083] 浮雕結(jié)構(gòu)RSl設(shè)置在浮雕結(jié)構(gòu)形成層112的表面的與圖1所示的區(qū)域13對應(yīng)的 位置。這里，在浮雕結(jié)構(gòu)形成層112的表面設(shè)置有3個浮雕結(jié)構(gòu)RS1，這些浮雕結(jié)構(gòu)RSl各 自顯示圖1所示的文字"T"、"0"及"P"。
[0084] 浮雕結(jié)構(gòu)RS2設(shè)置在浮雕結(jié)構(gòu)形成層112的表面的與圖1所示的區(qū)域17對應(yīng)的 位置。這些浮雕結(jié)構(gòu)RS2各自顯示浮雕結(jié)構(gòu)RSl所顯示的文字"T"、"0"及"P"的影子。
[0085] 浮雕結(jié)構(gòu)RSl及RS2如下面所說明的那樣，其結(jié)構(gòu)不同。
[0086] (第1浮雕結(jié)構(gòu)）
[0087] 在對第1浮雕結(jié)構(gòu)RSl進(jìn)行說明時，首先對衍射光柵的柵格常數(shù)（槽的間距）、照 明光的波長、照明光的入射角和衍射光的出射角之間的關(guān)系進(jìn)行說明。
[0088] 如果使用照明光源向衍射光柵照射照明光，則衍射光柵在作為入射光的照明光的 行進(jìn)方向和與波長對應(yīng)的特定的方向上射出強(qiáng)衍射光。
[0089] 關(guān)于m次衍射光（m = 0、±1、±2、…）的射出角P，光在相對于衍射光柵的槽的 長度方向垂直的面內(nèi)行進(jìn)時，能夠由下述式（1)算出。
[0090] 數(shù)式 1
[0092] 在式（1)中，d表不衍射光柵的柵格常數(shù)，m表不衍射次數(shù)，A表不入射光和衍射 光的波長。另外，a表示〇次衍射光，即正反射光RL的出射角。換而言之，在a的絕對值 與照明光的入射角相等的反射型衍射光柵時，照明光的入射方向和正反射光的出射方向是 關(guān)于設(shè)置有衍射光柵的界面的法線NL對稱的。
[0093] 另外，衍射光柵為反射型時，角度a為0°以上且小于90°。另外，從相對于設(shè)置 有衍射光柵的界面傾斜的方向照射照明光，如果考慮法線方向的角度、即以0°為邊界值的 2個角度范圍，則在衍射光的出射方向與正反射光的出射方向在相同角度范圍內(nèi)時角度P 為正值，在衍射光的出射方向與照明光的入射方向在相同角度范圍內(nèi)時角度P為負(fù)值。
[0094] 圖3是概要地示出具有小柵格常數(shù)的衍射光柵射出1次衍射光的情況的圖。圖4 是概要地示出具有大柵格常數(shù)的衍射光柵射出1次衍射光的情況的圖。
[0095] 點(diǎn)光源LS放射包含波長在紅色域內(nèi)的光成分R、波長在綠色域內(nèi)的光成分G和波 長在藍(lán)色域內(nèi)的光成分B的白色光。點(diǎn)光源LS所放射的光成分G、B及R以入射角a射入 衍射光柵GR。衍射光柵GR以出射角0_g射出衍射光DL_g作為光成分G的一部分，以出射 角P _b射出衍射光DL_b作為光成分B的一部分，以出射角P _r射出衍射光DL_r作為光 成分R的一部分。另外，雖然沒有圖示，但衍射光柵GR也以由式（1)所導(dǎo)出的角度射出其 他次數(shù)的衍射光。
[0096] 這樣，在特定的照明條件下，衍射光柵將衍射光與其波長對應(yīng)地以不同的出射角 射出。因此，在太陽及熒光燈等白色光源下，衍射光柵以各個角度射出波長不同的光。因此， 在這樣的照明條件下，衍射光柵的顯示色伴隨觀察角度的變化而彩虹色地變化。另外，柵格 常數(shù)越大，則衍射光越在接近正反射光RL的方向上射出，出射角0_g、|3_b及的差異 越小。
