专利名称：构造发色体的制作方法
技术领域：
本发明涉及构造 发色体(STRUCTURAL COLOR BODY)，特别是涉及薄膜状的构造发色体。
背景技术：
构造发色体是显现构造色的发色体，起因于发色体的细微构造而产生光的反射、干渉、折射、衍射以及散射等的现象并使在该细微构造中固有的光发色。作为构造发色体有方案提出将折射率互相不同的膜层叠于在表面上具有凹凸的基板的该表面上而获得的构造体(例如參照以下所述的专利文献广3)、具有弯曲的形状的多层膜(例如參照以下所述非专利文献I)。作为构成构造发色体的构造色材料，众所周知具有作为折射率周期构造的通过嵌段共聚物自行组织化而形成的微相分离构造的光子晶体(例如參照以下所述专利文献4)。另外，关于影响这样的光子晶体的光学特性的微相分离构造的取向控制，例如有方案提出由以下所述非专利文献2 4所记载的所谓施加剪切流场(shear flow field)的方法。现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利申请公开2007-225935号公报专利文献2 :日本专利申请公开2005-153192号公报专利文献3 :日本专利第4427026号说明书专利文献4 :国际公开第2008/047514号小册子非专利文献I :日本比较生理生化学Vol. 25，No. 3非专利文献2 :Polymer Journal 37，12，900—905 (2005)非专利文献3 :Macromolecules 32,3695-3711 (1999)非专利文献4 Current Opinion in Colloid&Interface Science5，342-350(2000)
发明内容
然而，如上述专利文献4中所述的那样，为了获得在光学特性方面表现优异的使用了嵌段共聚物的光子晶体而有必要制作微相分离构造的规律性以及取向性高的光子晶体。例如如果是具有薄层状(lamella)微相分离构造的薄膜状的光子晶体的话，则相对于薄膜主面平行地进行取向的构造的取向性越高，越能够提高作为多层膜滤光器的光学特性。另ー方面，所述薄膜状的光子晶体作为构造发色体也是可以加以利用的，但是在可见光区域的光入射到具有相对于主面平行地进行取向的薄层状的微区(miciOdomain)的构造发色体的该主面的情况下，存在能够观察构造色的角度范围变狭窄的趋势。本发明是要解决上述问题的发明，其目的在于提供一种能够扩大可以观察构造色的角度范围的构造发色体。
本发明所涉及的构造发色体为具有互相相対的第I主面以及第2主面的薄膜状的构造发色体，构造发色体由含有嵌段共聚物的树脂层所构成，树脂层具有包含薄层状(lamella)的微区(microdomain)的微相分离构造,微区分别为在构造发色体的厚度方向上具有振幅的波状，在各个微区中，该微区的凸部的顶部与凹部的底部之间的上述厚度方向上的距离的最大值大于可见光区域的波长。然而，在具有相对于主面平行地进行取向的薄层状的微区的构造发色体的该主面上，因为存在满足布拉格(Bragg)反射条件的入射角的范围变狭窄的趋势，所以在可见光区域的光从相对于构造发色体的厚度方向进行倾斜的方向入射到上述主面的情况下存在难以观察构造色的趋势。另ー方面，在本发明所涉及的构造发色体中，微区分别为在构造发色体的厚度方向上具有振幅的波状，在各个微区中该微区的凸部的顶部与凹部的底部之间的上述厚度方向上的距离的最大值大于可见光区域的波长。这时，即使是在可见光区域的光从相对于构造发色体的厚度方向进行倾斜的方向入射到构造发色体的主面的情况下，垂直于光的入射方向的区域、及以满足布拉格(Bragg)反射条件的程度相对于光的入射方向进行倾斜的区域因为容易存在于树脂层的微区，所以能够在该区域反射光。因此，上述构造发色体中，因为即使是在可见光区域的光从相对于构造发色体的厚度方向进行倾斜的方向 入射到构造发色体的主面的情况下，也能够将在树脂层上被反射的光作为构造色来进行观察，所以能够扩大可以观察构造色的角度范围。另外，在具有相对于主面平行地进行取向的薄层状的微区的构造发色体，在从构造发色体的厚度方向观察主面的情况下和在从相对于构造发色体的厚度方向进行倾斜的方向观察主面的情况下，存在被观察的构造色不同的趋势。