JP2019117289A - Display body - Google Patents
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Abstract
【課題】観察の条件に応じて互いに異なる外観の像を視認させることができ、反射光或いは透過光による像の波長選択性を上げることのできる表示体、および、表示体付きデバイスを提供する。【解決手段】表示体は、基準面を有する支持部11と、基準面においてサブ波長周期を有した二次元格子状に並ぶ複数の周期要素11Tであって、基準面から突出する凸部、もしくは、基準面から窪む凹部のいずれかである周期要素11Tとを備える誘電体である周期構造体を備え、基準面のうち周期要素11Tを囲む領域と周期要素11Tの表面とを含む面である周期構造体の表面に位置し、周期構造体の表面形状に追従する形状を有した金属層23,42を備え、周期要素の平面形状が多角形である。【選択図】図4PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display body capable of visually recognizing images having different appearances depending on an observation condition, and enhancing wavelength selectivity of an image by reflected light or transmitted light, and a device with a display body. SOLUTION: The display body includes a support portion 11 having a reference surface, and a plurality of periodic elements 11T arranged in a two-dimensional lattice shape having a sub-wavelength period on the reference surface, and a convex portion protruding from the reference surface, or A surface including a region surrounding the periodic element 11T on the reference surface and a surface of the periodic element 11T, the periodic structure including a periodic element 11T that is one of the concave portions that are recessed from the reference surface. The metal layers 23 and 42 located on the surface of the periodic structure and having a shape that follows the surface shape of the periodic structure are provided, and the planar shape of the periodic element is a polygon. [Selection diagram] Figure 4
Description
本発明は、表示体に関する。 The present invention relates to a display body.
表示体は、回折格子や多層膜による光の干渉等を利用することにより、印刷物とは異なる視覚的な効果を、表示体が示す像に付加する(例えば、特許文献1参照)。表示体は、例えば、パスポートや免許証等の認証書類や、商品券や小切手等の有価証券類のように、偽造が困難であることを求められる物品に備えられることにより、物品の偽造の困難性を高める。また、表示体は、身の回りの物品に備えられることにより、物品の意匠性を高める。 The display adds a visual effect different from that of the printed material to the image shown by the display by utilizing interference of light by the diffraction grating or the multilayer film, etc. (see, for example, Patent Document 1). The display object is difficult to forge an article, for example, by being provided for an article that is required to be difficult to forge, such as authentication documents such as a passport and a license, and securities such as a gift certificate and a check Enhance sex. In addition, the display body enhances the design of the article by being provided to the articles around the person.
表示体が備える回折格子は、例えば、透明な樹脂層と、樹脂層上に位置するアルミニウムなどの金属層とを備える。例えば、正弦二次構造を有した数学的な関数によって表現される回折格子の形状は、回折格子の傾斜部において、他の部位よりも薄い金属層を有し、傾斜部間での構造の差異によって、透過率や反射率の差異を金属層に付加する。そして、グレースケールによる表現や、反射像の色彩と透過像の色彩とが相互に異なる表現を可能にする(例えば、特許文献1参照)。反射像と透過像の差異は、表示体が貼り付けられた物品の真贋の判定も可能とする。 The diffraction grating included in the display includes, for example, a transparent resin layer and a metal layer such as aluminum located on the resin layer. For example, the shape of the diffraction grating represented by a mathematical function having a sinusoidal secondary structure has a metal layer thinner than the other portions in the inclined portion of the diffraction grating, and the structural difference between the inclined portions Adds a difference in transmittance or reflectance to the metal layer. Then, it is possible to represent in gray scale, and to represent different colors of the reflected image and the transmitted image (see, for example, Patent Document 1). The difference between the reflected image and the transmitted image also makes it possible to determine the authenticity of the article to which the display is attached.
偽造の困難性や意匠性をより高めるためには、1つの表示体が、観察の条件に応じて互いに異なる外観の像を形成可能であることが好ましい。例えば、表示体の表面の観察と裏面の観察とで、互いに異なる色彩の像が視認される表示体や、表示体の一方の面に対する反射光の観察と透過光の観察とで、互いに異なる色彩の像が視認される表示体が望まれている。 In order to further increase the difficulty of forgery and the design, it is preferable that one display body can form images of different appearances according to the conditions of observation. For example, a display body in which images of different colors are visually recognized in the observation of the surface of the display body and an observation of the back surface, or a color different from each other in observation of reflected light and observation of transmitted light on one surface of the display body There is a demand for a display body in which an image of the object is visually recognized.
また、正弦二次構造を有した数学的な関数によって表現される回折格子の形状は、回折格子における構造の高さ方向、すなわち、表示体における表裏方向に、高い対象性を必要とする。結果として、表示体の表面から観察される像と、表示体の裏面から観察される像との色彩の差異も微々たるものであり、これらの視認に基づいて、表示体の表裏を判別することも困難である。 In addition, the shape of the diffraction grating represented by a mathematical function having a sinusoidal secondary structure requires high symmetry in the height direction of the structure in the diffraction grating, that is, in the front and back direction in the display body. As a result, the difference in color between the image observed from the front surface of the display and the image observed from the back of the display is also slight, and the front and back of the display can be determined based on these visual recognitions. Is also difficult.
さらに、従来の前記回折格子から形成される表示体の表面および裏面で視認される反射光および透過光による像は、色彩が淡く、波長選択性が低いという課題がある。 Furthermore, the image by the reflected light and transmitted light visually recognized by the surface and back surface of the display body formed from the said conventional diffraction grating has the subject that a color is pale and wavelength selectivity is low.
本発明は、観察の条件に応じて互いに異なる外観の像を視認させることができ、前記反射光或いは透過光による像の波長選択性を上げることのできる表示体を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a display capable of visually recognizing images of different appearances according to the condition of observation, and capable of enhancing the wavelength selectivity of the image by the reflected light or the transmitted light.
上記課題を解決するための本発明の一局面は、基準面を有する支持部と、前記基準面においてサブ波長周期を有した二次元格子状に並ぶ複数の周期要素であって、前記基準面から突出する凸部、もしくは、前記基準面から窪む凹部のいずれかである前記周期要素とを備える誘電体である周期構造体と、前記基準面のうち前記周期要素を囲む領域と前記周期要素の表面とを含む面である前記周期構造体の表面に位置し、前記周期構造体の表面形状に追従する形状を有した金属層と、を備え、前記周期要素の平面形状が多角形である、表示体である。 One aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is a support portion having a reference surface, and a plurality of periodic elements arranged in a two-dimensional lattice shape having a sub-wavelength period in the reference surface, A periodic structure body which is a dielectric comprising the periodic element which is any of a projecting convex portion or a concave portion which is recessed from the reference surface, an area surrounding the periodic element in the reference surface, and the periodic element A metal layer located on the surface of the periodic structure that is a surface including a surface and having a shape that follows the surface shape of the periodic structure, and the planar shape of the periodic element is a polygon It is a display body.
また、前記多角形の少なくとも1つの内角が鋭角であってもよい。 In addition, at least one interior angle of the polygon may be an acute angle.
また、前記複数の周期要素のうち隣接する前記周期要素の組の少なくとも一部は、前記鋭角どうしが向かい合うように配列されていてもよい。 Further, at least a part of the adjacent periodic element sets among the plurality of periodic elements may be arranged such that the acute angles face each other.
また、前記鋭角どうしが向かい合う前記周期要素の組において、前記周期要素の中心間の距離がサブ波長であってもよい。 Furthermore, in the set of periodic elements in which the acute angles face each other, the distance between the centers of the periodic elements may be a sub-wavelength.
