WO2005002833A1

WO2005002833A1 - フォトニック３次元構造体およびその製造方法

Info

Publication number: WO2005002833A1
Application number: PCT/JP2004/008875
Authority: WO
Inventors: Takuji Nakagawa; Kikuo Wakino
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2005-01-13
Also published as: US7682551B2; US20050285115A1; JPWO2005002833A1; JP4232782B2; CN1700980A; CN100436111C

Abstract

　未硬化の光硬化性樹脂材料（１０）が存在しているキャビティ（１８）が形成され、かつ硬化された光硬化性樹脂材料（１０）からなる複数の硬化樹脂層（１７）を積層した構造を有する、３次元造形体（４）を光造形法によって製造し、この光造形工程の途中のキャビティ（１８）が閉じられる前であって、キャビティ（１８）の少なくとも一部となる凹部（２０）が形成された段階で、未硬化の光硬化性樹脂材料（１０）を残したまま、凹部（２０）内に無機材料体（２）を挿入し、３次元造形体（４）が完成された段階で、キャビティ（１８）内の未硬化の光硬化性樹脂材料（１０）を熱硬化させ、無機材料体（２）と密着させる。これによって、樹脂材料部分（３）の内部に複数個の無機材料体（２）が所望の周期位置に正確に配置されている、フォトニック３次元構造体（１）を能率的に製造することができる。

Description

明細書

フォトニック 3次元構造体およびその製造方法

技術分野

[0001] この発明は、フォトニック 3次元構造体およびその製造方法に関するもので、特に、複数個の無機材料体が樹脂材料部分の内部の特定の位置に配置された構造を有する、フォトニック 3次元構造体の製造方法、およびこの製造方法によって得られたフォトニック 3次元構造体に関するものである。

背景技術

[0002] フォトニック結晶は、特定の物質中に誘電率が異なる材料を周期的に配列し、電磁波の相互緩衝を利用して特定の波長の波を完全に反射するようにされた構造体である。このように完全に反射する周波数は一定の帯域を示し、これをフォトニックバンドギャップと呼んでいる。

[0003] 誘電体の周期構造体に電磁波が入ってくると、電磁波のブラッグ回折が起こり、 2種類の定在波が形成される。すなわち、低誘電率領域で振動する定在波と高誘電率領域で振動する定在波とである。前者は、後者に比べてエネルギー値が高くなる。したがって、 2つの異なるモードにスプリブトした定在波間のエネルギーを有する波は、結晶中に存在することができなレ、ので、フォトニックバンドギャップが生まれる。

[0004] フォトニックバンドギャップは、上述のように、ブラッグ回折で生じているため、周期構造体の繰り返し周期である格子定数が波長相当であることが必要である。また、誘電率の差が大きいほど、各誘電体相での振動エネルギーの差が大きぐフォトニックバンドギャップも広がる。そして、誘電率が高いほど、振動エネルギーが低くなり、フォトニックバンドギャップの位置は低周波側にシフトする。

[0005] 種々のフォトニック結晶がある力 3次元的な電磁波を完全に反射させるためには、あらゆる方向に対してフォトニックバンドギャップが形成される必要がある。このような要求を満たし得るフォトニック結晶として、たとえばダイヤモンド構造のものがある。し力ながら、ダイヤモンド構造は複雑であるため、その製造が困難である。そこで、最近では、光造形法を用いたフォトニック結晶の製造方法が注目されている。 [0006] 光造形法を用いてフォトニック結晶を製造する方法としては、たとえば、次のようなものがある。

[0007] 第 1に、光硬化性樹脂に誘電体セラミック粉末を混合した複合材料に対して光造形法を適用して、複数の棒状体から構成される 2次元基本構造体を順次形成しつつ積層した構造を有するフォトニック結晶を製造する方法がある（たとえば、特開 2000—3 41031号公報参照）。

[0008] 第 2に、所定の位置にボイドが形成された光硬化性樹脂からなる 3次元造形体を光造形法によって製造し、その後、誘電体セラミック粉末を樹脂に分散させた複合材料を、ボイド中に充填する方法がある（たとえば、特表 2001—502256号公報参照）。

