(57)【要約】【課題】表示体の外観によって発現される機能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】表示体は、裏面に沿う面から表面に向けて突出する複数の凸部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１３，１４とを備える。表示体は、第１表示要素２０Ｐが位置する第１表示領域２０と、第２表示要素３０Ｐが位置する第２表示領域３０とを含み、第１表示要素２０Ｐにおいて、凸部１２ｂは、サブ波長周期を有した二次元格子状に並び、第２表示要素３０Ｐにおいて、凸部１２ｂは、第１表示要素２０Ｐにおける凸部１２ｂの周期よりも大きい周期で並ぶ。【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、
を備え、
前記表面と対向する方向から見て、前記表示体は、第１表示要素が位置する第１表示領域と、第２表示要素が位置する第２表示領域とを含み、
前記第１表示要素において、前記凸部は、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並び、前記金属層のなかの前記第１表示要素を構成する部分と共に、プラズモン共鳴を生じさせる構造体を構成し、
前記第２表示要素において、前記凸部は、前記表面と対向する方向から見て前記第１表示要素における前記凸部の周期よりも大きい周期で並び、前記金属層のなかの前記第２表示要素を構成する部分と共に、可視領域の光を回折する回折格子を構成している
表示体。
【請求項２】
前記第２表示要素における前記凸部の高さは、前記第１表示要素における前記凸部の高さよりも高い
請求項１に記載の表示体。
【請求項３】
前記第１表示要素において、前記凸部の上面を含む平面にて前記第１表示要素内で前記凸部が占有する面積比率は１０％以上５０％以下である
請求項１または２に記載の表示体。
【請求項４】
前記凹凸構造層を支持する表面を有した基材を備え、
前記凹凸構造層は、前記表面に沿って広がる形状を有した平坦部を備え、前記凸部は、前記平坦部から突き出している
請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項５】
前記第２表示領域には、前記凸部の並ぶ方向が互いに異なる複数の前記第２表示要素が含まれる
請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項６】
前記第２表示領域には、前記凸部の周期が互いに異なる複数の前記第２表示要素が含まれる
請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示体。
【請求項７】
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備える凹凸構造層であって、第１領域と第２領域とを含む前記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、
を含み、
前記第１工程では、
前記金属層のなかの前記第１領域上に位置する部分と、前記第１領域の前記凸部とが、プラズモン共鳴を生じさせる構造体を構成するように、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、前記第１領域に位置する前記凸部を形成し、
前記金属層のなかの前記第２領域上に位置する部分と、前記第２領域の前記凸部とが、可視領域の光を回折する回折格子を構成するように、前記第１領域における前記凸部の周期よりも大きい周期で、前記第２領域に位置する前記凸部を形成する
表示体の製造方法。
【請求項８】
前記第１工程では、前記第１領域の前記凸部と、前記第２領域の前記凸部とを同時に形成する
請求項７に記載の表示体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示体、および、表示体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示体は、回折格子や多層膜による光の干渉等に基づく構造色を呈する。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。
【０００３】
近年、偽造の困難性や意匠性をより高めるために、外観が互いに異なる領域を有した表示体が提案されている。例えば、特許文献１に記載の表示体は、微細な凹凸を有してホログラムを形成している層の一部に、インクからなる層が印刷によって積層された構造を有する。こうした表示体は、ホログラムによる色が視認される領域、すなわち、表示体に対する観察者の視線の角度が変化したときに色が大きく変化する領域と、インクの色が視認される領域、すなわち、上記角度の変化による色の変化が小さい領域とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５３１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、表示体の外観による偽造の困難性や意匠性をさらに向上するためには、上記角度の変化による色の変化の程度が互いに異なる領域によって、より精細な像が形成されることが好ましい。一方、インクからなる層が位置する領域であるインク領域は、各種の印刷法を用いたインクの塗布によって形成されるため、表示体の表面と対向する方向から見たインク領域の外縁の位置の制御には限界がある。したがって、インク領域よりも、上記外縁の位置のより細かな制御が可能な領域を用いて、上記角度の変化による色の変化の程度が互いに異なる領域を実現する表示体が望まれている。
【０００６】
本発明は、表示体の外観によって発現される機能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】
【０００７】
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、を備え、前記表面と対向する方向から見て、前記表示体は、第１表示要素が位置する第１表示領域と、第２表示要素が位置する第２表示領域とを含み、前記第１表示要素において、前記凸部は、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並び、前記金属層のなかの前記第１表示要素を構成する部分と共に、プラズモン共鳴を生じさせる構造体を構成し、前記第２表示要素において、前記凸部は、前記表面と対向する方向から見て前記第１表示要素における前記凸部の周期よりも大きい周期で並び、前記金属層のなかの前記第２表示要素を構成する部分と共に、可視領域の光を回折する回折格子を構成している。
【０００８】
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、第１表示要素では、表示体の表面側に一次回折光が生じることが抑えられる。一方で、金属層と凹凸構造層とからなる構造体に入射した光のうち、表示体の表面に対して水平に近い角度に発生する一次回折光は、電子の集団的な振動と結合する、すなわち、プラズモン共鳴を生じる。プラズモン共鳴を通じて構造体に誘起された表面プラズモンは、上記構造体を透過し、構造体の裏面側に光として射出される。このように、表示体の表面側に回折光が射出することが抑えられるため、表面と観察者の視線方向とが形成する角度である観察角度が変化したとしても、第１表示領域の色の変化は小さい。一方、第２表示要素からは、回折格子で回折した光が、表示体の表面側に射出されるため、第２表示領域の色は、観察角度の変化によって大きく変化するように見える。
【０００９】
以上のように、凹凸構造層における凸部の周期の大きさの違いによって、観察角度の変化による色の変化の程度が互いに異なる領域である第１表示領域と第２表示領域とが実現される。これらの領域の外縁は、凸部の位置によって規定され、第１表示領域の有する凸部は、サブ波長周期で並んでいるため、インクの印刷によって形成される領域と比較して、より細かく外縁の位置を設定可能である。したがって、第１表示領域と第２表示領域とによって、より精細な像が形成可能であり、偽造の困難性や意匠性、すなわち、表示体の外観によって発現される機能を高められる。
【００１０】
上記構成において、前記第２表示要素における前記凸部の高さは、前記第１表示要素における前記凸部の高さよりも高くてもよい。
