(57)【要約】【課題】視認される色相の鮮明さを高め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、表面と裏面とを有し、裏面に沿う面から表面に向けて突出する複数の凸部１２ｂであって、表面と対向する方向から見てサブ波長周期を有した二次元格子状に位置する複数の凸部１２ｂを備えた誘電体である凹凸構造層１２と、凹凸構造層１２に対する表面側に位置して凹凸構造層１２に接し、凹凸構造層１２の表面形状に追従する形状を有した金属層１３と、多層膜干渉を生じさせる多層膜層１４であって、金属層１３に対する表面側に位置して凹凸構造層１２と金属層１３とからなる構造体を覆う多層膜層１４とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面と裏面とを有する表示体であって、
前記裏面に沿う面から前記表面に向けて突出する複数の凸部であって、前記表面と対向する方向から見てサブ波長周期を有した二次元格子状に位置する前記複数の凸部を備えた誘電体である凹凸構造層と、
前記凹凸構造層に対する前記表面側に位置して前記凹凸構造層に接し、前記凹凸構造層の表面形状に追従する形状を有した金属層と、
多層膜干渉を生じさせる多層膜層であって、前記金属層に対する前記表面側に位置して前記凹凸構造層と前記金属層とからなる構造体を覆う前記多層膜層と、
を備える表示体。
【請求項２】
前記凹凸構造層と前記金属層と前記多層膜層とを備える領域が表示領域であり、
前記表示領域は、前記表面と対向する方向から見て、第１表示領域と第２表示領域とを含み、前記表示体の外側から前記表面に向けて白色の光を照射して前記表示体を表面側から観察する表面反射観察において、前記第１表示領域と前記第２表示領域とは、互いに異なる色相の色を呈するように構成されている
請求項１に記載の表示体。
【請求項３】
前記第１表示領域における前記凸部の周期と、前記第２表示領域における前記凸部の周期とは、互いに異なる
請求項２に記載の表示体。
【請求項４】
前記凹凸構造層と前記金属層と前記多層膜層とを備える領域が表示領域であり、
前記表示体は、前記表示領域とは異なる領域として、金属層を備える補助領域をさらに備え、
前記表示体の外側から前記表面に向けて白色の光を照射して前記表示体を前記表面側から観察する表面反射観察において、前記補助領域は金属光沢を呈するように構成されている
請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項５】
前記表示領域の備える前記金属層と、前記補助領域の備える前記金属層とは、相互に連続した１つの層である
請求項４に記載の表示体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示体と、
前記表示体に対する裏面側に位置する太陽電池と、
を備える表示体付きデバイス。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示体と、
前記表示体の裏面の一部と対向する位置に配置され、前記表示体の前記裏面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８】
基材の表面に塗工された樹脂に凹版を押し付けて前記樹脂を硬化させることにより前記樹脂からなる複数の凸部を形成し、これによって、前記基材の表面と対向する方向から見てサブ波長周期を有した二次元格子状に位置する前記複数の凸部を備える凹凸構造層を形成する第１工程と、
前記凹凸構造層の表面形状に追従する形状を有した金属層を前記凹凸構造層の上に形成する第２工程と、
前記凹凸構造層と前記金属層とからなる構造体の上に、多層膜干渉を生じさせる多層膜層を形成する第３工程と、
を含む表示体の製造方法。
【請求項９】
前記表示体において、前記凹凸構造層と前記金属層と前記多層膜層とを備える領域が表示領域であり、前記表示領域は、前記凸部の周期が互いに異なる２つの領域である第１表示領域と第２表示領域とを含み、
前記第１工程では、前記第１表示領域の前記凸部と、前記第２表示領域の前記凸部とを同時に形成する
請求項８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して、構造色を呈する（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】
物品の偽造の困難性や意匠性をより高めるために、互いに異なる色相を呈する複数の表示体を１つの物品に組み込むことや、互いに異なる色相を呈する複数の領域を１つの表示体に組み込むことが試みられている。こうした試みにおいて偽造の困難性や意匠性をさらに高めるためには、互いに異なる色相の差異が明瞭であること、すなわち、１つずつの表示体が担う色相、あるいは、１つずつの領域が担う色相が鮮明であることが望ましい。
本発明は、視認される色相の鮮明さを高め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】
【０００５】
上記課題を解決する表示体は、表面と裏面とを有する表示体であって、前記裏面に沿う面から前記表面に向けて突出する複数の凸部であって、前記表面と対向する方向から見てサブ波長周期を有した二次元格子状に位置する前記複数の凸部を備えた誘電体である凹凸構造層と、前記凹凸構造層に対する前記表面側に位置して前記凹凸構造層に接し、前記凹凸構造層の表面形状に追従する形状を有した金属層と、多層膜干渉を生じさせる多層膜層であって、前記金属層に対する前記表面側に位置して前記凹凸構造層と前記金属層とからなる構造体を覆う前記多層膜層と、を備える。
【０００６】
上記構成によれば、表示体の外側から表示体の表面に向けて光が照射されると、多層膜層では所定の波長域の光が干渉により強められて、表示体の表面側に射出される。そして、金属層と凹凸構造層とからなる構造体では、多層膜層を透過した光が、光と電子の集団的な振動との結合、すなわち、プラズモン共鳴現象により、表面プラズモンとなって上記構造体を透過することや、凹凸構造層上に位置する金属層の局所的に薄くなっている部分から上記構造体を透過することが起こる。なお、上記構造体を透過した表面プラズモンは、裏面側に射出される際に光に再変換される。したがって、多層膜層を透過した光が表示体の表面側に射出されることが抑えられる。それゆえ、表示体の表面側において、多層膜層によって強められた波長域の光とは異なる波長域の光が射出することが抑えられるため、表面側から表示体を見た場合に視認される色相の鮮明さが高められる。
【０００７】
上記表示体において、前記凹凸構造層と前記金属層と前記多層膜層とを備える領域が表示領域であり、前記表示領域は、前記表面と対向する方向から見て、第１表示領域と第２表示領域とを含み、前記表示体の外側から前記表面に向けて白色の光を照射して前記表示体を表面側から観察する表面反射観察において、前記第１表示領域と前記第２表示領域とは、互いに異なる色相の色を呈するように構成されていてもよい。
【０００８】
上記構成によれば、第１表示領域と第２表示領域とは、表面反射観察において、互いに異なる色相の色を呈する。そして、第１表示領域と第２表示領域との各々で、視認される色相の鮮明さが高められているため、第１表示領域の色相と第２表示領域の色相との差異が明瞭となり、これらの領域によって表現される像の視認性が高められる。したがって、表示体を備える物品にて、偽造の困難性や意匠性が高められる。
上記表示体において、前記第１表示領域における前記凸部の周期と、前記第２表示領域における前記凸部の周期とは、互いに異なってもよい。
【０００９】
上記構成によれば、凸部の周期の違いを利用して、第１表示領域の色相と第２表示領域の色相とが変えられている。こうした構成によれば、多層膜層の層数や材料や膜厚等の層構成のみによって第１表示領域の色相と第２表示領域の色相とを異ならせる構成と比較して、２つの領域における色相の調整についての自由度が高い。また、上記構成によれば、多層膜層における層構成のみによって第１表示領域の色相と第２表示領域の色相とを異ならせる構成と比較して、２つの領域における多層膜層の層構成の違いを小さくすることも可能である。２つの領域に互いに異なる周期の凸部を形成することは、２つの領域に互いに異なる層構成の多層膜層を積層することと比較して容易であるため、上記構成によれば、表示体の製造工程の簡素化を図ることができる。
