grating layer, or on the surface of the support on the opposite side to the reference surface,
The first lattice layer includes a plurality of first dielectric layers periodically arranged in an island-like array, and a mesh-like first metal layer surrounding each first dielectric layer,
The intermediate lattice layer has a plurality of first intermediate dielectric layers arranged periodically in an island-like arrangement and a mesh shape surrounding each first intermediate dielectric layer, and has a lower dielectric value than the first intermediate dielectric layer. a second intermediate dielectric layer having a coefficient of
The second lattice layer includes a plurality of second metal layers periodically arranged in an island-like arrangement, and a mesh-like second dielectric layer surrounding each second metal layer,
The periodic element is a protrusion, the first dielectric layer and the first intermediate dielectric layer constitute the periodic element, and the metal layer includes the first metal layer and the second metal layer.

上記構成において、前記第1格子層における前記第1金属層の体積比率が、前記第2格子層における前記第2金属層の体積比率よりも大きく、かつ、前記第2格子層における前記第2金属層の体積比率が、前記中間格子層における金属材料の体積比率よりも大きく、
前記第1誘電体層の構造周期に対する前記第1誘電体層の幅の比、および、前記第2金属層の構造周期に対する前記第2金属層の幅の比が、0.25以上0.75以下であり、
第1金属層、および、第2金属層は、可視領域の光に対する複素誘電率の実部が負の値を有する材料で構成されてもよい。
In the above configuration, the volume ratio of the first metal layer in the first lattice layer is larger than the volume ratio of the second metal layer in the second lattice layer, and the second metal layer in the second lattice layer the volume ratio of the layer is greater than the volume ratio of the metal material in the intermediate lattice layer,
A ratio of the width of the first dielectric layer to the structure period of the first dielectric layer and a ratio of the width of the second metal layer to the structure period of the second metal layer are 0.25 or more and 0.75. and
The first metal layer and the second metal layer may be made of a material having a negative real part of the complex dielectric constant for light in the visible region.

上記構成において、遮光層は可視光波長を吸収する材料で構成されてもよい。 In the above structure, the light shielding layer may be made of a material that absorbs visible light wavelengths.

上記構成において、遮光層は、可視領域の光に対する複素誘電率の実部が負の値を有する金属材料で構成されてもよい。 In the above configuration, the light shielding layer may be made of a metal material having a negative real part of a complex permittivity with respect to light in the visible region.

上記構成において、第1誘電体層の構造周期に対する第1誘電体層の幅の比、および、第2金属層の構造周期に対する第2金属層の幅の比が、0.40以上0.60以下であってもよい。 In the above structure, the ratio of the width of the first dielectric layer to the structure period of the first dielectric layer and the ratio of the width of the second metal layer to the structure period of the second metal layer are 0.40 or more and 0.60. It may be below.

上記構成において、第1誘電体層と第1中間誘電体層とが一体の構造体であり、第1格子層の厚さは、100nm以下であり、第2格子層の厚さは、100nm以下であり、中間格子層の厚さは、150nm以下であってもよい。 In the above structure, the first dielectric layer and the first intermediate dielectric layer are an integrated structure, the thickness of the first lattice layer is 100 nm or less, and the thickness of the second lattice layer is 100 nm or less. and the thickness of the intermediate lattice layer may be 150 nm or less.

上記構成において、第1格子層は支持部との間に境界を有していなくても良く、第1格子層と支持部が一体の構造である場合は、第1格子層と支持部の合計の厚さは、50nm以上500nm以下であってもよい。 In the above configuration, the first lattice layer does not have to have a boundary with the support portion, and when the first lattice layer and the support portion are integrated, the total of the first lattice layer and the support portion may be 50 nm or more and 500 nm or less.

上記構成において、遮光層が第1金属層及び第2金属層と同一の材料で構成され、第2誘電体層は、空気層であり、第1誘電体層の屈折率と第1金属層の屈折率との差は、第2誘電体層の屈折率と第2金属層の屈折率との差よりも大きくてもよい。 In the above structure, the light shielding layer is made of the same material as the first metal layer and the second metal layer, the second dielectric layer is an air layer, and the refractive index of the first dielectric layer and the The difference between the refractive indices may be greater than the difference between the refractive indices of the second dielectric layer and the second metal layer.

上記構成において、第1誘電体層と第1中間誘電体層とが一体の構造体であり、第2中間誘電体層と第2誘電体層とが一体の構造体であってもよい。 In the above structure, the first dielectric layer and the first intermediate dielectric layer may be an integrated structure, and the second intermediate dielectric layer and the second dielectric layer may be an integrated structure.

上記構成によれば、第1誘電体層と第1中間誘電体層とが一体の構造体であり、また、第2中間誘電体層と第2誘電体層とが一体の構造体であるため、表示体の構造を簡素化することが可能ともなる。 According to the above configuration, the first dielectric layer and the first intermediate dielectric layer are an integrated structure, and the second intermediate dielectric layer and the second dielectric layer are an integrated structure. , it also becomes possible to simplify the structure of the display.

上記構成において、金属層における周期構造体と接する面とは反対側の面に位置し、金属層の表面形状に追従する形状を有した誘電体層を備えてもよい。 In the above configuration, a dielectric layer may be provided on the surface of the metal layer opposite to the surface in contact with the periodic structure and having a shape following the surface shape of the metal layer.

上記課題を解決する製造方法は、基準面を有する支持部の基準面上、或いは、支持部における基準面とは反対側の面に遮光層を形成する第1工程と、遮光層が形成された支持部の基準面側の面に、樹脂により、基準面に対向する方向から見て凸部またはである周期要素が、サブ波長周期を有した二次元格子状に位置する周期構造体を形成する第2工程と、周期構造体の表面形状に追従する形状を有した金属層を周期構造体の上に形成する第3工程と、を含む。 A manufacturing method for solving the above problems includes a first step of forming a light shielding layer on a reference surface of a support portion having a reference surface or on a surface of the support portion opposite to the reference surface; A periodic structure in which periodic elements, which are projections when viewed from the direction facing the reference plane, are positioned in a two-dimensional lattice pattern with a sub-wavelength period are formed by resin on the surface of the supporting portion on the reference plane side. a second step; and a third step of forming a metal layer having a shape following the surface shape of the periodic structure on the periodic structure.

上記製法によれば、観察の条件に応じて互いに異なる外観の像を視認させることのできる表示体が得られる。特に、微細な凹凸を有する周期構造体を、容易にかつ好適に形成することができる。 According to the manufacturing method described above, it is possible to obtain a display on which images having different appearances can be visually recognized according to observation conditions. In particular, a periodic structure having fine unevenness can be easily and favorably formed.

上記製法において、金属層を覆う誘電体層を形成する第4工程を含んでもよい。 The manufacturing method may include a fourth step of forming a dielectric layer covering the metal layer.

上記製法によれば、誘電体層を構成する材料の変更によって、表示体に対する反射観察や透過観察で観察される色彩を調整することが可能であるため、こうした色彩の調整についての自由度が高められる。 According to the above manufacturing method, by changing the material constituting the dielectric layer, it is possible to adjust the color observed by reflection observation or transmission observation of the display body, so the degree of freedom in adjusting such color is increased. be done.

本発明によれば、表示体において、観察の条件に応じて互いに異なる概観の像を視認させることができ、意匠性及びセキュリティ性の優れる表示体を提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a display body that allows images with different overviews to be visually recognized according to observation conditions, and that is excellent in design and security.

表示体の第1実施形態における平面構造を示す平面図。The top view which shows the planar structure in 1st Embodiment of a display body. 第1実施形態の表示体における第1表示領域の平面構造を拡大して示す拡大図。FIG. 4 is an enlarged view showing an enlarged planar structure of a first display area in the display body of the first embodiment; 第1実施形態の第1表示領域の断面構造を示す図であり、図2のIII‐III線断面図。FIG. 3 is a diagram showing the cross-sectional structure of the first display area of the first embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 2; 第1実施形態の第1表示領域の断面構造を示す図であり、図2のIV‐IV線断面図。FIG. 3 is a diagram showing the cross-sectional structure of the first display area of the first embodiment, and is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 2; 第1実施形態の第2表示領域の断面構造を示す図であり、図1のV‐V線断面図。FIG. 2 is a view showing the cross-sectional structure of the second display area of the first embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 1; 第1実施形態の表示体の作用を表面側での反射観察、および、裏面側での透過観察によって示す作用図。FIG. 4 is an operation diagram showing the operation of the display member of the first embodiment by reflection observation on the front surface side and transmission observation on the back surface side; 第1実施形態の表示体の作用を裏面側での反射観察、および、表面側での透過観察によって示す作用図。FIG. 4 is an operation diagram showing the operation of the display member of the first embodiment by reflection observation on the back surface side and transmission observation on the front surface side; 第1実施形態の変形例の第1表示領域における断面構造の一部を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows a part of cross-sectional structure in the 1st display area of the modification of 1st Embodiment. 第2実施形態の第1表示領域の断面構造を示す図であり、図2のIII‐III線断面図。FIG. 3 is a diagram showing the cross-sectional structure of the first display region of the second embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 2; 第2実施形態の第1表示領域の断面構造を示す図であり、図2のIV‐IV線断面図。FIG. 3 is a diagram showing the cross-sectional structure of the first display area of the second embodiment, and is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 2; 第2実施形態の第2表示領域の断面構造を示す図であり、図1のV‐V線断面図。FIG. 2 is a view showing a cross-sectional structure of a second display area of the second embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 1; 第2実施形態の表示体の作用を表面側での反射観察、および、裏面側での透過観察によって示す作用図。FIG. 10 is a functional diagram showing the function of the display of the second embodiment by reflection observation on the front side and transmission observation on the back side; 第2実施形態の表示体の作用を裏面側での反射観察、および、表面側での透過観察によって示す作用図。FIG. 11 is a functional diagram showing the function of the display member of the second embodiment by reflection observation on the back surface side and transmission observation on the front surface side; 第2実施形態の変形例の第1表示領域における断面構造の一部を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows a part of cross-sectional structure in the 1st display area of the modification of 2nd Embodiment. 第2実施形態の変形例の第1表示領域における断面構造の一部を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows a part of cross-sectional structure in the 1st display area of the modification of 2nd Embodiment.

(第1実施形態)
図1から図7を参照して表示体および表示体の製造方法の第1実施形態を説明する。なお、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で、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で、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。
(First embodiment)
A first embodiment of a display and a method for manufacturing the display will be described with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. The indicator may be used for the purpose of increasing the difficulty of counterfeiting the article, may be used for the purpose of improving the design of the article, or may be used for both of these purposes. For the purpose of increasing the difficulty of counterfeiting goods, the label is attached to 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. Attached. In addition, for the purpose of improving the design of the article, the display body may be, for example, an ornament worn on the body, an article carried by the user, an article to be placed such as furniture or home appliances, or a structure such as a wall or a door. It can be attached to things.

図1が示すように、表示体の有する表面10Sは、第1表示領域10Aと、第2表示領域10Bとに区画される。第1表示領域10Aの備える断面構造と、第2表示領域10Bの備える断面構造とは、相互に異なる。第1表示領域10Aは、表面10Sにおいて、文字、図形、記号、模様、絵などを描く領域であり、図1では、例えば、星形の図形を描く領域である。 As shown in FIG. 1, the surface 10S of the display is divided into a first display area 10A and a second display area 10B. The cross-sectional structure of the first display region 10A and the cross-sectional structure of the second display region 10B are different from each other. The first display area 10A is an area where characters, figures, symbols, patterns, pictures, etc. are drawn on the surface 10S. In FIG. 1, for example, it is an area where a star-shaped figure is drawn.

[表示体の構造]
まず、第1表示領域10Aの構成について以下に説明する。
[Structure of Display]
First, the configuration of the first display area 10A will be described below.

図2が示すように、第1表示領域10Aは、表示体の表面10Sに対向する方向から見て、複数の孤立領域A2と、各孤立領域A2を囲む単一の周辺領域A3とを含む。図2では、孤立領域A2を説明する便宜上、各孤立領域A2にドットを付して示す。 As shown in FIG. 2, the first display area 10A includes a plurality of isolated areas A2 and a single peripheral area A3 surrounding each isolated area A2 when viewed from the direction facing the surface 10S of the display. In FIG. 2, each isolated area A2 is indicated by a dot for convenience of explanation of the isolated area A2.

各孤立領域A2は、表面10Sに沿って正方配列に並ぶ。正方配列は、一辺が構造周期PTを有する正方形LTの各頂点に孤立領域A2が位置する配列である。なお、各孤立領域A2は、正三角形の各頂点に孤立領域A2が位置する六方配列に並ぶことも可能である。すなわち、孤立領域A2は、周期的に島状配列として並ぶ。 Each isolated area A2 is arranged in a square array along the surface 10S. A square array is an array in which an isolated region A2 is located at each vertex of a square LT having one side with the structural period PT. The isolated areas A2 can also be arranged in a hexagonal array in which the isolated areas A2 are located at the vertices of an equilateral triangle. That is, the isolated regions A2 are periodically arranged in an island-like arrangement.

