(57)【要約】【課題】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、意匠性及びセキュリティ性の優れる表示体、および、表示体の製造方法を提供する。【解決手段】表示体は、支持部１１aの上に形成された遮光層１０と、遮光層１０の上に形成された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１１Ｔを備える誘電体である周期構造体を備える。さらに、表示体は、周期要素１１Ｔを囲む領域と周期要素１１Ｔ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２３，４２を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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る、表示体。
【請求項２】
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。
【請求項３】
前記遮光層が、可視光波長を吸収する材料から成る、請求項１または２に記載の表示体。
【請求項４】
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ことを特徴とする、請求項１または２に記載の表示体。
【請求項５】
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１〜４のいずれかに一項に記載の表示体。
【請求項６】
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１〜５のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項７】
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１〜６のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項８】
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１〜７のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項９】
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１〜８のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項１０】
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１〜９のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項１１】
基準面を有する支持部の前記基準面上、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形成する第１工程と、
前記遮光層が形成された前記支持部の前記基準面側の面に、樹脂により、前記基準面に対向する方向から見て凸部である周期要素が、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、
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を前記周期構造体の上に形成する第３工程と、を含む表示体の製造方法。
【請求項１２】
前記金属層を覆う誘電体層を形成する第４工程を含む、請求項１１に記載の表示体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示体、および、表示体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１２４２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【発明の効果】
【００２２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】表示体の第１実施形態における平面構造を示す平面図。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（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。
【００２５】
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。
【００２６】
［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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。  
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
［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。
【００３３】
［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。
【００３４】
［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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
［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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
［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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
次に、第２表示領域１０Ｂの構成について以下に説明する。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
［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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
［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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
［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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
［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。
【００７１】
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。
【００７２】
［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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
（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。
【００７９】
（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。
【００８０】
（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。
【００８１】
（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。
【００８２】
（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。
【００８３】
（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。
【００８４】
＜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。
【００８５】
・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。
【００８６】
［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。
【００８７】
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。
【００８８】
［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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
（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。
【００９２】
［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。
【００９３】
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。
【００９４】
［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。
【００９５】
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。
【００９６】
［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。
【００９７】
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。
【００９８】
［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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
［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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
［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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
［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。
【０１０９】
［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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
［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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
＜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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【実施例】
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
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。
【符号の説明】
【０１３２】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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