凹凸構造層が有する凸部では、凸部のアスペクト比が小さいほど、凸部の加工が容易であり、また、凸部における加工の精度も高い。この傾向は、凸部の周期が小さいほど顕著である。これに対して、凹凸構造層が有する凸部のなかで第２表示要素が備える凸部では、凸部の高さは回折効率に影響し、凸部の高さが低い場合、光の回折効率が低くなり回折光の視認性が悪くなる恐れがある。この点、上記構成によれば、相対的に周期が小さく凹凸構造層がプラズモン共鳴を生じさせるための構造である第１表示要素では、凸部の高さを低くしてアスペクト比を小さくしやすくし、加工の精度を得やすくする一方、相対的に周期が大きく凹凸構造層が光の回折を生じさせるための構造である第２表示要素では、凸部の高さを高くして回折効率を高めることができる。
【００１１】
上記構成において、前記第１表示要素において、前記凸部の上面を含む平面にて前記第１表示要素内で前記凸部が占有する面積比率は１０％以上５０％以下であってもよい。
上記構成によれば、第１表示領域において、上記面積比率が５０％以下であることにより、表面側からの反射観察にて透過光が観察されることが抑えられる一方、上記面積比率が１０％以上であることにより、表面側および裏面側からの透過観察での像の視認性が確保される。
【００１２】
上記構成において、前記凹凸構造層を支持する表面を有した基材を備え、前記凹凸構造層は、前記表面に沿って広がる形状を有した平坦部を備え、前記凸部は、前記平坦部から突き出していてもよい。
【００１３】
上記構成によれば、平坦部は、第１表示領域に含まれる凸部を支持する機能と、第２表示領域に含まれる凸部を支持する機能とを有する。したがって、凸部が倒れることが的確に抑えられ、また、各領域に位置する凸部を支持するための構造が平坦部であるため、凸部が倒れることを抑えるために求められる構造の簡素化を図ることが可能である。
【００１４】
上記構成において、前記第２表示領域には、前記凸部の並ぶ方向が互いに異なる複数の前記第２表示要素が含まれてもよい。
上記構成によれば、観察者に対して表示体を相対的に動かす観察の方式において、第２表示領域における各第２表示要素の明暗が別々に変化するように見える。したがって、表示体に対する観察者の位置や角度の変化に応じた変化が大きい像を、表示体によって形成することができる。さらに、第１表示領域と第２表示領域との組み合わせによって、第２表示領域における像の変化を際立たせることができるため、表示体の外観によって発現される機能がより高められる。
【００１５】
上記構成において、前記第２表示領域には、前記凸部の周期が互いに異なる複数の前記第２表示要素が含まれてもよい。
上記構成によれば、観察角度を変化させる観察の方式において、第２表示領域における各第２表示要素の明暗が別々に変化するように見える。したがって、観察角度の変化に応じた変化が大きい像を、表示体によって形成することができる。さらに、第１表示領域と第２表示領域との組み合わせによって、第２表示領域における像の変化を際立たせることができるため、表示体の外観によって発現される機能がより高められる。
【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備える凹凸構造層であって、第１領域と第２領域とを含む前記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、を含み、前記第１工程では、前記金属層のなかの前記第１領域上に位置する部分と、前記第１領域の前記凸部とが、プラズモン共鳴を生じさせる構造体を構成するように、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、前記第１領域に位置する前記凸部を形成し、前記金属層のなかの前記第２領域上に位置する部分と、前記第２領域の前記凸部とが、可視領域の光を回折する回折格子を構成するように、前記第１領域における前記凸部の周期よりも大きい周期で、前記第２領域に位置する前記凸部を形成する。
【００１７】
上記製法によれば、凹凸構造層における凸部の周期の大きさの違いによって、観察角度の変化による色の変化の程度が互いに異なる領域を有する表示体を製造することができる。したがって、表示体の外観によって発現される機能が高められた表示体が得られる。そして、上記製造方法によれば、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。
【００１８】
上記製法において、前記第１工程では、前記第１領域の前記凸部と、前記第２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領域の凸部と第２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。また、第１領域と第２領域との境界をより精密に形成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、表示体の外観によって発現される機能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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実施形態における表示体の断面構造と凹凸構造層の平面構造とを示す図。
【図３】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４】第１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５】第１実施形態における表示体の断面構造の他の例を示す断面図。
【図６】第１実施形態における表示体の断面構造の他の例を示す断面図。
【図７】第１実施形態における表示体の第２画素での凸部の配置の他の例を示す平面図。
【図８】第１実施形態における表示体の断面構造の他の例を示す断面図。
【図９】表示体の第２実施形態の一形態における平面構造を示す平面図。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、第２実施形態の表示体の作用を示す図であって、表示体の一形態にて視認される像の変化の様子を示す図。
【図１１】表示体の第２実施形態の一形態における平面構造を示す平面図。
【図１２】凸部の周期と入射角および回折角との関係を示す図。
【図１３】（ａ）および（ｂ）は、観察者による表示体の観察角度の変化を示す図。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は、第２実施形態の表示体の作用を示す図であって、表示体の一形態にて視認される像の変化の様子を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
図１〜図８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、表示体に照射される入射光の波長域は限定されないが、以下の各実施形態では、入射光として肉眼で認識可能な可視波長領域（波長：４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下）を含む自然光を対象として説明する。
【００２２】
第１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、壁や扉等の構造物等に取り付けられる。例えば、表示体は、時計の文字盤として用いられてもよい。
【００２３】
［表示体の構成］
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、第１表示領域２０と第２表示領域３０とを含んでいる。第１表示領域２０は、第１表示要素の一例である第１画素の配置された領域であり、第２表示領域３０は、第２表示要素の一例である第２画素の配置された領域である。
【００２４】
第１表示領域２０と第２表示領域３０との各々は、これらの領域単独、もしくは、これらの領域の組み合わせによって、文字、記号、図形、模様、絵柄、これらの背景等を像として表現する。これらの像の一例として、図１に示す構成では、第１表示領域２０と第２表示領域３０とによって、月の絵柄が表現され、第２表示領域３０によって、月の周囲に位置する星が表現され、第１表示領域２０によって背景が表現されている。
【００２５】
図２を参照して、第１表示領域２０および第２表示領域３０の構造について説明する。図２は、第１表示領域２０と第２表示領域３０との境界を含み、第１表示領域２０を構成する第１画素２０Ｐと、第２表示領域３０を構成する第２画素３０Ｐとが相互に並ぶ部分の構造を拡大して示す図である。