図3が示すように、表示体は、可視領域の光を透過する透明な支持部11aを備える。可視領域の光が有する波長は、400nm以上800nm以下である。支持部11aは、第1表示領域10Aと第2表示領域10Bとに共通する。支持部11aの有する断面構造は、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。 As shown in FIG. 3, the display includes a transparent support 11a that transmits light in the visible region. Light in the visible region has a wavelength of 400 nm or more and 800 nm or less. The support portion 11a is common to the first display area 10A and the second display area 10B. The cross-sectional structure of the support portion 11a may be a single-layer structure or a multi-layer structure.

支持部11aを構成する材料は、誘電体であり、例えば、光硬化性樹脂などの樹脂や、石英などの無機材料である。物品に表示体を貼り付けることに要する可撓性を得やすいこと、支持部11aに付加できる光学的な特性の自由度が高いことなどの観点において、支持部11aを構成する材料は、樹脂であることが好ましい。支持部11aの屈折率は、空気層よりも高く、例えば1.2以上1.7以下である。 The material forming the support portion 11a is a dielectric, such as a resin such as a photocurable resin, or an inorganic material such as quartz. From the viewpoints of flexibility required for attaching a display member to an article and a high degree of freedom in optical characteristics that can be added to the support portion 11a, resin is used as the material for the support portion 11a. Preferably. The refractive index of the supporting portion 11a is higher than that of the air layer, and is, for example, 1.2 or more and 1.7 or less.

第1表示領域10Aは、支持部11aに近い層から順に、遮光層10と、中間層11bと、第1格子層21と、中間格子層31と、第2格子層41とを備える。中間格子層31は、第1格子層21と第2格子層41とに挟まれている。なお、支持部11aにおいて遮光層10の位置する面が、支持部11aの表面であり、支持部11aに対して遮光層10の位置する側が、表示体における表面側である。反対に、遮光層10に対して支持部11aの位置する側が、表示体における裏面側である。 The first display region 10A includes a light shielding layer 10, an intermediate layer 11b, a first grating layer 21, an intermediate grating layer 31, and a second grating layer 41 in order from the layer closest to the supporting portion 11a. The intermediate lattice layer 31 is sandwiched between the first lattice layer 21 and the second lattice layer 41 . The surface of the support portion 11a on which the light shielding layer 10 is positioned is the surface of the support portion 11a, and the side of the support portion 11a on which the light shielding layer 10 is positioned is the surface side of the display body. On the contrary, the side where the support portion 11a is positioned with respect to the light shielding layer 10 is the back side of the display body.

[遮光層10]
支持部11aの表面には、遮光層10が位置する。遮光層10を構成する材料は、可視波長帯を吸収する材料であってもよいし、金属であってもよい。透かし効果が生じやすいことなどの観点において、遮光層11aの厚さは、5nm以上50nm以下であり、透過率は10%以上20%以下であることが好ましい。
[Light shielding layer 10]
A light shielding layer 10 is positioned on the surface of the supporting portion 11a. The material forming the light shielding layer 10 may be a material that absorbs the visible wavelength band, or may be a metal. From the standpoint that the watermark effect is likely to occur, the thickness of the light shielding layer 11a is preferably 5 nm or more and 50 nm or less, and the transmittance is preferably 10% or more and 20% or less.

[中間層11b]
遮光層10の上には、中間層11bが位置する。中間層11bは、各第1誘電体層22との間に境界を有していなくてもよい。図3は、中間層11bの表面側の層が各第1誘電体層22と一体である構造を示す。中間層11bと各第1誘電体層22が一体である構成においては、中間層11bと各第1誘電体層22との合計の厚さは、50nm以上500nm以下であることが好ましい。
[Intermediate layer 11b]
An intermediate layer 11b is positioned on the light shielding layer 10 . Intermediate layer 11 b may not have a boundary with each first dielectric layer 22 . FIG. 3 shows a structure in which the layer on the surface side of the intermediate layer 11b is integrated with each first dielectric layer 22. FIG. In the structure in which the intermediate layer 11b and each first dielectric layer 22 are integrated, the total thickness of the intermediate layer 11b and each first dielectric layer 22 is preferably 50 nm or more and 500 nm or less.

[第1格子層21]
中間層11bの上には、第1格子層21が位置する。第1格子層21は、複数の第1誘電体層22と、単一の第1金属層23とを備える。各第1誘電体層22は、表示体の表面10Sに対向する方向から見て、孤立領域A2に位置する。単一の第1金属層23は、表面10Sに対向する方向から見て、周辺領域A3に位置する。複数の第1誘電体層22は、表面10Sに沿って、周期的に島状配列に並ぶ。
[First grating layer 21]
A first grating layer 21 is located on the intermediate layer 11b. The first grating layer 21 comprises a plurality of first dielectric layers 22 and a single first metal layer 23 . Each first dielectric layer 22 is located in the isolated area A2 when viewed from the direction facing the surface 10S of the display. The single first metal layer 23 is located in the peripheral area A3 when viewed from the direction facing the surface 10S. The plurality of first dielectric layers 22 are periodically arranged in an island-like arrangement along the surface 10S.

各第1誘電体層22は、支持部11bの表面から突き出た構造体である。各第1誘電体層22は、中間層11bから突き出ており、各第1誘電体層22と中間層11bとは一体である。 Each first dielectric layer 22 is a structure protruding from the surface of the support portion 11b. Each first dielectric layer 22 protrudes from the intermediate layer 11b, and each first dielectric layer 22 and the intermediate layer 11b are integral.

第1金属層23は、表面10Sと対向する方向から見て、各第1誘電体層22を1つずつ囲う網目状を有する。第1格子層21において、単一の第1金属層23は、自由電子が行きわたる光学的な海成分であり、各第1誘電体層22は、海成分のなかに分布する島成分である。 The first metal layer 23 has a mesh shape surrounding each first dielectric layer 22 when viewed from the direction facing the surface 10S. In the first lattice layer 21, a single first metal layer 23 is an optical sea component over which free electrons are distributed, and each first dielectric layer 22 is an island component distributed within the sea component. .

表面10Sに対向する方向から見て、第1誘電体層22の位置する周期は、相互に隣り合う第1誘電体層22の最短幅WPと、第1誘電体層22の幅WTとの合計であり、上記構造周期PTである。構造周期PTは、可視領域の波長以下であるサブ波長周期である。 When viewed from the direction facing the surface 10S, the period in which the first dielectric layers 22 are positioned is the sum of the shortest width WP of the adjacent first dielectric layers 22 and the width WT of the first dielectric layers 22. which is the structural period PT. The structural period PT is a sub-wavelength period below the wavelength in the visible region.

構造周期PTに対する第1誘電体層22の幅WTの比は、0.25以上0.75以下である。第1格子層21の加工の精度が得られること、第1格子層21においてプラズモン共鳴が生じやすいことなどの観点において、構造周期PTに対する第1誘電体層22の幅WTの比は、好ましくは、0.40以上0.60以下である。 A ratio of the width WT of the first dielectric layer 22 to the structural period PT is 0.25 or more and 0.75 or less. From the standpoints of obtaining high processing accuracy of the first lattice layer 21 and facilitating plasmon resonance in the first lattice layer 21, the ratio of the width WT of the first dielectric layer 22 to the structural period PT is preferably , from 0.40 to 0.60.

第1格子層21の厚さは、10nm以上200nm以下であることが好ましい。第1格子層21の加工の精度が得られること、第1格子層21においてプラズモン共鳴が生じやすいこと、各観察による像の色彩が鮮明となることなどの観点において、第1格子層21の厚さは、10nm以上100nm以下であることが好ましい。 The thickness of the first lattice layer 21 is preferably 10 nm or more and 200 nm or less. From the viewpoints of obtaining high processing accuracy of the first grating layer 21, easy occurrence of plasmon resonance in the first grating layer 21, and clear colors of images obtained by each observation, the thickness of the first grating layer 21 is The thickness is preferably 10 nm or more and 100 nm or less.

[中間格子層31]
第1格子層21の上には、中間格子層31が位置する。中間格子層31の厚さは、第1格子層21の厚さよりも厚い。中間格子層31の加工の精度が得られる観点において、中間格子層31の厚さは、150nm以下であることが好ましい。
[Intermediate grating layer 31]
An intermediate lattice layer 31 is located on the first lattice layer 21 . The thickness of the intermediate grating layer 31 is thicker than the thickness of the first grating layer 21 . From the viewpoint of obtaining high processing accuracy of the intermediate lattice layer 31, the thickness of the intermediate lattice layer 31 is preferably 150 nm or less.

中間格子層31は、複数の第1中間誘電体層32と、単一の第2中間誘電体層33とを備える。各第1中間誘電体層32は、表面10Sに対向する方向から見て、孤立領域A2に位置する。単一の第2中間誘電体層33は、表面10Sに対向する方向から見て、周辺領域A3に位置する。複数の第1中間誘電体層32は、表面10Sに沿って、周期的に島状配列に並ぶ。 Intermediate lattice layer 31 comprises a plurality of first intermediate dielectric layers 32 and a single second intermediate dielectric layer 33 . Each first intermediate dielectric layer 32 is located in the isolated area A2 when viewed from the direction facing the surface 10S. A single second intermediate dielectric layer 33 is located in the peripheral region A3, viewed from the direction facing the surface 10S. The plurality of first intermediate dielectric layers 32 are periodically arranged in an island-like array along the surface 10S.

各第1中間誘電体層32は、第1誘電体層22から突き出た構造体である。各第1中間誘電体層32は、例えば、第1誘電体層22と一体である。あるいは、各第1中間誘電体層32は、例えば、第1誘電体層22との間に境界を有し、第1誘電体層22とは別体である。表面10Sに対向する方向から見て、第1中間誘電体層32の位置する周期は、第1誘電体層22と同じく、最短幅WPと幅WTとの合計であり、上記構造周期PTである。構造周期PTに対する第1中間誘電体層32の幅WTの比は、0.25以上0.75以下である。また、構造周期PTに対する第1中間誘電体層32の幅WTの比は、好ましくは、0.40以上0.60以下である。 Each first intermediate dielectric layer 32 is a structure protruding from the first dielectric layer 22 . Each first intermediate dielectric layer 32 is, for example, integral with the first dielectric layer 22 . Alternatively, each first intermediate dielectric layer 32 is separate from the first dielectric layer 22, eg, with a boundary therebetween. When viewed from the direction facing the surface 10S, the period at which the first intermediate dielectric layer 32 is positioned is the same as the first dielectric layer 22, the sum of the shortest width WP and the width WT, which is the structural period PT. . A ratio of the width WT of the first intermediate dielectric layer 32 to the structural period PT is 0.25 or more and 0.75 or less. Also, the ratio of the width WT of the first intermediate dielectric layer 32 to the structural period PT is preferably 0.40 or more and 0.60 or less.

第2中間誘電体層33は、表面10Sに対向する方向から見て、各第1中間誘電体層32を1つずつ囲う網目状を有する。中間格子層31において、単一の第2中間誘電体層33は、構造的および光学的に海成分であり、各第1中間誘電体層32は、構造的および光学的に島成分である。第2中間誘電体層33は、空気層、あるいは、樹脂層であり、第1中間誘電体層32よりも低い誘電率を有する。 The second intermediate dielectric layer 33 has a mesh shape surrounding each first intermediate dielectric layer 32 when viewed from the direction facing the surface 10S. In the intermediate grating layer 31, a single second intermediate dielectric layer 33 is structurally and optically a sea component and each first intermediate dielectric layer 32 is structurally and optically an island component. The second intermediate dielectric layer 33 is an air layer or a resin layer and has a dielectric constant lower than that of the first intermediate dielectric layer 32 .

[第2格子層41]
中間格子層31の上には、第2格子層41が位置する。第2格子層41の厚さは、10nm以上200nm以下であることが好ましく、また、第2格子層41の厚さは、中間格子層31の厚さよりも薄い。第2格子層41の加工の精度が得られること、第2格子層41においてプラズモン共鳴が生じやすいこと、各観察による像の色彩が鮮明になることなどの観点において、第2格子層41の厚さは、10nm以上100nm以下であることが好ましい。
[Second grating layer 41]
A second lattice layer 41 is located on the intermediate lattice layer 31 . The thickness of the second lattice layer 41 is preferably 10 nm or more and 200 nm or less, and the thickness of the second lattice layer 41 is thinner than the thickness of the intermediate lattice layer 31 . The thickness of the second grating layer 41 is high from the viewpoints of obtaining high processing accuracy of the second grating layer 41, easiness of occurrence of plasmon resonance in the second grating layer 41, and clearness of colors of images obtained by each observation. The thickness is preferably 10 nm or more and 100 nm or less.

第2格子層41は、複数の第2金属層42と、単一の第2誘電体層43とを備える。各第2金属層42は、表面10Sに対向する方向から見て、孤立領域A2に位置する。単一の第2誘電体層43は、表面10Sに対向する方向から見て、周辺領域A3に位置する。複数の第2金属層42は、表面10Sに沿って、周期的に島状配列に並ぶ。 The second grating layer 41 comprises a plurality of second metal layers 42 and a single second dielectric layer 43 . Each second metal layer 42 is located in the isolated area A2 when viewed from the direction facing the surface 10S. A single second dielectric layer 43 is located in the peripheral region A3 when viewed from the direction facing the surface 10S. The plurality of second metal layers 42 are periodically arranged in an island-like arrangement along the surface 10S.