また、前記複数の周期要素は、平面視において六角対称配列、六方配列または正方配列のいずれかを構成するように並んでもよい。 In addition, the plurality of periodic elements may be arranged to form any one of a hexagonal symmetric array, a hexagonal array, or a square array in a plan view.
また、10nm以上200nm以下の厚さを有した第1格子層と、10nm以上200nm以下の厚さを有した第2格子層と、前記第1格子層および前記第2格子層よりも厚い中間格子層であって、厚さ方向に前記第1格子層と前記第2格子層とに挟まれた前記中間格子層と、を前記基準面上に含み、前記第1格子層は、島状配列に並ぶ複数の第1誘電体層と、各第1誘電体層を囲う網目状を有した第1金属層と、を備え、前記中間格子層は、島状配列に並ぶ複数の第1中間誘電体層と、各第1中間誘電体層を囲う網目状を有し、かつ、前記第1中間誘電体層よりも低い誘電率を有した第2中間誘電体層と、を備え、前記第2格子層は、島状配列に並ぶ複数の第2金属層と、各第2金属層を囲う網目状を有した第2誘電体層と、を備え、前記周期要素は前記凸部であって、前記第1誘電体層と前記第1中間誘電体層とが前記周期要素を構成し、前記第1金属層と前記第2金属層とが前記金属層に含まれ、前記第1格子層における前記第1金属層の体積比率が、前記第2格子層における前記第2金属層の体積比率よりも大きく、かつ、前記第2格子層における前記第2金属層の体積比率が、前記中間格子層における金属材料の体積比率よりも大きく、前記第1誘電体層の構造周期に対する前記第1誘電体層の幅の比、および、前記第2金属層の構造周期に対する前記第2金属層の幅の比が、0.25以上0.75以下であってもよい。 In addition, a first lattice layer having a thickness of 10 nm to 200 nm, a second lattice layer having a thickness of 10 nm to 200 nm, and an intermediate lattice thicker than the first lattice layer and the second lattice layer. A layer, the intermediate lattice layer sandwiched between the first lattice layer and the second lattice layer in the thickness direction is included on the reference plane, and the first lattice layer is formed in an island arrangement The plurality of first dielectric layers arranged in a row, and the first metal layer having a mesh shape surrounding each of the first dielectric layers, wherein the intermediate lattice layer is formed of a plurality of first intermediate dielectrics arranged in an island arrangement. And a second intermediate dielectric layer having a network shape surrounding each first intermediate dielectric layer and having a dielectric constant lower than that of the first intermediate dielectric layer; The layer comprises a plurality of second metal layers arranged in an island arrangement, and a second dielectric layer having a mesh shape surrounding each second metal layer, The period element is the convex portion, and the first dielectric layer and the first intermediate dielectric layer constitute the periodic element, and the first metal layer and the second metal layer form the metal layer. And the volume ratio of the first metal layer in the first lattice layer is greater than the volume ratio of the second metal layer in the second lattice layer, and the second metal layer in the second lattice layer And the volume ratio of the first dielectric layer to the structural period of the first dielectric layer, and the structural period of the second metal layer. The ratio of the width of the second metal layer to Y may be 0.25 or more and 0.75 or less.
また、前記金属層における前記周期構造体と接する面とは反対側の面に位置し、前記金属層の表面形状に追従する形状を有した誘電体層を備えてもよい。 Moreover, it may be located in the surface on the opposite side to the surface in contact with the periodic structure in the metal layer, and may have a dielectric layer having a shape that follows the surface shape of the metal layer.
本発明によれば、表示体において、観察の条件に応じて互いに異なる外観の像を視認させることが可能となり、前記反射光或いは透過光による像の波長選択性を上げることができる。 According to the present invention, it is possible to visually recognize images of different appearances according to the condition of observation in the display body, and it is possible to increase the wavelength selectivity of the image by the reflected light or the transmitted light.
以下、本発明による表示体について、図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、表示体は、物品の偽造の困難性を高める目的で用いられてもよいし、物品の意匠性を高める目的で用いられてもよいし、これらの目的を兼ねて用いられてもよい。物品の偽造の困難性を高める目的としては、表示体は、例えば、パスポートや免許証等の認証書類、商品券や小切手等の有価証券類、クレジットカードやキャッシュカード等のカード類、紙幣等に貼り付けられる。また、物品の意匠性を高める目的としては、表示体は、例えば、身に着けられる装飾品や、使用者に携帯される物品、家具や家電等のように据え置かれる物品、壁や扉等の構造物等に取り付けられる。 Hereinafter, the display body according to the present invention will be described in detail by the illustrated embodiment. In addition, a display body may be used for the purpose of raising the difficulty of forgery of articles | goods, may be used for the purpose of improving the designability of articles | goods, and may be used for these purposes. For the purpose of enhancing the difficulty of counterfeiting goods, the display body may be, for example, authentication documents such as passports and licenses, securities such as gift certificates and checks, cards such as credit cards and cash cards, bills, etc. It is pasted. Also, for the purpose of enhancing the design of the article, the display body may be, for example, a decorative article to be worn, an article carried by the user, an article to be placed on like a furniture or home appliance, a wall or a door It is attached to a structure etc.
図1が示すように、表示体の有する表面10Sは、第1表示領域10Aと、第2表示領域10Bとに区画される。第1表示領域10Aの備える断面構造と、第2表示領域10Bの備える断面構造とは、相互に異なる。第1表示領域10Aは、表面10Sにおいて、文字、図形、記号、模様、絵などを描く領域であり、図1では、例えば、星形の図形を描く領域である。
As FIG. 1 shows,
[表示体の構造]
まず、第1表示領域10Aの構成について以下に説明する。
図2が示すように、第1表示領域10Aは、表示体の表面10Sと対向する方向から見て、複数の孤立領域A2と、各孤立領域A2を囲む単一の周辺領域A3とを含む。図2では、孤立領域A2を説明する便宜上、各孤立領域A2にドットを付して示す。
[Display body structure]
First, the configuration of the
As shown in FIG. 2, the
各孤立領域A2は、サブ波長周期を有した二次元格子状に並ぶ。孤立領域A2は、一例として図2が示すように、表面10Sに沿って六角対称配列に並べて配置することができる。六角対称配列は、複数の孤立領域A2が1辺の長さXTを有する正六角形である単位配列LTの各頂点に配置される配列である。単位配列LTの各頂点に配置される孤立領域A2は、構造周期PTを有して隣接する単位配列LTに共有されるものとする。なお、単位配列LTは多角形であれば良く、各孤立領域A2は、正方配列または六方配列に並ぶことも可能である。すなわち、孤立領域A2は、六角対称配列、正方配列、六方配列のいずれかの島状配列に並ぶ。なお、正方配列は、正方形の単位配列LTの各頂点に孤立領域A2が位置する配列であり、六方配列は、正三角形の単位配列LTの各頂点に孤立領域A2が位置する配列である。
Each isolated region A2 is arranged in a two-dimensional lattice shape having a sub-wavelength period. The isolated regions A2 can be arranged side by side in a hexagonally symmetric arrangement along the
図3が示すように、孤立領域A2は少なくとも1つの内角A1が鋭角である多角形であり、複数の孤立領域A2のうち隣接する孤立領域A2の組の少なくとも一部は、それぞれの鋭角である内角A1が向かい合うように配列される。また、内角A1が向かい合う孤立領域A2の組において、孤立領域A2の中心(幾何中心、または重心)間の距離はサブ波長であることが好ましい。構造周期PTは、孤立領域A2が正三角形である場合、好ましくは、正三角形の幅WT(内角A1と内角A1に対向する辺との距離)の1倍以上5倍以下であり、可視領域の波長である400nm以上800nm以下のサブ波長周期である。各孤立領域A2は、内角A1が隣接する孤立領域A2の内角A1と対向するように配置されることが好ましい。 As shown in FIG. 3, the isolated area A2 is a polygon in which at least one interior angle A1 is an acute angle, and at least a part of a set of adjacent isolated areas A2 among the plurality of isolated areas A2 is an acute angle. The inner angles A1 are arranged to face each other. Further, in a set of isolated areas A2 in which the internal angles A1 face each other, it is preferable that the distance between the centers (geometrical centers or centers of gravity) of the isolated areas A2 be sub-wavelengths. When the isolated region A2 is an equilateral triangle, the structure period PT is preferably not less than 1 and not more than 5 times the width WT of the equilateral triangle (the distance between the inner angle A1 and the side opposite to the inner angle A1). It is a sub wavelength period of 400 nm or more and 800 nm or less which is a wavelength. It is preferable that each isolated area A2 be disposed so as to face the inner angle A1 of the adjacent isolated area A2 where the inner angle A1 is adjacent.