[0009] また、光造形法を用いるものではないが、高誘電率セラミック粉末を含むグリーンシート上に、低誘電率セラミック粉末を含む印刷塗料をドット形状に印刷し、次いで、グリーンシートを積層し、焼結させる方法がある（たとえば、特開 2001—237616号公報参照）。

[0010] し力しながら、上述の各方法には、それぞれ、解決されるべき課題がある。

[0011] まず、特開 2000-341031号公報および特表 2001-502256号公報に記載された各方法では、高誘電率で低損失の誘電体を備えるフォトニック結晶を製造することが困難である。なぜなら、これら公報に記載の各方法では、誘電体として、誘電体セラミック粉末を樹脂中に分散させた複合材料が用いられるからである。

[0012] また、特に特開 2000-341031号公報に記載の方法では、樹脂と誘電体セラミック粉末とを混合した複合材料と、この複合材料によって構成される棒状体間の隙間にある空気との誘電率の差を利用している。この場合、樹脂と誘電体セラミック粉末との混合割合によつて、複合材料の誘電率が決まるため、上述の誘電率の差は、複合材料の誘電率によってのみ決まり、その結果、得られるフォトニックバンドギャップの範囲が制限されてしまう。

[0013] また、特開 2000—341031号公報および特表 2001—502256号公報に記載の各方法では、テーブルを少しずつ下げて、テーブル上に所定厚み分の液状光硬化性樹脂を供給する必要があることから、この液状光硬化性樹脂の粘度が高すぎると造形が難しい。そのため、特に特表 2001—502256号公報に記載の方法のように、液状光硬化性樹脂に誘電体セラミック粉末を混合する場合、誘電体セラミック粉末の含有量には限界があり、高々約 60%である。そして、このように誘電体セラミック粉末を上限である約 60%含有させた場合であっても、その誘電率は、誘電体セラミック自身の誘電率の 1/4以下になってしまう。したがって、高コントラストのフォトニック結晶を得ることが困難である。

[0014] 他方、特開 2001—237616号公報に記載された方法では、低誘電率セラミックによつて構成されるドットは、グリーンシート上に印刷されているにすぎず、これを実質的な立体形状とすることは困難であり、また、積層方向に関して任意の位置に配置することも、グリーンシートの厚みによる制限を受けるので困難である。また、焼成することによって、グリーンシートおよびドット部分が収縮するため、焼成後の焼結体において、ドット部分を所望の周期で配置し、所望のフォトニックバンドギャップを得るように設計することが容易ではない。

特許文献 1 :特開 2000 - 341031号公報

特許文献 2：特表 2001 - 502256号公報

特許文献 3：特開 2001— 237616号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0015] そこで、この発明の目的は、上述のような問題を解決し得る、フォトニック 3次元構造体の製造方法およびこの製造方法によって得られたフォトニック 3次元構造体を提供しょうとすることである。

課題を解決するための手段

[0016] この発明は、無機材料からなる複数個の無機材料体と、複数個の無機材料体を内部に配置している、光硬化性樹脂材料力なる樹脂材料部分とを備える、フォトニック 3次元構造体を製造する方法にまず向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、次のような構成を備えることを特徴としている。

[0017] まず、複数個の無機材料体および光硬化性樹脂がそれぞれ用意される。

[0018] 次に、無機材料体が配置されるべき位置に未硬化の光硬化性樹脂材料が存在してレ、るキヤビティが形成され、かつ硬化された光硬化性樹脂からなる複数の硬化樹脂層を積層した構造を有する、 3次元造形体を、光硬化性樹脂材料を積層方向の一方端側から層状に順次硬化させることを繰り返す光造形法によって得る、光造形工程が実施される。

[0019] 上記光造形工程の途中の上記キヤビティが閉じられる前であって、このキヤビティの少なくとも一部となる、無機材料体を揷入することができる開口を有する凹部が形成された段階で、凹部の内面と無機材料体との間に未硬化の光硬化性樹脂材料を残したまま、凹部内に無機材料体を揷入する工程が実施される。

[0020] さらに、キヤビティ内の未硬化の光硬化性樹脂材料は熱硬化される。

[0021] この発明に係るフォトニック 3次元構造体の製造方法において、 3次元造形体の形状を予め立体データとして取り込む工程と、立体データから、 3次元造形体の積層方向に垂直な方向にスライスしたスライシングデータを作成する工程と、スライシングデータから、レーザ光のラスターデータを得る工程とをさらに備え、前述の光造形工程では、ラスターデータに従ってレーザ光が走査されることによって、光硬化性樹脂材料を層状に硬化させることが繰り返されることが好ましい。

[0022] 無機材料体としては、好ましくは、硬化された光硬化性樹脂材料より高い誘電率を有するものが用いられる。この場合、無機材料体は、セラミック焼結体から構成されることが好ましい。

[0023] また、光硬化性樹脂材料として、内部に複数個の気孔を形成し得るものが用レ、られてもよい。

[0024] この発明は、また、上述したような製造方法によって得られた、フォトニック 3次元構造体にも向けられる。

発明の効果

[0025] 以上のように、この発明によれば、未硬化の光硬化性樹脂材料が存在しているキヤビティが形成され、かつ硬化された光硬化性樹脂からなる複数の硬化樹脂層を積層した構造を有する、 3次元造形体を光造形法によって得るようにしているとともに、この光造形工程の途中のキヤビティが閉じられる前であって、キヤビティの少なくとも一部となる凹部が形成された段階で、凹部内に未硬化の光硬化性樹脂材料を残したまま、無機材料体を挿入し、その後において、キヤビティ内の未硬化の光硬化性樹脂材料を熱硬化させるようにしているので、複数個の無機材料体を所望の周期位置に正確に配置することができる。

[0026] また、無機材料体は、別に用意されるものであるので、凹部への挿入前の段階で、その誘電率、大きさおよび形状等を任意に調整することができ、また、これら誘電率、大きさおよび形状等は、得られたフォトニック 3次元構造体にぉレ、ても維持されることができる。また、フォトニック 3次元構造体における、複数個の無機材料体の間の間隔についても、任意に設定することができる。

[0027] これらのこと力ら、この発明に係るフォトニック 3次元構造体によれば、任意の波長に対応したフォトニックバンドギャップ効果を得ることが可能となり、また、フォトニックバンドギャップを十分に広くすることができる。その結果、特定の波長を有する電磁波を、高コントラストをもって遮蔽することができ、たとえば、高効率の電磁波フィルタゃ電磁波障壁を実現することができる。

[0028] この発明において、 3次元造形体の形状を予め立体データとして取り込み、この立体データから、 3次元造形体の積層方向に垂直な方向にスライスしたスライシングデータを作成し、このスライシングデータから、レーザ光のラスターデータを得るようにしながら、光造形工程では、ラスターデータに従ってレーザ光が走査されることによって、光硬化性樹脂材料を層状に硬化させることが繰り返されるようにすると、光造形工程を実施するための準備工程および光造形工程自身を能率的に進めることができる。

[0029] また、前述したように、この発明によれば、無機材料体の誘電率を任意に調整することができるので、無機材料体として、硬化された光硬化性樹脂材料より高い誘電率を有するものを用いることが容易であり、その結果、誘電率の差の大きいフォトニック結晶を得ることができ、フォトニックバンドギャップを広げることが容易になる。

[0030] 上述した無機材料体として、セラミック焼結体を用いると、無機材料体内における誘電率に不均一な分布が生じず、したがって、所望のフォトニックバンドギャップを有するフォトニック 3次元構造体を得ることが容易になり、また、無機材料体を、たとえば温度や湿度に対して安定なものとすることができる。

[0031] また、この発明において、光硬化性樹脂材料として、内部に複数個の気孔を形成し得るものが用いられると、フォトニック 3次元構造体に備える樹脂材料部分の誘電率を、気孔が形成されないものに比べて、より低くすることができる。したがって、樹脂材料部分と無機材料体との間での誘電率の差をより大きくすることができる。