各第2金属層42は、第1中間誘電体層32の頂面に重なる構造体である。各第2金属層42は、第1中間誘電体層32との間に境界を有し、第1中間誘電体層32とは別体である。表面10Sと対向する方向から見て、第2金属層42の位置する周期は、第1誘電体層22と同じく、最短幅WPと幅WTとの合計であり、上記構造周期PTである。構造周期PTに対する第2金属層42の幅の比は、0.25以上0.75以下である。また、構造周期PTに対する第2金属層42の幅の比は、好ましくは、0.40以上0.60以下である。 Each second metal layer 42 is a structure overlying the top surface of the first interlevel dielectric layer 32 . Each second metal layer 42 has a boundary with and is separate from the first interlevel dielectric layer 32 . When viewed from the direction facing the surface 10S, the period at which the second metal layers 42 are positioned is the sum of the shortest width WP and the width WT, which is the structural period PT, as in the case of the first dielectric layer 22 . The ratio of the width of the second metal layer 42 to the structural period PT is 0.25 or more and 0.75 or less. Also, the ratio of the width of the second metal layer 42 to the structural period PT is preferably 0.40 or more and 0.60 or less.

第2誘電体層43は、表面10Sに対向する方向から見て、各第2金属層42を1つずつ囲う網目状を有する。第2格子層41において、単一の第2誘電体層43は、第2金属層42と比べて自由電子が少ない光学的な海成分であり、各第2金属層42は、海成分のなかに分布する島成分である。第2誘電体層43は、空気層、あるいは、樹脂層であり、第1中間誘電体層32よりも低い誘電率を有する。 The second dielectric layer 43 has a mesh shape surrounding each second metal layer 42 when viewed from the direction facing the surface 10S. In the second grating layer 41, the single second dielectric layer 43 is an optical sea component with fewer free electrons than the second metal layers 42, and each second metal layer 42 is in the sea component. is an island component distributed in The second dielectric layer 43 is an air layer or a resin layer and has a dielectric constant lower than that of the first intermediate dielectric layer 32 .

第1格子層21における海成分である第1金属層23の体積比率は、第2格子層41における島成分である第2金属層42の体積比率よりも大きい。また、第2格子層41における島成分である第2金属層42の体積比率は、中間格子層31における金属材料の体積比率よりも大きい。 The volume ratio of the first metal layer 23 as the sea component in the first lattice layer 21 is greater than the volume ratio of the second metal layer 42 as the island component in the second lattice layer 41 . Also, the volume ratio of the second metal layer 42 , which is an island component, in the second lattice layer 41 is greater than the volume ratio of the metal material in the intermediate lattice layer 31 .

図4が示すように、周辺領域A3においては、支持部11aに近い層から順に、遮光層10と、中間層11bと、第1格子層21と、中間格子層31と、第2格子層41とが位置する。 As shown in FIG. 4, in the peripheral region A3, the light shielding layer 10, the intermediate layer 11b, the first grating layer 21, the intermediate grating layer 31, and the second grating layer 41 are arranged in this order from the layer closest to the supporting portion 11a. and are located.

次に、第2表示領域10Bの構成について以下に説明する。 Next, the configuration of the second display area 10B will be described below.

図5が示すように、第2表示領域10Bは、支持部11aの上に、上述した中間層11bと、第1格子層21、中間格子層31、および、第2格子層41を備えていない。すなわち、第2表示領域10Bは、支持部11aと遮光層10の備える光透過性に従って、可視領域の光を透過する。 As shown in FIG. 5, the second display region 10B does not include the intermediate layer 11b, the first grating layer 21, the intermediate grating layer 31, and the second grating layer 41 on the supporting portion 11a. . That is, the second display region 10B transmits light in the visible region according to the light transmittance provided by the supporting portion 11a and the light shielding layer 10. FIG.

なお、第2表示領域10Bは、第1表示領域10Aとは異なる層を、支持部11aの上に備えてもよい。第2表示領域10Bは、例えば、遮光層10のみを備えてもよい。また、第2表示領域10Bは、例えば、遮光層10と第1金属層23とを構成する材料と同一の材料から構成された層を備えてもよい。第2表示領域10Bにおける層構成は、第2表示領域10Bが表示する像への要請に応じて、適宜選択される。 In addition, the second display region 10B may have a layer different from that of the first display region 10A on the supporting portion 11a. The second display area 10B may include only the light shielding layer 10, for example. Also, the second display region 10B may include a layer made of the same material as the light shielding layer 10 and the first metal layer 23, for example. The layer structure in the second display area 10B is appropriately selected according to the requirements for the image displayed by the second display area 10B.

[各格子層の材料]
第1誘電体層22および第1中間誘電体層32は、誘電体であり、例えば、光硬化性樹脂などの樹脂や、石英などの無機材料から構成される。第1誘電体層22および第1中間誘電体層32の各々の屈折率は、空気層よりも高く、例えば、1.2以上1.7以下である。
[Material of each lattice layer]
The first dielectric layer 22 and the first intermediate dielectric layer 32 are dielectrics, and are made of, for example, a resin such as a photocurable resin or an inorganic material such as quartz. The refractive index of each of the first dielectric layer 22 and the first intermediate dielectric layer 32 is higher than that of the air layer, and is, for example, 1.2 or more and 1.7 or less.

第1金属層23、第2金属層42を構成する材料は、可視領域の波長における複素誘電率の実部が負の値の材料であることが好ましく、例えば、アルミニウム、銀、金、インジウム、タンタルなどであることが好ましい。第1金属層23と第2金属層42とは、例えば、同一の材料から構成される。 The material forming the first metal layer 23 and the second metal layer 42 is preferably a material having a negative real part of the complex dielectric constant at wavelengths in the visible region, such as aluminum, silver, gold, indium, Tantalum or the like is preferred. The first metal layer 23 and the second metal layer 42 are made of, for example, the same material.

遮光層10は、可視波長帯を吸収する材料であることが好ましく、例えば、炭素系黒色顔料やチタン系黒色顔料などであることが好ましい。また、遮光層10は可視領域の波長における複素誘電率の実部が負の材料であることが好ましく、例えば、アルミニウム、銀、金、インジウム、タンタルなどであることが好ましい。 The light shielding layer 10 is preferably made of a material that absorbs the visible wavelength band, such as a carbon-based black pigment or a titanium-based black pigment. Further, the light shielding layer 10 is preferably made of a material having a complex dielectric constant with a negative real part at wavelengths in the visible region, such as aluminum, silver, gold, indium, and tantalum.

[表示体の光学的な構成及び作用]
次に、表示体が備える光学的な構成及び作用を説明する。
[Optical Configuration and Action of Display]
Next, the optical configuration and action of the display will be described.

ここでは、表示体の表面10S、および、表示体の裏面10Tが、それぞれ空気層と接し、第2中間誘電体層33と第2誘電体層43との各々が、空気層である構成、あるいは、空気層に近い屈折率を有した樹脂層である構成を例として説明する。 Here, the front surface 10S of the display body and the rear surface 10T of the display body are in contact with air layers, respectively, and the second intermediate dielectric layer 33 and the second dielectric layer 43 are each an air layer, or , a resin layer having a refractive index close to that of an air layer will be described as an example.

図6が示すように、支持部11aの屈折率は、誘電体に支配された大きさであって、空気層の屈折率よりも大きい。 As shown in FIG. 6, the refractive index of the supporting portion 11a is determined by the dielectric and is greater than the refractive index of the air layer.

中間層11bの表面側の層が各第1誘電体層22と一体である場合においては、中間層11bの屈折率は第1誘電体層22と等しく、空気層の屈折率よりも高い。 When the layer on the surface side of the intermediate layer 11b is integrated with each first dielectric layer 22, the refractive index of the intermediate layer 11b is equal to that of the first dielectric layer 22 and higher than that of the air layer.

第1誘電体層22の屈折率は、空気層の屈折率よりも高く、第1金属層23の屈折率は、空気層の屈折率よりも低い。第1格子層21の屈折率は、これら第1金属層23の屈折率と、第1誘電体層22の屈折率とによって、平均化された大きさに近似される。構造周期PTに対する第1誘電体層22の幅WTの比は、0.25以上0.75以下であるため、第1格子層21の屈折率は、結局のところ、海成分である第1金属層23に支配された大きさであり、空気層の屈折率よりも十分に低い。 The refractive index of the first dielectric layer 22 is higher than that of the air layer, and the refractive index of the first metal layer 23 is lower than that of the air layer. The refractive index of the first lattice layer 21 is approximated to the averaged size by the refractive index of the first metal layer 23 and the refractive index of the first dielectric layer 22 . Since the ratio of the width WT of the first dielectric layer 22 to the structural period PT is 0.25 or more and 0.75 or less, the refractive index of the first lattice layer 21 is, after all, the sea component of the first metal The size is governed by the layer 23 and is sufficiently lower than the refractive index of the air layer.

第1中間誘電体層32の屈折率は、空気層の屈折率よりも高く、第2中間誘電体層33の屈折率は、空気層の屈折率と等しい、もしくは、空気層の屈折率よりも高い。中間格子層31の屈折率は、これら第2中間誘電体層33の屈折率と、第1中間誘電体層32の屈折率とによって、平均化された大きさに近似される。構造周期PTに対する第1中間誘電体層32の幅WTの比は、0.25以上0.75以下であるため、中間格子層31の屈折率は、結局のところ、海成分である第2中間誘電体層33に支配された大きさであり、空気層の屈折率よりも高く、かつ、空気層の屈折率に近い値である。 The refractive index of the first intermediate dielectric layer 32 is higher than the refractive index of the air layer, and the refractive index of the second intermediate dielectric layer 33 is equal to or higher than the refractive index of the air layer. expensive. The refractive index of the intermediate grating layer 31 is approximated to the averaged size by the refractive index of the second intermediate dielectric layer 33 and the refractive index of the first intermediate dielectric layer 32 . Since the ratio of the width WT of the first intermediate dielectric layer 32 to the structural period PT is 0.25 or more and 0.75 or less, the refractive index of the intermediate grating layer 31 is, after all, the second intermediate dielectric layer 32 which is the sea component. The size is governed by the dielectric layer 33, and is higher than and close to the refractive index of the air layer.

第2金属層42の屈折率は、空気層の屈折率よりも低く、第2誘電体層43の屈折率は、空気層の屈折率と等しい、もしくは、空気層の屈折率よりも高い。第2格子層41の屈折率は、これら第2誘電体層43の屈折率と、第2金属層42の屈折率とによって、平均化された大きさに近似される。構造周期PTに対する第2金属層42の幅WTの比は、0.25以上0.75以下であるため、第2格子層41の屈折率は、結局のところ、海成分である第2誘電体層43に支配された大きさであり、空気層の屈折率よりも低く、かつ、空気層に近い値である。 The refractive index of the second metal layer 42 is lower than the refractive index of the air layer, and the refractive index of the second dielectric layer 43 is equal to or higher than the refractive index of the air layer. The refractive index of the second lattice layer 41 is approximated to the averaged size by the refractive index of the second dielectric layer 43 and the refractive index of the second metal layer 42 . Since the ratio of the width WT of the second metal layer 42 to the structural period PT is 0.25 or more and 0.75 or less, the refractive index of the second lattice layer 41 is, after all, the sea component of the second dielectric The size is governed by the layer 43, which is lower than the refractive index of the air layer and close to the air layer.

[表面反射観察、裏面透過観察]
ここで、表示体の外側から第2格子層41に入射する白色の光L1は、空気層から第2格子層41に入り、第2格子層41から中間格子層31に入る。第2格子層41に入射する光L1は、空気層に近い屈折率を有した第2格子層41に空気層から入るため、空気層と第2格子層41との界面においては、フレネル反射を生じ難い。また、中間格子層31に入射する光は、空気層に近い屈折率を有した第2格子層41から、空気層に近い屈折率を有した中間格子層31に入るため、ここでも、第2格子層41と中間格子層31との界面においては、フレネル反射を生じ難い。
[Front reflection observation, back transmission observation]
Here, the white light L1 incident on the second grating layer 41 from the outside of the display enters the second grating layer 41 through the air layer, and enters the intermediate grating layer 31 through the second grating layer 41 . The light L1 incident on the second grating layer 41 enters the second grating layer 41 having a refractive index close to that of the air layer through the air layer. Hard to come by. Further, the light incident on the intermediate grating layer 31 enters the intermediate grating layer 31 having a refractive index close to that of the air layer through the second grating layer 41 having a refractive index close to that of the air layer. Fresnel reflection is less likely to occur at the interface between the grating layer 41 and the intermediate grating layer 31 .

