显示体、带显示体的设备以及显示体的制造方法技术

提供显示体、带显示体的设备以及显示体的制造方法，该显示体能够根据观察条件而目视确认到互不相同的外观像，能够提高基于反射光或透射光的像的波长选择性，并且具有抗菌性。显示体具有周期性构造体，该周期性构造体是具有支撑部以及多个周期性要素的介电质，所述支撑部具有基准面，所述多个周期性要素在基准面以具有副波长周期的二维格栅状而排列，所述周期性要素是从基准面凸出的凸部或者相对于基准面凹陷的凹部。并且，显示体具有金属层，该金属层位于作为包含基准面中的将周期性要素包围的区域以及周期性要素的表面在内的面的周期性构造体的表面，具有追随周期性构造体的表面形状的形状，沿着作为多个所述周期性要素以二维格栅状排列的方向的第1方面的周期性要素之间的间隙距离，与沿着与第1方向相交叉的第2方向的所述周期性要素之间的间隙距离不同。

Display body, equipment with display body and manufacturing method of display body

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】显示体、带显示体的设备以及显示体的制造方法
本专利技术涉及显示体、带显示体的设备以及显示体的制造方法。
技术介绍
显示体利用基于衍射格栅、多层膜的光的干涉等而对显示体所显示的像附加与印刷物不同的视觉效果(例如，参照专利文献1)。显示体例如通过配备于护照、驾照等认证文件、商品券、支票等有价证券类这种要求伪造困难的物品，由此提高伪造物品的困难性。另外，显示体通过配备于随身携带的物品而提高物品的外观美观性。显示体所具有的衍射格栅例如具有透明的树脂层、以及位于树脂层上的铝等金属层。例如，由具有正弦二次结构的数学函数表现的衍射格栅的形状，在衍射格栅的倾斜部具有比其他部位薄的金属层，因倾斜部间的结构差异而对金属层附加透射率、反射率的差异。而且，能够实现基于灰度的表现、反射像的色彩和透射像的色彩互不相同的表现(例如，参照专利文献1)。根据反射像和透射像的差异还能够判定粘贴有显示体的物品的真伪。专利文献1：日本专利第5124272号说明书
技术实现思路
为了进一步提高伪造的困难性、外观美观性，优选1个显示体能够根据观察条件而形成互不相同的外观像。例如，希望通过显示体的表面观察和背面观察而目视确认到互不相同的色彩的像的显示体、通过针对显示体的一个面的反射光的观察和透射光的观察而目视确认互不相同的色彩的像的显示体。此外，由具有正弦二次结构的数学函数表现的衍射格栅的形状，在衍射格栅的构造的高度方向上、即在显示体的表面背面方向上需要较高的对称性。其结果，从显示体的表面观察的像与从显示体的背面观察的像的色彩的差异也微小，基于这些目视确认还难以判别显示体的表面背面。并且，存在如下问题，即，在当前的基于由所述衍射格栅形成的显示体的表面和背面目视确认到的基于反射光和透射光的像的色彩较淡而波长选择性较低。另外，显示体大多配备于不特定的多人直接用手指接触的随身携带的物品，因此优选实施抑制细菌繁殖的对策。本专利技术的目的在于提供一种显示体、带显示体的设备以及显示体的制造方法，能够根据观察条件而目视确认到互不相同的外观像，能够提高基于所述反射光或透射光的像的波长选择性，并且能够抑制细菌繁殖。根据解决上述问题的显示体的一个方面，具有：周期性构造体，其是具有支撑部以及多个周期性要素的介电质，所述支撑部具有基准面，所述多个周期性要素在所述基准面以具有副波长周期的二维格栅状而排列，且所述周期性要素是从所述基准面凸出的凸部或者相对于所述基准面凹陷的凹部的任意者；以及金属层，其位于作为包含所述基准面中的将所述周期性要素包围的区域以及所述周期性要素的表面在内的面的所述周期性构造体的表面，具有追随所述周期性构造体的表面形状的形状，沿着作为多个所述周期性要素以二维格栅状排列的方向的第1方面的所述周期性要素之间的间隙距离，与沿着作为多个所述周期性要素以二维格栅状排列的方向、且与所述第1方向相交叉的第2方向的所述周期性要素之间的间隙距离不同。根据上述结构，显示体具有由金属和介电质构成的、具有副波长周期的格栅构造的层，因此如果从显示体的外侧对显示体的表面及背面的一个面照射光，则在具有上述格栅结构的层产生等离子体共振。因等离子体共振而消耗的波长区域的光未从上述一个面射出，受到等离子体共振作用的特定波长区域的光透射过显示体从显示体的表面及背面的另一个面射出。因此，在针对一个面的反射观察和针对另一个面的透射观察中目视确认到色彩互不相同的像，另外，在针对一个面的反射观察和透射观察中目视确认到色彩互不相同的像。即，根据上述结构，能够根据观察条件而目视确认到互不相同的外观像。另外，显示体的沿着第1方向的周期性要素之间的间隙距离与沿着第2方向的周期性要素之间的距离不同，因此能够产生依赖于在第1方向和第2方向上不同的周期性要素之间的距离的等离子体共振吸收。因此，根据显示体，能够选择性地取出依赖于入射光的偏振方向的表面等离子体共振吸收的效果。