(57)【要約】【課題】意匠性を高めることのできる表示体、および、表示体の製造方法を提供する。【解決手段】表示体１００の有する表示要素は、表面に凹凸構造を有する凹凸層と、凹凸構造上に位置して当該凹凸構造に追従した表面形状を有する多層膜層とを備える。凹凸層の表面と対向する方向から凹凸構造を見たとき、凸部１５ａが構成するパターンは、複数の矩形の集合からなるパターンを含み、上記矩形にて、矩形の延伸方向Ｃ２に沿った長さは、幅方向Ｃ１に沿った長さよりも大きく、かつ、幅方向Ｃ１に沿った長さはサブ波長以下であり、複数の矩形において、延伸方向Ｃ２に沿った長さの標準偏差は、幅方向Ｃ１に沿った長さの標準偏差よりも大きい。そして、複数の表示要素は、第１表示要素１０Ａと第２表示要素１０Ｂとを含み、第１表示要素１０Ａにおける延伸方向Ｃ２と第２表示要素１０Ｂにおける延伸方向Ｃ２とは、互いに異なる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表示要素を備え、表面と裏面とを有する表示体であって、
前記表示要素は、表面に凹凸構造を有する凹凸層と、前記凹凸構造上に位置して当該凹凸構造に追従した表面形状を有する多層膜層とを備え、前記多層膜層において相互に隣接する層の屈折率は互いに異なり、前記多層膜層に入射する入射光のうちの特定の波長域での光の反射率が他の波長域での光の反射率よりも高く、
前記凹凸層と前記多層膜層とは、前記表示体の表面と対向する方向に積層され、
前記凹凸構造を構成する凸部は、前記凹凸層の表面から１段以上の段差形状を有し、
前記凹凸層の表面と対向する方向から前記凹凸構造を見たとき、前記凸部が構成するパターンは、複数の矩形の集合からなるパターンを含み、前記矩形にて、前記矩形の延伸方向に沿った長さは、前記延伸方向と直交する幅方向に沿った長さよりも大きく、かつ、前記幅方向に沿った長さはサブ波長以下であり、前記複数の矩形において、前記延伸方向に沿った長さの標準偏差は、前記幅方向に沿った長さの標準偏差よりも大きく、
複数の前記表示要素は、第１表示要素と第２表示要素とを含み、前記第１表示要素における前記延伸方向と前記第２表示要素における前記延伸方向とは、互いに異なる
表示体。
【請求項２】
前記第１表示要素における前記延伸方向と前記第２表示要素における前記延伸方向とは、互いに直交する
請求項１に記載の表示体。
【請求項３】
複数の前記表示要素の各々において、
前記矩形の前記幅方向に沿った長さは８３０ｎｍ以下であり、前記複数の矩形の集合からなるパターンを構成する凸部の高さは４１５ｎｍ以下である
請求項１または２に記載の表示体。
【請求項４】
複数の前記表示要素の各々において、
前記凸部が構成するパターンに含まれる前記複数の矩形における前記延伸方向に沿った長さの平均値は４．１５μｍ以下であり、当該長さの標準偏差は１μｍ以下である
請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項５】
複数の前記表示要素の各々において、
前記凹凸層の表面と対向する方向から前記凹凸構造を見たとき、前記表示要素を構成する領域内において、前記複数の矩形の集合からなるパターンを構成する凸部が占める面積の比率は、４０％以上６０％以下である
請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項６】
前記多層膜層を構成する各層の材料および膜厚は、前記第１表示要素と前記第２表示要素とにおいて一致している
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表示要素において前記複数の矩形の集合からなるパターンを構成する凸部の高さと、前記第２表示要素において前記複数の矩形の集合からなるパターンを構成する凸部の高さとが異なり、その差が５ｎｍ以上である
請求項６に記載の表示体。
【請求項８】
前記表示体の表面と対向する方向から見て、前記表示体は、前記表示要素として前記第１表示要素を含む第１表示領域と、前記表示要素として前記第２表示要素を含む第２表示領域と、前記第１表示領域と前記第２表示領域との間の領域である境界領域とを含み、
前記凹凸層は、前記第１表示領域と前記境界領域と前記第２表示領域とに連続し、
前記多層膜層は、前記第１表示領域と前記境界領域と前記第２表示領域とに連続し、
前記第１表示領域と前記第２表示領域とが並ぶ方向において前記境界領域が有する幅の最小値は、前記多層膜層の厚さの１／２以上の大きさであり、
前記境界領域において前記凹凸層の表面は平坦である
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表示領域と前記第２表示領域とが並ぶ方向において前記境界領域が有する幅の最大値は、５０μｍ以下である
請求項８に記載の表示体。
【請求項１０】
前記第１表示領域と前記第２表示領域とが並ぶ方向において前記境界領域が有する幅の最小値は、５０μｍよりも大きい
請求項８に記載の表示体。
【請求項１１】
複数の前記表示要素の各々において、
前記凹凸層の表面と対向する方向から前記凹凸構造を見たとき、前記凹凸構造を構成する凸部が構成するパターンは、前記複数の矩形の集合からなるパターンであり、
前記凹凸構造を構成する前記凸部の高さは各表示要素内で一定である
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項１２】
複数の前記表示要素の各々において、
前記凹凸層の表面と対向する方向から前記凹凸構造を見たとき、前記凹凸構造を構成する凸部が構成するパターンは、前記複数の矩形の集合からなる第１パターンと、前記延伸方向に沿って延び、前記幅方向に沿って並ぶ複数の帯状領域からなる第２パターンとが重ね合わされたパターンであり、
前記幅方向に沿った前記帯状領域の配列間隔は、前記複数の帯状領域において一定ではなく、その平均値が前記入射光に含まれる波長域における最小波長の１／２以上であり、
前記凹凸構造を構成する前記凸部は、前記凹凸層と前記多層膜層との積層方向への投影像が前記第１パターンを構成する要素であって前記表示要素ごとの所定の高さを有する凸部要素と、前記積層方向への投影像が前記第２パターンを構成する要素であって前記表示要素ごとの所定の高さを有する凸部要素とが高さ方向に重ねられた多段形状を有する
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項１３】
第１表示要素と第２表示要素とを含む複数の表示要素を備える表示体の製造方法であって、
凹版の有する凹凸をナノインプリント法を用いて樹脂に転写することにより、表面に凹凸構造を有する凹凸層を形成する工程であって、前記凹凸層における前記第１表示要素に含まれる部分と前記第２表示要素に含まれる部分とに前記凹凸構造を同時に形成する第１工程と、
前記凹凸構造上に、多層膜層を、当該多層膜層において相互に隣接する層の屈折率が互いに異なり、当該多層膜層に入射する入射光のうちの特定の波長域での光の反射率が他の波長域での光の反射率よりも高くなるように形成する第２工程と、を含み、
前記第１工程では、前記凹凸層のうちの前記表示要素に含まれる部分の各々において、前記凹凸構造を構成する凸部が前記凹凸層の表面から１段以上の段差形状を有し、前記凹凸層の表面と対向する方向から前記凹凸構造を見たとき、前記凸部が構成するパターンが、複数の矩形の集合からなるパターンを含み、前記矩形にて、前記矩形の延伸方向に沿った長さは、前記延伸方向と直交する幅方向に沿った長さよりも大きく、かつ、前記第１表示要素に含まれる部分における前記延伸方向と前記第２表示要素に含まれる部分における前記延伸方向とが、互いに異なる方向となるように前記凹凸構造を形成し、
前記凹凸層のうちの前記表示要素に含まれる部分の各々において、前記矩形の前記幅方向に沿った長さはサブ波長以下であり、前記複数の矩形において、前記延伸方向に沿った長さの標準偏差は、前記幅方向に沿った長さの標準偏差よりも大きい
表示体の製造方法。
【請求項１４】
前記ナノインプリント法は、光ナノインプリント法または熱ナノインプリント法である
請求項１３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、構造色を利用した表示体、および、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モルフォ蝶等の自然界の生物の色として多く観察される構造色は、色素が呈する色のように分子における電子遷移に起因して視認される色とは異なり、光の回折や干渉や散乱といった、物体の微細な構造に起因した光学現象の作用によって視認される色である。
【０００３】
例えば、多層膜干渉による構造色は、相互に隣り合う薄膜の屈折率が互いに異なる多層膜層において、多層膜の各界面で反射した光が干渉することによって生じる構造色であり、多層膜干渉は、モルフォ蝶の翅の発色原理の１つである。モルフォ蝶の翅では、多層膜干渉に加えて、翅の表面の微細な凹凸構造によって光の散乱や回折が生じる結果、鮮やかな青色が広い観察角度において視認される。
【０００４】
モルフォ蝶の翅のような構造色を人工的に再現する構造として、特許文献１に記載のように、不均一に配列された微細な凹凸を有する基材の表面に、多層膜層が積層された構造が提案されている。
【０００５】
多層膜層において、干渉によって強められる光の波長は、多層膜層の各層にて生じる光路差によって定まり、光路差は各層の膜厚および屈折率によって定まる。そして、干渉によって強められた光の出射方向は、入射光の入射方向と多層膜層の積層方向とのなす角度である入射角度と、上記出射方向と上記積層方向とのなす角度である反射角度との大きさが等しくなる方向に限定される。したがって、平面に多層膜層が積層された構造では、視認される反射光の波長が観察角度によって大きく変化するため、視認される色が観察角度によって大きく変化する。
【０００６】
これに対し、特許文献１の構造体では、不規則な凹凸の上に多層膜層が積層されていることにより、干渉によって強められた反射光が広範囲に広がるため、観察角度による色の変化が緩やかになる。その結果、モルフォ蝶の翅のように広い観察角度で特定の色を呈する構造体が実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１５３１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した構造色を呈する構造体によれば、色素が呈する色によっては実現が困難な視覚効果を得ることが可能である。例えば、特許文献１の構造体において、不規則な凹凸を構成する複数の凸部は、凹凸が形成された面と対向する方向から見て、各凸部にて共通する方向に延びる矩形形状を有しており、その長辺方向の長さは不規則である一方、短辺方向の長さはほぼ一定である。すなわち、複数の凸部における長辺方向は異方性を有しており、その結果、反射光の広がる方向も異方性を有するため、構造体を観察する位置が変わることによって、構造体が呈する色の明るさ等の見え方が変わる。そこで、こうした見え方の変化を表示体に利用することによって、例えば、領域ごとのコントラストの差が明瞭な像を形成可能な表示体等、より意匠性の高い表示体の実現が望まれている。
【０００９】