一方で、第2金属層42の構造周期PTが、可視領域の波長以下のサブ波長周期であるため、第2格子層41ではプラズモン共鳴が生じる。プラズモン共鳴は、第2格子層41に入射した光の一部と電子の集団的な振動とが結合する現象である。第2格子層41に入射した光L1の一部は、第2格子層41でのプラズモン共鳴によって表面プラズモンに変換され、表面プラズモンは第2格子層41を透過する。第2格子層41を透過した表面プラズモンは、光に再変換されて出射される。プラズモン共鳴に起因して第2格子層41が出射する光EP2の波長領域は、第2金属層42の構造周期PTを含む格子構造および材料に依存した特定の波長領域である。結果として、第2格子層41は、第2格子層41に入射した光の波長領域の一部の光を、中間格子層31へ透過する。 On the other hand, since the structural period PT of the second metal layer 42 is a sub-wavelength period equal to or shorter than the wavelength in the visible region, plasmon resonance occurs in the second lattice layer 41 . Plasmon resonance is a phenomenon in which part of the light incident on the second lattice layer 41 is coupled with collective vibration of electrons. Part of the light L<b>1 incident on the second grating layer 41 is converted into surface plasmons by plasmon resonance in the second grating layer 41 , and the surface plasmons pass through the second grating layer 41 . The surface plasmons transmitted through the second grating layer 41 are reconverted into light and emitted. The wavelength region of the light EP2 emitted by the second grating layer 41 due to plasmon resonance is a specific wavelength region depending on the grating structure including the structural period PT of the second metal layer 42 and the material. As a result, the second grating layer 41 transmits part of the wavelength region of the light incident on the second grating layer 41 to the intermediate grating layer 31 .

また、第1誘電体層22の構造周期PTも、可視領域の波長以下のサブ波長周期であるため、第1格子層21でもプラズモン共鳴が生じる。すなわち、第1格子層21に入射する光の一部もまた、第1格子層21でのプラズモン共鳴によって表面プラズモンに変換され、表面プラズモンは第1格子層21を透過し、光に再変換されて出射される。プラズモン共鳴に起因して第1格子層21が出射する光EP1の波長領域は、第1誘電体層22の構造周期PTを含む格子構造および材料に依存した特定の波長領域である。結果として、第1格子層21は、第1格子層21に入射した光の波長領域の一部の光を、中間層11bへ透過する。 Further, since the structural period PT of the first dielectric layer 22 is also a sub-wavelength period equal to or shorter than the wavelength in the visible region, plasmon resonance also occurs in the first grating layer 21 . That is, part of the light incident on the first grating layer 21 is also converted into surface plasmons by plasmon resonance in the first grating layer 21, and the surface plasmons pass through the first grating layer 21 and are reconverted into light. emitted by The wavelength region of the light EP1 emitted by the first grating layer 21 due to plasmon resonance is a specific wavelength region depending on the grating structure including the structural period PT of the first dielectric layer 22 and the material. As a result, the first grating layer 21 transmits part of the wavelength region of the light incident on the first grating layer 21 to the intermediate layer 11b.

さらに、中間層11bに入射した光の一部は遮光層10により反射或いは透過される。プラズモン共鳴に起因した光として出射された光EP1は遮光層10と再びプラズモン共鳴を起こし、共鳴に起因した光のみが反射或いは透過される。 Further, part of the light incident on the intermediate layer 11b is reflected or transmitted by the light shielding layer 10. FIG. The light EP1 emitted as light caused by plasmon resonance again causes plasmon resonance with the light shielding layer 10, and only the light caused by resonance is reflected or transmitted.

以上により、表示体の外側から第2格子層41へ光L1を入射させて、表示体の表面側から表面10Sを観察する表面反射観察によれば、上記各界面でのフレネル反射を生じ難いこと、上記各格子層でのプラズモン共鳴を生じること、これらが相まって、黒色、もしくは、黒色に近い色彩が、第1表示領域10Aで視認される。 As described above, according to the surface reflection observation in which the light L1 is incident on the second grating layer 41 from the outside of the display body and the surface 10S is observed from the surface side of the display body, Fresnel reflection hardly occurs at each interface. , causing plasmon resonance in each of the grating layers, and these together, black or a color close to black is visually recognized in the first display area 10A.

他方、表示体の外側から第2格子層41へ光L1を入射させて、表示体の裏面側から裏面10Tを観察する裏面透過観察によれば、上記各格子層でのプラズモン共鳴を経て透過した有色の光LP1が遮光層10とのプラズモン共鳴により一部反射或いは透過され、第1表示領域10Aで視認される。 On the other hand, according to the rear transmission observation in which the light L1 is incident on the second grating layer 41 from the outside of the display body and the rear face 10T is observed from the rear face side of the display body, the light is transmitted through the plasmon resonance in each grating layer. The colored light LP1 is partially reflected or transmitted by plasmon resonance with the light shielding layer 10, and is visually recognized in the first display area 10A.

結果として、裏面透過観察では、遮光層10と上記各格子層でのプラズモン共鳴を経て透過した有色の光の一部が遮断され、透かし効果を得ることができる。なお、上記表面反射観察や裏面透過観察の結果は、表面10Sに向けた外光の光量が、裏面10Tに向けた外光の光量よりも高い場合においても、同様の傾向を示す。 As a result, in rear transmission observation, part of the colored light transmitted through the plasmon resonance in the light shielding layer 10 and the grating layers is blocked, and a watermark effect can be obtained. The results of the front surface reflection observation and the back surface transmission observation show the same tendency even when the amount of external light toward the front surface 10S is higher than the amount of external light toward the back surface 10T.

[裏面反射観察、表面透過観察]
図7が示すように、表示体の外側から支持部11aに入射する白色の光L1は、空気層から支持部11aに入り、支持部11aから遮光層10に入る。空気層よりも高い屈折率を有した遮光層10に入射した光L1は、支持部11aと遮光層10の界面で反射される。以上より、裏面反射観察においては、遮光層10により反射された光を、第1表示領域10Aで視認させる。
[Back reflection observation, front transmission observation]
As shown in FIG. 7, the white light L1 incident on the supporting portion 11a from the outside of the display enters the supporting portion 11a through the air layer and enters the light shielding layer 10 from the supporting portion 11a. The light L1 incident on the light shielding layer 10 having a higher refractive index than the air layer is reflected at the interface between the supporting portion 11a and the light shielding layer 10 . As described above, in the rear surface reflection observation, the light reflected by the light shielding layer 10 is visually recognized in the first display area 10A.

他方、表示体の外側から支持部11へ光L1を入射させて、表示体の表面側から表面10Sを観察する表面透過観察では、遮光層10と各格子層でのプラズモン共鳴を経た有色の光LP2が、第1表示領域10Aで視認される。なお、上記表面透過観察や裏面反射観察の結果は、裏面10Tに向けた外光の光量が、表面10Sに向けた外光の光量よりも高い場合においても、同様の傾向を示す。 On the other hand, in the surface transmission observation in which the light L1 is incident on the support portion 11 from the outside of the display and the surface 10S is observed from the surface side of the display, the colored light passes through the plasmon resonance in the light shielding layer 10 and each lattice layer. LP2 is visually recognized in the first display area 10A. The results of the front surface transmission observation and the back surface reflection observation show the same tendency even when the amount of external light directed to the back surface 10T is higher than the amount of external light directed to the front surface 10S.

[表示体の製造方法]
次に、表示体を製造する方法の一例を説明する。
[Manufacturing method of display]
Next, an example of a method of manufacturing a display will be described.

まず、支持部11aの表面に、遮光層10を形成する。形成する方法は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法である。 First, the light shielding layer 10 is formed on the surface of the supporting portion 11a. The forming method is, for example, a vacuum deposition method or a sputtering method.

続いて、遮光層10の表面に、中間層11bと第1誘電体層22と第1中間誘電体層32とを形成する。第1誘電体層22と第1中間誘電体層32とは、中間層11bの表面から突き出た突部として一体に形成される。突部を形成する方法は、例えば、光、あるいは、荷電粒子線を用いたフォトリソグラフィー法、ナノインプリント法、および、プラズマエッチング法である。 Subsequently, an intermediate layer 11b, a first dielectric layer 22, and a first intermediate dielectric layer 32 are formed on the surface of the light shielding layer 10. Next, as shown in FIG. The first dielectric layer 22 and the first intermediate dielectric layer 32 are integrally formed as protrusions protruding from the surface of the intermediate layer 11b. The method of forming the projections is, for example, photolithography using light or charged particle beam, nanoimprinting, and plasma etching.

例えば、図3に示したように中間層11bと第1誘電体層22と第1中間誘電体層32とから構成される凹凸構造を有する表示体を製造する場合、まず、基材11aとして、ポリエチレンテレフタラートシートを用い、基材11aの表面に、遮光層10を形成する。次いで、遮光層10の表面に、紫外線硬化性樹脂を塗工する。続いて、紫外線硬化性樹脂からなる塗工膜の表面に、凹版である合成石英モールドの表面を押し当て、これらに紫外線を照射する。さらに、硬化した紫外線硬化性樹脂から合成石英モールドを離型する。これによって、遮光層10の表面の樹脂に凹版の有する凹凸が転写され、第1誘電体層22と第1中間誘電体層32とからなる突部および中間層11bが形成される。なお、紫外線硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂に変更することも可能であり、紫外線の照射は、加熱に変更することも可能である。また、紫外線硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂に変更することも可能であり、紫外線の照射は、加熱および冷却に変更することも可能である。 For example, as shown in FIG. 3, when manufacturing a display having an uneven structure composed of the intermediate layer 11b, the first dielectric layer 22, and the first intermediate dielectric layer 32, first, as the base material 11a, A polyethylene terephthalate sheet is used to form the light shielding layer 10 on the surface of the substrate 11a. Next, the surface of the light shielding layer 10 is coated with an ultraviolet curable resin. Subsequently, the surface of the synthetic quartz mold, which is an intaglio, is pressed against the surface of the coating film made of the ultraviolet curable resin, and these are irradiated with ultraviolet rays. Furthermore, the synthetic quartz mold is released from the cured ultraviolet curable resin. As a result, the unevenness of the intaglio is transferred to the resin on the surface of the light shielding layer 10, and the intermediate layer 11b and the projections composed of the first dielectric layer 22 and the first intermediate dielectric layer 32 are formed. Note that the ultraviolet curable resin can be changed to a thermosetting resin, and the irradiation of ultraviolet rays can be changed to heating. Also, the ultraviolet curable resin can be changed to a thermoplastic resin, and the ultraviolet irradiation can be changed to heating and cooling.

次いで、突部を備える中間層11bおよび、第1中間誘電体層32の表面に、第1金属層23、および、第2金属層42を形成する。第1金属層23、および、第2金属層42を形成する方法は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法である。これによって、第1金属層23の頂面によって区画される第1格子層21が形成され、第2金属層42の頂面によって区画される第2格子層41が形成され、これら第1格子層21と第2格子層41とに挟まれた中間格子層31が形成される。 Next, a first metal layer 23 and a second metal layer 42 are formed on the surfaces of the intermediate layer 11b having protrusions and the first intermediate dielectric layer 32 . Methods for forming the first metal layer 23 and the second metal layer 42 are, for example, a vacuum deposition method and a sputtering method. Thereby, a first lattice layer 21 defined by the top surface of the first metal layer 23 is formed, a second lattice layer 41 defined by the top surface of the second metal layer 42 is formed, and these first lattice layers are formed. An intermediate lattice layer 31 sandwiched between 21 and the second lattice layer 41 is formed.

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。 As described above, according to the first embodiment, the following effects can be obtained.

(1)表面反射観察と裏面反射観察とにおいて別々の色彩を有した像を第1表示領域10Aで視認させられるため、表示体の表裏を判別することが可能となる。また、表示体の貼り付けられた物品に対して、それの真贋の判定を容易なものとすることや、表示体の貼り付けられた物品の意匠性を高めることが可能ともなる。 (1) Since images having different colors can be visually recognized in the first display area 10A in front surface reflection observation and back surface reflection observation, it is possible to distinguish between the front and back of the display. In addition, it becomes possible to easily determine the authenticity of an article to which the display member is attached, and to enhance the design of the article to which the display member is attached.

(2)表面反射観察と裏面透過観察とにおいても別々の色彩を有した像を第1表示領域10Aで視認させられるため、表裏の判断結果に対する精度を高めることが可能となる。また、裏面反射観察と表面透過観察とにおいても別々の色彩を有した像を第1表示領域10Aで視認させられるため、表裏の判断結果に対する精度を高めることが可能となる。 (2) Images having different colors can be visually recognized in the first display area 10A even in front surface reflection observation and rear surface transmission observation, so that it is possible to improve the accuracy of the front/back judgment result. In addition, since images having different colors can be visually recognized in the first display area 10A in the rear surface reflection observation and the front surface transmission observation, it is possible to improve the accuracy of the determination result of the front and back surfaces.

(3)構造周期PTの大きさが、可視領域の波長以下であるサブ波長周期であり、可視領域の光の一次回折光の形成を抑える大きさである。そのため、裏面反射観察、表面透過観察、裏面透過観察による像に、虹色が含まれることを抑えて、各観察による像の色彩を、より鮮明にすることが可能ともなる。 (3) The size of the structure period PT is a sub-wavelength period equal to or less than the wavelength in the visible region, and is a size that suppresses the formation of first-order diffracted light in the visible region. Therefore, it is possible to suppress the inclusion of iridescence in the images obtained by the back surface reflection observation, the front surface transmission observation, and the rear surface transmission observation, and to make the colors of the images obtained by each observation clearer.