在上述结构中，可以在所述基准面上包含：第1格栅层，其具有大于或等于10nm且小于或等于200nm的厚度；第2格栅层，其具有大于或等于10nm且小于或等于200nm的厚度；以及中间格栅层，其比所述第1格栅层及所述第2格栅层厚，且在厚度方向上由所述第1格栅层和所述第2格栅层夹持，所述第1格栅层具有：多个第1介电质层，它们以单元格栅为正方形的正方形阵列、单元格栅为菱形的六边形阵列、单元格栅为长方形的长方形阵列的任意岛状阵列而排列；以及第1金属层，其具有将各第1介电质层包围的网眼状，所述中间格栅层具有：多个第1中间介电质层，它们以单元格栅为正方形的正方形阵列、单元格栅为菱形的六边形阵列、单元格栅为长方形的长方形阵列的任意岛状阵列而排列；以及第2中间介电质层，其具有将各第1中间介电质层包围的网眼状，且具有低于所述第1中间介电质层的介电常数，所述第2格栅层具有：多个第2金属层，它们以单元格栅为正方形的正方形阵列、单元格栅为菱形的六边形阵列、单元格栅为长方形的长方形阵列的任意岛状阵列而排列；以及第2介电质层，其具有将各第2金属层包围的网眼状，所述周期性要素是所述凸部，所述第1介电质层和所述第1中间介电质层构成所述周期性要素，所述金属层中包含所述第1金属层及所述第2金属层，所述第1格栅层的所述第1金属层的体积比率大于所述第2格栅层的所述第2金属层的体积比率，并且所述第2格栅层的所述第2金属层的体积比率大于所述中间格栅层的金属材料的体积比率，所述第1介电质层的宽度相对于所述第1介电质层的构造周期之比、以及所述第2金属层的宽度相对于所述第2金属层的构造周期之比，大于或等于0.25且小于或等于0.75。根据上述结构，第1格栅层的平均化后的折射率由第1金属层的折射率支配。从显示体的外侧入射至支撑部的光容易在这样的第1格栅层和支撑部的界面产生菲涅耳反射。与此相对，第2格栅层的平均化后的折射率由第2介电质层支配。另外，中间格栅层的平均化后的折射率也由作为介电质的第2中间介电质层支配。而且，从显示体的外侧入射至第2格栅层的光不易产生菲涅耳反射，进入第2格栅层进而进入中间格栅层。其结果，在从与支撑部相对的方向观察显示体的反射观察中，容易观察到基于菲涅耳反射的像，另一方面，在从与第2格栅层相对的方向观察显示体的反射观察中，难以观察到基于菲涅耳反射的像。并且，第1格栅层、第2格栅层产生等离子体共振。入射至第1格栅层的光的一部分由等离子体共振消耗并透射过第1格栅层。入射至第2格栅层的光的一部分也由等离子体共振消耗并透射过第2格栅层。因此，在从与支撑部相对的方向观察显示体的反射观察中，基于菲涅耳反射的像带有除了黑色、白色以外的色彩，从而被更清晰地目视确认。此外，如果从与第2格栅层相对的方向观察显示体，则经由第1格栅层的等离子体共振以及第2格栅层的等离子体共振的透射光形成带有除了黑色、白色以外的色彩的像。另一方面，从显示体的外侧入射至第2格栅层的光的一部分因第2格栅层的等离子体共振、第1格栅层的等离子体共振而消耗，更难以向第2格栅层的外侧返回。因此，在从与第2格栅层相对的方向观察显示体的反射观察中，目视确认到带有更接近黑色的色本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显示体，其中，/n所述显示体具有：/n周期性构造体，其是具有支撑部以及多个周期性要素的介电质，所述支撑部具有基准面，所述多个周期性要素在所述基准面以具有副波长周期的二维格栅状而排列，且所述周期性要素是从所述基准面凸出的凸部或者相对于所述基准面凹陷的凹部中的任意者；以及/n金属层，其位于作为包含所述基准面中的将所述周期性要素包围的区域以及所述周期性要素的表面在内的面的所述周期性构造体的表面，具有追随所述周期性构造体的表面形状的形状，/n沿着作为多个所述周期性要素以二维格栅状排列的方向的第1方面的所述周期性要素之间的间隙距离，与沿着作为多个所述周期性要素以二维格栅状排列的方向、且与所述第1方向相交叉的第2方向的所述周期性要素之间的间隙距离不同。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171204 JP 2017-232648;20171222 JP 2017-246744;201.一种显示体，其中，
所述显示体具有：
周期性构造体，其是具有支撑部以及多个周期性要素的介电质，所述支撑部具有基准面，所述多个周期性要素在所述基准面以具有副波长周期的二维格栅状而排列，且所述周期性要素是从所述基准面凸出的凸部或者相对于所述基准面凹陷的凹部中的任意者；以及
金属层，其位于作为包含所述基准面中的将所述周期性要素包围的区域以及所述周期性要素的表面在内的面的所述周期性构造体的表面，具有追随所述周期性构造体的表面形状的形状，
沿着作为多个所述周期性要素以二维格栅状排列的方向的第1方面的所述周期性要素之间的间隙距离，与沿着作为多个所述周期性要素以二维格栅状排列的方向、且与所述第1方向相交叉的第2方向的所述周期性要素之间的间隙距离不同。