本発明は、意匠性を高めることのできる表示体、および、表示体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する表示体は、複数の表示要素を備え、表面と裏面とを有する表示体であって、前記表示要素は、表面に凹凸構造を有する凹凸層と、前記凹凸構造上に位置して当該凹凸構造に追従した表面形状を有する多層膜層とを備え、前記多層膜層において相互に隣接する層の屈折率は互いに異なり、前記多層膜層に入射する入射光のうちの特定の波長域での光の反射率が他の波長域での光の反射率よりも高く、前記凹凸層と前記多層膜層とは、前記表示体の表面と対向する方向に積層され、前記凹凸構造を構成する凸部は、前記凹凸層の表面から１段以上の段差形状を有し、前記凹凸層の表面と対向する方向から前記凹凸構造を見たとき、前記凸部が構成するパターンは、複数の矩形の集合からなるパターンを含み、前記矩形にて、前記矩形の延伸方向に沿った長さは、前記延伸方向と直交する幅方向に沿った長さよりも大きく、かつ、前記幅方向に沿った長さはサブ波長以下であり、前記複数の矩形において、前記延伸方向に沿った長さの標準偏差は、前記幅方向に沿った長さの標準偏差よりも大きく、複数の前記表示要素は、第１表示要素と第２表示要素とを含み、前記第１表示要素における前記延伸方向と前記第２表示要素における前記延伸方向とは、互いに異なる。
【００１１】
上記構成によれば、表示要素では、多層膜層から反射される特定の波長域の反射光は、表示要素の有する凹凸構造に起因して散乱され、その散乱が幅方向において生じる異方性を有する。そして、第１表示要素における幅方向と第２表示要素における幅方向とが、互いに異なるため、表示体に対する観察者の位置のなかで、第１表示要素からの反射光が視認される位置と第２表示要素からの反射光が視認される位置とが、互いに異なる。その結果、表示体を観察する位置が変わると、反射光の視認される領域が表面において変わり、例えば、こうした構成の利用によって、上記観察者の位置に応じた異なる像を観察者に視認させることもできる。したがって、表示体の意匠性が高められる。
【００１２】
上記表示体において、前記第１表示要素における前記延伸方向と前記第２表示要素における前記延伸方向とは、互いに直交してもよい。
上記構成によれば、第１表示要素からの反射光が散乱される方向と第２表示要素からの反射光が散乱される方向とが、表示体の表面に沿った平面への投影像においては直交するため、上記観察者の位置に応じた異なる像を観察者に視認させる場合には、観察者の位置に応じた像の違いが認識されやすい。
【００１３】
上記表示体において、複数の前記表示要素の各々において、前記矩形の前記幅方向に沿った長さは８３０ｎｍ以下であり、前記複数の矩形の集合からなるパターンを構成する凸部の高さは４１５ｎｍ以下であってもよい。
【００１４】
上記構成によれば、凹凸構造に起因した分光や干渉が抑えられるため、多層膜層からの反射光の視認性が高められる。
上記表示体において、複数の前記表示要素の各々において、前記凸部が構成するパターンに含まれる前記複数の矩形における前記延伸方向に沿った長さの平均値は４．１５μｍ以下であり、当該長さの標準偏差は１μｍ以下であってもよい。
【００１５】
上記構成によれば、多層膜層からの反射光の効率の良い散乱が可能である。
上記表示体において、複数の前記表示要素の各々において、前記凹凸層の表面と対向する方向から前記凹凸構造を見たとき、前記表示要素を構成する領域内において、前記複数の矩形の集合からなるパターンを構成する凸部が占める面積の比率は、４０％以上６０％以下であってもよい。
【００１６】
上記構成によれば、多層膜層からの反射光の広がりを大きく確保することが可能である。
上記表示体において、前記多層膜層を構成する各層の材料および膜厚は、前記第１表示要素と前記第２表示要素とにおいて一致していてもよい。
【００１７】
上記構成によれば、第１表示要素に対応する領域と第２表示要素に対応する領域とに対して、同一の工程によって同時に多層膜層の形成が可能であるため、表示体を簡便な製造工程によって形成することができる。
【００１８】
上記表示体において、前記第１表示要素において前記複数の矩形の集合からなるパターンを構成する凸部の高さと、前記第２表示要素において前記複数の矩形の集合からなるパターンを構成する凸部の高さとが異なり、その差が５ｎｍ以上であってもよい。
【００１９】
上記構成によれば、第１表示要素の位置する領域と第２表示要素の位置する領域とに互いに異なる色相の色が視認される。したがって、表示体の意匠性が高められる。そして、こうした色相の違いが凸部の高さの違いによって実現され、第１表示要素と第２表示要素とにおいては多層膜層の構成は一致しているため、各表示要素の位置する領域ごとに多層膜層を形成する必要がなく、互いに異なる色相の色を呈する表示要素を有する表示体を、簡便な製造工程によって形成することができる。
【００２０】
上記表示体において、前記表示体の表面と対向する方向から見て、前記表示体は、前記表示要素として前記第１表示要素を含む第１表示領域と、前記表示要素として前記第２表示要素を含む第２表示領域と、前記第１表示領域と前記第２表示領域との間の領域である境界領域とを含み、前記凹凸層は、前記第１表示領域と前記境界領域と前記第２表示領域とに連続し、前記多層膜層は、前記第１表示領域と前記境界領域と前記第２表示領域とに連続し、前記第１表示領域と前記第２表示領域とが並ぶ方向において前記境界領域が有する幅の最小値は、前記多層膜層の厚さの１／２以上の大きさであり、前記境界領域において前記凹凸層の表面は平坦であってもよい。
【００２１】
上記構成によれば、第１表示領域と第２表示領域との間に境界領域が位置するため、第１表示領域と第２表示領域との境界部分で、第１表示要素の備える多層膜層の凸部と第２表示要素の備える多層膜層の凸部とが連なることが抑えられる。そして、各表示要素における多層膜層の表面に本来求められる凹凸構造の形状が、上述した凸部の連なりによって崩れることが抑えられる。その結果、各表示要素の全体から所望の方向に向けて所望の発色が得られやすくなる。
【００２２】
上記表示体において、前記第１表示領域と前記第２表示領域とが並ぶ方向において前記境界領域が有する幅の最大値は、５０μｍ以下であってもよい。
上記構成によれば、境界領域が視認されることが抑えられるため、境界領域からの反射光が観察者に視認されることが抑えられ、観察者には、第１表示領域と第２表示領域とが接しているかのように認識される。そして、第１表示領域と第２表示領域との各々において、表示要素の全体から所望の方向に向けて所望の発色が得られやすいため、第１表示領域と第２表示領域とによって精密な像の形成が可能である。
【００２３】
上記表示体において、前記第１表示領域と前記第２表示領域とが並ぶ方向において前記境界領域が有する幅の最小値は、５０μｍよりも大きくてもよい。
上記構成によれば、境界領域が視認可能であるため、観察角度に応じて、境界領域からの反射光、すなわち、異方性を有さずに正反射の方向へ射出される反射光が観察者に視認される。したがって、表示体の表面に沿った平面内での表示領域ごとの特定の位置において、広い観察角度で特定の波長域の反射光が観察される第１表示領域および第２表示領域と、表示体の表面に沿った平面内での任意の位置において、観察角度に応じた波長域の反射光が観察される境界領域との組み合わせによって、上記観察者の位置の違いに応じた変化の大きい像の形成が可能である。それゆえ、より多彩な像の表現が可能であり、表示体の意匠性のさらなる向上が可能である。
【００２４】
上記表示体において、複数の前記表示要素の各々において、前記凹凸層の表面と対向する方向から前記凹凸構造を見たとき、前記凹凸構造を構成する凸部が構成するパターンは、前記複数の矩形の集合からなるパターンであり、前記凹凸構造を構成する前記凸部の高さは各表示要素内で一定であってもよい。
【００２５】
上記構成によれば、凸部によって反射光の拡散効果が得られ、各表示要素において、多層膜層からの反射光として特定の波長域の光が広い観察角度で観察される。そして、凸部が多段形状を有する場合と比較して、凹凸層における凹凸構造の設計や形成に要する負荷が低減できる。
【００２６】
上記表示体において、複数の前記表示要素の各々において、前記凹凸層の表面と対向する方向から前記凹凸構造を見たとき、前記凹凸構造を構成する凸部が構成するパターンは、前記複数の矩形の集合からなる第１パターンと、前記延伸方向に沿って延び、前記幅方向に沿って並ぶ複数の帯状領域からなる第２パターンとが重ね合わされたパターンであり、前記幅方向に沿った前記帯状領域の配列間隔は、前記複数の帯状領域において一定ではなく、その平均値が前記入射光に含まれる波長域における最小波長の１／２以上であり、前記凹凸構造を構成する前記凸部は、前記凹凸層と前記多層膜層との積層方向への投影像が前記第１パターンを構成する要素であって前記表示要素ごとの所定の高さを有する凸部要素と、前記積層方向への投影像が前記第２パターンを構成する要素であって前記表示要素ごとの所定の高さを有する凸部要素とが高さ方向に重ねられた多段形状を有してもよい。
【００２７】
上記構成によれば、凸部によって反射光の拡散効果と回折効果とが得られ、各表示要素において、多層膜層からの反射光として特定の波長域の光が広い観察角度で観察可能であるとともに、この反射光の強度が高められることにより光沢感のある鮮やかな色が視認される。
【００２８】
上記課題を解決する表示体の製造方法は、第１表示要素と第２表示要素とを含む複数の表示要素を備える表示体の製造方法であって、凹版の有する凹凸をナノインプリント法を用いて樹脂に転写することにより、表面に凹凸構造を有する凹凸層を形成する工程であって、前記凹凸層における前記第１表示要素に含まれる部分と前記第２表示要素に含まれる部分とに前記凹凸構造を同時に形成する第１工程と、前記凹凸構造上に、多層膜層を、当該多層膜層において相互に隣接する層の屈折率が互いに異なり、当該多層膜層に入射する入射光のうちの特定の波長域での光の反射率が他の波長域での光の反射率よりも高くなるように形成する第２工程と、を含み、前記第１工程では、前記凹凸層のうちの前記表示要素に含まれる部分の各々において、前記凹凸構造を構成する凸部が前記凹凸層の表面から１段以上の段差形状を有し、前記凹凸層の表面と対向する方向から前記凹凸構造を見たとき、前記凸部が構成するパターンが、複数の矩形の集合からなるパターンを含み、前記矩形にて、前記矩形の延伸方向に沿った長さは、前記延伸方向と直交する幅方向に沿った長さよりも大きく、かつ、前記第１表示要素に含まれる部分における前記延伸方向と前記第２表示要素に含まれる部分における前記延伸方向とが、互いに異なる方向となるように前記凹凸構造を形成し、前記凹凸層のうちの前記表示要素に含まれる部分の各々において、前記矩形の前記幅方向に沿った長さはサブ波長以下であり、前記複数の矩形において、前記延伸方向に沿った長さの標準偏差は、前記幅方向に沿った長さの標準偏差よりも大きい。
【００２９】
上記製法によれば、ナノインプリント法を用いて凹凸層の凹凸構造が形成されるため、微細な凹凸構造を好適に、かつ、簡便に形成することができる。そして、凹凸層における第１表示要素に含まれる部分と第２表示要素に含まれる部分とに凹凸構造が同時に形成されるため、表示要素ごとに凹凸層の凹凸構造を形成する方法と比較して、凹凸層の形成に要する負荷が低減できる。
【００３０】
上記製法において、前記ナノインプリント法は、光ナノインプリント法または熱ナノインプリント法であってもよい。