【００２６】
第１画素２０Ｐと第２画素３０Ｐとの各々は、基材１１と、凹凸構造層１２と、第１金属層１３と、第２金属層１４とを備えている。なお、基材１１に対して凹凸構造層１２の位置する側が表示体１０の表面側であり、凹凸構造層１２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、第１画素２０Ｐおよび第２画素３０Ｐ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第１画素２０Ｐおよび第２画素３０Ｐにおける凹凸構造層１２の平面構造を示している。
【００２７】
第１画素２０Ｐと第２画素３０Ｐとにおいて、凹凸構造層１２における凹凸に関わる構造以外の構造は、相互に共通している。例えば、基材１１のなかで第１画素２０Ｐに含まれる部分は、第２画素３０Ｐに含まれる部分と連続し、これらは一体の構造体である。また、凹凸構造層１２のなかで第１画素２０Ｐに含まれる部分は、第２画素３０Ｐに含まれる部分と連続し、これらもまた一体の構造体である。また、第１画素２０Ｐを構成する第１金属層１３と、第２画素３０Ｐを構成する第１金属層１３とは、それを構成する材料や厚さという構成においてほぼ共通しており、第１画素２０Ｐを構成する第２金属層１４と、第２画素３０Ｐを構成する第２金属層１４とは、それを構成する材料や厚さという構成においてほぼ共通している。
【００２８】
第１画素２０Ｐにおける凹凸構造層１２と第１金属層１３と第２金属層１４とは、プラズモン共鳴を起こす構造体であるプラズモン構造体層１５を構成している。第２画素３０Ｐにおける凹凸構造層１２と第１金属層１３と第２金属層１４とは、入射側空間に回折光を出射する構造体である回折格子層１６を構成している。
【００２９】
以下、各層の詳細な構成について説明する。
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。
【００３０】
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から表面１０Ｆに向かう方向に突出している。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。
【００３１】
凸部１２ｂは、表面１０Ｆと対向する方向から見た形状が正方形である四角柱形状を有している。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、凸部高さである。そして、第１画素２０Ｐの凸部１２ｂの凸部高さが第１凸部高さＨ１であり、第２画素３０Ｐの凸部１２ｂの凸部高さが第２凸部高さＨ２である。
【００３２】
基材１１の表面に沿った方向における凸部１２ｂの長さ、すなわち、凸部１２ｂの基部を構成する正方形の一辺の長さが、凸部幅である。そして、第１画素２０Ｐの凸部１２ｂの凸部幅が第１凸部幅Ｄ１であり、第２画素３０Ｐの凸部１２ｂの凸部幅が第２凸部幅Ｄ２である。
【００３３】
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、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。正方形ＳＱの一辺の長さが凸部１２ｂの配列の周期であり、すなわち、凸部１２ｂの配列の周期は、互いに隣り合う２つの凸部１２ｂにおける中心間の最短距離であり、また、凸部１２ｂの配列の周期は、互いに隣り合う２つの凸部１２ｂ間の最短距離と凸部幅との合計である。そして、第１画素２０Ｐの凸部１２ｂの配列の周期が第１構造周期Ｐ１であり、第２画素３０Ｐの凸部１２ｂの配列の周期が第２構造周期Ｐ２である。
【００３４】
第１構造周期Ｐ１は、可視領域の波長でプラズモン共鳴を起こすための周期であり、可視領域の短波長側の波長よりも小さい周期、すなわち、サブ波長周期である。具体的には、第１構造周期Ｐ１は、４００ｎｍ未満である。また、第２構造周期Ｐ２は、可視領域の光を回折するための周期であり、第１構造周期Ｐ１よりも大きく、例えば、可視領域の短波長側の波長以上の長さである。第２構造周期Ｐ２は、例えば、可視領域の光を回折しやすい周期として４００ｎｍ以上１０μｍ以下である。
【００３５】
第１凸部高さＨ１と第２凸部高さＨ２とは、一致していてもよく、異なっていてもよい。ナノインプリント法を用いて凹凸構造層１２を形成する場合、第１凸部高さＨ１よりも第２凸部高さＨ２が高い構成であると、凸部１２ｂの形成に用いる凹版の加工の精度が得られやすいため、凸部１２ｂの加工の精度が得られやすい。同様に、凸部１２ｂの加工の精度が得られやすい観点において、第１凸部幅Ｄ１に対する第１凸部高さＨ１の比（Ｈ１／Ｄ１）は、３以下であることが好ましく、２以下であることがさらに好ましい。特に凸部１２ｂの周期が小さい場合には、凸部幅に対する凸部高さの比であるアスペクト比が小さいほど、凸部１２ｂの加工の精度が得られやすい一方で、回折格子層１６では、凸部高さが高いほど光の回折効率が高まる。そのため、第１凸部高さＨ１よりも第２凸部高さＨ２が高い構成であると、相対的に周期が小さく凹凸構造層１２がプラズモン共鳴を生じさせるための構造である第１画素２０Ｐでは、アスペクト比を小さくして加工の精度を確保する一方、相対的に周期が大きく凹凸構造層１２が光の回折を生じさせるための構造である第２画素３０Ｐでは、凸部高さを高くして回折効率を高めることができる。
【００３６】
さらに、ナノインプリント法を用いて凹凸構造層１２を形成する場合、第１構造周期Ｐ１に対する第１凸部幅Ｄ１（Ｄ１／Ｐ１）と、第２構造周期Ｐ２に対する第２凸部幅Ｄ２（Ｄ２／Ｐ２）とがほぼ等しいと、凹凸構造層１２全体で平坦部１２ａの厚さを均一に形成しやすいため好ましい。
【００３７】
第１金属層１３は、凸部１２ｂの間に露出している平坦部１２ａを覆っている。第２金属層１４は、凸部１２ｂの先端面を覆っている。第１金属層１３と第２金属層１４とは、共通の金属材料から構成されており、相互にほぼ等しい膜厚を有する。金属層１３，１４の各々の屈折率は、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１３，１４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１３，１４の膜厚は、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。金属層１３，１４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。
【００３８】
なお、少なくとも第１画素２０Ｐにおいては、表示体１０の表面１０Ｆと対向する方向から見て、凸部１２ｂの間から露出する平坦部１２ａの面積は、各凸部１２ｂであ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、第１金属層１３と凸部１２ｂの基部とを含む領域である基部領域１７において、第１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、海成分のなかに点在する島成分である。
【００３９】
また、第２金属層１４と第２金属層１４の間の空気層とを含む領域である頂部領域１９において、第２金属層１４は、構造的および光学的に島成分であり、空気層は、構造的および光学的に海成分である。さらに、基部領域１７と頂部領域１９との間の中間領域１８、すなわち、凸部１２ｂにおける基部以外の部分と、凸部１２ｂの間の空気層とを含む領域において、凸部１２ｂにおける基部以外の部分は、構造的および光学的に島成分であり、空気層は、構造的および光学的に海成分である。
【００４０】
上記構成では、基部領域１７、中間領域１８、および、頂部領域１９の各々において、海成分の体積比率は、島成分の体積比率よりも大きい。そして、基部領域１７における第１金属層１３の体積比率は、頂部領域１９における第２金属層１４の体積比率よりも大きく、頂部領域１９における第２金属層１４の体積比率は、中間領域１８における金属材料の体積比率よりも大きい。
【００４１】