(4)遮光層10により、裏面透過観察において透かし効果を付与することが可能ともなる。 (4) The light-shielding layer 10 also makes it possible to impart a watermark effect in rear-surface transmission observation.

(5)第1誘電体層22と第1中間誘電体層32とが一体の構造体であり、また、第2中間誘電体層33と第2誘電体層43とが一体であるため、表示体の構造を簡素化することが可能ともなる。さらに、第2中間誘電体層33と第2誘電体層43とが一体の空気層である構成であれば、表示体の構造をさらに簡素化することが可能ともなる。 (5) Since the first dielectric layer 22 and the first intermediate dielectric layer 32 are integrated structures, and the second intermediate dielectric layer 33 and the second dielectric layer 43 are integrated, the display It also makes it possible to simplify the structure of the body. Furthermore, if the second intermediate dielectric layer 33 and the second dielectric layer 43 are configured as an integral air layer, the structure of the display can be further simplified.

(6)表面反射観察と、裏面反射観察と、表面もしくは裏面での透過観察との各々において、第1表示領域10Aの色彩を固有のものとすることができる。それゆえに、表示体が付された物品に対して、それの真贋の判定における精度を高めることが可能ともなる。 (6) The color of the first display area 10A can be unique in each of front reflection observation, rear reflection observation, and transmission observation on the front or rear surface. Therefore, it is also possible to improve the accuracy in determining the authenticity of an article to which the indicator is attached.

<第1実施形態の変形例>
上記第1実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
[中間格子層31]
・第1中間誘電体層32と第2中間誘電体層33とは、各別の構造体に具体化できる。この際、第2中間誘電体層33は、第1中間誘電体層32の屈折率よりも空気層の屈折率に近い屈折率を有した樹脂層であることが好ましい。
<Modified Example of First Embodiment>
The above-described first embodiment can also be implemented with the following modifications.
[Intermediate grating layer 31]
• The first intermediate dielectric layer 32 and the second intermediate dielectric layer 33 can be embodied in separate structures. At this time, the second intermediate dielectric layer 33 is preferably a resin layer having a refractive index closer to the refractive index of the air layer than the refractive index of the first intermediate dielectric layer 32 .

・第2中間誘電体層33と第2誘電体層43とは、各別の構造体に具体化できる。この際、第2中間誘電体層33は、第2誘電体層43の屈折率よりも空気層の屈折率に近い屈折率を有した樹脂層であることが好ましい。 • The second intermediate dielectric layer 33 and the second dielectric layer 43 can be embodied in separate structures. At this time, the second intermediate dielectric layer 33 is preferably a resin layer having a refractive index closer to the refractive index of the air layer than the refractive index of the second dielectric layer 43 .

[保護層]
・表示体は、第2金属層42の上に保護層をさらに備えてもよい。この際、保護層と第2金属層42との界面におけるフレネル反射の強度、および、それに伴う表示体での波長の選択性が、保護層の屈折率によって変わる。そこで、保護層を構成する材料は、表示体に選択させる波長領域に基づき、適宜選択される。
[Protective layer]
- The display may further include a protective layer on the second metal layer 42 . At this time, the intensity of Fresnel reflection at the interface between the protective layer and the second metal layer 42 and the associated wavelength selectivity on the display vary depending on the refractive index of the protective layer. Therefore, the material constituting the protective layer is appropriately selected based on the wavelength range to be selected for the display.

なお、図8が示すように、保護層45は、第2誘電体層43、および、第2中間誘電体層33と一体の構造体に具体化できる。この際、保護層45は、低屈折率の樹脂層であることが好ましい。低屈折率の樹脂層は、中間層11bの屈折率や第1誘電体層22の屈折率や第1中間誘電体層32の屈折率よりも空気層の屈折率に近い屈折率を有する。 It should be noted that, as shown in FIG. 8, the protective layer 45 can be embodied in a structure integral with the second dielectric layer 43 and the second intermediate dielectric layer 33 . At this time, the protective layer 45 is preferably a resin layer with a low refractive index. The low-refractive-index resin layer has a refractive index closer to the refractive index of the air layer than the refractive index of the intermediate layer 11 b, the refractive index of the first dielectric layer 22 , or the refractive index of the first intermediate dielectric layer 32 .

[その他の形態]
・表示体の表面10Sに対向する方向から見た孤立領域A2の配置は、正方配列および六方配列に限らず、周期性を有する配列であればよい。すなわち、複数の第1誘電体層22は周期的に並んでいればよく、また、複数の第1中間誘電体層32も周期的に並んでいればよく、また、複数の第2金属層42も周期的に並んでいればよい。換言すれば、周期構造体の周期要素は、サブ波長周期を有して並んでいればよい。周期構造体の周期要素が二次元格子状に配列している場合、構造周期PTに対する幅WTの比は、1つの方向での構造周期PTに対する幅WTの比であり、当該比が所定の範囲内であるとは、周期要素が並ぶ上記2つの方向の各々について、構造周期PTに対する幅WTの比が所定の範囲内であることを示す。
[Other forms]
The arrangement of the isolated regions A2 viewed from the direction facing the surface 10S of the display body is not limited to the square arrangement and the hexagonal arrangement, and may be any arrangement having periodicity. That is, the plurality of first dielectric layers 22 may be arranged periodically, the plurality of first intermediate dielectric layers 32 may also be arranged periodically, and the plurality of second metal layers 42 may be arranged periodically. should be cyclically arranged. In other words, the periodic elements of the periodic structure may be arranged with a sub-wavelength period. When the periodic elements of the periodic structure are arranged in a two-dimensional lattice, the ratio of the width WT to the structural period PT is the ratio of the width WT to the structural period PT in one direction, and the ratio is within a predetermined range. "Within" indicates that the ratio of the width WT to the structural period PT is within a predetermined range for each of the two directions in which the periodic elements are arranged.

また、表示体の表面10Sに対向する方向から見た孤立領域A2の形状、すなわち、周期要素の平面形状は、正方形に限らず、長方形や他の多角形であってもよいし、円形であってもよい。 Further, the shape of the isolated area A2 viewed from the direction facing the surface 10S of the display body, that is, the planar shape of the periodic element is not limited to a square, and may be a rectangle, other polygons, or a circle. may

構造周期PTに対する第1誘電体層22の幅WTの比、および、構造周期PTに対する第2金属層42の幅WTの比は、0.25以上0.75以下とは異なる値であってもよい。また、遮光層10と中間層11bと第1格子層21と中間格子層31と第2格子層41との厚さの関係は、上記実施形態と異なってもよい。 Even if the ratio of the width WT of the first dielectric layer 22 to the structural period PT and the ratio of the width WT of the second metal layer 42 to the structural period PT are different from 0.25 to 0.75, good. Further, the thickness relationship among the light shielding layer 10, the intermediate layer 11b, the first grating layer 21, the intermediate grating layer 31, and the second grating layer 41 may be different from the above embodiment.

(第2実施形態)
図9から図13を参照して表示体、および、表示体の製造方法の第2実施形態を説明する。以下では、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 second embodiment of a display and a method for manufacturing the display will be described with reference to FIGS. 9 to 13 . Below, the same code|symbol is attached|subjected about the structure similar to 1st Embodiment, and the description is abbreviate|omitted.

[表示体の構造]
図9が示すように、表示体の第1表示領域10Aは、遮光層10、支持部11a、中間層11b、第1格子層21、中間格子層31、および、第2格子層41を備えている。支持部11a、中間層11b、第1格子層21、中間格子層31、第2格子層41は、遮光層10の表面からこの順に並んでいる。
[Structure of Display]
As shown in FIG. 9, the first display region 10A of the display includes a light shielding layer 10, a supporting portion 11a, an intermediate layer 11b, a first grating layer 21, an intermediate grating layer 31, and a second grating layer 41. there is The support portion 11 a , the intermediate layer 11 b , the first grating layer 21 , the intermediate grating layer 31 and the second grating layer 41 are arranged in this order from the surface of the light shielding layer 10 .

支持部11aは、第1実施形態と同様の構成を有する。図9は、遮光層10が支持部11aと中間層11bとが接する面と反対側の面に形成された形態を示している。なお、中間層11bと第1誘電体層22が一体である構成においては、中間層11bを構成する材料の屈折率と、第1誘電体層22を構成する材料の屈折率とは近いほど好ましい。中間層11bおよび第1誘電体層22の各々の屈折率は、空気層よりも高く、例えば、1.2以上1.7以下である。 The support portion 11a has a configuration similar to that of the first embodiment. FIG. 9 shows a configuration in which the light shielding layer 10 is formed on the surface opposite to the surface where the supporting portion 11a and the intermediate layer 11b are in contact with each other. In the structure in which the intermediate layer 11b and the first dielectric layer 22 are integrated, it is preferable that the refractive index of the material forming the intermediate layer 11b and the refractive index of the material forming the first dielectric layer 22 are close to each other. . The refractive index of each of the intermediate layer 11b and the first dielectric layer 22 is higher than that of the air layer, and is, for example, 1.2 or more and 1.7 or less.

[第1格子層21]
第1格子層21は、複数の第1誘電体層22と、単一の第1金属層23とを備える。各第1誘電体層22は、表示体の表面10Sに対向する方向から見て、孤立領域A2に位置する。単一の第1金属層23は、表面10Sに対向する方向から見て、周辺領域A3に位置する。複数の第1誘電体層22は、表面10Sに沿って、周期的に島状配列に並ぶ。
[First grating layer 21]
The first grating layer 21 comprises a plurality of first dielectric layers 22 and a single first metal layer 23 . Each first dielectric layer 22 is located in the isolated area A2 when viewed from the direction facing the surface 10S of the display. The single first metal layer 23 is located in the peripheral area A3 when viewed from the direction facing the surface 10S. The plurality of first dielectric layers 22 are periodically arranged in an island-like arrangement along the surface 10S.

各第1誘電体層22は、中間層11bから突き出ており、各第1誘電体層22と中間層11bとは一体である。表面10Sに対向する方向から見て、第1誘電体層22の位置する周期である構造周期PTは、可視領域の波長以下であるサブ波長周期である。第1金属層23は、表面10Sに対向する方向から見て、各第1誘電体層22を1つずつ囲う網目状を有する構造体である。第1格子層21において、第1金属層23は、構造的および光学的に海成分であり、各第1誘電体層22は構造的および光学的に島成分である。 Each first dielectric layer 22 protrudes from the intermediate layer 11b, and each first dielectric layer 22 and the intermediate layer 11b are integral. When viewed from the direction facing the surface 10S, the structural period PT, which is the period at which the first dielectric layer 22 is positioned, is a sub-wavelength period equal to or shorter than the wavelength in the visible region. The first metal layer 23 is a mesh structure surrounding each first dielectric layer 22 when viewed from the direction facing the surface 10S. In the first grating layer 21, the first metal layer 23 is structurally and optically a sea component and each first dielectric layer 22 is structurally and optically an island component.

[中間格子層31]
中間格子層31は、複数の第1中間誘電体層32と、単一の第2中間誘電体層34とを備える。各第1中間誘電体層32は、表面10Sに対向する方向から見て、孤立領域A2に位置する。単一の第2中間誘電体層34は、表面10Sに対向する方向から見て、周辺領域A3に位置する。複数の第1中間誘電体層32は、表面10Sに沿って、周期的に島状配列に並ぶ。
[Intermediate grating layer 31]
Intermediate lattice layer 31 comprises a plurality of first intermediate dielectric layers 32 and a single second intermediate dielectric layer 34 . Each first intermediate dielectric layer 32 is located in the isolated area A2 when viewed from the direction facing the surface 10S. A single second intermediate dielectric layer 34 is located in the peripheral region A3, viewed from the direction facing the surface 10S. The plurality of first intermediate dielectric layers 32 are periodically arranged in an island-like array along the surface 10S.

各第1中間誘電体層32は、第1誘電体層22から突き出た構造体である。各第1中間誘電体層32は、第1誘電体層22と一体であってもよいし、第1誘電体層22とは別体であってもよい。表面10Sに対向する方向から見て、第1中間誘電体層32の位置する周期は、構造周期PTである。第2中間誘電体層34は、表面10Sに対向する方向から見て、各第1中間誘電体層32を1つずつ囲う網目状を有する構造体である。第2中間誘電体層34は、第1金属層23とは別体である。中間格子層31において、第2中間誘電体層34は、構造的および光学的に海成分であり、各第1中間誘電体層32は、構造的および光学的に島成分である。 Each first intermediate dielectric layer 32 is a structure protruding from the first dielectric layer 22 . Each first intermediate dielectric layer 32 may be integral with the first dielectric layer 22 or separate from the first dielectric layer 22 . The period in which the first intermediate dielectric layers 32 are positioned when viewed from the direction facing the surface 10S is the structural period PT. The second intermediate dielectric layer 34 is a mesh structure surrounding each first intermediate dielectric layer 32 when viewed from the direction facing the surface 10S. The second intermediate dielectric layer 34 is separate from the first metal layer 23 . In the intermediate grating layer 31, the second intermediate dielectric layer 34 is structurally and optically a sea component and each first intermediate dielectric layer 32 is structurally and optically an island component.