上記製法によれば、ナノインプリント法として、光ナノインプリント法もしくは熱ナノインプリント法が用いられるため、ナノインプリント法による凹凸構造の形成が、好適、かつ、簡便に実現される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、表示体の意匠性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】表示体の一実施形態について、表示体の平面構造を示す平面図。
【図２】表示体の一実施形態について、第１の構造を有する画素の断面構造を示す断面図。
【図３】表示体の一実施形態について、（ａ）は、第１の構造における凹凸構造の平面構造を示す平面図、（ｂ）は、第１の構造における凹凸構造の断面構造を示す断面図。
【図４】表示体の一実施形態について、第２の構造を有する画素の断面構造を示す断面図。
【図５】表示体の一実施形態について、（ａ）は、第２の構造における第２凸部要素のみからなる凹凸構造の平面構造を示す平面図、（ｂ）は、第２の構造における第２凸部要素のみからなる凹凸構造の断面構造を示す断面図。
【図６】表示体の一実施形態について、（ａ）は、第２の構造における凹凸構造の平面構造を示す平面図、（ｂ）は、第２の構造における凹凸構造の断面構造を示す断面図。
【図７】表示体の一実施形態について、変形例の画素の断面構造を示す断面図。
【図８】表示体の一実施形態について、第１画素における凹凸構造の配置と、第２画素における凹凸構造の配置とを示す図。
【図９】表示体の一実施形態について、（ａ）は、表示体の表面と対向する方向から見た場合での、入射光と反射光との方向を示す図、（ｂ）は、表示体の断面と対向する方向から見た場合での、入射光と反射光との方向を示す図。
【図１０】表示体の一実施形態について、（ａ）は、表示体に対する観察位置を示す図、（ｂ）は、位置ＰＡから表示体を観察した場合に視認される像を示す図、（ｃ）は、位置ＰＢから表示体を観察した場合に視認される像を示す図。
【図１１】表示体の一実施形態における構成例について、凹凸層の凸部付近に積層された多層膜層を拡大して示す断面図。
【図１２】表示体の一実施形態における構成例について、（ａ）は、凹凸構造の配置、および、表示体に対する観察位置を示す図、（ｂ）は、位置ＰＡから表示体を観察した場合に視認される像を示す図、（ｃ）は、位置ＰＢから表示体を観察した場合に視認される像を示す図、（ｄ）は、位置ＰＣから表示体を観察した場合に視認される像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１〜図１２を参照して、表示体、および、表示体の製造方法の一実施形態を説明する。
［表示体の全体構成］
図１を参照して、表示体の全体構成について説明する。本実施形態の表示体は、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、自動車の内装や外装等に取り付けられる。
【００３４】
図１が示すように、表示体１００は、表面１００Ｆと、表面１００Ｆとは反対側の面である裏面１００Ｒとを有し、表面１００Ｆと対向する方向から見て、表示体１００は、画素１０の配置される領域である表示領域１１０を含んでいる。表示領域１１０は、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとを含む。第１表示領域１１０Ａは、複数の第１画素１０Ａが位置する領域であり、第２表示領域１１０Ｂは、複数の第２画素１０Ｂが位置する領域である。
【００３５】
第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとの各々は、これらの領域単独、もしくは、これらの領域の２以上の組み合わせによって、文字、記号、図形、模様、絵柄、これらの背景等を表現する。一例として、図１に示す構成では、第１表示領域１１０Ａによって「Ａ」という文字が表現され、第２表示領域１１０Ｂによってその背景が表現されている。
【００３６】
［画素の構成］
本実施形態の画素１０は、多層膜層を有する凹凸構造体である。画素１０が有する凹凸構造としては、第１の構造と第２の構造とのいずれもが適用可能であり、まず、これらの２つの構造の各々について説明する。
【００３７】
なお、画素１０に対する入射光および反射光の波長域は特に限定されないが、以下の説明においては、一例として、可視領域の光を対象とした画素１０について説明する。本実施形態においては、３６０ｎｍ以上８３０ｎｍ以下の波長域の光を可視領域の光とする。
【００３８】
＜第１の構造＞
図２は、第１の構造を有する画素１０である凹凸構造体１１を示す。凹凸構造体１１は、可視領域の光を透過する材料から形成されており、表面に凹凸構造を有する凹凸層の一例である基材１５と、基材１５の表面に積層された多層膜層１６とを備えている。すなわち、多層膜層１６は、基材１５における凹凸の形成されている面を覆っている。基材１５と多層膜層１６とは、表示体１００の表面１００Ｆと対向する方向に積層されている。
【００３９】
基材１５の有する凹凸構造は、複数の凸部１５ａと、複数の凸部１５ａの間の領域である凹部１５ｂとから構成され、凸部１５ａは、不規則な長さを有して略帯状に延びる複数の部分から構成される。
【００４０】
多層膜層１６は、高屈折率層１６ａと低屈折率層１６ｂとが交互に積層された構造を有する。高屈折率層１６ａの屈折率は、低屈折率層１６ｂの屈折率よりも大きい。例えば、基材１５の表面には、高屈折率層１６ａが接し、多層膜層１６における基材１５とは反対側の面を、低屈折率層１６ｂが構成する。
【００４１】
基材１５における凸部１５ａ上と凹部１５ｂ上とで、多層膜層１６の構成、すなわち、多層膜層１６を構成する各層の材料や膜厚や積層順序は一致している。そして、多層膜層１６における基材１５とは反対側の面である表面は、基材１５の凹凸構造に追従した表面形状、すなわち、基材１５に形成された凹凸に追従した凹凸を有している。
【００４２】
こうした構造においては、多層膜層１６の表面側から凹凸構造体１１に光が入射すると、多層膜層１６における高屈折率層１６ａと低屈折率層１６ｂとの各界面で反射した光が干渉を起こすとともに多層膜層１６の表面における不規則な凹凸に起因して進行方向を変える結果、特定の波長域の光が広い角度に出射される。この反射光として強く出射される特定の波長域は、高屈折率層１６ａと低屈折率層１６ｂとの材料および膜厚、ならびに、凸部１５ａの幅、高さおよび配列によって決まる。
【００４３】
なお、多層膜層１６における基材１５と接する面も、多層膜層１６の表面と同様の凹凸を有するため、基材１５の位置する側から凹凸構造体１１に光が入射した場合にも、同様に、特定の波長域の反射光が広い角度に出射される。それゆえ、凹凸構造体１１は、多層膜層１６と基材１５とのいずれの側から観察されてもよい。すなわち、基材１５に対して多層膜層１６の位置する側が表示体１００の裏面１００Ｒに対して表面１００Ｆの位置する側であってもよいし、多層膜層１６に対して基材１５の位置する側が表示体１００の裏面１００Ｒに対して表面１００Ｆの位置する側であってもよい。
【００４４】
図３を参照して、凹凸層である基材１５が有する凹凸構造の詳細について説明する。図３（ａ）は、基材１５をその表面と対向する方向から見た平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の３−３線に沿った基材１５の断面構造を示す断面図である。図３（ａ）においては、凹凸構造を構成する凸部１５ａにドットを付して示している。
【００４５】
図３（ａ）が示すように、基材１５の表面と対向する方向から見て、凸部１５ａが構成するパターンは、破線によって示す複数の矩形Ｒの集合からなるパターンである。矩形Ｒは、１つの方向に延びる形状を有し、この矩形Ｒの延びる方向、すなわち、矩形Ｒの長辺方向が延伸方向Ｃ２であり、延伸方向Ｃ２と直交する方向、すなわち、矩形Ｒの短辺方向が、幅方向Ｃ１である。幅方向Ｃ１と延伸方向Ｃ２とは、表示体１００の表面１００Ｆに沿った平面に含まれる方向である。
【００４６】
矩形Ｒにおいて、延伸方向Ｃ２の長さｄ２は、幅方向Ｃ１の長さｄ１よりも大きい。複数の矩形Ｒは、幅方向Ｃ１および延伸方向Ｃ２のいずれにおいても重ならないように配列されている。
【００４７】
複数の矩形Ｒにおいて、幅方向Ｃ１の長さｄ１は一定であり、複数の矩形Ｒは、幅方向Ｃ１に沿って、長さｄ１の配列間隔、すなわち、長さｄ１の周期で配置されている。
一方、複数の矩形Ｒにおいて、延伸方向Ｃ２の長さｄ２は不規則であって、各矩形Ｒにおける長さｄ２は、所定の標準偏差を有する母集団から選択された値である。この母集団は、正規分布に従うことが好ましい。複数の矩形Ｒからなるパターンは、例えば、所定の標準偏差で分布する長さｄ２を有する複数の矩形Ｒを、画素１０を構成する領域内に仮に敷き詰め、各矩形Ｒの実際の配置の有無を一定の確率に従って決定することにより、矩形Ｒの配置される領域と矩形Ｒの配置されない領域とを設定することによって形成される。多層膜層１６からの反射光を効率よく散乱させるためには、長さｄ２は、平均値が４．１５μｍ以下、かつ、標準偏差が１μｍ以下の分布を有することが好ましい。
【００４８】
矩形Ｒの配置されている領域が、凸部１５ａの配置される領域であり、互いに隣接する矩形Ｒが接する場合には、各矩形Ｒの配置されている領域が結合された１つの領域に１つの凸部１５ａが配置される。こうした構成においては、凸部１５ａの幅方向Ｃ１の長さは、矩形Ｒの長さｄ１の整数倍である。
【００４９】
凹凸によって虹色の分光が生じることを抑えるために、矩形Ｒにおける幅方向Ｃ１の長さｄ１は可視領域の光の波長以下とされる。換言すれば、長さｄ１は、サブ波長以下、つまり、入射光の波長域以下の長さを有する。すなわち、長さｄ１は８３０ｎｍ以下であることが好ましく、７００ｎｍ以下であることがより好ましい。さらに、長さｄ１は、多層膜層１６から反射される上記特定の波長域の光が有するピーク波長よりも小さいことが好ましい。例えば、画素１０にて青色を発色させる場合は、長さｄ１は３００ｎｍ程度であることが好ましく、画素１０にて緑色を発色させる場合は、長さｄ１は４００ｎｍ程度であることが好ましく、画素１０にて赤色を発色させる場合は、長さｄ１は４６０ｎｍ程度であることが好ましい。
【００５０】
多層膜層１６からの反射光の広がりを大きくするため、すなわち、反射光の散乱効果を高めるためには、凹凸構造の起伏が多いことが好ましく、基材１５の表面と対向する方向から見て、画素１０を構成する領域内において凸部１５ａが占める面積の比率は４０％以上６０％以下であることが好ましい。例えば、基材１５の表面と対向する方向から見て、画素１０を構成する領域内における凸部１５ａの面積と凹部１５ｂとの面積の比率は、１：１であることが好ましい。
【００５１】
図３（ｂ）が示すように、凸部１５ａの高さｈ１は一定であり、画素１０にて発色させる所望の色、すなわち、凹凸構造体１１から反射させることの望まれる波長域に応じて設定されればよい。凸部１５ａ上や凹部１５ｂ上における多層膜層１６の表面粗さよりも、凸部１５ａの高さｈ１が大きければ、反射光の散乱効果は得られる。
【００５２】
ただし、多層膜層１６の表面の凹凸での反射に起因した光の干渉を抑えるために、高さｈ１は可視領域の光の波長の１／２以下であることが好ましく、すなわち、４１５ｎｍ以下であることが好ましい。さらに、上記光の干渉を抑えるために、高さｈ１は、多層膜層１６から反射される上記特定の波長域の光が有するピーク波長の１／２以下であることがより好ましい。
【００５３】
