[go: up one dir, main page]

JP7655571B2 - 光吸収体およびその製造方法 - Google Patents

光吸収体およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7655571B2
JP7655571B2 JP2022546218A JP2022546218A JP7655571B2 JP 7655571 B2 JP7655571 B2 JP 7655571B2 JP 2022546218 A JP2022546218 A JP 2022546218A JP 2022546218 A JP2022546218 A JP 2022546218A JP 7655571 B2 JP7655571 B2 JP 7655571B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
resin
light absorbing
black
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022546218A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2022050061A1 (ja
JPWO2022050061A5 (ja
Inventor
邦招 雨宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Publication of JPWO2022050061A1 publication Critical patent/JPWO2022050061A1/ja
Publication of JPWO2022050061A5 publication Critical patent/JPWO2022050061A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7655571B2 publication Critical patent/JP7655571B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11Anti-reflection coatings
    • G02B1/118Anti-reflection coatings having sub-optical wavelength surface structures designed to provide an enhanced transmittance, e.g. moth-eye structures
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11Anti-reflection coatings
    • G02B1/111Anti-reflection coatings using layers comprising organic materials
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/003Light absorbing elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

本発明は、光吸収体およびその製造方法に関し、特に低反射率の光吸収体およびその製造方法に関する。
可視光の99.8%以上を吸収する素材、例えば、配向性カーボンナノチューブを表面に形成した構造体が開発されている。さらに、配向性カーボンナノチューブの表面に疎水性コーティングを形成したカーボンナノチューブ構造体が知られている(例えば、特許文献1参照。)。しかし、配向性カーボンナノチューブは、物理的な接触により破壊され易く、接触耐性が低いため、一般環境での使用に耐えなかった。
比較的接触耐性が高い光吸収体として、カーボンナノチューブまたはカーボンブラックを含むポリジメチルシロキサン(PDMS)等の樹脂からなる光吸収体が知られている。(例えば、特許文献2または3参照。)。
本願発明者は、低反射率の光吸収体の開発を行い、発表等を行っている(特許文献4および非特許文献1参照。)。
国際公開第2017/33031号明細書 特開2017-16037号公報 国際公開第2017/217504号明細書 国際公開第2019/087439号明細書
K. Amemiya et al., J. Mater. Chem. C, 2019, 7, pp5418-5425
比較的接触耐性の高い光吸収体は、光吸収率が99.6%程度にとどまり、反射率としてみると、配向性カーボンナノチューブの構造体に比べて2倍~4倍以上の開きがある。人間の眼は、反射光量を検知して物体の明るさを知覚している。ヴェーバー-フェヒナーの法則によれば、刺激の弁別閾値は基準刺激の強度に比例することから、物体の光反射率が0.4%、0.2%、0.1%およびそれ以下でも、人間の眼では十分に識別できる。このため、一般環境でも、余計な光の乱反射、照り返し、映り込み等を抑制したい場面では、光吸収率が99.8%、さらには99.9%以上の光吸収率が求められるようになってきた。
本発明の目的は、接触耐性が高く、視感反射率が極めて低い光吸収体およびその製造方法を提供することである。
本発明の一態様によれば、光吸収体であって、光吸収材料を含む樹脂からなる光吸収層を備え、上記光吸収体の表面に複数の微小な突起が形成された光閉じ込め構造が形成されてなり、上記光吸収体は、正反射光と拡散反射光との合計を検出するSCI(Specular Components Included)方式の視感反射率RSCIが0.20%以下になるように構成される、上記光吸収体が提供される。
上記態様によれば、光吸収体は、光吸収材料を含む樹脂からなる光吸収層の表面に複数の微小な突起が形成された光閉じ込め構造を有することで、外方から光閉じ込め構造に入射した光を外方への反射を抑制して光吸収層に伝搬させ、光吸収層に含まれる光吸収材料によって外方へ散乱を極めて抑制し、その結果、光反射率が極めて低く、正反射光と拡散反射光との合計を検出するSCI方式の視感反射率RSCIが0.20%以下にすることができる。これとともに、光吸収体は、表面を樹脂で形成することで、接触耐性が高く、一般的な使用条件の極低光反射材料として用いることができる。
本発明の他の態様によれば、光吸収体であって、光吸収材料を含む他の光吸収層と、上記他の光吸収層の上に、表面に複数の微小な突起が形成された光閉じ込め構造を有する樹脂からなる表面層と、を備え、上記光吸収体は、正反射光と拡散反射光との合計を検出するSCI(Specular Components Included)方式の視感反射率RSCIが0.20%以下になるように構成される、上記光吸収体が提供される。
上記他の態様によれば、光吸収体は、光吸収材料を含む光吸収層の上に複数の微小な突起が形成された光閉じ込め構造を有する表面層を備えることで、表面層が外方から光閉じ込め構造に入射した光を外方への反射を抑制して光吸収層に伝搬させ、光吸収層に含まれる光吸収材料によって外方へ散乱を極めて抑制し、その結果、光反射率が極めて低く、正反射光と拡散反射光との合計を検出するSCI方式の視感反射率RSCIが0.20%以下にすることができる。これとともに、光吸収体は、表面層を樹脂で形成することで、接触耐性が高く、一般的な使用条件の極低光反射材料として用いることができる。
