CN112424290A - 胶体结构体、胶体多重结构体和胶体结构体的制造方法 - Google Patents

胶体结构体、胶体多重结构体和胶体结构体的制造方法 Download PDF

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Abstract

胶体结构体(10)含有多种胶体粒子和固定胶体粒子的母体(3)。多种胶体粒子至少含有平均粒径互不相同的第1胶体粒子(1)和第2胶体粒子(2)。而且，多种胶体粒子在母体中形成了规则排列结构。胶体多种结构体(20)具有多个胶体结构体。胶体结构体的制造方法具有下述工序：通过使多种胶体粒子与单体一起分散从而制备胶体分散液的分散液制备工序；将胶体分散液涂布于基板上、生成涂布膜的涂布膜生成工序；和使涂布膜中的单体聚合的聚合物化工序。

Description

胶体结构体、胶体多重结构体和胶体结构体的制造方法
技术领域
本发明涉及胶体结构体、胶体多重结构体和胶体结构体的制造方法。
背景技术
纳米尺寸的胶体粒子三维地并且周期地排列而成的集合体由于与通常的晶体的类似性而被称作胶体晶体。当光入射到该胶体晶体中时，由于胶体晶体的内部发生光的衍射干涉，因而缘于其周期结构而发生反射特定波长的光的现象。例如，由亚微米尺寸的胶体粒子形成的胶体晶体根据其粒子尺寸，可以反射从紫外到可见、进而红外的范围的光。从上述这样的特性研究了将胶体晶体应用于色材、光记忆材料、显示设备、滤光器、光学开关、传感器等。
在专利文献1中公开了一种胶体晶体膜的制造方法，其包含下述工序：将在分散介质成分中胶体粒子以三维规则排列状态分散的胶体分散液涂布于基材上来形成涂膜的工序；和将涂膜中的分散介质成分进行聚合、制造胶体晶体膜的工序。另外，在专利文献1中公开了如下的内容：通过上述制造方法可以得到在反射光谱中产生规定的反射峰的胶体晶体膜，进而通过粉碎该胶体晶体膜，可以得到胶体晶体顔料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5541620号公报
发明内容
以往，已经知道：通过改变胶体晶体膜中的胶体粒子的浓度，则反射光谱中的反射峰波长会移动。换言之，通过调整胶体晶体膜中的胶体粒子的浓度，能够适当控制反射峰波长。可是，胶体粒子的浓度在规定范围内时，胶体晶体膜尽管显示高的反射率，但在规定范围之外时，反射率大幅下降。因此，当通过改变胶体粒子的浓度来调整反射峰波长时，存在着胶体晶体膜的光反射能力下降的问题。
本发明是鉴于上述这样的以往技术所具有的课题而完成的。而且，本发明的目的是提供在抑制光反射能力下降的同时还能够用简易的方法调整反射光谱中的反射峰波长的胶体结构体、胶体多重结构体和该胶体结构体的制造方法。
为了解决上述课题，本发明的第一方案的胶体结构体含有多种胶体粒子和固定胶体粒子的母体。多种胶体粒子至少含有平均粒径互不相同的第1胶体粒子和第2胶体粒子。第1胶体粒子和第2胶体粒子的粒径变动系数分别低于20％。而且，多种胶体粒子在母体中形成了规则排列结构。
本发明的第二方案的胶体多重结构体具有多个胶体结构体。
本发明的第三方案的的胶体多重结构体具有胶体结构体和胶体晶体。胶体晶体含有仅一种的胶体粒子和固定该仅一种的胶体粒子的母体。而且，仅一种的胶体粒子在母体中形成了规则排列结构。
本发明的第四方案的胶体结构体的制造方法包含下述工序：分散液制备工序，在该工序中，使至少含有平均粒径互不相同的第1胶体粒子和第2胶体粒子的多种胶体粒子与一种以上的单体一起分散，从而制备胶体分散液；涂布膜生成工序，在该工序中，将胶体分散液涂布于基板上、生成涂布膜；和聚合物化工序，在该工序中，通过使涂布膜中的单体聚合从而将多种胶体粒子用聚合物进行固定化。在聚合物化工序中，多种胶体粒子在聚合物中形成规则排列结构。第1胶体粒子和第2胶体粒子的粒径的变动系数分别低于20％。
附图说明
图1是概略地显示本实施方式的胶体结构体的一个例子的截面图。
图2是显示粒径不同的二种胶体粒子分别单独地集合、并成为了共晶状态的样子的概略图。
图3是概略地显示使用了本实施方式的胶体结构体的结构物的一个例子的截面图。
图4是概略地显示本实施方式的胶体多重结构体和多重结构物的例子的截面图。
图5是概略地显示本实施方式的胶体多重结构体和多重结构物的例子的截面图。
图6是概略地显示本实施方式的胶体多重结构体和多重结构物的例子的截面图。
图7是概略地显示本实施方式的胶体多重结构体和多重结构物的例子的截面图。
图8是显示本实施方式的发光装置的一个例子的截面图。
图9是显示本实施方式的照明系统的一个例子的立体图。
图10(a)是显示本实施方式的照明系统中的灯具的分解立体图。
图10(b)是显示放大了图10(a)的区域A的光源单元的概略截面图。
图11是显示实施例1-1的试验样品的反射光谱的图。
图12是显示实施例1-2的试验样品的反射光谱的图。
图13是显示实施例1-3的试验样品的反射光谱的图。
图14是将实施例1-1至1-3的试验样品的反射光谱合在一起表示的图。
图15是将比较例1-1至1-3的试验样品的反射光谱合在一起表示的图。
图16是显示用扫描型电子显微镜观察实施例1-1的试验样品的表面的样子的照片。
图17是显示用扫描型电子显微镜观察实施例1-3的试验样品的表面的样子的照片。
图18是显示用扫描型电子显微镜观察实施例1-1的试验样品的截面的样子的照片。
图19是放大显示图18中的符号B的区域的照片。
图20是显示实施例2的试验样品的反射光谱的图。
具体实施方式
以下，对本实施方式的胶体结构体、胶体多重结构体和该胶体结构体的制造方法进行详细说明。此外，附图的尺寸比率为了说明起见而被夸张，有可能与实际的比率不同。
[胶体结构体]
本实施方式的胶体结构体具有胶体粒子三维地并且周期地排列而成的胶体晶体。具体而言，如图1所示，胶体结构体10具有多种胶体粒子和固定该胶体粒子的母体3。多种胶体粒子至少含有第1胶体粒子1和第2胶体粒子2，进而第1胶体粒子1和第2胶体粒子2的平均粒径互不相同。
图1所示的胶体结构体10中，第1胶体粒子1和第2胶体粒子2以相互混和的状态三维地并且规则地排列，进而在第1胶体粒子1与第2胶体粒子2之间介入了母体3。即，胶体结构体10并不是具有多种胶体粒子之间相互接触而成的密填充的胶体晶体，而是具有多种胶体粒子彼此之间相互分开的疏填充的胶体晶体。通过具有上述这样的疏填充的胶体晶体，照射到胶体结构体10的光的一部分发生布拉格(Bragg)反射，未反射的光的一部分可以透过胶体结构体10。
胶体结构体10中所含的胶体粒子优选含有无机材料和树脂材料中的至少任一者。即，在胶体结构体10中，第1胶体粒子1和第2胶体粒子2优选含有无机材料和树脂材料中的至少任一者。通过胶体粒子含有无机材料，可以提高得到的胶体晶体的耐久性。另外，通过胶体粒子含有有机材料，由于容易使胶体粒子的形状变成正球状，所以胶体粒子容易形成规则排列结构。此外，胶体粒子可以仅由无机材料形成，也可以仅由树脂材料形成。另外，胶体粒子也可以由无机材料和树脂材料这两者形成。
作为无机材料，可以使用例如金和银等金属、二氧化硅、氧化铝和氧化钛等金属氧化物。另外，作为树脂材料，可以使用苯乙烯树脂和丙烯酸树脂等。上述这些材料可以单独使用一种，也可以组合使用二种以上。
苯乙烯树脂是以苯乙烯系单体为主成分并使其聚合而得到的树脂。作为苯乙烯系单体，可以列举出苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯。另外，还可以列举出对叔丁基苯乙烯、对苯基苯乙烯、邻氯苯乙烯、间氯苯乙烯、对氯苯乙烯。上述这些苯乙烯系单体可以单独使用一种，也可以组合使用二种以上。此外，本说明书中，主成分是指50质量％以上。
丙烯酸树脂是以(甲基)丙烯酸系单体为主成分并使其聚合而得到的树脂，也可以含有能够与(甲基)丙烯酸系单体共聚的其它单体。作为上述这样的(甲基)丙烯酸系单体，可以列举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸环己基酯。还可以列举出(甲基)丙烯酸β-羧乙酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯。另外，还可以列举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯。还可以列举出双酚A二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸三环癸酯。(甲基)丙烯酸系单体可以单独使用一种，也可以组合使用二种以上。此外，在本说明书中，(甲基)丙烯酸系单体包含甲基丙烯酸系单体和丙烯酸系单体。
此外，胶体粒子优选由无机粒子形成，特别优选由二氧化硅形成。由二氧化硅形成的胶体粒子由于容易获得，所以能够提高胶体结构体10的工业生产率。另外，胶体粒子还优选由聚合物粒子形成，特别优选由丙烯酸树脂和聚苯乙烯中的至少一者形成。由于由聚合物形成的胶体粒子容易获得正球状的粒子，进而由丙烯酸树脂和/或聚苯乙烯形成的胶体粒子被广泛应用并且容易获得，所以能够提高胶体结构体10的工业生产率。
在胶体结构体10中，固定胶体粒子的母体3优选含有例如树脂。通过母体3含有树脂，作为固体的树脂将胶体粒子的规则排列结构进行固定化，所以能够提高胶体结构体10的机械强度。另外，如后所述，由于树脂可以通过活性能量线而固化，所以能够提高处理性，提高生产率。此外，母体3优选使用在300nm以上但低于800nm的范围内的波长区域具有高的光线透过率的树脂。
母体3中使用的树脂优选含有选自丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、环烯烃树脂、环氧树脂、有机硅树脂、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物和苯乙烯树脂中的至少一种。