また、高さｈ１が過剰に大きいと、反射光の散乱効果が高くなりすぎて、反射光の強度が低くなりやすいため、反射光が可視領域の光である場合、高さｈ１は１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。例えば、青色を呈する画素１０では、効果的な光の広がりを得るためには、高さｈ１は４０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の程度であることが好ましく、散乱効果が高くなりすぎることを抑えるためには、高さｈ１は１００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５４】
なお、矩形Ｒは、幅方向Ｃ１に沿って並ぶ２つの矩形Ｒの一部が重なるように配列されることにより、凸部１５ａのパターンを構成していてもよい。すなわち、複数の矩形Ｒは、幅方向Ｃ１に、長さｄ１よりも小さい配列間隔で配置されていてもよいし、矩形Ｒの配列間隔は一定でなくてもよい。矩形Ｒが重なり合う部分では、各矩形Ｒの配置されている領域が結合された１つの領域に１つの凸部１５ａが位置する。この場合、凸部１５ａの幅方向Ｃ１の長さは、矩形Ｒの長さｄ１の整数倍とは異なる長さとなる。また、矩形Ｒの長さｄ１は一定でなくてもよく、各矩形Ｒにおいて長さｄ２が長さｄ１よりも大きく、複数の矩形Ｒにおける長さｄ２の標準偏差が長さｄ１の標準偏差よりも大きければよい。こうした構成によっても、反射光の散乱効果は得られる。
【００５５】
また、画素１０の製造の際には、例えば、複数の矩形Ｒからなるパターンに従った凸部を一括して大面積の領域に形成後、このパターンを分割するように凸部を切断等により分割することで、各画素１０の凹凸構造を形成してもよく、こうした製造方法は、製造工程が容易となるため好ましい。ここで、凸部の分割によって、複数の画素１０の一部には、画素１０の端部に、延伸方向Ｃ２の長さｄ２が、幅方向Ｃ１の長さｄ１よりも小さい矩形Ｒを構成する凸部が形成される場合がある。しかし、凸部１５ａのパターンにこうした矩形Ｒが含まれたとしても、その割合が十分に小さい場合は上記矩形Ｒによる光学的影響は無視できるほど小さい。
【００５６】
＜第２の構造＞
図４は、第２の構造を有する画素１０である凹凸構造体１２を示す。
第２の構造を有する凹凸構造体１２は、第１の構造を有する凹凸構造体１１と比較して、基材１５における凹凸構造の構成、すなわち、多層膜層１６の表面における凹凸構造の構成が異なり、こうした凹凸構造の構成以外については、上述の第１の構造を有する凹凸構造体１１と同様の構成を有する。以下では、凹凸構造体１２について、上述の凹凸構造体１１との相違点を中心に説明し、凹凸構造体１１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。
【００５７】
凹凸構造体１２における基材１５の凹凸構造を構成する凸部１５ｃは、第１の構造における凸部１５ａと同様の構成を有する第１凸部要素と、帯状に延びる第２凸部要素とが、基材１５の厚さ方向に重畳された構造を有する。
【００５８】
第１の構造の凹凸構造体１１によれば、反射光の散乱効果によって視認される色の観察角度による変化は緩やかになるものの、散乱に起因した反射光の強度の低下によって、視認される色の鮮やかさは低下する。表示体１００の用途等によっては、画素１０として、より鮮やかな色を広い観察角度で観察可能な構造体が求められる場合もある。第２の構造において、第２凸部要素は、入射光が特定の方向へ強く回折されるように配列されており、第１凸部要素による光の散乱効果と第２凸部要素による光の回折効果とによって、より鮮やかな色を広い観察角度で観察可能な構造体が実現される。
【００５９】
図５を参照して、第２凸部要素の構成について説明する。図５（ａ）は、第２凸部要素のみからなる凹凸構造の平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の５−５線に沿った断面構造を示す断面図である。図５（ａ）においては、第２凸部要素にドットを付して示している。
【００６０】
図５（ａ）が示すように、平面視において、第２凸部要素１５Ｅｂは、延伸方向Ｃ２に沿って一定の幅で延びる帯状を有し、複数の第２凸部要素１５Ｅｂは、幅方向Ｃ１に沿って、間隔をあけて並んでいる。換言すれば、平面視において第２凸部要素１５Ｅｂが構成するパターンは、延伸方向Ｃ２に沿って延び、幅方向Ｃ１に沿って並ぶ複数の帯状領域からなるパターンである。第２凸部要素１５Ｅｂにおける幅方向Ｃ１の長さｄ３は、第１凸部要素のパターンを決定する上記矩形Ｒの長さｄ１と一致していてもよいし、異なっていてもよい。
【００６１】
幅方向Ｃ１における第２凸部要素１５Ｅｂの配列間隔ｄｅ、すなわち、幅方向Ｃ１における帯状領域の配列間隔は、上記長さｄ３以上であり、第２凸部要素１５Ｅｂが構成する凹凸構造の表面での反射光の少なくとも一部が、一次回折光として観測されるように設定される。一次回折光は、換言すれば、回折次数ｍが１または−１である回折光である。すなわち、入射光の入射角度をθ、反射光の反射角度をφ、回折する光の波長をλとした場合、配列間隔ｄｅは、ｄｅ≧λ／（ｓｉｎθ＋ｓｉｎφ）を満たす。例えば、λ＝３６０ｎｍである可視光線を対象とするとき、第２凸部要素１５Ｅｂの配列間隔ｄｅは１８０ｎｍ以上であればよく、すなわち、配列間隔ｄｅは、入射光に含まれる波長域における最小波長の１／２以上であればよい。なお、配列間隔ｄｅは、互いに隣り合う２つの第２凸部要素１５Ｅｂの端部間の幅方向Ｃ１に沿った距離であって、幅方向Ｃ１において第２凸部要素１５Ｅｂに対して同一の側に位置する端部間の距離である。
【００６２】
第２凸部要素１５Ｅｂが構成するパターンの周期性は、基材１５が有する凹凸構造の周期性、すなわち、多層膜層１６の表面における凹凸構造の周期性に反映される。複数の第２凸部要素１５Ｅｂの配列間隔ｄｅが一定の場合、多層膜層１６の表面での回折現象によって、多層膜層１６からは、特定の波長の反射光が特定の角度に出射される。この回折による光の反射強度は、上述の第１の構造にて説明した第１凸部要素による光の散乱効果によって生じる反射光の反射強度と比較して非常に強いため、金属光沢のような輝きを有する光が視認されるが、一方で、回折による分光が生じ、観察角度の変化に応じて視認される色が変化する。
【００６３】
したがって、例えば、青色を呈する画素１０が得られるように第１凸部要素の構造を設計したとしても、第２凸部要素１５Ｅｂの配列間隔ｄｅを４００ｎｍ〜５μｍの程度の一定値とすると、観察角度によっては、回折に起因した強い緑色から赤色の表面反射による光が観察される。これに対し、例えば、第２凸部要素１５Ｅｂの配列間隔ｄｅを５０μｍ程度に大きくすると、可視領域の光が回折される角度の範囲が狭くなるため、回折に起因した色の変化が視認されにくくなるが、金属光沢のような輝きを有する光は特定の観察角度でのみしか観察されない。
【００６４】
そこで、配列間隔ｄｅを一定の値とせず、第２凸部要素１５Ｅｂのパターンを、周期が異なる複数の周期構造が重ね合わされたパターンとすれば、回折による反射光に複数の波長の光が混じり合うため、分光された単色性の高い光は視認されにくくなる。したがって、光沢感のある鮮やかな色が広い観察角度で観察される。この場合、配列間隔ｄｅは、例えば、３６０ｎｍ以上５μｍ以下の範囲から選択され、複数の第２凸部要素１５Ｅｂの配列間隔ｄｅの平均値が、入射光に含まれる波長域における最小波長の１／２以上であればよい。
【００６５】
ただし、配列間隔ｄｅの標準偏差が大きくなるにつれ、第２凸部要素１５Ｅｂの配列が不規則となって散乱効果が支配的になり、回折による強い反射が得られにくくなる。そのため、第２凸部要素１５Ｅｂの配列間隔ｄｅは、第１凸部要素による光の散乱効果によって光が広がる角度に応じて、この光が広がる範囲と同程度の範囲に回折による反射光が出射されるように決定することが好ましい。例えば、青色の反射光が、入射角度に対して±４０°の範囲に広がって出射される場合、第２凸部要素１５Ｅｂのパターンにおいて、配列間隔ｄｅを、その平均値が１μｍ以上５μｍ以下の程度であり、標準偏差が１μｍ程度であるように設定する。これにより、第１凸部要素の光の散乱効果によって光が広がる角度と同程度の角度に回折による反射光が生じる。
【００６６】
すなわち、複数の第２凸部要素１５Ｅｂからなる構造は、特定の波長域の光を回折させて取り出すための構造とは異なり、配列間隔ｄｅの分散により、回折を利用して所定の角度範囲に様々な波長域の光を射出させるための構造である。
【００６７】
さらに、より長周期の回折現象を生じさせるために、一辺が１０μｍ以上１００μｍ以下の正方形領域を１つの画素１０を構成する領域とし、この画素領域ごとの第２凸部要素１５Ｅｂのパターンにおいて、配列間隔ｄｅを、平均値が１μｍ以上５μｍ以下の程度、かつ、標準偏差が１μｍ程度としてもよい。なお、複数の画素領域のなかには、配列間隔ｄｅが１μｍ以上５μｍ以下の範囲に含まれる一定の値である領域が含まれてもよい。配列間隔ｄｅが一定である画素領域が存在したとしても、この画素領域と隣接する画素領域のいずれかにおいて、配列間隔ｄｅが標準偏差１μｍ程度のばらつきを有していれば、人の目の解像度においてはすべての画素領域で配列間隔ｄｅがばらつきを有している構成と同等の効果が期待できる。
【００６８】
なお、図５に示した第２凸部要素１５Ｅｂは、幅方向Ｃ１のみに、配列間隔ｄｅに起因した周期性を有している。第１凸部要素による光の散乱効果は、主として、基材１５の表面と対向する方向から見た場合での幅方向Ｃ１に沿った方向への反射光に作用するが、延伸方向Ｃ２に沿った方向への反射光にも一部影響し得る。したがって、第２凸部要素１５Ｅｂは、延伸方向Ｃ２にも周期性を有してもよい。すなわち、第２凸部要素１５Ｅｂのパターンは、延伸方向Ｃ２に延びる複数の帯状領域が、幅方向Ｃ１と延伸方向Ｃ２との各々に沿って並ぶパターンであってもよい。
【００６９】
こうした第２凸部要素１５Ｅｂのパターンにおいて、例えば、帯状領域の幅方向Ｃ１に沿った配列間隔と延伸方向Ｃ２に沿った配列間隔との各々は、各々の平均値が１μｍ以上１００μｍ以下であるようにばらつきを有していればよい。また、第１凸部要素による光の散乱効果の幅方向Ｃ１への影響と延伸方向Ｃ２への影響との違いに応じて、幅方向Ｃ１に沿った配列間隔の平均値と、延伸方向Ｃ２に沿った配列間隔の平均値とは互いに異なっていてもよく、幅方向Ｃ１に沿った配列間隔の標準偏差と、延伸方向Ｃ２に沿った配列間隔の標準偏差とは互いに異なっていてもよい。
【００７０】
図５（ｂ）が示すように、第２凸部要素１５Ｅｂの高さｈ２は、凸部１５ｃ上や凹部１５ｂ上における多層膜層１６の表面粗さよりも大きければよい。ただし、高さｈ２が大きくなるほど、凹凸構造が反射光に与える効果において第２凸部要素１５Ｅｂによる回折効果が支配的となって、第１凸部要素による光の散乱効果が得られにくくなるため、高さｈ２は第１凸部要素の高さｈ１と同程度であることが好ましく、高さｈ２は高さｈ１と一致していてもよい。例えば、第１凸部要素の高さｈ１と第２凸部要素１５Ｅｂの高さｈ２とは、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲に含まれていることが好ましく、青色を呈する画素１０では、第１凸部要素の高さｈ１と第２凸部要素１５Ｅｂの高さｈ２とは、１０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の範囲に含まれていることが好ましい。
【００７１】