図面の簡単な説明

[0032] [図 1]図 1は、この発明の一実施形態によるフォトニック 3次元構造体 1を、その上部が破断除去された状態で示す斜視図である。

[図 2]図 2は、図 1に示したフォトニック 3次元構造体 1を製造するために実施される、 3 次元造形体 4についてのスライシングデータを作成する工程を説明するためのものでめる。

[図 3]図 3は、図 1に示したフォトニック 3次元構造体 1を製造するために実施される光造形工程を説明するためのもので、光造形装置 6を図解的に示す正面図である。

[図 4]図 4は、図 3に示した光造形装置 6によって実施される光造形工程の途中の状態を順次示すもので、 3次元造形体 4の一部を示す断面図である。

[図 5]図 5は、この発明に従って製造されたフォトニック 3次元構造体 1の一実施例の電磁波伝搬特性を示す図である。

[図 6]図 6は、この発明の他の実施形態を説明するためのもので、フォトニック 3次元構造体 21を概略的に示す正面図である。

符号の説明

[0033] 1 , 21 フォトニック 3次元構造体

2 無機材料体

3 樹脂材料部分

4 3次元造形体

5 積層方向に垂直な面

6 光造形装置

7 レーザ光源

8 レーザ光

9 無機材料体が配置されるべき位置

10 光硬化性樹脂材料

12 テープノレ 14 液面

15 走査ミラー

17 硬化樹脂層

18 キヤビティ

19 開口

20 凹部

発明を実施するための最良の形態

[0034] 図 1を参照して、この発明の一実施形態によるフォトニック 3次元構造体 1について説明する。なお、図 1では、フォトニック 3次元構造体 1の内部構造の一部を見せるため

、フォトニック 3次元構造体 1は、その上部が破断除去された状態で図示されている。

[0035] フォトニック 3次元構造体 1は、無機材料からなる複数個の無機材料体 2と、複数個の無機材料体 2を内部に配置している、光硬化性樹脂材料力もなる樹脂材料部分 3とを備えている。

[0036] 無機材料体 2は、樹脂材料部分 3より高い誘電率を有していることが好ましぐたとえば、セラミック焼結体力構成される。ここで、無機材料体 2を構成する高誘電率セラミックとしては、たとえば、 BaTi〇3、 PbTi〇3、 NaV03、（Ba， Sr) Ti03、 KNb03 、 LiTa03、（Ba， Pb) Zr03、 Pb (Mg, W) Zr03、 Pb (Mg, Nb) Zr03、 Pb (Zr, Ti)〇3、 CaTi〇3、 ΤΪ02などを用いることができる。また、無機材料体 2としては、上述のような高誘電率セラミックに限らず、たとえば、高誘電率材料の結晶（単結晶であってもよい。）や高誘電率材料の複合体等を用いることもできる。

[0037] 上述したように、無機材料体 2を高誘電率材料自身によって構成することにより、樹脂に誘電体セラミック粉末を含有させた複合材料に比べて、高い誘電率を容易に得ること力 Sできるとともに、材料内での誘電率を均一なものとすることができる。また、無機材料体 2がセラミック焼結体から構成される場合、たとえば温度および湿度に対して安定なものとすることができる。

[0038] この実施形態では、無機材料体 2は、球状である。し力しながら、無機材料体 2の形状は、これに限定されるものではなぐたとえば、角柱状、多面体状、菱面体状、円錐状、円柱状等の他の形状であってもよい。 [0039] 他方、樹脂材料部分 3を構成する光硬化性樹脂材料としては、たとえば、エポキシ系光硬化性樹脂、アタリレート系光硬化性樹脂等を用いることができる。なお、この光硬化性樹脂材料の硬化物の誘電率を調整するため、樹脂材料中に、たとえば誘電体セラミック微粒子を混合し分散させることも可能である。

[0040] 図 1に示したフォトニック 3次元構造体 1では、一部の無機材料体 2しか図示されていないが、複数個の無機材料体 2は、たとえばダイヤモンド構造を与えるように配置されている。