作为丙烯酸树脂和苯乙烯树脂，可以使用上述的树脂。作为聚碳酸酯树脂，可以列举出例如通过使二元酚与光气或碳酸二酯化合物反应而得到的芳香族聚碳酸酯聚合物、和作为它们的共聚物的芳香族聚碳酸酯树脂。另外，作为聚碳酸酯树脂，还可以列举出通过二氧化碳与环氧化物的共聚物而得到的脂肪族聚碳酸酯树脂。进而，作为聚碳酸酯树脂，还可以列举出将它们共聚而得到的芳香族-脂肪族聚碳酸酯。另外，还可以列举出己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸等直链状脂肪族二元羧酸等作为聚碳酸酯树脂的共聚单体。此外，聚碳酸酯树脂可以单独使用一种，也可以组合使用二种以上。
环烯烃树脂是主链由碳-碳键形成、并且在主链的至少一部分上具有环状烃结构的树脂。作为环烯烃树脂，可以列举出乙烯与降冰片烯的加成共聚物、乙烯与乙烯与四环十二烯的加成共聚物等。
环氧树脂是将1分子中含有2个以上环氧基的预聚物用固化剂固化而得到的树脂。作为环氧树脂，可以使用例如双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘二醇型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂。另外，还可以使用甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、环状脂肪族环氧树脂、杂环式环氧树脂(异氰脲酸三缩水甘油酯、二缩水甘油基海因等)。进而，还可以使用将上述这些环氧树脂用各种材料改性而得到的改性环氧树脂等。另外，还可以使用上述这些环氧树脂的溴化物、氯化物等卤化物。环氧树脂可以单独使用它们中的一种，也可以组合使用二种以上。
作为用于使环氧树脂固化的固化剂，只要是具有能够与环氧基反应的活性基团的化合物，则什么样的化合物都可以使用。可以适当使用公知的环氧固化剂，特别是具有氨基、酸酐基、羟基苯基的化合物是适合的。例如可以列举出双氰胺及其衍生物、有机酸酰肼、胺化酰亚胺、脂肪族胺、芳香族胺、叔胺、聚胺的盐、微胶囊型固化剂、咪唑型固化剂、酸酐、苯酚酚醛清漆等。固化剂可以单独使用它们中的一种，也可以组合使用二种以上。
另外，还可以与上述的固化剂一起并用各种固化促进剂。作为固化促进剂，可以列举出例如叔胺系固化促进剂、尿素衍生物系固化促进剂、咪唑系固化促进剂、二氮杂双环十一烯(DBU)系固化促进剂。另外，可以列举出有机磷系固化促进剂(例如膦系固化促进剂等)、鎓盐系固化促进剂(例如，鏻盐系固化促进剂、锍盐系固化促进剂、铵盐系固化促进剂等)。进而还可以列举出金属螯合物系固化促进剂、酸和金属盐系固化促进剂等。
有机硅树脂是由硅氧烷键形成的直链状高分子通过交联而成为了三维网状结构的树脂。作为有机硅树脂，有侧链由例如甲基构成的二甲基系聚硅氧烷、和一部分被置换成芳香族系分子的芳香族系聚硅氧烷。本实施方式中，作为有机硅树脂，特别优选的是芳香族系聚硅氧烷。
此外，有机硅树脂也可以是由将烷氧基硅烷水解后使其脱水缩合而得到的缩合物形成的有机硅树脂。作为烷氧基硅烷的具体例子，可以列举出例如三苯基乙氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三乙基乙氧基硅烷、三苯基甲氧基硅烷、三乙基甲氧基硅烷、乙基二甲基甲氧基硅烷。还可以列举出甲基二乙基甲氧基硅烷、乙基二甲基乙氧基硅烷、甲基二乙基乙氧基硅烷、苯基二甲基甲氧基硅烷、苯基二乙基甲氧基硅烷、苯基二甲基乙氧基硅烷、苯基二乙基乙氧基硅烷。另外，还可以列举出甲基二苯基甲氧基硅烷、乙基二苯基甲氧基硅烷、甲基二苯基乙氧基硅烷、乙基二苯基乙氧基硅烷、叔丁氧基三甲基硅烷、丁氧基三甲基硅烷。还可以列举出乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷。还可以列举出N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。还可以列举出甲基三乙酰氧基硅烷、乙基三乙酰氧基硅烷、N-β-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷。三乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三异丙氧基硅烷、三正丙氧基硅烷、三乙酰氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷。此外，烷氧基硅烷的水解缩合物可以单独使用一种，也可以组合使用二种以上。
作为丙烯酸酯-苯乙烯共聚物，其是以(甲基)丙烯酸系单体和苯乙烯系单体为主成分进行聚合而得到的。另外，丙烯酸酯-苯乙烯共聚物还可以含有能够与(甲基)丙烯酸系单体和苯乙烯系单体共聚的其它单体。作为丙烯酸酯-苯乙烯共聚物，可以列举出苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯酸酯共聚物。
胶体结构体10中的胶体粒子的平均粒径优选为0.01μm～10μm、更优选为10nm～1000nm、进一步优选为50nm～300nm、特别优选为70nm～280nm。通过胶体粒子的平均粒径为0.01μm以上，相邻的胶体粒子的表面间的凝聚力下降，有在后述的分散液中变得容易均匀分散的倾向。通过胶体粒子的平均粒径为10μm以下，胶体粒子的沉降被抑制，有在分散液中变得容易均匀分散的倾向。此外，在本说明书中，胶体粒子的平均粒径可以通过用扫描型电子显微镜观察胶体结构体10的表面，并测定多个胶体粒子的粒径来求出。
如上所述，胶体结构体10具有多种胶体粒子，该胶体粒子至少含有第1胶体粒子1和第2胶体粒子2。而且，第1胶体粒子1和第2胶体粒子2的粒径的变动系数分别优选为低于20％。粒径的变动系数是用数学式1求出的值，该值越小，意味着粒径的偏差越小。
[数学式1]
[变动系数(％)]＝[粒径的标准偏差]/[平均粒径]×100
通过第1胶体粒子1和第2胶体粒子2的粒径的变动系数分别低于20％，第1胶体粒子1和第2胶体粒子2在母体3中变得容易形成规则排列结构。因此，得到的胶体结构体10能够高效率地反射被照射的光。此外，第1胶体粒子1和第2胶体粒子2的粒径的变动系数分别更优选为低于15％、进一步优选为低于12％、特别优选为低于10％、最优选为低于8％。
此外，多种胶体粒子中除了含有第1胶体粒子1和第2胶体粒子2以外，还可以含有平均粒径不同的第3胶体粒子、第4胶体粒子。而且，第3胶体粒子和第4胶体粒子的粒径的变动系数分别优选为低于20％。
在胶体结构体10中，第1胶体粒子1和第2胶体粒子2的平均粒径互不相同。而且，如图1所示，胶体结构体10中，第1胶体粒子1的平均粒径比第2胶体粒子2的平均粒径更大。这样一来，通过粒径互不相同的第1胶体粒子1和第2胶体粒子2采取规则排列结构，从而可以得到能够在抑制光反射能力的下降的同时调整反射光谱中的反射峰波长的胶体结构体10。此外，第1胶体粒子1和第2胶体粒子2所采取的规则排列结构优选为例如最密填充结构、面心立方结构或体心立方结构。
这里，如上所述，以往以来，作为使反射光谱中的反射峰波长变化的方法，已知有改变胶体晶体膜中的胶体粒子的浓度的方法。可是，当改变了胶体晶体膜中的胶体粒子的浓度时，难以维持胶体粒子的规则排列结构，胶体晶体膜的光反射能力有可能大幅下降。
与之对照，胶体结构体10中，通过在维持胶体粒子的规则排列结构的同时，调整第1胶体粒子1和第2胶体粒子2的含有比例和/或粒径，能够使反射峰波长移动。因此，胶体结构体10能够在具有高的光反射能力的同时，用简易的方法调整反射峰。
本实施方式的胶体结构体10优选的是形成了多种胶体粒子混和并进行胶体结晶化而成的胶体固溶体。本说明书中，“胶体固溶体”是指多种胶体粒子以混和的状态进行胶体结晶化，具有类似于固溶体的晶体结构的物质。即，如图1所示，互不相同的第1胶体粒子1和第2胶体粒子2以混和的状态形成规则排列结构，形成了犹如固溶体那样的集合体的物质。此外，胶体结构体10可以是指形成了规则排列结构的第1胶体粒子1的一部分在维持该规则排列结构的同时被第2胶体粒子2置换而得到的结构体。或者，胶体结构体10可以是指形成了规则排列结构的第2胶体粒子2的一部分在维持该规则排列结构的同时被第1胶体粒子1置换而得到的结构体。通过胶体结构体10具有上述那样的胶体固溶体，从而可以得到具有与单单将由第1胶体粒子1形成的胶体晶体的特性和由第2胶体粒子2形成的胶体晶体的特性合在一起时所不同的特性的胶体晶体。即，胶体结构体10可以形成具有由第1胶体粒子1形成的胶体晶体和由第2胶体粒子2形成的胶体晶体的中间性质的结构体。
具体而言，胶体结构体10可以在由第1胶体粒子形成的胶体晶体的反射峰与由第2胶体粒子形成的胶体晶体的反射峰之间具有反射峰。如上所述，胶体结构体10通过调整第1胶体粒子1和第2胶体粒子2的含有比例和/或粒径，可以使反射峰波长变化。因此，通过调整它们，可以使反射峰移动到由第1胶体粒子形成的胶体晶体的反射峰和由第2胶体粒子形成的胶体晶体的反射峰之间的任意位置。
如上所述，胶体结构体10优选的是第1胶体粒子1和第2胶体粒子2混和而形成了如固溶体那样的集合体。换言之，如图2所示，优选的是，并不是由粒径较大的胶体粒子11形成的胶体晶体和由粒径较小的胶体粒子12形成的胶体晶体混合而成的共晶状态。在这种情况下，起因于由胶体粒子11形成的胶体晶体的反射峰和起因于由胶体粒子12形成的胶体晶体的反射峰显现出来，有可能难以使反射峰移动到任意位置。因此，胶体结构体10优选的是多种胶体粒子形成了固溶体那样的规则排列结构。