[0097] 接著，對衍射光柵的柵格常數(shù)、照明光的波長和衍射光的出射角方向上的衍射光 的強(qiáng)度（衍射效率）之間的關(guān)系進(jìn)行說明。
[0098] 根據(jù)式（1)，如果相對于柵格常數(shù)d的衍射光柵以入射角a射入照明光，則該衍射 光柵以出射角0射出衍射光。此時，關(guān)于波長A的光的衍射效率與衍射光柵的柵格常數(shù) 及槽的深度等對應(yīng)地變化，能夠從下述式（2)算出。
[0099] 數(shù)式 2
[0101] 這里，n表示衍射效率（〇至1的值），r表示衍射光柵的槽的深度，L表示衍射光 柵的槽的寬度，d表示柵格常數(shù)，0表示照明光的入射角，A表示照明光及衍射光的波長。 此外，該式（2)僅對于與槽的長度方向垂直的剖面為矩形波狀、且槽較淺的衍射光柵成立。
[0102] 從式（2)可知，衍射效率n與槽的深度r、柵格常數(shù)d、入射角0及波長A對應(yīng) 地變化。另外，衍射效率n有伴隨衍射次數(shù)m成為高次而逐漸減少的傾向。
[0103] 接著，對浮雕結(jié)構(gòu)RSl的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行說明。
[0104] 圖5是概要地示出圖1所示的顯示體能夠采用的第1浮雕結(jié)構(gòu)的一個例子的俯視 圖。圖6是沿圖5所示的結(jié)構(gòu)的VI-VI線的剖視圖。
[0105] 浮雕結(jié)構(gòu)RSl包含光滑的第1反射面21、各自具有上表面及側(cè)面的多個凸部或各 自具有底面及側(cè)壁的多個凹部。凸部的上表面或凹部的底面為相對于反射面21平行且光 滑的第2反射面22。另外，這里，作為一個例子，舉出從基材111側(cè)觀察時第2反射面22構(gòu) 成凸部的上表面的例子。
[0106] 凸部或凹部從與反射面21垂直的方向觀察時具有圓形的形狀。凸部或凹部規(guī)則 地排列。這里，凸部或凹部的排列形成三角形柵格。凸部或凹部的排列也可以形成其他柵 格、例如正方形柵格或矩形柵格。如果采用這樣的配置，則能夠在顯示中利用來自衍射光柵 的周期結(jié)構(gòu)的衍射光。
[0107] 反射面22的形狀及尺寸相等。這里，反射面22具有圓形的形狀。反射面22與凸 部或凹部對應(yīng)地規(guī)則地排列。
[0108] 反射面22例如具有2至50 ym的范圍內(nèi)、5至50 ym的范圍內(nèi)、或0? 3至IOym的 范圍內(nèi)的長度及寬度。另外，反射面22以例如2至50 ym的范圍內(nèi)、5至50 ym的范圍內(nèi)、 或0. 3至10ym的范圍內(nèi)的平均間隔而配置。如果充分延長反射面22的中心間距離，則能 夠?qū)⒀苌涔獾某錾浣窍拗圃讵M窄的角度范圍內(nèi)。即，能夠使波長不同的衍射光同時射入觀 察者的眼睛，因此能夠使觀察者感知到混色。但是，如果過剩地延長反射面22的中心間距 離，則難以使浮雕結(jié)構(gòu)RSl射出充分高強(qiáng)度的衍射光。
[0109] 另外，關(guān)于反射面22的長度及寬度，如以下操作進(jìn)行測定。首先，在反射層22的 輪廓上連接2點(diǎn)的線段中，確定長度最長的線段。將該線段的長度設(shè)為反射面22的長度。 接著，從具有與該線段平行的邊且與反射層22的輪廓外接的長方形或正方形中選擇面積 最小的長方形或正方形。反射面22的寬度為該長方形或正方形的邊中的相對于上述線段 垂直的邊的長度。
