JP6176290B2 - 発色構造体およびその製造方法 - Google Patents
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図6は、実施例に係る発色構造体に設けた凹凸構造の概略図を示している。図6(a)は、光の広がり効果を誘起するための凹凸構造Aの一部領域の平面概略図であり、図6(b)は、回折現象を誘起するための線状構造からなる凹凸構造Bの一部領域の平面概略図であり、図6(c)は、図6(a)に示した凹凸構造Aと、図6(b)に示した凹凸構造Bを重ねた凹凸構造の平面概略図である。また、図6(d)は、図6(c)のδ−δ’線に沿う断面概略図である。尚、図6(a)、(b)、(c)の平面概略図は、当該発色構造体の表面の一辺約5.6μmの微小領域を拡大した図である。また、当該発色構造体の作製には、光ナノインプリント法を採用したが、熱ナノインプリント法を使用しても作製可能である。
実施例と同様にして、合成石英基板に、図6(a)に示した凸部12を形成するための凹部を形成し、図6(b)に示した線状構造22を形成するための凹部を重ねて形成せずに離型剤を塗布して、比較例に係る光ナノインプリント用モールドを得た。光ナノインプリント用モールドを用いて、実施例と同様にして、比較例に係る発色構造体を得た。
図7(a)は、比較例に係る発色構造体の反射スペクトルの測定結果であり、図7(b)は、実施例に係る発色構造体の反射スペクトルの測定結果であり、縦軸の表示範囲は両スペクトル共に同じである。両スペクトルの比較から、回折現象を誘起するための線状構造を形成することにより、スペクトルのピーク位置が大きく変化することなく、広範囲の入射角度範囲で比較的強い反射が得られることが示された。
B…回折現象を誘起するための線状構造からなる凹凸構造
31…重なり部
41…高屈折率層
51…低屈折率層
61…積層体
71…吸収層
81…光硬化性樹脂
101、102、103…基材
Claims (15)
- 基材と、前記基材表面もしくは前記基材上に形成された凹凸構造と、前記凹凸構造上に2層以上の層からなる積層体とを有する発色構造体において、
前記積層体を構成する隣接する2層は、同じ波長帯の光を透過し、且つ、前記波長帯の光に対して異なる屈折率を持つ材料で構成され、
前記積層体は、前記波長帯の一部の波長の光を選択的に反射されるように設計され、
前記凹凸構造は、
第1方向における線幅が前記波長帯の最小波長以下であり、前記第1方向と直交する第2方向における線長が前記第1方向の線幅よりも長く、前記第2方向における線長の標準偏差が前記第1方向の線幅の標準偏差よりも大きい矩形を前記第1方向及び前記第2方向に配列して構成される平面形状の凸部を有する凹凸構造Aと、
前記第1方向において、前記波長帯の最小波長の1/2以上のピッチであって、且つ、一定ではないピッチで配列され、前記第2方向に延びる複数の凸条からなる凹凸構造Bと、
を重畳した構造であることを特徴とする、発色構造体。 - 前記凹凸構造が2段以上の多段構造であることを特徴とする、請求項1記載の発色構造体。
- 前記凹凸構造Bが2種類以上の周期構造の重ね合わせからなり、
前記凹凸構造Bを構成する各周期構造のピッチの平均値が前記波長帯の最小波長の1/2以上であることを特徴とする、請求項1または請求項2記載の発色構造体。 - 前記凹凸構造Bを構成する前記凸条のピッチの平均値および標準偏差の少なくとも一方が前記第1方向と前記第2方向とで異なることを特徴とする、請求項1乃至請求項3のいずれか記載の発色構造体。
- 基材と、前記基材表面もしくは前記基材上に形成された凹凸構造と、前記凹凸構造上に2層以上の層からなる積層体とを有する発色構造体において、
前記積層体を構成する隣接する2層は、同じ可視領域の光を透過し、且つ、可視領域の光に対して異なる屈折率を持つ材料で構成され、
前記積層体は、可視領域の一部の波長の光を選択的に反射されるように設計され、
前記凹凸構造は、
第1方向における線幅が830nm以下であり、前記第1方向と直交する第2方向における線長が前記第1方向の線幅よりも長く、且つ、前記第2方向における線長の標準偏差が前記第1方向における線幅の標準偏差よりも大きい矩形を前記第1方向及び前記第2方向に配列して構成される平面形状の凸部を有する凹凸構造Cと、