这里，将仅含有第1胶体粒子1作为胶体粒子的胶体晶体的反射峰波长设定为λ1，将仅含有第2胶体粒子2作为胶体粒子的胶体晶体的反射峰波长设定为λ2。在这种情况下，胶体结构体10优选反射光谱的反射峰波长λ存在于λ1和λ2之间。由此，通过调整第1胶体粒子1和第2胶体粒子2的含有比例和/或粒径，可以使反射峰波长λ移动到λ1和λ2之间的任意位置。因此，能够用简易的方法调整胶体结构体10中的反射峰波长λ。
另外，上述的λ1与λ2之差的绝对值(|λ1-λ2|)优选为20nm～200nm。在这种情况下，第1胶体粒子1和第2胶体粒子2变得容易混和而形成规则排列结构。因此，容易地形成含有第1胶体粒子1和第2胶体粒子2的胶体固溶体，能够使反射峰波长λ移动到λ1和λ2之间的任意位置。
在胶体结构体10中，当将第1胶体粒子1的平均粒径设定为d1、将第2胶体粒子2的平均粒径设定为d2时，平均粒径之比d1/d2优选为1.05以上但低于1.60。在这种情况下，第1胶体粒子1和第2胶体粒子2容易混和而形成规则排列结构。因此，容易地形成含有第1胶体粒子1和第2胶体粒子2的胶体固溶体，能够使反射峰移动到任意位置。
在胶体结构体10中，相邻的胶体粒子的中心间距离d优选为100nm～300nm、更优选为140nm～300nm。如后所述，当将胶体结构体10用于滤光器和色材时，通过调整胶体粒子的中心间距离d，可以使所期望的波长反射。此外，相邻的胶体粒子的中心间距离d可以通过用扫描型电子显微镜观察胶体结构体10的表面来求出。
在胶体结构体10中，胶体粒子的体积相对于母体3的体积的比例优选为20体积％～50体积％。此外，“胶体粒子的体积”是指含有第1胶体粒子1和第2胶体粒子2的胶体粒子全体的体积。该体积比例为20体积％以上时，多种胶体粒子在母体3中形成三维规则排列状态，能够进一步提高胶体结构体10的光反射能力。另外，通过该体积比例为50体积％以下，能够容易控制母体3中形成的三维规则排列结构。另外，通过该体积比例为20体积％～50体积％，可以形成多种胶体粒子之间相互分开的疏填充的胶体晶体，使母体3介于胶体粒子间。因此，能够进一步提高胶体结构体10的形状稳定性。
如上所述，胶体结构体10可以通过调整第1胶体粒子1和第2胶体粒子2的含有比例和/或粒径来反射任意的光成分。因此，胶体结构体10优选反射光谱的反射峰波长λ在300nm以上但低于800nm的波长范围内。在这种情况下，胶体结构体10由于显示可见光区域的反射特性，所以成为滤光器和色材等产业上容易利用的结构体。此外，胶体结构体10更优选反射光谱的反射峰波长λ在450nm以上但低于650nm的波长范围内。
胶体结构体10在300nm以上但低于800nm的波长范围的反射率的最大值优选为20％以上但低于100％。在这种情况下，胶体结构体10由于能够选择性地降低反射光谱的反射峰波长λ的光强度，所以成为滤光器等产业上容易利用的结构体。
更详细地说，如上所述，胶体结构体10通过调整第1胶体粒子1和第2胶体粒子2的含有比例和/或粒径，可以控制反射的光的波长和强度。而且，通过并不像以往的光干涉过滤器那样完全反射特定波长范围的光、而是反射特定波长范围的光的一部分，从而能够从胶体结构体10中取出所期望的光。例如，在完全反射特定波长范围的光的情况下，透过胶体结构体10的光会远离自然的白色光，但通过反射特定波长范围的光的一部分，从而能够在维持自然的白色光的同时提高显色性。此外，胶体结构体10在300nm以上但低于800nm的波长范围的反射率的最大值优选为20％～95％、更优选为20％～80％。
当使用胶体结构体10作为后述的滤光器时，胶体结构体10的在300nm以上但低于800nm的波长范围具有最大反射率的反射光谱的峰的半幅宽度(FWHM)优选为5nm～100nm。半幅宽度倾向于变小到精密控制胶体结构体10的层厚的偏差和胶体粒子的排列等的程度。因此，从生产率的观点出发，半幅宽度优选设定为5nm以上。另外，通过将半幅宽度设定为100nm以下，例如可以降低为提高显色性所必要的波长的光被胶体结构体10反射的可能性。另外，通过将半幅宽度设定为100nm以下，在具备胶体结构体10的发光装置中，可以抑制发光效率的下降。此外，半幅宽度更优选为10nm～60nm。
本实施方式的胶体结构体10如图3所示，可以通过被基板4支撑从而形成结构物100。换言之，结构物100具有胶体结构体10和支撑胶体结构体10的基板4。通过胶体结构体10被基板4支撑，从而能够提高胶体结构体10的处理性和机械强度。此外，胶体结构体10如图3所示，可以与基板4的表面接触，也可以在胶体结构体10和基板4之间配置有未图示的中间层。
基板4优选具有高的透光性。例如，基板4的全光线透过率优选为80％～100％、更优选为85％～100％。全光线透过率例如可以使用日本工业标准JIS K7361-1：1997(ISO13468-1：1996)(塑料-透明材料的全光线透过率的试验方法-第1部：单光束法)等方法来测定。
作为基板4，可以使用例如钠钙玻璃、低碱硼硅酸玻璃、无碱铝硼硅酸玻璃等玻璃板。另外，作为基板4，还可以使用聚碳酸酯、丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等树脂板。
在结构物100中，胶体结构体10的形状没有特别限定，例如可以设定为膜状。另外，胶体结构体10的厚度没有特别限定，但例如优选为10μm～5000μm、更优选为1000μm～3000μm。此外，胶体结构体10的最表面的形状没有特别限定，可以是平滑的，也可以具有起因于胶体粒子的微细的凹凸形状。
在结构物100中，胶体结构体10的面积没有特别限定，但优选设定为5mm2～100cm2。在这种情况下，结构物100可以适用于从各种传感器到大型的照明器具的广泛用途中。
这样一来，本实施方式的胶体结构体10含有多种胶体粒子和固定胶体粒子的母体3。多种胶体粒子至少含有平均粒径互不相同的第1胶体粒子1和第2胶体粒子2，第1胶体粒子1和第2胶体粒子2的粒径的变动系数分别低于20％。而且，多种胶体粒子在母体3中形成了规则排列结构。
本实施方式的胶体结构体10中，通过用母体3固定胶体粒子从而形成了疏填充的胶体晶体。因此，照射到胶体结构体10的光的一部分发生布拉格反射，未被反射的光的一部分可以透过胶体结构体10。而且，胶体结构体10通过调整第1胶体粒子1和第2胶体粒子2的含有比例和/或粒径，可以使反射峰波长移动。因此，胶体结构体10在维持高的光反射能力的同时，能够用简易的方法调整反射峰。此外，胶体结构体10中的规则排列结构优选为例如最密填充结构、面心立方结构或体心立方结构。
进而，胶体结构体10优选的是形成了多种胶体粒子混和并进行胶体结晶化而成的胶体固溶体。由此，成为具有由第1胶体粒子1形成的胶体晶体和由第2胶体粒子2形成的胶体晶体的中间性质的结构体。因此，通过调整第1和第2胶体粒子的含有比例和/或粒径，可以在由第1胶体粒子形成的胶体晶体的反射峰与由第2胶体粒子形成的胶体晶体的反射峰之间的任意位置具有反射峰。
此外，胶体结构体10中由于胶体粒子被母体3固定，所以如图1所示，相邻的胶体粒子优选相互分开。由此，由于胶体结构体10成为疏填充的胶体晶体，所以能够发挥高的光反射性。不过，没有必要所有的胶体粒子都相互分开，即使一部分胶体粒子接触也能够发挥上述效果。
此外，本实施方式的胶体结构体10中，被照射的光的一部分发生布拉格反射，未被反射的光的一部分可以透过。因此，胶体结构体10可以适用作为控制光的透过、反射和衍射中的至少任一种的光学构件。具体而言，可以将胶体结构体10适用于例如色材、光记忆材料、显示设备、光学开关、传感器等。另外，胶体结构体10如后所述，可以用作发光装置和照明系统的滤光器。
胶体结构体10中，如果胶体粒子能够采取高度的三维规则排列结构，则胶体结构体10可以发挥作为光学晶体的性质。因此，上述这样的胶体结构体10可以用作利用了作为光学晶体的性质的具有特定频率的光的封闭效果或基于复杂的光子能带结构的频率转换效果的光学构件。
另外，如上所述，由于胶体结构体10可以用作色材，所以可以将胶体结构体10适用于建筑用材或装饰品。
下面，对本实施方式的胶体结构体的制造方法进行说明。此外，多种胶体粒子、第1胶体粒子、第2胶体粒子和母体与上述的胶体结构体中所说明的相同，因而省略它们的说明。
在胶体结构体的制造方法中，首先，使至少含有第1胶体粒子和第2胶体粒子的多种胶体粒子与一种以上的单体一起分散，从而制备胶体分散液。具体而言，在通过聚合而形成母体3的单体中添加多种胶体粒子。此时，作为单体可以使用液状的单体，作为胶体粒子可以使用粉末状的胶体粒子。在单体中分散胶体粒子的方法没有特别限定，例如可以通过搅拌和超声波照射来进行分散。
在制备含有多种胶体粒子的胶体分散液时，可以通过分别称量第1胶体粒子的粉末和第2胶体粒子的粉末后将它们添加至单体中来制备。不过，每次制造胶体结构体时，称量微细的粉末都有可能烦杂。因此，本实施方式中，也可以通过混合分散有第1胶体粒子的第1胶体分散液和分散有第2胶体粒子的第2胶体分散液来制备含有多种胶体粒子的胶体分散液。即，预先准备在单体中添加分散了第1胶体粒子的粉末而成的第1胶体分散液和在单体中添加分散了第2胶体粒子的粉末而成的第2胶体分散液。接着，根据第1胶体粒子与第2胶体粒子的含有割合来称量第1胶体分散液和第2胶体分散液。然后，通过将称量的第1胶体分散液和第2胶体分散液进行混合，从而能够得到含有多种胶体粒子的胶体分散液。
此外，在通过活性能量线使单体聚合的情况下，也可以在胶体分散液中添加光聚合引发剂等。作为光聚合引发剂，可以使用自由基光聚合引发剂、阳离子光聚合引发剂、阴离子光聚合引发剂等公知的光聚合引发剂。
下面，将得到的胶体分散液涂布于基板上，生成涂布膜。涂布胶体分散液的方法没有特别限定，可以利用例如喷涂法、旋涂法、狭缝涂布法、辊涂法等。此外，在生成涂布膜后，通过将涂布膜静置，则胶体粒子三维地并且规则地排列。
然后，通过使涂布膜中的单体聚合，则多种胶体粒子被聚合物固定化。使单体聚合的方法没有特别限定，可以通过加热而使其聚合，也可以通过活性能量线(电磁波、紫外线、可见光线、红外线、电子束、γ射线等)使其聚合。通过上述这样的工序，可以得到多种胶体粒子在母体中规则地排列而成的胶体结构体。