[第2格子層41]
第2格子層41は、複数の第2金属層42と、単一の第2誘電体層43とを備える。各第2金属層42は、表面10Sに対向する方向から見て、孤立領域A2に位置する。単一の第2誘電体層43は、表面10Sに対向する方向から見て、周辺領域A3に位置する。複数の第2金属層42は、表面10Sに沿って、周期的に島状配列に並ぶ。
[Second grating layer 41]
The second grating layer 41 comprises a plurality of second metal layers 42 and a single second dielectric layer 43 . Each second metal layer 42 is located in the isolated area A2 when viewed from the direction facing the surface 10S. A single second dielectric layer 43 is located in the peripheral region A3 when viewed from the direction facing the surface 10S. The plurality of second metal layers 42 are periodically arranged in an island-like arrangement along the surface 10S.

各第2金属層42は、第1中間誘電体層32の頂面に重なる構造体である。各第2金属層42は、第1中間誘電体層32との間に境界を有し、第1中間誘電体層32とは別体である。表面10Sと対向する方向から見て、第2金属層42の位置する周期は、構造周期PTである。第2格子層41において、第2誘電体層43は、構造的および光学的に海成分であり、各第2金属層42は、構造的および光学的に島成分である。 Each second metal layer 42 is a structure overlying the top surface of the first interlevel dielectric layer 32 . Each second metal layer 42 has a boundary with and is separate from the first interlevel dielectric layer 32 . The period at which the second metal layers 42 are positioned when viewed from the direction facing the surface 10S is the structural period PT. In the second grating layer 41, the second dielectric layer 43 is structurally and optically a sea component and each second metal layer 42 is structurally and optically an island component.

図10が示すように、周辺領域A3においては、遮光層10に近い層から順に、支持部11a、中間層11b、第1格子層21、中間格子層31、および、第2格子層41とが位置する。 As shown in FIG. 10, in the peripheral region A3, the supporting portion 11a, the intermediate layer 11b, the first grating layer 21, the intermediate grating layer 31, and the second grating layer 41 are arranged in this order from the layer closest to the light shielding layer 10. To position.

図11が示すように、第2表示領域10Bは、遮光層10の上に、上述した中間層11bと、第1格子層21、中間格子層31、および、第2格子層41を備えていない。すなわち、第2表示領域10Bは、遮光層10と支持部11aの備える光透過性に従って、可視領域の光を透過する。 As shown in FIG. 11, the second display region 10B does not include the intermediate layer 11b, the first lattice layer 21, the intermediate lattice layer 31, and the second lattice layer 41 on the light shielding layer 10. . That is, the second display region 10B transmits light in the visible region according to the light transmittance provided by the light shielding layer 10 and the support portion 11a.

[各格子層の材料]
第1誘電体層22および第1中間誘電体層32は、誘電体であり、例えば、光硬化性樹脂などの樹脂や、石英などの無機材料から構成される。第1誘電体層22および第1中間誘電体層32の各々の屈折率は、空気層よりも高く、例えば、1.2以上1.7以下である。
[Material of each lattice layer]
The first dielectric layer 22 and the first intermediate dielectric layer 32 are dielectrics, and are made of, for example, a resin such as a photocurable resin or an inorganic material such as quartz. The refractive index of each of the first dielectric layer 22 and the first intermediate dielectric layer 32 is higher than that of the air layer, and is, for example, 1.2 or more and 1.7 or less.

遮光層10は、可視波長帯を吸収する材料であることが好ましく、例えば、炭素系黒色顔料やチタン系黒色顔料などであることが好ましい。また、遮光層10は可視領域の波長における複素誘電率の実部が負の材料であることが好ましく、例えば、アルミニウム、銀、金、インジウム、タンタルなどであることが好ましい。 The light shielding layer 10 is preferably made of a material that absorbs the visible wavelength band, such as a carbon-based black pigment or a titanium-based black pigment. Further, the light shielding layer 10 is preferably made of a material having a complex dielectric constant with a negative real part at wavelengths in the visible region, such as aluminum, silver, gold, indium, and tantalum.

第1金属層23および第2金属層42を構成する材料は、可視領域の波長における複素誘電率の実部が負の値の材料であることが好ましく、例えば、アルミニウム、銀、金、インジウム、タンタルなどであることが好ましい。第1金属層23と第2金属層42とは、例えば、同一の材料から構成される。 The material forming the first metal layer 23 and the second metal layer 42 is preferably a material having a negative real part of the complex dielectric constant at wavelengths in the visible region, such as aluminum, silver, gold, indium, Tantalum or the like is preferred. The first metal layer 23 and the second metal layer 42 are made of, for example, the same material.

[表示体の製造方法]
次に、第2実施形態の表示体を製造する方法の一例を説明する。
[Manufacturing method of display]
Next, an example of a method for manufacturing the display body of the second embodiment will be described.

第1実施形態と異なり、遮光層10は支持部11aと中間層11bとが接する面と反対側の面に形成される。形成する方法は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法である。 Unlike the first embodiment, the light shielding layer 10 is formed on the surface opposite to the surface where the supporting portion 11a and the intermediate layer 11b contact each other. The forming method is, for example, a vacuum deposition method or a sputtering method.

次いで、第1誘電体層22、第1中間誘電体層32、第1金属層23、および、第2金属層42は、第1実施形態と同様に形成される。第1誘電体層22と第1中間誘電体層32とは、中間層11bの表面から突き出た突部として一体に形成される。 A first dielectric layer 22, a first intermediate dielectric layer 32, a first metal layer 23, and a second metal layer 42 are then formed in the same manner as in the first embodiment. The first dielectric layer 22 and the first intermediate dielectric layer 32 are integrally formed as protrusions protruding from the surface of the intermediate layer 11b.

[表示体の光学的な構成および作用]
図12を参照して、第2実施形態の表示体における表面反射観察、裏面透過観察の光学的な構成および作用を説明する。
[Optical Configuration and Action of Display]
With reference to FIG. 12, the optical configuration and action of front reflection observation and back transmission observation in the display of the second embodiment will be described.

[表面反射観察、裏面透過観察]
図12が示すように、表示体の外側から第2格子層41に入射する白色の光L1は、空気層から第2格子層41に入り、第2格子層41から中間格子層31に入る。第2格子層41に入射する光L1は、空気層に近い屈折率を有した第2格子層41に空気層から入るため、空気層と第2格子層41との界面においては、フレネル反射を生じ難い。また、中間格子層31に入射する光は、空気層に近い屈折率を有した第2格子層41から、空気層に近い屈折率を有した中間格子層31に入るため、ここでも、第2格子層41と中間格子層31との界面においては、フレネル反射を生じ難い。
[Front reflection observation, back transmission observation]
As shown in FIG. 12, the white light L1 incident on the second grating layer 41 from the outside of the display enters the second grating layer 41 through the air layer, and then enters the intermediate grating layer 31 through the second grating layer 41 . The light L1 incident on the second grating layer 41 enters the second grating layer 41 having a refractive index close to that of the air layer through the air layer. Hard to come by. Further, the light incident on the intermediate grating layer 31 enters the intermediate grating layer 31 having a refractive index close to that of the air layer through the second grating layer 41 having a refractive index close to that of the air layer. Fresnel reflection is less likely to occur at the interface between the grating layer 41 and the intermediate grating layer 31 .

一方で、第2金属層42の構造周期PTが、可視領域の波長以下のサブ波長周期であるため、第2格子層41ではプラズモン共鳴が生じる。プラズモン共鳴は、第2格子層41に入射した光の一部と電子の集団的な振動とが結合する現象である。第2格子層41に入射した光L1の一部は、第2格子層41でのプラズモン共鳴によって表面プラズモンに変換され、表面プラズモンは第2格子層41を透過する。第2格子層41を透過した表面プラズモンは、光に再変換されて出射される。プラズモン共鳴に起因して第2格子層41が出射する光EP2の波長領域は、第2金属層42の構造周期PTを含む格子構造および材料に依存した特定の波長領域である。結果として、第2格子層41は、第2格子層41に入射した光の波長領域の一部の光を、中間格子層31へ透過する。 On the other hand, since the structural period PT of the second metal layer 42 is a sub-wavelength period equal to or shorter than the wavelength in the visible region, plasmon resonance occurs in the second lattice layer 41 . Plasmon resonance is a phenomenon in which part of the light incident on the second lattice layer 41 is coupled with collective vibration of electrons. Part of the light L<b>1 incident on the second grating layer 41 is converted into surface plasmons by plasmon resonance in the second grating layer 41 , and the surface plasmons pass through the second grating layer 41 . The surface plasmons transmitted through the second grating layer 41 are reconverted into light and emitted. The wavelength region of the light EP2 emitted by the second grating layer 41 due to plasmon resonance is a specific wavelength region depending on the grating structure including the structural period PT of the second metal layer 42 and the material. As a result, the second grating layer 41 transmits part of the wavelength region of the light incident on the second grating layer 41 to the intermediate grating layer 31 .

また、第1誘電体層22の構造周期PTも、可視領域の波長以下のサブ波長周期であるため、第1格子層21でもプラズモン共鳴が生じる。すなわち、第1格子層21に入射する光の一部もまた、第1格子層21でのプラズモン共鳴によって表面プラズモンに変換され、表面プラズモンは第1格子層21を透過し、光に再変換されて出射される。プラズモン共鳴に起因して第1格子層21が出射する光EP1の波長領域は、第1誘電体層22の構造周期PTを含む格子構造および材料に依存した特定の波長領域である。結果として、第1格子層21は、第1格子層21に入射した光の波長領域の一部の光を、中間層11bへ透過する。 Further, since the structural period PT of the first dielectric layer 22 is also a sub-wavelength period equal to or shorter than the wavelength in the visible region, plasmon resonance also occurs in the first grating layer 21 . That is, part of the light incident on the first grating layer 21 is also converted into surface plasmons by plasmon resonance in the first grating layer 21, and the surface plasmons pass through the first grating layer 21 and are reconverted into light. emitted by The wavelength region of the light EP1 emitted by the first grating layer 21 due to plasmon resonance is a specific wavelength region depending on the grating structure including the structural period PT of the first dielectric layer 22 and the material. As a result, the first grating layer 21 transmits part of the wavelength region of the light incident on the first grating layer 21 to the intermediate layer 11b.

さらに、中間層11bに入射した光の一部は支持部11aを透過し、遮光層10に入射する。プラズモン共鳴に起因した光として出射された光EP1と遮光層10は再びプラズモン共鳴を起こし、共鳴に起因した光のみが反射或いは透過される。 Further, part of the light incident on the intermediate layer 11b passes through the supporting portion 11a and enters the light shielding layer 10. FIG. The light EP1 emitted as light caused by plasmon resonance and the light shielding layer 10 cause plasmon resonance again, and only the light caused by resonance is reflected or transmitted.

以上により、表示体の外側から第2格子層41へ光L1を入射させて、表示体の表面側から表面10Sを観察する表面反射観察によれば、上記各界面でのフレネル反射を生じ難いこと、上記各格子層でのプラズモン共鳴を生じること、これらが相まって、黒色、もしくは、黒色に近い色彩が、第1表示領域10Aで視認される。 As described above, according to the surface reflection observation in which the light L1 is incident on the second grating layer 41 from the outside of the display body and the surface 10S is observed from the surface side of the display body, Fresnel reflection hardly occurs at each interface. , causing plasmon resonance in each of the grating layers, and these together, black or a color close to black is visually recognized in the first display area 10A.

他方、表示体の外側から第2格子層41へ光L1を入射させて、表示体の裏面側から裏面10Tを観察する裏面透過観察によれば、上記各格子層でのプラズモン共鳴を経て透過した有色の光LP1が遮光層10とのプラズモン共鳴により一部反射或いは透過され、第1表示領域10Aで視認される。 On the other hand, according to the rear transmission observation in which the light L1 is incident on the second grating layer 41 from the outside of the display body and the rear face 10T is observed from the rear face side of the display body, the light is transmitted through the plasmon resonance in each grating layer. The colored light LP1 is partially reflected or transmitted by plasmon resonance with the light shielding layer 10, and is visually recognized in the first display area 10A.

結果として、裏面透過観察では、遮光層10により上記各格子層でのプラズモン共鳴を経て透過した有色の光の一部が遮断され、透かし効果を得ることができる。なお、上記表面反射観察や裏面透過観察の結果は、表面10Sに向けた外光の光量が、裏面10Tに向けた外光の光量よりも高い場合においても、同様の傾向を示す。 As a result, in rear transmission observation, the light shielding layer 10 blocks part of the colored light that has passed through the plasmon resonance in each grating layer, and a watermark effect can be obtained. The results of the front surface reflection observation and the back surface transmission observation show the same tendency even when the amount of external light toward the front surface 10S is higher than the amount of external light toward the back surface 10T.