図4が示すように、表示体は、可視領域の光を透過する透明な支持部11を備える。可視領域の光が有する波長は、400nm以上800nm以下である。支持部11は、第1表示領域10Aと第2表示領域10Bとに共通する。支持部11の有する断面構造は、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。
As FIG. 4 shows, a display body is provided with the
支持部11を構成する材料は、誘電体であり、例えば、光硬化性樹脂などの樹脂や、石英などの無機材料である。物品に表示体を貼り付けることに要する可撓性を得やすいこと、支持部11に付加できる光学的な特性の自由度が高いことなどの観点において、支持部11を構成する材料は、樹脂であることが好ましい。支持部11の屈折率は、空気層よりも高く、例えば1.2以上1.7以下である。
The material which comprises the
第1表示領域10Aは、支持部11に近い層から順に、第1格子層21と、中間格子層31と、第2格子層41とを備える。中間格子層31は、第1格子層21と第2格子層41とに挟まれている。なお、支持部11において第1格子層21の位置する面が、支持部11の表面であり、支持部11に対して第1格子層21の位置する側が、構造体における表面側である。反対に、第1格子層21に対して支持部11の位置する側が、構造体における裏面側である。
The first display area 10 </ b> A includes a
[第1格子層21]
支持部11の表面には、第1格子層21が位置する。第1格子層21は、複数の第1誘電体層22と、単一の第1金属層23とを備える。各第1誘電体層22は、表示体の表面10Sと対向する方向から見て、孤立領域A2に対応する位置に、孤立領域A2に対応する形状で形成される。単一の第1金属層23は、表面10Sと対向する方向から見て、周辺領域A3に位置する。複数の第1誘電体層22は、表面10Sに沿って、例えば六角対称配列、正方配列、六方配列のいずれかの島状配列に並ぶことができる。
[First lattice layer 21]
The first
各第1誘電体層22は、支持部11の表面から突き出た構造体である。各第1誘電体層22は、例えば、支持部11と一体である。あるいは、各第1誘電体層22は、例えば、支持部11の表面との間に境界を有し、支持部11とは別体である。
Each
第1金属層23は、表面10Sと対向する方向から見て、各第1誘電体層22を1つずつ囲う網目状を有する。第1格子層21において、単一の第1金属層23は、自由電子が行きわたる光学的な海成分であり、各第1誘電体層22は、海成分のなかに分布する島成分である。
The
表面10Sと対向する方向から見て、第1誘電体層22の位置する周期は、相互に隣り合う第1誘電体層22の最短幅WPと、第1誘電体層22の幅WTとの合計であり、上記構造周期PTである。
The period in which the
構造周期PTに対する第1誘電体層22の幅WTの比は、0.25以上0.75以下である。第1格子層21の加工の精度が得られること、第1格子層21においてプラズモン共鳴が生じやすいことなどの観点において、構造周期PTに対する第1誘電体層22の幅WTの比は、好ましくは、0.40以上0.60以下である。なお、第1誘電体層22の平面形状が正三角形である場合、構造周期PTは、第1誘電体層22の幅WTの1倍以上5倍以下であり、可視領域の波長である400nm以上800nm以下のサブ波長周期である。
The ratio of the width WT of the
第1格子層21の厚さは、10nm以上200nm以下であることが好ましい。第1格子層21の加工の精度が得られること、第1格子層21においてプラズモン共鳴が生じやすいこと、各観察による像の色彩が鮮明となることなどの観点において、第1格子層21の厚さは、10nm以上100nm以下であることが好ましい。
The thickness of the
[中間格子層31]
第1格子層21の上には、中間格子層31が位置する。中間格子層31の厚さは、第1格子層21の厚さよりも厚い。中間格子層31の加工の精度が得られる観点において、中間格子層31の厚さは、150nm以下であることが好ましい。
[Intermediate lattice layer 31]
An
中間格子層31は、複数の第1中間誘電体層32と、単一の第2中間誘電体層33とを備える。各第1中間誘電体層32は、表面10Sと対向する方向から見て、孤立領域A2に対応する位置に、孤立領域A2に対応する形状で形成される。単一の第2中間誘電体層33は、表面10Sと対向する方向から見て、周辺領域A3に位置する。複数の第1中間誘電体層32は、表面10Sに沿って、例えば六角対称配列、正方配列、六方配列のいずれかの島状配列に並ぶことができる。
The
各第1中間誘電体層32は、第1誘電体層22から突き出た構造体である。各第1中間誘電体層32は、例えば、第1誘電体層22と一体である。あるいは、各第1中間誘電体層32は、例えば、第1誘電体層22との間に境界を有し、第1誘電体層22とは別体である。表面10Sと対向する方向から見て、第1中間誘電体層32の位置する周期は、第1誘電体層22と同じく、最短幅WPと幅WTとの合計であり、上記構造周期PTである。構造周期PTに対する第1中間誘電体層32の幅WTの比は、0.25以上0.75以下である。また、構造周期PTに対する第1中間誘電体層32の幅WTの比は、好ましくは、0.40以上0.60以下である。なお、第1中間誘電体層32の平面形状が正三角形である場合、構造周期PTは、第1中間誘電体層32の幅WTの1倍以上5倍以下であり、可視領域の波長である400nm以上800nm以下のサブ波長周期である。
Each first
第2中間誘電体層33は、表面10Sと対向する方向から見て、各第1中間誘電体層32を1つずつ囲う網目状を有する。中間格子層31において、単一の第2中間誘電体層33は、構造的および光学的に海成分であり、各第1中間誘電体層32は、構造的および光学的に島成分である。第2中間誘電体層33は、空気層、あるいは、樹脂層であり、第1中間誘電体層32よりも低い誘電率を有する。
The second
[第2格子層41]
中間格子層31の上には、第2格子層41が位置する。第2格子層41の厚さは、10nm以上200nm以下であることが好ましく、また、第2格子層41の厚さは、中間格子層31の厚さよりも薄い。第2格子層41の加工の精度が得られること、第2格子層41においてプラズモン共鳴が生じやすいこと、各観察による像の色彩が鮮明になることなどの観点において、第2格子層41の厚さは、10nm以上100nm以下であることが好ましい。
[Second lattice layer 41]
The
第2格子層41は、複数の第2金属層42と、単一の第2誘電体層43とを備える。各第2金属層42は、表面10Sと対向する方向から見て、孤立領域A2に対応する位置に、孤立領域A2に対応する形状で形成される。単一の第2誘電体層43の位置は、表面10Sと対向する方向から見て、周辺領域A3に含まれる。複数の第2金属層42は、表面10Sに沿って、例えば六角対称配列、正方配列、六方配列のいずれかの島状配列に並ぶことができる。
The
各第2金属層42は、第1中間誘電体層32の頂面に重なる構造体である。各第2金属層42は、第1中間誘電体層32との間に境界を有し、第1中間誘電体層32とは別体である。表面10Sと対向する方向から見て、第2金属層42の位置する周期は、第1誘電体層22と同じく、最短幅WPと幅WTとの合計であり、上記構構造周期PTである。構造周期PTに対する第2金属層42の幅の比は、0.25以上0.75以下である。また、構造周期PTに対する第2金属層42の幅の比は、好ましくは、0.40以上0.60以下である。なお、第2金属層42の平面形状が正三角形である場合、構造周期PTは、第2金属層42の幅WTの1倍以上5倍以下であり、可視領域の波長である400nm以上800nm以下のサブ波長周期である。
Each