【００１０】
上記表示体において、前記凹凸構造層と前記金属層と前記多層膜層とを備える領域が表示領域であり、前記表示体は、前記表示領域とは異なる領域として、金属層を備える補助領域をさらに備え、前記表示体の外側から前記表面に向けて白色の光を照射して前記表示体を前記表面側から観察する表面反射観察において、前記補助領域は金属光沢を呈するように構成されていてもよい。
【００１１】
上記構成によれば、表面反射観察において、表示領域と補助領域とは、質感が異なるように見える。したがって、表示領域と補助領域とによって、多彩な表現が可能であり、表示体を備える物品にて、偽造の困難性や意匠性が高められる。
上記表示体において、前記表示領域の備える前記金属層と、前記補助領域の備える前記金属層とは、相互に連続した１つの層であってもよい。
【００１２】
上記構成によれば、表示領域の備える金属層と補助領域の備える金属層とが、相互に連続した１つの層であるため、これらの層が別々の層である構成と比較して、表示体の備える層数を削減することが可能である。
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、前記表示体に対する裏面側に位置する太陽電池と、を備える。
【００１３】
上記構成によれば、表示体付きデバイスの外側から表示体の表面に向けて太陽光が照射されている状態で表面側から表示体を観察すると、色相の鮮明さが高められた像が視認される。そして、金属層と凹凸構造体層とからなる構造体を透過して表示体の裏面側へ射出された所定の波長の光が、太陽電池による発電に利用される。したがって、表示体における像を形成するための領域を太陽電池へ光を通す領域としても利用できるため、表示体付きデバイスの意匠性を高めることと太陽電池の発電効率を高めることとの両立が可能である。
【００１４】
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、前記表示体の裏面の一部と対向する位置に配置され、前記表示体の前記裏面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。
【００１５】
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表面側に射出される。したがって、表示体付きデバイスの外側から表示体の表面に向けて光が照射されている状態で表面側から表示体を観察すると、表示体のなかで光射出構造体と重なっていない部分では、色相の鮮明さが高められた像が視認され、表示体のなかで光射出構造体と重なっている部分では、上記光射出構造体と重なっていない部分とは異なる色が視認され、光射出構造体の形状に応じた像が見える。それゆえ、より多様な像の表現が可能であり、表示体付きデバイスにおける偽造の困難性や意匠性が高められる。
【００１６】
上記課題を解決する表示体の製造方法は、基材の表面に塗工された樹脂に凹版を押し付けて前記樹脂を硬化させることにより前記樹脂からなる複数の凸部を形成し、これによって、前記基材の表面と対向する方向から見てサブ波長周期を有した二次元格子状に位置する前記複数の凸部を備える凹凸構造層を形成する第１工程と、前記凹凸構造層の表面形状に追従する形状を有した金属層を前記凹凸構造層の上に形成する第２工程と、前記凹凸構造層と前記金属層とからなる構造体の上に、多層膜干渉を生じさせる多層膜層を形成する第３工程と、を含む。
上記製法によれば、微細な凹凸を有する凹凸構造層を好適に形成することができる。
【００１７】
上記製法において、前記表示体において、前記凹凸構造層と前記金属層と前記多層膜層とを備える領域が表示領域であり、前記表示領域は、前記凸部の周期が互いに異なる２つの領域である第１表示領域と第２表示領域とを含み、前記第１工程では、前記第１表示領域の前記凸部と、前記第２表示領域の前記凸部とを同時に形成してもよい。
上記製法によれば、第１表示領域の凸部と第２表示領域の凸部とを別の工程にて形成する製造方法と比較して、効率よく表示体を製造することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、表示体において、視認される色相の鮮明さを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】表示体の一実施形態における平面構造を示す平面図。
【図２】表示体の表示領域における断面構造と凹凸構造層の平面構造とを示す図。
【図３】表示体の補助領域における断面構造を示す断面図。
【図４】第１実施形態の表示体の作用を表面側での反射観察によって示す作用図。
【図５】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６】第２実施形態の表示体の作用を表面側での透過観察および裏面側での反射観察によって示す作用図。
【図７】第２実施形態の表示体を備える物品の一例を示す図。
【図８】第３実施形態の表示体付きデバイスの構成を模式的に示す図。
【図９】第３実施形態の表示体付きデバイスが備える表示体の平面構造の一例を示す平面図。
【図１０】第３実施形態の表示体付きデバイスの作用を示す作用図。
【図１１】第４実施形態の表示体付きデバイスの構成を模式的に示す図。
【図１２】第４実施形態の表示体付きデバイスの平面構造の一例を示す平面図。
【図１３】第４実施形態の表示体付きデバイスの作用を示す作用図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面を参照して、表示体、表示体付きデバイス、および、表示体の製造方法の実施形態を説明する。以下では、第１〜第４の４つの実施形態について説明するが、これらの実施形態において、表示体の基本構造は共通しているため、まず、表示体の基本構造とその製造方法について説明する。
【００２１】
［表示体の構造］
図１が示すように、表示体１０は、表面１０Ｆと、表面１０Ｆとは反対側の面である裏面１０Ｒとを有し、表面１０Ｆと対向する方向から見て、表示体１０は、表示領域２０と補助領域３０とを含んでいる。表示領域２０は、第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂとの二種類の領域を含んでおり、表面１０Ｆは、第１表示領域２０Ａと、第２表示領域２０Ｂと、補助領域３０とに区画されている。表示領域２０は構造色を呈し、白色の光が表面１０Ｆに照射されている状態において、第１表示領域２０Ａの呈する色相と第２表示領域２０Ｂの呈する色相とは互いに異なる。補助領域３０は、金属光沢を有する色を呈する。
【００２２】
例えば、第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂとによって、文字、記号、図形、模様、絵柄等が表現され、補助領域３０によって背景が表現される。一例として、図１に示す構成では、緑系の色を呈する第１表示領域２０Ａと青系の色を呈する第２表示領域２０Ｂとによって地球の絵柄が表現され、銀色を呈する補助領域３０によって背景が表現されている。
【００２３】
図２を参照して、表示領域２０の構造について説明する。
図２が示すように、表示領域２０において、表示体１０は、基材１１と、凹凸構造層１２と、金属層１３と、多層膜層１４とを備えている。基材１１、凹凸構造層１２、金属層１３、および、多層膜層１４は、この順に並んでおり、基材１１に対して多層膜層１４の位置する側が表示体１０の表面側であり、多層膜層１４に対して基材１１の位置する側が表示体１０の裏面側である。図２は、表示領域２０の断面構造とともに、表示体１０の表面１０Ｆと対向する方向から見た凹凸構造層１２の平面構造を示している。
【００２４】
基材１１は板状を有し、基材１１の有する面のうち、表示体１０の表面側に位置する面が基材１１の表面である。基材１１は、可視領域の光に対して透明であり、可視領域の光を透過する。可視領域の光が有する波長は、４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下である。基材１１は誘電体であり、基材１１の材料としては、例えば、合成石英や、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等の樹脂が挙げられる。基材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。基材１１は、１つの層から構成されていてもよいし、複数の層から構成されていてもよい。