[裏面反射観察、表面透過観察]
図13が示すように、表示体の外側から遮光層10に入射する白色の光L1は、空気層から遮光層10に入る。空気層よりも高い屈折率を有した遮光層10に入射した光L1は、支持部11aと遮光層10の界面で反射される。以上より、裏面反射観察においては、遮光層10により反射された光を、第1表示領域10Aで視認させる。
[Back reflection observation, front transmission observation]
As shown in FIG. 13, white light L1 entering the light shielding layer 10 from the outside of the display enters the light shielding layer 10 through the air layer. The light L1 incident on the light shielding layer 10 having a higher refractive index than the air layer is reflected at the interface between the supporting portion 11a and the light shielding layer 10 . As described above, in the rear surface reflection observation, the light reflected by the light shielding layer 10 is visually recognized in the first display area 10A.

他方、表示体の外側から支持部11へ光L1を入射させて、表示体の表面側から表面10Sを観察する表面透過観察では、遮光層10と各格子層でのプラズモン共鳴を経た有色の光LP2が、第1表示領域10Aで視認される。なお、上記表面透過観察や裏面反射観察の結果は、裏面10Tに向けた外光の光量が、表面10Sに向けた外光の光量よりも高い場合においても、同様の傾向を示す。 On the other hand, in the surface transmission observation in which the light L1 is incident on the support portion 11 from the outside of the display and the surface 10S is observed from the surface side of the display, the colored light passes through the plasmon resonance in the light shielding layer 10 and each lattice layer. LP2 is visually recognized in the first display area 10A. The results of the front surface transmission observation and the back surface reflection observation show the same tendency even when the amount of external light directed to the back surface 10T is higher than the amount of external light directed to the front surface 10S.

以上、第2実施形態によれば、第1実施形態の(1)~(6)の効果に加えて、以下に列挙する効果が得られる。
(7)支持部11aが中間層11bと接しない支持部11aの一面に遮光層10を備えているため、金属層42または金属層23と遮光層10との間で生じるフレネル反射が抑えられる。その結果、表面反射観察において観察される色彩が鮮明になる。
As described above, according to the second embodiment, in addition to the effects (1) to (6) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(7) Since the supporting portion 11a has the light shielding layer 10 on one surface of the supporting portion 11a that is not in contact with the intermediate layer 11b, Fresnel reflection occurring between the metal layer 42 or the metal layer 23 and the light shielding layer 10 is suppressed. As a result, the colors observed in surface reflection observation become clear.

<第2実施形態の変形例>
上記第2実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
[保護層]
・第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、第2金属層42の上に保護層をさらに備えてもよい。この際、保護層と第2金属層42との界面におけるフレネル反射の強度、および、それに伴う表示体での波長の選択性が、保護層の屈折率によって変わる。そこで、保護層を構成する材料は、表示体に選択させる波長領域に基づき、適宜選択される。
<Modification of Second Embodiment>
The second embodiment can be implemented with the following modifications.
[Protective layer]
- Also in 2nd Embodiment, you may further provide a protective layer on the 2nd metal layer 42 like 1st Embodiment. At this time, the intensity of Fresnel reflection at the interface between the protective layer and the second metal layer 42 and the associated wavelength selectivity on the display vary depending on the refractive index of the protective layer. Therefore, the material constituting the protective layer is appropriately selected based on the wavelength range to be selected for the display.

なお、図14が示すように、保護層45は、第2誘電体層43、および、第2中間誘電体層33と一体の構造体に具体化できる。この際、保護層45は、低屈折率の樹脂層であることが好ましい。低屈折率の樹脂層は、中間層11bの屈折率や第1誘電体層22の屈折率や第1中間誘電体層32の屈折率よりも空気層の屈折率に近い屈折率を有する。 It should be noted that as shown in FIG. 14, the protective layer 45 can be embodied as a structure integral with the second dielectric layer 43 and the second intermediate dielectric layer 33 . At this time, the protective layer 45 is preferably a resin layer with a low refractive index. The low-refractive-index resin layer has a refractive index closer to the refractive index of the air layer than the refractive index of the intermediate layer 11 b, the refractive index of the first dielectric layer 22 , or the refractive index of the first intermediate dielectric layer 32 .

図15が示すように、孤立領域A2には、中間層11bの表面から窪む凹部11Hが位置してもよい。表示体の表面10Sと対向する方向から見て、複数の凹部11Hは、サブ波長周期を有した二次元格子状に並ぶ。こうした構成においては、中間層11bが周期構造体である。すなわち、周期構造体が有する周期要素は、中間層11bの表面を基準面として、基準面から窪む凹部11Hであってもよい。この場合も、金属層61は、周期構造体の表面形状に追従する形状を有し、誘電体層62は、金属層61の表面形状に追従する形状を有する。そして、各凹部11Hの開口部を囲う網目状に第1金属層23が位置し、各凹部11Hの底面に、第2金属層42が位置する。第1金属層23の上に網目状の誘電体層71が位置し、第2金属層42の上に、二次元格子状に並ぶ誘電体層72が位置する。この際、各第2金属層42と、中間層11bのなかで各第2金属層42を囲う網目状の部分とによって、金属と誘電体とからなる格子構造が形成される。また、第2金属層42上に位置する誘電体層72と、第1金属層23とによっても、金属と誘電体からなる格子構造が形成される。さらに、遮光層10は支持部11aと中間層11bの間、あるいは、支持部11aにおける基準面とは反対側の面に位置する。 As shown in FIG. 15, a recess 11H recessed from the surface of the intermediate layer 11b may be located in the isolated region A2. When viewed from the direction facing the surface 10S of the display body, the plurality of recesses 11H are arranged in a two-dimensional grid pattern having a sub-wavelength period. In such a configuration, the intermediate layer 11b is the periodic structure. That is, the periodic element of the periodic structure may be the concave portion 11H recessed from the reference plane, which is the surface of the intermediate layer 11b. Also in this case, the metal layer 61 has a shape that follows the surface shape of the periodic structure, and the dielectric layer 62 has a shape that follows the surface shape of the metal layer 61 . The first metal layer 23 is positioned in a mesh shape surrounding the opening of each recess 11H, and the second metal layer 42 is positioned on the bottom surface of each recess 11H. A mesh-like dielectric layer 71 is positioned on the first metal layer 23 , and a dielectric layer 72 arranged in a two-dimensional grid pattern is positioned on the second metal layer 42 . At this time, each second metal layer 42 and the mesh-like portion surrounding each second metal layer 42 in the intermediate layer 11b form a lattice structure composed of metal and dielectric. The dielectric layer 72 located on the second metal layer 42 and the first metal layer 23 also form a lattice structure made of metal and dielectric. Further, the light shielding layer 10 is positioned between the supporting portion 11a and the intermediate layer 11b, or on the surface of the supporting portion 11a opposite to the reference surface.

表示体に光が照射されると、これらの格子構造を有する層にてプラズモン共鳴が生じる。プラズモン共鳴にて生じた光と遮光層10は再びプラズモン共鳴を起こし、上記実施形態と同様に、第1表示領域10Aにおいて、表面反射観察で視認される色彩が鮮明になる。また、裏面透過観察では透かし効果を得ることができ、表面反射観察と裏面透過観察とで異なる色彩が視認される。さらに、裏面反射観察では遮光層10にて反射された像が視認される。表面透過観察では、遮光層10と各格子構造でのプラズモン共鳴を経た有色の像が視認され、裏面反射観察と表面透過観察で異なる色彩が視認される。 When the display is irradiated with light, plasmon resonance occurs in these layers having a lattice structure. The light generated by the plasmon resonance and the light shielding layer 10 cause plasmon resonance again, and the colors visually recognized in the surface reflection observation become clear in the first display area 10A, as in the above embodiment. In addition, a watermark effect can be obtained in rear surface transmission observation, and different colors are visually recognized in front surface reflection observation and rear surface transmission observation. Furthermore, in the rear surface reflection observation, an image reflected by the light shielding layer 10 is visually recognized. In the front surface transmission observation, a colored image is visually recognized through plasmon resonance in the light shielding layer 10 and each lattice structure, and different colors are visually recognized in the rear surface reflection observation and the front surface transmission observation.

なお、周期要素が凹部11Hである場合も、基準面と周期要素とを含む平面において、単位面積あたりにおいて周期要素が占める面積の割合は、0.1よりも大きく0.5よりも小さいことが好ましい。上記面積の割合が上記範囲内であれば、金属層61および誘電体層62が、周期構造体の表面の凹凸形状に追従した形状に形成されやすい。また、上記面積の割合が上記範囲内であれば、周期構造体の耐久性が高められるとともに、凹部11Hの加工の精度が得られやすい。なお、第1実施形態の表示体においても、周期要素は、基準面から窪む凹部11Hであってもよい。 Even when the periodic element is the concave portion 11H, the ratio of the area occupied by the periodic element per unit area on the plane including the reference plane and the periodic element is more than 0.1 and less than 0.5. preferable. If the ratio of the area is within the above range, the metal layer 61 and the dielectric layer 62 are likely to be formed in a shape that follows the uneven shape of the surface of the periodic structure. Further, if the ratio of the area is within the above range, the durability of the periodic structure is enhanced, and it is easy to obtain the machining accuracy of the concave portion 11H. Also in the display of the first embodiment, the periodic element may be the concave portion 11H recessed from the reference plane.

上述した発色構造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。 The above-described coloring structure and its manufacturing method will be described using specific examples.

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、合成石英基板の表面に、クロム(Cr)からなる膜をスパッタリングによって10nmの厚さに成膜し、電子線リソグラフィによって電子線レジストパターンをCr膜上に形成した。使用したレジストはポジ型であり、膜厚は150nmとした。形成したパターンは、一辺が1cmである正方形形状の領域内に、一辺が160nmである正方形を、構造周期PTが320nmの六方配列に配置したパターンであり、電子線を描画した領域は上記正方形の内側領域である。 First, a mold, which is an intaglio used in photo-nanoimprinting, was prepared. Specifically, a film made of chromium (Cr) was formed on the surface of the synthetic quartz substrate by sputtering to a thickness of 10 nm, and an electron beam resist pattern was formed on the Cr film by electron beam lithography. The resist used was of positive type and had a film thickness of 150 nm. The formed pattern is a pattern in which squares with a side length of 160 nm are arranged in a hexagonal array with a structural period PT of 320 nm in a square region with a side length of 1 cm. Inner area.

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100nmであった。残存したレジストおよびCr膜を除去し、凹凸構造が形成されたモールドを得た。モールドの表面には、離型剤としてオプツールHD-1100(ダイキン工業製)を塗布した。 Next, the Cr film exposed from the resist was etched by plasma generated by applying a high frequency to a mixed gas of chlorine and oxygen. Subsequently, the region of the synthetic quartz substrate exposed from the resist and the Cr film was etched by plasma generated by applying high frequency to ethane hexafluoride gas. The synthetic quartz substrate thus etched had a depth of 100 nm. The remaining resist and Cr film were removed to obtain a mold having an uneven structure. OPTOOL HD-1100 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) was applied as a release agent to the surface of the mold.

次に、構造発色体の基材となる、片面に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の片面に真空蒸着法を用いて、アルミニウム(Al)からなる膜を25nmの厚さに成膜することにより遮光層を得た。 Next, a film made of aluminum (Al) was formed to a thickness of 25 nm using a vacuum deposition method on one side of a polyethylene terephthalate film that had been subjected to an easy-adhesion treatment on one side, which was to serve as a base material for the structural coloring body. Thus, a light shielding layer was obtained.

次に、上述したモールドのパターンが形成された面である表面に紫外線硬化性樹脂を塗工した。上記の片面に遮光層を形成したポリエチレンテレフタラートフィルムを用い、遮光層を形成した面でモールドの表面を覆った。さらに、モールドにおけるパターンの形成された領域の全体に紫外線硬化性樹脂が広がるように、ローラーを用いて紫外線硬化性樹脂を延ばし、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、六方配列に並ぶ凸部の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層とアルミニウム(Al)からなる遮光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である周期構造体を得た。硬化後の紫外線硬化性樹脂の屈折率は1.52であった。 Next, an ultraviolet curable resin was applied to the surface on which the pattern of the mold was formed. The polyethylene terephthalate film having the light shielding layer formed on one side was used to cover the surface of the mold with the light shielding layer formed thereon. Furthermore, the ultraviolet curable resin is spread using a roller so that the ultraviolet curable resin spreads over the entire area of the mold where the pattern is formed. The terephthalate film was peeled off. As a result, a pattern of protrusions arranged in a hexagonal arrangement is formed on the surface of the UV-curable resin, and a layer made of this UV-curable resin, a light-shielding layer made of aluminum (Al), and a substrate made of a polyethylene terephthalate film. A periodic structure as a laminate was obtained. The refractive index of the UV curable resin after curing was 1.52.