第2誘電体層43は、表面10Sと対向する方向から見て、各第2金属層42を1つずつ囲う網目状を有する。第2格子層41において、単一の第2誘電体層43は、第2金属層42と比べて自由電子が少ない光学的な海成分であり、各第2金属層42は、海成分のなかに分布する島成分である。第2誘電体層43は、空気層、あるいは、樹脂層であり、第1中間誘電体層32よりも低い誘電率を有する。
The
第1格子層21における海成分である第1金属層23の体積比率は、第2格子層41における島成分である第2金属層42の体積比率よりも大きい。また、第2格子層41における島成分である第2金属層42の体積比率は、中間格子層31における金属材料の体積比率よりも大きい。
The volume ratio of the
なお、第1誘電体層22と第1中間誘電体層32とから構成される構造体は、周期要素の一例であり、支持部11の表面を基準面として、基準面から突出する凸部11Tでもある。そして、支持部11、第1誘電体層22、および、第1中間誘電体層32から構成される構造体は、周期構造体の一例である。また、第1金属層23と第2金属層42とから構成される層は、層全体としての形状が周期構造体の表面形状に追従する形状を有した金属層として捉えられる。周期構造体の表面は、基準面のうち各周期要素を囲む領域と各周期要素の表面とを含む面である。
The structure formed of the
図5が示すように、周辺領域A3においては、支持部11に近い層から順に、第1格子層21の第1金属層23と、中間格子層31の第2中間誘電体層33と、第2格子層41の第2誘電体層43とが位置する。第2中間誘電体層33は、第1金属層23と第2誘電体層43とに挟まれている。
As shown in FIG. 5, in the peripheral area A3, the
図6が示すように、第2表示領域10Bは、支持部11の上に、上述した第1格子層21、中間格子層31、および、第2格子層41を備えていない。すなわち、第2表示領域10Bは、支持部11の備える光透過性に従って、可視領域の光を透過する。
As shown in FIG. 6, the second display area 10 </ b> B does not include the
なお、第2表示領域10Bは、第1表示領域10Aとは異なる層を、支持部11の上に備えてもよい。第2表示領域10Bは、例えば、第1誘電体層22のみを備えてもよい。また、第2表示領域10Bは、例えば、第1金属層23を構成する材料と同一の材料から構成された単一の金属層のみを備えてもよい。第2表示領域10Bにおける層構成は、第2表示領域10Bが表示する像への要請に応じて、適宜選択される。
The
また、上述のように、支持部11の有する断面構造は、多層構造であってもよいし、各第1誘電体層22は支持部11との間に境界を有していなくてもよい。図7は、支持部11が2つの層から構成され、これらの層のうち支持部11の表面側の層が各第1誘電体層22と一体である構造を示す。すなわち、支持部11は、基材11aと中間層11bとを備え、中間層11bは、基材11aに対して表面側に位置する。各第1誘電体層22は、中間層11bから突き出ており、各第1誘電体層22と中間層11bとは一体である。
Further, as described above, the cross-sectional structure of the
[表示体の光学的な構成]
次に、表示体が備える光学的な構成を説明する。
ここでは、表示体の表面10S、および、表示体の裏面10Tが、それぞれ空気層と接し、第2中間誘電体層33と第2誘電体層43との各々が、空気層である構成、あるいは、空気層に近い屈折率を有した樹脂層である構成を例として説明する。
図8が示すように、支持部11の屈折率は、誘電体に支配された大きさであって、空気層の屈折率よりも大きい。
[Optical configuration of display body]
Next, the optical configuration of the display will be described.
Here, the
As FIG. 8 shows, the refractive index of the
第1誘電体層22の屈折率は、空気層の屈折率よりも高く、第1金属層23の屈折率は、空気層の屈折率よりも低い。第1格子層21の屈折率は、これら第1金属層23の屈折率と、第1誘電体層22の屈折率とによって、平均化された大きさに近似される。構造周期PTに対する第1誘電体層22の幅WTの比は、0.25以上0.75以下であり、第1誘電体層22の平面形状が正三角形である場合、構造周期PTは第1誘電体層22の幅WTの1倍以上5倍以下であるため、第1格子層21の屈折率は、結局のところ、海成分である第1金属層23に支配された大きさであり、空気層の屈折率よりも十分に低い。
The refractive index of the
第1中間誘電体層32の屈折率は、空気層の屈折率よりも高く、第2中間誘電体層33の屈折率は、空気層の屈折率と等しい、もしくは、空気層の屈折率よりも高い。中間格子層31の屈折率は、これら第2中間誘電体層33の屈折率と、第1中間誘電体層32の屈折率とによって、平均化された大きさに近似される。構造周期PTに対する第1中間誘電体層32の幅WTの比は、0.25以上0.75以下であり、第1中間誘電体層32の平面形状が正三角形である場合、構造周期PTは第1中間誘電体層32の幅WTの1倍以上5倍以下であるため、中間格子層31の屈折率は、結局のところ、海成分である第2中間誘電体層33に支配された大きさであり、空気層の屈折率よりも高く、かつ、空気層の屈折率に近い値である。
The refractive index of the first
第2金属層42の屈折率は、空気層の屈折率よりも低く、第2誘電体層43の屈折率は、空気層の屈折率と等しい、もしくは、空気層の屈折率よりも高い。第2格子層41の屈折率は、これら第2誘電体層43の屈折率と、第2金属層42の屈折率とによって、平均化された大きさに近似される。構造周期PTに対する第2金属層42の幅WTの比は、0.25以上0.75以下であり、第2金属層42の平面形状が正三角形である場合、構造周期PTは第2金属層42の幅WTの1倍以上5倍以下であるため、第2格子層41の屈折率は、結局のところ、海成分である第2誘電体層43に支配された大きさであり、空気層の屈折率よりも低く、かつ、空気層に近い値である。
The refractive index of the
[表面反射観察、裏面透過観察]
ここで、表示体の外側から第2格子層41に入射する白色の光L1は、空気層から第2格子層41に入り、第2格子層41から中間格子層31に入る。第2格子層41に入射する光L1は、空気層に近い屈折率を有した第2格子層41に空気層から入るため、空気層と第2格子層41との界面においては、フレネル反射を生じ難い。また、中間格子層31に入射する光は、空気層に近い屈折率を有した第2格子層41から、空気層に近い屈折率を有した中間格子層31に入るため、ここでも、第2格子層41と中間格子層31との界面においては、フレネル反射を生じ難い。
[Surface reflection observation, back surface transmission observation]
Here, the white light L1 entering the
一方で、第2金属層42の構造周期PTが、可視領域の波長以下のサブ波長周期であるため、第2格子層41ではプラズモン共鳴が生じる。プラズモン共鳴は、第2格子層41に入射した光の一部と電子の集団的な振動とが結合する現象である。第2格子層41に入射した光L1の一部は、第2格子層41でのプラズモン共鳴によって表面プラズモンに変換され、表面プラズモンは第2格子層41を透過する。第2格子層41を透過した表面プラズモンは、光に再変換されて出射される。プラズモン共鳴に起因して第2格子層41が出射する光EP2の波長領域は、第2金属層42の構造周期PTを含む格子構造および材料に依存した特定の波長領域である。結果として、第2格子層41は、第2格子層41に入射した光の波長領域の一部の光を、中間格子層31へ透過する。