図６を参照して、第２の構造の凹凸構造体１２が有する凹凸構造の詳細について説明する。図６（ａ）は、基材１５をその表面と対向する方向から見た平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の６−６線に沿った基材１５の断面構造を示す断面図である。図６（ａ）においては、第１凸部要素が構成するパターンと、第２凸部要素が構成するパターンとに異なる密度のドットを付して示している。
【００７２】
図６（ａ）が示すように、基材１５の表面と対向する方向から見て、凸部１５ｃが構成するパターンは、第１凸部要素１５Ｅａが構成するパターンである第１パターンと、第２凸部要素１５Ｅｂが構成するパターンである第２パターンとが重ね合わされたパターンである。すなわち、凸部１５ｃが位置する領域には、第１凸部要素１５Ｅａのみから構成される領域Ｓ１と、第１凸部要素１５Ｅａと第２凸部要素１５Ｅｂとが重なっている領域Ｓ２と、第２凸部要素１５Ｅｂのみから構成される領域Ｓ３とが含まれる。なお、図６においては、第１凸部要素１５Ｅａと第２凸部要素１５Ｅｂとが、幅方向Ｃ１においてその端部が揃うように重ねられているが、こうした構成に限らず、第１凸部要素１５Ｅａの端部と第２凸部要素１５Ｅｂの端部とはずれていてもよい。
【００７３】
図６（ｂ）が示すように、領域Ｓ１では、凸部１５ｃの高さは、第１凸部要素１５Ｅａの高さｈ１である。また、領域Ｓ２では、凸部１５ｃの高さは、第１凸部要素１５Ｅａの高さｈ１と第２凸部要素１５Ｅｂの高さｈ２との和である。また、領域Ｓ３では、凸部１５ｃの高さは、第２凸部要素１５Ｅｂの高さｈ２である。このように、凸部１５ｃは、基材１５と多層膜層１６との積層方向への投影像が第１パターンを構成し、所定の高さｈ１を有する第１凸部要素１５Ｅａと、上記積層方向への投影像が第２パターンを構成し、所定の高さｈ２を有する第２凸部要素１５Ｅｂとが、高さ方向に重ねられた多段形状を有する。
【００７４】
以上のように、第２の構造を有する画素１０によれば、凸部１５ｃにおける第１凸部要素１５Ｅａが構成する部分に起因した光の拡散現象と、第２凸部要素１５Ｅｂが構成する部分に起因した光の回折現象との相乗によって、特定の波長域の反射光が広い観察角度で観察可能であるとともに、この反射光の強度が高められることにより光沢感のある鮮やかな色が視認される。換言すれば、第２の構造においては、１つの構造体である凸部１５ｃが、光の拡散機能と光の回折機能との２つの機能を担っている。
【００７５】
なお、基材１５の表面と対向する方向から見て、第１凸部要素１５Ｅａが構成するパターンと、第２凸部要素１５Ｅｂが構成するパターンとは、第１凸部要素１５Ｅａと第２凸部要素１５Ｅｂとが重ならないように配置されてもよい。こうした構造によっても、第１凸部要素１５Ｅａによる光の拡散効果と第２凸部要素１５Ｅｂによる光の回折効果とは得られる。ただし、第１凸部要素１５Ｅａと第２凸部要素１５Ｅｂとを互いに重ならないように配置しようとすれば、第１の構造と比較して、単位面積あたりにおける第１凸部要素１５Ｅａの配置可能な面積が小さくなり、光の拡散効果が低下する。したがって、凸部要素１５Ｅａ，１５Ｅｂによる光の拡散効果と回折効果とを高めるためには、図６に示したように、第１凸部要素１５Ｅａと第２凸部要素１５Ｅｂとを重ねて凸部１５ｃを多段形状とすることが好ましい。
【００７６】
［凹凸構造体の変形例］
画素１０を構成する凹凸構造体は、図７が示す構成を有していてもよい。図７が示す凹凸構造体１３は、基材１５と、基材１５の表面を覆う樹脂層１７と、樹脂層１７に積層された多層膜層１６とを備える。基材１５の表面は平坦であり、樹脂層１７がその表面に凹凸を有する。図７に示す形態においては、基材１５と樹脂層１７との積層体が凹凸層である。樹脂層１７の表面における凹凸構造としては、上述の第１の構造の凹凸構造と第２の構造の凹凸構造とのいずれもが適用可能である。
【００７７】
なお、第１の構造および第２の構造のいずれにおいても、凸部のパターンは、例えば、第１画素１０Ａごと、および、第２画素１０Ｂごとに設定されればよい。例えば、第１の構造であれば、凸部１５ａのパターンを構成する複数の矩形Ｒにおける長さｄ１や長さｄ２の平均値や標準偏差は画素１０ごとに設定される。凸部のパターンは画素１０ごとに異なっていてもよいし、一致していてもよい。表示体１００の表面１００Ｆと対向する方向から見た画素１０の大きさ、すなわち、画素１０を構成する領域の大きさは、表示領域１１０が構成する像についての所望の解像度に応じて設定されればよい。ただし、上述の矩形Ｒから構成されるパターンにおいて、複数の矩形Ｒの延伸方向Ｃ２の長さｄ２を適切な範囲で分散させるためには、画素１０を構成する領域は、一辺が１０μｍ以上の正方形形状を有することが好ましい。
【００７８】
［表示領域の構成］
図８〜図１０を参照して、第１表示領域１１０Ａにおける第１画素１０Ａの配置と、第２表示領域１１０Ｂにおける第２画素１０Ｂの配置との詳細、および、本実施形態の表示体１００がもたらす作用について説明する。なお、図８では、画素１０に上述の第１の構造の凹凸構造体１１が適用されている形態を例として説明する。
【００７９】
図８が示すように、第１方向Ｄｘと第２方向Ｄｙとは、表示体１００の表面１００Ｆに沿った方向であり、第１方向Ｄｘと第２方向Ｄｙとは互いに直交する。第１画素１０Ａは、その凹凸構造における幅方向Ｃ１を第１方向Ｄｘとし、延伸方向Ｃ２を第２方向Ｄｙとして、配列されている。一方、第２画素１０Ｂは、その凹凸構造における幅方向Ｃ１を第２方向Ｄｙとし、延伸方向Ｃ２を第１方向Ｄｘとして、配列されている。すなわち、第１画素１０Ａにおける延伸方向Ｃ２と、第２画素１０Ｂにおける延伸方向Ｃ２とは、互いに異なる方向であり、詳細には、互いに直交している。
【００８０】
こうした画素１０の配置を有する表示体１００にて視認される像について、図９および図１０を参照して説明する。図９（ａ）は、表示体１００の表面１００Ｆと対向する方向から見た場合での、表示体１００に対する入射光と反射光との進行方向を示す図であり、図９（ｂ）は、表示体１００の厚さ方向の断面と対向する方向から見た場合での、表示体１００に対する入射光と反射光との進行方向を示す図である。なお、図９（ｂ）では、入射光および反射光の多層膜層１６内での進路や散乱による進路の変化を省略し、光の経路を簡略化して示している。また、図１０は、表示体１００に対する観察者の観察位置と、各観察位置にて観察される像とを示す図である。
【００８１】
画素１０において、凸部による光の散乱効果は、主として、表示体１００の表面１００Ｆと対向する方向から見た場合において、換言すれば、表面１００Ｆに沿った平面へ光の進路を投影した場合において、幅方向Ｃ１に沿った方向へ進む反射光に作用する。
【００８２】
詳細には、図９（ａ）を参照して、幅方向Ｃ１が第１方向Ｄｘである画素１０を例に説明すると、表面１００Ｆと対向する方向から見て、幅方向Ｃ１に沿って画素１０に入射する入射光Ｉｏを受けて、画素１０の多層膜層１６からは、幅方向Ｃ１に沿って出射する反射光Ｉｒが生じる。多層膜層１６が平坦面に積層されている場合、多層膜層１６の各界面で反射した光が干渉することによって強められた特定の波長域の反射光は、図９（ｂ）が示すように、入射光Ｉｏの入射方向と多層膜層１６の積層方向とのなす角度である入射角度θと、反射光Ｉｒの出射方向と上記積層方向とのなす角度である反射角度φとの絶対値が等しくなる方向である正反射の方向のみに出射される。
【００８３】
これに対し、本実施形態の画素１０では、画素１０が不規則な凹凸構造を有していることに起因して反射光が散乱され、画素１０からは、入射角度θと絶対値の等しい角度だけではなく、入射角度θよりも広い角度範囲からなる反射角度φの各方向に、干渉によって強められた特定の波長域の反射光Ｉｒが進む。ここで、画素１０が有する凹凸構造は、幅方向Ｃ１と延伸方向Ｃ２とにおける凹凸の幅のばらつきが異なり、全体として延伸方向Ｃ２に延びる構造であることから、反射光Ｉｒは、表面１００Ｆと対向する方向から見て、幅方向Ｃ１に沿った方向に散乱され、換言すれば、幅方向Ｃ１に沿った方向のなかで反射角度φが広がるように散乱される。このように、画素１０からは、特定の波長域の反射光が、幅方向Ｃ１に異方性を有して出射される。
【００８４】
したがって、図１０（ａ）が示すように、第１方向Ｄｘに沿った反射光が観察される位置ＰＡから表示体１００の表面１００Ｆを観察した場合、第１方向Ｄｘを幅方向Ｃ１とする第１画素１０Ａからの反射光が視認される一方、第２画素１０Ｂからの光は極めて弱い。したがって、図１０（ｂ）が示すように、第１表示領域１１０Ａには、反射光の波長域に応じた特定の色相の色が明るく視認される一方で、第２表示領域１１０Ｂは暗く見える。
【００８５】
反対に、図１０（ａ）が示すように、第２方向Ｄｙに沿った反射光が観察される位置ＰＢから表示体１００の表面１００Ｆを観察した場合、第２方向Ｄｙを幅方向Ｃ１とする第２画素１０Ｂからの反射光が視認される一方、第１画素１０Ａからの光は極めて弱い。したがって、図１０（ｃ）が示すように、第２表示領域１１０Ｂには、反射光の波長域に応じた特定の色相の色が明るく視認される一方で、第１表示領域１１０Ａは暗く見える。
【００８６】
以上のように、本実施形態の表示体１００によれば、画素１０の有する凹凸の配列に起因して、画素１０から特定の波長域の反射光が異方性を有して出射される。すなわち、表面１００Ｆに沿った平面内での、表示体１００に対する観察者の位置、換言すれば、表面１００Ｆに沿った平面に投影した場合での観察者の位置である観察位置のうち、特定の位置である明像位置にて、画素１０から特定の波長域の反射光が観察される。それゆえ、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとで画素１０の凹凸の配列の方向性を異ならせることによって、各表示領域１１０についての明像位置を異ならせることが可能であり、観察位置の違いに応じて、異なる像を観察者に視認させることができる。
【００８７】
したがって、表示体１００の意匠性の向上が可能であり、表示体１００が偽造の困難性を高める目的で用いられる場合には、偽造の防止効果も高められる。
特に、画素１０からの光として観察される光の強度は、特定の明像位置において強い一方で、明像位置以外の位置においては極めて弱い。本実施形態の画素１０と比較して、例えば、表示体１００において、平坦面に多層膜層１６が積層されている場合、干渉によって強められた特定の波長域の反射光は、正反射の方向のみに出射されるが、いずれの方向からの入射光に対しても、各入射光に対する正反射の方向に反射光は出射され得る。結果として、表示体１００の表面１００Ｆと観察者の視線の方向とがなす角度である観察角度の変化によって視認される色相は変化する一方で、上記観察位置のなかで、こうした反射光を観察可能な位置は限定されない。これに対し、本実施形態の画素１０によれば、凹凸構造に起因した異方性を有する反射光の散乱効果により、特定の観察位置において、広い観察角度で、特定の波長域の反射光、すなわち、特定の色相の色が観察される。
【００８８】
したがって、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとのいずれか一方に、平坦面に多層膜層１６が積層された構造が適用される場合と比較して、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとのコントラストの差を際立たせることが可能であり、表示体１００によって明暗の違いの明瞭な像の形成が可能である。
