(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のできる表示体、表示体付きデバイス、および、表示体の製造方法を提供する。【解決手段】表示体は、基準面を有する支持部１１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１１Ｔであって、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周期要素１１Ｔと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、基準面のうち周期要素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
2018005229.tif 000002
【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、前記基準面から窪む凹部のいずれかである前記周期要素と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、
を備える表示体。
【請求項２】
１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚さを有した第１格子層と、
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、を前記基準面上に含み、
前記第１格子層は、正方配列と六方配列とのいずれか一方である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、正方配列と六方配列とのいずれか一方である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、正方配列と六方配列とのいずれか一方である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凸部であって、前記第１誘電体層と前記第１中間誘電体層とが前記周期要素を構成し、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以下である
請求項１に記載の表示体。
【請求項３】
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
請求項２に記載の表示体。
【請求項４】
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２または３に記載の表示体。
【請求項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２〜４のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項６】
前記第１金属層を構成する材料と、前記第２金属層を構成する材料とは等しく、
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２〜５のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項７】
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２〜６のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項８】
前記中間格子層は、前記第１中間誘電体層の側面上に位置し、かつ、前記第１中間誘電体層と前記第２中間誘電体層とに挟まれた中間金属層をさらに備え、
前記中間金属層は、前記第２金属層と一体の構造体であって前記金属層に含まれ、可視領域の光の反射を抑えるように、前記側面上での厚みが、前記第１金属層に近い部位ほど薄い
請求項２〜７のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項９】
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に記載の表示体。
【請求項１０】
前記誘電体層は、無機化合物から構成される
請求項９に記載の表示体。
【請求項１１】
前記周期要素は前記凸部であり、前記凸部の高さは、前記複数の周期要素が並ぶ周期の２分の１の長さよりも小さい
請求項９または１０に記載の表示体。
【請求項１２】
前記周期要素は前記凸部であり、
前記金属層の厚さは、１０ｎｍ以上であり、かつ、前記凸部の高さよりも小さい
請求項９〜１１のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項１３】
前記周期要素は前記凸部であり、
前記誘電体層の厚さは、前記凸部の高さよりも大きい
請求項９〜１２のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項１４】
前記基準面と前記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前記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
請求項９〜１３のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項１５】
前記誘電体層における前記金属層と接する面とは反対側の面を覆う保護層を備える
請求項９〜１４のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の表示体と、
前記表示体の有する表面と裏面とのうちの一方の面の一部と対向する位置に配置され、前記表示体に向けて光を放つことが可能に構成された光射出構造体と、
を備える表示体付きデバイス。
【請求項１７】
基材の表面に塗工された樹脂に凹版の有する凹凸を転写することにより、前記基材の表面と対向する方向から見て、凸部または凹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１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２工程と、
を含む表示体の製造方法。
【請求項１８】
前記金属層の上に、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形成する第３工程を含む
請求項１７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、表示体付きデバイス、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号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
偽造の困難性や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】
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のできる表示体、表示体付きデバイス、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】
【０００６】
上記課題を解決する表示体は、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、前記基準面から窪む凹部のいずれかである前記周期要素と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、を備える。
【０００７】
上記構成によれば、表示体が、金属と誘電体とからなるサブ波長周期の格子構造を有する層を備えるため、表示体の外側から表示体の表面および裏面の一方の面に対して光が照射されると、上記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消費される波長域の光は、上記一方の面からは射出されず、プラズモン共鳴の作用を受けた特定の波長域の光が、表示体を透過して表示体の表面および裏面の他方の面から射出される。したがって、一方の面に対する反射観察と他方の面に対する透過観察とで互いに異なる色彩の像が視認され、また、一方の面に対する反射観察と透過観察とで互いに異なる色彩の像が視認される。すなわち、上記構成によれば、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ができる。
【０００８】
上記構成において、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚さを有した第１格子層と、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、を前記基準面上に含み、前記第１格子層は、正方配列と六方配列とのいずれか一方である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、正方配列と六方配列とのいずれか一方である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、正方配列と六方配列とのいずれか一方である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凸部であって、前記第１誘電体層と前記第１中間誘電体層とが前記周期要素を構成し、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以下であってもよい。
【０００９】
上記構成によれば、第１格子層の平均化された屈折率は、第１金属層の屈折率に支配される。表示体の外側から支持部に入射した光は、こうした第１格子層と支持部との界面でフレネル反射を生じやすい。これに対して、第２格子層の平均化された屈折率は、第２誘電体層に支配される。また、中間格子層の平均化された屈折率もまた、誘電体である第２中間誘電体層に支配される。そして、表示体の外側から第２格子層に入射する光は、フレネル反射を生じ難く、第２格子層、さらには中間格子層に進入する。結果として、支持部と対向する方向から表示体を観る反射観察では、フレネル反射による像が観察されやすい一方で、第２格子層と対向する方向から表示体を観る反射観察では、フレネル反射による像が観察され難い。
【００１０】
さらに、第１格子層や第２格子層は、プラズモン共鳴を生じさせる。第１格子層は、第１格子層に入射した光の一部を、プラズモン共鳴に消費して透過する。第２格子層もまた、第２格子層に入射した光の一部をプラズモン共鳴に消費して透過する。そのため、支持部と対向する方向から表示体を観る反射観察では、フレネル反射による像が、黒色や白色以外の色彩を帯びて、より明りょうに視認される。なお、この際、第２格子層と対向する方向から表示体を観ると、第１格子層でのプラズモン共鳴と、第２格子層でのプラズモン共鳴とを経た透過光が、黒色や白色以外の色彩を帯びた像を形成する。
【００１１】
他方、表示体の外側から第２格子層に入射した光は、その一部を、第２格子層でのプラズモン共鳴や、第１格子層でのプラズモン共鳴によって消費され、第２格子層の外側へは、さらに戻り難くなる。そのため、第２格子層と対向する方向から表示体を観る反射観察では、より黒色に近い色彩を帯びた像が視認される。