こうした構成において、基部領域１７、中間領域１８、および、頂部領域１９の各々の屈折率は、領域ごとに、各領域に含まれる金属層１３，１４や凸部１２ｂや空気層の屈折率が平均化された大きさに近似される。すなわち、基部領域１７の屈折率は、海成分である第１金属層１３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。また、中間領域１８の屈折率は、海成分である空気層に支配された大きさであり、凸部１２ｂの存在に起因して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。また、頂部領域１９の屈折率は、海成分である空気層に支配された大きさであり、第２金属層１４の存在に起因して空気層の屈折率よりも低く、かつ、空気層の屈折率に近い値である。
【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。
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、第１画素２０Ｐにおける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樹脂から合成石英モールドを離型する。これによって、凸部１２ｂが形成されるとともに、凸部１２ｂと基材１１との間には、紫外線硬化性樹脂からなる残膜として平坦部１２ａが形成される。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】
上記方法において、第１画素２０Ｐに対応する部分と第２画素３０Ｐ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の周期を変えることによって、第１画素２０Ｐにおける第１構造周期Ｐ１の凸部１２ｂと第２画素３０Ｐにおける第２構造周期Ｐ２の凸部１２ｂ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、第１金属層１３および第２金属層１４を形成する。第１金属層１３と第２金属層１４とは、凹凸構造層１２の表面に対して金属薄膜の成膜が行われることによって、同時に形成される。第１金属層１３および第２金属層１４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。
【００４６】
［表示体の作用：表面反射観察、裏面透過観察］
図３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３では、理解を容易にするために、第１画素２０Ｐが備え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、第２画素３０Ｐが備える回折格子層１６を、１つの平坦な層として模式的に表している。
【００４７】
まず、第１画素２０Ｐを有する第１表示領域２０を観察した場合について説明する。
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、光Ｉ１は、空気層からプラズモン構造体層１５に入る。ここで、光Ｉ１は、プラズモン構造体層１５の凹凸構造部分に入るとき、空気層から、空気層に近い屈折率を有した頂部領域１９に入るため、空気層と頂部領域１９との界面ではフレネル反射が生じ難い。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、可視領域の波長よりも小さいサブ波長周期である。そのため、光Ｉ１を受けたプラズモン構造体層１５では、表示体１０の表面側に一次回折光が生じることが抑えられ、光Ｉ１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。なお、光Ｅ１は、表示体１０の表面１０Ｆに対して水平に近い角度に発生した一次回折光である。そして、プラズモン構造体層１５は、光Ｉ１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Ｉ２に変換する。光Ｉ２の波長域は、プラズモン構造体層１５における凹凸構造の周期、すなわち、第１構造周期Ｐ１によって決まる。
【００４８】
結果として、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、プラズモン構造体層１５における界面でのフレネル反射が生じ難いこと、および、プラズモン構造体層１５にてプラズモン共鳴が生じることによって、黒色、もしくは、黒色に近い色が、第１画素２０Ｐにて視認される。すなわち、表面反射観察において、第１表示領域２０は、黒色、もしくは、黒色に近い色に見える。表面１０Ｆに対する観察者の角度、すなわち、表面１０Ｆと観察者の視線方向とが形成する角度である観察角度が変化したとしても、第１表示領域２０の色はほぼ変化しない。
【００４９】
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１０の裏面側から裏面１０Ｒを観察する裏面透過観察によれば、プラズモン構造体層１５でのプラズモン共鳴を経て表示体１０の裏面側に出た光Ｉ２の波長域に応じた色が、第１画素２０Ｐで視認される。すなわち、裏面透過観察において、第１表示領域２０は、白色および黒色とは異なる色に見える。
【００５０】
次に、第２画素３０Ｐを有する第２表示領域３０を観察した場合について説明する。
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、回折格子層１６における凹凸構造の周期は可視領域の波長以上の周期であるため、光Ｉ１が回折格子層１６にて回折を起こし、回折光である光Ｉ３が表示体１０の表面側に射出される。光Ｉ３には複数の波長の光が含まれ、これらの光の出射角度は互いに異なる。光Ｉ３に含まれる各波長域の光の出射角度は、回折格子層１６における凹凸構造の周期、すなわち、第２構造周期Ｐ２によって決まる。
【００５１】
結果として、表面反射観察によれば、観察角度に応じて、色相や彩度や明度の異なる色が、第２画素３０Ｐで視認される。すなわち、表面反射観察において、第２表示領域３０の色は、観察角度の変化によって大きく変化するように見える。
【００５２】
一方、裏面透過観察によれば、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、金属層１３，１４を有する回折格子層１６を透過する光Ｉ４の強度は微小であるため、第２画素３０Ｐには、黒色に近い色が視認される。すなわち、裏面透過観察において、第２表示領域３０は、黒色に近い色に見える。
【００５３】
以上のように、表面反射観察においては、第１表示領域２０に視認される色は、観察角度の変化による変化が小さく、第２表示領域３０に視認される色は、観察角度の変化による変化が大きい。したがって、凹凸構造層１２における凸部１２ｂの周期の大きさの違いによって、観察角度の変化による色の変化の程度が互いに異なる領域が実現できる。そして、第１表示領域２０と第２表示領域３０とで色の見え方が異なるため、表面反射観察によれば、第１表示領域２０と第２表示領域３０とから構成される絵柄等の像が視認される。
【００５４】
また、裏面透過観察においては、第１表示領域２０に視認される色と第２表示領域３０に視認される色とで、色相や彩度や明度が異なるため、裏面透過観察によっても、第１表示領域２０と第２表示領域３０とから構成される絵柄等の像が視認される。また、表面反射観察と裏面透過観察とで、表示体１０にて視認される像は、色相や彩度や明度が互いに異なる像であり、また、観察角度の変化による色の変化の程度が互いに異なる像である。
【００５５】
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。
【００５６】
［表示体の作用：裏面反射観察、表面透過観察］
図４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を観察した場合に視認される像について説明する。
【００５７】
まず、第１画素２０Ｐを有する第１表示領域２０を観察した場合について説明する。
表示体１０の外側から表示体１０の裏面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。ここで、光Ｉ１は、プラズモン構造体層１５の凹凸構造部分に入るとき、空気層よりも高い屈折率を有した凹凸構造層１２の平坦部１２ａから、空気層よりも低い屈折率を有した基部領域１７に入るため、これらの界面でフレネル反射が生じやすい。
【００５８】
一方で、上記界面を透過してプラズモン構造体層１５の凹凸構造部分に光が入射すると、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。光Ｉ５，Ｉ６の波長域は、プラズモン構造体層１５における凹凸構造の周期、すなわち、第１構造周期Ｐ１によって決まる。