2.根据权利要求1所述的显示体，其中，
在所述基准面上包含：
第1格栅层，其具有大于或等于10nm且小于或等于200nm的厚度；
第2格栅层，其具有大于或等于10nm且小于或等于200nm的厚度；以及
中间格栅层，其比所述第1格栅层及所述第2格栅层厚，且在厚度方向上由所述第1格栅层和所述第2格栅层夹持，
所述第1格栅层具有：多个第1介电质层，它们以单元格栅为正方形的正方形阵列、单元格栅为菱形的六边形阵列、单元格栅为长方形的长方形阵列中的任意岛状阵列而排列；以及第1金属层，其具有将各第1介电质层包围的网眼状，
所述中间格栅层具有：多个第1中间介电质层，它们以单元格栅为正方形的正方形阵列、单元格栅为菱形的六边形阵列、单元格栅为长方形的长方形阵列中的任意岛状阵列而排列；以及第2中间介电质层，其具有将各第1中间介电质层包围的网眼状，且具有低于所述第1中间介电质层的介电常数，
所述第2格栅层具有：多个第2金属层，它们以单元格栅为正方形的正方形阵列、单元格栅为菱形的六边形阵列、单元格栅为长方形的长方形阵列中的任意岛状阵列而排列；以及第2介电质层，其具有将各第2金属层包围的网眼状，
所述周期性要素是所述凸部，所述第1介电质层和所述第1中间介电质层构成所述周期性要素，所述金属层中包含所述第1金属层及所述第2金属层，
所述第1格栅层的所述第1金属层的体积比率大于所述第2格栅层的所述第2金属层的体积比率，并且所述第2格栅层的所述第2金属层的体积比率大于所述中间格栅层的金属材料的体积比率，
所述第1介电质层的宽度相对于所述第1介电质层的构造周期之比、以及所述第2金属层的宽度相对于所述第2金属层的构造周期之比，大于或等于0.25且小于或等于0.75。


3.根据权利要求2所述的显示体，其中，
所述第1金属层及所述第2金属层的相对于可见区域的光的复介电常数的实数部具有负值。


4.根据权利要求2或3所述的显示体，其中，
所述第1介电质层的宽度相对于所述第1介电质层的构造周期之比、以及所述第2金属层的宽度相对于所述第2金属层的构造周期之比，大于或等于0.40且小于或等于0.60。


5.根据权利要求2至4中任一项所述的显示体，其中，
构成所述第1金属层的材料与构成所述第2金属层的材料相同，
所述第2介电质层是空气层，
所述第1介电质层的折射率与所述第1金属层的折射率之差大于所述第2介电质层的折射率与所述第2金属层的折射率之差。


6.根据权利要求2至5中任一项所述的显示体，其中，
所述周期性要素的平面形状为长方形。


7.根据权利要求2至6中任一项所述的显示体，其中，
所述中间格栅层还具有中间金属层，该中间金属层位于所述第1中间介电质层的侧面上，且由所述第1中间介电质层和所述第2中间介电质层夹持，
所述中间金属层是与所述第2金属层一体的构造体，且包含于金属层中，为了抑制可见区域的光的反射，越是靠近所述第1金属层的部位，所述侧面上的厚度越薄。


8.根据权利要求7所述的显示体，其中，
所述显示体具有保护层，该保护层将所述介电质层的与所述金属层接触的面的相反侧的面覆盖。

【专利技术属性】
技术研发人员：波木井秀充，川下雅史，小田由香里，内田朋也，
申请(专利权)人：凸版印刷株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP