显色结构体及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够通过简便的工序以表现多种颜色的色调的显色结构体及其制造方法。一种形成于基材的表面上的显色结构体，该显色结构体的特征在于，其在平面图中具有矩形形状，并且由具有高度不同的多个凸部的凹凸结构、以及包括层叠于凹凸结构上的多个层的层叠膜构成，在层叠方向上邻接的多个层由透过相同波长带的光、且相对于波长带的光具有不同折射率的材料构成，多个层的各层的厚度是恒定的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】显色结构体及其制造方法
本专利技术涉及一种利用在表面上形成的结构体进行显色的显色结构体及其制造方法。
技术介绍
不同于色素这样的伴随着归因于光吸收的电子跃迁而来的显色现象，还存在有这样的显色现象：即，虽然物质本身没有光吸收性，但利用由具有与光的波长相当或更小的波长的周期结构体带来的衍射、干涉或散射，从而通过仅反射或透射特定波长的光来进行显色。以下，在本说明书中，将这种显色现象称为结构显色。在周期结构体由(例如)不因紫外线而劣化的无机介电材料构成的情况下，只要结构得以保持，则即使放置于紫外线照射的环境下，结构显色也不会褪色。另外，利用衍射和干涉的结构显色的特征在于：所识别的光的波长根据观察角度而变化，因此，可以实现设计性高的表现。作为利用了这种结构显色的显色体，已经提出了利用多层膜干涉的显色结构体，该显示结构体是将折射率不同的高分子材料制成多层结构而成的(专利文献1)。然而，专利文献1所提出的显色结构体由于是高分子材料的多层结构，因而构成相邻各层的材料的折射率差较小，为了实现较强的反射而需要层叠多个层，制造成本增加。另外，多层膜干涉的影响变为主导性因素，取决于观察角度的颜色变化会变得急剧，从而难以表现特定的颜色。因此，已经提出了如同生活在自然界中的大闪蝶(Morphobutterfly)那样地、具有强反射且取决于观察角度的颜色变化较缓和的显色体(专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000-246829号公报专利文献2：日本特开2005-153192号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，在专利文献2所提出的显色体中，难以通过简便的工序来表现多种颜色的色调。因此，本专利技术的目的在于提供一种能够通过简便的工序来表现多种颜色的色调的显色结构体及其制造方法。用于解决课题的方案本专利技术提供一种在基材表面上形成的显色结构体，其特征在于，显色结构体在平面图中具有矩形形状，并且由具有高度不同的多个凸部的凹凸结构、以及包括层叠于该凹凸结构上的多个层的层叠膜构成，在层叠方向上邻接的多个层由透过相同波长带的光、且相对于波长带的光具有不同折射率的材料构成，并且该多个层的各层的厚度是恒定的。另外，本专利技术提供一种制造显色结构体的方法，该显色结构体由基材、形成于基板表面或基材上的凹凸结构、以及层叠于该凹凸结构上的层叠膜构成，该方法的特征在于包括：制作在模具表面上形成有预定结构的压印用模具的步骤；通过光压印法或热压印法将形成于模具上的结构转印到基材从而形成凹凸结构的步骤；在已转印到基材的凹凸结构上层叠透过相同波长带的光、且相对于波长带的光具有不同折射率的材料从而形成层叠膜的步骤，该层叠膜由多个层构成，并且该多个层的各层的厚度是恒定的。专利技术的效果根据本专利技术，可以提供一种能够通过简便的工序来表现多种颜色的色调的显色结构体及其制造方法。附图简要说明[图1A]图1A是在根据第1实施方式的显色结构体中，为了引起光扩散效果而设置的凹凸结构A的示意图。[图1B]图1B是在根据第1实施方式的显色结构体中，为了引起光扩散效果而设置的凹凸结构A的示意图。[图2A]图2A是在根据第1实施方式的显色结构体中，为了引起衍射现象而设置的凹凸结构B的示意图。[图2B]图2B是在根据第1实施方式的显色结构体中，为了引起衍射现象而设置的凹凸结构B的示意图。[图3A]图3A是将图1A所示的凹凸结构A和图2A所示的凹凸结构B重叠而得的凹凸结构的示意图。[图3B]图3B是将图1A所示的凹凸结构A和图2A所示的凹凸结构B重叠而得的凹凸结构的示意图。[图4A]图4A是示出了根据第1实施方式的显色结构体的一例的示意性剖面图。[图4B]图4B是示出了根据第1实施方式的显色结构体的一例的示意性剖面图。[图5A]图5A是示出了根据第1实施方式的显色结构体的其他一例的示意性剖面图。[图5B]图5B是示出了根据第1实施方式的显色结构体的其他一例的示意性剖面图。[图5C]图5C是示出了根据第1实施方式的显色结构体的其他一例的示意性剖面图。[图6]图6是示出了通过第2实施方式所涉及的制造方法而制造的显示体的构成例的平面图。[图7A]图7A是示出了通过第2实施方式所涉及的制造方法而制造的显示体的像素区域的构成例的剖面图。[图7B]图7B是示出了通过第2实施方式所涉及的制造方法而制造的显示体的像素区域的构成例的剖面图。[图8A]图8A是像素区域的XY平面图。[图8B]图8B是像素区域的Z方向剖面图。[图9]图9是示出了通过第2实施方式的其他一例所涉及的制造方法而制造的显示体的像素区域的构成例的剖面图。[图10A]图10A是在根据实施例1的显色结构体中设置的凹凸结构的示意图。[图10B]图10B是在根据实施例1的显色结构体中设置的凹凸结构的示意图。[图10C]图10C是在根据实施例1的显色结构体中设置的凹凸结构的示意图。[图10D]图10D是在根据实施例1的显色结构体中设置的凹凸结构的示意图。[图11A]图11A是示出了根据比较例1的显色结构体的反射光谱的测定结果的图。[图11B]图11B是示出了根据实施例1的显色结构体的反射光谱的测定结果的图。[图12]图12是示出了通过第2实施方式所涉及的制造方法而制造的显示体中波长与反射强度的关系的一例的图。具体实施方式(第1实施方式)在第1实施方式中，显色结构体发挥作用的波长带由构成凹凸结构的凸部(凹部)的线宽和排列间距、以及在凹凸结构上形成的层叠膜的折射率和厚度来确定。在第1实施方式中，显色结构体作为对象的波长带不受限制，在第1实施方式中，特别地对于以可见区域的光为对象的显色结构体，采用附图来进行说明。需要说明的是，在第1实施方式中，可见区域指的是360nm至830nm的波长带的光。图1A及图1B是在根据第1实施方式的显色结构体中，为了引起光扩散效果而设置的凹凸结构A的示意图。图1A是示意性平面图，图1B是沿着图1A中所示的α-α'线的示意性剖面图。为了方便说明，在图1A中，将构成凹凸结构的凸部平行排列的方向定为X方向，将与X方向垂直的方向(即凸部延伸的方向)定为Y方向，并使用X轴及Y轴来确定方向。图1A中所示的凹凸结构A具有以在X方向及Y方向上都不重复的方式排列X方向的线宽为d1、Y方向的线长为d1以上的矩形而得的平面形状的凸部(凸形状部)11。构成凸部11的平面形状的矩形的Y方向的线长选自具有预定标准偏差的群体。在可见区域的显色结构体的情况下，d1优选为830nm以下，例如，在为蓝色的显色结构体的情况下，d1优选为300nm左右。在图1A的例子中，构成凸部11的矩形以在X方向上不重复的方式进行排列。因此，在图1A的例子中，1个凸部11的X方向上的宽度为d1的整数倍。需要说明的是，构成凸部11的矩形也可以以在X方向上重复的方式进行排列从而构成凸部11的平面形状，1个凸部11的宽度也可以不是d1的整数倍。即使在1个凸部11的宽度不是d1的整数倍的情况下，也可以引起光扩散效果。凹凸结构A的结构高度h1只要为对应于在显色结构体表面处反射的光的波长而被设计为最优值即可。只要h1的值是大于后述的层叠膜表面的表面粗糙度的值，就可以得到衍射效果。然而，若使h1过大，则光的散射效果变强，从层叠膜表面反射的光的色度会受损，因此，在作为对象的波长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显色结构体，其形成于基材的表面上，所述显色结构体在平面图中具有矩形形状，并且由具有高度不同的多个凸部的凹凸结构、以及包括层叠于所述凹凸结构上的多个层的层叠膜构成，在层叠方向上邻接的所述多个层由透过相同波长带的光、且相对于所述波长带的光具有不同折射率的材料构成，并且所述多个层的各层的厚度是恒定的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.13 JP 2015-139969;2016.06.14 JP 2016-117901.一种显色结构体，其形成于基材的表面上，所述显色结构体在平面图中具有矩形形状，并且由具有高度不同的多个凸部的凹凸结构、以及包括层叠于所述凹凸结构上的多个层的层叠膜构成，在层叠方向上邻接的所述多个层由透过相同波长带的光、且相对于所述波长带的光具有不同折射率的材料构成，并且所述多个层的各层的厚度是恒定的。2.根据权利要求1所述的显色结构体，其特征在于，在所述凹凸结构中，凹凸结构A和凹凸结构B重叠而成为至少2级以上的多级结构，所述凹凸结构A具有在第1方向和第2方向上排列矩形而构成的平面形状的凸形状部，在所述矩形中，所述第1方向上的线宽为所述波长带的最小波长以下，与所述第1方向垂直的所述第2方向上的线长大于所述第1方向上的线宽，并且所述第2方向上的线长的标准偏差大于所述第1方向上的线宽的标准偏差，所述凹凸结构B由以所述波长带的最小波长的1/2以上的间距排列在所述第1方向上并且在所述第2方向上延伸的多个凸条构成。3.根据权利要求2所述的显色结构体，其特征在于，所述凹凸结构B通过重合2种以上的周期结构而构成，构成所述凹凸结构B的各周期结构的间距的平均值为所述波长带的最小波长的1/2以上。4.根据权利要求2所述的显色结构体，其特征在于，所述凹凸结构B在所述第1方向及所述第2方向的任一方向上都具有周期性。5.根据权利要求4所述的显色结构体，其特征在于，构成所述凹凸结构B的所述凸条的间距的平均值及标准偏差中的至少一者在所述第1方向和所述第2方向上是不同的。6.根据权利要求2所述的显色结构体，其特征在于，所述第1方向上的线宽为830nm以下，所述凹凸结构B中的所述第1方向上的间距为180nm以上。7.根据权利要求6所述的显色结构体，其特征在于，构成所述凹凸结构B的所述凸条在所述第1方向及所述第2方向上的间距的平均值为1μm以上100μm以下。8.根据权利要求1所述的显色结构体，其特征在于，所述凹凸结构具有在第1方向及垂直于所述第1方向的第2方向上排列矩形而构成的平面形状的所述凸部，所述凹凸结构及所述层叠膜分别形成于设置在所述基材表面上的多个像素区域中，在同一个像素区域内，所述凸部的高度是恒定的，所述凸部的高度不同的所述像素区域至少形成有两个。9.根据权利要求8所述的显色结构体，其特征在于，所述像素区域的所述第1方向及所述第2方向与所述矩形的所述第1方向及所述第2方向一致，在所述同一个像素区域内，所述矩形在所述第1方向上的长度是恒定的。10.根据权利要求9所述的显色结构体，其特征在于，在所述同一个像...

【专利技术属性】
技术研发人员：川下雅史，大木麻衣，
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