【００５９】
結果として、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、フレネル反射によって表示体１０の裏面側に射出された光Ｉ５の波長域に応じた色が、第１画素２０Ｐで視認される。この光Ｉ５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って、観察角度による変化は小さい。
【００６０】
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、表示体の表面側から表面１０Ｆを観察する表面透過観察によれば、プラズモン構造体層１５でのプラズモン共鳴を経て表示体１０の表面側に出た光Ｉ６の波長域に応じた色が、第１画素２０Ｐで視認される。この光Ｉ６の波長域に応じた色は、白色、黒色、および、光Ｉ５の波長域に応じた色とは異なる色である。ただし、プラズモン構造体層１５にて光Ｉ５の反射が起こるため、裏面１０Ｒに向けて照射された光Ｉ１のなかで表示体１０を透過する光の強度は低い。したがって、表面透過観察において、第１表示領域２０は、暗色に見える。それゆえ、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であっても、表面側から見て、第１表示領域２０は、黒色に近い色に見える。
【００６１】
次に、第２画素３０Ｐを有する第２表示領域３０を観察した場合について説明する。
表示体１０の外側から表示体１０の裏面１０Ｒに向けて白色の光Ｉ１が照射されると、光Ｉ１が回折格子層１６にて回折を起こし、回折光である光Ｉ７が表示体１０の裏面側に射出される。光Ｉ７に含まれる各波長域の光の出射角度は、回折格子層１６における凹凸構造の周期、すなわち、第２構造周期Ｐ２によって決まる。
【００６２】
結果として、裏面反射観察によれば、観察角度に応じて、色相や彩度や明度の異なる色が、第２画素３０Ｐで視認される。すなわち、裏面反射観察において、第２表示領域３０の色は、観察角度の変化によって大きく変化するように見える。
【００６３】
一方、表面透過観察によれば、表示体１０の外側から裏面１０Ｒに向けて照射された光Ｉ１のうち、金属層１３，１４を有する回折格子層１６を透過する光Ｉ８の強度は微小であるため、第２画素３０Ｐには、黒色に近い色が視認される。すなわち、表面透過観察において、第２表示領域３０は、黒色に近い色に見える。
【００６４】
以上のように、裏面反射観察においては、第１表示領域２０と第２表示領域３０とで色の見え方が異なるため、裏面反射観察によれば、第１表示領域２０と第２表示領域３０とから構成される絵柄等の像が視認される。また、裏面反射観察と表面透過観察とで、表示体１０にて視認される像は、色相や彩度や明度が互いに異なる像であり、また、観察角度の変化による色の変化の程度が互いに異なる像である。
【００６５】
なお、上記裏面反射観察や表面透過観察の結果は、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高い場合においても、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。
【００６６】
このように、第１実施形態の表示体１０によれば、凹凸構造層１２における凸部１２ｂの周期の大きさの違いによって、観察角度の変化による色の変化の程度が互いに異なる領域が実現できる。これらの領域の外縁は、凸部１２ｂの位置によって規定され、第１表示領域２０の有する凸部１２ｂは、サブ波長周期で並んでいるため、インクの印刷によって形成される領域と比較して、より細かく外縁の位置を設定可能である。したがって、第１表示領域２０と第２表示領域３０とによって、より精細な像が形成可能であり、表示体１０および表示体１０を備える物品の偽造の困難性や意匠性が高められる。
【００６７】
第１表示領域２０と第２表示領域３０とが形成する像は、例えば、第２表示領域３０が絵柄を構成し、第１表示領域２０が背景を構成する像であってもよいし、第１表示領域２０と第２表示領域３０とが協働して１つの絵柄を構成する像であってもよいし、第２表示領域３０が絵柄の輪郭を構成し、第１表示領域２０が輪郭の内部を構成する像であってもよい。表面反射観察では、観察角度の変化によって第２表示領域３０が虹色に光るように見える一方で、第１表示領域２０は観察角度の変化に依らず黒っぽく見えるため、特に、第１表示領域２０が第２表示領域３０に囲まれる形態、もしくは、第２表示領域３０が第１表示領域２０に囲まれる形態であると、第１表示領域２０が際立って見える。したがって、第１表示領域２０と第２表示領域３０とが形成する像の意匠性が高められる。
【００６８】
なお、表示体１０は、少なくとも表面反射観察が可能なように利用されればよく、例えば、表面側からのみ表示体１０に光が入射し、表面側からのみ表示体１０の観察が可能である状態で用いられてもよい。この場合でも、第１表示領域２０と第２表示領域３０とによって、観察角度の変化による色の変化の程度が互いに異なる領域が実現される。
【００６９】
［表示体の構成例］
表示体１０の構造についての好ましい形態、および、変形例についてさらに説明する。
＜第１表示領域２０の構成例＞
第１表示領域２０における第１画素２０Ｐの構成例について説明する。なお、以下の構成例は、第２表示領域３０における第２画素３０Ｐにも適用されてもよい。
【００７０】
図５が示すように、第１金属層１３の厚さＴａが厚いほど、プラズモン構造体層１５の基部領域１７と平坦部１２ａとの界面で生じるフレネル反射によって射出される光の強度が大きく、裏面反射観察で視認される像の明度が高まる。また、第１金属層１３の厚さＴａが厚いほど、裏面１０Ｒから表面１０Ｆへ透過する光の強度が小さく、表示体１０の表裏に光が照射されている場合でも、表面反射観察での色彩が、より黒色に近づく。
【００７１】
また、第１構造周期Ｐ１に対する第１凸部幅Ｄ１の比が小さいほど、平坦部１２ａ上において第１金属層１３の位置する領域の面積比率が大きくなるため、裏面反射観察で視認される像の明度が高まり、かつ、表面反射観察での色彩が、より黒色に近づく。
【００７２】
したがって、第１金属層１３の厚さＴａは１０ｎｍ以上であることが好ましい。また、第１構造周期Ｐ１に対する第１凸部幅Ｄ１の比は０．７５以下であることが好ましく、０．６０以下であることがより好ましい。また、凸部１２ｂの上面を含む平面において、第１画素２０Ｐ内で凸部１２ｂが占有する面積比率は５０％以下であることが好ましい。
【００７３】
一方、第１金属層１３の厚さＴａが薄いほど、また、第２金属層１４の厚さＴｂ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く、視認される像が明瞭になる。また、第１構造周期Ｐ１に対する第１凸部幅Ｄ１の比が大きいほど、これもまた、表示体１０を透過する光の強度が大きい。
【００７４】
したがって、第１金属層１３の厚さＴａや、第２金属層１４の厚さＴｂは、２００ｎｍ以下であることが好ましい。また、第１構造周期Ｐ１に対する第１凸部幅Ｄ１の比は０．２５以上であることが好ましく、０．４０以上であることがより好ましい。また、凸部１２ｂの上面を含む平面において、第１画素２０Ｐ内で凸部１２ｂが占有する面積比率は１０％以上であることが好ましい。
【００７５】
また、第１金属層１３と第２金属層１４とを、凹凸構造層１２に対する金属層の成膜によって、単一の工程で形成するとき、成膜源から飛行する金属粒子は、凹凸構造層１２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１４の幅Ｗａは、凸部１２ｂの第１凸部幅Ｄ１よりも若干大きくなり、互いに隣接する第２金属層１４間の最短距離Ｗｂは、互いに隣接する凸部１２ｂ間の最短距離Ｗｃよりも若干小さくなる。また、第１金属層１３における凸部１２ｂの周囲の部分は、第２金属層１４によるシャドウ効果の影響を受けて、凸部１２ｂに近い部位ほど薄い。
【００７６】
また、上記製造方法では、凸部１２ｂの側面にも、第２金属層１４に連続する金属層である中間金属層１４Ａが形成される。中間金属層１４Ａは、第２金属層１４と一体の構造体であり、凸部１２ｂの側面上での厚みが、第１金属層１３に近い部位ほど薄い。
【００７７】