这样一来，胶体结构体的制造方法具有下述的分散液制备工序：使至少含有平均粒径互不相同的第1胶体粒子和第2胶体粒子的多种胶体粒子与一种以上的单体一起分散，从而制备胶体分散液。进而该制造方法还具有下述工序：将胶体分散液涂布于基板上、生成涂布膜的涂布膜生产工序；和通过使涂布膜中的单体聚合从而将多种胶体粒子用聚合物进行固定化的聚合物化工序。在聚合物化工序中，多种胶体粒子在聚合物中形成规则排列结构。而且，第1胶体粒子和第2胶体粒子的粒径的变动系数分别低于20％。
在如以往那样通过改变胶体晶体膜中的胶体粒子的浓度来调整反射峰的情况下，由于每次制造胶体晶体膜，都需要称量构成胶体粒子的微细的粉体，所以制造工序变得烦杂。可是，本实施方式的胶体结构体的制造方法中，通过混合预先制备的第1胶体分散液和第2胶体分散液，可以得到含有多种胶体粒子的胶体分散液。因此，能够用比以往更简易的方法来获得胶体结构体。
[胶体多重结构体]
下面，对本实施方式的胶体多重结构体根据附图进行详细说明。此外，与上述的胶体结构体相同的构成用相同符号表示，省略重复的说明。
如上所述，本实施方式的胶体结构体10含有多种胶体粒子和固定该胶体粒子的母体3，进而多种胶体粒子在母体3中形成了规则排列结构。如上所述，胶体结构体10通过调整第1胶体粒子1和第2胶体粒子2的含有比例和/或粒径，可以使反射峰波长移动。因此，在维持高的光反射能力的同时，能够用简易的方法调整反射峰。
这里，当为了提高光反射能力而想要使胶体结构体10变为厚膜时，胶体粒子的自我组织化变得困难，所以有可能无法形成胶体粒子的规则排列结构。而且，当无法形成胶体粒子的规则排列结构时，有可能难以得到所期望的反射特性。
因此，本实施方式的特征在于，使胶体结构体10多层层叠。具体而言，如图4(a)所示，胶体多重结构体20具有多个胶体结构体10，进而将多个胶体结构体10层叠。如上所述，由于胶体结构体10具有所期望的反射特性，所以通过层叠胶体结构体10，能够得到将单层加厚而成的构造所无法得到的高的反射率(例如50％以上)的光学构件。另外，通过层叠具有互不相同的规则排列结构的胶体结构体10，可以得到能够反射多个波长的光的光学构件。
在本实施方式的胶体多重结构体20中，层叠的多个胶体结构体10可以设定成具有互不相同的反射特性的构成。即，有关胶体多重结构体，在从多个胶体结构体中选择的2个胶体结构体中，一个胶体结构体的反射光谱的峰波长与另一个胶体结构体的反射光谱的峰波长之差优选为超过10nm。
具体而言，在图4(a)所示的胶体多重结构体20中，胶体结构体10a和胶体结构体10b优选具有互不相同的规则排列结构。而且，胶体结构体10a的反射光谱的峰波长与胶体结构体10b的反射光谱的峰波长之差优选为超过10nm。由此，胶体多重结构体20由于同时具有胶体结构体10a所具有的反射特性和胶体结构体10b所具有的反射特性，所以能够得到反射特性容易多样化的光学构件。另外，通过胶体结构体10a和胶体结构体10b具有互不相同的反射特性，从而能够得到能够反射二个波长的光的胶体多重结构体20。
在本实施方式的胶体多重结构体20中，层叠的多个胶体结构体10可以设定成具有实质上等同的反射特性的构成。即，有关胶体多重结构体，在从多个胶体结构体中选择的2个胶体结构体中，一个胶体结构体的反射光谱的峰波长与另一个胶体结构体的反射光谱的峰波长之差优选为10nm以下。
具体而言，在图4(a)所示的胶体多重结构体20中，胶体结构体10a和胶体结构体10b优选具有几乎相同的规则排列结构。而且，胶体结构体10a的反射光谱的峰波长与胶体结构体10b的反射光谱的峰波长之差优选为10nm以下。由此，在胶体多重结构体20中，由于胶体结构体10a所具有的反射特性与胶体结构体10b所具有的反射特性几乎相同，所以能够得到反射率增强的光学构件。此外，在从多个胶体结构体10中选择的2个胶体结构体10中，一个胶体结构体的反射光谱的峰波长与另一个胶体结构体的反射光谱的峰波长之差更优选为5nm以下。
本实施方式的胶体多重结构体20如图4(a)所示，也可以通过被基板4支撑从而形成多重结构物200。换言之，多重结构物200具有胶体多重结构体20和支撑胶体多重结构体20的基板4。由此，由于胶体多重结构体20的强度提高，所以能够提高胶体多重结构体20的处理性。此外，当在基板4上设置多个胶体结构体10、进而用保护膜覆盖胶体结构体10时，图4(a)所示的构成中，仅在一个面4a侧设置保护膜即可。因此，能够使多重结构物200的制造工序简略化。
如图4(b)所示，本实施方式的胶体多重结构体20A还可以在相邻的胶体结构体10之间、即胶体结构体10a与胶体结构体10b之间设置粘接层21。由此，能够提高胶体结构体10之间的粘附性，抑制胶体结构体10的剥离。另外，胶体多重结构体20A也可以通过被基板4支撑从而形成多重结构物200A。此外，尽管未图示，也可以在胶体结构体10b与基板4之间设置粘接层21。
构成粘接层21的材料没有特别限定，但优选使用与胶体结构体10的母体3的折射率接近的材料。由此，可以抑制胶体结构体10与粘接层21之间的菲涅尔反射，提高特定波长的光的透过率。此外，作为粘接层，可以使用例如含有丙烯酸树脂的丙烯酸系粘接剂。
如上所述，多重结构物200可以仅在基板4的一个面4a上设置胶体多重结构体20。不过，本实施方式不限定于上述这样的构成，也可以如图4(c)所示那样，在基板4的一个面4a和与一个面4a相反侧的另一个面4b这两个面上设置胶体结构体10。这样一来，在多重结构物200B中，通过在基板4的两面配置多个胶体结构体10，从而可以提高多重结构物200B的强度，提高处理性。另外，基板4的一个面4a和另一个面4b都是平坦的面。因此，在平坦的面4a和面4b上设置的胶体结构体10中，由于第1胶体粒子1和第2胶体粒子2变得容易形成规则排列结构，所以能够提高所期望的光的反射率。进而，通过使胶体结构体10a，10b的构成材料相同化，可以使胶体结构体10a，10b的线膨胀率几乎相等。因此，通过在基板4的面4a和面4b这两者上设置胶体结构体10，可以抑制多重结构物200B的翘曲。
如上所述，本实施方式的胶体多重结构体具备多个胶体结构体10。因此，胶体多重结构体不限定于图4(a)和图4(b)所示的具备二层胶体结构体10的构成，也可以设定成图5(a)和图5(b)所示的具备三层胶体结构体10的构成。另外，尽管未图示，胶体多重结构体也可以设定成具备四层以上的胶体结构体10的构成。
具体而言，如图5(a)所示，胶体多重结构体20B可以设定成层叠了胶体结构体10a、10b、10c的构成。此外，图5(a)中，在胶体结构体10a与胶体结构体10b之间、和在胶体结构体10b与胶体结构体10c之间未设置粘接层，胶体结构体成为了相互接触的构成。另外，胶体结构体10a、胶体结构体10b和胶体结构体10c也可以是具有互不相同的反射特性的构成，也可以是具有实质上等同的反射特性的构成。此外，胶体多重结构体20B如图5(a)所示，也可以通过被基板4支撑从而形成了多重结构物200C。
如图5(b)所示，胶体多重结构体20C也可以设定成下述的构成：具有胶体结构体10a、10b、10c，并在胶体结构体10a与胶体结构体10b之间、和胶体结构体10b与胶体结构体10c之间设置了粘接层21。此外，胶体多重结构体20C如图5(b)所示，也可以通过被基板4支撑从而形成了多重结构物200D。进而，如图5(c)所示，也可以通过在基板4的一个面4a上层叠胶体多重结构体20，并在另一个面4b上层叠胶体结构体10，从而形成多重结构物200E。
如上所述，胶体多重结构体20具有层叠了多个胶体结构体10的构成。不过，本实施方式的胶体多重结构体不限定于上述这样的构成，例如，也可以设定成图6(a)所示那样的构成。胶体多重结构体20D具有胶体结构体10和胶体晶体10A。胶体晶体10A含有仅一种胶体粒子5和固定该仅一种胶体粒子5的母体6，并且仅一种胶体粒子5在母体6中形成了规则排列结构。由此，胶体多重结构体20变得同时具有胶体结构体10所具有的反射特性和胶体晶体10A所具有的反射特性，因而可以得到反射特性容易多样化的光学构件。
如上所述，胶体结构体10至少含有第1胶体粒子1和第2胶体粒子2，进而上述这些平均粒径互不相同。与之对照，胶体晶体10A含有仅一种胶体粒子5作为胶体粒子。胶体晶体10A与胶体结构体10同样，并不具有胶体粒子5彼此之间相互接触而成的密填充的胶体晶体，而是具有胶体粒子5彼此之间相互分开的疏填充的胶体晶体。通过具有上述这样的疏填充的胶体晶体，照射到胶体晶体10A的光的一部分可以发生布拉格反射，未被反射的光的一部分可以透过胶体晶体10A。此外，胶体粒子5在母体6中所采取的规则排列结构与胶体结构体10同样地优选为例如最密填充结构、面心立方结构或体心立方结构。
胶体晶体10A中所含的胶体粒子5与胶体结构体10同样地优选含有无机材料和树脂材料中的至少一者。另外，胶体粒子5可以仅由无机材料形成，也可以仅由树脂材料形成，也可以由无机材料和树脂材料这两者形成。
胶体粒子5的平均粒径优选为0.01μm～10μm、更优选为10nm～1000nm、进一步优选为50nm～300nm、特别优选为70nm～280nm。另外，胶体粒子5的粒径的变动系数优选为低于20％。由此，胶体粒子5变得容易在母体6中形成规则排列结构。此外，胶体粒子5的粒径的变动系数更优选为低于15％、进一步优选为低于12％、特别优选为低于10％、最优选为低于8％。
在胶体晶体10A中，固定胶体粒子5的母体6与胶体结构体10同样地优选含有树脂。构成胶体粒子5的无机材料和树脂材料、以及构成母体6的树脂可以使用与在胶体结构体10中所说明的那些材料相同的材料。