另ー方面，在本发明所涉及的构造发色体，在从构造发色体的厚度方向观察主面的情况下和在从相对于构造发色体的厚度方向进行倾斜的方向观察主面的情况下，因为相对于观察方向垂直的区域容易存在于树脂层的微区，所以不管观察角度如何均能够观察到均匀的构造色。上述构造发色体的厚度优选为10(Γ 000μπι。在此情况下，容易扩大可以观察构造色的角度范围。嵌段共聚物的重量平均分子量优选为8. OX IO5以上。在此情况下，可以更好地获得为了显现作为构造发色体的发色性而必要的周期构造。树脂层优选进一歩含有使包含选自丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯的至少ー种的光聚合性単体的组合物聚合而获得的高分子化合物。在此情况下，能够更好地获得树脂层的微区在构造发色体的厚度方向上具有振幅的波状构造。树脂层也可以进一歩含有选自邻苯ニ甲酸酷、己ニ酸酷、磷酸酯、偏苯三酸酷、柠檬酸酯、环氧化合物以及聚酯的至少ー种。根据本发明，能够扩大可以观察构造色的角度范围(相对于构造发色体的厚度方向的倾斜角度的范围)。另外，根据本发明，不管观察角度如何均能够观察到均匀的构造色。根据本发明，即使是在观察第I主面以及第2主面的任意一个的情况下也能够获得这些的效果。再有，本发明的构造发色体不需要真空半导体制造エ艺等复杂エ序而能够简便地进行制作。
图I是表示本发明的一个实施方式所涉及的构造发色体的立体图。图2是沿着图I的II-II线的模式截面图。图3是表示构造发色体的截面的一个例子的示意图。图4表示本发明的一个实施方式所涉及的构造发色体的制造方法的エ序的图。图5表示本发明的一个实施方式所涉及的构造发色体的制造方法的エ序的图。图6表示本发明的一个实施方式所涉及的构造发色体的制造方法的エ序的图。图7是用于说明构造色的视觉辨认性的示意图。图8是表示发射强度的角度依赖性的示意图。
具体实施例方式以下，一边參照附图，ー边对本发明的实施方式进行详细的说明。(构造发色体)图I是表示本实施方式所涉及的构造发色体的立体图。图2是沿着图I的II-II线的模式截面图。本实施方式所涉及的构造发色体I为薄膜状，并具有互相大致平行地进行相対的表面(第I主面)Ia以及背面(第2主面)lb。构造发色体I的整体由树脂层10所构成，构造发色体I的厚度(树脂层10的厚度)优选为100 1000 μ m,更加优选为200 800 μ m。树脂层10由高分子光子晶体所形成。高分子光子晶体含有嵌段共聚物(高分子嵌段共聚物)。所谓“嵌段共聚物”是2种以上的聚合物链(段，segment)进行结合的共聚物，例如可以列举将单体A作为构造単位的第I聚合物链与将単体B作为构造単位的第2聚合物链在聚合物链的末端彼此结合的共聚物。作为嵌段共聚物，例如可以列举聚苯こ烯-b_聚(甲基丙烯酸甲酷)、聚苯こ烯-b_聚(甲基丙烯酸こ酷)、聚苯こ烯-b_聚(甲基丙烯酸丙酷)、聚苯こ烯-b_聚(甲基丙烯酸tert- 丁酷)、聚苯こ烯-b-聚(甲基丙烯酸η- 丁酷)、聚苯こ烯_b_聚(甲基丙烯酸异丙酷)、聚苯こ烯-b-聚(甲基丙烯酸戊酷)、聚苯こ烯-b-聚(甲基丙烯酸己酷)、聚苯こ烯-b-聚(甲基丙烯酸癸酷)、聚苯こ烯-b-聚(甲基丙烯酸月桂酷)、聚苯こ烯-b-聚(丙烯酸甲酷)、聚苯こ烯-b_聚(丙烯酸tert- 丁酷)、聚苯こ烯-b-聚丁ニ烯、聚苯こ烯_b_聚异戊ニ烯、聚苯こ烯-b-聚ニ甲基硅氧烷、聚丁ニ烯-b-聚ニ甲基硅氧烷、聚异戊ニ烯-b-聚ニ甲基硅氧烷、聚こ烯基吡啶-b-聚(甲基丙烯酸甲酷)、聚こ烯基吡啶-b-聚(甲基丙烯酸tert- 丁酷)、聚こ烯基卩比唳-b-聚丁ニ烯、聚こ烯基卩比唳-b-异戍ニ烯、聚丁ニ烯_b_聚乙烯基萘、聚こ烯基萘_b-聚(甲基丙烯酸甲酷)、聚こ烯基萘-b-聚(甲基丙烯酸tert-丁酷)等ニ元嵌段共聚物；聚苯こ烯-b-聚丁ニ烯-b-聚(甲基丙烯酸甲酷)、聚苯こ烯-b-聚丁ニ烯-b-聚(甲基丙烯酸tert- 丁酷)、聚苯こ烯-b-聚异戊ニ烯-b-聚(甲基丙烯酸甲酷)、聚苯こ烯-b-聚异戊ニ烯-b-聚(甲基丙烯酸tert- 丁酷)等三元嵌段共聚物等。还有，嵌段共聚物如果折射率在聚合物链之间不同的话则不限定于以上所述的嵌段共聚物。还有，在图2中所表示的ー个例子是树脂层含有作为嵌段共聚物的ニ元嵌段共聚物的方式。