第１画素２０Ｐにおいて、こうした中間金属層１４Ａは、第１構造周期Ｐ１がサブ波長周期であるため、頂部領域１９および中間領域１８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１４Ａは、表示体の外側から頂部領域１９に入射した光を反射し難く、中間領域１８や基部領域１７へ透過しやすい。それゆえに、表面反射観察において、より黒色に近い色が、第１表示領域２０にて視認される。
【００７８】
また、第２金属層１４間の空気層である誘電体層と第２金属層１４との間の屈折率差が小さいほど、頂部領域１９での平均化された屈折率は、頂部領域１９と頂部領域１９上の空気層との界面でのフレネル反射を抑えやすい。他方、凸部１２ｂと第１金属層１３との間の屈折率差が大きいほど、基部領域１７の平均化された屈折率は、基部領域１７と平坦部１２ａとの界面でのフレネル反射を促しやすい。
【００７９】
したがって、第１金属層１３と第２金属層１４とが、相互に等しい屈折率を有し、かつ、凸部１２ｂと第１金属層１３との間の屈折率差が、上記誘電体層と第２金属層１４との間の屈折率差よりも大きい構成であれば、頂部領域１９と空気層との界面でのフレネル反射を抑え、かつ、基部領域１７と平坦部１２ａとの界面でのフレネル反射を促すことが可能となる。
【００８０】
なお、第１画素２０Ｐが、頂部領域１９と頂部領域１９上の空気層との界面でのフレネル反射を好適に抑えるための上述の各種の構成を有していない場合であっても、第１画素２０Ｐにおける凸部１２ｂの周期がサブ波長周期であることにより、第１画素２０Ｐから回折光が射出されることは抑えられ、プラズモン構造体層１５ではプラズモン共鳴が生じる。したがって、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状態において、表示体１０の表面側に第１画素２０Ｐから回折光が射出することが抑えられるため、観察角度の変化による色の変化の小さい第１表示領域２０は実現できる。
【００８１】
＜凸部１２ｂの形状および配置の変形例＞
図６が示すように、凸部１２ｂの形状は、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いてもよい。この場合、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おり、凸部１２ｂの基部を構成する正方形の一辺の長さが、凸部幅である。こうした構造であれば、凸部１２ｂの形成に際して、凸部１２ｂ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。また、凸部１２ｂは、円錐台形状や円柱形状であってもよいし、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。
【００８２】
第１画素２０Ｐにおいて、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。第１画素２０Ｐにおいて、凹凸構造層１２と第１金属層１３および第２金属層１４とは、これらの層からなるプラズモン構造体層１５にてプラズモン共鳴が生じる構造を有していればよい。
【００８３】
図７が示すように、第２画素３０Ｐにおいて、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、正方配列を含む二次元格子状に限らず、１つの方向に帯状に延びる複数の凸部１２ｂが等間隔で並ぶ配置であってもよい。この場合、凸部１２ｂの延びる方向と直交する方向における凸部１２ｂの長さが第２凸部幅Ｄ２である。要は、第２画素３０Ｐにおいて、凸部１２ｂは、凹凸構造層１２と第１金属層１３および第２金属層１４とからなる回折格子層１６が可視領域の光を回折する回折格子を構成するように配置されていればよい。
【００８４】
＜その他の変形例＞
図８が示すように、表示体１０は、第１画素２０Ｐと第２画素３０Ｐとの少なくとも一方において、凹凸構造層１２と第１金属層１３と第２金属層１４とからなる構造体を覆う保護層４０を備えていてもよい。すなわち、凸部１２ｂ間の領域や第２金属層１４間の領域には、空気とは異なる誘電体が位置していてもよい。保護層４０は、例えば、低屈折率の樹脂から構成される。低屈折率の樹脂からなる保護層４０は、凸部１２ｂの屈折率よりも空気層の屈折率に近い屈折率を有する。
【００８５】
また、表示体１０は、第１画素２０Ｐにおいて、プラズモン構造体層１５を、構造体に対して表面側で覆う多層膜層を備えていてもよい。多層膜層は、可視領域の光に対して透明な材料から構成された複数の薄膜の積層体であって、多層膜干渉を生じさせる。複数の薄膜の屈折率は、互いに異なる。そして、表示体１０の外側から表面１０Ｆに向けて光が照射されると、多層膜層では、各薄膜の界面で反射された特定の波長域の光が干渉により強められて、表面側に射出される。第１画素２０Ｐにおいては、表面側への一次回折光の発生が抑えられ、プラズモン共鳴が起こるため、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表面側に射出されることが抑えられる。それゆえ、表面側から見て、第１画素２０Ｐには、多層膜層によって強められた波長域に応じた色相の色が鮮明に見える。
【００８６】
こうした構成によっても、表面反射観察では、第２表示領域３０が観察角度の変化によって色が大きく変化するように見える一方で、第１表示領域２０に視認される色は、多層膜層によって強められた波長域に応じた色であって、この色の観察角度の変化による変化は第２表示領域３０と比較して小さい。したがって、第１表示領域２０と第２表示領域３０とによって、観察角度の変化による色の変化の程度が互いに異なる領域が実現される。
【００８７】
そして、多層膜層によって強められる波長域は多層膜の層構成等によって調整可能であるため、観察角度の変化による色の変化の小さい領域に、黒色以外の色を視認させることが可能であり、多様な像の表現が可能である。
【００８８】
また、第１金属層１３と第２金属層１４とが、相互に連続する１つの金属層であってもよい。すなわち、金属層は、凹凸構造層１２の表面に沿って、凹凸構造層１２の全面を覆っていてもよい。要は、第１金属層１３と第２金属層１４とを含む層である金属層は、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の配置に沿った配置で点在している形状を有していればよい。
【００８９】
また、第１表示領域２０の凹凸構造層１２と、第２表示領域３０の凹凸構造層１２とは、別々の工程で形成されてもよい。また、第１金属層１３と第２金属層１４とは別々の工程で形成されてもよい。こうした場合、第１金属層１３と第２金属層１４とが互いに異なる材料から構成されていてもよい。
【００９０】
また、基材１１と凹凸構造層１２は一体であってもよい。あるいは、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。
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。
【００９１】
（１）凹凸構造層１２における凸部１２ｂの周期の大きさの違いによって、観察角度の変化による色の変化の程度が互いに異なる領域である第１表示領域２０と第２表示領域３０とが実現される。これらの領域の外縁は、凸部１２ｂの位置によって規定され、第１表示領域２０の有する凸部１２ｂは、サブ波長周期で並んでいるため、インクの印刷によって形成される領域と比較して、より細かく外縁の位置を設定可能である。したがって、第１表示領域２０と第２表示領域３０とによって、より精細な像が形成可能であり、表示体１０を備える物品の偽造の困難性や意匠性が高められる。すなわち、表示体１０の外観によって発現される機能を高めることができる。
【００９２】
また、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、色相や彩度や明度が互いに異なる像が視認される。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、色相や彩度や明度が互いに異なる像が視認される。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】