在本实施方式的胶体多重结构体20D中，层叠的胶体结构体10和胶体晶体10A可以设定成具有互不相同的反射特性的构成。即，有关胶体多重结构体20D，胶体结构体10的反射光谱的峰波长与胶体晶体10A的反射光谱的峰波长之差优选为超过10nm。由此，胶体多重结构体20D变得同时具有胶体结构体10所具有的反射特性和胶体晶体10A所具有的反射特性，因而能够得到反射特性容易多样化的光学构件。另外，通过胶体结构体10和胶体晶体10A具有互不相同的反射特性，所以可以得到能够反射二个波长的光的胶体多重结构体20D。
在胶体多重结构体20D中，层叠的胶体结构体10和胶体晶体10A可以设定成具有实质上等同的反射特性的构成。即，有关胶体多重结构体20D，胶体结构体10的反射光谱的峰波长与胶体晶体10A的反射光谱的峰波长之差优选为10nm以下。另外，胶体结构体10的反射光谱的峰波长与胶体晶体10A的反射光谱的峰波长之差更优选为5nm以下。由此，在胶体多重结构体20D中，由于胶体结构体10所具有的反射特性和胶体晶体10A所具有的反射特性几乎相同，所以能够得到反射率增强的光学构件。
此外，胶体晶体10A通过改变胶体粒子5的材料、母体6的材料、胶体粒子5的浓度和胶体粒子5的平均粒径中的至少一个，可以使反射光谱中的反射峰波长移动。因此，通过调整它们，可以将胶体结构体10的反射光谱的峰波长与胶体晶体10A的反射光谱的峰波长之差设定为上述范围内。
图6(a)所示的胶体多重结构体20D中，上层是胶体晶体10A，下层是胶体结构体10。不过，胶体多重结构体20D不限定上述这样的构成，也可以上层是胶体结构体10，下层是胶体晶体10A。
胶体多重结构体20D如图6(a)所示，也可以通过被基板4支撑从而形成了多重结构物200F。换言之，多重结构物200F具有胶体多重结构体20D和支撑胶体多重结构体20D的基板4。由此，由于胶体多重结构体20D的强度提高，所以能够提高胶体多重结构体20D的处理性。
如图6(b)所示，胶体多重结构体20E也可以在胶体结构体10与胶体晶体10A之间设置粘接层21。由此，能够提高胶体结构体10与胶体晶体10A之间的粘附性，抑制剥离。此外，胶体多重结构体20E也可以通过被基板4支撑从而形成了多重结构物200G。
也可以如图6(a)所示的多重结构物200F那样，仅在基板4的一个面4a上设置胶体多重结构体20D。不过，本实施方式不限定于上述这样的构成，也可以如图6(c)所示的多重结构物200H那样，在基板4的一个面4a上设置胶体晶体10A，在另一个面4a的相反侧的另一个面4b上设置胶体结构体10。
层叠了胶体结构体10和胶体晶体10A的胶体多重结构体不限于如图6所示那样地一层一层具备胶体结构体10和胶体晶体10A的构成。例如，该胶体多重结构体也可以是具备多个胶体结构体10和/或多个胶体晶体10A的构成。
具体而言，如图7(a)所示，胶体多重结构体20F可以设定成层叠了一层胶体晶体10A和二层胶体结构体10的构成。此外，胶体多重结构体20F如图7(a)所示，也可以通过被基板4支撑从而形成了多重结构物200I。另外，如图7(b)所示，胶体多重结构体20G具备一层胶体晶体10A和二层胶体结构体10。而且，可以设定成下述的构成：在胶体晶体10A与胶体结构体10a之间、和胶体结构体10a与胶体结构体10b之间设置了粘接层21。此外，胶体多重结构体20G如图7(b)所示，也可以通过被基板4支撑从而形成了多重结构物200J。进而，如图7(c)所示，也可以通过在基板4的一个面4a上层叠一层胶体晶体10A和一层胶体结构体10a、在另一个面4b上层叠胶体结构体10b，从而形成多重结构物200K。
此外，在图7中，胶体晶体10A和胶体结构体10的层叠顺序没有特别限定。例如，在图7(a)所示的胶体多重结构体20F中，胶体晶体10A不限定于上层，也可以是中层，另外也可以是下层。
下面，对胶体多重结构体的制造方法进行说明。本实施方式的胶体多重结构体的制造方法与胶体结构体10的制造方法同样，首先，通过在母体3的单体中分散多种胶体粒子，将得到的胶体分散液涂布于基板4等上并使其固化。然后，通过在得到的胶体结构体10的表面再涂布胶体分散液并使其固化，从而可以得到胶体多重结构体20。
例如，胶体结构体10a和胶体结构体10b具有几乎相同的规则排列结构的胶体多重结构体20可以如下所述地得到。首先，使多种胶体粒子分散于母体3的单体中，由此制备第1胶体分散液。然后，将得到的第1胶体分散液涂布于基板4上并使其固化，由此得到胶体结构体10b。然后，在胶体结构体10b的表面涂布第1胶体分散液并使其固化，由此可以得到胶体结构体10a。
另外，胶体结构体10a和胶体结构体10b具有互不相同的规则排列结构的胶体多重结构体20可以如下所述地得到。首先，使多种胶体粒子分散于母体3的单体中，由此制备第1胶体分散液。同样地，使多种胶体粒子分散于母体3的单体中，由此制备第2胶体分散液。在这种情况下，第1胶体分散液和第2胶体分散液优选的是使母体3的原料、胶体粒子的材料、胶体粒子的浓度和胶体粒子的平均粒径中的至少一个不同。然后，将第1胶体分散液涂布于基板4上并使其固化，得到胶体结构体10b。然后，在胶体结构体10b的表面涂布第2胶体分散液并使其固化，由此可以得到胶体结构体10a。
这样一来，本实施方式的胶体多重结构体20具有多个胶体结构体10。因此，可以得到将单层加厚而成的构造所无法得到的高的反射率的光学构件。另外，通过层叠具有互不相同的规则排列结构的胶体结构体10，可以得到能够反射多个波长的光的光学构件。
另外，就仅仅单纯地层叠了多个以往的薄膜状过滤器的滤光器而言，在最表层的过滤器的表面和各过滤器的界面会发生菲涅尔反射。因此，尽管特定波长的反射率提高，但其它波长的透过率会大幅下降。可是，由于胶体多重结构体20是通过反复进行涂布胶体分散液并固化的工序而制备的，所以能够大幅减少各胶体结构体10的界面的菲涅尔反射。另外，作为各胶体结构体10中的母体3，通过使用折射率近似的树脂，可以进一步减少菲涅尔反射。
[发光装置]
下面，对本实施方式的发光装置进行说明。本实施方式的发光装置具有光源31和被光源31发出的一次光照射的滤光器300。滤光器300具有选自胶体结构体10、结构物100、胶体多重结构体20和多重结构物200中的至少一个。而且，光源31发出的一次光L1的一部分会透过滤光器300。发光装置通过具备上述这样的滤光器300，可以反射特定波长的光，射出所期望的光成分。
图8中显示了LED模块30(Light-emitting diode模块)作为发光装置的一个例子。本实施方式中，光源31由LED元件形成，是安装在电路基板32上的发光元件，但不限定于此。
发光元件例如可以使用在380nm～500nm的波长范围内具有主要的发光峰、射出蓝色光的蓝色LED元件或射出紫色光的紫色LED元件。作为上述这样的发光元件，可以列举出例如氮化镓系的LED元件。
本实施方式的发光装置具有光源31和滤光器300，进而还可以具有波长转换构件33。具体而言，如图8所示，作为发光装置的LED模块30还可以进一步具有波长转换构件33。本实施方式中，波长转换构件33覆盖光源31。波长转换构件33在有机硅树脂等透光性材料内含有例如蓝色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体和红色荧光体中的至少一种以上的荧光体34。蓝色荧光体被光源31的射出光激发，射出蓝色光。绿色荧光体和黄色荧光体也被光源31的射出光激发，分别射出绿色光和黄色光。
蓝色荧光体在470nm～500nm的波长区域具有发光峰，绿色荧光体在500nm～540nm的波长区域具有发光峰，黄色荧光体在545nm～595nm的波长区域具有发光峰。作为蓝色荧光体，可以列举出例如BaMgAl10O17：Eu2+、CaMgSi2O6：Eu2+、Ba3MgSi2O8：Eu2+、Sr10(PO4)6Cl2：Eu2 +等。作为绿色荧光体，可以列举出例如(Ba，Sr)2SiO4：Eu2+、Ca8Mg(SiO4)4Cl2：Eu2+、Ca8 Mg(SiO4)4Cl2：Eu2+，Mn2+。作为黄色荧光体，可以列举出例如(Sr，Ba)2SiO4：Eu2+、(Y，Gd)3Al5O12：Ce3+、α-Ca-SiAlON：Eu2+。
红色荧光体被光源31、或绿色荧光体和黄色荧光体中的至少一者的射出光激发，射出红色光。红色荧光体在600nm～650nm的波长区域具有发光峰。作为红色荧光体，可以列举出例如Sr2Si5N8：Eu2+、CaAlSiN3：Eu2+、SrAlSi4 N7：Eu2+、CaS：Eu2+、La2O2S：Eu3+、Y3Mg2(AlO4)(SiO4)2：Ce3+。
如图8所示，在LED模块30的射出面侧配置有滤光器300。然后，从光源31射出的一次光L1的一部分透过波长转换构件33和滤光器300。另一方面，一次光L1的一部分如上述那样被滤光器300反射。波长转换构件33的荧光体34可以被一次光L1激发，但也可以被滤光器300所反射的一次光L1的反射光R激发。即，荧光体34也可以被一次光L1或反射光R中的任一者激发而射出二次光L2。而且，透过滤光器300的透过光T从LED模块30射出。
如果波长转换构件33的荧光体34被反射光R激发，就会射出相对于反射光R向长波长侧移动了的二次光L2。当二次光L2具有未被滤光器300反射的波长时，会透过滤光器300而射出到外部。在这种情况下，由于反射光R被再利用后射出到外部，所以能够提高LED模块30的发光效率。
[照明系统]
下面，对本实施方式的照明系统进行说明。本实施方式的照明系统具有发光装置。
图9中，作为照明系统的一个例子，显示了具有LED模块30的台灯40。如图9所示，台灯40是在大致圆板状的基座41上安装有照明主体42。照明主体42具有臂43，臂43的前端侧的灯具44具有LED模块30。在照明主体42上设置有开关45，通过对开关45进行开和关的操作而能够改变LED模块30的点灯状态。