On the other hand, since the structural period PT of the
また、第1誘電体層22の構造周期PTも、可視領域の波長以下のサブ波長周期であるため、第1格子層21でもプラズモン共鳴が生じる。すなわち、第1格子層21に入射する光の一部もまた、第1格子層21でのプラズモン共鳴によって表面プラズモンに変換され、表面プラズモンは第1格子層21を透過し、光に再変換されて出射される。プラズモン共鳴に起因して第1格子層21が出射する光EP1の波長領域は、第1誘電体層22の構造周期PTを含む格子構造および材料に依存した特定の波長領域である。結果として、第1格子層21は、第1格子層21に入射した光の波長領域の一部の光を、支持部11へ透過する。
In addition, since the structural period PT of the
さらに、第1誘電体層22は内角の少なくとも1つが鋭角である多角形であり、1辺の長さXTを有する正六角形である単位配列LTの各頂点に配置されている。表面プラズモンは構造の先鋭部に強く誘起されることが知られている。そのため、第1誘電体層22が多角形の場合、鋭角近傍にその効果が強く表れる。また、表面プラズモンによる光学・発色特性は、金属などの表面プラズモンを誘起する物質の配置形状に影響されることが知られている。例えば、配置形状を正方配列、六方配列、六角対称配列等の高い回転対称性を持つものに変えることで表面プラズモンの分散関係を変化させ、反射スペクトルを狭帯域化するなどの制御が可能となる。よって、吸収のバンド幅が小さくなり波長選択性が高くなる。
Furthermore, the
結果として、表示体の外側から第2格子層41へ光L1を入射させて、表示体の表面側から表面10Sを観察する表面反射観察によれば、上記各界面でのフレネル反射を生じ難いこと、上記各格子層での強いプラズモン共鳴を生じること、これらが相まって、黒色、もしくは、黒色に近い色彩が、第1表示領域10Aで視認される。
As a result, according to surface reflection observation in which the light L1 is made incident to the second
他方、表示体の外側から第2格子層41へ光L1を入射させて、表示体の裏面側から裏面10Tを観察する裏面透過観察によれば、上記各格子層でのプラズモン共鳴を経て透過した有色の光LP1が、すなわち、白色および黒色以外の光が、第1表示領域10Aで視認される。なお、上記表面反射観察や裏面透過観察の結果は、表面10Sに向けた外光の光量が、裏面10Tに向けた外光の光量よりも高い場合においても、同様の傾向を示す。
On the other hand, according to the back surface transmission observation in which the light L1 is made incident on the
[裏面反射観察、表面透過観察]
図9が示すように、表示体の外側から支持部11に入射する白色の光L1は、空気層から支持部11に入り、支持部11から第1格子層21に入る。支持部11に入射した光L1は、空気層よりも高い屈折率を有した支持部11から、空気層よりも低い屈折率を有した第1格子層21に入るため、支持部11と第1格子層21との界面では、フレネル反射を生じやすい。なお、支持部11の屈折率と、第1格子層21の屈折率との差は、第1格子層21と中間格子層31との間の屈折率差よりも大きく、また、中間格子層31と第2格子層41との間の屈折率差よりも大きい。
[Backside reflection observation, surface transmission observation]
As shown in FIG. 9, white light L1 incident on the
一方で、支持部11と第1格子層21との界面を透過した光の一部は、第1格子層21でのプラズモン共鳴に供される。ここでも、プラズモン共鳴に起因して第1格子層21が出射する光EP1の波長領域は、第1金属層23の構造周期PTを含む格子構造および材料に依存した特定の波長領域である。この波長領域の光は、支持部11と第1格子層21との界面では反射されずに、プラズモン共鳴によって消費される。結果として、支持部11に入射した光の波長領域の一部の光は、支持部11と第1格子層21との界面で反射され、第1格子層21は、第1格子層21に入射した光の波長領域の一部の光を、中間格子層31へ透過する。
On the other hand, part of the light transmitted through the interface between the
また、中間格子層31を透過して第2格子層41に入射した光の一部も、第2格子層41でのプラズモン共鳴に供される。ここでも、プラズモン共鳴に起因して第2格子層41が出射する光EP2の波長領域は、第2誘電体層43の構造周期PTを含む格子構造および材料に依存した特定の波長領域である。結果として、第2格子層41は、第2格子層41に入射した光の波長領域の一部の光を、空気層へ透過する。
In addition, part of the light transmitted through the
さらに、第1誘電体層22は内角の少なくとも1つが鋭角である多角形であり、1辺の長さXTを有する正六角形である単位配列LTの各頂点に配置されている。表面プラズモンは構造の先鋭部に強く誘起されることが知られている。そのため、第1誘電体層22が多角形の場合、鋭角近傍にその効果が強く表れる。また、表面プラズモンによる光学・発色特性は、金属などの表面プラズモンを誘起する物質の配置形状に影響されることが知られている。例えば、配置形状を正方配列、六方配列、六角対称配列等の高い回転対称性を持つものに変えることで表面プラズモンの分散関係を変化させ、反射スペクトルを狭帯域化するなどの制御が可能となる。よって、六角対称配列にすることで吸収のバンド幅が小さくなり波長選択性が高くなる。
Furthermore, the
結果として、表示体の外側から支持部11へ光L1を入射させて、表示体の裏面側から裏面10Tを観察する裏面反射観察によれば、上記界面でのフレネル反射による有色の光LRが、すなわち、白色および黒色以外の光LRが、第1表示領域10Aで視認される。なお、こうした支持部11と第1格子層21との界面で生じるフレネル反射は、上述した表面反射観察において、より黒色に近い色彩を、第1表示領域10Aで視認させる。
As a result, according to back surface reflection observation in which the light L1 is made incident on the
他方、表示体の外側から支持部11へ光L1を入射させて、表示体の表面側から表面10Sを観察する表面透過観察では、上記フレネル反射と、上記各格子層でのプラズモン共鳴とを経た有色の光LP2が、第1表示領域10Aで視認される。なお、上記表面透過観察や裏面反射観察の結果は、裏面10Tに向けた外光の光量が、表面10Sに向けた外光の光量よりも高い場合においても、同様の傾向を示す。
On the other hand, in surface transmission observation in which light L1 is made incident on the
[表示体の製造方法]
次に、表示体を製造する方法の一例を説明する。
まず、支持部11の表面に、第1誘電体層22と第1中間誘電体層32とを形成する。第1誘電体層22と第1中間誘電体層32とは、支持部11の表面から突き出た突部として一体に形成される。突部を形成する方法は、例えば、光、あるいは、荷電粒子線を用いたフォトリソグラフィー法、ナノインプリント法、および、プラズマエッチング法である。
[Method of manufacturing display body]
Next, an example of a method of manufacturing a display will be described.