（２）凹凸構造層１２が有する凸部１２ｂでは、凸部１２ｂのアスペクト比が小さいほど、凸部１２ｂの加工が容易であり、また、凸部１２ｂにおける加工の精度も高い。この傾向は、凸部１２ｂの周期が小さいほど顕著である。これに対して、凹凸構造層１２が有する凸部１２ｂのなかで第２画素３０Ｐが備える凸部１２ｂでは、凸部１２ｂの高さが高いほど、光の回折効率が高い。そのため、第１凸部高さＨ１よりも第２凸部高さＨ２が大きい構成であると、相対的に周期が小さく凹凸構造層１２がプラズモン共鳴を生じさせるための構造である第１画素２０Ｐでは、アスペクト比を小さくして加工の精度を確保する一方、相対的に周期が大きく凹凸構造層１２が光の回折を生じさせるための構造である第２画素３０Ｐでは、凸部高さを高くして回折効率を高めることができる。
【００９４】
（３）凸部１２ｂが、平坦部１２ａから突き出していることにより、平坦部１２ａは、第１表示領域２０に含まれる凸部１２ｂを支持する機能と、第２表示領域３０に含まれる凸部１２ｂを支持する機能とを有する。したがって、凸部１２ｂが倒れることが的確に抑えられ、また、各領域に位置する凸部１２ｂを支持するための構造が平坦部１２ａであるため、凸部１２ｂが倒れることを抑えるために求められる構造の簡素化を図ることが可能である。
【００９５】
（４）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、第１領域と第２領域とを有する凹凸構造層１２を形成する。そして、金属層を凹凸構造層１２の上に形成する。このとき、金属層のなかの第１領域上に位置する部分と、第１領域の凸部１２ｂとが、プラズモン共鳴を生じさせる構造体を構成するように、サブ波長周期を有した二次元格子状に、第１領域に位置する凸部１２ｂを形成し、金属層のなかの第２領域上に位置する部分と、第２領域の凸部１２ｂとが、可視領域の光を回折する回折格子を構成するように、第１領域における凸部１２ｂの周期よりも大きい周期で、第２領域に位置する凸部１２ｂを形成する。こうした製造方法によれば、観察角度の変化による色の変化の程度が互いに異なる領域を有する表示体１０を製造することが可能であり、また、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。
【００９６】
（５）上記第１領域の凸部１２ｂと上記第２領域の凸部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画素２０Ｐの凸部１２ｂと第２画素３０Ｐの凸部１２ｂとが同時に形成される。こうした製造方法によれば、第１画素２０Ｐの凸部１２ｂと第２画素３０Ｐ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。また、第１画素２０Ｐの配置された第１表示領域２０と第２画素３０Ｐの配置された第２表示領域３０との境界をより精密に形成することができる。
【００９７】
（第２実施形態）
図９〜図１４を参照して、表示体、および、表示体の製造方法の第２実施形態を説明する。
【００９８】
第２実施形態の表示体における第１画素および第２画素の構成は、第１実施形態と同様である。ただし、第２実施形態の第２表示領域は、凸部の配列方向、および、凸部の周期の少なくとも一方が互いに異なる第２画素を含む。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。
【００９９】
［凸部の配列方向が異なる形態］
図９および図１０を参照して、第２表示領域が、凸部の配列方向が互いに異なる第２画素を含む形態について説明する。
【０１００】
図９が示すように、表面１０Ｆと対向する方向から見て、第２表示領域３０は、第１副領域３０Ａと第２副領域３０Ｂと第３副領域３０Ｃとを含んでいる。
第１副領域３０Ａに位置する第２画素３０Ｐａの凸部１２ｂは、第１実施形態の図２にて示したように、表面１０Ｆと対向する方向から見て、二次元格子状に配置されている。
【０１０１】
第２副領域３０Ｂに位置する第２画素３０Ｐｂの凸部１２ｂは、第１実施形態の図７にて示したように、表面１０Ｆと対向する方向から見て、等間隔で１つの方向に延びる複数の帯状に配置されている。
【０１０２】
第３副領域３０Ｃに位置する第２画素３０Ｐｃの凸部１２ｂは、表面１０Ｆと対向する方向から見て、等間隔で１つの方向に延びる複数の帯状であって、第２画素３０Ｐｂの凸部１２ｂの並ぶ方向とは異なる方向に並ぶ複数の帯状に配置されている。
【０１０３】
例えば、第２画素３０Ｐａの凸部１２ｂは、第１方向および第１方向と直交する第２方向に沿って並ぶ。そして、第２画素３０Ｐｂの凸部１２ｂは、第１方向に沿って延び、かつ、第２方向に沿って並ぶ。さらに、第２画素３０Ｐｃの凸部１２ｂは、第２方向に沿って延び、かつ、第１方向に沿って並ぶ。すなわち、第２画素３０Ｐｂの凸部１２ｂの配列方向と、第２画素３０Ｐｃの凸部１２ｂの配列方向とは直交する。
【０１０４】
第１副領域３０Ａの第２画素３０Ｐａでは、凸部１２ｂの配置についての方向に対する依存性が低く、表面１０Ｆと対向する方向から見た場合の入射光の方向、すなわち、表面１０Ｆに沿った平面に投影した場合の入射光の方向について、第２画素３０Ｐａが回折光を射出し得る入射光の方向の範囲は広い。回折光は、入射光の方向に応じた方向に射出されるため、様々な方向からの入射光を含む光が表示体１０の表面１０Ｆに照射されたとき、第２画素３０Ｐａが射出する光には様々な方向への回折光が含まれる。
【０１０５】
一方、第２副領域３０Ｂの第２画素３０Ｐｂと、第３副領域３０Ｃの第２画素３０Ｐｃとは、表面１０Ｆに沿った平面に投影した場合の入射光の方向について、凸部１２ｂの並ぶ方向に依存した特定の範囲の方向からの入射光に対して特定の範囲の方向へ回折光を射出する。したがって、様々な方向からの入射光を含む光が表示体１０の表面１０Ｆに照射されたとき、第２画素３０Ｐｂにおける回折光の射出方向と第２画素３０Ｐｃにおける回折光の射出方向とは互いに異なる。
【０１０６】
観察者が、第２画素３０Ｐａからの回折光の出射方向の先に位置するとき、第１副領域３０Ａが明るく見え、また、第２画素３０Ｐｂからの回折光の出射方向の先に位置するとき、第２副領域３０Ｂが明るく見え、また、第２画素３０Ｐｃからの回折光の出射方向の先に位置するとき、第３副領域３０Ｃが明るく見える。各領域が明るく見えるとき、各領域は虹色に光るように、すなわち、観察角度の変化によって色が大きく変化するように見える。
【０１０７】
結果として、外光が表示体１０の表面１０Ｆに照射されている状態で表面側から表面１０Ｆを観察する場合において、第２副領域３０Ｂと第３副領域３０Ｃとは、これらの領域と観察者との位置関係や、外光に含まれる光の方向や強度等によって、明るく見えたり暗く見えたりする。すなわち、表示体１０を表面１０Ｆに沿った方向に回転させたり、水平面に対する表示体１０の角度を変化させたりするように、表示体１０を観察者に対して相対的に動かすと、第２副領域３０Ｂの明るさと第３副領域３０Ｃの明るさとが変化するように見える。第２画素３０Ｐｂと第２画素３０Ｐｃとでは、凸部１２ｂの配列方向が異なるため、第２副領域３０Ｂと第３副領域３０Ｃとの両方が暗く見える状態と、第２副領域３０Ｂが明るく、かつ、第３副領域３０Ｃが暗く見える状態と、第２副領域３０Ｂが暗く、かつ、第３副領域３０Ｃが明るく見える状態と、第２副領域３０Ｂと第３副領域３０Ｃとの両方が明るく見える状態とがあり得る。
【０１０８】
これに対し、第１副領域３０Ａは、表示体１０を観察者に対して相対的に動かしたとき、第２副領域３０Ｂおよび第３副領域３０Ｃよりも、広い範囲で明るく見える。
したがって、第１副領域３０Ａと第２副領域３０Ｂと第３副領域３０Ｃによって、表示体１０に対する観察者の位置や角度に応じた変化の大きい像を形成することができる。
【０１０９】
例えば、図９に示した表示体１０を観察者に対して相対的に動かしたときには、図１０（ａ）が示すように、第１副領域３０Ａと第２副領域３０Ｂとが明るく、第３副領域３０Ｃが暗く見える状態から、図１０（ｂ）が示すように、第１副領域３０Ａと第３副領域３０Ｃとが明るく、第２副領域３０Ｂが暗く見える状態に、表示体１０の表面１０Ｆに視認される像が変化することが起こり得る。したがって、第１副領域３０Ａが表現する星と、第２副領域３０Ｂおよび第３副領域３０Ｃのそれぞれが表現する星の環とのなかで、光る環が変化するように見える像を観察者に提供することができる。
【０１１０】
そして、凸部１２ｂの配列方向が互いに異なる第２画素３０Ｐを含む第２表示領域３０と、第１表示領域２０との組み合わせによって、第２表示領域３０における像の変化を際立たせることができる。例えば、第２表示領域３０が第１表示領域２０に囲まれる形態では、第２表示領域３０の周囲に、観察角度の変化による色の変化が小さい第１表示領域２０が位置するため、表示体１０を動かしたときの第２表示領域３０における像の変化が際立つ。したがって、表示体１０を備える物品の偽造の困難性や意匠性がより高められる。