[0041] 図 1に示したフォトニック 3次元構造体 1を製造するため、次のような工程が実施される。

[0042] まず、製造しょうとするフォトニック 3次元構造体 1の樹脂材料部分 3に対応する 3次元造形体を CAD上で作成し、これを三角メッシュ状に分解した立体データとしての S TLデータに変換する。

[0043] 次に、 STLデータをコンピュータに取り込み、この STLデータから、図 2に示すように、 3次元造形体 4の積層方向に垂直な方向の面 5に沿ってスライスした立体形状のスライシングデータを作成する。

[0044] 次に、スライシングデータから、図 3に示した光造形装置 6に備えるレーザ光源 7から発せられる、たとえば紫外線レーザ光のようなレーザ光 8の走査態様を制御するための走査データであるラスターデータを作成する。

[0045] このようにして、図 2に示すように、 3次元造形体 4において無機材料体 2が 3次元的に占める位置 9が確定される。

[0046] 次に、フォトニック 3次元構造体 1を構成する複数個の無機材料体 2および未硬化の光硬化性樹脂材料がそれぞれ用意され、図 3に示した光造形装置 6を用いて光造形工程が実施される。

[0047] 図 3は、光造形装置 6を図解的に示す正面図である。

[0048] 光造形装置 6は、未硬化の光硬化性樹脂材料 10を収容する樹脂材料槽 11を備えている。樹脂材料槽 11内には、その上で 3次元造形体 4 (図 4参照）を製造するためのテーブル 12が配置される。テーブル 12は、矢印 13で示すように、所定高さ分毎に徐々に低くされるように駆動される。 [0049] テーブル 12の上方には、レーザ光源 7からのレーザ光 8を反射させて、これを光硬化性樹脂材料 10の液面 14に向けるための走査ミラー 15が設けられる。走査ミラー 15 は、前述したラスターデータに従って角度が変更可能なように構成され、それによつて、レーザ光 8は、両方向矢印 16で示すように、液面 14に沿って走査される。光硬化性樹脂材料 10は、レーザ光 8が走査された部分において硬化する。

[0050] 図 3を参照して、テーブル 12と液面 14との間に、たとえば 100 x mといった所定の厚み分の液状の光硬化性樹脂材料 10が供給されるように、テーブル 12が位置される。次いで、スキージによって、その液面 14が調整される。このとき、光硬化性樹脂材料 10の余剰分が樹脂材料槽 11に収容される。この状態で、前述したラスターデータに従ってレーザ光 8が走査される。これによつて、光硬化性樹脂材料 10は、レーザ光 8が照射された部分にぉレ、て硬化し、硬化樹脂層 17が形成される。

[0051] 次に、硬化された硬化樹脂層 17と液面 14との間に所定の厚み分の光硬化性樹脂材料 10が再び供給されるように、テーブル 12が矢印 13方向へ移動され、再び、レーザ光 8がラスターデータに従って走査される。これによつて、硬化された光硬化性樹脂材料 10からなる次の硬化樹脂層 17が形成される。

[0052] 上述のようなレーザ光 8の照射による硬化樹脂層 17の形成と、テーブル 12の下方への移動とは繰り返される。これによつて、硬化された光硬化性樹脂材料 10からなる複数の硬化樹脂層 17を積層した構造を有する、 3次元構造体 4が、光硬化性樹脂材料 10を積層方向の一方端側から層状に順次硬化させることによって得られる。

[0053] 上述した光造形法による光造形工程を実施することによって、 3次元造形体 4が製造されるとき、図 4に示すように、無機材料体 2が配置されるべき位置に未硬化の光硬化性樹脂材料 10が存在しているキヤビティ 18が形成される。図 4には、光造形工程の途中の状態が図示され、特に図 4 (1)には、キヤビティ 18が閉じられる前の状態が図示されている。