【００１２】
以上の結果として、支持部と対向する方向から表示体を観る反射観察、第２格子層と対向する方向から表示体を観る反射観察、さらには、第２格子層と対向する方向から表示体を観る透過観察によって、各層の厚さ方向における支持部の位置、すなわち、表示体の表裏を判別することが可能となる。
上記構成において、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してもよい。
【００１３】
上記構成によれば、第１格子層でのプラズモン共鳴、および、第２格子層でのプラズモン共鳴が生じやすくなるため、上述した各観察における像の色彩を、さらに鮮明にすることが可能である。
【００１４】
上記構成において、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以下であってもよい。
【００１５】
上記構成によれば、第１金属層の大きさに対して第１誘電体層の大きさが過剰に小さくなること、第２誘電体層の大きさに対して第２金属層の大きさが過剰に小さくなることが抑えられる。そのため、表示体を製造するうえでの加工の負荷が軽減される。
【００１６】
上記構成において、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以下であってもよい。
【００１７】
上記構成によれば、第１格子層の厚さと、第１中間格子層の厚さとの合計が、例えば、ナノインプリントなどの凹版を適用できる程度の大きさであるため、第１誘電体層と第１中間誘電体層とを一体に成形することが可能ともなる。
【００１８】
上記構成において、前記第１金属層を構成する材料と、前記第２金属層を構成する材料とは等しく、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くてもよい。
【００１９】
上記構成によれば、第１金属層と第２金属層とが、相互に等しい屈折率を有し、かつ、第１誘電体層と第１金属層との間の屈折率差が、第２誘電体層と第２金属層との間の屈折率差よりも大きい構成であるから、第２格子層と他の層との界面でのフレネル反射をさらに抑え、かつ、第１格子層と他の層との界面でのフレネル反射を促すことが可能である。
【００２０】
上記構成において、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ってもよい。
【００２１】
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。
【００２２】
上記構成において、前記中間格子層は、前記第１中間誘電体層の側面上に位置し、かつ、前記第１中間誘電体層と前記第２中間誘電体層とに挟まれた中間金属層をさらに備え、前記中間金属層は、前記第２金属層と一体の構造体であって前記金属層に含まれ、可視領域の光の反射を抑えるように、前記側面上での厚みが、前記第１金属層に近い部位ほど薄くてもよい。
【００２３】
上記構成によれば、中間金属層が反射防止機能を備えるため、第２格子層と対向する方向から表示体を観る反射観察によって視認される像の色彩を、さらに黒色に近い色彩とすることが可能ともなる。
【００２４】
上記構成において、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てもよい。
【００２５】
上記構成によれば、誘電体層を構成する材料の変更によって、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。また、誘電体層は、金属層の表面形状に追従する形状を有しているため、誘電体層の表面が平坦である場合と比較して、誘電体層を含む層とその上層との界面でのフレネル反射を低減できる。その結果、誘電体層と対向する方向から表示体を見る反射観察によって視認される像の色彩がより鮮明になる。
【００２６】
上記構成において、前記誘電体層は、無機化合物から構成されてもよい。
上記構成によれば、誘電体層が樹脂から構成される場合と比較して、材料の選択に基づいて誘電体層の屈折率を広い範囲から選択可能である。
上記構成において、前記周期要素は前記凸部であり、前記凸部の高さは、前記複数の周期要素が並ぶ周期の２分の１の長さよりも小さくてもよい。
【００２７】
上記構成によれば、周期構造体の耐久性が高められ、また、凸部の加工の精度が得られやすい。
上記構成において、前記周期要素は前記凸部であり、前記金属層の厚さは、１０ｎｍ以上であり、かつ、前記凸部の高さよりも小さくてもよい。
【００２８】
上記構成によれば、金属層の厚さが１０ｎｍ以上であるため、プラズモン共鳴が生じやすく、また、反射観察で視認される色彩が鮮明になる。また、金属層の厚さが凸部の高さよりも小さいため、表示体における光の透過率が高められ、透過観察における像が明りょうになる。
【００２９】
上記構成において、前記周期要素は前記凸部であり、前記誘電体層の厚さは、前記凸部の高さよりも大きくてもよい。
上記構成によれば、金属層と誘電体層とによって構成される格子構造が好適に形成されてプラズモン共鳴が生じやすくなり、また、誘電体層の材料の変更が、プラズモン共鳴で消費される波長領域の変化に反映されやすくなる。また、周期構造体および金属層からなる構造体が、誘電体層に埋没するため、上記構造体が誘電体層によって保護される。
【００３０】
上記構成において、前記基準面と前記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前記周期要素が占める面積の割合は、０．１よりも大きく０．５よりも小さくてもよい。
上記構成によれば、上記面積の割合が０．１よりも大きいため、周期構造体の耐久性が高められ、また、凸部の加工の精度が得られやすい。また、上記面積の割合が０．５よりも小さいため、誘電体層を含む層とその上層との界面でのフレネル反射が好適に抑えられる。
【００３１】
上記構成において、前記誘電体層における前記金属層と接する面とは反対側の面を覆う保護層を備えてもよい。
上記構成によれば、周期構造体と金属層と保護層とからなる構造体を保護することができる。
上記課題を解決する表示体付きデバイスは、上記表示体と、前記表示体の有する表面と裏面とのうちの一方の面の一部と対向する位置に配置され、前記表示体に向けて光を放つことが可能に構成された光射出構造体と、を備える。
【００３２】
上記構成によれば、光射出構造体から射出された光の一部が表示体を透過して光射出構造体とは反対側に位置する面から射出される。したがって、光射出構造体とは反対側の面に向けて光が照射されている状態でこの面と対向する方向から表示体を観察すると、光射出構造体の位置する部分と、光射出構造体の位置しない部分とが、互いに異なる色彩に見える。それゆえ、より多様な像の表現が可能である。
【００３３】
上記課題を解決する製造方法は、基材の表面に塗工された樹脂に凹版の有する凹凸を転写することにより、前記基材の表面と対向する方向から見て、凸部または凹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１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２工程と、を含む。
【００３４】
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。
上記製法において、前記金属層の上に、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形成する第３工程を含んでもよい。
【００３５】
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】
【００３６】
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外観の像を視認させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【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実施形態の第１表示領域の断面構造の他の例を示す断面図。
【図７】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８】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９】第１実施形態の第１表示領域における断面構造の一部の一例を拡大して示す断面図。
【図１０】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１１】第１実施形態の変形例の第２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１２】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１３】表示体の第２実施形態における第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１４】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１５】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１６】第２実施形態の表示体付きデバイスの構成を示す図。
【図１７】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１８】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】
【００３８】
（第１実施形態）
図１から図１２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としては、表示体は、例えば、パスポートや免許証等の認証書類、商品券や小切手等の有価証券類、クレジットカードやキャッシュカード等のカード類、紙幣等に貼り付けられる。また、物品の意匠性を高める目的としては、表示体は、例えば、身に着けられる装飾品や、使用者に携帯される物品、家具や家電等のように据え置かれる物品、壁や扉等の構造物等に取り付けられる。
【００３９】
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。
【００４０】
［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。
図２が示すように、第１表示領域１０Ａは、表示体の表面１０Ｓと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。
【００４１】
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、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、正方配列と六方配列とのいずれか一方である島状配列に並ぶ。なお、六方配列は、正三角形の各頂点に孤立領域Ａ２が位置する配列である。
【００４２】