【０１１１】
なお、凸部１２ｂの配列方向が互いに異なる領域の数は特に限定されず、第２表示領域３０は、第２副領域３０Ｂと第３副領域３０Ｃとに加えて、凸部１２ｂの配列方向がこれらの領域とは異なる領域をさらに含んでいてもよい。また、第２表示領域３０は、第２副領域３０Ｂおよび第３副領域３０Ｃのみを含み、凸部１２ｂが二次元格子状に配列された第１副領域３０Ａを含まなくてもよい。
【０１１２】
［凸部の周期が異なる形態］
図１１〜図１４を参照して、第２表示領域が、凸部の周期が互いに異なる第２画素を含む形態について説明する。
【０１１３】
図１１が示すように、表面１０Ｆと対向する方向から見て、第２表示領域３０は、第４副領域３０Ｄと第５副領域３０Ｅと第６副領域３０Ｆと第７副領域３０Ｇとを含んでいる。
【０１１４】
各副領域３０Ｄ〜３０Ｇに位置する凸部１２ｂの第２構造周期Ｐ２は副領域ごとに異なり、第４副領域３０Ｄに位置する第２画素３０Ｐｄの凸部１２ｂの周期は、第２構造周期Ｐ２ｄであり、第５副領域３０Ｅに位置する第２画素３０Ｐｅの凸部１２ｂの周期は、第２構造周期Ｐ２ｅである。また、第６副領域３０Ｆに位置する第２画素３０Ｐｆの凸部１２ｂの周期は、第２構造周期Ｐ２ｆであり、第７副領域３０Ｇに位置する第２画素３０Ｐｇの凸部１２ｂの周期は、第２構造周期Ｐ２ｇである。
【０１１５】
第２構造周期Ｐ２ｄ、第２構造周期Ｐ２ｅ、第２構造周期Ｐ２ｆ、第２構造周期Ｐ２ｇは、この順に大きくなっている。なお、各副領域３０Ｄ〜３０Ｇにおける凸部１２ｂは、二次元格子状に配置されていてもよいし、等間隔で１つの方向に延びる複数の帯状に配置されていてもよい。
【０１１６】
図１２が示すように、回折格子層１６においては、入射光の入射角αが一定である場合に、第２構造周期Ｐ２が大きいほど、回折光の出射する角度である回折角βは大きい。すなわち、入射角α、回折角β、格子周期ｄ、回折次数ｎ、回折波長λには、下記式（１）が成り立つ。なお、格子周期ｄは、すなわち、第２構造周期Ｐ２である。
【０１１７】
ｄ（ｓｉｎα−ｓｉｎβ）＝ｎλ    ・・・（１）
例えば、入射光が白色であり、入射角αが４５°である条件において、第２構造周期Ｐ２が１．０μｍのとき、回折角βが約０°から約２０°である範囲に、分光された回折光が射出される。同条件において、第２構造周期Ｐ２が１．５μｍのとき、回折角βは約１８°から約３０°であり、第２構造周期Ｐ２が２．０μｍのとき、回折角βは約２５°から約３５°であり、第２構造周期Ｐ２が３．０μｍのとき、回折角βは約３５°から約４０°である。
【０１１８】
観察者が、回折光の出射方向の先に位置するとき、その回折光を出射している第２画素３０Ｐの位置する領域が明るく見える。したがって、各副領域３０Ｄ〜３０Ｇに位置する凸部１２ｂの第２構造周期Ｐ２が互いに異なる構成では、図１３が示すように、表面１０Ｆと観察者の視線方向とが形成する角度である観察角度θが変化すると、明るく見える副領域３０Ｄ〜３０Ｇが変わる。
【０１１９】
例えば、α＝４５°、Ｐ２ｄ＝１．０μｍ、Ｐ２ｅ＝１．５μｍ、Ｐ２ｆ＝２．０μｍ、Ｐ２ｇ＝３．０μｍのとき、観察角度θにおいては、９０°−θ＝βを満たす上記回折角βを有する回折光を出射している副領域３０Ｄ〜３０Ｇが明るく見える。例えば、図１３（ａ）が示す観察角度θが９０°である状態、すなわち、表示体１０の表面１０Ｆに直交する方向から観察者が表面１０Ｆを見ている状態から、図１３（ｂ）が示すように、観察角度θを徐々に小さくすると、第４副領域３０Ｄ、第５副領域３０Ｅ、第６副領域３０Ｆ、第７副領域３０Ｇの順に、明るく見える領域が移り変わる。
【０１２０】
例えば、図１１に示した表示体１０を観察者に対して相対的に動かして観察角度θを変化させると、図１４（ａ）が示すように、第４副領域３０Ｄが明るく、第５副領域３０Ｅ、第６副領域３０Ｆ、および、第７副領域３０Ｇが暗く見える状態、図１４（ｂ）が示すように、第５副領域３０Ｅが明るく、第４副領域３０Ｄ、第６副領域３０Ｆ、および、第７副領域３０Ｇが暗く見える状態、図１４（ｃ）が示すように、第６副領域３０Ｆが明るく、第４副領域３０Ｄ、第５副領域３０Ｅ、および、第７副領域３０Ｇが暗く見える状態、図１４（ｄ）が示すように、第７副領域３０Ｇが明るく、第４副領域３０Ｄ、第５副領域３０Ｅ、および、第６副領域３０Ｆが暗く見える状態が、順に移り変わる。したがって、第４副領域３０Ｄが表現する星から、第５副領域３０Ｅ、第６副領域３０Ｆ、および、第７副領域３０Ｇが順に表現する星の尾へ、光る部分が順に変化し、流れ星が流れるように見える像を観察者に提供することができる。
【０１２１】
そして、凸部１２ｂの周期が互いに異なる第２画素３０Ｐを含む第２表示領域３０と、第１表示領域２０との組み合わせによって、第２表示領域３０における像の変化を際立たせることができる。例えば、第２表示領域３０が第１表示領域２０に囲まれる形態では、第２表示領域３０の周囲に、観察角度の変化による色の変化が小さい第１表示領域２０が位置するため、表示体１０を動かしたときの第２表示領域３０における像の変化が際立つ。したがって、表示体１０を備える物品の偽造の困難性や意匠性がより高められる。
【０１２２】
なお、凸部１２ｂの周期が互いに異なる領域の数は特に限定されない。また、上述した２つの形態が組み合わされてもよい。すなわち、第２表示領域３０は、凸部１２ｂの配列方向が互いに異なる第２画素３０Ｐと、凸部１２ｂの周期が互いに異なる第２画素３０Ｐとを含んでいてもよい。こうした構成によれば、表示体１０を動かしたときの第２表示領域３０における像の変化がより複雑になるため、偽造の困難性や意匠性がより高められる。
【０１２３】
以上、第２実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（５）の効果に加えて、以下に列挙する効果が得られる。
（６）第２表示領域３０に、凸部１２ｂの並ぶ方向が互いに異なる複数の第２画素３０Ｐが含まれる構成では、観察者に対して表示体１０を相対的に動かす観察の方式において、凸部１２ｂの並ぶ方向が互いに異なる第２画素３０Ｐの位置する領域の明暗が別々に変化するように見える。したがって、第２表示領域３０によって、表示体１０に対する観察者の位置や角度の変化に応じた変化が大きい像を形成することができる。さらに、第１表示領域２０と第２表示領域３０との組み合わせによって、第２表示領域３０における像の変化を際立たせることができるため、偽造の困難性や意匠性がより高められる。
【０１２４】
（７）第２表示領域３０に、凸部１２ｂの周期が互いに異なる複数の第２画素３０Ｐが含まれる構成では、観察角度を変化させる観察の方式において、凸部１２ｂの周期が互いに異なる第２画素３０Ｐの位置する領域の明暗が別々に変化するように見える。したがって、第２表示領域３０によって、観察角度の変化に応じた変化が大きい像を形成することができる。さらに、第１表示領域２０と第２表示領域３０との組み合わせによって、第２表示領域３０における像の変化を際立たせることができるため、偽造の困難性や意匠性がより高められる。
【０１２５】
なお、上記各実施形態において、第１表示領域２０に含まれる表示要素、および、第２表示領域３０に含まれる表示要素の各々は、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】
【０１２６】
Ｄ１…第１凸部幅、Ｄ２…第２凸部幅、Ｈ１…第１凸部高さ、Ｈ２…第２凸部高さ、Ｐ１…第１構造周期、Ｐ２…第２構造周期、Ｉ１〜Ｉ８，Ｅ１，Ｅ２…光、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…第１金属層、１４…第２金属層、１５…プラズモン構造体層、１６…回折格子層、１７…基部領域、１８…中間領域、１９…頂部領域、２０…第１表示領域、２０Ｐ…第１画素、３０…第２表示領域、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｆ，３０Ｇ…副領域、３０Ｐ，３０Ｐａ，３０Ｐｂ，３０Ｐｃ，３０Ｐｄ，３０Ｐｅ，３０Ｐｆ，３０Ｐｇ…第２画素、４０…保護層。
【図１】
2018045156.tif 000003
【図２】
2018045156.tif 000004
【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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