嵌段聚合物的重量平均分子量(Mw)的下限值从很好地获得为了显现作为构造发色体的发色性而必要的周期构造的观点出发优选为8. OX IO5 (g/mol)以上，更优选为9. OX IO5 (g/mol)以上，更加优选为1.0X106 (g/mol)以上。上述重量平均分子量的上限值从很好地获得为了显现作为构造发色体的发色性而必要的周期构造的观点出发优选为3. OX IO6 (g/mol)以下，更优选为 2. 5X IO6 (g/mol)以下,更加优选为 2. OX IO6 (g/mol)以下。还有，重量平均分子量可以使用凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatography>GPC)而作为聚苯こ烯换算的重量平均分子量来加以获得。树脂层10具有微相分离构造。所谓“微相分离构造”是指多个微区被周期性地配置的集合体。所谓“微区(miciOdomain)”是指嵌段共聚物的不同种类的聚合物链不是互相混合在一起而是相分离地形成的相。树脂层10的微相分离构造包含由微区12a以及微区12b构成的薄层状的微区12，并且是微区12a和微区12b被互相交替层叠而形成的折射率周期构造。微区12a含有作为主成分的嵌段共聚物当中的ー个聚合物链，微区12b含有作为主成分的嵌段共聚物当中的另ー个聚合物链。树脂层10的微区12分别为在构造发色体I的厚度方向(表面Ia与背面Ib的相对方向)Dl上具有振幅的波状(凹凸形状)。微区12分别沿着大致垂直于方向Dl的方向交 替具有在方向Dl上突出的凸部14和在方向Dl上凹陷的凹部16。微区12具有ニ维排列或者ー维排列的凹凸。例如各个微区中的凸部以及凹部可以是沿着大致垂于方向Dl的方向D2进行交替配置，并且沿着大致垂于方向Dl以及方向D2的方向D3进行交替配置的方式(ニ维排列的凹凸)，也可以是在方向D3上为长条并且沿着方向D2进行交替配置的方式(ー维排列的凹凸)。另外，各个微区的波长轴优选为与表面Ia或者背面Ib的至少一方大致相平行。各个微区优选具有在方向D2以及方向D3上各向同性(isotropic)地弯曲的凹凸，凹凸的持续长优选为在方向D2以及方向D3上长。在各个树脂层10的微区(微区12a、12b)，微区12的凸部14的顶部(例如顶点)14a与凹部16的底部(例如底点)16a之间的方向Dl的距离dl的最大值大于波长λ I。在此，各个微区12分别具有多个顶部14a以及底部16a，所谓ー个微区12中的上述距离dl的最大值是指在该微区12中分别挑选多个顶部14a当中的一个和多个底部16a当中的ー个的时候所获得的该顶部14a与底部16a之间的方向Dl的距离为最大的值。提供距离dl的最大值的顶部14a以及底部16a可以是互相邻接，也可以是互相不邻接。还有，在以大致平行于方向Dl的方式切断构造发色体I而获得的一个截面上，微区12至少具有ー个大于波长入I的距离dl，在此情况下，该微区12中的距离dl的最大值成为大于波长λ I的值。作为构造发色体I的对象波长，波长λ I是可见光区域的波长(例如35(T700nm)。例如，距离dl的最大值大于350nm。另外，相对于高折射率的微区(折射率nl，厚度tl)和低折射率的微区[折射率n2(n2 <nl)，厚度t2]被交替层叠而形成的构造发色体，在光从垂直于该构造发色体的主面的方向进行入射的情况下由以下所述式(I)所表示的波长入2的光在该构造发色体上被选择性地增强从而变得容易作为构造色来进行观察。波长λ I更加优选为波长入2。波长λ2=2Χ (nlXtl+n2Xt2) ... (I)图3是表示薄膜状的构造发色体I的截面的一个例子的示意图(TEM照片)。在微区MDl中，在构造发色体I的厚度方向上的微区MDl的凸部的顶部与凹部的底部之间的距离dl大于可见光区域的波长(波长530nm) λ 3。构成树脂层10的高分子光子晶体优选进一歩含有作为嵌段共聚物以外的构成成分的在存在光聚合引发剂的条件下使含有作为单量体成分的能够溶解嵌段共聚物以及后面所述的光聚合引发剂的光聚合性単体的组合物发生光聚合从而获得的光固化性树脂(高分子化合物)。作为上述光聚合性単体，优选选自丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯的至少ー种。