如图10(a)所示，灯具44具有大致圆筒状的底座部46、LED模块30和盖50。LED模块30具有光源单元47、取向控制部48和由滤光器300形成的过滤器49。如图10(b)所示，光源单元47具有电路基板32、安装在电路基板32上的光源31、和配置于电路基板32的上面并覆盖光源31的波长转换构件33。波长转换构件33含有荧光体34。取向控制部48是用于将光源单元47的光控制为所期望的配光的部分，本实施方式中具有透镜。不过，作为取向控制部48，除了具有透镜以外，根据照明系统的构成还可以具有反射板、导光板。
这样一来，本实施方式的照明系统由于使用了选自耐久性优良、波长控制容易的胶体结构体10、结构物100、胶体多重结构体20和多重结构物200中的至少一种，所以能够容易地得到所期望的分光特性。即，本实施方式的照明系统能够提高例如被射出光照射的纸面的白色度，提高视觉辨认性。另外，还能够表现出良好的肌肤颜色，进而使食材和植物的颜色鲜艳地呈现出来。
实施例
以下，通过实施例和比较例更详细地说明本实施方式，但本实施方式并不限定于它们。
在制造实施例1-1至1-3和比较例1-1至1-3、以及实施例2的试验样品时，使用了以下原料。
(胶体粒子)
■二氧化硅粒子1；平均粒径(D50)：150nm、粒径的变动系数：5％
■二氧化硅粒子2；平均粒径(D50)：180nm、粒径的变动系数：5％
■二氧化硅粒子3；平均粒径(D50)：200nm、粒径的变动系数：5％
此外，二氧化硅粒子1～3用Stober法合成。
(单体)
■三乙二醇二甲基丙烯酸酯单体；新中村化学工业株式会社制、NK ester 3G
(光聚合引发剂)
■2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮；BASF公司制IRGACURE(注册商标)1173
[实施例1-1]
首先，在单体中添加二氧化硅粒子1使得其含量达到30体积％。然后，在室温(25℃)条件下施加10分钟的20kHz的超声波，从而使二氧化硅粒子1分散于单体中。这样地操作从而得到了在单体中均匀分散了胶体粒子(二氧化硅粒子1)而成的胶体分散液1。
同样地，在单体中添加二氧化硅粒子2使得其含量达到30体积％。然后，在室温(25℃)条件下，施加10分钟的20kHz的超声波，从而使二氧化硅粒子2分散于单体中。这样地操作从而得到了在单体中均匀分散了胶体粒子(二氧化硅粒子2)而成的胶体分散液2。
然后，以3：1的质量比混合胶体分散液1和胶体分散液2，进而添加1.0质量％的光聚合引发剂。然后，将该分散液在室温(25℃)条件下使用棒涂器涂布于200mm见方的1.0mm厚的玻璃基板上。此时，棒涂器使用型号为#18的棒涂器。然后，对得到的涂布膜照射紫外光而使单体聚合，从而得到在玻璃基板上形成了层厚为约40μm的胶体结构体而成的试验样品。
[实施例1-2]
除了将分散液中的胶体分散液1与胶体分散液2的混合比率设定为质量比2：1以外，与实施例1-1同样地操作而得到本例的试验样品。
[实施例1-3]
首先，在单体中添加二氧化硅粒子3使得其含量达到30体积％。然后，在室温(25℃)条件下施加10分钟的20kHz的超声波，从而使二氧化硅粒子3分散于单体中。这样地操作从而得到了在单体中均匀分散了胶体粒子(二氧化硅粒子3)而成的胶体分散液3。
然后，以1：4的质量比混合实施例1-1的胶体分散液2和胶体分散液3，进而添加1.0质量％的光聚合引发剂。然后，将该分散液在室温(25℃)条件下使用棒涂器涂布于200mm见方的1.0mm厚的玻璃基板上。此时，棒涂器使用型号为#18的棒涂器。然后，对得到的涂布膜照射紫外光而使单体聚合，从而得到在玻璃基板上形成了层厚为约40μm的胶体结构体而成的试验样品。
[比较例1-1]
首先，在单体中添加二氧化硅粒子1使得其含量达到28体积％。然后，在室温(25℃)条件下施加10分钟的20kHz的超声波，从而使二氧化硅粒子1分散于单体中。这样地操作从而得到了胶体粒子(二氧化硅粒子1)在单体中均匀分散、含量为28体积％的胶体分散液。
然后，在胶体分散液中添加1.0质量％的光聚合引发剂。然后，将该分散液在室温(25℃)条件下使用棒涂器涂布于200mm见方的1.0mm厚的玻璃基板上。此时，棒涂器使用型号为#18的棒涂器。然后，对得到的涂布膜照射紫外光而使单体聚合，从而得到在玻璃基板上形成了层厚为约40μm、并且胶体粒子的含量为28体积％的胶体晶体而成的试验样品。
与上述同样地操作而制作形成了层厚为约40μm、并且胶体粒子的含量分别为30体积％、32体积％、34体积％、36体积％的胶体晶体而成的试验样品。
[比较例1-2]
首先，在单体中添加二氧化硅粒子2使得其含量达到26体积％。然后，在室温(25℃)条件下施加10分钟的20kHz的超声波，从而使二氧化硅粒子2分散于单体中。这样地操作从而得到了胶体粒子(二氧化硅粒子2)在单体中均匀分散、含量为26体积％的胶体分散液。
然后，在胶体分散液中添加1.0质量％的光聚合引发剂。然后，将该分散液在室温(25℃)条件下使用棒涂器涂布于200mm见方的1.0mm厚的玻璃基板上。此时，棒涂器使用型号为#18的棒涂器。然后，对得到的涂布膜照射紫外光而使单体聚合，从而得到在玻璃基板上形成了层厚为约40μm、并且胶体粒子的含量为26体积％的胶体晶体而成的试验样品。
与上述同样地操作而制作形成了层厚为约40μm、并且胶体粒子的含量分别为28体积％、30体积％、32体积％、36体积％的胶体晶体而成的试验样品。
[比较例1-3]
首先，在单体中添加二氧化硅粒子3使得其含量达到26体积％。然后，在室温(25℃)条件下施加10分钟的20kHz的超声波，从而使二氧化硅粒子3分散于单体中。这样地操作从而得到了在单体中均匀分散了胶体粒子(二氧化硅粒子3)、含量为26体积％的胶体分散液。
然后，在胶体分散液中添加1.0质量％的光聚合引发剂。然后，将该分散液在室温(25℃)条件下使用棒涂器涂布于200mm见方的1.0mm厚的玻璃基板上。此时，棒涂器使用型号为#18的棒涂器。然后，对得到的涂布膜照射紫外光而使单体聚合，从而得到在玻璃基板上形成了层厚为约40μm、并且胶体粒子的含量为26体积％的胶体晶体而成的试验样品。
与上述同样地操作而制作形成了层厚为约40μm、并且胶体粒子的含量分别为28体积％、30体积％的胶体晶体而成的试验样品。
[评价]
(反射光谱测定)
使用紫外可见分光光度计(株式会社岛津制作所制UV-2600)测定如上所述地制作的各例的试验样品的反射光谱。实施例1-1和1-2的试验样品的反射光谱是测定450nm～580nm的波长范围，实施例1-3的试验样品的反射光谱是测定500nm～630nm的波长范围。图11中显示实施例1-1的试验样品的反射光谱，图12中显示实施例1-2的试验样品的反射光谱，图13中显示实施例1-3的试验样品的反射光谱。
此外，图11和图12中也显示了在胶体分散液1和胶体分散液2中分别添加了1.0质量％的光聚合引发剂后、与实施例1-1同样地操作而形成了胶体晶体的样品的反射光谱。另外，图13中也显示了在胶体分散液2和胶体分散液3中分别添加了1.0质量％的光聚合引发剂后、与实施例1-3同样地操作而形成了胶体晶体的样品的反射光谱。
如图11和图12所示，实施例1-1和1-2的试验样品的反射峰波长存在于仅含有二氧化硅粒子1作为胶体粒子的胶体晶体的反射峰波长、与仅含有二氧化硅粒子2作为胶体粒子的胶体晶体的反射峰波长之间。因此，可以知道：通过混合二氧化硅粒子1和二氧化硅粒子2并进行胶体晶体化，从而可以控制反射峰波长。
另外，如图13所示，实施例1-3的试验样品的反射峰波长存在于仅含有二氧化硅粒子2作为胶体粒子的胶体晶体的反射峰波长、与仅含有二氧化硅粒子3作为胶体粒子的胶体晶体的反射峰波长之间。因此，可以知道：通过混合二氧化硅粒子2和二氧化硅粒子3并进行胶体结晶化，从而可以控制反射峰波长。
进而如图11和图12所示，实施例1-1和1-2的试验样品的反射峰的反射率超过55％，可以知道比仅含有二氧化硅粒子1的胶体晶体的反射峰和仅含有二氧化硅粒子2的胶体晶体的反射峰的反射率高。同样，如图13所示，实施例1-3的试验样品的反射峰的反射率也超过55％，可以知道比仅含有二氧化硅粒子2的胶体晶体的反射峰和仅含有二氧化硅粒子3的胶体晶体的反射峰的反射率高。因此，可知：通过使用多种胶体粒子来形成胶体结构体，可以抑制光反射能力的下降。
图14中同时显示了实施例1-1至1-3的试验样品的反射光谱。实施例1-1是以3：1的质量比混合了含有二氧化硅粒子1的胶体分散液1和含有二氧化硅粒子2的胶体分散液2的样品，实施例1-2是以2：1的质量比混合了胶体分散液1和胶体分散液2的样品。如图14所示可知：通过改变二种胶体粒子的配合比，可以以细的间隔控制峰波长。
另外，实施例1-1和1-2是混合了150nm的二氧化硅粒子1和180nm的二氧化硅粒子2的胶体结构体，实施例1-3是混合了180nm的二氧化硅粒子2和200nm的二氧化硅粒子3的胶体结构体。如图14所示可知：通过改变二种胶体粒子的组合，可以以大的间隔控制峰波长。
图15中显示了使用紫外可见分光光度计(株式会社岛津制作所制UV-2600)测定比较例1-1至1-3的试验样品的反射光谱而得到的结果。如图15所示可知：比较例1-1至1-3中的无论哪个都是随着作为胶体粒子的二氧化硅粒子的浓度减少，反射峰向高波长侧移动。即，可知：通过改变胶体粒子的浓度，可以控制胶体晶体的反射峰。
不过，如图15所示，可知：比较例1-1中随着二氧化硅粒子1的浓度减少，反射率下降。可知：比较例1-2中，与二氧化硅粒子2的浓度为28～32体积％的试验样品相比，26体积％和36体积％的试验样品的反射率大幅下降。可知：比较例1-3中随着二氧化硅粒子3的浓度增高，反射率下降。这样一来，可知：尽管通过调整胶体粒子的浓度而可以控制胶体晶体的反射峰，但光反射能力有很大变化。