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１１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１１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１１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。
【００４３】
支持部１１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１１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１１を構成する材料は、樹脂であることが好ましい。支持部１１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。
【００４４】
第１表示領域１０Ａは、支持部１１に近い層から順に、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１１において第１格子層２１の位置する面が、支持部１１の表面であり、支持部１１に対して第１格子層２１の位置する側が、構造体における表面側である。反対に、第１格子層２１に対して支持部１１の位置する側が、構造体における裏面側である。
【００４５】
［第１格子層２１］
支持部１１の表面には、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と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と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、正方配列と六方配列とのいずれか一方である島状配列に並ぶ。
【００４６】
各第１誘電体層２２は、支持部１１の表面から突き出た構造体である。各第１誘電体層２２は、例えば、支持部１１と一体である。あるいは、各第１誘電体層２２は、例えば、支持部１１の表面との間に境界を有し、支持部１１とは別体である。
【００４７】
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。
【００４８】
表面１０Ｓと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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
［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。
【００５２】
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と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と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、正方配列と六方配列とのいずれか一方である島状配列に並ぶ。
【００５３】
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と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。
【００５４】
第２中間誘電体層３３は、表面１０Ｓと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。
【００５５】
［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。
【００５６】
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の位置は、表面１０Ｓと対向する方向から見て、孤立領域Ａ２を含む。単一の第２誘電体層４３の位置は、表面１０Ｓと対向する方向から見て、周辺領域Ａ３に含まれる。複数の第２金属層４２は、表面１０Ｓに沿って、正方配列と六方配列とのいずれか一方である島状配列に並ぶ。
【００５７】
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。
【００５８】
第２誘電体層４３は、表面１０Ｓと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。
【００５９】
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。
【００６０】
なお、第１誘電体層２２と第１中間誘電体層３２とから構成される構造体は、周期要素の一例であり、支持部１１の表面を基準面として、基準面から突出する凸部１１Ｔでもある。そして、支持部１１、第１誘電体層２２、および、第１中間誘電体層３２から構成される構造体は、周期構造体の一例である。また、第１金属層２３と第２金属層４２とから構成される層は、層全体としての形状が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して捉えられる。周期構造体の表面は、基準面のうち各周期要素を囲む領域と各周期要素の表面とを含む面である。
【００６１】
図４が示すように、周辺領域Ａ３においては、支持部１１に近い層から順に、第１格子層２１の第１金属層２３と、中間格子層３１の第２中間誘電体層３３と、第２格子層４１の第２誘電体層４３とが位置する。第２中間誘電体層３３は、第１金属層２３と第２誘電体層４３とに挟まれている。
【００６２】
図５が示すように、第２表示領域１０Ｂは、支持部１１の上に、上述した第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１１の備える光透過性に従って、可視領域の光を透過する。
【００６３】
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１１の上に備えてもよい。第２表示領域１０Ｂは、例えば、第１誘電体層２２のみを備えてもよい。また、第２表示領域１０Ｂは、例えば、第１金属層２３を構成する材料と同一の材料から構成された単一の金属層のみを備えてもよい。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。
【００６４】
また、上述のように、支持部１１の有する断面構造は、多層構造であってもよいし、各第１誘電体層２２は支持部１１との間に境界を有していなくてもよい。図６は、支持部１１が２つの層から構成され、これらの層のうち支持部１１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。すなわち、支持部１１は、基材１１ａと中間層１１ｂとを備え、中間層１１ｂは、基材１１ａに対して表面側に位置する。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。
【００６５】
［表示体の光学的な構成］
次に、表示体が備える光学的な構成を説明する。
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。
図７が示すように、支持部１１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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
［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。
【００７０】
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。
【００７１】
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、支持部１１へ透過する。
【００７２】
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。
【００７３】
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、すなわち、白色および黒色以外の光が、第１表示領域１０Ａで視認される。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。
【００７４】
［裏面反射観察、表面透過観察］
図８が示すように、表示体の外側から支持部１１に入射する白色の光Ｌ１は、空気層から支持部１１に入り、支持部１１から第１格子層２１に入る。支持部１１に入射した光Ｌ１は、空気層よりも高い屈折率を有した支持部１１から、空気層よりも低い屈折率を有した第１格子層２１に入るため、支持部１１と第１格子層２１との界面では、フレネル反射を生じやすい。なお、支持部１１の屈折率と、第１格子層２１の屈折率との差は、第１格子層２１と中間格子層３１との間の屈折率差よりも大きく、また、中間格子層３１と第２格子層４１との間の屈折率差よりも大きい。
【００７５】
一方で、支持部１１と第１格子層２１との界面を透過した光の一部は、第１格子層２１でのプラズモン共鳴に供される。ここでも、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金属層２３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。この波長領域の光は、支持部１１と第１格子層２１との界面では反射されずに、プラズモン共鳴によって消費される。結果として、支持部１１に入射した光の波長領域の一部の光は、支持部１１と第１格子層２１との界面で反射され、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、中間格子層３１へ透過する。
【００７６】
また、中間格子層３１を透過して第２格子層４１に入射した光の一部も、第２格子層４１でのプラズモン共鳴に供される。ここでも、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誘電体層４３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、空気層へ透過する。
【００７７】
以上により、表示体の外側から支持部１１へ光Ｌ１を入射させて、表示体の裏面側から裏面１０Ｔを観察する裏面反射観察によれば、上記界面でのフレネル反射による有色の光ＬＲが、すなわち、白色および黒色以外の光ＬＲが、第１表示領域１０Ａで視認される。なお、こうした支持部１１と第１格子層２１との界面で生じるフレネル反射は、上述した表面反射観察において、より黒色に近い色彩を、第１表示領域１０Ａで視認させる。
【００７８】
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、上記フレネル反射と、上記各格子層でのプラズモン共鳴とを経た有色の光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。
【００７９】
［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。