[0054] 図 4 (1)に示すように、キヤビティ 18が閉じられる前であって、キヤビティ 18の少なくとも一部となる、無機材料体 2を揷入することができる開口 19を有する凹部 20が形成された段階で、図 4 (2)に示すように、凹部 20内に無機材料体 2が揷入される。このとき、凹部 20の内面と無機材料体 2との間には、未硬化の光硬化性樹脂材料 10が残されたままである。

[0055] なお、上述の無機材料体 2を凹部 20内に挿入する工程において、凹部 20内に存在している未硬化の光硬化性樹脂材料 10が開口 19から溢れ出ることがあり得るが、このような光硬化性樹脂材料 10の溢れ出しを望まない場合には、たとえばスキージを用いて、溢れ出た光硬化性樹脂材料 10を除去するようにしてもよい。

[0056] 上述のように、無機材料体 2が揷入された後においても、光造形工程が続いて実施され、図 4 (3)に示すように、凹部 20が硬化樹脂層 17によって閉じられた状態にあるキヤビティ 18が形成される。

[0057] なお、図 4を参照して説明した実施形態では、無機材料体 2の揷入は、凹部 20が無機材料体 2のすベてを収容し得る大きさとなった時点に実施されたが、たとえば、無機材料体 2の下半分のみを収容し得る大きさに凹部 20がなつた時点で、無機材料体 2が凹部 20に揷入されてもよい。

[0058] また、未硬化の光硬化性樹脂材料 10の粘度が低い場合などには、凹部 20が実質的に形成される前に、無機材料体 2を硬化樹脂層 17の所定の位置に配置し、その後、キヤビティ 19を形成するようにしてもよい。

[0059] 以上のようにして、所定の位置に複数個のキヤビティ 18が配置され、各キヤビティ 1 8内に位置決めされた状態で無機材料体 2が収容されかつ各キヤビティ 18内に未硬化の光硬化性樹脂材料 10が充填されている、 3次元造形体 4が、硬化された複数の硬化樹脂層 17を積層した構造をもって製造される。

[0060] 次に、各キヤビティ 18内の未硬化の光硬化性樹脂材料 10を熱硬化させる工程が実施される。この熱硬化工程では、たとえば、 60°Cの温度を 4時間付与する熱処理条件が適用される。この熱硬化工程により、無機材料体 2と光硬化性樹脂材料 10とが密着される。なお、光硬化性樹脂材料 10が硬化されず、無機材料体 2に密着していないと、無機材料体 2の周囲に低誘電率部分が生じてしまレ、、フォトニックバンドギヤップが所望のように形成されなレ、ことがある。

[0061] この発明の一実施例として、上述のような製造方法を採用しながら、安定化ジルコニゥムからなる直径 3mmの球状の無機材料体 2を用い、格子定数 12mmに設定されたフォトニック 3次元構造体 1を製造した。このフォトニック 3次元構造体 1を導波管に入れ、その電磁波伝搬特性を測定したところ、図 5に示すように、大きなフォトニックバンドギャップが観測された。

[0062] 図 6は、この発明の他の実施形態を説明するためのフォトニック 3次元構造体 21を図解的に示す正面図である。

[0063] 図 6において、ハッチングを施した部分は、図 1のように無機材料体を一定周期に配置した領域 22を示し、それ以外の部分は、無機材料体を配置せず、それゆえ格子が存在しない欠陥領域 23を示している。欠陥領域 23は、図示のように、層方向全域に形成されても、層方向の一部に形成されてもよい。

[0064] この発明に係る製造方法によれば、図 6に示すような欠陥領域 23が導入されたフォトニック 3次元構造体 21であっても、これを容易に製造することができる。

[0065] 以上、この発明を図示した実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他、種々の変形例が可能である。

[0066] たとえば、光硬化性樹脂材料 10として、内部が空洞となったマイクロカプセルを予め含有させたものを用い、得られたフォトニック 3次元構造体 1において、樹脂材料部分 3の内部に複数個の気孔を形成するようにしてもよい。これによつて、樹脂材料部分 3自体の誘電率をより低く調整することができる。