本発明のその他の態様によれば、光吸収材料を含む樹脂層を有し、上記樹脂層の表面に複数の微小な突起が形成された光閉じ込め構造を有する光吸収体であって、上記光吸収材料は、黒色漆、無機黒色顔料、配向性カーボンナノチューブおよび黒色染料の群から選択される材料を含む、光吸収体が提供される。
本発明のその他の態様によれば、黒色漆、無機黒色顔料、配向性カーボンナノチューブおよび黒色染料の群から選択される光吸収材料と樹脂を含み、または多孔性無機黒色膜、静電植毛型黒色布および発泡ポリウレタン型黒色シートの群から選択される光吸収材料を含む、第1の層と、上記第1の層の上に、表面に複数の微小な突起が形成された光閉じ込め構造を有する樹脂からなる第2の層と、を備える光吸収体が提供される。
本発明のその他の態様によれば、光吸収体の製造方法であって、光吸収材料と樹脂液により光吸収層の前駆体を形成するステップと、上記樹脂液が硬化する前に、複数の微小な突起が表面に形成されたモールドを上記前駆体の表面に型押して該樹脂液を硬化させ、表面に光閉じ込め構造を有する光吸収層を形成するステップと、を含み、上記光吸収材料は、黒色漆、無機黒色顔料、配向性カーボンナノチューブおよび黒色染料の群から選択される材料を含む、上記製造方法が提供される。
本発明のその他の態様によれば、光吸収体の製造方法であって、黒色漆、無機黒色顔料、配向性カーボンナノチューブおよび黒色染料の群から選択される光吸収材料と樹脂を含み、または多孔性無機黒色膜、静電植毛型黒色布および発泡ポリウレタン型黒色シートの群から選択される光吸収材料を含む、光吸収層を形成するステップと、前記光吸収層の表面に樹脂液を塗布するステップと、前記樹脂液が硬化する前に、複数の微小な突起が表面に形成されたモールドを型押して該樹脂液を硬化させ、表面に光閉じ込め構造を有する表面層を形成するステップと、を含む、前記製造方法が提供される。
第1の実施形態に係る光吸収体の構造を示す模式図である。 第1の実施形態に係る光吸収体の一例の表面の電子顕微鏡写真である。 第1の実施形態に係る光吸収体の変形例の構造を示す模式図である。 第1の実施形態に係る光吸収体の製造方法を示すフローチャートである。 モールドの形成方法を示すフローチャートである。 光吸収体の他の例の表面の電子顕微鏡写真である。 第2の実施形態に係る光吸収体の構造を示す模式図である。 第2の実施形態に係る光吸収体の変形例の構造を示す模式図である。 第2の実施形態に係る光吸収体の製造方法を示すフローチャートである。 実施例の視感反射率を示す図である。 比較例の視感反射率を示す図である。 実施例の近赤外でのSCI方式の反射率を示す図である。
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。なお、複数の図面間において共通する要素については同じ符号を付し、その要素の詳細な説明の繰り返しを省略する。
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る光吸収体の構造を示す模式図である。図1を参照するに、第1の実施形態に係る光吸収体10は、光吸収層11を有し、その表面11aに光閉じ込め構造12が形成されている。光吸収層11は、光吸収材料を含む樹脂層である。光吸収材料としては、黒色漆、無機黒色顔料、配向性カーボンナノチューブおよび黒色染料の群から選択される材料である。光吸収材料が黒色染料の場合、さらにカーボンブラックを含んでもよい。
黒色漆は、黒色の天然漆または合成漆である。黒色漆を含む黒色漆塗膜である光吸収層11は、黒色の精製漆塗料を空気中で乾燥硬化させた塗膜、あるいは、黒色のカシュー塗料(例えば、カシュー株式会社製)を空気中で乾燥硬化させた塗膜である。光吸収体10は、この塗膜の表面に塗膜が硬化する前に光閉じ込め構造12が形成されたものである。
無機黒色顔料は、金属や金属酸化物またはそれらの複合体の微粒子であり、例えば、アルミニウム、アルミニウム酸化物、白金、金、銀の微粒子、およびこれらの混合物である。無機黒色顔料は、例えば、Acktar社のMetal Velvetの成分である。光吸収体10は、無機黒色顔料を樹脂に混錬して光吸収層11を形成し、その表面に樹脂が硬化する前に光閉じ込め構造12が形成されたものである。
配向性カーボンナノチューブは、基板に対して垂直に配向した多数のカーボンナノチューブからなる層を有する素材である。配向性カーボンナノチューブは、例えば、国際公開2017/033031号公報に記載される素材である。光吸収体10は、配向性カーボンナノチューブを樹脂に包埋して配向性カーボンナノチューブ包埋樹脂層として光吸収層11を形成し、その表面に樹脂が硬化する前に光閉じ込め構造12が形成されたものである。
黒色染料は、例えば、アニリンブラック、ニグロシン、スダンブラックを用いることができ、アニリンブラックを含む油性の絵の具や油性の塗料を用いることができる。光吸収体10は、黒色染料と樹脂を混練し塗布するか、絵の具や塗料を塗布して硬化させて黒色染料含有樹脂層である光吸収層11を形成し、その表面に樹脂が硬化する前に光閉じ込め構造12が形成されたものである。
光吸収層11は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂および塩化ビニル樹脂の群から選択される少なくとも一つの樹脂を用いることができる。光吸収層11は、このような樹脂を硬化して形成されているので、表面に形成された光閉じ込め構造は接触耐性を向上することが可能であり、手で触れても光閉じ込め構造が劣化しにくく光反射率の増加が抑制される。光吸収層11は、紫外線硬化性樹脂を用いてもよく、硬化時間を短縮できる点で好ましい。
光閉じ込め構造12は、光吸収層11の表面11aに形成された多数の微小な突起から構成される。光閉じ込め構造12は、外部から入射した光を突起の基部さらに光吸収層11の内部に取り込む。光閉じ込め構造12は、具体的には、表面から外方に向けて突出するように形成された複数の突起を有する。突起は、その先端部が尾根状に連なりまたは円錐状の形状を有する。先端部から基部に向かって次第に広がる断面形状を有する。先端部が尾根状に連なる形状の場合、隣合う尾根が0.1μm~100μmであることが好ましい。先端部が円錐状の場合、隣合う先端部の距離は、0.1μm~100μmであることが好ましい。
図2は、第1の実施形態に係る光吸収体の一例の表面の電子顕微鏡写真であり、光閉じ込め構造の一例を示す。図2を図1と合わせ参照するに、光閉じ込め構造12は、光吸収層11の表面11aに複数の突起が尾根状に連なり、その裾野が次第に広がる多数の突起が形成されている。隣合う尾根が1μmから数10μm離隔して形成されていることが分かる。光閉じ込め構造12により入射した光が突起の基部の方向に伝搬するとともに、光吸収層11の光吸収材料により散乱が抑制され吸収される。光吸収層11では、散乱が抑制されているので、光吸収体11の表面11aから外方に伝搬する光が抑制される。このようにして、光吸収体10は、極めて低い反射率、特に、人間の目の感度(分光視感効率)で重み付け平均した反射率値である視感反射率を極めて低くすることができる。なお、後述する第2の実施形態に係る光吸収体の光閉じ込め構造も図2と同様である。
光吸収体10の光吸収層11は、上述したように、光散乱性が極めて低い光吸収材料を含む樹脂複合材料である。光吸収層11の表面11aの光閉じ込め構造12を鏡面仕上げすることにより、光吸収層11の低光散乱性を特徴付けることができる。光吸収層11は、光閉じ込め構造12が形成された表面11aを鏡面仕上げした後の拡散反射光を検出するSCE(Specular Components Excluded)方式の視感反射率RSCEが0.20%以下になるように構成されることが好ましい。