まず、支持部１１の表面に、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、支持部１１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や、ナノインプリント法、あるいは、プラズマエッチング法などを採用できる。特に、樹脂からなる支持部１１の表面に突部を形成する方法として、例えばナノインプリント法を活用できる。また、硬い材質の基材などを加工することにより突部を形成する場合には、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とプラズマエッチング法を組み合わせた方法を用いればよい。
【００８０】
例えば、図６に示したように基材１１ａと中間層１１ｂとから構成される支持部１１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、紫外線硬化性樹脂を塗工する。次いで、紫外線硬化性樹脂からなる塗工膜の表面に、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。続いて、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、基材１１ａ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。
【００８１】
次いで、突部を備える支持部１１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。
【００８２】
［第１表示領域の構成例］
図９が示すように、第１金属層２３の厚さＴ２が厚いほど、第１格子層２１と支持部１１との界面では、フレネル反射による光の強度が大きく、裏面反射観察での像の明度が高まる。構造周期ＰＴに対する第１誘電体層２２の幅ＷＴの比が小さいほど、これもまた、裏面反射観察での像の明度が高まる。
【００８３】
また、第１金属層２３の厚さＴ２が厚いほど、裏面１０Ｔから表面１０Ｓへ透過する光の強度が小さく、表面反射観察での色彩が、より黒色に近づく。構造周期ＰＴに対する第１誘電体層２２の幅ＷＴの比が小さいほど、これもまた、表面反射観察での色彩が、より黒色に近づく。
【００８４】
そして、第１金属層２３の厚さＴ２が１０ｎｍ以上であり、かつ、構造周期ＰＴに対する第１誘電体層２２の幅ＷＴの比が０．７５以下であれば、表示体の表裏を判断するための上記観察において、それの精度が十分に得られる。
【００８５】
他方、第１金属層２３の厚さＴ２が薄いほど、また、第２金属層４２の厚さＴ４が薄いほど、表面透過観察や裏面透過観察では、これらを透過する光の強度が大きい。構造周期ＰＴに対する第１誘電体層２２の幅ＷＴの比が大きいほど、これもまた、表示体を透過する光の強度が大きい。
【００８６】
そして、第１金属層２３の厚さＴ２や、第２金属層４２の厚さＴ４が、２００ｎｍ以下であり、かつ、構造周期ＰＴに対する第１誘電体層２２の幅ＷＴの比が０．２５以上であれば、表面透過観察で視認される像や、裏面透過観察で視認される像が、それを視認できる程度に明りょうとなる。
【００８７】
第１誘電体層２２の厚さＴ２と、第１中間誘電体層３２の厚さＴ３との合計は、第１誘電体層２２の幅ＷＴと、最短幅ＷＰとの合計である構造周期ＰＴよりも小さいことが好ましい。また、第１誘電体層２２の厚さＴ２と第１中間誘電体層３２の厚さＴ３との合計は、構造周期ＰＴの半分よりも小さいことが、より好ましい。
【００８８】
こうした構成であれば、第１誘電体層２２と第１中間誘電体層３２とが一体である樹脂構造体において、その構造体の形状の精度を高めることが可能であり、また、第１誘電体層２２と第１中間誘電体層３２とからなる凸部１１Ｔが支持部１１の表面で倒れることが抑えられる。
【００８９】
可視領域の波長における複素誘電率の実部が負の値である金属材料は、それを用いた第１格子層２１や第２格子層４１において、プラズモン共鳴を生じやすい。そこで、第１金属層２３を構成する材料は、上記複素誘電率の実部が負の値の材料であることが好ましい。第２金属層４２を構成する材料もまた、上記複素誘電率の実部が負の値の材料であることが好ましい。
これら第１金属層２３や第２金属層４２を構成する材料は、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。
【００９０】
なお、上記製造方法において説明したように、第１金属層２３と第２金属層４２とは、第１誘電体層２２と第１中間誘電体層３２とが形成された支持部１１に対する金属層の成膜によって、単一の工程で形成することができる。
【００９１】
この場合、成膜源から飛行する金属粒子は、支持部１１の表面に対して、所定の角度分布を有して付着する。結果として、第２金属層４２の幅Ｗ４は、第１中間誘電体層３２の幅ＷＴよりも若干大きくなり、相互に隣り合う第２金属層４２の最短幅ＷＰ４は、最短幅ＷＰよりも若干小さくなる。この際、構造周期ＰＴに対する第２金属層４２の幅Ｗ４の比は、０．２５以上０．７５以下である。ちなみに、第１金属層２３における第１中間誘電体層３２の周囲は、第２金属層４２によるシャドウ効果の影響を受け、第１中間誘電体層３２に近い部位ほど薄い。
【００９２】
また、上記成膜方法によって形成される構造体においては、第１中間誘電体層３２の側面にも、第２金属層４２に連続する金属層である中間金属層３２Ａが形成される。
【００９３】
中間金属層３２Ａは、第１中間誘電体層３２と第２中間誘電体層３３とに挟まれる。中間金属層３２Ａは、第２金属層４２と一体の構造体であり、第１中間誘電体層３２の側面上での厚みが、第１金属層２３に近い部位ほど薄い。
【００９４】
こうした中間金属層３２Ａは、構造周期ＰＴがサブ波長周期であるため、第２格子層４１や中間格子層３１の厚さ方向での屈折率の変化を連続的とする。そして、中間金属層３２Ａは、表示体の外側から第２格子層４１に入射した光を反射し難く、中間格子層３１や第１格子層２１へ透過しやすい。それゆえに、上述した表面反射観察においては、より黒色に近い色が、第１表示領域１０Ａで視認される。
また、上記成膜方法によって形成される構造体においては、第１金属層２３を構成する材料と、第２金属層４２を構成する材料とは、相互に等しい。
【００９５】
ここで、第２誘電体層４３と第２金属層４２との間の屈折率差が小さいほど、第２格子層４１での平均化された屈折率は、第２格子層４１と他の層との界面でのフレネル反射を抑えやすい。他方、第１誘電体層２２と第１金属層２３との間の屈折率差が大きいほど、第１格子層２１の平均化された屈折率は、第１格子層２１と支持部１１との界面でのフレネル反射を促しやすい。
【００９６】
そこで、第１金属層２３と第２金属層４２とが、相互に等しい屈折率を有し、かつ、第１誘電体層２２と第１金属層２３との間の屈折率差が、第２誘電体層４３と第２金属層４２との間の屈折率差よりも大きい構成であれば、第２格子層４１と他の層との界面でのフレネル反射を抑え、かつ、第１格子層２１と他の層との界面でのフレネル反射を促すことが可能である。
【００９７】
なお、第２格子層４１と他の層との界面でのフレネル反射を抑え、かつ、第１格子層２１と他の層との界面でのフレネル反射を促すためには、以下の条件が満たされていることが好ましい。すなわち、第２誘電体層４３に対して中間格子層３１とは反対側で第２誘電体層４３に接する層である表面層と、第２誘電体層４３との間の屈折率差は、第１金属層２３と支持部１１との間の屈折率差よりも小さいことが好ましい。表面層は、例えば空気層である。そして、第２誘電体層４３の屈折率は、表面層の屈折率と等しいことがさらに好ましい。
【００９８】
以上、第１実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られる。
（１）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。
【００９９】
（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。
【０１００】
（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。
【０１０１】
（４）第１格子層２１の厚さＴ２と、中間格子層３１の厚さＴ３との合計が、ナノインプリントなどの凹版を適用できる程度の大きさであるため、第１誘電体層２２と第１中間誘電体層３２とを一体に成形することが可能ともなる。
【０１０２】
（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。
（６）中間金属層３２Ａが反射防止機能を備えるため、表面反射観察によって視認される像の色彩を、さらに黒色に近い色彩とすることが可能ともなる。
【０１０３】
（７）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。
【０１０４】
（８）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、表示体による表示の形態を、より複雑なものとすること、また、表示体の有する意匠性を高めることが可能ともなる。
【０１０５】
＜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。
【０１０６】
・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。
【０１０７】
［第１格子層２１］
・図１０が示すように、第１誘電体層２２と第１中間誘電体層３２とを一体の構造体として構成する。この一体の構造体である凸部１１Ｔの形状は、支持部１１の表面から突き出る錐体状に具体化できる。こうした構造であれば、第１誘電体層２２や第１中間誘電体層３２の形成に際して、それを形成するための凹版の離型を円滑に進めることが可能である。
【０１０８】
［第２表示領域１０Ｂ］
・図１１が示すように、第２表示領域１０Ｂは、支持部１１の表面に金属層２３Ｂのみを備える構成として具体化できる。この際、表面反射観察では、黒色、もしくは、黒色に近い色彩を有する像を、第１表示領域１０Ａで視認させることができ、かつ、金属光沢を有する像を、第２表示領域１０Ｂで視認させることができる。他方、裏面反射観察では、第１格子層２１と支持部１１との界面でのフレネル反射による光として、第１格子層２１でのプラズモン共鳴によって消費される波長領域の影響を受けた光による有色の像を、第１表示領域１０Ａで視認させることができ、かつ、金属層２３Ｂと支持部１１との界面でのフレネル反射のみが反映された金属光沢を有する像を、第２表示領域１０Ｂで視認させることができる。
【０１０９】
［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る。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。
【０１１０】
なお、図１２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、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。
【０１１１】
［その他の形態］