First, the
例えば、図7に示したように基材11aと中間層11bとから構成される支持部11を有する表示体を製造する場合、まず、基材11aとして、ポリエチレンテレフタラートシートを用い、基材11aの表面に、紫外線硬化性樹脂を塗工する。次いで、紫外線硬化性樹脂からなる塗工膜の表面に、凹版である合成石英モールドの表面を押し当て、これらに紫外線を照射する。続いて、硬化した紫外線硬化性樹脂から合成石英モールドを離型する。これによって、基材11aの表面の樹脂に凹版の有する凹凸が転写され、第1誘電体層22と第1中間誘電体層32とからなる突部および中間層11bが形成される。なお、紫外線硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂に変更することも可能であり、紫外線の照射は、加熱に変更することも可能である。また、紫外線硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂に変更することも可能であり、紫外線の照射は、加熱および冷却に変更することも可能である。
For example, as shown in FIG. 7, when manufacturing a display having a
次いで、突部を備える支持部11の表面に、第1金属層23、および、第2金属層42を形成する。第1金属層23、および、第2金属層42を形成する方法は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法である。これによって、第1金属層23の頂面によって区画される第1格子層21が形成され、第2金属層42の頂面によって区画される第2格子層41が形成され、これら第1格子層21と第2格子層41とに挟まれた中間格子層31が形成される。
Next, the
[第1表示領域の構成例]
図10が示すように、第1金属層23の厚さT2が厚いほど、第1格子層21と支持部11との界面では、フレネル反射による光の強度が大きく、裏面反射観察での像の明度が高まる。第1誘電体層22の鋭角である内角A1が向かい合い、かつ、構造周期PTに対する第1誘電体層22の幅WTの比が小さいほど、これもまた、裏面反射観察での像の明度が高まる。
[Configuration Example of First Display Area]
As FIG. 10 shows, as the thickness T2 of the
また、第1金属層23の厚さT2が厚いほど、裏面10Tから表面10Sへ透過する光の強度が小さく、表面反射観察での色彩が、より黒色に近づく。第1誘電体層22の鋭角である内角A1が向かい合い、かつ、構造周期PTに対する第1誘電体層22の幅WTの比が小さいほど、これもまた、表面反射観察での色彩が、より黒色に近づく。
Further, as the thickness T2 of the
そして、第1金属層23の厚さT2が10nm以上であり、かつ、構造周期PTに対する第1誘電体層22の幅WTの比が0.75以下である場合、もしくは、第1誘電体層22の平面形状が正三角形であり、構造周期PTが第1誘電体層22の幅WTの5倍以下であり、可視領域の波長である400nm以上800nm以下のサブ波長周期であれば、表示体の表裏を判断するための上記観察において、それの精度が十分に得られる。
And, when the thickness T2 of the
他方、第1金属層23の厚さT2が薄いほど、また、第2金属層42の厚さT4が薄いほど、表面透過観察や裏面透過観察では、これらを透過する光の強度が大きい。第1誘電体層22の鋭角である内角A1が向かい合い、かつ、構造周期PTに対する第1誘電体層22の幅WTの比が大きいほどこれもまた、表示体を透過する光の強度が大きい。
On the other hand, the thinner the thickness T2 of the
そして、第1金属層23の厚さT2や、第2金属層42の厚さT4が、200nm以下であり、かつ、構造周期PTに対する第1誘電体層22の幅WTの比が0.25以上である場合、もしくは、第1誘電体層22の平面形状が正三角形であり、構造周期PTが第1誘電体層22の幅WTの1倍以上であり、可視領域の波長である400nm以上800nm以下のサブ波長周期であれば、表面透過観察で視認される像や、裏面透過観察で視認される像が、それを視認できる程度に明瞭となる。
The thickness T2 of the
第1誘電体層22の厚さT2と、第1中間誘電体層32の厚さT3との合計は、第1誘電体層22の幅WTと、最短幅WPとの合計である構造周期PTよりも小さいことが好ましい。また、第1誘電体層22の厚さT2と第1中間誘電体層32の厚さT3との合計は、構造周期PTの半分よりも小さいことが、より好ましい。
The sum of the thickness T2 of the
こうした構成であれば、第1誘電体層22と第1中間誘電体層32とが一体である樹脂構造体において、その構造体の形状の精度を高めることが可能であり、また、第1誘電体層22と第1中間誘電体層32とからなる凸部11Tが支持部11の表面で倒れることが抑えられる。
With such a configuration, in the resin structure in which the
可視領域の波長における複素誘電率の実部が負の値である金属材料は、それを用いた第1格子層21や第2格子層41において、プラズモン共鳴を生じやすい。そこで、第1金属層23を構成する材料は、上記複素誘電率の実部が負の値の材料であることが好ましい。第2金属層42を構成する材料もまた、上記複素誘電率の実部が負の値の材料であることが好ましい。
これら第1金属層23や第2金属層42を構成する材料は、例えば、アルミニウム、銀、金、インジウム、タンタルなどである。
A metal material whose real part of the complex dielectric constant at a wavelength in the visible range has a negative value tends to cause plasmon resonance in the
The material which comprises these
なお、上記製造方法において説明したように、第1金属層23と第2金属層42とは、第1誘電体層22と第1中間誘電体層32とが形成された支持部11に対する金属層の成膜によって、単一の工程で形成することができる。
As described in the above-described manufacturing method, the
この場合、成膜源から飛行する金属粒子は、支持部11の表面に対して、所定の角度分布を有して付着する。結果として、第2金属層42の幅W4は、第1中間誘電体層32の幅WTよりも若干大きくなり、相互に隣り合う第2金属層42の最短幅WP4は、最短幅WPよりも若干小さくなる。この際、構造周期PTに対する第2金属層42の幅W4の比は、0.25以上0.75以下である。なお、第1中間誘電体層32の平面形状が正三角形である場合、構造周期PTは第1中間誘電体層32の幅WTの1倍以上5倍以下であり、可視領域の波長である400nm以上800nm以下のサブ波長周期である。ちなみに、第1金属層23における第1中間誘電体層32の周囲は、第2金属層42によるシャドウ効果の影響を受け、第1中間誘電体層32に近い部位ほど薄い。
In this case, the metal particles flying from the film forming source adhere to the surface of the
また、上記成膜方法によって形成される構造体においては、第1中間誘電体層32の側面にも、第2金属層42に連続する金属層である中間金属層32Aが形成される。
Further, in the structure formed by the film forming method, an
中間金属層32Aは、第1中間誘電体層32と第2中間誘電体層33とに挟まれる。中間金属層32Aは、第2金属層42と一体の構造体であり、第1中間誘電体層32の側面上での厚みが、第1金属層23に近い部位ほど薄い。
The
こうした中間金属層32Aは、構造周期PTがサブ波長周期であるため、第2格子層41や中間格子層31の厚さ方向での屈折率の変化を連続的とする。そして、中間金属層32Aは、表示体の外側から第2格子層41に入射した光を反射し難く、中間格子層31や第1格子層21へ透過しやすい。それゆえに、上述した表面反射観察においては、より黒色に近い色が、第1表示領域10Aで視認される。
また、上記成膜方法によって形成される構造体においては、第1金属層23を構成する材料と、第2金属層42を構成する材料とは、相互に等しい。
In the
Moreover, in the structure formed by the said film-forming method, the material which comprises the
ここで、第2誘電体層43と第2金属層42との間の屈折率差が小さいほど、第2格子層41での平均化された屈折率は、第2格子層41と他の層との界面でのフレネル反射を抑えやすい。他方、第1誘電体層22と第1金属層23との間の屈折率差が大きいほど、第1格子層21の平均化された屈折率は、第1格子層21と支持部11との界面でのフレネル反射を促しやすい。
Here, as the difference in refractive index between the
そこで、第1金属層23と第2金属層42とが、相互に等しい屈折率を有し、かつ、第1誘電体層22と第1金属層23との間の屈折率差が、第2誘電体層43と第2金属層42との間の屈折率差よりも大きい構成であれば、第2格子層41と他の層との界面でのフレネル反射を抑え、かつ、第1格子層21と他の層との界面でのフレネル反射を促すことが可能である。
Therefore, the
なお、第2格子層41と他の層との界面でのフレネル反射を抑え、かつ、第1格子層21と他の層との界面でのフレネル反射を促すためには、以下の条件が満たされていることが好ましい。すなわち、第2誘電体層43に対して中間格子層31とは反対側で第2誘電体層43に接する層である表面層と、第2誘電体層43との間の屈折率差は、第1金属層23と支持部11との間の屈折率差よりも小さいことが好ましい。表面層は、例えば空気層である。そして、第2誘電体層43の屈折率は、表面層の屈折率と等しいことがさらに好ましい。
The following conditions are satisfied in order to suppress Fresnel reflection at the interface between the
以上、上記実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られる。
(1)表面反射観察と裏面反射観察とにおいて別々の色彩を有した像を第1表示領域10Aで視認させられるため、表示体の表裏を判別することが可能となる。また、表示体の貼り付けられた物品に対して、それの真贋の判定を容易なものとすることや、表示体の貼り付けられた物品の意匠性を高めることが可能ともなる。
As mentioned above, according to the said embodiment, the effect listed below is acquired.