【００８９】
［表示体の構成例］  
上述の作用を生じる表示体１００の構成として好適な構成例について説明する。
＜境界領域を含む構成＞
図１１が示すように、多層膜層１６は、詳細には、凹凸層における凸部の側面にも成膜される。そのため、幅方向Ｃ１において、多層膜層１６の表面における凹凸構造の凸部の長さｄ４は、凹凸層における凸部の長さｄ５よりもやや広がる。第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとが相互に隣接する部分、すなわち、延伸方向Ｃ２が互いに異なる第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとが隣り合う部分において、第１画素１０Ａの多層膜層１６における凸部と、第２画素１０Ｂの多層膜層１６における凸部とが連なると、多層膜層１６における凹凸構造に、本来求められる形状からの崩れが生じる。その結果、各画素１０の端部において、所望の発色や所望の方向への異方性を有する反射光の拡散効果が得られ難くなり、表示体１００における精密な像の形成が阻害され得る。
【００９０】
そのため、表示体１００は、第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとの間、すなわち、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとの間の領域である境界領域を含み、境界領域においては、平坦面に多層膜層１６が積層されていることが好ましい。具体的には、凹凸層は、第１表示領域１１０Ａと境界領域と第２表示領域１１０Ｂとに連続し、また、多層膜層１６も、第１表示領域１１０Ａと境界領域と第２表示領域１１０Ｂとに連続する。そして、境界領域では、凹凸層に凹凸が形成されておらず、凹凸層の表面が平坦であればよい。こうした構成によれば、多層膜層１６の広がりに起因した凹凸構造の崩れが表示領域１１０の端部に位置する画素１０の端部にて抑えられ、各画素１０の全体から所望の方向に向けて所望の発色が得られやすくなる。境界領域は、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとの間で、例えば、帯状に延びる形状を有していればよい。
【００９１】
多層膜層１６における凸部の広がりの程度、すなわち、長さｄ４と長さｄ５との差は、多層膜層１６の形成方法によって異なるが、例えば、真空蒸着によって多層膜層１６を形成する場合には、多層膜層１６の全体の膜厚の１／２程度の厚さの層が凹凸層における凸部の側面に成膜される。したがって、境界領域の幅、換言すれば、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとが並ぶ方向において境界領域が有する幅の最小値は、多層膜層１６の膜厚の１／２以上であることが好ましい。
【００９２】
一方、境界領域が視認可能な大きさであると、境界領域の多層膜層１６からの反射光が視認されることにより、境界領域に、観察角度によって色相の変化する色が視認される。こうした現象を抑えるためには、上記境界領域の幅の最大値は、５０μｍ以下であることが好ましい。
【００９３】
なお、同一の表示領域１１０内において、第１画素１０Ａ間や第２画素１０Ｂ間においても、凹凸層に凹凸が形成されていない領域が設けられていてもよく、こうした構成によれば、多層膜層１６の広がりに起因した凹凸構造の崩れが画素１０の端部にて抑えられ、各画素１０の全体から所望の発色が得られやすくなる。
【００９４】
一方、上記境界領域を視認可能な構成とすることで、表示体によって、より多彩な像を形成することも可能である。こうした構成について以下に説明する。
図１２（ａ）が示す表示体１０１は、表面１００Ｆと対向する方向から見て、上述の表示体１００と同様の構成を有する第１表示領域１１０Ａおよび第２表示領域１１０Ｂに加えて、上述の境界領域１１１を含んでいる。すなわち、境界領域１１１は、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとの間に位置する。
【００９５】
第１表示領域１１０Ａを構成する第１画素１０Ａは、その凹凸構造における幅方向Ｃ１を第１方向Ｄｘとし、延伸方向Ｃ２を第２方向Ｄｙとして、配列されている。第２表示領域１１０Ｂを構成する第２画素１０Ｂは、その凹凸構造における幅方向Ｃ１を第２方向Ｄｙとし、延伸方向Ｃ２を第１方向Ｄｘとして、配列されている。そして、境界領域１１１においては、基材１５や樹脂層１７に凹凸が形成されておらず、平坦面に多層膜層１６が積層されている。
【００９６】
上記構成においては、第１方向Ｄｘに沿った反射光が観察される位置ＰＡから表示体１０１の表面１００Ｆを観察した場合、第１方向Ｄｘを幅方向Ｃ１とする第１画素１０Ａからの反射光が視認される一方、第２画素１０Ｂからの光は極めて弱い。また、観察角度によって、境界領域１１１からは、多層膜層１６からの正反射の方向への反射光が視認される。
【００９７】
したがって、図１２（ｂ）が示すように、第１表示領域１１０Ａには、反射光の波長域に応じた特定の色相の色が明るく視認される一方で、第２表示領域１１０Ｂは暗く見え、さらに、境界領域１１１は、観察角度によって色が大きく変化するように見える。
【００９８】
また、図１２（ａ）が示すように、第２方向Ｄｙに沿った反射光が観察される位置ＰＢから表示体１０１の表面１００Ｆを観察した場合、第２方向Ｄｙを幅方向Ｃ１とする第２画素１０Ｂからの反射光が視認される一方、第１画素１０Ａからの光は極めて弱い。また、観察角度によって、境界領域１１１からは、多層膜層１６からの正反射の方向への反射光が視認される。
【００９９】
したがって、図１２（ｃ）が示すように、第２表示領域１１０Ｂには、反射光の波長域に応じた特定の色相の色が明るく視認される一方で、第１表示領域１１０Ａは暗く見え、さらに、境界領域１１１は、観察角度によって色が大きく変化するように見える。
【０１００】
また、図１２（ａ）が示すように、位置ＰＡとも位置ＰＢとも異なる位置ＰＣ、すなわち、第１方向Ｄｘおよび第２方向Ｄｙのいずれとも異なる方向に沿った反射光が観察される位置ＰＣから表示体１０１の表面１００Ｆを観察した場合、第１画素１０Ａからの光、および、第２画素１０Ｂからの光はいずれも極めて弱い。一方、観察角度によって、境界領域１１１からは、多層膜層１６からの正反射の方向への反射光が視認される。
【０１０１】
したがって、図１２（ｄ）が示すように、第１表示領域１１０Ａおよび第２表示領域１１０Ｂは暗く見える一方で、境界領域１１１は、観察角度によって色が大きく変化するように見える。
【０１０２】
このように、凹凸構造を有する面に多層膜層１６が積層されている第１表示領域１１０Ａおよび第２表示領域１１０Ｂと、平坦面に多層膜層１６が積層されている境界領域１１１との組み合わせによって、観察位置の違いに応じた変化の大きい像の形成が可能であり、より多彩な像の表現が可能である。例えば、第１表示領域１１０Ａあるいは第２表示領域１１０Ｂが表現する文字や絵柄等の像の縁取りとして、境界領域１１１が虹色に光るように視認され、表示体１０１の意匠性がより高められる。
【０１０３】
なお、こうした効果を得る観点では、境界領域１１１の形状は限定されず、境界領域１１１は視認可能な大きさを有していればよい。具体的には、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとが並ぶ方向において境界領域１１１が有する幅の最小値が、５０μｍより大きければよい。さらに、境界領域１１１の配置位置は、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとの間に限られない。例えば、境界領域１１１は、複数の第１表示領域１１０Ａの間に配置されて、各第１表示領域１１０Ａの縁取りとして機能してもよい。
【０１０４】
＜画素の色相が異なる構成＞
第１画素１０Ａの呈する色相と第２画素１０Ｂの呈する色相とは、互いに異なってもよい。こうした構成においては、第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとの各々が第１の構造の凹凸構造体１１から構成される場合、第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとで、凸部１５ａの高さｈ１が互いに異なっている。一方、第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとにおいて、多層膜層１６の構成は共通しており、すなわち、高屈折率層１６ａの材料や膜厚、低屈折率層１６ｂの材料や膜厚、および、これらの層の層数は、共通している。各画素１０Ａ，１０Ｂにおける凸部１５ａの高さｈ１は、各画素１０Ａ，１０Ｂの所望の色相に応じて設定されればよい。
【０１０５】
ここで、第１画素１０Ａの凸部１５ａの高さｈ１と、第２画素１０Ｂの凸部１５ａの高さｈ１との差が大きいほど、第１画素１０Ａの呈する色相と第２画素１０Ｂの呈する色相との差が大きくなり、その色相の差が人の目によって認識されやすくなる。例えば、第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとの凸部１５ａの高さｈ１の差は５ｎｍ以上であることが好ましく、多層膜層１６が平坦面に積層されている場合における多層膜層１６からの反射光のピーク波長の１％以上であることが好ましい。
【０１０６】
具体的には、多層膜層１６が平坦面に積層されている場合における多層膜層１６からの反射光のピーク波長が５００ｎｍであり、画素１０によって緑色を発色させたい場合は、凸部１５ａの高さｈ１を１００ｎｍ程度とすることが好ましく、画素１０によって赤色を発色させたい場合は、凸部１５ａの高さｈ１を２００ｎｍ程度とすることが好ましい。
【０１０７】
また、画素１０に適用される凹凸構造体が、第２の構造を有する凹凸構造体１２である場合、凸部１５ｃが構成するパターンにおいて第１凸部要素１５Ｅａが占める割合よりも第２凸部要素１５Ｅｂが占める割合が小さい構成においては、第２凸部要素１５Ｅｂの高さｈ２が画素１０の呈する色相に与える影響は微小である。したがって、第２の構造を有する画素１０においても、第１の構造の凸部１５ａに相当する第１凸部要素１５Ｅａの高さｈ１の調整によって、画素１０の呈する色相の調整が可能である。
【０１０８】
こうした構成によれば、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとのコントラストの差が顕著であって、かつ、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとに互いに異なる色相の色が視認されるため、表示体１００によって、より多彩で明瞭な像の形成が可能である。
【０１０９】
［表示体の製造方法］
上述の表示体１００，１０１が含む画素１０を構成する各層の材料、および、表示体１００，１０１の製造方法を説明する。
【０１１０】
基材１５は、可視領域の光に対して光透過性を有する材料、すなわち、可視領域の光に対して透明な材料から構成される。例えば、基材１５としては、合成石英基板や、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）等の樹脂からなるフィルムが用いられる。基材１５が凹凸構造を有している場合、基材１５の表面の凹凸構造は、例えば、光または荷電粒子線を照射するリソグラフィやドライエッチング等の公知の微細加工技術を利用して形成される。