作为上述光聚合性単体，可以是单官能性単体或者多官能性単体的任意ー种，例如可以列举丙烯酸羧こ酷、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸辛酷、丙烯酸月桂酷、丙烯酸十八酷、壬基酚聚こニ醇丙烯酸酯(Nonylphenoxypolyethyleneglycol Acrylate)、丙烯酸ニ环茂烯酷、丙烯酸ニ环茂烯轻こ酯、ニ环戍基丙烯酸酯(Dicyclopentanyl Acrylate)、丙烯酸节酷、丙烯酸苄氧基こ酷、甲基丙烯酸ニ环茂烯羟こ酷、甲基丙烯酸ニ环戊酷、甲基丙烯酸苄酷、甲基丙烯酸辛酷、2-こ基己基醚丙烯酰酸ニ甘醇酯[di (ethylene glycol) 2-ethylhexylether acrylate/2-ethyl hexyl diglycol acrylate]等单官能单体；丙烯酸こ氧こ酯(diethylene glycol acrylate)、1，4_丁ニ醇ニ丙烯酸酯(1，4-butanediol diacrylate)、1,6-己ニ醇丙烯酸酷、1，9-壬ニ醇ニ丙烯酸酯、聚丙ニ醇ニ丙烯酸酷、EO变性双酚A ニ丙烯酸酯、ニ环戊基ニ丙烯酸酯、新戊ニ醇变性ニ丙烯酸三甲醇丙酷、4，4’ -丙烯酰基氧基ニ苯こ烯(4，4-diacryloyloxy stilbene)、ニこニ醇甲基丙烯酸酷、1，4_ 丁ニ醇双甲基丙酸酷、1，6_己ニ醇甲基丙烯酸酷、1，9-壬ニ醇双甲基丙烯酸酯、ニ环戊基双甲基丙烯酸酯、新戊ニ醇双甲基丙烯酸酷、EO变性双酚A双甲基丙烯酸酯、三(2-丙烯酰基こ氧基)异氰酸酷、己内酯变性双季戊四醇六丙烯酸酯等多官能単体。作为上述光聚合性単体优选多官能 単体，更加优选ニ环戊基丙烯酸酯、新戊ニ醇变性ニ丙烯酸三甲醇丙酷、1，4-丁ニ醇ニ丙烯酸酷、1,6-己ニ醇丙烯酸酷、1,9-壬ニ醇ニ丙烯酸酯、己内酯变性双季戊四醇六丙烯酸酷。上述光聚合性単体可以单独使用，也可以混合2种以上进行使用。光固化性树脂的含量以构造发色体I的总质量为基准优选为4(Γ90质量％。另外，构成树脂层10的高分子光子晶体也可以含有增塑剂等其他成分。作为增塑剂例如可以列举选自邻苯ニ甲酸ニ辛酯等邻苯ニ甲酸酷、己ニ酸酷、磷酸酯、偏苯三酸酷、柠檬酸酷、环氧化合物、聚酯当中的至少ー种。构造发色体I通过含有这些增塑剂从而能够提高微相分离构造的规律性。增塑剂的含量以构造发色体I的总质量为基准优选为5 50
质量％。(构造发色体的制造方法)本实施方式所涉及的构造发色体I的制造方法例如具备下述エ序流场(flowfield)施加工序(第Iエ序)，在使含有嵌段共聚物、光聚合引发剂、能够溶解该嵌段共聚物以及光聚合引发剂的光聚合性単体的溶液介于互相相対的第I构件的主面与第2构件的主面之间的状态下，在大致平行于第I构件的主面或者第2构件的主面的至少一方的互相不同的方向上使第I构件以及第2构件相对于上述溶液相对移动，并相对上述溶液施加剪切流场(shear flow field);光聚合エ序(第2エ序),在流场施加工序之后将光照射于上述溶液从而使光聚合性单体聚合，并获得具有包含薄层状(lamella)的微区(microdomain)的微相分离构造的构造发色体。上述制造方法也可以在流场施加工序之前进ー步具备溶液调制エ序。另外，上述制造方法也可以在流场施加工序与光聚合エ序之间进ー步具备退火Ianneal)エ序。在溶液调制エ序中，首先，聚合具有以上所述的聚合物链的嵌段共聚物。作为能够形成薄层状的微区的嵌段共聚物的聚合方法例如可以列举阴离子活性聚合等。 接着，使嵌段共聚物以及光聚合引发剂溶解于能够溶解嵌段共聚物以及光聚合弓I发剂的光聚合性単体，从而调制含有嵌段共聚物、光聚合引发剂以及光聚合性単体的聚合物溶液。聚合物溶液也可以含有上述增塑剂等其他成分。在调制这样的聚合物溶液的阶段中，嵌段共聚物即使形成没有被取向控制的状态的微相分离构造也是可以的。聚合物溶液中的嵌段共聚物的含量从没有必要为了在制作过程中降低粘度而进行加热并且在室温条件下以一定程度的低粘度来调制具有流动性的聚合物溶液的观点出发，以聚合物溶液的总质量为基准优选为3 30质量％，更优选为5 20质量％，更加优选为7^15质量％。如果嵌段共聚物的含量不到3质量％的话，则会有在形成微相分离构造的时候的偏析カ发生降低的趋势，并且会有微相分离构造的规律性发生降低的趋势。