鏡面仕上げにより、光吸収体10は、正反射光と拡散反射光との合計を検出するSCI(Specular Components Included)方式の視感反射率RSCIに対するSCE方式の視感反射率RSCEの比RSCE/RSCIが0.05以下になるように光吸収層11の表面が処理される。すなわち、鏡面仕上げにより、光吸収体10は、正反射光を含む光を検出する視感反射率RSCIに対して、正反射光を含まず拡散反射光のみを検出する視感反射率RSCEの割合が5%以下になる。
鏡面仕上げの手法として、例えば、光閉じ込め構造12が形成された表面に透明な樹脂液を充填して微視的に平坦に形成してもよく、光閉じ込め構造12を研磨あるいは溶解等の処理で平坦にしてもよい。また、鏡面仕上げの手法として、光閉じ込め構造が形成されることになる表面を平坦に形成してもよく、透明な樹脂液を塗布して平坦に形成してもよい。
光吸収体10は、実施例により明らかになるように、正反射光と拡散反射光との合計を検出するSCI方式の視感反射率RSCIとして0.20%以下が得られるように構成される。さらに、光吸収層11の光吸収材料によっては、SCI方式の視感反射率RSCIとして0.10%以下が得られるように構成することが好ましい。これは、光閉じ込め構造12と極低光散乱性の光吸収層11により得られるものである。
SCI方式の視感反射率RSCIおよびSCE方式の視感反射率RSCEの測定は、積分球方式の分光測色計(コニカミノルタ社製、モデルCM-600d)を用い、JIS Z 8722 幾何条件cにより、SCI方式(正反射光(鏡面反射光)を含む)の場合di:8°、SCE方式(正反射光(鏡面反射光)を除く)の場合de:8°、視野:10°、光源:D65、積分球:直径40mm、測定波長範囲:400nm~700nm、測定波長間隔:10nm、測定径:直径8mm、照明径:直径11mmを用いる。視感反射率は、反射物体色をXYZ表色系(CIE1931(標準)表色系)で表した時のYに相当する。
図3は、第1の実施形態に係る光吸収体の変形例の構造を示す模式図である。図3を参照するに、変形例として、光吸収体20は、光吸収層11の下にさらに光吸収材料を含む下部光吸収層23を有する。光吸収体20は、下部光吸収層23と、その上に光吸収層11とを有し、光吸収層11の表面11aに光閉じ込め構造12が形成されている。この構造により、光吸収層11を透過する波長帯の光があっても下部光吸収層23に含まれる光吸収材料により吸収して、光吸収体20の反射率を低減する。
下部光吸収層23の光吸収材料としては、特に制限はなく、光吸収層11の光吸収材料のうち、光吸収層11に用いたものと異なる光吸収材料を用いることが好ましい。下部光吸収層23の樹脂としては、特に制限はなく、光吸収層11の樹脂を用いることができる。
光吸収体20は、例えば、光吸収層11の光吸収材料が黒色漆または黒色染料の場合、下部光吸収層23は多孔性無機黒色膜またはカーボンブラックを含む樹脂層であることが好ましい。多孔性無機黒色膜は、多孔性の金属や金属酸化物またはそれらの複合体であり、例えば、Acktar社のMetal Velvetである。
なお、下部光吸収層23は複数層設けてもよい。下部光吸収層23は異なる波長の吸収特性を有する層を組み合わせて積層してもよい。
図4は、第1の実施形態に係る光吸収体の製造方法を示すフローチャートである。図4を参照しつつ、本実施形態の光吸収体の製造方法を説明する。
最初に、光吸収材料と樹脂液により光吸収層の前駆体を形成する(S100)。樹脂液は、光吸収材料と樹脂を含み、樹脂材料によっては溶剤を含む。光吸収材料が黒色漆の場合は、黒色漆塗料を塗布する。光吸収材料が配向性カーボンナノチューブの場合、樹脂液を表面に塗布するか樹脂液に浸漬する。光吸収材料が無機黒色顔料または黒色染料の場合、樹脂液と混練して基板に塗布してもよい。
次いで、樹脂液が硬化する前に、複数の微小な突起が表面に形成されたモールドを前駆体の表面に型押して樹脂液を硬化させ、表面に光閉じ込め構造を有する光吸収層11を形成する(S110)。モールドの表面には、複数の微小な突起が形成されており、型押しすることで光吸収層の前駆体の表面に転写して光閉じ込め構造を形成する。樹脂液は紫外線硬化樹脂であることが好ましく、モールドは、紫外光を透過する素材であることが好ましい。これにより短時間で光吸収層の前駆体を硬化することができる。モールドは、例えば、以下のようにして形成する。
図5は、モールドの形成方法を示すフローチャートである。図5を参照しつつ、モールドの形成方法を説明する。
最初に、樹脂基板にイオンビームを照射する(S200)。具体的には、樹脂基板、例えば、アリルジグリコールカーボネート樹脂(CR-39)にサイクロトロンにより加速したイオンビームを照射する。これにより、樹脂基板の表面近傍にイオン飛跡が多数形成される。イオン飛跡はランダムに分布されることが好ましい。イオンビームは酸素イオンを用いることができるが、NeイオンとNeイオンよりも重いイオンのうちいずれかのイオンであることが、樹脂基板のイオン飛跡に沿って選択的にエッチングが進みやすくなり、最終的なピットアスペクト比(ピット深さ/ピット半径)を大きくできる点で好ましい。
イオンビームの加速エネルギーは200MeV以上であることが、十分な侵入深さを得られ、ピット半径を大きく取っても大きなピットアスペクト比を得られる点で好ましい。イオンビームの樹脂基板への照射密度は、適宜選択されるが、遠赤外線の波長の光をも捕えるのに必要十分なピットの密度の観点から1×105/cm2~1×106/cm2であることが好ましい。
次いで、イオンビームを照射した樹脂基板をアルカリ溶液でエッチングしてその表面に凹凸面を形成する(S210)。具体的には、アルカリ溶液は、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水溶液を用いて、例えば70℃に加熱しながら、所定の時間、イオンビームを照射した樹脂基板を浸漬する。次いで、その樹脂基板を水洗し、乾燥する。
次いで、エッチングした樹脂基板の凹凸面を覆うように樹脂液を塗布し、硬化させてモールドを形成する(S220)。これによりモールドが形成される。モールドの表面には、S210で形成した凹凸面を反転した形状の凹凸面が形成される。モールドは、例えば、ガス透過性エラストマー素材、金属膜、光硬化性樹脂により形成する。モールドは、光吸収層を形成するステップ(図4のS110)において、樹脂液の塗膜とモールドとの間に存在する気泡を脱泡し易い点で、ガス透過性エラストマー素材、例えば、PDMSを用いることが好ましい。
モールドの凹凸面は、具体的には、表面から外方に向けて突出するように形成された複数の突起を有する。突起は、その先端部が尾根状に連なりまたは円錐状の形状を有する。先端部から基部に向かって次第に広がる断面形状を有する。先端部が尾根状に連なる形状の場合、隣合う尾根が0.1μm~100μmであることが好ましい。先端部が円錐状の場合、隣合う先端部の距離は、0.1μm~100μmであることが好ましい。
S220で形成したモールドを用いて、光閉じ込め構造12を形成すると先の図2の電子顕微鏡写真に示したような、突起の先端部が尾根状に連なった凹凸面が形成される。
なお、モールドは、S220で形成したモールドの凹凸面に樹脂液を塗布して転写した樹脂板をモールドとしてもよい。また、S210で形成した凹凸面を有する樹脂基板をモールドとしてもよい。このようなモールドを用いて光閉じ込め構造12を形成すると突起の先端部が円錐状の形状を有する凹凸面が形成される。その光閉じ込め構造12の例を図6に示す。