【０１１１】
また、画素１０が樹脂層１７を有し、樹脂層１７が凹凸構造を有する場合、樹脂層１７の凹凸構造の形成方法としては、例えば、ナノインプリント法が用いられる。例えば、光ナノインプリント法によって樹脂層１７の凹凸構造を形成する場合、まず、形成対象の凹凸の反転された凹凸を有する凹版であるモールドの凹凸が形成された面に、樹脂層１７を構成する樹脂として、光硬化性樹脂が塗布される。光硬化性樹脂の塗布方法は特に限定されず、インクジェット法、スプレー法、バーコート法、ロールコート法、スリットコート法、グラビアコート法等の公知の塗布法が用いられればよい。
【０１１２】
次いで、光硬化性樹脂からなる塗布層の表面に、基材１５が重ねられ、塗布層とモールドとが互いに押し付けられた状態で、基材１５側もしくはモールド側から光が照射される。続いて、硬化した光硬化性樹脂および基材１５からモールドが離型される。これによって、モールドの有する凹凸が光硬化性樹脂に転写されて、表面に凹凸を有する樹脂層１７が形成される。モールドは、例えば、合成石英やシリコンから構成され、光または荷電粒子線を照射するリソグラフィやドライエッチング等の公知の微細加工技術を利用して形成される。なお、光硬化性樹脂は、基材１５の表面に塗布され、基材１５上の塗布層にモールドが押し当てられた状態で、光の照射が行われてもよい。
【０１１３】
また、光ナノインプリント法に代えて、熱ナノインプリント法が用いられてもよく、この場合、樹脂層１７の樹脂としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等の、製造方法に応じた樹脂が用いられる。
【０１１４】
基材１５は、第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとに連続しており、すなわち、これらの画素１０Ａ，１０Ｂは、共通した１つの基材１５を有している。また、画素１０が樹脂層１７を有する場合、樹脂層１７は、第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとに連続している。
【０１１５】
基材１５が凹凸構造を有する場合、基材１５の表面の凹凸構造は、例えば、第１画素１０Ａに含まれる部分と、第２画素１０Ｂに含まれる部分との各々に対して、リソグラフィやドライエッチングを行うことによって形成される。第１画素１０Ａに対応する部分と、第２画素１０Ｂに対応する部分とで、レジストマスクのパターンの方向性を変えることにより、延伸方向Ｃ２が互いに異なる第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとが形成可能である。また、第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとで、凸部の高さを変えるためには、エッチング時間を変更すればよい。
【０１１６】
また、画素１０が樹脂層１７を有し、樹脂層１７が凹凸構造を有する場合、ナノインプリント法を利用して、第１画素１０Ａに対応する部分と第２画素１０Ｂに対応する部分とで凹凸のパターンの方向性を変えたモールドが用いられる。そして、樹脂層１７において、第１画素１０Ａに含まれる部分と第２画素１０Ｂに含まれる部分との凹凸構造が同時に形成される。第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとで、凸部の高さが異なる場合にも、各画素１０Ａ，１０Ｂに対応する部分で凹凸の高さを変えたモールドが用いられることによって、各画素１０Ａ，１０Ｂの樹脂層１７の凹凸構造が同時に形成される。
【０１１７】
第１画素１０Ａに対応する部分と第２画素１０Ｂに対応する部分とで凹凸の高さが異なるモールドは、画素１０Ａ，１０Ｂに対応する部分ごとに、リソグラフィやドライエッチングを行うことにより形成されてもよい。また例えば、以下の方法によれば、より簡便にモールドの形成が可能である。すなわち、荷電粒子線リソグラフィに用いられるレジストに対して照射する荷電粒子線の線量を画素１０Ａ，１０Ｂに対応する部分ごとに変え、各画素１０Ａ，１０Ｂに対応する部分について所望の高さの凹凸が形成されるように現像時間を調整してレジストパターンを形成する。レジストパターンの表面に例えばニッケル等の金属層を電鋳によって形成した後、レジストを溶解することによって、ニッケル製のモールドが得られる。
【０１１８】
多層膜層１６を構成する高屈折率層１６ａと低屈折率層１６ｂとは、可視領域の光に対して光透過性を有する材料、すなわち、可視領域の光に対して透明な材料から構成される。高屈折率層１６ａの屈折率が、低屈折率層１６ｂの屈折率よりも高い構成であれば、これらの層の材料は限定されないが、高屈折率層１６ａと低屈折率層１６ｂとの屈折率の差が大きいほど、少ない積層数で高い強度の反射光が得られる。こうした観点から、例えば、高屈折率層１６ａと低屈折率層１６ｂとを無機材料から構成する場合、高屈折率層１６ａを二酸化チタン（ＴｉＯ２）から構成し、低屈折率層１６ｂを二酸化珪素（ＳｉＯ２）から構成することが好ましい。こうした無機材料からなる高屈折率層１６ａおよび低屈折率層１６ｂの各々は、スパッタリング、真空蒸着、あるいは、原子層堆積法等の公知の薄膜形成技術を用いて形成される。また、高屈折率層１６ａおよび低屈折率層１６ｂの各々は有機材料から構成されてもよく、この場合、高屈折率層１６ａおよび低屈折率層１６ｂの形成には、自己組織化等の公知の技術が用いられればよい。
【０１１９】
高屈折率層１６ａおよび低屈折率層１６ｂの各々の膜厚は、画素１０にて発色させる所望の色に応じて、転送行列法等を用いて設計されればよい。例えば、青色を呈する画素１０を形成する場合は、ＴｉＯ２からなる高屈折率層１６ａの膜厚は４０ｎｍ程度であることが好ましく、ＳｉＯ２からなる低屈折率層１６ｂの膜厚は７５ｎｍ程度であることが好ましい。
【０１２０】
なお、図２および図４では、多層膜層１６として、基材１５に近い位置から高屈折率層１６ａと低屈折率層１６ｂとがこの順に交互に積層された１０層からなる多層膜層１６を例示したが、多層膜層１６が有する層数や積層の順序はこれに限られず、所望の波長域の反射光が得られるように高屈折率層１６ａと低屈折率層１６ｂとが設計されていればよい。例えば、基材１５の表面に低屈折率層１６ｂが接し、その上に高屈折率層１６ａと低屈折率層１６ｂとが交互に積層されている構成でもよい。また、多層膜層１６における基材１５とは反対側の表面である最表面を構成する層も、高屈折率層１６ａと低屈折率層１６ｂとのいずれであってもよい。さらに、低屈折率層１６ｂと高屈折率層１６ａとが交互に積層されていれば、基材１５の表面に接する層と、上記最表面を構成する層とを構成する材料が同じであってもよい。さらに多層膜層１６は、３つ以上の屈折率の異なる層の組み合わせによって構成されてもよい。
【０１２１】
要は、多層膜層１６は、相互に隣接する層の屈折率が互いに異なり、多層膜層１６に入射する入射光のうち特定の波長域での光の反射率が他の波長域での反射率よりも高いように構成されていればよい。
【０１２２】
多層膜層１６は、第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとに連続しており、多層膜層１６は、第１画素１０Ａに対応する部分と第２画素１０Ｂに対応する部分とに対し、同一の工程によって、同時に形成される。
【０１２３】
こうした製造方法によれば、第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとが同一の色相を呈する場合はもちろん、第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとが互いに異なる色相の色を呈する場合であっても、各画素１０Ａ，１０Ｂに対応する領域に対して多層膜層１６を同時に形成すればよいため、表示体１００，１０１を簡便な製造工程によって形成することができる。
【０１２４】
本実施形態の構成と比較して、第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとの呈する色相を異ならせることは、第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとで、多層膜層１６を構成する層の材料や膜厚等の構成を異ならせることによっても可能ではある。しかしながら、表示領域１１０ごとに多層膜層１６の構成が異なると、表示領域１１０ごとに、領域のマスキングや高屈折率層１６ａと低屈折率層１６ｂとの成膜を繰り返すことが必要であり、製造工程が複雑になる。結果として、製造コストの増加や歩留まりの低下が引き起こされる。また、微小な領域にマスキングを行うことは困難であるため、精細な像の形成には限界がある。
【０１２５】
これに対し、本実施形態の表示体１００，１０１の構成であれば、第１表示領域１１０Ａに対応する部分と第２表示領域１１０Ｂに対応する部分とに対し、多層膜層１６を同時に形成することが可能であるため、表示体１００，１０１の製造に要する負荷が軽減される。また、微小な領域へのマスキングと比較して、微小な領域ごとに凸部の高さを異ならせることは容易であるため、表示領域１１０Ａ，１１０Ｂを小さくしてより精細な像を形成することもできる。
【０１２６】
なお、第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとで、多層膜層１６の構成を同一として、凸部の高さを変えることによって色相を異ならせるためには、多層膜層１６を以下のように構成することが好ましい。すなわち、平坦面に多層膜層１６を積層した場合における多層膜層１６からの反射光のピーク波長が、第１画素１０Ａにて発色させる色相の光の波長と、第２画素１０Ｂにて発色させる色相の光の波長との間に位置するように、多層膜層１６を構成することが好ましい。
【０１２７】
凸部の高さを変えることにより、多層膜層１６を構成する各層の形状が変わって光路長が変化することや、凹凸構造が効率的に散乱させる光の波長域が変化することが起こり、こうした現象等に起因して、画素１０に視認される色相が変化すると考えられる。
【０１２８】
また、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとの間に、凹凸層に凹凸が形成されていない境界領域が位置する場合には、基材１５への凹凸構造の形成に用いられるレジストマスクのパターンの調整や、樹脂層１７への凹凸構造の形成に用いられるモールドにおける凹凸のパターンの調整が行われることによって、凹凸層に凹凸を有さない領域が形成されればよい。ナノインプリント法によって凹凸構造を有する樹脂層１７を形成する場合には、凹凸層における第１表示領域１１０Ａ、第２表示領域１１０Ｂ、境界領域の各々に対応する部分を同時に形成することができる。また、多層膜層１６も、第１表示領域１１０Ａ、第２表示領域１１０Ｂ、境界領域の各々に対応する部分を同時に形成することができる。
【０１２９】
以上説明したように、上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）画素１０では、多層膜層１６からの特定の波長域の反射光が、画素１０の有する凹凸構造に起因して幅方向Ｃ１に異方性を有して散乱される。そして、第１画素１０Ａにおける延伸方向Ｃ２と第２画素１０Ｂにおける延伸方向Ｃ２とが、互いに異なる方向であるため、第１画素１０Ａからの反射光が散乱される方向と第２画素１０Ｂからの反射光が散乱される方向とは互いに異なる。その結果、観察位置の違いに応じて、互いに異なる画素１０からの反射光を視認させることが可能であり、例えば、観察位置に応じた異なる像を観察者に視認させることができる。したがって、表示体１００の意匠性が高められる。