・表示体の表面１０Ｓと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、二次元格子状の配列であればよい。すなわち、複数の第１誘電体層２２は二次元格子状に並んでいればよく、また、複数の第１中間誘電体層３２も二次元格子状に並んでいればよく、また、複数の第２金属層４２も二次元格子状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た二次元格子状に並んでいればよい。二次元格子状の配列は、二次元平面内において交差する２つの方向の各々に沿って要素が並ぶ配列である。この際、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。
【０１１２】
また、表示体の表面１０Ｓと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。
【０１１３】
・第１格子層２１および第２格子層４１にてプラズモン共鳴が生じる構造を表示体が有していれば、表示体を透過する透過光は、構造周期ＰＴに応じた特定の波長領域の光となる。第２格子層４１と他の層との界面にてフレネル反射が生じ、表面反射観察にて黒色とは異なる有色の像が第１表示領域１０Ａで視認される場合であっても、プラズモン共鳴によって消費される波長領域は、反射光には含まれないため、表面反射観察と裏面透過観察とでは、互いに異なる色彩の像が視認される。また、裏面反射観察と表面透過観察とでも、互いに異なる色彩の像が視認される。したがって、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を視認させることが可能であり、すなわち、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る。それゆえ、表示体の付された物品における偽造の困難性や意匠性をより高めることができる。
【０１１４】
例えば、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。また例えば、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。
【０１１５】
（第２実施形態）
図１３から図１６を参照して表示体、表示体付きデバイス、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２実施形態と第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１１６】
［表示体の構造］
図１３が示すように、表示体の第１表示領域１０Ａは、支持部１１、第１格子層２１、中間格子層３１、および、第２格子層４１に加えて、上部格子層５１を備えている。第１格子層２１、中間格子層３１、第２格子層４１、および、上部格子層５１は、支持部１１の表面からこの順に並んでいる。すなわち、第２格子層４１は、中間格子層３１と上部格子層５１とに挟まれている。
【０１１７】
支持部１１は、第１実施形態と同様の構成を有する。図１３は、支持部１１が基材１１ａと中間層１１ｂとから構成された形態を示している。なお、支持部１１が、基材１１ａと中間層１１ｂとから構成される場合、基材１１ａを構成する材料の屈折率と、中間層１１ｂを構成する材料の屈折率とは近いほど好ましい。基材１１ａおよび中間層１１ｂ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。
【０１１８】
［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と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と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、正方配列と六方配列とのいずれか一方である島状配列に並ぶ。
【０１１９】
各第１誘電体層２２は、支持部１１の表面から突き出た構造体である。各第１誘電体層２２は、支持部１１と一体であってもよいし、支持部１１とは別体であってもよい。表面１０Ｓと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構造体である。第１金属層２３は、支持部１１とは別体である。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。
【０１２０】
［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と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と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、正方配列と六方配列とのいずれか一方である島状配列に並ぶ。
【０１２１】
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と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と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。
【０１２２】
［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４４とを備える。各第２金属層４２の位置は、表面１０Ｓと対向する方向から見て、孤立領域Ａ２を含む。単一の第２誘電体層４４の位置は、表面１０Ｓと対向する方向から見て、周辺領域Ａ３に含まれる。複数の第２金属層４２は、表面１０Ｓに沿って、正方配列と六方配列とのいずれか一方である島状配列に並ぶ。
【０１２３】
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誘電体層４４は、表面１０Ｓと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構造体である。第２誘電体層４４は、第２中間誘電体層３４と一体であってもよいし、別体であってもよい。第２格子層４１において、第２誘電体層４４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。
【０１２４】
［上部格子層５１］
上部格子層５１は、複数の第１上部誘電体層５２と、単一の第２上部誘電体層５３とを備える。各第１上部誘電体層５２の位置は、表面１０Ｓと対向する方向から見て、孤立領域Ａ２を含む。単一の第２上部誘電体層５３の位置は、表面１０Ｓと対向する方向から見て、周辺領域Ａ３に含まれる。複数の第１上部誘電体層５２は、表面１０Ｓに沿って、正方配列と六方配列とのいずれか一方である島状配列に並ぶ。
【０１２５】
各第１上部誘電体層５２は、第２金属層４２の頂面に重なる構造体である。各第１上部誘電体層５２は、第２金属層４２とは別体である。表面１０Ｓと対向する方向から見て、第１上部誘電体層５２の位置する周期は、構造周期ＰＴである。第２上部誘電体層５３は、表面１０Ｓと対向する方向から見て、各第１上部誘電体層５２を１つずつ囲う網目状を有する。第２上部誘電体層５３は、第２誘電体層４４とは別体である。上部格子層５１において、第２上部誘電体層５３は、構造的および光学的に海成分であり、各第１上部誘電体層５２は、構造的および光学的に島成分である。
【０１２６】
図１４が示すように、周辺領域Ａ３においては、支持部１１に近い層から順に、第１格子層２１の第１金属層２３と、中間格子層３１の第２中間誘電体層３４と、第２格子層４１の第２誘電体層４４と、上部格子層５１の第２上部誘電体層５３とが位置する。
【０１２７】
［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。例えば、基材１１ａの中間層１１ｂ、第１誘電体層２２、および、第１中間誘電体層３２は一体の構造物であり、これらは同一の材料から構成される。
【０１２８】
第１金属層２３および第２金属層４２は、金属材料から構成されている。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。
【０１２９】
第２中間誘電体層３４、第２誘電体層４４、および、第１上部誘電体層５２は、可視領域の光を透過する透明な誘電体である。第２中間誘電体層３４、第２誘電体層４４、および、第１上部誘電体層５２は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、弗化マグネシウム（ＭｇＦ２）、弗化カルシウム（ＣａＦ２）などの無機化合物から構成されることが好ましい。ただし、第２中間誘電体層３４、第２誘電体層４４、および、第１上部誘電体層５２は、有機化合物から構成されてもよい。第２中間誘電体層３４、第２誘電体層４４、および、第１上部誘電体層５２の各々の屈折率は、空気層よりも高く、例えば、１．３以上３．０以下である。
【０１３０】
例えば、第２中間誘電体層３４と第２誘電体層４４とは一体の構造物であり、第２中間誘電体層３４、第２誘電体層４４、および、第１上部誘電体層５２は、同一の材料から構成される。
【０１３１】
第２上部誘電体層５３は、可視領域の光を透過する透明な誘電体であり、空気層、もしくは、空気層に近い屈折率を有した樹脂層である。第２上部誘電体層５３の屈折率は、第１上部誘電体層５２および第２誘電体層４４の各々の屈折率よりも低い。
【０１３２】
孤立領域Ａ２と周辺領域Ａ３とからなる平面において、単位面積あたりにおいて孤立領域Ａ２が占める面積の割合は、０．５よりも小さい。すなわち、第１格子層２１における第１金属層２３の体積比率は、第１格子層２１における第１誘電体層２２の体積比率よりも大きい。また、中間格子層３１における第２中間誘電体層３４の体積比率は、中間格子層３１における第１中間誘電体層３２の体積比率よりも大きい。
【０１３３】
そして、第２格子層４１における第２誘電体層４４の体積比率は、第２格子層４１における第２金属層４２の体積比率よりも大きい。また、上部格子層５１における第２上部誘電体層５３の体積比率は、上部格子層５１における第１上部誘電体層５２の体積比率よりも大きい。
【０１３４】
上記構成において、第１誘電体層２２と第１中間誘電体層３２とから構成される構造体は、周期要素の一例であり、支持部１１の表面を基準面として、基準面から突出する凸部１１Ｔでもある。そして、支持部１１、第１誘電体層２２、および、第１中間誘電体層３２から構成される構造体は、周期構造体の一例である。また、第１金属層２３と第２金属層４２とから構成される層は、周期構造体の表面に位置し、層全体としての形状が周期構造体の表面形状に追従する形状を有した金属層６１として捉えられる。周期構造体の表面は、基準面のうち各周期要素を囲む領域と各周期要素の表面とを含む面である。
【０１３５】
また、第２中間誘電体層３４、第２誘電体層４４、および、第１上部誘電体層５２から構成される層は、金属層６１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、層全体としての形状が金属層６１の表面形状に追従する形状を有した誘電体層６２として捉えられる。
【０１３６】
［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。