(扫描型电子显微镜观察)
用扫描型电子显微镜观察实施例1-1和实施例1-3的试验样品的表面。进而，用扫描型电子显微镜观察实施例1-1的试验样品的截面。
图16中显示了用扫描型电子显微镜观察实施例1-1的试验样品的表面而得到的结果。如图16所示可知：平均粒径为150nm的二氧化硅粒子1(51)和平均粒径为180nm的二氧化硅粒子2(52)这两者都规则地排列。另外还知道：二氧化硅粒子1与二氧化硅粒子2的数量的比例成为约3：1。而且，可知：实施例1-1的试验样品中，二氧化硅粒子1和二氧化硅粒子2并不是分别分开凝聚而成为了共晶状态，而是二氧化硅粒子1和二氧化硅粒子2混和而成为了固溶体那样的状态。
图17中显示了用扫描型电子显微镜观察实施例1-3的试验样品的表面而得到的结果。如图17所示可知：平均粒径为180nm的二氧化硅粒子2(52)和平均粒径为200nm的二氧化硅粒子3(53)这两者均规则地排列。另外还可知：二氧化硅粒子2与二氧化硅粒子3的数量的比例为约1：4。而且，可知：实施例1-3的试验样品中，二氧化硅粒子2和二氧化硅粒子3并不是分别分开地凝聚而成为了共晶状态，而是二氧化硅粒子2和二氧化硅粒子3混和而成为了固溶体那样的状态。
图18中显示了用扫描型电子显微镜观察实施例1-1的试验样品的截面而得到的结果，图19中放大显示了图18中的符号B的区域。如图19所示，在试验样品的截面，二氧化硅粒子1(51)和二氧化硅粒子2(52)均规则地排列。另外还可知：二氧化硅粒子1和二氧化硅粒子2并不是分别分开凝聚而成为了共晶状态，而是二氧化硅粒子1和二氧化硅粒子2混和而成为了固溶体那样的状态。
这样一来，实施例1-1的试验样品中，二氧化硅粒子1和二氧化硅粒子2相互混和而形成胶体晶体，进而在作为母体的聚合物中形成了三维规则排列结构。
[实施例2]
首先，将实施例1-1中制备的含有平均粒径为150nm的二氧化硅粒子1的胶体分散液1和含有平均粒径为180nm的二氧化硅粒子2的胶体分散液2以3：1的质量比混合。然后，在该混合物中添加1.0质量％的光聚合引发剂，从而制备胶体结构体用分散液。
然后，在含有平均粒径为180nm的二氧化硅粒子2的胶体分散液2中添加1.0质量％的光聚合引发剂，从而制备胶体晶体用分散液。
然后，将胶体结构体用分散液在室温(25℃)条件下使用棒涂器涂布于200mm见方的1.0mm厚的玻璃基板上。此时，棒涂器使用型号为#18的棒涂器。然后，对得到的涂布膜照射紫外光而使单体聚合，从而在玻璃基板上形成了胶体结构体。
进而，将胶体晶体用分散液在室温(25℃)条件下使用棒涂器涂布于胶体结构体的表面。此时，棒涂器使用型号为#18的棒涂器。然后，对得到的涂布膜照射紫外光而使单体聚合，从而在胶体结构体上形成了胶体晶体。这样地操作从而得到了在玻璃基板上形成了胶体多重结构体而成的试验样品。
[评价]
使用紫外可见分光光度计(株式会社岛津制作所制UV-2600)测定如上所述地制作的实施例2的试验样品的反射光谱。实施例2的试验样品的反射光谱是测定300nm～800nm的波长范围。
如图20所示，在实施例2的反射光谱中，在500nm～520nm的附近看到了反射率的最大值为约45％的峰、和在540nm～560nm的附近看到了反射率的最大值为约55％的峰。由此可知：通过层叠具有互不相同的规则排列结构的胶体结构体和胶体晶体，从而可以得到能够反射二个波长的光的胶体多重结构体。
以上，对本实施方式进行了说明，但本实施方式并不限定于它们，可以在本实施方式的要旨的范围内进行各种变形。
日本特愿2018-116859号(申请日：2018年6月20日)和日本特愿2018-213641号(申请日：2018年11月14日)的全部内容都援用于此。
产业上的可利用性
根据本公开，可以提供一种在抑制光反射能力下降的同时还能够用简易的方法调整反射光谱中的反射峰波长的胶体结构体、胶体多重结构体和该胶体结构体的制造方法。
符号说明
1 第1胶体粒子
2 第2胶体粒子
3 母体
10，10a，10b 胶体结构体
10A 胶体晶体
20，20A，20B，20C，20D，20E，20F，20G 胶体多重结构体
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)、一种胶体结构体，其含有多种胶体粒子和固定所述胶体粒子的母体，所述多种胶体粒子至少含有平均粒径互不相同的第1胶体粒子和第2胶体粒子，所述第1胶体粒子和所述第2胶体粒子的粒径的变动系数分别低于20％，所述多种胶体粒子在所述母体中形成了三维的且周期的规则排列结构。
2.根据权利要求1所述的胶体结构体，其形成了所述多种胶体粒子混和并进行胶体结晶化而成的胶体固溶体。
3.根据权利要求1或2所述的胶体结构体，其中，当将仅含有所述第1胶体粒子作为胶体粒子的胶体晶体的反射峰波长设定为λ1、将仅含有所述第2胶体粒子作为胶体粒子的胶体晶体的反射峰波长设定为λ2时，反射光谱的反射峰波长λ存在于所述λ1与所述λ2之间。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的胶体结构体，其中，当将所述第1胶体粒子的平均粒径设定为d1、将所述第2胶体粒子的平均粒径设定为d2时，平均粒径之比d1/d2为1.05以上但低于1.60。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的胶体结构体，其中，相邻的所述胶体粒子的中心间距离为100nm～300nm。
6.一种胶体多重结构体，其具有多个权利要求1～5中任一项所述的胶体结构体。
7.根据权利要求6所述的胶体多重结构体，其中，在从所述多个胶体结构体中选择的2个胶体结构体中，一个胶体结构体的反射光谱的峰波长与另一个胶体结构体的反射光谱的峰波长之差超过10nm。
8.根据权利要求6所述的胶体多重结构体，其中，在从所述多个胶体结构体中选择的2个胶体结构体中，一个胶体结构体的反射光谱的峰波长与另一个胶体结构体的反射光谱的峰波长之差为10nm以下。
9.一种胶体多重结构体，其具有权利要求1～5中任一项所述的胶体结构体和胶体晶体，所述胶体晶体含有仅一种的胶体粒子和固定所述仅一种的胶体粒子的母体，并且所述仅一种的胶体粒子在所述母体中形成了规则排列结构。
10.根据权利要求9所述的胶体多重结构体，其中，所述胶体结构体的反射光谱的峰波长与所述胶体晶体的反射光谱的峰波长之差超过10nm。
11.根据权利要求9所述的胶体多重结构体，其中，所述胶体结构体的反射光谱的峰波长与所述胶体晶体的反射光谱的峰波长之差为10nm以下。
12.(修改后)、一种胶体结构体的制造方法，其包含下述工序：
分散液制备工序，在该工序中，使至少含有平均粒径互不相同的第1胶体粒子和第2胶体粒子的多种胶体粒子与一种以上的单体一起分散，从而制备胶体分散液；
涂布膜生成工序，在该工序中，将所述胶体分散液涂布于基板上、生成涂布膜；和
聚合物化工序，在该工序中，通过使所述涂布膜中的所述单体聚合从而将所述多种胶体粒子用聚合物进行固定化，
其中，在所述聚合物化工序中，所述多种胶体粒子在所述聚合物中形成三维的且周期的规则排列结构，
所述第1胶体粒子和所述第2胶体粒子的粒径的变动系数分别低于20％。

Claims (12)

1.一种胶体结构体，其含有多种胶体粒子和固定所述胶体粒子的母体，所述多种胶体粒子至少含有平均粒径互不相同的第1胶体粒子和第2胶体粒子，所述第1胶体粒子和所述第2胶体粒子的粒径的变动系数分别低于20％，所述多种胶体粒子在所述母体中形成了规则排列结构。
2.根据权利要求1所述的胶体结构体，其形成了所述多种胶体粒子混和并进行胶体结晶化而成的胶体固溶体。
3.根据权利要求1或2所述的胶体结构体，其中，当将仅含有所述第1胶体粒子作为胶体粒子的胶体晶体的反射峰波长设定为λ1、将仅含有所述第2胶体粒子作为胶体粒子的胶体晶体的反射峰波长设定为λ2时，反射光谱的反射峰波长λ存在于所述λ1与所述λ2之间。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的胶体结构体，其中，当将所述第1胶体粒子的平均粒径设定为d1、将所述第2胶体粒子的平均粒径设定为d2时，平均粒径之比d1/d2为1.05以上但低于1.60。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的胶体结构体，其中，相邻的所述胶体粒子的中心间距离为100nm～300nm。
6.一种胶体多重结构体，其具有多个权利要求1～5中任一项所述的胶体结构体。
7.根据权利要求6所述的胶体多重结构体，其中，在从所述多个胶体结构体中选择的2个胶体结构体中，一个胶体结构体的反射光谱的峰波长与另一个胶体结构体的反射光谱的峰波长之差超过10nm。
8.根据权利要求6所述的胶体多重结构体，其中，在从所述多个胶体结构体中选择的2个胶体结构体中，一个胶体结构体的反射光谱的峰波长与另一个胶体结构体的反射光谱的峰波长之差为10nm以下。
9.一种胶体多重结构体，其具有权利要求1～5中任一项所述的胶体结构体和胶体晶体，所述胶体晶体含有仅一种的胶体粒子和固定所述仅一种的胶体粒子的母体，并且所述仅一种的胶体粒子在所述母体中形成了规则排列结构。
10.根据权利要求9所述的胶体多重结构体，其中，所述胶体结构体的反射光谱的峰波长与所述胶体晶体的反射光谱的峰波长之差超过10nm。
11.根据权利要求9所述的胶体多重结构体，其中，所述胶体结构体的反射光谱的峰波长与所述胶体晶体的反射光谱的峰波长之差为10nm以下。
12.一种胶体结构体的制造方法，其包含下述工序：
分散液制备工序，在该工序中，使至少含有平均粒径互不相同的第1胶体粒子和第2胶体粒子的多种胶体粒子与一种以上的单体一起分散，从而制备胶体分散液；
涂布膜生成工序，在该工序中，将所述胶体分散液涂布于基板上、生成涂布膜；和