[0110] 以反射面21為基準(zhǔn)的反射面22的高度例如在0. 1至0. 5ym的范圍內(nèi)，通常在 0. 15至0. 4ym的范圍內(nèi)。以反射面21為基準(zhǔn)的反射面22的高度影響衍射效率。該高度 在上述范圍內(nèi)時，能夠明殼的顯不。另外，如果減少該尚度，則制造時的外部因素、例如制造 裝置的狀態(tài)及環(huán)境的變動以及材料組成的略微變化對浮雕結(jié)構(gòu)RSl的光學(xué)性質(zhì)的影響變 大。另一方面，該高度大時，難以以高形狀精度及尺寸精度形成浮雕結(jié)構(gòu)RSl。
[0111] 另外，如果適當(dāng)設(shè)定上述高度，則在從特定的方向以白色光對浮雕結(jié)構(gòu)RSl進(jìn)行 照明時，具有可見光區(qū)域內(nèi)的波長的被反射面21反射的第1反射光與具有該波長被反射面 22反射的第2反射光可以產(chǎn)生相互增強(qiáng)的干涉或相互減弱的干涉。如果以高形狀精度形成 浮雕結(jié)構(gòu)RS1，則能夠利用該相互增強(qiáng)的干涉或相互減弱的干涉，使浮雕結(jié)構(gòu)RSl射出著色 光作為反射光。
[0112]在各浮雕結(jié)構(gòu)RSl中，關(guān)于含有各浮雕結(jié)構(gòu)RSl的全部的反射面22,以反射面21為基準(zhǔn)的反射面22的高度可以是恒定的，也可以是不同的。
[0113] 通常在各浮雕結(jié)構(gòu)RSl中，關(guān)于含有各浮雕結(jié)構(gòu)RSl的全部的反射面22,以反射面 21為基準(zhǔn)的反射面22的高度是恒定的。這樣的結(jié)構(gòu)在使某一波長區(qū)域的衍射效率變得與 其他波長區(qū)域的衍射效率相比低的方面是有利的。
[0114] 從反射面21的一端向反射面22的另一端延伸的凸部的側(cè)面（凹部時為側(cè)壁）例 如相對于反射面21是大致垂直的。該側(cè)壁（或側(cè)面）也可以相對于反射面21傾斜。
[0115] 在將浮雕結(jié)構(gòu)RSl向與反射面21平行的平面的正投影的面積設(shè)為S時，反射面21 的面積S1相對于面積S的比S1/S例如在20 %至80 %的范圍內(nèi)，通常在40 %至60 %的范圍 內(nèi)。另外，反射面22的面積S2相對于面積S的比S2/S例如在80%至20%的范圍內(nèi)，通常 在60%至40%的范圍內(nèi)。并且，面積Sl與面積S2的和S1+S2相對于面積S的比（S1+S2)/ S例如為10%至100%，通常為50%至100%。在比S1/S及S2/S各自為50%時，可以進(jìn)行 最明亮的顯示。如果根據(jù)一個例子，則在比S1/S及S2/S中的一個為20%、另一個為80% 時可以達(dá)到的亮度約是在比S1/S及S2/S各自為50%時可以達(dá)到的亮度的3成。
[0116] 圖7至圖11是概要地示出圖1所示的顯示體能夠采用的第1浮雕結(jié)構(gòu)的另一個 例子的俯視圖。
[0117] 關(guān)于圖7至圖11所示的浮雕結(jié)構(gòu)RS1，除了下面的方面，與參照圖5及圖6說明過 的浮雕結(jié)構(gòu)RSl相同。