如果嵌段共聚物的含量超过了 30质量％的话，则尽管偏析カ增大但是因为粘度也増大，所以会有由流场施加而进行的取向控制发生困难的趋势。光聚合引发剂是由活性光线照射而能够活性化的聚合引发剂。作为光聚合引发齐U，可以列举分子由活性光线照射而发生开裂并成为自由基，通过引发具有光聚合性的聚合物或者単体与自由基发生聚合反应，从而使材料高分子量化(交联)并使凝胶化进行的自 由基型光聚合引发剂。作为光聚合引发剂，可以列举苯偶酰ニ甲基缩酮(Benzil dimethylketal)、α -轻基烧基苯酮(a-Hydroxyalkyl Phenone)> α-氨基烧基苯酮等。作为光聚合引发剂，更为具体的，可以列举IRGA⑶RE651 (チバ スペシャリテイ ケミカルズ株式会社制)等。这些光聚合引发剂可以单独使用，也可以混合2种以上进行使用。光聚合引发剂的含量以光聚合性単体的总质量为基准优选为O. 05、. 5质量％。接着，參照图4，对流场施加工序进行说明。首先，准备具有互相大致平行地进行相对的平坦的主面40a, 40b的板状构件(第I构件)40、具有互相大致平行地进行相対的平坦的主面50a，50b的板状构件(第2构件)50。板状构件40，50例如为圆形状，例如由石英玻璃形成。板状构件40，50的直径优选为2(T500mm。板状构件40，50的厚度优选为O. 5 10mm。板状构件40，50的形状、构成材料、大小可以互为相同，也可以互为不同。接着，将具有圆形状的开ロ 60a的圆环状(环状)的垫片60配置于板状构件40的主面40a上。垫片60优选以开ロ 60a的中心与主面40a的中心相対的方式进行配置。垫片60的外径例如为2(T500mm，垫片60的厚度可以对应于所制作的薄膜的厚度进行调整。接着，在将聚合物溶液70展开于开ロ 60a内之后，以主面40b的中心点Pl以及主面50b的中心点P2不在聚合物溶液70的厚度方向上进行相对而是主面40a与主面50a互相大致平行地进行相対的方式将板状构件50配置于聚合物溶液70上。由此，聚合物溶液70以接触于主面40a以及主面50a的状态被保持于板状构件40与板状构件50之间。还有，也可以在以主面40a与主面50a成为互相大致平行的方式使板状构件40以及板状构件50进行相对配置之后，将聚合物溶液70注入到主面40a与主面50a之间。聚合物溶液70的厚度从很好地获得为了显现作为构造发色体的发色性而必要的周期构造的观点出发，优选为IOOym以上，更加优选为200 μ m以上。另外，聚合物溶液70的厚度从很好地获得为了显现作为构造发色体的发色性而必要的周期构造的观点出发，优选为1000 μ m以下，更加优选为800 μ m以下。接着，以使聚合物溶液70介于主面40a与主面50a之间的状态对于聚合物溶液70施加剪切流场。具体是，在大致平行于主面40a或者主面50a的至少一方的多个方向上使板状构件40以及板状构件50在互相不同的方上相对于聚合物溶液70进行相对移动，并将剪切流场施加于聚合物溶液70。例如，如图4所示，在不通过主面40b的中心点Pl以及主面50b的中心点P2并且大致垂直于主面40b，50b的基准轴A的周围相对于主面40a，50a大致平行地在方向Rl上使板状构件40进行回旋运动并且在与方向Rl相反的方向R2上使板状构件50进行回旋运动。板状构件40以及板状构件50优选在互相相反的方向上以同ー旋转速度进行回旋运动。在流场施加工序中，通过相对于聚合物溶液70施加大致垂直于聚合物溶液70的厚度方向的方向(大致平行于主面40a，50a的方向)的剪切流场以及聚合物溶液70厚度方向的剪切流场，从而在聚合物溶液70的厚度方向上具有振幅的波状的微区被形成于聚合 物溶液70。被施加于聚合物溶液70的表层部的流场在聚合物溶液70的厚度方向上从聚合物溶液70的表层部传播到中心部。在此情况下，在聚合物溶液70的厚度方向上进行传播的流场的大小根据被施加于表层部的流场的大小，伴随着从聚合物溶液70的表层部离开而发生衰减。在此情况下，被施加于聚合物溶液70的表层部的流场的大小和被施加于聚合物溶液70的中心部的流场的大小不同。在本实施方式中以遍及聚合物溶液70的整体施加一定以上的流场的方式进行调整。