聚合物化工序，在该工序中，通过使所述涂布膜中的所述单体聚合从而将所述多种胶体粒子用聚合物进行固定化，
其中，在所述聚合物化工序中，所述多种胶体粒子在所述聚合物中形成规则排列结构，
所述第1胶体粒子和所述第2胶体粒子的粒径的变动系数分别低于20％。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4119842A4 (en) * 2020-03-10 2023-09-06 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. LIGHT EMITTING DEVICE, LIGHTING SYSTEM AND OPTICAL COMMUNICATIONS SYSTEM
WO2023223937A1 (ja) * 2022-05-18 2023-11-23 公立大学法人名古屋市立大学 固定化２次元コロイド結晶及びその製造方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030008771A1 (en) * 2000-11-30 2003-01-09 Em Industries, Inc. 3D structural siliceous color pigments
JP2005338243A (ja) * 2004-05-25 2005-12-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc コロイド結晶積層体及びその製造方法
US20060210730A1 (en) * 2003-04-17 2006-09-21 Howe Andrew M Inkjet recording element comprising particles and polymers
JP2009139796A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 Toyota Central R&D Labs Inc 反射防止膜、反射防止膜の製造方法、反射防止膜用鋳型、反射防止膜用鋳型を用いて得られた反射防止膜及びレプリカ膜を用いて得られた反射防止膜
JP2010058091A (ja) * 2008-09-05 2010-03-18 Toyota Central R&D Labs Inc 微粒子分散体
JP2011084689A (ja) * 2009-10-19 2011-04-28 Toyota Central R&D Labs Inc コロイド結晶膜の製造方法、その方法により得られるコロイド結晶膜、及びそれを用いて得られるコロイド結晶顔料
CN102746791A (zh) * 2011-04-19 2012-10-24 住友化学株式会社 树脂组合物、光学膜及液晶显示装置
CN103364845A (zh) * 2012-04-06 2013-10-23 富士胶片株式会社 光学薄膜、偏振片及使用了其的图像显示装置
WO2016093121A1 (ja) * 2014-12-12 2016-06-16 公立大学法人名古屋市立大学 コロイド共晶、コロイド共晶固化体、及びそれらの製造方法
JP2017223915A (ja) * 2016-06-17 2017-12-21 凸版印刷株式会社 構造色フィルム形成用コーティング組成物、構造色フィルム及びその製造方法
CN108026384A (zh) * 2015-09-24 2018-05-11 关西涂料株式会社 覆盖有丙烯酸类树脂的二氧化硅粒子分散体的制造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5247050A (en) 1975-10-13 1977-04-14 Mitsubishi Chem Ind Ltd Polyamide resin compositions
US20130327392A1 (en) * 2012-06-07 2013-12-12 California Institute Of Technology Chemically Linked Colloidal Crystals and Methods Related Thereto
JP2018116859A (ja) 2017-01-19 2018-07-26 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置の製造方法及び表示装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030008771A1 (en) * 2000-11-30 2003-01-09 Em Industries, Inc. 3D structural siliceous color pigments
US20060210730A1 (en) * 2003-04-17 2006-09-21 Howe Andrew M Inkjet recording element comprising particles and polymers
DE602004008444D1 (de) * 2003-04-17 2007-10-04 Eastman Kodak Co Tintenstrahlaufzeichnungselement mit teilchen und polymeren
JP2005338243A (ja) * 2004-05-25 2005-12-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc コロイド結晶積層体及びその製造方法
JP2009139796A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 Toyota Central R&D Labs Inc 反射防止膜、反射防止膜の製造方法、反射防止膜用鋳型、反射防止膜用鋳型を用いて得られた反射防止膜及びレプリカ膜を用いて得られた反射防止膜
JP2010058091A (ja) * 2008-09-05 2010-03-18 Toyota Central R&D Labs Inc 微粒子分散体
JP2011084689A (ja) * 2009-10-19 2011-04-28 Toyota Central R&D Labs Inc コロイド結晶膜の製造方法、その方法により得られるコロイド結晶膜、及びそれを用いて得られるコロイド結晶顔料
CN102746791A (zh) * 2011-04-19 2012-10-24 住友化学株式会社 树脂组合物、光学膜及液晶显示装置
CN103364845A (zh) * 2012-04-06 2013-10-23 富士胶片株式会社 光学薄膜、偏振片及使用了其的图像显示装置
WO2016093121A1 (ja) * 2014-12-12 2016-06-16 公立大学法人名古屋市立大学 コロイド共晶、コロイド共晶固化体、及びそれらの製造方法
US20170361297A1 (en) * 2014-12-12 2017-12-21 Public University Corporation Nagoya City University Eutectic colloidal crystal, eutectic colloidal crystal solidified body, and methods for producing them
CN108026384A (zh) * 2015-09-24 2018-05-11 关西涂料株式会社 覆盖有丙烯酸类树脂的二氧化硅粒子分散体的制造方法
JP2017223915A (ja) * 2016-06-17 2017-12-21 凸版印刷株式会社 構造色フィルム形成用コーティング組成物、構造色フィルム及びその製造方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HU HAIBO 等: ""Photonic anti-counterfeiting using structural colors derived from magnetic-responsive photonic crystals with double photonic bandgap heterostructures"", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY》, vol. 22, pages 11048 - 11053 *
HUI WANG 等: ""Size- and Solvent-Dependent Magnetically Responsive Optical Diffraction of Carbon-Encapsulated Superparamagnetic Colloidal Photonic Crystals"", 《J OURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY》, vol. 115, pages 11427 - 112 *
孙志娟 等: ""自组装法制备中空二氧化硅纳米粒子减反射薄膜"", 《无机材料学报》 *
孙志娟 等: ""自组装法制备中空二氧化硅纳米粒子减反射薄膜"", 《无机材料学报》, no. 9, 30 September 2019 (2019-09-30), pages 947 - 955 *

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