図6は、光吸収体の他の例の表面の電子顕微鏡写真であり、光閉じ込め構造の他の例を示す。図6を参照するに、光閉じ込め構造は、複数の突起を有し、突起の先端部が円錐状であり、先端部から基部に向かって次第に広がる断面形状を有する、隣合う円錐状の先端部が1μm~数10μm離隔して形成されていることが分かる。
本実施形態によれば、光吸収体10は、極低散乱性の光吸収層11の表面に光閉じ込め構造12を有する。光吸収体10は、外方から光閉じ込め構造12に入射した光を外方への反射を抑制して光吸収層11に伝搬させ、光吸収層11に含まれる光吸収材料によって外方へ散乱を極めて抑制して反射率が極めて低い。これとともに、光吸収体10は、表面を樹脂で形成することで、接触耐性を向上することが可能であり、一般的な使用条件の極低光反射材料として用いることができる。
[第2の実施形態]
図7は、第2の実施形態に係る光吸収体の構造を示す模式図である。図7を参照するに、第2の実施形態に係る光吸収体30は、光吸収層31とその上に表面層32とを有し、表面層32の表面32aに光閉じ込め構造12が形成されている。光閉じ込め構造12は第1の実施形態と同様である。
光吸収層31は、第1の実施形態の光吸収層11と同様の光吸収材料と樹脂を含む層であり、黒色漆塗膜、配向性カーボンナノチューブ包埋樹脂層および黒色染料含有樹脂層を用いることができる。光吸収層31は、多孔性無機黒色膜、静電植毛型黒色布および発泡ポリウレタン型黒色シートの群から選択される光吸収材料を含んでもよい。なお、これらの光吸収材料を組み合わせて形成してもよい。
多孔性無機黒色膜は、多孔性の金属や金属酸化物またはそれらの複合体であり、例えばAcktar社のMetal Velvetである。光吸収体30は、多孔性無機黒色膜を光吸収層31として、それを樹脂に包埋してその表面に光閉じ込め構造12が形成された表面層32を有する。
静電植毛型黒色布は、表面に黒色の起毛が形成されたシート状の材料(例えば、ベル・セード社製、商品名:ロンセードS0.5)である。光吸収体30は、静電植毛型黒色布の表面に樹脂からなる表面層32を形成することで、塵や汚れによる光閉じ込め性の劣化を防止し、さらに、光閉じ込め構造12により極低光反射性を奏する。
発泡ポリウレタン型黒色シートは、カーボンブラック粉末を含むポリウレタン樹脂で形成された多孔性シートである。光吸収体30は、発泡ポリウレタン型黒色シートの表面に樹脂からなる光閉じ込め構造12を有する表面層32を形成することで、光閉じ込め性を高めることにより極低光反射性を奏する。
表面層32は、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂および塩化ビニル樹脂の群から選択される少なくとも一つの樹脂からなる。表面層32は、このような樹脂から形成されているので、表面に形成された光閉じ込め構造12は接触耐性を向上することが可能であり、手で触っても光閉じ込め構造12が劣化しにくく光反射率の増加が抑制される。
表面層32は、透光性を有し、透明でもよい。表面層32は、その表面32aに形成された光閉じ込め構造12から伝搬する光を透過させて、光吸収層31に伝搬する。すなわち、表面層32での光の散乱を抑制して外方に伝搬する光を抑制する。
表面層32は、黒色染料を含んでもよい。黒色染料は光吸収性に優れ散乱性が低いため反射率を低下することができる。
光吸収体30の光吸収層31は、上述したように、光散乱性が低い光吸収材料を含む。表面層32の光閉じ込め構造12を鏡面仕上げすることにより、光吸収体30の光吸収層31の低光散乱性を特徴付けることができる。光吸収層31は、第1の実施形態と同様に、鏡面仕上げ後の光吸収体30の視感反射率RSCEが0.20%以下になるように構成されることが好ましい。鏡面仕上げにより、光吸収体30は、SCI方式の視感反射率RSCIに対するSCE方式の視感反射率RSCEの比RSCE/RSCIが0.05以下になるように表面層32の表面が処理される。鏡面仕上げの手法として、例えば、光閉じ込め構造12が形成された表面層32に透明な樹脂液を充填して微視的に平坦に形成してもよく、光閉じ込め構造12を研磨あるいは溶解等の処理で平坦にしてもよい。また、鏡面仕上げの手法として、表面層32に光閉じ込め構造を形成せずに平坦に形成してもよい。
図8は、第2の実施形態に係る光吸収体の変形例の構造を示す模式図である。図8を参照するに、変形例として、光吸収体40は、光吸収層31の下にさらに光吸収材料を含む下部光吸収層43を有する。下部光吸収層43の光吸収材料としては、特に制限はなく、光吸収層31の光吸収材料のうち、光吸収層31に用いたものと異なる光吸収材料を用いることが好ましい。光吸収層31の光吸収材料が黒色漆、配向性カーボンナノチューブまたは黒色染料の場合、下部光吸収層43の光吸収材料は、多孔性無機黒色膜またはカーボンブラックを含む樹脂層であることが好ましい。下部光吸収層43の樹脂は、特に制限はなく、光吸収層31の樹脂と同様の樹脂を用いることができる。光吸収体40は、下部光吸収層43と、その上に光吸収層31と、その上に表面層32とを有し、表面層32の表面に32aに光閉じ込め構造12が形成されている。この構造により、光吸収層31を透過する波長帯の光があっても下部光吸収層43に含まれる光吸収材料により吸収して、光吸収体40の反射率を低減する。下部光吸収層43は、第1の実施形態の下部光吸収層23と同様の材料から形成してもよい。なお、下部光吸収層43は複数層設けてもよい。下部光吸収層43は異なる波長の吸収特性を有する層を組み合わせて積層してもよい。
図9は、第2の実施形態に係る光吸収体の製造方法を示すフローチャートである。図9を参照しつつ、本実施形態の光吸収体の製造方法を説明する。
最初に、光吸収材料を含む光吸収層を形成する(S300)。第1の実施形態の光吸収層11と同様の光吸収材料を含む樹脂層は、S100と同様に光吸収層の前駆体を形成し、次いで樹脂液を硬化させて光吸収層31を形成する。または、上述した多孔性無機黒色膜、静電植毛型黒色布および発泡ポリウレタン型黒色シートはそれ自体を光吸収層31として用いる。
次いで、光吸収層の表面に樹脂液を塗布して、表面層の前駆体を形成する(S310)。具体的には、光吸収層31の表面に樹脂と、樹脂材料によっては溶剤を含む樹脂液を塗布する。樹脂は、S100で用いた樹脂でもよく、紫外線硬化樹脂でもよい。樹脂は、透明でもよく、黒色染料を含んでもよい。紫外線硬化樹脂は、紫外線照射により短時間で硬化できる点で好ましい。
次いで、樹脂液が硬化する前に、複数の微小な突起が表面に形成されたモールドを型押して樹脂液を硬化させ、表面に光閉じ込め構造を有する表面層を形成する(S320)。モールドは、第1の実施形態におけるモールドと同様である。モールドには、複数の微小な突起が形成されており、型押しすることで表面層の前駆体の表面に転写して光閉じ込め構造12を有する表面層32を形成する。樹脂液が紫外線硬化樹脂の場合、モールドは、紫外光を透過する素材であることが好ましい。これにより短時間で表面層32の前駆体を硬化することができる。
本実施形態によれば、光吸収体30は、低散乱性の光吸収層31の表面に光閉じ込め構造12が形成された表面層32を有する。本発明者の検討によれば、光吸収層31の上に表面層32を形成することで、光吸収層31単体よりも光散乱性を極めて低下できる場合があることが分かった。光吸収体30は、表面層32が外方から光閉じ込め構造12により入射した光を外方への反射を抑制して光吸収層31に伝搬させ、光吸収層31に含まれる光吸収材料によって外方へ散乱を極めて抑制して反射率が極めて低い。これとともに、表面層32を樹脂で形成することで、接触耐性を向上することが可能であり、一般的な使用条件の極低光反射材料として用いることができる。