即，在流场施加工序中，通过调整剪切流场的施加方向和大小，从而在聚合物溶液70的整体形成聚合物溶液70的厚度方向上的微区的凸部的顶部与凹部的底部之间的距离的最大值大于可见光区域的波长的树脂层10。将剪切流场施加于聚合物溶液70从而获得构造发色体I的方法并不限定于以上所述的方法，可以列举图5、6所表示的方法。图5是例示在大致平行于主面50a的面内使板状构件50稳定运动的方法。在此，所谓“稳定运动”是指规定的运动以一定的速度被反复进行的运动，例如可以列举回旋运动以及行星运动。图6是例示在大致平行于主面50a的面内使板状构件50振动运动的方法。还有，在图5、6中，为了方便起见省略了板状构件50以外的构件的图示。图5的符号80是为了明确表示板状构件50的旋转运动的有无而进行标注的符号，并不是实际上所要表示的构件或者位置。作为将剪切流场施加于聚合物溶液70从而获得构造发色体I的方法可以列举以下所述方法(a) (d)。(a) “回旋运动在不通过主面50b的中心点P2并且大致垂直于主面50b的基准轴A的周围使板状构件50进行回旋运动的方法[图4、图5 (a)]。(b) “行星运动”:将通过主面50b的中心点P2的轴作为基准而使板状构件50旋转运动并在基准轴A的周围使板状构件50回旋运动的方法[图5 (b)]。(c) “不伴有旋转运动(自转运动)的朝着多个方向的振动运动(往复运动)”:在一个方向上使板状构件50进行振动运动之后,在另ー个方向上使板状构件50进行振动运动的方法[图6 (a)]。(d) “伴有旋转运动(自转运动)的振动运动将通过主面50b的中心点P2的轴作为基准而使板状构件50旋转运动并至少在ー个轴向上使板状构件50振动运动的方法[图
6(b)]。在流场施加工序中，可以相对于聚合物溶液在多个方向上同时施加剪切流场，也可以相对于聚合物溶液在多个方向上多阶段地施加剪切流场。作为在多个方向上同时施加剪切流场的方法可以列举上述方法(a)、(b)以及(d)。作为在多个方向上多阶段地施加剪切流场的方法可以列举上述方法(C)。还有，ニ维排列的凹凸由上述方法(a)以及(b)而能够容易地获得，ー维排列的凹凸由上述方法(C)以及(d)而能够容易地获得。在流场施加工序中，优选以运动方向成为互相相反的方向的方式使板状构件40、50进行运动，并且分别从板状构件40、50向聚合物溶液70施加的流场在互相相反的方向上进行施加。因为分别从板状构件40、50向聚合物溶液70施加的剪切流场的大小互相大致相同且容易调整微区的形状，所以板状构件40、50的运动方法·运动条件除了运动方向之外优选互相大致相同。在图5 (a)、(b)中，从主面50b内选择基准点并在通过该基准点且大致垂直于主面50b的基准轴的周围使板状构件50回旋，但是也可以在位于板状构件50的外侧的基准轴的周围使板状构件50回旋。如图5 (b)所示，优选旋转运动的旋转方向与回旋运动的回旋方向为互相相反的方向。 如图6 (a)、(b)所示，优选以相同的振动频率使板状构件40以及板状构件50在互相相反的方向上进行单振动。另外，如图6 (b)所示，优选板状构件40以及板状构件50在互相相反的方向上以相同的旋转速度进行旋转运动，例如，将通过主面40b的中心点Pl的轴作为基准而使板状构件40在ー个方向上进行旋转，并且将通过主面50b的中心点P2的轴作为基准而在与板状构件40的旋转方向相反的方向上使板状构件50进行旋转。被施加于聚合物溶液70的剪切流场的大小根据板状构件40、50的运动速度和运动时间而能够进行适当调整。板状构件40、50的运动方法·运动条件对应于聚合物溶液70的厚度进行适当选择，但是在聚合物溶液70的厚度为10(Γ1000 μ m的情况下优选如以下所述进行调整。回旋运动的旋转数优选为20(T300rpm。振动运动的振动频率优选为15 20s-l。旋转运动的旋转数优选为10(Tl50rpm。聚合物溶液70的温度优选为20 30で，流场的施加时间优选为3 10分钟。在退火(anneal)エ序中，对具有微相分离构造的聚合物溶液实施退火，从而提高微相分离构造的规律性。作为退火温度优选为15 100°C。在光聚合エ序中，通过将活性光线(例如紫外线)照射于聚合物溶液从而使聚合物溶液中的光聚合性单体发生聚合。由此，保持了在流场施加工序中被形成的微相分离构造井能够以简便的方法对微相分离构造实施固定化。