【０１３０】
特に、第１画素１０Ａにおける延伸方向Ｃ２と第２画素１０Ｂにおける延伸方向Ｃ２とが直交するため、上記観察者の位置に応じた像の違いが認識されやすく、また、表示体１００，１０１において、画素１０の配置の設計も容易である。
【０１３１】
（２）画素１０の凹凸層が有する凹凸構造において、凸部のパターンを構成する矩形Ｒの幅方向Ｃ１に沿った長さが８３０ｎｍ以下であり、凸部の高さが４１５ｎｍ以下である構成では、凹凸構造に起因した分光や干渉が抑えられるため、多層膜層１６からの反射光の視認性が高められる。また、複数の矩形Ｒにおける延伸方向Ｃ２に沿った長さの平均値が４．１５μｍ以下であり、標準偏差が１μｍ以下である構成では、多層膜層１６からの反射光の効率の良い散乱が可能である。また、凹凸層の表面と対向する方向から凹凸構造を見たとき、画素１０を構成する領域内において、矩形Ｒからなるパターンを構成する凸部の占める面積の比率が、４０％以上６０％以下である構成では、多層膜層１６からの反射光の広がりを大きく確保することが可能である。
【０１３２】
（３）第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとにおいて、多層膜層１６を構成する各層の材料および膜厚が一致しているため、第１画素１０Ａに対応する領域と第２画素１０Ｂに対応する領域とに対して、同一の工程によって同時に多層膜層１６の形成が可能である。したがって、表示体１００，１０１を簡便な製造工程によって形成することができる。
【０１３３】
さらに、第１画素１０Ａが含む凹凸層における凸部の高さと、第２画素１０Ｂが含む凹凸層における凸部の高さとが異なり、その差が５ｎｍ以上である構成では、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとに互いに異なる色相の色が視認される。したがって、表示体１００，１０１の意匠性が高められる。そして、こうした色相の違いが凸部の高さの違いによって実現され、第１画素１０Ａと第２画素１０Ｂとにおいては多層膜層１６の構成は一致しているため、表示領域１１０ごとに多層膜層１６を形成する必要がなく、互いに異なる色相の色を呈する画素１０を有する表示体１００，１０１を、簡便な製造工程によって形成することができる。
【０１３４】
（４）第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとの間に、凹凸層の表面が平坦である境界領域が位置し、境界領域の幅の最小値が、多層膜層１６の厚さの１／２以上である。こうした構成では、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとの境界部分で、第１画素１０Ａの備える多層膜層１６の凸部と第２画素１０Ｂの備える多層膜層１６の凸部とが連なってこれらの画素１０の多層膜層１６の表面における凹凸構造が崩れることが抑えられる。その結果、各画素１０の全体から所望の方向に向けて所望の発色が得られやすくなる。
【０１３５】
（５）上記境界領域の幅の最大値が、５０μｍ以下である構成では、境界領域は、視認不能な大きさを有する。こうした構成によれば、境界領域からの反射光が観察者に視認されることが抑えられ、観察者には、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとが接しているかのように認識される。そして、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとの各々において、画素１０の全体から所望の方向に向けて所望の発色が得られやすいため、第１表示領域１１０Ａと第２表示領域１１０Ｂとによって精密な像の形成が可能である。
【０１３６】
（６）上記境界領域の幅の最大値が、５０μｍよりも大きい構成では、境界領域１１１は、視認可能な大きさを有する。こうした構成によれば、観察角度に応じて、境界領域１１１からの反射光、すなわち、異方性を有さずに正反射の方向へ射出される反射光が観察者に視認される。したがって、特定の観察位置において、広い観察角度で特定の波長域の反射光が観察される第１表示領域１１０Ａおよび第２表示領域１１０Ｂと、任意の観察位置において、観察角度に応じた波長域の反射光が観察される境界領域１１１との組み合わせによって、観察位置の違いに応じた変化の大きい像の形成が可能である。それゆえ、より多彩な像の表現が可能であり、表示体１０１の意匠性のさらなる向上が可能である。
【０１３７】
（７）画素１０が第１の構造の凹凸構造を有する構成であれば、凸部によって反射光の拡散効果が得られ、各画素１０において、多層膜層１６からの反射光として特定の波長域の光が広い観察角度で視認される。また、画素１０が第２の構造の凹凸構造を有する場合と比較して、凹凸層における凹凸構造の設計や形成に要する負荷が低減できる。
【０１３８】
（８）画素１０が第２の構造の凹凸構造を有する構成であれば、凸部によって光の拡散効果と回折効果とが得られ、各画素１０において、多層膜層１６からの反射光として特定の波長域の光が広い観察角度で視認されるとともに、この反射光の強度が高められることにより光沢感のある鮮やかな色が視認される。
【０１３９】
（９）ナノインプリント法を用いて凹凸層の凹凸構造が形成される製造方法によれば、微細な凹凸構造を好適に、かつ、簡便に形成することができる。さらに、凹凸層における第１画素１０Ａに含まれる部分と第２画素１０Ｂに含まれる部分とに凹凸構造が同時に形成されるため、画素１０ごとに凹凸層の凹凸構造を形成する方法と比較して、凹凸層の形成に要する負荷が低減できる。
【０１４０】
そして、ナノインプリント法として、光ナノインプリント法もしくは熱ナノインプリント法が用いられる製造方法であれば、ナノインプリント法による凹凸構造の形成が、好適、かつ、簡便に実現される。
【０１４１】
［変形例］
上記実施形態は、以下のように変更して実施することが可能である。
・第１画素１０Ａにおける延伸方向Ｃ２と第２画素１０Ｂにおける延伸方向Ｃ２とは異なっていればよく、直交していなくてもよい。要は、表示体１００，１０１は、凹凸構造における延伸方向Ｃ２が互いに異なる複数の画素１０を備えていればよい。例えば、延伸方向Ｃ２が様々である複数の画素１０の集合である領域では、観察位置がいずれの位置であっても、いずれかの画素１０からの反射光が観察される。したがって、例えば、画素１０が人の目の分解能では視認不能な大きさであれば、上記領域は、観察位置に関わらず明るく見える。さらに、複数の画素１０が、延伸方向Ｃ２が同一である画素１０ごとに、異なる色相の色を呈する構成であれば、上記領域は、観察位置に応じて異なる色相の色に見える。
【０１４２】
このように、複数の画素１０の延伸方向Ｃ２や色や配置の調整によって、平坦面に多層膜層１６が積層された構造によっては実現が困難な、観察位置に応じた明るさや色相の変化を表示体１００，１０１にて実現することができる。したがって、表示体１００，１０１の意匠性が高められる。
【０１４３】
・画素１０を構成する凹凸構造体は、多層膜層１６の表面を覆う保護層を備えていてもよい。こうした構成によれば、多層膜層１６の表面の凹凸構造が保護されることにより、物理的な衝撃や化学的な衝撃を受けて凹凸構造が変形することが抑えられる。したがって、多層膜層１６にて反射される光の光路長が変化することや、凹凸構造による光の拡散効果や光の回折効果が低下することが抑えられるため、画素１０において所望の発色が好適に得られる。
【０１４４】
また、こうした保護層は、例えば黒色顔料等を含む黒色の層であって、多層膜層１６の透過光の吸収性を有していることが好ましい。この場合、多層膜層１６に対する基材１５の側が、表示体１００，１０１の裏面１００Ｒに対する表面１００Ｆの側とされ、基材１５の位置する側から画素１０が観察される。多層膜層１６および凹凸層は可視領域の光に対して透明な材料から形成されているため、入射光に含まれる波長域のうち、多層膜層１６にて反射される特定の波長域以外の波長域の光の一部は、多層膜層１６および凹凸層を透過する。そのため、多層膜層１６および凹凸層からなる画素１０をその表裏の一方側から観察するとき、画素１０の他方側に、光源や、白色板等の透過光をはね返す構造物が存在すると、上記一方側では、多層膜層１６からの特定の波長域の反射光とともに、他方側から多層膜層１６を透過した透過光が視認される。上述のように、この透過光の波長域は反射光の波長域とは異なり、透過光の色は、主として、反射光の色の補色である。そのため、こうした透過光が視認されると、反射光による色の視認性が低下する。
【０１４５】
これに対し、保護層が、多層膜層１６を透過した透過光を吸収する構成であれば、基材１５側から多層膜層１６を透過した光は保護層によって吸収され、透過光が基材１５側に返ってくることが抑えられるため、多層膜層１６からの反射光とは異なる波長域の光が視認されることが抑えられる。したがって、反射光による色の視認性が低下することが抑えられ、画素１０において所望の発色が好適に得られる。
【０１４６】
また、こうした構成において、基材１５における多層膜層１６とは反対側の面には、この面の表面反射を低減する機能を有する反射防止層が設けられていてもよい。基材１５側から表示体１００，１０１を観察した場合に、基材１５の表面反射が大きいと、多層膜層１６からの特定の波長域の反射光による色の視認性が低くなる。これに対し、反射防止層が設けられていることによって、基材１５の表面反射が低減されるため、多層膜層１６からの反射光による色の視認性が低下することが抑えられ、表示体１００，１０１において所望の発色が好適に得られる。
【０１４７】
・凹凸層の凹凸構造を構成する凸部は、基部から頂部に向かって幅方向Ｃ１の長さが徐々に小さくなる構成を有していてもよい。こうした構成によれば、凸部に多層膜層１６が成膜されやすくなる。この場合、幅方向Ｃ１の長さｄ１や長さｄ３は、凸部の底面が構成するパターンにて規定される。
【０１４８】
・表示体１００が含む表示領域の数は特に限定されず、表示領域の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。さらに、表示領域には、凹凸構造体から構成された表示要素が含まれればよく、表示要素は、ラスタ画像を形成するための繰返しの最小単位である画素に限らず、ベクタ画像を形成するためのアンカを結んだ領域であってもよい。
【符号の説明】
【０１４９】
Ｃ１…幅方向、Ｃ２…延伸方向、Ｄｘ…第１方向、Ｄｙ…第２方向、１０，１０Ａ，１０Ｂ…画素、１１，１２，１３…凹凸構造体、１５…基材、１５ａ，１５ｃ…凸部、１５ｂ…凹部、１５Ｅａ…第１凸部要素、１５Ｅｂ…第２凸部要素、１６…多層膜層、１６ａ…高屈折率層、１６ｂ…低屈折率層、１７…樹脂層、１００，１０１…表示体、１００Ｆ…表面、１００Ｒ…裏面、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ…表示領域、１１１…境界領域。
【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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