支持部１１、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。すなわち、第１誘電体層２２と第１中間誘電体層３２とは、支持部１１の表面から突き出た凸部１１Ｔとして一体に形成される。凸部１１Ｔの形成には、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や、ナノインプリント法、あるいは、プラズマエッチング法などを採用できる。特に、樹脂からなる支持部１１の表面に凸部１１Ｔを形成する方法として、例えばナノインプリント法を活用できる。また、硬い材質の基材などを加工することにより凸部１１Ｔを形成する場合には、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とプラズマエッチング法を組み合わせた方法を用いればよい。
【０１３７】
次いで、凸部１１Ｔが形成された支持部１１の表面に、真空蒸着法やスパッタリング法などを用いて、金属層６１が形成される。金属層６１は、支持部１１と凸部１１Ｔとからなる周期構造体の表面形状に追従する形状に形成される。これにより、第１金属層２３、および、第２金属層４２が形成される。
【０１３８】
次いで、金属層６１が形成された構造体の表面に、誘電体層６２が形成される。誘電体層６２の形成には、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法が用いられる。誘電体層６２は、金属層６１の表面形状に追従する形状に形成される。これにより、第２中間誘電体層３４、第２誘電体層４４、および、第１上部誘電体層５２が形成される。
【０１３９】
こうした製造方法によって、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１中間誘電体層３２の頂面、すなわち、凸部１１Ｔの頂面によって区画される中間格子層３１が区画される。さらに、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、第１上部誘電体層５２の頂面によって区画される上部格子層５１が形成される。
【０１４０】
［表示体の光学的な作用］
図１５を参照して、第２実施形態の表示体における光学的な構成および作用を説明する。
図１５が示すように、表示体の外側から上部格子層５１に入射する白色の光Ｌ１は、空気層から上部格子層５１に入る。上部格子層５１の屈折率は、第１上部誘電体層５２の屈折率と第２上部誘電体層５３の屈折率とによって平均化された大きさに近似される。すなわち、上部格子層５１の屈折率は、海成分である第２上部誘電体層５３に支配された大きさであり、空気層に近い値である。このとき、光Ｌ１は、空気層に近い屈折率を有した上部格子層５１に空気層から入るため、空気層と上部格子層５１との界面においては、フレネル反射を生じ難い。したがって、空気層と上部格子層５１との界面での反射が抑えられ、上部格子層５１に入射した光は上部格子層５１を透過して第２格子層４１に到達する。
【０１４１】
第２格子層４１の屈折率は、第２金属層４２の屈折率と第２誘電体層４４の屈折率とによって平均化された大きさに近似される。すなわち、第２格子層４１の屈折率は、海成分である第２誘電体層４４に支配された大きさであり、空気層の屈折率よりも高い値である。また、第２格子層４１は金属と誘電体とからなる格子構造を有し、第２金属層４２の構造周期ＰＴは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。したがって、第２格子層４１に到達した光の一部は、上部格子層５１と第２格子層４１との界面で反射し、第２格子層４１に到達した光の一部は、表面プラズモンに変換されて第２格子層４１を透過する。プラズモン共鳴によって消費される波長領域の光ＥＰ２は、上部格子層５１と第２格子層４１との界面で反射されない。
【０１４２】
中間格子層３１の屈折率は、第１中間誘電体層３２の屈折率と第２中間誘電体層３４の屈折率とによって平均化された大きさに近似される。すなわち、中間格子層３１の屈折率は、海成分である第２中間誘電体層３４に支配された大きさである。第１中間誘電体層３２と第２中間誘電体層３４とは、可視領域の光を透過する透明な誘電体であるため、中間格子層３１は、可視領域の光の透過性が高い。第２格子層４１の屈折率と中間格子層３１の屈折率との差によっては、中間格子層３１に到達した光の一部は、第２格子層４１と中間格子層３１との界面で反射する。
【０１４３】
第１格子層２１の屈折率は、第１誘電体層２２の屈折率と第１金属層２３の屈折率とによって平均化された大きさに近似される。すなわち、第１格子層２１の屈折率は、海成分である第１金属層２３に支配された大きさである。また、第１格子層２１は金属と誘電体とからなる格子構造を有し、第１誘電体層２２の構造周期ＰＴはサブ波長周期であるため、第１格子層２１ではプラズモン共鳴が生じる。したがって、第１格子層２１に到達した光の一部は、中間格子層３１と第１格子層２１との界面で反射し、第１格子層２１に到達した光の一部は、表面プラズモンに変換されて第１格子層２１を透過する。プラズモン共鳴によって消費される波長領域の光ＥＰ１は、中間格子層３１と第１格子層２１との界面で反射されない。
【０１４４】
第１格子層２１を透過した光の一部は、第１格子層２１と支持部１１との界面や、中間層１１ｂと基材１１ａとの界面や、支持部１１と空気層との界面で反射され得る。そして、第１格子層２１を透過した光の一部は、支持部１１を透過して表示体の裏面側に射出される。
【０１４５】
このように、表示体の外側から白色の光Ｌ１を入射させたとき、表示体の裏面側には、第１格子層２１および第２格子層４１を透過した表面プラズモンが再変換された光と、すべての層を透過した光とを含む特定の波長領域の光ＬＰ１が射出される。したがって、表示体の外側から上部格子層５１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、黒色および白色とは異なる有色の色彩が、第１表示領域１０Ａで視認される。
【０１４６】
各層の界面で反射した光は、表示体の表面側に射出され、これらの光の光路差に起因して干渉を起こす。結果として、表示体の外側から白色の光Ｌ１を入射させたとき、表示体の表面側には、プラズモン共鳴および光の干渉が作用した特定の波長領域の光ＬＲ１が射出される。上述のように、第１格子層２１および第２格子層４１の各々において特定の波長領域の光に対しプラズモン共鳴が生じるため、格子層２１，４１ごとに、プラズモン共鳴によって消費されて格子層２１，４１を透過する波長領域と、プラズモン共鳴によって消費されずに格子層２１，４１と他の層との界面で反射される波長領域とは異なる波長領域となる。したがって、表示体の外側から上部格子層５１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、裏面透過観察とは異なる色彩であって、黒色および白色とは異なる有色の色彩が、第１表示領域１０Ａで視認される。
【０１４７】
また、表示体の外側から支持部１１に白色の光を入射させたとき、同様に、第１格子層２１および第２格子層４１の各々ではプラズモン共鳴が生じる。そして、表示体の表面側には、第１格子層２１および第２格子層４１の各々を透過した表面プラズモンが再変換された光と、すべての層を透過した光とを含む特定の波長領域の光が射出される。一方、表示体の外側から支持部１１に白色の光を入射させたとき、表示体の裏面側には、各層の界面で反射した光として、プラズモン共鳴および光の干渉が作用した特定の波長領域の光が射出される。
【０１４８】
したがって、表示体の外側から支持部１１へ光を入射させたとき、表示体の表面側から表面１０Ｓを観察する表面透過観察と、表示体の裏面側から裏面１０Ｔを観察する裏面反射観察とでは、互いに異なる色彩であって、黒色および白色とは異なる有色の色彩が、第１表示領域１０Ａで視認される。
【０１４９】
孤立領域Ａ２と周辺領域Ａ３とからなる平面において、孤立領域Ａ２が占める面積比率が０．５よりも小さいことに基づき、プラズモン共鳴が生じる第１格子層２１と第２格子層４１のうち、第１格子層２１は、第１金属層２３が支配的に位置する層となり、第２格子層４１は、第２誘電体層４４が支配的に位置する層となる。こうした構造の違いに起因して、第１格子層２１と第２格子層４１とで、プラズモン共鳴により消費される波長領域は異なり、また、第１格子層２１と他の層との界面と、第２格子層４１と他の層との界面とで、光の反射率は異なる。そして、こうした第１格子層２１と第２格子層４１との光学的な特性の違いは、孤立領域Ａ２が占める面積比率が小さくなるほど、顕著となる。
【０１５０】
表示体の表面側から表示体に入射する光は、第１格子層２１よりも第２格子層４１に先に到達し、第２格子層４１による光学的作用を大きく受ける。一方、表示体の裏面側から表示体に入射する光は、第２格子層４１よりも第１格子層２１に先に到達し、第１格子層２１による光学的作用を大きく受ける。結果として、表面側から表示体に光が入射する場合と、裏面側から表示体に光が入射する場合とで、特に反射光の色相が大きく異なる。すなわち、表面反射観察と裏面反射観察とでは、互いに異なる色彩の像が第１表示領域１０Ａで視認される。なお、表面透過観察と裏面透過観察とでは、同様の色相の像が視認される。
【０１５１】
さらに、各格子層２１，４１においてプラズモン共鳴によって消費される波長領域は、各格子層２１，４１の格子構造、すなわち、構造周期ＰＴや各格子層２１，４１の厚さや第１誘電体層２２および第２金属層４２の幅ＷＴによって変わり、また、各格子層２１，４１の材料、すなわち、金属層６１の材料や凸部１１Ｔの材料の屈折率や誘電体層６２の材料の屈折率によって変わる。したがって、例えば、第１格子層２１における第１誘電体層２２の材料の選択や、第２格子層４１における第２誘電体層４４の材料の選択によって、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できる。
【０１５２】
例えば、同一の構造周期ＰＴを有する２つの表示体であって、凸部１１Ｔおよび金属層６１の各々の材料が２つの表示体で同一であり、誘電体層６２の材料が２つの表示体で異なる表示体を比較する。すなわち、２つの表示体において、第１格子層２１の構成は同一であり、中間格子層３１における第１中間誘電体層３２の材料も同一であり、第２格子層４１における第２金属層４２の材料も同一である。一方、２つの表示体において、中間格子層３１における第２中間誘電体層３４の材料は互いに異なり、第２格子層４１における第２誘電体層４４の材料は互いに異なり、上部格子層５１における第１上部誘電体層５２の材料も互いに異なっている。２つの表示体に裏面側から光を照射するとき、２つの表示体における第１格子層２１の構成は同一であるため、裏面反射観察によって観察される色彩は、２つの表示体で大きくは変わらない。一方、２つの表示体に表面側から光を照射するとき、表面反射観察によって観察される色彩は、各表示体の第２誘電体層４４の屈折率に応じて、２つの表示体で互いに異なる。また、２つの表示体において、中間格子層３１、第２格子層４１、および、上部格子層５１の各々の構成が互いに異なっていることにより、これらの層を透過する光の波長領域は、２つの表示体で互いに異なる。したがって、表面透過観察によって観察される色彩は、２つの表示体で互いに異なり、また、裏面透過観察によって観察される色彩も、２つの表示体で互いに異なる。