凹凸構造層１２と金属層１３とからなる構造体であるプラズモン構造体層１５は、入射光を、プラズモン共鳴などによって透過させる。
【００２５】
凹凸構造層１２は、基材１１の表面に沿って広がる平坦部１２ａと、平坦部１２ａから表示体１０の表面側に突き出した複数の凸部１２ｂとから構成されている。すなわち、凸部１２ｂは、表示体１０の裏面１０Ｒに沿って広がる面から表面１０Ｆに向けて突出している。凹凸構造層１２は、可視領域の光に対して透明な誘電体であり、例えば、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂から構成されている。凹凸構造層１２の屈折率は、空気層よりも高い。
【００２６】
凸部１２ｂは、四角錐台形状、すなわち、四角錐の頂部が平面となっている形状を有しており、基材１１の表面に沿った方向における凸部１２ｂの幅は、表示体１０の裏面１０Ｒから表面１０Ｆに向かう方向に、徐々に小さくなっている。
【００２７】
凸部１２ｂの基端から先端までの長さ、すなわち、凸部１２ｂの延びる方向における凸部１２ｂの長さが、凸部高さＨであり、凸部１２ｂの基部を構成する正方形の一辺の長さが、凸部幅Ｄである。凸部１２ｂの加工の精度が得られやすいこと等の観点において、凸部幅Ｄに対する凸部高さＨの比であるアスペクト比Ａｒ（Ａｒ＝Ｈ／Ｄ）は、３以下であることが好ましく、２以下であることがより好ましい。
【００２８】
複数の凸部１２ｂは、表示体１０の表面１０Ｆと対向する方向から見て、二次元格子の一例である正方配列に並んでいる。正方配列は、一辺が構造周期Ｐである正方形ＳＱの各頂点に凸部１２ｂの中心が位置する配列である。すなわち、構造周期Ｐは、互いに隣り合う２つの凸部１２ｂにおける中心間の距離であり、また、構造周期Ｐは、互いに隣り合う２つの凸部１２ｂの間の距離である凸部間距離Ｗと凸部幅Ｄとの合計である。構造周期Ｐは、可視領域の波長以下の長さであり、すなわち、構造周期Ｐは、サブ波長周期である。凸部１２ｂの加工の精度が得られやすいこと等の観点において、構造周期Ｐは、１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることが好ましく、２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００２９】
複数の凸部１２ｂが配置されている領域全体の面積Ｓａは、表示体１０の表面１０Ｆと対向する方向から見た凹凸構造層１２の面積であって、すなわち、凸部１２ｂの間に露出する平坦部１２ａの面積と各凸部１２ｂの基部を構成する正方形の面積との合計である。凸部１２ｂの加工の精度が得られやすいこと等の観点において、面積Ｓａ×凸部高さＨによって表される体積に対する複数の凸部１２ｂの個々の体積の合計の比である体積比率Ｖｒは、０．０５以上０．５以下であることが好ましい。体積比率Ｖｒは、すなわち、平坦部１２ａ上で凹凸構造が形成されている空間の単位体積当たりにおいて凸部１２ｂが占める割合である。凸部間距離Ｗは、所望の体積比率Ｖｒや構造周期Ｐや凸部１２ｂの形状を考慮して、決定されればよい。
【００３０】
金属層１３は、凹凸構造層１２に対して表示体１０の表面側に位置し、凹凸構造層１２の全面を覆っている。金属層１３は、凹凸構造層１２の表面形状に追従した形状を有している。すなわち、金属層１３の表面は、凹凸構造層１２の有する凹凸に追従した凹凸を有している。金属層１３における凹凸構造の周期や高さは、凹凸構造層１２における凹凸構造の周期や高さ、すなわち、構造周期Ｐや凸部間距離Ｗや、凸部高さＨおよび凸部幅Ｄを含めた凸部１２ｂの形状に依存する。
【００３１】
金属層１３は、金属材料から構成されており、金属層１３の屈折率は、空気層よりも低い。プラズモン共鳴が生じやすいこと等の観点において、金属層１３は、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から構成されており、金属層１３の膜厚は、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。金属層１３の材料としては、例えば、アルミニウム、金、銀、タンタル、インジウム等が挙げられる。
【００３２】
なお、表示体１０の表面１０Ｆと対向する方向から見て、凹凸構造層１２において、凸部１２ｂの間から露出する平坦部１２ａの面積は、各凸部１２ｂの基部を構成する正方形の面積の合計よりも大きいことが好ましい。この場合、平坦部１２ａの直上の領域、すなわち、金属層１３のなかで平坦部１２ａに積層された部分と凸部１２ｂの基部とを含む領域において、金属層１３は、構造的および光学的に海成分であり、凸部１２ｂの基部は、構造的および光学的に、海成分のなかに分布する島成分である。
【００３３】
多層膜層１４は、複数の薄膜１４ａが積層された構造を有し、多層膜干渉を生じさせる。すなわち、多層膜層１４は、表示体１０の表面側からの入射光を受けたとき、各薄膜１４ａにて反射された光の干渉の結果として、特定の波長域の光を強く返す。これにより、表示体１０の表面側から見て、表示領域２０には、特定の色相の構造色が視認される。
【００３４】
多層膜層１４は、金属層１３の有する凹凸に従って起伏を繰り返す形状、換言すれば、表示体１０の表面側に向けて膨らむように湾曲した部分が凹凸構造層１２における凸部１２ｂの配列方向に沿って連なる形状を有している。例えば、多層膜層１４にて最も表示体１０の裏面１０Ｒに近い部分、すなわち、湾曲部分の端部は、凹凸構造層１２における凸部１２ｂの間の領域にまで入り込んでいる。なお、各薄膜１４ａの湾曲の程度は、多層膜層１４中における薄膜１４ａの位置に応じて異なる。
【００３５】
薄膜１４ａは、可視領域の光に対して透明な材料から構成されており、複数の薄膜１４ａの屈折率は、互いに異なる。薄膜１４ａの材料としては、例えば、ＴｉＯ２（酸化チタン）、ＳｉＯ２（酸化ケイ素）、Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）、Ｎｂ２Ｏ５（酸化ニオブ）、Ｔａ２Ｏ５（酸化タンタル）、ＨｆＯ２（酸化ハフニウム）、ＺｎＳ（硫化亜鉛）、ＺｒＯ２（酸化ジルコニウム）等の無機物や、ナイロン、ポリエステル等の高分子化合物を用いることができる。
【００３６】
多層膜層１４の有する薄膜１４ａの数や、各薄膜１４ａの材料および膜厚は、表示体１０の表面側から反射光を見る場合に表示領域２０の呈する色として視認させたい色相に応じて、この色相に対応する波長域の光が強められて多層膜層１４から反射されるように、設定される。
【００３７】
また、薄膜１４ａの湾曲の程度によって、薄膜１４ａを通る光の光路の長さが変わるため、多層膜層１４にて干渉によって強められる光の波長も変わる。したがって、凹凸構造層１２における構造周期Ｐおよび凸部間距離Ｗを含めた凸部１２ｂの配置、凸部高さＨおよび凸部幅Ｄを含めた凸部１２ｂの形状の変更によっても、表示体１０の表面側から反射光を見る場合に表示領域２０にて視認される色の色相を変化させることができる。
【００３８】
例えば、凸部１２ｂの形状が一定の場合においては構造周期Ｐが大きいほど、凸部間距離Ｗが大きく、凸部１２ｂの間の領域に位置する多層膜層１４の広さは大きい。結果として、薄膜１４ａを通る光の光路の長さが長くなるため、より長い波長の光が強められて多層膜層１４から反射される。
【００３９】
すなわち、多層膜層１４における各薄膜１４ａの構成と凹凸構造層１２における凸部１２ｂの配置および形状とは、表示体１０の表面側から反射光を見る場合に表示領域２０の呈する色として視認させたい所望の色相に応じて、この色相に対応する波長域の光が強められて多層膜層１４から反射されるように調整されている。そして、第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂとは、多層膜層１４における各薄膜１４ａの構成や、凹凸構造層１２における凸部１２ｂの配置および形状がこれらの領域において互いに異なっていることによって、表示体１０の表面側から反射光を見る場合に互いに異なる色相を呈する。
【００４０】