前記第1方向において、180nm以上のピッチであって、且つ、一定ではないピッチで配列され、前記第2方向に延びる複数の凸条からなる凹凸構造Dと、
を重畳した構造であることを特徴とする、発色構造体。 - 前記凹凸構造が2段以上の多段構造であることを特徴とする、請求項5記載の発色構造体。
- 前記凹凸構造Dが2種類以上の周期構造の重ね合わせからなり、
前記凹凸構造Dを構成する各周期構造のピッチの平均値が180nm以上であることを特徴とする、請求項5または請求項6記載の発色構造体。 - 前記凹凸構造Dを構成する前記凸条のピッチの平均値および標準偏差の少なくとも一方が前記第1方向と前記第2方向とで異なることを特徴とする、請求項5乃至請求項7のいずれか記載の発色構造体。
- 前記凹凸構造Dを構成する前記凸条の前記第1方向及び前記第2方向のピッチの平均値が1μm以上100μm以下であることを特徴とする、請求項5乃至請求項8のいずれか記載の発色構造体。
- 前記基材の両面のうち、前記凹凸構造が形成された面とは反対側の面に、可視領域の光を吸収する吸収層が形成されていることを特徴とする、請求項5乃至請求項9のいずれか記載の発色構造体。
- 前記凹凸構造と基材表面との間に、可視領域の光を吸収する吸収層が形成されていることを特徴とする、請求項5乃至請求項9のいずれか記載の発色構造体。
- 前記基材が可視領域の光を吸収する材料により形成されていることを特徴とする、請求項5乃至請求項9のいずれか記載の発色構造体。
- 基材と、前記基材表面もしくは前記基材上に形成された凹凸構造と、前記凹凸構造上に2層以上の層からなる積層体とを有し、照射された所定の波長帯の光のうちの一部の波長の光を選択的に反射する発色構造体の製造方法であって、
基板上に、第1方向の線幅が前記波長帯の最小波長以下であり、前記第1方向と直交する第2方向における線長が前記第1方向における線幅よりも長く、且つ、前記第2方向における線長の標準偏差が前記第1方向の線幅の標準偏差よりも大きい矩形を前記第1方向及び前記第2方向に配列して構成される平面形状の第1凹部と、前記第1方向において、前記波長帯の最小波長の1/2以上のピッチであって、且つ、一定ではないピッチで配列され、前記第2方向に延びる複数の線状の第2凹部とを重畳した構造を形成してなるモールドを用意する工程と、
前記基材に光硬化性樹脂を塗布する工程と、
光インプリント法により、前記光硬化性樹脂層にモールドに形成された構造を転写して前記凹凸構造を形成する工程と、
形成された前記凹凸構造上に、同じ波長帯の光を透過し、且つ、前記波長帯の光に対して異なる屈折率を持つ材料を交互に積層して前記積層体を成膜する工程とを具備することを特徴とする、発色構造体の製造方法。 - 基材と、前記基材表面もしくは前記基材上に形成された凹凸構造と、前記凹凸構造上に2層以上の層からなる積層体とを有し、照射された所定の波長帯の光のうちの一部の波長の光を選択的に反射する発色構造体の製造方法であって、
基板上に、第1方向の線幅が前記波長帯の最小波長以下であり、前記第1方向と直交する第2方向における線長が前記第1方向における線幅よりも長く、且つ、前記第2方向における線長の標準偏差が前記第1方向の線幅の標準偏差よりも大きい矩形を前記第1方向及び前記第2方向に配列して構成される平面形状の第1凹部と、前記第1方向において、前記波長帯の最小波長の1/2以上のピッチであって、且つ、一定ではないピッチで配列され、前記第2方向に延びる複数の線状の第2凹部とを重畳した構造を形成してなるモールドを用意する工程と、
前記基材に熱可塑性樹脂、もしくは熱硬化性樹脂を塗布する工程と、
熱インプリント法により、前記熱可塑性樹脂層もしくは前記熱硬化性樹脂層にモールドに形成された構造を転写して前記凹凸構造を形成する工程と、
形成された前記凹凸構造上に、同じ波長帯の光を透過し、且つ、前記波長帯の光に対して異なる屈折率を持つ材料を交互に積層して前記積層体を成膜する工程とを具備することを特徴とする、発色構造体の製造方法。 - 前記第1方向における前記第1凹部の線幅が830nm以下であり、
前記第1方向における前記第2凹部のピッチが180nm以上であることを特徴とする、請求項13または請求項14に記載の発色構造体の製造方法。
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