(1) Since images having different colors in front surface reflection observation and back surface reflection observation can be visually recognized in the
(2)表面反射観察と裏面透過観察とにおいても別々の色彩を有した像を第1表示領域10Aで視認させられるため、表裏の判断結果に対する精度を高めることが可能となる。また、裏面反射観察と表面透過観察とにおいても別々の色彩を有した像を第1表示領域10Aで視認させられるため、表裏の判断結果に対する精度を高めることが可能となる。
(2) Since images having different colors can be visually recognized in the
(3)構造周期PTの大きさが、可視領域の波長以下であるサブ波長周期であり、可視領域の光の一次回折光の形成を抑える大きさである。そのため、裏面反射観察、表面透過観察、裏面透過観察による像に、虹色が含まれることを抑えて、各観察による像の色彩を、より鮮明にすることが可能ともなる。 (3) The size of the structural period PT is a sub-wavelength period that is equal to or less than the wavelength of the visible region, and is a size that suppresses formation of primary diffracted light of light in the visible region. Therefore, it is possible to suppress the rainbow color from being included in the image by back surface reflection observation, front surface transmission observation, and back surface transmission observation, and to make the color of the image by each observation more vivid.
(4)第1誘電体層22、第1中間誘電体層32、第2金属層42が少なくとも1つの内角が鋭角である多角形であり、それらが正六角形である単位配列の各頂点に配置される場合、各観察による像の波長選択性を上げることが可能となる。
(4) The
(5)第1格子層21の厚さT2と、中間格子層31の厚さT3との合計が、ナノインプリントなどの凹版を適用できる程度の大きさであるため、第1誘電体層22と第1中間誘電体層32とを一体に成形することが可能ともなる。
(5) Since the total of the thickness T2 of the
(6)第1誘電体層22と第1中間誘電体層32とが一体の構造体であり、また、第2中間誘電体層33と第2誘電体層43とが一体であるため、表示体の構造を簡素化することが可能ともなる。さらに、第2中間誘電体層33と第2誘電体層43とが一体の空気層である構成であれば、表示体の構造をさらに簡素化することが可能ともなる。
(7)中間金属層32Aが反射防止機能を備えるため、表面反射観察によって視認される像の色彩を、さらに黒色に近い色彩とすることが可能ともなる。
(6) Since the
(7) Since the
(8)表面反射観察と、裏面反射観察と、表面もしくは裏面での透過観察との各々において、第1表示領域10Aの色彩を固有のものとすることができる。それゆえに、表示体が付された物品に対して、それの真贋の判定における精度を高めることが可能ともなる。
(8) The color of the
(9)表面反射観察と、裏面反射観察と、表面もしくは裏面での透過観察との各々において、第1表示領域10Aの色彩を固有のものとすることができる。それゆえに、表示体による表示の形態を、より複雑なものとすること、また、表示体の有する意匠性を高めることが可能ともなる。
(9) The color of the
<上記実施形態の変形例>
上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
[中間格子層31]
・第1中間誘電体層32と第2中間誘電体層33とは、各別の構造体に具体化できる。この際、第2中間誘電体層33は、第1中間誘電体層32の屈折率よりも空気層の屈折率に近い屈折率を有した樹脂層であることが好ましい。
<Modification of the above embodiment>
The above embodiment can be modified as follows.
[Intermediate lattice layer 31]
The first
・第2中間誘電体層33と第2誘電体層43とは、各別の構造体に具体化できる。この際、第2中間誘電体層33は、第2誘電体層43の屈折率よりも空気層の屈折率に近い屈折率を有した樹脂層であることが好ましい。
The second
[第1格子層21]
・図11が示すように、第1誘電体層22と第1中間誘電体層32とを一体の構造体として構成する。この一体の構造体である凸部11Tの形状は、支持部11の表面から突き出る錐体状に具体化できる。こうした構造であれば、第1誘電体層22や第1中間誘電体層32の形成に際して、それを形成するための凹版の離型を円滑に進めることが可能である。
[First lattice layer 21]
-As FIG. 11 shows, the 1st
[第2表示領域10B]
・図12が示すように、第2表示領域10Bは、支持部11の表面に金属層23Bのみを備える構成として具体化できる。この際、表面反射観察では、黒色、もしくは、黒色に近い色彩を有する像を、第1表示領域10Aで視認させることができ、かつ、金属光沢を有する像を、第2表示領域10Bで視認させることができる。他方、裏面反射観察では、第1格子層21と支持部11との界面でのフレネル反射による光として、第1格子層21でのプラズモン共鳴によって消費される波長領域の影響を受けた光による有色の像を、第1表示領域10Aで視認させることができ、かつ、金属層23Bと支持部11との界面でのフレネル反射のみが反映された金属光沢を有する像を、第2表示領域10Bで視認させることができる。
[
-As FIG. 12 shows, the
[保護層]
・表示体は、第2金属層42の上に保護層をさらに備える。この際、保護層と第2金属層42との界面におけるフレネル反射の強度、および、それに伴う表示体での波長の選択性が、保護層の屈折率によって変わる。そこで、保護層を構成する材料は、表示体に選択させる波長領域に基づき、適宜選択される。
[Protective layer]
The display further includes a protective layer on the
なお、図13が示すように、保護層45は、第2誘電体層43、および、第2中間誘電体層33と一体の構造体に具体化できる。この際、保護層45は、低屈折率の樹脂層であることが好ましい。低屈折率の樹脂層は、第1誘電体層22の屈折率や第1中間誘電体層32の屈折率よりも空気層の屈折率に近い屈折率を有する。
As shown in FIG. 13, the
[その他の形態]
・表示体の表面10Sと対向する方向から見た孤立領域A2の配置は、六角対称配列、正方配列および六方配列に限らず、二次元格子状の配列であればよい。すなわち、複数の第1誘電体層22は二次元格子状に並んでいればよく、また、複数の第1中間誘電体層32も二次元格子状に並んでいればよく、また、複数の第2金属層42も二次元格子状に並んでいればよい。換言すれば、周期構造体の周期要素は、サブ波長周期を有した二次元格子状に並んでいればよい。二次元格子状の配列は、二次元平面内において交差する2つの方向の各々に沿って要素が並ぶ配列である。この際、構造周期PTに対する幅WTの比は、1つの方向での構造周期PTに対する幅WTの比であり、当該比が所定の範囲内であるとは、周期要素が並ぶ上記2つの方向の各々について、構造周期PTに対する幅WTの比が所定の範囲内であることを示す。
[Other forms]
The arrangement of the isolated regions A2 viewed from the direction opposite to the
また、表示体の表面10Sと対向する方向から見た孤立領域A2の形状、すなわち、周期要素の平面形状は、三角形に限らず、正方形や長方形などの他の多角形であってもよいし、円形であってもよい。
Further, the shape of the isolated area A2 viewed from the direction opposite to the
・第1格子層21および第2格子層41にてプラズモン共鳴が生じる構造を表示体が有していれば、表示体を透過する透過光は、構造周期PTに応じた特定の波長領域の光となる。第2格子層41と他の層との界面にてフレネル反射が生じ、表面反射観察にて黒色とは異なる有色の像が第1表示領域10Aで視認される場合であっても、プラズモン共鳴によって消費される波長領域は、反射光には含まれないため、表面反射観察と裏面透過観察とでは、互いに異なる色彩の像が視認される。また、裏面反射観察と表面透過観察とでも、互いに異なる色彩の像が視認される。したがって、表示体の表面の観察と裏面の観察とで、互いに異なる色彩の像を視認させることが可能であり、すなわち、観察の条件に応じて互いに異なる外観の像を視認させることができる。それゆえ、表示体の付された物品における偽造の困難性や意匠性をより高めることができる。
-If the display body has a structure in which plasmon resonance occurs in the first
例えば、構造周期PTに対する第1誘電体層22の幅WTの比、および、構造周期PTに対する第2金属層42の幅WTの比は、0.25以上0.75以下とは異なる値であってもよいし、第1誘電体層22の平面形状が正三角形である場合、構造周期PTは第1誘電体層22の幅WTの1倍以上5倍以下と異なる値であってもよい。また例えば、第1格子層21と中間格子層31と第2格子層41との厚さの関係は、上記実施形態と異なってもよい。
For example, the ratio of the width WT of the
本発明は、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たり、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たりすることが可能な表示体に用いることができる。 The present invention can increase the difficulty of forgery of an item by being provided for an item that is required to be difficult to forge, and can improve the design of an item by being provided for an item around it. Can be used in various displays.