[実施例1]
実施例1の光吸収体は、第1の実施形態の光吸収体の実施例である。光吸収層11は、黒色漆塗膜である。黒色漆塗料(合成漆塗料)液(サンコー商会社製、商品名:うらしま印高級うるし、黒)を平坦なポリジメチルシロキサン(PDMS)シートに塗布して厚さ0.3mmに形成し、黒色漆塗料液が硬化する前に図5およびその説明により形成したポリジメチルシロキサン(PDMS)のモールドを用いて型押しして、黒色漆塗料液を硬化させ、光閉じ込め構造12を有する光吸収体を形成した。鏡面仕上げの試料は、光閉じ込め構造12に透明のアクリル樹脂系の紫外線硬化樹脂液(パジコ社製、商品名:UV-LEDレジン 星の雫ハード)を塗布充填して紫外線を照射(紫外線ランプ(エルベール社製、商品名LED&UV LAMP)、6W、照射時間:3分)し硬化させ表面を平坦にして作製した。
[実施例2]
実施例2の光吸収体は、第1の実施形態の変形例の光吸収体の実施例である。下部光吸収層23として、多孔性無機黒色膜(Acktar社製、商品名:Metal Velvet)を用いた。その上に、光吸収層11として、黒色漆塗料(合成漆塗料)液(東邦産業社製、商品名:特製うるし、黒)を塗布して厚さ0.3mmに形成した。黒色漆塗料液が硬化する前に図5およびその説明により形成したポリジメチルシロキサン(PDMS)のモールドを用いて型押しして、黒色漆塗料液を硬化させ、光閉じ込め構造を有する光吸収体を形成した。鏡面仕上げの試料は、光吸収層11の表面に光閉じ込め構造を形成しないものを用いた。
[実施例3]
実施例3の光吸収体は、第1の実施形態の変形例の光吸収体の実施例である。下部光吸収層23として、カーボンブラックを含む樹脂層として、絵の具のアクリルガッシュ(ターナー色彩社、商品名:アクリルガッシュ普通色ランプブラック(PBk7))をPET(ポリエチレンテレフタレート))シートに塗布し乾燥した。その上に、実施例2と同様の黒色漆塗料液を塗布して光吸収層11とし光閉じ込め構造を形成した。鏡面仕上げの試料は、光吸収層11の表面に光閉じ込め構造を形成しないものを用いた。
[実施例4]
実施例4の光吸収体は、第2の実施形態の光吸収体の実施例である。光吸収層31は、光吸収材料として、実施例1と同様の黒色漆塗料液を厚さ0.3mmに形成して硬化させた。その上に、表面層32として、透明のアクリル樹脂系の紫外線硬化樹脂液(パジコ社製、商品名:UV-LEDレジン 星の雫ソフト)を光吸収層31の表面に塗布して厚さ0.3mmに形成し、実施例1と同様のモールドを用いて型押ししモールドの裏面から紫外線を照射(紫外線ランプ(エルベール社製、商品名LED&UV LAMP)、6W、照射時間:3分)して光閉じ込め構造を有する光吸収体を形成した。鏡面仕上げの試料は、表面層32の表面に光閉じ込め構造を形成しないものを用いた。
[比較例1]
比較例1の光吸収体は、実施例4の光吸収層31単体であり、表面層32を形成しなかった。
[実施例5]
実施例5の光吸収体は、第2の実施形態の変形例の光吸収体の実施例である。下部光吸収層43として、カーボンブラックを含む樹脂層として、PETシートに絵の具のアクリルガッシュ ランプブラック色(ターナー色彩社、商品名:アクリルガッシュ普通色ランプブラック(PBk7))を塗布し乾燥した。その上に、光吸収層31として、実施例2と同様の黒色漆塗料を塗布して厚さ0.3mmに形成した。黒色漆塗料液が硬化した後に、表面層32を実施例4と同様にして形成した。鏡面仕上げの試料は、表面層32の表面に光閉じ込め構造を形成しないものを用いた。
[実施例6]
実施例6の光吸収体は、第2の実施形態の光吸収体の実施例である。光吸収層31は、光吸収材料として、配向性カーボンナノチューブ(マイクロフェーズ社製、商品名:VACNT-SS、Ni基板上に垂直に成長させた長さ5μmのカーボンナノチューブ)に実施例4と同様の紫外線硬化樹脂液を滴下し、真空脱泡後に紫外線を照射(紫外線ランプ(エルベール社製、商品名LED&UV LAMP)、6W、照射時間:3分)して硬化させ、Ni基板から剥離して光吸収層31を得た。その上に、表面層32として、透明のアクリレート樹脂系の紫外線硬化樹脂液(清原社製、商品名:LED&UVクラフトレジン液)を塗布して厚さ0.3mmに形成し、実施例1と同様のモールドを用いて型押ししモールドの裏面から紫外線を照射して光閉じ込め構造を有する光吸収体を形成した。鏡面仕上げの試料として、光吸収層31単体を用いた。
[比較例2]
比較例2の光吸収体は、実施例6の配向性カーボンナノチューブ単体である。
[実施例7]
実施例7の光吸収体は、第2の実施形態の光吸収体の実施例である。光吸収層31として、多孔性無機黒色膜(Acktar社製、商品名:Metal Velvet)を用いた。その上に、実施例4と同様の表面層32を形成した。鏡面仕上げの試料は、表面層32の表面に光閉じ込め構造を形成しないものを用いた。
[比較例3]
比較例3の光吸収体は、実施例7の多孔性無機黒色膜単体である。
[実施例8]
実施例8の光吸収体は、第2の実施形態の光吸収体の実施例である。光吸収層31は、黒色染料を含む樹脂層として、絵の具のアクリルガッシュ ジェットブラック色(ターナー色彩社、商品名:アクリルガッシュ普通色ジェットブラック(PBk1))をPETシートに塗布し乾燥した。その上に、実施例4と同様の表面層32を形成した。鏡面仕上げの試料は、表面層32の表面に光閉じ込め構造を形成しないものを用いた。
[比較例4]
比較例4の光吸収体は、実施例8の光吸収層31であり、表面層32を形成しなかった。
[実施例9]
実施例9の光吸収体は、第2の実施形態の光吸収体の実施例である。光吸収層31は、黒色染料およびカーボンブラックを含む樹脂層として、絵の具のアクリルガッシュ ジェットブラック色(ターナー色彩社、商品名:アクリルガッシュ普通色ジェットブラック(PBk1))と絵の具のアクリルガッシュ ランプブラック色(ターナー色彩社、商品名:アクリルガッシュ普通色ランプブラック(PBk7))を重量比で5:1に混合してPETシートに塗布し乾燥した。その上に、実施例4と同様の表面層32を形成した。鏡面仕上げの試料は、表面層32の表面に光閉じ込め構造を形成しないものを用いた。
[実施例10]
実施例10の光吸収体は、第2の実施形態の光吸収体の実施例である。光吸収層31は、実施例9と同様の材料を用い、アクリルガッシュ ジェットブラック色とランプブラック色とを重量比で2.5:1に混合してPETシートに塗布し乾燥した。その上に、実施例4と同様の表面層32を形成した。鏡面仕上げの試料は、表面層32の表面に光閉じ込め構造を形成しないものを用いた。
[比較例5]
比較例5の光吸収体は、光吸収層として、実施例9および10で用いたランプブラック色をPETシートに厚さ0.2mmで塗布し、表面層32を形成しなかった。
[実施例11]
実施例11の光吸収体は、第1の実施形態の変形例の光吸収体の実施例であり、下部光吸収層23として、カーボンブラックを含む樹脂層として、絵の具のアクリルガッシュ(ターナー色彩社、商品名:アクリルガッシュ普通色ランプブラック(PBk7))をPETシートに塗布し乾燥した。その上に、黒色染料を含む光吸収層11として、2液性エポキシ樹脂(日新レジン社製、商品名:クリスタルレジン)に対して黒色染料(ホルベイン絵具社製、商品名:専門家顔料 #30 PG143 ダイヤモンドブラック(縮合アニリン)2重量%を混練して塗布し、実施例1と同様のモールドを用いて型押しし硬化させた。鏡面仕上げの試料は、光吸収層11の表面に光閉じ込め構造を形成しないものを用いた。