なかでも、２つの領域２０Ａ，２０Ｂに互いに異なる構造周期Ｐの凸部１２ｂを形成することは、２つの領域２０Ａ，２０Ｂに薄膜１４ａの数や材料や膜厚等の層構成が互いに異なる多層膜層１４を形成することと比較して容易であるため、構造周期Ｐの違いによって、第１表示領域２０Ａの色相と第２表示領域２０Ｂの色相とを異ならせることが好ましい。すなわち、第１表示領域２０Ａの多層膜層１４と第２表示領域２０Ｂの多層膜層１４とは、同一の層構成を有して相互に連続する１つの多層構造体であることが好ましい。
【００４１】
図３を参照して、補助領域３０の構造について説明する。
図３が示すように、補助領域３０は、基材１１と金属層１３とを備えており、基材１１の表面に平坦な金属層１３が位置している。基材１１は、表示領域２０と補助領域３０とで相互に連続する１つの構造体であり、金属層１３は、表示領域２０と補助領域３０とで相互に連続する１つの層である。これにより、表示体１０の表面側からの入射光を受けたとき、表面側から見て、補助領域３０は、金属層１３の材料に応じた色を呈し、金属光沢を有するように見える。
【００４２】
［表示体の製造方法］
上述の表示体１０を製造する方法を説明する。
初めに、表示領域２０の製造方法について説明する。まず、基材１１の表面に、凹凸構造層１２を形成する。凹凸構造層１２における凸部１２ｂを形成する方法としては、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、プラズマエッチング法が挙げられる。なかでも、ナノインプリント法は、微細な凹凸を有する凹凸構造層１２の形成に適している。
【００４３】
ナノインプリント法を用いる場合、例えば、基材１１として、ポリエチレンテレフタラートシートを用い、基材１１の表面に、紫外線硬化性樹脂を塗工する。次いで、紫外線硬化性樹脂からなる塗工膜の表面に、凸部１２ｂに追従する形状および配置の凹部を有する凹版である合成石英モールドを押し当て、塗工膜および合成石英モールド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。これにより、凸部１２ｂが形成されて、凹凸構造層１２が成形される。なお、紫外線硬化性樹脂に代えて熱硬化性樹脂を用いてもよく、この場合、紫外線の照射を熱に変更すればよい。また、紫外線硬化性樹脂に代えて熱可塑性樹脂を用いてもよく、この場合、紫外線の照射は、加熱および冷却に変更すればよい。
【００４４】
第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂとで、凹凸構造層１２における凸部１２ｂの配置や形状が異なっている場合には、第１表示領域２０Ａに対応する部分と第２表示領域２０Ｂに対応する部分とで合成石英モールドにおける凹部の配置や形状を変えることによって、第１表示領域２０Ａの凹凸構造層１２と第２表示領域２０Ｂの凹凸構造層１２とを同時に形成することができる。
【００４５】
次いで、凹凸構造層１２の表面に、金属層１３を形成する。金属層１３を形成する方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法が挙げられる。さらに、金属層１３の表面に、薄膜１４ａを順に成膜することによって、多層膜層１４を形成する。薄膜１４ａを成膜する方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法が挙げられる。これにより、表示領域２０の積層構造が形成される。
【００４６】
また、補助領域３０は、表示領域２０の製造工程のうち、凹凸構造層１２の形成工程と多層膜層１４の形成工程とを行わないことによって製造することができる。すなわち、表示領域２０における金属層１３の形成と同時に、補助領域３０における基材１１の表面に金属層１３が形成される。
【００４７】
［表示体の変形例］
表示体１０における表示領域２０の構造は、以下のように変更してもよい。
基材１１と凹凸構造層１２は一体であってもよい。また、凹凸構造層１２は平坦部１２ａを備えず、凸部１２ｂは基材１１の表面から突き出していてもよい。
凸部１２ｂは、四角錐台形状に限らず、直方体形状であってもよいし、円錐台形状や円柱形状であってもよい。すなわち、基材１１の表面に沿った方向における凸部１２ｂの幅は一定であってもよいし、表示体１０の表面１０Ｆと対向する方向から見た凸部１２ｂの形状は円形であってもよい。さらに、凸部１２ｂは、角錐形状や円錐形状のように、先端に平面を有さない形状であってもよい。
【００４８】
表示体１０の表面１０Ｆと対向する方向から見た凸部１２ｂの配置は、正方配列に限らず、二次元格子状であればよい。正方配列は、二次元平面内において直交する２つの方向の各々に沿って凸部１２ｂが並ぶ配列であり、二次元格子状の配列には、正方配列の他に、二次元平面内において９０度とは異なる角度で交差する２つの方向の各々に沿って凸部１２ｂが並ぶ配列が含まれる。
【００４９】
金属層１３は、凹凸構造層１２の全面を覆わず、例えば、凸部１２ｂの間に露出する平坦部１２ａ上と、凸部１２ｂの頂部上とに位置していてもよい。要は、金属層１３は、層全体としての形状が凹凸構造層１２の表面形状に追従した形状を有していればよく、換言すれば、金属層１３は、表面側に向けて飛び出ている部分が凸部１２ｂの配置に沿った二次元格子状に点在している形状を有していればよい。
要は、凹凸構造層１２と金属層１３とは、これらの層からなるプラズモン構造体層１５が、プラズモン共鳴などによって入射光を透過させる構造を有していればよい。入射光の透過が起こる理由は、主として、プラズモン共鳴が生じることによるが、透過理由には、プラズモン共鳴に加えて、入射光が金属層１３の局所的に薄くなっている部分から構造体を透過すること等も含まれる。
【００５０】
（第１実施形態）
図４を参照して、第１実施形態について説明する。第１実施形態は、表示体の実施形態であり、第１実施形態の表示体１０は、主として表面側から表示体１０に光が入射し、表面側からのみ表示体１０が観察される態様で用いられる。例えば、表示体１０は、物品における不透明な面であって光を反射しにくい面に貼り付けられている。表示体１０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。
【００５１】
物品の偽造の困難性を高める目的としては、表示体１０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。
【００５２】
また、物品の意匠性を高める目的としては、表示体１０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。
【００５３】
［表示体の作用］
図４を参照して、表示体１０の表面１０Ｆと対向する方向から表示領域２０を観察した場合に視認される像について説明する。なお、図４では、理解を容易にするために、凹凸構造層１２と金属層１３とから構成されるプラズモン構造体層１５を、１つの平坦な層として模式的に表し、多層膜層１４を１つの平坦な層として模式的に表している。
【００５４】
表示体１０の外側から表示体１０の表面１０Ｆに向けて白色の光Ｉ１が照射されると、多層膜層１４では、各薄膜１４ａで反射された所定の波長域の光Ｉ２が干渉により強められて、この光Ｉ２が表示体１０の表面側に射出される。
【００５５】
多層膜層１４は、白色の光Ｉ１に含まれる一部の波長域の光Ｉ３を透過し、この光Ｉ３はプラズモン構造体層１５に入る。プラズモン構造体層１５における凹凸構造は誘電体に金属薄膜が積層された構造であり、凹凸構造の周期は可視領域の波長以下のサブ波長周期である。そのため、光Ｉ３を受けたプラズモン構造体層１５では、一次回折光が生じることが抑えられ、光Ｉ３に含まれる特定の波長域の光Ｅ１と電子の集団的な振動とが結合するプラズモン共鳴が生じる。そして、プラズモン構造体層１５は、光Ｉ３に含まれる一部の波長域の光を表面プラズモンとして透過し、プラズモン構造体層１５から射出される光Ｉ４に変換する。光Ｉ４の波長域は、凹凸構造の周期、すなわち、構造周期Ｐによって決まる。なお、プラズモン構造体層１５から射出される光には、金属層１３の局所的に薄くなっている部分から構造体を透過する等によってプラズモン構造体層１５を透過した光も含まれる。ただし、表示体１０の裏面側に射出される光においては、光Ｉ４が支配的である。
【００５６】
以上のように、表示体１０の表面側には、多層膜層１４で反射された光Ｉ２が射出される。したがって、表示体１０の外側から表面１０Ｆに向けて白色の光Ｉ１が照射されている状態で、表示体１０の表面側から表面１０Ｆを観察する表面反射観察によれば、光Ｉ２の波長域に応じた色相、すなわち、多層膜層１４によって強められた波長域に応じた色相の色が、表示領域２０にて視認される。この光Ｉ２の波長域に応じた色は、白色および黒色とは異なる色である。