次に、上記周期構造体の表面に真空蒸着法を用いてアルミニウム(Al)からなる膜を25nmの厚さに成膜することにより、金属層を形成した。これにより、実施例の表示体を得た。実施例の表示体は、第1実施形態の表示体に相当する。基材に対して誘電体層の位置する側が表示体の表面側であり、誘電体層に対して基材の位置する側が表示体の裏面側である。 Next, a metal layer was formed by forming a film made of aluminum (Al) to a thickness of 25 nm on the surface of the periodic structure using a vacuum deposition method. Thus, a display body of Example was obtained. The display of the example corresponds to the display of the first embodiment. The side on which the dielectric layer is positioned with respect to the base material is the front side of the display body, and the side on which the base material is positioned with respect to the dielectric layer is the rear side of the display body.

実施例の表示体に対し白色の光を照射して観察したところ、凸部のパターンが形成されている領域においては、表面反射観察によって黒色に近い緑色が観察され、裏面反射観察によってアルミニウム(Al)からなる膜の金属反射色が観察され、表面透過観察および裏面透過観察によって黄色から黄緑色が観察された。また、凸部のパターンが形成されていない領域では、アルミニウムからなる金属層からの反射光として、金属光沢を有する色が観察された。 When the display member of the example was irradiated with white light and observed, in the region where the pattern of the convex portions was formed, a green color close to black was observed by surface reflection observation, and aluminum (Al) was observed by rear surface reflection observation. ) was observed, and a yellow to yellow-green color was observed by observance of the front surface transmission and rear surface transmission observation. In addition, in the region where the convex pattern was not formed, a color with metallic luster was observed as reflected light from the metal layer made of aluminum.

本発明は、偽造防止や意匠性向上のために用いる表示体に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a display used for preventing counterfeiting and improving designability.

A2…孤立領域、A3…周辺領域、L1,EP1,EP2,LR,LP1,LP2…光、LT…正方形、PT…構造周期、WT…幅、WP…最短幅、10A…第1表示領域、10B…第2表示領域、10S…表面、10T…裏面、11a…支持部、11b…中間層、11T…凸部、11H…凹部、21…第1格子層、22…第1誘電体層、23…第1金属層、31…中間格子層、32…第1中間誘電体層、33…第2中間誘電体層、41…第2格子層、42…第2金属層、43…第2誘電体層、45…保護層、61…金属層、62…誘電体層 A2... Isolated area, A3... Peripheral area, L1, EP1, EP2, LR, LP1, LP2... Light, LT... Square, PT... Structural period, WT... Width, WP... Shortest width, 10A... First display area, 10B Second display region 10S Front surface 10T Back surface 11a Supporting portion 11b Intermediate layer 11T Convex portion 11H Concave portion 21 First lattice layer 22 First dielectric layer 23 First metal layer 31 Intermediate lattice layer 32 First intermediate dielectric layer 33 Second intermediate dielectric layer 41 Second lattice layer 42 Second metal layer 43 Second dielectric layer , 45... Protective layer, 61... Metal layer, 62... Dielectric layer

Claims (8)

基準面を有する支持部と、前記基準面においてサブ波長周期を有した二次元格子状に並ぶ複数の周期要素であって、前記基準面から突出する凸部、もしくは、基準面から窪む凹部のいずれかである前記周期要素を備える誘電体である周期構造体と、
前記基準面のうち前記周期要素を囲む領域と、前記周期要素の表面とを含む面である前記周期構造体の表面とに位置し、前記周期構造体の表面形状に追従する形状を有した金属層と、を備え、
前記基準面上に、
10nm以上200nm以下の厚さを有した第1格子層と、
前記第1格子層よりも上層に設けられ、10nm以上200nm以下の厚さを有した第2格子層と、
前記第1格子層および前記第2格子層よりも厚い中間格子層であって、厚さ方向に前記第1格子層と前記第2格子層とに挟まれた前記中間格子層と、を含み、
前記支持部の前記基準面と前記第1格子層の間、或いは、前記支持部における前記基準面とは反対側の面に遮光層を備え、
前記第1格子層は、周期的に島状配列に並ぶ複数の第1誘電体層と、各第1誘電体層を囲う網目状を有した第1金属層と、を備え、
前記中間格子層は、周期的に島状配列に並ぶ複数の第1中間誘電体層と、各第1中間誘電体層を囲う網目状を有し、かつ、前記第1中間誘電体層よりも低い誘電率を有した第2中間誘電体層と、を備え、
前記第2格子層は、周期的に島状配列に並ぶ複数の第2金属層と、各第2金属層を囲う網目状を有した第2誘電体層と、を備え、
前記周期要素は、前記第1誘電体層と前記第1中間誘電体層とで構成され、前記第1金属層と前記第2金属層とが前記金属層に含まれ、
前記遮光層が、可視領域の光に対する複素誘電率の実部が負の値を有する金属材料から成る、表示体。
A supporting portion having a reference plane, and a plurality of periodic elements arranged in a two-dimensional lattice pattern having a sub-wavelength period on the reference plane, the projections protruding from the reference plane or the recesses recessed from the reference plane. a periodic structure body that is a dielectric comprising the periodic element that is any one;
A metal positioned on the surface of the periodic structure, which is a plane including the area surrounding the periodic element in the reference plane and the surface of the periodic element, and having a shape following the surface shape of the periodic structure. comprising a layer and
on the reference plane,
a first lattice layer having a thickness of 10 nm or more and 200 nm or less;
a second lattice layer provided above the first lattice layer and having a thickness of 10 nm or more and 200 nm or less;
an intermediate lattice layer thicker than the first lattice layer and the second lattice layer, the intermediate lattice layer sandwiched between the first lattice layer and the second lattice layer in a thickness direction;
A light shielding layer is provided between the reference surface of the support portion and the first lattice layer, or on the surface of the support portion opposite to the reference surface,
The first lattice layer includes a plurality of first dielectric layers periodically arranged in an island-like arrangement, and a mesh-like first metal layer surrounding each first dielectric layer,
The intermediate lattice layer has a plurality of first intermediate dielectric layers arranged periodically in an island-like arrangement and a mesh shape surrounding each first intermediate dielectric layer, and a second intermediate dielectric layer having a low dielectric constant;
The second lattice layer includes a plurality of second metal layers periodically arranged in an island-like arrangement, and a mesh-like second dielectric layer surrounding each second metal layer,
the periodic element is composed of the first dielectric layer and the first intermediate dielectric layer, and the metal layer includes the first metal layer and the second metal layer;
A display member, wherein the light shielding layer is made of a metal material having a negative real part of a complex permittivity with respect to light in the visible region.
前記第1格子層における前記第1金属層の体積比率が、前記第2格子層における前記第2金属層の体積比率よりも大きく、かつ、前記第2格子層における前記第2金属層の体積比率が、前記中間格子層における金属材料の体積比率よりも大きく、
前記第1誘電体層の構造周期に対する前記第1誘電体層の幅の比、および、前記第2金属層の構造周期に対する前記第2金属層の幅の比が、0.25以上0.75以下であり、
前記第1金属層、および、前記第2金属層は、可視領域の光に対する複素誘電率の実部が負の値を有する材料から成る、請求項1に記載の表示体。
The volume ratio of the first metal layer in the first lattice layer is greater than the volume ratio of the second metal layer in the second lattice layer, and the volume ratio of the second metal layer in the second lattice layer is greater than the volume fraction of the metal material in the intermediate lattice layer,
A ratio of the width of the first dielectric layer to the structure period of the first dielectric layer and a ratio of the width of the second metal layer to the structure period of the second metal layer are 0.25 or more and 0.75. and
2. The display according to claim 1, wherein said first metal layer and said second metal layer are made of a material having a negative real part of a complex permittivity with respect to light in the visible region.
前記第1誘電体層の構造周期に対する前記第1誘電体層の幅の比、および、前記第2金属層の構造周期に対する前記第2金属層の幅の比が、0.40以上0.60以下である、請求項1または2のいずれかに一項に記載の表示体。 A ratio of the width of the first dielectric layer to the structure period of the first dielectric layer and a ratio of the width of the second metal layer to the structure period of the second metal layer are 0.40 or more and 0.60. 3. A display according to claim 1 or 2, wherein: 前記第1格子層の厚さは、100nm以下であり、
前記第2格子層の厚さは、100nm以下であり、
前記中間格子層の厚さは、150nm以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載の表示体。
The thickness of the first lattice layer is 100 nm or less,
the second lattice layer has a thickness of 100 nm or less;
The display according to any one of claims 1 to 3, wherein the intermediate lattice layer has a thickness of 150 nm or less.
前記第1格子層と前記支持部が同一の材料から構成され、
前記第1格子層と前記支持部の合計の厚さは、50nm以上500nm以下である、請求項1~4のいずれか一項に記載の表示体。
The first grating layer and the support are made of the same material,
The display according to any one of claims 1 to 4, wherein the total thickness of said first grating layer and said supporting portion is 50 nm or more and 500 nm or less.
前記遮光層が前記第1金属層及び前記第2金属層と同一の材料で構成され、
前記第2誘電体層は、空気層であり、
前記第1誘電体層の屈折率と前記第1金属層の屈折率との差は、前記第2誘電体層の屈折率と前記第2金属層の屈折率との差よりも大きい、請求項1~5のいずれか一項に記載の表示体。
The light shielding layer is made of the same material as the first metal layer and the second metal layer,
the second dielectric layer is an air layer,
The difference between the refractive index of the first dielectric layer and the refractive index of the first metal layer is larger than the difference between the refractive index of the second dielectric layer and the second metal layer. 6. The display body according to any one of 1 to 5.
前記第1誘電体層と前記第1中間誘電体層とが一体の構造体であり、
前記第2中間誘電体層と前記第2誘電体層とが一体の構造体である、請求項1~6のいずれか一項に記載の表示体。
wherein the first dielectric layer and the first intermediate dielectric layer are an integral structure;
The display according to any one of claims 1 to 6, wherein said second intermediate dielectric layer and said second dielectric layer are an integral structure.
前記金属層における前記周期構造体と接する面とは反対側の面に位置し、前記金属層の表面形状に追従する形状を有した誘電体層を備える、請求項1~7のいずれか一項に記載の表示体。 8. The dielectric layer according to any one of claims 1 to 7, which is located on the surface of the metal layer opposite to the surface in contact with the periodic structure and has a shape following the surface shape of the metal layer. The display body described in .
JP2018163253A 2018-08-31 2018-08-31 Display body Active JP7225612B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018163253A JP7225612B2 (en) 2018-08-31 2018-08-31 Display body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018163253A JP7225612B2 (en) 2018-08-31 2018-08-31 Display body

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020034857A JP2020034857A (en) 2020-03-05
JP7225612B2 true JP7225612B2 (en) 2023-02-21

Family

ID=69668030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018163253A Active JP7225612B2 (en) 2018-08-31 2018-08-31 Display body

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7225612B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010197798A (en) 2009-02-26 2010-09-09 Toppan Printing Co Ltd Optical element having forgery prevention function and forgery prevention display body equipped with the same
JP2013174683A (en) 2012-02-24 2013-09-05 Toppan Printing Co Ltd Display body and display body observation method
WO2015147283A1 (en) 2014-03-27 2015-10-01 凸版印刷株式会社 Display body and observing method for display body

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010197798A (en) 2009-02-26 2010-09-09 Toppan Printing Co Ltd Optical element having forgery prevention function and forgery prevention display body equipped with the same
JP2013174683A (en) 2012-02-24 2013-09-05 Toppan Printing Co Ltd Display body and display body observation method
WO2015147283A1 (en) 2014-03-27 2015-10-01 凸版印刷株式会社 Display body and observing method for display body

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020034857A (en) 2020-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9557461B2 (en) Two-dimensionally periodic, color-filtering grating
JP5434144B2 (en) Display and labeled goods
JP6878895B2 (en) Display body and manufacturing method of display body
JP5266770B2 (en) Display body and labeled article comprising relief structure forming layer
JP2018112732A (en) Color development structure, display body, color development sheet, compact, and method for manufacturing color development structure
WO2018131665A1 (en) Coloring structure, display body, coloring sheet, molding, and method for manufacturing coloring structure
JP6171291B2 (en) True / false judgment method of display
JP2014191337A (en) Image display body and article
JP5082378B2 (en) Display and printed matter
JP2015068849A (en) Display medium and articles with labels
JP6136386B2 (en) Display object and its authenticity determination method
US11867933B2 (en) Display having sub-wavelength polygonal periodic elements
JP7225612B2 (en) Display body
JP7024221B2 (en) Display body, device with display body, and manufacturing method of display body
JP6379547B2 (en) Image display body and information medium
WO2017222064A1 (en) Optical device, display body, device provided with display body, optical filter, and method for manufacturing optical device
JP2009037112A (en) Display body and labeled article
JP2016080848A (en) Display body and article with display body
JP7139595B2 (en) DISPLAY, DEVICE WITH DISPLAY, AND METHOD FOR MANUFACTURING DISPLAY
JP2010078821A (en) Display body, adhesive label, and labeled article
JP2019159159A (en) Color structure and method for producing the same, display, color sheet, and molded article
JP2018189831A (en) Display body
JP7326833B2 (en) Coloring structure, display, and method for producing coloring structure
JP2018045155A (en) Display body, device attached with display device, and display body manufacturing method
JP6790498B2 (en) Display

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210721

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220713

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220726

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220915

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221018

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221215

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230123

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7225612

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150