[実施例12]
実施例12の光吸収体は、第2の実施形態の光吸収体の実施例である。光吸収層31は、静電植毛型黒色布(ベル・セード社製、商品名:静電植毛シート ロンセードS、厚さ0.50mm)を用いた。その上に、実施例4と同様の表面層32を形成した。鏡面仕上げの試料は、表面層32の表面に光閉じ込め構造を形成しないものを用いた。
[比較例6]
比較例6の光吸収体は、実施例12の静電植毛型黒色布単体であり、表面層32を形成しなかった。
[実施例13]
実施例13の光吸収体は、第2の実施形態の光吸収体の実施例である。光吸収層31は、カーボンブラックが含まれる発泡ポリウレタン型黒色シート(システムズエンジニアリング社製、商品名:遮光・吸光シート スーパーブラックIR)を用いた。その上に、実施例4と同様の表面層32を形成した。鏡面仕上げの試料は、表面層32の表面に光閉じ込め構造を形成しないものを用いた。
[比較例7]
比較例7の光吸収体は、実施例13の発泡ポリウレタン型黒色シート単体であり、表面層32を形成しなかった。
[比較例8]
比較例8の光吸収体は、表面に光閉じ込め構造が形成され、光吸収層が光吸収材料としてカーボンブラックを含むシリコーンゴムにより形成されたものである。図5のS210で凹凸面を形成したCR-39にスパッタ法により厚さ50nmのTi膜および厚さ300nmのCu膜の電気めっき用の電極層を形成した。次いで、電気めっき法により電極層上に厚さ500μmのNiめっき膜を転写体として形成した。次いで、樹脂基板からNiめっき膜を剥離して凹凸が転写したNiめっき膜を得た。次いで、二液式硬化性のシリコーン組成物(信越シリコーン社製主剤SIM-360、硬化剤CAT-360)の主剤と硬化剤を9:1で混合し、さらに、シリコーン組成物に対してカーボンブラックを5wt%混練し、脱泡後、Niめっき膜の凹凸面に滴下塗布して表面を覆い、さらに真空デシケータ内で脱泡後、室温で12時間放置して硬化させたシリコーンゴムを得た。次いで、Niめっき膜から硬化したシリコーンゴムを剥離して凹凸が転写した比較例8のカーボンブラック含有シリコーンゴムの光吸収体を得た。
図10は、実施例の視感反射率RSCIを示す図であり、鏡面仕上げしたサンプルの視感反射率RSCE、RSCIおよびRSCE/RSCIも合わせて記載した。図11は、比較例の視感反射率RSCIを示す図である。
図10および図11を参照するに、実施例1~13は、SCI方式の視感反射率RSCIが0.02%~0.17%であり、0.20%以下の極めて低い視感反射率RSCIを有する光吸収体であることが分かる。従来の市販の光吸収体単体である比較例3、4、6および7は、SCI方式の視感反射率RSCIが0.56%~1.36%であり、実施例1~13がそれらよりも極めて低い視感反射率RSCIを有する光吸収体であることが分かる。また、実施例1~13は、比較例8よりも視感反射率RSCIが低くなっていることが分かる。
特に、実施例1~8および実施例11では、SCI方式の視感反射率RSCIが0.10%以下になっていることが分かる。実施例1~8および実施例11の光吸収層11、31の光吸収材料は黒色合成漆、配向性カーボンナノチューブ、無機黒色顔料または黒色染料である。これらの光吸収材料は視感反射率を0.10%以下に極めて低くできる点で好ましい。
実施例1~13の鏡面仕上げを行ったサンプル、すなわち、光閉じ込め構造がない光吸収体における、拡散反射光を検出するSCE方式の視感反射率RSCEが0.00%~0.17%である。このことから、実施例1~13は、光散乱性が極めて低い光吸収層と光閉じ込め構造とを組み合わせることで、極めて低いSCI方式の視感反射率RSCIが得られたことが分かる。
実施例4は、視感反射率RSCIが0.07%であるのに対して、比較例1は4.90%となっており、実施例4の光閉じ込め構造を有する表面層32が低反射性を向上していることが分かる。
実施例6は、視感反射率RSCIが0.07%であるのに対して、比較例2はほぼ同等の0.06%となっている。比較例2は表面に配向性カーボンナノチューブが配置されているのに対して実施例6は表面層32が樹脂により形成されているので、実施例6は比較例2よりも接触耐性が高い。
実施例7は、視感反射率RSCIが0.06%であるのに対して、比較例3は0.86%となっており、実施例7の光閉じ込め構造を有する表面層32が低反射性を向上していることが分かる。また、実施例7は、表面層32により比較例3よりも接触耐性が高い。
実施例8は、視感反射率RSCIが0.08%であるのに対して、比較例4は1.36%となっており、実施例8の光閉じ込め構造を有する表面層32が低反射性を向上していることが分かる。また、実施例8は、表面層32により比較例4よりも接触耐性が高い。
実施例9および10は、視感反射率RSCIがそれぞれ0.12%、0.17%であるのに対して、比較例5は2.47%となっており、実施例9および10の光閉じ込め構造を有する表面層32が低反射性を向上していることが分かる。また、実施例9および10は、表面層32により比較例5よりも接触耐性が高い。
実施例12は、視感反射率RSCIが0.11%であるのに対して、比較例6は0.56%となっており、実施例12の光閉じ込め構造を有する表面層32が低反射性を向上していることが分かる。
実施例13は、視感反射率RSCIが0.17%であるのに対して、比較例7は1.22%となっており、実施例13の光閉じ込め構造を有する表面層32が低反射性を向上していることが分かる。
図12は、実施例の近赤外でのSCI方式の反射率RSCIを示す図であり、波長が1000nm~2000nmにおける最大の反射率を示す。図12を参照するに、実施例2、3、5~7、12および13は、近赤外でもSCI方式の反射率RSCIが極めて低くなっていることが分かる。例えば、実施例2は、最大の反射率RSCIが0.14%であるので、波長が1000nm~2000nmに亘って反射率RSCIが0.14%以下である。このことから、これらの実施例の光吸収体は、可視から近赤外の波長範囲において優れた極低反射性を示すことが分かる。
近赤外でのSCI方式の反射率RSCIの測定方法は、パーキンエルマー社の紫外可視近赤外分光光度計(製品名LAMBDA 900)に半球反射率測定ユニット(スペクトラロン積分球)を使用し、8°/di(8°方向入射・拡散受光、鏡面反射成分を含む)の条件で、測定波長範囲が1000nm~2000nmにおいて、10nm間隔で反射率RSCIを測定した。測定値は、サンプルをサンプルポートに設置しない状態で生じるベースライン信号を差し引いて求めた。参照標準として、校正値付きスペクトラロン99%標準反射板(米国ラブスフェア社製、製品番号SRS-99-020)を用いた。測定波長範囲で最大となる反射率RSCIを図12に示した。
以上、本発明の実施形態および実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態および実施例に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
また、本発明の実施形態に係る光吸収体は、極限レベルの無反射性能を求めるプロ用途(分光分析、宇宙望遠鏡など)や、実生活上において有用である。例えば、カメラレンズの筒の内面反射防止、自動車ダッシュボードの照り返し防止、ディスプレイの高コントラスト化、高級感のある黒色仕上げによる装飾等に適用できる。