[0118] 即，在圖7所示的浮雕結(jié)構(gòu)RSl中，反射面22具有橢圓的形狀。在圖8所示的浮 雕結(jié)構(gòu)RSl中，反射面22具有八邊形的形狀。在圖9所示的浮雕結(jié)構(gòu)RSl中，反射面22具 有星形的形狀，不規(guī)則地配置。在圖10所示的浮雕結(jié)構(gòu)RSl中，反射面22具有十字形的形 狀，不規(guī)則地配置。在圖11中，反射面22具有正方形的形狀，不規(guī)則地配置。而且，在圖11 中，相鄰的反射面22的一部分相互連接。其中，在圖7中，符號L及W分別表示反射面22 的長度及寬度。這樣，反射面22就可以具有各種各樣的形狀。另外，如下所說明，反射面22 既可以規(guī)則地配置，也可以不規(guī)則地配置。并且，在反射面22不規(guī)則地配置時，相鄰的反射 面22可以相互連接。
[0119] 圖12是概要地示出衍射光柵射出衍射光的情況的圖。圖13是概要地示出第1浮 雕結(jié)構(gòu)射出散射光的情況的圖。
[0120] 圖12所示的衍射光柵由長度方向相對于Y方向平行、在X方向上以特定的間距排 列而成的多個槽GR構(gòu)成。如果從相對于Y方向垂直的方向、例如從Z方向使照明光IL射 入衍射光柵，則衍射光柵在相對于Y方向垂直的方向上，射出衍射光DL_r、DL_g及DL_b。衍 射光DL_r、DL_g及DL_b的各出射角從式（1)求出。
[0121] 在圖13所示的浮雕結(jié)構(gòu)RSl中，反射面22是二維地排列的。因此，如果例如從Z 方向使照明光IL射入浮雕結(jié)構(gòu)RSl，則浮雕結(jié)構(gòu)RSl向各個方向射出衍射光DL_r、DL_g及 DL_b〇
[0122] 對于出射角與入射光的正反射角大致相等的衍射光，在反射面22的中心間距離 (這里為衍射光柵的柵格常數(shù)）大時，與衍射次數(shù)對應(yīng)的出射角的差異小。而且，此時與波 長對應(yīng)的出射角的差異也小。例如在反射面22具有2至50 ym的范圍內(nèi)的長度及寬度、 并以2至50 ym的范圍內(nèi)的間隔排列時，浮雕結(jié)構(gòu)RSl在相對于正反射光的進(jìn)行方向約為 ±19°的角度范圍內(nèi)射出衍射光?；蛘撸诜瓷涿?2具有5至50 ym的范圍內(nèi)的長度及寬 度、并以5至50 ym的范圍內(nèi)的間隔排列時，浮雕結(jié)構(gòu)RSl在相對于正反射光的進(jìn)行方向約 為±8°的角度范圍內(nèi)射出衍射光。另外，通常太陽及室內(nèi)燈等常規(guī)的光源不是理想的點(diǎn) 光源。而且，射入顯示體的照明光包含被空氣中的微粒、地面、地板及墻壁等反射或散射的 光。因此，如果從能夠觀察正反射光的方向以至近距離觀察顯示體，則次數(shù)及波長不同的各 種衍射光同時射入觀察者的眼睛。
[0123] 因此，觀察者感知到混色。例如在觀察者的眼睛，射入波長為630nm的紅色光和波 長為540nm的綠色光時，觀察者感知到黃色。在觀察者的眼睛，射入波長為540nm的綠色光 和波長為460nm的藍(lán)色光時，觀察者感知到青色即淺藍(lán)色。在下面記載更具體的例子。
[0124] 在第一個例子中，關(guān)于參照圖5說明過的浮雕結(jié)構(gòu)RSl，設(shè)為反射面22的直徑約為 10 y m、比S1/S及比S2/S各自約為50%、以反射面21為基準(zhǔn)的反射面22的高度為0. 2 y m。 這樣的浮雕結(jié)構(gòu)RSl在從相對于虛線A或B垂直的方向觀察時，能夠視為柵格常數(shù)約為 14 ym的衍射光柵。