【００５７】
上記構成では、表示体１０がプラズモン構造体層１５を備えていることにより、多層膜層１４を透過した光が、例えば、基材１１とその上層との界面等、表示体１０の内部で反射すること等により表示体１０の表面側に射出されることが抑えられる。したがって、表示体１０の表面側に、多層膜層１４によって強められた波長域の光Ｉ２とは異なる波長域の光が射出することが抑えられるため、表示領域２０にて視認される色相の鮮明さが高められる。
【００５８】
上述のように、第１表示領域２０Ａの多層膜層１４によって強められる波長域と、第２表示領域２０Ｂの多層膜層１４によって強められる波長域とは異なっているため、表面反射観察においては、第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂとは、互いに異なる色相の色に見える。そして、第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂとの各々で、視認される色相の鮮明さが高められているため、第１表示領域２０Ａの色相と第２表示領域２０Ｂの色相との差異が明瞭となり、これらの領域によって表現される絵柄等の像の視認性が高められる。
【００５９】
なお、表示体１０の表面１０Ｆと対向する方向から補助領域３０を観察した場合、表示体１０の外側から表面１０Ｆに向けて白色の光Ｉ１が照射されると、金属層１３の材料に応じた波長域の光が金属層１３の自由電子の集団的な運動によって跳ね返される。そのため、補助領域３０は、跳ね返された光の波長域に応じた色相にて、金属光沢を有するように見える。
【００６０】
したがって、表示領域２０と補助領域３０とは、相互に質感が異なるように見えるため、表示体１０においては、表示領域２０と補助領域３０とによる多彩な像の表現が可能となる。なお、表示領域２０と補助領域３０との観察に際して表示体１０の表面１０Ｆに照射される光は、白色の光でなくてもよい。
【００６１】
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）表示体１０がプラズモン構造体層１５を備えていることにより、多層膜層１４を透過した光が、表示体１０の内部での反射等により表示体１０の表面側に射出されることが抑えられる。したがって、表示体１０の表面側に、多層膜層１４によって強められた波長域の光Ｉ２とは異なる波長域の光が射出することが抑えられるため、表示領域２０にて視認される色相の鮮明さが高められる。
【００６２】
（２）表示領域２０は、表面反射観察にて互いに異なる色相の色が視認される第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂとを含んでいる。そして、第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂとの各々で、視認される色相の鮮明さが高められているため、第１表示領域２０Ａの色相と第２表示領域２０Ｂの色相との差異が明瞭となり、これらの領域によって表現される像の視認性が高められる。したがって、表示体１０を備える物品にて、偽造の困難性や意匠性がより高められる。
【００６３】
（３）第１表示領域２０Ａにおける凸部１２ｂの構造周期Ｐと、第２表示領域２０Ｂにおける凸部１２ｂの構造周期Ｐとが互いに異なる構成では、多層膜層１４の層数や材料や膜厚等の層構成のみによって第１表示領域２０Ａの色相と第２表示領域２０Ｂの色相とを異ならせる構成と比較して、２つの領域２０Ａ，２０Ｂにおける色相の調整についての自由度が高い。また、上記構成では、多層膜層１４の層構成のみによって第１表示領域２０Ａの色相と第２表示領域２０Ｂの色相とを異ならせる構成と比較して、２つの領域２０Ａ，２０Ｂにおける多層膜層１４の層構成の違いを小さくすることも可能である。２つの領域２０Ａ，２０Ｂに互いに異なる構造周期Ｐの凸部１２ｂを形成することは、２つの領域２０Ａ，２０Ｂに互いに異なる層構成の多層膜層１４を積層することと比較して容易であるため、上記構成によれば、表示体１０の製造工程の簡素化を図ることができる。
【００６４】
なかでも、第１表示領域２０Ａの多層膜層１４と第２表示領域２０Ｂの多層膜層１４とが、同一の層構成を有する連続した１つの多層構造体であり、構造周期Ｐの違いによって、第１表示領域２０Ａの色相と第２表示領域２０Ｂの色相とを異ならせている構成では、表示体１０の製造が特に容易である。
【００６５】
（４）表示体１０が、表示領域２０と補助領域３０とを備える構成では、表面反射観察にて表示領域２０と補助領域３０とは、質感が異なるように見える。したがって、表示領域２０と補助領域３０とによって、多彩な表現が可能であり、表示体１０を備える物品にて、偽造の困難性や意匠性がより高められる。
【００６６】
（５）表示領域２０の備える金属層１３と補助領域３０の備える金属層１３とが、連続した１つの層であるため、これらの層が別々の層である構成と比較して、表示体１０の製造が容易である。
【００６７】
（６）基材１１の表面に塗工された樹脂に凹版を押し付けて樹脂を硬化させることにより複数の凸部１２ｂを形成し、これによって凹凸構造層１２を形成する製造方法によれば、微細な凹凸を有する凹凸構造層１２を好適に形成することができる。
【００６８】
（７）第１表示領域２０Ａにおける凸部１２ｂの構造周期Ｐと、第２表示領域２０Ｂにおける凸部１２ｂの構造周期Ｐとが互いに異なる表示体１０を製造する際に、第１表示領域２０Ａの凸部１２ｂと第２表示領域２０Ｂの凸部１２ｂとを上記凹版を用いて同時に形成する製造方法によれば、第１表示領域２０Ａの凸部１２ｂと第２表示領域２０Ｂの凸部１２ｂとを別の工程にて形成する製造方法と比較して、効率よく表示体１０を製造することができる。
【００６９】
（第２実施形態）
図５〜図７を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、表示体の実施形態であり、第２実施形態の表示体１０は、表面側および裏面側の双方から表示体１０が観察される態様で用いられる。例えば、表示体１０は、表示体１０の表面および裏面の双方が、空気層もしくは透明な部材と接するように物品に取り付けられている。表示体１０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。
【００７０】
［表示体の作用：表面反射観察、裏面透過観察］
図５を参照して、表面側から表示体１０に光が入射しているときに、表面側および裏面側の各々から表示体１０の表示領域２０を観察した場合に視認される像について説明する。なお、図５では、理解を容易にするために、凹凸構造層１２と金属層１３とから構成されるプラズモン構造体層１５を、１つの平坦な層として模式的に表し、多層膜層１４を１つの平坦な層として模式的に表している。
【００７１】
表示体１０の外側から表面１０Ｆに向けて白色の光Ｉ１が照射されているとき、表示体１０の表面側には、第１実施形態と同様に、多層膜層１４によって強められた波長域の光Ｉ２が射出される。したがって、表面側から表示領域２０を観察した場合、光Ｉ２の波長域に応じた色相の色が、表示領域２０にて視認される。
【００７２】
第１実施形態にて説明したように、表示体１０がプラズモン構造体層１５を備えていることにより、多層膜層１４を透過した光が、表示体１０の内部での反射等によって表示体１０の表面側に射出されることが抑えられるため、表面側から見た表示領域２０の色相の鮮明さが高められる。
【００７３】
一方、多層膜層１４を透過した光Ｉ３に含まれる一部の波長域の光Ｅ１は、プラズモン構造体層１５におけるプラズモン共鳴によって消費され、光Ｉ３に含まれる一部の波長域の光Ｉ４がプラズモン構造体層１５と基材１１とを透過して、表示体１０の裏面側に射出される。
【００７４】
したがって、表示体１０の裏面側から表示領域２０を観察した場合、光Ｉ４の波長域に応じた色相の色が表示領域２０にて視認される。この光Ｉ４の波長域に応じた色は、白色、黒色、および、光Ｉ２の波長域に応じた色とは異なる色である。上述のように、プラズモン構造体層１５から射出される光Ｉ４の波長域は、凹凸構造層１２における構造周期Ｐによって決まるため、構造周期Ｐを変更することによって、表示体１０の裏面側に出る光Ｉ４の波長域を変えることができる。
【００７５】
なお、表示体１０の表面側から補助領域３０を観察した場合、第１実施形態と同様に、補助領域３０は、金属層１３の材料に応じた色相で金属光沢を有するように見える。また、表示体１０の裏面側から補助領域３０を観察した場合、表示体１０の外側から表面１０Ｆに向けて照射された光Ｉ１のうち補助領域３０を透過する光の強度は微小であるため、補助領域３０は、黒色に近い暗色に視認される。
【００７６】
以上のように、表示体１０の外側から表面１０Ｆに向けて白色の光Ｉ１が照射されている状態で、表示体１０の表面側から表面１０Ｆを観察する表面反射観察によれば、第１実施形態同様の像が観察される。
【００７７】
一方、表示体１０の外側から表面１０Ｆに向けて白色の光Ｉ１が照射されている状態で、表示体の裏面側から裏面１０Ｒを観察する裏面透過観察によれば、表示領域２０には、表面反射観察とは異なる色相の色が視認される。また、第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂとで、凹凸構造層１２における構造周期Ｐを異ならせることにより、裏面透過観察にて、第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂとで視認される色の色相を異ならせることができる。こうした構成によれば、裏面透過観察によっても、第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂとから構成される絵柄等の像、さらには、第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂと補助領域３０とから構成される絵柄等の像が観察される。
【００７８】
なお、上記表面反射観察や裏面透過観察の結果は、表面１０Ｆに向けた外光の光量が、裏面１０Ｒ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。また、表示体１０の表面１０Ｆに照射される光は、白色の光でなくてもよい。
【００７９】
［表示体の作用：表面透過観察、裏面反射観察］
図６を参照して、裏面側から表示体１０に光が入射しているときに、表面側および裏面側の各々から表示体１０の表示領域２０を観察した場合に視認される像について説明する。なお、図６では、理解を容易にするために、凹凸構造層１２と金属層１３とから構成されるプラズモン構造体層１５を、１つの平坦な層として模式的に表し、多層膜層１４を１つの平坦な層として模式的に表している。
【００８０】
図６が示すように、表示体１０の外側から裏面１０Ｒに向けて白色の光Ｉ１が照射されると、光Ｉ１は、空気層から基材１１に入り、基材１１からプラズモン構造体層１５に入る。
【００８１】
ここで、プラズモン構造体層１５における平坦部１２ａの直上の領域は、凸部１２ｂの基部と、金属層１３のなかで凸部１２ｂの間にて平坦部１２ａに積層されている部分とから構成されており、この領域の屈折率は、これら凸部１２ｂの基部の屈折率と、凸部１２ｂの間の金属層１３の屈折率とによって、平均化された大きさに近似される。凸部１２ｂの間の空間の体積が複数の凸部１２ｂの体積よりも大きい構成であれば、平坦部１２ａの直上の領域の屈折率は、海成分である金属層１３に支配された大きさとなり、空気層の屈折率よりも十分に低い。したがって、基材１１に入射した光Ｉ１は、空気層よりも高い屈折率を有した基材１１および凹凸構造層１２の平坦部１２ａから、空気層よりも低い屈折率を有した上記平坦部１２ａの直上の部分に入るため、これらの境界でフレネル反射を生じやすい。
【００８２】
一方で、プラズモン構造体層１５に光Ｉ１が入射すると、プラズモン構造体層１５では、プラズモン共鳴が生じる。結果として、光Ｉ１に含まれる一部の波長域の光Ｉ５は反射光として表示体１０の裏面側に射出され、光Ｉ１に含まれる一部の波長域の光Ｅ２はプラズモン共鳴によって消費され、光Ｉ１に含まれる一部の波長域の光Ｉ６はプラズモン構造体層１５を透過する。さらに、光Ｉ６に含まれる波長域の光Ｉ７が多層膜層１４を透過して、表示体１０の表面側に射出される。
【００８３】
光Ｉ５，Ｉ６の波長域は、凹凸構造層１２における構造周期Ｐによって調整可能であり、構造周期Ｐを変更することによって、表示体１０の表面側に出る光Ｉ７の波長域を変えることができる。また、光Ｉ７の波長域は、多層膜層１４における薄膜１４ａの構成によっても調整が可能である。
【００８４】
以上のように、表示体１０の外側から裏面１０Ｒに向けて白色の光Ｉ１が照射されている状態で、表示体の表面側から表面１０Ｆを観察する表面透過観察によれば、表示領域２０にて、光Ｉ７の波長域に応じた色相の色が視認される。この光Ｉ７の波長域に応じた色は、白色および黒色とは異なる色である。
【００８５】
また、表示体１０の外側から裏面１０Ｒに向けて白色の光Ｉ１が照射されている状態で、表示体の裏面側から裏面１０Ｒを観察する裏面反射観察によれば、表示領域２０にて、光Ｉ５の波長域に応じた色相の色が視認される。この光Ｉ５の波長域に応じた色は、白色、黒色、および、光Ｉ７の波長域に応じた色とは異なる色である。すなわち、表示領域２０は、表面透過観察と裏面反射観察とで、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。
【００８６】
さらに、第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂとで、凹凸構造層１２における構造周期Ｐを異ならせることにより、表面透過観察において、第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂとで視認される色の色相を異ならせることが可能であり、裏面反射観察においても、第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂとで視認される色の色相を異ならせることが可能である。こうした構成によれば、表面透過観察および裏面反射観察のいずれにおいても、第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂとから構成される絵柄等の像が観察される。
【００８７】
また、補助領域３０についての表面透過観察では、裏面透過観察と同様に、補助領域３０は、黒色に近い暗色に視認される。また、補助領域３０についての裏面反射観察では、表面反射観察と同様に、補助領域３０は、金属層１３の材料に応じた色相で金属光沢を有するように見える。したがって、表面透過観察および裏面反射観察のいずれにおいても、表示領域２０と補助領域３０とから構成される絵柄等の像が観察される。
【００８８】
なお、上記表面透過観察や裏面反射観察の結果は、裏面１０Ｒに向けた外光の光量が、表面１０Ｆに向けた外光の光量よりも場合においても、同様の傾向を示す。また、表示体１０の裏面１０Ｒに照射される光は、白色の光でなくてもよい。
【００８９】
また、プラズモン構造体層１５にて、光Ｉ５の反射や光Ｅ２の吸収が起こるため、表示体１０がプラズモン構造体層１５を備えていない構成と比較して、裏面１０Ｒに向けて照射された光Ｉ１のなかで表示体１０を透過する光は減少する。したがって、表示体１０の表面１０Ｆと裏面１０Ｒとに光Ｉ１が照射されている場合には、プラズモン構造体層１５の存在によって、表面１０Ｆに照射された光Ｉ１のなかで多層膜層１４での反射光以外の光が表面側に返ってくることが抑えられるとともに、裏面１０Ｒに照射された光Ｉ１に含まれる光が表示体１０を透過して表面側に出ることも抑えられる。これによっても、表面反射観察に際して表示領域２０にて視認される色相の鮮明さが高められる。
【００９０】
図７は、第２実施形態の表示体１０の具体例として、眼鏡９０のレンズに貼り付けられた表示体１０を示す。例えば、表示体１０の表面１０Ｆが外側に向けられており、外光が眼鏡９０に当たっている状態では、眼鏡９０の外側からは、表面反射観察による像が視認され、眼鏡の内側からは、裏面透過観察による像が視認される。なお、表示体１０の表示領域２０がレンズの全面を覆っていてもよい。外光が強ければ、眼鏡９０の装着者からは、眼鏡９０の外側の光景が、表示体１０の裏面１０Ｒから出た光の波長に応じた色相を帯びつつ、視認可能である。
【００９１】