Claims (28)

  1. 光吸収体であって、
    光吸収材料を含む樹脂からなる光吸収層を備え、
    当該光吸収体の表面に複数の微小な突起が形成された光閉じ込め構造が形成されてなり、
    前記光吸収材料は、前記光吸収層の表面を鏡面仕上げした場合の拡散反射光を検出するSCE(Specular Components Excluded)方式の視感反射率R SCE が0.20%以下になるように構成され、
    当該光吸収体は、正反射光と拡散反射光との合計を検出するSCI(Specular Components Included)方式の視感反射率RSCIが0.20%以下になるように構成される、前記光吸収体。
  2. 前記光閉じ込め構造は、表面から外方に向けて突出するように形成された複数の突起を有し、該突起は、その先端部が尾根状に連なりまたは円錐状であり、該先端部から基部に向かって次第に広がる断面形状を有し、隣合う尾根または隣合う円錐状の先端部の距離が0.1μm~100μmである、請求項1記載の光吸収体。
  3. 前記鏡面仕上げした表面は、前記光閉じ込め構造が形成された表面に透明な樹脂を充填して形成される、請求項記載の光吸収体。
  4. 前記鏡面仕上げした表面は、前記光閉じ込め構造が形成される表面を平坦に処理して形成される、請求項記載の光吸収体。
  5. 前記光吸収材料は、黒色漆、無機黒色顔料、配向性カーボンナノチューブおよび黒色染料の群から選択される材料を含む、請求項1~のうちいずれか一項記載の光吸収体。
  6. 前記光吸収材料が黒色漆または黒色染料の場合、前記光吸収層の下に多孔性無機黒色膜またはカーボンブラックを含む樹脂層をさらに備える、請求項記載の光吸収体。
  7. 前記光吸収材料が黒色染料の場合、該光吸収材料としてカーボンブラックをさらに含む、請求項記載の光吸収体。
  8. 前記光吸収層の樹脂は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂および塩化ビニル樹脂の群から選択される少なくとも一つの樹脂からなる、請求項1~のうちいずれか一項記載の光吸収体。
  9. 前記光吸収層の樹脂は紫外線硬化性樹脂からなる、請求項1~のうちいずれか一項記載の光吸収体。
  10. 前記光吸収層は、その表面に前記光閉じ込め構造が形成されてなる、請求項1~のうちいずれか一項記載の光吸収体。
  11. 光吸収体であって、
    光吸収材料を含む光吸収層と、
    前記光吸収層の上に、表面に複数の微小な突起が形成された光閉じ込め構造を有する樹脂からなる表面層と、を備え、
    前記光吸収材料は、前記表面層の表面を鏡面仕上げした場合の拡散反射光を検出するSCE(Specular Components Excluded)方式の視感反射率R SCE が0.20%以下になるように構成され、
    当該光吸収体は、正反射光と拡散反射光との合計を検出するSCI(Specular Components Included)方式の視感反射率RSCIが0.20%以下になるように構成される、前記光吸収体。
  12. 前記光閉じ込め構造は、表面から外方に向けて突出するように形成された複数の突起を有し、該突起は、その先端部が尾根状に連なりまたは円錐状であり、該先端部から基部に向かって次第に広がる断面形状を有し、隣合う尾根または隣合う円錐状の先端部の距離が0.1μm~100μmである、請求項11記載の光吸収体。
  13. 前記鏡面仕上げは、前記光閉じ込め構造が形成された前記表面層の表面に透明な樹脂を充填して形成される、請求項11記載の光吸収体。
  14. 前記鏡面仕上げは、前記表面層の表面を平坦に処理して形成される、請求項11記載の光吸収体。
  15. 前記光吸収層は、黒色漆、無機黒色顔料、配向性カーボンナノチューブおよび黒色染料の群から選択される光吸収材料と樹脂を含み、または多孔性無機黒色膜、静電植毛型黒色布および発泡ポリウレタン型黒色シートの群から選択される光吸収材料を含む、請求項1114のうちいずれか一項記載の光吸収体。
  16. 前記光吸収材料が黒色染料の場合、該光吸収材料としてカーボンブラックをさらに含む、請求項15記載の光吸収体。
  17. 前記光吸収材料が黒色漆、配向性カーボンナノチューブまたは黒色染料の場合、前記光吸収層の下に多孔性無機黒色膜またはカーボンブラックを含む樹脂層をさらに備える、請求項15記載の光吸収体。
  18. 前記表面層は、黒色染料を含む、請求項1117のうちいずれか一項記載の光吸収体。
  19. 前記表面層は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂および塩化ビニル樹脂の群から選択される少なくとも一つの樹脂からなる、請求項1118のうちいずれか一項記載の光吸収体。
  20. 前記表面層は紫外線硬化性樹脂からなる、請求項1118のうちいずれか一項記載の光吸収体。
  21. 当該光吸収体は、前記SCI方式の視感反射率RSCIが0.10%以下になるように構成される、請求項1~20のうち、いずれか一項記載の光吸収体。
  22. 光吸収体の製造方法であって、
    光吸収材料と樹脂液により光吸収層の前駆体を形成するステップと、
    前記樹脂液が硬化する前に、複数の微小な突起が表面に形成されたモールドを前記前駆体の表面に型押して該樹脂液を硬化させ、表面に光閉じ込め構造を有する光吸収層を形成するステップと、を含み、
    前記光吸収材料は、黒色漆、無機黒色顔料、配向性カーボンナノチューブおよび黒色染料の群から選択される材料を含み、
    前記光吸収材料は、前記光吸収層の表面を鏡面仕上げした場合の拡散反射光を検出するSCE(Specular Components Excluded)方式の視感反射率R SCE が0.20%以下になるように構成され、
    当該光吸収体は、正反射光と拡散反射光との合計を検出するSCI(Specular Components Included)方式の視感反射率RSCIが0.20%以下になるように構成される、前記製造方法。
  23. 光吸収体の製造方法であって、
    黒色漆、無機黒色顔料、配向性カーボンナノチューブおよび黒色染料の群から選択される光吸収材料と樹脂を含み、または多孔性無機黒色膜、静電植毛型黒色布および発泡ポリウレタン型黒色シートの群から選択される光吸収材料を含む、光吸収層を形成するステップと、
    前記光吸収層の表面に樹脂液を塗布するステップと、
    前記樹脂液が硬化する前に、複数の微小な突起が表面に形成されたモールドを型押して該樹脂液を硬化させ、表面に光閉じ込め構造を有する表面層を形成するステップと、を含み、
    前記光吸収材料は、前記表面層の表面を鏡面仕上げした場合の拡散反射光を検出するSCE(Specular Components Excluded)方式の視感反射率R SCE が0.20%以下になるように構成され、
    当該光吸収体は、正反射光と拡散反射光との合計を検出するSCI(Specular Components Included)方式の視感反射率RSCIが0.20%以下になるように構成される、前記製造方法。
  24. 前記モールドを形成するステップをさらに含み、
    前記モールドを形成するステップは、樹脂基板にイオンビームを照射するステップと、前記照射された樹脂基板をアルカリ溶液でエッチングしてその表面に凹凸面を形成するステップと、前記エッチングした樹脂基板の凹凸面に樹脂液を塗布して前記モールドを形成するステップと、を含む、請求項22または23記載の製造方法。
  25. 前記モールドを形成するステップをさらに含み、
    前記モールドを形成するステップは、樹脂基板にイオンビームを照射するステップと、前記照射された樹脂基板をアルカリ溶液でエッチングしてその表面に凹凸面を形成するステップと、前記エッチングした樹脂基板の凹凸面に樹脂液を塗布して転写体を形成するステップと、前記転写体の凹凸面に樹脂液を塗布して前記モールドを形成するステップと、を含む、請求項22または23記載の製造方法。
  26. 前記樹脂基板は、アリルジグリコールカーボネート樹脂(CR-39)からなる、請求項24または25記載の製造方法。
  27. 前記モールドはガス透過性エラストマー素材からなる、請求項2226のうちいずれか一項記載の製造方法。
  28. 前記モールドは、表面から外方に向けて突出するように形成された複数の突起を有し、該突起は、その先端部が尾根状に連なりまたは円錐状であり、該先端部から基部に向かって次第に広がる断面形状を有し、隣合う尾根または隣合う円錐状の先端部の距離が0.1μm~100μmである、請求項2227のうちいずれか一項記載の製造方法。
JP2022546218A 2020-09-04 2021-08-19 光吸収体およびその製造方法 Active JP7655571B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020149055 2020-09-04
JP2020149055 2020-09-04
PCT/JP2021/030293 WO2022050061A1 (ja) 2020-09-04 2021-08-19 光吸収体およびその製造方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JPWO2022050061A1 JPWO2022050061A1 (ja) 2022-03-10
JPWO2022050061A5 JPWO2022050061A5 (ja) 2023-05-24
JP7655571B2 true JP7655571B2 (ja) 2025-04-02