【０１５３】
［各格子層の構成例］
各格子層の詳細構成について、好ましい構成例を説明する。
図１３および図１４に示すように、凸部１１Ｔの高さである厚さＴ５は、すなわち、第１格子層２１と中間格子層３１とを合わせた厚さである。厚さＴ５は、凸部１１Ｔが倒れにくく支持部１１と凸部１１Ｔとからなる構造体の耐久性が高められること、および、凸部１１Ｔの加工の精度が得られやすいことから、構造周期ＰＴの２分の１よりも小さいことが好ましい。さらに、プラズモン共鳴や光の干渉の作用によって反射観察や透過観察で視認される色彩が鮮明になる観点から、厚さＴ５は、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることがより好ましい。
【０１５４】
金属層６１の厚さＴ６は、すなわち、第１金属層２３および第２金属層４２の各々の厚さである。厚さＴ６は、プラズモン共鳴が生じやすいこと、および、反射観察で視認される色彩が鮮明になることから、１０ｎｍ以上であることが好ましい。一方、厚さＴ６が厚さＴ５以上であると、凸部１１Ｔが金属層６１に埋没し、中間格子層３１が消失する。中間格子層３１が存在しなかったとしても、金属層６１が、支持部１１と凸部１１Ｔとからなる構造体の表面形状に追従した形状を有することにより第１格子層２１と第２格子層４１とが形成されていれば、プラズモン共鳴に起因した表面反射観察と裏面反射観察とでの視認される色彩の違い、および、これらの反射観察と透過観察とでの視認される色彩の違いは生じ得る。しかしながら、金属層６１が凸部１１Ｔを埋没させない程度に薄い方が、表示体における光の透過率が高められ、透過観察における像が明りょうに視認される。したがって、金属層６１の厚さＴ６は、凸部１１Ｔの高さである厚さＴ５よりも小さいことが好ましい。
【０１５５】
なお、金属層６１の製法によっては、金属層６１の厚さは、凸部１１Ｔ上の領域、すなわち第２金属層４２と、隣り合う凸部１１Ｔの間の領域、すなわち第１金属層２３とで異なる場合がある。本実施形態において金属層６１の厚さＴ６とは、周辺領域Ａ３における帯状に延びる領域、すなわち、１つの方向に沿って凸部１１Ｔが存在しない領域の幅方向の中央部に位置する金属層６１の厚さとして定義される。
【０１５６】
誘電体層６２の厚さＴ７は、すなわち、第２中間誘電体層３４と第２誘電体層４４とを合わせた厚さであり、かつ、第１上部誘電体層５２の厚さである。誘電体層６２の厚さＴ７は、凸部１１Ｔの高さである厚さＴ５よりも大きいことが好ましい。なお、隣り合う凸部１１Ｔの間の領域において誘電体層６２が凸部１１Ｔ上の金属層６１よりも突出しているとき、上部格子層５１における第２上部誘電体層５３の一部は、誘電体層６２によって構成される。
【０１５７】
厚さＴ７が厚さＴ５よりも大きい構成であれば、第２格子層４１にて第２金属層４２の厚さ方向の全体が誘電体層６２に囲まれるため、第２格子層４１におけるプラズモン共鳴が生じやすくなり、また、誘電体層６２の材料の変更が、第２格子層４１でのプラズモン共鳴で消費される波長領域の変化に反映されやすくなる。また、支持部１１、凸部１１Ｔ、および、金属層６１からなる構造体が、誘電体層６２に埋没するため、誘電体層６２が上記構造体を保護する層として機能する。
【０１５８】
なお、厚さＴ７が厚さＴ５よりも小さかったとしても、金属と誘電体との格子構造を有する層ではプラズモン共鳴が生じ、このプラズモン共鳴の作用により反射観察と透過観察とでの視認される色彩の違いは生じ得る。
ちなみに、誘電体層６２の厚さＴ７が小さく、隣り合う凸部１１Ｔの間の領域に位置する誘電体層６２が凸部１１Ｔ上の金属層６１よりも窪んでいるとき、第２格子層４１の第２誘電体層４４の一部もしくは全部は、上部格子層５１の第２上部誘電体層５３と同一の材料から構成される。すなわち、この場合、第２誘電体層４４の一部もしくは全部は、空気層もしくは樹脂層である。ただし、第２誘電体層４４は、上述のように、第２中間誘電体層３４から連続する構造体であることが好ましく、誘電体層６２の厚さＴ７は、凸部１１Ｔの高さである厚さＴ５よりも大きいことが好ましい。
【０１５９】
誘電体層６２の製法によっては、誘電体層６２の厚さは、凸部１１Ｔ上の領域、すなわち第１上部誘電体層５２と、隣り合う凸部１１Ｔの間の領域、すなわち第２中間誘電体層３４および第２誘電体層４４とで異なる場合がある。本実施形態において誘電体層６２の厚さＴ７とは、周辺領域Ａ３における帯状に延びる領域、すなわち、１つの方向に沿って凸部１１Ｔが存在しない領域の幅方向の中央部に位置する誘電体層６２の厚さとして定義される。
【０１６０】
孤立領域Ａ２と周辺領域Ａ３とからなる平面において、孤立領域Ａ２が占める面積比率、すなわち、基準面と凸部１１Ｔとを含む平面において、単位面積あたりにおいて凸部１１Ｔが占める面積の割合は、０．１より大きいことが好ましい。上記面積比率が０．１より大きい構成であれば、凸部１１Ｔの幅に対する高さの比であるアスペクト比が過度に大きくなることが抑えられるため、支持部１１と凸部１１Ｔとからなる構造体の耐久性が高められ、また、凸部１１Ｔの加工の精度が得られやすい。
【０１６１】
一方、上記面積比率が０．５より小さい構成であれば、上部格子層５１とその上層との界面においてフレネル反射が生じることが好適に抑えられる。なお、金属層６１や誘電体層６２の製法によっては、これらの層の形成の際に凸部１１Ｔの側面にも材料が付着する。上記面積比率が０．５より小さい構成であれば、互いに隣り合う凸部１１Ｔ間の領域の大きさが十分に確保され、凸部１１Ｔ間の領域が、金属層６１や誘電体層６２の形成の際に凸部１１Ｔの側面に付着した材料によって埋まることが抑えられる。したがって、金属層６１および誘電体層６２が下層の表面形状に追従した形状に形成されやすい。その結果、第１上部誘電体層５２が点在する上部格子層５１が好適に形成され、上部格子層５１の界面でフレネル反射を抑える効果が好適に得られる。
【０１６２】
なお、上記面積比率が０．５以上であっても、誘電体層６２の表面が金属層６１の表面形状に追従した凹凸を有していることにより、誘電体層６２の表面が平坦である場合と比較して、フレネル反射を抑える効果は得られる。また、上部格子層５１とその上層との界面においてフレネル反射が生じたとしても、第１格子層２１および第２格子層４１でのプラズモン共鳴に起因した表面反射観察と裏面反射観察とでの視認される色彩の違い、および、これらの反射観察と透過観察とでの視認される色彩の違いは生じ得る。ただし、上部格子層５１とその上層との界面でのフレネル反射、すなわち、表示体の最外面付近でのフレネル反射が抑えられることにより、表示体の内部における各層の界面での反射光の波長領域に応じた色が、表面反射観察において鮮明に視認されやすくなる。
【０１６３】
表示体の特に表面側でフレネル反射を抑えるためには、第２上部誘電体層５３に対して第２格子層４１とは反対側で第２上部誘電体層５３に接する層である表面層と、第２上部誘電体層５３との間の屈折率差は、第１金属層２３と支持部１１との間の屈折率差よりも小さいことが好ましい。表面層は、例えば空気層である。そして、第２上部誘電体層５３の屈折率は、表面層の屈折率と等しいことがさらに好ましい。
【０１６４】
なお、第２表示領域１０Ｂは、第１実施形態と同様に、支持部１１のみを備えていてもよいし、支持部１１に加えて、金属層６１および誘電体層６２の少なくとも一方を備えていてもよい。反射観察や透過観察にて、第２表示領域１０Ｂは、第２表示領域１０Ｂの層構成に応じた色彩や質感の像であって、第１表示領域１０Ａとは異なる色彩や質感の像を視認させることができる。
【０１６５】
［表示体付きデバイス］
図１６を参照して、上記表示体を備える表示体付きデバイスの構成を説明する。
図１６が示すように、表示体付きデバイス１１０は、第２実施形態の表示体である表示体１００と、光を放つことが可能に構成された光射出構造体７０とを備えている。光射出構造体７０は、光射出構造体７０に照射された光を反射によって射出する構造体、もしくは、光射出構造体７０自身の発光によって光を射出する構造体である。例えば、光射出構造体７０は、白色光下において白色に見える構造体である。
【０１６６】
光射出構造体７０は、表示体１００の裏面１０Ｔの一部と対向する位置に配置されており、光射出構造体７０と裏面１０Ｔとは離間している。すなわち、表示体１００の表面１０Ｓと対向する方向から見て、表面１０Ｓには、光射出構造体７０と重なる領域と、光射出構造体７０と重ならない領域とが含まれる。詳細には、光射出構造体７０は、第１表示領域１０Ａの一部と対向する位置に配置されている。
【０１６７】
こうした構成によれば、表示体付きデバイス１１０の外側から表示体１００の表面１０Ｓに向けて白色の光が照射されたとき、第１表示領域１０Ａのなかで表示体１００の裏面側に光射出構造体７０が配置されていない部分では、上記表面反射観察と同様、表示体１００からの反射光による色彩が視認される。
【０１６８】
一方、第１表示領域１０Ａのなかで表示体１００の裏面側に光射出構造体７０が位置している部分では、光射出構造体７０から表示体１００の裏面１０Ｔに向けて、光が照射される。光射出構造体７０が自身に照射された光を反射によって射出する構造体である場合、裏面１０Ｔに照射される光は、表示体１００の透過光を光射出構造体７０が反射した光であってもよいし、光射出構造体７０の付近に設けられた光源から光射出構造体７０に照射された光を光射出構造体７０が反射した光であってもよい。また、光射出構造体７０が自身の発光によって光を射出する構造体である場合、裏面１０Ｔに照射される光は、光射出構造体７０の発光によって生じた光である。したがって、表示体１００の表面側から見た場合、第１表示領域１０Ａのなかで光射出構造体７０と重なっている部分では、表面側から照射されて表示体１００にて反射された光と、裏面側から照射されて表示体１００を透過した光とを含む光による色彩が視認される。
【０１６９】
結果として、表示体付きデバイス１１０の外側から表示体１００の表面１０Ｓに向けて白色の光が照射されている状態で、表示体１００の表面側から表面１０Ｓを観察すると、第１表示領域１０Ａのなかで光射出構造体７０と重なっている部分と、光射出構造体７０と重なっていない部分とが、互いに異なる色相の色に見える、あるいは、互いに異なる彩度や明度の色に見える。したがって、光射出構造体７０の形状に応じた像が視認されるため、多様な像の表現が可能である。
【０１７０】
また、光射出構造体７０に対する光の照射の入切や光射出構造体７０の発光の入切によって、光射出構造体７０の形状に応じた像が見えたり見えなかったりするように、像の視認性の調節も可能である。これによっても、より多様な像の表現が可能である。
【０１７１】
なお、光射出構造体７０は、表示体１００の表面１０Ｓの一部と対向する位置に配置されていてもよい。この場合、表示体付きデバイス１１０の外側から表示体１００の裏面１０Ｔに向けて白色の光が照射されている状態で、表示体１００の裏面側から裏面１０Ｔを観察すると、第１表示領域１０Ａのなかで光射出構造体７０と重なっている部分と、光射出構造体７０と重なっていない部分とが、互いに異なる色彩に見える。
【０１７２】