[0125] 此時，如果從相對于反射面21垂直的方向?qū)Ω〉窠Y(jié)構(gòu)RSl以白色光進(jìn)行照明，則 浮雕結(jié)構(gòu)RSl作為正1次衍射光在相對于虛線A或B垂直的方向上例如以約2. 58°的出 射角射出波長為630nm的光，以約2. 21°的出射角射出波長為540nm的光，以約1. 88°的 出射角射出波長為460nm的光。而且，此時浮雕結(jié)構(gòu)RSl作為正2次衍射光在相對于虛線 A或B垂直的方向上以約5. 16°的出射角射出波長為630nm的光，以約4. 42°的出射角射 出波長為540nm的光，以約3. 77°的出射角射出波長為460nm的光。即，浮雕結(jié)構(gòu)RSl在極 窄的角度范圍內(nèi)射出波長及衍射次數(shù)不同的衍射光。
[0126] 另外，例如在從相對于虛線C垂直的方向觀察時，能夠?qū)⒃摳〉窠Y(jié)構(gòu)RSl視為柵格 常數(shù)略小于約14 ym的衍射光柵。因此，如果從相對于反射面21垂直的方向?qū)Ω〉窠Y(jié)構(gòu) RSl以白色光進(jìn)行照明，則浮雕結(jié)構(gòu)RSl在相對于虛線C垂直的方向上以小出射角射出正1 次衍射光及正2次衍射光。因此，此時浮雕結(jié)構(gòu)RSl也在狹窄的角度范圍內(nèi)射出波長及衍 射次數(shù)不同的衍射光。
[0127] 在第二個例子中，關(guān)于參照圖5說明過的浮雕結(jié)構(gòu)RS1，設(shè)為反射面22的直徑約 為I y m、比S1/S及比S2/S各自約為50%。在從相對于虛線A或B垂直的方向觀察時，能 夠?qū)⑦@樣的浮雕結(jié)構(gòu)RSl視為柵格常數(shù)約為I. 4 y m的衍射光柵。
[0128] 此時，如果從相對于反射面21垂直的方向?qū)Ω〉窠Y(jié)構(gòu)RSl以白色光進(jìn)行照明，則 浮雕結(jié)構(gòu)RSl作為正1次衍射光從相對于虛線A或B垂直的方向例如以約26. 7°的出射角 射出波長為630nm的光，以約22. 7°的出射角射出波長為540nm的光，以約19. 2°的出射 角射出波長為460nm的光。另外，如上所述，在通常的照明條件下，光源不是理想的點(diǎn)光源。 因此，在從相對于反射面21垂直的方向?qū)Ω〉窠Y(jié)構(gòu)RSl以白色光進(jìn)行照明時，在浮雕結(jié)構(gòu) RSl中，白色光不僅從法線方向射入，還從傾斜方向射入。在白色光從相對于虛線C垂直的 方向以1. 0°的入射角射入浮雕結(jié)構(gòu)時，浮雕結(jié)構(gòu)RSl作為正1次衍射光在相對于虛線C垂 直的方向上例如以約25. 7°的出射角射出波長為630nm的光，以約21. 6°的出射角射出波 長為540nm的光，以約18. 2°的出射角射出波長為460nm的光。即，浮雕結(jié)構(gòu)RSl在極為狹 窄的角度范圍內(nèi)射出波長不同的衍射光。
[0129] 如上，浮雕結(jié)構(gòu)RSl在極為狹窄的角度范圍內(nèi)射出波長不同的衍射光。因此，觀察 者感知到混色。
[0130] 觀察者感知到混色還依賴于以反射面21為基準(zhǔn)的反射面22的高度。關(guān)于這一點(diǎn)， 在下面進(jìn)行說明。
[0131] 在衍射光柵中，槽的寬度L及柵格