また、その他の例として、表示体１０は、窓に取り付けられてもよい。表示体１０の表面１０Ｆが外側に向けられており、例えば昼間に外光が窓に当たっている状態では、窓の外側からは、表面反射観察による像が視認され、窓の内側からは、裏面透過観察による像が視認される。一方、例えば夜間に室内が点灯されている状態では、窓の外側からは、表面透過観察による像が視認され、窓の内側からは、裏面反射観察による像が視認される。
【００９２】
以上、第２実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（７）の効果に加えて、以下の効果が得られる。
（８）表示体１０の外側から表面１０Ｆに向けて光が照射されているとき、表面反射観察と裏面透過観察とで、表示領域２０には異なる色相の色が視認される。また、表示体１０の外側から裏面１０Ｒに向けて光が照射されているとき、表面透過観察と裏面反射観察とで、表示領域２０には異なる色相の色が視認される。このように、表示体１０を表面側から観察した場合と裏面側から観察した場合とで、視認される像の色相が異なるため、表示体１０を備える物品にて、偽造の困難性や意匠性がより高められる。また、表示体１０の表裏の識別も容易である。
【００９３】
さらに、各観察における第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂとの色相の違いや、表示領域２０と補助領域３０との色の違い等の組み合わせによって、多様な像の表現が可能であり、表示体１０を備える物品にて、偽造の困難性や意匠性が一層高められる。
【００９４】
（第３実施形態）
図８〜図１０を参照して、第３実施形態について説明する。第３実施形態は、表示体付きデバイスの実施形態である。
図８が示すように、表示体付きデバイス１００は、表示体１０と太陽電池５０とを備えている。太陽電池５０は、太陽電池５０における受光領域が表示体１０の裏面１０Ｒと対向する位置に配置されており、例えば、表示体１０の裏面１０Ｒと太陽電池５０の受光領域とは接している。太陽電池５０は、受光領域に入射した光のエネルギーから電力を生成する。
【００９５】
例えば、表示体付きデバイス１００は、太陽電池によって駆動する時計に具体化され、このとき、表示体１０は文字盤として用いられて、物品の意匠性を高める。例えば、図９が示すように、表示体１０の表面１０Ｆにおいて、第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂと補助領域３０とは、装飾のための絵柄や、時刻表示のための数字や文字等を構成している。数字や文字や絵柄の一部は、表示領域２０および補助領域３０とは異なる構成、例えば、表面１０Ｆに対する樹脂や金属の貼付によって形成されていてもよい。
【００９６】
なお、表示体付きデバイス１００は、時計に限らず、太陽電池によって駆動するデバイスであればよく、例えば、太陽電池の駆動対象は表示装置等であってもよい。要は、表示体付きデバイス１００は、表示体１０に対して裏面側に太陽電池５０が位置する構成を有していればよい。また、太陽電池５０は、表示体１０の裏面１０Ｒの一部の領域と対向していてもよく、少なくとも表示領域２０と対向していればよい。
【００９７】
［表示体付きデバイスの作用］
図１０を参照して、表示体付きデバイス１００に入射した光の進行の態様について説明する。なお、図１０では、理解を容易にするために、表示体１０の表示領域２０について、凹凸構造層１２と金属層１３とから構成されるプラズモン構造体層１５を、１つの平坦な層として模式的に表し、多層膜層１４を１つの平坦な層として模式的に表している。
【００９８】
図１０が示すように、表示体付きデバイス１００の外側から表示体１０の表面１０Ｆに向けて太陽光Ｉ１が照射されたとき、第１実施形態と同様に、表示領域２０では、表示体１０の表面側に、多層膜層１４によって強められた波長域の光Ｉ２が射出される。したがって、表示体１０の表面側から見て、光Ｉ２の波長域に応じた色相の色が、表示領域２０にて視認される。
【００９９】
第１実施形態にて説明したように、表示体１０がプラズモン構造体層１５を備えていることにより、多層膜層１４を透過した光が、表示体１０の内部での反射等によって表示体１０の表面側に射出されることが抑えられるため、表面側から見た表示領域２０の色相の鮮明さが高められる。
【０１００】
一方、多層膜層１４を透過した光Ｉ３に含まれる一部の波長域の光Ｅ１は、プラズモン構造体層１５におけるプラズモン共鳴によって消費され、光Ｉ３に含まれる一部の波長域の光Ｉ４がプラズモン構造体層１５と基材１１とを透過して、表示体１０の裏面側に射出される。そして、射出された光Ｉ４が、太陽電池５０の受光領域に入射する。これにより、太陽電池５０は、入射した光Ｉ４のエネルギーから電力を生成する。
【０１０１】
上述のように、プラズモン構造体層１５から射出される光Ｉ４の波長域は、凹凸構造層１２における構造周期Ｐによって決まるため、構造周期Ｐを変更することによって、表示体１０の裏面側に出る光Ｉ４の波長域を変えることができる。したがって、構造周期Ｐの調整によって、光Ｉ４の波長域を太陽電池５０にて効率よく吸収される波長域に調整し、太陽電池５０における光電変換に寄与しない波長域を表示領域２０が呈する構造色とすることもできる。
【０１０２】
なお、表示体１０の表面側から補助領域３０を観察した場合、第１実施形態と同様に、補助領域３０は、金属層１３の材料に応じた色相で金属光沢を有するように見える。
【０１０３】
以上のように、表示体付きデバイス１００の外側から表示体１０の表面１０Ｆに向けて光Ｉ１が照射されている状態で、表示体１０の表面側から表面１０Ｆを観察すると、第１実施形態の表面反射観察と同様の像が観察される。そして、表示体１０の裏面側から射出された光Ｉ４が、太陽電池５０による発電に利用される。
【０１０４】
時計の文字盤に意匠性を高めるための絵柄等を付そうとするとき、光を透過しない材料によって像を形成すれば、材料選択の自由度が高まるため多様な像の表現が可能ではあるが、文字盤の一部に、太陽電池へ光を入射させるための孔を形成せざるを得ない。こうした孔を大きくすれば、太陽電池へ入射する光量が大きくなって発電効率は高まるものの意匠性は低下し、一方で、孔を小さくすれば、意匠性は高まるものの太陽電池へ入射する光量が少なくなって発電効率が低下する。
【０１０５】
これに対し、第３実施形態の表示体付きデバイス１００を太陽電池によって駆動する時計に具体化した構成では、表示領域２０を、像を形成するための領域として利用するとともに、太陽電池へ光を通す領域としても利用できる。したがって、意匠性を高めることと太陽電池の発電効率を高めることとの両立が可能である。
【０１０６】
以上、第３実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（７）の効果に加えて、以下の効果が得られる。
（９）表示体付きデバイス１００の外側から表示体１０の表面１０Ｆに向けて光が照射されている状態で、表示体１０の表面側から表面１０Ｆを観察すると、表示領域２０にて、色相の鮮明さが高められた像が視認される。そして、表示領域２０を透過して表示体１０の裏面側から射出された所定の波長の光が、太陽電池５０による発電に利用される。したがって、表示領域２０を、像を形成するための領域として利用するとともに、太陽電池５０へ光を通す領域としても利用できるため、表示体付きデバイス１００の意匠性を高めることと太陽電池５０の発電効率を高めることとの両立が可能である。
【０１０７】
（第４実施形態）
図１１〜図１３を参照して、第４実施形態について説明する。第４実施形態は、表示体付きデバイスの実施形態である。
図１１が示すように、表示体付きデバイス１１０は、表示体１０と、光を放つことが可能に構成された光射出構造体６０とを備えている。光射出構造体６０は、光射出構造体６０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６０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６０は、白色光下において白色に見える構造体である。
【０１０８】
光射出構造体６０は、表示体１０の裏面１０Ｒの一部と対向する位置に配置されており、光射出構造体６０と裏面１０Ｒとは離間している。すなわち、表示体１０の表面１０Ｆと対向する方向から見て、表面１０Ｆには、光射出構造体６０と重なる領域と、光射出構造体６０と重ならない領域とが含まれる。詳細には、光射出構造体６０は、表示領域２０の一部と対向する位置に配置されている。