以上、第２実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（３），（７），（８）の効果に加えて、以下に列挙する効果が得られる。
（９）表示体が、誘電体層６２を備えているため、誘電体層６２を構成する材料の変更によって、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り、こうした色彩の調整についての自由度が高められる。特に、誘電体層６２が無機化合物から構成される形態であれば、誘電体層６２の屈折率を広い範囲から選択可能である。また、誘電体層６２は、金属層６１の表面形状に追従する形状を有しているため、誘電体層６２の表面が平坦である場合と比較して、表示体の最外面付近での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。
【０１７３】
（１０）凸部１１Ｔの高さである厚さＴ５が、構造周期ＰＴの２分の１の長さよりも小さい構成であれば、支持部１１と凸部１１Ｔとからなる構造体の耐久性が高められ、また、凸部１１Ｔの加工の精度が得られやすい。
【０１７４】
（１１）金属層６１の厚さＴ６が１０ｎｍ以上である構成であれば、第１格子層２１および第２格子層４１にてプラズモン共鳴が生じやすく、また、反射観察で視認される色彩が鮮明になる。また、金属層６１の厚さＴ６が、凸部１１Ｔの高さである厚さＴ５よりも小さい構成であれば、表示体における光の透過率が高められ、透過観察における像が明りょうになる。
【０１７５】
（１２）誘電体層６２の厚さＴ７が、凸部１１Ｔの高さである厚さＴ５よりも大きい構成であれば、第２格子層４１におけるプラズモン共鳴が生じやすくなり、また、誘電体層６２の材料の変更が、第２格子層４１でのプラズモン共鳴で消費される波長領域の変化に反映されやすくなる。また、支持部１１、凸部１１Ｔ、および、金属層６１からなる構造体が、誘電体層６２に埋没するため、上記構造体が誘電体層６２によって保護される。
【０１７６】
（１３）支持部１１の表面である基準面と周期要素である凸部１１Ｔとを含む平面において、単位面積あたりにおいて凸部１１Ｔが占める面積の割合が０．１よりも大きい構成であれば、支持部１１と凸部１１Ｔとからなる構造体の耐久性が高められ、また、凸部１１Ｔの加工の精度が得られやすい。また、上記面積の割合が０．５よりも小さい構成であれば、上部格子層５１とその上層との界面においてフレネル反射が生じることを抑える効果が好適に得られる。
【０１７７】
（１４）表示体付きデバイス１１０では、光射出構造体７０から射出された光の一部が表示体１００の第１表示領域１０Ａを透過して光射出構造体７０とは反対側に射出される。したがって、表面１０Ｓおよび裏面１０Ｔのうち、光射出構造体７０が対向している面とは反対側の面に向けて光が照射されている状態でこの面を観察すると、第１表示領域１０Ａのなかで光射出構造体７０と重なっている部分と、光射出構造体７０と重なっていない部分とが、互いに異なる色に見える。それゆえ、光射出構造体７０の形状に応じた像が視認され、より多様な像の表現が可能であり、表示体付きデバイス１１０における偽造の困難性や意匠性がより高められる。
【０１７８】
（１５）凸部１１Ｔの形成にナノインプリント法を用いる製造方法、すなわち、基材１１ａの表面に塗工された樹脂に凹版の有する凹凸を転写することにより、支持部１１と複数の凸部１１Ｔとから構成される周期構造体を形成する製造方法であれば、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。
【０１７９】
＜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。
・第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、第１金属層２３と第２金属層４２とは、図９に示した形状的特徴を有し得る。そして、金属層６１は、第１中間誘電体層３２の側面に位置して第２金属層４２に連続する金属層である中間金属層３２Ａを含み得る。中間金属層３２Ａは、第１中間誘電体層３２と第２中間誘電体層３４とに挟まれ、第１中間誘電体層３２の側面上での厚みが、第１金属層２３に近い部位ほど薄い。なお、中間金属層３２Ａの存在によって、中間格子層３１でもプラズモン共鳴が生じ得る。
・第２実施形態においても、第１実施形態の図１０で示した構造と同様に、凸部１１Ｔの形状は、支持部１１の表面から突き出る錐体状であってもよい。
【０１８０】
・表示体は、第１表示領域１０Ａに含まれる領域として、構造周期ＰＴが互いに一致し、かつ、表示体を構成する材料のうち誘電体層６２の材料のみが互いに異なる複数の領域を備えていてもよい。こうした構成によれば、反射観察において、第１表示領域１０Ａにおける複数の領域に互いに異なる色彩を視認させることができる。そして、上記複数の領域に対し、凸部１１Ｔや金属層６１を同一の工程で形成することができるため、上記表示体を容易に製造することができる。
【０１８１】
・図１７が示すように、表示体は、誘電体層６２の上に保護層４５をさらに備えてもよい。こうした構成によれば、支持部１１および凸部１１Ｔと、金属層６１と、誘電体層６２とから構成される構造体を保護することができる。保護層４５は、第２上部誘電体層５３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、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。
【０１８２】
また、人が素手で表示体を触る用途に表示体が用いられる場合、表示体の表面を構成する保護層４５がフッ素を含む樹脂から構成されることが好ましい。こうした構成によれば、表示体の表面に皮脂などの汚れが付着することが抑えられる。
なお、保護層４５は、図１７が示すように平坦な表面を有していてもよいし、誘電体層６２の表面形状に追従した形状を有していてもよい。
【０１８３】
・表示体の表面１０Ｓと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、二次元格子状であればよい。すなわち、複数の第１誘電体層２２は二次元格子状に並んでいればよく、また、複数の第１中間誘電体層３２も二次元格子状に並んでいればよく、また、複数の第２金属層４２も二次元格子状に並んでいればよく、また、複数の第１上部誘電体層５２も二次元格子状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た二次元格子状に並んでいればよい。二次元格子状の配列は、二次元平面内において交差する２つの方向の各々に沿って要素が並ぶ配列である。この際、表示体が有する各層の厚さが構造周期ＰＴに対して所定の範囲内であるとは、周期要素が並ぶ上記２つの方向の各々における構造周期ＰＴに対して、各層の厚さが所定の範囲内であることを示す。
【０１８４】
また、表示体の表面１０Ｓと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。
【０１８５】
・図１８が示すように、孤立領域Ａ２には、支持部１１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、支持部１１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、支持部１１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。この際、各凹部１１Ｈの底面に位置する金属層７１と、支持部１１のなかで各金属層７１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、金属層７１上に位置する誘電体層７２と、基準面に位置して各誘電体層７２を囲う網目状の金属層７３とによっても、金属と誘電体とからなる格子構造が形成される。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ことに起因して、上記実施形態と同様に、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、また、裏面反射観察と表面透過観察とで異なる色彩が視認され、また、表面反射観察と裏面反射観察とで異なる色彩が視認される。
【０１８６】
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。
・表示体付きデバイスが備える表示体は、第１実施形態の表示体であってもよい。
【０１８７】
［実施例］  
上述した表示体およびその製造方法について、具体的な実施例を用いて説明する。
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
次に、上記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。そして、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を用い、このフィルムの易接着処理が施され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。
【０１９０】
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５０ｎｍの厚さに成膜することにより、金属層を形成した。さらに、金属層の表面に、二酸化珪素（ＳｉＯ２）からなる膜を１５０ｎｍの厚さに成膜することにより、誘電体層を形成した。これにより、実施例の表示体を得た。実施例の表示体は、第２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。
【０１９１】
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青色が観察され、裏面反射観察によって紫色が観察され、表面透過観察および裏面透過観察によって橙色が観察された。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。
【符号の説明】
【０１９２】
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、Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７…厚さ、Ｗ４，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、１１…支持部、１１ａ…基材、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、３２Ａ…中間金属層、３３，３４…第２中間誘電体層、４１…第２格子層、４２…第２金属層、４３，４４…第２誘電体層、４５…保護層、５１…上部格子層、５２…第１上部誘電体層、５３…第２上部誘電体層、６１…金属層、６２…誘電体層、７０…光射出構造体、１００…表示体、１１０…表示体付きデバイス。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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