A2…孤立領域、A3…周辺領域、L1,EP1,EP2,LR,LP1,LP2…光、LT…単位配列、XT…単位配列の1辺の長さ、PT…構造周期、T2,T3,T4…厚さ、W4,WT…幅、WP…最短幅、10A…第1表示領域、10B…第2表示領域、10S…表面、10T…裏面、11…支持部、11a…基材、11b…中間層、11T…凸部、21…第1格子層、22…第1誘電体層、23…第1金属層、31…中間格子層、32…第1中間誘電体層、32A…中間金属層、33…第2中間誘電体層、41…第2格子層、42…第2金属層、43…第2誘電体層、45…保護層
A2 ... isolated area, A3 ... peripheral area, L1, EP1, EP2, LR, LP1, LP2 ... light, LT ... unit array, XT ... length of one side of unit array, PT ... structure period, T2, T3, T4 ... thickness, W4, WT ... width, WP ... shortest width, 10A ... first display area, 10B ... second display area, 10S ... surface, 10T ... back surface, 11 ... support portion, 11a ... base material, 11b ...
Claims (7)
前記周期要素の平面形状が多角形である、
表示体。 A supporting portion having a reference surface, and a plurality of periodic elements arranged in a two-dimensional lattice form having a sub-wavelength period in the reference surface, a protrusion protruding from the reference surface or a recess recessed from the reference surface And a surface of the periodic structure which is a surface including a region surrounding the periodic element of the reference surface and a surface of the periodic element. And a metal layer positioned to follow the surface shape of the periodic structure.
The planar shape of the periodic element is a polygon,
Display body.
請求項1に記載の表示体。 At least one interior angle of the polygon is an acute angle,
The display body according to claim 1.
請求項2に記載の表示体。 At least a part of the adjacent periodic element sets among the plurality of periodic elements are arranged such that the acute angles of the respective periodic elements face each other,
The display body according to claim 2.
請求項3に記載の表示体。 In the set of periodic elements where the acute angles face each other, the distance between the centers of the periodic elements is a sub-wavelength,
The display body of Claim 3.
請求項1〜4のいずれかに記載の表示体。 The plurality of periodic elements are arranged to form any of a hexagonal symmetric array, a hexagonal array, or a square array in a plan view.
The display body in any one of Claims 1-4.
10nm以上200nm以下の厚さを有した第2格子層と、
前記第1格子層および前記第2格子層よりも厚い中間格子層であって、厚さ方向に前記第1格子層と前記第2格子層とに挟まれた前記中間格子層と、を前記基準面上に含み、
前記第1格子層は、島状配列に並ぶ複数の第1誘電体層と、各第1誘電体層を囲う網目状を有した第1金属層と、を備え、
前記中間格子層は、島状配列に並ぶ複数の第1中間誘電体層と、各第1中間誘電体層を囲う網目状を有し、かつ、前記第1中間誘電体層よりも低い誘電率を有した第2中間誘電体層と、を備え、
前記第2格子層は、島状配列に並ぶ複数の第2金属層と、各第2金属層を囲う網目状を有した第2誘電体層と、を備え、
前記周期要素は前記凸部であって、前記第1誘電体層と前記第1中間誘電体層とが前記周期要素を構成し、前記第1金属層と前記第2金属層とが前記金属層に含まれ、
前記第1格子層における前記第1金属層の体積比率が、前記第2格子層における前記第2金属層の体積比率よりも大きく、かつ、前記第2格子層における前記第2金属層の体積比率が、前記中間格子層における金属材料の体積比率よりも大きく、
前記第1誘電体層の構造周期に対する前記第1誘電体層の幅の比、および、前記第2金属層の構造周期に対する前記第2金属層の幅の比が、0.25以上0.75以下である、
請求項1〜5のいずれかに記載の表示体。 A first grating layer having a thickness of 10 nm or more and 200 nm or less;
A second grating layer having a thickness of 10 nm or more and 200 nm or less;
An intermediate lattice layer thicker than the first lattice layer and the second lattice layer, and the intermediate lattice layer interposed between the first lattice layer and the second lattice layer in the thickness direction; Included on the face,
The first lattice layer includes a plurality of first dielectric layers arranged in an island arrangement, and a first metal layer having a mesh shape surrounding each first dielectric layer,
The intermediate lattice layer has a plurality of first intermediate dielectric layers arranged in an island arrangement, and a mesh shape surrounding each first intermediate dielectric layer, and has a dielectric constant lower than that of the first intermediate dielectric layer. And a second intermediate dielectric layer having
The second lattice layer includes a plurality of second metal layers arranged in an island arrangement, and a second dielectric layer having a mesh shape surrounding each second metal layer,
The periodic element is the convex portion, and the first dielectric layer and the first intermediate dielectric layer constitute the periodic element, and the first metal layer and the second metal layer are the metal layer. Included in
The volume ratio of the first metal layer in the first lattice layer is larger than the volume ratio of the second metal layer in the second lattice layer, and the volume ratio of the second metal layer in the second lattice layer Is larger than the volume ratio of the metal material in the intermediate lattice layer,
The ratio of the width of the first dielectric layer to the structural period of the first dielectric layer and the ratio of the width of the second metal layer to the structural period of the second metal layer are not less than 0.25 and not more than 0.75. Less than
The display body in any one of Claims 1-5.
請求項1〜6のいずれかに記載の表示体。 It comprises a dielectric layer located on the surface of the metal layer opposite to the surface in contact with the periodic structure and having a shape that follows the surface shape of the metal layer.
The display body in any one of Claims 1-6.
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