Family

ID=80491091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022546218A Active JP7655571B2 (ja) 2020-09-04 2021-08-19 光吸収体およびその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230296808A1 (ja)
EP (1) EP4206753A4 (ja)
JP (1) JP7655571B2 (ja)
WO (1) WO2022050061A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024138217A1 (en) * 2022-12-23 2024-06-27 The University Of Massachusetts Photoacoustic devices and methods of manufacture thereof
CN119676538A (zh) * 2023-09-21 2025-03-21 华为终端有限公司 一种镜筒、摄像头模组及电子设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005072662A (ja) 2003-08-25 2005-03-17 Sharp Corp 透光板および透光板の製造方法、並びに透光板を用いた画像入力装置
US20080198296A1 (en) 2007-02-16 2008-08-21 Industrial Technology Research Institute Liquid crystal display device, backlight module and fabrication method thereof
JP2011154179A (ja) 2010-01-27 2011-08-11 Dainippon Printing Co Ltd コントラスト向上フィルタ及びその製造方法
JP2013018910A (ja) 2011-07-13 2013-01-31 Asahi Kasei E-Materials Corp 樹脂硬化物
JP2015114464A (ja) 2013-12-11 2015-06-22 旭化成イーマテリアルズ株式会社 機能転写体及び機能層の転写方法
JP2018532671A (ja) 2015-08-27 2018-11-08 サレイ ナノシステムズ リミテッド 超低反射率の疎水性コーティングおよびその方法
WO2019087439A1 (ja) 2017-11-02 2019-05-09 国立研究開発法人産業技術総合研究所 光吸収体の製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4190253B2 (ja) * 2002-10-31 2008-12-03 大日本印刷株式会社 コントラスト向上シートおよび背面投射型スクリーン
WO2013009684A1 (en) * 2011-07-08 2013-01-17 The University Of Akron Carbon nanotube-based robust steamphobic surfaces
KR20160015162A (ko) * 2014-07-30 2016-02-12 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 방현 필름
TWI673513B (zh) * 2014-09-26 2019-10-01 日商大日本印刷股份有限公司 抗反射膜、顯示裝置及顯示裝置之抗反射膜之選擇方法
JP6682095B2 (ja) 2015-07-03 2020-04-15 国立大学法人九州大学 光学部材及び光導光部材
TWI821234B (zh) * 2018-01-09 2023-11-11 美商康寧公司 具光改變特徵之塗覆製品及用於製造彼等之方法
CA3111808A1 (en) * 2018-09-07 2020-03-12 Kremenak Nanotech, Inc. Methods of producing functionalized powder particles
FR3089513B1 (fr) * 2018-12-10 2022-04-08 Commissariat Energie Atomique Surface antireflet diffusante et conductrice
EP3931608B1 (en) * 2019-05-15 2024-05-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Light-diffuser, light diffusing adhesive, light diffusing hard coat member, light diffusion film, and image forming apparatus including light diffusion film

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005072662A (ja) 2003-08-25 2005-03-17 Sharp Corp 透光板および透光板の製造方法、並びに透光板を用いた画像入力装置
US20080198296A1 (en) 2007-02-16 2008-08-21 Industrial Technology Research Institute Liquid crystal display device, backlight module and fabrication method thereof
JP2011154179A (ja) 2010-01-27 2011-08-11 Dainippon Printing Co Ltd コントラスト向上フィルタ及びその製造方法
JP2013018910A (ja) 2011-07-13 2013-01-31 Asahi Kasei E-Materials Corp 樹脂硬化物
JP2015114464A (ja) 2013-12-11 2015-06-22 旭化成イーマテリアルズ株式会社 機能転写体及び機能層の転写方法
JP2018532671A (ja) 2015-08-27 2018-11-08 サレイ ナノシステムズ リミテッド 超低反射率の疎水性コーティングおよびその方法
WO2019087439A1 (ja) 2017-11-02 2019-05-09 国立研究開発法人産業技術総合研究所 光吸収体の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20230296808A1 (en) 2023-09-21
WO2022050061A1 (ja) 2022-03-10
EP4206753A1 (en) 2023-07-05
JPWO2022050061A1 (ja) 2022-03-10
EP4206753A4 (en) 2024-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4155336B1 (ja) 防眩性フィルム及びその製造方法、並びにそれを用いた表示装置
RU2468397C2 (ru) Пленка для предотвращения отражения и дисплейное устройство
JP5748655B2 (ja) 軸外の可視のしるしを有する光制御フィルム
JP5103825B2 (ja) 光学積層体、その製造方法、偏光板及び画像表示装置
JP7655571B2 (ja) 光吸収体およびその製造方法
US20130266762A1 (en) Structured Smudge-Resistant Coatings and Methods of Making and Using the Same
KR20100019407A (ko) 눈부심 방지성 필름 및 그 제조 방법과 그것을 이용한 표시 장치
KR102020187B1 (ko) 장식 시트 및 장식 성형품
JP2008158293A (ja) 親水性反射防止構造
KR102723761B1 (ko) 저 스파클 무광 코트 및 제조 방법
JP7044951B2 (ja) 光学フィルタ、その製造方法および光学モジュール
JP2017047597A (ja) 加飾シート、加飾成形品、および加飾成形品の製造方法
JP2017047594A (ja) 加飾シート、加飾成形品、および加飾成形品の製造方法
JP5108981B2 (ja) 映写用スクリーン及びこれを用いたホワイトボード装置
CN101470216A (zh) 抗眩膜及抗眩涂液组合物
KR100917496B1 (ko) 눈부심 방지 장치 및 이를 제조하는 방법
JPH0915404A (ja) スクリーン印刷による光拡散フィルタ及びその製造方法
CN1650194A (zh) 可见光吸收膜和有该可见光吸收膜的结构体及形成该可见光吸收膜的可见光吸收油墨
JP2003107217A (ja) 光拡散板及びその製造方法
KR20150086564A (ko) 광확산 소자
JP2016029456A (ja) 低反射シート
JPWO2022050061A5 (ja)
JP6079947B1 (ja) 離型シートおよび樹脂皮革
JP6617952B2 (ja) 加飾シート、加飾成形品、および加飾成形品の製造方法
JP6696114B2 (ja) 低反射シート

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230511

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230511

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231219

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20240123

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240411

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240806

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20241001

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250311

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250313

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7655571

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150