[0067] また、前述した実施形態では、無機材料体 2の方が樹脂材料部分 3よりも誘電率が高かったが、たとえば、樹脂材料部分 3に高誘電率セラミック粉末を含有させるなどして、逆に、無機材料体 2の方が樹脂材料部分 3に比べて誘電率を低くするようにしてあよい。

[0068] このように、無機材料部分や樹脂材料部分の誘電率を種々に組み合わせることによって、フォトニックバンドギャップを任意に調整できる。

[0069] また、前述した実施形態では、フォトニック 3次元構造体 1において、互いに同じ大きさおよび互いに同じ材料からなる複数個の無機材料体 2が配置されたが、大きさおよび/または材料の互いに異なる 2種類以上の無機材料体が配置されてもよい。すなわち、フォトニックバンドギャップは、同じ大きさかつ同じ材料の無機材料体が一定周期で配置されていれば生じるものであり、したがって、 1個のフォトニック 3次元構造体において、複数種類の無機材料体が配置される場合であっても、これら無機材料体のうち、同じ大きさかつ同じ材料のもの力それぞれ、周期的に配置されていればよいことになる。

[0070] なお、前述した実施形態では、キヤビティの形状を無機材料体の形状に沿うような形状にしているが、たとえば球状の無機材料体を揷入する場合などには、キヤビティを円柱状のような形状にすることも可能であり、位置決めが確実にできれば、必ずしも無機材料体に沿う形状でなくてもよい。

産業上の利用可能性

[0071] この発明に係るフォトニック 3次元構造体は、特定の波長を有する電磁波を、高コントラストをもって遮蔽することが要求される、たとえば、高効率の電磁波フィルタや電磁波障壁を実現するために利用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 無機材料からなる複数個の無機材料体と、複数個の前記無機材料体を内部に配置している、光硬化性樹脂材料力もなる樹脂材料部分とを備える、フォトニック 3次元構造体を製造する方法であって、

複数個の前記無機材料体および前記光硬化性樹脂材料をそれぞれ用意する工程と、

前記無機材料体が配置されるべき位置に未硬化の前記光硬化性樹脂材料が存在してレ、るキヤビティが形成され、かつ硬化された前記光硬化性樹脂材料からなる複数の硬化樹脂層を積層した構造を有する、 3次元造形体を、前記光硬化性樹脂材料を積層方向の一方端側から層状に順次硬化させることを繰り返す光造形法によって得る、光造形工程とを備え、

前記光造形工程の途中の前記キヤビティが閉じられる前であって、前記キヤビティの少なくとも一部となる、前記無機材料体を挿入することができる開口を有する凹部が形成された段階で、前記凹部の内面と前記無機材料体との間に未硬化の前記光硬化性樹脂材料を残したまま、前記凹部内に前記無機材料体を挿入する工程が実施され、

さらに、前記キヤビティ内の未硬化の前記光硬化性樹脂材料を熱硬化させる工程を備える、フォトニック 3次元構造体の製造方法。

[2] 前記 3次元造形体の形状を予め立体データとして取り込む工程と、前記立体データから、前記 3次元造形体の積層方向に垂直な方向にスライスしたスライシングデータを作成する工程と、前記スライシングデータから、レーザ光のラスターデータを得るェ程とをさらに備え、前記光造形工程では、前記ラスターデータに従ってレーザ光が走查されることによって、前記光硬化性樹脂材料を層状に硬化させることが繰り返される、請求項 1に記載のフォトニック 3次元構造体の製造方法。

[3] 前記無機材料体として、硬化された前記光硬化性樹脂材料より高い誘電率を有するものが用いられる、請求項 1に記載のフォトニック 3次元構造体の製造方法。

[4] 前記無機材料体は、セラミック焼結体である、請求項 3に記載のフォトニック 3次元構造体の製造方法。

[5] 前記光硬化性樹脂材料として、内部に複数個の気孔を形成し得るものが用いられる、請求項 1に記載のフォトニック 3次元構造体の製造方法。

[6] 請求項 1ないし 5のいずれかに記載の製造方法によって得られた、フォトニック 3次元構造体。