【０１０９】
例えば、図１２が示すように、表示体付きデバイス１１０は、表示体１０が文字盤であって、光射出構造体６０が文字盤の下に配置された歯車等の部品である時計に具体化される。なお、表示体付きデバイス１１０は、時計に限らず、表示体１０に対して裏面側に光射出構造体６０が配置された構成を有していればよい。
【０１１０】
［表示体付きデバイスの作用］
図１３を参照して、表示体付きデバイス１１０に入射する光の進行の態様について説明する。なお、図１３では、理解を容易にするために、表示体１０の表示領域２０について、凹凸構造層１２と金属層１３とから構成されるプラズモン構造体層１５を、１つの平坦な層として模式的に表し、多層膜層１４を１つの平坦な層として模式的に表している。
【０１１１】
図１３が示すように、表示体付きデバイス１１０の外側から表示体１０の表面１０Ｆに向けて白色の光Ｉ１が照射されたとき、表示領域２０のなかで表示体１０の裏面側に光射出構造体６０が配置されていない部分では、表示体１０の表面側には、第１実施形態と同様に、多層膜層１４によって強められた波長域の光Ｉ２が射出される。したがって、表示体１０の表面側から見た場合、表示領域２０のなかで光射出構造体６０と重なっていない部分では、光Ｉ２の波長域に応じた色相の色が視認される。
【０１１２】
第１実施形態にて説明したように、表示体１０がプラズモン構造体層１５を備えていることにより、多層膜層１４を透過した光が、表示体１０の内部での反射等によって表示体１０の表面側に射出されることが抑えられるため、表示領域２０のなかで光射出構造体６０と重なっていない部分にて視認される色相の鮮明さが高められる。
【０１１３】
一方、多層膜層１４を透過した光Ｉ３に含まれる一部の波長域の光Ｅ１は、プラズモン構造体層１５におけるプラズモン共鳴によって消費され、光Ｉ３に含まれる一部の波長域の光Ｉ４がプラズモン構造体層１５と基材１１とを透過して、表示体１０の裏面側に射出される。そして、表示体１０の裏面側に光射出構造体６０が位置している部分では、光射出構造体６０から、表示体１０の裏面１０Ｒに向けて、光Ｉ８が射出される。光射出構造体６０が光射出構造体６０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、この光Ｉ８は、表示体１０から射出された光Ｉ４を光射出構造体６０が反射した光であってもよいし、光射出構造体６０の付近に設けられた光源から光射出構造体６０に照射された光を光射出構造体６０が反射した光であってもよい。また、光射出構造体６０が自身の発光によって光を射出する構造体である場合、光Ｉ８は、光射出構造体６０の発光によって生じた光である。
表示体１０の裏面１０Ｒに向けて光Ｉ８が照射されると、光Ｉ８は、基材１１に入り、基材１１からプラズモン構造体層１５に入る。
【０１１４】
プラズモン構造体層１５に光Ｉ８が入射すると、第２実施形態の表面透過観察と同様に、光Ｉ８に含まれる一部の波長域の光Ｉ９は反射光として表示体１０の裏面側に射出され、光Ｉ８に含まれる一部の波長域の光Ｅ３はプラズモン共鳴によって消費され、光Ｉ８に含まれる一部の波長域の光Ｉ１０はプラズモン構造体層１５を透過する。さらに、光Ｉ１０に含まれる波長域の光Ｉ１１が多層膜層１４を透過して、表示体１０の表面側に射出される。
【０１１５】
光Ｉ９，Ｉ１０の波長域は、凹凸構造層１２における構造周期Ｐによって調整可能であり、構造周期Ｐを変更することによって、表示体１０の表面側に出る光Ｉ１１の波長域を変えることができる。また、光Ｉ１１の波長域は、多層膜層１４における薄膜１４ａの構成によっても調整が可能である。
【０１１６】
したがって、表示体１０の表面側から見た場合、表示領域２０のなかで光射出構造体６０と重なっている部分では、光Ｉ２と光Ｉ１１との波長域に応じた色相の色が視認される。
【０１１７】
結果として、表示体付きデバイス１００の外側から表示体１０の表面１０Ｆに向けて白色の光Ｉ１が照射されている状態で、表示体１０の表面側から表面１０Ｆを観察すると、表示領域２０のなかで光射出構造体６０と重なっている部分と、光射出構造体６０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６０の形状に応じた像が視認され、さらに、第１表示領域２０Ａと第２表示領域２０Ｂとの色相の違いや、表示領域２０と補助領域３０との色の違い等の組み合わせによって、多様な像の表現が可能である。
【０１１８】
また、光射出構造体６０に対する光の照射の入切や光射出構造体６０の発光の入切によって、光射出構造体６０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。
【０１１９】
以上、第４実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（７）の効果に加えて、以下の効果が得られる。
（１０）光射出構造体６０から射出された光の一部が表示体１０の表示領域２０を透過して表面側に射出される。したがって、表示体付きデバイス１００の外側から表示体１０の表面１０Ｆに向けて光が照射されている状態で、表示体１０の表面側から表面１０Ｆを観察すると、表示領域２０のなかで光射出構造体６０と重なっている部分と、光射出構造体６０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６０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。
【０１２０】
［変形例］
上記各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・表示領域２０が第３表示領域を含み、第３表示領域において、凹凸構造層１２の構造周期Ｐが一定でなく、第３表示領域における構造周期Ｐの平均値に対して例えば１／１０である所定の標準偏差を有して構造周期Ｐが分布するように、表面１０Ｆと対向する方向から見た凸部１２ｂの中心位置が決定されていてもよい。こうした構成によれば、第３表示領域は、極微小な領域にて互いに異なる色相を呈し、全体としては、表面反射観察において、これらの色相が混じった色に視認される。したがって、第３表示領域を白色に近い色に視認されるように構成することも可能であり、表示領域２０が構成する像が有する色彩についての自由度が高まる。
【０１２１】
・表示領域２０には、互いに異なる色相を呈する３以上の領域が含まれてもよい。また、表示領域２０は、１種類の色相を呈する領域であってもよく、この場合でも、表示体１０が色相の鮮明さの高められた表示領域２０を有することにより、他の表示体との組み合わせや物品に付されている装飾との組み合わせ等によって、物品の偽造の困難性や意匠性の向上が可能である。
【０１２２】
・補助領域３０は、表示体１０の表面側から反射光を見る場合に金属光沢が視認される領域であればよく、例えば、金属層１３と基材１１との間に、凹凸構造層１２の平坦部１２ａと連続する平坦な樹脂層を備えていてもよい。あるいは、補助領域３０は、表示領域２０の金属層１３とは別の層である金属層を備えていてもよい。
【０１２３】
・表示体１０は補助領域３０を含まなくてもよく、表示領域２０のみから構成されてもよいし、表示領域２０に加えて、例えば、基材１１と樹脂層とを備えて表面反射観察にて樹脂層の材料に応じた色に見える領域を有していてもよい。
【０１２４】
・第３実施形態と第４実施形態が組み合わされてもよい。すなわち、表示体付きデバイスは、表示体１０と、表示体の裏面側に配置された太陽電池５０および光射出構造体６０とを備えていてもよい。
【符号の説明】
【０１２５】
Ｄ…凸部幅、Ｈ…凸部高さ、Ｉ１〜Ｉ１１，Ｅ１〜Ｅ３…光、Ｐ…構造周期、Ｗ…凸部間距離、１０…表示体、１０Ｆ…表面、１０Ｒ…裏面、１１…基材、１２…凹凸構造層、１２ａ…平坦部、１２ｂ…凸部、１３…金属層、１４…多層膜層、１４ａ…薄膜、１５…プラズモン構造体層、２０…表示領域、２０Ａ…第１表示領域、２０Ｂ…第２表示領域、３０…補助領域、５０…太陽電池、６０…光射出構造体、１００，１１０…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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