由以上所述方法能够制得构造发色体I。图7是用于说明构造色的视觉辨认性的示意图，并且是用于说明光被照射于包含薄层状的微区的构造发色体的情况下的构造色的视觉辨认性的示意图。在图7(a)、(b)中，构造发色体STl的微区分别为相对于构造发色体STl的主面平行地进行取向的平板状。在图7 (c)中，构造发色体ST2的微区分别为在构造发色体ST2的厚度方向上具有大振幅的波状(例如在凸部的顶部与凹部的底部之间的构造发色体ST2的厚度方向的距离的最大值大于可见光区域的波长的波状的微区)。在图7 (a)中，从构造发色体STl的厚度方向照射到主面SI的光L在构造发色体STl的微区在与光L的入射方向相反的方向上进行反射。在图7 (a)中，从构造发色体STl的厚度方向观察主面SI，可以观察到在构造发色体STl的微区进行反射的光し在图7 (b)中，从与构造发色体STl的厚度方向交叉的ー个方向被照射于主面SI的光L在构造发色体STl的微区在与构造发色体STl的厚度方向交叉的另ー个方向上进行反射。在图7 (b)中，从光L的入射方向观察主面SI，但是未观察到在构造发色体STl的微区被反射的光し在图7 (C)中，从与构造发色体ST2的厚度方向交叉的ー个方向被照射于主面S2的光L在构造发色体ST2的波状的微区在与光L的入射方向相反的方向上进行反射。在图
7(c)中，从光L的入射方向观察主面S2，且观察到在构造发色体ST2的微区被反射的光しS卩，在构造发色体具备具有大振幅的波状的微区的情况下，因为即使是在可见光区域的光从相对于造发色体的厚度方向进行倾斜的方向入射到构造发色体的主面的情况下也能够观察构造色，所以能够观察构造色的角度范围充分地变大。另外，在微区分别为相对于构造发色体的主面平行地进行取向的平板状的情况下和在波状的微区的振幅较小的情况(例如，在波状的微区的凸部的顶部与凹部的底部之间的构造发色体的厚度方向的距离为可见光区域的波长以下的情況)下，存在从相对于构造发色体的厚度方向发生倾斜的方向进行入射的可见光区域的光未被充分地反射的趋势。 在构造发色体I中，微区12分别为在构造发色体I的厚度方向Dl上具有振幅的波状，且在各个微区12，微区凸部14的顶部14a与凹部16的底部16a之间的方向Dl的距离dl的最大值大于可见光区域的波长。此时，即使是在可见光区域的光从相对于构造发色体I的厚度方向Dl进行倾斜的方向入射到表面Ia或背面Ib的主面的情况下，也会因为垂直于光的入射方向的区域和以满足布拉格(Bragg )反射条件的程度相对于光的入射方向进行倾斜的区域容易存在于树脂层10的微区12，所以在该区域能够反射光。因此，关于构造发色体1，即使是可见光区域的光从相对于方向Dl进行倾斜的方向入射到构造发色体1、2的主面的情况，也会因为将在树脂层10上进行反射的光作为构造色来加以观察，所以能够扩大可以观察构造色的角度范围。另外，关于构造发色体1，在从方向Dl观察表面Ia或背面Ib的情况下和在从相对于方向Dl进行倾斜的方向观察表面Ia或背面Ib的情况下，因为相对于观察方向垂直的区域容易存在于树脂层10的微区12，所以不管观察角度如何均能够观察均匀的构造色。本发明并不限定于以上所述的实施方式，各种各样的变形方式是可以的。例如，构造发色体I、板状构件40、50以及垫片60的开ロ 60a并不限定为圆形状，例如也可以是矩形状。再有，在上述实施方式中使用互相相対的2个板状构件40、50，但是也可以使用3个以上的板状构件将剪切流场施加于聚合物溶液70。例如，也可以将2个板状构件配置于聚合物溶液之上并使各个板状构件运动从而将剪切流场施加于聚合物溶液70。实施例以下，列举实施例对本发明进行具体的说明，但是本发明并不限定于以下所述的实施例。〈薄膜制作〉(实施例I)首先，作为嵌段共聚物，在真空条件下由阴离子活性聚合来合成聚苯こ烯-b_聚(甲基丙烯酸 tert- 丁酷)[PS-b-P (t-BuMA)][重量平均分子量 I. OX IO6 (g/mol)、PS P (t-BuMA) =38 62 (vol%)]。接着，以将混合物的总质量作为基准而成为10. O质量％的方式使上述高分子嵌段共聚物溶解于含有质量比为30 70的作为光聚合性単体的1，4-丁ニ醇ニ丙烯酸酯和2-こ基己基醚丙烯酰酸ニ甘醇酯[di (ethyleneglycol) 2-ethylhexyl ether acrylate/2-ethyl hexyl diglycol acrylate]的混合溶剂中从而获得混合物。另外，以相对于上述混合溶剂的含量成为O. 3质量％的方式将作为光聚合引发剂的IRGA⑶RE651 (チバ スペシャリテイ ケミカルズ株式会社制)添加于混合物从而获得聚合物溶液。在所获得的聚合物溶液中，确认了形成包含薄层状的微区的微相分离构造。在将厚度为O. 25mm以及开ロ部内径为80mm的环状垫片配置于圆形的石英玻璃板(直径为10cm，厚度为3mm)的主面上之后，将上述聚合物溶液滴入到垫片的开ロ部内。接着，将与上述相同的圆形的石英玻璃板配置于垫片上，由石英玻璃板上下夹持聚合物溶液，并使其展开成圆形的膜状。接着，通过在平行于石英玻璃板的主面的面内在不同的方向上分別使夹持了聚合物溶液的2个石英玻璃板运动，从而将剪切流场施加于聚合物溶液(室温25°C)并获得包含波状的微区的微相分离构造。2个石英玻璃板由互相相反的方向的回旋运动[上述方法Ca)]而相对于聚合物溶液进行相对移动。回旋运动的旋转数为200rpm，流场的施加时间为5分钟。 在剪切流场施加之后，以不施加多余的流动的方式在室温条件下退火10分钟，从而提高微相分离构造的规律性。之后，将紫外线照射(1820 μ W/cm2)于聚合物溶液5分钟从而使聚合物溶液固化。由此，获得了具有包含薄层状的微区的微相分离构造的构造色薄膜。在构造色薄膜中，微区分别为在构造色薄膜的厚度方向上具有振幅的波状，波状的微区的波长轴大致平行于构造色薄膜的主面进行取向。在各个微区中，微区的凸部的顶部与凹部的底部之间的构造色薄膜的厚度方向的距离的最大值被确认为大于可见光区域的波长。构造色薄膜的厚度为O. 23mm。(比较例I)除了将回旋运动的旋转数变更成30rpm之外，由与实施例I相同的方法来制作薄膜。制得具有薄层状的微区分别以平板状互相平行地进行取向的微相分离构造的薄膜。薄膜的厚度为O. 23mm。〈反射特性评价〉对于在实施例I以及比较例中的薄膜的ー个主面，測定反射強度的角度依赖性。由反射分光測定装置一边进行角度扫描ー边测定反射強度。反射強度的角度依赖性的測定结果被表示于图8中。图8的图表中的横轴的角度是指自薄膜的厚度方向的倾斜角度。在实施例I中，在大的角度范围内确认了相同颜色的反射。在比较例I中确认了，确认为相同顔色的反射的角度范围狭窄。
权利要求
1.ー种构造发色体，其特征在干 为具有互相相対的第I主面以及第2主面的薄膜状的构造发色体， 所述构造发色体由含有嵌段共聚物的树脂层所构成， 所述树脂层具有包含薄层状的微区的微相分离构造， 所述微区分别为在所述构造发色体的厚度方向上具有振幅的波状， 在各个所述微区中，该微区的凸部的顶部与凹部的底部之间的所述厚度方向上的距离的最大值大于可见光区域的波长。
2.如权利要求I所述的构造发色体，其特征在于 厚度为 100^1000 μ mo
3.如权利要求I或者2所述的构造发色体，其特征在于 所述嵌段共聚物的重量平均分子量为8. OX IO5以上。
4.如权利要求广3中任意一项所述的构造发色体，其特征在于 所述树脂层进一歩含有使包含选自丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯的至少ー种的光聚合性単体的组合物进行聚合而获得的高分子化合物。
5.如权利要求f4任意一项所述的构造发色体，其特征在于 所述树脂层进一歩含有选自邻苯ニ甲酸酷、己ニ酸酷、磷酸酯、偏苯三酸酷、柠檬酸酷、环氧化合物以及聚酯的至少ー种。
全文摘要
构造发色体(1)为薄膜状，并且由含有嵌段共聚物的树脂层(10)所构成，树脂层(10)具有包含薄层状的微区(12)的微相分离构造，微区(12)分别为在构造发色体(1)的厚度方向(D1)上具有振幅的波状，在各个微区(12)，凸部(14)的顶部(14a)与凹部(16)的底部(16a)之间的方向(D1)上的距离(d1)的最大值大于可见光区域的波长。
文档编号B44F1/02GK102848850SQ20121022623
公开日2013年1月2日 申请日期2012年7月2日 优先权日2011年6月30日
发明者原滋郎, 山中孝彦 申请人:浜松光子学株式会社